Не все знают об этом, что при выборе ИБП, предназначенного для домашней автоматизации и аварийного резервного питания оборудования RTV, мы должны обращать внимание на другие параметры, чем в случае источников бесперебойного питания для компьютерной техники. Давайте посмотрим, как купить ИБП для этих несколько необычных задач.
Проще говоря, ИБП — это устройство, основной функцией которого является бесперебойная подача электронных и электрических устройств. В случае перебоя в питании ИБП значительно снижает риск прерывания работы критически важного оборудования, такого как серверы, компьютеры или системы домашней автоматизации, а также исключает вероятность повреждения дорогостоящего электронного оборудования, включая телевизоры 4K или высококачественное аудиооборудование, внезапным потеря мощности. Время поддержки ИБП обычно составляет от нескольких минут для небольших источников бесперебойного питания до нескольких десятков часов в случае современных промышленных систем. Конечно, это время зависит, прежде всего, от нагрузки на ИБП и от емкости батарей, использованных для его создания.
Конструкция ИБП
Каждый источник бесперебойного питания, доступный в магазинах, оснащен предварительным фильтром, который устраняет помехи от электросети, а также преобразователем переменного тока в постоянный (выпрямитель) и преобразователем постоянного тока в переменный (инвертор). Выпрямитель предназначен для выпрямления тока, используемого для зарядки батарей, а инвертор генерирует переменный ток на основе постоянного напряжения, подаваемого батареей. В случае сбоя питания электронная схема ИБП переключится на работу от батареи. Конечно, такое описание не является полным, но вскоре мы продолжим его и сделаем его более конкретным.
Самый дешевый и самый простой тип ИБП практически не слышен о автономных ИБП. Их возможности обычно ограничиваются фильтрацией и коррекцией в небольшой степени (± 5%) параметров напряжения питания, поскольку в них отсутствует электронный модуль AVR (Automatic Voltage Regulator), о котором в данный момент. Когда установленные пороги напряжения исчезают или превышают — нижнее напряжение около 175 В и верхнее напряжение около 270 В — питание от батареи активируется. Активация такого ИБП происходит через несколько-несколько миллисекунд, но этого времени достаточно для поддержания работы импульсных источников питания, которые выдерживают перебои в питании от 20 до 60 мс.
Линейно-интерактивный или автономный
Вторая, самая многочисленная группа источников питания — это линейно-интерактивные устройства. На самом деле это автономный источник питания, в котором электроника дополнительно проверяет частоту напряжения и угол сдвига фаз, что обеспечивает более быструю синхронизацию инвертора с сетью и позволяет обеспечить стабильное напряжение питания на выходе. Линейно-интерактивные источники питания отличаются встроенным модулем AVR, благодаря которому они могут увеличивать или уменьшать напряжение питания в диапазоне от 140-150 В до примерно 270 В без необходимости переключения в режим работы от батареи. Эти источники питания благодаря синхронизации инвертора также характеризуются очень коротким временем переключения, обычно от 2 до 7 мс.
Стоит помнить, что, хотя линейно-интерактивные ИБП очень хорошо подходят для питания RTV и аудиоустройств среднего класса, их использование в системах домашней автоматизации не столь очевидно и сильно зависит от используемых устройств. Это связано с тем, что некоторые системы домашней автоматизации, а также медицинские приборы чрезвычайно чувствительны к небольшим перебоям в электроснабжении, продолжающимся несколько миллисекунд. Несмотря на то, что на практике время переключения составляет до 5-7 мс, система автоматического управления отоплением или котлами может просто зависнуть в такой ситуации.
Последняя группа источников питания — это онлайновые источники питания. Их характерной особенностью является то, что выпрямитель инвертора постоянно «связан» друг с другом и работает непрерывно. Это означает, что при нормальной работе ток, подаваемый на приемники, не поступает из электрической розетки, как в автономных и линейно-интерактивных источниках питания, а всегда генерируется инвертором ИБП. Другими словами, оборудование, подключенное к ИБП онлайн, получает стабильное напряжение с фиксированными параметрами. Как вы можете догадаться, он-лайн источники питания имеют нулевое время переключения. Последняя версия онлайновых источников питания — это источники питания с дельта-преобразованием, которые имеют гораздо более высокую эффективность.
Источники питания серии ИБП Eaton EX — это оборудование этого типа. Онлайновые источники питания предназначены для бесперебойного питания серверов, систем хранения данных, критически важного сетевого оборудования, VoIP-телефонии, медицинского оборудования, промышленной и домашней автоматизации, особенно для управления котлами.
Модуль AVR
Теперь перейдем к модулю автоматического регулятора напряжения AVR. Его задача — регулировать входное напряжение таким образом, чтобы выход получал 230 В с заданными параметрами, независимо от того, что происходит на входе ИБП. Другими словами, в случае повышенного или пониженного напряжения источник бесперебойного питания может, без переключения в режим батареи, постоянно корректировать его так, чтобы выдавалось номинальное напряжение питания. Стоит отметить, что модуль AVR улучшает не форму синусоидальной волны, а только среднеквадратичное напряжение. Тем не менее, он может регулировать выходную частоту в некоторой степени.
Стоит обратить внимание на дисплей на передней панели корпуса блока питания. Он имеет огромное преимущество перед диодами, используемыми в более дешевых моделях ИБП. Лучшие источники питания оснащены цифровыми модулями AVR, которые информируют пользователя через дисплей не только о входных и выходных напряжениях и частотах, но и об общей мощности, выраженной в ваттах и вольт-камерах устройств, подключенных к источнику питания, выраженных в процентах от общей нагрузки, перегрузок и также о предполагаемом сроке службы батареи для данной нагрузки или режима работы модуля AVR. Этот тип функций отображения, среди прочего, ИБП Eaton Ellipse серии PRO.
синусоидальный
Очень важным параметром является форма синусоидальной волны, генерируемой ИБП. Форма синусоиды зависит от инвертора, используемого в источнике питания, и чем ближе он к реальной синусоиде, тем лучше. На практике источники бесперебойного питания генерируют прямоугольный сигнал на выходе, который в большей или меньшей степени напоминает синусоиду. Такой сигнал достаточен для импульсного источника питания компьютера, но не обязательно для домашней автоматизации или дорогого RTV и аудиооборудования.
Стоит помнить, что в источниках питания более низкого класса мы обычно имеем дело с так называемыми модифицированная ступенчатая волна или синусоида или улучшенная версия прямоугольной формы — этот тип ИБП абсолютно не подходит для питания домашней автоматизации и оборудования RTV. Лучшие источники питания имеют так называемые Ступенчатый синус или приблизительный синус, то есть форма волны достаточно близка к синусу. Этот тип сигнала уже принят большинством оборудования RTV, например, ЖК-телевизорами среднего класса или аудиовышками. Лучшие ИБП имеют настоящий синусоидальный выход, также называемый чистой или полной синусоидальной волной, то есть просто синусоидальной формы волны, как в электрической розетке. Это единственный приемлемый выбор для аварийного питания аудиооборудования высокого класса (так называемого аудиофильского оборудования), дорогих телевизоров и домашней автоматизации.
Выбор мощности
Основным техническим параметром, которым характеризуются ИБП, является их выходная мощность, которая определяет, какую нагрузку можно подключить к данному источнику бесперебойного питания. Поэтому, во-первых, это сумма номинальной мощности (приведенная в инструкциях или на табличках) всех устройств, подключенных к источнику бесперебойного питания. Если предоставленный источник питания имеет только максимальную мощность, выраженную в вольт-амперах (что очень редко в настоящее время), то мы должны рассчитать ее самостоятельно. Для этого полученная сумма в ваттах умножается на 1,4, что является обратным коэффициентом мощности 0,7. К полученному значению, независимо от того, выражено ли оно в ваттах или в вольт-амперах, мы прибавляем приблизительно 20% акций (то есть умножаем их на 1,2), а в случае домашней автоматизации на 30-40%. Для циркуляционных насосов это значение должно быть увеличено до 70-80%.
Рассчитанная таким образом минимальная мощность источника бесперебойного питания гарантирует нам, что напряжение будет поддерживаться в течение 5-10 минут, что достаточно для отключения устройств, подключенных к ИБП. Увеличение мощности, которую может обеспечить ИБП, увеличивает срок службы защищаемых устройств от источника бесперебойного питания. В случае автоматизации печи, включая циркуляционные насосы, которые в случае сбоя питания должны работать в течение нескольких часов, ИБП мощностью 1500 ВА (например, Eaton 9SX1500I) представляется минимальным. Современные ИБП с электронным управлением и ЖК-дисплеем очень хорошо оценивают срок службы батареи при данной нагрузке. Обратим внимание на то, о чем нам сообщает источник бесперебойного питания.
Одной из наиболее интересных серий блоков питания, которые идеально вписываются в идею цифрового, умного дома, являются модели из только что упомянутого семейства 9SX, которое включает в себя девять онлайновых моделей (в том числе пять в версии Tower и четыре в стойке) с мощностью от 0,7 до 3 кВА, то есть практически весь спектр приложений, необходимых для управления умным домом. Например, самая маленькая из наших серий ИБП, рассчитанная на 700 ВА, модель 9SX700I, протестированная нами, работает на 70% нагрузки в течение 11 минут и 14 секунд и при полной нагрузке до 7 минут и 17 секунд, что указывает на ее сервер происхождение.
Интересно, что шесть резервных разъемов разделены на два блока, по три разъема в каждом, питание которых можно включать и выключать с панели управления или программного обеспечения. Это решение, которое позволяет вам управлять выходными сокетами, обычно встречается в гораздо более дорогих моделях, используемых в центрах обработки данных. Графический ЖК-дисплей с подсветкой позволяет полностью контролировать устройства серии Eaton 9SX. Пользователь имеет полную и подробную информацию о параметрах работы блока питания и его нагрузке. Приведены входные и выходные значения напряжений, частот и данных об общей нагрузке в процентах, ваттах и вольт-амперах. Также возможно заблокировать дисплей от посторонних лиц с четырехзначным кодом. На этом этапе стоит отметить, что в семействе 9SX также доступны более крупные модели с мощностью от 5 до 11 кВА, что будет замечательно не только в умном доме, но и в небольшой производственной компании, использующей устройства промышленной автоматизации.
Что запомнить или резюме
Выбирая источник бесперебойного питания для систем домашней автоматизации, мы должны ограничить выбор он-лайн моделями с полной синусоидальной волной. Важно отметить, что устройство должно иметь минимальную мощность 1500 ВА. Также этот тип источника питания, но он может иметь меньшую мощность, должен использоваться для поддержания напряжения в аудиоустройствах высокого аудиофильного класса. Это связано с тем, что любое нарушение питания, и, следовательно, также не полная синусоида, искажает звук, генерируемый этим оборудованием, что недопустимо для требовательных слушателей, преследующих каждую ноту.
Для стандартного оборудования RTV достаточно линейно-интерактивного источника питания, но чем лучше синусоида, тем лучше. Источники питания для поддержки звукового оборудования не должны быть сильными, потому что современное оборудование RTV не потребляет много энергии. Можно также подумать о моделях ИБП с не только розетками с полной поддержкой напряжения, но и с несколькими отфильтрованными розетками. К ним мы можем подключить электронное оборудование, чувствительное к помехам от электросети (ток будет отфильтрован), которое, однако, нам не нужно защищать от перебоев в электроснабжении. Серия этого типа, а также другие ИБП, можно найти в предложении Eaton .
Марчин Беньковски
