Источники бесперебойного питания (ИБП) для компьютеров

В условиях нестабильного или прерывистого электроснабжения источник бесперебойного питания поможет обеспечить надёжную и непрерывную работу компьютеров, рабочих станций и серверов. Устройства бесперебойного питания выпускаются для домашнего, офисного, промышленного и аварийного применения.

Описание и принцип работы

ИБП — это устройство, представляющее собой вторичный источник энергии, который обеспечивает поддержание питания и улучшение его параметров:

• при нестабильной работе электросети;
• при слишком низком или высоком напряжении;
• при кратковременном отключении основного источника, например, обычной 220-вольтовой электросети.

Бесперебойник состоит из аккумуляторной батареи, зарядного устройства, а также преобразователя напряжения (инвертора). Этот аппарат питания помогает защищать технологические процессы от нарушений и сбоёв. Дома и в офисе ИБП для компьютера позволяет избежать утери данных, над которыми выполнялась работа. В качестве батарей широко применяются кислотные и гелевые 12-вольтовые аккумуляторы.

Типы источников

Блоки бесперебойного питания для компьютера, рабочих станций, промышленных потребителей и серверов делятся на три основных типа. Онлайн-бесперебойники обеспечивают двойное преобразование напряжения. Вначале прибор преобразует переменный ток электросети в постоянный, а затем — обратно при помощи двух инверторов. Батарея оказывается подключённой постоянно, играя роль буфера, что обуславливает одно из достоинств такого устройства — отсутствие промежутка времени между пропаданием напряжения первичного источника и вступлением в работу аккумулятора.

Онлайн-бесперебойники выдают энергию очень высокого качества. Другое достоинство ИБП с двойным преобразованием заключается в чистой синусоидальной форме напряжения на выходе. Благодаря этому, такое устройство может подключаться к ответственным и загруженным постоянно серверам, рабочим станциям на компьютерных сетях и прочим приборам, предъявляющим повышенные требования к качеству электроэнергии.

Ещё одним несомненным плюсом является возможность одновременного корректирования и напряжения, и частоты. Онлайновые ИБП являются наилучшими стабилизаторами напряжения из всех существующих. Но есть и недостатки — более низкий КПД, чем у двух предыдущих устройств, повышенное тепловыделение. Из-за этого требуется постоянное охлаждение, обеспечиваемое компьютерным вентилятором.

Резервные бесперебойники обеспечивают питание подключённой к нему нагрузки напрямую от электросети, если есть в ней стабильное напряжение. Предусмотрена фильтрация от высоковольтных импульсов и электромагнитных помех. Когда напряжение пропадает или выходит за нормальные пределы, происходит переключение нагрузки с электросети на аккумуляторную батарею с инвертором.

Его цель — преобразование постоянного тока в переменный с последующим повышением напряжения до 220 вольт. Во время питания от сети батарея офлайнового ИБП подзаряжается.

Резервные приборы бесперебойного питания применяются вместе с офисными и домашними компьютерами и рабочими станциями локальных сетей низкого уровня. Достоинства заключаются в очень высоком коэффициенте полезного действия, близком к 99%. А также в низкой стоимости, шумности и температуре нагрева.

Резервные ИБП — самые распространённые на отечественном рынке. Один из недостатков таких устройств заключается в долгом времени перехода на батарейное питание. Это может привести к дестабилизации работы компьютера. Также не стабилизируется ни напряжение, ни частота, а при функционировании от батареи форма выходного тока далека от идеальной синусоиды.

От резервных ИБП линейно-интерактивные устройства отличаются наличием стабилизатора на базе автотрансформатора, обмотки которого переключаются посредством реле. Благодаря этому такие бесперебойники поддерживают напряжение на выходе при колебаниях этой величины на входе, что является важным достоинством таких устройств. Есть и недостатки — завышение выходной частоты при работе от батареи и искажение осциллограммы. Это связано с большими габаритами трансформатора. Чтобы тот мог пропустить через себя повышенные токи, приходится повышать частоту. Из-за этого интерактивные ИБП не подходят для питания устройств с асинхронными двигателями.

Особенности устройств

Для удобства использования источники бесперебойного питания для компьютера оснащаются разными видами индикации. Заметный звуковой сигнал подаётся, когда батарея почти полностью разряжена. Уровень заряда отображается световой индикацией. Более продвинутые устройства управляются и контролируются по RS-232 или USB. Также офисные UPS-беспербойники для компьютера чаще всего оснащаются не евророзетками, а разъёмами IEC 320 C13/14. Это сделано для того, чтобы можно было подключать устройство только к системному блоку, монитору и принтеру.

Бесперебойник для ноутбука представляет собой портативное устройство. Для совместимости с устройствами оно оснащается всеми необходимыми переходниками. Встроенный контроллер обеспечивает регулировку напряжения. Некоторые устройства также оснащены инновационным портом USB Type-C для подзарядки. С помощью такого аксессуара можно зарядить гаджет вдали от первичной электросети.

Характеристики аппаратов

Источники бесперебойного питания имеют несколько важных характеристик:

• выходная мощность. Измеряется в вольт-амперах и реже в ваттах. Известно, что приборы с асинхронными двигателями, а также лазерные принтеры в момент запуска кратковременно потребляют мощность, в 5—7 раз превышающую номинальную. УПС для компьютера (UPS) должен выбираться с учётом этой особенности;
• выходное напряжение (в большинстве случаев составляет 220 В) и пределы его колебания. У резервных ИБП последняя величина колеблется от 3 до 5%. У приборов двойного преобразования — от 1 до 2%;
• время переключения на работу от батарей. Для устройств с двойным преобразованием оно равно нулю. Для офлайн-ИБП этот показатель колеблется от 6 до 10 миллисекунд, а для линейно-интерактивных — от 2 до 5 мсек;
• время автономной работы. Оно зависит от ёмкости аккумулятора ИБП, а также от потребляемой мощности подключённых приборов. Офисный ИБП будет обеспечивать автономную работу в течение 10−15 минут при нормальной нагрузке. Этого достаточно для того, чтобы сохранить файлы и документы, с которыми работал пользователь, закрыть программы и выключить компьютер. Более продвинутые бесперебойники с более ёмкими батареями поддерживают питание в течение 20−50 минут;
• пределы изменения входного напряжения, при котором ИБП стабилизирует питание без переключения на батареи. В простых устройствах для дома и офиса этот показатель колеблется от 160−180 до 250−280 вольт.

Лучшие модели

Одним из лучших бесперебойников для дома и офиса является IPPON Back Office 600. Это устройство выполнено по резервной схеме. Форма напряжения на выходе при питании от батарей — ступенчато-аппроксимированная синусоида. Выходная номинальная мощность — 300 Вт или 600 вольт-ампер. Этот ИБП обеспечивает не менее 8 минут автономной работы при нормальной нагрузке. Минимальное и максимальное входное напряжение — 170 и 280 В, соответственно. Переход на функционирование от батарей занимает 6 миллисекунд.

Также IPPON Back Office 600 защищает подключённые к нему приборы от высоковольтных помех, перегрузки, замыкания, играя роль сетевого фильтра. Предусмотрена защита телефонной и локальной сети. Для подключения техники имеются 4 разъёма IEC 320 C13.