ИНФОРМАЦИЯ ОБ ИБП. СРАВНЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ

Сравнение Источников Бесперебойного Питания ИБП/UPS различных классов может быть проведено по их поведению в различных режимах работы:

НОРМАЛЬНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ - РАБОТА ОТ ВХОДНОЙ СЕТИ

При работе от входной сети, ИБП фильтруют напряжение, поступающее на нагрузку (выступают в качестве фильтра сетевых помех) и, кроме самых простых моделей, стабилизируют напряжение.

От качества фильтрации и уровня стабилизации напряжения зависит качество работы и срок службы защищаемого ИБП оборудования. Питание нагрузки от повышенного или пониженного напряжения уменьшает время жизни оборудования, серьезные помехи приводят к сбоям в его работе.

РАБОТА ОБОРУДОВАНИЯ ОТ ВСТРОЕННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

При отключении питания или выходе напряжения в сети за определенный диапазон, ИБП переходит на работу от встроенных аккумуляторов. Переменное напряжение для нагрузки формируется из постоянного, получаемого от аккумуляторных батарей.

Форма и стабильность генерируемого напряжения - основополагающая характеристика ИБП при работе от батарей. Идеальной формой выходного сигнала является гладкая синусоида.

ПЕРЕХОД НА АККУМУЛЯТОРЫ И ОБРАТНО

Каждый ИБП имеет диапазон входного напряжения, при котором он способен работать без перехода на аккумуляторы. Основополагающей характеристикой при переходе ИБП на аккумуляторы и обратно, является время перехода. Многие ИБП не в состоянии обеспечить непрерывность выходного сигнала и при переходе на батареи и обратно нагрузка имеет перерыв в электроснабжении.

Чем шире диапазон допустимого входного напряжения, тем реже ИБП переходит на аккумуляторы. Чем выше класс ИБП, тем время перехода на батареи и обратно меньше, ИБП с максимальным классом защиты не имеют разрыва выходной синусоиды при переключениях, время перехода = 0.

Все имеющиеся в настоящий момент на рынке ИБП условно можно разделить на 3 класса:

OFF-LINE или Standby, часто такие ИБП/UPS называются Back UPS, например серия Powerware 3105

Это - самые простые и дешевые ИБП. ИБП не стабилизируют напряжение, выходная амплитуда и частота изменяются так же, как и входные. В нормальном режиме ИБП фильтруют переменное напряжение пассивными фильтрами и при падении/повышении его относительно определенного уровня (например, падении ниже 180В), переходят на аккумуляторы, работают от батарей 5-7 мин и отключают нагрузку.

Основное применение: Защита некритичной нагрузки от отключения напряжения в районах со стабильным напряжением без серьезных помех.

Недостатки OFF-LINE ИБП:

• отсутствие стабилизации напряжения;
• отсутствие хорошей фильтрации напряжения;
• даже при незначительных падениях и бросках напряжения ИБП переходит в режим работы от встроенных аккумуляторов;
• время перехода на аккумуляторы и обратно (период непредсказуемых последствий) 4-15 мсек, вероятность "подвисания" оборудования в этот момент велика.
• в некоторых ситуациях время переключения может утраиваться;
• большинство моделей при работе от аккумуляторов не воспроизводят на выходе напряжение синусоидальной формы.

Линейно-интерактивные (Line-interactive), часто называются Smart UPS, например серия Powerware 5110

Это - средние по стоимости и самые популярные на рынке ИБП. Линейно-интерактивные ИБП стабилизируют переменное напряжение ступенчато, при помощи автотрансформатора (бустера). Пример: При 220В на входе они дают 220В на выходе, 210В - 210В, При падении до 200В, они <набрасывают> 20В и получают 220В. При работе в нормальном режиме, ИБП не корректируют частоту. ИБП имеют пассивные фильтры и в нормальном режиме, фильтруют ими переменное напряжение. При пропадании напряжения, ИБП, оборудованные дополнительными батареями, могут поддержать нагрузку до часа-полутора.

Основное применение: Защита не очень ответственной нагрузки в районах со стабильной частотой и небольшими колебаниями амплитуды напряжения. Входная сеть не имеет серьезных помех.

Недостатки Line-interactive ИБП:

• ступенчатая (не плавная) стабилизация напряжения;
• отсутствие хорошей фильтрации напряжения (серьезные помехи нельзя уничтожить при помощи пассивных фильтров);
• время перехода на аккумуляторы и обратно (период непредсказуемых последствий) 2-6 мсек, вероятность "подвисания" оборудования в этот момент невелика;
• регулирующие напряжение узлы могут порождать устойчивые искажения выходного сигнала и непредсказуемые переходные процессы

ИБП структуры ON-LINE, например, серии Powerware 9120, 9125, 9155, 9305, 9355, 9340, 9370, 9390, 9315

1. ИБП структуры ON-LINE с двойным преобразованием напряжения

Это ИБП с максимальным классом защиты. Онлайновые ИБП преобразует 100% поступающего к нему на вход переменного напряжения в постоянное, а затем выполняет обратное преобразование. При первом преобразовании стабильное постоянное напряжение, можно получить из очень плохого внешнего переменного напряжения (плохой формы, повышенного, пониженного и т.д.), но на выходе ИБП всегда формирует синусоиду заданного качества, которую он формирует сам. ИБП обеспечивают 100% защиту питаемой нагрузки от всех существующих помех в электросети: импульсных высоковольтных бросков, длительного или кратковременного повышения или понижения напряжения изменении частоты, интерференции, нестабильности формы, полного отключения электропитания. ИБП не имеют времени перехода на батареи и обратно, могут работать с импульсной нелинейной нагрузкой, нормально работают при 100% сбросе/набросе нагрузки.

Основное применение: Защита критичной, ответственной нагрузки в районах с нестабильной частотой и колебаниями амплитуды напряжения. Входная сеть может иметь серьезные помехи.

2. ИБП структуры с дельта-преобразованием напряжения (только АРС-Silcon)

ИБП на специальном узле - дельта трансформаторе много раз за период корректируют форму входного напряжения. Получаемая синусоида имеет практически идеальную форму и не уступает по качеству синусоиде, производимой ИБП с двойным преобразованием напряжения. При работе ИБП, двойному преобразованию подвергается не вся энергия потребляемая от сети, а только ее часть (до 15%) необходимая для поддержания стабильного выходного напряжения (отсюда и такое название принципа). ИБП не корректируют частоту входной сети ИБП не имеют времени перехода на батареи и обратно, могут работать с импульсной нелинейной нагрузкой, нормально работают при 100% сбросе/набросе нагрузки.

Основное применение: Защита критичной, ответственной нагрузки в районах со стабильной частотой. Возможны сильные колебаниями амплитуды входного напряжения.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ИБП СТРУКТУРЫ ON-LINE

• Гальваническая развязка. ИБП могут иметь гальваническую развязку, т.е. в них отсутствует замкнутая электрическая цепь между входом и выходом, что существенно улучшает помехоустойчивость защищаемого оборудования и позволяет использовать ИБП в сложных промышленных условиях.
• Режим Ву-Раss (байпас). By-Pass представляет собой "обходной" режим, при котором нагрузка питается непосредственно от внешней сети через фильтр, в некоторых моделях еще и через трансформатор гальванической развязки, находящиеся в ИБП.
• Ручной байпас необходим при ремонтах, регламентных работах, производимых с ИБП, для обеспечения непрерывности в питании нагрузки.
• Автоматический байпас включается при перегрузках ИБП, например при включении нагрузки, пусковая мощность которой в 3-8 раз выше номинальной (например электродвигатели), при отказах ИБП, его перегреве.
• Ресурс аккумуляторов. Часто стоимость аккумуляторов составляет до половины от стоимости ИБП. Время жизни батарей в таком случае играет существенную роль. В ИБП структуры On-line аккумуляторы работают дольше:
  • ИБП имеют максимально широкое входное окно и реже других уходят на аккумуляторы. Чем реже используются аккумуляторы, тем дольше они живут.
  • ИБП часто имеют специальную программу "бережного" отношения к батареями. Например, в ИБП Powerware используется технология АВМ. Вместо постоянной подзарядки слабым током ИБП следит за уровнем заряда батареи и заряжает ее только тогда, когда это необходимо. Этот продлевает срок службы батареи до 50%, так как износ пластин существенно меньше, чем в традиционных ИБП.

КРАТКОЕ ОБИСАНИЕ ИБП РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ

* с дельта-преобразованием - нет

** Современные компьютеры могут держать паузу до 10-15 мсек

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Выбор ИБП зависит от задачи, которую Вы ставите перед ИБП. Для некритичной нагрузки можно использовать ИБП структуры off-line, для средней - Line-interactive. При необходимости максимального класса защиты, промышленных условиях эксплуатации стоит использовать ИБП структуры on-line.