Как сделать бесперебойник: Бесперебойник для дома: как выбрать и как сделать

Содержание

ИБП для котла отопления своими руками: пошаговая инструкция

Перепады энергоснабжения или его полное отключение доставляет не только немало дискомфорта жильцам домов и квартир, но и наносит вред всем электроприборам. В продаже имеется богатый ассортимент источников бесперебойного питания, которые отличаются по характеристикам и стоимости. Но если есть время и желание сделать что-то самостоятельно, то ИБП для котла отопления можно смастерить своими руками.

Виды и принцип работы ИБП

Прежде чем приступить к изготовлению источника бесперебойного питания для котла отопления, следует разобраться, какие имеются их разновидности. Все ИБП можно разделить на три типа:

Back UPS – не преобразовывает и не стабилизирует энергию. При отсутствии электричества просто начинает его вырабатывать. Это самый простой тип устройства и самый дешевый. Применяется, если проблемы с энергией возникают крайне редко, и защищает оборудование от перегорания.
Smаrt UPS – наиболее популярная модель источника бесперебойного питания, поскольку стоит недорого, но способна принести большую пользу, чем предыдущий представитель приборов. Данный тип ИБП способен стабилизировать незначительные перепады напряжения, а при отсутствии энергии некоторое время подпитывает оборудование, а потом плавно отключает. Это позволяет обезопасить отопительную систему от выхода из строя.
Online – имеет двойной преобразователь напряжения благодаря мощным встроенным инверторам. При наличии такого источника бесперебойного питания качество поставляемой электроэнергии не имеет значения. Такой вид ИПБ преобразовывает и стабилизирует 100% входящего потока электричества. Стоимость такого прибора достаточно высока и резонно его применять в районах, где есть систематические перепады напряжения.

Выбор типа ИБП в первую очередь зависит от качественного уровня поставляемой энергии. При применении источника бесперебойного питания для котла отопления можно сделать простую модель, которая будет препятствовать выходу из строя отопительного оборудования при резком отключении электроэнергии. Кроме того, ИБП еще какое-то время будет питать систему, что даст время для устранения аварийной ситуации, сохранив тепло в доме.

APC Back-UPS 650VA (BX650CI-RS).

APC Smart-UPS 1500VA USB.

Онлайн ИБП СИПБ2КА.8-11 (ДЕШК.435241.017-01).

Teplocom-300.

SKAT-UPS 1000 (24V).

ИБП серии Ecovolt PRO.

Mustek PowerMust 1000 Offline 1000VA (600W).

SVEN Reserve Home-800.

Для справки! Некоторые современные модели отопительных котлов оснащены стабилизаторами напряжения, но, как правило, стоимость таких приборов достаточно высокая. Поэтому дешевле купить котел без данной опции и самостоятельно оснастить его источником бесперебойного питания.

Изготовление ИБП

Чтобы сделать такой прибор самостоятельно, необходимо подготовить основные узлы. Для комплектации самодельной конструкции понадобится следующее:

Пришедший в негодность компьютерный источник бесперебойного питания.
Два автомобильных аккумулятора, поскольку одного будет недостаточно, ведь в ИПБ должно быть напряжение не менее 24 вольт. Лучше взять самые мощные, например те, которые используются в машинах КАМАЗ, на 140 ампер-часов.
Вентилятор для охлаждения, поскольку самодельный ИБП будет сильно нагреваться при длительной работе и может перегореть. Можно использовать самый простой маленький вентилятор.

Далее из аккумуляторов следует достать старые батареи и установить новые. От их состояния будет зависеть период работы всего прибора. Для того, чтобы правильно подключить внешний источник энергии, следует сделать зажимы на контактах с проводами разного цвета, например, черного на плюс и красного на минус. На зафиксированные зажимы припаиваются провода из аккумулятора.

Особое внимание уделяют подключению охлаждения. Вентиляторы монтируются к задней решетке компьютерного ИБП. Чтобы определить работу источника бесперебойного питания, используют светодиод, припаяв его на обмотки маленького реле. После этого следует выбрать любой контакт и припаять входной плюс от аккумулятора (черный проводок). Второй контакт реле соединяется с входящим минусом (красный провод). Таким образом, при работе источника бесперебойного питания от аккумуляторной батареи система охлаждения будет включаться в автоматическом режиме.

Аналогичным способом изготавливают бесперебойники для насоса системы отопления.

Монтаж готового ИБП

Бесперебойник для котла отопления установить несложно. Для этого необходима индикаторная отвертка и розетка. В первую очередь следует определить выходную фазу прибора, выполнив следующие действия:

Включить ИБП в автономном режиме, приложив индикатор напряжения.
Подсоединить прибор к электросети и снова проверить. Если никаких изменений нет, то приступают к подключению котла.

После этого следует еще раз протестировать уровень напряжения, при этом теплоисточник должен находиться в режиме работы без пламени.

При наличии источника бесперебойного питания, система отопления будет в безопасности, ведь лучше потратиться на его приобретение, чем потом полностью менять дорогостоящую систему отопления.

Бесперебойное питание 12 вольт своими руками

Наиболее известны компьютерные источники бесперебойного питания (ИБП, или UPS). Обычного компьютерного бесперебойника хватает на несколько минут, необходимых для того, чтобы пользователь успел сохранить данные и завершить работу в штатном режиме. Вести речь о долговременном питании множества приборов потребления в данном случае бесполезно. Если необходимо обеспечить работу систем «умного дома», приборов отопления или другой бытовой техники, то понадобится более мощное устройство, рассчитанное на долговременную работу. Можно приобрести готовый прибор, но для людей подготовленных и разбирающихся в электротехнике привлекателен вариант самостоятельного изготовления бесперебойника. Это поможет в какой-то степени сэкономить деньги, даст возможность применить свои навыки и получить в результате устройство, максимально соответствующее потребностям конкретного потребителя.

Как сделать бесперебойник своими руками?

Обеспечить бесперебойное питание приборов в течение достаточно длительного времени могут только устройства на основе мощных и емких аккумуляторов, для которых надо использовать зарядное устройство соответствующей мощности и инвертор, преобразующий постоянное напряжение в стандартные 220 В. Наибольшую сложность будет представлять именно изготовление инвертора, поскольку от того, какой он выдает синус — чистый или меандр разных типов — зависит, какие приборы смогут быть запитаны от полученного комплекта. Некоторые устройства не воспринимают импульсное напряжение с большим числом высокочастотных гармоник — это надо учитывать, планируя создание ИБП.

Большинство пользователей предпочитают использовать готовый инвертор заводской сборки, поскольку обеспечить необходимую частоту для дома и всех потребителей достаточно сложно.

Что потребуется?

Для изготовления ИБП своими руками в первую очередь потребуются аккумуляторы от мощного автомобиля — КамАЗа или иного подобного грузовика. Необходимо использовать пару аккумуляторов на 12 В, соединенных последовательно и обладающих емкостью от 190 А·ч. Устройства малой емкости заряжаются быстрее , но более требовательны к режиму зарядки и болезненно реагируют на перезаряд. Кроме того, понадобится зарядное устройство, обладающее достаточной мощностью, и инвертор.

Из всех этих компонентов однозначно купленными будут аккумуляторы, и, поскольку на них все равно придется тратиться, то лучше купить новые, а не бывшие в употреблении. Зарядное устройство можно собрать самостоятельно, как и инвертор, хотя специалисты утверждают, что результат в любом случае будет уступать заводским образцам из-за низкого качества деталей и комплектующих.

Правила безопасности и важные советы

Прежде всего, следует соблюдать правила безопасности при работе с электроприборами и с установками под напряжением. Если производится сборка всего ИБП или отдельных узлов своими руками, к перечню обычных требований прибавляются правила безопасности при работе с нагревательными приборами. Работа с паяльником требует осторожности, оптимальный вариант — использование паяльной станции с вытяжкой и специальной безопасной подставкой.

Важный момент — использование достаточно толстого соединительного провода. Если его сечение не будет соответствовать установленным нормам, провод будет сильно греться и может расплавиться, что вызовет прекращение работы комплекта и создаст угрозу возгорания.

Рекомендуется использовать медный многожильный провод сечением 12 мм2 («косичку»), который сможет выдержать ток до 100 А.

Пошаговый алгоритм действий

Для того чтобы изготовить бесперебойник своими руками, надо выполнить определенную последовательность действий. Прежде всего, надо определиться с тем, какие узлы будут созданы самостоятельно, а какие лучше приобрести в готовом виде. Затем нужно обзавестись необходимыми узлами, элементами и деталями комплекта, приобрести аккумуляторы. Начинать сборку без них не рекомендуется, так как зарядное устройство должно в точности соответствовать характеристикам АКБ.

Схемы и пояснения

Рассмотрим структурную схему ИБП.

Здесь инвертор и фильтр высших гармоник представлены как два разных блока, хотя на практике нередко они объединены в один узел.

Сначала преобразователь (другое название инвертора) получает с аккумуляторов постоянное напряжение 12 В, превращая его в импульсное переменное напряжение (меандр) 310 В. Затем при помощи фильтра высших гармоник срезаются излишки, доводя форму сигнала до синусоиды с амплитудой 220 В. На схеме отмечен важный момент — напряжение зарядного устройства для данных АКБ должно составлять 28,8 В. Эта величина позволяет обеспечить полноценную зарядку аккумуляторов без риска перезаряда, выкипания или выхода АКБ из строя.

Бесперебойное питание обеспечивается переключением с сетевого источника на ИБП, производящимся при изменениях сетевого напряжения — его падении или полном исчезновении. Некоторые приборы отсекают и скачки напряжения, переводя питание потребителей на ИБП до тех пор, пока сетевое напряжение не придет в норму.

Для переключения питания используется реле, на которое постоянно подается напряжение из сети.

Возможные проблемы и нюансы

Работа блока питания сопровождается сильным нагревом деталей и требует качественного охлаждения. Для этого обычно используется вентилятор соответствующего размера (иногда подходит компьютерный кулер, реже приходится устанавливать более крупные образцы). Распространенной ошибкой является присоединение питания вентиляторов к аккумуляторам (выходным клеммам). При переходе комплекта на автономный режим вентиляторы продолжают работать, способствуя разрядке АКБ, хотя в этом режиме они не нужны. За состоянием вентиляторов необходимо постоянно следить, они являются наиболее слабым звеном всей системы и часто выходят из строя, оставляя блок питания без охлаждения, чего допускать нельзя.

Необходимо следить за правильным соединением аккумуляторов. Последовательное соединение обеспечивает равномерную нагрузку и одинаковый расход заряда, тогда как при параллельном работает только один аккумулятор, что способствует его скорейшему выходу из строя.

Источник бесперебойного питания, созданный своими руками, проще поддается ремонту или модернизации.

Кроме того, подобный комплект можно использовать в связке с солнечными батареями или ветрогенератором, что существенно расширяет возможности ИБП и выводит его на автономный уровень функционирования.

Маломощный импульсный блок питания можно использовать в самых разных радиолюбительских конструкциях. Схема такого ИБП отличается особой простотой, поэтому может быть повторена даже начинающими радиолюбителями.

Основные параметры БП:
Входное напряжение – 110-260В 50Гц
Мощность – 15 Ватт
Выходное напряжение – 12В
Выходной ток – не более 0,7А
Рабочая частота 15-20кГц

Исходные компоненты схемы можно достать из подручного хлама. В мультивибраторе использовались транзисторы серии MJE13003, но при желании можно заменить на 13007/13009 или аналогичные. Такие транзисторы легко найти в импульсных блоках питания (в моем случае были сняты из компьютерного БП).

Конденсатор по питанию подбирается с напряжением 400 Вольт (в крайнем случае, на 250, чего очень не советую)
Стабилитрон использован отечественный типа Д816Г или импортный с мощностью порядка 1 ватт.

Диодный мост – КЦ402Б, можно использовать любые диоды с током 1 Ампер. Диоды нужно подобрать с обратным напряжением не менее 400 вольт. Из импортного интерьера можно ставить 1N4007 (полный отечественный аналог КД258Д) и другие.

Импульсный трансформатор – ферритовое кольцо 2000НМ, размеры в моем случае К20х10х8, но были использованы и также большие кольца, при этом намоточные данные не менял, работало нормально. Первичная обмотка (сетевая) состоит из 220 витков с отводом от середины, провод 0,25-0,45мм (больше нет смысла).

Вторичная обмотка в моем случае содержит 35 витков, что обеспечивает на выходе порядка 12 Вольт. Провод для вторичной обмотки подбирается с диаметром 0,5-1мм. Максимальная мощность преобразователя в моем случае не более 10-15 ватт, но мощность можно изменить подбором емкости конденсатора С3 (при этом, намоточные данные импульсного трансформатора уже меняются). Выходной ток такого преобразователя порядка 0,7А.
Сглаживающую емкость (С1) подобрать с напряжением 63-100Вольт.

На выходе трансформатора стоит использовать только импульсные диоды, поскольку частота достаточно повышена, обычные выпрямительные могут и не справится. FR107/207 пожалуй, самые доступные из импульсных диодов, часто встречаются в сетевых ИБП.

БП не имеет никаких защит от короткого замыкания, поэтому не следует замыкать вторичную обмотку трансформатора.

Перегрев транзисторов не замечал, с выходной нагрузкой 3 Ватт (светодиодная сборка) они ледяные, но на всякий случай можно установить на небольшие теплоотводы.

Бесперебойник для котла своими руками

Содержание

Можно ли использовать источник бесперебойного питания, сделанный своими руками
Схема бесперебойника для котла своими руками
Как сделать бесперебойник для котла отопления
Бесперебойник для котла из Mustek Power 800 или других UPS
Бесперебойник для котла из автомобильного аккумулятора
Проверка работы компьютерного бесперебойника на котле
Как рассчитать ИБП
Выбор инверторов
Выводы

Не секрет, что в деревнях, сёлах и даже коттеджных поселках стабильность напряжения является головной болью для местных жителей. Ладно, если чайник выйдет из строя, но когда неисправность касается газового котла, то финансовые потери могут сильно ударить по карману. Даже безобидное временное отключение электропитания может привести к серьезным последствиям.

Представьте ситуацию, когда в морозную зиму временно отключили электричество или произошел резкий скачок. И, конечно же, в самый нужный момент вас не оказалось дома. На самом деле такая ситуация далеко не редкость, сам с ней сталкивался. Благо, добрые соседи сообщали. Хотя пару раз просто чуйка выручала.

Вообще это может обернуться не только тем, что лопнут трубопроводы, но и возможна серьезная поломка собственно отопительного приспособления. Ремонтировать его – задача отнюдь не из дешевых, к тому же не всегда необходимые комплектующие оказываются доступны.

Всего этого можно избежать, поставив лишь один несложный девайс – источник бесперебойного питания (ИБП).

Какой источник лучше выбрать, читайте в другой статье: Источник бесперебойного питания (ИБП) для газового котла отопления. Как выбрать. Лучшие модели.

В этой статье поговорим о том, как сделать ибп для котла отопления своими руками.

Можно ли использовать источник бесперебойного питания, сделанный своими руками

Можно. Существую множество способов для решения задачи, придуманных нашими Кулибинами. Мы же рассмотрим один из них – сделать с компьютерного UPS бесперебойник для котла.

Задача вполне решаема, особенно если в ваших запасах есть старая аккумуляторная батарея и компьютерный бесперебойник с истощенным до нуля аккумулятором. Если нет, то можете посмотреть на авито или других площадках, люди часто продают ненужный «хлам».

Схема бесперебойника для котла своими руками

Для начала рассмотрим примерную схему, которую мы должны собрать.

Как видно из схемы, все достаточно просто. Теперь разберем все этапы сборки пошагово.

Как сделать бесперебойник для котла отопления

Итак, дано: нам понадобится сделать источник бесперебойного питания для котла отопления своими руками.

Теперь приступим к решению. Надо сказать, что наиболее «привередливая» часть каждого ИБП, вне сомнения, – это его АКБ.

Продолжительность ее работы в приспособлениях для бесперебойного питания связана с множеством обстоятельств:

качество самого изделия;
интенсивность и способ эксплуатации аппаратуры;
срок службы и т.д.

Характерно, что даже в покупных ИБП для газового котла дают сбой и отказываются работать как раз аккумуляторные батареи.

В общем, в моем распоряжении оказался УПС Mustek Power 800, но это не панацея, фактически они все идентичны.

Бесперебойник для котла из Mustek Power 800 или других UPS

Чтобы собрать бесперебойник для котла своими руками для начала необходимо разобрать наш компьютерный УПС. Схема разборки бесперебойника начинается со снятия крышки корпуса. Делается это без каких-либо специфических затруднений – от вас потребуется выкрутить саморезы на корпусе изделия и затем снять панель, расположенную сверху.

Далее следует вынуть отработавший свое источник питания из ИБП. Тем самым вы подготовите пространство, в которое можно будет поместить вентилятор. Кстати, его мы можем также снять со старого ПК ну или купить, может друзья отдадут.

Да, придется немного заморочиться если охота сэкономить денежки и поковыряться на славу, не каждому это дано, но я верю в вас.

Завершив удаление батареи со старого устройства, следует снять переднюю панель этого прибора, именно здесь мы видим индикаторы активности и клавишу «вкл». Как раз там, где прежде находилась передняя панель, мы и поставим вентилятор-охладитель.

Устранить зазоры вокруг него, чтобы охлаждение работало без помех, поможет металлизированный скотч.

Бесперебойник для котла из автомобильного аккумулятора

Для того, чтобы выбрать надежный источник питания, воспользуемся автомобильным АКБ. Переходим к стадии присоединения автомобильной АКБ к собранному нами приспособлению.

В этом случае необходимо применить (поскольку в токе здесь немало ампер), проводку большого сечения. Достаточно взять проводку сечением примерно шесть квадратов.

По умолчанию место для подсоединения проводов предусмотрено на тыльной панели, но перенести эти отверстия вы можете куда пожелаете, в любом месте вашего ИБП.

Картинка взята с сайта www.krasotizemli.ru

Воспользовавшись этим ноу-хау, вы сможете собрать самодельный бесперебойник из самых недорогих деталей и компонентов. Такое изделие стоит гораздо дешевле, нежели «магазинное».

Не следует упускать из виду, что при сборке самодельного ИБП необходимо четко понимать, насколько мощный у вас отопительный котел – слишком слабый бесперебойник может его «не потянуть».

Кроме того, неукоснительно следуйте главному правилу по технике безопасности: разбирать и даже слишком активно заряжать/разряжать автомобильные аккумуляторы очень опасно: возможны отравление токсичными веществами, взрыв или возгорание.

Проверка работы компьютерного бесперебойника на котле

В ходе данной процедуры следует обозначить две стадии:

Контроль зарядки аккумулятора.
Поверка работоспособности котла с установленной АКБ.

Для того чтобы удостовериться в том, что батарея заряжается, включите наш бывший УПС. Нужно подождать, хотя бы не менее получаса. По возможности снимите (отвинтите) батарейные пробки, чтобы визуально проконтролировать состояние внутри блока. Там, как правило, происходит небольшое пузырение, но если раствор закипает, то подается избыточный заряжающий ток. Необходимо или использовать более емкую АКБ, либо перенастроить зарядное устройство на пониженный ток.

Для того чтобы протестировать работоспособность всей системы, необходимо провести проверку, не подключая котел к энергосети, запитав устройство от нашего самодельного ИБП.

Обратите внимание: следует избегать подключения сторонних потребителей. И обязательно засеките продолжительность автономной работы системы для того, чтобы понимать, насколько времени хватит запаса зарядки АКБ.

Кстати: Используйте источник бесперебойного питания для газового котла в паре со стабилизатором напряжения. Это поможет увеличить срок службы ИБП.

Читайте больше на нашем сайте: Нужен ли стабилизатор напряжения для газового котла.

Как рассчитать ИБП

Важнейшая задача – правильно рассчитать параметры. Как правило, котлу не требуется очень мощный источник питания – обычно 300-350 Вт на один насос, а на пару насосов – 450-550 Вт.

При выборе аккумуляторов следует отдавать предпочтение наиболее емким моделям. Срок службы ИБП напрямую зависит именно от данного параметра. Например, батарея емкостью 45 ампер-часов обеспечит порядка 8 ч работы, а источник питания на 95 ампер-часов позволит системе работать почти сутки.

Емкости аккумулятора должно соответствовать и зарядное устройство.

Выбор инверторов

На всякий случай скажу, что инвертор – это и есть по сути бесперебойник, если не считать подключенные отдельно АКБ. Это важнейший компонент системы, преобразующий постоянный ток аккумулятора в потребительский переменный (220 В).

Специалисты советуют применять модели класса CPS (в частности, 3500, 7500 и 5000 PRO).

В предыдущем разделе мы говорили о том, как можно собрать инвертор собственными руками из компьютерного бесперебойника. Но отрегулировать его работу без опыта и специальных приспособлений сумеет далеко не каждый.

Вообще для сборки ИБП подойдет далеко не каждый инвертор. Эти устройства производятся различной мощности, дизайна, отличаются по способу передачи сигнала. В нашем случае оптимальным выбором станет модель инвертора 12 на 220 В. При этом, в зависимости от характеристик котла, можно выбрать модель с максимальными либо минимальными характеристиками (300 Вт и 600 ВТ соответственно).

Надо сказать, что в этом сатье мы лишь поверхностно касаемся выбору инвертора, более подробно читайте на нашем сайте переходя по ссылки ниже?

Рекомендуем: Как выбрать ИБП (инвертор) для газового котла. Лучшие модели.

Итак, установить ИБП на котел – задача не самая сложная. И справившись собственными силами с этой задачей, вы в дальнейшем сумеете без особых затруднений проводить плановое техобслуживание системы, выполнять различный мелкий ремонт. Чаще всего потребуется замена аккумуляторов, а также регулярно контролировать техническое состояние всей системы в целом.

Что касается места для бесперебойника, то удобнее всего поместить его в подвале либо полуподвале, чтобы не заполнять полезный объем верхних помещений. Очень важно найти для устройства сухое помещение, поскольку влага крайне опасна для его контактов, поэтому настоятельно рекомендуется поставить устройство в специальный шкафчик с плотно закрывающейся дверцей.

Выводы

Устройство для бесперебойного питания (в том числе бесперебойник для газового котла из ИБП компьютера) – нужная вещь в любом доме, которая обеспечивает стабильную работу системы отопления, предотвращая различные аварии и ЧП, помогая избежать недешевого ремонта. ИБП – это оптимальный способ преодолеть неприятности с перебоями в энергоснабжении. Магазинный вариант недешев, но сделать его аналог вполне по силам каждому. Самодельный вариант стоит минимум вдвое дешевле, не уступая заводскому в производительности и надежности.

Также советую почитать: Почему тухнет газовый котел и Из-за чего происходит задувание пламени газового котла

ИБП для дома на длительное время автономной работы: варианты и цены

Home » Бесперебойное питание домов » ИБП для дома на длительную автономную работу

Опубликовано автором Сергей Леднёв — Бесперебойное питание домов — Май 24, 2017

Время автономной работы ИБП определяется аккумуляторами. Ниже представлены примеры наших работ на случай средних и длительных отключений электричества.

Стоимость и варианты комплектов вы можете посмотреть на странице ИБП для дома.

Часто недостатком ИБП (инверторов) по отношению к генераторам считают ограниченность по времени автономной работы от батарей. Однако следует учитывать, что бюджетные модели генераторов имеют запас топлива в баке на 8-10 часов работы + при доливе топлива требуется обязательные циклы отдыха. Большие стационарные дизельные и газовые генераторы могут без остановки работать сутки и более, но их стоимость с учетом работ по установке и обслуживанию весьма высока. Читайте подробнее статью о различиях генератора и бесперебойника.

В качестве лучшей альтернативы можно рассмотреть инвертор или ИБП (о разнице в этой статье) с большим батарейным банком. Давайте рассмотрим примеры.

1. Бюджетный вариант на отдельные автоматы ~75-80т.р.

Бесперебойник мощностью до 3 кВт с 2 или 4 аккумуляторами.

Такое решение позволяет бесперебойно питать:

Газовый котел отопления (кстати, есть ИБП только для котла отопления)
Резервное освещение
Холодильник
Розетку ТВ, сигнализации, домофона
Погружные/скважинные насосы с плавным пуском.

Примеры подобных решений:

Инвертор Stark или BiNeos бесперебойно питают отдельные автоматы в щите. При постоянной нагрузке в 200Вт время автономии более 20часов

Можно установить аккумуляторы большей емкости:

Инвертор и 4 аккумулятора Delta DTM 12200 L по 200Ач. Автономная работа более 20 часов уже на нагрузке в 400Вт

Если качество сети низкое, нередки сильные просадки и “моргания” напряжения можно рекомендовать ИБП on-line типа:

– Цены и описания подобных систем

2. Бесперебойное питание одной фазы из трех. Мощность до 6кВт. Бюджет ~150-200т.р.

Как правило, для сохранение комфорта и безопасности резервное питание в доме требуется для ограниченного круга потребителей. Практика показала оптимальность решений по установке источника бесперебойного питания на одну фазу с подключением на эту фазу всего самого ответственного оборудования:

Система отопления с газовым или твердотопливным котлом

Холодильники и морозильники
Всё низковольтное оборудование: видеонаблюдение, домофон, wi-fi, домашний сервер и т. п.
Любой насос скважины и повышения давления
Освещение нескольких помещений
Автоматические ворота
Часть кухонной техники и т.п.

Для такой системы рационально использовать 4, 6 или 8 внешних аккумуляторов ёмкости 150-250Ач.

Примеры:

Инвертор 6кВт на отдельную фазу. Автономия более 8 часов на нагрузке 700Вт

Здесь использован узкий стеллаж для экономии места. Дополнительно был полностью заменен распределительный щит.

При плохой питающей сети лучше установить ИБП on-line типа с очень качественной стабилизацией напряжения

– Варианты и цены

3. Бесперебойник на весь дом. Мощность от 9кВт. Бюджет от 250т.р.

Когда требуется максимальный комфорт или нет возможности выделить отдельную группу потребителей на резерв, мы монтируем систему гарантированного питания сразу на весь дом. Тут есть несколько вариантов:

Мощный однофазный инвертор с автоматикой объединения 3-х фаз в одну при пропадании напряжения. Мощность инвертора рекомендуется в районе 9-15кВт. При необходимости устанавливаются стабилизаторы напряжения для каждой фазы.
ИБП on-line с трехфазным входом и однофазным выходом (3в1). Такой источник объединяет мощность 3-х фаз в одну качественно стабилизируя её. Оптимальная мощность 20кВа (18кВт). Бюджет ~350т.р.
Трехфазные ИБП могут перекрыть любые потребности по мощности и времени автономной работы. Такие решения используются для больших коттеджей и особняков. Цена подобных комплексов стартует от 500т.р.

Примеры

Инвертор для всего дома с высокоточными стабилизаторами напряжения. 8 АКБ по 200Ач – это автономная работа более 16 часов на постоянной средней нагрузке в 1кВт (среднее потребление дома площадью 200-250 м.кв.)

ИБП конфигурации 3в1 для бесперебойного и стабильного питания коттеджа.

Доступный диапазон мощностей таких ИБП от 20кВа до 120кВа. Возможны как конфигурации со встроенными малыми АКБ для перекрытия времени на старт генератора, так и внешние сборки с огромными батарейными ёмкостями

– Варианты и цены

Ниже представлено ещё несколько систем с большими батарейными банками

Инвертор МАП “Энергия” 9.0/48 и 8 аккумуляторов по 200Ач

Набор из 8 батарей Delta DTM 12200L честной емкостью по 200Ач стал своего рода стандартом для инверторных систем, ориентированных на длительную автономию. При отсутствии хозяев в доме будет работать система отопления и холодильник. Совокупная длительная нагрузка – около 250Вт. Время автономии при этом – почти 4 суток (92 часа). В случае активной деятельности в доме усредненная нагрузка будет около 800-1000Вт в час. Автономия 21-16 часов соответственно. В экономично режиме: отопление+холодильник+свет+ТВ – автономия около 2-х суток.

Инвертор МАП “Энергия” 12.0/48 и 12 аккумуляторов по 200Ач

Установка расположена в отапливаемом гараже и при отключениях света через коммутатор фаз запитывает весь дом. Тестовые отключения показали среднюю нагрузку в час около 900Вт (дом с газом, площадью около 350кв. м). Время автономной работы – 31 час. Другой пример подобной сборки:

Инвертор, который питает одну фазу

Инвертор МАП “Энергия” 12.0/48 и 12 аккумуляторов по 250Ач

Система на базе 12 АКБ Delta DTM 12250L (250Ач – самая большая емкость среди 12В AGM аккумуляторов) питает отопление, водоснабжение, видеонаблюдение. Обеспечивает автономную работу без электричества более 2.5 суток (средняя нагрузка 500Вт). 1кВт нагрузки продержится 36 часов.

ИБП Stark On-line 10 000 и 18 аккумуляторов по 100Ач

Садовое товарищество, где был куплен дом нашим клиентом, отличалось крайне низким качеством питающей сети. Трансформатор на 200кВа питает более 300участков, мощности не хватает, в следствии чего напряжение постоянно проседает и часто вообще пропадает. Решение проблемы – ИБП On-line типа мощностью 10кВа. Батарейный банк – 18 аккумуляторов по 100Ач – Leoch DJM12100 обеспечат автономией около 30 часов на нагрузке 700Вт.

Организация больших батарейных банков для длительной автономии требует правильного подбора головного устройства (ИБП/инвертор), обладающего мощным зарядным устройством для корректной работы с аккумуляторами.

Доработка и переделка бесперебойника

ИБП – это очень выгодный прибор. Пока он работает, у пользователя нет проблем с электроснабжением. Но на этом функциональность данного прибора не заканчивается.

Простейшая доработка бесперебойника дает возможность создать на его базе такие устройства как преобразователь, блок питания и зарядка.

Как бесперебойник переделать в преобразователь напряжения 12/220 В

Преобразователь напряжения (инвертор) превращает постоянный 12-вольтовый ток в переменный, попутно повышая напряжение до 220 вольт. Средняя стоимость такого устройства – 60-70 долларов США. Однако даже у владельцев изношенных бесперебойников с функцией старта от батареи есть вполне реальный шанс получить работоспособный преобразователь фактически даром. Для этого нужно сделать следующее:

Вскрыть корпус ИБП.

Демонтировать аккумулятор, сняв с клемм накопителя два провода – красный (на плюс) и черный (на минус).
Демонтировать спикер – устройство звуковой сигнализации, похожее на сантиметровую шайбу.
Припаять к красному проводу предохранитель. Большинство конструкторов советуют использовать предохранители на 5 ампер.
Соединить предохранитель с контактом «входа» ИБП – гнезда, куда вставлялся кабель, соединяющий бесперебойник с розеткой.
Соединить черный провод со свободным контактом гнезда «входа».
Взять штатный кабель для подключения ИБП к розетке, срезать вилку. Подключить разъем в гнездо входа и определить цвета проводов, соответствующие красному и черному контактам.
Подсоединить провод от красного контакта к плюсу аккумулятора, а от черного – к минусу.
Включить ИБП.

Внутреннее устройство ИБП Eaton 5P 1150i

Такую трансформацию допускают только бесперебойники с функцией старта от батареи. То есть ИБП должен изначально уметь включаться от аккумулятора, без подключения к розетке.

Если у ИБП есть штатная розетка – 220 вольт можно снимать с ее контактов. Если таковой розетки нет – ее заменит удлинитель, подключенный к гнезду «выхода» бесперебойника. Вилка удлинителя удаляется, после чего провода припаиваются к контактам гнезда «выхода».

Основные недостатки подобных преобразователей

Рекомендуемое время работы такого инвертора – до 20 минут, поскольку ИБП не рассчитаны на длительную работу от аккумуляторов. Однако этот недостаток можно устранить, врезав в корпус ИБП компьютерный вентилятор, работающий от 12 В.
Отсутствие контроллера заряда аккумулятора. Пользователю придется периодически проверять напряжение на клеммах накопителя. Для устранения этого недостатка в конструкцию преобразователя можно врезать обычное автомобильное реле, припаяв красный провод за предохранителем к 87 контакту. При правильном подключении такое реле разомкнет подачу энергии при падении напряжения на аккумуляторе ниже 12 вольт.

Как из бесперебойника сделать блок питания

В этом случае из всей конструкции бесперебойника понадобится только трансформатор. Поэтому решившемуся на подобную переделку ИБП пользователю придется либо распотрошить весь ИБП, оставив только корпус и трансформатор, либо снять эту деталь, заготовив для нее отдельный корпус. Далее действуют по следующему плану:

С помощью омметра определяют обмотку с самым большим сопротивлением.Типовые цвета – черный и белый. Эти провода будут входом в блок питания. Если трансформатор остался в ИБП, то этот шаг можно пропустить – входом в самодельный блок питания в этом случае будет «входное» гнездо на торце ИБП, связующее прибор с розеткой.
Далее на трансформатор подают переменный ток на 220 вольт. После этого с оставшихся контактов снимают напряжение, подыскивая пару с разностью потенциалов до 15 вольт. Типовые цвета – белый и желтый. Эти провода будут выходом из блока питания.
Вход в блок питания формируют из проводов, по одну сторону от сердечника. Выход из блока формируют из проводов, расположенных с противоположной стороны.
На выходе из блока питания ставят диодный мост.
Потребители подключаются к контактам диодного моста.

Трансформатор

Типовое напряжение на выходе из трансформатора – до 15 В, однако оно просядет после подключения к самодельному блоку питания нагрузки. Вольтаж на выходе конструктору такого устройства придется подбирать путем экспериментов. Поэтому практика использования трансформатора ИБП как основы блока питания для компьютера – это далеко не самая лучшая идея.

Переделка бесперебойника под зарядку

В этом случае не нужна минимальная трансформация, похожая на описанную абзацем выше.

Ведь у бесперебойника есть своя батарея, которая заряжается по мере надобности. В итоге для превращения ИБП в зарядное устройство нужно сделать следующее:

Обнаружить первичный и вторичный контур трансформатора. Этот процесс описан абзацем выше.
Подать на первичный контур 220 вольт, врезав в цепь регулятор напряжения – в качестве такового можно использовать реостат для лампочек, заменяющий традиционный выключатель.
Регулятор поможет откалибровать напряжение на обмотке выходе в пределах от 0 до 14-15 вольт. Место врезки регулятора – перед первичной обмоткой.
Подключить к вторичной обмотке трансформатора диодный мост на 40-50 ампер.
Соединить клеммы диодного моста с соответствующими полюсами аккумулятора.
Уровень заряда аккумулятора контролируется по его индикатору или вольтметром.

Написать письмо

По любому вопросу вы можете воспользоваться данной формой:

Другие материалы по теме

9 простых советов, как выбрать ИБП

18 мар. 2016

Восстановление аккумулятора бесперебойника. Как это делают профи.

19 мая. 2016

Методика расчета ИБП и важные нюансы

01 мар. 2016

Правильный порядок подключения ИБП в домашних условиях

29 ноя. 2016

Устройство ИБП и принцип его работы

19 мар. 2016

Устройство ИБП разных типов

22 ноя. 2016

Возврат к списку

Как увеличить мощность бесперебойника? | Вольтмаркет

Автор:
Сергей Куртов

Время прочтения: 5 мин

Дата публикации: 18-02-2022

Рейтинг статьи: (63)

Содержание

Источник бесперебойного питания является весьма полезным устройством, которое позволяет защитить электрооборудование как от резких скачков напряжения в сети, так и от ее полного обесточивания. Происходит это за счет резервной цепи, на которую вовремя перебрасывается потребитель и питается до тех пор, пока электроснабжение не восстановится или уровень заряда аккумуляторов не иссякнет.

Иногда случается так, что пользователю попадается бесхозный ИБП (списанный эксплуатирующей организацией), и тот хочет его куда-либо пристроить, например установить для бесперебойной работы компьютера. Только вот мощности не хватает. Как увеличить мощность бесперебойника и какие ИБП для этого подходят?

Разновидности ИБП

Сперва кратко пробежимся по типам бесперебойников, чтобы определиться, какие из них можно попытаться сделать мощнее.

Самый распространенный в промышленности тип ИБП — это on-line. Такие источники бесперебойного питания обеспечивают идеальное качество электрического сигнала при любых обстоятельствах. Достигается это благодаря цепи с двойным преобразованием, когда входной переменный ток сперва выпрямляется, а затем снова инвертируется. Это позволяет сделать качество выхода независимым от качества входа.

Также в профессиональных сферах деятельности можно встретить ИБП off-line, которые также успешно применяются и в быту. С точки зрения функциональной схемы такие бесперебойники являются наиболее простыми, представляя собой инвертор с зарядным устройством. Как только электрический сигнал перестает удовлетворять определенным требованиям, потребитель переключается на резервную цепь. После восстановления стабильного электроснабжения происходит обратный процесс и встроенное зарядное устройство пополняет заряд АКБ.

Кроме off-line, потребительские ИБП могут быть линейно-интерактивными. Это примерно то же самое, что off-line, только в основной цепи имеется стабилизатор напряжения. Обычно это самый простой стабилизатор, выдающий точность 10% во всем своем рабочем диапазоне стабилизации.

Основным элементов любого источника бесперебойного питания является инвертор. Это устройство, преобразующее постоянный ток (в данном случае снимаемый с клемм АКБ в автономном режиме) в переменный. Условно инверторы можно разделить на два вида: с правильной и аппроксимированной выходной синусоидой. Первый используется преимущественно для профессиональных установок, серверов и прочей чувствительной техники. Второй — в потребительских ИБП. Аппроксимированная синусоида безопасна для питания бытовой техники и электроники с импульсным блоком питания на входе, поэтому такие ИБП часто называют компьютерными. Использовать их для газовых котлов и прочей чувствительной техники не рекомендуется.

Увеличение мощности и автономности ИБП

Выше мы рассмотрели основные разновидности ИБП по функциональной схеме и типу инвертора. Сразу стоит отметить, что увеличить мощность получится далеко не для каждого бесперебойника. Теоретически модифицировать можно устройство любого типа при наличии соответствующих навыков и компонентов, однако на деле это, как правило, делается только для потребительских источников бесперебойного питания. Почему потребительских? Потому что там установлены инверторы с довольно простой схемой для получения аппроксимации синусоиды. Инверторы, выдающие чистую синусоиду, работают на парах IGBT транзисторов и гораздо сложнее поддаются доработке. Поэтому если хочется увеличить мощность ИБП, то это должно быть потребительское устройство с аппроксимацией синусоиды.

Если вскрыть такой бесперебойник, даже неопытный пользователь обратит внимание на главные силовые компоненты — силовые транзисторы. Обычно их два и они прикручены к алюминиевым радиаторам охлаждения. С высокой долей вероятности это стандартный двухтактный повышающий преобразователь. Так как производители зачастую используют универсальные печатные платы, рядом с существующей парой транзисторов могут находиться пустые посадочные места. Если это так, значит можно попытаться увеличить мощность ИБП путем добавления еще одной пары аналогичных транзисторов. Работая попарно, они распределят между собой тепловыделение, тем самым теоретически увеличивая максимально допустимую мощность вдвое. И тут все упирается в мощность трансформатора. Благодаря тому, что она изначально подбирается с определенным запасом, прирост будет соответствовать этому запасу.

А что по увеличению автономной работы? Фактически, Вы можете заменить встроенный АКБ емкостью в 7-9 ампер-часов на внешний аккумулятор. Желательно, чтобы это была тяговая гелевая свинцово-кислотная батарея, никак не автомобильная. Даже при своей базовой мощности встроенное зарядное устройство сможет зарядить такую АКБ. Все-таки практически все время бесперебойник будет работать в режиме подзарядки, лишь изредка переключаясь в автономный режим во время аварийной ситуации в сети. Поэтому даже если ток ЗУ составляет пару процентов от емкости, это не является проблемой.

А вот что может стать проблемой, так это перегрев силовых элементов из-за увеличенной автономности. Если изначально ИБП предусматривал 10-15 минут автономной работы от встроенных аккумуляторов, то после установки, скажем, 100-амперного источника питания длительность автономной работы многократно возрастает. В таком случае лучше предусмотреть дополнительные вентиляционные отверстия и, возможно, вентилятор охлаждения.

Таким образом, модификация потребительского источника бесперебойного питания более чем возможна. Только делать это должен человек с соответствующей квалификацией. При наличии даже мельчайших сомнений и дыр в знании матчасти Вы рискуете попасть в ситуацию, когда выйдет из строя не только “модифицированный” ИБП, но и потребитель. Поэтому в идеале используйте ИБП на своей номинальной мощности с аккумуляторами предусмотренной емкости. Любые другие манипуляции производятся только на свой собственный страх и риск и, как правило, из спортивного интереса, а не практической пользы.

Как увеличить мощность бесперебойника? 1 из 5 на основе 1 оценок.

Как создать источник бесперебойного питания для домашних устройств

Саймон Брамбл

Штатный инженер

Analog Devices

08 июля 2022 г.

История

По мере того, как мир становится все более продвинутым, наша зависимость от электричества становится все острее. Перебои в подаче электроэнергии могут превратить самые сложные дома в довольно примитивные, и в этой статье описывается конструкция источника бесперебойного питания для дома, который поддерживает самую важную услугу дома: Wi-Fi.

Итак, как вы можете использовать Wi-Fi и другие домашние устройства во время отключения электроэнергии? Разработайте домашний источник бесперебойного питания (ИБП), используя автомобильный аккумулятор в качестве резервного источника питания. Он подключен к повышающе-понижающему преобразователю, который генерирует стабильное напряжение 12 В/5 А для питания маршрутизатора Wi-Fi, а также к понижающему преобразователю 6,5 В/1,5 А для питания беспроводного телефона.

Источник бесперебойного питания (ИБП) для дома

Схема на рис. 1 была разработана по необходимости. В связи с угрозой энергетического кризиса, надвигающейся в начале 2022 года, и миром во всем мире на острие ножа, он был разработан для поддержания работоспособности домашнего Wi-Fi в случае отключения электроэнергии. Хотя это можно рассматривать как проблему Первого мира, среднему маршрутизатору Wi-Fi требуется более 2 минут для перезагрузки, и это может показаться вечностью, если питание отключается посреди конференц-связи. Даже незначительные провалы могут вызвать серьезные проблемы. Данная конструкция домашнего источника бесперебойного питания обеспечивает питание 12 В/5 А для точки доступа Wi-Fi (и любой другой электроники) и дополнительное питание 6,5 В/1,5 А для беспроводного телефона. Этого достаточно, чтобы поддерживать связь большинства ноутбуков с внешним миром.

На рисунке 1 показана схема. Резервным источником питания для этой конструкции был автомобильный аккумулятор, купленный на свалке за 20 фунтов стерлингов. LTC3789 представляет собой повышающе-понижающий преобразователь с четырьмя переключателями, который обеспечивает постоянное питание 12 В с чрезвычайно высокой эффективностью от входного напряжения, которое может быть выше или ниже этого напряжения. Его оценочный комплект обеспечивает 12 В при 5 А при входном напряжении от 5 до 36 В, поэтому его можно использовать без каких-либо модификаций. Поскольку маршрутизатору Wi-Fi требуется только 1 А, этот оценочный комплект можно использовать для питания многих других приложений, требующих 12 В.

Для беспроводного телефона требовалось 6,5 В при токе около 600 мА, поэтому был выбран LT8608, обеспечивающий низкий уровень шума и высокую эффективность при чрезвычайно низком токе покоя 2,5 мкА. LT8608 и LTC3789 имеют максимальное входное напряжение 42 В и 38 В соответственно, поэтому они были подключены непосредственно к автомобильному аккумулятору для обеспечения максимальной эффективности схемы. Некоторые недорогие зарядные устройства могут генерировать высокое напряжение, если они неправильно подключены к аккумулятору, поэтому аккумулятор не может адекватно поглощать зарядный ток. Поэтому, если зарядное устройство имеет хороший контакт с цепью, но плохой контакт с аккумулятором, может генерироваться напряжение, которое может повредить электронику. Широкий диапазон входного напряжения LTC3789а LT8608 избавил от беспокойства по поводу высокого напряжения, генерируемого при подключении зарядного устройства. Схема может работать как с постоянно подключенным зарядным устройством, так и без него. Однако безопасность постоянно подключенного зарядного устройства в непроветриваемом помещении зависит от типа используемого аккумулятора и зарядного устройства.

Умная часть схемы была представлена LTC4416. Это двойной идеальный диод, который отвечает за переключение между основным напряжением питания и резервным питанием. LTC4416 содержит прецизионный компаратор, который определяет отказ основного источника питания и переключается на его резервный источник питания с помощью четырех внешних P-канальных МОП-транзисторов (PFET).

Рис. 1. Схема источника бесперебойного питания (ИБП).

Более простой формой этой схемы является конфигурация с двумя диодами ИЛИ, в которой катоды двух диодов соединены, а основной и резервный источники питания подключены к анодам. Однако эта схема подает только самый высокий из двух источников питания на выход на катоде, а также вызывает потери 0,6 В на диоде. Более эффективная схема может быть разработана с использованием PFET для замены диодов. Падение напряжения на внутреннем диоде полевого транзистора измеряется, и если оно превышает определенный порог, полевой транзистор включается, тем самым замыкая внутренний диод. Если это падение напряжения становится отрицательным, управление PFET отключается, а внутренний диод блокирует обратный ток; таким образом, создан идеальный диод, имеющий малое падение напряжения в прямом направлении и блокировку в обратном направлении. Это показано на рисунке 2.9.0007

В этой схеме внутренний диод каждого полевого транзистора направлен от входа к выходу, поэтому, если одно входное напряжение выше другого более чем на 600 мВ, этот внутренний диод будет проводить. Поэтому, если резервный источник окажется выше основного, питание нагрузки будет обеспечиваться резервным источником, что нежелательно. Реверсирование PFET устраняет эту проблему, но тогда внутренний диод проводит ток, если выходное напряжение выше входного более чем на 600 мВ.

Более чистое решение состоит в том, чтобы добавить дополнительный полевой транзистор к каждому пути, как показано на рис. 3. В этой схеме два внутренних диода противостоят друг другу, поэтому эта схема обеспечивает двунаправленный разомкнутый контур, когда полевые транзисторы выключены, и изолирует каждый канал независимо от входное или выходное напряжение.

Рис. 2. Идеальная диодная реализация диодной схемы ИЛИ.

Рис. 3. Диодная схема ИЛИ с двунаправленным отключением.

Для схемы 12 В оценочный комплект LTC4416 (DC1059A) был модифицирован для получения напряжения переключения 11,17 В с использованием резистора 100 кОм для R3 и резистора 10 кОм + 2,2 кОм для R1. Это работало хорошо, но было обнаружено, что точке доступа Wi-Fi требуется точное питание 12 В, и иногда она перезагружалась, когда снова включались основные 12 В. Это произошло из-за того, что скачок напряжения (с 11,17 В до 12 В) вывел из строя электронику роутера. Изменение R1 на 11,47 кОм увеличило перенапряжение переключения до 11,8 В, тем самым уменьшив размер шага.

Цепь беспроводного телефона гораздо более чувствительна к скачкам питания, поэтому R15 состоит из резистора 22 кОм + 10 кОм, что обеспечивает перенапряжение переключения 5 В.

Осциллограммы можно увидеть на рис. показывает всегда включенный выход 12 В от LTC4416, красная кривая показывает выход 12 В от настенного куба, а синяя кривая показывает напряжение автомобильного аккумулятора. Нарушение зеленой кривой не было видно, когда осциллограф был подключен по постоянному току. Переход на связь по переменному току показывает небольшие помехи при подключении к сети 12 В (через 600 мс) и отключении (через 5,8 с). По иронии судьбы, шум на этой шине был значительно выше при подключении к сети 12 В, что свидетельствует о том, что шум от выхода настенного куба был выше, чем от LTC3789..

Рис. 4. Напряжение 12 В (зеленая дорожка) практически не нарушается, когда сеть (красная дорожка) отключена.

Фотография электроники ИБП показана на рис. 5, а полная схема показана на рис. 6.

Рис. 6. Полная схема с батареей.

Будущие модификации

Для ранее упомянутых цепей требуется, чтобы кабели от стенных кубов были обрезаны, чтобы можно было вставить ИБП последовательно. Более изящным решением было бы генерировать, скажем, 340 В постоянного тока от автомобильного аккумулятора и подавать его в удлинительную розетку, а затем подключать настенные кубики к удлинительной розетке. Поскольку схема внутри всех настенных кубов содержит выпрямитель, не имеет значения, было ли это напряжение переменным или постоянным. Однако потери, понесенные при выработке 340 В от 12-вольтовой батареи, а также потери, понесенные при снижении этого напряжения внутри настенного куба, означали, что схема низкого напряжения была бы намного эффективнее и проще, даже если бы это означало отключение питания. кабели настенного куба.

Оценочные комплекты LTC4416 включали светодиоды, показывающие, используется ли основной или резервный источник питания, и их можно было легко вывести на внешний корпус. Другим полезным дополнением может быть кнопочный переключатель, который искусственно переводит контакты включения LTC4416 в низкий уровень для проверки функциональности переключения.

Схема была тщательно протестирована и показала отличные рабочие характеристики. Для более высоких токов доступны N-канальные идеальные диоды. LTC4416 является частью широкого спектра идеальных диодов и устройств с горячей заменой, доступных от Analog Devices.

Заключение

Схема, описанная в этой статье, иллюстрирует конструкцию простого домашнего источника бесперебойного питания, который может поддерживать работу различных бытовых приборов в случае сбоя питания. Нет никаких причин, по которым эта схема не может быть модифицирована для использования более мощных полевых МОП-транзисторов и батареи большего размера, чтобы обеспечить повышенную выходную мощность и более длительный срок службы резервного питания.

Саймон Брамбл окончил Университет Брунеля в Лондоне в 1991 году со степенью в области электротехники и электроники, специализируясь на аналоговой электронике и энергетике. Он посвятил свою карьеру аналоговой электронике и работал в Linear Technology (теперь часть Analog Devices).

Саймон Брамбл окончил Университет Брунеля в Лондоне в 1991 году по специальности электротехника и электроника, специализируясь на аналоговой электронике и энергетике. Он посвятил свою карьеру аналоговой электронике и работал в Linear Technology (теперь часть Analog Devices).

Другие работы Саймона

Сделай сам (или, если нужно, «Гетто») UPS

Первоначально опубликовано 2001 г. в Atomic: вычисление максимальной мощности

Последнее изменение 03 декабря 2011 г.

Вы знаете, что такое источник бесперебойного питания похоже, правда? Это тяжелая бежевая коробка с розеткой IEC на одной. торце, одна или несколько трехштырьковых розеток, на другом несколько лампочек и кнопок.

Что ж, это может быть.

Или это может выглядеть так.

Эта штуковина работает в основном так же, как обычное «двойное преобразование». UPS. Рядом с компьютером есть большой толстый блок питания постоянного тока с батареей. сидит на нем сверху. Этот блок питания подключен к сети на одном сбоку и к аккумулятору и инвертору (коробочка справа), параллельно, с другой. Блок питания заряжает аккумулятор и запускает инвертор, пока есть питание от сети.

Инвертор преобразует постоянный ток низкого напряжения обратно в мощность переменного тока с эффективностью более 85% — 100 Вт постоянного тока на входе, около 90 Вт переменного тока на выходе. Если пропадает питание от сети, инвертор просто работает от аккумулятора, а компьютер (и контролировать) продолжать грузоперевозки. Чуть больше часа, с этим нетребовательным настольный ПК и маленькая батарея.

Многие серийные ИБП могут обеспечивать питание только в течение нескольких минут – долго достаточно, чтобы сохранить вашу работу и закрыть. Все, кроме самых дешевых моделей, имеют последовательное соединение с ПК и программное обеспечение, позволяющее компьютеру самостоятельно отключаться вниз, если вас нет рядом, когда ИБП работает, а заряд батареи становится низким.

Однако с таким ИБП Franken-UPS вы можете иметь резервное копирование, которое вы можете разместить в своем компьютерном зале.

Такой ИБП с двойным преобразованием, как этот, постоянно работает с инвертором. Самый ИБП так не делают. Вместо этого они являются «резервными источниками питания», в которых инвертор работает только при сбое сетевого питания. В остальное время они просто пропустите сетевое питание на выход, возможно, с хорошей фильтрацией, может без. Резервный дизайн делает ИБП более эффективным, а также позволяет дешевым устройствам иметь инверторы более низкого качества, потому что инвертор почти никогда ничего не нужно делать.

Существуют также линейно-интерактивные ИБП, в которых инвертор работает все время. время, хотя и не на полную мощность; они также пропускают сетевое питание через, пока он доступен. При сбое питания уже работающий инвертор просто подбирает слабину.

ИБП с двойным преобразованием или «онлайн» обеспечивают наилучшую фильтрацию мощности из трех видов ИБП и не имеют задержки переключения, если сеть терпит неудачу. А вот для бытовых целей особой разницы нет, кроме цены, между тремя.

Этот самодельный ИБП может быть с двойным преобразованием, но он такой же элегантный как это выглядит. Большинство людей не хотели бы этого.

Это вместо позволяет увидеть, что находится внутри обычного одноблочного ИБП. Все компоненты в этой установке являются автономными версиями основные биты внутри обычного ИБП.

Аккумулятор

Для ИБП требуется большая емкость аккумулятора, и не обязательно легкий. Поэтому они используют свинцово-кислотные аккумуляторы.

Готовые ИБП — те, которые достаточно малы, чтобы их можно было носить с собой, в любом случае — используйте «гелевые ячейки», которые являются наиболее распространенным типом Sealed Lead. Кислотные (SLA) батареи. Обычно, когда кто-то говорит об аккумуляторе SLA, он речь о гелевой клетке.

Эти батареи дешевые, они не протекают, они строго стандартизированы и их можно купить в любом магазине электроники, и они имеют разумную производительность за деньги.

Желеобразный электролит в гелевой ячейке плохо справляется с газом пузырьки, которые развиваются быстро, если он перезаряжен, и медленно, даже если он просто держал постоянно доливал. Пузырьки портят электролит к пластинам аккумулятора, что снижает емкость.

Недорогие аккумуляторы SLA также определенно построены по цене. Ваш обычный «Семь ампер-часов» 12-вольтовый блок SLA может или не может быть в состоянии доставить как большая мощность, как и следовало ожидать от этого рейтинга, даже в маломощном двухбатарейном Конфигурация на 24 вольта, которую используют многие ИБП. Не ожидайте больше, чем пару лет жизни недорогих аккумуляторов SLA в дешевом ИБП.

Для большой емкости и отличной производительности по току, «мокрый» свинцово-кислотный аккумуляторы с обычным жидким сернокислотным электролитом идти. Вы не хотите их опрокинуть, вы не хотите нести их по лестнице, вы хотите убедиться, что есть достаточно вентиляции, чтобы водород, который они производить во время зарядки не делает вашу компьютерную жизнь неожиданной интересно, и да, их нужно время от времени доливать, если вы хотите, чтобы они прослужили долго Что ж. Но даже небольшой автомобильный аккумулятор даст вам 25 настоящих ампер-часов для целях компьютерного питания. Только ваша способность перевозить тяжелые предметы ограничивает емкость, которую вы можете получить от мокрых батарей, включенных параллельно.

Автомобильные аккумуляторы можно купить дешево, но они не любят быть полностью выписан. Как и обычные гелевые клетки. Запустите любой свинцово-кислотный аккумулятор и оставить так достаточно долго, и пластины сульфатируются, превращая аккумулятор бесполезен.

Более дорогие батареи «глубокого цикла» сконструированы так, чтобы лучше работать с этим; у них нет массивной мгновенной текущей емкости «стартовая» батарея, если вы хотите запустить двигатель, но вы можете запустить их через полные циклы снова и снова без вреда. Их все равно не должно быть оставленный плоский, хотя.

Эта батарея не является обычным жидкостным или гелевым элементом. Это спасательный круг GPL-1300 от батареи Concorde Корпорация, производящая аккумуляторы для всего: от гоночных яхт до истребители. Это герметичная, регулируемая клапаном конструкция с жидкостью. электролит впитывается в стекловолоконный мат между плотно упакованными пластинами — превосходный способ изготовления батареи SLA. Стекломатовый дизайн придает ему производительность влажного аккумулятора и герметичность гелевого элемента.

GPL-1300 — самая маленькая батарея Concorde — она весит менее семи килограммы. Но он рассчитан на запуск двухлитрового судового дизеля и имеет подлинная емкость 13 ампер-часов для приложений ИБП.

Однако вы ищете около 250 австралийских долларов за один из них. Это купит Вам нужна обычная мокрая батарея гораздо большей емкости.

Блок питания

ИБП нуждается в чем-то для зарядки аккумулятора и запуска инвертора, когда сеть не глючила. Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов через «постоянный ток». напряжения» легко. Зарядка их и несколько менее просты.

Если вы подключаете свинцово-кислотную батарею к источнику питания, такое же напряжение, какое может удерживать батарея, когда она полностью заряжена, вы зарядите аккумулятор, и вы не перезарядите его. Это называется «поплавок» обвинение; это не самый быстрый способ получить ампер-часы в аккумуляторе, но Вы можете оставить зарядное устройство подключенным навсегда, не поджаривая аккумулятор.

К сожалению, плавающий заряд никогда не зарядит аккумулятор полностью. А также если вы оставите свинцово-кислотный аккумулятор в плавающем состоянии навсегда, он будет медленно сульфатироваться, как если бы его ненадолго оставили плоским. «Дополнительный заряд» около 2,4 вольта на элемент (14,4 вольта, для 12-вольтовой батареи) требуется примерно раз в полгода, для максимального срока службы батареи.

Схема заряда в действительно классных коммерческих ИБП может выполнять эти периодические высокие сборы, но не ожидайте их от дешевого устройства.

Для батареи Lifeline, которую я использовал, плавающее напряжение составляет от 13,2 до 13,4 вольт, в зависимости от температуры — выше температура, ниже напряжение. я предоставил что, используя мой настольный источник переменного напряжения на 25 ампер, установите это напряжение.

С этой штукой нельзя делать автоматические заряды, но есть ничего не мешает несколько часов крутить ручку до 14,4 вольта каждые шесть месяцев. А постоянный ток этого блока питания 25 ампер означает, что он может выдавать 300 Вт при напряжении 12 вольт. Учитывая 85 к 95% эффективность инверторы текущей модели, это означает, что вы можете использовать как минимум 255 Вт резистивного загрузите (о чем подробнее чуть позже…) с него.

Такой запас стоит недешево. Это Jaycar Electronics MP-3088, который списки за 359 австралийских долларов. Обычные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов со скидкой в вашем регионе место автозапчастей, намного дешевле, чем это.

Если вам нужна сила тока 25 ампер, вы не получите ее только от одно дешевое зарядное устройство. Вместо этого вам придется взять несколько одинаковых зарядных устройств. и подключите их к аккумулятору параллельно. Это примерно так же элегантно, как из двойных переходников сделать блок питания на 24 выхода, но сгодится, при условии ваши зарядные устройства не пытаются сделать ничего умного. Какие дешевые не будут; немного из них даже нет предохранитель . Важно, чтобы зарядные устройства быть одинаковым, однако; дешевые и неприятные зарядные устройства, которые означают быть точно таким же не обязательно будет. Желательно сделать некоторые разумные проверка мультиметром, чтобы убедиться, что различные положительные клеммы все параллельные буровые установки на самом деле имеют одинаковый потенциал, когда они работают.

Дешёвые зарядные устройства могут или не могут позволить аккумулятору разрядиться через них, в обратном направлении, когда мощность падает; худший сценарий здесь — разрушение зарядного устройства, хотя более вероятна простая потеря заряда аккумулятора. Скамья запасы, вероятно, не сделают этого — мой, конечно, не сделает. Как и большинство скамеек питания, он имеет хорошую защиту от обратного тока и перегрузки по току.

Если у вас есть зарядное устройство без схемы предотвращения обратного тока, правда, тогда вам понадобится какой-нибудь изолятор батареи — причудливый имел в виду для многоаккумуляторных автомобилей или просто большой толстый диод. Дешевые зарядные устройства могут плохо справляется с падением напряжения от диодного изолятора; они будут должны подавать больше вольт для достижения того же зарядного тока, и они могут возникнуть забавные мысли о состоянии заряда батареи.

Рейтинги дешевых зарядных устройств в целом довольно оптимистичны, но три Зарядные устройства на «10 ампер» должны иметь возможность непрерывно управлять током 25 ампер. Четыре конечно будет, если только они не из очень потрепанный производитель.

Если напряжение батареи при полной зарядке незначительно превышает плавающее напряжение, тогда вы можете оставить свои дешевые зарядные устройства подключенными навсегда. Если выше, то потихоньку варите батарею; если ниже, то у вас будут проблемы с ранней сульфатацией.

Но эти зарядные устройства действительно дешевые.

Инвертор

Это инвертор 300 вольт-ампер (ВА) 12-на-240 вольт немного пожилого дизайн, с не очень большой номинальной импульсной мощностью — количество энергии, которое он может доставить на короткое время.

Ватты могут быть равны вольтам, умноженным на амперы, но только для цепей постоянного тока или цепей переменного тока работающие чисто резистивные нагрузки, такие как нагреватели или лампы накаливания. Компьютеры и мониторы не являются резистивной нагрузкой. С технической точки зрения у них довольно противная «власть фактор». Можно ожидать, что инвертор мощностью 300 ВА будет потреблять всего около 210 Вт. стоимость оборудования для ПК; может даже меньше. Подробнее об этом применительно к компьютеру ИБП, ознакомьтесь с информационным документом APC в формате PDF по этому вопросу, здесь.

То, что компьютер оснащен 300-ваттным блоком питания, не означает, что ему нужен инвертор 430ВА. Это понадобится только в том случае, если он полностью загрузит каждый из своих Выходные шины блока питания, которых почти наверняка нет.

В наши дни вы можете приобрести инвертор на 300 ВА с номинальным значением перенапряжения 900 ВА и эффективность выше 90% примерно за 160 австралийских долларов — у Jaycar есть один, MI-5062, по этой цене. Менее чем в два раза дороже вы можете получить непрерывную мощность 600 ВА, Импульсный инвертор мощностью 1500 ВА, которого достаточно для работы практически любого ПК. монитор.

Оценка перенапряжения имеет значение, поскольку многие устройства потребляют намного больше тока при запуск, чем они делают, когда они работают. Лазерные принтеры и холодильники, например, у вас такие огромные текущие требования к запуску, что вам нужен, по-видимому, сильно переоцененный инвертор, если вы хотите запустить их. Компьютеры не это плохо, но ЭЛТ-мониторы все еще могут быть проблемой.

Компьютер, который я питал от этой установки, представляет собой скромную коробку Celeron с 15 дюймовый монитор. ПК без монитора потребляет пиковый ток около 8,5 ампер. от аккумулятора, через инвертор, при запуске. Потом становится меньше чем шесть ампер.

Однако схема размагничивания монитора потребляет больше пиковой мощности мощность инвертора.

Поскольку практически все ЭЛТ автоматически размагничиваются при включении вверх, это проблема. Еще один 15-дюймовый, который я попробовал, просто привязал иглу. мой амперметр на момент включения, а потом сидел в дежурном режиме.

К счастью, старый монитор Mitac на картинке все еще может запускаться когда он пытается размагничиться и терпит неудачу. Он просто рисует хорошую устойчивую восьмерку ампер, без страшных скачков. Таким образом, ПК с монитором имеет пиковую нагрузку немного меньше, чем постоянная выходная мощность инвертора, а затем стабилизируется примерно до 70% мощности.

Примечание. Если вы не знаете, какой толщины провод использовать для передачи, скажем, 20 ампер (для приличного запаса прочности), это хороший признак того, что вы не совсем готовы к этому проекту.

Решение проблемы перенапряжения монитора, конечно же, либо использовать более современный инвертор с большим рейтингом перенапряжения или использовать меньшую мощность монитор, как ЖК-экран. 15-дюймовые ЖК-дисплеи (которые имеют большую площадь экрана, чем «15-дюймовый» ЭЛТ) потребляет менее 40 Вт и не имеет пускового импульса, чтобы говорить из. Таким образом, они являются отличными кандидатами для приложений «альтернативной энергии».

Сигналы инвертора

«Форма сигнала» инвертора — это то, как изменяется выходное напряжение инвертора. поскольку он проходит свои положительные / отрицательные циклы переменного тока. частота колебаний для всех австралийских инверторов 220/240 вольт должна быть те же 50 герц (циклов в секунду), что и обычная сетевая мощность в этой стране, но график зависимости выходного напряжения инвертора от времени может быть совершенно другим от мощности сети.

Если, например, напряжение практически мгновенно возрастает до полного положительного значения, держится там полпериода, потом практически мгновенно падает до полного минуса для другого полупериода вы смотрите на «прямоугольную волну».

Нормальная сетевая мощность чередуется в виде плавной синусоиды — хорошо, когда во всяком случае, его не загрязняют всплески, провалы и всплески. Это синусоидальное форма сигнала, показанная на этом рисунке зеленым цветом, точно имитируется только более дорогие «синусоидальные» инверторы. Вы можете купить ИБП с синусоидой инверторы — вы ищете, может быть, 900 австралийских долларов за интерактивную линию мощностью 750 ВА. один. Вы также можете купить синусоидальные инверторы отдельно.

Компьютерам они не нужны. Они будут отлично работать на модифицированной прямоугольной волне. мощность — это красный сигнал на картинке. Инверторы, которые выводят это волны дешевле, чем синусоидальные единицы.

Большинство двигателей переменного тока — например, электроинструменты — будут нормально работать от модифицированного мощность прямоугольной волны, но они, вероятно, потребляют примерно на 20% больше энергии. чем вы ожидаете, и может раздражающе жужжать. Вещи со схемой, которая полагается на чистой синусоидальной энергии — электрические часы, хлебопечки, некоторые зарядные устройства для аккумуляторов, двигатели с «заштрихованными полюсами», используемые потолочными вентиляторами, скорее всего, будут работать неправильно.

Синий сигнал на картинке, между прочим, представляет собой простой прямоугольный сигнал. Довольно трудно найти обычные прямоугольные инверторы. Который хорошо, потому что вы, вероятно, не хотите. Они могут управлять некоторыми, но не всеми, двигатели, и они в порядке с лампами накаливания. Но даже мощность компьютера не гарантируется, что расходные материалы будут работать должным образом на этом чрезвычайно «грязном» сила.

Зачем делать самому?

Для чего может быть полезен самодельный блок ИБП, помимо изготовления ты выглядишь все технично и грамотно?

Ну, это позволяет вам иметь чудовищную емкость батареи, если хотите.

Вы не можете заменить аккумуляторы большей емкости на большинство стандартных ИБП. Дело не только в том, что большие батареи не помещаются в коробку; стандарт Схема зарядного устройства также вряд ли справится с большей емкостью. Если зарядка занимает больше времени, чем должна, или ток заряда становится слишком большим, ИБП, скорее всего, предположит, что с батареей что-то не так.

Более качественные коммерческие ИБП имеют стандартный разъем расширения батареи; некоторые дешевые устройства будут работать с большей емкостью батареи, но у вас есть припаять удлинительный кабель к соответствующим клеммам внутри, чтобы сделать это произошло. Не делайте ставку на то, что это возможно с Дж. Случайный ИБП, однако. И чем больше емкости вы добавляете, тем меньше вероятность это работать.

О, и если вашему дешевому ИБП не требуется большая емкость батареи, не будет ожидать большего времени работы либо. Так что он может перегреться и умереть, если вынужден работать на чем-то близком к полной мощности намного дольше, чем его стандарт батарея могла справиться.

Используйте простое зарядное устройство, такое как мой блок питания постоянного тока и специальный инвертор приемлемого качества, и у вас не будет этих ограничений. Вы должны следите за своей батареей, и вы должны тщательно устанавливать напряжение. Но вы также можете использовать аккумуляторы для грузовиков, чтобы питать свой компьютер в течение недели. без сети, если хотите.

ИБП с отдельными блоками также полезен для большего количества вещей, чем блок с одним блоком. Маленькая герметичная батарея в этой установке имеет более чем достаточно толчков для запуска. моя машина, например, которая больше, чем кирпич SLA 7Ah может управлять.

(у меня использовал маленькую батарею SLA для запуска автомобиля, один раз, но только косвенно; Взял свежезаряженный SLA и подключил параллельно с разряженным аккумулятором автомобиля и просто оставил его там на полчаса, чтобы вставьте немного заряда в вещь. Тогда я и зацепили SLA, и завел машину от уже немного заряженного основного аккумулятора. )

Блок питания стендовый тоже вообще полезная штука. я использую свои все время, когда я что-то создаю и тестирую, или когда мне просто хочется поджег карандаш.

И инвертор можно подключить к автомобильному аккумулятору в любом месте для питания различные гаджеты.

(Примечание — езда по городу с пассажиром, указывающим на 240 вольт-диско стробоскоп у ничего не подозревающих пешеходов не оправдывается и не поощряется, автором. И хотя из-за дождя это выглядит очень круто, пожалуйста, сделайте это. не стоять под дождем со стробоскопом.)

Если ни одно из этих преимуществ вас, конечно, не привлекает, то нет причина для вас, чтобы купить эти отдельные компоненты. Они не дадут вам высший класс система зарядки (если, во всяком случае, вы не раскошеливались на зарядное устройство высшего класса), они никак не взаимодействуют с компьютером, и их вряд ли можно назвать аккуратными. и аккуратное решение.

Но если вы ищете ИБП промышленной мощности и не как цены на готовые варианты, это может быть проще, чем вы думаю свернуть самостоятельно.

Как работают системы бесперебойного питания (ИБП) ~ Изучение электротехники

ИБП означает источник бесперебойного питания. Система ИБП — это автономный источник альтернативного питания, который используется для питания чувствительных электронных нагрузок, таких как компьютерные центры, телефонные станции и многие системы контроля и мониторинга промышленных процессов. Для этих приложений требуется доступная и качественная мощность.

Решение ИБП для чувствительных электрических нагрузок используется для обеспечения интерфейса питания между электросетью и чувствительными нагрузками, обеспечивая напряжение, которое составляет:

1. Без каких-либо помех, присутствующих в электросети, и в соответствии со строгими допусками

, требуемыми нагрузками.

2. Доступны в случае отключения электроэнергии в пределах установленных допусков

Системы ИБП удовлетворяют требованиям пунктов 1 и 2 выше в отношении доступности и качества электроэнергии посредством: использование инвертора

2. Обеспечение автономного альтернативного источника за счет использования батареи

3. Вмешательство для замены питания от сети без времени переключения, т. е. без перерыва в подаче питания на нагрузку за счет использования статического переключателя.

Эти характеристики делают блоки ИБП идеальными источниками питания для всех чувствительных приложений, поскольку они обеспечивают качество и доступность электроэнергии независимо от состояния электросети.

Основные части системы ИБП

ИБП состоит из следующих основных компонентов:

1. Выпрямитель/зарядное устройство, вырабатывающий мощность постоянного тока для зарядки аккумулятора и питающий инвертор

2. Инвертор, вырабатывающий качественную электроэнергию без каких-либо помех в сети, в частности микроотключений, и который находится в пределах допусков, совместимых с требования к чувствительным электронных устройств.

3. Аккумуляторная батарея, обеспечивающая достаточное время автономной работы для обеспечения безопасности жизни и имущества путем 0007

4. Статический переключатель, полупроводниковое устройство, которое переключает нагрузку с инвертора

на сеть и обратно без прерывания подачи питания

Типы статических систем ИБП

Типы статических ИБП определяются стандартом IEC 62040. Стандарт различает три режима работы ИБП:

1. Пассивный режим ожидания (также называемый автономным)

2. Линейный интерактивный

3. Двойное преобразование (также называемый онлайновым )

Эти определения касаются работы ИБП относительно источника питания, включая систему распределения перед ИБП. Стандарт IEC 62040 определяет следующие термины:

a. Первичное электропитание: обычно постоянно доступная электроэнергия, которая обычно поставляется

электроэнергетической компанией, но иногда и собственным поколением пользователя

b. Резервное питание: питание, предназначенное для замены основного питания в случае сбоя основного питания

с. Питание байпаса: питание, подаваемое через байпас

ИБП, работающий в режиме пассивного ожидания

Принцип работы :

Инвертор подключается параллельно входу переменного тока в режиме ожидания, как показано ниже:

4 6

ИБП в пассивном режиме ожидания. Фото: Schneider Electric

Работа в нормальном режиме

режима кондиционирования). Инвертор работает в пассивном режиме ожидания.

Работа в режиме резервного питания от батареи

В режиме работы от резервного питания, когда входное напряжение переменного тока выходит за пределы допустимых значений для ИБП или происходит сбой сетевого питания, инвертор и батарея вмешиваются, чтобы обеспечить непрерывную подачу питания на ИБП. нагрузки после очень короткого времени передачи менее 10 мс. ИБП продолжает работать от батареи до тех пор, пока не истечет время резервного питания от батареи или питание от сети не вернется к норме, что приводит к переключению нагрузки обратно на вход переменного тока (обычный режим).

Приложение

Эта конфигурация представляет собой компромисс между приемлемым уровнем защиты от помех и стоимостью. Его можно использовать только при малой мощности менее 2 кВА.

Ограничения

Этот ИБП работает без реального статического переключателя, поэтому для переключения нагрузки на инвертор требуется определенное время. Это время приемлемо для некоторых отдельных приложений, но

несовместимо с производительностью, требуемой более сложными, чувствительными системами

(крупные вычислительные центры, телефонные станции и др.). Кроме того, частота не регулируется и нет байпаса.

ИБП, работающий в линейно-интерактивном режиме

Инвертор подключается параллельно входу переменного тока в резервной конфигурации, но также заряжает батарею. Таким образом, он взаимодействует с источником переменного тока, как показано ниже:

ИБП в линейно-интерактивном режиме.

Кредит Фотографии: Шнайдер Электрик

Работа в нормальном режиме

В нормальном режиме работы нагрузка питается кондиционированной мощностью через параллельное соединение входа переменного тока и инвертора. Инвертор обеспечивает согласование выходного напряжения и/или зарядку аккумулятора. Выходная частота зависит от входной частоты переменного тока.

Работа в режиме резервного питания от батареи

В этом режиме работы, когда входное напряжение переменного тока выходит за пределы указанных допусков для ИБП или происходит сбой сетевого питания, инвертор и батарея вмешиваются, чтобы обеспечить непрерывную подачу питания на ИБП. нагрузка после переключения без перерыва с помощью статического переключателя, который также отключает вход переменного тока, чтобы предотвратить передачу мощности от инвертора вверх по течению. ИБП продолжает работать от батареи до окончания времени автономной работы от батареи или до нормализации сетевого питания, что провоцирует возврат нагрузки на вход переменного тока (обычный режим).

Работа в режиме байпаса

Этот тип ИБП может быть оснащен байпасом. В режиме байпаса. Если одна из функций ИБП выходит из строя, нагрузка может быть переключена на вход переменного тока байпаса (питание от сети или в режиме ожидания, в зависимости от установки).

Применение и ограничения

Эта конфигурация ИБП плохо подходит для регулирования чувствительных нагрузок в диапазоне от средней до высокой мощности, поскольку регулирование частоты невозможно. По этой причине он редко используется, кроме как для низких номинальных мощностей.

ИБП, работающий в режиме двойного преобразования (онлайн)

Принцип работы:

В этом типе ИБП инвертор подключается последовательно между входом переменного тока и приложением, как показано ниже:

ИБП в режиме двойного преобразования. Фото: Schneider Electric

Работа в нормальном режиме

Во время нормальной работы вся мощность, подаваемая на нагрузку, проходит через выпрямитель/зарядное устройство и инвертор, которые вместе выполняют двойное преобразование (переменного тока в постоянный ток в переменный). , отсюда и название.

Работа в режиме резервного питания от батареи

В режиме резервного питания от батареи, когда входное напряжение переменного тока выходит за пределы указанных допусков для ИБП или происходит сбой сетевого питания, инвертор и батарея включаются для обеспечения непрерывной подачи питания на нагрузку. после передачи без перерыва с помощью статического переключателя. ИБП продолжает работать от батареи до тех пор, пока не истечет время резервного питания от батареи или питание от сети не вернется в нормальное состояние, что приведет к переключению нагрузки обратно на вход переменного тока (обычный режим).

Работа в режиме байпаса

Этот тип ИБП обычно оснащен статическим байпасом, иногда называемым статическим переключателем. Нагрузка может быть переключена без прерывания на вход переменного тока байпаса (питание от сети или в режиме ожидания, в зависимости от установки), в случае выхода из строя ИБП, переходных процессов нагрузки (броски тока или аварийные токи) или пиков нагрузки. Наличие байпаса предполагает, что входная и выходная частоты идентичны и если уровни напряжения не совпадают, то необходим байпасный трансформатор.

Для определенных типов нагрузки ИБП должен быть синхронизирован с питанием байпаса, чтобы обеспечить непрерывность питания нагрузки. Кроме того, когда ИБП находится в режиме байпаса, помехи от источника переменного тока могут передаваться непосредственно на нагрузку, поскольку инвертор больше не включается. Другая байпасная линия, часто называемая ремонтным байпасом, доступна для целей технического обслуживания. Закрывается ручным выключателем.

Введение в источник бесперебойного питания (ИБП) и его конструкцию (часть

Источник бесперебойного питания (ИБП) — это электронное устройство, которое подает питание на нагрузку при отказе основного источника питания или входного источника питания. Он не только выступает в качестве аварийного источника питания для приборов, но и служит для решения общих проблем с питанием. Любой ИБП имеет элемент накопления энергии, который хранит энергию в виде химической энергии, как энергия хранится в батареях.

Энергия как бы хранится в форме движения в маховике. Вот почему эти устройства также называют резервным аккумулятором или резервным маховиком. ИБП не только обеспечивает аварийное питание, но и помогает решить общие проблемы, связанные с питанием, такие как защита от перебоев в подаче питания, защита от перенапряжения, регулирование и стабилизация выходного напряжения.

Различные модели ИБП по-разному обеспечивают питание нагрузки. Степень способности полностью зависит от того, сколько заряда хранится внутри ИБП. Например, ИБП, предназначенный для компьютеров, может обеспечивать питание только в течение небольшого промежутка времени, когда питание отключается, но этого времени достаточно для сохранения файлов, с которыми может работать пользователь. Таким образом, по понятным причинам способность любого ИБП накапливать заряд определяется при его проектировании с учетом области применения.

Рис. 1: Типичное изображение ИБП

Различие между ИБП и обычным источником аварийного питания

Традиционные источники аварийного питания используют генераторы с переключателем для питания устройства в случае сбоя основного питания. Он может обеспечивать электроэнергию в течение нескольких часов, пока топливо не будет доступно в генераторе. Однако у этого есть недостаток. Прибор при подключении к генератору прерывается из-за отказа основного источника питания. Это прерывание происходит потому, что генератор должен включиться для возобновления питания. В зависимости от типа коммутационного механизма происходит прерывание подачи питания на нагрузку.

В отличие от источников аварийного питания, источник бесперебойного питания (ИБП) обеспечивает непрерывную подачу питания на устройство без каких-либо перерывов с помощью батареи или маховика. Но продолжительность времени, в течение которого ИБП подает питание на устройство, ограничено в зависимости от размера и количества используемых батарей или маховиков.

Использование ИБП весьма популярно в приложениях, где устройства не могут допустить каких-либо прерываний. Например, в медицинских учреждениях, медицинском оборудовании, ИТ-офисах, телекоммуникациях, центрах обработки данных, банках и во многих других местах, где необходимо бесперебойное электроснабжение.

В этой серии будет разработан ИБП, который будет иметь батарею в качестве элемента хранения и может подавать питание на устройство в случае сбоя питания. Конструкцию ИБП можно разбить на несколько частей, играющих различную роль в функционировании ИБП (как показано на рисунке ниже).

Рис. 2. Изображение, показывающее составные части схемы ИБП

ИБП, разработанный в этой серии, будет иметь четыре секции цепи, как показано ниже –

1. Зарядное устройство –

Прежде всего, зарядное устройство будет предназначено для зарядки элемента накопления энергии, которым в данном случае является батарея. Поскольку обычно используются два типа аккумуляторов — литий-ионные аккумуляторы и свинцово-кислотные аккумуляторы, для каждого из них будут разработаны две разные схемы зарядного устройства. Эти зарядные устройства будут иметь следующую конструкцию –

i) Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов

В этой схеме зарядного устройства будет разработано зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов с постоянным напряжением, т.е. зарядное устройство будет обеспечивать постоянное напряжение, равное максимальному номинальное напряжение батареи при ограниченном зарядном токе. Таким образом, в этом зарядном устройстве аккумулятор никогда не превысит установленный ток зарядки.

Ниже приведен алгоритм зарядки аккумулятора, который показывает ток и напряжение аккумулятора.

Рис. 3: График, показывающий зарядку свинцово-кислотных аккумуляторов постоянным напряжением

ii) Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов

В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, литий-ионные аккумуляторы требуют зарядки методом постоянного тока и постоянного напряжения . Для разработки зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов потребуется интеллектуальная схема, которая будет измерять ток и напряжение аккумулятора. Первоначально схема зарядки будет находиться в режиме постоянного тока и будет обеспечивать постоянный ток для аккумулятора. Когда напряжение батареи достигнет предварительно установленного напряжения или максимального номинального напряжения, зарядное устройство переключится в режим постоянного напряжения. Ток в этом режиме начнет медленно падать, поддерживая постоянное напряжение.

На приведенном ниже графике показан алгоритм зарядки литий-ионной батареи, который дает четкое представление о различных этапах зарядки.

Рис. 4: График, показывающий зарядку литий-ионных аккумуляторов постоянным напряжением и постоянным током

Хорошо известно, что бытовая техника работает от переменного напряжения. Но батарея, используемая в качестве элемента накопления заряда, обеспечивает питание постоянного тока. Таким образом, чтобы преобразовать этот сигнал постоянного тока в сигнал переменного тока, необходимо использовать инвертор.

Инвертор — это электронное устройство, которое может преобразовывать постоянный ток в переменный. Для проектирования ИБП может быть два типа инверторов, которые классифицируются на основе формы волны переменного тока –

i) Инвертор прямоугольной формы –

Этот инвертор выдает прямоугольную волну на выходе после преобразования сигнала постоянного тока. Прямоугольный инвертор дешев в конструкции, но его можно использовать только для низкочувствительных устройств, в противном случае они будут издавать гудение или шум.

Рис. 5: График, показывающий форму выходного сигнала прямоугольного инвертора

ii) Модифицированный синусоидальный инвертор

В этом типе инвертора две прямоугольные волны имеют разность фаз 90 градусов генерируются и накладываются, чтобы получить почти синусоидальную форму сигнала. Результирующий сигнал не совсем синусоидальный, но представляет собой трехуровневый сигнал, включающий уровень нулевого напряжения, пиковое положительное напряжение и пиковое отрицательное напряжение. Модифицированная синусоида делает паузу (установленную на ноль вольт) перед изменением полярности (как показано на рисунке ниже).

Рис. 6: График, показывающий форму выходного сигнала модифицированного синусоидального инвертора подача основного питания на инвертор при сбое питания. Для ИБП может быть два типа управления переключением:

i) Переключение/режим ожидания ИБП

В этом типе системы ИБП нагрузка напрямую подключена к сети переменного тока. Всякий раз, когда напряжение сети переменного тока падает или отключается питание, через механизм переключения нагрузка и батарея переключаются на инвертор. Затем этот инвертор подает переменный ток на нагрузку, и когда питание возобновляется, нагрузка снова переключается на питание от сети. Этот механизм переключения можно понять графически из рисунка ниже –

Рис. 7: Блок-схема автономного ИБП

ii) Онлайн-переключение/ИБП с двойным преобразованием

В этой конструкции нагрузка всегда подключена к инвертору. Инвертор получает питание постоянного тока от батареи, которая постоянно заряжается через зарядное устройство. Таким образом, при сбое сетевого питания заряд, накопленный в аккумуляторе, непрерывно обеспечивает питание прибора без каких-либо перерывов.

Рис. 8: Блок-схема онлайн-ИБП

4) BMS (система управления батареями)
В любом ИБП необходима система управления батареями (BMS), которая может контролировать состояние зарядки и разрядки батареи, зарядный ток и ее напряжение. Он также защищает аккумулятор от перезарядки и чрезмерной разрядки. Таким образом, для защиты и увеличения срока службы батареи в конструкциях ИБП следует использовать BMS. Поэтому BMS будет разработана для постоянного контроля состояния батареи.
После краткого ознакомления с каждым строительным блоком ИБП пришло время разработать электронную схему для каждого блока. Перейдите к следующему учебному пособию «Проектирование зарядного устройства для свинцово-кислотных аккумуляторов», чтобы запачкать руки в самом первом разделе схемы ИБП.
Рубрики: Учебные пособия
С тегами: источник бесперебойного питания, ИБП

Источник бесперебойного питания — определение с сайта TechTarget.
com

По
Роберт Макфарлейн, Шен Милсом и Уилке, ООО
Что такое источник бесперебойного питания?
Источник бесперебойного питания (ИБП) — это устройство, которое позволяет компьютеру продолжать работать хотя бы в течение короткого времени при прерывании подачи питания. Пока подается электроэнергия, она также пополняет и поддерживает хранилище энергии. Чем больше накопленной энергии, тем дольше может поддерживаться мощность, с практическими ограничениями, которые будут обсуждаться позже. Различия между системами ИБП заключаются в технологии, которая позволяет им выполнять свою работу.
Энергию можно хранить по-разному. Аккумуляторные батареи являются наиболее распространенными. Для простоты примеры и иллюстрации в этой статье будут основаны на этой технологии. Однако кинетическая энергия также может храниться в тяжелых вращающихся маховиках или энергия может храниться в виде топлива.
Какие существуют типы ИБП?
Наиболее часто используемый тип ИБП также является наиболее эффективным, его обычно называют штатным или полным двойным преобразованием ИБП. Для любого ИБП входное электропитание представляет собой переменный ток (AC), который также требуется для большинства информационно-технологического оборудования (ITE).
Аккумуляторы, с другой стороны, являются устройствами постоянного тока (DC), поэтому все ИБП аккумуляторного типа должны преобразовать — или выпрямить — входящая мощность переменного тока в постоянный для зарядки аккумуляторов. ИБП также должен подавать переменный ток на ITE, поэтому мощность постоянного тока должна быть преобразована обратно в переменный ток с помощью устройства, известного как инвертор.
Эта статья является частью
В ИБП с двойным преобразованием мощность непрерывно проходит через выпрямитель, а затем через инвертор к ITE. Выходное напряжение и частота полностью изолированы от входного напряжения и частоты и не зависят от них. Они могут даже полностью отличаться от входных, поэтому технически эта система классифицируется как независимая от напряжения и частоты (VFI).
Независимо от напряжения и частоты: На рис. 1 ниже показана система VFI в нормальном режиме работы. Аномалии входной мощности решаются двумя способами. Устройство подавления перенапряжения (SPD) поглощает особенно сильные скачки напряжения. Они могут быть вызваны ударами молнии в линии электропередач, большие двигатели, используемые в лифтах или медицинском электронном оборудовании; сварщики или множество других источников. Но даже самые незначительные отклонения, в том числе провалы или провалы напряжения, никогда не передаются через ИБП VFI на выход.
Аккумуляторы
являются отличными амортизаторами электрических ударов, но они также поддерживают стабильное и постоянное напряжение на инверторе, который полностью ресинтезирует напряжение и ток, чтобы питание, подаваемое на ITE, было чистым и стабильным. Подключение кондиционеров или других двигателей к ИБП, обслуживающему ITE, может исказить эту чистую выходную мощность, поэтому это не рекомендуется.
Обратите внимание на байпасную цепь вокруг ИБП. Мы рассмотрим это позже.
Батарея всегда находится в цепи при нормальной работе, выдавая небольшое количество энергии, когда это необходимо, например, во время отключения питания, поэтому не происходит ни малейшего прерывания выходной мощности.
При сбое сетевого питания, как показано на рис. 2 ниже, батарея продолжает подавать накопленную энергию на инвертор, который продолжает подавать чистую энергию на ITE. Когда питание сети восстанавливается, энергия течет обратно через выпрямитель, питает инвертор и перезаряжает батареи.
Статический и сервисный байпас ИБП: ИБП не являются бесперебойными. Это электрические или механические устройства, поэтому они не только требуют регулярного обслуживания, но и подвержены поломкам компонентов. По этим причинам все системы ИБП имеют встроенный байпас для направления поступающего питания вокруг системы и, при необходимости, непосредственно на ITE.
Высококачественный SPD все еще находится в цепи, но лишь немногим лучше, чем работа домашней электроники от разветвителя с защитой от перенапряжения. Он не остановит перебои в подаче электроэнергии или не справится с провалами или отключениями напряжения. В случае отказа ИБП байпас немедленно срабатывает как статический переключатель .
Когда с системой должен работать технический специалист, байпас включается вручную для обеспечения безопасности внутренних компонентов. Если сетевое питание отключается, когда ИБП находится в режиме байпаса, питание ITE прерывается. Любая установка только с одним ИБП имеет эту уязвимость. На рис. 3 ниже показан ИБП в режиме байпаса.
Обратите внимание, что основные всплески были удалены, но падение напряжения сохраняется.
Работа в экономичном режиме: Первый закон термодинамики, закон сохранения энергии, гласит, что энергию нельзя ни создать, ни уничтожить. Ни одно электрическое или механическое устройство не является эффективным на 100%, поэтому каждое преобразование несет потери, которые выделяются в виде тепла.
Системы ИБП намного более эффективны, чем десятилетие назад, и они сохраняют почти такую же эффективность от низкой до высокой нагрузки. Но потери есть и в выпрямителе, и в инверторе, которые устраняются, когда ИБП находится в режиме байпаса. Многие ИБП VFI теперь предлагают сложную версию байпаса, известную как 9.0032 экономичный режим (eco mode) , как показано на рисунке 4 ниже. При необходимости ИБП в экономичном режиме может вернуться к полной работе VFI.
Когда потери в выпрямителе и инверторе устранены, мощность и затраты сохраняются до тех пор, пока не произойдет сбой питания и не потребуется полная работа ИБП. Некоторые пользователи настраивают систему на работу VFI в течение дня и автоматически переключают ее в экономичный режим ночью, если эти операции считаются менее важными. Эко-режим, как правило, очень надежен, но многие пользователи опасаются переключать режимы назад и вперед. Кроме того, КПД новых ИБП VFI находится в пределах 1% или менее от того, что может быть достигнуто в экономичном режиме, поэтому многие пользователи теперь считают этот альтернативный режим работы ненужным.
Обратите внимание, что ИБП с экономичным режимом включают высококачественные фильтры, которые также несут небольшие потери, и что при переключении режимов обычно возникает кратковременная нестабильность. Эффективность эко-режима является статистической, но она может составлять 99%, если сбои питания случаются редко и кратковременны.
Линейный интерактивный ИБП: Настоящий линейный интерактивный ИБП, также известный как независимый от напряжения (VI) , называется так потому, что выходная частота совпадает с входной. Они выглядят практически так же, как ИБП VFI в экономичном режиме, за исключением размера их выпрямителей и невозможности переключения в режим VFI.
Меньший выпрямитель нужен только для зарядки аккумуляторов, которые помогают поглощать аномалии и повышать мощность при провалах напряжения. Аккумуляторы полностью берут на себя управление при отключении электроэнергии. На рисунке 5 ниже показано, как батарея и инвертор помогают компенсировать колебания входного напряжения, работая параллельно с выходом.
На рис. 6 ниже показан линейный интерактивный ИБП при сбое входящего обслуживания. Аккумулятор вступает во владение, как и в ИБП с двойным преобразованием, но байпас отключает электроэнергию от сети. Поскольку ITE большую часть времени работает от сети, второе преобразование через инвертор избегается до тех пор, пока не произойдет сбой питания, что устраняет один из компонентов потери эффективности.
Десять лет назад ИБП VI могли иметь преимущество в эффективности на 5% или более по сравнению с ИБП VFI, но огромные усовершенствования ИБП VFI снизили это значение до 1% или меньше.
Резервный ИБП: Рисунок 7 ниже обычно называется резервным ИБП и классифицируется как зависящий от напряжения и частоты (VFD) . Как и в ИБП VI, питание подается непосредственно на ITE, но аккумулятор и инвертор не включаются в цепь до тех пор, пока не произойдет сбой питания. Выход фильтруется, но не так стабилен, как настоящий ИБП VI.
Как показано на рис. 8 ниже, при сбое питания электросеть отключается от цепи, а батарея и инвертор включаются. Существует некоторая нестабильность переключения, но задержка достаточно коротка для большинства блоков питания компьютеров. .
Когда восстанавливается электроэнергия (от сети или от генератора), инвертор отключается, сетевое питание снова включается, а батареи заряжаются от выпрямителя, который намного меньше, чем в ИБП VFI или VI.
К сожалению, резервные ИБП или ИБП с частотно-регулируемым приводом иногда рекламируются как линейно-интерактивные. Важно точно знать тип ИБП. Международно признанные обозначения VI и VFD обеспечивают абсолютное различие, но не всегда используются производителями, особенно для небольших систем.
Механические и небатарейные системы ИБП
Существует три основных типа механических ИБП, два из которых также безбатарейные. Все три являются настоящими VFI или системами двойного преобразования, но промежуточное преобразование чисто механическое:
Комплекты мотор-генератор (MG) объединяют двигатель с генератором. Двигатель эквивалентен выпрямителю в ИБП VFI, а генератор эквивалентен инвертору. Электроэнергия приводит в действие выпрямитель, который приводит в действие двигатель постоянного тока и заряжает аккумуляторы. При отключении электроэнергии батареи поддерживают работу двигателя, поэтому генератор продолжает подавать питание на нагрузку. Установки MG чаще используются для питания другого механического оборудования, такого как кондиционеры, чем для питания реальных ITE, хотя было время, когда они были довольно распространены на старых мейнфреймах.
Дизельно-роторные ИБП (DRUPS) аналогичны комплектам MG, за исключением того, что в них нет аккумуляторов (кроме аккумуляторов для запуска генератора) и встроенный дизельный двигатель, который запускается и поддерживает питание при отключении электроэнергии. Маховик поддерживает вращение генератора достаточно долго, чтобы генератор стабилизировался, прежде чем механическая муфта прикрепит его к генератору. Опять же, они, как правило, используются больше для поддержания питания кондиционеров, чем для питания ITE. Их часто выбирают в качестве экономичной альтернативы отдельным генераторам, когда особенно важно поддерживать бесперебойное охлаждение.
ИБП с маховиком имеют сходство как с наборами MG, так и с DRUPS, но с существенным отличием. Генератор приводится в действие электродвигателем, когда доступно питание от сети, но система включает только тяжелый маховик, чтобы поддерживать вращение генератора, обычно до тех пор, пока вспомогательный генератор не возобновит подачу питания. Маховик вращается на воздушных или магнитных подшипниках почти без трения в герметичном корпусе, который может поддерживать мощность в течение 30 секунд. Комбинированные блоки могут увеличивать продолжительность работы до нескольких минут, не выделяя тепла, характерного для других ИБП.
Коэффициент мощности ИБП: Коэффициент мощности (пф) представляет собой разницу между реальной мощностью и полной мощностью. Это очень неправильно понимают, но очень важно знать покупателю. Исторически сложилось так, что большинство крупных ИБП имели коэффициент мощности 0,8, что означало, что ИБП на 100 киловольт-ампер (кВА) мог обеспечить только 80 киловатт (кВт) реальной мощности. Большинство современных ИБП имеют коэффициент мощности от 0,9 до 1,0, что означает, что реальная мощность в кВт намного ближе или даже равна полной мощности в кВА.
Центральный и распределенный ИБП: Распределенный ИБП обычно означает небольшие ИБП, установленные в каждом шкафу оборудования, хотя иногда ИБП устанавливается в каждом ряду шкафов. Существуют небольшие ИБП VFI, но многие из них имеют конструкцию VFD или VI, поэтому важно знать, какая технология приобретается. Небольшие ИБП, монтируемые в стойку, часто имеют коэффициент мощности всего 0,7, поэтому ИБП, рекламируемый как 1000 кВА, может выдавать только 700 Вт. У них есть свое место, но обычно в ситуациях с одной или двумя стойками для оборудования, где централизованный автономный ИБП был бы неэкономичным.
Небольшие распределенные ИБП не всегда обслуживаются так же хорошо, как и более крупные системы, поэтому неисправные батареи часто остаются незамеченными, пока не становится слишком поздно.
Рекомендации по выбору и использованию систем ИБП
При выборе системы ИБП следует учитывать несколько важных соображений, в том числе:
Модульность: Большинство современных аккумуляторных ИБП являются модульными. Они состоят из нескольких более мелких блоков ИБП и аккумуляторов, которые можно комбинировать по мере необходимости для обеспечения емкости, резервирования или того и другого. Больше нет необходимости перекупать в ожидании долгосрочного роста. Рама просто должна быть достаточно большой для долгосрочных ожиданий.
Фактические модули можно приобрести и установить по мере необходимости, а также можно установить один или два дополнительных модуля для обеспечения резервирования. Например, ИБП мощностью 100 кВт может иметь шесть модулей мощностью 20 кВт для обеспечения резервирования по схеме N+1. Емкость батареи может быть добавлена модульно таким же образом. Кроме того, модули в большинстве систем поддерживают горячую замену , поэтому неисправный модуль может быть удален и возвращен на завод, а замена отправлена в одночасье для установки пользователем без прерывания работы.
Как отмечалось выше, ИБП с маховиком также можно объединять по модулям для увеличения размера, продолжительности работы и/или резервирования. Однако они должны добавляться и обслуживаться обученным персоналом.
Ступенчатая функция: Когда на электрическое оборудование внезапно воздействуют большие нагрузки, питание может на мгновение стать нестабильным, например, когда в домах восстанавливается подача электроэнергии, и свет мерцает, или когда запускаются большие двигатели и свет на мгновение тускнеет. Это вызывает наибольшую озабоченность при работе с резервированием ИБП 2N, поскольку при выходе из строя одного ИБП требуется, чтобы второй ИБП мгновенно принял на себя всю нагрузку.
Это также вызывает беспокойство в ИБП с частотно-регулируемым приводом, где полная нагрузка передается на инвертор при сбое питания, и может быть проблематичным в системах VI или в системах, работающих в экономичном режиме. При оценке больших систем ИБП важно, чтобы инженер-электрик получил данные о переходных нагрузках от поставщиков ИБП, сравнил их и объяснил результаты владельцу.
Батареи и срок службы батарей
Аккумуляторы — это развивающаяся технология, особенно из-за их более широкого использования в электромобилях. Батареи тяжелые, поэтому всегда следует проверять прочность конструкции пола. Сегодня широко используются три типа батарей:
Залитые свинцово-кислотные или мокрые аккумуляторы являются самыми дорогими, но имеют самый длительный срок службы — обычно 25 лет и более. Однако для них требуются отдельные противопожарные помещения с канализацией для кислоты, сигнализацией обнаружения водорода, вытяжными вентиляторами, станциями для промывки глаз, дренчерным душем и защитным снаряжением. Они также являются самыми тяжелыми, требуют регулярного обслуживания и обычно используются в самых крупных и сложных установках.
Свинцово-кислотный клапан с регулируемым клапаном (VRLA) , также известные как герметичные элементы, используют пастообразный электролит вместо жидкости и содержатся в герметичной упаковке с небольшими вентиляционными отверстиями. Они заряжаются медленнее, чем мокрые элементы, чтобы избежать выделения водорода, поэтому их можно использовать в любом месте без специальной конструкции или защиты. Гарантия обычно составляет 10 лет, но фактический срок службы часто составляет всего 3-5 лет в зависимости от местной стабильности электропитания и частоты частичной разрядки и перезарядки батарей. Аккумуляторы VRLA с более длительным сроком службы доступны по более высокой цене, но обычно должны быть указаны. VRLA несколько менее тяжелые, чем мокрые ячейки.
Ионно-литиевые (Li-ion) — это новейшие доступные батареи, которые можно использовать без специальных помещений или конструкции в большинстве юрисдикций. Возможно, до сих пор есть города, которые считают их опасными, но их химический состав и конструкция совершенно отличаются от тех, что загорелись в сверхкомпактной электронике. Литий-ионные батареи меньше и легче, чем VRLA, их можно частично разряжать и перезаряжать без ухудшения характеристик, и ожидается, что они будут иметь более длительный срок службы, чем VRLA. Однако они все еще слишком новы для долгосрочных данных.
Продолжительность работы от батареи: ИБП выделяют тепло, независимо от типа батареи, поэтому существует ограничение на то, как долго ИБП может работать без кондиционирования воздуха. Фактический предел зависит от таких факторов, как размер помещения, другое оборудование и тепловая нагрузка здания, но общепринятое правило составляет от 30 до 60 минут.
В какой-то момент ИБП перегреется и перейдет в самозащитное тепловое отключение. Таким образом, без генератора для перезапуска охлаждения более длительное время работы от батарей является пустой тратой места и денег и значительно увеличивает стоимость замены батарей, особенно при использовании батарей VRLA. Выход из строя одной батареи требует замены всей цепочки, иначе другие элементы выйдут из строя преждевременно. Если ИТ-персонал заботится о упорядоченном отключении, это лучше сделать с помощью функции, доступной на большинстве крупных ИБП, которая отправляет сигнал по сети для отключения ITE, когда срок службы батареи достигает заданного уровня.
С генераторами ИБП часто настраиваются на несколько минут автономной работы от батареи. Генераторы качества должны запускаться и стабилизироваться в течение нескольких секунд, но иногда требуется более длительное время, чтобы обеспечить время на случай, если генераторы не запустятся. В этом не должно быть необходимости при использовании резервных генераторов.
Комплекты батарей: Чаще всего выходит из строя батарея. Поэтому в наилучшей конфигурации для обеспечения требуемой продолжительности работы используется как минимум два комплекта батарей.
Мониторинг и техническое обслуживание аккумуляторов: Многие новые системы ИБП включают средства мониторинга аккумуляторов сторонних производителей. Если они этого не делают, это должно быть указано как дополнительное требование. Аккумуляторы, как правило, выходят из строя, когда внезапно оказываются под нагрузкой, а именно тогда, когда они больше всего нужны. Существует несколько типов мониторов, и среди производителей ведутся споры о том, какой из них лучше, но любая система мониторинга предупредит о слабых или неисправных ячейках до того, как произойдет авария. Влажные камеры требуют регулярного обслуживания. Батареи следует заменять всякий раз, когда мониторинг указывает на слабую ячейку.
Трансформаторы и заземление: Обратите внимание, что на иллюстрациях ИБП не показаны ни входные, ни выходные трансформаторы. Трансформаторы когда-то были стандартными в электронных ИБП, но теперь их редко можно увидеть, что в значительной степени объясняет повышение эффективности. Устранение трансформаторов имеет еще одно потенциальное преимущество и два потенциальных недостатка:
Преимущество. Если входное и выходное напряжения одинаковы, нет необходимости в полном циклическом байпасе, включающем трансформаторы, которого нет в сервисном байпасе.
Недостаток. Если входное и выходное напряжения должны различаться, трансформаторы требуются не только на входе или выходе, но и в полном обходном байпасе, включающем еще один трансформатор.
Недостаток. Отсутствует выходной трансформатор для изоляции нагрузки от ИБП. Поэтому инженер-электрик должен проявлять особую осторожность при проектировании системы заземления и решении проблем, связанных с устранением неисправностей, обычно называемых короткими замыканиями, которые могут вывести из строя выходные транзисторы ИБП. Это часто делается с помощью внешних распределительных трансформаторов в крупных распределительных устройствах.
Вопросы низкого качества электроэнергии и генераторов ИБП
VI и VFD могут быть проблематичными из-за нестабильного питания. Поскольку перед устойчивым восстановлением питания обычно наблюдается одно или несколько мерцаний, в этих ИБП предусмотрена логика, которая не позволяет им вернуться к нормальной работе до тех пор, пока питание не стабилизируется.
ИБП
VI и VFD не следует использовать в местах с нестабильной подачей электроэнергии, поскольку они также имеют функцию блокировки, которая не позволяет им вернуться в нормальное состояние, если они переключаются туда-сюда слишком часто, что требует ручного восстановления. Та же проблема может возникнуть, если генераторы переключаются на нагрузку слишком быстро и то увеличиваются, то уменьшаются, пытаясь поглотить нагрузку.
Последнее обновление: май 2022 г.
Продолжить чтение Про источники бесперебойного питания (ИБП)
UPS предоставляет план Agile для модернизации устаревших приложений
Интеллектуальные функции ИБП для лучшего резервного питания
4 поставщика ИБП для центров обработки данных для оценки
Исследователи обнаружили уязвимости в устройствах APC Smart-UPS
PDU-UPS развивается медленно, предлагает партнерам модульность
Подробно изучите дизайн и оборудование центра обработки данных
Бесперебойное питание в центре обработки данных: выбор между устойчивостью и безотказной работой
Автор: Флер Дойдж
Модульные системы ИБП
обеспечивают гибкие возможности управления питанием
Автор: Роберт Макфарлейн
Функции Smart UPS для лучшего резервного питания
Автор: Джейкоб Раунди
Основные факторы, влияющие на процесс выбора ИБП
Автор: Роберт Макфарлейн
SearchWindowsServer
Нулевой день Windows отменен для сентябрьского патча во вторник
В этом месяце администраторов ожидает относительно небольшая рабочая нагрузка по установке исправлений, но угроза «червя» должна повысить чувство срочности до . ..
Научитесь отслеживать членство в группах с помощью PowerShell
Используйте автоматизацию PowerShell для создания отчетов о членстве в локальных группах на сервере и группах безопасности в Active Directory, чтобы сохранить…
Научитесь работать с Microsoft New Commerce Experience
Приложив дополнительные усилия на этапах планирования, можно контролировать расходы в Office 365 и Microsoft 365 с помощью нового …
SearchCloudComputing
Инструменты управления затратами Azure для контроля расходов на облако
Благодаря оповещениям, панелям мониторинга затрат и другим функциям инструменты управления затратами Azure могут помочь администраторам более четко …
Сравните Фабрику данных Azure и SSIS
Узнайте о различиях между Фабрикой данных Azure и SSIS, двумя инструментами ETL. Эти различия включают ключевые функции управления данными…
Упростите управление пакетами с помощью этого руководства по Azure Artifacts
Расширение службы Azure DevOps, Azure Artifacts, может помочь разработчикам управлять пакетами и обмениваться ими, чтобы оптимизировать общую…
ПоискХранилище
NAS или облачное хранилище: что лучше для вашего бизнеса?
Локальный NAS и облачный NAS — два основных варианта хранения файлов. Организациям необходимо взвесить преимущества и недостатки …
Надлежащее тестирование производительности хранилища: руководство
В этом пошаговом руководстве подробно описано, как подготовиться к тестированию производительности системы хранения и выполнить его. Изучите методы выбора правильного…
Генеральный директор IntelliProp описывает, как CXL изменит рынок памяти
В этом вопросе и ответе генеральный директор IntelliProp Джон Спайерс рассказывает о своем видении CXL и о том, как это повлияет как на производительность системы хранения, так и на . ..
Лучший источник бесперебойного питания с резервным аккумулятором 2022
Что вы будете делать, если отключится электричество? В некоторых ситуациях это не более чем мелкое неудобство. В других случаях это может быть ситуация жизни или смерти. Источники бесперебойного питания или ИБП — это устройства, которые сочетают в себе питание от резервной батареи с удлинителем переменного тока, чтобы гарантировать, что ваши самые важные электронные устройства можно будет использовать в случае сбоя питания. Они могут немного различаться по функциональности, поэтому давайте рассмотрим три лучших источника бесперебойного питания, которые вы можете купить сегодня.
APC Back-UPS (BEM600M1)
Что касается ИБП, APC является брендом номер один. Они производят эти устройства уже много лет, но в основном для бизнес-рынка. Компании нуждаются в том, чтобы их продукция была прочной, качественной и невероятно надежной. Когда APC открыла свое потребительское подразделение, они позаботились о сохранении этих качеств.
Примечание. Мы можем получать комиссию за покупки по нашим ссылкам без дополнительных затрат. Учить больше.
Дизайн
Хотя APC Back-UPS (BEM600M1) может показаться больше, чем стандартные блоки питания, к которым вы привыкли, он довольно компактен по сравнению с большинством других. Это может выглядеть как удлиненная полоса питания, но не сомневайтесь ни на секунду, что под черным пластиковым корпусом скрывается серьезное оборудование. Вверху у вас есть 7 розеток переменного тока на 120 В и блестящая черная полоса. Помимо логотипа, на этой полосе есть световой индикатор, сообщающий о состоянии устройства (работает от сети переменного тока, заряжается, разряжается) и USB-порт. Несмотря на свой утилитарный вид, он был разработан, чтобы гармонировать с другими бытовыми приборами. Но самое лучшее в корпусе этого ИБП — его долговечность. Он сделан для размещения на полу, поэтому он может выдержать случайный удар ногой или ударом без каких-либо повреждений.
Функциональность
Из-за компактности этого ИБП емкость батареи ниже, чем у других. Он не рассчитан на длительную нагрузку. Он разработан специально для использования с сетевым оборудованием. Идея состоит в том, что вы подключаете к нему свой модем и маршрутизатор, и если электричество отключится, вы все равно сможете выйти в интернет с устройства, работающего от батареи. Они оценивают срок службы батарей от двух до шести часов. По нашему опыту мы обнаружили, что у нас есть около пяти часов работы с простым универсальным кабельным модемом с беспроводной сетью и четыре часа с комбинированным модемом и маршрутизатором высокого класса. Если вы модем и маршрутизатор — это два отдельных устройства, вы сократите время автономной работы вдвое.
Возможности подключения
В этом ИБП имеется ряд портов, предназначенных для обеспечения работы всех основных устройств в случае отключения электроэнергии. Из семи розеток 120В пять питаются от аккумуляторов на случай отключения электроэнергии. У вас также есть зарядное устройство USB на 1,5 А, которое удобно для подзарядки телефона, когда вам это нужно.
Value
Если из-за чего-то отключилось питание, самое главное — убедиться, что вы можете оставаться на связи с друзьями и семьей. Большинство источников бесперебойного питания для этой цели являются излишними, что делает APC BE600M1 незаменимым помощником при кратковременных перебоях в подаче электроэнергии.
Серия интеллектуальных ЖК-дисплеев CyberPower
Возможно, вы раньше не слышали о CyberPower, возможно, потому, что у вас нет ИБП! Эта компания специализируется на устройствах защиты от перенапряжений и источниках бесперебойного питания, и с их помощью они пытаются позиционировать себя как ведущего производителя на потребительском рынке.
Дизайн
Серия интеллектуальных ЖК-дисплеев CyberPower, выполненная в форм-факторе башни, определенно отличается от большинства представленных на рынке. Текстурированный пластиковый корпус невероятно прочный, а блестящая черная поверхность помогает ему выделиться среди продуктов премиум-класса, которыми он хочет быть. Ярко освещенный ЖК-дисплей расположен на лицевой стороне устройства, позволяя узнать его текущее состояние одним быстрым взглядом. У вас также есть элементы управления для включения или выключения дисплея, отключения звукового сигнала (подробнее об этом позже) и включения или выключения ИБП. Его конструкция делает его идеальным для настольных приложений, так как, когда он стоит на полу, вы не сможете видеть дисплей. К счастью, всего 3,9.», так что вряд ли он займет много места на вашем рабочем столе.
Функциональность
Компания CyberPower хотела создать нечто большее, чем просто сетевой фильтр, они хотели создать устройство «два в одном». Сочетание высококачественного устройства защиты от перенапряжения с долговечным ИБП означает, что это устройство действительно может быть единственным источником защиты вашего основного оборудования. Внутри него есть инвертор мощностью 900 Вт, позволяющий питать множество устройств от батареи. Когда мы протестировали этот ИБП с простым беспроводным модемом, нам удалось получить чуть более 15 часов автономной работы. Когда мы добавили настольный компьютер и монитор, общее время работы сократилось примерно до 4 часов. Типы устройств, которые вы используете, сильно влияют на то, как долго будет работать ваше электропитание, но этот ИБП достаточно мощный, чтобы вы могли работать со всей необходимой электроникой.
Хотите знать, для чего предназначена тревожная кнопка на передней панели? Внутренняя сигнализация служит двум целям. Во-первых, он будет предупреждать вас всякий раз, когда питание переключается с переменного тока на аккумулятор. Это всего лишь пара быстрых звонков, ничего особо раздражающего. Этот аварийный сигнал дает вам возможность диагностировать сбой питания. Если это полное отключение электричества, вы мало что можете сделать. Но часто отключение электроэнергии происходит просто из-за перегоревшего предохранителя. Будильник также прозвучит, когда батарея разрядится в течение 10 минут, что даст вам возможность правильно отключить все ваше важное оборудование.
Еще одна замечательная функция — порт USB-B на задней панели. Вы можете установить бесплатную программу на свой компьютер и подключить ее к ИБП. Это автоматически выключит ваш компьютер, если питание отключится, а заряд батареи разряжен, поэтому вы не потеряете работу.
Возможности подключения
На задней панели имеется в общей сложности 12 розеток на 120 В, поэтому вы, безусловно, сможете подключить любое устройство, которое вам нравится. Выходы четко обозначены и разделены посередине. Все розетки слева и снабжены как питанием от батареи, так и защитой от перенапряжения, а правая сторона — только защитой от перенапряжения. Важно, чтобы производители ИБП предусматривали розетки, не подключенные к аккумулятору, поскольку его емкость ограничена. Вы, вероятно, будете иметь каждое устройство в данном месте, подключенное к ИБП из-за удобства. Но если вы используете весь заряд аккумулятора на ненужных устройствах, срок службы аккумулятора сократится.
Вы также заметите два телефонных порта и два коаксиальных порта. Это защита от перенапряжения для вашего интернет-соединения. Независимо от того, есть ли у вас ADSL или кабельный интернет, хорошей идеей будет запустить ваши соединения здесь до того, как они попадут в ваш модем, в случае поражения электрическим током на линиях.
Value
Компания CyberPower предлагает весьма солидные преимущества благодаря ИБП Intelligent LCD Series. Это одна из самых дешевых моделей с достаточно большой батареей для работы более крупной электроники и отличной функцией защиты от перенапряжения. Как правило, скачки напряжения и отключения электроэнергии идут рука об руку. Поэтому очень важно защитить вашу ценную электронику с обеих сторон.
Резервный аккумулятор для ИБП APC (BR1500G)
Мы уже рассмотрели один из продуктов APC начального уровня, но будет справедливо, если мы рассмотрим их предложения более высокого класса.
Дизайн
Один из самых привлекательных ИБП на рынке, компания APC также выбрала башенный дизайн. Но в отличие от модели CyberPower, резервный аккумулятор для ИБП APC (BR1500G) при необходимости может работать на боку благодаря вентиляционному отверстию, расположенному в верхней части устройства. Он оснащен хорошо освещенным дисплеем, который обеспечивает легкий доступ к некоторой ключевой информации о работе ИБП. Вы будете знать текущий уровень заряда батареи, выходное напряжение и скорость разряда батареи. Несмотря на то, что этот ИБП по-прежнему имеет прочный пластиковый корпус, компания APC позаботилась о том, чтобы придать ему представительский вид, который идеально подходит для любой профессиональной или высококлассной среды.
Функциональность
Из всех рассмотренных нами сегодня ИБП этот является самым большим. У него огромная батарея, которая могла питать наш модем чуть менее 24 часов. Но это не предназначено для такого простого приложения, оно разработано таким образом, чтобы вы могли подключать все, что вам нужно, и получать питание на ходу. В ходе нашего тестирования мы обнаружили, что он может работать как с настольным компьютером, так и с модемом около 6 часов, но, конечно, это зависит от мощности вашего оборудования.
Этот ИБП также предлагает защиту от перенапряжения, которую мы рекомендуем для любой системы ИБП высокого класса. Но что вы не часто найдете, так это компанию, которая делает резервную копию своего оборудования. APC утверждает, что у них есть один из лучших сетевых фильтров на рынке, и они предложат вам до 150 000 долларов в качестве гарантийных скидок, если сетевой фильтр позволит повредить ваши ценные вещи.
Но еще одна замечательная функция — контроль выходной мощности. Это позволяет управлять выходом батареи с одного конкретного устройства. Итак, например, предположим, что ваш компьютер подключен к сети вместе со всеми его различными периферийными устройствами. Вы хотите включать компьютер только время от времени и экономить заряд батареи, когда он не используется. Когда ПК подключен к главному порту, остальные розетки будут получать питание только при включенном ПК. Это не обязательно должно быть связано только с питанием от батареи, вы также можете подключить монитор и аксессуары к розеткам «только для перенапряжения», и они будут автоматически выключаться, когда компьютер не используется. Это отличная функция не только для чрезвычайных ситуаций, но и для окружающей среды.
ИБП обладает массой других замечательных функций. Используя прилагаемое программное обеспечение PowerChute, вы сможете настроить любую функцию со своего ПК. Вы можете выбрать, как ИБП будет вести себя в случае сбоя. Какие устройства являются приоритетными? Что следует выключать в первую очередь, когда батарея садится? Если компьютер необходимо выключить, как это можно сделать безопасно, чтобы не произошло потери данных? Программное обеспечение позволяет вам ответить на все эти вопросы и максимально использовать ограниченное время работы от батареи.
Возможности подключения
Всего имеется 10 розеток на 120 В переменного тока. У вас есть 5 защищенных от скачков напряжения и потери питания и еще 5, которые защищены только сетевым фильтром. Сетевой фильтр позволяет защитить коаксиальное соединение и соединение Ethernet в дополнение к розеткам переменного тока. Если вам недостаточно длительного времени автономной работы, есть даже порт расширения, который позволяет подключить внешний аккумулятор.
Значение
BR1500G — не самый дешевый ИБП на рынке. Но за небольшое повышение цены можно не беспокоиться о каких-либо жертвах. Никакой другой потребительский ИБП не имеет такого количества функций и возможностей, как этот. Тот факт, что вы можете добавить дополнительные блоки батарей и контролировать поведение ИБП при отключении электроэнергии, означает, что вы можете значительно оптимизировать энергопотребление, что, как мы надеемся, еще больше продлит период использования.
Итак, какой источник бесперебойного питания выбрать?
Действительно, ответ на этот вопрос зависит от того, без чего вы не можете жить. Как только вы узнаете, что вам нужно, вам нужно будет решить, как долго вам это нужно.
Если вы просто хотите иметь несколько часов доступа в Интернет, вы можете сэкономить кучу денег, купив APC Back-UPS (BEM600M1). Просто подключите модем и маршрутизатор, и у вас будет доступ в Интернет как минимум на пару часов после отключения электроэнергии.
No related posts.

ИБП для котла отопления своими руками: пошаговая инструкция

Виды и принцип работы ИБП

Изготовление ИБП

Монтаж готового ИБП

Бесперебойное питание 12 вольт своими руками

Как сделать бесперебойник своими руками?

Что потребуется?

Правила безопасности и важные советы

Пошаговый алгоритм действий

Схемы и пояснения

Возможные проблемы и нюансы

Бесперебойник для котла своими руками

Можно ли использовать источник бесперебойного питания, сделанный своими руками

Схема бесперебойника для котла своими руками

Как сделать бесперебойник для котла отопления

Бесперебойник для котла из Mustek Power 800 или других UPS

Бесперебойник для котла из автомобильного аккумулятора

Проверка работы компьютерного бесперебойника на котле

Как рассчитать ИБП

Выбор инверторов

Выводы

ИБП для дома на длительное время автономной работы: варианты и цены

1. Бюджетный вариант на отдельные автоматы ~75-80т.р.

Примеры подобных решений:

2. Бесперебойное питание одной фазы из трех. Мощность до 6кВт. Бюджет ~150-200т.р.

3. Бесперебойник на весь дом. Мощность от 9кВт. Бюджет от 250т.р.

Примеры

Инвертор МАП “Энергия” 9.0/48 и 8 аккумуляторов по 200Ач

Инвертор МАП “Энергия” 12.0/48 и 12 аккумуляторов по 200Ач

Инвертор МАП “Энергия” 12.0/48 и 12 аккумуляторов по 250Ач

ИБП Stark On-line 10 000 и 18 аккумуляторов по 100Ач

Популярные видео-ролики с ИБП для дома на нашем канале:

Об авторе

Сергей Леднёв

Доработка и переделка бесперебойника

Как бесперебойник переделать в преобразователь напряжения 12/220 В

Как из бесперебойника сделать блок питания

Переделка бесперебойника под зарядку

Написать письмо

Другие материалы по теме

Как увеличить мощность бесперебойника? | Вольтмаркет

Разновидности ИБП

Увеличение мощности и автономности ИБП

Как создать источник бесперебойного питания для домашних устройств

Саймон Брамбл

Источник бесперебойного питания (ИБП) для дома

Будущие модификации

Заключение

Категории

Аналоговые и силовые — Батареи и блоки питания

Сеть и 5G — беспроводная связь ближнего действия/PAN

Сделай сам (или, если нужно, «Гетто») UPS

Аккумулятор

Блок питания

Инвертор

Сигналы инвертора

Зачем делать самому?

Как работают системы бесперебойного питания (ИБП) ~ Изучение электротехники

Введение в источник бесперебойного питания (ИБП) и его конструкцию (часть

ii) Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов

Источник бесперебойного питания — определение с сайта TechTarget.

Бесперебойное питание в центре обработки данных: выбор между устойчивостью и безотказной работой

обеспечивают гибкие возможности управления питанием

Функции Smart UPS для лучшего резервного питания

Основные факторы, влияющие на процесс выбора ИБП

Лучший источник бесперебойного питания с резервным аккумулятором 2022

APC Back-UPS (BEM600M1)

Дизайн

Функциональность

Возможности подключения

Value

Серия интеллектуальных ЖК-дисплеев CyberPower

Дизайн

Функциональность

Возможности подключения

Value

Резервный аккумулятор для ИБП APC (BR1500G)

Дизайн

Функциональность

Возможности подключения