Работа системы гарантированного электропитания

Первое и самое главное назначение источника бесперебойного питания - обеспечить электропитание компьютерной системы или другого оборудования в то время, когда электрическая сеть по каким-то причинам не может это делать. Во время такого сбоя электрической сети ИБП питается самостоятельно и питает нагрузку за счет энергии, которую накапливает за счет аккумуляторной батареи. Люди, которые постоянно работают с компьютером, особенно должны ценить систему бесперебойного питания.

Компьютерщики с инженерным образованием и творческой жилкой немедленно начинают изобретать "велосипед" и придумывать систему, которая поможет постоянно питать компьютер электроэнергией. Обычно люди придумывают естественную и простую, на их взгляд, схему, традиционное название которой «схема с двойным преобразованием энергии».  

ИБП с двойным преобразователем

Основной идее схемы является преобразование в постоянного тока в переменный. Внутри у ИБП должно быть постоянное напряжение, необходимое для подпитки аккумуляторной батареи. То есть, получаем первую схему источника бесперебойного питания. Мощность, потребляемая ИБП от сети, преобразуется сначала из переменного тока в постоянный при помощи выпрямителя. Затем к действию приступает преобразователь постоянного тока в переменный - инвертор, который обеспечивает на выходе ИБП нужное переменное напряжение.

Аккумуляторная батарея, как и положено ей, размещается в цепи постоянного тока между инвертором и выпрямителем. При наличии нормального напряжения в сети, выходного тока выпрямителя достаточно для работы инвертора, а также подзарядки батареи. Как только напряжение в сети спадает до минимума, из-за которого выпрямитель не может уже обеспечить нормальную работу инвертора, аккумуляторные батареи заменяют выпрямитель и в результате инвертор питается необходимым ему постоянным током. В свою очередь инвертор продолжает подавать напряжение к компьютеру.

Тем не менее, замену выпрямителя батареей нельзя назвать полноценной: батарея питает инвертор только в течение ограниченного времени, которое зависит от заряда мощности, который она накопила и мощности компьютерной системы. Такая схема называется еще схемой online, что означает постоянное подключение к сети. Современные ИБП с двойным преобразователем выстроены несколько сложнее. Подробнее о них мы поговорим в главе, посвященной этим устройствам.

Недостатки

Самым главным недостатком является возникновение скачков напряжения при переключении ИБП с режима работы от батареи на режим работы от сети. Блок питания не сможет их погасить, если будет неблагоприятная фаза напряжения в момент переключения блока питания компьютера. В результате на чувствительных электронных компонентах компьютера появляются импульсные напряжения. Сами по себе они не опасны, но в сочетании с другими помехами в принципе могут быть причиной сбоя при работе компьютера.

Скачкообразные изменения напряжения имеют ряд причин:

• Когда работает батарея, напряжение на выходе ИБП с переключением несинусоидальное (имеет вид чередующихся прямоугольным импульсов с паузами). При переключении на выходе ИБП напряжение отсутствует. Таким образом, образуется незначительный разрыв в напряжении, которое питает компьютер.

• Практически единственной функцией ИБП с переключением является поддержание работы компьютера, когда в сети отсутствует напряжение. Однако устройство не может взаимодействовать с электрической сетью эффективно и следить за отсутствием искажений сетевого напряжения и регулировать напряжение, когда то слишком падает или, наоборот, чрезмерно растет.  

С данной неприятностью может справиться ИБП, взаимодействующий с сетью. Здесь присутствует ряд изменений, в том числе трансформатор, который наделен дополнительными отводами, куда подключается нагрузка при работе ИБП от сети. В итоге напряжение на выходе ИБП может отличаться от того, что было на входе. Такой ИБП работает примерно так же, как и вариант с переключением. Если в сети "нормальное" напряжение, он питает нагрузку от сети. В случае если напряжения нет, либо же оно искажено, инвертор мгновенно начинает питать нагрузку, разряжая батарею, а входной переключатель ИБП размыкается.