Какой источник бесперебойного питания выбрать для дома

При нестабильном электроснабжении и перепадах напряжения страдают электронные узлы, теряются данные на компьютерах, возникают неполадки с электротехникой и сокращается срок ее службы. Не исключено даже короткое замыкание и пожар. Чтобы избежать таких последствий, к электроприборам подключают ИБП. Они выполняют сразу 2 важные функции:

1. Стабилизируют напряжение – при помощи собственных стабилизаторов корректируют параметры напряжения до необходимых величин.
2. Обеспечивают качественное электропитание и полноценное использование электротехники в нестабильных условиях – работают автономно и предоставляют приборам энергию, хранящуюся во внутренних или внешних аккумуляторах. Тем самым они поддерживают работоспособность техники до возобновления подачи электроэнергии, запуска резервных источников питания или штатного выключения (например, компьютера).

Кроме газовых котлов и компьютеров, ИБП широко используют для защиты кондиционеров, бытовой электротехники, вентиляционных и охранных систем.

Строение источника бесперебойного питания

Это электронное устройство содержит встроенные или внешние аккумуляторные батареи для запасания электроэнергии и ее дальнейшего использования для непрерывного питания энергозависимого оборудования при нестабильной электросети. Емкость АКБ определяет время автономной работы питающейся от нее техники. Чем солиднее емкостной запас, тем выше обеспечиваемая автономность, т.е. оборудование сможет дольше работать от батареи.

Кроме АКБ, в состав бесперебойника входят:

• панель управления, например, с цифровым дисплеем и широкими возможностями настроек;
• панель с розетками для подключения электроприборов;
• световые и звуковые индикаторы;
• электронная печатная плата;
• трансформатор для регулировки напряжения;
• реле;
• импульсные транзисторы.

В бытовых ИБП предусмотрена защита от КЗ, перегрева, перегрузок, критического разряда АКБ. Поэтому они гарантируют безопасную работу оборудования и минимизируют вероятность поломок.

Как его подключать?

Принцип подключения бесперебойника предельно прост. Заранее нужно зарядить его батареи. Затем – подсоединить к нему электроприбор при помощи USB-порта или кабеля питания и подключить бесперебойник к сети. После этого можно включить и ИБП, и подключенное к нему оборудование. К одному бесперебойнику можно подключать до 8 приборов.

Виды бесперебойников

Для разных видов нагрузки в зависимости от специфики электросетей актуальны различные варианты ИБП:

Модели с переключением, резервного типа (Off-line, Standby)

Они работают в режиме ожидания – при перебоях или скачках напряжения в основной сети предоставляют энергию собственных АКБ для питания техники. При стабильном электропитании подключенные к ним потребители работают от сети. Блок в это время неактивен, а его выпрямитель подзаряжает встроенную АКБ. Такие модели просто устроены, надежны, работают тихо, доступны и имеют высокий КПД.

Но переключение у них длится до 10 миллисекунд, и из-за этой паузы возникает скачок напряжения. Кроме того, устройства Off-line не стабилизируют ни частоту, ни напряжение. И еще – для большинства бесперебойников резервного типа характерна искаженная синусоида выходного напряжения. Поэтому такие модели подходят только для оборудования, нетребовательного к форме сигнала и просадкам питающего напряжения.

Синхронизированные сетью, линейно-интерактивные модели (Line-Interactive)

Они также пребывают в режиме ожидания, но при этом:

• отслеживают качество идущей к оборудованию электроэнергии;
• регулируют напряжение при помощи интегрированного в корпус автотрансформатора – такая коррекция позволяет бытовой технике нормально работать при небольших отклонениях сетевого напряжения от нормы, не переходя на питание от АКБ;
• осуществляют плавное переключение;
• многие модели – обеспечивают синусоидальное выходное напряжение и подходят для чувствительной техники (хотя бывают и с прямоугольной формой сигнала).

Модели Line-Interactive совместимы с бытовой техникой, требующей стабильного напряжения и бесперебойного электропитания. Благодаря способности обеспечивать более чистую синусоиду, их можно использовать с компьютерами, принтерами, телевизорами, видеоаппаратурой, циркуляционными насосами и другими электроприборами, чувствительными к форме сигнала.

К минусам бесперебойников линейно-интерактивной топологии относят не мгновенное переключение (задержка составляет ≈ 4мс), нерегулируемую частоту и ступенчатую регулировку Uвых.

Блоки с двойным преобразованием электроэнергии (On-line)

В их составе есть инвертор, АКБ и выпрямитель. При стабильном электроснабжении бесперебойник дважды преобразовывает ток: вначале выпрямитель трансформирует переменный ток в постоянный, а на выходе инвертор выполняет обратное преобразование. Работают такие устройства непрерывно, а при проблемах с основной электросетью задействуют АКБ. При этом ее постоянное напряжение преобразуется инвертором в переменное.

Плюсами данной технологии являются:

• стабилизация и напряжения, и частоты;
• неощутимый для оборудования момент переключения, мгновенный перевод на автономный режим;
• идеальная форма Uвых – чистая синусоида;
• предельно эффективная защита техники;
• совместимость со всевозможными электродвигателями и чувствительной аппаратурой;
• возможность использования с фазозависимыми электронными БУ котлов отопления.

К минусам онлайн-топологии относят небольшую потерю энергии при 2 преобразовании и шум при работе. Цена этих высокотехнологичных ИБП выше, чем более простых аналогов. Но это лучший выбор бесперебойников для защиты очень важной техники и приборов, требовательных к качеству электропитания. Особенно если качество электроэнергии, получаемой от основной электросети, вызывает сомнения, и часто случаются перебои с подачей электроэнергии. В частности, такие источники БП часто выбирают для частных домов и остальных объектов, находящихся за городом, и для важной бытовой техники. Например, для газовых котлов или питания сразу нескольких электроприборов.

Как выбрать бесперебойник для дома?

Тип

Какой бесперебойник оптимален для конкретной ситуации – зависит от особенностей подключаемой электротехники, стабильности напряжения в бытовой электросети, частоты и продолжительности возможных отключений:

1. Офлайн-модели подойдут, если отключения происходят редко, а напряжение в электросети достаточно стабильное.
2. Технология Line-Interactive актуальна при нестабильном напряжении, выходящем за допустимые рамки.
3. Онлайн-модели самые эффективные, отлично стабилизируют параметры загородных сетей и рекомендуются для высокочувствительного электронного оборудования.

Мощность

Эта характеристика должна превышать общую потребляемую мощность подключаемых приборов с запасом 25–35%. В продаже есть модели малой, средней и высокой мощности. Маломощные – до 1 кВА – актуальны для компьютеров и ноутбуков, обычно бывают топологии Off-line и Line-Interactive. Бесперебойники средней мощности – от 2 до 5 кВА бывают всех типов, способны защищать локальные сети и крупную бытовую технику. Мощные модели – от 5 до 15 кВА и выше – всегда используют онлайн-топологию. Их встраивают в схемы для защиты мощной электротехники, газовых котлов или оборудования во всем доме.

Диапазон входного напряжения

Необходимая широта диапазона определяется параметрами электросети – возможными отклонениями напряжения. К примеру, высококлассные онлайн-модели имеют широкий диапазон – от 176 до 276 В – и эффективно стабилизируют напряжение даже при существенных отклонениях, не переходя на питание электроприборов от АКБ.

Форма сигнала

Uвых может иметь форму чистой или модифицированной синусоиды или меандра. Какая форма сигнала подходит для конкретного оборудования – производители указывают в инструкции или руководстве по эксплуатации. Для чувствительных электроприборов Uвых должно иметь вид идеальной синусоиды.

Время автономной работы

Этот параметр измеряется в минутах и показывает, сколько подключенные устройства смогут работать от батареи ИБП. Обеспечиваемая автономность зависит от емкости АКБ. Например, 12-вольтная батарея емкостью 7 А·ч обеспечит питание в течение 4–5 минут при полной нагрузке и 12–15 минут при 50%. Батарея емкостью 9 А·ч при 50% нагрузке сможет питать электроприборы 17–22 минуты. Если этого недостаточно, используют мощные ИБП с несколькими внешними батареями. Их может быть 15 и более.

Тип батарей

Обычно в бесперебойниках используют герметичные свинцово-кислотные АКБ, не подлежащие обслуживанию. Но в лучшие модели встраивают батареи литиевого типа – Li-ion или LiFePO4. При одинаковых размерах и массе они выигрывают по емкости и мощности.

Опции

ИБП могут иметь дополнительные функции для комфортного применения с разными типами нагрузки:

• «холодный старт» – возможность подключения электротехники к батарее ИБП при нерабочей внешней электросети;
• «горячая» замена АКБ – возможность менять их без отключения бесперебойника;
• автоматическое корректное выключение нагрузки при сильном разряде батареи;
• параллельная синхронизированная работа нескольких ИБП – если нужно создать сеть резервирования энергии;
• подключение внешних АКБ – для повышения автономности;
• доступность локального или удаленного мониторинга – наличие соответствующих разъемов, портов и поддержка протоколов передачи данных для контроля и управления бесперебойником.

Время переключения

У офлайн-моделей этот параметр может достигать 10 мс, у линейно-интерактивных – 4 мс, а онлайн-бесперебойники переключаются мгновенно. И хотя для любой электроники по инструкции допустима задержка до 100 мс, лучше минимизировать ее значение.

Шумовая нагрузка

Уровень шума при работе современных бесперебойников достигает 45 дБ, но у некоторых моделей он ниже.

Читайте в предыдущей статье блога VirtusTec.ru о том, как зарядить аккумулятор для подводной камеры.