Очень часто в сетях электроснабжения могут возникать различного рода помехи и перебои в стабильной подаче электрического тока, что пагубно сказывается на работе компьютера и периферийного оборудования. Такие проблемы могут проявляться в устаревших электросетях и при неисправном оборудовании. Чтобы предотвратить возможные отключения и скачки напряжения было разработано такое устройство, как источник бесперебойного питания (ИБП).
УПС (UPS — Uninterruptible Power Supply) или ИБП представляет собой аппарат, обеспечивающий защиту от незапланированного отключения, происходит это благодаря накопленной энергии в стационарных источниках представленных в виде аккумуляторных батарей. Данное устройство в процессе эксплуатации сохраняет качество используемой энергии, а также предоставляет некоторый промежуток времени для правильного отключения потребителей.
К основным задачам УПС, в том числе для комьютера, относят:
- Предоставление потребителям качественных требуемых по нормам параметров питающей сети.
- Способность самостоятельно отключаться от электросети и предоставить требуемую мощность потребителям используя собственный внутренний источник электропитания.
- Обеспечение приборам и аппаратам исправленных и защищенных от помех необходимых свойств сети.
Как устроен и принцип работы
Все источники бесперебойного питания состоят из одной или нескольких аккумуляторных батарей, а также специальных элементов, позволяющих сгладить все возмущения и скачки питающей сети. В конструкции присутствуют фильтры для нормализации формы кривой напряжения. В ИБП присутствуют инверторы и выпрямители преобразования тока электросети.
В качестве внутренних источников электропитания применяются аккумуляторные батареи кислотного типа со свинцовыми пластинами. При падении напряжения они подпитывают потребители некоторое время, что позволяет отключить прибор без опасности выхода из строя основных элементов. Источники питания внутри UPS изготавливаются необслуживаемого типа, благодаря чему исчезает необходимость постоянного наблюдения и профилактики.
Типы ИБП
Среди большого разнообразия таких устройств выделяют три основных вида:
- off-line;
- линейно-интерактивные;
- устройство двойного преобразования.
Off-line
Пока в стандартной сети присутствует нормальный поток энергии, он движется напрямую к потребителю при этом поддерживается заряд аккумулятора. Сглаживание разнообразных помех проходит на низком уровне с помощью системы простой фильтрации. Форма питающего сигнала соответствует нормальному, как и в стандартной электросети.
При незапланированном отключении электропитания устройство переходит на снабжение от аккумулятора. Причем преобразователь постоянного тока в переменный не способен выдавать сигнал соответствующий нормальному, как и в стандартной сети. Переход на батарею может происходит также при резких скачках напряжения в минимальные и максимальные значения.
Длительность перехода на автономное питание варьируется от значений 5 мс до 20 мс. В некоторых электроустановках такие промежутки могут привести к преждевременному выходу из строя основных элементов. Происходит такое в результате синхронизации фаз в ИБП.
Линейно-интерактивные
Данная разновидность пользуется особенной популярностью у потребителей. В конструкции ИБП применяется автоматический регулятор напряжения, однако сглаживание помех происходит не плавно, а ступенчато.
В режиме нормального питания электросети сигнал проходит через систему фильтрации и восстанавливает аккумулятор. В режиме резких перепадов напряжения автоматическое устройство регулировки ступенчато сглаживает скачки сигнала. В параметрах изначально заложены значения ступеней корректировки.
В результате критических перепадов напряжения УПС переходит на подпитку от аккумуляторной батареи. Причем критические значения варьируются в зависимости от загрузки UPS. В некоторых моделях вид сигнала не отличается от сигнала резервного типа, однако в основном конструкция снабжается инверторами, которые выдают сигнал нормального вида, как в стандартной сети.
Время переключения значительно меньше, чем у предыдущего вида, происходит это благодаря совпадению формы кривой напряжения, в результате синхронизация проходит быстрее.
ИБП двойного преобразования
Данный вид источника бесперебойного питания считается самым эффективным и дорогим. Его применяют для стабилизации питающей сети в устройствах повышенной стоимости, в которых требуется сигнал правильной формы и без помех.
В данном ИБП фильтрация и стабилизация происходит постоянно. Напряжение сети проходит через преобразователь постоянного тока и распределяется между аккумулятором и инвертором, в результате происходит двойной переход. Причем конструкция инвертора позволяет получать сигнал на выходе правильной формы без помех. При резких перепадах значений напряжения устройство мгновенно переходит на подпитку батареей.
В моделях данного вида присутствует байпасный канал, позволяющий при неисправности инвертора питать потребителя от стандартного питания.
Применение
Все модели источников бесперебойного питания выполняют следующий ряд задач:
- предоставляют защиту потребителям от кратковременных перепадов основного питания;
- обеспечивают стабильную фильтрацию входных сигналов;
- защищают от появлений короткого замыкания и значительных перегрузок;
- обеспечивают питание потребителям при полном отключении основного электропитания.
Правильно подобранное устройство и соблюдение требований безопасной эксплуатации позволят защитить электрооборудование от преждевременного выхода из строя.