| Набор электрических параметров электронной аппаратуры, т. е. нагрузки, которую вы собираетесь защищать с помощью ИБП, довольно широк. Но при выборе UPS «для дома, для семьи» достаточно учесть три основных параметра. |
| Первый — это мощность нагрузки. Мы все привыкли, что мощность измеряется в ваттах (Вт). Однако выходную мощность ИБП чаще указывают в вольт-амперах (ВА). В чем здесь разница? В вольт-амперах выражается полная мощность, протекающая между ИБП и нагрузкой; она вычисляется как произведение среднеквадратичных значений тока и напряжения. Часть этой мощности расходуется на «полезную деятельность» (электрическую, световую, механическую, тепловую или какую-либо еще), а часть «оседает» в реактивных компонентах аппаратуры. Полезная мощность, ее еще называют активной, которая забирается нагрузкой, измеряется в ваттах. |
| Здесь возникает понятие коэффициента мощности, определяемого как отношение поглощаемой нагрузкой активной мощности к полной. Это очень важная характеристика нагрузки. Например, типовой коэффициент мощности компьютерной нагрузки составляет 0.7. Значит, если необходимо защитить компьютер мощностью 200 Вт, потребуется UPS с выходной мощностью минимум 285 ВА (=200⁄0.7). Другой тип оборудования может иметь иной коэффициент мощности, например у спиральных нагревательных приборов, ламп накаливания и трансформаторных источников питания (не импульсных) он может быть близок к 1. |
| Второй важный параметр — время автономного питания нагрузки. Вам следует определиться, для чего вы покупаете ИБП: чтобы при отключении внешнего электропитания он «продержался» пять-десять минут (на это рассчитаны большинство ИБП), дабы вы смогли сохранить данные на своем ПК и корректно завершить работу операционной системы; или вам необходим запас времени в пару часов, чтобы завершить срочную работу на ноутбуке, заодно подзарядив его; а может, ваша цель — долговременное питание системы сигнализации или контроллеров системы газового отопления загородного коттеджа. Время автономного питания напрямую определяется емкостью установленных в UPS аккумуляторных батарей, а это самый дорогостоящий и «привередливый» элемент выбираемого вами источника. |
| Третий параметр — форма напряжения. Некоторые типы оборудования, например электродвигатели или контрольно-измерительные приборы, требуют четко синусоидального напряжения. А вот для компьютеров форма напряжения не столь важна. Дело все в том, что в них используются импульсные источники питания (энергия периодически забирается со входа в течение относительно короткого промежутка времени), которым вполне подходит и ступенчатое напряжение. |
| От чего защищаем (основные неполадки в работе электросети) |
| На территории России ГОСТ 13109-97 определяет в качестве стандартных следующие характеристики электросети: |
- напряжение 380 В (для трехфазных сетей) и 220 В (для однофазных сетей), допустимое отклонение ±5%, предельно допустимое ±10%;
- частота 50 Гц , предельно допустимое отклонение частоты ±0.4 Гц;
- нормально допустимое значение коэффициента нелинейных искажений 6%, предельно допустимое — 20%.
|
| Самая «неприятная» неполадка в работе электросети — это авария, приводящая к полному пропаданию напряжения. Сетевые фильтры и стабилизаторы напряжения тут бессильны — поможет только ИБП. Напомним, что функция фильтра — не пропустить импульсные помехи и высокочастотные шумы. Стабилизатор, выполняя функцию фильтра, дополнительно способен стабилизировать напряжение, например, при долговременных всплесках напряжения. Но ни фильтр, ни стабилизатор не имеют резервного источника электроэнергии (аккумулятора). ИБП выполняет функции и сетевого фильтра, и стабилизатора, но главное — он оборудован аккумулятором, который способен «позаботиться» о нагрузке, когда «гаснет свет». |
| Как уже отмечалось, в последнее время резко возросла нагрузка на электросеть, часто к ней подключаются мощные потребители (например, сварочные аппараты, электронагреватели, устройства на базе электродвигателей), что может приводить к «проседанию» напряжения. Отключение мощных потребителей чревато другим типом искажений — всплеском напряжения. И то и другое чрезвычайно вредно для электронной аппаратуры. |
| К основным типам искажений относят также высоковольтные импульсные помехи, высокочастотные шумы и отклонения частоты напряжения. Например, причиной импульсных помех может стать близкий удар молнии или включение мощного оборудования. Все эти искажения могут приводить к потере данных информационных систем, нарушению работы аппаратуры и полному выходу ее из строя. |
| Три основных типа UPS |
| Согласно принятому Международной электротехнической комиссией (IEC) стандарту IEC 62040-3 все ИБП подразделяются на три основных класса: пассивные резервного типа (passive standby); линейно-интерактивные (line-interactive) и с двойным преобразованием (double conversion). |
 |
| Принцип работы UPS резервного типа |
|
| Источники, подпадающие под категорию passive standby, «в народе» чаще называют офлайновыми (off-line). В нормальном режиме работы (когда характеристики входного напряжения не выходят за допустимые пределы) нагрузка через фильтр подключается непосредственно к внешней электросети. Как только характеристики выходят за допустимые пределы, нагрузка переключается на питание от аккумуляторной батареи. Все очень просто, и это определяет простоту схемотехники, небольшой размер и невысокую стоимость офлайновых ИБП. Однако у таких ИБП имеется масса недостатков. Один из главных в том, что при любом существенном искажении в электросети источник переходит на питание от аккумулятора, что приводит к быстрому износу этого дорогостоящего ресурса. Поэтому наиболее «грамотные» пользователи обращают все большее внимание на другие типы источников. |
 |
| Принцип работы линейно-интерактивного ИБП |
|
| В линейно-интерактивных ИБП, по сравнению с офлайновыми, появляется один важный дополнительный элемент — стабилизатор входного напряжения (или бустер). Он обеспечивает корректировку напряжения в сторону его повышения или понижения и потому позволяет обеспечить нормальное питание нагрузки при проседаниях и всплесках напряжения внешней электросети без перехода на батарею. Батарея включается в работу значительно реже, следовательно, повышается срок ее службы. Применение стабилизаторов не влияет на время переключения на батарею: и в офлайновых, и в линейно-интерактивных UPS время переключения относительно большое (4 … 7 мс), но для домашнего применения ИБП это несущественно. Именно линейно-интерактивные ИБП на ближайшую перспективу следует рассматривать как оптимальное решение для защиты домашних ПК и бытовой электроники. |
 |
| Принцип работы онлайнового ИБП |
|
| ИБП с двойным преобразованием (double conversion), которые часто называют онлайновыми (on-line), работают принципиально по иному. Они преобразуют поступающее на вход переменное напряжение в постоянное (эту задачу выполняет выпрямитель), а затем постоянное напряжение снова преобразуют в переменное (инвертор). Такое двойное преобразование позволяет практически полностью оградить нагрузку от любых неполадок и искажений во внешней сети. Как и в двух других типах UPS, аккумуляторная батарея включается в работу тоже только в аварийном режиме, но она постоянно подключена ко входу инвертора, в результате обеспечивается практически нулевое время переключения. Оборотной стороной почти «идеальной» защиты, гарантируемой онлайновыми UPS, являются их высокая сложность, стоимость и более низкий КПД (электроэнергия преобразуется два раза). Как правило, онлайновые источники применяются в корпоративных приложениях. |
| Дополнительные возможности |
| Помимо защиты электропитания основной нагрузки даже простейшие UPS сегодня способны защитить от наведенных помех телефонные линии и каналы ЛВС. Для этого коммуникационные линии⁄каналы проключаются через ИБП и соответствующие порты источника оборудуются специальными фильтрами. Безусловно полезной является функция «холодного» старта, т. е. возможность запуска UPS в батарейном режиме без подключения входного питания. Если раньше эта функция имелась только в достаточно мощных UPS, то сегодня ее поддерживают даже начальные модели, например линейно-интерактивные источники Smart-Vision Lite и Smart-Vision Pro компании N-Power (их мощность начинается с 400 ВА). Кстати, упомянутые устройства поддерживают еще одну функцию, ранее свойственную лишь большим UPS, — это функция энергосбережения (Green Mode): при работе в батарейном режиме на холостом ходу (без нагрузки) UPS автоматически отключаются. |
| Простейшим средством контроля за работой UPS и состоянием сети электропитания являются светодиоды на лицевой панели источника. У более дорогих источников светодиоды дополняются (или заменяются) небольшим ЖК-дисплеем, на который выводится уже значительно больше информации. Однако еще больше информации и на удобном интерфейсе способно предоставить специальное программное обеспечение (ПО), которое сегодня тоже предлагается практически для любых UPS. Чтобы воспользоваться этим ПО, надо первым делом состыковать ИБП и компьютер. Локальное подключение обычно реализуется через последовательный интерфейс RS232 или через порт USB. Удаленное подключение осуществляется с применением карты, поддерживающей протокол управления SNMP, который обеспечивает доступ к ИБП через IP-сеть. |
| Какие же функции должно обеспечивать ПО, предлагаемое вашим поставщиком для управления UPS. Безусловно, оно должно иметь максимально удобный и понятный интерфейс на хорошем русском языке, такой, например, как в программе UPSmart_RUS. |
| Еще одна абсолютно обязательная функция ПО — это автоматическая свертка операционной системы при пропадании сетевого электропитания с предварительным сохранением открытых файлов. Большинство предлагаемых программ обеспечивает мониторинг основных параметров работы (входное и выходное напряжение, уровень заряда батарей, загрузка UPS), некоторые решения выдают еще и дополнительные параметры, например температуру внутри корпуса источника. Безусловно полезным является возможность анализа статистических данных по параметрам электросети и системным событиям. Если вы хотите удаленно контролировать работу ИБП, неплохо иметь средства для настройки способов рассылки предупреждающих сообщений — по электронной почте, через службу SMS и т. д. |
| Многообразие применений |
| Классическое применение UPS — защита персонального компьютера. Для обычного домашнего компьютера в основном достаточно источника мощностью 400 … 600 ВА. Если ваш компьютер имеет большое число периферийных устройств, то лучше выбрать источник мощностью чуть больше, скажем, 825 ВА. У многих дома установлено два компьютера. В этом случае лучше ориентироваться на средства защиты мощностью 1000 ВА и выше. Не забывайте, что UPS для защиты компьютера, как правило, устанавливают на столе рядом с этим компьютером (под стол его обычно не убирают: во-первых, будет мешаться под ногами, во-вторых, не видно диагностических светодиодов). А раз он будет рядом и всегда перед глазами, значит, должен быть не слишком шумным (уровень звукового шума никак не больше 40 … 45 дБ на расстоянии 1 м) и «радовать глаз». Не случайно компания N-Power в последнее время уделяет повышенное внимание форме и цветовой гамме своих UPS. |
| В последнее время ИБП все чаще используют для защиты не только компьютерного, но и другого электронного оборудования: это могут быть телевизоры, системы домашних кинотеатров, дорогостоящие акустические системы и т. п. В этом случае требования к дизайну еще увеличиваются: вряд ли кто купит UPS, который будет плохо смотреться рядом с «навороченным» плазменным телевизором. |
| Еще одна сфера применения UPS — защита устройств охранно-пожарной сигнализации, систем видеонаблюдения и других устройств, установленных на удаленном объекте, например в загородном доме. Взять, скажем, газовые системы отопления таких домов. Их важнейший элемент — система управления на базе микроконтроллеров. Потребляет такая система не много (около 100 ватт, включая циркуляционный насос), но в случае отключения электроэнергии работать контроллеры перестанут, а значит, отключится и система отопления. Помочь в такой ситуации могут UPS с длительным временем автономной работы. Например, в линии устройств N-Power — это изделия с индексом LT (Master-Vision LT, Pro-Vision LT): они оборудованы зарядным устройством для работы с внешними аккумуляторными батареями. Упомянутые ИБП могут работать с аккумуляторами различных фирм-производителей, поэтому вы сможете обеспечить продолжительное время резервирования нагрузки (от нескольких часов до суток) при относительно небольших финансовых затратах за счет возможности использования экономичных батарей. Тем не менее рекомендуется использвать герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. |
| Важным критерием при выборе любого типа продукта является его цена. Что касается UPS, то в любом случае они стоят значительно меньше, чем аппаратура, для защиты которой они приобретаются. Поэтому можно с уверенностьюутверждать: это приобретение вполне оправданно и быстро окупит себя. |
