В мире источников бесперебойного питания (ИБП) аппараты типа On-Line относятся к своеобразной «высшей лиге». Они не только «подставляют плечо» аппаратуре в момент, когда пропадает электропитание, но еще и улучшают качество подаваемой на нее электроэнергии.
Ни для кого не секрет, что форма напряжения в современных сетях далека от синусоиды, предписываемой ГОСТом, и это не лучшим образом сказывается на надежности и долговечности питаемой аппаратуры. ИБП типа On-Line решают данную проблему. Другое важное преимущество таких ИБП — мгновенное переключение в режим резервного питания практически без каких-либо переходных процессов.
Но On-Line ИБП долгое время имели репутацию дорогих, громоздких устройств, требующих для своего обслуживания высококвалифицированных специалистов. Появление на рынке APC Smart-UPS On-Line SRC1KI, созданного APC — дочерней структурой знаменитой компании Schneider Electric — окончательно развеяло эти стереотипы.
Следует сразу разъяснить суть названия. Термином Smart-UPS иногда неправильно обозначают все ИБП типа Line-Interactive (занимающим среднее положение между простыми Off-Line и высококлассными On-Line ИБП), хотя, на самом деле, их принцип работы напрямую с «интеллектуальными» технологиями никак не связан. Вот SRC1KI — действительно Smart, то есть «умный», и далее мы объясним, почему. Другое слово On-Line воспринимается более однозначно — это и есть принцип работы данного ИБП.
В On-Line ИБП используется двойное преобразование. Сначала питающее напряжение выпрямляется и стабилизируется, от него заряжается аккумулятор. С аккумулятора берется напряжение, которое еще раз стабилизируется (так как при разряде аккумуляторная батарея меняет напряжение) и подается на инвертор, формирующий питающее напряжение синусоидальной формы на выходе.
Технические характеристики
APC Smart-UPS On-Line SRC1KI позиционируется на рынке как устройство для профессионального использования. Поэтому подключение нагрузки осуществляется не через обычные розетки, а через розетки IEC C13. У них много преимуществ, важных для профессионального применения, например, компактность и безопасность, но главным плюсом является стандартизация по всему миру. То есть не придется задумываться над совместимостью вилок и розеток при подключении оборудования. В комплект поставки входят два кабеля, каждый из которых имеет с одного конца вилку, а с другого — розетку стандарта IEC C13.
Для передачи управляющих сигналов на ИБП есть разъем USB (соответствующий кабель идет в комплекте), а также разъем RJ-45. Следует отметить, что в базовой комплектации ИБП к разъему RJ-45 можно подключить только последовательный порт компьютера через специальный переходник, идущий в комплекте поставки. Но, если в ИБП будет установлен модуль расширения, можно предположить, что к данному разъему станет возможным подключать и локальную сеть Ethernet. Поддерживается функция EPO, обеспечивающая дистанционное аварийное отключение питания без перевода в режим питания от батареи. Особенностями цепи управления EPO являются низкое напряжение (обычно 24 В) и полная гальваническая развязка от коммутируемой цепи электропитания. Кабель для дистанционного отключения присоединяется к порту на задней панели, который представляет собой 3-контактный разъем зеленого цвета. Когда разъем EPO не используется, он закрыт перемычкой, которую не следует без надобности переставлять или удалять. На задней панели также имеется перемычка желтого цвета, посредством которой можно включать или выключать встроенный аккумулятор путем физического замыкания или разрыва цепи. При транспортировке ИБП или его длительном хранении перемычка должна быть в положении «разомкнута». Это обеспечивает защиту от случайного включения, а также предотвращает саморазряд батареи. Кроме этого, необходимость физического отключения аккумулятора при транспортировке прописана в правилах IATA (Международной авиатранспортной ассоциации) и ряде других нормативных документах.
На входе ИБП есть автоматический предохранитель, срабатывающий при коротком замыкании. После устранения проблемы восстановить работу ИБП можно, нажав соответствующую кнопку на задней панели устройства.
На передней панели расположены ЖК-дисплей и кнопки управления. С их помощью, даже без компьютера, можно установить практически любые настройки ИБП. ЖК-дисплей не точечный, а сегментный, поэтому для трактовки отображаемых на нем символов придется обращаться к инструкции. Конечно, точечный дисплей информативнее, но сегментный имеет намного более широкий угол обзора. Поэтому, под каким углом вы ни смотрели на переднюю панель ИБП, вы без искажений увидите отображаемую информацию. А это, опять-таки, важно для профессионального применения.
В зависимости от настроек, SRC1KI может давать выходное напряжение из следующего ряда: 220 В; 230 В; 240 В. Почему эта функция очень полезна? С 2015 года, согласно ГОСТ 29322-2014, стандартным напряжением в электросети для нашей страны является 230 В, такое же, как в большинстве стран Евросоюза. В то же время, существует большой парк техники, рассчитанной на старый стандарт 220 В. Конечно, такая техника без проблем работает и при напряжении 230 В, но… при этом нередко возрастает энергопотребление. Для профессиональных применений это важно. ИБП может работать и с аппаратурой, изначально рассчитанной на стандарт 240 В, встречающийся в некоторых экзотических уголках мира.
Для повышения надежности ИБП APC Smart-UPS On-Line SRC1KI предусмотрен режим прямой передачи электроэнергии со входа на выход — так называемый байпасс. Этот режим автоматически включается в том случае, если ИБП сильно перегружен или в нем есть какие-то неисправности. Также байпасс можно включить принудительно, через меню управления. Но, в любом случае, если напряжение и частота на входе выходят за определенные пределы, границы которых пользователь может регулировать, то байпасс отключается, и подача энергии в нагрузку прекращается.
Через меню управления можно выставить «экологичный» (Eco) режим. В нем SRC1KI работает как Off-Line ИБП, в результате чего он потребляет меньше электроэнергии на собственные нужды.
Вскрытие корпуса ИБП показало, что в нем используются два стандартных аккумулятора с номинальным напряжением 12 В каждый, соединенных последовательно. Их суммарное напряжение составляет 24 В, тем не менее, когда ИБП подключен к сети, то батарея находится в состоянии зарядки и напряжение на ней может достигать 28 В и даже больших величин, что отображается на дисплее устройства, а также программным обеспечением на компьютере.
На выходе инвертора используются IGBT-транзисторы NGTB15N120FL от известного производителя ON Semiconductor. Применение данных транзисторов обеспечивает высокий КПД и устойчивость к перегрузкам. В других мощных узлах используются MOSFET-транзисторы TK80E08K3 от компании Toshiba. Мощные транзисторы смонтированы на едином алюминиевом теплоотводе классической, хорошо зарекомендовавшей себя на протяжении десятилетий, формы. При этом ребра теплоотвода точно сориентированы по направлению воздушного потока, что исключает забивание их пылью. В общем, разработчики очень серьезное внимание уделили повышению надежности ИБП.
Кстати, обнаружилось интересное усовершенствование. Теплоотвод и некоторые мощные узлы ИБП накрыты кожухом из тонкого прозрачного пластика. Тем самым обеспечивается нужное направление движения воздушного потока от встроенного вентилятора без значительного увеличения массы устройства. При этом маломощные управляющие узлы не обдуваются горячим воздухом, идущим от теплоотвода, что повышает стабильность их работы. Из-за необходимости интенсивного воздушного охлаждения ИБП получился весьма шумным, но так как он предназначен для серверов, а не рабочих станций, такой недостаток не является существенным.
Впечатляют массивные тороидальные дроссели, установленные на выходе. Они сложнее в производстве, чем дроссели на Ш-образных магнитопроводах, но при этом обеспечивают форму напряжения на выходе, более близкую к идеальной синусоиде.
Для работы совместно с ИБП предлагается программа PowerChute Business Edition. Самая актуальная версия 9.2, но, если вы пользуетесь Windows 10, то придется установить предыдущую версию 9.11. Эта программа имеет Web-интерфейс и способна осуществлять мониторинг до 5 узлов. При установке данной программы компьютер после получения от ИБП через заданный промежуток времени информации о пропадании электропитания, начинает процесс корректного завершения работы приложений и операционной системы на компьютере с последующим выключением.
Испытания ИБП проводились при напряжении на выходе 230 В. Нагрузкой был мощный сервер, потребляющий 710 Вт. При изменении напряжения питания с помощью ЛАТР в пределах 190 – 236 В напряжение на выходе лежало в пределах 228 – 230 Гц. Частота на выходе лежала в пределах 50 – 50,1 Гц.
После отключения питания на входе ИБП, через 2 минуты программное обеспечение начало процесс завершения работы компьютера (при установках по умолчанию), в итоге компьютер корректно выключился без потери данных до разряда аккумулятора. При испытаниях в режиме, когда ИБП не мог отключить сервер, питание нагрузки продолжалось на протяжении 5 минут от момента отключения от сети до полной разрядки аккумулятора. Все это время напряжение на выходе находилось в пределах 228 – 230 В, частота — 50 – 50,1 Гц. Важно, что время работы от аккумулятора оказалось больше расчетного значения, которое дала программа PowerChute Business Edition — значит, прогнозы этой программы являются надежной оценкой снизу, как и должно быть.
После полной разрядки аккумулятор заряжается за 3 часа (в том случае, если аккумулятор заряжается впервые, на зарядку уходит больше времени — около 5 часов). Столь быстрая зарядка требует больших токов, так что вентилятор в это время работает.
За 100% загрузки принимается активная составляющая потребляемой мощности, равная 800 Вт. Испытания показали, что небольшое превышение данной нагрузки приводит к срабатыванию звуковой индикации, но не влечет за собой включение байпасса. Автоматическое включение байпасса, как показали опыты, происходит, если ток в нагрузке превышает 4,5 А. При выходном напряжении 230 В это соответствует мощности нагрузки 1035 Вт, что означает загрузку в 129%. После автоматического перехода в режим байпасса звуковая сигнализация отключается. Мы настоятельно рекомендуем избегать регулярной эксплуатации ИБП при загрузке выше 100%, байпасс должен автоматически включаться лишь в критических ситуациях.
И, наконец, об «умных» возможностях APC Smart-UPS On-Line SRC1KI. В этом ИБП предусмотрен так называемый Smart Slot — место для установки дополнительных блоков. Когда этот слот не используется, он закрыт накладкой, крепящейся двумя винтами. «Умные» блоки позволят контролировать параметры и управлять ИБП через Интернет. Помимо этого, применение «умных» блоков позволит использовать данный ИБП в крупных проектах по созданию «умных» сетей электропитания.
ИБП APC Smart-UPS On-Line SRC1KI – лучший выбор для использования совместно с серверами на малых и средних предприятиях. Форма напряжения на выходе, близкая к идеальной синусоиде, позволяет питать от него не только компьютеры, но и устройства, в которых есть мощные электромоторы, например, банкоматы. Компактность и малый вес позволяют устанавливать ИБП там, где нужно обеспечить временное питание чувствительной к форме напряжения аппаратуры от бензогенераторов.
В том случае, если мощности APC Smart-UPS On-Line SRC1KI вам будет не хватать, есть смысл обратить внимание на его «старшего брата» APC Smart-UPS On-Line SRC2KI. Его максимальная выходная мощность составляет 1600 Вт/2000 ВА. Для обеспечения столь высокой выходной мощности в корпус ИБП пришлось установить не два, а целых четыре аккумулятора напряжением 12 В, номинальное напряжение такой батареи составляет 48 В. Масса ИБП выросла до 18 кг, но размеры (220 мм x145 мм x 504 мм) изменились мало, разве что ширина увеличилась на 104 мм. Остальные параметры такие же, как у обозреваемого ИБП. Количество розеток IEC на выходе увеличено до 4, так что от ИБП можно питать одновременно большее количество устройств.
Подробнее об ИБП серии Smart-UPS On-Line
