Принцип работы и особенности источников бесперебойного питани

Необходимость использования ИБП для компьютера

Источник бесперебойного питания оснащен специальной аккумуляторной батареей, благодаря которой бытовое электрооборудование может еще некоторое время продолжать свою работу после перепадов напряжения или при аварийном отключении электроэнергии. Существую устройства для разных видов техники – ПК, газовые котлы, электрооборудование, чувствительное к перепадам напряжения. Но в данном обзоре мы рассмотрим лишь бесперебойники для компьютеров. ИБП (UPS) дает возможность корректно завершить работу программ и выключить ПК при отключении электричества, а также защитить все компоненты электронного устройства от негативного воздействия резких скачков напряжения.

В данной статье рассмотрим наиболее важные параметры источника бесперебойного питания для дома, чтобы сделать правильный выбор и купить именно то устройство, которое необходимо.

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.

ИБП для домашнего компьютера

Прежде чем приобретать то или иное устройство, следует выяснить, как работает ИБП. В его блоке установлен датчик, который непрерывно проверяет характеристики тока в сети и уровень напряжения. Если параметры начинают расти или падать слишком быстро, он отключает компьютер от сети и тут же переключает его на использование запасного источника питания.

При переключении на запасной источник ИБП подает световой и звуковой сигналы. Помимо этого, практически ко всем ИБП есть программа, которая разрешает автоматически отключать компьютер по исчерпании заряда аккумулятора. Когда в сети снова появится электроток, датчик сигнализирует об этом и он переключает компьютер на питание от сети и начнет заряжать встроенный аккумулятор.

Аккумуляторные батареи, применяемые в устройствах, рассчитаны на низкое напряжение. Для получения рабочего значения, с помощью инвертора выполняется его преобразование в синусоидальное. Одновременно напряжение аккумулятора повышается и выравнивается с номинальным напряжением сети. Таким образом, батарея всегда готова к работе и мгновенно переключается, когда это необходимо.

В процессе эксплуатации следует учитывать, что работа ИБП при номинальной нагрузке возможна лишь в течение короткого времени. За этот период можно успеть сохранить данные и корректно отключить компьютер. Во время работы не допускаются перегрузки, в этих случаях защита сразу же отключает выход устройства. Данные проблемы легко решаются за счет увеличения емкости аккумулятора и мощности инвертора.

Советы и рекомендации при выборе интерактивного ИБП для ПК

ИБП различаются не только своими техническими характеристиками и способностью бесперебойно подавать так нужное питание. Есть и дополнительные особенности, которые могут повлиять на ваш выбор:

лучше выбирать те варианты, у которых есть экран. Так вы сможете легче контролировать уровень зарядки вашего ИБП, но всё зависит от ваших предпочтений — кому-то намного удобнее просто заряжать аккумулятор на максимальную мощность и не контролировать его заряд каждую секунду;
разъём USB для подключения. Важный параметр, который позволит вам подключать девайс не только к компьютеру, но и к другим устройствам персонального пользования;
проверить устройство на наличие дополнительных портов: RJ-11, RJ-45. Так вы сможете обеспечить ещё более эффективную работу устройства;
проверить, наличествует ли такая функция, как «холодный старт»

Так можно использовать ваше оборудование без лишнего напряжения сети, питая его от ИБП;
обращайте внимание на дизайн. С развитием рынка ИБП появились различные дизайны, но чаще всего они ограничиваются различием в раскраске.

Видео — А нужен ли сегодня ИБП для домашнего ПК

Лучше всего выбирать такую модель, которая рассчитана на пользовательскую смену аккумулятора. Так вы сможете самостоятельно осуществлять замену, не заезжая постоянно в сервис-центры.

ИБП можно сделать и самостоятельно, виртуозно сочетая сетевой фильтр со стабилизатором. Таким образом вы сможете избавиться от поломок в результате непредвиденных сбоев в напряжении. Конечно, лучше всего покупать ИБП, пользуясь описанным рейтингом, но если у вас катастрофическая нехватка средств, то можно воспользоваться и этим способом.

Применение ИБП в быту

Многие пользователи не вполне отчетливо представляют себе, что такое ИБП. Данное устройство ни что иное, как своеобразный посредник между компьютером и электрической сетью, которая питает компьютер. ИБП улавливает колебания напряжения и при перебоях с подачей тока берет питание компьютера на себя. В нем установлены аккумуляторы, которые способные, в зависимости от емкости и энергопотребления подсоединенной системы, питать ПК в течение небольшого времени, достаточного для того чтобы сохранить свои данные и выключить компьютер. Также он защитит компьютер от любых скачков напряжения в сети.

К основным неполадкам сети относится полное отсутствие напряжения, наличие высоковольтных импульсных помех, краткосрочные и продолжительные скачки напряжения, высокочастотные помехи и другие факторы, при наличии которых требуется использование ИБП. Данные устройства обеспечивают бесперебойную работу компьютерной техники от нескольких минут до одного часа.
Схема бесперебойного питания выбирается в соответствии с условиями эксплуатации, временем переключения нагрузки от сети на аккумулятор и обратно, а также продолжительностью работы самой аккумуляторной батареи.

Рейтинг лучших моделей ИБП для компьютера

Источники бесперебойного питания являются необходимым устройством для ПК и бытовой техники, особенно если место вашего проживания отличается частым отключением электричества или скачками напряжения. Выбирая ИБП стоит ориентироваться на:

• стабильность работы;
• длительность и удобство эксплуатации;
• мощность;
• бесшумность;
• размеры и вес оборудования;
• соотношение цены и качества;
• производитель.

На основании этих параметров был составлен рейтинг бесперебойников для персональных компьютеров, который поможет при выборе данного оборудования.

Powercom IMD-1025AP

Интерактивный источник бесперебойного питания с выходной мощностью 615 Вт, что достаточно для завершения работы компьютера и периферии в течение 4 минут в случае отключения электропитания от сети. Модель оснащена встроенным ЖК-дисплеем оптимизирующим работу прибора и облегчающим его настройку. ИБП обладает оптимальным соотношением цена/качество.

Плюсы:

• выходная мощность;
• ЖК-дисплей;
• USB-порт;
• достаточное количество разъемов;
• легкая настройка.

Недостатки:

• габариты;
• громкие сигналы;
• выходные розетки только компьютерные.

APC Back-UPS 1100VA

Также, как и предыдущая модель, это устройство довольно надежно и долговечно. Несмотря на более высокую стоимость, чем у предшественника этого рейтинга, APC Back-UPS 1100VA не оснащен ЖК-дисплеем, вследствие чего усложняется контроль работы оборудования.

Однако наличие 4 разъемов подающих питание от батареи на ПК и периферию выгодно отличает эту модель от своих конкурентов. Мощность устройства составляет 660 Вт, что относит его моделям интерактивного типа и делает защиту оборудования от скачков напряжения более надежной.

На полную зарядку аккумуляторов понадобится порядка 8 часов, а это, согласитесь не очень быстро и не удовлетворяет некоторых пользователей.

К преимуществам стоит отнести:

• стоимость;
• выходная мощность;
• порт USB;
• количество выходных евроразъемов.

Минусы:

• длительная зарядка батарей;
• отсутствие дисплея.

Ippon Back Basic 1050 IEC

Данная модель хоть и не обладает большим количеством разъемов, однако это компенсируется мощностью в 600 Вт, что позволяет корректно завершить работу и выключить компьютер в случае отключения электричества или скачков напряжения. В Ippon Back Basic 1050 IEC также нет дисплея, а информация о работе устройства отражается посредством светодиодов.

Время полной зарядки батарей составляет 6 часов, что совсем неплохо, особенно если учесть, что данная модель находится еще в доступном ценовом сегменте. Внешний вид устройства ничем не выделяется, а его вес составляет чуть больше 5 килограмм, что вызвано наличием емкостных батарей, которые можно заменять при необходимости.

Данная модель бесперебойника обладает звуковой сигнализацией, фильтром помех и стандартным набором защитных механизмов, от неприятных сюрпризов отечественной электросети. По отзывам пользователей Ippon Back Basic 1050 IEC характеризуется как достойный источник бесперебойного питания.

APC Back-UPS 650VA

Модель относиться к устройствам интерактивного типа, но его выходная мощность составляет всего 390 Вт, а выходные разъемы присутствуют в количестве 3 штук. Однако эти розетки относятся к типу EURO, что позволяет присоединить к ИБП не только компьютер, но и прочую бытовую технику, чувствительную к перепадам напряжения.

Полная восьмичасовая зарядка батарей и отсутствие ЖК-дисплея осложняет работу пользователя с устройством. Стоимость бесперебойника не соответствует таким низким характеристикам, что также является недостатком. Однако все минусы компенсируются высокой надежностью модели, которая обеспечила APC Back-UPS 650VA довольно длительный срок эксплуатации.

Плюсы оборудования:

• компактность;
• надежность;
• порт USB и выходные EURO-разъемы;
• бесшумность.

К недостаткам стоит отнести:

• малая выходная мощность;
• недостаточное количество выходных розеток;
• отсутствие ЖК-дисплея;
• стоимость;
• длительность зарядки.

Cyber Power UT650EI

Модель ИБП интерактивного типа с 4 выходными компьютерными разъемами, подающими питание от аккумулятора на подключенное оборудование. Выходная мощность составляет 360 Вт, что дает время работы от батареи порядка 3,5 минут. Данный бесперебойник не оснащен портом USB, что исключает подключение ПК для мониторинга состояния оборудования. Стоимость оборудования соответствует его функциональности.

Плюсы:

• доступная цена;
• надежность устройства;
• достаточная длительность работы от аккумулятора;
• количество выходных разъемов.

Минусы:

• низкая выходная мощность;
• выходные разъемы только компьютерные;
• отсутствие дисплея и разъема USB.

Аккумулятор и мощность зарядки

Аккумуляторы для бесперебойной работы котла должны медленно отдавать заряд, и выдерживать множество повторяющихся циклов «заряд – разряд».

Автомобильные этого не умеют, а специальные представлены на рынке двумя модификациями, отличающимися содержимым:

1. Гелиевые.
2. Стекловолоконные.

Гелиевые. Первые имеют в составе густой гель, который не вытекает, даже при опрокидывании. Циклов перезагрузок он выдержит около 600. Однако пригодным для жилья их можно назвать условно (разрабатывались для военных самолётов), поскольку при закипании могут взорваться.

Стекловолоконные, или AGM, чаще всего продают в паре с бесперебойниками. Они более безопасны (им не страшна перезарядка), хотя и служат в два раза меньше. Кроме того, от владельца потребуется иногда заглядывать в устройство и проверять уровень электролита.

Мощность самого блока БП

Это не то же самое, что ёмкость батарей, но мощность ИБП также должна быть рассчитана исходя из общей мощности всех агрегатов, подключённых к нему (например, котёл и насос). Суммировав мощность, добавляют около 20 % и приобретают бесперебойник с таким запасом.

Подбирают блок к аккумуляторам по принципу 1:10, то есть сила тока бесперебойника (в Амперах), может быть в 10 раз меньше, чем ёмкость аккумуляторной батареи. Например, для эффективной зарядки АКБ на 60 Ач, требуется блок с показателем 6 А.

Покупая более мощный бесперебойник, можно увеличить возможную нагрузку на него (подсоединяемых аккумуляторов). А чтобы увеличить время работы приборов, нужно приобретать аккумуляторы большей ёмкости.

ИБП для компьютера — рейтинг лучших моделей 2017—2018 года

Если сложно сделать выбор в пользу определенной модели, стоит изучить рейтинг ИБП для компьютера. Он формируется с учетом функциональных возможностей устройств различного типа. Как следствие всегда можно подобрать подходящий вариант не только для частного дома, но и для промышленного предприятия.

APC by Schneider Electric Smart-UPS 1500VA LCD 230V

Современная интерактивная модель, обладающая широкими функциональными возможностями. Оптимальный вариант для мощной игровой станции. Благодаря продуманному конструктивному исполнению устройство можно совместить со всеми схемами коррекции коэффициента мощности. На уровень заряда батарей оказывает влияние температура, что позволяет значительно продлить срок службы устройства.

Наличие программного обеспечения позволяет выполнить отключение компьютерной техники, если показатели сети не будут соответствовать установленным требованиям. UPS позволяет спрогнозировать объем потребляемой энергии и срок службы батареи. Предусмотрена коммутируемая группа розеток.

APC by Schneider Electric Smart-UPS 1500VA LCD 230V – дорогостоящая качественная модель

Powercom RAPTOR RPT-2000AP

Доступный ИБП для дома. Обладает большим запасом мощности. Используя комплексное ПО можно произвести настройку модели для работы в определенных условиях. AVR имеет одну ступень повышения. Некоторые пользователи отмечают заметный шум, создаваемый работающими вентилятором.

Powercom RAPTOR RPT-2000AP – ИБП с большим запасом мощности

P-Com Pro 3S

Устройство с двойным преобразованием. Оснащается тремя розетками, а потому количество подключаемых приборов ограничено. Выходная мощность может достигать 2,7 кВт. КПД устройства достигает 86%. Благодаря качественному ЖК-дисплею, отображающему необходимые для пользователя данные, пользователь может своевременно отследить состояние устройства, включая продолжительность его работы и уровень заряда батареи.

Предусмотрена защита от внешних помех, перегрузки, короткого замыкания и высокочастотных импульсов. При необходимости аккумуляторные батареи могут быть заменены. Наличие функции холодного старта позволяет обеспечить плавное включение устройства. Учитывая габаритные размеры ИБП (190 на 328 на 424 мм) и его вес (28 кг), для размещения устройства для бесперебойного питания для частного дома придется предусмотреть дополнительное место под компьютерным столом. Модель отличается повышенной стоимостью, но способна стать хорошим выбором для тех, кто нуждается в надежной защите компьютерной техники.

P-Com Pro 3S – модель с двойным преобразованием для дома

Powercom WOW-850 U

Устройство резервного типа, отличающееся простотой конструктивного исполнения. Внешне похоже на сетевой фильтр большого размера. При наличии четырех розеток, позволяет только трем подключаться к встроенным АКБ. Для удобства пользователей оснащен цветовой и звуковой сигнализацией.

Благодаря особому конструктивному исполнению ИБП может использоваться для защиты ПК от скачков напряжения. Предусмотрена возможность замену батареи. Аккумулятор для ИБП должен иметь те же характеристики, что и батареи, установленные изначально производителем. Благодаря небольшим габаритным размерам не предъявляет повышенных требований к месту размещения. Позволяет поддерживать работоспособность компьютера на протяжении 14 минут, при условии, что батарея полностью заряжена.

Powercom WOW-850 U – компактная надежная модель

Ippon Smart Power Pro 1000

Интерактивная модель с мощностью 0,6 кВт. Синусоида с многоступенчатой аппроксимацией. Комплектуется четырьмя разъемами, каждый из которых может использоваться для подключения компьютерных комплектующих. При полном заряде батареи устройство способно сохранять свою работоспособность на протяжении 5 минут. Для срабатывания модели требуется меньше 3 мс.

Благодаря особому конструктивному исполнению данная интерактивная модель позволяет полностью защитить компьютер от нестабильных показателей сети. Для полной зарядки АКБ требуется всего 4 часа. Несмотря на отсутствие ЖК-дисплея модель удобна в эксплуатации за счет наличии звуковой и световой сигнализации. При малом уровне заряда пользователь оповещается соответствующим сигналом. Наличие программного обеспечения предъявляет определенные требования к ПО компьютера. При покупке следует убедиться, что устройство будет совместимо с системой.

Ippon Smart Power Pro 1000 – при подключении батареи уровень создаваемого шума возрастает

Инверторное отопление частного дома

Инверторные системы отопления постепенно набирают популярность

Основная система жизнеобеспечения в любом доме – это, несомненно, система отопления. Без нее трудно представить себе нормальную жизнь современного человека, тем более в условиях российского климата. Выбор системы отопления – важен как с точки зрения эффективности, так и с позиций экономии. Ведь чаще всего эта система эксплуатируется более 6 месяцев в году, а кое-где и круглогодично. Установка инверторного котла отопления – хорошая альтернатива другим источникам тепла. Электричество доступно в нашей стране практически везде (в отличие, например, от газа). И использование электронагревательных приборов зачастую очень актуально, несмотря на высокую стоимость электроэнергии. Поэтому последние разработки ученых направлены именно на модернизацию электрооборудования, с целью повышения его КПД и уменьшения стоимости произведенного тепла. Инверторное отопление имеет ряд характерных особенностей по сравнению с другими видами электрического отопления. Рассмотрим их подробнее.

Устройство инверторного котла отопления

Схема устройства инверторного котла отопления

Котел производит нагрев теплоносителя путем преобразования энергии электромагнитного поля в тепло. Каждый котел имеет два контура: магнитный и теплообменный. Первый представляет собой катушку проводника на диэлектрике – намотанную на трубу медную проволоку. В магнитном контуре происходит генерирование электромагнитного поля. Это поле воздействует на стальной сердечник, который находится внутри теплообменного контура и нагревает непосредственно теплоноситель. Электрические инверторные котлы отопления довольно перспективный вид электрооборудования, которое используют как в промышленных масштабах, так и в быту.

Плюсы и минусы электрического инверторного отопления

Инверторами называют оборудование, преобразующее постоянный ток в переменный. Инверторные котлы функционируют по принципу электромагнитной индукции. В этом их основное отличие от ТЭНовых котлов. А отсюда вытекают и основные характеристики, и особенности. Как и любое оборудование, инверторное имеет свои функциональные особенности.

Установка инверторного отопления своими руками

Инверторный котел отопления

Итак, вы решили установить в доме современное электрооборудование. В целях экономии часть работ вполне можно провести самостоятельно. После покупки инверторного котла, необходимого количества труб и радиаторов, можно приступать к монтажу системы отопления. Поскольку никто не застрахован от перебоев электроэнергии, то нужно позаботиться о возможности работы вашей системы в таком форс-мажорном режиме. Для этой цели служат инверторные батареи отопления, цена на которые достаточно высока, однако в долгосрочной перспективе их использование оказывается экономически оправданным.

Отключение оборудования в случае прекращения подачи электроэнергии может пройти для хозяев незамеченным при наличии инверторных батарей отопления. В течение 10 млсек автоматика переведет оборудование на резервное энергоснабжение и отопление жилья продолжится. В случае же возобновления подачи электроэнергии в сеть, та же автоматика произведет обратную процедуру, и котел будет переведен в штатный режим работы. Особенно актуально это при необходимости поддерживать в доме постоянную температуру и отсутствии возможности следить за этим лично.

Электрические инверторные батареи отопления могут приобретаться дополнительно к базовой комплектации. Их использование увеличит время функционирования системы в автономном режиме.

Использование автономных источников питания

В процессе эксплуатации, периодически может потребоваться перевод системы отопления на альтернативный источник питания. Перевод системы на работу от аккумулятора намного удобнее, чем использование генератора. Какого бы топлива не требовал генератор, необходимо будет организовать его доставку, хранение и заправку в генератор. В то время как перевод на питание от батарей (и обратно) произойдет без персонального участия человека. Кроме того, что этот способ более экологичен, он и более оправдан экономически, несмотря на значительные первоначальные вложения.