отражаются на работе чувствительных электронных устройств и могут привести к самым неприятным последствиям.

Такого рода проблемы решаются с помощью множества защитных приспособлений: разнообразных фильтров, ограничителей напряжения, разрядных устройств, стабилизаторов и, наконец, источников бесперебойного питания (ИБП). Последние обеспечивают защиту от самого широкого спектра неприятностей, возникающих в электросети, причем самыми разнообразными способами. По мере необходимости они используют простейшие средства (фильтры, разрядники, варисторы) и более сложные устройства (преобразователи напряжения, стабилизаторы), составляющие единый комплекс. По сути, ИБП решают две основные задачи:

  • обеспечивают защиту от колебаний параметров напряжения в сети и от возникающих помех с опасными для аппаратуры параметрами;
  • обеспечивают автономную работу аппаратуры при продолжительном отсутствии в сети напряжения.
  • Исходя из этого определяются области применения ИБП: а) системы, решающие ответственные задачи, такие как сбор, обработка и передача информации в режиме реального времени; б) системы, использующие источники энергии с высоким уровнем нестабильности (альтернативная энергетика); в) системы, имеющие резервную систему питания (ИБП выполняют роль буферного источника).

    Сегодня существует огромное разнообразие ИБП, но все они могут быть поделены на два основных класса: статические и динамические. Наиболее широкое распространение получили ИБП первого класса, которые в свою очередь делятся на постоянно включенные (on-line) и резервные (off-line). Существуют также ИБП третьего типа - линейно-интерактивные, или компенсационные (line-interactive), которые занимают промежуточное положение, являясь в принципе резервными устройствами, но по многим характеристикам они приближаются к постоянно включенным источникам.

    Теперь рассмотрим основные функциональные параметры источников бесперебойного питания.

    Выходная мощность (output power) обычно измеряется в вольт-амперах (ВА) или ваттах (Вт). В характеристиках ИБП указывается максимальная мощность, которую система бесперебойного питания способна непрерывно обеспечивать в течение длительного времени.

    Время автономной работы в аварийном режиме или время работы от батарей (back-up time) указывается в минутах или часах. Как правило, приводится либо таблица зависимости времени работы от загрузки ИБП, либо время при нагрузке 100% и 50% от номинальной.

    Номинальное входное напряжение (input voltage) и максимальные отклонения от него характеризуют допустимый диапазон входных напряжений. Эти параметры зависят от наличия схем компенсации и стабилизации, необходимых для работ при пониженном или повышенном сетевом напряжении без использования энергии батарей.

    Время переключения на батареи (transfer time) определяет скорость реакции коммутирующих резервных ИБП. Обычно измеряется в миллисекундах, существенно зависит от нагрузки и иногда может быть значительно выше среднего значения, указанного производителем.

    Частота входного напряжения (input frequency) и допустимые отклонения от номинала указываются в герцах (Гц).

    Коэффициент искажения выходной формы сигнала (THD, total harmonic distortion) выражается в процентах. Чем меньше значение этого параметра, тем ближе форма выходного напряжения к синусоидальной.

    Допустимая перегрузка (overload) обычно задается в процентах по отношению к номинальной выходной мощности. Оговаривается длительность перегрузки, которая приводится в секундах или минутах. Большая величина этого параметра означает высокую устойчивость ИБП при возможных повреждениях питаемых от него устройств или при ошибочном подключении нагрузки мощностью выше номинальной.

    Коэффициент полезного действия (efficiency) характеризует потери энергии при работе устройства.

    Потери мощности (power losses), или показатели тепловыделения, указываются для определенного типа нагрузки. Малое значение этого параметра говорит о высоком коэффициенте полезного действия, экономичности и отсутствии потребности в кондиционировании помещения с системами бесперебойного питания, что важно при использовании мощных ИБП.

    Коэффициент ослабления импульсных помех (spike attenuation) измеряется в децибелах (дБ) или выражается процентным соотношением выходной или входной амплитуды помехи.

    Коэффициент фильтрации шумов (noise rejection) измеряется в децибелах (обычно при этом указывается частотный диапазон шумов). Чем выше коэффициент фильтрации шумов, тем лучше.

    Диапазон рабочих температур (ambient temperature) ИБП составляет, как правило, от 0? до 40? С.

    Относительная влажность воздуха (relative humidity) при отсутствии конденсации чаще всего может достигать 95-97%.

    Уровень акустического шума (audible noise) приводится в децибелах при измерении на расстоянии одного метра от прибора.

    Среди других параметров ИБП наиболее важными являются габариты, масса, число разъемов, их вид, способ подключения нагрузки, тип батарей (срок службы, возможность самостоятельной замены, время подзарядки и т. д.), возможность самотестирования и диагностики прибора при включении.

    То обилие ИБП, которое мы имеем на сегодняшний день, может поставить в тупик любого неискушенного пользователя. Определенного рецепта при выборе ИБП нет, но существуют некие критерии, основываясь на которых можно сделать наиболее верный выбор. Первое, что необходимо определить при покупке ИБП, - обеспечиваемая им мощность, а также время работы в резервном режиме. Кроме того, немаловажны форма выходного сигнала, время переключения и конструкция ИБП.

    Общая мощность определяется как сумма мощностей устройств, которые предполагается подключать к ИБП. Обычно потребляемая мощность указывается на задней панели корпуса каждого устройства. При выборе устройства по этому показателю необходимо иметь определенный запас, который пригодится при наращивании компьютерной системы или расширении сети.

    Время работы от батарей зависит от емкости используемых аккумуляторов и КПД инвертора. Производители, как правило, указывают условия, которым соответствует этот параметр.

    Очень важный параметр ИБП - форма выходного сигнала. В идеале она должна быть строго синусоидальной. Однако чем ближе к синусоиде, тем сложнее устройство и соответственно выше его цена. Недорогие модели ИБП, формирующие выходное напряжение прямоугольной, трапециевидной или другой формы, аппроксимирующей синусоидальную, имеют коэффициент нелинейных искажений (коэффициент гармоник) порядка 43%. В отличие от недорогих изделий у ИБП с синусоидальным выходным напряжением (обычно это постоянно включенные устройства) коэффициент не должен превышать 5%. Коэффициент гармоник необходимо учитывать при наличии в сети устройств с линейными блоками питания, для которых не следует использовать ИБП с несинусоидальным выходным напряжением.

    Время переключения на батарею - параметр, присущий резервным ИБП, - находится, как правило, в диапазоне от 2 до 10 мс, однако в зависимости от характера нагрузки переходный процесс может длиться более продолжительное время, что чревато возникновением разного рода проблем.

    С точки зрения исполнения существуют ИБП трех основных видов.

    ИБП, встраиваемые в компьютер. Представляют собой отдельную плату, устанавливаемую в свободный разъем расширения, или блок, вставляемый в стандартный 5-дюймовый отсек. Возможности таких устройств ограничены, а их установка требует определенной квалификации.

    ИБП стандартного исполнения. Это отдельная законченная конструкция, состоящая из одного или нескольких модулей. Самый распространенный вариант ИБП.

    ИБП промышленного исполнения. Устройства различных конструкций; устанавливаются высококвалифицированными сертифицированными специалистами.


    Неполадки в электросети

    Виды сбоев
    Последствия
    Выбросы напряжения (power surges)
    Сброс оперативной памяти. Возникновение ошибок. Выход из строя аппаратуры. Мерцание освещения
    Высоковольтные пики (high voltage spikes)
    Сброс оперативной памяти. Выход из строя элементов аппаратуры
    Спады напряжения (power sags)
    Сброс оперативной памяти. Возникновение ошибок. Выход из строя аппаратуры. Мерцание экрана
    Высокочастотный шум (electrical line noise)
    Возникновение ошибок. Сброс оперативной памяти. Зависание компьютера. Выход из строя накопителей
    Выбег частоты (frequency variations)
    Зависание компьютера. Выход из строя накопителей. Программные сбои. Потеря данных
    Подсадка напряжения (brownouts)
    Потеря данных. Выход из строя аппаратуры
    Пропадание напряжения (blackouts)
    Потеря данных. Выход из строя аппаратуры
    659