Выбираем ибп для компьютера. Расчёт времени резерва питания нагрузки от ИБП

Является неотъемлемым залогом надёжности системы электроснабжения. Параметры ИБП должны быть строго сопоставимы с нагрузкой, которая будет подключена к ИБП. Иначе источник бесперебойного питания не принесёт желаемой пользы, а деньги будут потрачены напрасно.

Как рассчитать бесперебойник? Для этого необходимо учесть ряд параметров, ключевым из которых является мощность. Если вы купите ИБП, обладающий мощностью меньшей в сравнении с нагрузкой, то он просто не будет работать. Чтобы достаточно точно посчитать мощность необходимо вспомнить немного физики.

Коэффициент мощности нагрузки или по-другому Power Factor имеет очень важное значение при расчете мощности бесперебойника. Эта цифра показывает какую долю мощности реально потребляет нагрузка, то есть активная мощность. Если рассматривать нагрузку как идеальное сопротивление, то в этом случае значение коэффициента будет равно единице, что является максимальным значением. Конденсаторы и катушки не являются потребителями мощности, поэтому для них значение коэффициента равно нулю. В оборудовании возможно преобладание как емкостной, так и индуктивной составляющей.

К оборудованию с ёмкостной составляющей относятся компьютеры и серверы. Индуктивная составляющая присутствует в устройствах с электродвигателями, это может быть насос, кондиционер и т. п. Эта информация необходима в том случае, когда ИБП будет защищать оборудование разного типа, так как у первых коэффициент мощности стремится к единице, а у вторых находится в интервале от 0,8 до 0,9. В таком случае необходимо найти средний коэффициент мощности, чтобы получить точный результат.

Как рассчитать мощность ИБП, зная коэффициент мощности нагрузки? Чтобы вычислить мощность необходимо перемножить номинальную мощность ИБП на коэффициент мощности. В результате операции получается число, которое показывает максимальную активную мощность, которую сможет обслуживать источник бесперебойного питания. Например, мощность ИБП составляет 100 кВА, а коэффициент мощности нагрузки равен 0,9. В таком случае активная мощность нагрузки составит 90 кВт. Суммарная мощность нагрузки не должна превышать 90 кВт, а лучше если она будет несколько меньше.

Таких сложностей при расчёте мощности можно избежать, если использовать в качестве показателя выходной мощности бесперебойника. В таком случае расчет источника бесперебойного питания будет выполнен без ошибок. Большая ошибка сопоставлять мощности, выраженные в вольт-амперах и ваттах, так как величины значимо отличаются.

Также следует учитывать то, что потребляемая техникой мощность может быть несколько ниже номинальной. Такое может быть в самых различных случаях. Например, если рассматривать компьютеры, то их мощность в большинстве случаев определяется по мощности блока питания. Но не во всех случаях такой алгоритм расчёта является верным. Так, например, на компьютере может установлен блок питания, имеющий мощность 450 Вт, но суммарная мощность компонентов компьютера всего 120 Вт. Таких особенностей может быть очень много и их нужно учесть, выполняя расчет бесперебойника.

Другая ситуация, которую нужно учесть, чтобы произвести расчет работы ИБП связана с холодильником. Например, он может иметь мощность в 250 Вт, но стоит учитывать, что работает холодильник не постоянно, а только через некоторые промежутки времени. В таком случае необходимо узнать годовое потребление электроэнергии. В расчётах необходимо использовать это значение, делённое на 9. Следует заметить, что мощность нагрузки необходимо считать в ваттах.

На некоторых сайтах можно встретить расчет мощности ИБП онлайн, но они не могут выдать точных данных, потому что не учитывают подобных нюансов. Если же вы всё-таки решитесь воспользоваться подобными сервисами, то в добавок к полученному результату необходимо добавить порядка 20%. Немаловажно задуматься о перспективе роста мощности нагрузки. При росте нагрузки в будущем, лучше сразу приобрести более мощный ИБП. Аналогичная ситуация обстоит с сервисами, которые позволяют произвести расчет времени работы ИБП онлайн.

Расчёт АКБ

Если требуется расчет емкости ИБП для заданной мощности и времени работы, то применяется простая формула:

Емкость= 100*время*мощность нагрузки

Время автономной работы выражается в часах, а мощность нагрузки в киловаттах. Обращаем ещё раз внимание, что мощность выражается не в вольтамперах. Например, источник бесперебойного питания защищает компьютер с мощностью 500 Вт (0,5 кВт). Источник бесперебойного питания должен обеспечить время работы равное 2 часам. При таких условиях формула, позволяющая произвести расчет емкости батарей для ИБП приобретает следующий вид:

100*0,5кВт*8ч=400 Ач

Таким образом для нагрузки с мощностью 500 Вт для обеспечения работы в течение 8 часов необходима ёмкость аккумуляторов равная 400 Ач. Такой расчет емкости аккумулятора для ИБП применим для АКБ с напряжением 12 В. Кроме того, нужно учесть, что формула пригодна для длительного времени работы от аккумулятора, а именно порядка 9-10 часов. Это обусловлено тем, что зависимость ёмкости аккумулятора от времени заряда не имеет линейный характер на всём протяжении.

Если время работы меньше, то необходимо вводить поправки. Это связано с тем, что при маленьком времени ток разряда большой и аккумулятор отдаёт нагрузке только некоторую часть своей ёмкости. Так, если необходимо время работы в 30 минут, то результат надо поделить на два, для 2 часов уменьшить на 40%, для 4 часов – 30%, для 6 часов – 40%. Чтобы определить точно значение необходимо использовать точное значение КПД инвертора, который установлен на ИБП и сопоставить данные с кривого разряда определённого типа аккумуляторов.

После того, как найдена суммарная ёмкость, необходимо выполнить расчет количества аккумуляторных батарей для ИБП. Чтобы его выполнить нужно суммарную ёмкость разделить на ёмкость одного аккумулятора. В нашем случае суммарная ёмкость составила 400 Ач. Предположим, что ёмкость одного аккумулятора равна 50 Ач. В таком случае нам понадобится 8 таких аккумуляторных батарей.

Время работы

Многих пользователей интересует время работы, которое сможет обеспечить тот или иной бесперебойник. Как рассчитать время работы бесперебойника? Для этого необходимо знать мощность подключенной нагрузки к ИБП, коэффициент полезного действия инвертора и суммарную ёмкость АКБ.

Суммарный расчет аккумуляторных батарей для ИБП производится крайне просто. В большинстве случаев источники бесперебойного питания содержат в себе типовые аккумуляторы. Чтобы выполнить суммарный расчет батарей для ИБП нужно умножить их количество на ёмкость одной аккумуляторной батареи.

Чтобы расчет времени автономной работы ИБП КПД инвертора рекомендовано принимать равным 0,85. Суммарная мощность нагрузки должна быть выражена в ваттах. О том, как её найти мы говорили в начале статьи.

Расчет времени работы ИБП проводится по следующей формуле:

Время=суммарная ёмкость акб*напряжение акб*(КПД инвертора/мощность нагрузки)

Полученное значение является приближённым и может меняться в процессе срока службы источника бесперебойного питания. Расчет времени ИБП является приближённым, так как время зависит от износа АКБ и условий эксплуатации, в основном от температуры воздуха. Так, например, рост температуры на один градус после отметки 40°C снижает ёмкость аккумулятора на 5%, что является очень существенным. Для максимального срока службы рекомендовано понижать нагрузку на бесперебойник на каждые 10 градусов после 25°C на 20%. Или же можно организовать хорошую систему охлаждения и не допускать вообще какого-либо роста температуры, за что источник бесперебойного будет только благодарен.

Если подобные расчёты для вас являются непонятными, то вы можете обратится к специалистам в этой области или же использовать специальный калькулятор - программа расчета ИБП. Однако, в этом случае необходимо использовать проверенный софт, созданный профессионалами, чтобы избежать ошибок и неверного выбора ИБП. Плюсом таких программ является расчет . При расчёте можно выбрать тип сердечника у трансформатора. При вычислениях учитываются потери, которые возможны в сердечнике и медных проводах.

Возможны случаи, когда нет необходимости в абсолютно точных данных. В таком случае можно воспользоваться специальными таблицами, в которых приведено время автономной работы для различных видов источников бесперебойного питания. Данные таблицы включают в себя время работы в зависимости от ёмкости аккумуляторных батарей и суммарной мощности нагрузки. Таким образом, вы можете сопоставить свои данные с табличными и узнать примерное время.

Зная то, как рассчитать ИБП можно сделать наиболее правильный выбор ИБП. Теперь вы знаете, что время автономной работы зависит не от мощности ИБП или от суммарного напряжения АКБ, а от ёмкости аккумуляторов. Поэтому при выборе ИБП нужно отдавать предпочтение с большей ёмкостью аккумуляторов при соответствии с заданной мощностью. Такой выбор позволит обеспечить максимальную автономность.

Написать письмо

По любому вопросу вы можете воспользоваться данной формой.

В наших электрических сетях к сожалению иногда случаются перебои, и в таких ситуациях необходимо защитить дорогостоящее оборудование от перегрузок. Кроме того в таких случаях бывает важно сохранить информацию на компьютере от безвозвратной потери. Для этого существуют источники бесперебойного питания, сокращённо — ИБП. Сегодня мы с Вами поговорим о том, как выбрать хороший ИБП для компьютера, и что главное в этом устройстве. На рынке представлено огромное количество подобного оборудования, и если Вы решили почитать эту статью, значит никак не можете определиться с окончательным вариантом. Хорошие блоки питания для компьютера сегодня могут производиться по самым различным технологиям. В зависимости от того, для каких целей вы используете компьютер, и нужно выбирать данное оборудование.

Типы

Предварительно стоит поговорить об основных типах источников бесперебойного питания для компьютера, которых на рынке представлено три варианта.

Резервные

Резервные ИБП являются самыми примитивными в плане конструкции. Они отличаются тем, что реагируют на задержку сети питания в 10 мс. В этот момент переходит переключение на батарею. Такие бюджетные блоки питания для компьютера подойдут для частного домашнего использования только в том случае, если у Вас нет никаких проблем с перебоями питания. Здесь нет стабилизатора напряжения, а это означает, что при любом перебое устройство будет переключаться на батарею, что пагубно сказывается на продолжительности ее службы.

Линейно-интерактивные

Линейно-интерактивные блоки питания для компьютера решают эту проблему. В случае возникновения скачков напряжения в сети они в автоматическом режиме подстраиваются под имеющийся уровень тока. Это в значительной степени увеличивает срок эксплуатации устройства. По соотношению цена-качество импульсные блоки питания для компьютера данного типа считаются лучшими.

Онлайн

Самыми лучшими, но наиболее дорогими являются онлайн ИБП. они реагируют на падение напряжения в сети мгновенно. Принцип работы этого типа заключается в двойном преобразовании входящего электричества. Сначала выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное. Потом инвертор обратно преобразует его в переменное. Но в отличие от резервных и и интерактивных компьютер и другие устройства постоянно получают энергию от онлайн, причем электричество с чистой синусоидой, выравненное по напряжению. Это устройство постоянно реагирует на изменение тока, и передает эту информацию на компьютер.

Основные параметры

Здесь мы разберемся с основными критериями приборов, которые помогут определится с выбором. Также можно будет понять какие именно параметры влияют на стоимость оборудования.

Мощность

Мощность считается одной из основных характеристик любого ИБП для компьютера. Если показатель суммарной мощности компьютера будет превышать мощность недорогого устройства для компьютера, то это может привести к выходу последнего из строя, или постоянным перезагрузкам. Обязательно обращайте внимание на этот параметр перед покупкой. Вы должны знать, какую мощность потребляет ваш персональный компьютер и все периферийные устройства, подключаемые к нему. Чтобы определить этот показатель для источников бесперебойного питания, стоит умножить имеющееся суммарное значение на 1,4. Именно такой запас по мощности и необходим для данного устройства.

Время автономной работы

Этот параметр у большинства бюджетных ИБП для компьютера приблизительно одинаков. Время автономной работы составляет приблизительно 5-8 минут. Этого зачастую достаточно для того, чтобы сохранить все приложения и завершить работу операционной системы в правильном режиме. Для тех, кто использует ресурсы своего ПК по максимуму, этого может быть и недостаточно. Благо некоторые производители предлагают модели, у которых время автономной работы увеличивается до 15-20 минут. Разумеется, можно самостоятельно увеличить емкость батареи, и сделать его лучше. Для этого производители выпускают на рынок дополнительные батареи. Путем их последовательного соединения можно добиться требуемых временных характеристик.

Программное обеспечение

Многие современные лучшие ИБП для компьютера поставляются со специальными программами, позволяющими сохранять файлы статистики работы устройства. Если человека нет дома, то оборудование самостоятельно сохранит всю рабочую информацию на жестком диске. Это — весьма полезная опция, на наличие которой нужно обращать внимание при покупке.

Число разъемов

Недорогие ИБП для компьютера зачастую поставляются исключительно с разъемом для компьютера. На самом деле рядом с ним могут находиться самые разнообразные периферийные устройства. Нужно подсчитать, сколько у вас дома имеется таких устройств, и на основании этого уже делать выводы по поводу приобретения того или иного оборудования. Здесь должна так же присутствовать розетка с защитой от скачков напряжения. Не стоит забывать и о защите телефонной линии. Если этого не сделать, то модем, подключенный к ней, при перебоях с электричеством может достаточно скоро выйти из строя.

Уровень шума

На это так же стоит обращать внимание перед покупкой блока питания. Некоторые недорогие ИБП для компьютера работают достаточно громко, что может вызывать различные неприятности; к примеру, у человека могут возникать головные боли. Старайтесь не устанавливать блок питания непосредственно рядом с кроватью. Лучше даже отделить его от своего спального места перегородкой.

Индикация и средства управления

Современные лучшие ИБП для компьютера способны не только подавать звуковые сигналы в случае переключения режимов работы, но и выдавать информацию с помощью светодиодов. Это очень удобно, если есть возможность наблюдать визуально за состоянием блока. Некоторые модели способны информировать пользователя о необходимости замены батареи. Относительно недавно на рынке появилось оборудование, которое оснащено жидкокристаллическими дисплеями. Здесь может отображаться до 20 различных состояний блока. Кроме того, некоторые модели дополняются средствами управления. Они позволяют настраивать блок питания под определенный режим работы сети.

Возможность замены батареи

Сегодня на рынке можно встретить источники бесперебойного питания для компьютера, которые подразумевают замену батареи в процессе эксплуатации. Средний срок службы аккумулятора составляет приблизительно 5 лет. За это время он полностью исчерпывает свои ресурсы. Есть модели, которые подразумевают замену батареи после окончания срока ее эксплуатации. Обратите внимание именно на них перед покупкой, ведь лучше купить аккумулятор чем новый ИБП, и такие устройства в дальнейшем сэкономят ваши деньги.

Производители

Сегодня на рынке можно встретить различные как дорогие, так и недорогие ИБП для компьютера. Производителей подобной техники достаточно много. Самыми лучшими считаются компании — APC, FSP, Ippon.

Рейтинг лучших ИБП для компьютера

Итак, уважаемые читатели, мы рассмотрели основные типы и параметры источников бесперебойного питания. Теперь каждый из Вас знает о том, как выбрать ИБП для компьютера, и на какие характеристики в первую очередь нужно смотреть при выборе. А теперь предлагаем Вашему вниманию небольшой рейтинг лучших ИБП средней ценовой категории, составленный на основе мнений экспертов.

APC by Schneider Electric Smart-UPS 1000VA LCD 230V

Импульсный интерактивный блок питания — APC by Schneider Electric Smart-UPS 1000VA LCD 230V имеет входное напряжение — 160 — 286 В, входную частоту — 47 — 63 Гц, и выходную частоту — 47 — 53 Гц. Аппарат с ЖК-дисплеем имеет звуковую сигнализацию, USB-интерфейс и слот для дополнительных интерфейсов. Выходная мощность аппарата — 650 Вт, время работы при полной нагрузке — 6 мин, при половинной нагрузке — 20,6 мин. Устройство оснащено 8-ю выходными разъёмами питания компьютерного типа — IEC 320 C13. Батарея блока питания заряжается за 3 часа. Есть возможность замены батареи в процессе эксплуатации ИБП.

IPPON Smart Winner 1000

Современный высококачественный импульсный интерактивный блок питания — Ippon Smart Winner 1000 имеет входное напряжение — 161 — 276 В. Выходная мощность аппарата — 650 Вт, время работы при полной нагрузке — 5 мин. У аппарата есть полный комплект кабелей и возможность монтажа в 19-ти дюймовую стойку. На задней панели блока размещён USB-разъём и слот — RS-232. Устройство оснащено 6-ю выходными разъёмами питания компьютерного типа — IEC 320 C13. Батарея ИБП заряжается за 3 часа. Радиаторы блока питания продуваются высокотехнологичным вентилятором от фирмы — SUNON. Информация о процессах выводится через светодиодные индикаторы, и звуковую сигнализацию. Аппарат с функцией холодного старта оснащён защитой телефонной линии, локальной сети и защитой от перегрузки.

INELT Power Station POWER 1500

Импульсный интерактивный блок питания — INELT Smart Station POWER 1500 имеет входное напряжение — 170 — 280 В, и входную частоту — 45 — 65 Гц. Аппарат со светодиодными индикаторами имеет звуковую сигнализацию, интерфейс USB или RS-232 опционно. Выходная мощность аппарата — 900 Вт, есть опция холодного старта. Устройство оснащено 6-ю выходными разъёмами питания компьютерного типа — IEC 320 C13. Батарея блока питания заряжается за 12 часов. Есть возможность замены батареи в процессе эксплуатации ИБП. Аппарат с функцией фильтрации помех имеет защиту локальной сети, защиту телефонной линии, а также защиту от высоковольтных импульсов.

Ippon Back Power Pro 800 New

Импульсный интерактивный блок питания — Ippon Back Power Pro 800 New имеет входное напряжение — 162 — 268 В, и выходную мощность — 480 Вт. Аппарат со светодиодными индикаторами имеет звуковую сигнализацию, функцию холодного старта и USB-интерфейс. Устройство оснащено 3-мя выходными разъёмами питания компьютерного типа — IEC 320 C13. Батарея блока питания заряжается за 6 часов. Есть возможность замены батареи в процессе эксплуатации ИБП. Аппарат с функцией фильтрации помех имеет защиту локальной сети, защиту телефонной линии, а также защиту от высоковольтных импульсов.

IPPON Back Comfo Pro 800 New

Импульсный интерактивный блок питания — Ippon Back Comfo Pro 800 New имеет входное напряжение — 162 — 268 В, и входную частоту — 45 — 65 Гц. Аппарат со светодиодными индикаторами имеет звуковую сигнализацию, интерфейсы USB и RS-232. Выходная мощность аппарата — 420 Вт, есть опция холодного старта. Устройство оснащено 8-ю выходными разъёмами питания компьютерного типа -CEE 7 (евро-розетка). Батарея блока питания заряжается за 8 часов. Есть возможность замены батареи в процессе эксплуатации ИБП. Аппарат с функцией фильтрации помех имеет защиту локальной сети, защиту телефонной линии, а также защиту от высоковольтных импульсов. Кроме того, есть защита от короткого замыкания и автоматический предохранитель.

Источники бесперебойного питания (ИБП) используются для обеспечения работы электрооборудования при отсутствии электропитания, а также для защиты от скачков напряжения в электросети. О том, как рационально выбрать ИБП, на что ориентироваться и как не совершить распространенных ошибок, будет рассказано в этой статье.

Тип

Источники бесперебойного питания делятся на три категории: резервные (offline / standby), интерактивные (line-interactive) и с двойным преобразованием (online / double-conversion).

Самым простым типом является резервный . При наличии напряжения в сети ИБП подает на выход питание от самой сети, пропущенное через встроенные пассивные фильтры. При отсутствии напряжения или при выходе его значений за установленные пределы ИБП переключает питание нагрузки на собственные аккумуляторы. При восстановлении напряжения ИБП переходит в базовый режим, подзаряжая аккумуляторы.

Главное достоинство таких ИБП - низкая цена. Основной недостаток - относительно большое время переключения на питание от аккумуляторов (4 – 15 мс), что для некоторых устройств может быть существенным. Тем не менее, к резервным ИБП можно подключать компьютеры, которые имеют механизм защиты от микроскачков напряжения.

Интерактивный тип отличается от резервного наличием ступенчатого стабилизатора напряжения, который позволяет поддерживать достаточно стабильное выходное напряжение при значительных отклонениях входного, не переходя на использование аккумуляторов. Такая схема продлевает срок службы аккумуляторных батарей и дает несколько меньшее время переключение на батареи.

ИБП интерактивного типа подойдут как для компьютеров, так и для большей части бытовой электроники, но для приборов с асинхронными двигателями (стиральные машины, холодильники) они не годятся.

ИБП с двойным преобразованием используются для питания чувствительного дорогостоящего оборудования с высокими требованиями к качеству и надежности питания - серверов, рабочих станций, активного сетевого оборудования и т.п. Получая на входе питание переменного тока, ИБП преобразует его в постоянный, а на выходе выдает опять переменный, «очищенный» ток напряжением точно 220 В. При этом аккумуляторы ИБП постоянно подключены к цепи и при отсутствии напряжения на входе никаких переключений не происходит.

Такие ИБП существенно дороже остальных, а также они сильнее греются и более шумные. Их следует размещать в помещениях, не предназначенных для постоянного пребывания людей. ИБП с двойным преобразованием могут использоваться для питания приборов с асинхронными электродвигателями, такими как холодильные или отопительные системы.

Выходная мощность

Ключевым параметром при подборе ИБП является его выходная мощность, которая указывается в вольт-амперах (VA) или ваттах (W). Она должна соответствовать потребляемой мощности нагрузки, поэтому перед покупкой ИБП необходимо определиться с суммарной мощностью защищаемых устройств. Как правило в паспорте прибора-нагрузки (либо в описании прибора на сайте производителя) указывается максимально потребляемая мощность устройства при штатной работе, выраженная в ваттах. Если к одному ИБП планируется подключить несколько устройств, то необходимо суммировать потребляемую мощность каждого из них.

Чтобы не допустить распространенных ошибок, необходимо учитывать следующие факторы.

Указываемая производителями выходная мощность ИБП в вольт-амперах (VA) часто не совпадает с мощностью этого же устройства в ваттах (W). Поэтому, если мощность нагрузки дана в ваттах, при выборе ИБП следует обращать внимание на мощность ИБП именно в ваттах, а не вольт-амперах, и наоборот. Если ошибиться и приобрести ИБП с недостаточной выходной мощностью, то нагрузку запитать не удастся, и деньги будут потрачены впустую.
Некоторые устройства с электродвигателями (холодильники или лазерные принтеры) имеют так называемые «стартовые (пусковые) токи». В момент включения они потребляют ток гораздо большей силы, чем при штатной работе. ИБП может быть не в состоянии обеспечить такой ток, хотя будет иметь выходную мощность достаточную для обеспечения штатной работы устройства. В таких случаях необходимо подбирать ИБП с выходной мощностью, обеспечивающую пиковую нагрузку. Информацию о максимальных «пусковых токах» следует искать в паспортах устройств, сопроводительных инструкциях и на сайтах производителей.

Время работы

Время автономной работы ИБП под нагрузкой является другим ключевым параметром, который следует учитывать при выборе. Сколько времени подключенное устройство сможет проработать без сетевого электропитания, зависит от емкости батарей. Чтобы не переплачивать за ненужную емкость, при выборе устройства необходимо подходить к вопросу продолжительности автономной работы максимально рационально. Производители указывают время автономной работы, рассчитанное при работе ИБП под полной нагрузкой. Так, если ИБП имеет выходную мощность в 400 Вт и время автономной работы при полной нагрузке 3 мин , а нагрузкой является компьютер с монитором суммарной мощностью в 300 Вт, то реальное время автономной работы устройств будет немного большим (следует учитывать, что время автономной работы зависит от мощности нагрузки нелинейно, поэтому прямые пропорции составлять не следует). Некоторые производители на своих сайтах размещают графики времени автономной работы ИБП в зависимости от нагрузки или выкладывают значения по нескольким контрольным точкам - информацию можно почерпнуть оттуда.

Если ИБП нужен для сохранения рабочих документов на компьютере в случае отключения электропитания, то нескольких минут работы будет достаточно, чтобы корректно завершить работу компьютера. Если, напротив, стоит задача обеспечить максимально большой срок автономной работы, следует выбирать ИБП с возможностью подключения резервных батарей в отдельном корпусе и, соответственно, докупить еще один комплект аккумуляторов.

В ситуациях, когда ИБП используется для защиты устройств, требующих непрерывной работы (например, ключевое ИТ-оборудование, холодильные установки, оборудование кондиционирования), и нет возможности обесточить приборы, произвести обслуживание и замену потерявшего ресурс батарейного комплекта, следует выбирать ИБП с возможностью «горячей замены » батарей, то есть замены комплекта батарей без выключения ИБП из сети и обесточивания подключенной нагрузки.

Были времена, когда источниками бесперебойного питания и правилами их выбора интересовались исключительно владельцы компьютеров. Но сегодня сфера использования UPS’ов вышла далеко за пределы одесских офисов с внушительным количеством оргтехники. Теперь все чаще источники бесперебойного питания покупают для дома.

Что это: дань моде или все же необходимость? Ответ на этот вопрос знают специалисты интернет-магазина QwertyShop .

ИБП: прихоть или необходимость?

Многих интересует: нужны ли ИБП на самом деле? Для начала давайте вспомним, что резкие скачки напряжения в электросети и неожиданные отключения света в нашей стране никто не отменял. Это значит, что однажды из-за проблем с электроснабжением компьютер может выключиться ровно за секунду до сохранения результатов вашей работы. Или возьмем другой пример. Удар молнии или сосед с дрелью могут стать причиной короткого замыкания или перегрузки сети. Тогда уже придется сожалеть не только о несохраненных данных, но и о компьютере или другой чувствительной технике. А вот был бы ИБП…

Но источник бесперебойного питания - это устройство, призванное не только для защиты техники от перенапряжений. Его главная задача - обеспечивать кратковременное резервное питание во время отключения основного источника. С наличием бесперебойника при любых ЧП с электроснабжением появляется возможность сохранить данные и правильно выключить компьютер.

Помимо компьютеров, ИБП могут обеспечивать питанием некоторые другие офисные, бытовые устройства, чувствительные к перепадам напряжения или резкому отключению от сети. Однако надо понимать, что бесперебойник - это вспомогательный источник питания, чаще всего не рассчитанный на продолжительное энергоснабжение техники (для таких целей существуют другие устройства - генераторы). В отсутствии основного источника ИБП обычно поддерживает работоспособность устройств до 15 минут.

Теперь, когда в общих чертах понятно, что такое бесперебойники и зачем они нужны, осталось узнать, как выбрать ИБП для разных нужд.

Основные критерии выбора

По большому счету, сегодня купить хороший источник бесперебойного питания нетрудно. Достаточно найти проверенный магазин с качественной техникой. Например, можно купить хороший . Другой вопрос – для какой именно техники хорош определенный тип ИБП, и почему даже самый лучший бесперебойник для ПК может оказаться бесполезным для твердотопливного или газового котла. А все потому, что бесперебойники выбирают не по принципу «понравился-не понравился», а учитывая разные технические характеристики.

Типы ИБП

В зависимости от особенностей функционирования выделяют следующие типы ИБП:

• резервные;
• линейно-интерактивные;
• с двойным преобразованием.

Среди всех бесперебойников самые популярные и наиболее дешевые - устройства резервного типа. Когда нет никаких проблем с энергоснабжением, ток проходит через ИБП транзитом, в это же время заряжая его аккумулятор. Свою основную функцию он начинает выполнять, как только возникают проблемы с основным источником питания. Для перехода в активное состояние бесперебойнику в большинстве случаев требуется 10 миллисекунд. Устройство резервного типа продлевает работоспособность техники примерно на 5-10 минут. Такой ИБП считается лучшим для дома. Но есть у него и минусы. Он не выполняет функции стабилизатора (то есть не защищает технику от скачков напряжения), а также не подходит для продолжительного поддержания работы устройств.

Линейно-интерактивные бесперебойники отличаются от предыдущих как раз таки наличием стабилизатора. Что это значит? Когда напряжение в электросети отклоняется от нормы, ИБП силами трансформатора выравнивает имеющийся ток, без задействования аккумулятора. Но если стабилизировать напряжение не получается или возникают проблемы с электроснабжением, ИБП переводит технику на питание от аккумулятора. На переключение уходит в среднем 3 миллисекунды. Линейно-интерактивный бесперебойник обычно используют для компьютера и другой оргтехники, но в некоторых случаях возможно использование и для котла (хотя для таких целей лучше подходят модели, предназначенные исключительно для отопительных систем).

ИБП с двойным преобразованием – это так называемые бесперебойники online типа. Структура устройства предусматривает мгновенное переключение на аккумулятор и наоборот. Многие модели из этой группы также берут на себя роль стабилизатора напряжения. Online-ИБП – лучший выбор для чувствительной техники и серверов. Минус устройства – высокая цена. Но в защиту стоит сказать, что эти бесперебойники стоят своих денег.

Мощность

Современные бесперебойники отличаются не только по типу, но и по мощности. И самое время узнать, как рассчитать мощность подходящего ИБП. Отправной точкой для выбора является реальная потребляемая мощность техники, для которой нужен UPS. Покупка слишком мощного бесперебойника - пустая трата денег, а устройство недостаточной мощности не сможет корректно выполнять свою функцию.

Но прежде чем приступить к подсчетам, надо понять разницу между разными видами мощности. На электроприборах эта величина может быть указана в ваттах или в вольт-амперах. На UPS обычно только в вольт-амперах. В первом случае (Вт) цифра указывает номинальную (активную) мощность, во втором (ВА) - выходную (полную). Номинальная мощность определяется по формуле: выходная мощность умноженная на коэффициент мощности. А посему важно правильно рассчитать коэффициент мощности нагрузки. Эта величина указывает, какая часть мощности из предоставленной источником в реальности используется техникой. На практике значение этого коэффициента колеблется между показателями 0,1 и 1. В качестве примера можно взять компьютерные блоки питания, средний коэффициент мощности которых составляет 0,6-0,8, или серверы, системы хранения данных и сетевое оборудование, в которых этот показатель максимально близок к 1.

Теперь вернемся к бесперебойникам. В технических характеристиках любого ИБП указан его собственный выходной коэффициент мощности. Так вот, в правильно подобранном бесперебойнике он не может быть ниже, чем коэффициент техники, которая будет к нему подключена.

Второй показатель, на который следует обращать внимание, это выходная мощность ИБП (та самая, что измеряется в вольт-амперах), то есть максимально возможная мощность нагрузки. В идеале этот показатель должен быть на 25-30% больше, чем общая мощность приборов, которые будут подключены к UPS. Но чтобы корректно рассчитать цифры, мощность приборов придется из Вт перевести в ВА (по указанной выше формуле).

Продолжительность автономной работы

Этот показатель напрямую зависит от того, насколько правильно был проведен расчет мощности для ИБП. Но помимо этого, не менее важную роль играет емкость аккумулятора (способность накапливать электрозаряд). Среднее время работы ИБП в автономном режиме составляет 5-10 минут. Когда речь идет о «спасении» компьютерной техники, этого времени вполне достаточно для корректного завершения работы. Но более мощные модели UPS могут функционировать в автономном режиме даже до 12 часов.

Наличие разъемов

Подбор по параметрам мощности и емкости батареи – это хорошо. Но также не стоит забывать, что при покупке UPS важно обращать внимание на наличие необходимых разъемов и наперед рассчитать, сколько и каких понадобится именно вам. Помимо основных, некоторые модели ИБП имеют разъемы для защиты телефонных и сетевых линий от высоковольтных импульсов. Выходные разъемы бесперебойника должны совпадать с разъемами нагрузки. То есть если для ваших нужд необходим ИБП на евророзетку, то перед покупкой надо проверить не досталась ли вам модель с IEC разъемом, известным как компьютерная вилка.

Обычно на ИБП присутствует несколько розеток и разъемов. Среди них:

• розетки для подключения устройств к аккумуляторной батарее (они бывают EURO «под вилку» и IEC под кабель питания);
• розетки для подключения устройств к стабилизатору, минуя батарею;
• разъемы для защиты телефонных и информационных линий;
• разъемы для мониторинга и диагностики (COM, USB);
• разъем для подключения ИБП к сети 220 В;
• разъемы для защиты телефонной (RJ-11) и информационной сети (RJ-45);
• разъемы для управления устройством с компьютера (RS-232).

Индикация

Данные о состоянии аккумулятора и режиме работы ИБП в разных моделях отображаются разными способами. В бюджетных устройствах эта функция возложена на светодиодные индикаторы. В более дорогих моделях уже присутствует ЖК-дисплей, на котором и высвечивается вся важная информация.

Смотрим на бренд

Последний пункт в нашем обзоре, но не последний по важности – выбор ИБП по бренду. Покупка бесперебойника от проверенной фирмы-производителя – это вовсе не дань моде и не погоня за брендами. И хоть во всех ИБП аккумуляторы рано или поздно придется менять (обычно через 2 года), но чем качественнее устройство, тем дольше оно послужит. Сегодня лидерами на рынке ИБП считаются такие производители, как Powercom, APC, Ippon, P-Com, Inelt, LogicPower, Luxeon, Mustek, Eaton, PowerWalker, выпускающие бюджетные и более дорогие линейки источников бесперебойного питания для дома.

Заключение

Теперь самое время подытожить. Итак, вы принадлежите к тем счастливчикам, которые редко сталкиваются со сбоями напряжения в электросети или отключением света, а в случае ЧП «спасать» придется только компьютер. В таком случае следует покупать ИБП резервного типа. Если ваша электролиния – это сплошные скачки напряжения, то, поверьте, дешевле будет купить линейно-интерактивный бесперебойник и не переживать, как отразятся скачки в проводах на компьютере и другой технике. Покупка дорогих ИБП с двойным преобразованием оправдана в том случае, если ваше задание заключается в создании условий для бесперебойной работы серверов или отопительной системы.

Если говорить о мощности, то для обычного компьютера впору ИБП с выходной мощностью в 350-500 вольт-ампер. Для геймерского ПК с двумя мониторами понадобится уже минимум 500-1000 ВА, а если к этой «компании» добавить еще и акустическую систему, потребуется UPS выходной мощностью не меньше 1500 ВА.

Если выбираете ИБП для котла по параметрам номинальной мощности и емкости аккумулятора, то для циркуляционного насоса на 90-150 Вт вполне хватит трехсотваттного бесперебойника, если система отопления использует два насоса, тогда ваш выбор - ИБП на 400-500 Вт (плюс 25-30% запаса).

Таких примеров можно привести сотни. Но еще раз напоминаем, что результат высчитывается всегда по одной и той же формуле: сумма мощности приборов + 20% (это минимум). А чем больше резерв мощности ИБП, тем дольше сможет работать ваша техника без основного источника питания. Это главное, что нужно понимать, выбирая ИБП для дома.

По мере своего развития цивилизация начинает потреблять все больше энергии, в частности, электрической — станки, заводы, электронасосы, фонари на улицах, лампы в квартирах… Появление радио, телевизоров, телефонов, компьютеров дало человечеству возможность ускорить обмен информацией, однако, еще сильнее привязало его к источникам электроэнергии, поскольку теперь, во многих случаях, пропадание электричества равносильно потере канала доставки информационного потока. Наиболее критична такая ситуация для ряда наиболее современных отраслей, в частности, там, где основным инструментом производства являются компьютерные сети.

Давно подсчитано, что через пару-тройку месяцев работы стоимость информации, хранящейся на компьютере, превышает стоимость самого ПК. Уже давно информация стала разновидностью товара — ее создают, оценивают, продают, покупают, накапливают, преобразуют… и порой теряют по самым разнообразным причинам. Разумеется, до половины проблем, связанных с потерей информации, возникает из-за программных или аппаратных сбоев компьютерами. Во всех остальных случаях, как правило, проблемы связаны с некачественным электроснабжением компьютера.

Обеспечение качественного питания компонентов ПК — залог стабильной работы любой компьютерной системы. От формы и качественных характеристик сетевого питания, от удачного выбора компонентов питания порой зависит судьба целых месяцев работы. Исходя из этих соображений, была разработана изложенная ниже методика исследования, призванная в дальнейшем стать основой тестирования качественных характеристик бесперебойных блоков питания.

1. Положения ГОСТ
2. Классификация ИБП (описание, схема)
   • Оффлайновые
   • Линейно-интерактивные
   • Онлайновые
   • Основные типы по мощностям
3. Физика
   • a. Виды мощности, формулы расчета:
     • Мгновенная
     • Активная
     • Реактивная
     • Полная
4. Тестирование:
   • Цель тестирования
   • Общий план проведения
   • Параметры для проверки
5. Оборудование, использованное при тестировании
6. Библиография

Все, что связано с электрическими сетями, в России регламентируется положениями ГОСТ 13109-97 (принят Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации взамен ГОСТ 13109-87). Нормативы этого документа полностью соответствуют международным стандартам МЭК 861, МЭК 1000-3-2, МЭК 1000-3-3, МЭК 1000-4-1 и публикациям МЭК 1000-2-1, МЭК 1000-2-2 в части уровней электромагнитной совместимости в системах электроснабжения и методов измерения электромагнитных помех.

Стандартными показателями для электросетей в России, установленными ГОСТ, являются следующие характеристики:

• напряжение питания — 220 В±10%
• частота — 50±1 Гц
• коэффициент нелинейных искажений формы напряжения — менее 8% в течение длительного времени и 12% — кратковременно

Оговорены в документе и типичные проблемы электроснабжения. Чаще всего нам приходится сталкиваться со следующими из них:

• Полное пропадание напряжения в сети (отсутствие напряжения в сети на время более 40 секунд из-за нарушений в линиях подачи электроэнергии)
• Проседания (кратковременное снижение напряжения в сети до величины менее 80% от номинального значения на время более 1 периода (1/50 секунды) являются следствием включения мощных нагрузок, внешне проявляется как мерцание ламп освещения) и всплески (кратковременные повышения напряжения в сети на величину более 110 % от номинального на время более 1 периода (1/50 секунды); появляются при отключении большой нагрузки, внешне проявляются как мерцание ламп освещения) напряжения разной продолжительности (характерно для больших городов)
• Высокочастотный шум — радиочастотные помехи электромагнитного или другого происхождения, результат работы мощных высокочастотных устройств, коммуникационных устройств
• Отклонение частоты за пределы допустимых значений
• Высоковольтные выбросы — кратковременные импульсы напряжения величиной до 6000В и длительностью до 10 мс; появляются при грозах, как результат статического электричества, из-за искрения переключателей, внешних проявлений не имеют
• Выбег частоты — изменение частоты на 3 и более Гц от номинального (50 Гц), появляются при нестабильной работе источника электроэнергии, внешне могут и не проявляться.

Все эти факторы могут привести к выходу из строя достаточно «тонкой» электроники, и, как это часто бывает, к потере данных. Впрочем, люди давно научились защищаться: фильтры сетевого напряжения, «гасящие» скачки, дизель-генераторы, обеспечивающие подачу электроэнергии системам при пропадании напряжения в «глобальном масштабе», наконец, источники бесперебойного питания — основной инструмент защиты персональных ПК, серверов, мини-АТС и др. Как раз о последней категории устройств и пойдет речь.
Классификация ИБП

«Разделять» ИБП можно по разным признакам, в частности, по мощности (или сфере применения) и по типу действия (архитектуре/устройству). Оба этих метода тесно связаны друг с другом. По мощности ИБП делятся на

1. Источники бесперебойного питания малой мощности (с полной мощностью 300, 450, 700, 1000, 1500 ВА, до 3000 ВА — включая и on-line)
2. Малой и средней мощности (c полной мощностью 3–5 кВА)
3. Средней мощности (с полной мощностью 5–10 кВА)
4. Большой мощности (с полной мощностью 10–1000 кВА)

Исходя из принципа действия устройств, в литературе в настоящее время используется два типа классификации источников бесперебойного питания. Согласно первому типу, ИБП делятся на две категории: on-line и off-line , которые, в свою очередь, делятся на резервные и линейно-интерактивные .

Согласно второму типу, ИБП делятся на три категории: резервные (off-line или standby), линейно-интерактивные (line-interactive) и ИБП с двойным преобразованием напряжения (on-line).

Мы будем пользоваться вторым типом классификации.

Рассмотрим для начала разницу типов ИБП. Источники резервного типа выполнены по схеме с коммутирующим устройством, которое в нормальном режиме работы обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей сети, а в аварийном — переводит ее на питание от аккумуляторных батарей. Достоинством ИБП такого типа можно считать его простоту, недостатком — ненулевое время переключения на питание от аккумуляторов (около 4 мс).

Линейно-интерактивные ИБП выполнены по схеме с коммутирующим устройством, дополненной стабилизатором входного напряжения на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками. Основное преимущество таких устройств — защита нагрузки от повышенного или пониженного напряжения без перехода в аварийный режим. Недостатком таких устройств также является ненулевое (около 4 мс) время переключения на аккумуляторы.

ИБП с двойным преобразованием напряжения отличается тем, что в нем поступающее на вход переменное напряжение сначала преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем — с помощью инвертора — снова в переменное. Аккумуляторная батарея постоянно подключена к выходу выпрямителя и входу инвертора и питает его в аварийном режиме. Таким образом, достигается достаточно высокая стабильность выходного напряжения независимо от колебаний напряжения на входе. Кроме того, эффективно подавляются помехи и возмущения, которыми изобилует питающая сеть.

Практически, ИБП данного класса при подключении к сети переменного тока ведут себя как линейная нагрузка. Плюсом данной конструкции можно считать нулевое время переключения на питание от аккумуляторов, минусом — снижение КПД за счет потерь при двукратном преобразовании напряжения.

Во всех справочниках по электротехнике различаются четыре вида мощности: мгновенная , активная , реактивная и полная . Мгновенная мощность вычисляется как произведение мгновенного значения напряжения и мгновенного значения тока для произвольно выбранного момента времени, то есть

Так как в цепи с сопротивлением r u=ir, то

Средняя за период мощность P рассматриваемой цепи равна постоянной слагающей мгновенной мощности

Среднюю за период мощность переменного тока называют активной . Единица активной мощности вольт-ампер называется ватт (Вт).

Соответственно и сопротивление r называют активным. Так как U=Ir, то

Реактивная мощность — величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля. Для синусоидального тока равна произведению действующих тока и напряжения на синус угла сдвига фазы между ними.

Полная мощность — потребляемая нагрузкой суммарная мощность (учитываются как активная, так и реактивная ее составляющие). Вычисляется как произведение среднеквадратичных значений входного тока и напряжения. Единица измерения — ВА (вольт-ампер). Для синусоидального тока равна

Практически на любом электрическом приборе находится этикетка с указанием либо полной мощности устройства, либо активной мощности.
Тестирование

Основная цель тестирования — продемонстрировать поведение тестируемых ИБП в реальных условиях, дать представление о дополнительных характеристиках, которые не находят отражения в общей документации на устройства, на практике определить влияние различных факторов на работу ИБП и, возможно, помочь определиться с выбором того или иного источника бесперебойного питания.

Несмотря на то, что рекомендаций по выбору ИБП в настоящее время существует великое множество, в ходе тестирования мы рассчитываем, во-первых, рассмотреть ряд дополнительных параметров, которыми стоит поинтересоваться перед покупкой оборудования, во-вторых, по необходимости скорректировать набор выбранных методов и параметров тестирования и выработать базу для будущего анализа всего тракта питания систем.

Общий план проведения тестирования выглядит следующим образом:

• Указание класса устройства
• Указание заявленных производителем характеристик
• Описание комплектности поставки (наличие руководства, дополнительных шнуров, ПО)
• Краткое описание внешнего вида ИБП (функции, вынесенные на контрольную панель и перечень разъемов)
• Тип аккумуляторов (с указанием емкости аккумуляторов, обслуживаемые/необслуживаемые, наименование, возможно — взаимозаменяемость, возможность подключения дополнительных аккумуляторных блоков)
• «Энергетическая» составляющая тестов

В процессе тестирования планируется проверить следующие параметры:

• Диапазон входного напряжения, при котором ИБП работает от сети, не переключаясь на аккумуляторы. Больший диапазон входного напряжения уменьшает количество переходов ИБП на батарею и увеличивает срок ее службы
• Время переключения на питание от аккумулятора. Чем меньше время переключения, тем меньше риск выхода из строя нагрузки (устройства, подключенного через ИБП). Длительность и характер процесса переключения во многом определяют возможность нормального продолжения работы оборудования. Для компьютерной нагрузки допустимое время прерывания питания 20-40 мс.
• Осциллограмма переключения на аккумулятор
• Время переключения с аккумулятора на внешнее питание
• Осциллограмма переключения с аккумулятора на внешнее питание
• Время работы в автономном режиме. Этот параметр определяется исключительно емкостью батарей, установленных в ИБП, которая, в свою очередь, увеличивается при росте максимальной выходной мощности ИБП. Для обеспечения автономным питанием двух современных компьютеров SOHO типичной конфигурации в течение 15-20 мин, максимальная выходная мощность ИБП должна быть порядка 600-700 ВА.
• Параметры выходного напряжения при работе от батарей
• Форма импульса в начале разряда аккумулятора
• Форма импульса в конце разряда аккумулятора
• Диапазон выходного напряжения ИБП при изменении входного напряжения. Чем этот диапазон уже, тем меньше влияние изменения входного напряжения на питаемую нагрузку
• Стабилизация выходного напряжения
• Фильтрация выходного напряжения (если она есть)
• Поведение ИБП при перегрузке на выходе
• Поведение ИБП при пропадании нагрузки
• Вычисление КПД ИБП. Определяется как отношение выходной мощности устройства к потребляемой мощности от источника питания
• Коэффициент нелинейных искажений, характеризующий степень отличия формы напряжения или тока от синусоидальной
  • 0% — синусоида
  • 3% — искажения не заметны на глаз
  • 5% — искажения заметны глазом
  • до 21% — трапецеидальная или ступенчатая форма сигнала
  • 43% — сигнал имеет прямоугольную форму

При тестировании мы будем пользоваться не реальными рабочими станциями и серверами, а эквивалентными нагрузками, которые имеют стабильный характер потребления и коэффициент использования мощности, близкий к 1. В качестве основного оборудования, которое будет использоваться при проведении тестирований, в настоящее время рассматривается следующий комплект:

1. ГОСТ 721-77 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В
2. ГОСТ 19431-84 Энергетика и электрификация. Термины и определения
3. ГОСТ 21128-83 Системы энергоснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В
4. ГОСТ 30372-95 Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения
5. Теоретическая электротехника, изд. 9-е, исправленное, М.-Л., издательство "Энергия", 1965
6. Рекламные материалы компании
7. Интернет-ресурс