Упс для компьютера это

Упс для компьютера это

Существует три схемы построения ИБП:

Резервная

Резервная схема (англ. Off-Line, Standby , также Back UPS) — в нормальном режиме питание подключенной нагрузки осуществляется напрямую от первичной электрической сети, которое ИБП фильтруют (высоковольтные импульсы и электромагнитные помехи) пассивными фильтрами. При выходе электропитания за нормированные значения напряжения (или его пропадании) нагрузка автоматически переподключается к питанию от схемы, получающей электрическую энергию от собственных аккумуляторов с помощью простого инвертора. При появлении напряжения в пределах нормы, снова переключает нагрузку на питание от первичной сети.

Достоинства

  • За счёт КПД около 99 % практически бесшумны и имеют минимальное тепловыделение;
  • невысокая стоимость ИБП в целом.

Недостатки

  • относительно долгое время (порядка 4..12 мс) переключения на питание от батарей;
  • невозможность корректировать ни напряжение, ни частоту (VFD по классификации МЭК).
  • несинусоидальная форма выходного напряжения (аппроксимированная синусоида, квази-синусоида);

Итог: Чаще всего ИБП, построенные по такой схеме, используется для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных сетей начального уровня, для которых не критично своевременное отключение в случае неполадки в сети. Практически все недорогие маломощные ИБП, предлагаемые на отечественном рынке, построены по данной схеме.

Интерактивная

Интерактивная схема (англ. Line-Interactive ) — устройство аналогично предыдущей схеме; дополнительно на входе присутствует ступенчатый стабилизатор напряжения на основе автотрансформатора, позволяя получить регулируемое выходное напряжение. (VI по классификации МЭК). При работе в нормальном режиме такие ИБП не корректируют частоту, пассивные фильтры фильтруют входящее переменное напряжение. При пропадании напряжения ИБП переходит на питание от инвертора, аналогично предыдущему.

Инверторы некоторых моделей линейно-интерактивных ИБП выдают напряжение как прямоугольной или трапецеидальной формы, как у предыдущего варианта, так и синусоидальной формы. Время переключения меньше, чем в предыдущем варианте так как осуществляется синхронизация инвертора с входным напряжением. КПД ниже, чем у резервных.

Двойное преобразование

Режим двойного преобразования [1] (англ. online , он-лайн) — используется для питания нагруженных серверов (например, файловых), высокопроизводительных рабочих станций локальных вычислительных сетей, а также любого другого оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству сетевого электропитания. Принцип работы состоит в двойном преобразовании (double conversion) рода тока. Сначала входное переменное напряжение преобразуется в постоянное, затем обратно в переменное напряжение с помощью обратного преобразователя (инвертора). При пропадании входного напряжения переключение нагрузки на питание от аккумуляторов не требуется, поскольку аккумуляторы включены в цепь постоянно, поэтому для этих ИБП параметр "время переключения" не имеет смысла. В маркетинговых целях может использоваться фраза «время переключения равно 0», правильно отражающая основное преимущество данного вида ИБП: отсутствие промежутка времени между пропаданием внешнего напряжения и началом питания от батарей. ИБП двойного преобразования имеют невысокий КПД (от 80 до 96,5 %) в режиме on-line, из-за чего отличаются повышенным тепловыделением и уровнем шума. Однако, у современных ИБП средних и высоких мощностей ведущих производителей предусмотрены разнообразные интеллектуальные режимы, позволяющие автоматически подстраивать режим работы для повышения КПД вплоть до 99 % (например, ИБП Trinergy фирмы Emersson Chloride). В отличие от двух предыдущих схем, способны корректировать не только напряжение, но и частоту (VFI по классификации МЭК).

Достоинства

  • отсутствие времени переключения на питание от батарей;
  • синусоидальная форма выходного напряжения;
  • возможность корректировать и напряжение, и частоту.

Недостатки

  • Низкий КПД (80—94 %), повышенная шумность и тепловыделение.
  • Высокая стоимость.

    О том, что такое UPS или по нашему ИБП (источник бесперебойного питания), можно догадаться по названию. Но о необходимости приобретения этого устройства серьезно задумываются, только потеряв однажды важные данные в результате неожиданного отключения электроэнергии. Особенно актуальным становится оборудование своего компьютера “бесперебойником”, когда важность потерянной информации превосходит стоимость самого “железа”.

    UPS (Uninterruptible Power Supply) – это специальное устройство, способное автоматически переключаться на режим питания от аккумуляторной батареи в результате отключения энергии. Устройство служит для подключения посредством него к сети компьютера или других электроприборов. Понятно, что постоянно заставлять работать компьютер за счет энергии батареи UPS нельзя. А предназначено устройство бесперебойного питания лишь для того, чтобы успеть сохранить все находящиеся в работе компьютера документы и корректно завершить его работу.

    Еще одной опасностью наших электрических сетей являются частые скачки напряжения. Резкие всплески в сети могут стать причиной поломки не только настольного компьютера, но и любой другой бытовой техники, подключенной в это время к розетке. Источник бесперебойного питания должен защитить наш компьютер и от этого.

    Читайте также:  Копирование в информатике это

    Таким образом, ИБС служит своего рода буфером между устройствами, нуждающимися в постоянном источнике качественного тока и розеткой питания. При наличии требуемого напряжения в электрической сети в этом приборе происходит зарядка аккумуляторов, а при внезапном отключении электричества эти аккумуляторы расходуют энергию на питание подключенного к прибору оборудования.

    Как выбрать ИБП

    На первый взгляд вопрос как выбрать ИБП выглядит очень простым и понятным, но придя в магазин, мы обнаруживаем их многообразие, отличаются они друг от друга, в том числе и по цене. Как же быть в таком случае?

    Чтобы не ошибиться, приобретая бесперебойник желательно ознакомиться с главными характеристиками этих устройств. К основным параметрам, которые могут заинтересовать нас, пользователей нужно отнести: время переключения на автономную работу, время автономной работы устройства, мощность, наличие достаточного количества розеток для периферийных устройств компьютера, возможность стабилизации напряжения, защита сети интернет.

    Всего различают три типа этих устройств: резервные ИБП (или off-line), Line-Interactive и On-Line. Из всех трех классов наиболее продвинутыми по всем параметрам и, одновременно, наиболее дорогостоящими являются последние. Для домашнего использования подходят источники бесперебойной энергии первых двух классов, причем интерактивные приборы способны изменять входное напряжение.

    Еще одним важным моментом приобретения бытовой электротехники является наличие в пределах доступности сервисного центра по обслуживанию и ремонту приборов. Ведь как часто бывает, что пришедшая в негодность бытовая техника покрывается пылью в чулане из-за сложностей при ее гарантийном ремонте.

    Таким образом, покупать или нет бесперебойник для своего электронного друга, во многих случаях не должен стоять, даже если нет риска потери информации. Поскольку стоимость системного блока и монитора значительно превышает расходы на приобретение УПС.

    Таким образом, ИБП, несмотря на то, что он является редкостью в домах и офисах, есть важный элемент оборудования компьютера. Его использование, как минимум может продлить срок службы подключенных к нему устройств.

    Исто́чник (система [1] , агрегат [2] ) бесперебо́йного электропита́ния (ИБП), UPS (англ. Uninterruptible Power Supply (Source, Systems) ) — источник электропитания, обеспечивающий при кратковременном отключении основного источника мощности питания, а также защиту от помех в сети основного источника. ИБП является вторичным источником электропитания [3] [4] :п. 3.1.1 Преобразованию может подвергаться как качество электрической энергии, так и параметры электрической энергии (напряжение, частота). [5]

    Источники бесперебойного электропитания развивались параллельно с компьютерами и другими высокотехнологическими устройствами для надежного питания этого оборудования, чего стандартные сети электроснабжения обеспечить не могут. [6] :128 Наиболее широко распространены конструкции в качестве отдельного устройства, включающего в себя аккумулятор и преобразователь постоянного тока в переменный. Также в качестве резервного источника могут применяться маховики и топливные элементы. В настоящее время мощность ИБП находится в диапазоне 100 Вт … 1000 кВт (и более), возможны различные величины выходных напряжений. [6] :142

    Содержание

    Варианты устройств бесперебойного питания [ править | править код ]

    • Статический источник бесперебойного питания (CИБП или ИБП). Построен на аккумуляторной батарее, которая заряжается от питающей сети, и инверторе [7][8] .
    • Дизель-генераторный источник питания (ДГИ), запускающийся при пропадании напряжения питающей сети. Чтобы обеспечить непрерывное электропитание нагрузки, требуется статический или динамический ИБП на время запуска дизель-генератора [7] .
    • Динамический источник бесперебойного питания (ДИБП), англ. Rotary UPS (рус. роторный или вращающийся ИБП ) — мотор-генератор с механическим аккумулятором (маховиком). Преимуществом ДИБП перед статическим ИБП является исключение помех как питающей сети, так и схемы преобразования, он выдаёт на нагрузку чистую синусоиду [8] .
    • Дизель-динамический источник бесперебойного питания (ДДИБП). Совмещается маховик и дизель. От других схем непрерывного электропитания отличается относительной надёжностью и простотой обслуживания. Как и ДИБП, на нагрузку выдаёт чистую синусоиду [7] .

    Причины использования [ править | править код ]

    Кратковременные нарушения нормальной работы электрической сети являются неизбежными. Причиной большинства кратковременных нарушений электроснабжения являются короткие замыкания. Полностью защитить электрическую сеть от них практически невозможно или, во всяком случае, это стоило бы очень дорого. [9] :с. 6 Кратковременные перерывы питания случаются значительно чаще, чем длительные. Длительного перерыва питания возможно избежать, используя автоматический ввод резерва (АВР). При этом кратковременные перерывы питания будут не только при коротком замыкании на любой из питающих АВР линий, но и на линиях, питающих соседних потребителей. [9] :с. 8

    Читайте также:  Дестини 2 лучшие револьверы

    Бесперебойное от гарантированного электропитания отличается тем, что в случае гарантированного электропитания допускается перерыв на время ввода в действие резервного источника. В случае бесперебойного электропитания требуется «мгновенный» ввод в действие резервного источника. Это важное требование ограничивает круг пригодных к применению в источниках бесперебойного питания резервных источников. На практике обычно может быть применен только один такой источник — аккумуляторная батарея. [10]

    Основной функцией ИБП является обеспечение непрерывности электропитания посредством использования альтернативного источника энергии. Кроме того, ИБП повышает качество электропитания, стабилизируя его параметры в установленных пределах. В ИБП в качестве накопителя энергии обычно используются химические источники тока. Кроме них, могут применяться и иные накопители. [4] :п. 1.1 В качестве первичного источника может использоваться электропитание, поступающее от электросети или генератора. [4] :п. 3.1.3

    Промышленность [ править | править код ]

    Сложное технологическое оборудование современного промышленного производства не может нормально функционировать, если электроснабжение не бесперебойное. Для многих промышленных предприятий перерыв питания на несколько секунд или даже на десятые доли секунды ведет к нарушению непрерывного технологического процесса и к остановке производства [9] :с. 5 .

    Если допустимое время перерыва питания меньше 0,2 с, возможно только использование источников бесперебойного питания, защита автоматическими выключателями цепи с коротким замыканием для уменьшения времени перерыва питания в таком случае невозможна или неэффективна. Если допустимое время более 0,2 с, возможно использование защит электросети или использование источников бесперебойного питания. При допустимом времени 5…20 с возможно отказаться от источников бесперебойного питания и использовать АВР [9] :с. 61 .

    Для электродвигателей провалы напряжения в сети 0,4 кВ длительностью 0,3…0,5 с могут привести к тому, что векторы остаточной ЭДС электродвигателей могут оказаться в противофазе с векторами напряжения сети. В результате при восстановлении питания произойдет срабатывание электромагнитных расцепителей автоматических выключателей и окончательное отключение электродвигателей. При этом провалы напряжения длительностью менее 0,3 с не представляют опасности, поэтому для электродвигателей борьба с провалами напряжения обычно направлена на предотвращение отключения контакторов в цепи главного питания 0,4 кВ. Одной из таких мер является питание цепей управления контактора от источника бесперебойного питания [11] :с. 251 .

    Восприимчивость промышленных контроллеров на логических микросхемах к провалам напряжения аналогична восприимчивости компьютеров [6] :160 .

    Нарушение работы контакторов и реле может произойти при прерывании напряжения 5…10 мс и 80…120 мс. Разница в работе одного и того же устройства возникает из-за разницы в мгновенной величине напряжения переменного тока, когда начался провал напряжения. При прохождении напряжения через ноль устойчивость более чем в 10 раз больше [6] :165 .

    Для резервированного питания промышленных и военных объектов нередко используются ДДИБП. В частности, они работают на космодроме Байконур [7] .

    Медицина [ править | править код ]

    В медицинских стационарах (больницах) нередко требуется обеспечить стабильное электропитание, в частности, освещение и питание аппаратуры при хирургических операциях. Для этого используются мощные ИБП, как статические, так и ДДИБП [7] .

    В быту и офисах [ править | править код ]

    Наиболее распространенное в быту и офисах применение — выключение компьютера без потери данных при отключении электроэнергии. При провалах напряжения длительностью 0,2 с происходит остановка процедур чтения/записи компьютера; 0,25 c — блокировка операционной системы; 0,4 c — перезагрузка. [6] :158

    Аварийное [ править | править код ]

    Источники питания, которые используются в случае перерыва нормального питания, делятся на резервные и источники питания для систем безопасности. [12]

    Регулирование [ править | править код ]

    Международной электротехнической комиссией принята группа стандартов:

    • IEC 62040-1 Системы непрерывного энергоснабжения (UPS). Часть 1. Общие положения и требования безопасности для UPS; [13]
    • IEC 62040-2 Системы бесперебойного энергоснабжения (UPS). Часть 2. Требования к электромагнитной совместимости; [14]
    • IEC 62040-3 Системы непрерывного энергоснабжения. Часть 3. Метод определения требований к эксплуатации и испытаниям; [15]
    • IEC 62040-4 Системы бесперебойного энергоснабжения (UPS). Часть 4. Экологические аспекты. Требования и представление информации [16]
    • IEC 62040-5-3 Системы бесперебойного электропитания (UPS). Часть 5-3. UPS постоянного тока. Требования к рабочим характеристикам и испытаниям [17]

    Международная классификация ИБП [ править | править код ]

    Стандартом IEC 62040-3 введена следующая классификация ИБП:

    Пример обозначения типа ИБП: VFI SS 111

    1-я группа символов — зависимость выходного сигнала ИБП от входного (сети).

    • Класс VFI (Voltage and Frequency Independent) — напряжение и частота на выходе ИБП не зависят от входной сети.
    • Класс VI (Voltage Independent) — выход ИБП зависит от частоты входа, но напряжение поддерживается в заданных пределах пассивным или активным регулированием.
    • Класс VFD (Voltage and Frequency Dependent) — напряжение и частота на выходе ИБП зависят от входной сети.
    Читайте также:  Прошивка эксплей атом бесплатно

    2-я группа символов — форма выходного сигнала ИБП.

    • SS — синусоидальная форма выходного сигнала (коэффициент гармонических искажений Kги автономный режим -> режим bypass,
    • 2-я цифра: 100 % изменение линейной нагрузки в нормальном или автономном режиме (худший параметр),
    • 3-я цифра: 100 % изменение нелинейной нагрузки в нормальном или автономном режиме (худший параметр).

    ИБП переменного тока [ править | править код ]

    Первоначально ИБП переменного тока состояли из дизельного двигателя, электродвигателя, маховика и электрогенератора. При отключении питания, поступающего от электросети, за счет инерции маховика электрогенератор продолжал работать до запуска дизельного двигателя. [6] :131

    История электронных ИБП переменного тока начинается с изобретения в 1957 году тиристоров. В 1964…1967 гг. были созданы ИБП с резервированием мощностью до 500 кВА. К настоящему времени основное изменение в конструкции состоит в замене тиристоров на IGBT транзисторы. [6] :130

    Резервная схема [ править | править код ]

    Резервная схема (англ. Off-Line, Standby ) — в нормальном режиме питание подключенной нагрузки осуществляется напрямую от первичной электрической сети, которое ИБП фильтрует (высоковольтные импульсы и электромагнитные помехи) пассивными фильтрами. При выходе электропитания за нормированные значения напряжения (или его пропадании) нагрузка автоматически переподключается к питанию от схемы, получающей электрическую энергию от собственных аккумуляторов с помощью простого инвертора. При появлении напряжения в пределах нормы снова переключает нагрузку на питание от первичной сети.

    • за счёт КПД около 99 % (при наличии напряжения сети) практически бесшумны и имеют минимальное тепловыделение;
    • невысокая стоимость ИБП в целом.
    • относительно долгое время переключения [18] (порядка 6..10 мс) на питание от батарей;
    • невозможность корректировать ни напряжение, ни частоту (VFD по классификации МЭК);
    • несинусоидальная форма выходного напряжения при работе от батареи (аппроксимированная синусоида, квази-синусоида).

    Чаще всего ИБП, построенные по такой схеме, используется для питания персональных компьютеров или рабочих станций локальных сетей начального уровня, для которых не критично своевременное отключение в случае неполадки в сети. Практически все недорогие маломощные ИБП, предлагаемые на отечественном рынке, построены по данной схеме.

    Интерактивная схема [ править | править код ]

    Интерактивная схема (англ. Line-Interactive ) — устройство аналогично предыдущей схеме; дополнительно на входе присутствует ступенчатый стабилизатор напряжения на основе автотрансформатора, позволяя получить регулируемое выходное напряжение. (VI по классификации МЭК). При работе в нормальном режиме такие ИБП не корректируют частоту, пассивные фильтры фильтруют входящее переменное напряжение. При пропадании напряжения ИБП переходит на питание от инвертора, аналогично предыдущему.

    Инверторы некоторых моделей линейно-интерактивных ИБП выдают напряжение как прямоугольной или трапецеидальной формы, как у предыдущего варианта, так и синусоидальной формы. Время переключения меньше, чем в предыдущем варианте, так как осуществляется синхронизация инвертора с входным напряжением. КПД такой же высокий, как и у резервных [19] .

    Недостатки: в режиме «от сети» не выполняет функцию фильтрации пиков, и обеспечивает только крайне примитивную стабилизацию напряжения (обычно 2—3 ступени автотрансформатора, переключаемые релейно, функция называется «AVR»).

    В режиме «от батарей» некоторые, особенно дешёвые, схемы выдают на нагрузку частоту куда выше 50 Гц, и осциллограмму переменного тока, имеющую мало общего с синусоидой. Это связано с применением классического трансформатора крупного размера в схеме (вместо инвертора на полупроводниковых ключах). В связи с тем, что трансформатор данного габарита имеет (в связи с возникновением гистерезиса в сердечнике) ограничение на передаваемую мощность, которое линейно растет с частотой, данного трансформатора (занимает 1/3 объёма всего ИБП) хватает для питания цепи зарядки батарей на 50 Гц в режиме «от сети». Но, в режиме «от батарей», через этот трансформатор нужно пропустить уже сотни ватт мощности, что возможно только путём повышения частоты.

    Это приводит к невозможности питания приборов, использующих, например, асинхронные двигатели (почти вся бытовая техника, включая отопительные системы).

    По сути, от такого ИБП можно питать только приборы, нетребовательные к качеству питания, то есть, например, все приборы с импульсными БП, где питающее напряжение немедленно выпрямляется и фильтруется. То есть компьютеры и значительная часть современной бытовой электроники. Также можно питать осветительные и обогревательные приборы.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector