Что такое ups

Под аббревиатурой UPS скрывается источник бесперебойного питания, обеспечивающий работу того или иного устройства даже в самых экстренных ситуациях. Сегодня его устанавливают во все девайсы, функционирующие от сети, чтобы защитить их от перепадов в сети. Если электричество по какой-либо причине пропадет, сервер сможет продержаться какое-то время и корректно завершить все свои операции, не потеряв важную информацию.

Источник бесперебойного электропитания

Ключевая задача ИБП - обеспечить сервер электропитанием в случае выхода из строя основного источника получения энергии. Он может представлять собой специальную встроенную плату или же внешнее устройство. Например, съемная батарея будет являться таким источником для ноутбука. Если же говорить о серверах, то UPS должен соответствовать следующим критериям:

• иметь способность стабилизировать перепады в сети;
• обеспечить возможность завершения работы оборудования без ошибок и потери данных;
• предоставить стабильный уровень выходной мощности, чтобы избежать перегрева сервера и его выхода из строя.

Сегодня UPS чаще всего встраивают в сервера, при его отсутствии можно купить источник в сервисной компании, где специалисты помогут покупателю выбрать наиболее качественный вариант.

Внешние помехи

Одна из ключевых задач UPS заключается в том, чтобы не дать внешним помехам оказать деструктивное влияние на сервер. За это отвечает сетевой фильтр, именно на него сначала поступает напряжение из сети. Он ограничивает высокочастотные гармоники и за счет этого сглаживает все помехи, способные вывести сервер из строя. Затем ток с помощью диодного моста преобразуется в постоянный и проходит обратную процедуру при прохождении инвертора. Только после этого получившийся переменный ток без перепадов и помех поступает на сервер. Эффективная работа фильтра помогает также защитить оборудование от выбросов, образующихся в результате индуктивной нагрузки.

Регулирование

Качественный ИБП может автоматически регулировать поступающее в него напряжение. Важно, чтобы он мог самостоятельно стабилизировать поступающий извне сигнал, при этом не используя питание от батареи. Таким образом он сможет значительно увеличить срок службы батареи, а также минимизировать вероятность сбоев работы оборудования и потери данных, необходимых для работы организации.

Международная классификация ИБП

В мире принята единая классификация источников. Расшифровать параметры можно по названию оборудования, которое обычно состоит из нескольких символов.

Первые из них символизируют, как именно входной сигнал влияет на выходной ток:

• Аббревиатура VFD символизирует, что выходное напряжение находится в прямой зависимости от поступающего тока, аналогичный принцип характерен для частоты сигнала;
• Буквы VI в самом начале названия говорят о том, что выходной сигнал находится в зависимости от частоты входящего, но уровень напряжения здесь контролируется самим устройством и находится в определенных параметрах;
• Если же название ИБП начинается с букв VFI, это говорит о том, что выходное напряжение и частота сигнала никак не коррелируются со входящим.

Вторая группа символов обозначает форму, в которой сигнал выходит и передается дальше. Если там указаны символы YY, это значит, что речь идет о несинусоидальной форме вне зависимости от уровня поступающей нагрузки. В SS используется синусоидальная форма, для которой характерны определенные параметры искажений. ХХ является гибридом, где параметры выходного сигнала могут меняться в зависимости от поступающей нагрузки.

В самом конце появляются знаки, символизирующие динамические параметры UPS. Та или иная цифра говорит о том, насколько стабильным является выходное напряжение. Первая цифра описывает уровень работы в трех режимах (bypass, самостоятельном и нормальном), вторая и третья символизируют перемены линейной и нелинейной нагрузок в стандартном и автономном режимах. В каждом разряде цифра “1” означает отличный уровень работы ИБП, цифра “2” - менее качественный уровень и т.д.

Если самостоятельно подобрать нужный источник трудно, можно обратиться за помощью к специалистам-сервисникам. Сотрудники фирмы помогут определить наиболее подходящие параметры UPS и предложат покупателю соответствующие варианты.

ИБП с резервированием первичного напряжения

Существуют ИБП, обладающие возможностью зарезервировать определенное количество тока и использовать его в случае отсутствия доступа к электросети. Такие источники имеют в комплекте батареи, позволяющие работать автономно, их хватает приблизительно на полчаса. Если же перебои в сети происходят постоянно, эффективнее использовать дополнительные генераторы, которые могут продлить работу сервера на 10-24 часов. Такие системы просты в использовании и обладают высоким уровнем надежности, но имеют недостаток в виде неспособности поддерживать непрерывную работу сервера - периодически их нужно переключать в режим Bypass.

Бесперебойное питание с резервированием вторичного напряжения

Существуют UPS, которые могут запасать не только первичный ток, поступающий из сети, но и тот, что был переработан в процессе прохождения по источнику. Они наиболее предпочтительны для тех серверов, которые нуждаются в постоянной и бесперебойной работе, поскольку не требуют дополнительного технического обслуживания. Однако они стоят гораздо дороже по сравнению со стандартными источниками, и могут оказаться не по карману.

Характеристики ИБП

Основными характеристиками UPS следует считать следующие:

• Выходная мощность - именно она демонстрирует максимально возможную нагрузку на оборудование. При выборе ИБП важно учитывать, что он должен соответствовать параметрам сервера, с которым будет взаимодействовать;
• Время переключения - этот параметр показывает, за сколько миллисекунд UPS способен переключиться и начать питать сервер с помощью батареи. Чем оно меньше - тем лучше для стабильной работы оборудования;
• Длительность самостоятельной работы - она зависит от емкости аккумуляторной батареи и мощности сервера. Желательно, чтобы ИБП мог обеспечить бесперебойную работу сервера на протяжении длительного времени, поэтому выбирать нужно соответствующий вариант.

Существуют и дополнительные характеристики: выходное напряжение, ширина диапазона для стабилизации питания, крест-фактор и многие другие. Разобраться в них самостоятельно бывает трудно, поэтому лучше всего обратиться за помощью к специалистам профильной фирмы. Они смогут определить оптимальные параметры UPS и подобрать подходящий вариант.

Конструкция

Источники бесперебойного питания сконструированы по единому принципу. Сначала последовательно устанавливаются батареи, способные поддерживать определенное напряжение (24 Вт). Поступающий ток проходит через инвертор и преобразуется так, чтобы сервер мог его использовать для собственного питания. Некоторые ИБП могут работать с помощью переменного тока в 380 Вт, но они не подходят для серверного оборудования. Длительность работы UPS зависит от того, какое количество энергии требуется серверу, а также от мощности и количества АКБ. Если к серверу подключены какие-то устройства, это следует учесть при выборе источника.

Примечания

Выбирая ИБП, нужно учитывать тип сервера, его мощность, а также характеристики АКБ. Наиболее качественными являются батареи Li-ion. Важно, чтобы все разъемы ИБП соответствовали разъемам на сервере, в противном случае нельзя будет подключить их друг к другу.

Схемы

Для создания UPS используются различные схемы, которые обеспечивают своевременную передачу электроэнергии на сервер. Чаще всего используется вариант Offline, при котором исчезновение электропитания от сети запускает работу аккумуляторных батарей, призванных поддерживать работу оборудования на протяжении ограниченного количества времени. Этот вариант подойдет в том случае, если сервер должен просто завершить свою работу после отключения электроэнергии.

Релейно-контакторные схемы

Эта разновидность схем может быть использована, когда необходимо добиться бесперебойной работы серверов. Для многих предприятий остановка работы даже на пару секунд может серьезно нарушить рабочие процессы, поэтому они не могут позволить себе так рисковать. Чтобы добиться снижения перебоя электропитания до 0,3 с и меньше, устанавливаются дополнительные контакторы, которые запитываются от ИБП. Перебой в их работе происходит, если напряжение исчезает на 5-10 миллисекунд или 80-120 (зависит от разницы в величине напряжения тока в момент начала сбоев питания от электросети).

Цифровая техника

UPS абсолютно незаменим для обеспечения бесперебойной работы цифровой техники, еще самые первые ЭВМ сталкивались с перебоями в работе, вызванными скачками напряжения или его отсутствием вообще. По мере развития мощность поступающих в ЭВМ сигналов снижалась, что привело к увеличению негативного воздействия внешних помех, поступающих из электросети. ИБП совершенствовались вместе с развитием компьютеров, поэтому сегодня они также являются важными техническими средствами, позволяющими качественно работать как крупным организациям, так и простым людям.

Медицина

ИБП незаменимы в современных медицинских учреждениях, для стабильной работы которых необходимо обеспечить стабильное питание электроэнергией. Речь идет о работе серверов, поддерживающих базы данных пациентов, а также питании аппаратуры и освещении, которые необходимы для проведения хирургических вмешательств, осмотров и диагностических процедур. В этих учреждениях специально устанавливают высококачественные ИБП высокой мощности, которые могут быть статичными, а могут - переносными, последние удобно перемещать по территории учреждения, подстраиваясь под его потребности.

Энергетика

Авария на электросетях может обернуться самой настоящей катастрофой при отсутствии ИБП. В данном случае они должны обеспечивать напряжение на запасных каналах и цепях, которые могут быть использованы при выходе из строя основных каналов передачи электроэнергии.

Резервная схема

Существуют системы, в которых используется один или несколько резервных ИБП. Как правило, они находятся в выключенном состоянии и запускаются только при исчезновении питания из основной сети. Схема может быть такой, что один резервный источник обеспечит минимальным количеством питания сервер и все его элементы, а может быть и такой, когда один UPS обеспечивают электроэнергией сервер, а ряд других - его дополнительные компоненты. Может быть так, что ИБП будут включаться и выключаться последовательно, в зависимости от исчерпания своей АКБ, питание сервера в данном случае будет осуществляться беспрерывно.

Интерактивная схема

Линейно-интерактивная схема используется при работе с большинством серверов. Поступающая электроэнергия сглаживается на входе специальным ступенчатым стабилизатором. Переработанная энергия последовательно подается на сервер, обеспечивая тем самым его бесперебойную работу. В качестве недостатков этой схемы можно выделить то, что она требует дополнительного времени для переключения между режимами.

Схема двойного преобразования

В ИБП с этой схемой электроэнергия дважды проходит процесс преобразования. Сначала поступающее напряжение преобразуется в стабильное при помощи внутренней шины, далее оно попадает в инвертор и уже там формируется в выходной ток, характеристики которого будут соответствовать параметрам сервера. Ключевой плюс этой схемы - она моментально переключается на работу от АКБ. Однако стоит она недешево, кроме того, ее владелец будет нести дополнительные издержки за чрезмерные расходы электроэнергии.

Накопители энергии

Источник бесперебойного питания накапливает энергию достаточно быстро, зарядка производится от стандартной электросети. Качественные модели способны зарядить АКБ за 8-12 часов, остальным требуется большее количество времени. Подобрать UPS можно самостоятельно, в случае неудачи можно обратиться за помощью к специалистам сервисной фирмы, которые в кратчайшие сроки представят наиболее интересные варианты по выгодным ценам.

Стабилизатор переменного напряжения

В составе каждого UPS присутствует стабилизатор, главная задача которого - защитить сервер и его компоненты от перепадов напряжения и помех, способных надолго вывести из строя оборудование. Как правило, речь идет об инверторах, в которых поступающий ток преобразуется дважды. Полученное на выходе напряжение с точки зрения качества и формы сигнала максимально приближено к тому, что использует сервер.