Для начала перечислим эти проблемы… Нередко напряжение в сети просто отсутствует, и тут не важно, долго или нет, если его нет хотя бы десяток другой миллисекунд, то блок питания просто не сможет питать компьютер. Произойдет экстренная остановка со всеми вытекающими из этого последствиями. Напряжение в сети может быть сильно завышено или занижено, и опять же блок питания или выключится, или сгорит. Да или просто пройдет кратковременная высоковольтная помеха, и лишний фильтр в виде UPS тут не помешает. Многие скажут: "Да, действительно печально, ведь при такой ситуации может сгореть практически весь компьютер." И опять немного не верно. Ведь если ПК стоит у вас на столе с целью игры Quake и прослушивания музыки, вам, конечно, будет жалко железа, но и софтовое "богатство" тоже жаль. А теперь представьте, что речь идет про компьютер и вообще каком-нибудь сервере. Бытует мнение, что после довольно краткого времени стоимость данных на этом ПК значительно превышает цену самого железа. Причем с этим я согласен на 100%. И если такой неприятный инцидент происходит, то вам уже будет не важно: было вызвано это неполадками на электростанции или кто-то по ошибке дернул рубильник в соседней комнате. Даже сложно представить, сколько проблем появляется при утере бухгалтерской отчетности за пару лет. Естественно, такие документы должны архивироваться и бэкапиться, но никогда нельзя предусмотреть все. В любом случае материальные затраты будут велики. Не подумайте, что покупка UPS станет панацеей, и вам уже не придется думать о проблемах насущных. Это опять же только повысит ваши шансы успешно противостоять ударам судьбы в виде неполадок электросети. Источник бесперебойного питания – это лишь звено в длинной цепи надежности, состоящей из качественного блока питания, надежного винчестера, продуманного охлаждения, и т.д., и если вы считаете, что терять вам нечего, а все волнения напрасны, то он вам просто не нужен.
Для домашнего пользователя это устройство скорее предпочтительно, но необязательно. В данном утверждении я исхожу из доверия к своей электросети. А вот для офисных машин всех форматов и калибров бесперебойник вещь обязательная. Иногда умиляешься, видя картину: крупный офис, компьютер ответственного менеджера, доступ осуществляется посредством специального электронного ключа или сканера отпечатков пальца, а собран этот ПК в средненьком корпусе, и никаким UPS’ом просто и не пахнет. В данной статье я попытаюсь изложить все необходимые теоретические основы процесса электропитания, для того, чтобы стало ясно, что да как, также буду рассмотрены основные понятия, применяемые в данной области. Ну и напоследок устроим экстремальное тестирование. Для этого промоделируем все возможные процессы, включая работу на полную мощность, короткое замыкание выхода и т.д.
Физика процесса
Данный раздел рекомендуется прочитать всем, кто не уверен в своих знаниях в этой области! Дело в том, что все процессы, связанные с переменным током, довольно сложны, и производители, пользуясь этим, порой пытаются ввести пользователя в заблуждение. Они указывают цифры, но "забывают" дать пояснение их значению, что может послужить причиной больших проблем. Итак, начнем. Нас пока (!) не интересует, что происходит внутри UPS, предположим, что это черный ящик, имеющий вход и выход. И там, и там действуют переменные напряжения, и все привычные законы для постоянного напряжения здесь уже не действуют. Тут мы можем видеть все привычные термины: сопротивление, мощность, напряжение, ток и проч., но важно понимать их суть. Например, сопротивление переменному току оказывают не только элементы цепи, в которых выделяется тепловая энергия (активное сопротивление), но и те элементы, где энергия периодически запасается в электрических или магнитных полях (реактивное сопротивление). Реактивным сопротивлением обладают конденсаторы и катушки, однако наряду с этим катушка имеет и активное сопротивление, поэтому подходить к расчетам надо с учетом этого. Отсюда можно понять и значение трех видов мощности: активной, реактивной и полной. Под активной мощностью Р понимают среднее значение мгновенной мощности р за период Т:
Если ток равен 
, а напряжение на участке цепи равно 
, то
Данная величина измеряется в ваттах (Вт), и подводным камнем здесь служит именно этот 
.
Под реактивной мощностью Q понимают произведение напряжения U на участке цепи, где протекает ток I и на синус угла между напряжением U током I.
Измеряется это величина в вольт-амперах реактивных (ВАр). Если 
, то и 
, и если 
, то и 
.
Полная же мощность S измеряется в вольт-амперах (ВА) и записывается в виде:
Эта величина характеризует ту мощность, которую источник может отдать потребителю, если последний будет работать при 
. Т.е. потребитель должен представлять собой чисто активное сопротивление, что бывает очень-очень редко. Все три мощности связаны графически. И отсюда же можно понять значение всей "загвоздочки" - .
Не буду далее напрягать вас, потому что этих начальных знаний вполне достаточно для того, чтобы осознать, на что (имеется в виду вид нагрузки) работает UPS.
Виды ИБП, краткие рекомендации
Разделить все ИБП на виды можно, руководствуясь их внутренним строением и способом работы. Если отбросить все незначительные модификации, то можно выделить три основных вида: линейно-интерактивные, онлайн и оффлайн. “Золотой серединкой” является линейно-интерактивный источник. При нормальном входном напряжении нагрузка питается от сети через трансформатор, и, как правило, неплохой набор фильтров. Одновременно заряжается батарея, при “уходе” сетевого напряжения за установленные рамки автоматическое реле переключает нагрузку, и она питается от батареи через преобразователь. Вся суть вопроса заключена в качестве фильтров и времени переключения. Однако по соотношению цена/качество это оптимальный вариант. В бесперебойнике типа оффлайн нагрузка питается от сети через фильтр (и опять, как правило, не лучшего качества), одновременно идет заряд батареи. При экстренной ситуации происходит переключение на питание от батареи через преобразователь. Отсутствие хорошей фильтрации сетевого напряжения ставит нагрузку в опасность в штатном режиме при работе от сети. Самым надежным является вариант по схеме онлайн. Напряжение сети фильтруется и поступает на выпрямитель, который питает цепи заряда аккумулятора. Нагрузка питается через преобразователь от аккумулятора во всех режимах, это позволяет избавиться от такого момента, как время переключения, т.к. его просто нет. Такой ИБП дорог, но надежен. Его применение целесообразно для питания самой ответственной аппаратуры.
При использовании ИБП необходимо соблюдать несколько простых правил. Для начала необходимо определиться с нагрузкой. Общая потребляемая мощность нагрузки не должна быть ниже 30% от мощности UPS. В противном случае последний может, да и будет работать не корректно. Также максимальная мощность нагрузки не должна превышать 70-80% мощности источника.
Необходимо периодически “тренировать” ИБП, т.к. если он целый год простоит в дежурном режиме, то не факт, что при экстренной ситуации он сработает корректно. Хотя бы изредка дайте ему поработать от батарей 5-10 минут. Это позволит работать аккумулятору в правильном режиме (периодически должны происходить процессы зарядки-разрядки).
Не подключайте к выходу мощные нагрузки и нагрузки с кратковременным большим потреблением. Такие вещи есть в каждом офисе, это электрические чайники и лазерные принтеры. Мощность чайника 1-2 кВт, и хорошо от этого UPS’у не будет. Стартовая мощность лазерного принтера (из-за разогрева фьюзера) тоже может достигать киловатт. Это может казаться смешно, но происходит так часто, что не сказать про это нельзя.
Эксплуатируйте ИБП при правильной температуре и влажности. Не ставьте их в места с плохой вентиляцией, рядом с батареями, сырыми местами. Все это сократит срок службы прибора. Помните, что насекомые – злейшие враги такой техники.
Казалось бы, просто и элементарно, но если вы будете следовать этим советам, но вероятность поломки значительно уменьшится.
BLACK KNIGHT PRO BNT-400AP
В целом это обычный источник бесперебойного питания, если не считать того, что корпус выполнен из пластика черного цвета. Не секрет, что многие пользователи предпочитают черный цвет корпуса компьютера и всех периферийных устройств, такой бесперебойник легко впишется в общую гамму. Комплект поставки стандартен: сам UPS, два сетевых кабеля, телефонный шнур, кабель для подключения с СОМ порту для мониторинга, диск с ПО, инструкция, гарантийный талон.
Типоразмеры устройства невелики – 97х320х135 мм, масса не превышает 6,4кг. Поскольку физические размеры и мощность прямо связаны между собой, то и электрические параметры заявлены скромные. Указанная мощность – 400ВА/240Вт, радует то, что на задней панели прибора четко указано: cos(j)=0,6. На передней же панели вы найдете одну кнопку и один светодиод, чего для организации грамотной индикации вполне достаточно. Вокруг кнопки наклеена специальная защитная резинка, дело в том, что нажатие происходит довольно легко, и когда источник будет стоять под столом, его можно случайно выключить неловким движением ноги.
Однако с такой нехитрой защитой эта проблема отпадает, хотя урон внешнему виду наносится значительный. Кроме того, как и положено, присутствует звуковая сигнализация. При переходе в режим работы от батареи вы будете слышать периодичные кратковременные сигналы (период – 2 сек.), для отключения сигнала достаточно кратковременно нажать кнопку на передней панели. Для индикации низкой степени заряда аккумулятора используется более частый звуковой сигнал, и отключить его нельзя. При перегрузке будет слышен непрерывный звуковой сигнал. В целом система удобна и практична.
Набор разъемов на задней панели невелик. Это, естественно, разъем для включения в сеть (содержит плавкую вставку на 4А, причем, если она сгорит, то там есть запасной предохранитель). Для снятия выходного напряжения предусмотрено два стандартных разъема, хотя провод в комплекте один. Вверху расположены розетки для защиты телефонной линии или сети, как показывает практика, защита эта более чем не совершенна. И, естественно, разъем для коммутации с компьютером для мониторинга состояния. В наличии есть необходимый набор, который только нужен пользователю, но никаких дополнительных возможностей нет… По своим заявленным техническим характеристикам данный источник неплох. Входное напряжение колеблется в диапазоне 220В +/-10%, частота (50Гц или 60Гц) выбирается автоматически. Выходной сигнал это – многоступенчатая аппроксимация синусоиды, как это выглядит, посмотрим позже. Время переключения на питание от батареи составляет 2-4 мс. Энергия всплеска напряжения может достигать 320Дж на протяжении 2мс. Автоматическая система регулировки напряжения (AVR) изменяет выходное напряжение на 15% вверх при снижении входного на 9-25% от номинального или на 15% вниз при повышении входного на 9-25% от номинального. При перегрузках срабатывает система автоматической защиты, время срабатывания зависит от величины перегрузки и определяется непосредственно источником.
Для мониторинга основных показателей используется программа UPSMON. С ее помощью вы можете увидеть все необходимые параметры: входные/выходные напряжения, частоты, степень заряда аккумулятора, степень загруженности.
Однако мониторинг ведется неверно. Если напряжения показываются относительно точно, то с последними двумя параметрами дело обстоит плохо. Так если верить программе, аккумулятор может зарядиться от степени 20% до степени 90% от номинала минут за десять, что в принципе маловероятно. Да и мониторинг потребляемой мощности… Простой тест, когда ИБП подключен в сеть, то он указывает, сколько мощности в данный момент потребляет компьютер. Я был несколько удивлен, когда увидел, что тестовый ПК потребляет 21% от полного значения. Однако при подсоединении дополнительной нагрузки (300 Вт!) цифра возросла до 60-70%. Как и предполагается, при выдергивании сетевого кабеля из розетки, стрелка зашкалила, и отключение произошло за одну секунду. Да еще источник пытался “вытянуть” нагрузку, поэтому процесс получился ступенчатым, что еще хуже. Простая рекомендация – не верьте этому драйверу, а просто сами прикидывайте мощности и следите за состоянием батареи.
Есть закладка с графическим отображением хронологии всех основных параметров. Тоже очень полезная вещь, она позволит учитывать все особенности работы на больших промежутках времени. Это позволит выяснить основные закономерности и понять суть работы. А при изменении параметров в ту или иную сторону вы сразу сможете проанализировать ситуацию и принять соответствующие меры.
По своему внутреннему строению данный ИБП довольно прост и построен по классической схеме.
В нижней части закреплены трансформатор и аккумулятор. Вся электроника смонтирована на одной плате, закрепленной в верхней части корпуса. Монтаж в меру качественный, по количеству элементов заметно, что техническое решение очень простое.
Силовые элементы установлены на довольно массивных радиаторах. Однако при напряженной работе они (как и трансформатор) очень сильно нагреваются. В принципе, ничего страшного в этом нет, температура под 100 С0 этими транзисторами легко переносима, а на выходных параметрах нагрев не сказывается из-за схем коррекций. Не радуют только две перемычки, запаянные вместо предохранителей на плате. Ну а как все это работает, читайте в разделе, посвященном тестам.
KING PRO KIN-425AP
Один из наиболее часто встречаемых ИБП в наших краях. Видеть его можно практически везде. И на то есть свои основания.
Внешний вид довольно приятный. Корпус выполнен из пластика белого цвета, снизу и сверху имеются прорези для вентиляции, что нелишне, учитывая сильный нагрев при работе на мощную нагрузку. В комплект поставки входит сам ИБП, два сетевых шнура, интерфейсный кабель, телефонный кабель, инструкция и диск с необходимым софтом. Этот комплект уже укоренился и стал стандартом дефакто для техники подобного ценового диапазона.
На передней панели расположена одна кнопка, нажимается она довольно туго, поэтому никаких фишек, как в прошлой модели, производитель не применял. Так сказать, и работает отлично, и с внешним видом все хорошо. Для индикации режимов применено три светодиода. Один горит, когда питание поступает от сети, и все работает в штатном режиме. Второй загорается при переходе на работу от аккумулятора, третий же символизирует неисправность последнего. Не стоит забывать, что емкость батарей со временем изменяется, происходит сульфатирование, и рано или поздно аккумулятор менять придется. Кстати, этот процесс описан в инструкции пользователя. Естественно, все дублируется звуковой сигнализацией. К слову, хоть частота следования импульсов и повторяет параметры предыдущей модели, на слух они стали более неприятными, поэтому функция отключения звуковой сигнализации только на руку пользователю. Конечно же, это не пройдет в аварийных режимах.
Набор разъемов на задней панели полностью повторяет топологию модели BNT-400AP. Тот же входной разъем с предохранителем на 4А, и опять же есть запасная плавкая вставка. Те же два выходных разъема для снятия напряжения. Есть куда вставить вилки типа RJ11/RJ45 для осуществления протекции. И куда деться без кабеля для мониторинга, хотя уже писалось, что сам этот процесс больше игрушка, нежели полезная вещь. Дело в том, что здесь поставляется то же UPSMON, и процесс индикации ничем не отличается от прошлого.
Хотя исходя из технического описания источники должны быть немного различны. Этот рассчитан на 425ВА/255Вт макс., чуть-чуть мощнее. Частота входного напряжения определяется автоматически и может принимать значения 50 или 60Гц +/-5%. Есть система AVR, и снова повышение выходного напряжения на 15% выше входного, если оно составляет от –9% до –25% от номинального, и автоматическое понижение выходного напряжения на 13% ниже входного, если оно составляет от +9% до +25% от номинального. Полное время перехода на работу от аккумулятора не превышает 4мс. Импульсная защита от скачков в 320Дж на протяжении 2мс. На фильтр электромагнитных и радиопомех заявлены следующие характеристики: 10дБ на 15МГц и 50дБ на 30МГц. Система защиты предохранит от перегрузок, если она составит 110%, то отключение произойдет через 60 секунд, а если же потребитель “запросит” 130%, то система защиты сработает через 3 секунды. Аккумулятор применен свинцово-кислотный, он герметичен и не подлежит обслуживанию. Т.е. отработал – на помойку. Производитель сулит полный заряд (до 90%) за четыре часа. А в режиме автономного питания ИБП может работать 10-30 мин. (в зависимости от мощности ПК), а вот в это мне верится мало. Даже не представляю себе компьютер, который сможет проработать полчаса от этого бесперебойника. Ну да ладно, эти цифры на совести производителя, а тесты еще впереди. Как уже упоминалось, ПО совершенно идентично драйверам предыдущего устройства, поэтому заострять внимание на софте не будем.
Внутреннее строение отличается не намного. Те же трансформатор и батарея, практически такая же плата. Даже топология элементов сохранена. О чуть повышенной мощности свидетельствует больший сплошной радиатор мощных транзисторов, да и предохранители около них установлены на 30А (в модели BNT-400AP были на 25А).
Видно, что не распаяно много элементов, относящихся к обвязке интерфейса. Да и в схеме защиты телефонной линии/сети тоже явно много чего не хватает, а ведь все это детали фильтра.
SVEN Power Pro 425
Данный ИБП чуть-чуть мощнее своих собратьев, фигурирующих в статье. Максимальная заявленная мощность 425ВА/280Вт, однако это только заявления производителя. Хотя сам бесперебойник довольно увесистый, почти 6 кг. Внешний вид, как и у всей продукции SVEN, очень приличный, а вот про начинку я бы пока воздержался от комментариев.
Это уже не просто коробка с оной кнопкой и светодиодом, тут уже явно видна дизайнерская работа. А вот комплект поставки стандартный: ИБП, два сетевых кабеля, телефонный шнур, инструкция пользователя, гарантийный талон, диск с ПО.
На передней панели размещена кнопка включения/выключения, она утоплена, для предотвращения возможности случайного нажатия. Два светодиода индицируют режим работы источника, под ними есть поясняющие рисунки, поэтому все наглядно и понятно. Кнопкой включения также можно запустить тест – перевести ИБП в режим работы от батарей. Что особо важно, так это то, что модель Power Pro 425 единственная из всех протестированных имеет резиновые ножки, поэтому стоит на поверхности очень уверенно. Другие производители, видимо, посчитали, что устройство и так тяжелое, поэтому стоять оно будет уверенно, однако если UPS поставить на стол, то пластмассовые ножки чести не делают.
Куда более интересная конструкция задней панели. Естественно, на ней есть один разъем на вход для сетевого напряжения и два на выход. Есть две розетки RJ11/RJ45 для подавления помех в телефонной линии или локальной сети. Подключение к ПК проходит посредством интерфейса RS-232. Однако это не самое главное, лично я был сильно удивлен, когда увидел еще ряд дополнительных переключателей. Например, пользователь сам может с помощью DIP переключателей установить номинал входного напряжения и частоты в сети. Защита осуществляется автоматическим предохранителем! Разобрав корпус, я увидел на нем маркировку 3А. И самое интересное; если ИБП работает неправильно, то SVEN рекомендует нажать кнопку RESET сзади корпуса. Допустимое входное напряжение может колебаться в интервале +/-33% от номинала, а выходное - +/-15% от номинала входного. Время переключения на батарею составляет 2-4мс. Помехи эффективно фильтруются вплоть до 10Мгц, жаль, что производитель все же не указал ослабление. Максимально допустимая энергия выброса 320Дж.
Емкость аккумулятора 7Ач при напряжении 12В, время заряда – 4-10 часов. Однако все эти цифры лишь констатация характеристик, указанных производителем. Напряжение на выходе источника при работе от батареи формируется посредством ступенчатой аппроксимации синусоиды с ШИМ.
Драйвер этого источника лично мне понравился.
Основное окно довольно информативно. Есть индикация напряжений, частоты, степени заряда батареи. Интересным моментом является схема, расположенная вверху, она наглядно информирует нас о работе источника. Однако опять же я не согласен с цифрами. Это касается и емкости батареи, которая, если верить софту, может возрасти до максимума за две минуты, и индикатора температуры. Простой тест: в нормальном режиме индикатор показывал 300С, при выдергивании вилки из сети температура скачкообразно возросла до 350С, а при вставке вилки обратно снова скачком вернулась на отметку 300С. Из чего делается вывод, что показывается не реальное значение, а цифра для отвода глаз.
Для пользователя открыто много дополнительных возможностей, как то лог программы или настройки ее по своему вкусу. Данный драйвер мне понравился больше, нежели UPSMON.
Внутренне строение весьма пристойное, качество монтажа хорошее. Мощные элементы установлены на радиаторы небольших размеров, поэтому при работе греются очень сильно. Два реле выполнены в прозрачных корпусах, поэтому видны мощные контакты. Явно просматриваются цепи фильтра, однако несколько элементов не распаяно, причем это защитные элементы.
Powerman Back Pro 400 Plus
Так сказать имя, не требующее комментариев. Этот бренд давно уже заслужил доверие пользователей качеством своих питающих устройств. Однако мы видели печальные падения и с больших высот, поэтому не будем делать преждевременных выводов и протестируем ИБП наравне со всеми.
В комплект поставки входят: ИБП, два сетевых шнура, интерфейсный кабель, инструкция, гарантийный талон, программное обеспечение. Внешний вид простой без излишеств. Корпус выполнен из прочного пластика, для вентиляции предусмотрено множество решеток.
На передней панели расположена кнопка включения/выключения. Нажимается легко, никакой защиты от случайного нажатия нет. Поэтому следует быть внимательным и не ставить источник в местах гипотетической опасности. Режим работы индицируют два светодиода, причем все дублируется звуковой сигнализацией. И тут один неприятный момент: в режиме питания от батарей выключить ее нельзя, а звук ее довольно неприятен. Если в офисе будет 10 ИБП такого типа, то при аварийной ситуации сложится интересная звуковая картина.
На задней панели можно найти сетевой разъем с плавкой вставкой на 4А, там же есть и запасной предохранитель. Он всегда ложится, чтобы в экстренном случае как можно быстрее вернуть UPS в работу. Снимать выходное напряжение можно с трех одинаковых разъемов. Подключение к ПК происходит посредствам СОМ разъема. Не лишен этот ИБП и розеток протекции для телефонной линии или сети. По своим техническим характеристикам картина просто повторяет предыдущие ситуации. Максимальная мощность – 400ВА/250Вт. Входное напряжение – 220В +/-25%, выходное – 220В +/-5%. Время реагирования не превышает 2-4мс, есть защита от короткого замыкания (КЗ) и фильтрация сетевого напряжения. Применена система автоматического регулирования напряжения (AVR), при отклонении входного напряжения на величину от 10% до 25% ниже номинала, ИБП выдает выходное напряжение с 15% повышением входного. Если отклонение будет от 5% до 15% выше номинала, то ИБП выдает выходное напряжение с 12% повышением входного. Защита рассчитана на выброс 320Дж в течение 2мс. Уже стандартно применена свинцово-кислотная герметичная батарея. Время заряда (до 90% емкости) составляет 6-8 часов. Время автономной работы не превышает 5-30 минут в зависимости от мощности компьютера.
Драйвер устройства очень скромненький, видимо, инженеры компании решили не показывать неправильные цифры, а точнее, вообще ничего не показывать. В этом что-то есть.
В основном окне вы увидите довольно неплохую структурную схему устройства, кое какие графы для пользовательских нужд и график. Ничего общего этот график с реальностью не имеет, лишь только в аварийном режиме его фон станет красным.
Есть возможность посмотреть логи за ближайшее время, а также получить техническую поддержку.
Внутренне строение очень качественное. Плата сделана из отличного материала, монтаж хороший. Сразу видна отличительная особенность этой платы от плат из других источников, плотность монтажа здесь значительно меньше, следовательно, и элементов установлено мало.
Нераспаянные детали можно увидеть только в обвязке интерфейса. Правда, нет одного мощного предохранителя, но, возможно, это связано с тем, что плата универсальна, а в данной ситуации его может и не быть.
Сравнительное тестирование
Вот мы и подошли к самому интересному моменту, где вам будет предложено посмотреть результаты множественных тестов и ознакомиться с их анализом. Начнем…
Всем известно, что напряжение в сети часто отклоняется от установленных норм, однако на нагрузке оно должно быть стабильным. Производители гарантируют нам стабильность выходного напряжения в определенном диапазоне, утешают нас наличием системы AVR, но как дела обстоят на самом деле, я проверил практически. Для этого все ИБП по очереди подключались в сеть 220В через ЛАТр, благодаря чему входное напряжение можно регулировать в широких пределах. Для верности эксперимента на выход подключалась нагрузка в 100Вт. Полученные цифры можно увидеть в таблице.
Напряжение на входе, В | BLACK KNIGHT PRO BNT-400AP | KING PRO KIN-425AP | SVEN Power Pro 425 | Powerman Back Pro 400 Plus |
Напряжение на выходе, В | Напряжение на выходе, В | Напряжение на выходе, В | Напряжение на выходе, В | |
250 | 215 | 215 | 220 | 215 |
240 | 210 | 208 | 210 | 205 |
230 | 230 | 230 | 230 | 230 |
220 | 220 | 220 | 220 | 220 |
210 | 210 | 210 | 210 | 210 |
200 | 200 | 200 | 200 | 200 |
190 | 220 | 220 | 220 | 225 |
180 | 205 | 205 | 210 | 215 |
170 | 195 | 195 | 200 | 200 |
Для начала скажу, что все цифры приводятся в таком виде, т.к. у двух идентичных ИБП они все равно окажутся разными, дело в том, что у конкретных образцов может слегка отличаться емкость батарей, степень заряда и прочие параметры. Все это может вызвать разбежку в несколько вольт, поэтому это следует учитывать. Как видим, все протестированные ИБП в промежутке 200В-230В выдают на выходе столько же. Чуть большее или меньшее напряжение включает систему автоматического регулирования. Если напряжение превышает 230В +/-5В (в данном случае всегда плюс), то выходное напряжение, как видно даже на 250В, не превышает 220В ни у одного из источников. О включении системы AVR можно судить по характерному щелчку реле. Если напряжение падает ниже 200В, то происходит повышение. С уменьшением потенциала на входе выходное напряжение тоже уменьшается. У источников РСМ оно упало до 195В при 170В на входе. Переключение на работу от аккумуляторов происходит примерно при входном напряжении 165В, только KING PRO KIN-425AP продержался до 162В.
Вольты это, конечно, хорошо, но прибор показывает нам лишь действующие значение, а понять, что творится на выходе, можно с помощью осциллограмм. Для чего были сняты зависимости напряжения при работе от батарей при двух значениях нагрузки – 100Вт и 200Вт.
|
|
Осциллограмма выходного напряжения на выходе ИБП BLACK KNIGHT PRO BNT-400AP при мощности нагрузки 100Вт | Осциллограмма выходного напряжения на выходе ИБП BLACK KNIGHT PRO BNT-400AP при мощности нагрузки 200Вт |
|
|
Осциллограмма выходного напряжения на выходе ИБП KING PRO KIN-425AP при мощности нагрузки 100Вт | Осциллограмма выходного напряжения на выходе ИБП KING PRO KIN-425AP при мощности нагрузки 200Вт |
|
|
Осциллограмма выходного напряжения на выходе ИБП Powerman Back Pro 400 Plus при мощности нагрузки 100Вт | Осциллограмма выходного напряжения на выходе ИБП Powerman Back Pro 400 Plus при мощности нагрузки 200Вт |
|
|
Осциллограмма выходного напряжения на выходе ИБП SVEN Power Pro 425 при мощности нагрузки 100Вт | Осциллограмма выходного напряжения на выходе ИБП SVEN Power Pro 425 при мощности нагрузки 200Вт |
Все графики были получены при одинаковом входном ослаблении и развертке. Как видим, все примененные аппроксимации не позволили даже близко получить синусоиду. График напоминает меандр, да еще и вершины подняты с одной стороны. Дело в том, что зависимость сильно меняет свой вид при изменении нагрузки, эти графики получены при использовании активных нагрузок. Явно просматривается зависимость: с ростом нагрузки суженные импульсы расширяются, поднятая вершина опускается, действующее значение напряжения уменьшается. Таким образом, если подключить достаточно большую нагрузку на выход (превышающую допустимую мощность), то получится действительно чистый меандр. Комментировать приведенные графики излишне, можно только сказать, что у ИБП РСМ длительность импульса при одинаковых нагрузках больше.
Далее меня интересовал вопрос: сколько может проработать компьютер от UPS в аварийном режиме? Мощность примерно 200Вт-240Вт присуща хорошему современному компьютеру с 17” ЭЛТ монитором. Поэтому эквивалент мощности 200Вт подключался к каждому из ИБП, после предварительной тренировки и полной зарядки, затем засекалось время до полного выключения.
| BLACK KNIGHT PRO BNT-400AP | KING PRO KIN-425AP | SVEN Power Pro 425 | Powerman Back Pro 400 Plus |
Время работы на мощность 200Вт |
9 мин. 37сек. |
4 мин. 32 сек. |
7 мин. 07сек. |
9 мин. 12 сек. |
Результаты предсказуемы. Однако 4 минуты от KING PRO KIN-425AP нисколько не радуют, тем более что ИБП того же производителя продержался 9 мин. 37 сек. Однако, это скорее всего, дефект одного конкретного экземпляра, т.к. здесь все зависит от батареи, а она могла утратить свои свойства по разным причинам. Естественно, последние минуты все источники издавали сигнал о разряженной батарее, и опять самым стойким (проработал больше всего времени при этом сигнале) оказался BLACK KNIGHT PRO BNT-400AP. При работе все UPS’ы жутко нагрелись, запах лака от трансформаторов был очень сильный. Но в любом случае источник предусмотрен для того, чтобы в экстренном случае завершить все программы и выключить компьютер, а не работать на нем часами. Обойтись без неприятностей можно с любым из них.
Далее исследуем зависимость выходного напряжения от мощности нагрузки, ведь это не менее интересно.
Мощность на выходе, Вт | BLACK KNIGHT PRO BNT-400AP | KING PRO KIN-425AP | SVEN Power Pro 425 | Powerman Back Pro 400 Plus |
Напряжение на выходе, В | Напряжение на выходе, В | Напряжение на выходе, В | Напряжение на выходе, В | |
40 | 190 | 195 | 175 | 185 |
100 | 190 | 210 | 185 | 190 |
140 | 200 | 200 | 195 | 195 |
200 | 208 | 215 | 210 | 197 |
240 | 218 | 225 | 215 | 197 |
300 | 226 | 230 | 235 | 198 |
Результаты в целом меня не удивили. Вспомните про то, что мощность нагрузки должна составлять хотя бы 30% от номинальной мощности ИБП. У всех источников при подключении мощности в 40Вт напряжение было сильно занижено. При выходе на нормальные нагрузки UPS’ы уже начинают работать корректно, а если подключать большие мощности, то напряжение сильно завышается, однако быстро падает, и происходит отключение системой защиты. В данном тесте мне понравился BLACK KNIGHT PRO BNT-400AP, он запросто питал все нагрузки, даже 400Вт (!) он может продержать недолгое время. KING PRO KIN-425AP, например, такую мощность держит секунд пять и то с большими перепадами. Наиболее стабильным оказался Powerman, однако напряжение хоть и стабильно, но мало. SVEN показал неплохой результат, но при мощности выше 300Вт он сразу “сдается”.
Однако в названии статьи упоминалась фраза “экстремальное тестирование”, под этим мы подразумевали моделирование реальных непредвиденных обстоятельств. Понижение и повышение напряжения сети мы проверили, максимальные мощности тоже подсоединяли: так что еще? Конечно же, эта частая беда при питании любой аппаратуры – короткое замыкание (КЗ). Для приближения к реальности промоделируем КЗ во всех режимах, для этого просто скрутим вместе два провода на выходе ИБП. И тут одно разочарование, как я ни старался, но вывести из строя хоть один UPS у меня не получилось. Удалось сжечь только штук 40 предохранителей, а горят они красиво!
Замыкаем выход и включаем ИБП, не включенный в сеть. У всех сразу срабатывает система защиты, отключение происходит мгновенно. Только ИБП Powerman после первого отключения пытается включиться еще раз, но сразу опять отключается, и так раз десять. Т.е. таким образом источник проверяет, а не было ли КЗ кратковременным. Затем запитаем нагрузку в 100Вт и замкнем выход при работающем ИБП от батарей, все то же самое, отключение происходит мгновенно, и только Powerman щелкает реле несколько раз.
Подключим источник в сеть, замкнем выход, попытаемся включить. Везде сразу же горят предохранители.
Запитаем нагрузку от сети и замкнем выход при рабочем режиме, опять горят предохранители. С самими источниками ничего не происходит. Для чистоты эксперимента все КЗ проводились по пять раз в каждом режиме. Т.е. каждый источник был замкнут 20 раз.
Так что все источники довольно надежны, и выход из строя больше возможен при статической нагрузке, нежели динамической.
Вывод
В данном материале я затронул два вопроса: нужны ли нам ИБП, и если нужны, то какие? Разумеется, бесперебойники устанавливать надо не всем подряд, это скорее привилегия офисных компьютеров, однако и дома эта вещь не помешает, тем более, если вы цените свое железо и данные. В данной статье мы затронули сегмент самых слабых источников, рассчитанных на питания одного компьютера, и среди популярных моделей попытались найти лидера. Что ж начнем...
KING PRO KIN-425AP – не совсем удачный, на мой взгляд, вариант, довольно слабый. Большие нагрузки ему не "по зубам", время автономной работы небольшое. Его можно смело ставить на питание маломощного офисного ПК. Данный источник, по мнению сервисных специалистов, хорош для статической работы. Он оснащен добротными элементами, большим трансформатором, наиболее продвинутым контроллером. Он наиболее корректно ведет себя в критических ситуациях.
SVEN Power Pro 425 – чуть лучше, но тоже есть много недостатков. Однако ему аналогично можно доверить питание ответственного компьютера. Функциональность у этого источника одна из самых лучших.
Powerman Back Pro 400 Plus – источник с громким именем, и это вполне оправданно. Выходное напряжение стабильно, а система защиты одна из лучших. Не радует лишь простой дизайн, кнопка без защиты от случайного нажатия и неотключаемый сигнал.
BLACK KNIGHT PRO BNT-400AP – лидер данного теста. Отличные нагрузочные характеристики, стабильность напряжения, функциональность работы: вот что свойственно для данного источника. Его смело можно рекомендовать на любые работы, среди приведенных четырех моделей это несомненный лидер.