Джерела безперебійного живлення | школа електрика

Джерела безперебійного живлення (бесперебойники або УПСи) призначені для вирішення проблем з пропадає напругою в побутовій мережі (щоб ви могли спокійно дограти роздачу в техаський холдем або вирішальний матч в CS і зберегти вашу курсову). При правильно обраній потужності бесперебойніка у вас буде мінімум 5 хвилин, чого цілком достатньо в більшості випадків. Тобто, очевидно, що УПС – річ корисна. Давайте тепер злегка торкнемося основних критеріїв вибору.

Спочатку розберемося з тим, якими взагалі бувають бесперебойники.

Найпростішим джерелом безперебійного живлення є ДБЖ з перемиканням (standby або off-line UPS), принцип дії якого заснований на тому, що напруга мережі більшу частину часу подається безпосередньо на вихідні розетки і живить всю захищається навантаження. Вбудований акумулятор коштує на підзарядці, а вихідна напруга повністю повторює вхідний. І тільки тоді, коли мережеве напруга виходить за рамки допустимого, відбувається перемикання на внутрішню схему, яка працює від АКБ. Процес перемикання відбувається дуже швидко (зазвичай не більше 6 мс), за цей час побутова техніка не встигає хоч якось відреагувати. Це найдешевший тип ДБЖ, іноді його ще називають резервним. У таких пристроях, як правило, застосовуються не самі високотехнологічні рішення, але зате вони будь-якого з кишені (ціни від 2 до 20 тис. Руб в залежності від вихідної потужності).

До недоліків можна віднести несинусоїдальну форму вихідної напруги, що не дозволяє застосовувати такі ДБЖ для живлення приладів з трансформаторними блоками живлення, а також електронної навантаження, критичною до перешкод по ланцюгах харчування.

Більш складними є УПСи з автотрансформатором – Line Interactive UPS (лінійно-інтерактивні або взаємодіють з мережею). Вони майже не відрізняються від офф-лайнових УПС, за винятком однієї фішки: вихід з’єднаний зі входом не безпосередньо, а через автотрансформатор з кількома відводами. Це дозволяє підтримувати вихідна напруга в певних рамках, в той час як вхідний плаває в широких межах. Коли вхідна напруга мережі стане вже зовсім критичним, тоді УПС перейде на роботу від акумулятора. Тобто по суті, це той же самий off-line UPS, поєднаний зі стабілізатором напруги (пам’ятаєте, були такі за часів лампових телевізорів?).

Сучасні лінійно-інтерактивні ДБЖ управляються микроконтроллерами, тому можуть відслідковувати не тільки амплітуду вхідної напруги, але і його частоту і форму. І якщо їм щось не подобається, вся схема відразу ж переводиться на роботу від акумулятора. При цьому електронні мізки дозволяють фіксувати всі збої (вести статистику), включатися і вимикатися за розкладом, мати режим енергозбереження та інші фішки.

Окремо слід зупинитися на поліпшеною різновиди лінійно-інтерактивних ДБЖ – ферорезонансним УПС (Ferroresonant UPS), в яких застосовується принципово інший спосіб стабілізації вихідної напруги. Якщо в лінійно-інтерактивних UPS регулювання вихідної напруги виконується шляхом підключення до того чи іншого відведення обмотки автотрансформатора, то тут ця функція реалізована за допомогою трансформатора особливої ??конструкції з використанням ефекту магнітного насичення матеріалу сердечника. Це дозволяє, по-перше, уникнути ступеневої зміни напруги виходу, по-друге, зменшити час реакції зворотного зв’язку до нуля (завдяки повній відсутності запізнілих механізмів перемикання обмоток).

Час перемикання таких УПС ще менше, ніж у попередніх – близько 2 мс, а форма вихідного сигналу близька до синусоїди, що робить лінійно-інтерактивні УПСи відмінним вибором для побутової електроніки (комп’ютери, телевізори, ігрові приставки, Wi-Fi-роутери, різна радіоапаратура ). Вартість Line Interactive UPS лежить в діапазоні від 2 до 300 тис. Гривень в залежності від вихідної потужності і всяких наворотів.

Основною перевагою всіх описаних вище типів є високий ККД, низький рівень шуму.

Найдорожчими, але в той же час дійсно безперебійним ІБП є бесперебойники з подвійними перетворенням. Принцип дії простий, як три рубля: інвертор, що формує вихідну напругу, працює ЗАВЖДИ. Тобто незалежно від наявності / відсутності вхідної напруги. Воно використовується лише для харчування цього інвертора і одночасно для підзарядки АКБ. Тому такі УПСи ще називають он-лайнових. До речі, найчастіше ці ДБЖ продають взагалі без акумуляторів, тому що мається на увазі, що кінцевий споживач додасть їх сам в залежності від того, яка ємність йому потрібна.

Перевагами UPS з подвійним перетворенням є нульовий час перемикання (насправді вони взагалі не перемикаються, тому що завжди працюють від батарей), ідеальна форма і частота вихідної напруги, можливість гарячої заміни акумуляторів, ідеальна сумісність з приладами, що мають звичайні трансформатори на вході . Недоліки: низький ККД через постійну роботи інверторів, високий рівень шуму (з тієї ж причини) і космічна вартість, яка часто перевищує вартість крутого ігрового комп’ютера з монітором (від 10 тис. Руб. До мільйона і вище).

Найбільш частою сферою застосування on-line UPS є організація систем харчування серверних комп’ютерів і Hi-End аудіотехніки. Для звичайного домашнього застосування їх покупка не є доцільною.

При виборі джерела безперебійного живлення будь-якого типу слід обов’язково відштовхуватися від сумарної споживаної потужності всіх пристроїв, які планується через нього живити. Потужність ДБЖ слід брати як мінімум на 30% більше розрахункової (з урахуванням пускових струмів, а також подальших апгрейдів). Переконайтеся також, що УПС забезпечений необхідною кількістю розеток.

Ще однією зручною фішкою ІБП є наявність функції холодного старту – можливість включити навантаження при повній відсутності напруги (як не дивно, далеко не кожному бесперебойніка це по плечу). Таким чином можна живити ваш ноутбук або який-небудь осцилограф де-небудь у відкритому полі або на горищі, де немає жодної розетки в межах досяжності. Дуже корисна штука для всякого роду сніффінга бездротових мереж та іншого реверс-інжинірингу.

Також має сенс звернути увагу на наявність таких опцій, як захист від КЗ на виході, вбудований фільтр від перешкод з харчування, фільтри для телефонної лінії і лінії Ethernet (повинні бути розетки RJ-11 і RJ-45 відповідно), антенний фільтр для захисту телевізора або іншого кабельного обладнання, гальванічна розв’язка від вхідної напруги, наявність т.зв. сухих контактів (окрема група контактів без напруги, що дозволяє комутувати силові ланцюга при виникненні тієї чи іншої ситуації – пропажа мережі, розряд батареї і т.п.), можливість заміни батарей (зараз є майже у всіх ІБП), а також можливість підключення додаткових АКБ для збільшення часу автономної роботи.

Ссылка на основную публикацию