Опубликовано Типы систем бесперебойного питания. Схемы и применение ИБП
Главная > Поддержка > Статьи и обзоры > Основные типы ИБП по принципу их построения, степени защиты оборудования и сферам применения.
Существует три основных типа современных источников бесперебойного питания (ИБП / UPS). Рассмотрим плюсы и минусы для каждого, а также принципиальные схемы их построения.
Существует три основных типа современных источников бесперебойного питания (ИБП / UPS). Рассмотрим плюсы и минусы для каждого, а также принципиальные схемы их построения.
1. Оффлайн ИБП
Оффлайн ИБП (off-line, Standby, back ups или резервные) – это тип источника бесперебойного питания, принцип действия которого заключается в переключении оборудования на резервный аккумулятор (является составной частью ИБП) при возникновении сбоев в питании.
| Плюсы: | минусы: |
| простота экономичность компактность | отсутствие стабилизации входного напряжения при работе от электросети более высокий износ аккумулятора (в сравнении с другими типами) |
Применение:
для защиты на короткий период домашних ПК, офисного компьютерного оборудования.
Схема ИБП с технологией оффлайн
2. Линейно-интерактивные ИБП
Линейно-интерактивные (line interactive) – это тип ИБП, который способен регулировать выходное напряжение при понижении или повышении напряжения на входе в широком диапазоне – без переключения работу от аккумуляторов. ИБП данного типа подразделяются на устройства с аппроксимированной синусоидой и полностью синусоидальным выходным напряжением.
| Плюсы: | минусы: |
|
компактность экономичность стабилизация входного напряжения невысокая стоимость |
отсутствие корректировки формы выходного напряжения в режиме работы от электросети ступенчатое изменение выходного напряжения наличие времени переключения на питание от аккумуляторов |
Применение:
для защиты групп компьютеров, сетевого и другого ответственного вычислительного и телекоммуникационного оборудования.
Схема линейно-интерактивного ИБП
3. С двойным преобразованием или онлайн ИБП
Двойного преобразования (онлайн, online) – это тип ИБП, в котором электроэнергия преобразуется дважды – входное напряжение низкого качество в постоянное напряжение внутренней шины, и из него формируется выходное напряжение с эталонными характеристиками. Время переключения на работу от аккумуляторов в онлайн ИБП равно нулю.
| Плюсы: | минусы: |
|
постоянная стабилизация напряжения и частоты полная фильтрация импульсов и высокочастотных помех основной электросети отсутствие влияние подключенного оборудования на основную электросеть мгновенное переключение на аккумуляторы в случае сбоев |
сложность конструкции и более высокая стоимость в режиме двойного преобразования дополнительные затраты электроэнергии |
Схема ИБП с технологией онлайн
Наиболее распространенные проблемы сети и необходимость использования ИБП для серверного, промышленного и другого оборудования.
Технологии, используемые в ИБП POWERCOM
Термины и основные понятия, используемые вокруг ИБП
линейно-интерактивный или резервный? ᐉ читать на Elektro.in.UA
Скачки напряжения в электросети – это та неприятность, от которой не застрахован никто. Как в домах со старой проводкой, так и в новостройках могут возникать перебои с подачей электроэнергии – слишком низкое или слишком высокое напряжение, а то и вовсе прекращение подачи тока. Это явление в большинстве случаев негативно отражается на бытовой технике – от колебаний тока они могут выйти из строя, также часты случаи утери информации с электронных носителей. Если же приборы систематически испытывают на себе резкое отключение питания – это может изнашивать их.
Чтобы избежать неприятностей и продлить срок службы техники, специалисты рекомендуют приобретать специальные устройства – бесперебойники.
Сейчас на рынке представлены модели источников бесперебойного питания (UPS или УПС-ки), различающиеся по своему принципу работы: это резервные ИБП и линейно-интерактивные. Каждый из этих приборов имеет свои преимущества, но какой из них лучше выбрать?
Принцип работы и преимущества резервных ИБПБесперебойник резервного типа (или off-line ИБП) – это устройство с простой и понятной схемой работы. В нормальном режиме работы, когда напряжение сети стабильно, он работает в качестве промежуточного звена, фильтруя электромагнитные помехи. В случае низкого напряжения или прекращения его подачи, прибор быстро переводит устройство на питание от аккумулятора.
Запаса энергии у резервного источника бесперебойного питания хватит на полноценное и корректное завершение работы того, или иного устройства.
В среднем, батарея обеспечит от 6 до 15 минут нормальной работы. То есть, к примеру, вы сможете спокойно сохранить все данные на вашем компьютере, а затем завершить работу программ, выключить ПК.
Особенности устройств резервного типа позволяют использовать его в том случае, если перебои с напряжением для вас – явление редкое. В случае же со систематическими помехами в сети, такой ИБП просто не будет успевать возобновлять запас энергии в аккумуляторе.
Особенности и преимущества линейно-интерактивных ИБПЕсли вы сталкиваетесь с частыми неполадками сети – скачками напряжения, отключением – то специалисты рекомендуют обратить внимание на линейно-интерактивные источники бесперебойного питания. Их принцип работы позволяет не только плавно завершить работу устройства, но и обезопасить его от слишком низких или высоких показателей сети.
Принцип работы УПС линейно-интерактивного типа позволяет этому устройству стабилизировать входящее напряжение.
Корректировка показателей происходи по ступенчатому принципу, то есть – постепенно. В случае, если прибор фиксирует слишком высокое или низкое напряжение на входе, то он автоматически переводит электротехнику на работу от аккумулятора.
Линейно-интерактивные ИБП подходят для защиты не только стандартной бытовой и офисной техники, но и для поддержания правильного электропитания файловых серверов, узлов локальных вычислительных сетей, маршрутизаторов и т.п.
Если подытожить изложенную информацию, то выбор той или иной модели ИБП зависит от двух факторов: особенностей работы электросети и техники, которая нуждается в бесперебойной работе. Если неполадки в сети – редкость, то можно отдать предпочтение резервному ИБП, а если стоит вопрос о том, чтобы максимально защитить технику от неполадок – стоит приобрести линейно-интерактивный ИБП.
Какие существуют типы систем ИБП?
Все три основные технологии источников бесперебойного питания (ИБП) используются для защиты современной распределенной ИТ-инфраструктуры, особенно на границе сети.
Каждая технология имеет свои преимущества, и каждая из них может быть необходима для настройки экономичной защиты электропитания, особенно в сложных системах. Выбор ИБП для вашего конкретного приложения требует изучения ряда факторов. Размер нагрузки, расположение и критичность защищаемого оборудования являются ключевыми факторами, а также бюджетными соображениями при выборе ИБП для резервного питания.
Три основных типа системных конфигураций ИБП: онлайн с двойным преобразованием , линейно-интерактивный и автономный (также называемый резервным и резервным питанием от батареи). Эти системы ИБП определяются тем, как мощность проходит через блок.
Онлайн двойное преобразование
Питание переменного тока стабильно и чисто после генерации. Но во время передачи и распределения он подвержен провалам напряжения, всплескам и полному отказу, что может прервать работу компьютера, привести к потере данных и повреждению оборудования.
Когда дело доходит до защиты критически важных ИТ-нагрузок, только онлайн-технология двойного преобразования полностью защищает от всех этих проблем с питанием, обеспечивая высочайший уровень безопасности для сетей.
Онлайн-система ИБП также обычно называется двойным преобразованием, потому что входящая мощность преобразуется в постоянный ток (DC), а затем обратно в переменный ток. Такая схема AC-DC/DC-AC обеспечивает повышенную степень изоляции нагрузки от перебоев в питании.
Онлайн-ИБП берет входящий источник питания переменного тока и преобразует его в постоянный ток с помощью выпрямителя для питания батареи и подключенной нагрузки через инвертор, поэтому переключатели передачи мощности не требуются. Если основной вход переменного тока выходит из строя, выпрямитель отключается от цепи, и батареи продолжают подавать питание на устройство, подключенное к ИБП. Когда входная мощность переменного тока восстанавливается, выпрямитель возобновляет работу с большей частью нагрузки и начинает заряжать батареи.
Поскольку питание постоянно проходит через подключенный к сети ИБП, выходной сигнал представляет собой идеальную синусоиду. Этот тип ИБП защищает критическую нагрузку практически от всех помех в питании, в том числе от малозаметных гармоник и искажений формы сигнала.
Это означает, что качество питания от сетевых ИБП значительно лучше, чем от других технологий. Автономные и линейно-интерактивные технологии снижают влияние пиков, всплесков и провалов за счет ограничения пиков и спадов, повышения мощности или переключения на резервное питание от батареи. Однако в пределах нормальной траектории электрической синусоидальной волны большинство колебаний мощности не затрагиваются. Онлайн-ИБП восстанавливает синусоидальную волну, а не просто кондиционирует необработанное электроснабжение.
Онлайн-ИБП подает непрерывное высококачественное питание переменного тока на оборудование без перерыва при переключении на батарею, защищая оборудование практически от всех нарушений электропитания из-за отключений электроэнергии, провалов напряжения, скачков напряжения или шумовых помех.
Настоящие онлайновые ИБП с двойным преобразованием обеспечивают 100-процентное согласование мощности, нулевое время переключения на батарею, отсутствие изменений выходного напряжения и лучшее подавление переходных процессов, чем линейно-интерактивные устройства.
Двойное онлайн-преобразование — это наиболее распространенный режим работы ИБП, используемый для защиты крупных центров обработки данных, всегда обеспечивающий наивысший уровень качества электроэнергии для нагрузки. Онлайн-системы также обеспечивают регулировку частоты, необходимую для использования с системами резервного генератора для защиты от изменений, характерных для запуска генератора.
Линейно-интерактивные
Линейно-интерактивные системы ИБП обеспечивают как регулирование мощности, так и резервное питание от батарей. Эта технология особенно эффективна в тех областях, где перебои в электроснабжении случаются редко, а перебои в подаче электроэнергии случаются часто. Линейно-интерактивные системы ИБП поддерживают широкий диапазон колебаний входного напряжения до переключения на резервное питание от батарей.
Помимо резервного питания от батарей, линейно-интерактивные ИБП обеспечивают гораздо лучший контроль над колебаниями напряжения, чем автономные системы. Важнейшим преимуществом линейно-интерактивных ИБП является схема повышения напряжения и диапазон входного напряжения, который принимает этот ИБП. Чем шире диапазон, тем больше у вас будет полной защиты.
Линейно-интерактивная технология ИБП обеспечивает стабилизацию питания с перерывом в подаче питания на 4-6 миллисекунд при переключении на резервный аккумулятор и защищает от наиболее распространенных проблем с питанием, возникающих в сети. Здесь ИБП также контролирует уровень напряжения и уравновешивает пониженное и повышенное напряжение. Эта технология обеспечивает хороший выбор между разумной защитой и умеренными эксплуатационными расходами.
В линейно-интерактивных ИБП инвертор становится частью выхода и всегда включен. Инвертор может работать в обратном направлении для зарядки аккумулятора, когда вход переменного тока в норме, и переключаться на питание от аккумулятора при сбое входа, что обеспечивает фильтрацию и регулирование напряжения.
Линейные интерактивные системы ИБП полагаются на батарею для регулирования мощности, поэтому этот тип, как правило, разряжает свою батарею чаще, чем онлайн-системы ИБП, которые настраивают мощность посредством процесса двойного преобразования.
При сбое входного питания переменного тока размыкается передаточный переключатель устройства, и питание поступает от батареи на выход ИБП. Когда инвертор всегда включен и подключен к выходу, линейно-интерактивный ИБП обеспечивает дополнительную фильтрацию и снижает переходные процессы при переключении по сравнению с резервным ИБП. Линейно-интерактивные системы ИБП обычно используются в стойках мощностью ниже 5000 ВА.
Автономный/Резервный/Резервный аккумулятор
Автономный ИБП, также называемый резервным ИБП или резервным аккумулятором, является экономичным выбором. Улучшенные автономные системы ИБП достаточно быстро переключаются на работу от батареи, чтобы предотвратить аномалии питания и пережить кратковременные перебои.
Ключом к качеству ИБП в автономном режиме является диапазон мощности, которую устройство будет потреблять до переключения на резервное питание от батареи. Чем шире диапазон, тем меньше расходуется аккумулятор и тем больше времени резервного питания доступно при отключении питания. Чем чаще ИБП переключается на резервное питание от батареи, тем короче срок службы батареи.
Технология автономных ИБП защитит от большинства скачков напряжения, подавляя избыточное напряжение, и поможет пережить более 90% всех отключений. Автономная система ИБП пропускает сеть переменного тока прямо через устройство, мимо переключателя, к выходной точке, к которой подключается защищенная нагрузка.
Когда происходит сбой входного питания, встроенная батарея и инвертор, который преобразует постоянный ток батареи в переменный, активируются и подключаются к выходу с помощью безобрывного переключателя.
Эта технология лучше всего подходит для устройств мощностью менее 1500 ВА, таких как небольшие офисы, персональные домашние компьютеры и другие менее важные приложения. Автономный ИБП — хороший вариант для тех, кому требуется меньшая мощность и стоимость. Технология автономных ИБП обеспечивает защиту резервного питания для настольного оборудования, игровых консолей, рабочих станций, беспроводных сетей и другой электроники. Во время отключения электроэнергии он обеспечивает достаточное время работы, чтобы сохранить незавершенную работу и завершить упорядоченное отключение оборудования. В дополнение к резервному питанию большинство автономных систем ИБП также предлагают базовую защиту от перенапряжения.
Vertiv предлагает самую полную в отрасли линейку систем ИБП, использующих три основных типа технологий.
Онлайн
ИБП Vertiv Liebert APS
Liebert APS — это онлайн-ИБП, обеспечивающий доступность критически важных приложений при одновременном снижении затрат и сохранении гибкости в будущем.
Гибкое, масштабируемое, модульное решение питания для комнатных или рядных приложений, Liebert APS доступно с мощностью от 5 до 20 кВА. ИБП Liebert APS обеспечивает доступность критически важных систем, снижая затраты и сохраняя гибкость в будущем. Благодаря низкой совокупной стоимости владения вы можете сохранить гибкость в будущем и обеспечить доступность ваших критически важных систем — и все это при обеспечении энергоэффективности.
ИБП Vertiv Liebert GXT5
ИБП Liebert GXT5 — это онлайн-решение ИБП с двойным преобразованием, которое обеспечивает превосходную защиту от перебоев в подаче электроэнергии и непрерывное регулирование мощности в компактной и гибкой системе развертывания. Он оснащен полноцветным графическим ЖК-дисплеем с датчиком гравитации. Liebert GXT5 имеет сертификат Energy Star 2.0 благодаря эффективности до 95% в онлайн-режиме и еще более высокая эффективность до 98% в режиме Active ECO.
Его более высокий коэффициент мощности делает доступной большую активную мощность, поэтому можно подключить больше нагрузок. Функционирует при рабочих температурах от 32° до 104°F (от 0° до 40°C) без ухудшения характеристик. Включает управление отдельными розетками для управления временем работы и циклами включения питания отдельного подключенного оборудования. Однофазные ИБП Liebert GXT5 мощностью от 500 до 3000 ВА идеально подходят для защиты критической инфраструктуры как в централизованных, так и в периферийных сетевых приложениях.
ИБП Vertiv Liebert GXT4
ИБП Liebert GXT4 доступны мощностью от 500 до 10 000 ВА, а модели, соответствующие требованиям TAA, — от 1000 до 3000 ВА. Это компактное и надежное решение для поддержания работоспособности и доступности вашей ИТ-инфраструктуры. Используя онлайн-технологию двойного преобразования, ИБП Liebert GXT4 защищает оборудование от всего спектра нарушений электропитания, включая провалы, скачки напряжения и шумы, не потребляя при этом заряд батареи.
Вертикальный ИБП Vertiv Liebert GXT3 10 кВА
Liebert GXT3 Tower — это сетевой ИБП, доступный в двух различных версиях мощностью 10 кВА. В качестве особенностей он имеет встроенный сервисный байпас, компактную конструкцию башни, а также дополнительный увеличенный срок службы батареи. ИБП Liebert GXT3 10 кВА Tower удовлетворяют потребности в более высокой мощности в небольших помещениях. Эта настоящая онлайн-система ИБП с двойным преобразованием доступна в двух различных версиях по 10 кВА и имеет встроенный сервисный байпас, а также дополнительный аккумулятор с увеличенным временем работы.
Line-Interactive
ИБП Vertiv Liebert PSI5
Liebert PSI5 представляет собой компактную линейно-интерактивную систему ИБП AVR для монтажа в стойку или башню, разработанную специально для ИТ-приложений, таких как сетевые шкафы и небольшие центры обработки данных. ИБП Liebert PSI5 поддерживает усовершенствованную чистую синусоиду на выходе от батареи для защиты критически важного ИТ-оборудования и бизнес-электроники. Он также обеспечивает надежную защиту электропитания серверов, критически важных узлов, сетевых рабочих станций, крупных сетевых периферийных устройств, сетевых маршрутизаторов, мостов и другого электронного оборудования. Имея мощность от 800 ВА до 5000 ВА, Liebert PSI5 оснащен аккумуляторами с возможностью «горячей» замены, что обеспечивает достаточное время для упорядоченного отключения подключенного оборудования, а также встроенным интерфейсом USB и сетевой связью.
Офлайн
Настольный ИБП Vertiv
ИБП Vertiv Liebert PST5
Liebert PST5 — это автономная технология ИБП, обеспечивающая резервное питание для настольных компьютеров, игровых консолей, рабочих станций, беспроводных сетей и маршрутизаторов, систем наблюдения и другой электроники. Устройство Liebert PST5, разработанное с простыми элементами управления для бесперебойной работы, имеет достаточно времени, чтобы сохранить незавершенную работу и/или завершить упорядоченное отключение оборудования в случае отключения электроэнергии.
Линейно-интерактивные и онлайновые системы ИБП
Два основных типа работы ИБП (известные как топология системы ИБП), используемые в сетевых/серверных системах ИБП, — это линейно-интерактивный и оперативный.
На самом базовом уровне линейно-интерактивные системы ИБП дешевле, чем онлайновые системы ИБП (примерно на 20–40 % дешевле, в зависимости от модели и производителя), но они также обеспечивают меньшую защиту, чем онлайновые системы ИБП. Полезно изучить различия между линейно-интерактивными и онлайн-моделями, чтобы понять связанные с этим компромиссы. Примечание. Если вам нужна система ИБП мощностью более 5000 ВА (4000 Вт), наиболее вероятным выбором будет сетевой ИБП. Давайте рассмотрим четыре ключевые функции ИБП и то, как линейно-интерактивные и онлайновые технологии обеспечивают каждую функцию подключенному оборудованию.
Регулирование напряжения
Линейно-интерактивные системы ИБП используют автоматическую регулировку напряжения (AVR) для корректировки аномального напряжения без переключения на батарею. (Регулирование напряжения путем переключения на батарею истощает резервную мощность и может привести к преждевременному износу батарей.) ИБП определяет, когда напряжение пересекает заданное низкое или высокое пороговое значение, и использует трансформаторы для повышения или понижения напряжения на заданную величину, чтобы восстановить его.
до приемлемого диапазона. В онлайн-системах ИБП используется более точный метод регулирования напряжения: они непрерывно преобразуют входящую мощность переменного тока в мощность постоянного тока, а затем преобразуют мощность постоянного тока в идеальную выходную мощность переменного тока. Эта непрерывная работа с двойным преобразованием изолирует подключенное оборудование от проблем на линии переменного тока, включая отключения электроэнергии, понижения напряжения, перенапряжения, скачки напряжения, линейный шум, гармонические искажения, электрические импульсы и колебания частоты. В «сетевом» режиме (т. е. при работе не от батареи) линейно-интерактивные системы ИБП обычно регулируют выходную мощность в пределах ±8–15 % от номинального напряжения (например, 120, 208, 230 или 240 вольт). Системы бесперебойного питания обычно регулируют напряжение в пределах ±2-3%.
Защита от перенапряжений/шумов
Все сетевые/серверные ИБП включают в себя компоненты подавления перенапряжений и фильтрации линейных помех, чтобы защитить ваше оборудование от повреждений, вызванных молнией, перенапряжениями и электромагнитными (EMI/RFI) линейными помехами.
Онлайн-системы ИБП обеспечивают превосходную защиту, поскольку операция двойного преобразования изолирует оборудование от проблем на линии переменного тока.
Чистая синусоида на выходе
При питании от батареи линейно-интерактивная система ИБП генерирует сигнал на выходе переменного тока. Онлайновый ИБП делает это постоянно. Все онлайновые и многие линейно-интерактивные системы ИБП имеют на выходе чистую синусоидальную волну. Выходной сигнал с чистой синусоидой обеспечивает максимальную стабильность и превосходную совместимость с чувствительным оборудованием. Чистая синусоидальная мощность требуется для некоторых источников питания оборудования и предотвращает перегрев, сбои или преждевременный выход из строя других.
Время переключения на аккумулятор
Во время сбоя линейно-интерактивные системы ИБП обычно переключаются с сетевого питания на питание от аккумуляторов в течение двух-четырех миллисекунд, что более чем достаточно для сохранения всей мощности, кроме небольшого процента.