Источники бесперебойного питания (UPS)

Современные электронные устройства обрабатывают данные за доли секунды, со скоростью света передают на огромные расстояния информацию. И конечно любой, даже самый короткий, перепад в питающей электросети или исчезновение напряжения могут привести к потере колоссального объема информации или сбою в работе таких устройств. Именно в подобных случаях применяется источник бесперебойного питания - UPS (Uninterruptible Power Supply) для борьбы с проблемами электропитания.

Какие проблемы могут возникнуть у обычной системы электропитания городской сети, для защиты от которых понадобится ИБП:

• Всплески напряжения
• Исчезновение напряжения в сети
• Изменение частоты
• Искажения формы сигнала
• Просадки напряжения
• Шумы

Каждый из этих пунктов в случае с компьютером, сервером или телекоммуникационным оборудованием может привести к перегоранию центральных процессоров, поломке коммутационного оборудования, потери связи.

Перечислим типы источников бесперебойного питания (UPS), которые справляются с вышеперечисленными проблемами.

Типы ИБП

ИБП типа Off-Line (Офф-лайн)

Источник бесперебойного питания типа офф-лайн работает по простой схеме. В нем есть автоматический переключатель, к входам которого подключены батарея и внешнее питание. Заряжается батарея от внешней сети.

Такой переключатель в обычном режиме подает на выход напряжение внешнего питания, в случае временного исчезновения такового, идет переключение на питание от батареи (затрачивая времени около 4 миллисекунд).

Конструкция офф-лайнового ИБП имеет следующие возможности - его батарея обеспечивает электропитание на промежутке небольшого интервала времени и, соответственно, эффективна только для устранения кратковременных провалов внешнего напряжения.

Батарея такого источника выдает накопленный заряд в виде постоянного тока, поэтому между автоматическим переключателем и батареей устанавливается инвертор, который служит для преобразования постоянного тока в переменный.

Таким образом, источники бесперебойного питания типа офф-лайн, являющиеся самыми простыми в исполнении, дешевыми и легкими, спасают фактически только от кратковременных исчезновений напряжения во внешней сети.

Линейно-интерактивные источники бесперебойного питания

Устройства такого типа созданы на технологии line-interactive. Конструктивное отличие такого источника бесперебойного питания от типа офф-лайн – наличие на входе трансформатора, что дает возможность получать более стабильное напряжение в широком интервале величин входного напряжения. Таким образом, подавляются пики внешнего напряжения питания, офф-лайн источники питания с этой проблемой справится не способны.

Интерактивный источник бесперебойного питания обеспечивает защиту от кратковременных исчезновений, перепадов и просадок внешнего напряжения, пиков. В подобных устройствах не реализован контроль формы напряжения, не достаточно эффективна фильтрация помех и выбросов, а помехи, сгенерированные нагрузкой, будут пропускаться обратно в сеть.

Интерактивные ИБП подходят больше для поддержки оборудования, где необходимо контролировать величину входного напряжения электропитания, но не его спектральные характеристики. Они обеспечивают более высокую степень защиты по сравнению с технологией офф-лайн и широко используются для защиты сетевого и удаленного оборудования, маршрутизаторов и коммутаторов. И что важно, они существенно дешевле, чем ИБП, произведенные по технологии он-лайн.

Тип Он-лайн

Принцип работы он-лайновых источников бесперебойного питания иной и совершенно отличается от схемы, на которой построены типы офф-лайн и интерактивные бесперебойники. Он-лайн UPS работают по схеме двойного преобразования напряжения. В первую очередь входное переменное напряжение выпрямляется, преобразуется в постоянный ток. После, выпрямленное напряжение питает батарею и подается на инвертор, который постоянный ток преобразует обратно в переменный и идет на выход ИБП. Любая просадка внешнего напряжения будет немедленно компенсирована током, благодаря наличию включенной постоянно в сеть батареи перед инвертором.

Огромный плюс он-лайновых источников бесперебойного питания – это нулевое время переключения между разными режимами работы, отсутствие скачков напряжения связанных с таким переключением, частоты, формы сигнала.

В постоянном токе проблем с частотой быть не может, а так же формой импульса, фазой, или прочими шумами, которые существовали в переменном токе. Ток постоянный, как было написано ранее, идет на инвертор строго контролированной величины, где преобразуется в переменный ток с формой импульса, частотой и фазой строго контролированной, в котором нет шумов.

Он-лайновые бесперебойники не дёшевы и не предназначены для защиты домашнего ПК. Но для аппаратуры важной, критичной, к примеру - для современного сервера, сбои в работе которой могут привести к ущербу в тысячи долларов, он-лайновые источники бесперебойного питания оправдывают себя, сохраняя банковские данные постоянно и надежно хранимыми, серверные станции неизменно работающими.