 Источник бесперебойного питания (ИБП, UPS) — это источник питания, снабжающий ответственное оборудование электрической энергией, даже если отключился основной источник электроснабжения - электрическая сеть.. Английская аббревиатура UPS (произносится Ю-Пи-Эс от англ. Uninterruptible Power Supply или Uninterruptible Power Source) переводится на русский, как ИБП - источник бесперебойного питания. В русской речи обе аббревиатуры ИБП и UPS сейчас примерно равноправны
.
В настоящее время выпускаются источники бесперебойного питания ИБП (UPS) различных классов, основное различие 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)
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 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 или Line-interactive (часто называются Smart UPS)
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 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 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. 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. Краткое сравнение ИБП разных классов | | Off-line | Line-interactive | On-line | | Мощность ИБП | менее 1,5кВА | менее 4кВА | не ограничена | | Режим работы от сети | | | Стабилизация напряжения | нет | ступенчатая | полная | | Стабилизация частоты | нет | нет | есть | | Фильтрация помех | слабая | средняя | максимальная | | Батарейный режим | | | Частота переходов | частая | средняя | редкая | | Время перехода на батареи | 5-15 мсек | 2-6 мсек | нет | | Форма синусоиды | часто трапецеидальная,
реже синусоидальная | трапецеидальная
либо синусоидальная | синусоидальная | | режим By-pass | нет | нет | есть | | гальваническая развязка | нет | нет | возможна | |
