Опубликовано автором Сергей Леднёв — Бесперебойное питание домов, ИБП, ИБП для котлов, Инверторы — Январь 28, 2015
Часто приходится сталкиваться с вопросом об отличиях разных типов ИБП. Давайте подробно разберемся с вами с этими понятиями. Какие типы ИБП существуют?
Представим схемку:
Off-line ИБП или инверторы
Алгоритм работы такого ИБП простой: если есть напряжение – устройство его транслирует на потребителей, не осуществляя функцию стабилизации. При отключении центрального питания за 10-20мс происходит переключение на работу от АКБ. 20мс – это много или мало? Вы увидите, как моргнет лампочка освещения, но ПК, например, в перезагрузку не уйдет (импульсный блок питания имеет определенную емкость благодаря конденсаторам). Надо заметить, что маломощные ИБП Off-line типа рассчитаны на питание не особенно критичной нагрузки – ПК, мониторы, ноутбуки, факсы и т.п. Популярные APC Back-ups относятся именно к этому типу.
Мощные ИБП типа Off-line по-другому называют “инверторы”. Строго говоря, это не совсем корректно, т.к. инвертор – это суть преобразователь напряжения, который является лишь составной частью ИБП, в его задачу входит конвертация постоянного напряжения DC в переменной АС, либо в обратную сторону. Но, так сложилась практика, что применительно к бесперебойному питанию под инверторами подразумевают нечто более, а именно преобразователь AC-DC-AC со встроенным зарядным устройством и контроллером напряжения. Иными словами: прибор, который автоматически даёт электропитание от аккумуляторов в случае пропадании электричества, а при восстановлении его подачи переходит в режим заряда АКБ и параллельно питает нагрузку.
Схема off-line ИБП
К популярным инверторам на нашем рынке можно отнести:
- МАП “Энергия” (лидер рынка в бюджетном сегменте)
- Stark INV
- Studer
- Victron
- Xantrex
При установке инверторов для целей бесперебойного питания частных домов мы рекомендуем перед инвертором устанавливать стабилизатор напряжения. Как правило все профессиональные инверторы не имеют встроенного стабилизатора.
Возникает вопрос: почему в списке нет CyberPower и инверторов ПН “Энергия” (не путайте с МАП “Энергия”)? Дело в том, что по всем признакам это не инверторы, а Line-Interactive ИБП.
Line-Interactive ИБП
Если не вдаваться в подробности электронной схемотехники – Line-Interactive это тоже самое, что Off-line только со стабилизатором напряжения и хорошим фильтром помех. Как правило, все небольшие качественные ИБП для ПК как раз относятся к этому типу (скажем APC Smart-UPS). Нужно иметь ввиду, что встроенный стабилизатор напряжения уступает по характеристикам стабилизаторам внешним. Предельная мощность подобных ИБП как правило не превышает 5кВт. Линейно-интерактивные ИБП могут иметь разную форму выходного сигнала: с апроксимированной синусоиды для ПК и приборов с импульсными блоками питания, и с чистой синусоидой для индуктивной нагрузки (например, ПН “Энергия”, Inelt Intelligent и т.д.)
Схема Line-interactive ИБП
On-line ИБП
Этот тип ИБП обеспечивает нагрузку самым качественным электропитанием благодаря системе двойного преобразования. Входящий сигнал преобразуется в постоянный ток, фильтруется от искажений и помех, и вновь генерируется переменный сигнал максимального качества.
Что в результате:
- 0 сек. переключение на АКБ при пропадании центрального электроснабжения, т.е. не вы, не ваше оборудование не почувствует момента отключения
- Широкий диапазон стабилизации напряжения и что самое важное – стабилизация происходит не ступенчато, а в режиме on-line. Иными словами – чтобы не было на входе, на выходе всегда четко 220В (или 230В).
- Любые помехи, импульсы и прочая “нечисть” осядут в недрах ИБП и никогда не попадут к вашим потребителям
- Он-лайники исправляют форму сигнала, давая на выходе практически идеальную форму синусоиды.
Схема On-line ИБП
Производителей ИБП On-line типа множество в различных ценовых диапазонах. В премиум-сегменте это Eaton, APC, Liebert и прочие. Средний ценовой диапазон: East, Delta ES, Inelt, Makelsan, Helior и прочие.
Для бесперебойного питания домов существуют решения и на базе ИБП On-line типа и на базе Инверторов. В чем же разница между этими решениями кроме очевидных? Об этом в нашей статье: ИБП VS Инвертор – что лучше для бесперебойного питания дома.
Об авторе
Сергей Леднёв
Руководитель комплексных проектов по стабильному и бесперебойному электропитанию. 220@tok-shop.ru
Три типа ИБП по схемотехнике.
Ошибка в выборе топологии ИБП для питания и защиты Вашей аппаратуры может привести к поломке как ИБП, так и самой аппаратуры. Ниже мы объясним почему.
Источники бесперебойного питания (ИБП) различаются по топологии OFF-Line (резервные), Line-Interactive (линейно-интерактивные) и On-Line (двойное преобразование). Каждый вид используется исходя из требований к защите и надежности, характеристик защищаемого оборудования и статистики стабильности сети.
Главное заблуждение — ВСЕ ИБП не исправляют значение частоты входного напряжения. К примеру, с генератора пришло 47 Гц — на выходе так же будет 47 Гц.
OFF-Line ИБП (резервные)
Название Off-line говорит о принципе работы: в штатном состоянии внешней питающей сети, когда напряжение есть и оно укладывается в параметр «диапазон по входному напряжению», который для каждой модели ИБП свой, инвертор Off-line бесперебойника выключен, а «мозги» только следят за состоянием сети и подзаряжают батарею. Как только «мозги» получают сигнал о аварии на линии, РЕЛЕ переключает нагрузку на питание от батареи через инвертор. Питание в сети появилось — ИБП переключил реле и перешел в ждущий режим, параллельно заряжая батарею и готовя ее к следующему отключению.
Главное преимущество надежность!
| |
Недостатками этой топологии является:
| |
Что надо знать при выборе модели:
| |
Применение: В хороших сетях, с стабильным напряжением. В случае если установлен хороший стабилизатор напряжения (тиристорного или инверторного типа). |
Line-Interactiv ИБП (линейно — интерактивные)
Название «интерактивные» говорит о том, что ИБП такого класса не просто стоят в ждущем режиме, как Офф-лайны, а еще и контролируют величину напряжения в в входной сети. В случае, если напряжение понизилось или повысилось в работу вступает стабилизатор напряжения. В остальном принцип работы интерактивных ИБП полностью идентичен резервным. Хорошо это или плохо, рассмотрим в отдельной статье — недостатки линейно-интерактивных ИБП.
Главное преимущество перед Off-Line — широкий диапазон работы по входному напряжению без перехода на питание от батарей!
| |
Недостатками этой топологии является:
| |
Что надо знать при выборе модели:
| |
Применение: Применяют для «плохих» электро сетей, где напряжение часто выходит за границы 200-230 Вольт. |
On-Line ИБП (двойного преобразования)
Главное преимущество — полная независимость от качества входного напряжения!
| |
Недостатками этой топологии является:
| |
Что надо знать при выборе модели:
| |
Применение: Для питания ответственной аппаратуры, на мощнастях более 6000 ВА, где уже не существует моделей ИБП других типов. |
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 |
Применение: Файловые серверы, рабочие станции, центры обработки данных и прочее ответственное вычислительное и телекоммуникационное оборудование, которое предъявляет повышенные требования по качеству электропитания.
Схема ИБП с технологией онлайн
-
Системы бесперебойного электропитания на стороне переменного тока
По принципу
действия ИБП (источники
бесперебойного
питания)
можно отнести к двум типам.
Первый тип –
это источники бесперебойного питания
с режимом работы off-line
( off
– line
– дословно «вне линии» ). Принцип работы
этого типа ИБП заключается в питании
нагрузки от питающей сети и переключении
на внутреннюю резервную схему при
отключении питания или отклонении
напряжения за допустимый диапазон.
Время переключения обычно составляет
величину порядка 4…12 мс, что вполне
достаточно для большинства
электроприемников с импульсными блоками
питания. Второй тип — это источники
бесперебойного питания с режимом
работы on-line
( on-line
– дословно «на линии» ). Эти устройства
постоянно питают нагрузку и не имеют
времени переключения. Наряду с
резервированием электроснабжения они
предназначены для обеспечения необходимого
качества электроэнергии при его
нарушениях в питающей сети и фильтрации
помех, приходящих из питающей сети.
Достаточно
часто в литературе по источникам
бесперебойного питания упоминаются
ИБП с режимом работы line-interactive
(line-interactive
UPS).
Принцип их действия в значительной
степени похож на принцип действия
off-line,
за исключением наличия так называемого
«бустера» — устройства ступенчатой
стабилизации напряжения посредством
коммутации обмоток входного
трансформатора и использования
основной схемы для заряда и подзаряда
батареи, что обеспечивает более быстрый
выход устройства на рабочий режим при
переходе на питание от аккумуляторных
батарей (АБ). При этом время переключения
на работу от АБ сокращается до 2…4 мс.
В зависимости
от знака и величины отклонения напряжения
δU
включается соответствующая комбинация
«отводов» (витков) трансформатора
(рисунок 1.8,а), поэтому регулирование
напряжения носит ступенчатый
характер.
Сергей Леднёв
Руководитель комплексных проектов по стабильному и бесперебойному электропитанию. 220@tok-shop.ru