Типи (види) джерел безперебійного живлення (ДБЖ, UPS)

Типи (види) Джерел Безперебійного Живлення (ДБЖ)

За своїми функціональними характеристиками розрізняють три типи ДБЖ

1. off-line або in-line (резервні) – ці ДБЖ служать для резервування основного джерела електропостачання (електромережі) на випадок аварії (відключення або пониження/підвищення напруги вище встановленої величини). Якщо це відбувається, спрацьовує перемикач, і навантаження переходить на резервне живлення від інвертора, що живиться від батарей. У штатному режимі живлення навантаження здійснюється безпосередньо від електромережі, як правило, через протизавадний фільтр. Інші назви резервних ДБЖ: stand-by, backup, in-line.

Переваги резервних ДБЖ: простота і, отже, дешевизна; високий ККД і, отже, низькі експлуатаційні витрати.

Недоліки резервних ДБЖ: відсутність стабілізації напруги і частоти в штатному режимі; великий час перемикання на живлення від батарей (декілька мсек.) і, отже, короткочасного зникнення або викиду напруги на навантаженні; втрата фази при перемиканні.

В цілому ДБЖ цього класу можна характеризувати як компроміс між прийнятним рівнем захисту від неполадок в електромережі і ціною. Потужність випускаються пристроїв коливається від 220 до 2000 VA (ВА).

2. line-interactive (лінійно-інтерактивні ДБЖ) – у штатному режимі постачають навантаження напругою від основної електромережі, деякою мірою регулюючи напругу (автотрансформатор), а при аварії в основний електромережі навантаження синхронно перемикається на інвертор.

За принципом роботи лінійно-інтерактивні ДБЖ схожі з резервними ДБЖ: вони також служать для резервування основного джерела електропостачання, «туша» невеликі сплески напруги і згладжуючи перешкоди. Разом з тим вони володіють рядом істотних відмінностей. Так, інвертор ДБЖ включений паралельно електромережі і працює в двосторонньому режимі: здійснює моніторинг лінії електроживлення і в певних межах забезпечує регулювання і стабілізацію вихідної напруги ДБЖ, а також виробляє заряд батарей. Крім цього, багато виробники встановлюють в ДБЖ цього класу додаткові вузли (ферорезонансні трансформатори або автотрансформатори), що дозволяють розширити діапазон вхідної напруги, при якому напруга на виході підтримується на прийнятному рівні без переходу на живлення від батарей.

Переваги лінійно-інтерактивні ДБЖ: досить високий ККД і більш надійна порівняно з резервними ДБЖ захист електроживлення підключеного навантаження.

Недоліки лінійно-інтерактивні ДБЖ: нестабільність вихідної напруги в штатному режимі, залежить від діапазону вхідної напруги; відсутність стабілізації частоти в штатному режимі; відсутність ізоляції навантаження від електромережі; неефективність при роботі на навантаження з високим ступенем нелінійності; проникнення імпульсів і шумів з основної мережі на навантаження; низька інформаційна безпека (можливість несанкціонованого доступу до обладнання з ліній живлення).

Окремо варто сказати про технології, відомої як «дельта-перетворення напруги»(delta conversion). Завдяки вдосконаленій зворотного зв'язку напруга на навантаженні регулюється плавно, а не поступово, як у звичайних лінійно-інтерактивні ДБЖ, стає можливою стабілізація частоти вихідної напруги. Ця технологія дозволяє забезпечити високий ККД і більш надійний захист підключеного устаткування від неполадок в електромережі.

В цілому лінійно-інтерактивні ДБЖ забезпечують прийнятний рівень захисту електроживлення і служать більш дешевою альтернативою складним системам, призначеним для роботи з чутливою до неполадок в електромережі навантаженням. Як правило, потужність випускаються пристроїв становить від 250 до 10000 VA (ВА).

3. on-line (постійно включені ДБЖ з подвійним перетворенням) – забезпечують навантаження електроживленням без втрати фази. Принцип роботи ДБЖ цього класу полягає в наступному: вхідна змінна напруга перетвориться випрямлячем в постійну, а потім інвертором – назад в змінну. Навіть при великих відхиленнях вхідної напруги ДБЖ продовжує живити навантаження чистим синусоїдальним стабілізованою напругою (як правило, відхилення амплітуди вихідної напруги не перевищують 5% встановлюється користувачем номінального значення навіть при роботі на нелінійне навантаження).

Основна відмінна риса ДБЖ цього класу: інвертор включений послідовно з джерелом основного електропостачання і завжди знаходиться у включеному стані. При відсутності вхідної напруги він переходить на живлення від батарей. Завдяки використовуваній схемі таке поняття як час перемикання на резервне живлення від батарей для ДБЖ даного класу просто відсутня.

Достоинства ИБП с двойным преобразованием: постоянная стабилизация напряжения и частоты; непрерывность фазы выходного напряжения в любых режимах; отсутствие влияние нагрузки на основную сеть; полная фильтрация импульсов и шумов основной сети; высокая информационная безопасность.

Недостатки ИБП с двойным преобразованием: сложность конструкции и, следовательно, высокая цена; относительно невысокий КПД и, следовательно, высокие эксплуатационные расходы (расход электроэнергии, утилизация выделяемого тепла).

ДБЖ даного класу забезпечують найбільш надійний захист підключеного устаткування від неполадок в електромережі, що компенсує витрати на його придбання і установку. Діапазон потужностей випускаються пристроїв дуже широкий – від 600 VA (ВА) до декількох сотень кіловольт-ампер.

Для відома: згідно з результатами дослідження, проведеного компаніями Bell Labs і IBM, кожен ПК щомісяця зазнає впливу близько 120 нештатних ситуацій, пов'язаних з проблемами електроживлення. Використання ДБЖ продовжить термін експлуатації вашого ПК і захистить Вас від неприємних ситуацій, пов'язаних з виходом з ладу компонентів комп'ютера і втратою інформації при відключенні електроенергії та ін. нештатних проблем електромережі.