Pmonline.ru

Пром Онлайн
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Классификация источников бесперебойного питания

Классификация источников бесперебойного питания

Говоря о классификации ИБП, в первую очередь, выделяют топологию данных устройств. В соответствии с этим параметром различают системы бесперебойного питания трех типов:

  • Off-line;
  • Line-interactive;
  • Оn-line.

Off-line UPS

ИБП класса Off-line или Standby – это устройства резервного типа. В основе их работы лежит коммутирующее устройство, которое в нормальном режиме обеспечивает прямое подключение нагрузки к внешней электрической сети, а в случае аварии переключает ее на работу от аккумуляторных батарей. Достоинства такой схемы – простота и низкая стоимость, недостатки – наличие задержки переключения на автономный режим и быстрый износ АКБ.

LUXEON UPS-650A

Line-interactive UPS

Линейно-интерактивные ИБП (Line-interactive) оснащаются коммутирующим устройством, дополненным стабилизатором напряжения, роль которого выполняет автотрансформатор. За счет переключения обмоток последнего удается сократить количество переключений электропотребителей на батареи при колебаниях входного вольтажа в пределах определенного диапазона. Преимущество устройств данного типа заключается в экономии ресурса аккумуляторов, особенно в сетях с незначительными перепадами напряжения. Основной недостаток все тот же – ненулевое время перехода на АКБ.

LogicPower LP 650VA-PS

On-line UPS Double conversion

Оn-line источники – это аппараты, осуществляющие двойное преобразование напряжения. На первом этапе выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный, а на втором – инвертор из постоянного тока вырабатывает переменный. При этом аккумулятор одновременно подключен к входу инвертора и выходу выпрямителя, питая их в автономном режиме.
Таким образом, удается достичь высокой стабильности выходного сигнала независимо от колебаний напряжения на входе, а также эффективного подавления сетевых помех. Эти ИБП считаются самыми надежными, но потребляют наибольшее количество электроэнергии и вынудят пользователя раскошелиться на более «кругленькую» сумму при покупке.

Источник бесперебойного питания Авалон резерв

Основное достоинство Оn-line бесперебойников – нулевое время переключения в автономный режим, главный недостаток – низкий КПД и большое электропотребление за счет двукратного преобразования напряжения.

On-line UPS Delta — conversion

Устранить недостатки ИБП, работающих по технологии с двойным преобразованием, были призваны ИБП с дельта-конверсией. Такие устройства построены на базе двунаправленных инверторов, соединенных с общей батареей. Каждый из них поочередно может брать на себя функции либо выпрямителя, либо инвертора – все зависит от состояния напряжения в электросети. К примеру, если напряжение в магистрали падает, первый в схеме инвертор начинает работать на выпрямление электрического тока, а второй – на выработку переменного сигнала. В случае повышения входного вольтажа первое устройство выполняет функции инвертора, а второе – выпрямителя.

On-line UPS Delta - conversion

Преимущество данной технологии – это преобразование только той части электроэнергии, которой достаточно для получения требуемых параметров питания на нагрузке. Отсюда экономия электроэнергии и оптимизация процесса выделения тепла, и это при все том же нулевом времени переключения. Из недостатков отметим сложность конструкции и дороговизну таких ИБП, а также чувствительность к резким колебаниям частоты входного тока.

Мощность

Не менее важным критерием для классификации источников автономного энергоснабжения является мощность. Общепринятым считается деление на 3 класса устройств:

  • Малой мощности – аппараты, полная мощность которых лежит в диапазоне 0,3..3 кВА.
  • Средней мощности – приборы мощностью 3..5 кВА.
  • Большой мощности – 5..5000 кВА.

Мощность ИБП

Для правильной оценки мощности ИБП, прежде всего, следует определиться с перечнем техники, для которой будет резервироваться электропитание, после чего произвести расчет ее суммарного энергопотребления. Поскольку мощность оборудования зачастую указывается в Вт, а аналогичный показатель ИБП – в ВА, данные значения необходимо привести в единую систему измерения. Для этого итоговую сумму в Вт необходимо разделить на коэффициент мощности (для рабочих станции и периферийной техники обычно он составляет 0,5. 0,6). Например, суммарная мощность нагрузки составляет 800 Вт, cosφ = 0,6. Получаем, 800/0,6 = 1333,3 ВА. В таком случае потребуется модель на 1,5 кВА.

Рекомендуемым уровнем загрузки данных устройств считается 80% от номинальной мощности, в противном случае ИБП будет испытывать постоянные перегрузки. Также рекомендуется делать 30% запас мощности, что позволит в будущем подключить дополнительную нагрузку.

Входное напряжение

При выборе UPS также стоит обращать внимание на такой показатель, как диапазон входных напряжений. Здесь можно выделить модели:

  • со стандартным диапазоном (в среднем от 140 до 260 В – однофазные агрегаты, от 300 до 430 В – трехфазные)
  • с широким диапазоном (у хороших моделей может составлять 80–305 В для однофазных ИБП и 240–480 В для трехфазных).
Читайте так же:
Введите порт сервера террария

При выборе UPS также стоит обращать внимание на такой показатель, как диапазон входных напряжений

Для того чтобы правильно определиться с наиболее подходящей моделью бесперебойника, требуется полная оценка качества напряжения в сети. Для этого нужно определить максимальный разброс напряжения в сети в разное время суток, выявить наличие помех в магистрали, а также определить существует ли вероятность полного отключения питания и, исходя из этого, делать окончательный выбор.

Время автономной работы

К основополагающим параметрам ИБП относится также время автономной работы. Оно напрямую зависит от приложенной нагрузки и емкости АКБ. Стандартным временем резервирования для ИБП, защищающих домашние рабочие станции, является период 5-10 минут. За это время можно сохранить всю необходимую информацию закрыть все приложения, а также безопасно завершить работу ПК.

Время автономной работы ИБП LUXEON_UPS-500L.jpg

Энергоемкие системы, обесточивание которых ведет к серьезным последствиям и потерям важной информации, должны обладать куда большим временем резервирования. Для этого они укомплектовываются аккумуляторами высокой емкости, которые могут устанавливаться вне корпуса ИБП в специальных батарейных отсеках. Идеальным решением в таких случаях является возможность последующей доустановки аккумуляторов. Таким образом, вы не только не переплачиваете в начале эксплуатации устройства за неиспользуемые источники электроэнергии, но и получаете возможность наращивания потенциала системы в будущем.

Коммуникационные возможности и функционал

На сегодняшний день набольшей популярностью пользуются так называемые интеллектуальные ИБП, оснащенные встроенным программным обеспечением. С его помощью можно получать информацию о текущем состоянии самого устройства, а также заряде батарей и состоянии электрической сети посредством удобного интерфейса. Также данные приборы позволяют сохранять данные о возникающих критических ситуациях (сильных перепадах или отсутствии питающего напряжения).

интеллектуальные ИБП

Выбирая ИБП, следует обратить внимание на наличие в нем функции «холодного» старта, то есть включения устройства при отсутствии питания. Ее наличие бывает очень полезным, когда требуется кратковременно запустить подключенную технику в условиях отсутствия напряжения в сети. Для резервирования питания сетевого оборудования, такого как модемы и маршрутизаторы, большую роль играет наличие в ИБП функции защиты телефонной линии.

Конструктивное исполнение

Конструктивное исполнение устройств бесперебойного питания, в первую очередь, определяется их предназначением, мощностью и обеспечиваемым временем резервирования нагрузки. По данному критерию существует следующая классификация современных ИБП:

  • мономодульные. Эти устройства имеют металлический прямоугольный корпус, а также съемные боковые или верхнюю стенку, что обеспечивает удобство монтажа и замены аккумуляторов, а также упрощает доступ к внутренним деталям в случае ремонта.
  • многомодульные. Данные ИБП состоят из нескольких законченных блоков, помещенных в единый корпус.
  • встраиваемые – это гибридные устройства, которые в большинстве случаев представляют собой электронные узлы, встраиваемые в корпус персональных компьютеров. Чаще всего выпускаются в виде PCI-карт.

интеллектуальные ИБП

Сфера применения

В зависимости от сферы применения ИБП делят на:

  • бытовые или офисные;
  • промышленные.

Приборы бытового типа предназначены для установки в офисных, жилых, либо специально отведенных для этого помещениях. Температура в таких зданиях должна соответствовать диапазону 0-40 ºС, относительная влажность не превышать 90%. Также в них должна отсутствовать пыль в большом количестве, поскольку степень защиты этих устройств – до IP21.

Промышленные ИБП размещаются в технологических помещениях с повышенными требованиями к устанавливаемому оборудованию. Эти аппараты обладают классом защиты силовых узлов до IP43, высокой виброустойчивостью и зачастую оснащаются дополнительными входами/выходами, для подключения нагрузки различного номинала напряжения и тока.

LUXEON UPS-1000LU

Тип установки

Различают 2 основных типа установки ИБП:

  • напольные (настольные);
  • стоечные (рэковые).

Напольные блоки бесперебойного питания малой и средней мощности в основном выполняются в едином корпусе с аккумуляторными батареями. При необходимости подключить дополнительные АКБ их устанавливают в аналогичный корпус.

Приборы большой мощности представляют собой шкафы, в которых размещаются инвертор, выпрямитель и система управления, а аккумуляторные батареи располагаются в отдельных модулях, типоразмеры которых могут варьироваться в зависимости от количества и емкости применяемых источников электроэнергии.

ИБП типа Rack-Mount монтируются в 19-дюймовые стойки и телекоммуникационные шкафы для серверов и активного серверного оборудования.

Читайте так же:
Материнская плата asus rog maximus x code

Источник бесперебойного питания: назначение и виды

Источник бесперебойного питания, ИБП, UPS – как только не называют этот нехитрый аппарат, способный обеспечивать бесперебойное энергоснабжение на объектах особой важности. К таким объектам, в первую очередь, относятся предприятия атомной энергетики, нефтедобывающие, нефтеперерабатывающие комплексы и объекты социальной инфраструктуры.

Не менее важное значение приобретает бесперебойное электроснабжение и в домашних условиях: эффективная работа локальных компьютерных сетей и персональных компьютеров напрямую зависит от электроэнергии. В случае перебоев с электроснабжением или при его полном отключении источник бесперебойного питания позволит работать компьютеру еще несколько десятков минут, чего достаточно для сохранения необходимых данных и безопасного отключения компьютера.

Понятно, что цены на ИБП для одного компьютера и цены на ИБП для большого производства будут отличаться друг от друга. Поэтому, выбирая ИБП/UPS, необходимо знать о тех или иных видах таких аппаратов.

Классификация и виды ИБП

Исходя из различных параметров, ИБП принято разделять на несколько видов. Если в качестве определяющего фактора использовать мощность ИБП, то среди них выделяются аппараты высокой, средней и малой мощности. Тот или иной класс мощности используется для различных целей, и ясно, что использовать источник бесперебойного питания мощностью в несколько сотен ватт будет не совсем целесообразно в домашних условиях для одного компьютера.

Другим классифицирующим параметром, определяющим типы ИБП, принято считать принцип действия самих систем бесперебойного питания. В связи с этим выделяют такие категории ИБП как онлайновые (on-line), оффлайновые (off-line) и линейно-интерактивные (line-interactive).

Оффлайновый источник бесперебойного питания при нормальной работе обеспечивает подключение к основной питающей сети. В аварийном режиме питание переключается на резервные источники, в данном случае на аккумуляторные батареи. Основным преимуществом ИБП оффлайнового типа остается его простота исполнения и неприхотливость в работе.

Линейно-интерактивные ИБП помимо коммутирующего устройства имеют в своем составе стабилизатор входящего напряжения. То есть источник бесперебойного питания такого типа не только обеспечивает автономное энергоснабжение приборов при отключении электроэнергии, но и защищает от пониженного или повышенного напряжения без общего переключения на аварийный режим.

Онлайновый источник бесперебойного питания построен по принципу двойного преобразования напряжения. Поступающее на входе переменное напряжение с помощью выпрямителя трансформируется в постоянное, а затем при помощи инвертора снова становится переменным. Все это способствует установлению стабильного уровня выходного напряжения, а также гасит помехи основной питающей сети.

Классификация и виды ИБП

Классификация ИБП производится по двум показателям – его мощности и типу. ИБП малой мощности подключаются непосредственно к защищаемому оборудованию и питаются от электрической сети через розетки типа Шуко. Данные устройства изготавливаются, чаще всего, в настольном, или напольном исполнении, но есть и для монтажа в стойку и выпускаются в диапазоне мощностей от 0,4 до 3 кВА.

ИБП средней мощности имеют встроенный блок розеток, либо их выход подключается к выделенной электрической сети для питания защищаемого оборудования. К питающей сети эти ИБП подсоединяются кабелем от распределительного щита через защитно-коммутационный аппарат. Они рассчитаны на установку как в специально приспособленных помещениях, так и в технологических комнатах, где размещается защищаемое оборудование и допускается постоянное присутствие персонала. Такие устройства выпускаются в напольном исполнении или для монтажа в стойку. Типичный диапазон их мощностей — от 3 до 40 кВА.

ИБП большой мощности подключаются к питающей сети с помощью кабеля от распределительного щита через защитно-коммутационный аппарат, а к защищаемому оборудованию — через выделенную электрическую сеть. Они имеют напольное исполнение для размещения в специально приспособленных помещениях. Типичный диапазон мощностей охватывает значения от 10 кВА до нескольких сотен.

По принципу устройства ИБП можно отнести к нескольким основным типам:

    Stand-by или Off-Line ИБП
    В каждый конкретный момент времени такой ИБП может находиться в одном из 2х режимов работы. В случае, когда напряжение в сети находится в допустимых пределах, нагрузка подключена к входу ИБП через цепи фильтрации. В этом режиме ИБП ничем не отличается от обыкновенного сетевого фильтра. Стабилизации напряжения не происходит. Во время работы в этом режиме также происходит зарядка аккумуляторных батарей.

Читайте так же:
Мощный ноутбук для работы с графикой 2018

В случае выхода напряжения сети за допустимые пределы, питание нагрузки переключается на аккумуляторные батареи, через инвертор. Так как переключение контактов и запуск инвертора не могут происходить мгновенно, питание нагрузки прерывается на некоторое время. Большинство stand-by ИБП обеспечивают время переключения порядка 4-8 ms.

По данной схеме построены многие широко распространенные недорогие ИБП (APC Back-UPS, Para Systems MinuteMan A-series, PowerCom UPS-600, Sendon UPS-500, Leadman LU-550 и т.п.)

    Line-interactive ИБП
    В отдельную группу выделяют ИБП с линейно-интерактивным режимом работы (line-interactive). Принцип их работы схож с принципом работы stand-by источников, за исключением наличия устройства стабилизации напряжения и меньшего времени переключения на работу от батарей (2-4 мс). Благодаря значительному диапазону стабилизации напряжения, эта схема способна работать в нормальном режиме при условиях, когда stand-by ИБП уже перешел бы на батарейное питание.

Этот тип ИБП зачастую имеет улучшенную форму выходного напряжения в режиме работы от батарей. У stand-by источников оно имеет прямоугольную форму, или же синусоида апроксимируется ступеньками и трапецией. Линейно-интерактивные источники имеют синусоидальное выходное напряжение.

По этой топологии построены многие ИБП среднего ценового класса (BEST Fortress, APC Smart-UPS и Back-UPS Pro, Neuhaus SmartLine, PowerCom KING и т.п.)

    Оn-line ИБП с двойным преобразованием
    Наиболее распространенный тип ИБП средней и большой мощности.

В ИБП с двойным преобразованием вся потребляемая энергия поступает на выпрямитель, преобразуется в энергию постоянного тока, а затем (с помощью инвертора) — в энергию переменного тока. Одновременно осуществляется подзарядка батарей. При переходе в автономный режим энергия поступает от батарей, они все время «дежурят» на входе инвертора, поэтому время переключения у ИБП данного типа отсутствует.

Этот ИБП обеспечивает почти идеальные электрические выходные характеристики и обеспечивает наивысшую степень защиты оборудования.

    On-line ИБП с дельта-преобразованием
    Это новая технология построения ИБП, разработанная и запатентованная компанией Silcon Group (в настоящее время ставшей подразделением American Power Conversion).

Аналогично конструкции on-line ИБП с двойным преобразованием, в ИБП с дельта-преобразованием всегда установлен инвертор, подающий напряжение на нагрузку. В условиях перебоев в питании или нарушения энергоснабжения эта конструкция действует идентично on-line ИБП с двойным преобразованием.

В нормальном режиме дополнительный дельта-преобразователь передает часть энергии от входа ИБП на его выход. Будучи синхронизированным с электросетью по частоте и фазе, он добавляет или вычитает вырабатываемое им напряжение (delta voltage) к сетевому, тем самым компенсируя отклонения выходного напряжения от номинала. Кроме того, на дельта-преобразователь возложены функции PFC (Power Factor Correction) и управления зарядом батарей.

Конструктивное исполнение ИБП определяется их назначением, номинальной мощностью и временем автономной работы.

ИБП малой мощности выполняются в едином конструктиве. Если нужны дополнительные аккумуляторные батареи, они помещаются в аналогичный корпус. Конструкция ряда моделей ИБП малой мощности позволяет производить замену аккумуляторной батареи без отключения нагрузки. Кроме того, ИБП малой мощности выпускаются в специальных корпусах для установки в стандартные шкафы шириной 19“ для активного сетевого оборудования и серверов.

Устройства средней и большой мощности состоят из системного блока и аккумуляторных батарей. Системный блок ИБП представляет собой шкаф, в который устанавливаются выпрямитель, инвертор и система управления.

Аккумуляторная батарея имеет немалый вес (до нескольких тонн) и часто поставляется в разобранном виде: аккумуляторы и шкаф для аккумуляторных батарей. Шкафы бывают различных типоразмеров, в зависимости от емкости применяемых аккумуляторов и требуемого времени автономной работы. Монтаж аккумуляторных батарей на объекте заключается в установке аккумуляторов в шкаф и его подключении кабелем к системному блоку.

ИБП средней мощности могут размещаться в одном шкафу вместе с батареями. Такая компоновка применяется как базовая комплектация. При необходимости увеличения емкости батарей устанавливается дополнительный шкаф.

Охлаждение ИБП средней и большой мощности является принудительным и выполняется встроенными воздушными вентиляторами (в некоторых моделях используется водяное охлаждение). Избыток тепла отводится из помещения ИБП системами приточно-вытяжной вентиляции или мощными кондиционерами-охладителями (в комплект ИБП не входят).

Обязательным элементом схемы ИБП средней и большой мощности, независимо от типа, является устройство обходного пути — байпас (bypass). Оно представляет собой комбинированную электронно-механическую схему, состоящую из статического (электронного) байпаса и ручного (механического) байпаса, что позволяет произвести перевод нагрузки с инвертора на байпас и обратно без прерывания питания. Устройство предназначено для непосредственной связи входа и выхода ИБП, минуя схему резервирования питания. Байпас позволяет реализовать следующие функции:

  • включение/отключение ИБП при проведении ремонта и обслуживания без прерывания снабжения питанием конечного оборудования;
  • автоматический перевод нагрузки с инвертора на байпас при возникновении неисправностей в работе ИБП;
  • автоматический перевод нагрузки с инвертора на байпас при возникновении перегрузок и коротких замыканий на выходе источника бесперебойного питания;
  • перевод нагрузки с инвертора на байпас при удовлетворительном качестве электроэнергии в питающей сети с целью снижения потерь электроэнергии в ИБП.
Читайте так же:
Запись с тв на usb устройство

ИБП классифицируются также по количеству поддерживаемых фаз

1:1 — однофазный вход, однофазный выход;
3:1 — трехфазный вход, однофазный выход;
3:3 — трехфазный вход, трехфазный выход.

Схемы 1:1 и 3:1 целесообразно применять при нагрузках мощностью до 30 кВА, при этом симметризация не требуется, и мощность инвертора используется рационально. Необходимо иметь в виду, что обходной путь в таких схемах является однофазным и при переходе ИБП с инвертора на байпас для входной сети ИБП по схеме 3:1 становится несимметричным устройством, подобно ИБП 1:1.

Резервирование и масштабируемость ИБП

Как и любое устройство ИБП может выйти из строя, поэтому на особо критичных нагрузках применяется резервирование ИБП.

Резервирование может осуществляться посредством параллельной установки нескольких ИБП. При этом схемы, обеспечивающие их параллельное функционирование, могут быть встроены в сами ИБП, либо автоматическое переключение между ИБП может осуществляться посредством внешнего устройства. Этот же принцип может использоваться для масштабирования системы бесперебойного электроснабжения, если ИБП работающие в параллель поддерживают распределение нагрузки между собой.

Недостатки такой схемы очевидны – стоимость системы бесперебойного электроснабжения резко возрастает с увеличением количества ИБП. Один из вариантов обойти эту проблему – несколько параллельно работающих ИБП могут использовать один батарейный шкаф.

Резервирование может осуществляться внутри самого ИБП. Начиная с середины 90-х годов, широкое распространение получили так называемые энергетические массивы (power array). Выполненные по методу двойного преобразования и принципу N+1, они представляют собой параллельную систему модулей в одном корпусе и способны продолжать работу при выходе из строя силового модуля, модуля батарей или модуля управления. Энергетические массивы реализуются в соответствии с различными концепциями — с распределенной логикой управления, с централизованной избыточной логикой, с отдельными батарейными модулями и совмещенными силовыми и батарейными модулями. Отказ любого модуля не вызывает остановки ИБП в целом. Процедура ремонта состоит в замене отказавшего блока без отключения ИБП.

ИБП типа «энергетический массив» обладают свойством масштабируемости. Ряд моделей энергетических массивов позволяет осуществлять комплектацию устройства таким образом, что количество силовых и батарейных модулей может находиться в разных соотношениях. Такая комплектация применяется для следующих задач:

Что такое UPS и как он устроен

А вы пользуетесь источником бесперебойного напряжения? Считаете, что вполне можете обойтись без него? Вы в этом точно уверены?

Зачем нужен UPS?

UPS

Источник бесперебойного питания (ИБП или UPS — Uninterruptible Power Supplies) предназначен для снабжения компьютера электроэнергией в случае пропадания напряжения в электрической сети.

Внезапное отключение напряжения чревато потерей данных и физической порчей оборудования.

В электрической сети всегда есть помехи и всплески напряжения, которые возникают при коммутации мощных потребителей.

Если нагрузка по конкретной электрической линии велика, напряжение на нагрузке снижается ниже нормы. Источник бесперебойного питания и нужен для того, чтобы питать компьютеры (и другую нагрузку) «чистым» напряжением.

В случае пропадания напряжения источник начинает работать от аккумуляторной батареи, вырабатывая переменное напряжение 220 В для компьютера.

Как устроен ИБП?

Постоянное напряжение аккумуляторной батареи (обычно 12 В или 24 В, если батареи включены последовательно) превращается в переменное 220 В с помощью специального устройства – встроенного инвертора. Если напряжения в сети исчезает, работа источника бесперебойного питания обычно сопровождается световой и звуковой индикацией для привлечения внимания пользователя.

Читайте так же:
Лучшие материнские платы под сокет am4

В зависимости от емкости аккумуляторной батареи и мощности нагрузки, ИБП обеспечивает переменное напряжение на своих выходах в течение обычно 5 — 20 мин (кроме особых случаев). Этого времени хватает для того, чтобы закрыть все приложения (работающие программы) и выключить компьютер.

Все источники делятся на три большие группы:

  • пассивные (passive stand-by),
  • линейно-интерактивные (line interactive),
  • с двойным преобразованием (double conversion).

Пассивный ИБП

Структурная схема пассивного ИБП

Фильтр защищает выход устройства и его электронику от выбросов напряжения, которые нередко бывают в электрической сети.

Переменное напряжение сети выпрямляется выпрямителем и (через зарядное устройство, которое на схеме не изображено) подзаряжает аккумулятор.

В обычном режиме, когда уровень напряжения в сети не выходит за пределы нормы, отфильтрованное сетевое напряжение проходит через ключ на выходные разъемы ИБП и питает нагрузку. Как только оно выходит за пределы или исчезает, начинает работать инвертор. Он превращает постоянное напряжение от аккумулятора в переменное с необходимой амплитудой, которое через ключ поступает на нагрузку.

При этом аккумулятор может отдавать достаточно большой ток, так как нагрузка – например, компьютер с монитором – может потреблять мощность 200 Вт и более. Как только входное сетевое напряжение вошло в пределы нормы, контроллер отключает инвертор и подает на выходы ИБП отфильтрованное сетевое напряжение.

Если же оно длительно отсутствует, контроллер отключает устройство, предохраняя аккумулятор от глубокого разряда.

Линейно-интерактивный ИБП

Структурная схема линейно-интерактивного ИБП

Линейно-интерактивные источники отличаются от пассивных, в частности, тем, что имеют в своем составе автотрансформатор.

Это позволяет работать в более широком диапазоне входного сетевого напряжения без перехода на аккумуляторы. Автотрансформатор отличается от обычного трансформатора тем, что содержит не две (или более) гальванически изолированные обмотки, а, по сути одну обмотку с отводами.

Если входное сетевое напряжение длительное время снижено, контроллер, коммутируя посредством ключей обмотки автотрансформатора, повышает уровень напряжения на выходных разъемах ИБП. Если же напряжение длительное время повышено (в известных, разумеется, пределах) контроллер, коммутируя обмотки, понижает его уровень на выходных разъемах. Эта технология получила название AVR (Automatic Voltage Regulation).

Сигнал на выходе ИБП

Генерируемое инвертором сигнал может иметь вид аппроксимированной (ступенчатой) синусоиды или вид почти прямоугольных импульсов.

Последнее не так плохо, как этого можно было бы ожидать.

Большинство современных блоков питания, в том числе и компьютерные, — импульсные, в них сетевое напряжение все равно сначала выпрямляется.

ИБП с двойным преобразованием

Структурная схема ИБП с двойным преобразованием частоты

Наиболее совершенные источники – с двойным преобразованием, которые используются в наиболее ответственных случаях (для питания серверов и оборудования, чувствительного к параметрам сетевого напряжения). В источниках бесперебойного питания первых двух типов частота сетевого напряжения на выходе (в тех случаях, когда не работает инвертор) всегда равна частоте сети. Нет никакой возможности на нее повлиять.

В ИБП с двойным преобразованием инвертор работает всегда – независимо от того, есть в сети напряжение или нет. Если оно в сети есть, оно выпрямляется, подзаряжает через зарядное устройство аккумулятор и поступает на инвертор, управляемый контроллером устройства. Инвертор вырабатывает чистую, «синтетическую», синусоиду стабильного напряжения – без помех и выбросов.

Частота ее может отличаться от частоты входного напряжения и определяется исключительно контроллером (точнее, предварительными настройками). Когда напряжение в сети исчезает или выходит за пределы нормы, инвертор переключается на работу от аккумулятора, поддерживая тот же высококачественный сигнал на выходных разъемах.

При этом переключение происходит быстрее, чем в первых двух видах источников. ИБП с двойным преобразованием имеет байпас (bypass, обходную линию), который позволяет питать нагрузку напрямую от электрической сети. Это сделано для того, чтобы подача напряжения на нагрузку не прерывалась при перегрузке или выходе из строя инвертора (который всегда работает).

Если возникают проблемы с инвертором, контроллер переключает ключ, и отфильтрованное сетевое напряжение в нагрузку поступает через байпас.

В заключение отметим, что для удобства работы разработано специализированное программное обеспечение, которое позволяет, в частности, проследить, как менялось входное сетевое напряжение во время работы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector