ИБП: назначение, принцип работы и понятие

Каждый день мы используем технику и оборудование, которым нужна стабильная подача электроэнергии. Некоторые устройства, даже если не подключены к сети постоянно, нуждаются в подзарядке. Чтобы защитить их от отключений электричества или скачков напряжения, можно использовать источник бесперебойного питания. Расскажем о назначении ИБП, его устройстве и работе простыми словами.

Что такое ИБП

Источник бесперебойного питания – устройство, обеспечивающее функционирование техники и оборудования во время отсутствия электропитания или перепадов напряжения в сети. ИБП за секунды переходит на встроенный или дополнительный аккумулятор и продолжает питать все подключенные устройства.

Для чего нужен ИБП

ИБП предназначен для бесперебойной работы приборов во время отключения электричества. Благодаря ему можно сохранить файл на компьютере и правильно завершить работу оборудования. С мощными ИБП возможно запитать несколько устройств, таких как газовый котел или системы наблюденияМогут функционировать без электроснабжения ещё несколько часов.

Помимо этого, резервное питание пригодится и для выполнения следующих задач:

• Защита техники от повреждений и неисправностей во время скачков напряжения, коротких замыканий или сетевых помех.
• Соблюдение постоянного выходного напряжения обеспечивает правильную работу всех подключенных устройств без помех.

Основные функции и характеристики бесперебойников

В дополнение к обеспечению непрерывной работы электронных устройств, многие источники бесперебойного питания имеют другие возможности.

• Фильтр тока снижает частотные и импульсные помехи, уменьшая риск сбоев и выхода оборудования из строя. Помехи частоты появляются при включении или выключении электроприборов и не опасны для устройств. Импульсные помехи, вызванные скачками напряжения, хотя и кратковременные, могут привести к возгоранию проводки.
• Система «Холодный старт» позволяет источникам бесперебойного питания функционировать без подключения к электросети, работая как генератор для оборудования в течение ограниченного периода времени.
• На корпусе некоторых бесперебойников установлен цифровой дисплей, показывающий рабочие параметры, такие как потребляемая мощность и напряжение.

Многие ИБП снабжены таймером для установки времени включения и отключения. Подключение к компьютеру по USB дает возможность управлять бесперебойником дистанционно.

Основные параметры источников бесперебойного питания.

• Мощность — ключевой показатель, определяющий количество подключаемых к ИБП приборов. При определении необходимой мощности суммируют потребление всех устройств и увеличивают результат на 25–30 %.
• Быстрота перехода на аккумулятор — всё понятно: чем оперативнее происходит подключение батареи, тем лучше.
• Вид выходного сигнала. Сignal может быть модифицированным или синусоидальнымИсточники бесперебойного питания первого типа стоят меньше, но подходят только для техники с импульсным блоком питания, например, ноутбуков. Приборам с чувствительной электроникой нужен синусоидальный сигнал.
• Время автономной работы увеличивается при меньшей нагрузке и зависит от емкости и вида аккумулятора.
• Автоматическая коррекция напряжения (AVR) обеспечивает нормальную работу техники во время скачков напряжения без перехода на работу от батарей.
• Сила тока, выраженная в амперах, определяет скорость зарядки батареи.

Принцип работы и устройство ИБП

Существует три типа источников бесперебойного питания, различающиеся по устройству и принципу действия.

• резервные (их еще называют off-line)
• линейно-интерактивные (line-interactive)
• с двойным преобразованием, онлайн (on-line)

Резервный ИБП внешне похож на сетевой фильтрЛинейно-интерактивные и онлайн-модели напоминают по внешнему виду системный блок компьютера.

Источник бесперебойного питания прост в устройстве.

• Аккумулятор — это элемент, где хранится энергия. Чаще всего применяются свинцово-кислотные или литий-ионные аккумуляторы. В простых бесперебойниках устанавливают один аккумулятор, в мощных моделях может быть несколько. Чтобы увеличить время автономной работы, к ИБП подключают дополнительные аккумуляторы.
• Фильтр, защищающий от высокочастотных помех.
• Инвертор, преобразующий постоянный ток 12 В в переменный 220 В.
• Переключатель для работы приборов от аккумулятора.
• Блок управления регулирует переключение между работой от сети и аккумулятора, гарантируя бесперебойное электропитание. В продвинутых моделях блок позволяет настраивать параметры функционирования.
• Зарядка для АКБ.

Резервные ИБП без дополнительных функций работают просто.

• Техника в штатном режиме получает питание от сети через бесперебойник.
• В случае отключения электроэнергии или проскальзывания напряжения, источник бесперебойного питания переключает подачу энергии на собственный аккумулятор для обеспечения работы устройств.
• При возвращении электроснабжения или стабилизации напряжения ИБП переключит устройства на питание из сети и зарядит аккумулятор.

Линейно-интерактивные бесперебойники функционируют как резервные, но помимо этого стабилизируют напряжение. В конструкции установлен ступенчатый стабилизатор (бустер), сглаживающий всплески и провалы напряжения в диапазоне 10–20 %. При превышении или понижении этого порога прибор переходит на автономное питание от аккумулятора.

Более продвинутые и дорогие модели — онлайн-ИБП с двойным преобразованием. Непрерывно перестраивают входное напряжение 220 В в постоянное 12 В и обратно, обеспечивая выходное напряжение с почти идеальными характеристиками.

В отличие от других типов, работающих с задержкой в несколько миллисекунд, онлайн-ИБП сразу переводит оборудование на питание от аккумулятора.

Онлайн-бесперебойник имеет те же элементы, что и менее сложные модели, а также дополнительные компоненты.

• Байпас — это запасной путь для техники в случае поломки отдельного элемента. Электропитание поступает напрямую из сети.
• Выпрямитель меняет переменный ток 220 вольт на постоянный 12 вольт. Этим обеспечивается зарядка аккумуляторов и функционирование внутренних частей источника бесперебойного питания.
• Гальваническую развязку обеспечивает разделительный трансформатор, повышающий устойчивость к помехам.
• Плата для контроля состояния ИБП, его тестирования и настройки через сеть или удалённо.

Какую технику защитит ИБП

Источник бесперебойного питания необходим для защиты домашней техники и электроустановок от сбоев в подаче электричества.

• Компьютерная техника в критический момент сохранит файлы и безопасно закроет программы с помощью ИБП. Подключение роутера к бесперебойнику обеспечит возможность оставаться на связи продолжительное время. Резервные или линейно-интерактивные источники бесперебойного питания с диапазоном напряжения на 5–10 В уже диапазона техники подойдут для защиты цифровой электроники.
• Для частного дома подойдёт система видеонаблюдения и сигнализации с линейно-интерактивным режимом работы. Автономное функционирование системы можно продлить, установив дополнительное оборудование. внешний аккумулятор.
• Оборудования для инженерных нужд. Великих потребителей, например, водонагреватели или электрические теплые полыПодключать к резервному источнику питания не имеет смысла, поскольку заряд батарей будет достаточным лишь на короткое время. Но водяные теплые полы и газовые котлы, оборудованные маломощными циркуляционными насосами Бесперебойник способен обеспечивать энергией оборудование длительное время, в том числе электронику. Для техники с электродвигателями и нагревательными элементами подходят линейно-интерактивные или онлайн-ИБП, выдающие на выходе синусоидальный сигнал.

Линейно-интерактивные и онлайн-ИБП способны работать как стабилизатор напряженияЗащита от сетевых перепадов, помех во время грозы и подобных отклонений обеспечена.

Как работает бесперебойник при отключении электричества

Разберемся, когда и как срабатывает ИБП:

1. Устройство работает от сети напрямую, преобразовывая 220 В в 12 В для зарядки аккумулятора.
2. В режиме ожидания переходит ИБП после окончания зарядки.
3. При наличии электричества все подключенные устройства получают питание от сети. Напряжение 220 В проходит через фильтр в системе ИБП, устраняя помехи. В некоторых моделях к процессу добавляется стабилизатор напряжения, способный справляться с резкими скачками лучше входного фильтра.
4. При отключении электричества система бесперебойника работает от аккумулятора. Напряжение 12 В от аккумулятора с помощью инвертора преобразуется в 220 В, необходимое для работающих устройств.
5. После возобновления подачи электричества ИБП переходит на питание от сети. Энергия поступает к устройствам через фильтр. Аккумулятор бесперебойного источника питания одновременно заряжается.

Важное значение имеет и продолжительность работы бесперебойника в автономном режиме. Простой резервный ИБП при отсутствии электроснабжения функционирует недолго: от 2 до 15 минут. Линейно-интерактивные источники питания обеспечивают работу устройств в течение 1–1,5 часов, а онлайн-ИБП способны работать до нескольких часов. С подключением внешних аккумуляторов можно добиться автономности на несколько дней.

Другие варианты автономных источников электропитания для частного жилья

При длительных отключениях электроэнергии источник бесперебойного питания не сможет обеспечить долгий период функционирования всей электрической сети дома. Можно купить дополнительные аккумуляторы большей емкости, но это значительно повысит затраты и всё равно ограничит время их работы. В связи с этим вместо ИБП в электромонтаже применяют:

• Накопители энергии различаются источниками питания: работающие на литий-ионных аккумуляторах, заряжающихся от бытовой электросети, и использующие солнечные батареи.
• Генераторы. Бензиновые и дизельные Агрегаты обеспечивают электроэнергией длительное время. Устанавливают их вне жилого здания и непрерывно пополняют топливом, однако работа сопровождается значительным шумом и выбросом дыма.

Часто задаваемые вопросы

Резюме

Расшифровка ИБП — источник бесперебойного питания. Это полезный прибор для квартиры и дома, который окажется необходимым во многих ситуациях. Например, предоставит несколько минут на сохранение файлов с компьютера, если электричество внезапно отключится. Или предотвратит замерзание зимой в случае обрыва линий электропередач.

Время работы бесперебойника ограничено. Для увеличения времени функционирования электроники можно подключить внешние аккумуляторы большей ёмкости или применять его вместе с генератором.