Imagesforyou.ru

IMG FOR YOU — ИНТЕРЬЕРНАЯ ФОТОСТУДИЯ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Источники бесперебойного питания; разновидности и принципы

Источники бесперебойного питания – разновидности и принципы

В статье рассмотрены виды ИБП, принципы работы ИБП, а также приведены реальные осциллограммы напряжений на выходе.

Для начала – немного общей терминологии. Источники бесперебойного питания (сокращенно – ИБП) у нас так же называют UPS, от английского сокращения Uninterruptable Power Supply (беспрерывный источник питания). Поэтому говорят и УПС (UPS) и ИБП, кому как удобнее. Я в статье буду называть и так, и эдак.

ИБП APC (American Power Conversion) — что это за бренд

В 1981 году три выпускника Массачусетского технологического института основали и начали разработки в American Power Conversion. Они начинали с преобразования солнечной энергии в электрическую, но по экономическим причинам компания направила свои усилия на создание приборов для защиты электропитания. Первая модель поступила в продажу в 1984 году.

Продукция АРС пользуется успехом на российском рынке. Она полностью сертифицирована, соответствует всем стандартам качества и имеет множество наград.

Хотя компания известна как производитель UPS для компьютеров и периферии, ее продукцией являются также системы прецизионного кондиционирования, стоечные системы, средства физической безопасности, программно-аппаратный комплекс InfraStruXure.

Преимущества и недостатки

Источник бесперебойного питания арс всегда находится в топе продаж, его преимущества объясняют эту популярность. Стоит отметить положительные качества:

  • Большой срок эксплуатации.
  • Подключение через USB вход.
  • Гарантированное качество сборки обеспечивает повышенный уровень надежности.
  • Защита локальных сетей и телефонных линий от перепадов напряжения.
  • Быстрое переключение на работу от ибп апс.

Недостатком можно считать высокую стоимость, по сравнению с аналогичными устройствами от других производителей.

Кроме этого постоянная работа ИБН приводит к нагреву устройств и необходимости охлаждения, это приводит к шуму и дискомфорту от него.

Разные модели имеют свои показатели. Например, ибп арс back ups в исполнении 650va при полной нагрузке держит напряжение не больше 3 минут. Однако за это время можно спокойно в рабочем режиме сохранить все необходимые процессы на компьютере и выключить его.

Рассмотрим APS Back-UPS подробнее

Существует несколько модификаций, они имеют префиксы: CS, RS и Pro.

APS Back-UPS

Отличаются некоторыми техническими характеристиками, но на выходе имеют напряжение 230 В. Отзывы в основном положительные, однако почти все отмечают, что через год после гарантийного периода устройство выходит из строя. Отмечается хорошее сочетание цены и качества. Имеет 4 компьютерные розетки, встроенный стабилизатор и многоразовый предохранитель. Позволяет завершить на компьютере все начатые работы и выключить его в штатном режиме. Три розетки используют для подключения непосредственно к батарее, а четвертая служит для подключения устройства не нуждающегося в постоянном питании, это могут быть принтер или сканер. Этот разъем подключен только к стабилизатору напряжения.

ИБП АРС оснащен также разъемами для защиты телефонной сети. Прилагаются инструкция и диск с программным обеспечением. В инструкции все приемы работы подробно описаны и приведена схема расположения компонентов.

Специального обслуживания не требует, батарею легко можно заменить самому пользователю. При скачках напряжения или отключении электричества предусмотрены сигналы, как звуковые, так и световые.

Защита от перепадов напряжения помогает выравнивать напряжение и подавать его на подключенное устройство, защищая его от скачков напряжения.

В наличии также ключ аккумулятора. Это вилка с плоскими контактами. Она необходима для активации батареи, ее зарядки при включении в сеть.

Изначально она вынута, это предотвращает цикл разрядки батареи, тем самым увеличивается срок ее службы. Следует воткнуть ключ в разъем, включить ИБП и начать процесс зарядки, он достигает в первый раз до 22 часов.

Версия PRO создана для тех, кто хочет, чтобы без напряжения их компьютер работал еще как можно дольше. В режиме полной нагрузки это время составляет около 6 минут, а при частичной нагрузке достигает 14-15 минут.

Она технически почти не отличается от остальных версий, но имеет более емкий аккумулятор.

Читайте так же:
Гнездо для микрофона в ноутбуке

Тактико-технические характеристики

К ИБП APC Smart-UPS 1500 у потенциальных покупателей непременно возникнут вопросы не только относительно цены, а и по поводу большого веса – 25 килограмм в полной комплектации для небольшого устройства действительно много. Буквально половину весят аккумуляторные батареи (свинцово-кислотные – как в автомобиле), да и качественный трансформатор внутри корпуса совсем не лёгкий.

APC Smart-UPS 1500 батарея

Что касается технических характеристик, то здесь придраться не к чему. Время зарядки батарей с нуля составляет 3 часа. Одного заряда хватает на 7 минут (при потреблении 800-980 Ватт). При меньших нагрузках (350-600 Вт) ИБП способен поддерживать бесперебойное питание 20-40 минут. Что касается перегрузки (1200 Ватт), то здесь устройство способно проработать порядка 2-3 минут. Диапазон входного напряжения от сети составляет 160-286 Вольт, а импульсная защита составляет 480 Джоулей.

Data interfaces [ edit ]

As a way to provide UPS management, monitoring and automatic shutdown of attached equipment, all Smart-UPS models include at least one serial data interface (RS-232 or USB), while most models also have at least one SmartSlot expansion port, with the larger (and in many cases older) Smart-UPS models supporting two SmartSlots. Availability of more SmartSlots in a single Smart-UPS unit can be achieved via expansion modules such as the AP9600 and AP9604 models. [6] [7] Installing an add-on card into a SmartSlot will provide the UPS with additional features, capable beyond the default serial data interface.

Early SmartSlot cards, such as the AP9605, provide SNMP functionality and Telnet access. [8] The AP9606 and later cards add a web interface that can be used to configure and administer the UPS, as well as email-based alerting. The AP9617 and newer cards add 10/100Base-T connectivity, Secure HTTP, Secure Shell (SSH), RADIUS, SNMP Version 3, PCNS and syslog functionalities. [9] The AP9612, AP9618, AP9619 and AP9631 models provide environmental monitoring when used together with APC temperature/humidity probes. [10] [11] [12] The AP9618 model also provides out-of-band management via a modem connection in case the 10/100 Ethernet connection is down.

SmartSlot cards remain powered by the battery even when the UPS is switched off, allowing the UPS to be remotely cold-started even in a power loss situation (presuming the network infrastructure is still powered up and functioning). The cards will also continue to work for a short while after the UPS has been switched off either manually or due to a low battery condition. [ citation needed ]

Beginning with the 2009 release of the SMT models (and later SMX and SURTD models), the old RS-232 data interface (a serial port with DB-9 connector) has been replaced with a 10-pin RJ50 socket and an RJ50-to-DB-9 cable connecting to the protected computer’s serial port (together with a standard USB interface [13] ). Also, SmartSlot interface has been electrically modified in a backward-incompatible way and appropriately keyed mechanically. As stated by APC, «the new connection arrangement denotes the new signalling systems.» [ citation needed ] These new serial and SmartSlot interfaces use the new Microlink signalling protocol which, unlike the previous APC protocol UPSLINK, as of April 2015 [update] has not been publicly documented. However, using the new AP9620 interface card, users are able to add support for the previous signalling protocol to the newer SMT and SMX models. Addition of this card makes the current models backwards compatible with older software built for the older Smart-UPS series.

Читайте так же:
Блок питания для компьютера своими руками схема

As of August 2013 [update] , an additional option has been made available in form of new firmware for certain SMT and SURTD models, adding publicly documented Modbus signalling capability to the proprietary Microlink protocol, allowing third-party developers to support UPS signalling and control on the newer Smart-UPS series. [14] [15]

SmartSlot card models [ edit ]

In late 2009, with the release of the SMT and SMX product lines, SmartSlot was migrated to a new communications platform utilizing the APC Microlink protocol. Both electrical and mechanical (slot keying) properties of the new SmartSlot make older SmartSlot cards incompatible with current Smart-UPS models. [16] For example, current (as of April 2015 [update] ) Smart-UPS model SMT1500 is compatible only with AP9613, AP9620, AP9630 and AP9631 SmartSlot cards. [17]

This new card/slot design is referred-to as «Network Management Card 2» or NMC2. However, most NMC2 cards (including AP9613, AP9630 and AP9631) are backward compatible with older Smart-UPS models. [18]

In 2019, APC released Network Management Card 3 or NMC3 (AP9640/AP9641), superseding NMC2 cards. NMC 3 offers enhanced security (Security chip onboard), faster communication (1000BASE/T) and increased space for data and event logs. [19]

Замена батарей UPS

замена батареи ИБП/UPS

Наиболее частой поломкой источника бесперебойного питания является выход из строя аккумуляторов. В этих аппаратах производим замену батареи с калибровкой. В ИБП установлены герметичные свинцовые аккумуляторы, которые не обслуживаются. Срок службы батареи ИБП от трех до пяти лет — значительно меньше срока службы электроники. Поэтому заменять батареи приходится гораздо чаще, чем ремонтировать электронику. В разных ИБП могут быть разные типы аккумуляторов по напряжению, емкости и разное количество. Поэтому для того, чтобы узнать цену, позвоните нам и скажите модель аппарата. Мы назовем вам стоимость ремонта.

Пример цены ремонта с заменой аккумуляторной батареи. В аппарате установлена одна батарея на 7 ВА. Стоимость замены АКБ составит 1600 рублей.

Стоимость ремонта ИБП в Москве
при замене аккумуляторов
Количество
батарей
Тип батареиЦена
замены руб.
112В 7.2Аh1700
212В 7.2Аh3500
112В 9Аh2100
212В 9Аh4200
112В 12Аh2600
112В 17Аh3300

На батарею предоставляется гарантия 6 мес.
ремонт ИБП

Ремонт источника бесперебойного питания обойдется гораздо дешевле, чем покупка нового устройства. Надежность не изменится, потому что она определяется надежностью батареи. Ремонт ИБП в Москве выполняем только в нашей мастерской.

При ремонте батарейного блока рекомендуем заменять все аккумуляторы сразу. Хотя часть из них может быть работоспособна. Даже если аккумулятор имеет нормальное напряжение и достаточную емкость. Но внутреннее сопротивление может быть значительно выше, чем у новых батарей. Из-за этого возможен разрыв батареи !

Конструкция и ремонт источников бесперебойного питания фирмы АРС (часть 2)

Конструкция и ремонт источников бесперебойного питания фирмы АРСК ИБП класса Off-line фирмы АРС относятся модели Back-UPS. ИБП этого класса отличаются низкой стоимостью и предназначены для защиты персональных компьютеров, рабочих станций, сетевого оборудования, торговых и кассовых терминалов. Мощность выпускаемых моделей Back-UPS от 250 до 1250 ВА. Основные технические данные наиболее распространенных моделей ИБП представлены в табл.1.

Читайте так же:
В контакте мобильная версия для компьютера

Таблица 1. Основные технические данные ИБп класса Back-UPS

МодельBK250IBK400IBK600I
Номинальное входное напряжение, В220…240
Номинальная частота сети, Гц50
Энергия поглощаемых выбросов, Дж320
Пиковый ток выбросов, А6500
Пропущенные в нормальном режиме значения выбросов напряжения по тесту IEEE 587 Cat. A 6kVA, %<1
Напряжение переключения, В166…196
Выходное напряжение при работе от аккумуляторов, В225 ± 5%
Выходная частота при работе от аккумуляторов, Гц50 ± 3%
Максимальная мощность, ВА (Вт)250(170)400(250)600(400)
Коэффициент мощности0,5. ..1,0
Пик-фактор<5
Номинальное время переключения, мс5
Количество аккумуляторов х напряжение, В2×61×122×6
Емкость аккумуляторов, Ач4710
Время 90-% подзарядки после разрядки до 50%, час6710
Акустический шум на расстоянии 91 см от устройства, дБ<40
Время работы ИБП на полную мощность, мин>5
Максимальные габариты (В х Ш х Г), мм168x119x361
Вес, кг5,49,511,3

Индекс «I» (International) в названиях моделей ИБп означает, что модели рассчитаны на входное напряжение 230 В, В устройствах установлены герметичные свинцовые не обслуживаемые аккумуляторы со сроком службы 3…5 лет по стандарту Euro Bat. Все модели оснащены фильтрами-ограничителями, подавляющими скачки и высокочастотные помехи сетевого напряжения. Устройства подают соответствующие звуковые сигналы при пропадании входного напряжения, разрядке аккумуляторов и перегрузке. Пороговое значение напряжения сети, ниже которого ИБп переходит на работу от аккумуляторов, устанавливается переключателями на задней панели устройства. Модели BK400I и BK600I имеют интерфейсный порт, подключаемый к компьютеру или серверу для автоматического самостоятельного закрытия системы, тестовый переключатель и выключатель звукового сигнала.

Структурная схема ИБП Back-UPS 250I, 400I и 600I показана на рис. 1. Сетевое напряжение поступает на входной многоступенчатый фильтр через прерыватель цепи. Прерыватель цепи выполнен в виде автоматического выключателя на задней панели ИБП. В случае значительной перегрузки он отключает устройство от сети, при этом контактный столбик выключателя выталкивается вверх. Чтобы включить ИБП после перегрузки, необходимо вернуть в исходное положение контактный столбик выключателя. Во входном фильтре-ограничителе электромагнитных и радиочастотных помех используются LC-звенья и металлооксидные варисторы. При работе в нормальном режиме контакты 3 и 5 реле RY1 замкнуты, и ИБП передает в нагрузку напряжение электросети, фильтруя высокочастотные помехи. Зарядный ток поступает непрерывно, пока в сети есть напряжение. Если входное напряжение падает ниже установленной величины или вообще исчезает, а также если оно сильно зашумлено, контакты 3 и 4 реле замыкаются, и ИБП переключается на работу от инвертора, который преобразует постоянное напряжение аккумуляторов в переменное. Время переключения составляет около 5 мс, что вполне приемлемо для современных импульсных блоков питания компьютеров. Форма сигнала на нагрузке — прямоугольные импульсы положительной и отрицательной полярности с частотой 50 Гц, длительностью 5 мс, амплитудой 300 В, эффективным напряжением 225 В. На холостом ходу длительность импульсов сокращается, и эффективное выходное напряжение падает до 208 В. В отличие от моделей Smart-UPS, в Back-UPS нет микропроцессора, для управления устройством используются компараторы и логические микросхемы.

Принципиальная схема ИБП Back-UPS 250I, 400I и 600I практически полностью приведена на рис. 2-4. Многозвенный фильтр подавления помех электросети состоит из варисторов MOV2, MOV5, дросселей L1 и L2, конденсаторов С38 и С40 (рис. 2). Трансформатор Т1 (рис. 3) является датчиком входного напряжения.

Читайте так же:
Голубой гигант в компьютерном мире

Его выходное напряжение используется для зарядки аккумуляторов (в этой цепи используются D4…D8, IC1, R9…R11, С3 и VR1) и анализа сетевого напряжения.

Если оно пропадает, то схема на элементах IC2…IC4 и IC7 подключает мощный инвертор, работающий от аккумулятора. Команда ACFAIL включения инвертора формируется микросхемами IC3 и IC4. Схема, состоящая из компаратора IC4 (выводы 6, 7, 1 ) и электронного ключа IC6 (выводы 10, 11, 12), разрешает работу инвертора сигналом лог. «1», поступающим на выводы 1 и 13 IC2.

Делитель, состоящий из резисторов R55, R122, R1 23 и переключателя SW1 (выводы 2, 7 и 3, 6), расположенного на тыловой стороне ИБП, определяет напряжение сети, ниже которого ИБП переключается на батарейное питание. Заводская установка этого напряжения 196 В. В районах, характеризующихся частыми колебаниями напряжения сети, приводящими к частым переключениям ИБП на батарейное питание, пороговое напряжение должно быть установлено на более низкий уровень. Точная настройка порогового напряжения выполняется резистором VR2.

Во время работы от батареи микросхема IC7 формирует импульсы возбуждения инвертора PUSHPL1 и PUSHPL2. В одном плече инвертора установлены мощные полевые транзисторы Q4…Q6 и Q36, в другом -Q1…Q3 и Q37. Своими коллекторами транзисторы нагружены на выходной трансформатор. На вторичной обмотке выходного трансформатора формируется импульсное напряжение с эффективным значением 225 В и частотой 50 Гц, которое используется для питания подключенного к ИБП оборудования. Длительность импульсов регулируется переменным резистором VR3, а частота — резистором VR4 (рис. 3). Включение и выключение инвертора синхронизируется с напряжением сети схемой на элементах IC3 (выводы 3…6), IC6 (выводы 3…5, 6, 8, 9) и IC5 (выводы 1…3 и 11…13). Схема на элементах SW1 (выводы 1 и 8), IC5 (выводы 4…В и 8…10), IC2 (выводы 8…10), IC3 (выводы 1 и 2), IC10 (выводы 12 и 13), D30, D31, D18, Q9, BZ1 (рис. 4) включает звуковой сигнал, предупреждающий пользователя о проблемах с электропитанием. Во время работы от батареи ИБП каждые 5 с издает одиночный звуковой сигнал, указывающий на необходимость сохранения файлов пользователя, т.к. емкость аккумуляторов ограничена. При работе от батареи ИБП осуществляет контроль за ее емкостью и за определенное время до ее разряда подает непрерывный звуковой сигнал. Если выводы 4 и 5 переключателя SW1 разомкнуты, то это время составляет 2 минуты, если замкнуты — 5 минут. Для отключения звукового сигнала надо замкнуть выводы 1 и 8 переключателя SW1.

Все модели Back-UPS, за исключением BK250I, имеют двунаправленный коммуникационный порт для связи с ПК. Программное обеспечение Power Chute Plus позволяет компьютеру осуществлять как текущий контроль ИБП, так и безопасное автоматическое закрытие операционной системы (Novell, Netware, Windows NT, IBM OS/2, Lan Server, Scounix и UnixWare, Windows 95/98), сохраняя файлы пользователя. На рис. 4 этот порт обозначен как J14. Назначение его выводов:

1 — UPS SHUTDOWN. ИБП выключается, если на этом выводе появляется лог. «1» в течение 0,5 с.

2 — AC FAIL. При переходе на питание от батарей ИБП генерирует на этом выводе лог. «1».

3 — СС AC FAIL. При переходе на питание от батарей ИБП формирует на этом выводе лог. «0». Выход с открытым коллектором.

4, 9 — DB-9 GROUND. Общий провод для ввода/вывода сигналов. Вывод имеет сопротивление 20 Ом относительно общего провода ИБП.

5 — СС LOW BATTERY. В случае разряда батареи ИБП формирует на этом выводе лог. «0». Выход с открытым коллектором.

Читайте так же:
Диспетчер задач память что это

6 — ОС AC FAIL При переходе на питание от батарей ИБП формирует на этом выводе лог. «1». Выход с открытым коллектором.

7, 8 — не подключены.

Выходы с открытым коллектором могут подключаться к ТТЛ-схемам. Их нагрузочная способность до 50 мА, 40 В. Если к ним нужно подключить реле, то обмотку следует зашунтировать диодом.

Обычный «нуль-модемный» кабель для связи с этим портом не подходит, соответствующий интерфейсный кабель RS-232 с 9-штырьковым разъемом поставляется в комплекте с программным обеспечением.

КАЛИБРОВКА И РЕМОНТ ИБП

Установка частоты выходного напряжения

Для установки частоты выходного напряжения подключить на выход ИБП осциллограф или частотомер. Включить ИБП в режим работы от батареи. Измеряя частоту на выходе ИБП, регулировкой резистора VR4 установить 50 ± 0,6 Гц.

Установка значения выходного напряжения

Включить ИБП в режим работы от батареи без нагрузки. Подключить на выход ИБП вольтметр для измерения эффективного значения напряжения. Регулировкой резистора VR3 установить напряжение на выходе ИБП 208 ± 2 В.

Установка порогового напряжения

Переключатели 2 и 3, расположенные на тыловой стороне ИБП, установить в положение OFF. Подключить ИБП к трансформатору типа ЛАТР с плавной регулировкой выходного напряжения. На выходе ЛАТРа установить напряжение 196 В. Повернуть резистор VR2 против часовой стрелки до упора, затем медленно поворачивать резистор VR2 по часовой стрелке до тех пор, пока ИБП не перейдет на батарейное питание.

Установка напряжения заряда

Установить на входе ИБП напряжение 230 В. Отсоединить красный провод, идущий к положительному выводу аккумулятора. Используя цифровой вольтметр, регулировкой резистора VR1 установить на этом проводе напряжение 13,76 ± 0,2 В относительно общей точки схемы, затем восстановить соединение с аккумулятором.

Типовые неисправности

Типовые неисправности и методы их устранения приведены в табл. 2, а в табл. 3 — аналоги наиболее часто выходящих из строя компонентов.

Калибровка батарей ИБП — объективная необходимость или происки производителя, нюансы процесса

Перед началом калибровки новые аккумуляторные батареи заряжают на 100%, для чего потребуется включение ИБП на 10–12 часов в зависимости от емкости АКБ. Для разряда аккумулятора используют нагрузку в пределах 35–40% от номинальной. Для этой цели стоит использовать набор обычных ламп накаливания с необходимой мощностью, который позволят установить необходимый уровень нагрузки. Кроме того, эти устройства без проблем выдержат резкое отключение питания и не выйдут из строя.

На практике получила применение следующая схема выполнения калибровки:

  • Устанавливаем новые АКБ и подключаем в схему.
  • Запускаем все службы, заходим в консоль управления, меняем дату установки батарей на актуальную.
  • Заряжаем АКБ, подключаем нагрузку, запускаем процедуру калибровки, определяем продолжительность работы от аккумуляторов до перехода на основной источник электроснабжения.
  • Проверяем значение константы, которое установится в нулевом регистре. Для этого запускаем выбранное ПО, переходим в режим программирования.
  • При необходимости меняем имеющееся значение, устанавливая табличный или максимальный показатель.
  • Если потребуется, повторяем процедуру калибровки, в результате, в нулевом регистре должно сохраниться значение, максимально соответствующее нормативному.

Процедура калибровки позволит согласовать режимы работы источника бесперебойного питания с реальными характеристиками аккумуляторной батареи. Благодаря этому, удается увеличить не только период автономной работы, но и сам срок службы АКБ. Для получения максимально эффективного варианта рекомендуем доверять эти работы специалистам, владеющим методикой проведения калибровки.

С примером выполнения работ по замене аккумулятора с последующей калибровкой ИБП можете ознакомиться в следующем видео:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector