Как выбрать ибп для домашнего компьютера

Типы источников бесперебойного питания, принцип действия

Виды ИП

Стандарт IEC 62040-3 имеет классифицирует все ИБП для питания бытовой высокотехнологичной техники по схеме построения:

• Резервные;
• Линейно-интерактивные;
• Двойного преобразования.

В зависимости от напряжения нагрузки ИБП бывают:

• Однофазными;
• Трехфазными;
• Однофазные в трехфазных групповых сетях.

3.1. Резервный

Резервный ИБП (другие названия Off-line, Back UPS, Standby) – это электронный прибор, переключающий питание оборудования на резервный аккумулятор (находится в составе устройства) при сбоях питания.

Недорогие бесперебойники предназначенные для защиты не очень важных рабочих станций. Устройство передает входное напряжение непосредственно на нагрузку. Контролируется качество подачи напряжения и при сбоях питания переводится на питание от батареи через инвертор. Время переключения с внешнего питания на АКБ приблизительно 0.01 сек.

3.2. Линейно-интерактивный

ИБП данного вида обеспечивают питание через ступенчатый стабилизатор. Данный узел устройства корректирует напряжение на входе (повышенное и пониженное) и фильтрует помехи. При сбое питания включается батарея и через инвертор питает нагрузку. Время переключения с внешнего питания на АКБ приблизительно 0.01 сек.

3.3. ИБП двойного преобразования

ИБП такого вида являются самыми сложными и самыми надежными. Принцип работы заключается в преобразовании входного переменного тока в постоянный. Постоянный ток заряжает аккумулятор и инвертируется в переменный. Даже если напряжение на входе очень низкое или очень высокое все равно на выходе устройства “чистая” синусоида нормальной частоты и амплитуды. В случае полного пропадания напряжения инвертор начинает питаться от батареи. Никаких перепадов на выходе бесперебойника при переключении питания на аккумулятор не происходит.

4. Схема ИБП (электрическая)

Как работает ИПБ.

Блок схема данного резервного ИБП выглядит так:

Качество выдаваемого тока

Бесперебойные источники питания должны выдавать ток надлежащего качества. При работе от батарей за это отвечает инвертор, а в случае питания от сети, проблемные моменты должны сглаживать фильтры и стабилизатор. Возникающие в электрической цепи помехи имеют разный генезис и последствия для электроники. Поэтому в этом вопросе тоже нужно тщательно разобраться.

Сетевые помехи и защита

Все современные ИБП оснащены защитой от проблем, связанных со стороны обслуживаемых приборов. Если суммарная нагрузка будет превышать максимально допустимую или произойдет короткое замыкание, то бесперебойник сразу отключит питание.

Помехи в сети можно условно разделить на частотные и импульсные. Первые не так опасны, особенно для блоков питания компьютеров или телевизоров, которые преобразуют переменный ток в постоянный. Вторые могут вызвать проблему у любой электроники.

Поэтому большинство ИБП оснащены защитой от импульсов и гармоник с помощью варисторов и высокочастотных фильтров.

Удаление помех на линии происходит в два этапа. Сначала варисторы отсекают высокочастотные импульсы, а затем фильтр сглаживает мелкие скачки

Проблема появления высоковольтных импульсов характерна не только для силовых кабелей, но и для сетей передачи данных – компьютерных или телефонных. Они могут возникнуть по причине воздействия атмосферного электричества, пробоев рядом расположенной проводки, возникающих электрических наводок и других причин.

Многие производители выпускают модели с возможностью защиты локальной сети. Для этого у ИБП есть два разъема RJ-45 – один на вход и один на выход. Сигнал проходит через фильтр, который подавляет всплески напряжения. Для телефонных линий система такая же, только разъемы имеют формат RJ-11.

Низкое и высокое напряжение

Регулировка вольтажа происходит с помощью автоматического регулятора напряжения (AVR), основным элементом которого служит автотрансформатор. Принцип его функционирования опирается на изменении количества витков одной из обмоток, в результате чего происходит изменение напряжения в сторону увеличения или уменьшения его значения.

Наличие AVR в ИБП позволяет не включать каждый раз автономный режим при незначительном отклонении напряжения от нормативных показателей. Это значительно увеличивает срок службы аккумуляторов.

Профессиональные мультиметры, такие как CEM DT 9909, способны в течение длительного времени записывать значение напряжения. Применение такого прибора может помочь в выборе стабилизатора или ИБП

Согласно ГОСТ 29322-2014 допустимо 10-и процентное отклонение напряжения от эталонного значения на время не более чем 1 час. Все современные ИБП с регуляторами справляются с такими колебаниями.

Чистота выходящего сигнала

От модели инвертора, которая установлена в бесперебойник, зависит тип выходного сигнала. В идеале, кривой напряжения переменного тока должна быть синусоида. Но после преобразования через инвертор она принимает ступенчатый вид.

Чем больше количество ступенек в кривой зависимости мгновенного напряжения от времени, тем лучше качество переменного тока

Для некоторых устройств это важно. Для оборудования, которое содержит асинхронные электродвигатели (холодильник, кондиционер), трансформаторные блоки питания (качественная аудиотехника), блоки питания APFC (сервера и мощные вычислительные компьютеры) нужна чистая или хорошо аппроксимированная синусоида

Для оборудования, которое содержит асинхронные электродвигатели (холодильник, кондиционер), трансформаторные блоки питания (качественная аудиотехника), блоки питания APFC (сервера и мощные вычислительные компьютеры) нужна чистая или хорошо аппроксимированная синусоида.

Ни один инвертор, а значит, и ИБП не выдает чистую синусоиду, чтобы не писали в рекламных брошюрах производители оборудования. Приближение выходящего сигнала к синусоиде оценивают через коэффициент нелинейных искажений (THD).

Выходящий от блока сигнал можно считать синусоидальным при THD<5%. У некоторых моделей, например IMV NetPro 2000, этот показатель равен всего 2%.

Виды

Выше говорилось, что существуют три вида источника бесперебойного питания: резервный, интерактивный и с двойным преобразованием. Для каждого случая подойдет тот или иной вид бесперебойника. Более подробно расскажем об их применении, выполняемых ими функциях далее.

Резервный

Такой вид бесперебойника устроит потребителя, редко сталкивающегося с отключением электроэнергии, скачками напряжения. Резервный UPS является для подобного случая наиболее оптимальным вариантом. Автономная работа ограничивается 5 — 10 минутами, вполне достаточно, чтобы отключить компьютер от сети.

Интерактивный

При частых перебоях и скачках электроэнергии следует приобрести интерактивный UPS. Стоят они дороже резервных аналогов, но их выбор обходится дешевле, чем ремонт оргтехники после воздействия подобных казусов.

Цена выше, чем у предыдущего вида прибора во многом из-за использования более сложной схемы. Она позволяет при скачках не переходить в автономный режим, а выравнивает напряжение благодаря встроенному трансформатору. Аккумулятор включается только во время экстренных ситуаций, когда не удается добиться нормальной, стабильной подачи электричества.

С двойным преобразованием

Самыми дорогими являются источники с двойным преобразованием. Их покупка оправдана, когда речь заходить о бесперебойной эксплуатации серверов.

Их принцип работы намного сложнее, чем у упомянутых ранее бесперебойников. Питание на подключаемые устройства подается как от сети, так и от аккумулятора UPS. Сетевое напряжение подается на фильтр оборудования, происходит сглаживание перебоев, подавление высокочастотных помех. Затем происходит выпрямление тока при помощи диодов. Далее выпрямленное электричество подается на инвертор, там оно снова становится переменным, подается на потребляющие его устройства.

Как подключить бесперебойник к устройству

09.08.2018

Бесперебойник — название говорит о том, что при отключении компьютера от сети, питание все равно будет поступать. Источники бесперебойного питания (ИБП) бывают абсолютно разные. Их применение широко распространено на многие агрегаты. Наиболее высоким спросом они пользуются на компьютеры, из-за их слишком высокой чувствительности к даже небольшим перепадам электроэнергии. Ну а если обратиться к статистике, то практически половина всех сгоревших приборов в квартире случаются именно из-за перепадов энергии. Нельзя пренебрегать данным устройством, ведь оно может сохранить и средства и время.

Вот вы приобрели новый бесперебойник и думаете, что теперь уже все проблемы с электроэнергией решены. Его основной целью является постоянная поддержка компьютера или других устройств, подключенных к нему, даже если резко и полностью отключится электричество. Это особенно полезно, если вы, к примеру, делали отчет на работу ине успели сохранить его. Помогает это и геймерам. Им не придется заново проходить долгий и назойливый уровень.

Главным недугом для многих людей является то, что они просто не могут правильно подключить его к компьютеру. Даже если имеется инструкция на русском языке, многим сложно правильно подключить бесперебойник.

Как подключить бесперебойник к компьютеру.

Подключение ИБП может вызвать большие затруднения для неподготовленного человека. Хотя на самом деле, если правильно следовать шагам, можно легко и просто его подключить к компьютеру.

1. Подсоедините ИБП в сеть, с помощью сетевого фильтра. Это поможет заряжаться батареи.
2. Подключите компьютера к бесперебойнику, с помощью сетевого кабеля.
3. Бесперебойник вставьте в розетку и запустите его.
4. Включите компьютер.

При включении и выключении ИБП, довольно часто монитор компьютера начинает отключаться. Это происходит потому, что сам источник бесперебойного питания включает в себя поддержку питания только системного блока

Очень важно смотреть на мощность монитора. Подключить его к ИБП можно

Для этого нужно приобрести определенный кабель с нужными разъемами. Если вы это уже сделали, то дальнейшее подключение не должно составить труда.

Как подключить бесперебойник к ноутбуку.

На самом деле подключение к ноутбуку бесперебойника не имеет смысла. Хотя оно возможно. У ноутбука имеется свой аккумулятор, который поддерживает питание даже если полностью отключена сеть.

Последовательное подключение.

Сейчас мы снова разберемся в конструкции подключения ИБП. Вам понадобится:

• шнур, входящий в комплект бесперебойника;
• подсоединять шнур к компьютеру и бесперебойнику нужно только тогда, когда они находятся в выключенном состоянии. После подключения аккумулятор начнет заряжаться.
• Если у вас в конструкции имеются линии связи, то не пренебрегайте ими — используйте их.

После покупки бесперебойника лучше сразу зарядить его батарею, так как они обычно не заряжены. Не стоит подключать ИБП к лазерным принтерам.

Как отключить бесперебойник.

Делать это не обязательно. Но если вы все хотите, то просто после отключения компьютера, отсоедините шнур.

Источник бесперебойного питания — вещь невероятно полезная. Она поможет вам предостеречься от потери важных файлов и перегорания самого компьютера

Важно лишь правильно его подключить. Сделать это поможет

Правила размещения ИБП

Согласно статистике сервисной службы ГК «Штиль», более половины преждевременных выходов ИБП из строя связаны либо с размещением устройства в зоне с неподходящими для него условиями, либо с ошибками, допущенными при подсоединении питающей сети или нагрузки.

Обратите внимание!

Поломки, появившиеся вследствие указанных причин, не являются гарантийными случаями!

С помещением, в котором будет эксплуатироваться ИБП, рекомендуется определиться заранее, до покупки изделия. В общем случае оно должно:

• обеспечивать нахождение температуры и влажности в рамках допустимых для прибора пределов. Большинство бытовых «бесперебойников» рассчитаны на работу в условиях положительных температур, не превышающих значения в 40 С°, и при относительной влажности до 80%;
• гарантировать достаточную вентиляцию – выделяемое в процессе работы любого ИБП тепло должно своевременно отводится либо за счет естественной циркуляции воздуха вокруг и через корпус прибора, либо с помощью принудительного обдува;
• исключать контакт прибора с химически активными или легковоспламеняющимися предметами и веществами (в любой форме), а также с водой, в том числе и в виде конденсата;
• не иметь источников повышенной вибрации и не характеризоваться наличием большого количества мелких летучих частиц, таких как бытовая и строительная пыль, опилки, уголь, мука и т.п.

На каждом конкретном объекте жилой недвижимости вышеприведённым критериям могут соответствовать различные помещения: где-то это будет коридор или кухня, где-то теплая терраса, где-то непыльная и проветриваемая подсобка или цокольный этаж с достаточным воздухообменом.

Если вы не можете самостоятельно определить оптимальное место для установки ИБП, то настоятельно рекомендуем проконсультироваться со специалистом!

В любом случае, не размещайте изделие в районе прямого падения солнечных лучей, в зоне ремонтных работ, рядом с нагревательными приборами и стыками элементов водопроводной сети, а кроме того, в захламлённых помещениях и в помещениях, где важен пониженный уровень шума (спальни, детские комнаты).

Стоит отметить, что дополнительным фактором риска для ИБП является доступ грызунов, домашних животных и маленьких детей.

Располагать ИБП необходимо только на жёстких поверхностях, способных выдержать вес прибора и обеспечить его постоянное нахождение в указанном производителем эксплуатационном положении.

Важно!

Перед монтажом «бесперебойника» навесного исполнения обязательно проверьте нагрузочную способность выбранной стены (особенно в случае гипсокартонной конструкции).

После установки ИБП убедитесь, что, во-первых, ничего не мешает свободному доступу воздуха к вентиляционным отверстиям (обязателен зазор минимум в 20 см до ближайшей поверхности), а во-вторых, что органы управления и индикации находятся в зоне быстрого и легкого доступа (как зрительного, так и ручного).

Классы ИБП

Резервные ИБП:

Достоинства	Недостатки
— Компактность, малый вес, экономичность, относительная дешевизна.	— Отсутствует стабилизация выходного напряжения; — Неполная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой пропускаются обратно в сеть; — Скачкообразное изменение напряжения, частоты и формы выходного напряжения при переходе на питание от батареи (время переключения >5 мс); — Прямоугольная форма выходного напряжения вместо синусоидальной.

ИБП резервного типа: нормальный режим работы (rectifier — выпрямитель, inverter — инвертор, SPD — фильтр питания, bypass — байпас).ИБП резервного типа: аварийный режим работыЛинейно-интерактивный ИБП: нормальная работа.Линейно-интерактивный ИБП: аварийный режим.Линейно-интерактивные ИБП:

Достоинства	Недостатки
— Компактность, экономичность; — Ступенчатая стабилизация входного напряжения; — Почти синусоидальная форма выходного напряжения; — Невысокая стоимость.	— Они дороже, чем резервные; — Отсутствие реальной изоляции нагрузки от сети распределения питания; — Отсутствие регулировки и стабилизации входной частоты; — Сравнительно слабая стабилизация выходного напряжения, особенно при переходных процессах или в случае пошагового изменения нагрузки; — Низкая эффективность при питании нелинейных нагрузок.

ИБП с дельта-преобразованием в штатном и автономном режимах.ИБП с дельта-преобразованием:

Достоинства

Недостатки

— Высокий КПД (при идеальных параметрах входного напряжения); — Высокий коэффициент мощности по входу (не требуется применение корректирующих фильтров).

— Повышенная сложность из-за применения двунаправленных инверторов и, соответственно, меньшая надежность; — Меньшая степень защиты нагрузки в нормальном режиме работы от резких изменений входного напряжения вследствие инерционности схемы обратной связи; — Отсутствие защиты нагрузки в нормальном режиме работы от отклонений частоты входного напряжения; — Отсутствие встроенной гальванической развязки между входом и выходом.

Линейно-интерактивный ИБП APC BR1000G дает на выходе не совсем чистую синусоиду, но такой аппроксимации достаточно для большинства устройств.системы с двойным преобразованиемИБП с двойным преобразованием отличает надежная защита нагрузки по электропитанию. ИБП с двойным преобразованием: аварийный режим, питание от батареи.ИБП с двойным преобразованием:

Достоинства	Недостатки
— Максимальная фильтрация сетевого напряжения от помех и выбросов; помехи, генерируемые нагрузкой, не пропускаются обратно в сеть; — Питание нагрузки «чистым» синусоидальным электропитанием, стабилизированным по величине, частоте и форме напряжения, при работе от сети и от батарей; — Переключение на батареи происходит мгновенно, при этом любые переходные процессы отсутствуют.	— Относительная сложность и более высокая стоимость; — Дополнительные энергозатраты на двойное преобразование напряжения, снижающие КПД; — Невысокий коэффициент мощности по входу (для его повышения требуется дополнительный элемент — THD-фильтр).

Краткое сравнение ИБП разных классов

	Резервные	Линейно-интерактивные	С двойным преобразованием
Мощность ИБП	менее 1,5 кВА	менее 4 кВА	не ограничена
Режим работы от сети
Стабилизация напряжения	нет	ступенчатая	полная
Стабилизация частоты	нет	Нет	есть
Фильтрация помех	слабая	средняя	максимальная
Батарейный режим
Частота переходов	частая	средняя	редкая
Время перехода на батареи	5-15 мс	2-6 мс	нет
Форма синусоиды	часто трапецеидальная	синусоидальная	синусоидальная
режим «байпас»	нет	нет	есть
гальваническая развязка	Нет	нет	возможна

• Класс VFI (Voltage & Frequency Independent) — выходные напряжение и частота ИБП не зависят от входных параметров.
• Класс VI (Voltage Independent) — выходная частота совпадает с входной, напряжение на выходе регулируется в заданных пределах.
• Класс VFD (Voltage & Frequency Dependent) — выходное напряжение и частота совпадают с входными.

Топология ИБП	Спецификация	Типовая мощность	Типовое применение
Резервный	Voltage & Frequency Dependent (VFD)	1500 ВА	Малый офис, домашние ПК и другие не критичные среды
Линейно-интерактивный	Voltage Independent (VI)	5000 ВА	Малый бизнес, веб-сайты, серверы подразделений
С двойным преобразованием	Voltage and Frequency Independent (VFI)	1000 кВА	Дата-центры

• S соответствует синусоидальному выходному напряжению с коэффициентом нелинейных искажений (КНИ) менее 8% как при линейной, так и при нелинейной нагрузке.
• X соответствует несинусоидальному сигналу с КНИ более 8% при нелинейной нагрузке.
• Y соответствует несинусоидальному сигналу при любой нагрузке, КНИ превышает установленные в IEC 61000-2-4 пределы.

Какие бывают ИБП?

Источники бесперебойного питания делятся на три вида:

1. Оффлайн ИБП;
2. Линейно-интерактивные ИБП;
3. Онлайн ИБП (ИБП с двойным преобразованием).

Рассмотрим в отдельности каждый из видов бесперебойников. Эта информация поможет вам при выборе ИБП для собственных нужд.

Оффлайн ИБП

Принцип работы данного типа источника питания заключается в автоматическом переключении компьютера или другого подключенного устройства на питание от встроенных батарей при отключении от внешней электросети.

Зачастую роль переключателя выполняет механическое реле, в связи с чем вы можете услышать щелкающий звук при переходе ИБП от внешнего источника питания на аккумуляторы и наоборот.

Данный вид получил широкое распространение у рядовых пользователей и в офисах.

К плюсам таких ИБП можно отнести простоту, компактность и дешевизну. Основным же минусом является невозможность стабилизации входного напряжения, в связи с чем ваш компьютер не будет защищен от резких перепадов напряжения. Также у данного вида наблюдается повышенный износ аккумуляторных батарей.

Линейно-интерактивные ИБП

Данный вид бесперебойников в большинстве случаев применяется для защиты сетевого и прочего телекоммуникационного оборудования, а также групп компьютеров.

Основной особенностью данных источников является возможность регулировки выходного напряжения без подключения к аккумуляторам независимо от того, какое напряжение (повышенное или пониженное) на входе.

Плюсами данного типа ИБП являются небольшие размеры, низкая стоимость, автоматическая регулировка напряжения, экономичность.

Но есть у него и минусы – это относительно долгое переключение на аккумуляторные батареи, невозможность корректировки формы выходного напряжения при работе от внешней сети питания, изменение выходного напряжения происходит ступенчато.

Принцип работы

Здесь стандартное для Off line прибора коммутационное устройство дополнено ступенчатым стабилизатором и автоматической системой регуляции напряжения. Главное преимущество такого подхода — гарантированный нормальный ток на выходе даже при небольших бросках в сети. Как говорилось выше, это позволяет прибору не переключаться в автономный режим без надобности.

Но из этого следует и недостаток: хотя переключение в случае реальной пропажи тока извне происходит быстро, но все же не мгновенно (хотя и быстрее резервных). Кроме того, в сравнении с более продвинутыми онлайн блоками линейно-интерактивный стабилизирует напряжение относительно грубо.

Функционирование в нормальном режиме:

После переключения в автономный:

Линейный ИПБ достаточно прост, надежен и имеет высокий КПД. Приборы подобного типа тоже применяют для защиты компьютеров, серверов, оргтехники и так далее. Они отлично подходят для работы в связке с любым оборудованием на импульсных источниках питания. Кроме того, существует еще два подвида по методике генерации выходного напряжения в автономном состоянии:

• с аппроксимированной синусоидой;
• с чистым синусоидальным током.

Второй подтип способен конкурировать с «онлайновыми» источниками и применяется, кроме прочего, для организации защиты электродвигателей, насосов отопительных систем и газовых котлов.

ИБП с двойным преобразованием

Данный тип ИБП выполняет преобразование напряжения дважды: входное переменное напряжение преобразуется в постоянное, а затем постоянное преобразуется в эталонное переменное напряжение и подается на устройства.

Применяется данный вид там, где требуется эталонное напряжение, а питаемые устройства требовательны к качеству питания. Подключаемые устройства могут быть самые различные: обычные рабочие станции, файловые серверы, сетевые устройства и прочее требовательное к питанию оборудование.

Плюсы у онлайн ИБП существенные: полный контроль входного и выходного напряжения, нулевое время ожидания переключения на аккумуляторы, подключенное оборудование никаким образом не влияет на внешнюю электросеть.

Минусы тоже имеются: дороговизна, сложная конструкция, потребление электроэнергии «на себя» в режиме двойного преобразования.

Для дома и офиса вполне хватает первого типа ИБП. Но если есть финансовая возможность, то я бы порекомендовал вам последний вид. Это наиболее надежный тип защиты вашего компьютерного оборудования от некачественного напряжения.

Доверие к производителю как необходимый фактор

Напоследок хочется добавить, что все описанные выше параметры стоит принимать во внимание только в том случае, если есть доверие к производителю. Крупные компании с многолетним стажем, например, Eaton, постоянно работают над повышением качества своей продукции и гарантируют, что все указанные в технических характеристиках показатели полностью соответствуют действительности

Это особенно важно, если речь идёт о защите ценного оборудования или крупной сетевой инфраструктуры, когда любой сбой из-за недостаточной мощности ИБП или запоздалого быстрого перехода на питание от батарей может привести к потере времени, средств и доверия клиентов