У джерелах безперебійної напруги використовується закритий гелієвий чи кислотний акумулятор. Вбудований акумулятор зазвичай розрахований на ємність від 7 до 8 Ампер/год, напруга - 12 вольт. Акумулятор повністю герметичний, це дозволяє використовувати пристрій у будь-якому стані. Крім акумулятора, всередині можна розглянути величезний трансформатор, в даному випадку на 400-500 Вт. Трансформатор працює у двох режимах -
1) як підвищує трансформатор для перетворювача напруги.
2) як знижувальний мережний трансформатор для заряджання вбудованого акумулятора.
Під час роботи у звичайному режимі навантаження живиться відфільтрованою напругою мережі. Для придушення електромагнітних та перешкод у вхідних ланцюгах використовуються фільтри. Якщо вхідна напруга стає нижчою або вищою за встановлену величину або взагалі зникає, то включається інвертор, який у нормальному режимі знаходиться у відключеному стані. Перетворюючи постійну напругу батарей на змінну, інвертор здійснює живлення навантаження від батарей. BACK UPS класу Off-line неекономічно працюють в електромережах із частими та значними відхиленнями напруги від номінальної величини, оскільки частий перехід на роботу від батарей зменшує термін служби останніх. Потужність Back-UPS, що випускаються виробниками, знаходиться в діапазоні 250-1200 ВА. безперебійної напруги BACK UPS досить складна. ви можете завантажити велику збірку принципових схем, а нижче наведено кілька зменшених копій - клік для збільшення.
Тут можна зустріти спеціальний контролер, який відповідає за правильну роботу пристрою. Контролер активує реле, коли мережна напруга відсутня і якщо безперебійник включений, він працюватиме як перетворювач напруги. Якщо напруга в мережі знову з'являється, контролер відключає перетворювач і пристрій перетворюється на зарядний пристрій. Місткість вбудованого акумулятора може вистачати до 10 - 30 хвилин, якщо, зрозуміло, пристрій живить комп'ютер. Детальніше про роботу та призначення вузлів безперебійника можна почитати в .
BACK UPS може бути використаний як резервне джерело живлення, взагалі рекомендується мати кожному будинку по безперебійнику. Якщо безперебійний ІП призначений для побутових потреб, то бажано випаяти з плати сигналізатор, він нагадує, що пристрій працює як перетворювач, нагадування писком він робить кожні 5 секунд, а це набридає. На виході перетворювача чисті 210-240 вольт 50 герц, але щодо форми імпульсів, там явно не чистий синус. BACK UPS може живити будь-яку побутову техніку, у тому числі й активну, зрозуміло, якщо потужність пристрою дозволить цього.
Опис
ДБЖ IPPON діляться на шість груп. ДБЖ, що тестується, належить до серії Smart Power Pro. У серії представлені ДБЖ потужністю 1000, 1400 та 2000 ВА.
Виробник заявляє такі характеристики виробу:
Вхідна напруга, частота | 220 ±25 %, 47-63 Гц |
Вихідна (під час роботи від батарей) напруга, частота | 220 ±5 % 50 Гц ±5 % |
Автоматичний регулятор напруги | 1 підвищуючий ступінь і 1 знижуючий |
Вихідна потужність | 1000 ВА / 600 Ватт |
Форма вихідного сигналу | Апроксимована синусоїда |
Час перемикання на батарею | |
| Час роботи від батареї | 5-30 хвилин залежно від потужності навантаження. |
Функція запуску обладнання без підключення до електромережі | |
Тип, напруга та ємність батареї | Необслуговувана герметична свинцево-кислотна батарея, 24 В, два акумулятори 12 В 7,2 Ач. |
Час заряджання батарей до рівня 90% після розряду рівня відключення навантаження під половинним навантаженням. | |
Індикатори | 6 світлодіодів |
Звукова сигналізація | "Резервний режим", "Батареї розрядилися", "Перевантаження" |
Самодіагностика | Автоматична діагностика під час роботи |
Захист від імпульсів | 320 Дж, 2 мс |
| Захист входу | Автоматичний запобіжник |
| Захист від короткого замикання після виходу | |
| Автоматичне відключення під час перевантаження | |
| Захист телефонії | Фільтр RJ-11 |
| Енергозбереження | |
Інтерфейс | |
Моніторинг | програмне забезпечення WinPower2004 |
Розміри Ш×Д×В | 140×368×180 мм |
Вихідні роз'єми | |
| Рівень акустичного шуму на відстані 1 метр від пристрою | |
Умови роботи | 0–95% |
ДБЖ поставляється у картонній коробці. Поліграфія витримана у строгих фірмових кольорах. Вирізи під ручки відсутні. Пристрій надійно захищений від зовнішніх впливів (пакет та пінопластові вставки). Країна виробника на коробці не вказана.
Комплект постачання містить:
- посібник користувача російською мовою*
- гарантійний талон російською мовою*
- кабель для включення до електромережі
- два кабелі для підключення обладнання (роз'єм IEC 320)
- інтерфейсний кабель для зв'язку з ПК (RS-232)
- інтерфейсний кабель для зв'язку з ПК (USB A-B)
- телефонний кабель RJ-11
- CD із програмним забезпеченням WinPower
* - У посібнику користувача наведено список із 77 авторизованих сервісних центрів у 48 містах СНД. Гарантійний талон згадує лише про 24 авторизовані сервісні центри. Гарантія на пристрій складає 24 місяці з дня продажу, але не більше 30 місяців з дня виробництва.
ДБЖ з повністю металевим корпусом, класичним компонуванням, і деякими деталями (зокрема, передньою фальш-панеллю з вирізами) дуже нагадує APC Smart 750. На передній панелі розташований вимикач живлення та звукового сигналу. Шість світлодіодів наочно індикують навантаження та стан батареї. З боків корпусу є отвори для вентиляції.
На задній панелі розташовані інтерфейсні та силові роз'єми, USB та RS-232, для зв'язку з ПК, RJ-11 для захисту від перенапруг у телефонній лінії. По центру встановлений вентилятор, захищений гратами типу "гриль". З правого боку ДБЖ знаходяться чотири вихідні розетки IEC320. Автоматичний запобіжник на 10 А розташований між USB та вхідним роз'ємом. ДБЖ має чотири ніжки з м'якого пластику.
Внутрішній пристрій
В ДБЖ застосовується батарея з двох акумуляторів виробництва тайванської компанії. Його ємність 7,2 Ач, робоча напруга 12 В. Акумулятори послідовно з'єднані, напруга батареї 24 В.
Процедура заміни батареї проста, достатньо зняти фальш-панель і відкрутити два гвинти, що тримають кришку відсіку батареї. Батарейний блок забезпечений язичком для зручного вилучення. Незважаючи на це, посібник користувача рекомендує звертатися до сервісного центру для заміни батареї.
Дизайн внутрішнього пристрою ДБЖ є традиційним, у нижній частині знаходиться трансформатор і батарея, у верхній - плата електроніки. На задній панелі встановлений вентилятор виробництва, виготовлений за останнім словом техніки з використанням технології - магнітної левітації ротора, що забезпечує довгу та безшумну роботу вентилятора.
Вся основна електроніка, розташована на одній двосторонній друкованій платі, текстоліт застосовується гарною якістю, монтаж елементів виконаний задовільно. Відповідність елементів принципової схеми підписано. Деякі елементи не розпаяні.
Блок захисту RJ-11 автономен, варісторний захист реалізований для обох пар.
Мережевий фільтр відсутній, захист від кидків напруги реалізований за допомогою варистора.
Комутацію обмоток здійснюють реле, максимальний комутований струм одне реле становить 12 А.
Інвертор на чотирьох транзисторах виробництва. формує апроксимовану синусоїду. Силові транзистори розташовані на двох радіаторах, загальною площею 80 кв.
Блок регулювання вихідної напруги (AVR) виконаний за автотрансформаторною схемою. У ДБЖ застосовується трансформатор на Ш-подібному осерді. Виробник трансформатора не встановлено. Трансформатор має один ступінь автоматичної трансформації, і може підвищувати або знижувати вхідну напругу на 15%.
Тестування
При виході напруги в мережі живлення за встановлений діапазон, ДБЖ переходить на акумуляторне живлення, сповіщаючи про це користувача за допомогою звукового сигналу. При перемиканні на батареї, ДБЖ видає сигнал періодичністю десять секунд. Роботу ДБЖ з батареєю, розрядженою до критичного рівня, супроводжує сигнал періодичністю за одну секунду. Споживана під час роботи від батарей, без навантаження потужність становила 24 Вт. Для моделі з апроксимованою синусоїдою це дуже багато. Вигляд і якість сигналу, що формується при різному навантаженні добре видно на осцилограмі.
Тестований ДБЖ оснащений системою AVR - автоматичним регулятором напруги, що іноді називається стабілізатором, який дозволяє коригувати (підвищувати або знижувати) вхідну напругу, що отримується з електромережі, не переходячи на живлення від батареї. Реалізація даного модуля відрізняється в залежності від моделі та виробника, в даному випадку AVR має один знижувальний ступінь (для нормалізації підвищеної напруги) і один підвищує ступінь (для нормалізації зниженої напруги мережі живлення). Гістерезис AVR 5-7 В. Нижченаведений графік ілюструє роботу AVR.
За результатами тестування роботу AVR можна вважати незадовільною. ДБЖ забезпечує стабілізацію в межах -15% +7%, це значно виходить за вимоги ГОСТ 13109-97. Діапазон ефективної роботи AVR 165-255 Ст.
Перемикання обмоток трансформатора AVR відбувалося за 3 мс. Процес добре видно на осцилограмі.
Час переходу на батарею визначалося осцилограмою при навантаженні 100 Вт. Перехідний процес зайняв 8 мс. Це трохи більше, ніж заявлено, але зазвичай некритично для обладнання, що підключається.
ДБЖ був протестований на час роботи від батарей при різному рівні навантаження. Синтетичні тести проводилися на навантаженні з резисторів в 1%, 40%, 50%, 60%, 80% та 100% від номіналу ДБЖ. Вихідна напруга вимірювалася цифровим мультиметром. Під час роботи без навантаження воно становило 228 Ст.
| Відсотки |
Як бачимо, у всьому діапазоні навантажень ДБЖ із запасом укладається в ГОСТ-13109-97і видає 220-222 В, залежно від навантаження. ДБЖ без проблем витримує роботу на номінальному навантаженні. Температура обмотки трансформатора була зафіксована на рівні 62°C, а температура транзисторів інвертора становила дуже значні 64°C. Сигнал розряду батарей спрацьовував за 40-100 секунд до вимкнення.
Для випробувань на реальному навантаженні використовувався тестовий комп'ютер наступної конфігурації:
Усього було зібрано чотири варіанти конфігурації тестового комп'ютера:
- Integrated SiS Mirage, БП 400 Вт із пасивним PFC: DIVX-SiS
- ATI X700, БП 400 Вт з пасивним PFC: DIVX-ATI
- ATI X700, БП 400 Вт з пасивним PFC: 3DM5-ATI
- ATI X700, БП 550 Вт з активним PFC та автовольтажем: 3DM5-ATI-PFC
На діаграмі зліва направо:
DIVX-SiS- Конфігурація із вбудованим у материнську плату відеоадаптером. Відтворення з жорсткого диска HD фільму Шрек (1280 720 24 1700 kbps бітрейт відео, AC3 доріжка 384 kbps). Завантаження процесора 17-25%.
DIVX-ATI- Відтворення з жорсткого диска HD фільму Шрек (1280 720 24 1700 kbps бітрейт відео, AC3 доріжка 384 kbps). Завантаження процесора 17-25%.
3DM5-ATI- Виконувався тестовий пакет 3Dmark05 v1.1.0, 1024×768 у режимі GT1, що має імітувати роботу сучасної іграшки.
3DM5-ATI-PFC- Конфігурація з блоком живлення потужністю 550 Вт, активний PFC, автовольтаж 127-230 В. Виконувався тестовий пакет 3Dmark05 v1.1.0, 1024×768 у режимі GT1, що має імітувати роботу сучасної іграшки.
Параметри заряджання АКБ є одним з найважливіших факторів, що впливають на термін служби батареї, а отже, і самого ДБЖ. Для застосовуваної в ДБЖ батареї виробником рекомендовано зарядний струм до 2150 мА. Зважаючи на важливість режиму заряджання батареї, було зроблено два тести. У першому (жовта лінія) ДБЖ був розряджений на навантаження у 100% (600 Вт) до автовимкнення, у другому (червона лінія) після розряду на навантаження у 50% (300 Вт), ДБЖ послідовно розряджався на менше навантаження до повного розряду батареї.
Для відновлення 90% заряду після розряду на максимальній потужності знадобилося десять годин. Заряджання батареї після повної розрядки вимагало понад 35 годин. Струм заряду становив 350 mA, зменшуючи в міру заряду батареї. При зниженій напрузі електромережі ефективність заряджання падає до двох разів. За результатами вимірювань робота схеми зарядки визнана задовільною.
Для перевірки системи "холодного старту" ДБЖ було підключено до навантаження без підключення до мережі. ДБЖ включився при повному номінальному навантаженні 600 Вт на активне навантаження. Вихід на номінальну напругу зайняв один період.
Холодний старт тестового комп'ютера пройшов нормально як з активним, так і пасивним PFC.
Частота змінного струму під час роботи від батарей становила 50 Гц при всьому діапазоні навантажень.
Для зв'язку з комп'ютером у ДБЖ передбачено 9-ти контактний RS-232 роз'єм та роз'єм USB type B. Протокол PnP та стандарт Smart Battery не підтримується. Після підключення ДБЖ по USB, у диспетчері пристроїв з'явилися HID-пристрої.
Зв'язок з ДБЖ можлива за допомогою софту, що додається. Ми протестували як програмне ПЗ WinPower2004, так і пропоноване для скачування на сайті виробника ПЗ IPPON MONITOR. В обох випадках проблем не спостерігалося, ДБЖ визначався і видавав свідчення коректно.
Тестований пристрій викликає спірні почуття. У хорошому корпусі зібрана схемотехнічно застаріла "начинка". З якоюсь невідомою здоровим глуздом метою застосовані маленькі радіатори та вентилятор. Вентилятор працює постійно, має регулювання обертів залежно від навантаження. Шум від вентилятора є, але невисокий. Система AVR занижує вихідну напругу. Схема заряджання має низьку ефективність, особливо при заниженій вхідній напрузі. Переваги:
- Висока стабільність вихідної напруги у всьому діапазоні навантажень
- Повна комплектація
- Якісний металевий корпус
- 2 роки гарантії на виріб, включаючи батарею
- AVR занижує напругу.
- Наявність постійно увімкненого вентилятора
- Немає підтримки Smart Battery
Я пам'ятаю час, коли абревіатури UPS та APC були синонімами. Принаймні, у російській комп'ютерній спільноті це виглядало саме так. АРС не мала жодних конкурентів, ця компанія диктувала моду, визначала модельний ряд, та й просто ніяких інших ДБЖ купити було неможливо.
Згодом стало ясно, що все не зовсім так. АРС - всього лише дуже велика фірма в ряду багатьох, вироби її не найдешевші, а уніфікація моделей призвела до того ж ефекту, що і в усіх інших областях комп'ютерних технологій, коли вироби різних компаній відрізняються один від одного хіба що ціною і популярністю, що склалася часом найвипадковішим чином. Тим більше що ДБЖ з предметів виключно корпоративного споживання перетворилися на звичайнісінький товар. По-перше, як і всі інші шматочки, ДБЖ різко подешевшали. По-друге, гіпотетична можливість втрати прекрасних результатів проходу чергового поверху в Half-life через те, що сусід вставив скріпку в розетку, для когось не менш образлива, ніж втрата даних про річний обіг своєї нафтової компанії. І якщо раніше ДБЖ був предметом розкоші, то зараз він поступово стає звичайним комп'ютерним аксесуаром. Додамо, що власники вже куплених комп'ютерів теж мають цей товар. Це означає, що ринок ДБЖ швидко розширюватиметься. У нішу, що відкрилася, рвонули багато компаній у всьому світі.
Opti-UPS = досить молода тайванська компанія. У жовтні 1991 року компанія Sinetec відкрила підрозділ із виробництва джерел безперебійного живлення. З 1995 року під маркою Opti-UPS розпочався експорт цих ДБЖ до США. Відмінні споживчі якості товару призвели до експоненційного зростання продажів, обсяг яких у 1997 році перевищив 450 мільйонів доларів. Але на цій відмітці продаж у Штатах і застиг, тому компанія почала енергійно освоювати нові ринки. Прихід Opti-UPS до Росії обставлений досить професійно. Видано описи російською мовою, організовано сервісні центри, отримано всі необхідні сертифікати та ліцензії. Досі ця торгова марка була відома лише у Москві, тепер настала черга Санкт-Петербурга.
Відразу перерахую особливості ДБЖ фірми Opti-UPS.
- Всі моделі ДБЖ Opti мають сертифікати Ростесту та гігієнічні сертифікати МОЗ. Інформація про це нанесена на шильдик кожного виробу.
- Всі моделі ДБЖ Opti мають зовнішню дворічну гарантію без жодних умов та застережень.
- Всі моделі ДБЖ Opti, крім наймолодшої, 350VS, мають у комплекті чудове програмне забезпечення Opti-Safe, що працює під ОС DOS, Windows9x/NT, Novell. У разі виникнення аварії на лінії зовнішнього живлення ДБЖ попереджає господаря комп'ютера найрізноманітнішими способами, включаючи додзвон по модему. В комплект входить кабель, що з'єднує ДБЖ із портом комп'ютера. Звичайна проблема, коли обидва порти зайняті, наприклад, мишею та модемом, вирішується за допомогою недорогого перехідника на шину USB. Це зовнішній пристрій, він купується окремо.
- Всі моделі ДБЖ Opti мають вбудований захист від короткочасних навантажень по лінії модему або комп'ютерної мережі. Власне до функціонування ДБЖ ці роз'єми жодного відношення не мають, але зайвими явно не є, судячи з кількості модемів, що згоріли від навантаження по входу.
- Всі моделі ДБЖ Opti допускають гарячу заміну батарей без вимкнення комп'ютера.
- За бажанням моделі, ДБЖ Opti ES і PS можуть комплектуватися блоком для управління та контролю за протоколом SMNP з підключенням ДБЖ безпосередньо до локальної мережі. Це необхідно, якщо ДБЖ використовується як джерело живлення для мережевого обладнання, телефонних станцій та іншої комп'ютерної апаратури.
- ДБЖ Opti мають привабливий дизайн та упаковку. Хоча це вже, звісно, справа смаку.
Opti-UPS виробляє три лінійки ДБЖ. Перша аналогічна APC Back Pro називається VS (value). До неї входять моделі, розраховані на навантаження 350 і 500 ВА. Нагадаю, щоб отримати Ватти, потрібно Вольт-Ампери поділити на 1,44 (корінь із двох). Найпростіший ДБЖ 350VS чудово підходить для скромного домашнього комп'ютера з монітором 15 дюймів. Ця модель коштує трохи окремо від інших моделей Opti. Як уже згадувалося, 350VS не може підключатися до комп'ютера за інформаційним кабелем. Відповідно, програмне забезпечення до комплекту 350VS не входить. На задній панелі ДБЖ серії value розміщено лише дві вихідні розетки. У деяких варіантах постачання одна з них не має акумуляторної підтримки і має лише мережевий фільтр. Це розетка для принтера. У моделі 500VS кабель для зв'язку з комп'ютером є, але програмне забезпечення може лише сигналізувати про проблеми. Дистанційного управління цього ДБЖ немає. Розумно використовувати цю модель для домашнього комп'ютера з 17" монітором або робочої станції в корпоративній мережі без дистанційного керування.
Лінійка ES (enhanced) виконана за технологією line-interactive. Відповідно до цієї технології ДБЖ має вузол AVR (automatic voltage regulator). У широкому діапазоні вхідної напруги вузол AVR відповідно підвищує або знижує вихідну напругу ДБЖ без перемикання на акумуляторну батарею. Гуманне ставлення до акумулятора продовжує термін його служби (до речі, Opti обіцяє термін життя батареї від трьох до п'яти років незалежно від моделі ДБЖ) і виключає спрацьовування ключа за випадкових флуктуацій вхідної напруги. Крім цього корисного апаратного властивості програмне забезпечення для лінійки ES більш розвинене проти VS і орієнтоване працювати у локальної мережі. Воно дозволяє вимикати комп'ютер у певний час або у будь-який час за бажанням адміністратора, будь-якої миті видає інформацію про стан електричної мережі, веде протокол подій. ДБЖ лінійки ES мають більш розвинену систему зовнішньої індикації. У цій лінійці доступні ДБЖ потужністю 280, 420, 650, 800, 1000 та 1400 Вольт-Ампер.
Найсерйозніша лінійка Opti-UPS називається PS (professional). Старші моделі на 1100 та 1440 ВА розраховані для роботи з серверами. Тому вони випускаються не тільки у традиційному, але й у виконанні rack. PS – це повноцінні on-line UPS з постійним живленням від батарей. На виході подібних ДБЖ завжди присутня строго синусоїдальна напруга заданої частоти та величини. Крім звичайних світлодіодних індикаторів на передній панелі ДБЖ PS розміщені індикація вхідної напруги та заряду батарей. Лінійка PS включає моделі на 500, 800, 1100 і 1440 ВА. Кількість вихідних гнізд від чотирьох до шести в залежності від моделі.
Загалом ДБЖ Opti-UPS справляють дуже приємне враження. Є всі підстави вважати, що це перше враження не оманливе.
Андрій Антоновський, технічна служба MicroXperts
Дивує повна відсутність інформації про такі поширені прилади, як джерела безперебійного живлення. Ми прориваємо інформаційну блокаду і приступаємо до публікації матеріалів щодо їх влаштування та ремонту. Зі статті Ви отримаєте загальне уявлення про існуючі типи безперебійників і більш детальне, на рівні принципової схеми, - про найпоширеніші моделі Smart-UPS.
Надійність роботи комп'ютерів багато в чому визначається якістю електричної мережі. Наслідками таких перебоїв електроживлення, як стрибки, підйоми, спади і втрата напруги, можуть бути блокування клавіатури, втрата даних, пошкодження системної плати та ін. Для захисту дорогих комп'ютерів від неприємностей, пов'язаних із силовою мережею, використовують джерела безперебійного живлення (ДБЖ). ДБЖ дозволяє позбавитися проблем, пов'язаних з поганою якістю електроживлення або його тимчасовою відсутністю, але не є довготривалим альтернативним джерелом електроживлення, як генератор.
За даними експертно-аналітичного центру "СК ПРЕС", у 2000 р. обсяг продажів ДБЖ на російському ринку склав 582 тис. шт. Якщо порівняти ці оцінки з даними про продаж комп'ютерів (1,78 млн. штук), виходить, що у 2000 р. кожен третій придбаний комп'ютер оснащується індивідуальним ДБЖ.
Переважну частину російського ринку ДБЖ займає продукція шести компаній: APC, Chloride, Invensys, IMV, Liebert, Powercom. Продукція компанії APC вже котрий рік зберігає лідируючу позицію на російському ринку ДБЖ.
ДБЖ поділяються на три основні класи: Off-line (або stand-by), Line-interactive та On-line. Ці пристрої мають різні конструкції та характеристики.
Мал. 1. Блок-схема ДБЖ класу Off-line
Блок-схема ДБЖ класу Off-line наведена на рис. 1. Під час роботи в нормальному режимі навантаження живиться відфільтрованою напругою електромережі. Для придушення електромагнітних та радіочастотних перешкод у вхідних ланцюгах використовуються фільтри EMI/RFI Noise на металооксидних варисторах. Якщо вхідна напруга стає нижчою або вищою за встановлену величину або взагалі зникає, то включається інвертор, який у нормальному режимі знаходиться у відключеному стані. Перетворюючи постійну напругу батарей на змінну, інвертор здійснює живлення навантаження від батарей. Форма його вихідної напруги - прямокутні імпульси позитивної та негативної полярності з амплітудою 300 В та частотою 50 Гц. ДБЖ класу Off-line неекономічно працюють в електромережах з частими та значними відхиленнями напруги від номінальної величини, оскільки частий перехід на роботу від батарей зменшує термін служби останніх. Потужність випускаються фірмою АРС ДБЖ класу Off-line моделі Back-UPS знаходиться в діапазоні 250...1250 ВА, а моделі Back-UPS Pro -в діапазоні 2S0...1400 ВА.
Мал. 2. Блок-схема ДБЖ класу Line-interactive
Блок-схема ДБЖ класу Line-interactive наведена на рис. 2. Так само, як і ДБЖ класу Off-line, вони ретранслюють змінну напругу електромережі на навантаження, поглинаючи при цьому відносно невеликі сплески напруги і згладжуючи перешкоди. Вхідні ланцюги використовують фільтр EMI/RFI Noise на металооксидних варисторах для придушення електромагнітних та радіочастотних перешкод. Якщо в електромережі сталася аварія, то ДБЖ синхронно, без втрати фази коливання включає інвертор для живлення навантаження від батарей, при цьому синусоїдальна форма вихідної напруги досягається фільтрацією ШІМ-коливання. Схема використовує спеціальний інвертор для заряджання батареї, який працює і під час стрибків мережевої напруги. Діапазон роботи без підключення батареї розширений за рахунок використання у вхідних ланцюгах ДБЖ автотрансформатора з обмоткою, що перемикається. Перехід на живлення від батареї відбувається, коли напруга електромережі виходить за межі діапазону. Потужність АРС ДБЖ класу Line-interactive моделі Smart-UPS, що випускаються фірмою АРС, становить 250...5000 ВА.
Мал. 3. Блок-схема ДБЖ класу On-line
Блок-схема ДБЖ класу On-line наведена на рис. 3. Ці ДБЖ перетворюють змінну вхідну напругу на постійну, яка потім за допомогою ШІМ-інвертора перетворюється знову на змінну зі стабільними параметрами. Оскільки навантаження завжди живить інвертор, то немає необхідності в перемиканні із зовнішньої мережі на інвертор, і час перемикання дорівнює нулю. За рахунок інерційної ланки постійного струму, якою є батарея, відбувається ізоляція навантаження від аномалій мережі та формується дуже стабільна вихідна напруга. Навіть при великих відхиленнях вхідної напруги ДБЖ продовжує живити навантаження чистою синусоїдальною напругою з відхиленням не більше +5% від номінального значення, що встановлюється користувачем. ДБЖ класу On-line фірми АРС мають наступні вихідні потужності: моделі Matrix UPS – 3000 та 5000 ВА, моделі Symmetra Power Array – 8000, 12000 та 16000 ВА.
Моделі Back-UPS не використовують мікропроцесор, а в моделях Back-UPS Pro, Smart-UPS, Smart/VS, Matrix та Symmetna мікропроцесор використовується.
Найбільшого поширення набули пристрої: Back-UPS, Back-UPS pro, Smart-UPS, Smart-UPS/VS.
Такі пристрої, як Matrix та Symmetna, використовуються в основному для банківських систем.
У цій статті розглянемо конструкцію та схему моделей Smart-UPS 450VA...700VA, які застосовуються для живлення персональних комп'ютерів (ПК) та серверів. Їхні технічні характеристики наведені в табл. 1.
Таблиця 1. Технічні характеристики моделей Smart-UPS фірми АРС
| Модель | 450VA | 620VA | 700VA | 1400VA |
|---|---|---|---|---|
| Допустима вхідна напруга, | 0...320 | |||
| Вхідна напруга під час роботи від мережі *, В | 165...283 | |||
| Вихідна напруга *, В | 208...253 | |||
| Захист вхідного ланцюга від навантаження | Автоматичний вимикач, що повертається у вихідне положення | |||
| Діапазон частоти під час роботи від мережі, Гц | 47...63 | |||
| Час перемикання на живлення від батареї, мс | 4 | |||
| Максимальна потужність у навантаженні, ВА (Вт) | 450(280) | 620(390) | 700(450) | 1400(950) |
| Вихідна напруга при роботі від батареї, | 230 | |||
| Частота при роботі від батареї, Гц | 50 ± 0,1 | |||
| Форма сигналу під час роботи від батареї | Синусоїда | |||
| Захист вихідного ланцюга від навантаження | Захист від перевантаження та короткого замикання, при перевантаженні вимкнення з фіксацією | |||
| Тип батареї | Свинцева герметична, необслуговувана | |||
| Кількість батарей х напруга, | 2 x 12 | 2 x 6 | 2 x 12 | 2 x 12 |
| Місткість батарей, Ач | 4,5 | 10 | 7 | 17 |
| Термін служби батареї, років | 3...5 | |||
| Час повного заряду, год | 2...5 | |||
| Розміри ДБЖ (висота х ширина х довжина), см | 16,8x11,9x36,8 | 15,8x13,7x35,8 | 21,6х17х43,9 | |
| Маса нетто (брутто), кг | 7,30(9,12) | 10,53(12,34) | 13,1(14,5) | 24,1(26,1) |
* Регулює користувач за допомогою програмного забезпечення PowerChute.
ДБЖ Smart-UPS 450VA...700VA та Smart-UPS 1000VA...1400VA мають однакову електричну схему та відрізняються ємністю батарей, кількістю вихідних транзисторів в інверторі, потужністю силового трансформатора та габаритами.
Розглянемо параметри, що характеризують якість електроенергії, а також термінологію та позначення.
Проблеми з електроживленням можуть виражатися у вигляді:
У Росії провали, пропадання і стрибки напруги як вгору, і вниз становлять приблизно 95% відхилень від норми, решта - шуми, імпульсні перешкоди (голки), високочастотні викиди.
Як одиниці вимірювання потужності використовуються Вольт-Ампери (ВА, VA) і Ватти (Вт, W). Вони відрізняються коефіцієнтом потужності PF (Power Factor):
Коефіцієнт потужності комп'ютерної техніки дорівнює 0,6...0,7. Число в позначенні моделей ДБЖ фірми АРС означає максимальну потужність ВА. Наприклад, модель Smart-UPS 600VA має потужність 400 Вт, а модель 900VA – 630 Вт.
Структурна схема моделей Smart-UPS та Smart-UPS/VS показана на рис. 4. Мережа напруга надходить на вхідний фільтр EM/RFI, що служить для придушення перешкод електромережі. При номінальній напрузі електромережі включені реле RY5, RY4, RY3 (контакти 1, 3), RY2 (контакти 1, 3), RY1 і вхідна напруга проходить у навантаження. Реле RY3 та RY2 використовуються для режиму підстроювання вихідної напруги BOOST/TRIM. Наприклад, якщо напруга мережі збільшилася і вийшла за допустимий ліміт, реле RY3 і RY2 підключають додаткову обмотку W1 послідовно з основною W2. Утворюється автотрансформатор з коефіцієнтом трансформації
K = W2/(W2 + W1)
менше одиниці, і вихідна напруга падає. У разі зменшення напруги мережі додаткова обмотка W1 реверсується контактами реле RY3 і RY2. Коефіцієнт трансформації
К = W2/(W2 - W1)
стає більше одиниці, і вихідна напруга підвищується. Діапазон регулювання складає ±12%, величина гістерези вибирається програмою Power Chute.
При зникненні напруги на вході вимикаються реле RY2...RY5, включається потужний ШИМ-інвертор, що живиться від батареї, і навантаження надходить синусоїдальна напруга 230 В, 50 Гц.
Багатоланковий фільтр придушення перешкод електромережі складається з варисторів MV1, МV3, MV4, дроселя L1, конденсаторів С14...С16 (рис. 5). Трансформатор СТ1 аналізує високочастотні складові напруги мережі. Трансформатор СТ2 є датчиком струму навантаження. Сигнали цих датчиків, а також датчика температури RTH1 надходять на аналого-цифровий перетворювач IC10 (ADC0838) (рис. 6).
Трансформатор Т1 є датчиком вхідної напруги. Команда на увімкнення пристрою (АС-ОК) подається з дворівневого компаратора IC7 на базу Q6. Трансформатор Т2 – датчик вихідної напруги для режиму Smart TRIM/BOOST. З висновків 23 та 24 процесора IC1 2 (рис. 6) сигнали BOOST та TRIM подаються на бази транзисторів Q43 та Q49 для перемикання реле RY3 та RY2 відповідно.
Сигнал синхронізації по фазі (PHAS-REF) з виведення трансформатора 5 Т1 надходить на базу транзистора Q41 і з його колектора на виведення 14 процесора IC12 (рис. 6).
У моделі Smart-UPS використовується мікропроцесор IC12 (S87C654), який:
У мікросхемі пам'яті EEPROM IC13 зберігаються заводські установки, і навіть калібровані установки рівнів сигналів частоти, вихідної напруги, меж переходу, напруги зарядки батареї.
Цифро-аналоговий перетворювач IC15 (DAC-08CN) формує на виведенні 2 еталонний синусоїдальний сигнал, який використовується як опорний IC17 (АРС2010).
ШИМ-сигнал формується IC14 (АРС2020) разом із IC17. Потужні польові транзистори Q9...Q14, Q19...Q24 утворюють бруківку інвертор. Під час позитивної напівхвилі ШИМ-сигналу відкриті Q12...Q14 і Q22...Q24, Q19...Q21 і Q9...Q11 закриті. Під час негативної напівхвилі відкриті Q19...Q21 та Q9...Q11, a Q12...Q14 та Q22...Q24 закриті. Транзистори Q27...Q30, Q32, Q33, Q35, Q36 утворюють двотактні драйвери, що формують сигнали управління потужними польовими транзисторами, що мають велику вхідну ємність. Навантаженням інвертора є обмотка трансформатора, вона підключається проводами W5 (жовтий) та W6 (чорний). На вторинній обмотці трансформатора формується синусоїдальна напруга 230, 50 Гц для живлення підключеного обладнання.
Робота інвертора в «зворотному» режимі використовується для заряджання батареї пульсуючим струмом під час нормальної роботи ДБЖ.
ДБЖ має вбудований слот SNMP, який дозволяє підключати додаткові плати для розширення можливостей ДБЖ:
У ДБЖ є кілька напруг, необхідних для нормальної роботи пристрою: 24, 12, 5 і -8 В. Для їх перевірки можна скористатися табл. 2. Вимірювати опір з висновків мікросхем на загальний провід слід при вимкненому ДБЖ та розрядженому конденсаторі С22. Типові несправності ДБЖ Smart-Ups 450VA...700VA та способи їх усунення наведені у табл. 3.
Таблиця 3. Типові несправності ДБЖ Smart-Ups 450VA...700VA
| Короткий опис дефекту | Можлива причина | Спосіб відшукання та усунення несправності |
|---|---|---|
| ДБЖ не включається | Не підключені батареї | Підключити батареї |
| Погана або несправна батарея, мала її ємність | Замінити батарею. Місткість зарядженої батареї можна перевірити лампою далекого світла від автомобіля (12 В, 150 Вт) | |
| Пробиті потужні польові транзистори інвертора | У цьому випадку на виводах батареї, підключеної до плати ДБЖ, немає напруги. Перевірити омметром та замінити транзистори. Перевірити резистори у ланцюгах їх затворів. Замінити IC16 | |
| Обрив гнучкого кабелю, що з'єднує дисплей | Ця несправність може бути викликана замиканням висновків гнучкого кабелю на шасі ДБЖ. Замінити гнучкий кабель, що з'єднує дисплей з основною платою ДБЖ. Перевірити справність запобіжника F3 та транзистора Q5 | |
| Продавлено кнопку включення | Замінити кнопку SW2 | |
| ДБЖ включається тільки від батареї | Згорів запобіжник F3 | Замінити F3. Перевірити справність транзисторів Q5 та Q6 |
| ДБЖ не стартує. Світиться індикатор заміни батареї | Якщо батарея справна, то ДБЖ неправильно відпрацьовує програму | Зробити калібрування напруги батареї за допомогою фірмової програми від АРС |
| ДБЖ не включається до лінії | Відірвано мережевий кабель або порушено контакт | З'єднати мережний кабель. Перевірити омметр справність пробки-автомата. Перевірити з'єднання шнура «гарячий-нейтраль» |
| Холодна паяння елементів плати | Перевірити справність та якість пайок елементів L1, L2 і особливо Т1 | |
| Несправні варистори | Перевірити або замінити варистори MV1...MV4 | |
| При включенні ДБЖ відбувається скидання навантаження | Несправний датчик напруги Т1 | Замінити Т1. Перевірити справність елементів: D18...D20, С63 та С10 |
| Блимають індикатори дисплея | Зменшилася ємність конденсатора С17 | Замінити конденсатор С17 |
| Імовірний витік конденсаторів | Замінити С44 або С52 | |
| Несправні контакти реле або елементи плати | Замінити реле. Замінити IC3 та D20. Діод D20 краще замінити на 1N4937 | |
| Перевантаження ДБЖ | Потужність підключеного обладнання перевищує номінальну | Зменшити навантаження |
| Несправний трансформатор Т2 | Замінити Т2 | |
| Несправний датчик струму СТ1 | Замінити СТ1. Опір більше 4 Ом вказує на несправність датчика струму | |
| Несправна IC15 | Замінити IC15. Перевірити напругу -8 В та 5 В. Перевірити та при необхідності замінити: IC12, IC8, IC17, IC14 та потужні польові транзистори інвертора. Перевірити обмотки силового трансформатора | |
| Не заряджається батарея | Неправильно працює програма ДБЖ | Відкалібрувати напругу батареї фірмовою програмою від АРС. Перевірити константи 4, 5, 6, 0. Константа 0 є критичною для кожної моделі ДБЖ. Перевірку константи робити після заміни батареї |
| Вийшла з ладу схема заряду батареї | Замінити IC14. Перевірити напругу 8 на вив. 9 IC14, якщо його немає, замінити С88 або IC17 | |
| Несправна батарея | Замінити батарею. Її ємність можна перевірити лампою далекого світла від автомобіля (12 В, 150 Вт). | |
| Несправний мікропроцесор IC12 | Замінити IC12 | |
| При включенні ДБЖ не стартує, чути клацання | Несправна схема скидання | Перевірити справність та замінити несправні елементи: IC11, IC15, Q51...Q53, R115, С77 |
| Дефект індикаторів | Несправна схема індикації | Перевірити та замінити несправні Q57...Q60 на платі індикаторів |
| ДБЖ не працює в режимі On-line | Дефект елементів плати | Замінити Q56. Перевірити справність елементів: Q55, Q54, IC12. Несправна IC13, або її доведеться перепрограмувати. Програму можна взяти зі справного ДБЖ |
| При переході на роботу від батареї ДБЖ вимикається і вмикається мимовільно | Пробитий транзистор Q3 | Замінити транзистор Q3 |
У другій частині статті буде розглянуто пристрій ДБЖ класу On-line,
ПРИСТРІЙ ДБЖ КЛАСУ OFF-LINE
До ДБЖ класу Off-line фірми АРС належать моделі Back-UPS. ДБЖ цього класу відрізняються низькою вартістю та призначені для захисту персональних комп'ютерів, робочих станцій, мережевого обладнання, торгових та касових терміналів. Потужність моделей Back-UPS, що випускаються, від 250 до 1250 ВА. Основні технічні дані найбільш поширених моделей ДБЖ представлені у табл. 3.
Таблиця 3. Основні технічні дані ДБЖ класу Back-UPS
| Модель | BK250I | BK400I | BK600I |
|---|---|---|---|
| Номінальна вхідна напруга, | 220...240 | ||
| Номінальна частота мережі, Гц | 50 | ||
| Енергія викидів, що поглинаються, Дж | 320 | ||
| Піковий струм викидів, А | 6500 | ||
| Пропущені в нормальному режимі значення викидів напруги тесту IEEE 587 Cat. A 6kVA, % | <1 | ||
| Напруга перемикання, | 166...196 | ||
| Вихідна напруга при роботі від акумуляторів, | 225 ± 5% | ||
| Вихідна частота при роботі від акумуляторів, Гц | 50±3% | ||
| Максимальна потужність, ВА (Вт) | 250(170) | 400(250) | 600(400) |
| коефіцієнт потужності | 0,5. ..1,0 | ||
| Пік-фактор | <5 | ||
| Номінальний час перемикання, мс | 5 | ||
| Кількість акумуляторів х напруга, | 2x6 | 1x12 | 2x6 |
| Місткість акумуляторів, Ач | 4 | 7 | 10 |
| Час 90% підзарядки після розрядки до 50%, година | 6 | 7 | 10 |
| Акустичний шум на відстані 91 см від пристрою, дБ | <40 | ||
| Час роботи ДБЖ на повну потужність, хв | >5 | ||
| Максимальні габарити (В х Ш х Г), мм | 168x119x361 | ||
| вага, кг | 5,4 | 9,5 | 11,3 |
Індекс «I» (International) у назвах моделей ДБЖ означає, що моделі розраховані на вхідну напругу 230 В, У пристроях встановлені герметичні свинцеві акумулятори, що не обслуговуються, з терміном служби 3...5 років за стандартом Euro Bat. Всі моделі оснащені фільтрами-обмежувачами, що пригнічують стрибки та високочастотні перешкоди напруги мережі. Пристрої подають відповідні звукові сигнали під час зникнення вхідної напруги, розрядження акумуляторів та перевантаження. Порогове значення напруги мережі, нижче якого ДБЖ переходить на роботу від акумуляторів, встановлюється перемикачами на задній панелі пристрою. Моделі BK400I та BK600I мають інтерфейсний порт, що підключається до комп'ютера або сервера для автоматичного самостійного закриття системи, тестовий перемикач та вимикач звукового сигналу.
Структурна схема ДБЖ Back-UPS 250I, 400I та 600I показана на рис. 8. Мережевий напруга надходить на вхідний багатоступінчастий фільтр через переривник ланцюга. Переривник ланцюга виконаний у вигляді автоматичного вимикача на задній панелі ДБЖ. У разі значного перевантаження він відключає пристрій від мережі, контактний стовпчик вимикача виштовхується вгору. Щоб увімкнути ДБЖ після перевантаження, необхідно повернути у вихідне положення контактний стовпчик вимикача. У вхідному фільтрі-обмежувачі електромагнітних та радіочастотних перешкод використовуються LC-ланки та металооксидні варистори. При роботі в нормальному режимі контакти 3 і 5 реле RY1 замкнуті, ДБЖ передає в навантаження напругу електромережі, фільтруючи високочастотні перешкоди. Зарядний струм надходить безперервно, поки в мережі є напруга. Якщо вхідна напруга падає нижче встановленої величини або взагалі зникає, а також якщо вона сильно зашумлена, контакти 3 і 4 реле замикаються, і ДБЖ перемикається на роботу від інвертора, який перетворює постійну напругу акумуляторів на змінну. Час перемикання становить близько 5 мс, що є цілком прийнятним для сучасних імпульсних блоків живлення комп'ютерів. Форма сигналу на навантаженні - прямокутні імпульси позитивної і негативної полярності з частотою 50 Гц, тривалістю 5 мс, амплітудою 300 В, ефективним напругою 225 В. На холостому ході тривалість імпульсів скорочується, і ефективна вихідна напруга від Smart 30 падає до 20. -UPS, у Back-UPS немає мікропроцесора, для керування пристроєм використовуються компаратори та логічні мікросхеми.
Принципова схема ДБЖ Back-UPS 250I, 400I та 600I практично повністю наведена на рис. 9...11. Багатоланковий фільтр придушення перешкод електромережі складається з варисторів MOV2, MOV5, дроселів L1 та L2, конденсаторів С38 та С40 (рис. 9). Трансформатор Т1 (рис. 10) є датчиком вхідної напруги. Його вихідна напруга використовується для заряджання акумуляторів (у цьому ланцюзі використовуються D4...D8, IC1, R9...R11, С3 та VR1) та аналізу мережної напруги.
Якщо воно зникає, схема на елементах IC2...IC4 і IC7 підключає потужний інвертор, що працює від акумулятора. Команда ACFAIL включення інвертора формується мікросхемами IC3 та IC4. Схема, що складається з компаратора IC4 (висновки 6, 7, 1) та електронного ключа IC6 (висновки 10, 11, 12), дозволяє роботу інвертора сигналом балка. «1», що надходять на висновки 1 та 13 IC2.
Дільник, що складається з резисторів R55, R122, R1 23 і перемикача SW1 (висновки 2, 7 і 3, 6), розташованого на тиловій стороні ДБЖ, визначає напругу мережі, нижче за яку ДБЖ перемикається на батарейне живлення. Заводська установка цієї напруги 196 В. У районах, що характеризуються частими коливаннями напруги мережі, що призводять до частих перемикань ДБЖ на батарейне живлення, гранична напруга повинна бути встановлена на нижчий рівень. Точне налаштування порогової напруги виконується резистором VR2.
Під час роботи від батареї мікросхема IC7 формує імпульси збудження інвертора PUSHPL1 та PUSHPL2. В одному плечі інвертора встановлені потужні польові транзистори Q4 ... Q6 і Q36, в іншому - Q1 ... Q3 і Q37. Своїми колекторами транзистори навантажені на вихідний трансформатор. На вторинній обмотці вихідного трансформатора формується імпульсна напруга з ефективним значенням 225 і частотою 50 Гц, яке використовується для живлення підключеного до ДБЖ обладнання. Тривалість імпульсів регулюється змінним резистором VR3, а частота – резистором VR4 (рис. 10). Увімкнення та вимкнення інвертора синхронізується з напругою мережі схемою на елементах IC3 (висновки 3...6), IC6 (висновки 3...5, 6, 8, 9) та IC5 (висновки 1...3 і 11... 13). Схема на елементах SW1 (висновки 1 та 8), IC5 (висновки 4...В та 8...10), IC2 (висновки 8...10), IC3 (висновки 1 та 2), IC10 (висновки 12 та 13), D30, D31, D18, Q9, BZ1 (рис. 11) включає звуковий сигнал, що попереджає користувача про проблеми з електроживленням. Під час роботи від батареї ДБЖ кожні 5 с. видає одиночний звуковий сигнал, що вказує на необхідність збереження файлів користувача, т.к. ємність акумуляторів обмежена. При роботі від батареї ДБЖ здійснює контроль за її ємністю та за певний час до її розряду подає безперервний звуковий сигнал. Якщо висновки 4 і 5 перемикача SW1 розімкнені, цей час становить 2 хвилини, якщо замкнуті - 5 хвилин. Для відключення звукового сигналу треба замкнути висновки 1 та 8 перемикача SW1.
Всі моделі Back-UPS, крім BK250I, мають двонаправлений комунікаційний порт для зв'язку з ПК. Програмне забезпечення Power Chute Plus дозволяє комп'ютеру здійснювати поточний контроль ДБЖ, так і безпечне автоматичне закриття операційної системи (Novell, Netware, Windows NT, IBM OS/2, Lan Server, Scounix і UnixWare, Windows 95/98), зберігаючи файли користувача. На рис. 11 цей порт позначений як J14. Призначення його висновків: 1 – UPS SHUTDOWN. ДБЖ вимикається, якщо на цьому висновку з'являється балка. "1" протягом 0,5 с.
2 – AC FAIL. При переході живлення від батарей ДБЖ генерує цьому виведенні балка. "1".
3 – СС AC FAIL. При переході на живлення від батарей ДБЖ формує на цьому виведенні балка. "0". Вихід із відкритим колектором.
4, 9 – DB-9 GROUND. Загальний провід для введення/виведення сигналів. Висновок має опір 20 Ом щодо загального дроту ДБЖ.
5 – СС LOW BATTERY. У разі розряду батареї ДБЖ формує на цьому виведенні балка. "0". Вихід із відкритим колектором.
6 - ОС AC FAIL При переході на живлення від батарей ДБЖ формує на цьому виведенні балка. "1". Вихід із відкритим колектором.
7, 8 – не підключені.
Виходи з відкритим колектором можуть підключатися до ТТЛ-схем. Їх здатність навантаження до 50 мА, 40 В. Якщо до них потрібно підключити реле, то обмотку слід зашунтувати діодом.
Звичайний "нуль-модемний" кабель для зв'язку з цим портом не підходить, відповідний інтерфейсний кабель RS-232 з 9-штирковим роз'ємом поставляється в комплекті з програмним забезпеченням.
КАЛІБРУВАННЯ І РЕМОНТ ДБЖ
Встановлення частоти вихідної напруги
Для встановлення частоти вихідної напруги підключити на вихід ДБЖ осцилограф або частотомір. Включити ДБЖ у режим роботи від батареї. Вимірюючи частоту на виході ДБЖ, регулюванням резистора VR4 встановити 50±0,6 Гц.
Встановлення значення вихідної напруги
Включити ДБЖ у режим роботи від батареї без навантаження. Підключити на вихід ДБЖ вольтметр для вимірювання ефективного значення напруги. Регулюванням резистора VR3 встановити напругу на виході ДБЖ 208 ± 2 Ст.
Встановлення порогової напруги
Перемикачі 2 та 3, розташовані на тиловій стороні ДБЖ, встановити у положення OFF. Підключити ДБЖ до трансформатора типу ЛАТР з плавним регулюванням вихідної напруги. На виході ЛАТРа встановити напругу 196 В. Повернути резистор VR2 проти годинникової стрілки до упору, потім повільно повертати резистор VR2 за годинниковою стрілкою, поки ДБЖ не перейде на батарейне живлення.
Встановлення напруги заряду
Встановити на вході ДБЖ напругу 230 В. Від'єднати червоний провід, що йде до позитивного виведення акумулятора. Використовуючи цифровий вольтметр, регулюванням резистора VR1 встановити на цьому дроті напругу 13,76 ± 0,2 відносно загальної точки схеми, потім відновити з'єднання з акумулятором.
Типові несправності
Типові несправності та методи їх усунення наведені у табл. 4, а табл. 5 - аналоги компонентів, що найбільш часто виходять з ладу.
Таблиця 4. Типові несправності ДБЖ Back-UPS 250I, 400I та 600I
| Вияв дефекту | Можлива причина | Метод відшукання та усунення дефекту |
|---|---|---|
| Запах диму, ДБЖ не працює | Несправний вхідний фільтр | Перевірити справність компонентів MOV2, MOV5, L1, L2, С38, С40, а також провідники плати, що їх з'єднують. |
| ДБЖ не включається. Індикатор не світиться | Вимкнено автомат захисту на вході (переривник ланцюга) ДБЖ | Зменшити навантаження ДБЖ, відключивши частину апаратури, а потім увімкнути автомат захисту, натиснувши контактний стовпчик автомата захисту |
| Несправні батареї акумуляторів | Замінити акумулятори | |
| Неправильно підключені акумулятори | Перевірити правильність підключення акумуляторних батарей | |
| Несправний інвертор | Перевірити справність інвертора. Для цього відключити ДБЖ від мережі змінного струму, від'єднати акумулятори та розрядити ємність С3 резистором 100 Ом, продзвонити омметром канали "стік-витік" потужних польових транзисторів Q1...Q6, Q37, Q36. Якщо опір становить кілька Ом або менше, то замінити транзистори. Перевірити резистори в затворах R1...R3, R6...R8, R147, R148. Перевірити справність транзисторів Q30, Q31 та діодів D36...D38 та D41. Перевірити запобіжники F1 та F2 | |
| Замінити мікросхему IC2 | ||
| При включенні ДБЖ вимикає навантаження | Несправний трансформатор Т1 | Перевірити справність обмоток трансформатора Т1. Перевірити доріжки на платі, що об'єднують обмотки Т1. Перевірити запобіжник F3 |
| ДБЖ працює від акумуляторів незважаючи на те, що є напруга в мережі | Напруга в електромережі дуже низька або спотворена | Перевірити вхідну напругу за допомогою індикатора або вимірювального приладу. Якщо це припустимо навантаження, зменшити чутливість ДБЖ, тобто. змінити межу спрацьовування за допомогою перемикачів, розташованих на задній стінці пристрою |
| ДБЖ включається, але напруга в навантаження не надходить | Несправне реле RY1 | Перевірити справність реле RY1 та транзистора Q10 (BUZ71). Перевірити справність IC4 та IC3 та напругу живлення на їх висновках |
| Перевірити доріжки на платі, що сполучають контакти реле | ||
| ДБЖ дзижчить та/або відключає навантаження, не забезпечуючи очікуваного часу резервного електроживлення | Несправний інвертор або один із його елементів | Див. підпункт «Несправний інвертор» |
| ДБЖ не забезпечує очікуваного часу резервного електроживлення | Акумуляторні батареї розряджені або втратили ємність | Зарядіть акумулятор. Вони вимагають перезаряджання після тривалих вимкнень мережного живлення. Крім того, батареї швидко старіють при частому використанні або в умовах високої температури. Якщо наближається кінець терміну служби батарей, доцільно їх замінити, навіть якщо ще не подається звуковий сигнал тривожний заміни акумуляторних батарей. Місткість зарядженої батареї перевірити автомобільною лампою далекого світла 12 В, 150 Вт |
| ДБЖ перевантажений | Зменшити кількість споживачів на виході ДБЖ | |
| Після заміни акумуляторів ДБЖ не вмикається | Неправильне підключення акумуляторних батарей під час їх заміни | Перевірте правильність підключення акумуляторних батарей |
| При включенні ДБЖ видає гучний тональний сигнал, іноді з тоном, що знижується. | Несправні або сильно розряджені акумулятори | Зарядити акумулятори протягом не менше чотирьох годин. Якщо після перезаряджання проблема не зникне, слід замінити акумулятор. |
| Акумуляторні батареї не заряджаються | Несправний діод D8 | Перевірити справність D8. Його зворотний струм не повинен перевищувати 10 мкА |
| Напруга заряду нижче необхідного рівня | Відкалібрувати напругу заряду акумулятора |
Таблиця 5. Аналоги заміни несправних компонентів
| Схемне позначення | Несправний компонент | Можлива заміна |
|---|---|---|
| IC1 | LM317T | LM117H, LM117K |
| IC2 | CD4001 | К561ЛЕ5 |
| IC3, IC10 | 74С14 | Складається з двох мікросхем К561ТЛ1, висновки яких з'єднати згідно цоколівки на мікросхему |
| IC4 | LM339 | К1401СА1 |
| IC5 | CD4011 | К561ЛА7 |
| IC6 | CD4066 | К561КТ3 |
| D4...D8, D47, D25...D28 | 1N4005 | 1N4006, 1N4007, BY126, BY127, BY133, BY134, 1N5618... 1N5622, 1N4937 |
| Q10 | BUZ71 | BUZ10, 2SK673, 2SK971, BUK442...BUK450, BUK543...BUK550 |
| Q22 | IRF743 | IRF742, MTP10N35, MTP10N40, 2SK554, 2SK555 |
| Q8, Q21, Q35, Q31, Q12, Q9, Q27, Q28, Q32, Q33 | PN2222 | 2N2222, BS540, BS541, BSW61...BSW 64, 2N4014 |
| Q11, Q29, Q25, Q26, Q24 | PN2907 | 2N2907, 2N4026...2N4029 |
| Q1...Q6, Q36, Q37 | IRFZ42 | BUZ11, BUZ12, PRFZ42 |
Геннадій Яблонін
"Ремонт електронної техніки"
Перш ніж вирушити в магазин за придбанням нового UPS/ДБЖ (Джерело Безперебійного Харчування), пригадаємо, для чого саме потрібний ДБЖ.
Можна виділити кілька основних призначень ДБЖ, пов'язаних з найбільш поширеними проблемами з живленням в наших електромережах:
- Зникнення напруги.
- Електромагнітні та високочастотні перешкоди.
- Стрибки напруги.
- Підвищення напруги.
- Зниження напруги.
Виходячи з цього, при виборі ДБЖ ми будемо наголошувати на конкретній проблемі.
У свою чергу, самі Джерела Безперебійного Живлення поділяються на три найпоширеніші категорії:
Off-line UPS– не стабілізують напругу; вихідна амплітуда та частота така ж, як вхідна. У нормальному режимі ДБЖ фільтрують змінну напругу пасивними фільтрами і при падінні або підвищенні щодо певного рівня переходять на акумулятори, працюють від батарей дуже мала кількість часу і відключають навантаження. Основне застосування - захист некритичного навантаження від відключення напруги в районах зі стабільною напругою без серйозних перешкод. Відмінні ознаки off-line UPS – невеликі габарити, простий дизайн та відносно невелика ціна.
Line-interactive UPS- ДБЖ стабілізують змінну напругу ступінчасто за допомогою автотрансформатора (бустера). Наприклад, при 220 на вході вони дають 220 на виході, при 210 на вході – 210 на виході, при падінні до 200, вони «накидають» 20 і отримують 220 В. При роботі в нормальному режимі ДБЖ не коригують частоту. ДБЖ мають пасивні фільтри і в нормальному режимі - вони фільтрують ними змінну напругу. При пропаданні напруги ДБЖ, обладнані додатковими батареями, можуть підтримати навантаження до півтори години. Цей клас широко застосовується на робочих станціях та невеликих серверах. У line-interactive UPS є привабливий зовнішній вигляд, невеликі габарити, але, відповідно, більш висока ціна щодо ДБЖ off-line.
On-line UPS- Джерело безперебійного живлення з подвійним перетворенням. Захищає навантаження практично від усіх неполадок у мережі. Перетворює 100% надходить до нього на вхід змінної напруги на постійне, а потім виконує зворотне перетворення. При першому перетворенні з дуже поганої зовнішньої змінної напруги можна отримати стабільну постійну напругу, на виході ДБЖ завжди формує синусоїду заданої якості. До цього класу не застосовується таке значення, як час переходу працювати від акумуляторів. Все це робить його найдорожчим із усіх ДБЖ.
Power factor– комплексний показник, що характеризує лінійні та нелінійні спотворення форми струму та напруги в електромережі, обумовлені впливом навантаження (наприклад, ДБЖ). Обчислюється як відношення поглинається навантаженням активної потужності до повної.
У нашому огляді ми докладніше розглянемо роботу лінійно-інтерактивного ДБЖ з прикладу Enhanced Series 1000C компанії OPTI-UPS. На наш погляд, позначений ДБЖ – типова модель свого класу.
ДБЖ OPTI-UPS ES1000C
Нижче наведено таблицю з технічними характеристиками моделі ES1000C, заявленими виробником.
Зауважимо, що при споживаній від мережі 1000ВА енергії він здатний віддавати 700 Вт потужності на навантаження, в той час як багато виробників ДБЖ з такими ж номіналами споживаної потужності мають нижчий КПП, і потужність споживачеві становить 500-600 Вт. Звідси можна з'ясувати power factor нашого ДБЖ – він становить 0,7.
Отже, виробник гарантує нам мінімальний час реакції на перемикання на роботу від акумуляторів та великий час автономної роботи від батарей. У упакованій коробці з моделлю ДБЖ ES1000C ми виявили таке:
1.ДБЖ OPTI-UPS ES1000C.
2. Інтерфейсний кабель RS232.
3. Кабель модему RJ-11.
4.Шнур живлення ДБЖ.
5.Шнур для підключення навантаження.
6.Інструкція російською мовою.
7.Компакт-диск із програмним забезпеченням російською мовою.
Можна сказати досить стандартна комплектація для пристроїв цього типу.
Дизайн пристрою виглядає привабливо – суворо, але зі смаком. На передній панелі розташовані світлодіодні індикатори стану ДБЖ та кнопка увімкнення/вимкнення. Можна сміливо сказати – нічого зайвого.
ДБЖ OPTI-UPS ES1000C - передня панель
Задня панель заповнена вісьмома роз'ємами для підключення навантаження та одним роз'ємом для живлення самого ДБЖ від мережі. Тут розташувалися інтерфейсний порт для управління ДБЖ RS232, порти захисту даних RJ-11 і RJ-45, а також механічний запобіжник для захисту ДБЖ від перевантажень.
OPTI-UPS ES1000C - задній вид
Тестування ДБЖ OPTI-UPS ES1000C
Тестування проводилося на устаткуванні наступної конфігурації:
1.19-дюймовий монітор CRT.
2. Системний блок.
3.Колонки.
Відразу хочеться відзначити, що тест проводився в умовах нелінійного навантаження - на нашу думку, таке використання ДБЖ реально наближено до дійсного. Усі результати наближені до експлуатаційних, а не до технічних.
Для порівняльного уявлення споживання потужності всіма цими приладами нижче виведені усереднені значення споживання потужності компонентів ПК і серверів, що найчастіше використовуються.
Ми думаємо, що кожен легко зможе вибрати для себе потрібні параметри споживання потужності свого ПК.
Програмне забезпечення даної моделі побудовано так, що найнедосвідченіший користувач зможе розібратися та налаштувати ДБЖ під свій конкретний профіль роботи. Про це свідчить фотографія робочого вікна програмного забезпечення.
Журнал всіх подій ведеться запис, після чого видається користувачеві як повідомлення. Загалом стандартний набір функцій. Щоправда, є й не зовсім звичайні
PowerDevice Manager
Здатність фільтрації змінного струму, що надходить із мережі загального користування, реалізована на пристойному рівні – свідчать показання осцилографа.
Здатність фільтрації змінного струму, що надходить з мережі загального користування, реалізована на пристойному рівні – свідчать показання осцилографа
Синусоїда змінного струму, що відображається на осцилографі, має незначні відхилення від ідеальної форми. Виглядає невеликий кут на спаді з позитивної зони.
При роботі від акумуляторів змінний струм, що генерується, має ту ж частоту 50 Гц, що і при роботі від мережі загального користування.
При роботі від акумуляторів змінний струм, що генерується, має ту ж частоту 50 Гц, що і при роботі від мережі загального користування
До речі, замість заявлених виробником 45 хвилин автономної роботи робочої станції від акумуляторів тестовий ПК пропрацював 30 хвилин. Але до мінуса це віднести не можна, оскільки ПК у тестовому режимі активно використовувався, отже, споживання енергії зросло. А ось час відновлення розряджених акумуляторів до 90% від номінальної ємності, навпаки, цілком збігається із заявленим виробником ДБЖ часом і становить 4 години з невеликим. Ще раз нагадаємо, що багато залежить від споживання та активності використання ПК. Не забуватимемо і кінцевої належності використання ДБЖ, яка полягає в коректному завершенні роботи робочої станції або сервера при відключенні живлення від мережі загального користування та придушенні перешкод, стрибків напруги, а не тривалості роботи. Хоча і це важливий параметр ДБЖ.
