Расчет мощности блока бесперебойного питания. Методика расчета ибп и важные нюансы. Как рассчитать необходимую емкость бесперебойника

Стабильность работы компьютеров и многих других устройств - как бытовых, так и тех, что применяются на производстве, - зависит от того, будет ли бесперебойным питание от электросети, к которой подключены девайсы. В случае если электричество подается со сбоями, может возникнуть ситуация, в которой не обойтись без ИБП. В чем заключается предназначение данных девайсов? Исходя из каких критериев следует выбирать источники бесперебойного питания для ПК и других видов техники?

Стоит ли покупать ИБП?

Прежде чем рассматривать то, как выбрать ИБП, полезно определиться, имеет ли смысл в принципе приобретать источник бесперебойного питания. Так, если речь идет о необходимости лишь стабилизировать напряжение в сети, то для этого могут использоваться иные, более доступные по цене устройства — например, специальные сетевые фильтры.

Но если есть потребность в обеспечении функционирования девайса при перебоях с подачей электричества, то без ИБП уже не обойтись. Конечно, если устройство имеет надежный встроенный аккумулятор — необходимость в источнике бесперебойного питания и в этом случае может отсутствовать.

Закупки ИБП — значимая статья расходов на крупных предприятиях. При этом перед менеджерами могут стоять самые разные вопросы: как подобрать оптимальный источник бесперебойного питания, какой аккумулятор выбрать для ИБП для компьютера, промышленного устройства, элемента отопительной инфраструктуры.

Классификация ИБП

В соответствии с распространенным в среде специалистов подходом, ИБП классифицируются на следующие основные типы:

Резервные;

Линейно-интерактивные;

ИБП класса online.

Рассмотрим их особенности подробнее.

Резервные ИБП

Резервные ИБП рассчитаны на применение главным образом в тех случаях, когда устройство, которое питается от электророзетки, необходимо поддерживать в функциональном состоянии при регулярных Данного ИБП достаточно, в частности, для обеспечения работы компьютера — например, если нужно, пока нет электричества, сохранить файл или завершить игру. Многие специалисты советуют пользователям, которые думают над тем, как выбрать ИБП, обращать внимание на особенность многих моделей устройств соответствующего типа: в них отсутствуют стабилизирующие элементы. Это означает, что при переходе компьютера на резервное питание появляется небольшой перерыв в подаче электричества.

Линейно-интерактивные ИБП

Линейно-интерактивные ИБП характеризуются высокой устойчивостью к перепадам напряжения. К которым, в свою очередь, чувствительны резервные устройства. Линейно-интерактивные девайсы имеют ряд особенностей, их также следует учитывать, рассматривая вопрос, как выбрать ИБП. Так, данные устройства могут формировать сетевые помехи, которые попадают в сеть общего пользования. Кроме того, соответствующего типа девайсы характеризуются довольно высокой шумностью, что делает затруднительным их размещение в жилых помещениях. Но, так или иначе, основное их преимущество — устойчивость к перепадам напряжения, делает соответствующие ИБП востребованными.

ИБП класса online

ИБП типа online имеют, как считают специалисты, самую высокую устойчивость к скачкам напряжения. Кроме того, они не создают сетевых помех. Таким образом, у них нет недостатков, характеризующих иные типы ИБП, рассмотренные нами выше. Однако и стоят соответствующие девайсы существенно дороже. Кроме того, следует иметь в виду, что они в ряде случаев уступают резервным и линейно-интерактивным по энергоэффективности.

Существуют и иные критерии классификации рассматриваемых устройств. Во многих случаях вопрос — как выбрать ИБП, следует рассматривать в контексте, прежде всего, оборудования, для которого покупается соответствующее устройство. Так, характеристики ИБП, адаптированного для ПК, могут существенно отличаться от тех, что имеет девайс, предназначенный, к примеру, для подключения к газовому котлу. Дело в том, что данное устройство призвано обеспечивать функционирование соответствующего оборудования как сложного инфраструктурного компонента системы теплоснабжения.

Поэтому ИБП газовых котлов выбрать исходя из этой особенности может быть непросто: в частности, потребуется детальное изучение показателей мощности девайсов, их совместимости с конкретными типами технологической инфраструктуры.

Мощность ИБП как критерий выбора устройства

Таким образом, мощность — один из ключевых критериев выбора источника бесперебойного питания. Измеряется она в вольт-амперах или VA. При необходимости их можно перевести в ватты. Для этого показатель в вольт-амперах нужно умножить на 0,6.

Требуемая величина мощности ИБП зависит от устройства, к которому предполагается его подключить. Например, если стоит вопрос о том, как выбрать ИБП для компьютера, то стоит ориентироваться на источник с мощностью не менее 500 вольт-ампер. Устройство, предназначенное для обеспечения функционирования газового котла, должно иметь несопоставимо большую мощность. В свою очередь, если нужен ИБП для холодильника - как выбрать его, конечно, всегда могут подсказать консультанты при приобретении соответствующего типа техники, но покупателю следует иметь ориентиры по параметрам рассматриваемого девайса — то его мощность будет ближе к той, что характеризует все же ИБП для ПК.

Следующий важнейший критерий выбора устройства — длительность его автономной работы при отсутствии электричества.

Длительность автономной работы

Рассматриваемый параметр чаще всего выражается в минутах, иногда — в часах. Если стоит вопрос — как выбрать ИБП для дома, то можно обратить внимание на те решения, что обеспечивают бесперебойную подачу электричества в течение примерно 5-7 минут. Как правило, этого времени достаточно для того, чтобы произвести необходимые операции с компьютером. Однако если рассматривать холодильник, то потребуется, очевидно, существенно более длительная автономная работа устройства. В принципе, отключение холодильника на 5-7 минут не критично, и в этом случае даже ИБП к нему подключать не обязательно. Но если подобные отключения регулярны или же существенно более длительны, то источник бесперебойного питания понадобится, и он должен работать ощутимо дольше указанного времени — например, порядка 20 минут.

Следующий важнейший критерий выбора ИБП — количество устройств, которые можно подключать к соответствующему устройству.

Выбираем ИБП: количество подключаемых устройств

Источники бесперебойного питания чаще всего оснащаются количеством розеток от 1 до 8. Какой ИБП выбрать, рассматривая устройства с разным количеством розеток?

Ответ здесь не всегда будет очевидным. Дело в том, что эксперты советуют обращать внимание не только на данный показатель, но и на качественные характеристики розеток. Так, в их числе могут быть те, что имеют повышенную защищенность от помех в электрической сети, а могут быть и обычные. Если ИБП выбирается для компьютера, то можно купить устройство, имеющее порядка 4-6 розеток, и при этом среди них необязательно иметь те, что защищены от перепадов. ИБП для более мощных устройств уже может потребовать специальных розеток.

Особенности электрической сети как критерий выбора ИБП

Следующий важнейший критерий выбора ИБП — особенности электросети, функционирующей в здании или помещении, в которых инсталлируются источники бесперебойного питания. Так, в случае если сеть работает без сбоев, то, вероятно, у пользователя не будет необходимости закупать дорогостоящие девайсы, которые обладают соответствующей защищенностью.

Выбор ИБП: нюансы

Рассмотрим ряд нюансов, характеризующих выбор источника бесперебойного питания.

Желательно, чтобы ИБП обеспечивал переключение устройства на питание аккумулятора не более, чем за 10 миллисекунд. Только в этом случае компьютер продолжит полноценно функционировать — например, в режиме запуска игры или редактирования документа. Но стоит отметить, что большинство современных моделей резервных источников бесперебойного питания соответствуют данному критерию.

Правда, если перебои в напряжении будут слишком частыми, то аккумулятор, установленный в ИБП, может испытывать чрезмерную нагрузку. В этом случае довольно скоро пользователю может потребоваться решать другую задачу — как выбрать батарею для ИБП, стоимость которой не всегда бывает доступной. В этом случае может быть целесообразно рассмотреть возможность покупки линейно-интерактивного ИБП. Данные девайсы обычно оснащаются регулятором напряжения, который работает в автоматическом режиме. Соответствующего типа источник бесперебойного питания может, осуществляя перевод устройства, к которому он отключен, на аккумулятор, осуществлять корректировку выходного напряжения если напряжение в сети увеличится или снизится.

В свою очередь, если нужно обеспечить максимально высокую устойчивость системы к появлению проблем в сети, лучше ориентироваться на более дорогостоящие, но в то же время технологичные ИБП типа online.

Выбор ИБП по мощности: нюансы

Выбрать мощность ИБП, оптимальную для обеспечения работы устройства — задача, решение которой также характеризуется рядом нюансов.

Так, эксперты советуют приобретать источники бесперебойного питания, имеющие мощность примерно на 30% выше, чем у девайса, к которому предполагается подключить ИБП. В случае с компьютерами это обусловлено тем, что ПК иногда выходят на мощность существенно более высокую, чем та, что соответствует средней нагрузке на устройство — например, по причине активного использования процессора.

Вполне может оказаться так, что пользователю может потребоваться установить в системный блок компьютера более мощный аппаратный компонент — например, систему охлаждения или видеокарту. Данное обновление аппаратной составляющей может существенно повысить общую мощность системы, подключенной к источнику бесперебойного питания.

Еще один критерий, который следует учитывать, если решается вопрос о том, как выбрать ИБП для компьютера по мощности, это количество дополнительных устройств, которые предполагается задействовать одновременно с ПК в автономном режиме. Так, например, таковым может быть принтер: вполне возможно, что при обесточивании компьютера пользователю потребуется не только сохранить, но и распечатать документ. Если принтер будет работать одновременно с ПК, особенно если речь идет о распечатке большого количества страниц подряд, то общая мощность системы может подскочить на порядок. Здесь-то и пригодится указанный резерв источника бесперебойного питания.

Выбор ИБП по времени автономной работы: нюансы

Как правило, для сохранения документов и даже завершения ключевых операций с программами, пользователю достаточно порядка 5 минут. Поэтому если объективно не стоит задача в проведении работы с файлами, которая требует большого количества времени, то и незачем покупать источники бесперебойного питания, обеспечивающие автономность работы в указанные выше 20 минут и больше. При этом вполне можно выбрать хороший ИБП, пусть и не рассчитанный на долгую автономную работу, по весьма демократичной цене, от брендового производителя.

Выбор ИБП: программное обеспечение

Другой примечательный критерий, в соответствии с которым может выбираться источник бесперебойного питания — оснащенность данного девайса функциональным программным обеспечением. Дело в том, что ситуации, в которых чаще всего у пользователей возникает необходимость в задействовании ИБП, довольно типичны. В случае если устройство, к которому подключается источник бесперебойного питания — ПК, то его срабатывание, как правило, сопровождается необходимостью оперативно сохранять файлы. Многие производители соответствующих девайсов внедряют подобные алгоритмы защиты данных на уровне встроенного ПО.

Преимущества подобных решений может заключаться в том, что файлы сохранятся, в соответствии с программой, даже в том случае, если пользователь по каким-либо причинам не будет находиться за компьютером. Во многих случаях ИБП также оснащаются не только розетками, но и разъемами для подключения периферийных девайсов — например, тех, что питаются от USB-кабеля. Некоторые источники бесперебойного питания адаптированы к защите сетевого оборудования и иных девайсов, функционирующих с использованием технологичных интерфейсов.

Выбор ИБП: средства управления

Еще один важный критерий, на который можно ориентироваться, рассматривая вопрос о том, какой ИБП выбрать — удобство управления девайсом. У пользователя не должно возникать в принципе особых сложностей в приведении устройства в оперативную готовность, а при необходимости — в отключении его, замене аккумулятора, проведении простейшей диагностики. Многие устройства соответствующего типа оснащены довольно информативными встроенными дисплеями, на которых могут отражаться различные параметры работы девайса. Например — уровень напряжения в сети, система.

Кроме того, производители также могут поставлять на рынок и специализированное ПО, которое позволит пользователю получать те же самые данные, а также многие другие — непосредственно на экран ПК. И это будет еще одним аспектом удобства управления девайсом, на который можно обратить внимание при выборе оптимальной модели источника бесперебойного питания.

Выбор ИБП: замена батарей

Важный, как считают многие специалисты, критерий выбора ИБП — наличие возможности поменять в нем аккумуляторы. Бывает так, что у пользователя возникает необходимость оперативной замены батареи. Например, если в сети очень часто наблюдаются скачки напряжения, в то время как устройство может быть не рассчитано на эксплуатацию в таких условиях. Поэтому желательно, чтобы у владельца техники, к которой подключается источник бесперебойного питания, была возможность относительно легко закупить в среднем по ассортименту компьютерном магазине и установить в ИБП новые аккумуляторы.

Выбор ИБП: производители

Итак, как правильно выбрать ИБП, мы теперь знаем. Но многие пользователи принимают решения о покупке соответствующих девайсов, ориентируясь на производителя. К самым популярным брендам, выпускающим источники бесперебойного питания, можно отнести:

Каждый из указанных производителей выпускает конкурентоспособную и востребованную технику - отзывы экспертов и пользователей могут подтверждать это. Основываясь на мнениях, присутствующих на тематических порталах, сложно объективно выявить лучшие и худшие образцы ИБП. Так или иначе, ориентируясь на эти бренды, в большинстве случаев пользователь сможет найти устройство, подходящее как по функциональности, так и по стоимости.

Скачки напряжения – основная причина поломки компьютеров. Чтобы защитить устройства от поломки, установите UPS или источник бесперебойного питания. Он используется для устранения различных помех в электросети:

• Резкое повышение и понижение напряжения;
• Внезапное отключение электроэнергии;
• Электромагнитные помехи;
• Высокочастотные импульсы.

К бесперебойнику подключают системный блок, монитор, аудиосистему, игровые джойстики, модемы, принтеры и сканеры. Чтобы обеспечить всем устройствам надежную защиту, важно знать, как правильно подобрать ИБП для компьютера.

Как выбрать источник бесперебойного питания для компьютера

Выбор ИБП для компьютера начинается с определения его типа. Их три: резервные, интерактивные и онлайн-устройства.

• Резервные бесперебойники работают в двух режимах. При наличии напряжения в сети они «фильтруют» входящие токи и делают их безопасными для оборудования. При отсутствии напряжения выступают в роли резервного аккумулятора. Иными словами, если произошло отключение света, вы сможете работать с ПК еще некоторое время.
  Преимущество: низкая цена
  Недостатки: относительно долгое время срабатывания (до 15 мс), что может быть критичным для некоторых видов техники.
• Интерактивные ИБП, в отличие от резервных, оборудованы встроенным стабилизатором напряжения. Если нагрузка в сети незначительно изменилась, прибор скорректирует ее. Переключение на работу от батарей происходит только при серьезных изменениях в сети.
  Преимущество: быстрое время срабатывания, универсальные, подходят как для компьютеров, так и для всей сопутствующей техники.
  Недостаток: не подходят для техники с высокими пусковыми токами.
• Онлайн-UPS относятся к профессиональному оборудованию. Они преобразуют входящий переменный ток в постоянный, «пропускают» через себя и снова выдают переменный с точным напряжением 220 В.
  Преимущество: подходят для защиты сверхчувствительного и дорогостоящего оборудования.
  Недостатки: очень дорогие и шумные, устанавливаются в помещениях, где нет людей.

Еще один важный параметр – время автономной работы устройства. Оно указано производителем в техническом паспорте прибора и составляет от 10 до 50 минут. Может меняться в зависимости от количества подключенного оборудования.

Как рассчитать мощность ИБП для компьютера

Для начала определите тип вашего ПК и решите, какую дополнительную технику вы хотите к нему подключить. Посчитайте их суммарную мощность. Будьте внимательны: мощность техники указана в ваттах (Вт), а ИБП, как правило, - в вольтамперах (ВА). Вам нужно самостоятельно правильно рассчитать мощность ИБП для компьютера.

• Стандартный офисный компьютер включает системный блок, монитор, колонки и принтер. Их суммарная мощность составляет около 500 Вт. Пересчитываем в вольтамперы: 500*1,4=700 ВА.
• Игровой компьютер состоит из системного блока, одного или двух мониторов, мощной акустической системы, а также джойстиков, рулей и прочего оборудования. Игровые компьютеры гораздо мощнее офисных, поэтому и примерная суммарная мощность будет выше – около 800 Вт. Делаем расчет по образцу и получаем 1120 ВА.

Как подключить ИБП к компьютеру

Подключить бесперебойник к ПК довольно просто. Обязательно наличие сетевого фильтра – тройника.

1. Подключаем бесперебойник к включенному сетевому фильтру. Это необходимо, чтобы подзарядить батарею устройства.
2. Все оборудование: системный блок, монитор, акустическую систему – подключаем к ИБП.
3. Правильно включаем компьютер. Нажимаем на кнопку включения UPS и ждем, пока загорится зеленая лампочка. Она сигнализирует о том, что прибор готов к работе. Только после этого включаем компьютер. Только в этом случае ваше оборудование будет надежно защищено от скачков напряжения.

Источник бесперебойного питания (ИБП) или на английском языке UPS (Uninterruptible Power Supply) является важной частью любого современного компьютера.

Но нужен ли ИБП именно вам, как он работает, какие производители являются лучшими и почему, какими параметрами должен обладать ИБП в зависимости от качества электропитания и компьютера?

1. Как устроен ИБП

ИБП представляет собой сравнительно небольшой корпус, в котором находится электросхема и мощный аккумулятор.

Спереди обычно расположена кнопка включения и индикаторы.

А сзади специальные разъемы для подключения системного блока, монитора и других устройств компьютера, которые требуют специальных шнуров.

Часто есть разъемы с питанием от батареи и отдельно разъемы с защитой от скачков электричества, к которым можно подключать такие мощные устройства как лазерный принтер.

Также есть ИБП с разъемами под евро вилку привычного для ИБП формата и так называемые пауки.

Это удобно, не требует специальных шнуров и позволяет подключить для защиты такие устройства как колонки и роутер.

2. Как работает ИБП

Задача ИБП – обеспечить бесперебойное питание компьютера. В случае внезапного отключения электричества, он моментально переключается на питание компьютера от встроенного аккумулятора, преобразуя его постоянное напряжение 12 В в переменное 220 В.

При переключение на питание от аккумулятора ИБП обычно начинает пищать, оповещая пользователя о необходимости завершить работу ПК. Так как мощность аккумулятора довольно ограничена, ИБП может поддерживать работу компьютера 5-30 (чаще 10-15) минут.

Кроме этого, ИБП защищает компьютер и периферийные устройства (в первую очередь монитор) от скачков напряжения, которые могут вывести их из строя.

Есть также ИБП с функцией стабилизатора, которые могут повышать и понижать напряжение питания в случае, если оно выходит за допустимые диапазоны.

3. Нужен ли ИБП

Многие пользователи задаются вопросом, нужен ли им ИБП, ведь это дополнительные затраты, при том что он никак не влияет на производительность ПК и другие его эксплуатационные параметры. Вопрос вполне резонный и ответ на него может быть разный.

Когда ИБП не нужен:

• компьютер старый или самый дешевый
• напряжение стабильное и пропадает редко
• у вас есть резервная копия всех ценных файлов
• вас не смущает потеря несохраненных файлов

Когда ИБП нужен:

• компьютер представляет достаточную ценность
• напряжение в сети скачет или часто пропадает
• у вас нет резервной копии ценных файлов
• потеря несохраненных файлов для вас критична

В любом случае отказ от приобретения ИБП оправдан только при сильно ограниченных финансовых возможностях. Так как он не только убережет ваши файлы, но не даст произойти сбою системы и выйти из строя компьютеру.

Если для вас компьютер или данные представляют какую-то ценность, то рекомендую приобрести ИБП, так как восстановление может обойтись дороже, не говоря уже о потери времени и нервов.

4. Лучшие производители ИБП

Производителем ИБП №1 в мире является компания APC (American Power Conversion), которую некоторое время назад поглотила французская энергетическая компания Schneider Electric. Именно ИБП от APC используют крупные компании и предприятия по всему миру, так как они являются самыми надежными.

Да, стоят они в 1.5-2 раза дороже чем ИБП дешевых китайских брендов типа Mustek, Ippon, CyberPower. Но APC сделаны значительно качественнее, внутри установлены мощные электрические компоненты, способные обеспечить надежную защиту вашему ПК.

В дешевых китайских ИБП используется соответствующая элементная база и внутри они больше похожи на радиоприемник, чем на серьезное силовое устройство.

Такой ИБП не только не сможет защитить ваш компьютер в критичный момент, но может ни с того ни с сего сгореть сам, утянув на тот свет ваш системный блок или монитор. Не стоит приобретать такие ИБП, так как силовое оборудование должно быть мощным, надежным и не может стоить так дешево.

Конечно, есть еще и другие более-менее надежные ИБП такие как INELT, Stark, отечественные Бастион и Энергия. Но стоят они практически также как APC, при этом имея ограниченный модельный ряд и не всегда удачную конфигурацию разъемов.

Если вы хотите иметь действительно надежный и практичный ИБП, который защитит ваш ПК, а не просто для самоуспокоения, то приобретайте APC.

Однако, стоит отметить, что после перехода компании APC под крыло французов, качество бюджетных моделей снизилось, что отмечают многие пользователи. Корпус стали делать из дешевого пластика с едким запахом, а сами ИБП стали чаще выходить из строя. Поэтому лучше брать либо старые проверенные модели из серии Back-UPS BK (в корпусе из белого пластика), либо уже что-то подороже из серии Back-UPS Pro (всесторонняя защита) или Smart-UPS (самые качественные и надежные). В принципе еще неплохие и удобные Back-UPS BE (паук с евро розетками), они подходят для не очень мощных ПК. Больше всего нареканий на современные серии BX и BC, но и они лучше дешевого китайского хлама.

Еще из довольно качественных БП рекомендую EATON и Legrand, они лучше самых дешевых APC и стоят лишь немного дороже. Есть еще отличные General Electric на уровне наиболее качественных APC, но стоят не дешево. В качестве наиболее бюджетного вариант могу посоветовать только Powercom, но не самые дешевые RPT, а как минимум из серии BNT, PTM или SPD (пауки), еще лучше IMP/IMD или KIN. В общем по возможности, в любом случае вы не прогадаете и искать что-то дешевле от других брендов смысла нет.

5. Типы ИБП

ИБП бывают нескольких типов:

• резервные (offline, standby, back-ups)
• линейно-интерактивные (line-interactive)
• с двойным преобразованием (online, непрерывные)

Резервные ИБП – самые простые и недорогие, они переключаются на работу от батареи не только при полном обесточивании, но и при пониженном или повышенном напряжении в розетке. Если с напряжением у вас все в порядке, то этого обычно достаточно.

Но если оно часто скачет (как в частном секторе), то стоит присмотреться к другому типу ИБП, так как постоянное переключение на питание от батареи заставит вас слушать вечный неприятный писк от ИБП, часто выключать ПК, а также убивает аккумулятор.

Линейно-интерактивные ИБП – помимо аккумулятора, имеют встроенный стабилизатор напряжения, который часто является 3-ступенчатым AVR (автоматическим регулятором напряжения) и стоят несколько дороже.

Такие ИБП при падении напряжения ниже 190 В или повышения выше 250 В выравнивают его до уровня около 220 В на выходе.

При этом не используется аккумулятор, что позволяет спокойно продолжать работу в течение продолжительного времени. Линейно-интерактивные ИБП различаются нижним (140-180 В) и верхним (260-300 В) порогом стабилизации.

Таким образом, если напряжение в розетке падает или наоборот повышается, выходя за допустимые нормы, компьютер на выходе все-равно получит стабильное напряжение близкое к 220 В без использования батареи. Но обращайте особое внимание на нижний и верхний пороги стабилизации.

Нижний порог может быть вполне достаточные 160 В, а может и 180 В, что может быть критично для вашего района. Чем ниже это значение, тем лучше, так как за его пределами происходит переключение на аккумулятор. Аналогично и с максимальным порогом, так как в некоторых местах напряжение прыгает до 280 В.

ИБП с двойным преобразованием – дорогие высококачественные бесперебойники со сложным стабилизатором напряжения и частоты, обеспечивающие стабильные параметры напряжения на выходе и отсутствие задержки при переключении на аккумулятор. Используются в корпоративном секторе для питания серверов, критически важных рабочих станций и сетевого оборудования.

Если напряжение в розетке у вас стабильное, то в принципе хватит самого недорогого резервного ИБП. Для отдаленного района города или частного сектора однозначно лучше брать линейно-интерактивный ИБП, которые я рекомендую в любом случае, так как они уже не на много дороже.

6. Мощность ИБП

Выходная мощность ИБП часто указывается в вольт-амперах (ВА) и отражается в маркировке. При этом мощность компьютера (включая монитор) в ваттах (Вт), на которую рассчитан ИБП, значительно меньше, что также указывается в параметрах конкретной модели.

Значения выходной мощности ИБП для персональных компьютеров колеблются в пределах 400-1500 ВА. Рассчитать необходимую мощность ИБП вы можете с помощью программы «Power Supply Calculator».

На первой вкладке вводятся параметры системного блока и рассчитывается необходимая мощность блока питания.

На второй вкладке, добавив параметры монитора, можно рассчитать рекомендуемую мощность ИБП.

Округлив полную выходную мощность (ВА) до ближайшего целого значения, мы и получим рекомендуемую мощность ИБП, которая в данном случае будет 800 ВА.

В зависимости от модели ИБП и текущего энергопотребления компьютера время работы от аккумулятора может существенно отличаться.

В реальности, если мощность ИБП подобрана правильно, то он может выдержать около 5 минут при высокой нагрузке (на ПК запущена игра или рендеринг видео) и порядка 15 минут при обычной офисной работе.

Если мощности ИБП будет недостаточно, то он может не выдержать отключения напряжения, компьютер внезапно выключится и что-то может выйти из строя.

Учтите также, что со временем аккумулятор подсядет и ИБП будет держать раза в два меньше по времени.

Подбирайте ИБП так, чтобы изначально был некоторый запас по мощности и времени работы от аккумулятора.

8. Форма выходного напряжения ИБП

Форма выходного напряжения ИБП может быть:

• ступенчатая синусоида
• аппроксимированная синусоида
• чистая синусоида

Графически это можно представить в следующим виде.

При переключении на питание от аккумулятора происходит преобразование постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В с помощью внутреннего инвертера ИБП.

В большинстве ИБП форма выходного напряжения получается отличной от классической синусоиды, которая приходит к нам из розетки, принимая ступенчатую или аппроксимированную форму.

Когда появились первые блоки питания с модулем активной коррекции мощности (APFC), такая упрощенная форма напряжения проводила к тому, что компьютер просто выключался. Но эта проблема в блоках питания давно решена и может проявиться только с совсем древними БП.

ИБП, способные выдавать чистую синусоиду, стоят в разы дороже обычных и не требуются для простых компьютеров. Они используются для специализированного оборудования, которое не может работать с упрощенными формами напряжения.

Приобретайте ИБП с напряжением в форме аппроксимированной или ступенчатой синусоиды, это не имеет большого значения.

9. Управляемые ИБП

Управляемые ИБП дополнительно подключаются к компьютеру с помощью кабеля USB и могут посылать сигнал на отключение ПК при низком заряде батареи. Это полезно в случае если вы часто уходите, оставляя компьютер включенным или ставите закачки на ночь.

В случае отключения электричества, в то время как вас не будет на месте, ИБП будет удерживать питание пока заряд аккумулятора не приблизится к критическому уровню, а затем отправит компьютеру сигнал о выключении.

Компьютер, получив сигнал, корректно закроет все программы, завершит работу операционной системы и выключится. Иногда для этой функциональности может потребоваться установить специальный драйвер от производителя ИБП, но в целом такая возможность уже встроена в Windows и может даже драйвер устанавливать не придется.

Это интересная и полезная функция, но за все нужно платить и управляемые ИБП стоят дороже своих неуправляемых аналогов, требующих обязательного присутствия пользователя для корректного отключения ПК.

Кроме этого, дополнительное программное обеспечение может информировать пользователя о состояние батареи, позволять управлять ИБП по сети, но большинству пользователей это не нужно.

Если вы будете оставлять компьютер включенным без присмотра на длительное время, то лучше не экономить и взять управляемый ИБП, чтобы не допустить сбоев в работе ПК.

10. Холодный старт ИБП

Функция холодного старта заявлена для большинства ИБП. Это значит, что вы можете включить компьютер в условиях отсутствия напряжения в розетке.

В действительности это не совсем штатный режим работы ИБП и может привести к выходу из стоя как самого ИБП, так и компьютера. Не стоит просто так экспериментировать с этой возможностью.

Для функции холодного старта требуется, чтобы ИБП был качественный, с запасом мощности и хорошим аккумулятором. Во время старта компьютера происходит большой скачок тока и монитор уже лучше включать после загрузки ПК.

11. Дополнительная защита ИБП

Любой ИБП поддерживает штатный набор защиты:

• защита от перегрузки
• защита от высоковольтных импульсов
• защита от короткого замыкания
• фильтрация помех
• предохранитель питания

Желательно, чтобы предохранитель питания был автоматический в виде кнопки. Тогда, в случае чего вам не придется искать ему замену или нести ИБП в ремонт, достаточно будет нажать кнопку и работа ИБП восстановится.

Кроме этого, в ИБП могут быть разъемы RJ45 для защиты от пробоев через кабель интернета и RJ11 для защиты телефонной линии, включая DSL-модем.

Да, есть отдельные устройства и сетевые фильтры с подобной защитой, но в качественном ИБП она лучше.

Приобретайте ИБП с автоматическим предохранителем, а для частного дома с защитой линии RJ45 или RJ11 (в зависимости от типа подключения к интернету).

Одним из основных параметров защиты ИБП является поглощаемая энергия импульса, которая измеряется в джоулях (Дж) и больше важна для жителей частного сектора. Значения поглощаемой энергии импульса находятся в пределах 150-500 Дж.

Чем выше это значения, тем больше вероятность, что ИБП защитит ваш компьютер при попадании молнии в электросеть или замыкания в распределительном трансформаторе.

Если вы живете в частном доме, то выбирайте ИБП с более высокой поглощаемой энергией импульса.

13. Комплект поставки ИБП

Часто в комплект поставки ИБП входит только кабель для подключения в розетку самого ИБП. Для ИБП с нестандартными разъемами, уточняйте комплект поставки у продавца.

Учтите, что кабелей для подключения системного блока и монитора в комплекте может не быть и их придется приобрести отдельно.

14. Замена аккумулятора ИБП

Срок службы аккумулятора ИБП зависит от его качества и количества циклов заряд-разряд, т.е. от того как часто ИБП будет переключаться на работу от аккумулятора и как быстро при этом вы будете выключать ПК. В качественном ИБП срок службы аккумулятора составляет 3-5 лет, в зависимости от условий эксплуатации.

Часто в дешевых китайских ИБП для замены аккумулятора требуется разборка корпуса, что порой не так просто и можно что-то сломать.

Лучше выбирайте ИБП, где для замены аккумулятора предусмотрен открывающийся отсек, чтобы для его замены не нужно было разбирать весь ИБП или нести его в сервис.

Большинство ИБП имеют индикатор, свидетельствующий о необходимости замены аккумулятора. Но он начинает светиться обычно уже когда аккумулятор полностью сдох и не может эксплуатироваться. Если дожидаться этого момента, то очередное отключение электричества, через 4-5 лет эксплуатации ИБП может привести к выходу из строя как самого ИБП, так и компьютера.

15. Лучшие аккумуляторы для ИБП

Лучшие аккумуляторы производят Yuasa и CSB, которые используются в качественных ИБП от APC. Эти аккумуляторы стоят больше чем самые дешевые китайские поделки, но и служат они также значительно дольше. Кроме того, от некачественных аккумуляторов ИБП выходят из строя.

Подобрать аккумулятор для ИБП довольно просто. Достаточно изъять установленный, посмотреть на сколько он ампер-часов (Ач) и замерить размеры линейкой. Также при замене вы можете подобрать аккумулятор повышенной емкости (например, 9 Ач вместо 7 Ач) при условии, что он такого же размера.

Приобретайте для своего ИБП только качественные аккумуляторы от Yuasa и CSB. Если есть возможность, берите модель повышенной емкости.

16. Заключение

Не стоит пренебрегать таким важным устройством как ИБП, которое убережет не только ваши файлы и избавит от головной боли с восстановлением системы, но и продлит жизнь вашему компьютеру.

Но ИБП обязательно должен быть качественным, так как иначе вы рискуете не только выбросить деньги на ветер, но еще и угробить компьютер, вместо того чтобы защитить его от нежелательных воздействий наших ненадежных электросетей и информационных коммуникаций.

17. Ссылки

ИБП Powercom Imperial IMP-1025AP
ИБП Powercom Imperial IMD-525AP
ИБП Powercom SPD-650U

Примерно через три-шесть месяцев работы стоимость данных, хранящихся на новом рабочем компьютере, начинает превышать стоимость самого компьютера. В случае с сетевым сервером такая ситуация может возникнуть уже через несколько недель после его установки.

В 50 — 70% случаев причиной сбоев в работе электронных приборов является некачественное электроснабжение. При сбое электропитания одна некорректная сессия записи данных может разрушить всю файловую систему.

Даже если сбои и не приводят к катастрофическим последствиям сразу, то спустя некоторое время чувствительная электронная начинка вашего ПК может попросту «взбунтоваться» из-за постоянных циклов включения/выключения.

В России получили известность данные исследований, проведенных в США фирмами Bell Labs и IBM. Согласно данным Bell Labs и IBM (США), каждый персональный компьютер подвергается воздействию 120 нештатных ситуаций с электропитанием в месяц.

Виды сбоев электропитания

Характеристики ИБП (UPS):

выходная мощность, измеряемая в вольт-амперах (VA) или ваттах (W);

время переключения, то есть время перехода ИБП (UPS) на питание от аккумуляторов (измеряется в миллисекундах, ms);

время автономной работы, определяется емкостью батарей и мощностью подключенного к ИБП (UPS) оборудования (измеряется в минутах, мин.);

ширина диапазона входного (сетевого) напряжения, при котором ИБП (UPS) в состоянии стабилизировать питание без перехода на аккумуляторные батареи (измеряется в вольтах, V);

срок службы аккумуляторных батарей (измеряется годами, обычно 5 и 10 лет).

Основные электрические параметры ИБП (UPS)

Выходная мощность ИБП (UPS)

Выходная мощность ИБП (UPS) определяется как произведение напряжения (в вольтах, V) на силу тока (в амперах, А).

Мощность, потребляемая нагрузкой, определяется как произведение выходной мощности ИБП (UPS) (в вольт-амперах, VA) на коэффициент мощности нагрузки (Power Factor, PF).

Следует выбирать такой ИБП (UPS), для которого выполняется следующее условие:

P — выходная мощность ИБП (UPS) (VA), Wн — мощность, потребляемая нагрузкой (VA),

PF — коэффициент мощности, который для персональных компьютеров принимается равным 0,7.

Обычно величина потребляемой мощности указана на наклейке, расположенной на задней крышке устройств.

Форма выходного напряжения ИБП (UPS)

Источник бесперебойного питания является временным заменителем электрической сети для подключенного к нему оборудования.

В электрической сети напряжение имеет синусоидальную форму или форму, близкую к синусоиде. Разумеется, все компьютеры и другое оборудование, предназначенное для питания от сети переменного тока, рассчитано именно на синусоидальное напряжение. Но почти все виды оборудования, в том числе компьютеры, могут более или менее нормально работать с напряжением, которое очень сильно отличается от синусоидального.

Раньше некоторые ИБП (UPS) с переключением имели выходное напряжение в форме меандра (прямоугольных импульсов разной полярности).

Рис. 1. Меандр

Для того чтобы среднеквадратическое и амплитудное значение прямоугольного напряжения были равны соответствующим значениям синусоидального напряжения, производители современных ИБП (UPS) с переключением слегка изменили форму меандра, введя паузу между прямоугольными импульсами разной полярности.

Рис. 2. Меандр с паузой.

Напряжение такой формы производители ИБП (UPS) называют «ступенчатым приближением к синусоиде» (англ. — stepped approximation to a sine wave). Эта форма кривой позволяет, при правильно подобранных амплитуде напряжения и длительности пауз, выполнить требования разных нагрузок. Например, при длительности паузы около 3 мс (для частоты 50 Гц) действующее значение напряжения совпадает с действующим значением синусоидального напряжения той же амплитуды.

Реальная форма выходного напряжения ИБП (UPS) с переключением приведена на рис. 3.

Рис. 3. Осциллограммы напряжения и тока персонального компьютера, подключенного к ИБП (UPS) с переключением.

На этой же осциллограмме приведена и кривая потребляемого компьютером тока. Cильные импульсные токи, потребляемые компьютером в моменты начала и конца прямоугольного импульса, не влияют на работу компьютера. Они полностью подавляются блоком питания компьютера, на выходе которого наблюдается постоянное напряжение с обычным уровнем пульсаций.

Компьютер, защищаемый ИБП (UPS) с переключением, питается несинусоидальным напряжением только в моменты работы ИБП (UPS) от батареи (т.е. очень кратковременно). При работе ИБП (UPS) от сети компьютер питается сетевым напряжением, сглаженным с помощью встроенных в ИБП (UPS) фильтров шумов и импульсов.

Подавление шумов

Шумы — это небольшие случайные отклонения напряжения от номинала, в основном высокочастотные. Шумы подавляются входными фильтрами ИБП (UPS). Степень подавления зависит от частоты шума. В среднем, у ИБП (UPS) подавление шума составляет от 10 Дб при частоте 0,15 МГц до 50 Дб при частоте 30 МГц.

Подавление импульсов

В мире существуют несколько стандартов, описывающих требования к ИБП (UPS) относительно защиты от импульсов.

Наиболее распространенный стандарт относится к типичным офисным условиям и подразумевает испытание ИБП (UPS) путем подачи на его вход импульса напряжением 3000 В. В ИБП (UPS) разных типов используются разные технологии подавления импульсов. В оффлайновых и линейно-интерактивных моделях ИБП (UPS), как правило, используется варисторная защита от импульсов. Простой и эффективный варисторный шунт может подавлять импульсы с токами огромной амплитуды.

Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия — это отношение мощности, потребляемой нагрузкой ИБП (UPS) к полной потребляемой ИБП (UPS) мощности. Чем выше КПД, тем эффективнее используются энергоресурсы. КПД ИБП (UPS) может колебаться от 85 до 97% в разных классах и при разных режимах работы устройств.

Время работы от батареи

Для большинства обычных офисных ИБП (UPS) небольшой мощности время работы от батареи при максимальной нагрузке составляет 4−15 минут.

Если нагрузка ИБП (UPS) меньше максимальной, то время работы от батареи увеличивается. Из-за нелинейности разрядной кривой аккумуляторной батареи это увеличение не пропорционально уменьшению нагрузки. Если нагрузка уменьшилась вдвое, то время работы может увеличиться в 2.5−5 раз, если втрое, то время увеличивается в 4−9 раз и т.д.

ИБП (UPS) большой мощности и некоторые ИБП (UPS) малой мощности имеют возможность увеличения времени автономной работы за счет замены батареи на батарею большей емкости или установки дополнительной батареи. Батарея большей емкости может устанавливаться в том же корпусе или может устанавливаться дополнительный корпус для батареи.

Коэффициент мощности. Ватты и вольт-амперы

Знать мощность подключенного к ИБП (UPS) оборудования необходимо для того, чтобы не превысить предельную допустимую нагрузку ИБП (UPS). Но нагруженность (или перегруженность) ИБП (UPS) определяется не только тем, какая мощность выделилась в нагрузке, а еще и тем, какой ток течет через ИБП (UPS). Поэтому при указании предельной для ИБП (UPS) нагрузки обычно указывают максимальную полную мощность в вольт-амперах и максимальную активную мощность в ваттах.

Выбирать ИБП (UPS) нужно так, чтобы максимальная мощность нагрузки не превышала максимальной мощности ИБП (UPS).

Полная мощность нагрузки должна быть меньше номинальной полной мощности ИБП (UPS) (нужно сравнивать вольт-амперы — ВА). А активная мощность нагрузки не должна превышать номинальной активной мощности ИБП (UPS) (нужно сравнивать ватты — Вт).

Для разных нагрузок и разных ИБП (UPS) ограничением может быть или полная, или активная мощность. Чаще всего (для компьютерных нагрузок) ограничением является полная мощность.

• мощность ИБП/UPS,
• габариты ИБП/UPS ,
• время автономной работы, и т. д.

В последнее время появилось определенное количество статей в которых вводятся расчетные величины и с легкостью доказывается превосходство одной марки UPS над другой. При этом некоторые технические характеристики не указываются или указываются только те, которые выгодно показывать для данных моделей. Характерный пример - обычно в каталогах на UPS небольшой мощности обычно не указывается величина допустимой перегрузки инвертора, на основании этого в одной из статей был сделан вывод, что UPS многих фирм (Off-line и line-interactive) не могут работать с перегрузкой. В данной статье мы постараемся воздержаться от введения каких-либо искусственных технико-экономических показателей. Однако мы понимаем, что вопрос цены, в большинстве случаев является определяющим при выборе UPS . Вернемся к UPS и тем особенностям, техническим характеристикам, на которые необходимо обращать внимание при выборе оборудования.

Во первых, надо определиться для чего приобретается источник или система бесперебойного питания , что вы хотите защитить и от чего. Для этого определим, какие UPS существуют, и какой уровень защиты обеспечивает та или иная технология изготовления, а также список наиболее встречающихся неполадок в электросети. Наиболее часто встречающиеся неполадки в электросети:

• исчезновение напряжения,
• провал напряжения,
• повышение напряжения,
• понижение напряжения,
• электромагнитные и радиочастотные помехи,
• высоковольтный импульс,
• переходный процесс при коммутации,
• искажение синусоидальности напряжения.

off-line UPS - источник бесперебойного питания характеризуется наличием времени переключения с основной сети на работу от аккумуляторов. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. При работе от аккумуляторов на выходе инвертора степ волна. Небольшие габариты и простой дизайн. Ценовая ниша - самый дешевый. Защищает от 3-х неполадок в электросети.

line-interactive UPS - источник бесперебойного питания характеризуется наличием времени переключения с основной сети на работу от аккумуляторов. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. Имеет автотрансформатор благодаря чему может работать в широком диапазоне входных напряжений без перехода на аккумуляторы. При работе от аккумуляторов на выходе инвертора степ волна или синусоида. Привлекательный внешний вид, небольшие габариты. Ценовая ниша - небольшая цена для тех задач которые он может решать. Защищает от 5-ти неполадок в электросети.

on-line UPS - источник бесперебойного питания с двойным преобразованием защищает нагрузку от большинства неполадок в сети. Переход на работу с основной сети на работу от аккумуляторов происходит без разрыва синусоиды на выходе. При работе от входной сети представляет собой пассивный фильтр. Ценовая ниша - дорого, но это лучшее, что есть на данный момент. Защищает от 9-ти неполадок в электросети. Чаще всего причина приобретения UPS инициировано только одной неполадкой в электросети - исчезновением напряжения и стремлением, обеспечить корректное завершение задач или технологических циклов. Однако нельзя забывать, что UPS решает большое количество задач, таких как стабилизация напряжения, устранение помех и искажений, информационная защита и т. д. Поэтому рассмотрим характеристику, с которой обычно начинается выбор оборудования - мощность. В данной части будут рассматриваться только UPS построенные по технологии on-line.

Мощность UPS - номинальная выходная мощность источника (мощность инвертора UPS ). Указывается в ВА. Обычно выходная мощность UPS указывается в названии самого источника, или указывается через слеш, дефис, таким образом мощность аппарата легко читается в названии. Следующее что необходимо узнать это соотношение активной мощности и полной на выходе инвертора, или так называемый коэффициент мощности Pf.

Коэффициент мощности.

Коэффициент мощности - величина очень универсальная и характеризует не только выходные данные ИБП , как источника электрической энергии для потребителя, но и сам ИБП как нагрузку для трансформаторной подстанции, дизель-электростанции или другого источника электроэнергии. Определение:

Коэффициент мощности Pf - отношение средней мощности переменного тока к произведению действующих значений напряжения и тока. Наибольшее значение Pf. равно 1.

Электрическая мощность (э. м.) - физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. При переменном токе произведение мгновенных значений напряжения и и тока i представляет собой мгновенную мощность: р = ui, т. е. мощность в данный момент времени, которая является переменной величиной. Среднее за период Т значение мгновенной Э. м. Называется активной мощностью.

Активная мощность (P) - среднее за период значение мгновенной мощности переменного тока. А. м. Р зависит от действующих значений напряжения U и силы тока I и от косинуса j, где j - угол сдвига фаз между U и I. Единица измерения А. м. - ватт (Вт). В цепях однофазного синусоидального тока Р = UI cosj. Активная Э. м. характеризует скорость необратимого превращения электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, световую и т. п.). Э. м., характеризующая скорость передачи энергии от источника тока к приёмнику и обратно, называется реактивной мощностью.

Реактивная мощность (Q) - величина, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи переменного тока. Р. м. Q равна произведению действующих значений напряжения U и тока /, умноженному на синус угла сдвига фаз j между ними: Q = UI sinj. Измеряется в варах.

Полная мощность , кажущаяся мощность, величина, равная произведению действующих значений периодического электрического тока в цепи I и напряжения U на её зажимах: S=U?I; для синусоидального тока (в комплексной форме) и связана с активной и реактивной Э. м. соотношением: S2= P2+ Q2 , где Р - активная мощность, Q - реактивная мощность (при индуктивной нагрузке Q > 0, а при ёмкостной Q < 0). Измеряется в ва. Для цепей несинусоидального тока Э. м. равна сумме соответствующих средних мощностей отдельных гармоник:

Для трехфазных цепей Э. м. определяется как сумма мощностей отдельных фаз.

Р. м., потребляемая в электрических сетях, вызывает дополнительные активные потери (на покрытие которых расходуется энергия на электростанциях) и потери напряжения (ухудшающие условия регулирования напряжения). В некоторых электрических установках Р. м. может быть значительно больше активной мощности. Это приводит к появлению больших реактивных токов и вызывает перегрузку источников тока. Для устранения перегрузок и повышения мощности коэффициента электрических установок осуществляется компенсация реактивной мощности. Для этой цели вполне подходят источники бесперебойного питания с высоким коэффициентом входной мощности.

Совсем другое дело, когда мы говорим о входном коэффициенте мощности. Если Pfвых. для UPS это характеристика нагрузки, то Pfвх характеризует влияние UPS на электросеть, т.е. то количество искажений, которые вносит аппарат во внешнюю сеть. Данная характеристика напрямую влияет на возможность работы UPS с другими источниками электроэнергии (дизель-генератор). Все фирмы стремятся увеличить этот показатель и приблизить его к 1, причем во всем диапазоне нагрузок. Для этого разработаны новые IGBT выпрямители и выпрямители с коррекцией коэффициента входной мощности. Пример тому выпуск новой линии UPS PW 9340 большой мощности фирмой POWERWARE , имеющими на входе IGBT выпрямитель с функцией коррекции коэффициента мощности. Одними из первых, кто стал применять UPS c IGBT выпрямителем финская фирма Fiskars, вошедшая в состав Exide Electronics./Powerware , и начавшая серийный выпуск аппаратов по такой технологии в 1996г. (модель Profile , новое название PW9150 ). Применение UPS с высоким коэффициентом входной мощности позволит получить экономию электроэнергии, особенно при работе с нагрузкой имеющий нелинейный характер. Приведем пример. В 2000 году на заводе по производству волоконно-оптического кабеля под Москвой была установлена система бесперебойного электропитания обеспечивающая работу всех технологических линий цеха. Мощность системы бесперебойного электропитания составила 480кВА. Система была построена на четырех параллельно работающих UPS . Во время испытаний на реальную нагрузку были произведены замеры токов, напряжений и мощности на входе и выходе системы бесперебойного питания.

• Потребляемая мощность системы бесперебойного электропитания - 187кВА/187кВт
• Коэффициент мощности - 1.0
• Мощность потребляемая цехом - 245кВА/169кВт
• Коэффициент мощности - 0.69 КПД системы 90.3%

К сожалению, потребителю электроэнергии приходится платить не за активную (полезную) мощность, а за полную мощность. Разница в мощности на входе и на выходе системы бесперебойного питания составила 58 кВА ! Необходимо учесть, что тариф за потребление электроэнергии с низким cosj (Pf) существенно выше. Таким образом, применение системы бесперебойного питания позволило не только защитить оборудование от исчезновения и провалов напряжения, но и получить существенную экономию электроэнергии.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что при выборе системы бесперебойного питания необходим комплексный подход, который позволит решить не только сиюминутные задачи, но и получить дополнительные преимущества. Применение современных UPS (аналогичных сериям PW 9150 (Powerware 9150), PW 9155 (Powerware 9155), PW 9305 (Powerware 9305), PW 9340 (Powerware 9340), PW 9370 (Powerware 9370) ) позволяет решать задачи энергосбережения. .

"Электросистемы"
Соколов С.В. директор по развитию ТХ "Электросистемы"