Основне призначення джерела безперебійного живлення (ІБП) для захисту комп’ютерної техніки

Основне призначення джерела безперебійного живлення (ІБП) – тимчасово забезпечити харчування апаратури при перебоях в подачі електроенергії. Підключати через ДБЖ комп’ютери прийнято повсюдно. Правда, для багатьох користувачів це є свого роду «правилом хорошого тону», а практичний сенс даного ритуалу від них вислизає. «Ну, ДБЖ захищає комп’ютер від стрибків напруги …». Спробуємо розібратися: що, від чого і як захищає джерело безперебійного живлення?
За внутрішньою будовою і логікою роботи все ДБЖ діляться на три класи: пасивні, лінійно-інтерактивні і ДБЖ з подвійним перетворенням. Відповідно, вони в різній мірі справляються з подіями в електромережі і відносяться до різних цінових категорій.

пасивні (Stand-by, VFD, back-UPS, резервні) джерела – найпростіші і дешеві. У них схема харчування від акумулятора зазвичай вимкнена, і запускається тільки при пропажі напруги в електромережі. Час перемикання з роботи від мережі на роботу від батареї становить десяті частки секунди, а вихідний сигнал при роботі від акумулятора помітно відрізняється від «правильної» синусоїди. Як правило, на вході таких ІБП встановлені найпростіший фільтр перешкод і швидкодіючий запобіжник. Перший частково згладжує імпульсні перешкоди, а другий повинен спрацювати при значному підвищенні напруги в електромережі. Пасивні ДБЖ призначені для харчування домашніх і офісних ПК. Невеликий «провал» вихідної напруги в момент переключення на акумулятор комп’ютерним блокам живлення не страшний.

Лінійно-інтерактивні (Line-interactive, VI, Smart-UPS) ДБЖ відрізняються тим, що в них схема харчування від акумулятора включена постійно. При зникненні напруги на вході «бесперебойніка» його вихідні розетки майже моментально перемикаються на внутрішній перетворювач – для питомих пристроїв цей перехід практично непомітний. Крім того, багато лінійно-інтерактивні ДБЖ здатні автоматично підтримувати вихідна напруга 220 В. Робиться це двома способами.

Поки напруга мережі знаходиться в межах від 175 до 275 В, спрацьовує механізм AVR (Automatic Voltage Regulation, авторегулятор напруги). При відхиленні вхідної напруги на величину від 10 до 25% нижче номіналу ДБЖ підвищує напругу на виході на 15%. При відхиленні вхідної напруги на величину від 10 до 25% вище номіналу ДБЖ знижує напругу на 15%. Якщо напруга мережі виходить за граничні значення, лінійно-інтерактивний ДБЖ перемикається на живлення від акумулятора. У цьому режимі він продовжує працювати, поки або напруга в мережі не повернеться до норми, або акумулятор не розрядиться. Однак такі ДБЖ не варто розглядати як стабілізатори напруги. Режим «стабілізації» у них вимушений і короткочасний!

В ДБЖ з подвійним перетворенням (Double conversion, VFI, Online-UPS) напруга на вихід весь час видається від перетворювача, перетворювач постійно працює від акумулятора, а акумулятор безперервно заряджається від мережі. Фактично вхід і вихід ДБЖ гальванически ізольовані один від одного, а на вихід надходить стабілізовану напругу. Це найнадійніша, але разом з тим і неекономічна схема. Сам ДБЖ виходить дорогим, великим і важким, перетворювач сильно нагрівається і вимагає охолодження вентилятором, а втрати енергії в ході перетворення складають десятки відсотків.

ДБЖ з подвійним перетворенням використовують тільки для харчування серверів і комп’ютерів в критично важливих випадках. У широкий продаж такі моделі надходять рідко – зазвичай їх поставляють під замовлення. Швидше за все, для харчування робітників комп’ютерів ви придбаєте пасивні, максимум, лінійно-інтерактивні ДБЖ.

Потужність джерел безперебійного живлення прийнято вказувати в вольт-амперах (VA, ВА). Щоб перевести ці значення в більш звичні вати (Вт), потрібно помножити потужність у вольт-амперах на коефіцієнт 0,6. Наприклад, ДБЖ з характеристикою потужності 600 ВА забезпечить харчуванням техніку з максимальним споживанням всмоктування 360 Вт. Якщо дати більше навантаження, спрацює захист по струму, і «бесперебойник» відключиться. На практиці бажано передбачити близько 30% запасу по потужності. Таким чином, найбільш поширені ДБЖ на 600 або 650 ВА підходять для живлення комп’ютера з реальним споживанням 200-250 Вт і монітора, який забирає ще близько 30-60 Вт.

Якщо розстановка комп’ютерів в приміщенні дозволяє, вигідніше використовувати один потужний ДБЖ замість кількох маленьких. На два офісних комп’ютера буде потрібно «бесперебойник» потужністю близько 1000 ВА. Для харчування трьох комп’ютерів, що стоять поруч, досить одного джерела потужністю близько 1400 ВА.

Так от чого ж захищає ДБЖ?

З обмеженням імпульсних перешкод від мережі непогано справляються і фільтри в блоці живлення комп’ютера і монітора. Проте два фільтра краще, ніж один! Захист від перенапруги теж важлива. Якщо, наприклад, отгоріт нульовий провід в щитку, в розетці може виявитися напруга майже 380 В. В блоках живлення комп’ютерів і моніторів в такому випадку зазвичай згоряють варистори і запобіжники. Ремонт копійчаний, але вимагає часу. За ідеєю, ДБЖ повинен відреагувати на кидок напруги раніше, ніж згорять запобіжники в підключеної до нього техніці.

Однак на перше місце виходить захист даних. Якщо комп’ютер працює аварійно відключається, вся незбережену інформацію пропадає. ДБЖ дозволяє або зберегти відкриті документи і коректно завершити роботу, або перевести комп’ютер в сплячий режим. Вручну зберегти документи найпростіше. Переходячи на харчування від батарей, ДБЖ починає голосно пищати. Раз почули таке попередження – перевірте, чи всі збережено. Далі дивіться по обстановці: або просто вимкніть комп’ютер, або переведіть його в сплячий режим.

Щоб задіяти автоматику, необхідно з’єднати контрольний порт (USB або RS-232, в залежності від моделі) джерела безперебійного живлення з комп’ютером сигнальним кабелем і встановити на комп’ютері необхідне програмне забезпечення. На жаль, про таку можливість багато користувачів навіть не підозрюють! Роботою ДБЖ управляє вбудований мікроконтролер. Його мікропрограма (прошивка) постійно відстежує напруги і струми в зовнішніх ланцюгах, при включенні і періодично під час роботи виконує тестування електроніки і батареї. Вона ж видає в контрольний порт відомості про поточний режим роботи, стан компонентів ДБЖ. По кабелю ці дані надходять в комп’ютер, де їх обробляє програма моніторингу.

Для роботи з ДБЖ доцільно використовувати ту програму, яку пропонує його виробник. Наприклад, для APC (www.apc.com) це програма Power-Chute, для Ippon (www.ippon.ru) – WinPower2009 і Ippon Monitor і т. Д. Програму можна встановити з диска, що йде в комплекті, але краще скачати найбільш свіжу її версію з сайту виробника.

У налаштуваннях програми потрібно задати параметри автоматичного вимкнення. Як правило, на вибір пропонується два варіанти: або вимкнути комп’ютер через певний час після переходу на резервне живлення, або зробити це за якийсь час до передбачуваного повного розряду батарей.

Скільки часу «бесперебойник» здатний пропрацювати від акумулятора?

Це залежить від ємності батареї і споживаної потужності. У більшості масових моделей встановлено один акумулятор напругою 12 В і місткістю 7 Ач. Теоретично ДБЖ з таким акумулятором володіє запасом енергії близько 80 Ватт-годин. Попросту кажучи, він повинен живити навантаження потужністю 80 Вт приблизно 1 годину, 160 Вт – півгодини, 300 Вт – приблизно 15 хв і т. Д. Реально, з урахуванням втрат на перетворення, цей час приблизно вдвічі менше.

У джерелах потужністю понад 800 ВА зазвичай встановлені два таких же акумулятора або один, але більшої місткості. Таблиці або калькулятори для визначення часу автономної роботи при різному навантаженні для різних моделей наводяться на сайтах виробників. Однак «навскидку» можна прийняти, що будь-яка модель зможе живити навантаження номінальною для себе потужності протягом приблизно 5-15 хв. Якщо потрібно забезпечити достатньо довгий живлення комп’ютера від акумуляторів, краще взяти ДБЖ великої потужності з ємними батареями. Працювати він буде всього на третину або чверть номінальної потужності. Зате таке навантаження, низьку для себе, він зможе забезпечувати енергією півгодини і довше.

Мережевого обладнання (комутаторів, маршрутизаторів, NAS) безперебійне живлення теж корисно. В іншому випадку при відключенні енергії мережу відразу ж «впаде», а документи, відкриті з мережевих папок, зберегти не вдасться. Живити комутатор ви можете від ДБЖ найближчого до нього робочого місця, хоча правильніше поставити для цього окремий «бесперебойник» невеликої потужності.

Термін служби акумулятора обмежений. У міру роботи його ємність неухильно знижується і через 3-5 років експлуатації падає майже до нуля. Ще до того, як індикатор на ДБЖ сигналізує про необхідність заміни батареї, стає помітно, що акумулятор перестає «тримати заряд». З кожним разом час автономної роботи скорочується. В принципі, для збереження документів і коректного вимикання комп’ютера досить пари хвилин. Коли ДБЖ починає відключатися ще раніше, батарею однозначно пора міняти.

Замінити батарею нескладно. У популярних ДБЖ марки APC і деяких інших акумулятор знаходиться під знімним люком або кришкою. Щоб дістатися до акумулятора в ДБЖ марки Ippon, SVEN і подібних до них за конструкцією, необхідно вивернути чотири гвинти на днище і роз’єднати половинки корпусу. В інструкції і на офіційному сайті ви навряд чи зустрінете опис самостійного розбирання і заміни: як і виробники принтерів, виробники ДБЖ значну частку доходів отримують від продажу «оригінальних» батарей з установкою їх в авторизованих СЦ.

Проте майже в усіх комп’ютерних магазинах продаються герметичні свинцево-кислотні акумулятори найбільш ходових типорозмірів. Марка і виробник ролі не грають: це цілком стандартні вироби. Попередньо відкрийте свій «бесперебойник» і з’ясуйте, яка батарея в ньому встановлена. Для більшості ІБП «офісного класу» (500-700 ВА) підходять батареї з маркуванням 12V 7Ah розмірами 151 × 94 × 65 мм. Встановлюючи новий акумулятор, постарайтеся щільно одягнути клеми на контактні пелюстки батареї. Якщо клеми ослабли, їх можна акуратно піджати плоскогубцями.

Після установки батареї ДБЖ бажано відкалібрувати, щоб його мікропрограма оцінила і запам’ятала параметри нового акумулятора. Спробуйте повністю зарядити батарею протягом доби. Після цього вийміть вилку з розетки, щоб ДБЖ перейшов на автономне живлення. Дайте батареї повністю розрядитися, поки «бесперебойник» не відключиться сам. Як навантаження краще використовувати не комп’ютер (хоча в крайньому випадку і це допустимо), а кілька лампочок загальною потужністю близько 300 Вт. Потім знову підключіть до мережі і включіть ДБЖ – нехай батарея зарядиться, а пристрій продовжить роботу в штатному режимі. Крім калібрування пристрою в цілому така процедура є і «тренуванням» акумулятора. Після повного циклу «розряду – заряду» батарея починає максимально використовувати свою ємність.

Навіщо на багатьох ДБЖ зроблені телефонні (RJ-11) і мережеві (RJ-45) розетки?

Ні телефон, ні локальна мережа «бесперебойніка» не потрібні за визначенням. Просто в якості «бонусу» в одному корпусі з пристроєм встановлені прохідні фільтри імпульсних перешкод для телефонної лінії і мережі. З’єднайте одне гніздо з телефонною розеткою на стіні, а в інше включите телефон. Якщо в телефонній лінії виникне високовольтна наводка, наприклад, під час грози, фільтр згладить кидок напруги і захистить телефон.

Ссылка на основную публикацию