При частих перебоях електричної мережі вдома чи офісі джерела безперебійного живлення виявляються незамінними помічниками. У разі відключення електрики вони продовжують живити електроніку від вбудованої батареї, не дозволяючи їй різко вимкнутись. Зазвичай ДБЖ вистачає на 10–15 хвилин роботи без розетки — цього достатньо, щоб зберегти важливі документи і правильно завершити роботу системи.
Але ДБЖ корисні не тільки для комп'ютерів — безперебійники використовуються скрізь, де різке відключення живлення не рекомендується або взагалі протипоказано. Наприклад, у системах відеоспостереження чи розумного будинку, а також для опалювальних систем та комплексів безпеки.
Для різних завдань є різні джерела безперебійного харчування. Деякі підходять лише як резервне харчування, а інші можуть стабілізувати напругу та захищати обладнання від перепадів у мережі.
За останні роки безперебійники стали компактнішими і доступнішими, але конструктивно ніяк не змінилися. Це ті ж «коробочки» з акумулятором і електронікою, яка може виконувати роль автоматичного перемикача резервного живлення, працювати як стабілізатор і навіть з'єднуватися з комп'ютером для обміну даними про ДБЖ.
Залежно від топології електронного обв'язування залежить специфіка роботи джерела живлення. Існує три типи ДБЖ: оффлайн, лінійно-інтерактивні та онлайн.
Офлайн або резервні. Це найпростіший тип джерел живлення, які мають акумулятор, а також базова електрична схема. При відключенні живлення резервний ДБЖ просто переводить техніку працювати від вбудованої батареї. Такий тип захищає не так від перепадів напруги, як від раптового відключення електроенергії.
Ще один недолік оффлайн-ДБЖ — тривалий час переведення на живлення від батареї. Зазвичай це від 6 до 20 мс, що для деякої чутливої техніки є суттєвим.
Офлайн ДБЖ призначений для домашнього застосування та не підходить для роботи з промисловою технікою, яка має асинхронні та інверторні двигуни. Це сильно обмежує область застосування такого типу джерел.
Лінійно-інтерактивні. Це також резервні ДБЖ, в конструкцію яких додано стабілізатор. Як відомо з назви, такий компонент дозволяє утримувати напругу в допустимих межах за її сильних коливань. Діапазон вхідних струмів, при яких безперебійник не перемикатиметься на батарею, у таких джерел ширший. Тож вони не лише захищають електроніку від небезпечних сплесків у мережі, а й заощаджують ресурс акумулятора.
Такі ДБЖ підходять для використання в заміських будинках або на дачах, де напруга сильно коливається. Але й у звичайних умовах лінійно-інтерактивні моделі зайвими не будуть — вони трохи дорожчі, при цьому не вимагають частої заміни акумулятора. Отже, протягом усього терміну служби пристрою переплачену суму буде виправдано.
Лінійно-інтерактивні ДБЖ застосовуються в тих же задачах, що й резервні. Їхня суттєва відмінність — стабільний струм на виході. Вони підходять для аварійного живлення ПК, роутерів, систем охорони та відеоспостереження.
Онлайн або подвійне перетворення. У таких ДБЖ змінний струм спочатку перетворюється на постійний, а потім назад на змінний, але вже з ідеальною частотою, формою і напругою. Це і є подвійне перетворення. Акумулятор постійно включений у ланцюг, тому онлайн-ДБЖ в принципі немає затримки при переході на автономне живлення.
Джерела безперебійного живлення з подвійним перетворенням дорожчі за звичайні ДБЖ, тому використовуються тільки в професійних завданнях. Наприклад, там, де відключення електроенергії може призвести до серйозних наслідків, а якість напруги та швидкість переходу на автономне живлення має першочергове значення — у серверних кімнатах, дата-центрах чи медицині.
Джерела безперебійного живлення відрізняються як топологією, а й іншими параметрами. Наприклад, у них є два типи потужності, різні показники автономної роботи та швидкості перемикання з розетки на батарею, а також інші характеристики.
Потужність. Це специфікація, яку варто орієнтуватися під час виборів ДБЖ насамперед. Тут все просто — чим вища корисна або активна потужність безперебійника, тим більше приладів можна буде від нього запитати. Така потужність вимірюється у ватах.
Часто виробники вказують замість неї інший параметр — повну вихідну потужність, яка вимірюється у вольт-амперах (ВА). Це не те саме. Краще уточнити потужність у Ват, але, якщо її не вказали, можна розділити повну на 0,7. Повинне вийти зразкове значення.
Ємність аккумулятору. Це ще один важливий параметр, який вимірюється в ампер-годинниках і визначає тривалість роботи ДБЖ. Чим більша ємність акумулятора, тим довше безперебійник зможе працювати без електрики. Ця характеристика, а також час автономної роботи в хвилинах зазвичай вказуються в специфікаціях до пристрою.
Деякі ДБЖ здатні протриматися до 5 хвилин при навантаженні 500 Вт і до 15 хвилин при навантаженні 100 Вт. Цього із запасом вистачить, щоб завершити роботу на комп'ютері та вимкнути систему. Однак у серверних умовах або для роботи опалювальної автоматики цього буде дуже мало. Тому для критичної інфраструктури краще використовувати моделі із великою кількістю АКБ та/або зовнішніми акумуляторами (онлайн топологія).
Швидкість перемикання. При відключенні зовнішнього живлення ДБЖ потрібен час для того, щоб автоматика встигла перевести живлення з розетки на акумулятор. Модель резервного типу на це потрібно до 20 мс, лінійно-інтерактивні перемикаються не довше 10 мс, а онлайн-моделі роблять це миттєво.
Для комп'ютерів 20 мс це не критично, але для чутливої електроніки може бути багато навіть 8-10 мс. У цьому плані ДБЖ з подвійним перетворенням є свого роду незамінними.
Чистота синусоїди. У російських розетках змінний струм має частоту 50 Гц — тобто, 50 разів на секунду змінює напрямок. Тому його і називають змінним. Якщо розглянути напругу на графіку, вона буде виглядати як ідеальна синусоїда — це чистий сигнал. Проте буває і «брудний» — його називають меандром. Такий струм теж змінює свій напрямок 50 разів на секунду, але робить це не плавно, а східчасто.
На виході з резервних і деяких лінійно-інтерактивних ДБЖ виходить сигнал у вигляді меандра. Він підходить для комп'ютерної електроніки, але протипоказаний чутливою до форми сигналу техніки та обладнання з електродвигунами. Наприклад, для газових котлів, холодильників, пральних машин, насосів, пилососів та нагрівальних приладів краще купувати ДБЖ з подвійним перетворенням або лінійно-інтерактивних із чистим синусом, у яких на виході виходить ідеальна синусоїда.
Тип акумулятора. Джерела безперебійного живлення можуть відрізнятися типом акумулятора. У більшості моделей використовуються свинцево-кислотні батареї, але останнім часом на ринку починають з'являтися моделі з літій-іонними АКБ. Перші дешевше, але менш довговічні, а другі дорожчі, але надійніші, тому що мають велику кількість циклів заряду/розряду.
ДБЖ з таким типом батарей виявляються приблизно в 2-3 рази дорожчими, тому що в них використовується більш складна електронна начинка — наприклад, цифрові контролери для акумуляторів, а також зарядні модулі з точним регулюванням струму. Тому літій-іонні моделі поки що тільки підкорюють ринок, починаючи з сегмента трифазних пристроїв.
Рознімання для підключення. Безперебійники в залежності від моделі можуть комплектуватись різними типами розеток для підключення периферії. Це можуть бути звичні євророзетки, комп'ютерні роз'єми або клемні з'єднання. Найчастіше у продажу зустрічаються перші два варіанти.
Крім силових роз'ємів в ДБЖ бувають інші з'єднання — наприклад, USB-порти для управління безперебійником за допомогою програми на комп'ютері.
Надто слабкий безперебійник йтиме на захист при перевищенні заявленої потужності, але й переплачувати за занадто потужний ДБЖ теж не варто. Тому перед вибором пристрою потрібно визначитися, яку саме техніку наш ДБЖ живитиме.
Наприклад, середнього безперебійника потужністю 400–500 Вт вистачить для одночасної роботи великого телевізора, ігрової приставки та настільної світлодіодної лампи. Щоб розрахувати потужність під свої завдання, необхідно скласти енергоспоживання всієї електроніки та порівняти її з номіналом ДБЖ. Наприклад, у нас є такі споживачі:
- Системний блок домашнього ПК — 250 Вт;
- Монітор — 60 Вт;
- Смартфон на швидкій зарядці — 60 Вт.
Сукупна потужність споживачів у цій зв'язці становить близько 370 Вт. Додаємо запас 25% — виходить, для таких завдань підійде ДБЖ потужністю до 500 Вт. Вибирати в такому сценарії потужнішу систему не варто — ви просто переплатите, а ще замість компактної та легкої моделі отримаєте важку та габаритну коробку.
Якщо ви хочете запитати від ДБЖ холодильник чи іншу велику побутову техніку, то такий метод підбору не підійде. Справа в тому, що компресор холодильника, двигун пральної машини і навіть двигун звичайного вентилятора мають високі пускові струми. А ми пам'ятаємо, що при постійній напрузі сила струму впливає на потужність. Тобто ДБЖ має «потягнути» не лише харчування, а й короткочасне перевантаження струмом.
| Споживачі | Номінальна потужність, Вт | Коефіцієнт пускового струму | Пускова потужність, Вт |
| ЖК телевізор | 200 | 1,0 | 200 |
| Музичний центр | 200 | 1,0 | 200 |
| Електроплита | 6000 | 1,0 | 6000 |
| Холодильник | 200 | 3,5 | 700 |
| Порохотяг | 1400 | 1,2 | 1680 |
| Пральна машина | 1000 | 3,5 | 3500 |
| Кондиціонер | 1000 | 3,5 | 3500 |
| Обігрівач | 1000 | 1,2 | 1200 |
| Занурювальний насос | 1000 | 5 | 5000 |
Якщо ви підбираєте ДБЖ, наприклад, для котла, який споживає 200 Вт та циркуляційного насоса (50 Вт), множте номінальну потужність на 1,25. Тобто вам знадобиться ДБЖ на 250 Вт з урахуванням запасу.
Джерела безперебійного живлення видають стандартний струм із напругою 220/230 В, від якого може працювати будь-яка техніка. Головне, дотримуватися двох умов — не перевищувати номінальну потужність безперебійника і розбиратися, який тип ДБЖ підходить для електроніки, що підключається.
Звичайні резервні ДБЖ без проблем функціонують у парі з комп'ютерами, телевізорами, моніторами, роутерами, ТВ-приставками та іншою електронікою. Однак до них не можна підключати холодильники, мікрохвильові печі, пральні машини, фени та іншу побутову техніку. Також вони не призначені для живлення автоматики газових казанів та циркуляційних насосів. Те саме стосується лінійно-інтерактивних безперебійників.
Пристрої, наведені вище, а також обладнані асинхронними електродвигунами, потрібно підключати до джерел безперебійного живлення з подвійним перетворенням. Такі ДБЖ видають максимально рівну синусоїду, що гарантує нормальну роботу техніки.
Якщо розглядати джерела безперебійного живлення лише як метод захисту дорогої електроніки та складного обладнання від перепадів напруги та інших проблем у мережі, то ДБЖ – не найкращий вибір.
Із завданням фільтрації та вирівнювання струму краще справляються спеціально призначені для цього пристрою — стабілізатори. У них набагато ширший діапазон вхідної напруги, а також більш висока точність стабілізації. Та й потужність вони «перетравлюють» чималу — якщо ДБЖ від 3 кВт і вище є промисловими, то домашні стабілізатори витягують на собі до 15 кВт і більше, а коштують при цьому близько 30 тисяч рублів.
Тим не менш, у своїй ваговій категорії джерела безперебійного живлення незамінні, бо ні стабілізатор, ні потужна підстанція біля будинку нічим не зможуть допомогти під час відключення електроенергії. У той час, як у будинку все знеструмиться, техніка, підключена до ДБЖ, продовжить функціонувати без наслідків. Це важливо, якщо на об'єкті працює відеоспостереження, а також підключені пристрої розумного будинку та різні модулі безпеки, наприклад, домофон або електрозамок.
У такому випадку ідеальна схема виглядає так — на введенні встановлюється потужний стабілізатор, а вже за ним кожна екосистема підключається через відповідний ДБЖ. Якщо планується підключення лише лінійно-інтерактивного або он-лайн ДБЖ, можна обійтися без стабілізатора: він вже є в самих джерелах. За такої схеми напруга завжди буде максимально стабільною, а важливе обладнання не вимкнеться у разі повного знеструмлення. Цю зв'язку можна доповнити генератором — ДБЖ протримаються 10-15 хвилин, за цей час ви встигнете запустити генератор навіть вручну.
Які пристрої в квартирі та заміському будинку важливо оснащувати ДБЖ?
Оснащувати ДБЖ можна будь-яку техніку та електроніку. Головне, щоб безперебійник підходив за типом та потужністю.
Чи можна використовувати з ДБЖ автомобільний акумулятор?
Чисто теоретично – так. Але акумулятори, які використовуються в ДБЖ, мають іншу структуру та оптимальні саме для своїх завдань. Наприклад, їм не потрібно забезпечувати великі пускові струми, як у автомобільних ДБЖ. Виробники безперебійників рекомендують використовувати тільки батареї, які призначені для ДБЖ.
Який термін служби ДБЖ?
Термін служби завжди регламентує виробник. В основному він залежить від якості компонентної бази, а також умов експлуатації пристрою. Проте в ДБЖ найчастіше виходять з ладу батареї, тоді як сам пристрій може спокійно пережити кілька замін елементів живлення.
Що стосується акумуляторів, їх термін служби обмежений кількістю циклів заряду. Стандартний термін служби свинцево-кислотних батарей становить 3-5 років.
- Відповідаємо на запитання — навіщо потрібен ДБЖ. Для комп'ютерної електроніки, побутової техніки або котла.
- Визначаємося з типом безперебійника — Залежно від завдань вибираємо оффлайн, лінійно-інтерактивний або онлайн.
- Вважаємо потужність — для нормальної роботи потужність ДБЖ має із запасом у 25% покривати потужність усіх підключених споживачів.
- Вибираємо модель за смаком. Орієнтуючись на потужність і тип ДБЖ, вибираємо будь-яку модель, що сподобалася.
