Содержание

Введение

1. Классификация ИБП

2. ИБП с двойным преобразованием энергии: схемотехника и технические характеристики

2.1 Назначение и описание узлов силовой цепи ИБП

2.2 Системные показатели ИБП

3. Примеры современных ИБП

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Почти каждый, кто использует в своей работе компьютеры, сталкивался с потерей информации в результате отключения электропитания. Uninterruptable Power Source (в русскоязычной литературе – ИБП, Источник Бесперебойного Питания) – это устройство, включаемое между источником питания (розеткой электросети) и потребителем (компьютер, мини–АТС и т.п.), которое обеспечивает питание потребителя в случае пропадания напряжения основного источника, используя для этого энергию своих аккумуляторных батарей. В наиболее широком обобщении к источникам бесперебойного питания можно отнести все, начиная от батарейки, питающей чип CMOS в вашем компьютере, до дизель – генератора мощностью в несколько сотен киловатт.

Общий алгоритм функционирования ИБП следующий – при пропадании напряжения сети ИБП автоматически переключается на питание от аккумулятора, при восстановлении напряжения сети автоматически переходит в режим заряда аккумулятора.

Подход к источнику бесперебойного питания, как к "черному ящику", обладающему набором известных полезных (или не полезных) свойств, позволяет, не углубляясь в его электронную начинку, осмысленно использовать его положительные стороны для защиты компьютеров или другого оборудования от сбоев электрической сети. Для борьбы со сбоями электрической сети и создании систем бесперебойного питания кроме ИБП используются и другие устройства: стабилизаторы напряжения, фильтры, дизельные генераторы.

1. Классификация ИБП

Первое и самое главное назначение источника бесперебойного питания – обеспечить электропитание компьютерной системы или другого оборудования в то время, когда электрическая сеть по каким–то причинам не может это делать. Во время такого сбоя электрической сети ИБП питается сам и питает нагрузку за счет энергии, накопленной его аккумуляторной батареей. Каждый человек, сталкивающийся с компьютерами, рано или поздно узнает о великолепной идее бесперебойного питания компьютеров.

Несмотря на изобилие различных схемных решений, в индустрии UPS сложились некоторые типовые схемы построения (топологии) источников бесперебойного питания. Рассмотрим их более подробно.

"Разделять" ИБП можно по разным признакам, в частности, по мощности (или сфере применения) и по типу действия (архитектуре/устройству). Оба этих метода тесно связаны друг с другом. По мощности ИБП делятся на

· Источники бесперебойного питания малой мощности (с полной мощностью 300, 450, 700, 1000, 1500 ВА, до 3000 ВА – включая и on–line);

· Малой и средней мощности (c полной мощностью 3–5 кВА);

· Средней мощности (с полной мощностью 5–10 кВА);

· Большой мощности (с полной мощностью 10–1000 кВА).

Исходя из принципа действия устройств, в литературе в настоящее время используется два типа классификации источников бесперебойного питания. Согласно первому типу, ИБП делятся на две категории: on–line и off–line, которые, в свою очередь, делятся на резервные и линейно–интерактивные.

Согласно второму типу, ИБП делятся на три категории: резервные (off–line или standby), линейно–интерактивные (line–interactive) и ИБП с двойным преобразованием напряжения (on–line).

Мы будем пользоваться вторым типом классификации.

Рассмотрим для начала разницу типов ИБП. Источники резервного типа выполнены по схеме с коммутирующим устройством, которое в нормальном режиме работы обеспечивает подключение нагрузки непосредственно к внешней питающей сети, а в аварийном – переводит ее на питание от аккумуляторных батарей. Достоинством ИБП такого типа можно считать его простоту, недостатком – ненулевое время переключения на питание от аккумуляторов (около 4 мс).

Рис.1 Схема источника резервного типа

Линейно–интерактивные ИБП выполнены по схеме с коммутирующим устройством, дополненной стабилизатором входного напряжения на основе автотрансформатора с переключаемыми обмотками. Основное преимущество таких устройств – защита нагрузки от повышенного или пониженного напряжения без перехода в аварийный режим. Недостатком таких устройств также является ненулевое (около 4 мс) время переключения на аккумуляторы.

Схема линейно – интерактивного ИБП

ИБП с двойным преобразованием напряжения отличается тем, что в нем поступающее на вход переменное напряжение сначала преобразуется выпрямителем в постоянное, а затем – с помощью инвертора – снова в переменное. Аккумуляторная батарея постоянно подключена к выходу выпрямителя и входу инвертора и питает его в аварийном режиме. Таким образом, достигается достаточно высокая стабильность выходного напряжения независимо от колебаний напряжения на входе. Кроме того, эффективно подавляются помехи и возмущения, которыми изобилует питающая сеть.

Практически, ИБП данного класса при подключении к сети переменного тока ведут себя как линейная нагрузка. Плюсом данной конструкции можно считать нулевое время переключения на питание от аккумуляторов, минусом – снижение КПД за счет потерь при двукратном преобразовании напряжения.

ИБП с двойным преобразованием

2. ИБП с двойным преобразованием энергии: схемотехника и технические характеристики

Источники бесперебойного питания (ИБП) предназначены для защиты электрооборудования пользователя от любых неполадок в сети, включая искажение или пропадание напряжения сети, а также подавления высоковольтных импульсов и высокочастотных помех, поступающих из сети.

ИБП с двойным преобразованием энергии обладает наиболее совершенной технологией по обеспечению качественной электроэнергией без перерывов в питании нагрузки при переходе с сетевого режима (питание нагрузки энергией сети) на автономный режим (питание нагрузки энергией аккумуляторной батареи), и наоборот. Обеспечивая синусоидальную форму выходного напряжения, такие ИБП используются для ответственных потребителей электроэнергии, предъявляющих повышенные требования к качеству электропитания (сетевое оборудование, файловые серверы, рабочие станции, персональные компьютеры, оборудование вычислительных и телекоммуникационных залов, системы управления технологическим процессом и т.д.). Современные ИБП малой и средней мощности, в отличие от классической схемы "выпрямитель – инвертор", содержат в своей структуре корректор коэффициента мощности, обеспечивающий входной коэффициент мощности, близкий к единице, и практически синусоидальную форму тока, потребляемого из сети.

Встречающийся в последнее время термин "ИБП с тройным преобразованием" может ввести в заблуждение читателя о якобы новой топологии ИБП. На самом деле, речь идет о дополнительном преобразовании нестабильного напряжения постоянного тока в стабильное повышенное напряжение постоянного тока для питания инвертора, присутствующем в структурах ИБП с корректором коэффициента мощности. В соответствии с международным стандартом, такие структуры также относятся к ИБП с двойным преобразованием энергии (Double–Conversion UPS).

В зависимости от состояния сети и величины нагрузки, ИБП c двойным преобразованием может работать в различных режимах: сетевом, автономном, Байпас и других.

Сетевой режим – режим питания нагрузки энергией сети. При наличии сетевого напряжения в пределах допустимого отклонения, и нагрузки, не превышающей максимально допустимую, ИБП работает в сетевом режиме. При этом режиме осуществляется:

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--