1. Три основні типи ДБЖ
2. Лінійно-інтерактивні ДБЖ
3. ДБЖ подвійного перетворення (on-line)
4. Додатковий функціонал ДБЖ

ДБЖ розшифровується як "джерело безперебійного живлення". Абревіатура англійською - UPS (Uninterruptible Power Supply), тому поширені також назви УПС, ЮПС, упснік.

Основна функція джерела безперебійного живлення - забезпечити подачу електроенергії на підключену до нього техніку на час відключень в основній мережі. Але, в залежності від типу обладнання, параметри такого автономного живлення можуть вимагатися кардинально різні. Відповідно, ринок ДБЖ пропонує різні типи пристроїв, які відрізняються масою параметрів:

• принципом роботи: офлайнові, лінійно-інтерактивні, онлайнові;
• типом автоматичного регулювання напруги;
• якістю фільтрації перешкод мережі;
• ємністю (кількість ампер-годин, або іншими словами - на який час автономної роботи його вистачить);
• часом перемикання на батареї при відключенні електроенергії;
• можливістю підключення додаткових зовнішніх батарей;
• різними додатковими функціями (фільтруючі розетки, розетки для телефонного і мережевого кабелю, LCD-дисплей, синхронізація з ПК) і т. д.

Як вибрати ДБЖ при такому різноманітті моделей? Як зрозуміти, чим вони відрізняються? У цій статті ми розглянемо основні типи джерел безперебійного живлення, їх відмінності, і якими додатковими функціями виробники оснащують ДБЖ. У наступній - як підібрати UPS в залежності від особливостей вашого обладнання, як розрахувати його необхідну потужність і т. Д.

Три основні типи ДБЖ

Off-line (Back-UPS, резервний, Standby) джерело безперебійного живлення

Приклад резервного ДБЖ: модель APC Back UPS RS 650VA .

Принцип дії бесперебойніка такого типу дуже простий:

Поки в мережі є електроенергія в межах встановлених значень, ДБЖ подає на підключені пристрої напруга безпосередньо від мережі, одночасно заряджаючи батарею. Харчування, що проходить через UPS, при цьому не регулюється, фільтрація імпульсів і перешкод відбувається на найпростішому рівні, за допомогою пасивних фільтрів. Форма сигналу відповідає сигналу мережі, т. Е. Синусоїді.

Як тільки напруга в мережі пропадає, ДБЖ переходить на живлення від батарей. Інвертор, що перетворює постійний струм від акумулятора в змінний струм на виході, в UPS цього типу встановлено один з найпростіших, тому форма сигналу не відповідає правильній синусоїді. Максимум, що роблять виробники - кілька наближають її до синусоїді, роблячи ступінчастою.

На автономне живлення off-line УПС переходить також у тому випадку, якщо рівень напруги в мережі падає нижче або піднімається вище порогових значень, вони можуть бути різними в залежності від марки бесперебойніка.

Час перемикання на акумулятори в різних моделях складає від 5 до 20 мс. Це порівняно багато, і для деяких моделей устаткування така довга затримка може несприятливо позначитися на роботі. Тривале спрацьовування реле пов'язано з тим, що пристрій потребує, щоб в момент включення автономного живлення фази напруг мережі і батарей збігалися, а оскільки вони не синхронізовані, на це йде якийсь час.

Схема роботи джерела безперебійного живлення резервного типу.

Плюси Standby UPS:

• недорога ціна,
• високий ККД,
• безшумна робота.

недоліки:

• довгий перемикання на роботу від батареї (від 5 до 20 мс);
• форма вихідного сигналу - НЕ синусоїда;
• фільтрація перешкод, шумів і імпульсів на лінії досить груба;
• немає регулювання напруги і частоти при роботі від мережі.

Лінійно-інтерактивні ДБЖ

Приклад лінійно-інтерактивного ДБЖ: модель AEG Protect ALPHA 1200

Цей тип джерел безперебійного живлення покупці вибирають найчастіше, так як він оптимально поєднує функціональність і ціну.

У принципову схему роботи лінійно-інтерактивних UPS включений AVR - модуль автоматичного регулювання вхідної напруги мережі. Тобто, на відміну від UPS резервного типу, він не просто пропускає крізь себе харчування, але і стабілізує його, правда не плавно, а поступово.

При роботі від мережі при нормальному рівні напруги лінійно-інтерактивне джерело безперебійного живлення пропускає вхідний сигнал через пасивні фільтри перешкод і шумів, одночасно заряджається батарея.

При підвищенні або зниженні напруги в мережі, лінійно-інтерактивний ДБЖ виробляє його ступінчасту коригування. При досягненні напругою певного порогу, AVR знижує або знижує його на фіксовану величину (або відсоток). Таких порогів-ступенів в схемі роботи AVR може бути прописано кілька, також для роботи зі зниженим і підвищеним рівнем може бути призначене різну кількість ступенів коригування (наприклад, 2 - для підвищення, і 1 - для зниження).

Якщо напруга в мережі падає або піднімається до значень, які лежать поза доступного вхідного діапазону бесперебойніка, пристрій переходить на роботу від батарей, так само як і в разі повного відключення електроенергії. Ці мінімуми і максимуми можуть відрізнятися в залежності від завантаженості ДБЖ. Наприклад, якщо UPS завантажений на 70%, а вольтметр показує 160В в мережі, бесперебойник перемикається на акумулятори. А при завантаженні на 30% і напрузі в 150В він все ще виробляє регулювання за допомогою AVR-трансформатора.

Частина лінійно-інтерактивних моделей нічим не відрізняються за формою вихідного сигналу від безперебійників резервного типу: у них ступінчаста синусоїда. Деякі виробники, особливо з ростом попиту ДБЖ для котлів, оснащують свої бесперебойники инверторами, що видають правильну синусоїду.

Час перемикання на роботу від акумуляторів в лінійно-інтерактивних ДБЖ з чистою синусоїдою менше, ніж у його резервних побратимів. Причина в тому, в УПС-ах цього типу збігаються форми кривої напруги (і від мережі, і від батареї це синусоїда), що прискорює синхронізацію фаз і, відповідно, запуску автономного живлення.

Плюси line-interactive ДБЖ:

• розумна ціна,
• безшумна робота,
• автоматичне регулювання вхідного напруги,
• в деяких моделях - чиста синусоїда на виході,
• час перемикання менше, ніж в резервних (в середньому 4-8 мс, в деяких моделях 2-4 мс).

недоліки:

• відсутня регулювання частоти,
• недостатньо повна фільтрація перешкод, шумів і імпульсів мережі,
• регулювання напруга не плавна, а ступінчаста,
• ККД нижче, ніж в off-line джерелі безперебійного живлення.

ДБЖ подвійного перетворення (on-line)

Приклад ДБЖ з подвійним перетворенням: модель EATON PW9130 1500VA .

Це найдорожчий, але і самий кращий вигляд ДБЖ. Він оптимально підходить для дорогого примхливого обладнання, для якого важливо не тільки постійна напруга, але і частота, а також ефективна фільтрація шумів, сигнал у формі чистої синусоїди і відсутність затримок при перемиканні на роботу від батарей.

Фактично, таке джерело безперебійного живлення працює постійно, стабілізуючи, фільтруючи вхідний сигнал, вирівнюючи частоту і форму вихідного сигналу.

У режимі роботи від мережі, що надходить змінна напруга стабілізується і перетворюється в постійне випрямлячем і розподіляється між батареєю (для підзарядки, якщо необхідно) і інвертором. Інвертор перетворює постійний струм в змінний, видаючи на виході сигнал у формі чистої синусоїди, правильної частоти, правильного напруги. Перешкоди і шуми повністю відсутні - їх просто не залишається після подвійного перетворення.

Таке постійне "включення" бесперебойніка в мережу дає одне з його вагомих переваг: миттєве перемикання на роботу від батарей. Власне, це навіть складно назвати "перемиканням", так як харчування проходить через випрямляч, батарею (під час зарядки) і інвертор постійно. У момент падіння напруги в мережі нижче порогових значень або повного відключення електроенергії інвертор просто починає забирати частину енергії від батареї, а не від випрямляча. Це відбувається миттєво.

ДБЖ з подвійним перетворенням зазвичай мають ще один режим роботи: байпас. Це резервна лінія, яка йде безпосередньо від входу до виходу UPS, в обхід випрямляча, батареї і інвертора. Вона дозволяє в критичні для ДБЖ моменти: перевантаження (наприклад, стартовими струмами), вихід з ладу інвертора і інші - пустити електроенергію до під'єднаних пристроїв безпосередньо, уникнувши виходу з ладу елементів пристрою.

Постійна робота ДБЖ має певний недолік: підвищений теплоотделеніе, яке вимагає ефективного охолодження. Тому UPS online найчастіше оснащені вентиляторами, що робить їх експлуатацію в житлових приміщеннях не такий комфортною, як безшумних безперебійників інших типів.

Плюси онлайн ДБЖ:

• постійна стабілізація напруги,
• постійна стабілізація частоти,
• чиста синусоїда на виході,
• ефективна фільтрація шумів, імпульсів і перешкод,
• миттєве перемикання на батареї.

недоліки:

• висока ціна,
• підвищений рівень шуму,
• найбільш низький ККД серед всіх типів ДБЖ.

Вибираючи бесперебойник, потрібно враховувати, що існують і винятки. Деякі лінійно-інтерактивні ДБЖ можуть коштувати дорожче, ніж онлайн-моделі іншого виробника, час перемикання на роботу від батарей в резервному UPS може бути не більше, а навіть менше, ніж в якому-небудь лінійно-інтерактивному UPS і т. Д. Тому в будь-якому випадку необхідно читати характеристики конкретної моделі.

Додатковий функціонал ДБЖ

Крім визначення типу джерела безперебійного живлення, який вам потрібен, при виборі ДБЖ також варто звернути увагу - який функціонал в нього в укладений. UPS може мати різні додаткові функції і конструктивні особливості:

Синхронізація з ПК. Ця функція присутня в не найдешевших моделях, однак вона дуже зручна. За допомогою спеціального програмного забезпечення ІБП передає дані в реальному режимі на комп'ютер про стан електролінії, рівень заряду батарей. Крім чисто інформаційної складової, є також такі можливості, як наприклад, автономне виключення комп'ютера зі збереженням даних у всіх додатках при відключенні електроенергії.

Холодний старт. Джерело безперебійного живлення, оснащений такою функцією, можна включити за відсутності електроенергії в мережі. Наприклад, згасло світло, ви зберегли документи, вимкнули комп'ютер і UPS, але через деякий час з'явилася термінова необхідність скопіювати документ на флешку. ДБЖ з підтримкою холодного старту можна включити, навіть якщо електроенергії в мережі все ще немає, і зробити роботу.

Розетки Schuko.

Раніше роз'єми для підключення пристроїв в бесперебойніка виглядали, в основному, так:

Цей роз'єм стандарту IEC 320 відмінно підходить для підключення різної комп'ютерної техніки. Однак обладнання зі звичайним шнуром харчування, той же WiFi роутер, в нього не підключиш. Для цих цілей можна використовувати мережевий фільтр з аналогічним роз'ємом, який приєднується до ДБЖ, а вже в нього включати різне обладнання. Але це не завжди зручно.

Тому зараз багато моделей стали просто доповнювати розетками типу Schuko (у нас їх часто називають євророзетками), щоб техніку можна було включити безпосередньо:

Розетки для фільтрації перешкод. ДБЖ може бути оснащений розеткою або декількома для чутливого обладнання, які не забезпечують підтримку харчування під час відключення електроенергії, але захищають підключене обладнання від перешкод електромережі.

Розетки для телефонної лінії, кручений пари. Високовольтні імпульси можуть передаватися не тільки безпосередньо по електричному силовому кабелю, а й у разі різних аварій і поломок - і по телефонному кабелю, і по кручений парі. Для захисту телефонного, мережевого і комп'ютерного обладнання деякі виробники передбачають спеціальні роз'єми, (вхід / вихід), куди можна під'єднати телефонний або інтернет-лінію.

Продовження - в наступній статті.