Что такое UPS и как он устроен. Часть 2

В первой части статьи, друзья, мы начали знакомиться  с устройством источника бесперебойного питания и рассмотрели его основные структурные схемы. Обратим теперь внимание на

 Ключи и зарядное устройство

Электромагнитные реле в UPSВ качестве ключей в маломощных источниках бесперебойного питания используются электромагнитные реле.

Используются чаще всего реле с одной переключающей группой контактов и катушкой постоянного тока на 12 В.

В мощных и «умных» ИБП (особенно в источниках с двойным преобразованием) вместо реле используются специальные полупроводниковые приборы  – тиристоры.

Устройства бесперебойного питания содержат в своей электронной схеме зарядное устройство для аккумулятора. В течение всего времени, пока ИБП включен, идет подзарядка аккумулятора. Многие модели  могут заряжать батарею и тогда, когда источник не включен, но вилка питающего кабеля включена в сеть.

Таким образом, батарея всегда заряжена, независимо от того, включено устройство или нет.

Более «умные» бесперебойники обеспечивают всякие хитрые алгоритмы зарядки.

С одной стороны, при первом включении осуществляется форсированный заряд батареи (бОльшим током). ИБП быстро выходит в режим «полной боевой готовности». С другой стороны, остальное время осуществляется «капельный заряд» (очень небольшим током) – для поддержания  полного заряда и компенсации саморазряда аккумулятора.

Батарея со временем стареет, емкость ее падает, поэтому она заряжается все меньшим и меньшим током. Это продлевает срок ее жизни.

Технология AVR

Автотрансформатор в UPSИсточник бесперебойного питания должен обеспечивать напряжение на выходе в пределах нормы – обычно 220 или 230 В (+ 5 – 10 %).

Более ранние модели переключались на работу от батарей, если сетевое напряжение выходило за эти нормы.

Но существуют ситуации, когда, во-первых, имеют место скачки напряжения в сети, а во-вторых, напряжение в сети может быть длительно сниженным или повышенным.

Аккумуляторная батарея имеет ограниченное количество циклов «заряд-разряд», лишний раз ее лучше «не дергать».

Поэтому  и была придумана технология AVR. При этом с помощью ключей коммутируются обмотки автотрансформатора — с целью поддержания номинального напряжения на нагрузке. Автотрансформатор, по существу, имеет одну обмотку с отводами. Он отличается от обычного  трансформатора тем, что имеет меньшие габариты и вес.

Таким  образом, аккумулятор включается в работу только при исчезновении напряжения, или когда оно аномально снижено или повышено.

Управление и индикация ИБП

Контроллер в UPSУправляет инвертором и вообще всем источником микросхема-контроллер.

Контроллер имеет собственное программное обеспечение (firmware), «прошитое» в нем. Этот контроллер

  • отслеживает уровень входного и выходного напряжений,
  • следит за исправностью и зарядкой аккумулятора,
  • запускает или останавливает инвертор,
  • коммутирует посредством ключей обмотками трансформатора,
  • мигает сигнальными индикаторами и «пищит» звуковым излучателем в случае аварийных ситуаций.

Разъем USB в UPSМногие модели ИБП имеют порт (Com или USB), посредством которого они могут обмениваться информацией с компьютером.

При этом в компьютере должно быть установлено соответствующее программное обеспечение.

Запустив программу, можно отслеживать величину входного напряжения, устанавливать пороги переключения, накапливать статистику и т.п. В этом случае микросхема-контроллер управляет еще и интерфейсной микросхемой, сообщая ей необходимые данные.

Лицевая панель UPS SmartБолее сложные ИБП имеют не только индикатор включения, но и другие световые индикаторы, показывающие величину заряда аккумулятора, степень нагрузки или перегрузки источника, необходимость замены аккумулятора (обычно красного цвета).

Такие модели периодически тестируют батарею и, в случае необходимости ее замены, зажигают тревожный индикатор.

Инвертор и его запуск

Силовые транзисторы инвертораОснова инвертора — силовые ключи на полевых транзисторах (ПТ).

ПТ имеют очень небольшое сопротивление в открытом состоянии (сотые или тысячные доли Ома).

Но через них могут протекать токи в десятки ампер, поэтому они устанавливаются на радиаторах.

Для питания микросхемы-контроллера и всей электронной схемы необходимо постоянное напряжение. Для его получения используется либо основной трансформатор, либо отдельный маломощный источник, которым управляет отдельная микросхема-контроллер.

В некоторых простых моделях начальный запуск электронной схемы производится от аккумулятора. Если он  «сел» или неисправен, ИБП попросту не включится. Необходимо подключить к нему исправную и заряженную батарею.

В заключение отметим, что во многих источниках бесперебойного питания встроены «зеленые» функции энергосбережения. В частности, если на выходе нет нагрузки или она невелика (единицы Ватт), то контроллер может отключить устройство. Активация «зеленого» режима описывается в руководстве к конкретному бесперебойнику. В некоторых моделях для этого необходимо нажимать на кнопку включения в течение нескольких секунд.

Следующий наш пост пост будет о том, как устроен кнопочный манипулятор «мышь». Не пропустите!

На сегодня все.

До встречи на блоге!


Обсуждение: 3 комментария

  1. Знаю, что для компьютера это необходимая вещь. Но вот внутреннее устройство — это уже не для меня :)

  2. Dmitry:

    Кстати, не сталкивался с тем, что на ippon в последнее время много брака? уже 5 случай за неделю. Может случайность, конечно… Причем ведь новые ломаются.

    1. Виктор Геронда:

      С ippon не работал. Но у нас недавно (месяца 4 назад) поставили партию бесперебойников Eaton. Наверное, уже четверть (!) благополучно загнулась. Почти все неисправности — из-за плохих аккумуляторов. Ранее в PowerCom- ах тоже батареи дохли значительно раньше срока.

      Такое ощущение, что поток хлама увеличивается все быстрее. Скорее всего, экономят на всем сверх меры и потому такие результаты. В наших первых бесперебойниках батареи работали больше 8 лет! Как тут не вспомнить закон Мэрфи: «Все, что можно испортить, обязательно испортят» ((

      То Валентина. Ну, каждому свое )) Нельзя объять необъятное. Да и не нужно…

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2016 Компьютер и жизнь // Дизайн и поддержка: GoodwinPress.ru