Что такое UPS и как он устроен

Приветствую, уважаемые читатели!

А вы пользуетесь источником бесперебойного напряжения? Считаете, что вполне можете обойтись без него? Вы в этом точно уверены?

Зачем нужен UPS?

Источник бесперебойного питания (ИБП или UPS — Uninterruptible Power Supplies) предназначен для снабжения компьютера электроэнергией в случае пропадания напряжения в электрической сети.

Внезапное отключение напряжения чревато потерей данных и физической порчей оборудования.

В электрической сети всегда есть помехи и всплески напряжения, которые возникают при коммутации мощных потребителей.

Если нагрузка по конкретной электрической линии велика, напряжение на нагрузке снижается ниже нормы. Источник бесперебойного питания и нужен для того, чтобы питать компьютеры (и другую нагрузку) «чистым» напряжением.

В случае пропадания напряжения источник начинает работать от аккумуляторной батареи, вырабатывая переменное напряжение 220 В для компьютера.

Как устроен ИБП?

Постоянное напряжение аккумуляторной батареи (обычно 12 В или 24 В, если батареи включены последовательно) превращается в переменное 220 В с помощью специального устройства – встроенного инвертора. Если напряжения в сети исчезает, работа источника бесперебойного питания обычно сопровождается световой и звуковой индикацией для привлечения внимания пользователя.

В зависимости от емкости аккумуляторной батареи и мощности нагрузки, ИБП обеспечивает переменное напряжение на своих выходах в течение обычно 5 — 20 мин (кроме особых случаев). Этого времени хватает для того, чтобы закрыть все приложения (работающие программы) и выключить компьютер.

Все источники делятся на три большие группы:

• пассивные (passive stand-by),
• линейно-интерактивные (line interactive),
• с двойным преобразованием (double conversion).

Пассивный ИБП

Фильтр защищает выход устройства и его электронику от выбросов напряжения, которые нередко бывают в электрической сети.

Переменное напряжение сети выпрямляется выпрямителем и (через зарядное устройство, которое на схеме не изображено) подзаряжает аккумулятор.

В обычном режиме, когда уровень напряжения в сети не выходит за пределы нормы, отфильтрованное сетевое напряжение проходит через ключ на выходные разъемы ИБП и питает нагрузку. Как только оно выходит за пределы или исчезает, начинает работать инвертор. Он превращает постоянное напряжение от аккумулятора в переменное с необходимой амплитудой, которое через ключ поступает на нагрузку.

При этом аккумулятор может отдавать достаточно большой ток, так как нагрузка – например, компьютер с монитором – может потреблять мощность 200 Вт и более. Как только входное сетевое напряжение вошло в пределы нормы, контроллер отключает инвертор и подает на выходы ИБП отфильтрованное сетевое напряжение.

Если же оно длительно отсутствует, контроллер отключает устройство, предохраняя аккумулятор от глубокого разряда.

Линейно-интерактивный ИБП

Линейно-интерактивные источники отличаются от пассивных, в частности, тем, что имеют в своем составе автотрансформатор.

Это позволяет работать в более широком диапазоне входного сетевого напряжения без перехода на аккумуляторы. Автотрансформатор отличается от обычного трансформатора тем, что содержит не две (или более) гальванически изолированные обмотки, а, по сути одну обмотку с отводами.

Если входное сетевое напряжение длительное время снижено, контроллер, коммутируя посредством ключей обмотки автотрансформатора, повышает уровень напряжения на выходных разъемах ИБП. Если же напряжение длительное время повышено (в известных, разумеется, пределах) контроллер, коммутируя обмотки, понижает его уровень на выходных разъемах. Эта технология получила название AVR (Automatic Voltage Regulation).

Генерируемое инвертором сигнал может иметь вид аппроксимированной (ступенчатой) синусоиды или вид почти прямоугольных импульсов.

Последнее не так плохо, как этого можно было бы ожидать.

Большинство современных блоков питания, в том числе и компьютерные, — импульсные, в них сетевое напряжение все равно сначала выпрямляется.

ИБП с двойным преобразованием

Наиболее совершенные источники – с двойным преобразованием

, которые используются в наиболее ответственных случаях (для питания серверов и оборудования, чувствительного к параметрам сетевого напряжения). В источниках бесперебойного питания первых двух типов частота сетевого напряжения на выходе (в тех случаях, когда не работает инвертор) всегда равна частоте сети. Нет никакой возможности на нее повлиять.

В ИБП с двойным преобразованием инвертор работает всегда – независимо от того, есть в сети напряжение или нет. Если оно в сети есть, оно выпрямляется, подзаряжает через зарядное устройство аккумулятор и поступает на инвертор, управляемый контроллером устройства. Инвертор вырабатывает чистую, «синтетическую», синусоиду стабильного напряжения – без помех и выбросов.

Частота ее может отличаться от частоты входного напряжения и определяется исключительно контроллером (точнее, предварительными настройками).  Когда напряжение в сети исчезает или выходит за пределы нормы, инвертор переключается на работу от аккумулятора, поддерживая тот же высококачественный сигнал на выходных разъемах.

При этом переключение происходит быстрее, чем в первых двух видах источников. ИБП с двойным преобразованием имеет байпас (bypass, обходную линию), который позволяет питать нагрузку напрямую от электрической сети. Это сделано для того, чтобы подача напряжения на нагрузку не прерывалась при перегрузке или выходе из строя инвертора (который всегда работает).

Если возникают проблемы с инвертором, контроллер переключает ключ, и отфильтрованное сетевое напряжение в нагрузку поступает через байпас.

В заключение отметим, что для удобства работы разработано  специализированное программное обеспечение, которое позволяет, в частности, проследить, как менялось входное сетевое напряжение во время работы.

До встречи на блоге!

Что делает ИБП, и зачем он нужен?

Аббревиатура ИБП расшифровывается как «источник бесперебойного питания». В большинстве домашних систем его обычно заменяет сетевой фильтр или обычный удлинитель, потому как далеко не все понимают, что делает ИБП, и почему его стоит приобретать. Именно об этом сегодня и поговорим.

Конструкция

Стандартный источник бесперебойного питания состоит из:

• кабеля питания,
• серии розеток,
• аккумулятора,
• управляющей электроники,
• индикаторов,
• панели управления,
• корпуса.

Отдельные модели также предлагают дополнительный функционал, например, подключение к ПК по USB или другому интерфейсу или прямое подключение к локальной/глобальной сети для оповещения.

Что делает ИБП

Его основная функция, как несложно догадаться – питание подключенных устройств в экстренной ситуации, то есть, при отключении электричества.

В этом случае ИБП переключает подачу питания с основной электросети на резервные аккумуляторы.

Эта функция может пригодиться:

• для правильного отключения компьютера без потери важных данных,
• для поддержки работоспособности серверов в ЦОД,
• для питания важного оборудования, например, в больницах,
• для газовых котлов и циркуляционных насосов и прочего.

Длительность работы от аккумулятора напрямую зависит от 2 показателей:

1. Суммарного энергопотребления подключенных устройств. Соответственно, чем оно больше, и чем мощнее оборудование, тем быстрее «сядет» батарея (о том как рассчитать оптимальные параметры мы уже рассказывали).
2. Емкости АКБ. В бытовых устройствах, не рассчитанных на длительное питание компьютеров и мультимедиа-техники, используются внутренние батареи. Они дают достаточное количество времени, чтобы сохранить документы и выключить устройство – порядка 5-10 минут. В более «серьезных» моделях используются более емкие внешние элементы питания, причем не один, а сразу несколько.

Вторая функция ИБП – устранить перепады напряжения, которые могут вывести технику из строя при прямом подключении к электросети. Эта проблема особенно актуальна для России:

• в многоэтажках в большинстве случаев используется старая электропроводка, из-за чего скачки напряжения заметны невооруженным глазом: включили электрический чайник – лампы накаливания стали гореть тусклее;
• за городом напряжение в сети может быть ниже стандартных 220-230В на постоянной основе и «скакать» при сильном ветре или грозе.

Соответственно, сильное падение напряжения приводит к выключению устройств, повышение – к выходу из строя. ИБП решает обе проблемы, в каком-то смысле заменяя собой сетевой фильтр. При этом защита питания может быть реализована по-разному. По этому параметру все устройства делятся на 3 группы.

1. Stanby (они же Off-Line). Самые доступные модели. Не используют преобразование входного напряжения и просто переключают питание на резервное при небольших скачках. Это достаточно надежный вариант для бытового использования, но из-за частых переключений АКБ быстро изнашивается и требует замены.
2. Line-Interactive. Более «умные» ИБП, оснащенные блоком AVR – модулем автоматической стабилизации напряжения. При незначительных скачках напряжения срабатывает модуль стабилизации, то есть устройство продолжает работать от электросети, а переключение на батареи происходит лишь при полной потере питания или более серьезных перепадах. Стоимость Line-Interactive ИБП чуть выше, чем Standby, но и служат они дольше.
3. On-Line. «Профессиональные» источники бесперебойного питания с постоянной обработкой входящего напряжения. Оно проходит двойное преобразование: сначала из переменного тока получается постоянный, а затем – вновь переменный, но со стабильными параметрами. Другое важное отличие – полное отсутствие микропаузы при переключении на АКБ, которая может привести к выключению или перезагрузке питаемого оборудования. Это оптимальный вариант для ответственных задач, например, для питания серверов или маршрутизаторов корпоративных сетей.

Нужны ли нам устройства ИБП для всех наших компьютеров?

Простой ответ?… Да. Под ИБП я ​​подразумеваю источник бесперебойного питания. Хотите верьте, хотите нет, но некоторые предприятия во Флориде этого не делают. Они навлекают на себя неприятности, когда отключается электричество из-за бури или других факторов.

Источники бесперебойного питания стоят недорого. Мы рекомендуем вам иметь его для каждого используемого компьютерного устройства.

Что такое источник бесперебойного питания?

Это резервный аккумуляторный источник питания, который питает устройство достаточно долго, чтобы оборудование могло правильно отключиться при сбое питания. Это предотвратит потерю данных и нагрузку на ваши устройства из-за жесткого отключения.

Когда вам нужен ИБП?

Это проблемы с электропитанием, которые могут возникнуть у вас, и при которых ИБП защитит ваше оборудование.

• Всплески напряжения (скачки)
   – часто возникают во время грозы. Всплески мощности могут повредить ваши компьютеры, если вы не используете ИБП.
• Отключение с – При отключении питания. Он может длиться минуты или дни. Обычно это происходит во время неблагоприятных погодных условий, нехватки электроэнергии, сбоев в электросети или аварий.
• Падение напряжения   — Падение напряжения в течение длительного периода времени. Энергетические компании иногда снижают напряжение электричества, чтобы предотвратить полное отключение электроэнергии.
• Падение напряжения  – Внезапное и кратковременное падение напряжения.
• Перенапряжение  – похоже на скачок напряжения, но не такой сильный. Он длится дольше, чем скачок мощности.
• Частотный шум  – Когда мощность снижается из-за аномалий в системе.
• Колебание частоты  – Когда частота сети колеблется сильнее, чем обычно.
• Гармонические искажения  — Когда электрический сигнал неидеален.

Почему вам нужен ИБП для всех ваших компьютеров

ИБП является важным элементом оборудования для всех предприятий; особенно если вы живете в районах, подверженных штормам/ураганам, таких как Уинтер-Хейвен, Тампа, Плант-Сити и Лейкленд, где электричество может отключиться.

Источник бесперебойного питания защищает не только ваш компьютер, но и ваши данные. Он обеспечивает источник питания в случае сбоев основного питания, отключений электроэнергии, отключений и скачков напряжения.

Существует два типа устройств ИБП

ИБП может быть резервной или подключенной к сети системой.

• Резервный ИБП : В резервной системе ИБП включается при отключении электропитания. Он автоматически сделает это за вас. Резервные системы обычно менее дороги, чем онлайновые ИБП. Они предназначены для работы только на одном устройстве.
• ИБП, подключенный к сети: При использовании ИБП, подключенного к сети, электропитание будет включено все время.

Как правило, они обеспечивают меньшее время переключения и могут поддерживать оборудование, требующее более высокого напряжения.

Какая система ИБП подходит для вашего бизнеса? Это зависит от того, нужно ли вам резервное питание на короткое время или у вас есть более сложное оборудование, которое должно оставаться в рабочем состоянии.

ИБП какого размера вам нужен?

Он должен быть достаточно большим, чтобы поддерживать все подключенное к нему оборудование. Проверьте мощность ИБП и сравните ее с мощностью, необходимой для работы ваших устройств.

Вам потребуется определить нагрузку или общую мощность для каждого устройства, которое будет подключено к ИБП.

Вот некоторые общие требования к мощности (всегда проверяйте характеристики вашего устройства, чтобы быть уверенным):

• Настольный компьютер: 120 Вт
• Монитор: 60 Вт
• Внешний жесткий диск: 20 Вт
• Беспроводной маршрутизатор: 10 Вт

Если вы собираетесь подключить все четыре устройства к ИБП, он должен поддерживать нагрузку 210 Вт.

Примечание. Никогда не подключайте лазерный принтер к ИБП! Лазерный принтер уничтожит ваш ИБП.

Какое время работы вам требуется?

Это время (количество минут), в течение которого ИБП может работать во время отключения электроэнергии. Вам нужно достаточно времени для корректного выключения устройства.

Нужен ли вам ИБП с технологией Sine Wave?

Синусоида   — оптимальная форма волны для электронного оборудования. Входящий переменный ток имеет синусоидальную форму, поэтому для электронного оборудования, такого как компьютеры, лучше всего использовать ИБП с синусоидальной формой волны.

Высококачественные ИБП производят мощность с истинной синусоидой за счет процесса преобразования переменного тока в постоянный и автоматического регулирования напряжения для его получения. ИБП с синусоидальным выходным сигналом предотвратит неожиданное отключение и повреждение электроники.

ИБП какой формы вам нужен?

Системы ИБП бывают разных форм:

• Настольные компьютеры
• Башни (или мини-башни)
• Стойки

В первую очередь вам нужно решить, где вам нужно разместить ИБП. Настольный ИБП можно спрятать под столом. Башня или мини-башня могут стоять на столе или письменном столе. Стоечные ИБП обычно используются в серверных комнатах.

Обязательно правильно настройте свои устройства ИБП

Когда некоторые люди настраивают свои системы ИБП, они делают это неправильно. Есть сторона с резервным питанием от батареи и сторона без батареи. Секция резервного питания без батареи работает как защита от перенапряжения, которая защитит ваши устройства при скачках напряжения.

Здесь я указываю на сторону сетевого фильтра, которая подает питание. Эти розетки следует использовать для поддержания питания ваших устройств при отключении электричества. Здесь вы должны подключить свой компьютер, монитор и основные периферийные устройства, которые вам нужны, чтобы продолжать работать при отключении питания.

На этой стороне ИБП расположены ограничители перенапряжения. Они не оставят ваш компьютер включенным, если отключится электричество.

Если вам нужна помощь в определении размера и типа ИБП, который требуется вашему бизнесу, или вам нужна помощь в настройке устройств ИБП, мы всегда готовы помочь.

А пока ознакомьтесь с нашими техническими советами, чтобы узнать о других полезных статьях об ИТ сегодня.

5 причин для использования источника бесперебойного питания (ИБП)

Источники бесперебойного питания (ИБП) используются для предотвращения повреждений в результате отключения электроэнергии и распространенных электрических аварий. ИБП обычно используются компаниями, которым необходимо обеспечить минимальное время простоя своих ресурсов, поскольку они гарантируют, что во время кратковременного отключения электроэнергии сетевое устройство может продолжать работать. Короче говоря, непрерывность бизнеса, как правило, находится в центре внимания… и на то есть веские причины.

В этой статье обсуждаются некоторые дополнительные преимущества работы вашей сети с источниками бесперебойного питания.

Предотвращение повреждения оборудования

Скачки напряжения не только доставляют неудобства, когда дело доходит до управления сетью, но и потенциально могут разрушить ресурсы. Мощный скачок напряжения может привести к короткому замыканию маршрутизатора, коммутатора или всего сервера без возможности восстановления. Наличие источника бесперебойного питания гарантирует, что помимо поддержания стабильного потока питания к устройству, устройство также будет защищено от повреждений в результате скачков напряжения, которые могут вывести из строя электрические компоненты устройства.

Предотвращение потери данных

Важно отметить, что одним из наиболее важных способов предотвращения потери данных является частое резервное копирование данных. У вас должны быть надежные ресурсы для резервного копирования ваших данных, выполняемых по расписанию в любое время. Однако дополнительным соображением для предотвращения потери данных является установка источника бесперебойного питания или нескольких ИБП для вашей сети. Хотя работающая система резервного копирования может уберечь вас от потери слишком большого количества данных при сбое питания, вы все равно столкнетесь с некоторой потерей данных, если резервная копия не была создана непосредственно перед сбоем. В зависимости от того, сколько данных проходит через вашу компанию, даже несколько минут между резервным копированием и сбоем могут привести к огромной потере данных. Вот почему предотвращение выхода из строя сервера или устройства в первую очередь важно с помощью источника бесперебойного питания. В дополнение к знанию того, что ваши данные в безопасности благодаря регулярному резервному копированию, вы будете знать, что в случае временного отключения электроэнергии или скачка напряжения вам не придется иметь дело с потерей каких-либо данных.

Экономия времени

Представьте себе, когда вы в последний раз сталкивались с компьютерным сбоем или что-то случалось, пока вы писали документ или работали над чем-то на компьютере. Необходимость прекратить то, что вы делаете, пока ваш компьютер перезагружается, отнимает много времени, а также затрудняет возвращение к работе. Выключение вашей системы и необходимость перезагрузки, чтобы вернуться к работе, — это хлопотно. Иногда подобные проблемы возникают из-за сбоя питания, который длится всего несколько минут. Наличие резервного аккумулятора или источника бесперебойного питания может иметь большое значение в подобных ситуациях, поскольку, пока вы ожидаете восстановления питания, вы можете выполнять свои задачи без перерыва. Это также дает вам возможность сохранить ваши данные, если вы еще этого не сделали.

Предотвращение проблем с подключением

Источники бесперебойного питания обычно используются для защиты коммутаторов и маршрутизаторов от повреждений. Причина этого заключается в том, что в случае скачка напряжения или отключения электроэнергии, влияющего на коммутатор или маршрутизатор, вся сеть может быть отключена, что повлияет на возможности всех, кто работает в этой области, в результате чего они не смогут выполнить какую-либо работу. Кроме того, любая текущая передача данных будет остановлена, и может произойти потеря данных. Вот почему наличие ИБП для защиты вашего сетевого оборудования полезно для обеспечения того, чтобы ваша работа продолжалась даже в периоды возникновения таких проблем.

Душевное спокойствие

Окончательное преимущество связано с состоянием ума, присутствующим у людей, которые знают, что их личные или деловые ресурсы защищены в случае кризиса. Источник бесперебойного питания — это еще один способ защитить свою ИТ-среду и обеспечить себе душевное спокойствие, зная, что в случае кризиса ваша система будет иметь наилучшие шансы на защиту и продолжение работы.

Важно учитывать преимущества установки ИБП в вашей сети и то, как это повлияет на вашу сеть, если эти преимущества не будут реализованы, а какое-либо нарушение энергоснабжения затронет ваше оборудование. Знание возможных потерь в таких ситуациях может помочь вам решить, действительно ли резервные батареи могут обеспечить вам душевное спокойствие и защиту, которых вы заслуживаете.

Заключение

Примите во внимание преимущества установки источника бесперебойного питания или нескольких блоков в вашей сети при принятии решения о том, стоит ли это делать для вашего бизнеса или личных нужд. Хотя установка нескольких источников бесперебойного питания может быть дорогостоящей, она также может быть необходима, если через вашу сеть проходит много данных, которые будет трудно заменить в случае потери.