Выбор источника бесперебойного питания (ИБП) для компьютера

После двух кратковременных пропаданий сети, мне пришлось потратить день на восстановление ОС и другого программного обеспечения. Кроме того, немного раньше этого события, я обнаружил на сравнительно новом винчестере девять нечитаемых блоков, которые также могли образоваться из-за прерывания подачи электропитания в прошлом.

01

Тогда я решил, что пришла пора покупать бесперебойник для компьютера UPS (Uninterruptable Power Supply).

Статья написана для тех, кто не хотел бы платить лишние деньги за сомнительные преимущества, которыми наделяют дорогие Источники Бесперебойного Питания (далее ИБП).


После изучения разных конструкций ИБП представленных на местном рынке, я купил самый дешёвый USB, а именно, PowerMust 600 Offline всего за 43$.

Попробую объяснить, почему я купил именно этот ИБП.

Типы ИБП.

Производители ИБП предоставляют очень скудную информацию о техничеких характеристиках своих изделий. И даже вложенный в коробку с ИБП мануал не проливает свет на самые щекотливые моменты эксплуатации.

Чтобы сделать правильный выбор на основе имеющихся данных, попробуем разобраться, стоит ли платить больше и не может ли иногда «Лучшее» стать врагом «Хорошего».

Существует три условных типа ИБП.
Offline.
Line Interactive.
On-Line.

Разделение на типы условны потому, что существуют ещё и вариации. Некоторым схемам присущи свойства сразу двух или даже трёх типов ИБП. Например, ИБП типа Online By-Pass тоже умеет подключать нагрузку прямо к сети, как и ИБП типа Offline.

ИБП типа Offline.

Это самый простой и дешёвый ИБП. Принцип его работы понятен из блок схемы. (Все схемы очень сильно упрощены).

Легко заметить, что в основное время работы, источник работает в качестве удлинителя и никак не влияет на работу компьютера или другой подключенной к нему нагрузки.

02

Как только пропадает напряжение электросети, процессор ИБП переключает нагрузку к резервному источнику питания, который представляет собой аккумулятор, питающий импульсный преобразователь напряжения. Этот преобразователь создаёт напряжение, форма которого мало напоминает правильную синусоиду, но при этом обеспечивает стабильную работу большинства устройств снабженных импульсными блоками питания.

Преимущества.
Минимальное потребление энергии. Отсутствие шума в силу того, что не требуется дополнительное охлаждение.
Отсутствие необходимости использования какого-либо программного обеспечения (драйвера).
Дешевизна.

Недостатки.
Мне не удалось найти ни одной модели ИБП, который бы во время питания от резервного источника, мог бы программно отключить компьютер до того, как потребуется просто прервать электроснабжение из-за разряда аккумулятора. Проще говоря, ИБП типа Offline подключается к нагрузкам только сетевым кабелем и не имеет интерфейса USB.
ИБП этого типа не могут корректировать напряжение сети, когда оно выходит за пределы 180 – 250 Вольт.

ИБП типа Line Interactive.

Это точно такой же ИБП, как Offline, который отличается лишь тем, что в нём есть автотрансформатор, который в случае слишком большого повышения или понижения напряжения сети, может компенсировать это изменение при помощи переключения двух секций своей обмотки.

03

(На практике, в качестве автотрансформатора используется трансформатор зарядного устройства, вторичная обмотка которого включается по автотрансформаторной схеме либо синфазно, либо противофазно, в зависимости от знака коррекции входного напряжения.)

Преимущества.
Этот тип ИБП позволяет использовать компьютер в сетях, где колебания сетевого напряжения могут значительно превышать установленные нормы.

Обычно напряжение сети не выходит за рамки 180 – 250 Вольт и это не становится преградой для работы импульсных блоков питания, которыми снабжены компьютеры и мониторы.

ИБП типа Line Interactive позволяют использовать напряжение сети в диапазоне примерно от 160 до 290 Вольт. Это может пригодиться в сельской местности или в плохо организованных городских сетях, где стабильность напряжения сети выходит за рамки всех мыслимых и немыслимых значений.
Возможность автоматического программного отключения компьютера при истечении заряда аккумулятора.
Другие возможности, которые предоставляет сопутствующее ПО.

Недостатки.
Более высокая стоимость по сравнению с ИБП типа Offline.
Более сложная конструкция, обусловленная большим количеством коммутационных реле и наличием автотрансформатора, которые могут служить источником потерь энергии.

ИБП типа OnLine.

Это самый дорогой тип среди ИБП. Здесь напряжение сети преобразуется постоянно, сначала в постоянный ток, а затем снова в переменный. Цепь постоянного тока подключена к аккумулятору, который играет роль буфера всей системы, поэтому, при прерывании электроснабжения, никакие переключения не производятся.

04

Преимущества.
Считается, что Online ИБП обеспечивают бо’льшую надёжность резервного питания, нежели более простые ИБП, за счёт высокой точности поддерживаемого выходного напряжения, фильтрации всех помех, а так же отсутствия помех связанных с переключением на резервное питание.
Возможность автоматического программного отключения компьютера при истечении заряда аккумулятора.
Другие возможности, которые предоставляет сопутствующее ПО.

Недостатки.
Низкий КПД по сравнению с другими типами ИБП.
Нецелесообразность, а иногда и невозможность использования с маломощными нагрузками.
Шум. Постоянное преобразование больших мощностей сопровождается выделением тепла, которое требуют отвода. Очень часто, такие ИБП снабжаются вентиляторами.
Неоправданная сложность конструкции, если в качестве нагрузки используется современная техника снабженная импульсными источниками питания.

05

Почему мой выбор остановился на самом простом ИБП.

Вся современная электронная и компьютерная техника питается от импульсных источников питания.

Это такие источники, в которых напряжение сети сначала избавляется от помех, затем превращается в постоянный ток, затем преобразуется в напряжение высокой частоты, форма которого меняется при помощи так называемой Широтно-Импульсной Модуляции (ШИМ).

Потом, это высокочастотное напряжение трансформируется и снова выпрямляется. Цепь обратной связи позволяет поддерживать выходное напряжение с высокой точностью.

Все эти импульсные источники, кроме своей основной функции – преобразование напряжения, одновременно являются и стабилизаторами напряжения, работа которых мало зависит от формы и величины входного напряжения.

Именно появление таких источников полностью вытеснило бытовые стабилизаторы сетевого напряжения.

Поэтому, платить за стабилизацию напряжения в ИБП типа Online или за компенсацию уровня входного напряжения, при достижении крайних значений, как в ИБП типа Line Interactive, я посчитал нецелесообразным...

Отключение электричества в моём доме происходит очень редко и не надолго. Чтобы ИБП использовал функцию программного отключения компьютера, требуется стечение слишком большого количества обстоятельств. Для этого нужно, чтобы свет отключили больше чем на пять минут именно в то время, когда включен компьютер и когда я не имею к нему доступа.

31

Однако одна из используемых мною программ не позволяет выключить компьютер никаким другим способом, кроме как нажатием на кнопку включения в течении трёх секунд. И именно ради этой программы я оставляю иногда компьютер без наблюдения.

Я не помню случая, чтобы включённый с вечера компьютер утром оказался бы выключенным. Это означает, что если свет и пропадал ночью, то так ненадолго, что это приводило к перезагрузке, а не к отключению компьютера.

Полноценное же использование других возможностей ИБП через интерфейс USB требует установки специального драйвера. А мне больше нравится, когда устройство можно просто воткнуть в розетку и забыть о нём. Я знаю, что не стану устанавливать этот драйвер, так как мне от ИБП не нужно ничего, кроме аварийного питания.

Так что, я решил пожертвовать функцией программного отключения компьютера, в пользу простоты и экономичности ИБП. Ведь существует вероятность, что функцией этой никогда не удастся воспользоваться.

Трансформаторы низкой частоты в бюджетной аппаратуре, это большая проблема, так как изготавливаются они не для экономии энергии, а для экономии материалов. Из-за этого, такие трансформаторы сильно греются. Маленький трансформатор тоже греется, но тепла выделяет меньше, чем большой, сделанный на той же фабрике.

Для ИБП типа LineInteractive недостаточно маленького трансформатора, так как он должен обеспечивать передачу большой мощности при коррекции входного напряжения. Но и использовать отдельный трансформатор для внутренних нужд ИБП вряд ли станут. Поэтому большой трансформатор, который одновременно является и трансформатором внутреннего питания работает всё время. Лишний нагрев – снижение надёжности.

В то же время, ИБП типа Offline можно изготовить и вовсе без применения низкочастотного трансформатора.

(Для меня остаётся загадкой, почему при расчёте трансформаторов, конструкторы всегда закладывают предельную температуру в 60 -70С. Ведь сравнительно небольшая экономия на материалах вряд ли перекроет тот ущерб, который нанесут рекламации имиджу компании.)

ИБП типа Online, в силу своей конструкции, плохо приспособлены к режиму работы с малыми нагрузками. В то же время простые ИБП типа Offline прекрасно работают с совсем маленькой нагрузкой.

Я рассуждал так. Если электричество пропадёт на несколько часов, то я вполне смогу, после отключения компьютера, использовать резервный источник для освещения комнаты.

Например аккумулятор 12 Вольт 7 А/ч сможет питать 20-ти ваттную энергосберегающую лампу 3-4 часа подряд.

Также, если потребуется использовать ИБП в полевых условиях, то здесь самым выгодным в плане экономичности и соотношения вес/емкость будет именно ИБП типа Offline.

К сожалению, ИБП типа Offline на рынке представлены слабо. ИБП же других типов всё время усложняются за счёт функций, которые обыкновенному потребителю не только не нужны, но часто и вовсе непонятны.

Напичкать, в общем-то, простой прибор сложной программной начинкой и дополнительными функциями, имеющими сомнительную полезность, не самый лучший путь повышения надёжности и экономичности устройства.

Это ещё один пункт, из-за которого я выбрал простое устройство, позволяющее, тем не менее, выполнять основную функцию — резервирование питания.

Я сторонник бюджетных решений во всех случаях, когда это не очень принципиально.

Почему из нескольких ИБП типа Offline я выбрал Mustek?
ИБП PowerMust 600 Offline изготовлен в Германии.

Вот расшифровка штрих-кода нанесённого на коробку:

4022104000003

Mustek Optic-Computer & Communication International GmbH

Hansemannstr. 63

Neuss

DE

02131 103830

02131 16260

Herr Meyer

41468

В мануале, да и в других местах честно заявлено про максимальное время переключения 12 мс. Конкуренты же рассказывают про 2-6 мс, притом, что коммутация осуществляется при помощи электромагнитного реле, а само переключение очень сложно выполнить с точностью до одного полупериода, длительность которого 5 мс.

Конечно, что 2мс., что 12 мс., это небольшое время. В течение этого времени компьютер может получать энергию от емкости входного фильтра, тем более что ШИМ позволит сделать это и при значительном снижении напряжения на фильтре. Но, я рассуждал просто, кто привирает в мелочах, тот может соврать и по-крупному.

А вот, что находится внутри блока. В нижней части находится аккумулятор, цена которого составляет около 85% стоимости всего блока ИБП. А в верхней части, находится печатная плата с электронным управлением, преобразователем напряжения и зарядным устройством.

Простые опыты по проверке ИБП.

Подключив компьютер к ИБП, я несколько раз разорвал цепь питания, на 30-40 секунд, между сетевой розеткой и ИБП. Проследил, чтобы при этом в работе компьютера не произошло никаких изменений.
Отключил ИБП от розетки и подключил к его выходу энергосберегающую 20-ти ваттную лампу с высокочастотным преобразователем. Проследил, чтобы лампа не мерцала. (Стартёрную энергосберегающую лампу пока испытать не удалось по причине её отсутствия).

Результатами проверки остался доволен.

Наверное, можно было бы проверить работу компьютера под резервным питанием и в течение более длинного промежутке времени, но зная, что работа свинцового аккумулятора емкостью 7 Ампер/часов, при отдаваемом токе свыше 20 Ампер, это экстремальный режим работы, я злоупотреблять не стал.

Если вам необходимо использовать компьютер в отсутствие электроснабжения, то лучше подключить к ИБП ноутбук. Нагрузка в 30 – 40 Ватт не нанесёт аккумулятору какого-либо ощутимого ущерба.

Питание же компьютера общей мощностью 300 Ватт от ИБП 600VA равносильно катанию в автомобиле с использованием стартёра вместо двигателя.

Мелкие подробности о PowerMust 600 Offline.
В комплекте дали только один шнур для подключения нагрузки. (Это минус).
Сетевой шнур ИБП неразъёмный. (Кому-то может не понравиться.)
Во время работы ИБП Небольшой участок корпуса, примерно 20 – 30 квадратных сантиметров нагревается до температуры 35С.
Если мощность ИБП недостаточна для питания всего компьютера.

Дополнительную экономию средств при выборе ИБП можно получить, если не подключать к резервному питанию монитор. При использовании CRT монитора или монитора с большой диагональю, потребление энергии монитором может быть сопоставимо с потреблением системного блока.

Сохранить данные без использования монитора нельзя, но можно перенести их сохранение на то время, когда снова включится свет. Для этого достаточно, после перехода на питание от резервного источника, перевести компьютер в «Спящий режим» (Hibernate).

Если на вашей клавиатуре нет соответствующей кнопки, которая обычно обозначается символом «Луна», то можно вывести функцию перехода в «Спящий режим» на главную кнопку «Питание» вашего компьютера.

При переходе в «Спящий режим» всё содержание оперативной памяти (RAM) перепишется на жёсткий диск. После очередного включения компьютера, можно будет сохранить все несохранённые данные.

Чтобы можно было управлять переходом в «Спящий режим» главной кнопкой «Включение» компьютера, нужно зайти в бесперебойник для компьютера: «Свойства экрана > Питание > Спящий режим» и поставить «птицу» в чекбоксе «Разрешить использование спящего режима».

Затем, зайти в: «Свойства экрана > Питание > Дополнительно» и выбрать опцию «Переход в спящий режим» для кнопки включения питания компьютера.