...
...

Покупаем БИП

Спешу добавить, что он обладал еще одним качеством, необходимым настоящему моряку, а именно абсолютной уверенностью в себе... Беда только в том, что этим качеством он был наделен в угрожающей степени... Джозеф Конрад, "Зеркало морей"

Я - вечный "чайник"! И как всякий "чайник", люблю давать советы тем, кто готов меня слушать. А почему бы и нет? В конце концов, каждый спец когда-то был "чайником". Мне кажется, что я кое-что понимаю в технике и могу оценить достоинства и недостатки каждого прибора. На всякий случай прошу иметь в виду: все, что вы прочитаете дальше, это в основном моя точка зрения, как бы я выбирал БИП для своей машины. Если вы знаете предмет лучше, ваш выбор может быть другим.

Итак, я попробую ответить на вопросы, которые в свое время поставил перед собой. Может, и вам окажется полезным.

- Для чего нужны БИП'ы? - Ну, во-первых, по определению, для обеспечения бесперебойного (аварийного) электропитания. Во-вторых, по очереди, но не по важности, для поддержания качества питающего напряжения в нормальном режиме работы.

По "во-первых" нужно сделать серьезное замечание относительно самого термина "бесперебойное". Бесперебойное не значит бесперерывное. Мы почти всегда и везде, кроме как только в автомобиле, пользуемся сетью переменного тока. Это означает, что питающее напряжение при частоте сети 50-60Гц 100-120 раз в секунду падает до 0! Более того, все электронные приборы, независимо от того, импульсный в них блок питания или линейный, берут мощность из сети импульсами обычно в тот момент, когда напряжение сети максимально. В этот момент происходит зарядка конденсаторов выпрямителя. Что такое конденсатор, все помнят? В остальное время (приблизительно 70% времени) все электронные узлы питаются фактически от этого конденсатора, а не от сети. Так что "бесперебойное" - понятие не абсолютное, а относительное.

Например, американский стандарт IEEE №466 позволяет называться высоким именем БИП только тем устройствам, которые при пропадании первичного электропитания (от сети или батареи) обеспечивают пропадание выходного напряжения не более чем на 1/4 цикла, то есть на 4.2 мс при частоте 60 Гц. Ассоциация производителей компьютерного оборудования в связи с этим приняла рекомендацию, чтобы их оборудование могло нормально работать при пропадании питающего напряжения на 8.3 мс. Реально же рядовые машины IBM PS/2 и Compaq 386 даже при обмене с диском не замечали пропадания напряжения на 50 мс (в 6 раз больше), а без обращения к диску - до 100 мс. Это, кстати, объясняет, почему машины могут нормально работать даже от устройств, которые БИП'ами можно назвать только в припадке рекламного энтузиазма.

Так что если источник off-line при пропадании сети выдает нормальное напряжение на выходных контактах позднее чем через 5 мс (при частоте сети 50Гц), это не БИП. Но когда все же проходит менее 50 мс, то, скорее всего, с ним можно работать. Если у него нет других фокусов, что весьма вероятно.

И, кстати, проверять off-lin'ы на пропадание сети нужно тоже с умом, здесь есть одна тонкость. Недостаточно только выдернуть сетевую вилку БИП'а, поскольку при этом вход БИП'а "повисает в воздухе". В реальной жизни при пропадании сети вход оказывается почти закорочен другими потребителями (например, лампочками) и напряжение на входе БИП'а падает почти мгновенно. При выдернутой вилке напряжение на входе (и, соответственно, на выходе) некоторое время сохраняется за счет емкости конденсаторов фильтров и схема управления получает фору, иногда до 8-10 мс. Так что если вам ну уж очень надо измерить реакцию БИП'а на реальное воздействие, включите его в тройник, в тот же тройник подрубите включенную лампу ватт на 100 и выдергивайте из розетки всю эту гирлянду. Хотя я не знаю, зачем это может понадобиться, ибо терпение блоков питания современных машин если и не беспредельно, то очень велико.

- Что можно сказать о способности БИП'а обеспечивать "качество питающего напряжения"? Какие дефекты напряжения он способен устранить? - О шумах и помехах в сети электропитания мы уже говорили в прошлых номерах "КГ". Повторяться не будем, напомню лишь, что в БИП'ы соответствующие фильтры уже встроены от рождения, иногда более качественные, чем в специальных кондиционерах напряжения. Нужно только грамотно подключить БИП в сеть.

Отключения первичной сети, по-английски black out (блэк аут, "вырубили") - это по определению. Другой, и более часто встречающийся, дефект первичной сети - понижение питающего напряжения до уровня ниже минимального для данного стандарта. Кратковременное, до нескольких секунд - это Sag ("провал"), от нескольких минут до нескольких дней - у них называется brown out (браун аут, "пригасили" - напрашивается аналогия с нокаутом и нокдауном). По мнению специалистов АРС, это состояние чаще всего вызвано включением кондиционеров в жаркое время года. Кроме того, к этому же классу дефектов относится "хроническое понижение напряжения", которое рекомендуется лечить в первую очередь "жалобой в местную электрокомпанию" ;-) Вообще говоря, блок питания современной персоналки не очень чувствителен даже к большим изменениям питающего напряжения. Многие просто молча подстраиваются под любой стандарт - от 110 В/60Гц в Гондурасе до 240 В/50 Гц в Лондоне, с учетом допустимых 20%. Так же сделаны большинство (но не все) принтеров и многие мониторы, например NEC Multisync. Поэтому номинальное значение выходного напряжения БИП'а в общем случае не столь уж важно.

Куда неприятнее скачки напряжения, особенно если они происходят в момент записи на диск. К тому же часто в силу разных, в основном экономических, причин блоки питания дисплеев часто защищены хуже, чем машинные, и все, что происходит в сетевой вилке, транслируется прямо вам в левый глаз. Разумеется, если нет БИП'а.

On-line, line-interactive и "гибридные" просто по своей конструкции не пропускают на выход небольшие скачки и провалы напряжения. В худшем случае будут периодически вопить: работа от батареи! - ах нет, от сети! - от батареи! - от сети! - от б..! - от с..! - и так, пока вам не надоест и вы не понизите порог чувствительности устройства управления, если, конечно, есть чем. Off-line в этом случае ведет себя куда хуже. Частые переключения на батарею при слабом заряднике приводят к безвременной (иногда за неделю) гибели аккумулятора, а это как-никак до 1/3 стоимости всего БИП'а.

Такого недостатка лишены устройства с применением технологии SmartBoost. Эта технология была разработана в АРС для серии Smart-UPS, но они уже не монополисты. Такие БИП'ы анализируют входное напряжение и, убедившись, что имеют дело не с отключением, а с понижением напряжения, включают схему компенсации, в результате чего выходное напряжение остается близким к номиналу без помощи батареи. Как это сделано - не важно. Так или иначе, жизнь батареи продлевается и вы не тратите лишних денег.

- Что важно знать при выборе БИП'а? - Во-первых, тип. Дешевые и простые off-line обычно применяются для защиты рабочих станций и маломощных серверов. Для мощных серверов и ответственных рабочих станций лучше ставить on-line. Понятно почему: для перехода на аварийное питание требуется время и чем больше потребляемая мощность, тем сложнее попасть в допуск. Кроме того, при больших мощностях сложнее сделать надежный выходной переключатель. Да и просто не хочется рисковать, так как опыт показывает, что все аварии происходят при переключении. On-line при пропадании первичной сети не переключается в другой режим, и риск аварии меньше. Если же у вас есть деньги на интерактивный БИП, поручите выбор специалисту. Под эту категорию подводят аппараты самых разных конструкций, кроме того, их качество сильно зависит от логики работы схемы управления. Но в некоторых случаях простой и надежный on-line может дать лучшую защиту за меньшие деньги.

Кстати, в литературе встречается утверждение, что только off-line имеют такой параметр, как время переключения, и если он указан в паспорте, то это тип off-line, что бы там ни говорили авторы. Это ошибка. Классический on-line тоже имеет этот параметр. Переключение на питание от сети у него происходит в трех случаях: - если вышла из строя основная цепь; - если нагрузка превышает максимальную; - в некоторых реализациях при выполнении внутренних тестов.

В результате, если on-line перегружен, он может переключаться так же часто, как off-line. Чтобы избежать такой неприятности, следует грамотно выбирать мощность БИП'а. Нужно учесть, что мощность, потребляемая нагрузкой в момент включения, может оказаться в 6-10 раз больше, чем в рабочем режиме, например из-за разогрева дисплея и раскрутки дисков винчестера. Поэтому, если выбран БИП типа "on-line без аварийной цепи" или интерактивный, он должен быть рассчитан именно на такую нагрузку! Другая тонкость касается в основном обычного on-line. Опасно выбирать мощность БИП'а близкой к номиналу нагрузки. Мощность может быть указана в ваттах или в вольт-амперах, при этом для одного и того же устройства эти две величины могут отличаться на 60-70% (на тот самый cos j). Достаточно часто мощность БИП'а указывается именно в ВА, а машин - в ваттах, даже если в паспортах это прямо не сказано. Нужно внимательно посмотреть, какая мощность указана в описании на БИП и на машины, и при нужде пересчитать в вольт-амперы. И взять с запасом в одну трамвайную остановку.

Еще одна тонкость. По стандарту БИП должен "отслеживать и повторять напряжение и частоту обычного источника". Однако изготовители БИП'ов часто облегчают себе жизнь, делая выходное напряжение не синусоидой, а прямоугольными импульсами. Такое решение резко упрощает выходные узлы, к тому же импульсные схемы всегда имеют лучший КПД. Но при этом возникает проблема - каково же должно быть значение выходного напряжения? Знакомые всем 220 В - это так называемое среднеквадратичное напряжение, именно по нему вычисляют мощность в ваттах (U2/R). Для синусоиды максимальное (пиковое напряжение) больше среднеквадратичного в 2 раза, то есть 310 В. Для обычных прямоугольных импульсов эти напряжения равны.

При этом обычным источникам питания и обычным нагрузкам (тем же лампочкам) важно среднеквадратичное напряжение сети, а импульсным источникам питания машин - максимальное. В результате к БИП'у с импульсным выходом невозможно подключить одновременно персоналку и, например, радиоприемник. Поэтому пристойные фирмы в БИП'ах с импульсным выходом генерируют импульсы особой формы, у которых среднее напряжение 220, а максимальное - 310. Но в лучших (и более дорогих) приборах все же делают формирователь синусоиды. Это и дороже, и греется такой БИП сильнее, и для нагрузки это может быть и не очень важно, зато потребитель спокоен и стандарт удовлетворен. Хотя я бы не делал из этого проблемы.

Что действительно важно, так это способность БИП'а поддерживать напряжение питания при мгновенных перегрузках без переключения на резервную цепь и с сохранением качества выходной сети. Такой запас мощности бывает нужен как на "макушке" каждого полупериода выходного напряжения, когда блок питания машины заряжает свои конденсаторы, так и при резком увеличении тока потребления, например при раскрутке дисковода. В технической документации на БИП'ы это указывается как crest factor и surge factor (не путать с тем surge, который выброс). Эти параметры характеризуют соотношение между средней и пиковой мощностью БИП'а и не должны быть ниже 1.6-2.

- Как обеспечить долговечность БИП'а? - На нее влияет не только ваша аккуратность (будем надеяться, вы не станете каждый день поливать его чаем с вареньем).

Самое вредное в жизни - это сама жизнь. О том, что устройства защиты от выбросов постепенно стареют и в некоторых случаях требуют периодической замены, я уже писал. О том, что аккумуляторы периодически нужно заменять, вы и сами догадываетесь. Что может сократить их жизнь и ваши финансы? Во-первых, температура. Спецы утверждают, что каждые лишние 5° сокращают жизнь аккумулятора на 10%. Поэтому БИП'ы имеет смысл "держать в сухом прохладном месте". Особенно типа on-line. Поскольку в этом типе устройств батареи постоянно в работе, то они и нагреваются сильнее, чем в off-line или интерактивных. Кроме того, если батареи внутри БИП'а находятся в отдельном отсеке, то есть надежда, что их не греют мощные узлы БИП'а (особенно инвертор).

Во-вторых, на жизнь аккумулятора сильно влияет конструкция зарядника. Аккумуляторы живут дольше, если постоянно подзаряжаются, даже если нагрузка выключена, это блокирует некоторые нежелательные химические процессы. Все уважающие себя производители это обеспечивают. Вам остается только малость - не отключать БИП от сети, даже если у него отключены все потребители, особенно если система будет отключена на долгое время.

В-третьих, важно номинальное напряжение батареи. Чем оно выше, тем проще схема БИП'а, тем он дешевле. Но добиться этого можно только увеличением количества последовательно соединенных "банок". При этом из-за разброса параметров при заряде одни банки будут недозаряжаться, а другие перезаряжаться. Что здоровья не прибавит ни тем, ни другим. Следует сразу выбирать БИП с самым меньшим напряжением батареи из предлагаемых.

И наконец, в-четвертых, жизнь батареи ограничена числом циклов заряда-разряда. При этом не только полного. Например, в классическом on-line инвертор постоянно подключен к выходу батареи и тащит от нее импульсы тока с частотой сети. В результате батарея испытывает с этой частотой циклы микрозаряда - микроразряда. Поэтому "неклассические" конструкции обещают более долгую жизнь батарее.

Выяснить, с чем вы имеете дело, может только специалист, посмотрев схему. Если батарея изолирована от инвертора каким-нибудь переключателем - значит, это неклассическая схема и жизнь аккумулятора обещает быть более долгой.

В общем, за все приходится платить. Если вы хотите реже менять батареи - приготовьтесь заплатить больше за БИП. Ну и внимания он требует не меньше, чем сама защищаемая машина.

Вадим Чесноков

© Компьютерная газета

полезные ссылки
IP камеры видеонаблюдения