Бесперебойник — незаменимая вещь в хозяйстве любого масштаба. К ИБП подключают мелкую бытовую технику или что-то посерьезнее, например, газовый котел. Это правильно с точки зрения надежности: бесперебойники не только удерживают технику включенной, но и защищают от перепадов напряжения и других «электрических» проблем. Но такие «пары» живут долго и счастливо только в том случае, если они верно подобраны друг к другу. Об этом далее.
ИБП (источник бесперебойного питания) — автономная система, которая следит за напряжением в электросети и мгновенно переключается на аккумуляторы при его отсутствии. Эта технология не нова, она давно используется в промышленных масштабах. Распространение ИБП среди домашних юзеров началось с рынка компьютерной техники. Качество электроснабжения во многих населенных пунктах до сих пор оставляет желать лучшего, поэтому пользователи стараются обезопасить дорогостоящую электронику от разных факторов.
Технология бесперебойного питания быстро прижилась в этом сегменте, и пытливые умы домашних энтузиастов загорелись идеей перенести цивилизацию в сегмент бытовой электроники. Телевизор, холодильник и даже дежурное освещение можно подключить к мощному ИБП и радоваться жизни, пока остальные коротают время при свечах. Идея стала по-настоящему народной после того, как на рынке появилось несколько типов ИБП.
Какие ИБП бывают
Резервные. Это упрощенные модели бесперебойников, которые умеют переключаться между «розеткой» и внутренним аккумулятором в течение десятков миллисекунд.
Резервные ИБП не защищают подключенную к ним электронику от сетевых помех. Из-за простоты электрической схемы рекомендуется подключать только устройства с импульсными блоками питания. Это компьютеры и мониторы — техника, которая умеет работать с сигналом, далеким по форме от идеальной синусоиды.
Линейно-интерактивные. ИБП резервного типа, имеющие усовершенствованную схему работы. Теперь устройство не только переключается на батареи во время сильной просадки или полного отключения электричества, но и умеет фильтровать ток.
Во-первых, встроенный стабилизатор удерживает напряжение в рекомендуемых стандартами рамках. Во-вторых, система фильтрации, несмотря на свою примитивность, частично снижает уровень шума сигнала и делает выходящее напряжение более пригодным для употребления капризной электроникой.
Двойное преобразование. Системы, выполненные по типу Double Conversion, работают иначе. Если предыдущие ИБП просто пропускают входящий ток через ряд примитивных фильтров и «улучшайзеров», то выходящее напряжение из систем сложного типа оказывается гальванически развязанным со входным сигналом.
То есть, переменный ток поступает на вход бесперебойника, преобразуется в постоянный ток и направляется к аккумулятору. После чего ток аккумулятора снова преобразуется в переменный и уже поступает на выход ИБП. В таком случае система не просто фильтрует напряжение, а создает его заново — уже с предсказуемыми и правильными характеристиками.
Дельта-преобразование. То же самое, что и двойное преобразование, но с повышенными мощностными характеристиками и увеличенным КПД. Этого удалось достигнуть благодаря модернизированной схеме работы: ток может поступать не только через батарею, но и напрямую от конвертера AC-DC к инвертеру DC-AC.
Эффект тот же, а скорость работы и эффективность оказываются намного выше. Как результат — плавная синусоида и полное отсутствие паразитных примесей в выходном токе. То, что нужно для точной и сверхчувствительной электроники.
Что такое синусоида и частота
В домашних розетках течет переменный ток — это изначальная форма сигнала, который вырабатывается электростанциями. Если представить его в виде фигуры на системе координат, то получится идеальная синусоида.
Такая форма тока появляется благодаря электромагнитной индукции. Это отдельная история с электромагнитными полями, намагничиванием, полюсами, вращением и другими физическими и электрическими явлениями. Для домашнего пользователя важно понимать основное — переменный ток, которым питаются «розеточные» приборы, должен соответствовать неким стандартам.
Частота смены направлений или перехода тока от положительного к отрицательному полупериоду и обратно называется частотой тока. Она измеряется в герцах и влияет на работу электроприборов. Чем чаще колеблется ток, тем выше частота. Европейская и российская техника рассчитана на работу от напряжения 220 В с частотой 50 Гц. Соответственно, правильный ИБП и любой другой питающий элемент должны поддерживать ток в рамках этих стандартов.
Чистый или модифицированный
Компьютерный бесперебойник выдает переменный ток, который проходит базовую систему фильтрации и стабилизации. Но это не значит, что любой ИБП одинаково хорошо подходит для всей техники, работающей от переменных 220 В.
Ток, поступающий из розеток обычного бесперебойника, тоже считается синусоидой. Но если рассмотреть форму подробно, окажется, что ИБП выдает не чистый синус, а меандр. Это приближенная к синусоиде фигура, которая отличается менее плавными переходами. Еще ее называют модифицированным синусом.
К такому току спокойно относится компьютер, ноутбук и другая техника с импульсным питанием. В список всеядных девайсов входят лампы накаливания или даже диодные источники освещения.
Зато напольный вентилятор начнет возмущаться при подключении к ИБП. Так же поведут себя холодильники, морозилки, стиральные машины, пылесосы и другая техника, в которой используются электродвигатели переменного тока и подобные им устройства.
Электродвигатель приводится в движение благодаря электромагнитной индукции. Создать эту индукцию может ток с чистым синусом. Если же на двигатель попадает модифицированный синус, то он начинает работать с перебоями, будто кто-то очень часто подает и прекращает питание. Такая работа двигателя сопровождается гудением, излишним нагревом и приводит к быстрому износу частей.
Какой ИБП нужен газовому котлу
Для каждой категории техники подходят только определенные типы бесперебойников. Они отличаются по характеристикам и имеют на выходе напряжение разного качества.
Для компьютерного блока питания достаточно примитивного ИБП с пороговой регулировкой напряжения и невысокой скоростью срабатывания. Для чувствительных потребителей эти характеристики выделяют в первую очередь. Например, к таким приборам относятся газовые котлы и циркуляционные насосы.
Во-первых, от «неправильного» тока страдает циркуляционный насос. Он может быть как встроенным в котел, так и внешним, который вручную устанавливается в систему отопления. Мы уже разобрались, что подключение устройств с электродвигателями к обычному бесперебойнику может влиять на работу и долговечность техники.
Во-вторых, современные газовые котлы требуют подключения к электрической сети для работы электроники, датчиков и защитных механизмов. Каждый из этих узлов щепетильно относится к качеству тока и может глючить, если вместо чистого синуса на вход котла подать меандр. Тем более, современные газовые котлы являются фазозависимыми — это важно для правильной работы датчика пламени. Если ток перестает течь от фазы к нулю, то автоматика прекращает подачу газа. Обычный компьютерный ИБП не имеет выраженного разделения фазы и нуля, поэтому даже в связке с линейно-интерактивным бесперебойником котел может просто не запуститься.
В-третьих, перебои с электричеством могут длиться от нескольких минут до нескольких часов. Как правило, стандартный компьютерный ИБП способен продержаться на заводском аккумуляторе 5-10 минут, после чего благополучно отключится в ожидании «розетки». Естественно, котел и встроенная в него автоматика отключатся вместе с ним. Чтобы такого не произошло в суровый зимний вечер, производители котлов настоятельно рекомендуют использовать специальные ИБП с двойным преобразованием и объемными аккумуляторами.
ИБП, предназначенные для подключения необычной техники, рассчитаны на долговременную работу от аккумулятора и способны работать с большей нагрузкой, нежели компьютерные аналоги. Кроме чистого синуса и надежности, специализированные бесперебойники имеют нулевое время переключения, поэтому при отключении электроэнергии успевают подхватить котел до того, как газовая автоматика заметит неладное.
Дополнительные аккумуляторы
Даже специализированные ИБП не способны работать без зарядки более 5-6 часов при максимальном энергопотреблении. Чтобы подключить сразу несколько приборов и использовать их хотя бы сутки, необходимо установить дополнительные батареи. Резервные и линейно-интерактивные ИБП не позволяют использовать внешние аккумуляторы без внесения изменений в конструкцию, поэтому сразу выбывают из игры. В дело снова вступают Online-системы.
При установке аккумуляторных сборок нужно помнить, что ИБП могут иметь разные характеристики. Например, в некоторых бесперебойниках преобразователи могут работать только с напряжением 12 В, а другие «понимают» только 24 В или даже 48 В. Поэтому аккумуляторы можно подключить двумя способами:
- Последовательно — когда источники питания соединяются друг с другом разными полюсами, а оставшиеся клеммы используются как выходы для ИБП. В таком случае две батареи по 12 В дадут 24 В при неизменной емкости.
- Параллельно — батареи подключаются друг за другом. То есть, минус к минусу, а плюс к плюсу. При этом напряжение остается заводским, а емкость увеличивается кратно количеству соединенных аккумуляторов.
ИБП — не панацея
Через ИБП можно подключать любую технику. Конечно, для каждого типа потребителя необходимо подбирать бесперебойник не только по типу, но и по мощностным характеристикам. Например, учитывать пусковые токи, а также максимальную мощность ИБП. Но не стоит гнаться за аккумуляторным питанием везде и во всем.
Тем более, при подключении различной техники через ИБП необходимо учитывать пусковые токи. Например, домашний холодильник может потреблять всего 300 Вт, но при включении он способен потребовать в два или три раза больше энергии. Это необходимо для запуска компрессора, который легче поддерживать в рабочем состоянии, но намного сложнее привести в движение после простоя. Даже для серьезного ИБП такой ток может стать критическим. Поэтому бесперебойник в домашней среде — это не панацея.
На самом деле ИБП важен не столько компьютеру, а сколько пользователю. Человек защищает себя от внезапного отключения компьютера и потери важных документов, которые он не успел сохранить. Однако защищать технику от перепадов, всплесков и других токовых неприятностей просто необходимо. И для этого не нужен сложный и дорогостоящий ИБП с комнатой из аккумуляторов. Достаточно установить качественный стабилизатор на вход и обезопасить всех потребителей разом. А ИБП лучше оставить для локальных целей — например, для котла.
