Источники бесперебойного питания: обзор технологий

Неполадки в работе электрической цепи (аварийное отключение, скачки напряжения, помехи) — не только досадная неприятность, но и простой техники, потеря данных, сбой настроек и вероятность выхода из строя приборов. Защитить свой дом или бизнес можно с помощью источника бесперебойного питания. Какие проблемы можно решить с помощью ИБП?

Следует понимать, что бесперебойник не является источником резервного питания в полном смысле — для этих целей нужны другие устройства. ИБП (UPS) нужен для того, чтобы пользователь имел возможность корректно завершить работу приборов, например компьютера, сохранить данные, в бытовых условиях — в нормальном режиме отключить газовый котел или другое оборудование, для которого критично внезапное аварийное выключение. Бесперебойность, или возможность за очень короткое, незаметное для нормальной работы приборов время перейти на другой источник питания, является ключевой задачей ИБП.

В настоящее время существуют различные типы источников бесперебойного питания. Основные из них следующие:

• резервный (offline, standby или back UPS). ИБП такого типа работают по наиболее простой схеме, просто переподключая нагрузку при возникновении аварийной ситуации. После нормализации работы сети ИБП отключается. У резервных бесперебойников много плюсов: невысокая цена, низкий уровень шума, высокий КПД. Однако есть и недостатки: отсутствие изоляции от нагрузки входной сети, невозможность стабилизации напряжения, долгое время переключения на питание от батарей (15 мс). Учитывая все это, ИБП такого типа лучше использовать для защиты приборов, не слишком чувствительных к качеству входного напряжения, например отопительных приборов, ламп дежурного освещения, компьютеров. В целом для современной техники этот вариант далеко не лучший, и уж точно не подойдет в качестве ИБП для котла, холодильников, стиральных машин и т.п.

• линейно-интерактивный ( line-interactive, smart). Бесперебойники этого типа — более продвинутые по сравнению с резервными, хотя разница в цене невелика. Главное их достоинство — возможность стабилизации напряжения входной сети. Кроме того, в таких ИБП время перехода в автономный режим сокращено до 4 мс. К плюсам также можно отнести невысокую стоимость, небольшие размеры и вес.

Линейно-интерактивные устройства бесперебойного питания делятся на два класса: 1) со ступенчатой регулировкой выходного сигнала; 2) с синусоидальным напряжением. Это расширяет возможности использования устройств: их можно применять для защиты современной офисной техники, серверов, телекоммуникаций, мини-АТС. Однако для систем отопления и приборов с электродвигателями подойдут только те ИБП, форма сигнала которых представляет собой чистую синусоиду.

• Онлайн ИБП (online, со схемой двойного преобразования). Бесперебойники этого типа — лучшие на сегодняшний день. Их можно использовать для защиты практически любого, даже самого чувствительного оборудования: от домашних компьютеров до отопительных систем, сложной аудио- и видеоаппаратуры, медицинской техники. Одно из главных преимуществ устройств — отличное качество выходного напряжения, независимость его от состояния сети.

Схема подобных источников бесперебойного питания содержит инвертор, преобразующий входное напряжение в постоянное и далее снова в переменное. В результате выходное напряжение представляет собой идеальную синусоиду, а все помехи электромагнитного или радиочастотного характера отфильтровываются.

Еще один плюс онлайн ИБП — отсутствие времени перехода к автономному режиму, поскольку аккумуляторная батарея включена в цепь постоянного напряжения непрерывно и находится в режиме стопроцентной готовности. При использовании этих ИБП пользователь даже не заметит перебоев в сети, а техника, даже самая чувствительная, будет под надежной защитой от отключений и скачков. Если же сам истояник бесперебойного питания выйдет из строя или возникнет перегрузка, питание будет обеспечиваться через цепь байпас.

К недостаткам можно отнести довольно низкий КПД устройств, большой расход электроэнергии и высокую стоимость. Однако этот вариант бесперебойных источников питания остается лучшим при необходимости защиты высокочувствительной техники.

Выбор ИБП должен основываться не только на типах используемой в доме или офисе техники, но и в соответствии с предполагаемой нагрузкой и временем автономной работы при отсутствии основного источника питания. Мощность бесперебойника определяется на основе суммирования мощностей всего подключенного оборудования, а время работы можно варьировать, устанавливая батарею большей емкости в том же корпусе ИБП или в дополнительном.