Немного теории

ИБП без секретов ( часть 2: главы 3 и 4)

Глава 3. ИБП с переключением (Off-line UPS)

На рисунке 8 представлена блок-схема реального (или, по крайней мере, более похожего на реальный) ИБП с переключением. В ней появились новые элементы, по сравнению со схемой, придуманной нами во второй главе. Входной фильтр импульсов и фильтр шумов улучшают форму кривой напряжения при работе от электрической сети. Схема анализа сети и управления определяет моменты переключения режимов работы ИБП, следит за разрядом батареи и выполняет другие полезные функции.


Рис. 8. "Реальный" ИБП с переключением

Рис. 8. Реальный ИБП с переключением

Режимы работы ИБП с переключением

ИБП с переключением может находиться в двух основных режимах работы

Работа от сети


Рис. 9. Работа ИБП с переключением от сети

Рис. 9. Работа ИБП с переключением от сети

На режиме работы от сети (нормальная работа) напряжение от входа ИБП поступает к фильтру импульсов, шунтирующему очень короткие, наносекундные высоковольтные импульсы (они могут, например, возникать при ударе молнии рядом с линией электропередач). Далее основной поток мощности следует к фильтру шумов, ослабляющему присутствующие в сети радиочастотные (100 кГц-10 МГц) колебания. После фильтра напряжение через переключатель поступает на выход ИБП, к нагрузке. От фильтра импульсов часть мощности поступает к выпрямителю, который в этом ИБП выполняет только одну функцию: зарядного устройства. Батарея на режиме работы от сети получает зарядный ток, если она разряжена, или поддерживается в заряженном состоянии под так называемым плавающим потенциалом. Инвертор ИБП с переключением во время работы от сети находится в состоянии ожидания команды на включение. Его подключение к работе подготавливается непрерывным слежением за фазой сетевого напряжения. Когда блок анализа напряжения сочтет сетевое напряжение "неправильным" (а этот критерий, вообще говоря, разный для разных моделей ИБП), ИБП переключается на режим работы от батареи. Инвертор ИБП начинает питать нагрузку напряжением, разряжая батарею. Для работы подключенного к ИБП оборудования очень важно, чтобы напряжение, генерируемое инвертором, было синфазно (т.е. совпадало по фазе) с напряжением сети.

Рис. 10аа)

Рис. 10бб)

Рис. 10вв)

Рис. 10гг)

Рис. 10дд)

Рис. 10ее)
Рис. 10. Переключение ИБП с переключением с режима работы от сети на режим работы от батареи (а-д) и обратно (е)

На рис. 10 приведены осциллограммы переключения (для хорошего ИБП) с режима работы от сети на режим работы от батареи и обратно. Осциллограмм сеть-батарея несколько, поскольку переключение происходит в случайный момент времени (когда пропадает напряжение в сети), а вид осциллограммы, как видно на рисунке, зависит от фазы напряжения в момент переключения. Осциллограмма батарея сеть приведена только одна, поскольку это переключение происходит всегда при одной фазе напряжения. На рисунке видно, что напряжения до и после переключения синфазные: длительности полупериодов после переключения равны длительностям полупериодов после переключения. Более того, даже полупериод, во время которого произошло само переключение, имеет такую же длительность.

Работа от батареи


Рис. 11. Работа ИБП с переключением от батареи

Рис. 11. Работа ИБП с переключением от батареи

На режиме работы от батареи переключатель подключает к выходу ИБП инвертор, который запускается по команде блока анализа сети. Запуск инвертора происходит таким образом, чтобы фаза колебаний, вырабатываемых инвертором и фаза синусоиды только что исчезнувшей сети совпадали. Подзарядка батареи на этом режиме как правило не происходит (если даже в сети есть напряжение, то оно слишком мало, чтобы заряжать батарею). Схема анализа сети постоянно находится в работе и, если напряжение сети становится нормальным, переключает ИБП на режим работы от сети. Батарея поддерживает работу нагрузки в течение некоторого времени, которое зависит от мощности нагрузки, номинальной емкости батареи, ее возраста и заряженности. После исчерпания заряда батареи, схема управления ИБП, которая следит за разрядом батареи, подает команду на отключение нагрузки. Если через некоторое время напряжение в сети становится нормальным, ИБП с переключением возвращается в режим работы от сети и начинает подзаряд своей батареи. Переключение на режим работы от сети происходит не сразу после восстановления напряжения.

Вспомним, что переключение ИБП на режим работы от батареи происходило так, чтобы напряжения инвертора и сети были синфазными. Для этого начальная фаза инвертора "подгонялась" под фазу сетевого напряжения в момент его пропадания или уменьшения ниже предельного уровня. При переключении с режима работы от батареи на режим работы от сети тоже нужно постараться сделать напряжения синфазными. Но мы лишены возможности регулировать фазу сетевого напряжения (или, вернее, это слишком сложно и дорого). Поэтому синхронизация сетевого напряжения с выходным напряжением инвертора происходит по другому. За счет того, что частота инвертора не совпадает с частотой сети (пусть даже на сотую часть Герца), происходит непрерывное изменение разности фаз между напряжением инвертора и напряжением сети. В момент, когда фазы напряжений совпадут, схема анализа сети подает команду на переключение. Срабатывает переключатель, подключающий нагрузку к сети, а инвертор отключается.

Теперь рассмотрим подробнее работу отдельных элементов ИБП

Выпрямитель

Функции выпрямителя у этого типа источников бесперебойного питания ограничиваются только автоматическим зарядом батареи и поддержанием ее заряда. Как правило зарядные устройства реализуют традиционный I-U алгоритм заряда. При полностью разряженной батарее выпрямитель заряжает ее постоянным током. Величина этого тока (в амперах) обычно выбирается численно равной от 1/4 до 1/15 номинальной емкости батареи (в ампер-часах). После достижения напряжения на батарее примерно 2.27 В на элемент аккумулятора или 13.8 В на 12-ти вольтовый аккумулятор (для свинцовых батарей) выпрямитель переходит на режим стабилизации напряжения. При этом напряжении батарея не разряжается и не заряжается. Поддержание батареи под "плавающим потенциалом" или "напряжением плавающего заряда" позволяет компенсировать саморазряд батареи и не допустить ее перезаряда. Напряжение плавающего заряда поддерживается на батарее постоянным все время, пока ИБП включен. Многие ИБП продолжают заряд батареи, даже если их сетевой выключатель находится в положении "Выключено". Это позволяет поддерживать батарею в заряженном состоянии, если ИБП не используется.

Температурная компенсация напряжения плавающего заряда, как правило не предусмотрена. Это не является серьезным недостатком для ИБП этого типа по двум причинам.

Во-первых ИБП с переключением имеют небольшую мощность (не более 1.5 кВА) и низкий уровень шума. Поэтому их, как правило, устанавливают в непосредственной близости от защищаемого компьютера (т.е. в помещении с нормальной температурой).

Во-вторых, они имеют высокий КПД. Вследствие этого температура находящейся внутри корпуса батареи почти не отличается от комнатной и температурная компенсация в большинстве случаев не нужна. Время заряда разряженной на 50 % батареи до достижения 90 % заряда изменяется от 6 до 15 часов для разных моделей ИБП. Несколько подробнее параметры зарядных устройств рассмотрены в главе 9.

Батарея

ИБП с переключением оснащаются батареями на основе необслуживаемых свинцовых кислотных аккумуляторов. Только отдельные образцы ИБП этого типа (в основном малоизвестных производителей) имеют другие батареи (например никель-кадмиевые). Напряжение батарей для разных моделей ИБП изменяется от 6 до 48 В при емкости от 6 до примерно 20 ампер-часов. Увеличение времени автономного режима за счет установки дополнительных батарей для ИБП этого типа как правило не предусматривается, хотя есть и исключения.

Зарядные устройства хороших ИБП очень аккуратно обращаются с батареей. Поэтому ресурс батарей ИБП ведущих производителей зависит только от условий эксплуатации (см. главу 9) и изменяется от 3 до 6 лет.

Инвертор

В ИБП с переключением используются транзисторные инверторы. Выходное напряжение инвертора имеет вид прямоугольных импульсов с паузами. Обычно производители ИБП называют этот тип колебаний "ступенчатым приближением к синусоиде" и заявляют, что для всех типов нагрузки такое напряжение практически эквивалентно синусоидальному. Для того, чтобы это было так (или хотя бы почти так), некоторые параметры прямоугольных колебаний, определяющие их величину и форму, должны совпадать с соответствующими параметрами синусоиды (см. главу 8). Практически это почти никогда не соблюдается. Длительность паузы между положительным и отрицательным импульсами и амплитуда напряжения может быть совершенно разной для ИБП разных производителей. Кроме того она еще может изменяться у одного и того же ИБП при изменении напряжения на батарее и нагрузки. Для компьютерных нагрузок и для электропитания других электронных устройств, оснащенных импульсными блоками питания, неправильная длительность паузы не имеет никакого значения.

Возможность применения ИБП с переключением для защиты других потребителей (например с трансформаторными блоками питания) вообще говоря не совсем очевидна заранее и требует подробного анализа в каждом конкретном случае. Но обычно этот вопрос решается положительно.

Схема управления ИБП и анализа сети

В основном ИБП с переключением управляются чисто аналоговыми схемами, хотя в последние годы идет процесс постепенного перехода на микропроцессорное управление даже такими простыми приборами, как ИБП с переключением. Схема анализа сети измеряет среднее выпрямленное значение напряжения сети и выдает команды на переключение с режима на режим в зависимости от его величины. Когда напряжение сети падает или пропадает совсем, схема анализа сети подает команду на переключение ИБП на режим работы от батареи. Если напряжение становится выше, ИБП снова начинает работать от сети. Для устойчивости работы ИБП на режиме, ИБП должен иметь небольшой (обычно несколько вольт) гистерезис характеристики переключения. Следовательно, если переключение с режима работы от сети на режим работы от батареи производится, например, при напряжении 185 В, то обратное переключение должно происходить при напряжении 188-192 В. Некоторые старые российские ИБП в силу схемных особенностей в случае неправильной регулировки на заводе (т.е. брака) могут не иметь такого гистерезиса. Это приводит к тому, что если сетевое напряжение принимает граничное значение, то ИБП начинает непрерывно переключаться с сети на батарею и обратно. Нескольких минут работы в таком режиме достаточно для разрушения контактов переключающего реле. Большинство ИБП с переключением реагируют только на снижение напряжения, т.е. переключаются на работу от батареи при достижении напряжением сети некоторого граничного значения в диапазоне 200-160 В. Только некоторые ИБП с переключением реагируют также и на повышение напряжения, т.е. переключаются на работу от батареи при достижении сетевым напряжением некоторого граничного значения в диапазоне 250-290 В.

Эта функция ИБП безусловно полезна. Однако если вы используете ИБП с переключением для защиты персонального компьютера с импульсным блоком питания, то она не всегда является безусловно необходимой. Хорошо спроектированные импульсные блоки питания работоспособны при очень высоких напряжениях. Схема управления ИБП следит за состоянием батареи ИБП. Когда батарея разряжается полностью (напряжение на элементе свинцовой кислотной батареи 1.7-1.75 В) блок управления снимает напряжение с нагрузки. Это необходимо для предотвращения глубокого разряда батареи. К сожалению большинство ИБП даже после отключения нагрузки продолжают расходовать энергию батареи для питания небольшой части своей схемы. Ток разряда батареи в этом случае очень мал, но если разряд продолжается долго, то батарея достигает состояния глубокого разряда, после которого ее можно только выбросить. Поэтому, если ИБП сам отключил нагрузку в результате разряда батареи (а напряжение в сети не появилось), ИБП следует немедленно выключить, и включать только после появления напряжения в сети.

Желательно выключать компьютер или другую нагрузку ИБП любого типа заранее, не доводя до автоматического отключения. Это позволит заметно увеличить ресурс батареи и (что еще важнее) сохранить часть заряда батареи для следующего сбоя питания.

Переключатель

Для переключения ИБП с режима работы от сети на режим работы от батареи используются быстродействующие реле. Время срабатывания таких реле составляет примерно 2-5 мс. Это позволяет обеспечить полное время реакции ИБП на сбой электрической сети 3-6 мс, включая сюда и время обнаружения сбоя.

Блоки питания первых персональных компьютеров (и особенно первых клонов ПК) были довольно чувствительны к разрыву электропитания. Для защиты некоторых из них могли использоваться только on-line ИБП, не имеющие разрыва электропитания. Современные компьютеры не так чувствительны.

Согласно независимым исследованиям (в том числе проведенным компьютерными журналами) компьютеры ведущих производителей, таких, как IBM, Compaq могут выдерживать разрывы электропитания длительностью 50-100 мс и более. Ассоциация производителей компьютеров производственного назначения (CBEMA) рекомендовала производителям компьютерного оборудования предусмотреть возможность работы своей техники с разрывами электропитания длительностью не менее 8.3 мс. Эта рекомендация действительна для США, где напряжение в сети имеет частоту 60 Гц (8.3 мс равны длительности половины периода синусоиды частотой 60 Гц). Соответствующая рекомендация для Европы (в том числе для России) должна предусматривать допустимую длительность разрыва питания 10 мс.

Согласно российскому стандарту (см. главу 1) компьютеры должны выдерживать полное отключение напряжения на время не менее 20 мс (компьютеры группы I по устойчивости к воздействию). Если производитель компьютера претендует на соответствие его оборудования группе II того же стандарта, то компьютер должен выдерживать полное отключение напряжения длительностью 100 мс. Опыт эксплуатации многих тысяч ИБП с переключением в России показывает, что компьютеров, которые не выдерживали бы разрыв электропитания 2-4 мс в России нет или, во всяком случае, крайне мало. Во всяком случае я о них никогда не слышал.

Некоторые ИБП с переключением, разработанные в России, имеют разрыв электропитания длительностью до 15-20 мс. Тем не менее мне только однажды пришлось видеть компьютер, который не мог выдержать такой разрыв.

Фильтр импульсов

Для уменьшения амплитуды высоковольтных импульсов в ИБП с переключением используются фильтры, основной (а чаще всего единственной) частью которых является металл-оксидный варистор. Варистор включают параллельно входу ИБП. Если напряжение на входе ИБП находится в пределах допустимого, варистор имеет большое внутреннее сопротивление и не влияет на работу ИБП и его нагрузки. Практически он работает как конденсатор небольшой емкости. Если на вход ИБП поступает импульс и напряжение на входе ИБП превышает некоторое предельное (обычно 400-600 В), внутреннее сопротивление варистора резко уменьшается и он шунтирует (замыкает) вход ИБП. При этом большие (до нескольких килоампер) импульсные токи протекают через варистор, не поступая в ИБП и не повреждая подключенное к нему оборудование. Непосредственно на выходе варистора во время подавления импульса могут возникать переходные процессы с импульсными напряжениями порядка нескольких десятков вольт. Эти импульсы затем ослабляются фильтром шумов, а в некоторых моделях ИБП специальной цепью.

Максимальное напряжение импульса, которое выдерживает варистор, обычно превышает 3000 В (т.е. соответствует стандарту IEEE 587 категория A) и для некоторых моделей может превышать 6000 В (в соответствии с категорией В того же стандарта).

Максимальные импульсные токи, которые могут безопасно протекать через варистор составляют 2000-6000 А. Естественно варистор размером со среднюю монету не может долго выдерживать протекание таких больших токов. Наиболее важной характеристикой варисторной защиты является максимальная энергия импульса, которую варистор может безопасно поглотить. Производители ИБП не всегда указывают эту величину. Обычно она изменяется от 80 до 500 Дж для ИБП разных мощностей и производителей. Соответственно длительность импульса, который способен поглотить варистор, при максимальном токе 6000 А составляет единицы или десятки микросекунд. Варисторная защита от импульсов относится к частям ИБП, имеющим принципиально ограниченный ресурс. При нормальной работе варисторы постепенно "выгорают" в результате поглощения даже небольших имульсов. Ресурс варисторной защиты невозможно определить однозначно. Он зависит от типа используемого варистора, количества и суммарной энергии поглощенных им импульсов, использования в схеме ИБП дополнительных средств подавления импульсов и т.д.

Характерный срок службы варисторной защиты видимо можно определить в 1-4 года в зависимости от модели ИБП и условий эксплуатации. Следует иметь в виду: ИБП с варисторной защитой и без гальванической развязки не предназначены (что бы не заявляли их производители) для работы в действительно жестких условиях (на заводах с мощным оборудованием, подключенным в одну сеть вместе с компьютерами, в полевых условиях, особенно при работе с плохими дизельными генераторами, в локальных сетях большой протяженности, расположенных в разных зданиях и т.д.).

В случае, если на варистор поступает импульс, энергия которого превышает предельное значение, характерное для текущего состояния варистора, варистор выходит из строя. После этого входная цепь ИБП может остаться закороченной. Это иногда приводит к разрыву корпуса варистора. Разрыв сопровождается громким хлопком (и короткое замыкание иногда снимается). Конкуренты производителей ИБП с переключением радостно злорадствуют: их ИБП взорвался!

Фильтр шумов

Для фильтрации шумов используются R-C или L-C фильтры, свободно пропускающие низкочастотные колебания с частотой близкой к 50 Гц и оказывающие заметное сопротивление распространению колебаний намного более высокой частоты. Как правило производители не приводят подробные характеристики фильтров, а иногда просто указывают: "ИБП производит постоянную фильтрацию шумов". По разрозненным данным фирм производителей можно сделать вывод, что для лучших ИБП с переключением подавление шумов достигает 30-45 дБ для частот 1-10 МГц.

Для большинства устройств видимо характерно подавление шумов 8-30 дБ на частотах 100 кГц-10 МГц.

Порт для связи с компьютером

Многие ИБП с переключением, мощность которых превышает 300 ВА, имеют один порт для связи с компьютером. Эти порты предназначены для передачи простейших сигналов к компьютеру и получения аналогичных сигналов от него к ИБП. Типичный набор сигналов (которым дело, как правило, и ограничивается) соответствует стандарту Novell или IBM AS400. Он включает следующие сигналы, подаваемые ИБП:

  • ИБП работает от сети;
  • ИБП работает от батареи;
  • батарея разряжена.

От компьютера к ИБП может поступить только один сигнал: на выключение нагрузки и самого ИБП.

В последнее время некоторые ИБП имеют последовательный порт USB вместо RS232. Характер передаваемых в порт сигналов при этом не изменяется.

Индикатор режима работы и сигнализации

На панели ИБП с переключением при работе от сети обычно светится зеленый светодиод. Иногда он имеет маркировку "Сеть" или "Line". В некоторых моделях ИБП он встроен в клавишу включения. На ИБП с жидкокристаллическим дисплеем режим работы ИБП индицируется также на дисплее. Переключение ИБП на режим работы от батареи у некоторых моделей сопровождается прекращением свечения зеленого светодиода или изменением его цвета на красный. Кроме того во время работы от батареи ИБП периодически (раз в 5-30 секунд) издают звуковой сигнал. У большинства моделей ИБП есть клавиша отключения звукового сигнала. Работа этой клавиши как правило блокируется (т.е. звуковой сигнал снова включается), если батарея ИБП подходит к определенной степени разряда. У некоторых моделей ИБП эту степень разряда можно изменить с помощью настроечных переключателей. При достижения упомянутой степени разряда батареи некоторые модели ИБП меняют тон или длительность звукового сигнала (например он может начать звучать непрерывно). Одновременно ИБП, оснащенный портом для связи с компьютером, подает компьютеру сигнал "батарея разряжена". В случае, если к ИБП подключена слишком большая нагрузка, большинство ИБП подают продолжительный звуковой сигнал и отключают напряжение от нагрузки. На некоторых ИБП имеется автоматический предохранитель, являющийся следующей ступенью защиты от перегрузки. И, наконец, есть ИБП, которые реагируют на перегрузку молчаливым перегоранием плавкого предохранителя. К счастью у большинства из них он доступен пользователю (например может находиться во входной розетке).

Большинство ИБП с переключением мощностью 250 ВА плохо работают с компьютерами и мониторами, имеющим большой стартовый заброс тока (более 3-5 для разных моделей ИБП). Включение компьютера, подключенного к ИБП может вызвать сигнал перегрузки (а у некоторых моделей перегорание предохранителя), сопряженный со снятием напряжения с компьютера. Короче говоря, ваш компьютер не включается с первого раза. В этом случае вы должны выключить компьютер и ИБП и повторить включение. Второе включение компьютера (если оно следует за первым с паузой не более секунды) обычно бывает успешным.

Пульт управления

На передней панели большинства ИБП с переключением расположен один сетевой выключатель. В подавляющем большинстве случаев это единственный элемент пульта управления. На некоторых ИБП имеются также кнопка "тест". Ее нажатие приводит к принудительному переключению ИБП на работу от батареи. Эта клавиша очень полезна. Ее наличие очень упрощает регламентную проверку работоспособности батареи ИБП. Такую проверку (без клавиши "тест" ее можно проводить, вынимая вилку ИБП из сетевой розетки) нужно проводить примерно 1 раз в месяц. Клавиша отключения звукового сигнала, имеющаяся на некоторых ИБП, позволяет после переключения ИБП на работу от батареи некоторое время поработать на компьютере не отвлекаясь постоянно из-за писка ИБП.

На некоторых ИБП имеется также клавиша, инициирующая "холодный" запуск ИБП (см. раздел "Дополнительные возможности ...").

Характеристики ИБП с переключением

Мощность

Каждая из солидных фирм-производителей ИБП с переключением выпускает ряд ИБП одной и той же серии разных мощностей. Наименее мощные ИБП имеют мощность 250 ВА, наиболее мощные – мощность 1250 ВА. Каждая из фирм выбирает свой ряд мощностей, исходя видимо из соображений маркетинга своей продукции. Наиболее часто встречается ряд 250, 400, 600 ВА. В последние годы многие фирмы увеличили минимальную мощность БП до 300 ВА. Ограничение максимальной мощности этих ИБП объясняется трудностями, связанными с переключением электропитания чувствительного оборудования под нагрузкой. В момент переключения возможно образование дуги между электродами. Борьба с этим явлением требует специальных и не дешевых мер.

КПД

ИБП с переключением имеют максимально возможный для ИБП коэффициент полезного действия. На основном рабочем режиме (работа от сети) ИБП расходует энергию только для подзаряда батареи и питания схемы управления. Схема потребляет не более 1-2% номинальной мощности. На заряд полностью разряженной батареи расходуется еще 5-10% номинальной мощности ИБП. Таким образом при нагрузке 100% от номинальной и заряженной батарее ИБП с переключением имеет КПД 98-99%. При нагрузке 50% от номинальной и разряженной батарее его КПД примерно равен 90%.

Время работы от батарей

ИБП с переключением обычно ориентированы на кратковременную работу от батареи. Времени работы от батареи должно быть достаточно для корректного завершения работы программ и закрытия файлов. Обычно при полной (номинальной) нагрузке ИБП, имеющий полностью заряженную новую батарею работает от батареи 6-15 минут. Если нагрузка меньше номинальной, то время работы ИБП от батареи увеличивается. Зависимость времени работы от нагрузки нелинейная: время работы увеличивается быстрее уменьшения нагрузки. Эта зависимость несколько подробнее обсуждается в главе 8 применительно ко всем типам ИБП.

Подключение дополнительных аккумуляторов к таким ИБП не предусматривается. Тепловой режим ИБП с переключением рассчитан таким образом, чтобы ИБП мог работать работать от батареи только ограниченное время. Попытки подключения внешних аккумуляторов могут привести к выходу ИБП из строя.

Холодный старт

Большинство ИБП с переключением включаются только, если на их входе есть напряжение, и оно находится в пределах допустимого. Если на входе ИБП нет напряжения, или оно находится вне допустимых пределов, ИБП не включается. Некоторые ИБП имеют так называемый "холодный старт", т.е. имеют возможность включения при отсутствии напряжения в сети. Обычно для реализации этой функции нужно нажать какую-либо клавишу одновременно с включением сетевого выключателя ИБП. Эта функция не всегда описана в руководстве для пользователя ИБП. Например для очень распространенных Back-UPS фирмы APC (кроме модели на 250 ВА), выпускавшихся до 1998 года, для "холодного старта" нужно включить сетевой тумблер, одновременно удерживая клавишу отключения звукового сигнала (отмеченную колокольчиком). Наличие этой функции весьма полезно, так как дает возможность запустить на несколько минут ваше оборудование (компьютер, телефон или факс) даже если в сети нет напряжения. "Холодным стартом" не следует злоупотреблять, поскольку этот режим является весьма напряженным для ИБП.

Рекомендуется пользоваться "холодным стартом" в правильной последовательности: сначала запустить ИБП, и только через 5-10 секунд после этого включить ваше оборудование. За это время ваш ИБП выйдет на режим, находясь в щадящих условиях холостого хода. Батарея за это время практически не разрядится по той же причине (нет нагрузки) и полное время работы от батареи останется практически тем же, как было бы в случае, если вы включили бы компьютер или другую вашу нагрузку сразу.

Преимущества ИБП с переключением

Основное, и почти единственное, преимущество ИБП с переключением – это низкая цена. Цена ИБП с переключением в Москве изменяется от 0.1 до 0.3 доллара за вольт-ампер мощности. Другое преимущество ИБП с переключением – высокий КПД, само по себе не имеет определяющего значения, поскольку КПД других типов ИБП тоже довольно велики. И вообще, КПД для ИБП не главная характеристика. Тем не менее есть одно имеющее значение следствие высокого КПД – это низкое тепловыделение внутри корпуса. Из-за низкого тепловыделения эти ИБП не требуют принудительного охлаждения (с помощью вентиляторов) и, следовательно, меньше шумят. На режиме работы от сети хорошие ИБП с переключением практически бесшумны. Шум от работы инвертора присутствует только во время работы ИБП от батареи (т.е. всего несколько минут) и тоже не слишком слышен (опять же у хороших ИБП). Низкий уровень шума позволяет устанавливать ИБП с переключением непосредственно рядом с защищаемым компьютером.

Недостатки ИБП с переключением

ИБП с переключением во время работы от сети обеспечивают компьютерам защиту только от слабых возмущений электрической сети. Можно сказать, что их фильтры "чистят чистое". Эта особенность ИБП с переключением делает возможным их применение только в условиях "хорошей" электрической сети, в которой время от времени случаются отключения электропитания . Вообще можно сказать (не сильно погрешив против истины): ИБП с переключением защищают только от одного вида сбоя электропитания: полного отключения напряжения. Не следует использовать эти ИБП при работе в условиях промышленного предприятия или в других случаях, когда в единую электрическую сеть включены компьютеры и мощное промышленное оборудование (станки, лифты, даже большие копировальные аппараты). Возможность применения ИБП с переключением в больших локальных сетях, расположенных в нескольких разных зданиях, каждый раз требует специального подтверждения.

Как правило в таких условиях требуется использовать ИБП с гальванической развязкой, которой лишены ИБП с переключением. Из-за несинусоидальности выходного сигнала и наличия разрыва электропитания, при переключении ИБП при с режима работы от батареи на режим работы от сети всегда наблюдается не слишком гладкий переходный процесс (см. рис. 10). При неблагоприятной фазе сетевого напряжения в момент переключения, блок питания персонального компьютера не сможет полностью сгладить скачок напряжения. В результате на материнскую плату компьютера будет подан импульс, амплитуда напряжения которого может достигнуть 400 мВ. Вследствие этого не рекомендуется использовать эти ИБП в ответственных случаях: для защиты файловых серверов, узловых коммуникационных компьютеров, компьютеров с очень дорогими данными, дорогих периферийных устройств типа цветных сканеров большого формата и т.д.

Сфера применения ИБП с переключением – защита отдельных персональных компьютеров, рабочих станций небольших локальных сетей, дешевых периферийных устройств, работающих в условиях обычного офиса. ИБП с переключением хороших производителей отлично работают в этих условиях. Сотни тысяч ИБП с переключением, уже установленных в России, доказывают это.

Глава 4. ИБП взаимодействующий с сетью (line-interactive UPS)

На рисунке 12 представлена схема ИБП, взаимодействующего с сетью. И опять, как и для ИБП с переключением, по сравнению с упрощенной схемой у нас появились фильтры шумов и импульсов и блок анализа сети и управления.


Рис. 12. Блок-схема ИБП, взаимодействующего с сетью

Рис. 12. Блок-схема ИБП, взаимодействующего с сетью

Как видно, эта схема очень похожа на схему ИБП с переключением. Основные отличия: трансформатор постоянно подключен к нагрузке (и постоянно работает), и по другому расположен переключатель. ИБП, взаимодействующий с сетью имеет два основных режима работы: работа от сети и работа от батареи...

Работа от сети и переключение

На режиме работы от электрической сети напряжение фильтруется от шумов и импульсов и поступает к нагрузке. Часть мощности расходуется на зарядку батареи ИБП или поддержание ее в заряженном состоянии. Блок анализа напряжения контролирует форму и амплитуду напряжения сети. В случае, если напряжение сети становится слишком низким (например ниже 195 В) или (для некоторых моделей) слишком высоким, блок анализа сети пытается скорректировать величину напряжения, переключая отводы автотрансформатора. Напряжение на выходе ИБП повышается или понижается, приближаясь к номинальному значению. Если напряжение становится настолько низким, что переключение отводов уже плохо помогает, то ИБП переключается на работу от батареи.

Если на вход ИБП поступает напряжение искаженной формы, блок анализа сети также переключает ИБП на режим работы от батареи. Процесс переключения с режима работа от сети на режим работы от батареи (и обратно) для ИБП с синусоидальным выходным напряжением представлен на рисунке 13.

Рис. 13аа)

Рис. 13бб)

Рис. 13вв)

Рис. 13гг)
Рис. 13. Осциллограммы переключения "сеть-батарея" (а, б, в) и "батарея-сеть" (г) для ИБП, взаимодействующего с сетью

Переключение "сеть-батарея" (см. рис. 13 а, б и в) происходит значительно более гладко, чем у ИБП с переключением прежде всего потому, что совпадают формы кривой напряжения на обоих режимах работы. Сам процесс переклюяения (вместе с временем обнаружения сбоя) занимает менее четверти периода синусоиды ( примерно 3-4 мс). В зависимости от фазы напряжения в момент сбоя сети, сопутствующие переключению переходные процессы могут продолжаться до 20 мс, т.е. на протяжении периода синусоиды.

Для взаимодействующих с сетью ИБП, имеющих выходное напряжение в виде прямоугольников с паузами (или, как стыдливо их называют производители – со ступенчатым приближением к синусоиде) процесс перехода от одного режима к другому ничем не отличается от работы ИБП с переключением (см. рис. 10).

Режим работы от батарей

При переключении на режим работы от батареи, инвертор ИБП, постоянно подключенный к нагрузке, немедленно начинает вырабатывать переменное напряжение, синфазное напряжению сети. Сеть отключается от нагрузки переключателем, но остается под контролем блока анализа сети. Инвертор поддерживает напряжение на нагрузке в течение некоторого времени, зависящего от заряда батареи. Если сетевое напряжение за это время не становится нормальным, после разряда батареи ИБП отключает нагрузку. Если во время работы от батареи, сетевое напряжение становится нормальным, ИБП готовится к переключению на батарею: начинает синхронизацию переменного напряжения инвертора с сетевой синусоидой. Частота напряжения на выходе инвертора и частота сети не совпадают совершенно точно. Поэтому разность фаз между напряжением сети и напряжением инвертора плавно меняется. Нагрузка в это время продолжает питаться от инвертора (питаемого в свою очередь батареей). И только в момент, когда фаза напряжения инвертора с заданной точностью (не хуже 2-5 градусов) совпадет с фазой сетевого напряжения, происходит переключение ИБП на работу от сети. Переключение (от момента восстановления напряжения в сети) может занять несколько секунд. Такая сложная процедура переключения хотя и затягивает само переключение, но для ИБП с синусоидальным выходным напряжением позволяет производить его очень мягко (см. рис. 13 г). В момент переключения не возникает никаких фазовых или амплитудных скачков. Компьютер во время переключения работает нормально, блок питания на испытывает импульсных нагрузок.

Предыдущий параграф относится к взаимодействующим с сетью ИБП, с синусоидальным выходным напряжением. Момент переключения для ИБП с выходным напряжением в виде прямоугольников с паузами ничем не отличается от работы ИБП с переключением.

Теперь рассмотрим чуть подробнее работу отдельных элементов ИБП

Выпрямитель

Выпрямитель ИБП с регулированием напряжения выполняет функцию автоматического зарядного устройства. Он заряжает батарею, если она разряжена, и поддерживает на ней напряжение плавающего заряда, если ее заряд близок к максимальному. В целом характеристики и функции выпрямителей большинства этих ИБП такие же, как у выпрямителей ИБП с переключением.

Наиболее распространен режим заряда батареи, при котором сначала батарея заряжается постоянным по величине (стабилизированным) током, а затем, при достижении некоторого заданного напряжения, стабилизированным напряжением. После того, как батарея будет заряжена, она поддерживается под постоянным напряжением (т.н. плавающим потенциалом или напряжением плавающего заряда – т.е. напряжением, при котором ток через батарею равен нулю). Зарядные устройства некоторых ИБП реализуют несколько более сложный алгоритм заряда батареи – импульсный. При импульсном режиме заряда зарядное устройство отключается после достижения полного заряда батареи и включается вновь только после того, как батарея разрядится (напряжение на ней упадет). Производители таких ИБП уверяют, что импульсный алгоритм заряда позволяет несколько продлить жизнь батарее. Производители батарей эту точку зрения обычно не поддерживают, заявляя, что их отличные аккумуляторы можно заряжать самыми простыми методами.

Выпрямители ИБП, специально предназначенных для длительной работы, отличаются большим зарядным током. Это позволяет им даже в случае подключения к ИБП дополнительной батареи большой емкости зарядить батарею за приемлемое время.

Некоторые производители ИБП, взаимодействующих с сетью, для получения маркетинговых преимуществ заявляют об очень малом времени подзаряда аккумуляторов (например 5-6 часов). Максимальный зарядный ток, а иногда и максимальное напряжение на батарее таких ИБП действительно превышают максимальные значения, установленные производителем аккумуляторов. Это нельзя признать преимуществом, поскольку более быстрый заряд может происходить за счет уменьшения ресурса батареи.

Батарея

Используются свинцовые кислотные герметичные необслуживаемые аккумуляторные батареи. Напряжение батареи от 6 до 48 В, емкость от 4 ампер-часов. Максимальная емкость батареи для обычных ИБП, с регулированием напряжения, (с временем работы от батареи при максимальной мощности 5-15 минут) может достигать примерно 20 ампер-часов.

Существуют модульные ИБП, специально предназначенные для длительной работы от батареи ( в течение многих часов или даже нескольких суток). Они состоят из базового электронного блока, к которому может подключаться один блок батареи или несколько таких блоков. Суммарная емкость батареи, состоящей из нескольких модулей, может достигать сотен ампер-часов. Соответственно и длительность работы ИБП от батареи может достигать нескольких суток.

Инвертор

Инверторы взаимодействующих с сетью ИБП могут иметь синусоидальное выходное напряжение или выходное напряжение в виде меандра с паузой (как у ИБП с переключением).

Полный коэффициент гармонических искажений большинством производителей не указывается. Тем не менее в случае синусоидального выхода, при не предельных параметрах, искажения синусоиды вполне приемлемы (т.е. не превышают 5%).

Блок управления ИБП и анализа сети

Этот блок является пожалуй главным элементом ИБП с регулированием напряжения, отличающим его от ИБП с переключением. Для управления взаимодействующих с сетью ИБП обычно используются недорогие микропроцессоры, применение которых позволяет возложить на ИБП массу новых, дополнительных функций. Прежде всего, блок анализа может не просто измерять действующее значение напряжения сети (как делает управляющая схема ИБП с переключением), но постоянно следить за формой синусоиды. Для этого в состав блока анализа сети включают специальный элемент – аналого-цифровой преобразователь (АЦП). Несколько раз за полупериод АЦП производит измерение мгновенного значения напряжения сети (см. рис. 14).


Рис. 14. ИБП, взаимодействующий с сетью, измеряет напряжение сети

Рис. 14. ИБП, взаимодействующий с сетью, измеряет напряжение сети

АЦП преобразует результат измерения в цифровую форму и передает его для анализа микропроцессору ИБП. В памяти микропроцессора хранится образ идеальной синусоиды. Микропроцессор непрерывно сравнивает его с результатом измерения мгновенного значения напряжения. Для управления ИБП (а именно для выбора момента переключения с режима работы от сети на режим работы от батареи и обратно) используются довольно сложные критерии качества сети.

Напомним, что для ИБП с переключением единственным критерием, отличающим "хорошую" сеть от "плохой" было действующее значение напряжения. Взаимодействующий с сетью ИБП тоже принимает во внимание действующее значение напряжения сети, рассчитанное микропроцесоором ИБП на основании результатов измерения мгновенных значений напряжения. Но хороший ИБП, взаимодействующий с сетью, может следить не только за величиной действующего значения напряжения сети, и еще за несколькими параметрами синусоиды. Например, он может переключиться на работу от батареи, если:

  • частота сети находится вне диапазона допустимых значений; отклонение мгновенного значения входного напряжения от идеальной синусоиды, имеющей номинальное напряжение, превышает 80 В;
  • фазовый сдвиг между синусоидами (идеальной и реальной) превышает 2.5 градуса;
  • имеется комбинация отклонения мгновенного значения напряжения и фазового сдвига, если значение выражения {(0.4 х фазовый сдвиг в градусах) + (0.025 х отклонение напряжения в процентах от номинала)} превышает единицу;
  • действующее значение напряжения сети вышло за пределы программно установленного диапазона входных;
  • мгновенное значение напряжения отклонилось от мгновенного напряжения идеальной синусоиды, хранящейся в памяти ИБП, на величину больше допустимой;
  • действующее значение напряжения стало меньше или больше допустимого;
  • в сети появился импульс, не погашенный до конца фильтром импульсов.

Приведем например перечень условий переключения на работу от батареи для одного из самых распространенных в России ИБП, взаимодействующих с сетью. ИБП переключается на работу от батареи, если:

  • отклонение мгновенного значения входного напряжения от идеальной синусоиды, имеющей номинальное напряжение, превышает 80 В;
  • фазовый сдвиг между синусоидами (идеальной и реальной) превышает 2.5 градуса;
  • имеется комбинация отклонения мгновенного значения напряжения и фазового сдвига, если значение выражения {(0.4 х фазовый сдвиг в градусах) + (0.025 х отклонение напряжения в процентах от номинала)} превышает единицу;
  • действующее значение напряжения сети вышло за пределы программно установленного диапазона входных напряжений.

Тщательный анализ электрической сети, производимый взаимодействующим с сетью ИБП имеет не только достоинства. Для компьютеров, оснащенных импульсным блоком питания (а именно они являются наиболее распространенной нагрузкой ИБП) форма синусоиды не имеет особенного значения. Они могут более или менее нормально работать имея на входе даже несинусоидальный сигнал (например напряжение, выдаваемое ИБП с переключением). Но попробуйте подключить вход хорошего взаимодействующего с сетью ИБП к выходу ИБП с переключением, работающего от батареи. Вы увидите, что ИБП, взаимодействующий с сетью, откажется работать. Такая, с позволения сказать, "сеть", слишком плоха для его чувствительного и умного блока анализа сети. Он немедленно перейдет на работу от батареи. Но компьютеры нормально работают, питаясь от ИБП с переключением. Стало быть иногда требования этих ИБП к сети можно считать чрезмерными. Например в Грузии, где электрическая сеть в первые годы независимости была сильно искажена, некоторые ИБП, взаимодействующие с сетью, не работали в режиме работы от сети, и сразу переключались на работу от батареи. Компьютеры и ИБП, построенные по другим схемам, работали нормально.

Важной функцией блока управления является отключение нагрузки после длительной работы от батареи, когда заряд батареи исчерпан почти полностью. Это позволяет сохранить работоспособность батареи. Микропроцессоры взаимодействующих с сетью ИБП могут выполнять массу дополнительных функций, таких, как измерение напряжения в сети, регистрацию сбоев и т.д. Об этом, и других вещах речь пойдет в разделе "Дополнительные возможности ...". Переключатели, фильтры шумов и импульсов ИБП, взаимодействующих с сетью, устроены совершенно так же, как у ИБП с переключением. Они имеют примерно такие же характеристики. Поэтому я отсылаю интересующегося читателя к соответствующим разделам главы 3.

Порт для связи с компьютером

Все взаимодействующие с сетью ИБП имеют порт для связи с компьютером. Этот порт предназначен для передачи и приема сигналов релейного типа (они обычно реализованы с помощью открытого коллектора) и сигналов протокола RS232.

Набор "релейных" сигналов соответствует стандарту Novell или IBM AS400:

  • ИБП работает от сети;
  • ИБП работает от батареи;
  • батарея разряжена.

От компьютера к ИБП может поступить только один сигнал: на выключение нагрузки.

Оснащенные микропроцессором ИБП, взаимодействующие с сетью, обладают возможностью передачи и приема цифровых сигналов в соответствии с протоколом RS232.

Могут передаваться сигналы:

  • результаты измерения напряжения, тока и частоты;
  • содержимое ячеек памяти ИБП (аварийные сообщения, время и даты аварийных сообщений).

Могут приниматься сигналы:

  • сигналы для программной настройки параметров ИБП (напряжения переключения, чувствительности, имени ИБП и т.д.);
  • команда отключения ИБП;
  • сигналы для перезаписи содержимого ячеек памяти ИБП.

Некоторые современные ИБП кроме разъема для подключения к компьютеру имеют в корпусе отсек для установки дополнительных плат, выполняющих функции адаптера SNMP,.расширителя количества портов и т.д. Несколько подробнее эти устройства рассмотрены в главе 10.

Индикаторы и сигнализация

На передней панели ИБП, взаимодействующего с сетью, при работ от сети обычно светится зеленый светодиод. Переключение на работу от сети вызывает его выключение. Включается красный или желтый светодиодный индикатор (работа от батареи). Многие ИБП имеют светодиодный индикатор перегрузки (включается если нагрузка ИБП превышает номинальную) и состояния батареи (включается во время работы от батареи, если батарея старая или разряжена). Светодиодный или цифровой индикатор заряда батареи также довольно распространен у ИБП, взаимодействующих с сетью. Этот индикатор может работать постоянно или включаться по команде пользователя. Точность показаний индикаторов большинства ИБП невелика в связи со сложностью учета состояния батареи. Звуковая сигнализация включается при переключении на работу от батареи. Как правило, она может быть отключена, но включится снова после потери батареей большей части заряда.

Звуковой сигнал (другого тона или длительности) может также срабатывать при перегрузке.

Регулирование напряжения

ИБП, взаимодействующие с сетью, могут регулировать напряжение на своем выходе. Это регулирование осуществляется за счет переключения нагрузки на работу от повышающей или понижающей обмотки автотрансформатора (соответственно при снижении или повышении напряжения сети). Такое переключение у ИБП, взаимодействующих с сетью, происходит в два этапа. После того, как блок анализа сети обнаружит, например, что напряжение стало слишком маленьким (действующее значение напряжения сети меньше хранящегося в памяти ИБП предельного значения), происходит переключение ИБП на режим работы от батареи. Во время работы ИБП от батареи, происходит переключение обмоток трансформатора. Через 1-2 секунды ИБП снова переходит к работе от сети, но за это время уже произошло переключение, и ИБП начинает выдавать повышенное с помощью автотрансформатора напряжение. Усложнение алгоритма переключения необходимо для того, чтобы при переключении не возникали импульсные нагрузки. Ведь переключение взаимодействующих с сетью ИБП с режима работы от сети на режим работы от батареи и обратно происходит очень гладко, без значительных импульсов, даже при неблагоприятной фазе сетевого напряжения.

Это используется для регулирования напряжения и, несмотря на многочисленные переключения отводов автотрансформатора во время работы от сети, импульсные нагрузки на подключенные к ИБП компьютеры, не возникают.

Характеристики ИБП взаимодействующего с сетью

Мощность

Каждая фирма производитель ИБП выпускает несколько моделей ИБП взаимодействующих с сетью разных мощностей.

Максимальная мощность ИБП взаимодействующего с сетью видимо не превышает 12000 ВА. Это намного больше максимальной мощности ИБП с переключением. Увеличение мощности оказывается возможным за счет того, что переключение ИБП взаимодействующего с сетью на работу от батареи и обратно происходит гораздо плавнее (за счет постоянной синхронизации инвертора с сетью и синусоидального выходного напряжения). При таком переключении не возникают фазовые и амплитудные скачки. Это позволяет избежать сильной эрозии контактов переключателей.

КПД

Коэффициент полезного действия взаимодействующих с сетью ИБП имеет примерно такую же величину, как и у ИБП с переключением: до 99%.

Время работы от батареи

Обычные офисные ИБП взаимодействующие с сетью могут работать от батареи при номинальной нагрузке 5-15 минут. При уменьшении нагрузки время работы увеличивается несколько быстрее, чем уменьшается нагрузка.

Некоторые фирмы выпускают ИБП взаимодействующие с сетью, специально предназначенные для длительной работы от батареи. Максимальная длительность работы от батареи при полной нагрузке для таких ИБП может достигать нескольких дней. В этом случае единственным ограничением времени автономной работы ИБП является зарядное устройство, которое не в состоянии зарядить огромную батарею за разумное время.

Дополнительные возможности некоторых моделей ИБП, взаимодействующих с сетью

ИБП, взаимодействующий с сетью – это довольно сложный прибор, управляемый микропроцессором. Он может выполнять много не свойственных более старым моделям ИБП функций. Например многие взаимодействующие с сетью ИБП, используя возможности своего блока анализа сети могут производить элементарный мониторинг электрической сети. Для этой операции, кроме ИБП требуется специализированное математическое обеспечение (см. соответствующий раздел) и компьютер. Результаты измерений напряжения, тока нагрузки ИБП, частоты и иногда других параметров, произведенных в течение нескольких часов или даже дней записываются на винчестер компьютера. Эти данные могут в дальнейшем использоваться для построения графиков, анализа электрической сети и подбора оборудования для системы бесперебойного питания.

Многие ИБП, взаимодействующие с сетью, могут быть оснащены адаптером SNMP, с помощью которого можно управлять работой ИБП средствами локальной сети. Эти возможности подробнее рассмотрены в главе "Взаимодействие ИБП с внешними устройствами".

Преимущества ИБП, взаимодействующих с сетью

По сравнению с ИБП с переключением, ИБП, взаимодействующие с сетью имеет много преимуществ. Большая часть этих ИБП имеет синусоидальное выходное напряжение. Это позволяет радикально уменьшить импульсные нагрузки на блок питания компьютера при переключении ИБП с режима работы от сети на режим работы от батареи. Блок питания компьютера не пропускает к материнской плате компьютера никаких импульсов при работе от ИБП с синусоидальным выходным напряжением. Регулирование выходного напряжения очень полезная функция ИБП, взаимодействующего с сетью.

Даже ступенчатая стабилизация напряжения позволяет подключенному к ИБП оборудованию работать без перегрузок в довольно широком диапазоне входных напряжений. Переключение обмоток автотрансформатора ИБП с синусоидальным напряжением производится не непосредственно, а через режим работы от батареи. За счет некоторого усложнения процедуры переключения удается уменьшить импульсные нагрузки на подключенное к ИБП оборудование в момент переключения. Наличие микропроцессора позволяет считать лучшие ИБП взаимодействующие с сетью одними из наиболее функционально совершенных с точки зрения выполняемых ими дополнительных функций. По количеству сервисных возможностей (регистрация параметров, дистанционное управление, поддержка протокола SNMP и др.) им не много равных среди других типов ИБП.

Недостатки ИБП, взаимодействующих с сетью

Как и ИБП с переключением, ИБП, взаимодействующие с сетью, обеспечивают только слабую защиту от импульсов и шумов. Если в электрической сети возможно появление сильных шумов, импульсов, искажений формы или скачков напряжения, приходится использовать ИБП других типов.

Как уже отмечалось, тщательный анализ электрической сети, проводимый некоторыми из этих ИБП, иногда оказывается чрезмерно строгим. Компьютеры и другое оборудование работают от сети, которую ИБП, взаимодействующий с сетью счел не соответствующей его высоким требованиям, и, в то же время, не смог исправить.

Чем отличается Back-UPS от Smart-UPS

Каждый продавец источников бесперебойного питания отвечает на этот вопрос по несколько раз за день. Несмотря на море источников бесперебойного питания, продаваемых в России, именно это две модели используются наиболее часто, и наиболее часто являются предметом вопросов пользователей. Поэтому обойти этот вопрос просто невозможно. Различия между двумя ИБП приведены в таблице. Она относится только к упомянутым моделям фирмы АРС, но может (осторожно и с оговорками) использоваться и при сравнении других ИБП с переключением и ИБП, взаимодействующих с сетью.

Свойство Back-UPS Smart-UPS
Форма выходного напряжения Напряжение в виде прямоугольников с паузами Синусоидальное напряжение (для моделей мощностью 700 ВА и более)
Реакция на уменьшение напряжения ИБП переключается на работу от батареи При уменьшении напряжения ниже 196 вольт ИБП поднимает напряжение на 12%, переключаясь на другой отвод автотрансформатора. При дальнейшем уменьшении напряжения ниже 176 вольт ИБП переключается на работу от батареи
Реакция на увеличение напряжения Не реагирует При увеличении напряжения выше 257 вольт ИБП понижает напряжение на 12%, переключаясь на другой отвод автотрансформатора. При дальнейшем увеличении напряжения выше 280 вольт ИБП переключается на работу от батареи
Переключение на работу от батареи и обратно Несмотря на хорошую синхронизацию инвертора с сетью, при переключении возникает ступенчатое изменение напряжения, которое не всегда может быть полностью погашено блоком питания компьютера или другого, подключенного к ИБП устройства Переключение сеть-батарея происходит более гладко. Возникающий провал напряжения как правило гасится блоком питания компьютера, и на материнскую плату подается постоянное напряжение без импульсов. Переключение батарея-сеть происходит практически незаметно
Возможности программной настройки Отсуствуют Настраиваются пределы переключения, задержки включения и выключения и т.д.
Автоматическое тестирование Отсуствуют При каждом включении или каждые 7 (или 14) суток при непрерывной работе
Надежность ИБП Надежный и неприхотливый прибор Надежен, чувствителен (иногда излишне) к фазовым и частотным искажениям напряжения
Надежность компьютерной системы, подключенной к ИБП При использовании ИБП повышается за счет возможности работы во время отключений напряжения Позволяет создать более надежную компьютерную систему за счет принудительного тестирования ИБП, чувствительности ИБП к малейшим искажениям напряжения. В плохих электрических сетях часто переходит на работу от батареи (защищая при этом оборудование) и разряжает ее
Взаимодествие с компьютером Базовые функции – подает сигналы о переключении на работу от батареи, разряде батареи, принимает сигнал на отключение ИБП. Регистрирует основные события в электрической сети на диске компьютера Кроме базовых функций, имеет массу дополнительных: включение и выключение по расписанию, регистрация напряжения в электрической сети и т.д.
Защита оборудования Защищает оборудование от потери данных при отключении или значительном кратковременном уменьшении напряжения Кроме функций Back-UPS защищает компьютер от выхода из строя при значительном повышении напряжения. Блок питания компьютера защищается от перегрузки при низких напряжениях и от части импульсных нагрузок
Назначение Для защиты отдельных недорогих компьютеров, потеря данных или выход из строя которых не приводят к критическим для пользователя последствиям Для защиты более дорогих (примерно до 5000 долларов) работающих отдельно компьютеров или недорогих файловых серверов, работающих в условиях хорошей электрической сети
Применение в очень плохих электрических сетях Не рекомендуется Не рекомендуется

Часть 3 ( главы 5.6)