Прежде чем отправиться в магазин за приобретением нового UPS/ИБП (Источник Бесперебойного Питания), вспомним, для чего именно нужен ИБП.
Можно выделить несколько основных назначений ИБП, связанных с наиболее часто встречающимися проблемами с питанием в наших электросетях:
- Исчезновение напряжения.
- Электромагнитные и высокочастотные помехи.
- Скачки напряжения.
- Повышение напряжения.
- Понижение напряжения.
Исходя из этого, при выборе ИБП мы будем делать акцент на конкретной проблеме.
В свою очередь, сами Источники Бесперебойного Питания делятся на три наиболее распространенные категории:
Off-line UPS – не стабилизируют напряжение; выходная амплитуда и частота такая же, как входная. В нормальном режиме ИБП фильтруют переменное напряжение пассивными фильтрами и при падении или повышении его относительно определённого уровня переходят на аккумуляторы, работают от батарей очень малое количество времени и отключают нагрузку. Основное применение – защита некритичной нагрузки от отключения напряжения в районах со стабильным напряжением без серьёзных помех. Отличительные признаки off-line UPS – небольшие габариты, простой дизайн и относительно маленькая цена.
Line-interactive UPS – ИБП стабилизируют переменное напряжение ступенчато при помощи автотрансформатора (бустера). Например, при 220 В на входе они дают 220 В на выходе, при 210 В на входе – 210 В на выходе, при падении до 200 В, они «набрасывают» 20 В и получают 220 В. При работе в нормальном режиме ИБП не корректируют частоту. ИБП имеют пассивные фильтры и в нормальном режиме – они фильтруют ими переменное напряжение. При пропадании напряжения ИБП, оборудованные дополнительными батареями, могут поддержать нагрузку до часа-полутора. Данный класс широко применяется на рабочих станциях и небольших серверах. У line-interactive UPS привлекательный внешний вид, небольшие габариты, но, соответственно, более высокая цена относительно ИБП off-line.
On-line UPS – источник бесперебойного питания с двойным преобразованием. Защищает нагрузку практически от всех неполадок в сети. Преобразует 100% поступающего к нему на вход переменного напряжения в постоянное, а затем выполняет обратное преобразование. При первом преобразовании из очень плохого внешнего переменного напряжения можно получить стабильное постоянное напряжение, на выходе ИБП всегда формирует синусоиду заданного качества. К данному классу не применимо такое значение, как время перехода на работу от аккумуляторов. Всё это делает его самым дорогим из всех ИБП.
Power factor – комплексный показатель, характеризующий линейные и нелинейные искажения формы тока и напряжения в электросети, обусловленные влиянием нагрузки (например, ИБП). Вычисляется как отношение поглощаемой нагрузкой активной мощности к полной.
В нашем обзоре мы подробнее рассмотрим работу линейно-интерактивного ИБП на примере Enhanced Series 1000C компании OPTI-UPS. На наш взгляд, обозначенный ИБП – типичная модель своего класса.
ИБП OPTI-UPS ES1000C
Ниже приведена таблица с техническими характеристиками модели ES1000C, заявленными производителем.
Заметим, что при потребляемой от сети 1000ВА энергии он способен отдавать 700 Вт мощности на нагрузку, в то время как многие производители ИБП с такими же номиналами потребляемой мощности имеют более низкий КПП, и отдаваемая мощность потребителю составляет 500-600 Вт. Отсюда можно выяснить power factor нашего ИБП – он составляет 0,7.
Итак, производитель гарантирует нам минимальное время реакции на переключение на работу от аккумуляторов и большое время автономной работы от батарей. В упакованной коробке с моделью ИБП ES1000C мы обнаружили следующее:
1.ИБП OPTI-UPS ES1000C.
2.Интерфейсный кабель RS232.
3.Кабель модема RJ-11.
4.Шнур питания ИБП.
5.Шнур для подключения нагрузки.
6.Инструкция на русском языке.
7.Компакт-диск с программным обеспечением на русском языке.
Можно сказать, довольно стандартная комплектация для устройств этого типа.
Дизайн устройства выглядит привлекательно – строго, но со вкусом. На передней панели расположены светодиодные индикаторы состояния ИБП и кнопка включения/отключения. Можно смело сказать – ничего лишнего.
ИБП OPTI-UPS ES1000C - передняя панель
Задняя панель заполнена восемью разъёмами для подключения нагрузки и одним разъёмом для питания самого ИБП от сети. Здесь же расположились интерфейсный порт для управления ИБП RS232, порты защиты данных RJ-11 и RJ-45, а также механический предохранитель для защиты ИБП от перегрузок.
OPTI-UPS ES1000C - вид сзади
Тестирование ИБП OPTI-UPS ES1000C
Тестирование проводилось на оборудовании следующей конфигурации:
1.19-дюймовый CRT монитор.
2.Системный блок.
3.Колонки.
Сразу хочется отметить, что тест проводился в условиях нелинейной нагрузки – по нашему мнению, такое использование ИБП реально приближено к действительному. Все результаты приближены к эксплуатационным, а не к техническим.
Для сравнительного представления потребления мощности всеми этими приборами ниже выведены усреднённые значения потребления мощности наиболее часто используемых составляющих ПК и серверов.
Мы думаем, что каждый без труда сможет выбрать для себя нужные параметры потребления мощности своего ПК.
Программное обеспечение данной модели построено так, что самый неопытный пользователь сможет разобраться и настроить ИБП под свой конкретный профиль работы. Об этом свидетельствует фото рабочего окна программного обеспечения.
В журнал всех событий ведётся запись, после чего выдаётся пользователю в виде сообщения. В общем, стандартный набор функций. Правда, есть и не совсем обычные
PowerDevice Manager
Способность фильтрации переменного тока, поступающего из сети общего пользования, реализована на приличном уровне – об этом свидетельствуют показания осциллографа.
Способность фильтрации переменного тока, поступающего из сети общего пользования, реализована на приличном уровне – об этом свидетельствуют показания осциллографа
Синусоида переменного тока, отображаемая на осциллографе, имеет незначительные отклонения от идеальной формы. Проглядывается небольшой угол на спаде из положительной зоны.
При работе от аккумуляторов генерируемый переменный ток имеет ту же частоту 50 Гц, что и при работе от сети общего пользования.
При работе от аккумуляторов генерируемый переменный ток имеет ту же частоту 50 Гц, что и при работе от сети общего пользования
Кстати, вместо заявленных производителем 45 минут автономной работы рабочей станции от аккумуляторов тестовый ПК проработал 30 минут. Но к минусу это отнести нельзя, поскольку ПК в тестовом режиме активно использовался, и, следовательно, потребление энергии возросло. А вот время восстановления разряжённых аккумуляторов до 90% от номинальной ёмкости, напротив, целиком совпадает с заявленным производителем ИБП временем и составляет 4 часа с небольшим. Ещё раз напомним, что многое зависит от потребления и активности использования ПК. Не будем забывать и конечной принадлежности использования ИБП, которая заключается в корректном завершении работы рабочей станции или сервера при отключении питания от сети общего пользования и подавлении помех, скачков напряжения, а не в продолжительности работы. Хотя и это немаловажный параметр ИБП.
Источник бесперебойного питания, или как в простонародье его называют ЮПС (BACK UPS) - это по сути повышающий преобразователь и зарядное устройство в одном корпусе. Устройство очень полезное, особенно для владельцев ПК. Устройство может автономно питать компьютер, если по каким-то причинам внезапно выключили электричество. К сожалению, встроенный аккумулятор не позволяет питать компьютер в течении долгого времени, поскольку его емкость ограничена 7-ю амперами (в некоторых мощных моделях стоит АКБ до 15-20А). Перейдем к самому аккумулятору.В источниках бесперебойного напряжения используется закрытый гелиевый или кислотный аккумулятор. Встроенный аккумулятор рассчитан обычно на емкость от 7 до 8 Ампер/час, напряжение - 12 вольт. Аккумулятор полностью герметичен, это позволяет использовать устройство в любом состоянии. Помимо аккумулятора, внутри можно разглядеть громадный трансформатор, в данном случае на 400-500 ватт. Трансформатор работает в двух режимах -
1) как повышающий трансформатор для преобразователя напряжения.
2) как понижающий сетевой трансформатор для зарядки встроенного аккумулятора.
При работе в обычном режиме нагрузка питается отфильтрованным напряжением сети. Для подавления электромагнитных и помех во входных цепях используются фильтры. Если входное напряжение становится ниже или выше установленной величины или вообще исчезает, то включается инвертор, который в нормальном режиме находится в отключенном состоянии. Преобразуя постоянное напряжение батарей в переменное, инвертор осуществляет питание нагрузки от батарей. BACK UPS класса Off-line неэкономично работают в электросетях с частыми и значительными отклонениями напряжения от номинальной величины, поскольку частый переход на работу от батарей уменьшает срок службы последних. Мощность выпускаемых производителями Back-UPS находится в диапазоне 250-1200 ВА. бесперебойного напряжения BACK UPS достаточно сложна. вы можете скачать большой сборник принципиальных схем, а ниже приведены несколько уменьшенных копий - клик для увеличения.
Тут можно встретить специальный контроллер, который отвечает за правильную работу устройства. Контроллер активирует реле, когда сетевое напряжение отсутствует и если бесперебойник включен, то он будет работать как преобразователь напряжения. Если напряжение в сети снова появляется, то контролер отключает преобразователь и устройство превращается в зарядное устройство. Емкость встроенного аккумулятора может хватать до 10 - 30 минут, если, разумеется, устройство питает компьютер. Подробнее почитать про работу и назначение узлов бесперебойника можно почитать в .
BACK UPS может быть использован в качестве резервного источника питания, вообще рекомендуется иметь каждому дому по бесперебойнику. Если бесперебойный ИП предназначен для бытовых потребностей, то желательно выпаять с платы сигнализатор, он напоминает, что устройство работает как преобразователь, напоминание писком он делает в каждые 5 секунд, а это надоедает. На выходе преобразователя чистые 210-240 вольт 50 герц, но что касается формы импульсов, там явно не чистый синус. BACK UPS может питать любую бытовую технику, в том числе и активную, разумеется, если мощность устройства позволит этого.
Удивляет полное отсутствие информации о таких распространенных приборах, как источники бесперебойного питания. Мы прорываем информационную блокаду и приступаем к публикации материалов по их устройству и ремонту. Из статьи Вы получите общее представление о существующих типах бесперебойников и более подробное, на уровне принципиальной схемы, - о наиболее распространенных моделях Smart-UPS.
Надежность работы компьютеров во многом определяется качеством электрической сети. Последствиями таких перебоев электропитания, как скачки, подъемы, спады и потеря напряжения, могут оказаться блокировка клавиатуры, потеря данных, повреждение системной платы и пр. Для защиты дорогостоящих компьютеров от неприятностей, связанных с силовой сетью, используют источники бесперебойного питания (ИБП). ИБП позволяет избавиться от проблем, связанных с плохим качеством электропитания или его временным отсутствием, но не является долговременным альтернативным источником электропитания, как генератор.
По данным экспертно-аналитического центра «СК ПРЕСС», в 2000 г. объем продаж ИБП на российском рынке составил 582 тыс. шт. Если сравнить эти оценки с данными о продажах компьютеров (1,78 млн. штук), то получается, что в 2000 г. каждый третий приобретенный компьютер оснащается индивидуальным ИБП.
Подавляющую часть российского рынка ИБП занимает продукция шести компаний: APC, Chloride, Invensys, IMV, Liebert, Powercom. Продукция компании APC уже который год сохраняет лидирующую позицию на российском рынке ИБП.
ИБП делятся на три основных класса: Off-line (или stand-by), Line-interactive и On-line. Эти устройства имеют различные конструкции и характеристики.
Рис. 1. Блок-схема ИБП класса Off-line
Блок-схема ИБП класса Off-line приведена на рис. 1. При работе в нормальном режиме нагрузка питается отфильтрованным напряжением электросети. Для подавления электромагнитных и радиочастотных помех во входных цепях используются фильтры EMI/RFI Noise на металло-оксидных варисторах. Если входное напряжение становится ниже или выше установленной величины или вообще исчезает, то включается инвертор, который в нормальном режиме находится в отключенном состоянии. Преобразуя постоянное напряжение батарей в переменное, инвертор осуществляет питание нагрузки от батарей. Форма его выходного напряжения - прямоугольные импульсы положительной и отрицательной полярности с амплитудой 300 В и частотой 50 Гц. ИБП класса Off-line неэкономично работают в электросетях с частыми и значительными отклонениями напряжения от номинальной величины, поскольку частый переход на работу от батарей уменьшает срок службы последних. Мощность выпускаемых фирмой АРС ИБП класса Off-line модели Back-UPS находится в диапазоне 250...1250 ВА, а модели Back-UPS Pro -в диапазоне 2S0...1400 ВА.
Рис. 2. Блок-схема ИБП класса Line-interactive
Блок-схема ИБП класса Line-interactive приведена на рис. 2. Так же, как и ИБП класса Off-line, они ретранслируют переменное напряжение электросети в нагрузку, поглощая при этом относительно небольшие всплески напряжения и сглаживая помехи. Входные цепи используют фильтр EMI/RFI Noise на металло-оксидных варисторах для подавления электромагнитных и радиочастотных помех. Если в электросети произошла авария, то ИБП синхронно, без потери фазы колебания, включает инвертор для питания нагрузки от батарей, при этом синусоидальная форма выходного напряжения достигается фильтрацией ШИМ-колебания. Схема использует специальный инвертор для подзарядки батареи, который работает и во время скачков сетевого напряжения. Диапазон работы без подключения батареи расширен за счет использования во входных цепях ИБП автотрансформатора с переключаемой обмоткой. Переход на питание от батареи происходит, когда напряжение электросети выходит за границы диапазона. Мощность выпускаемых фирмой АРС ИБП класса Line-interactive модели Smart-UPS составляет 250...5000 ВА.
Рис. 3. Блок-схема ИБП класса On-line
Блок-схема ИБП класса On-line приведена на рис. 3. Эти ИБП преобразуют переменное входное напряжение в постоянное, которое затем с помощью ШИМ-инвертора преобразуется снова в переменное со стабильными параметрами. Поскольку нагрузку всегда питает инвертор, то нет необходимости в переключении с внешней сети на инвертор, и время переключения равно нулю. За счет инерционного звена постоянного тока, каким является батарея, происходит изоляция нагрузки от аномалий сети и формируется очень стабильное выходное напряжение. Даже при больших отклонениях входного напряжения ИБП продолжает питать нагрузку чистым синусоидальным напряжением с отклонением не более +5% от устанавливаемого пользователем номинального значения. ИБП класса On-line фирмы АРС имеют следующие выходные мощности: модели Matrix UPS - 3000 и 5000 ВА, модели Symmetra Power Array - 8000, 12000 и 16000 ВА.
Модели Back-UPS не используют микропроцессор, а в моделях Back-UPS Pro, Smart-UPS, Smart/VS, Matrix и Symmetna микропроцессор используется.
Наибольшее распространение получили устройства: Back-UPS, Back-UPS pro, Smart-UPS, Smart-UPS/VS.
Такие устройства, как Matrix и Symmetna, используются в основном для банковских систем.
В этой статье рассмотрим конструкцию и схему моделей Smart-UPS 450VA...700VA, применяемых для питания персональных компьютеров (ПК) и серверов. Их технические характеристики приведены в табл. 1.
Таблица 1. Технические характеристики моделей Smart-UPS фирмы АРС
| Модель | 450VA | 620VA | 700VA | 1400VA |
|---|---|---|---|---|
| Допустимое входное напряжение, В | 0...320 | |||
| Входное напряжение при работе от сети *, В | 165...283 | |||
| Выходное напряжение *, В | 208...253 | |||
| Защита входной цепи от перегрузки | Возвращаемый в исходное положение автоматический выключатель | |||
| Диапазон частоты при работе от сети, Гц | 47...63 | |||
| Время переключения на питание от батареи, мс | 4 | |||
| Максимальная мощность в нагрузке, ВА (Вт) | 450(280) | 620(390) | 700(450) | 1400(950) |
| Выходное напряжение при работе от батареи, В | 230 | |||
| Частота при работе от батареи, Гц | 50 ± 0,1 | |||
| Форма сигнала при работе от батареи | Синусоида | |||
| Защита выходной цепи от перегрузки | Защита от перегрузки и короткого замыкания, при перегрузке выключение с фиксацией | |||
| Тип батареи | Свинцовая герметичная, необслуживаемая | |||
| Количество батарей х напряжение, В, | 2 x 12 | 2 x 6 | 2 x 12 | 2 x 12 |
| Емкость батарей, Ач | 4,5 | 10 | 7 | 17 |
| Срок службы батареи, лет | 3...5 | |||
| Время полного заряда, ч | 2...5 | |||
| Размеры ИБП (высота х ширина х длина), см | 16,8x11,9x36,8 | 15,8x13,7x35,8 | 21,6х17х43,9 | |
| Масса нетто (брутто), кг | 7,30(9,12) | 10,53(12,34) | 13,1(14,5) | 24,1(26,1) |
* Регулируется пользователем с помощью программного обеспечения PowerChute.
ИБП Smart-UPS 450VA...700VA и Smart-UPS 1000VA...1400VA имеют одинаковую электрическую схему и отличаются емкостью батарей, количеством выходных транзисторов в инверторе, мощностью силового трансформатора и габаритами.
Рассмотрим параметры, характеризующие качество электроэнергии, а также терминологию и обозначения.
Проблемы с электропитанием могут выражаться в виде:
В Росси провалы, пропадания и скачки напряжения как вверх, так и вниз составляют приблизительно 95% отклонений от нормы, остальное - шумы, импульсные помехи (иголки), высокочастотные выбросы.
В качестве единиц измерения мощности используются Вольт-Амперы (ВА, VA) и Ватты (Вт, W). Они отличаются коэффициентом мощности PF (Power Factor):
Коэффициент мощности для компьютерной техники равен 0,6...0,7. Число в обозначении моделей ИБП фирмы АРС означает максимальную мощность в ВА. Например, модель Smart-UPS 600VA имеет мощность 400 Вт, а модель 900VA - 630 Вт.
Структурная схема моделей Smart-UPS и Smart-UPS/VS показана на рис. 4. Сетевое напряжение поступает на входной фильтр EM/RFI, служащий для подавления помех электросети. При номинальном напряжении электросети включены реле RY5, RY4, RY3 (контакты 1, 3), RY2 (контакты 1, 3), RY1, и входное напряжение проходит в нагрузку. Реле RY3 и RY2 используются для режима подстройки выходного напряжения BOOST/TRIM. К примеру, если напряжение сети увеличилось и вышло за допустимый предел, реле RY3 и RY2 подключают дополнительную обмотку W1 последовательно с основной W2. Образуется автотрансформатор с коэффициентом трансформации
K = W2/(W2 + W1)
меньше единицы, и выходное напряжение падает. В случае уменьшения сетевого напряжения дополнительная обмотка W1 реверсируется контактами реле RY3 и RY2. Коэффициент трансформации
К = W2/(W2 - W1)
становится больше единицы, и выходное напряжение повышается. Диапазон регулировки составляет ±12%, величина гистерезиса выбирается программой Power Chute.
При пропадании напряжения на входе выключаются реле RY2...RY5, включается мощный ШИМ-инвертор, питающийся от батареи, и в нагрузку поступает синусоидальное напряжение 230 В, 50 Гц.
Многозвенный фильтр подавления помех электросети состоит из варисторов MV1, МV3, MV4, дросселя L1, конденсаторов С14...С16 (рис. 5). Трансформатор СТ1 анализирует высокочастотные составляющие напряжения сети. Трансформатор СТ2 является датчиком тока нагрузки. Сигналы с этих датчиков, а также датчика температуры RTH1 поступают на аналого-цифровой преобразователь IC10 (ADC0838) (рис. 6).
Трансформатор Т1 является датчиком входного напряжения. Команда на включение устройства (АС-ОК) подается с двухуровневого компаратора IC7 на базу Q6. Трансформатор Т2 - датчик выходного напряжения для режима Smart TRIM/BOOST. С выводов 23 и 24 процессора IC1 2 (рис. 6) сигналы BOOST и TRIM подаются на базы транзисторов Q43 и Q49 для переключения реле RY3 и RY2 соответственно.
Сигнал синхронизации по фазе (PHAS-REF) с вывода 5 трансформатора Т1 поступает на базу транзистора Q41 и с его коллектора на вывод 14 процессора IC12 (рис. 6).
В модели Smart-UPS используется микропроцессор IC12 (S87C654), который:
В микросхеме памяти EEPROM IC13 хранятся заводские установки, а также калиброванные установки уровней сигналов частоты, выходного напряжения, границ перехода, напряжения зарядки батареи.
Цифро-аналоговый преобразователь IC15 (DAC-08CN) формирует на выводе 2 эталонный синусоидальный сигнал, который используется как опорный для IC17 (АРС2010).
ШИМ-сигнал формируется IC14 (АРС2020) совместно с IC17. Мощные полевые транзисторы Q9...Q14, Q19...Q24 образуют мостовой инвертор. Во время положительной полуволны ШИМ-сигнала открыты Q12...Q14 и Q22...Q24, a Q19...Q21 и Q9...Q11 закрыты. Во время отрицательной полуволны открыты Q19...Q21 и Q9...Q11, a Q12...Q14 и Q22...Q24 закрыты. Транзисторы Q27...Q30, Q32, Q33, Q35, Q36 образуют двухтактные драйверы, формирующие сигналы управления мощными полевыми транзисторами, имеющими большую входную емкость. Нагрузкой инвертора является обмотка трансформатора, она подключается проводами W5 (желтый) и W6 (черный). На вторичной обмотке трансформатора формируется синусоидальное напряжение 230 В, 50 Гц для питания подключенного оборудования.
Работа инвертора в «обратном» режиме используется для зарядки батареи пульсирующим током во время нормальной работы ИБП.
ИБП имеет встроенный слот SNMP, который позволяет подключать дополнительные платы для расширения возможностей ИБП:
В ИБП имеется несколько напряжений, необходимых для нормальной работы устройства: 24 В, 12 В, 5 В и -8 В. Для их проверки можно воспользоваться табл. 2. Измерять сопротивление с выводов микросхем на общий провод следует при выключенном ИБП и разряженном конденсаторе С22. Типовые неисправности ИБП Smart-Ups 450VA...700VA и способы их устранения приведены в табл. 3.
Таблица 3. Типовые неисправности ИБП Smart-Ups 450VA...700VA
| Краткое описание дефекта | Возможная причина | Способ отыскания и устранения неисправности |
|---|---|---|
| ИБП не включается | Не подключены батареи | Подключить батареи |
| Плохая или неисправная батарея, мала ее емкость | Заменить батарею. Емкость заряженной батареи можно проверить лампой дальнего света от автомобиля (12 В, 150 Вт) | |
| Пробиты мощные полевые транзисторы инвертора | В этом случае на выводах батареи, подключенной к плате ИБП, нет напряжения. Проверить омметром и заменить транзисторы. Проверить резисторы в цепях их затворов. Заменить IC16 | |
| Обрыв гибкого кабеля, соединяющего дисплей | Эта неисправность может быть вызвана замыканием выводов гибкого кабеля на шасси ИБП. Заменить гибкий кабель, соединяющий дисплей с основной платой ИБП. Проверить исправность предохранителя F3 и транзистора Q5 | |
| Продавлена кнопка включения | Заменить кнопку SW2 | |
| ИБП включается только от батареи | Сгорел предохранитель F3 | Заменить F3. Проверить исправность транзисторов Q5 и Q6 |
| ИБП не стартует. Светится индикатор замены батареи | Если батарея исправна, то ИБП неверно отрабатывает программу | Сделать калибровку напряжения батареи при помощи фирменной программы от АРС |
| ИБП не включается в линию | Оторван сетевой кабель или нарушен контакт | Соединить сетевой кабель. Проверить омметром исправность пробки-автомата. Проверить соединение шнура «горячий-нейтраль» |
| Холодная пайка элементов платы | Проверить исправность и качество паек элементов L1, L2 и особенно Т1 | |
| Неисправны варисторы | Проверить или заменить варисторы MV1...MV4 | |
| При включении ИБП происходит сброс нагрузки | Неисправен датчик напряжения Т1 | Заменить Т1. Проверить исправность элементов: D18...D20, С63 и С10 |
| Мигают индикаторы дисплея | Уменьшилась емкость конденсатора С17 | Заменить конденсатор С17 |
| Вероятна утечка конденсаторов | Заменить С44 или С52 | |
| Неисправны контакты реле или элементы платы | Заменить реле. Заменить IC3 и D20. Диод D20 лучше заменить на 1N4937 | |
| Перегрузка ИБП | Мощность подключенного оборудования превышает номинальную | Уменьшить нагрузку |
| Неисправен трансформатор Т2 | Заменить Т2 | |
| Неисправен датчик тока СТ1 | Заменить СТ1 . Сопротивление более 4 Ом указывает на неисправность датчика тока | |
| Неисправна IC15 | Заменить IC15. Проверить напряжение -8 В и 5 В. Проверить и при необходимости заменить: IC12, IC8, IC17, IC14 и мощные полевые транзисторы инвертора. Проверить обмотки силового трансформатора | |
| Не заряжается батарея | Неверно работает программа ИБП | Откалибровать напряжение батареи фирменной программой от АРС. Проверить константы 4, 5, 6, 0. Константа 0 критична для каждой модели ИБП. Проверку константы делать после замены батареи |
| Вышла из строя схема заряда батареи | Заменить IC14. Проверить напряжение 8 В на выв. 9 IC14, если его нет, то заменить С88 или IC17 | |
| Неисправна батарея | Заменить батарею. Ее емкость можно проверить лампой дальнего света от автомобиля (12 В, 150 Вт) | |
| Неисправен микропроцессор IC12 | Заменить IC12 | |
| При включении ИБП не стартует, слышен щелчок | Неисправна схема сброса | Проверить исправность и заменить неисправные элементы: IC11, IC15, Q51...Q53, R115, С77 |
| Дефект индикаторов | Неисправна схема индикации | Проверить и заменить неисправные Q57...Q60 на плате индикаторов |
| ИБП не работает в режиме On-line | Дефект элементов платы | Заменить Q56. Проверить исправность элементов: Q55, Q54, IC12. Неисправна IC13, или ее придется перепрограммировать. Программу можно взять с исправного ИБП |
| При переходе на работу от батареи ИБп выключается и включается самопроизвольно | Пробит транзистор Q3 | Заменить транзистор Q3 |
Во второй части статьи будет рассмотрено устройство ИБП класса On-line,
УСТРОЙСТВО ИБП КЛАССА OFF-LINE
К 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. 3.
Таблица 3. Основные технические данные ИБп класса Back-UPS
| Модель | BK250I | BK400I | BK600I |
|---|---|---|---|
| Номинальное входное напряжение, В | 220...240 | ||
| Номинальная частота сети, Гц | 50 | ||
| Энергия поглощаемых выбросов, Дж | 320 | ||
| Пиковый ток выбросов, А | 6500 | ||
| Пропущенные в нормальном режиме значения выбросов напряжения по тесту IEEE 587 Cat. A 6kVA, % | <1 | ||
| Напряжение переключения, В | 166...196 | ||
| Выходное напряжение при работе от аккумуляторов, В | 225 ± 5% | ||
| Выходная частота при работе от аккумуляторов, Гц | 50 ± 3% | ||
| Максимальная мощность, ВА (Вт) | 250(170) | 400(250) | 600(400) |
| Коэффициент мощности | 0,5. ..1,0 | ||
| Пик-фактор | <5 | ||
| Номинальное время переключения, мс | 5 | ||
| Количество аккумуляторов х напряжение, В | 2x6 | 1x12 | 2x6 |
| Емкость аккумуляторов, Ач | 4 | 7 | 10 |
| Время 90-% подзарядки после разрядки до 50%, час | 6 | 7 | 10 |
| 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), мм | 168x119x361 | ||
| Вес, кг | 5,4 | 9,5 | 11,3 |
Индекс «I» (International) в названиях моделей ИБп означает, что модели рассчитаны на входное напряжение 230 В, В устройствах установлены герметичные свинцовые необслуживаемые 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. 8. 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. 9...11. Многозвенный фильтр подавления помех электросети состоит из варисторов MOV2, MOV5, дросселей L1 и L2, конденсаторов С38 и С40 (рис. 9). Трансформатор Т1 (рис. 10) является датчиком входного напряжения. 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. 10). 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. 11) 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. 11 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.
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. 4, а в табл. 5 - аналоги наиболее часто выходящих из строя компонентов.
Таблица 4. Типовые неисправности ИБП Back-UPS 250I, 400I и 600I
| Проявление дефекта | Возможная причина | Метод отыскания и устранения дефекта |
|---|---|---|
| Запах дыма, ИБП не работает | Неисправен входной фильтр | Проверить исправность компонентов MOV2, MOV5, L1, L2, С38, С40, а также проводники платы, соединяющие их |
| ИБП не включается. Индикатор не светится | Отключен автомат защиты на входе (прерыватель цепи) ИБП | Уменьшить нагрузку ИБП, отключив часть аппаратуры, и затем включить автомат защиты, нажав контактный столбик автомата защиты |
| Неисправны батареи аккумуляторов | Заменить аккумуляторы | |
| Неправильно подключены аккумуляторы | Проверить правильность подключения аккумуляторных батарей | |
| Неисправен инвертор | Проверить исправность инвертора. Для этого отключить ИБП от сети переменного тока, отсоединить аккумуляторы и разрядить емкость С3 резистором 100 Ом, прозвонить омметром каналы «сток-исток» мощных полевых транзисторов Q1...Q6, Q37, Q36. Если сопротивление составляет несколько Ом или меньше, то транзисторы заменить. Проверить резисторы в затворах R1 ...R3, R6...R8, R147, R148. Проверить исправность транзисторов Q30, Q31 и диодов D36...D38 и D41. Проверить предохранители F1 и F2 | |
| Заменить микросхему IC2 | ||
| При включении ИБП отключает нагрузку | Неисправен трансформатор Т1 | Проверить исправность обмоток трансформатора Т1. Проверить дорожки на плате, соединяющие обмотки Т1. Проверить предохранитель F3 |
| ИБП работает от аккумуляторов несмотря на то, что есть напряжение в сети | Напряжение в электросети очень низкое или искажено | Проверить входное напряжение с помощью индикатора или измерительного прибора. Если это допустимо для нагрузки, уменьшить чувствительность ИБП, т.е. изменить границу срабатывания при помощи переключателей, расположенных на задней стенке устройства |
| ИБП включается, но напряжение в нагрузку не поступает | Неисправно реле RY1 | Проверить исправность реле RY1 и транзистора Q10 (BUZ71). Проверить исправность IC4 и IC3 и напряжение питания на их выводах |
| Проверить дорожки на плате, соединяющие контакты реле | ||
| ИБП жужжит и/или отключает нагрузку, не обеспечивая ожидаемого времени резервного электропитания | Неисправен инвертор или один из его элементов | См. подпункт «Неисправен инвертор» |
| ИБП не обеспечивает ожидаемого времени резервного электропитания | Аккумуляторные батареи разряжены или потеряли емкость | Зарядите аккумуляторные батареи. Они требуют перезарядки после продолжительных отключений сетевого питания. Кроме того, батареи быстро стареют при частом использовании или при эксплуатации в условиях высокой температуры. Если приближается конец срока службы батарей, то целесообразно их заменить, даже если еще не подается тревожный звуковой сигнал замены аккумуляторных батарей. Емкость заряженной батареи проверить автомобильной лампой дальнего света 12 В, 150 Вт |
| ИБП перегружен | Уменьшить количество потребителей на выходе ИБП | |
| После замены аккумуляторов ИБП не включается | Неправильное подключение аккумуляторных батарей при их замене | Проверьте правильность подключения аккумуляторных батарей |
| При включении ИБП издает громкий тональный сигнал, иногда с понижающимся тоном | Неисправны или сильно разряжены аккумуляторные батареи | Зарядить аккумуляторные батареи в течение не менее четырех часов. Если после перезарядки проблема не исчезнет, следует заменить аккумуляторные батареи |
| Аккумуляторные батареи не заряжаются | Неисправен диод D8 | Проверить исправность D8. Его обратный ток не должен превышать 10 мкА |
| Напряжение заряда ниже необходимого уровня | Откалибровать напряжение заряда аккумулятора |
Таблица 5. Аналоги для замены неисправных компонентов
| Схемное обозначение | Неисправный компонент | Возможная замена |
|---|---|---|
| IC1 | LM317T | LM117H, LM117K |
| IC2 | CD4001 | К561ЛЕ5 |
| IC3, IC10 | 74С14 | Составляется из двух микросхем К561ТЛ1, выводы которых соединить согласно цоколевке на микросхему |
| IC4 | LM339 | К1401СА1 |
| IC5 | CD4011 | К561ЛА7 |
| IC6 | CD4066 | К561КТ3 |
| D4...D8, D47, D25...D28 | 1N4005 | 1N4006, 1N4007, BY126, BY127, BY133, BY134, 1N5618... 1N5622, 1N4937 |
| Q10 | BUZ71 | BUZ10, 2SK673, 2SK971, BUK442...BUK450, BUK543...BUK550 |
| Q22 | IRF743 | IRF742, MTP10N35, MTP10N40, 2SK554, 2SK555 |
| Q8, Q21, Q35, Q31, Q12, Q9, Q27, Q28, Q32, Q33 | PN2222 | 2N2222, BS540, BS541, BSW61...BSW 64, 2N4014 |
| Q11, Q29, Q25, Q26, Q24 | PN2907 | 2N2907, 2N4026...2N4029 |
| Q1...Q6, Q36, Q37 | IRFZ42 | BUZ11, BUZ12, PRFZ42 |
Геннадий Яблонин
"Ремонт электронной техники"
Я помню время, когда аббревиатуры UPS и APC были синонимами. По крайней мере, в русском компьютерном сообществе это выглядело именно так. У АРС не было никаких конкурентов, эта компания диктовала моду, определяла модельный ряд, да и просто никаких других ИБП купить было невозможно.
Со временем стало ясно, что все не совсем так. АРС v всего лишь очень крупная фирма в ряду многих, изделия ее не самые дешевые, а унификация моделей привела к тому же эффекту, что и во всех других областях компьютерных технологий, когда изделия разных компаний отличаются друг от друга разве что ценой и популярностью, сложившейся подчас самым случайным образом. Меж тем ИБП из предметов исключительно корпоративного потребления превратились в самый обычный товар. Во-первых, как и все прочие компьютерные кусочки, ИБП резко подешевели. Во-вторых, гипотетическая возможность потери прекрасных результатов прохода очередного этажа в Half-life из-за того, что сосед вставил скрепку в розетку, для кого-то не менее обидна, чем потеря данных о годовом обороте своей нефтяной компании. И если раньше ИБП был предметом роскоши, то сейчас он постепенно становится обычным компьютерным аксессуаром. Добавим, что владельцы уже купленных компьютеров тоже обзаводятся этим товаром. Это значит, что рынок ИБП будет быстро расширяться. В открывшуюся нишу рванули многие компании во всем мире.
Opti-UPS = достаточно молодая тайваньская компания. В октябре 1991 года компания Sinetec открыла подразделение по производству источников бесперебойного питания. С 1995 года под маркой Opti-UPS начался экспорт этих ИБП в США. Отличные потребительские качества товара привели к экспоненциальному росту продаж, объем которых в 1997 году превысил 450 миллионов долларов. Но на этой отметке продажи в Штатах и застыли, поэтому компания начала энергично осваивать новые рынки. Приход Opti-UPS в Россию обставлен достаточно профессионально. Изданы описания на русском языке, организованы сервисные центры, получены все необходимые сертификаты и лицензии. До сих пор эта торговая марка была известна только в Москве, теперь настала очередь Санкт-Петербурга.
Сразу перечислю особенности ИБП фирмы Opti-UPS.
- Все модели ИБП Opti имеют сертификаты Ростеста и гигиенические сертификаты Минздрава. Информация об этом нанесена на шильдик каждого изделия.
- Все модели ИБП Opti имеют внешнюю двухлетнюю гарантию безо всяких условий и оговорок.
- Все модели ИБП Opti, кроме самой младшей, 350VS, имеют в комплекте прекрасное программное обеспечение Opti-Safe, работающее под ОС DOS, Windows9x/NT, Novell. В случае возникновения аварии на линии внешнего питания ИБП предупреждает хозяина компьютера самыми разнообразными способами, включая дозвон по модему. В комплект входит кабель, соединяющий ИБП с СОМ-портом компьютера. Обычная проблема, когда оба порта заняты, например, мышью и модемом, решается с помощью недорогого переходника на шину USB. Это внешнее устройство, оно покупается отдельно.
- Все модели ИБП Opti имеют встроенную защиту от кратковременных перегрузок по линии модема или компьютерной сети. Собственно к функционированию ИБП эти разъемы никакого отношения не имеют, но лишними явно не являются, судя по количеству модемов, сгоревших от перегрузки по входу.
- Все модели ИБП Opti допускают горячую замену батарей без выключения компьютера.
- По желанию модели, ИБП Opti ES и PS могут комплектоваться блоком для управления и контроля по протоколу SMNP с подключением ИБП непосредственно в локальную сеть. Это необходимо, если ИБП используется как источник питания для сетевого оборудования, телефонных станций и прочей не компьютерной аппаратуры.
- ИБП Opti имеют привлекательный дизайн и упаковку. Хотя это уже, конечно, дело вкуса.
Opti-UPS производит три линейки ИБП. Первая, аналогичная APC Back Pro, называется VS (value). В нее входят модели, рассчитанные на нагрузку 350 и 500 ВА. Напомню, чтобы получить Ватты, нужно Вольт-Амперы поделить на 1,44 (корень из двух). Самый простой ИБП 350VS отлично подходит для скромного домашнего компьютера с монитором 15 дюймов. Эта модель стоит немножко особняком от остальных моделей Opti. Как уже упоминалось, 350VS не может подключаться к компьютеру по информационному кабелю. Соответственно, программное обеспечение в комплект 350VS не входит. На задней панели ИБП серии value размещены всего две выходных розетки. В некоторых вариантах поставки одна из них не имеет аккумуляторной поддержки и снабжена лишь сетевым фильтром. Это розетка для принтера. У модели 500VS кабель для связи с компьютером имеется, но программное обеспечение может только сигнализировать о неполадках. Дистанционного управления у этого ИБП нет. Разумно использовать данную модель для домашнего компьютера с 17" монитором либо для рабочей станции в корпоративной сети без дистанционного управления.
Линейка ES (enhanced) выполнена по технологии line-interactive. Согласно этой технологии ИБП имеет узел AVR (automatic voltage regulator). В широком диапазоне входных напряжений узел AVR соответственно повышает или понижает выходное напряжение ИБП без переключения на аккумуляторную батарею. Гуманное отношение к аккумулятору продлевает срок его службы (кстати, Opti обещает срок жизни батареи от трех до пяти лет независимо от модели ИБП) и исключает срабатывания ключа при случайных флуктуациях входного напряжения. Кроме этого полезного аппаратного свойства программное обеспечение для линейки ES более развито по сравнению с VS и ориентировано на работу в локальной сети. Оно позволяет выключать компьютер в определенное время либо в любое время по желанию администратора, в любой момент выдает информацию о состоянии электрической сети, ведет протокол событий. ИБП линейки ES имеют более развитую систему наружной индикации. В этой линейке доступны ИБП мощностью 280, 420, 650, 800, 1000 и 1400 Вольт-Ампер.
Самая серьезная линейка Opti-UPS называется PS (professional). Старшие модели на 1100 и 1440 ВА рассчитаны для работы с серверами. Поэтому они выпускаются не только в традиционном, но и в rack исполнении. PS v это полноценные on-line UPS с постоянным питанием от батарей. На выходе подобных ИБП всегда присутствует строго синусоидальное напряжение заданной частоты и величины. Помимо обычных светодиодных индикаторов на передней панели ИБП PS размещены индикация входного напряжения и заряда батарей. Линейка PS включает в себя модели на 500, 800, 1100 и 1440 ВА. Количество выходных гнезд v от четырех до шести в зависимости от модели.
В целом ИБП Opti-UPS производят очень приятное впечатление. Есть все основания полагать, что это первое впечатление не обманчиво.
Андрей Антоновский, техническая служба MicroXperts
Описание
ИБП IPPON делятся на шесть групп. Тестируемый ИБП принадлежит к серии Smart Power Pro. В серии представлены ИБП мощностью 1000, 1400 и 2000 ВА.
Производитель заявляет следующие характеристики изделия:
Входное напряжение, частота | 220 В ±25 %, 47-63 Гц |
Выходное (при работе от батарей) напряжение, частота | 220 В ±5 % 50 Гц ±5 % |
Автоматический регулятор напряжения | 1 повышающая ступень и 1 понижающая |
Выходная мощность | 1000 ВА / 600 Ватт |
Форма выходного сигнала | Аппроксимированная синусоида |
Время переключения на батарею | |
| Время работы от батареи | 5-30 минут в зависимости от мощности нагрузки. |
Функция запуска оборудования без подключения к электросети | |
Тип, напряжение и емкость батареи | Необслуживаемая герметичная свинцово-кислотная батарея, 24 В, два аккумулятора 12 В 7,2 Ач. |
Время зарядки батарей до уровня 90% после разряда до уровня отключения нагрузки под половинной нагрузкой. | |
Индикаторы | 6 светодиодов |
Звуковая сигнализация | "Резервный режим", "Батареи разрядились", "Перегрузка" |
Самодиагностика | Автоматическая диагностика при работе |
Защита от импульсов | 320 Дж, 2 мс |
| Защита по входу | Автоматический предохранитель |
| Защита от короткого замыкания по выходу | |
| Автоматическое отключение при перегрузке | |
| Защита телефонии | Фильтр RJ-11 |
| Энергосбережение | |
Интерфейс | |
Мониторинг | программное обеспечение WinPower2004 |
Размеры Ш×Д×В | 140×368×180 мм |
Выходные разъемы | |
| Уровень акустического шума на расстоянии 1 метра от устройства | |
Условия работы | 0–95% |
ИБП поставляется в картонной коробке. Полиграфия выдержана в строгих фирменных цветах. Вырезы под ручки отсутствуют. Устройство надежно защищено от внешних воздействий (пакет и пенопластовые вставки). Страна изготовитель на коробке не указана.
Комплект поставки содержит:
- руководство пользователя на русском языке*
- гарантийный талон на русском языке*
- кабель для включения в электросеть
- два кабеля для подключения оборудования (разъем IEC 320)
- интерфейсный кабель для связи с ПК (RS-232)
- интерфейсный кабель для связи с ПК (USB A-B)
- телефонный кабель RJ-11
- CD с программным обеспечением WinPower
* - В руководстве пользователя дан список из 77 авторизированных сервисных центров в 48 городах СНГ. Гарантийный талон упоминает лишь о 24 авторизированных сервисных центрах. Гарантия на устройство составляет 24 месяца со дня продажи, но не более чем 30 месяцев со дня производства.
ИБП с полностью металлическим корпусом, классической компоновки, и некоторыми деталями, (в частности, передней фальш-панелью с вырезами) очень напоминает APC Smart 750. На передней панели расположен выключатель питания и звукового сигнала. Шесть светодиодов наглядно индицируют нагрузку и состояние батареи. По бокам корпуса имеются отверстия для вентиляции.
На задней панели расположены интерфейсные и силовые разъемы, USB и RS-232, для связи с ПК, RJ-11 для защиты от перенапряжений в телефонной линии. По центру установлен вентилятор, защищенный решеткой типа "гриль". С правой стороны ИБП находятся четыре выходные розетки IEC320. Автоматический предохранитель на 10 А расположен между USB и входным разъемом. ИБП имеет четыре ножки из мягкого пластика.
Внутреннее устройство
В ИБП применяется батарея из двух аккумуляторов производства тайваньской компании . Его ёмкость 7,2 Ач, рабочее напряжение 12 В. Аккумуляторы соединены последовательно, напряжение батареи 24 В.
Процедура замены батареи проста, достаточно снять фальш-панель и открутить два винта, держащих крышку батарейного отсека. Батарейный блок снабжен язычком для удобного извлечения. Несмотря на это, руководство пользователя рекомендует обращаться в сервисный центр для замены батареи.
Дизайн внутреннего устройства ИБП традиционен, в нижней части находится трансформатор и батарея, в верхней - плата электроники. На задней панели установлен вентилятор производства , изготовленный по последнему слову техники с использованием технологии - магнитной левитации ротора, обеспечивающей долгую и бесшумную работу вентилятора.
Вся основная электроника, расположена на одной двухсторонней печатной плате, текстолит применяется хорошего качества, монтаж элементов выполнен удовлетворительно. Соответствие элементов принципиальной схеме подписано. Некоторые элементы не распаяны.
Блок защиты RJ-11 автономен, варисторная защита реализована для обеих пар.
Сетевой фильтр отсутствует, защита от бросков напряжения реализована при помощи варистора.
Коммутацию обмоток осуществляют реле, максимальный коммутируемый ток на одно реле составляет 12 А.
Инвертор на четырех транзисторах производства . формирует аппроксимированную синусоиду. Силовые транзисторы расположены на двух радиаторах, общей площадью 80 кв.см.
Блок регулировки выходного напряжения (AVR) выполнен по автотрансформаторной схеме. В ИБП применяется трансформатор на Ш-образном сердечнике. Производитель трансформатора не установлен. Трансформатор имеет одну ступень авто трансформации, и может повышать или понижать входное напряжение на 15%.
Тестирование
При выходе напряжения в питающей сети за установленный диапазон, ИБП переходит на аккумуляторное питание, оповещая об этом пользователя посредством звукового сигнала. При переключении на батареи, ИБП выдает сигнал периодичностью в десять секунд. Работу ИБП с батареей, разряженной до критического уровня, сопровождает сигнал периодичностью в одну секунду. Потребляемая при работе от батарей, без нагрузки мощность составила 24 Вт. Для модели с аппроксимированной синусоидой это очень много. Вид и качество формируемого сигнала при разной нагрузке хорошо видны на осциллограмме.
Тестируемый ИБП оснащен системой AVR - автоматическим регулятором напряжения, иногда называемого стабилизатором, который позволяет корректировать (повышать или понижать) входное напряжение, получаемое из электросети, не переходя на питание от батареи. Реализация данного модуля отличается в зависимости от модели и производителя, в данном случае AVR имеет одну понижающую ступень (для нормализации повышенного напряжения) и одну повышающую ступень (для нормализации пониженного напряжения питающей сети). Гистерезис AVR 5-7 В. Нижеприведенный график иллюстрирует работу AVR.
По результатам тестирования, работу AVR можно считать неудовлетворительной. ИБП обеспечивает стабилизацию в пределах -15% +7%, это значительно выходит за требования ГОСТ 13109-97 . Диапазон эффективной работы AVR 165-255 В.
Переключение обмоток трансформатора AVR происходило за 3 мс. Процесс хорошо виден на осциллограмме.
Время перехода на батарею определялось по осциллограмме при нагрузке 100 Вт. Переходный процесс занял 8 мс. Это несколько больше, чем заявлено, но обычно некритично для подключаемого оборудования.
ИБП был протестирован на время работы от батарей при различном уровне нагрузки. Синтетические тесты проводились на нагрузке из резисторов в 1%, 40%, 50%, 60%, 80% и 100% от номинала ИБП. Выходное напряжение измерялось цифровым мультиметром . Во время работы без нагрузки оно составило 228 В.
| Проценты |
Как видим, во всем диапазоне нагрузок ИБП с запасом укладывается в ГОСТ-13109-97 и выдает в 220-222 В, в зависимости от нагрузки. ИБП без проблем выдерживает работу на номинальной нагрузке. Температура обмотки трансформатора была зафиксирована на уровне 62°C, а температура транзисторов инвертора составила весьма значительные 64°C. Сигнал разряда батарей срабатывал за 40-100 секунд до выключения.
Для испытаний на реальной нагрузке использовался тестовый компьютер следующей конфигурации:
Всего было собрано четыре варианта конфигурации тестового компьютера:
- Integrated SiS Mirage, БП 400 Вт с пассивным PFC: DIVX-SiS
- ATI X700, БП 400 Вт с пассивным PFC: DIVX-ATI
- ATI X700, БП 400 Вт с пассивным PFC: 3DM5-ATI
- ATI X700, БП 550 Вт с активным PFC и автовольтажем: 3DM5-ATI-PFC
На диаграмме слева направо:
DIVX-SiS - Конфигурация со встроенным в материнскую плату видеоадаптером. Воспроизведение с жесткого диска HD фильма Шрек (1280×720×24×1700 kbps битрейт видео, AC3 дорожка 384 kbps). Загрузка процессора 17-25%.
DIVX-ATI - Воспроизведение с жесткого диска HD фильма Шрек (1280×720×24×1700 kbps битрейт видео, AC3 дорожка 384 kbps). Загрузка процессора 17-25%.
3DM5-ATI - Выполнялся тестовый пакет 3Dmark05 v1.1.0, 1024×768 в режиме GT1, что должно имитировать работу современной игрушки.
3DM5-ATI-PFC - Конфигурация с блоком питания мощностью 550 Вт, активный PFC, автовольтаж 127-230 В. Выполнялся тестовый пакет 3Dmark05 v1.1.0, 1024×768 в режиме GT1, что должно имитировать работу современной игрушки.
Параметры зарядки АКБ являются одним из важнейших факторов, влияющих на срок службы батареи, а, следовательно, и самого ИБП. Для применяемой в ИБП батареи производителем рекомендован зарядный ток до 2150 мА. Учитывая важность режима зарядки батареи, было сделано два теста. В первом (жёлтая линия) ИБП был разряжен на нагрузку в 100% (600 Вт) до автовыключения, во втором (красная линия) после разряда на нагрузку в 50% (300 Вт), ИБП последовательно разряжался на меньшую нагрузку до полного разряда батареи.
Для восстановления 90 % заряда после разряда на максимальной мощности потребовалось десять часов. Зарядка батареи после полной разрядки потребовала более 35 часов. Ток заряда составил 350 mA, убывая по мере заряда батареи. При пониженном напряжении электросети эффективность зарядки падает до двух раз. По результатам измерений, работа схемы зарядки признана удовлетворительной.
Для проверки системы "холодного старта" ИБП был подключен к нагрузке без подключения к сети. ИБП включился при полной номинальной нагрузке 600 Вт на активную нагрузку. Выход на номинальное напряжение занял один период.
Холодный старт тестового компьютера прошел нормально как с активным, так и с пассивным PFC.
Частота переменного тока при работе от батарей составила 50 Гц при всем диапазоне нагрузок.
Для связи с компьютером у ИБП предусмотрен 9-ти контактный RS-232 разъем и разъем USB type B. Протокол PnP и стандарт Smart Battery не поддерживается. После подключения ИБП по USB, в диспетчере устройств появились HID-устройства.
Связь с ИБП возможна с помощью прилагаемого софта. Мы протестировали как прилагаемое ПО WinPower2004, так и предлагаемое для скачивания на сайте производителя ПО IPPON MONITOR. В обоих случаях проблем не наблюдалось, ИБП определялся и выдавал показания корректно.Вывод
Тестируемое устройство вызывает спорные чувства. В хорошем корпусе, собрана схемотехнически устаревшая "начинка". С какой-то, неведомой здравому смыслу целью, применены маленькие радиаторы и вентилятор. Вентилятор работает постоянно, имеет регулировку оборотов в зависимости от нагрузки. Шум от вентилятора есть, но невысокий. Система AVR занижает выходное напряжение. Схема зарядки имеет низкую эффективность, особенно при заниженном входном напряжении. Достоинства:
- Высокая стабильность выходного напряжения во всем диапазоне нагрузок
- Полная комплектация
- Качественный металлический корпус
- 2 года гарантии на изделие, включая батарею
- AVR занижает напряжение.
- Наличие постоянно включенного вентилятора
- Нет поддержки Smart Battery