Джерела безперебійного живлення (ДБЖ, ИБП, UPS)

---

В условиях постоянного отключения света (перебоев в электропитании) бесперебойное питание маршрутизаторов, коммутаторов (switches) и другого сетевого оборудования является одним из конкурентных преимуществ любого провайдера. Сейчас очень часто имеет место такая ситуация: у абонента свет есть, а интернета нет, потому что в каком-то районе нет света. Многие абоненты в таких случаях просто меняют провайдера. Или же другая ситуация: свет пропал, ноутбук у пользователя работает, провайдер интернет доставил, но Wifi роутер отключился ...

Для обеспечения бесперебойного питания используют автоматические электронные устройства с аккумулятором, которые называются источниками бесперебойного питания (ИБП, англ. UPS). Особенностью выбора и требованием ИБП для роутера, коммутатора, свитча есть большое время работы от АКБ и его компактные размеры, так как необходимо, чтобы он поместился в монтажном шкафчике. Ниже будет рассмотрено, на что необходимо обратить внимание при выборе этих устройств.

---

Как было выше сказано, Источник бесперебойного питания (ИБП, англ. UPS, Uninterruptible Power Supply, или просто по народному - "бесперебойник") - это автоматическое устройство, которое позволяет, в случае исчезновения электричества или несоответствия его параметров допустимых, подключённому к нему оборудованию некоторое время работать от аккумуляторов ИБП (при этом ИБП продолжает подавать питание в пределах допустимых параметров).

ИБП может в себя включать дополнительный источник питания ( например, генератор) или преобразователи тока или напряжения, т.е. также выполнять функции блоков питания. Так, например, при использовании DC UPS EF6012C стандартный блок питания уже не нужен. Этот UPS подключается к сети переменного тока (85-265 В), а на выходе имеем постоянное напряжение 5 / 7.5 / 9 / 12 В (в зависимости от переключателя).

Некоторые UPS могут иметь встроенный контроллер, который в моделях по проще передаёт информацию о состоянии ИБП, а те которые по круче - могут управляется по USB или по сети, например, можно удалённо перезагрузить коммутатор, который не отвечает. На некоторых простых моделях есть контакт, при подаче сигнала на который, например от GSM или LAN контроллера , устройство перегружается.

Типи источников бесперебойного питания

По типу архитектуры (схеме) бесперебойники делятся на:

• резервные (Standby, Off-Line);
• линейно-интерактивные (Line-Interactive);
• непрерывного действия (двойного преобразования) (On-line).

Рассмотрим эти типы ИБП.

Самая простая схема - это резервная (Standby, Off-Line). При нормальной работе питание подаётся на устройство напрямую через пассивные фильтры, которые убирают высоковольтные импульсы, электромагнитные помехи. При пропадании света или выходе параметров питания за пределы нормы - происходит автоматическое переключение на питание от АКБ через инвертор. При появлении электричества - снова питание напрямую.

Следует учесть, что при питании от АКБ форма выходного напряжения несинусоидальная. Бесперебойники, построенные по этой схеме, имеют высокое КПД, не греются, почти бесшумны и в тоже время самые дешёвые, и чаще всего используются для питания домашнего ПК.

Линейно-интерактивная схема (Line-Interactive) подобна резервной. Основное её отличие - это использование на входе ступенчатого стабилизатора (используется автотрансформатор), который позволяет существенно увеличить диапазон входного напряжения, которое считается нормальным. Использование данных UPS рекомендуется в сетях с заниженным (завышенным) напряжением или с постоянными перепадами. Так, например, при напряжении в сети 190 В, бесперебойник по первой схеме может даже и не включится, а по второй будет нормально работать и выдавать нужное напряжение.

Использование автотрансформатора в этой схеме вносит ряд ограничений на использование ИБП, особенно дешёвых представителей. При питании от батареи форма сигнала ещё хуже чем при использовании резервной схемы, а выходная частота может быть значительно выше 50 Гц. Эти источники бесперебойного питания не рекомендуется использовать для питания оборудования, которое имеет асинхронные двигатели (почти вся кухонная и отопительная техника). Данные UPS нормально работают с приборами, которые используют импульсные блоки питания, а это вся компьютерная техника, сетевое оборудование, современные ТВ и т.д., но мы не рекомендуем покупать самые дешёвые такие ИБП, так как некачественные "экземпляры" могут повредить Ваше оборудование.

Следует учесть, что обычно эти бесперебойники тяжёлые и габаритные, поэтому хорошо подойдут в серверной комнате для бесперебойного питания сетевого оборудования. Но для удалённого оборудования, которое находится в небольшом монтажном шкафчике, например, как ИБП для роутера или коммутатора в подъезде (на этаже) многоквартирного дома, это проблематично.

Обе эти схемы имеют время переключения на АКБ и обратно. Это важная характеристика, но в современных UPS оно обычно меньше 12 мс, и оборудование его "не замечает". Но чем меньше это время, тем лучше.

ИБП непрерывного действия или ИБП он-лайн (On-line) используют схему двойного преобразования. Входное напряжение (переменное или постоянное) преобразуется в нужное постоянное напряжение, которое подаётся на зарядку АКБ и на оборудование через обратный преобразователь (инвертор). Параметры входного и выходного напряжению могут совпадать, а могут и отличаться, что позволяет подключать эти источники бесперебойного питания напрямую к устройству без дополнительных блоков питания. Это особенно существенное преимущество этих устройств в местах с ограниченным пространством, например, в монтажных шкафчиках. Примеров такого оборудования есть UPS PowerBank TCS-4000 .

АКБ в ИБП данного типа находится в буфере, что позволяет мгновенно (время переключения равно нулю) переключится на питание от батареи в случае проблем с электричеством. Эти бесперебойники:

• на выходе имеют "правильный" сигнал, что позволяет без проблем запитать любое оборудование, в т.ч. и с двигателями;
• полностью защищают оборудование от проблем в сети, например скачков напряжения, короткого замыкания и других, т.е. являются отличным стабилизатором напряжения.

Но в этих UPS есть и недостатки:

• КПД этих устройств при роботе от сети (80-97%), поэтому немного шумноваты и имеют повышенное тепловыделение;
• стоимость немного выше, чем у предыдущих схем, но она себя оправдывает.

Мы рекомендуем использовать данный тип UPS для модемов, коммутаторов, Wifi роутеров и другого сетевого оборудования.

Основные характеристики ИБП

• выходная мощность ИБП. Может измерятся в вольт-амперах или ваттах. Следует учесть, что в момент включения устройства кратковременная потребляемая мощность может быть в несколько раз больше номинальной, особенно при запуске электродвигателей, лазерных принтеров, поэтому обращайте внимание на пиковую мощность UPS;
• выходное напряжение. Может быть постоянным или переменным, измеряется в вольтах;
• время переключения на питание от АКБ для первых двух типов ИБП. Измеряется в миллисекундах;
• время автономной работы. Зависит от ёмкости батареи и мощности подключённого оборудования. Как пример, на странице DC UPS EF6012C Вы можете посмотреть расчёты. Может измерятся как минутами, так и часами;
• ширина диапазона входного напряжения, при котором бесперебойник будет работать от сети. Чем больше этот диапазон, тем меньше будет изнашиваться батарея;
• срок службы АКБ. Сильно зависит от качества батареи и от напряжения в сети, чем чаще ИБП будет работать от батареи, тем меньше она будет служить. Обычно через 2-3 года значительно теряется её ёмкость;
• функция "холодный старт". Возможность включить устройство через бесперебойник, когда нет сети. Эта функция бывает полезной, особенно для провайдера - нужно установить и проверить, например, коммутатор, а света в доме нет. Ждать пока появится электричество - это тратить время даром. Данная функция позволяет решить эту ситуацию;
• функция "сквозной ноль". Некоторые устройства используют ноль для своих целей. Для сетевого оборудования эта функция не актуальна.

---