Арс блок бесперебойного питания: Домашняя страница APC — APC Russia

Мы выбрали CyberPower CP685AVR в качестве нашего победителя.

Майкл Хессион

Изучив более двух десятков моделей, опросив экспертов и проверив наших лучших кандидатов на должности инженера-электрика, мы обнаружили, что CyberPower CP685AVR является лучшим источником бесперебойного питания (ИБП) для людей, которые хотят поддерживать работу домашней сети во время отключения электроэнергии. часа или меньше.Его легко настроить, он имеет одни из самых положительных отзывов пользователей в своем классе, и это самый доступный прибор, который мы нашли. Нам также нравятся Back-UPS APC BE650G1, если они доступны по меньшим ценам. Но если вам нужно больше, чем модем и маршрутизатор Wi-Fi, или если вам нужно дольше оставаться в сети, то APC BR1000G Back-UPS Pro — лучший выбор, с более чем удвоенной мощностью, что вдвое дешевле.

CyberPower CP685AVR будет охватывать основы для большинства людей во время коротких отключений.В наших тестах он обеспечивал достаточную мощность для поддержания среднего кабельного или DSL-модема и маршрутизатора Wi-Fi в течение часа, что означает, что вы можете оставаться в сети, чтобы скоротать время при выключенном освещении или, в случае крайней необходимости, сохранить цифровая телефонная служба работает, чтобы вы могли достичь внешнего мира. По размеру заросший сетевой фильтр, CP685AVR достаточно мал, чтобы прятаться в том же углу, что и ваше сетевое устройство, и, поскольку он имеет встроенную защиту от перенапряжений, вам будет на что меньше покупать. Хотя вы можете легко тратить больше на ИБП, у вас действительно нет причин, если вам нужна только базовая, некритическая защита и ограниченное количество энергии.

Когда мы тестировали CyberPower CP685AVR вместе с обратным ИБП APC BE650G1, CyberPower продержался дольше и оставался вернее своему заявленному рейтингу, но разница составляла в среднем менее пяти минут безотказной работы — 59,6 минут против 55,8 минут. Оба устройства также имеют защиту от перенапряжения на всех восьми розетках, одинаковую трехлетнюю гарантию и отсутствие индикации состояния. Если вы можете получить APC BE650G1 дешевле, чем CyberPower, он также будет вам полезен.

Если вы хотите подключить больше устройств или если вам необходимо иметь возможность использовать их дольше при отключении электричества, APC BR1000G Back-UPS Pro предлагает немного дополнительного сока.Это почти вдвое дороже нашего лучшего выбора, но продлится более чем в два раза дольше при питании 50-ваттной нагрузки, такой как модем и маршрутизатор Wi-Fi — около 2 часов, 15 минут в наших тестах. Даже с большей батареей BR1000G может поддерживать 300-ваттную нагрузку, например, настольный компьютер и периферийные устройства, работающие всего около 15 минут, что может оказаться достаточным временем для сохранения прогресса в игре или проверки у коллег перед началом работы. быть изгнанным из связанного мира.

Зачем покупать ИБП?

Этот тип системы резервного питания на батарейной основе в основном представляет собой устройство защиты от перенапряжений, батарею и инвертор питания, заключенные в одно устройство.Примите во внимание следующее: при потоковой передаче онлайн-видео на компьютер или телефон видеопроигрывателю сначала требуется несколько секунд (или минут), чтобы записать некоторые видеоданные в буфер, чтобы, если ваше интернет-соединение несовместимо во время просмотра Вы по-прежнему получаете плавное воспроизведение. ИБП является аналогичным буфером, но для вашего электричества в том случае, если ваше питание временно падает или полностью отключается, все, что подключено к ИБП, может продолжать получать энергию из буфера, не подозревая о проблеме. Хотя буфер — батарея внутри ИБП — в конце концов разряжается, он должен держать вас в сети во время коротких отключений.

Для многих людей ИБП попадает в мрачную серую область между потребностями и нуждами. Если у вас есть настольный компьютер или сетевое хранилище, вам может потребоваться ИБП для предотвращения потери данных на ваших дисках в случае внезапного отключения питания. И если вы пользуетесь услугами цифровой телефонной связи через своего оператора широкополосной связи, и компания экономит ваше оборудование, не включая батарею, вам может потребоваться ИБП для питания модема телефона во время отключения электроэнергии, чтобы вы могли связаться со службами экстренной помощи. Но ИБП также удобен во время мирских отключений электроэнергии, потому что он позволяет вам проводить время в Facebook или Netflix, пока вы ждете возвращения сока.

Хотя ИБП имеет смысл во многих сценариях, нет необходимости тратить деньги на громоздкие ИБП, когда все, что вам нужно, это защита от перенапряжения. ИБП также не является правильным выбором для поддержания питания обширного домашнего кинотеатра или для работы большинства бытовых приборов — если ваши потребности соответствуют этим масштабам, вы можете рассмотреть возможность использования домашнего генератора или системы батарей, предназначенной для автономного питания. мощность. Точно так же, если вы пытаетесь выяснить, как питать электронику далеко от электросети, такие компании, как GoalZero и Renogy, предлагают более подходящий вариант.

Как мы выбрали и протестировали

Чтобы найти лучший ИБП для большинства людей, мы рассмотрели выходную мощность, емкость аккумулятора и комментарии пользователей к 28 наиболее популярным и наиболее популярным вариантам ИБП на Amazon. Сфера в основном состоит из продуктов от известных брендов, таких как APC, CyberPower и Tripp Lite, с несколькими небольшими брендами.

Когда вы решаете, какой размер ИБП вам нужен, вы на самом деле оцениваете две разные вещи: выходную мощность и емкость аккумулятора.Большинство моделей ИБП имеют максимальную выходную мощность, указанную в вольт-амперах (ВА) или Вт (Вт), прямо в названии. Но это число указывает только на то, сколько ИБП может обеспечить ИБП, то есть, сколько устройств вы можете подключить одновременно. Срок службы батареи будет зависеть от того, какое устройство вы подключаете к ней: чем больше устройств заряжает батарея, тем меньше времени она вам даст. При увеличении максимальной выходной мощности емкость аккумулятора иногда следует, но не всегда, поэтому важно найти и сравнить оба значения.

Для нашего выбора, который мы выбрали исходя из способности продукта поддерживать домашнюю сеть в рабочем состоянии, максимальная производительность была менее важна, чем емкость. Комбинация модема и маршрутизатора мощностью 60 Вт не станет проблемой даже для базовых ИБП, которые выдают около 350 ВА (примерно 200 Вт). Таким образом, вместо того, чтобы сосредоточиться на выходной мощности, мы сфокусировались на емкости, а именно на том, как долго каждый ИБП может поддерживать 50 Вт оборудования в рабочем состоянии.

Мы также искали модели с дополнительной выходной мощностью и мощностью, которые нужны ИБП для рабочих станций.Когда мы подсчитали энергопотребление современного настольного компьютера (около 150 Вт), нашего любимого 27-дюймового монитора (максимум 88 Вт), нашего любимого жесткого диска (от 10 Вт до 15 Вт) и того же модема и маршрутизатора, которые мы использовали в качестве ориентира для наш лучший выбор (60 Вт), мы едва преодолели 300 Вт. Поскольку большинство вариантов ИБП в этом диапазоне имеют только четыре розетки с батарейным питанием, вам вряд ли понадобится намного более высокая выходная мощность, чем эта.

Однако, чтобы получить разумное время работы, мы обнаружили, что было бы целесообразно перейти на мощность около 1000 ВА или около 600 Вт.При использовании ИБП такого размера вы обычно получаете 15 минут или около того, чтобы завершить текущую задачу и выключить установку мощностью 300 Вт, или пару часов, чтобы обеспечить работу 50 Вт оборудования Wi-Fi.

Для каждого уровня, сети и рабочей станции мы протестировали одну модель от APC и одну от CyberPower, крупнейших и наиболее популярных производителей в этом диапазоне производительности. Такие модели, как Tripp Lite AVR650UM, стоят дороже и имеют меньше обзоров, а предложения от Eaton стоят дороже и не предназначены для домашнего использования.В конце концов, варианты моделей от APC и CyberPower были наиболее привлекательными и содержали подробные положительные отзывы пользователей. Они также предложили одни из лучших показателей стоимости в долларах за минуту. Мы отправили все четыре — CyberPower CP685AVR, Back-UPS APC BE650G1, CyberPower BRG1000AVRLCD и Back-UPS APC BR1000G — инженеру-электрику Ли Джонсону, который приступил к их тестированию и разборке, чтобы оценить качество их компонентов и конструкции.

Наш генератор нагрузки «Сделай сам» не так точен, как программируемая нагрузка лабораторного уровня, но при мощности 50 Вт на лампу он может питать ИБП с нагрузкой переменного тока до 500 Вт и измерять время работы с помощью USB-регистратора данных, давая нам достаточно данных для оценки производительности ИБП для домашнего использования.

Ли Джонсон

Поскольку большинство электронных устройств изменяют свое энергопотребление в зависимости от их задачи, мы решили создать испытательный стенд, который обеспечивает более постоянную нагрузку, чем, скажем, ноутбук или маршрутизатор. Джонсон подключил 10 световых розеток для приема галогенных ламп мощностью 50 Вт, добавил USB-регистратор данных для отслеживания времени работы и использовал измеритель Kill-A-Watt в сочетании с мультиметром true-rms и осциллографом для проверки уровней мощности, что дает нам возможность выбора при необходимости повторить тесты.

Мы позволили каждому ИБП заряжаться в течение 12 часов перед каждым испытанием. Сначала мы дали каждому устройству нагрузку 50 Вт, пока он не выключился, повторив тест три раза. Затем мы повторили процесс на 300 Вт. Когда мы усреднили наши результаты, данные показали явных победителей для обоих классов, хотя разные марки выиграли каждый класс.

Наш главный выбор — CyberPower CP685AVR (слева) и наш апгрейд — APC BR1000G Back-UPS Pro (справа) со снятыми батареями. Внутренности ИБП направлены на обеспечение резервного питания, а не защиты от перенапряжения.

Ли Джонсон

Каждый крупный ИБП имеет встроенную базовую защиту от перенапряжения, что хорошо, потому что вы не должны подключать свой ИБП к устройству защиты от перенапряжений или подключать его к ИБП. К сожалению, большинство доступных ИБП не обеспечивают достаточной защиты по сравнению со специальным устройством защиты от перенапряжений; Джонсон разобрал наши образцы и нашел только основные средства защиты внутри.APC также обладает преимуществом дополнительных конденсаторов и фильтрующих цепей, которые помогают поддерживать постоянное питание. CyberPower CP685AVR не будет принимать столько ударов, ни больших, но модели APC и CyberPower имеют преимущество в виде дополнительного трансформатора, который действует как буфер между стеной и вашим оборудованием и создает линейную интерактивную топологию (некоторые производители это называется автоматическим регулированием напряжения или AVR). Если напряжение в вашем доме падает или падает в определенном диапазоне, трансформатор корректирует его для вашего оборудования, при этом ИБП не нужно переключаться на батарею или переключать питание на цепи защиты от перенапряжения.

(UPS): Обзор и руководство по покупке

<------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ------------------------>

ЧТО ТАКОЕ UPS?

ВИДЫ ИБП

A Резервный ИБП (SPS) включает в себя реле передачи.Он переключает нагрузку на инвертор с батарейным питанием, когда основной переменный ток находится вне диапазона. Типичное время передачи составляет от 2 мс до 10 мс, в зависимости от того, сколько времени требуется для обнаружения потери напряжения в сети и включения инвертора. В течение этого времени ток на нагрузку на мгновение прерывается. Вот почему перечисление таких устройств как «бесперебойное» несколько вводит в заблуждение. Сегодняшние ПК имеют встроенный блок питания с переключением режимов, который по своей природе обеспечивает определенное время удержания («пробега»).Для справки: блок питания SMPS для персональных компьютеров должен обеспечивать время удержания не менее 16 мс при номинальной нагрузке (это число соответствует одному циклу входа 60 Гц). Поскольку оно больше, чем обычное время передачи ИБП, большинство компьютеров не подвержены влиянию перехода от сети к ИБП. С другой стороны, поскольку SPS-инвертор работает в режиме ожидания и запускается только при сбое входного источника, он имеет наивысшую эффективность (95-98%) и надежность. Потому что это также самый дешевый источник питания ИБП (до $ 0.10 на номинальный вольт-ампер), он стал самым распространенным продуктом резервного копирования, используемым для настольных ПК. Обратите внимание, что в некоторых старых системах инвертор генерировал выходной сигнал прямоугольной формы, а не синусоидальный, что может вызвать проблемы с некоторым чувствительным оборудованием. Примером популярной резервной модели с хорошими отзывами является CyberPower CP750LCD.

Резервный ИБП с феррорезонансным типом имеет дополнительный феррорезонансный трансформатор, который формирует выходное напряжение и накапливает энергию для более плавной передачи. Его основным недостатком является нестабильность, когда он загружается SMPS с интерфейсом PFC.По этой причине такие системы больше не используются.

Линейно-интерактивный ИБП в нормальных условиях сглаживает и в некоторой степени регулирует входное переменное напряжение с помощью фильтра и трансформатора с переключением отводов.

ИБП в режиме онлайн всегда передает всю или, по крайней мере, часть выходной мощности через свой инвертор даже при нормальных условиях сети и, следовательно, обеспечивает истинную бесперебойную мощность с временем передачи 0 мс. Примером онлайн-типа является CyberPower OL1000RTXL2U. Этот тип дороже. Его основными приложениями являются небольшие серверы и сети, но в настоящее время он используется и дома.Существует два основных типа онлайновых ИБП: двойное преобразование и дельта-преобразование.

Онлайн-ИБП с двойным преобразованием непрерывно обрабатывает всю мощность через последовательно соединенный выпрямитель / зарядное устройство переменного и постоянного тока и инвертор постоянного тока. Дополнительный байпасный переключатель позволяет поддерживать нагрузки непосредственно от источника переменного тока при некоторых неисправностях (например, при отказе инвертора). Хотя такой тип обеспечивает PFC и лучшее качество выходного напряжения по сравнению с другими конструкциями, двойная обработка энергии приводит к снижению эффективности (обычно 80-90%).Этот тип является общим для критических приложений.

Онлайн-ИБП с дельта-преобразованием включает в себя дополнительный «дельта-преобразователь», который доставляет часть энергии непосредственно к нагрузке и обеспечивает коррекцию коэффициента мощности. Такой частичный обход ступеней выпрямителя / инвертора во время нормальной работы приводит к более высокому КПД (до 97%).

Для большинства настольных приложений достаточно SPS-типа. Однако, если вы хотите избежать даже кратковременных прерываний питания, ищите линейный интерактивный тип.Среди основных отечественных поставщиков Tripp Lite, пожалуй, единственный, кто четко указывает типы своих моделей. Различные требования к рабочим характеристикам и испытаниям, такие как пределы амплитуды и длительности отклонения выходного напряжения, допустимые для нагрузок БП в режиме переключения (SMPS), определены стандартом МЭК 62040-3. Обратите внимание, что производители небольших ИБП для ПК обычно рекламируют свои системы по вольт-амперным характеристикам. Типичная максимальная реальная мощность в ваттах такого резервного источника питания составляет всего 60% его номинальной мощности ВА.Такое соотношение по умолчанию между ваттами и VA основано на старом компьютерном блоке питания без PFC, который имел коэффициент мощности от 0,6 до 0,7. Поэтому, когда вы покупаете блок питания ИБП, убедитесь, что полезная мощность ваших нагрузок не превышает 60% от номинальной мощности ВА. Чтобы найти требуемую мощность, добавьте токи на паспортной табличке всех устройств, которые вы хотите скопировать, и умножьте результат на 120. Обратите внимание, что технически это даст вам вольт-ампер, а не ватт. Тем не менее, сегодняшняя электроника имеет почти единичный коэффициент мощности.Итак, ваши ватты будут практически одинаковыми. Например, если ваша система потребляет 2,5 A, то она потребляет до 2,5×120 = 300 Вт. В этом случае вам необходимо выбрать устройство резервного копирования, рассчитанное как минимум на 300 / 0,6 = 500 ВА.

Хотя источники ИБП, как правило, дешевые, небольшие и удобные, они подходят не для всех применений. Их общий недостаток — относительно короткое время выполнения. Вот почему в большинстве спецификаций указывается при половинной загрузке . Для небольших потребительских устройств время работы при половинной нагрузке обычно составляет 13-20 минут.Обратите внимание, что эта характеристика не является линейной. При полной нагрузке вы можете получить только 1/3 срока службы при половинной нагрузке. Если вы ищете более длительную резервную копию, рассмотрите электрические генераторы.

Источник бесперебойного питания

Источник бесперебойного питания , а также источник бесперебойного питания , ИБП или резервная батарея или — это электрическое устройство, которое обеспечивает аварийное питание нагрузки, когда происходит сбой источника входного питания, обычно сетевого питания.ИБП отличается от системы вспомогательного или аварийного питания или резервного генератора тем, что он обеспечит мгновенную или почти мгновенную защиту от перебоев в подаче питания с помощью одной или нескольких подключенных батарей и связанных электронных схем для пользователей с низким энергопотреблением, или или с помощью дизель-генераторы и маховики для пользователей высокой мощности. Время автономной работы большинства источников бесперебойного питания относительно короткое — 5–15 минут, что типично для небольших блоков, — но этого достаточно, чтобы дать время включить вспомогательный источник питания или правильно отключить защищенное оборудование.

Хотя ИБП не ограничивается защитой какого-либо конкретного типа оборудования, он обычно используется для защиты компьютеров, центров обработки данных, телекоммуникационного оборудования или другого электрического оборудования, где неожиданное отключение питания может привести к травмам, гибели людей, серьезным сбоям в работе или потере данных. Размеры ИБП варьируются от блоков, предназначенных для защиты одного компьютера без видеомонитора (около 200 ВА), до больших блоков, питающих целые центры обработки данных, здания или даже города. ^[1]

Общие проблемы с питанием

Основная роль любого ИБП заключается в обеспечении кратковременного питания при сбое источника питания. Тем не менее, большинство блоков ИБП также способны в различной степени исправлять типичные проблемы с питанием от сети:

1. Сбой питания: определяется как полная потеря входного напряжения.
2. Скачок: определяется как кратковременное или длительное увеличение основного напряжения.
3. Sag: определяется как кратковременное или длительное снижение входного напряжения.
4. Пики, определенные как кратковременная высоковольтная экскурсия.
5. Шум, определяемый как высокочастотный переходный процесс или колебание, обычно вводимый в линию находящимся рядом оборудованием.
6. Нестабильность частоты: определяется как временное изменение частоты сети.
7. Гармоническое искажение: определяется как отклонение от идеальной синусоидальной формы волны, ожидаемой на линии.

подразделяются на категории в зависимости от того, какие из указанных выше проблем они решают ^{[сомнительные — обсуждают ]} , и некоторые производители классифицируют свою продукцию в соответствии с количеством проблем, связанных с питанием, которые они решают. ^[2]

Технологии

Общими категориями современных систем бесперебойного питания являются , подключенный к сети, , , интерактивный по линии или , режим ожидания . ^[3] В ИБП, подключенном к сети, используется метод «двойного преобразования», позволяющий принимать вход переменного тока, выпрямлять постоянный ток для прохождения через аккумуляторную батарею (или ряды аккумуляторов), а затем инвертировать обратно в переменный ток 120 В / 230 В для питания защищенное оборудование. Линейно-интерактивный ИБП поддерживает инвертор в линии и перенаправляет путь постоянного тока аккумулятора от обычного режима зарядки к источнику тока при потере питания.В резервной («автономной») системе нагрузка питается напрямую от входного питания, а схема резервного питания вызывается только при отключении сетевого питания. Большинство ИБП ниже 1 кВА относятся к линейно-интерактивному или резервному типу, которые обычно дешевле.

Для больших блоков питания иногда используются динамические источники бесперебойного питания. Синхронный двигатель / генератор подключается к сети через дроссель. Энергия накапливается в маховике. При сбое сетевого питания вихретоковое регулирование поддерживает питание нагрузки.DUPS иногда комбинируются или объединяются с дизельным генератором ^{[требуется уточнение ]} , образуя дизельный вращающийся источник бесперебойного питания (DRUPS).

ИБП на топливных элементах был разработан в последние годы с использованием водорода и топливного элемента в качестве источника энергии, что потенциально обеспечивает длительное время работы в небольшом пространстве.

Автономный / резервный

Автономный / резервный ИБП (SPS) предлагает только самые основные функции, обеспечивая защиту от перенапряжения и резервное питание от батареи.Защищенное оборудование обычно подключается непосредственно к входящему электроснабжению. Когда входное напряжение падает ниже заданного уровня, SPS включает свою внутреннюю схему инвертора постоянного тока в переменный, которая питается от внутренней аккумуляторной батареи. Затем SPS механически переключает подключенное оборудование на выход инвертора постоянного тока. Время переключения может составлять до 25 миллисекунд, в зависимости от того, сколько времени требуется резервному ИБП для обнаружения потери напряжения в сети. ИБП будет спроектирован для питания определенного оборудования, такого как персональный компьютер, без каких-либо нежелательных провалов или отключения этого устройства.

Линейно-интерактивный

Линейно-интерактивный ИБП по своему действию аналогичен резервному ИБП, но с добавлением многотрубного автотрансформатора переменного напряжения. Это специальный тип трансформатора, который может складывать или вычитать силовые катушки провода, увеличивая или уменьшая магнитное поле и выходное напряжение трансформатора.

Этот тип ИБП способен выдерживать постоянные падения напряжения и скачки перенапряжения, не потребляя ограниченный резервный заряд батареи.Вместо этого он компенсирует, автоматически выбирая различные ответвления питания на автотрансформаторе. В зависимости от конструкции замена отвода автотрансформатора может вызвать очень кратковременное нарушение выходной мощности, ^[4] , что может привести к тому, что ИБП, оснащенные аварийным сигналом потери питания, на мгновение «зазвучат».

Это стало популярным даже в самых дешевых ИБП, потому что оно использует преимущества уже включенных компонентов. Основной трансформатор 50/60 Гц, используемый для преобразования между напряжением сети и напряжением батареи, должен обеспечивать два слегка отличающихся отношения витков: одно для преобразования выходного напряжения батареи (обычно кратное 12 В) в линейное напряжение, а второе для преобразования линейное напряжение до немного более высокого напряжения зарядки аккумулятора (например, кратное 14 В).Кроме того, легче выполнить переключение на стороне сетевого напряжения трансформатора из-за более низких токов на этой стороне.

Для получения функции усиления / усиления требуется только два отдельных переключателя, чтобы вход переменного тока можно было подключить к одному из двух первичных отводов, а нагрузку — к другому, таким образом, используя первичные обмотки главного трансформатора в качестве Автотрансформатор. Батарея все еще может заряжаться во время «подавления» перенапряжения, но при «повышении» пониженного напряжения выходная мощность трансформатора слишком низкая для зарядки батарей.

могут быть спроектированы так, чтобы покрывать широкий диапазон различных входных напряжений, но это требует большего количества ответвлений и увеличивает сложность и стоимость ИБП. Для автотрансформатора характерно охватывать диапазон только приблизительно от 90 В до 140 В для мощности 120 В, а затем переключаться на батарею, если напряжение становится намного выше или ниже этого диапазона.

В условиях низкого напряжения ИБП будет использовать больше тока, чем обычно, поэтому ему может потребоваться цепь с большим током, чем у обычного устройства.Например, для питания 1000-ваттного устройства при 120 вольт ИБП потребляет 8,32 ампер. Если происходит отключение и напряжение падает до 100 вольт, ИБП потребляет 10 ампер для компенсации. Это также работает в обратном порядке, так что в условиях перенапряжения ИБП будет нуждаться в меньшем токе.

Двойное преобразование / онлайн

ИБП в режиме онлайн идеально подходит для условий, где необходима электрическая изоляция, или для оборудования, которое очень чувствительно к колебаниям мощности.Хотя раньше технология была зарезервирована для очень больших установок мощностью 10 кВт или более, прогресс в области технологии позволил ей быть доступной в качестве обычного потребительского устройства, обеспечивающего 500 Вт или менее. Начальная стоимость онлайн-ИБП может быть немного выше, но его общая стоимость владения, как правило, ниже из-за увеличения срока службы батареи. ИБП, работающий в режиме онлайн, может быть необходим в условиях «шумной» среды электропитания, частых провалов электропитания, частых отключений и других аномалий, когда требуется защита чувствительных нагрузок ИТ-оборудования или когда требуется работа от резервного генератора расширенной работы.

Основная технология онлайн-ИБП такая же, как и в резервном или линейно-интерактивном ИБП. Однако, как правило, он стоит намного дороже, поскольку он имеет гораздо больший ток переменного тока в постоянный зарядное устройство / выпрямитель, а также выпрямитель и инвертор, предназначенные для непрерывной работы с улучшенными системами охлаждения. Он называется ИБП с двойным преобразованием из-за выпрямителя, непосредственно управляющего инвертором, даже при питании от обычного переменного тока.

В онлайн-ИБП батареи всегда подключены к инвертору, поэтому переключатели передачи питания не нужны.Когда происходит сбой питания, выпрямитель просто выпадает из цепи, а батареи поддерживают постоянное и неизменное питание. Когда питание восстанавливается, выпрямитель возобновляет перенос большей части нагрузки и начинает заряжать батареи, хотя ток зарядки может быть ограничен, чтобы предотвратить перегрев батареи и выпаривание электролита мощным выпрямителем.

Основным преимуществом онлайнового ИБП является его способность обеспечивать электрический межсетевой экран между входящим питанием от сети и чувствительным электронным оборудованием.В то время как резервный и линейно-интерактивный ИБП просто фильтрует входную электроэнергию, ИБП с двойным преобразованием обеспечивает слой изоляции от проблем качества электроэнергии. Это позволяет контролировать выходное напряжение и частоту независимо от входного напряжения и частоты.

Гибридная топология / двойное преобразование по требованию

Эти гибридные конструкции не имеют официального обозначения, хотя одно имя, используемое HP и Eaton, представляет собой двойное преобразование по требованию. ^[5] Этот тип ИБП предназначен для высокоэффективных приложений, при этом сохраняя функции и уровень защиты, предлагаемые двойным преобразованием.

Гибридный ИБП (с двойным преобразованием по требованию) работает как автономный / резервный ИБП, когда условия питания находятся в пределах определенного предустановленного окна. Это позволяет ИБП достигать очень высоких показателей эффективности. Когда условия питания колеблются вне предопределенных окон, ИБП переключается в режим онлайн / двойного преобразования. ^[5] В режиме двойного преобразования ИБП может регулировать изменения напряжения без необходимости использовать заряд батареи, может отфильтровывать помехи в сети и частоту управления.Примерами такого гибридного / двойного преобразования по требованию являются ИБП HP R8000, HP R12000, HP RP12000 / 3 и Eaton BladeUPS.

Феррорезонансный

Феррорезонансные блоки работают так же, как и резервные блоки ИБП; однако они подключены к сети, за исключением того, что для фильтрации выходного сигнала используется феррорезонансный трансформатор.Этот трансформатор рассчитан на то, чтобы удерживать энергию достаточно долго, чтобы покрывать время между переключением с сетевого питания на аккумуляторное, и эффективно устраняет время передачи. Многие феррорезонансные ИБП эффективны на 82–88% (переменный / постоянный ток) и имеют отличную изоляцию.

Трансформатор имеет три обмотки, одну для обычного сетевого питания, вторую для выпрямленного аккумулятора и третью для подачи переменного тока на нагрузку.

Это когда-то был доминирующий тип ИБП и ограничен диапазоном около 150 кВА.Эти устройства по-прежнему в основном используются в некоторых промышленных условиях (на рынках нефти и газа, нефтехимии, химии, коммунальных услуг и тяжелой промышленности) благодаря надежной природе ИБП. Многие феррорезонансные ИБП, использующие управляемую ферро технологию, могут не взаимодействовать с оборудованием для коррекции коэффициента мощности.

постоянного тока

ИБП, предназначенный для питания оборудования постоянного тока, очень похож на ИБП, подключенный к сети, за исключением того, что ему не требуется выходной инвертор, и часто для устройства с питанием не требуется источник питания.Вместо преобразования переменного тока в постоянный для зарядки аккумуляторов, затем постоянного тока в переменный для питания внешнего устройства, а затем обратно в постоянный ток внутри устройства с питанием, некоторое оборудование принимает напряжение постоянного тока напрямую и позволяет исключить один или несколько шагов преобразования. Это оборудование более широко известно как выпрямитель.

Многие системы, используемые в телекоммуникациях, используют питание 48 В постоянного тока, поскольку в большинстве электрических кодов оно не считается высоковольтным и освобождается от многих правил безопасности, таких как установка в кабелепровод и распределительные коробки.Постоянный ток обычно был основным источником питания для телекоммуникаций, а переменный ток обычно был доминирующим источником для компьютеров и серверов.

Было проведено множество экспериментов с питанием 48 В постоянного тока для компьютерных серверов в надежде снизить вероятность отказа и стоимость оборудования. Однако для подачи того же количества энергии ток должен быть больше, чем эквивалентная цепь 120 В или 230 В, а больший ток требует потери проводников большего размера и / или большей энергии в виде тепла.

Высокое напряжение постоянного тока (380 В) находит применение в некоторых приложениях центров обработки данных и допускает использование небольших силовых проводников, но подчиняется более сложным правилам электрического кода для безопасного удержания высоких напряжений. ^[6]

Большинство блоков питания с импульсным питанием (SMPS) для ПК могут напрямую обрабатывать напряжение 325 В постоянного тока (напряжение сети 230 В × √2), потому что первое, что они делают со входом переменного тока, это выпрямляют его. Это приводит к несбалансированному нагреву на ступени выпрямителя на входе, так как полная нагрузка проходит только через половину, но это, как правило, не является существенной проблемой.(Источники питания с переключателем 115/230 В работают в режиме удвоения напряжения, когда находятся в положении 115 В, что требует питания переменного тока, но в конфигурации удвоителя напряжения также используется только половина выпрямителя, поэтому, несомненно, можно будет справиться с дисбаланс при работе от постоянного тока в положении 230 В.)

Rotary DRUPS (дизельный поворотный ИБП)

Вращающийся ИБП использует инерцию вращающегося маховика с большой массой (накопитель энергии маховика) для обеспечения кратковременного пробега до в случае потери мощности.Маховик также действует как буфер против скачков и провалов мощности, поскольку такие кратковременные силовые события не способны заметно повлиять на скорость вращения маховика большой массы. Это также один из самых старых проектов, предшествующий вакуумным лампам и интегральным схемам.

Он может считаться на линии , поскольку он вращается непрерывно при нормальных условиях. Однако, в отличие от ИБП с батарейным питанием, системы ИБП с маховиком обычно обеспечивают защиту от 10 до 20 секунд, прежде чем маховик замедляется и выходная мощность прекращается.Он традиционно используется в сочетании с резервными дизель-генераторами, обеспечивая резервное питание только в течение короткого периода времени, необходимого для запуска двигателя и стабилизации его мощности.

Ротационный ИБП обычно предназначен для приложений, требующих более 10 000 Вт защиты, чтобы оправдать затраты и извлечь выгоду из преимуществ, которые дают роторные системы ИБП. Более крупный маховик или несколько маховиков, работающих параллельно, увеличат запас хода или производительность.

Поскольку маховики являются механическим источником энергии, нет необходимости использовать электродвигатель или генератор в качестве посредника между ним и дизельным двигателем, предназначенным для обеспечения аварийного питания.Используя коробку передач, инерция вращения маховика может использоваться для непосредственного запуска дизельного двигателя, а после запуска дизельный двигатель может использоваться для непосредственного вращения маховика. Несколько маховиков также могут быть соединены параллельно через механические промежуточные валы, без необходимости использования отдельных двигателей и генераторов для каждого маховика.

Они, как правило, предназначены для обеспечения очень высокого выходного тока по сравнению с чисто электронными ИБП и лучше способны обеспечить пусковой ток для индуктивных нагрузок, таких как пуск двигателя или нагрузки компрессора, а также для медицинского МРТ и катетерного оборудования.Он также способен выдерживать условия короткого замыкания до 17 раз больше, чем у электронного ИБП, что позволяет одному устройству перегореть предохранителем и выйти из строя, в то время как другие устройства продолжают получать питание от вращающегося ИБП.

Срок его службы обычно намного больше, чем у чисто электронного ИБП, до 30 и более лет. Но они требуют периодического простоя для технического обслуживания, такого как замена шарикоподшипника. В более крупных системах избыточность системы обеспечивает доступность процессов во время этого обслуживания.Конструкции на основе батарей не требуют простоя, если батареи могут быть заменены в горячем режиме, что обычно имеет место для более крупных устройств. В новых роторных агрегатах используются технологии, такие как магнитные подшипники и корпуса с откачкой воздуха, для повышения эффективности в режиме ожидания и сокращения технического обслуживания до очень низкого уровня.

Как правило, маховик большой массы используется в сочетании с системой мотор-генератор. Эти устройства могут быть сконфигурированы как: ^[7]

1. Двигатель с механически подключенным генератором,
2. Комбинированный синхронный двигатель и генератор, намотанные в чередующихся пазах одного ротора и статора,
3. Гибридный роторный ИБП, разработанный аналогично онлайн-ИБП, за исключением того, что вместо батарей используется маховик.Выпрямитель приводит в движение двигатель для вращения маховика, в то время как генератор использует маховик для питания инвертора.

В случае № 3 двигатель-генератор может быть синхронным / синхронным или индукционным / синхронным. Сторона двигателя блока в случаях № 2 и 3 может управляться напрямую от источника переменного тока (обычно в режиме байпаса инвертора), 6-ступенчатого привода двигателя с двойным преобразованием или 6-импульсного инвертора. В случае № 1 вместо батарей используется встроенный маховик в качестве кратковременного источника энергии, чтобы дать время для запуска и подключения внешних генераторных установок с электрической связью.В корпусах № 2 и 3 в качестве краткосрочного источника энергии могут использоваться батареи или отдельно стоящий маховик с электрической связью.

Приложения

N + 1

В крупных бизнес-средах, где надежность имеет большое значение, один огромный ИБП также может быть единственной точкой отказа, которая может нарушить работу многих других систем. Для повышения надежности можно объединить несколько небольших модулей ИБП и батарей, чтобы обеспечить избыточную защиту мощности, эквивалентную одному очень большому ИБП.«N + 1» означает, что если нагрузка может быть обеспечена N модулями, установка будет содержать N + 1 модулей. Таким образом, отказ одного модуля не повлияет на работу системы. ^[8]

Многократное резервирование

Многие компьютерные серверы предлагают опцию резервных источников питания, так что в случае сбоя одного источника питания один или несколько других источников питания могут питать нагрузку. Это критический момент — каждый блок питания должен иметь возможность питать весь сервер самостоятельно.

Резервирование дополнительно повышается за счет подключения каждого источника питания к другой цепи (то есть к другому автоматическому выключателю).

Резервная защита может быть расширена еще больше, подключив каждый источник питания к своему ИБП. Это обеспечивает двойную защиту как от сбоя источника питания, так и от сбоя ИБП, что обеспечивает непрерывную работу. Эта конфигурация также называется избыточностью 1 + 1 или 2N. Если в бюджете не предусмотрено двух одинаковых блоков ИБП, то обычной практикой является подключение одного источника питания к сети, а другого — к ИБП. ^[9]

Наружное использование

Когда система ИБП размещается на открытом воздухе, она должна иметь некоторые специфические особенности, которые гарантируют, что она может выдерживать погодные условия с минимальным или нулевым влиянием на производительность. Такие факторы, как температура, влажность, дождь и снег, помимо прочего, должны учитываться производителем при разработке наружной системы ИБП. Диапазон рабочих температур для наружных систем ИБП может составлять от -40 ° C до +55 ° C.

Основные методы управления компьютер-ИБП предназначены для передачи сигналов один-к-одному от одного источника к одной цели. Например, один ИБП может подключаться к одному компьютеру, чтобы предоставить информацию о состоянии ИБП и позволить компьютеру управлять ИБП. Аналогично, протокол универсальной последовательной шины также предназначен для подключения одного компьютера к нескольким периферийным устройствам.В некоторых ситуациях полезно, чтобы один большой ИБП мог обмениваться данными с несколькими защищенными устройствами. Для традиционного последовательного или USB-управления можно использовать устройство с репликацией сигналов , которое, например, позволяет одному ИБП подключаться к пяти компьютерам с помощью последовательных или USB-соединений. ^[11] Однако разделение, как правило, является только одним направлением от ИБП к устройствам для предоставления информации о состоянии. Обратные управляющие сигналы могут быть разрешены только от одной из защищенных систем к ИБП. ^[12]

В связи с расширением общего использования Ethernet с 1990-х годов, в настоящее время сигналы управления обычно передаются между одним ИБП и несколькими компьютерами с использованием стандартных методов передачи данных Ethernet, таких как TCP / IP. ^[13] Информация о состоянии и управлении обычно зашифрована, так что, например, внешний хакер не может получить контроль над ИБП и дать команду на его отключение. ^[14]

Распределение данных о состоянии и управлении ИБП требует, чтобы все промежуточные устройства, такие как коммутаторы Ethernet или последовательные мультиплексоры, питались от одной или нескольких систем ИБП, чтобы предупреждения ИБП достигали целевых систем во время отключения питания.

Расчет времени работы от батареи

Время работы ИБП зависит от типа и размера батарей, скорости разряда и эффективности инвертора. Общая емкость свинцово-кислотной батареи является функцией скорости, с которой она разряжается, что описывается как закон Пойкерта.

Производители предоставляют оценку времени выполнения в минутах для упакованных систем ИБП. Большие системы (например, для центров обработки данных) требуют подробного расчета нагрузки, КПД инвертора и характеристик батареи, чтобы обеспечить достижение требуемой выносливости. ^[15]

Общие характеристики батареи и нагрузочное тестирование

Когда свинцово-кислотная батарея заряжена или разряжена, это первоначально влияет только на реагирующие химические вещества, которые находятся на границе раздела между электродами и электролитом. Со временем заряд, хранящийся в химических веществах на границе раздела, часто называемый «зарядом интерфейса», распространяется путем диффузии этих химических веществ по всему объему активного материала.

Если аккумулятор полностью разряжен (например,грамм. автомобильные фары были оставлены включенными на ночь), а затем дается быстрая зарядка всего на несколько минут, затем в течение короткого времени зарядки у интерфейса развивается только заряд. Напряжение аккумулятора может повышаться, чтобы быть близким к напряжению зарядного устройства, так что зарядный ток значительно уменьшается. Через несколько часов этот заряд интерфейса будет распространяться на объем электрода и электролита, в результате чего заряд интерфейса будет настолько низким, что его может оказаться недостаточно для запуска автомобиля. ^[16]

Из-за зарядки интерфейса краткая самопроверка функций ИБП в течение , которая длится всего несколько секунд, может не точно отражать истинную производительность ИБП во время работы, и вместо этого проводится расширенная повторная калибровка , или исчерпывающий тест , который глубоко разряжает батарею. необходимо. ^[17]

Испытание на глубокую разрядку само по себе наносит ущерб батареям из-за химических веществ в разряженной батарее, которые начинают кристаллизоваться в высокостабильные молекулярные формы, которые не будут повторно растворяться при перезарядке батареи, постоянно снижая зарядную емкость. В свинцово-кислотных батареях это известно как сульфатирование, но также влияет на другие типы, такие как никель-кадмиевые батареи и литиевые батареи. ^[18] Поэтому обычно рекомендуется проводить нечастые тесты, например, каждые шесть месяцев или год. ^{[19] [20]}

Тестирование цепочек батарей / ячеек

Многокиловаттные коммерческие системы бесперебойного питания с большими и легкодоступными батареями способны изолировать и тестировать отдельные элементы в цепочке аккумуляторов , которая состоит из комбинированных элементов батарей (таких как 12-вольтовые свинцово-кислотные батареи) или отдельных химические ячейки, соединенные последовательно. Изоляция одного элемента и установка перемычки вместо него позволяет одной батарее пройти испытание на разрядку, в то время как остальная часть батареи остается заряженной и доступной для обеспечения защиты. ^[21]

Также возможно измерять электрические характеристики отдельных элементов в цепочке аккумуляторных батарей, используя промежуточные провода датчиков, которые устанавливаются на каждом соединении между элементами и отслеживаются как индивидуально, так и коллективно. Шнуры аккумуляторных батарей также могут быть соединены последовательно, например, двумя наборами по 20 ячеек. В такой ситуации также необходимо отслеживать поток тока между параллельными струнами, так как ток может циркулировать между струнами, чтобы сбалансировать влияние слабых ячеек, мертвых ячеек с высоким сопротивлением или коротких ячеек. APC AP9207 Share-UPS, Руководство пользователя, стр. 6-7, Порт 1 называется расширенным портом, поскольку он обеспечивает интеллектуальную сигнализацию, которая предоставляет расширенные возможности, доступные для сервера, на котором установлено программное обеспечение PowerChute plus. Расширенный порт обеспечивает полный доступ к порту компьютерного интерфейса ИБП. Порты 2–8 на задней панели Share-UPS называются базовыми портами, поскольку они обеспечивают простую сигнализацию ИБП для состояния «включен» и «низкий уровень заряда аккумулятора» в ИБП. http: //www.apcmedia. BTECH Inc, BTECH’s Focus — Предсказание отказа батареи http://www.btechinc.com/btech-focus-battery%20failure.shtml и Руководство по установке, стр. 18, показывающие провода датчика для каждого элемента / батареи на цепочке батарей, и также обратите внимание на датчики преобразователя тока для обнаружения рециркуляции тока между последовательными параллельными цепями http://www.btechinc.com/docs/S5/S5%20Installation%20Manual.pdf

Рекомендации

• ИБП передовой линии — Plant Engineering, февраль 2007 г.
• EN 62040-1-1: 2006 Системы бесперебойного питания (ИБП). Часть 1-1. Общие требования и требования к безопасности для ИБП, используемых в зонах доступа оператора
• EN 62040-1-2: 2003 Системы бесперебойного питания (ИБП). Часть 1-2. Общие требования и требования к безопасности для ИБП, используемых в местах с ограниченным доступом
• EN 62040-2: 2006 Системы бесперебойного питания (ИБП). Часть 2. Требования электромагнитной совместимости (ЭМС)
• EN 62040-3: 2001 Системы бесперебойного питания (ИБП). Часть 3. Метод определения рабочих характеристик и требований к испытаниям

Внешние ссылки