Как выбрать источник бесперебойного питания (ИБП)

Чтобы самостоятельно выбрать правильный ИБП для какого-либо устройства (говоря «по-научному» - нагрузки) нужно достаточно чётко представлять как особенности конструкции и работы ИБП разных схем, так и особенности подключаемого устройства. Попытаемся же кратко и понятно рассмотреть обе стороны вопроса для разных случаев, с примерами.

Нагрузки всякие нужны — они по-разному важны!

Наиболее часто встречающийся вопрос «а как выбрать ИБП для компьютера или ноутбука» - самый простой и понятный, как бы это странно ни показалось. Во-первых, для ноутбука бесперебойник как таковой вообще не нужен — он «сам себе ИБП», учитывая наличие встроенной батареи (сугубо частный случай «высаженного в ноль» аккумулятора не рассматриваем). Во-вторых, по своей конструкции практически любой компьютер — наименее «привередливое» к электрическому питанию устройство.

В самом деле, поступающее в компьютер переменное сетевое напряжение сначала фильтруется на предмет импульсных помех/выбросов (в случае «предельно китайского компьютерного БП с кучей перемычек вместо сэкономленных электронных компонент» эту функцию может выполнять внешний качественный удлинитель-разветвитель на несколько сетевых розеток), а затем выпрямляется и накапливается в высоковольтных конденсаторах блока питания — причём в зависимости от их ёмкости и потребления самого компьютера этот заряд поможет «пережить» полный провал сетевого напряжения на время где-то от ста до трёхсот миллисекунд.

Таким образом, здесь питающее напряжение может быть практически любой формы (синусоида, трапеция, меандр или даже постоянное) и варьироваться в широких пределах по частоте и вольтажу — главное, чтобы конденсаторы успевали восстановить необходимый заряд, который далее преобразуется в полный набор напряжений для питания процессора, материнской платы и прочей периферии.

А вот вопрос «ну а ИБП для холодильника как выбрать» - куда сложнее в своей изначальной постановке. Дело в том, что подавляющее количество бытовых холодильников имеет в своём составе компрессор, приводимый в действие тем или иным электродвигателем. И вот тут-то и выясняется, что двигателю для нормальной работы необходимо питающее напряжение максимально приближенной к синусоиде формы и с малым отклонением от стандартных 50 герц.

Более того, двигатель — это «неприятная» нагрузка для питающей сети, поскольку обладает ещё и значительной индуктивностью (все тонкости различий между активной и реактивной нагрузкой интересующийся читатель может почерпнуть самостоятельно из профессиональной электротехнической литературы — они выходят за рамки этой статьи). Столь же неприятные нюансы выясняются и при попытках подключения таких вроде бы сугубо компьютерных устройств, как лазерные принтеры: собственно в момент печати их пиковое потребление резко возрастает (как у включаемого утюга, буквально) – поскольку тонер на бумаге необходимо как следует «пропечь». Но есть и ещё более «варварские» устройства в плане потребления электроэнергии — это бытовые СВЧ печи, мощные циркуляционные насосы систем отопления, дрели, перфораторы и так далее...

Классификация ИБП по их внутренней архитектуре

Принято выделять три основных схемы построения ИБП: резервную, интерактивную и двойного преобразования (рассмотрим их кратко, а глубоко интересующихся отошлём к специальной литературе):

Резервная схема предполагает, что всё основное время нагрузка запитана от сети через фильтрующие схемы ИБП, а в случае выхода параметров сетевого напряжения за допустимые пределы происходит переключение (обычно — за счёт электромеханического реле) на питание от инвертора, подключенного ко внутренней батарее ИБП. Такие виды наиболее дёшевы и имеют высокий КПД — но не могут корректировать ни частоту, ни форму входного напряжения, а их собственное выходное напряжение далеко от синусоидального.

Интерактивная схема отличается от предыдущей тем, что на входе добавляется ступенчатый автотрансформатор, позволяющий грубо регулировать выходное напряжение без коррекции его частоты, а встроенный инвертор как правило способен генерировать «более синусоидальное» чем меандр напряжение на выходе (например, трапециевидное). Но за всё приходится платить: и КПД этих устройств получается пониже, а цена — повыше.

И наконец, самая «правильная» схема — это схема двойного преобразования: здесь происходит полная конверсия входного напряжения, без его прямой передачи в нагрузку. КПД такой схемы обычно ещё ниже (а цена — ещё выше) — зато параметры выходного напряжения всегда стабильны и легко удовлетворяют самую «привередливую» нагрузку.

Если с архитектурой ИБП после прочтения вышеизложенного всё стало хоть немного более понятно, то с вопросом «как выбрать мощность ИБП» сложности возникают сразу — после первого же взгляда на таблицу с их характеристиками: там нет более-менее привычных нам всем «ватт» - а есть непонятные «вольт-амперы»! Дабы не утонуть в деталях и не получить излишних проклятий со стороны «профи», поясним так: вольт-амперы сродни известному «сферическому коню в вакууме», а для перевода их в привычные пониманию обывателя ватты указанное значение необходимо домножить на некоторый понижающий коэффициент (порядка 0.8-0.6), зависящий от типа и характеристик нагрузки.

Поэтому с практической точки зрения выбор ИБП следует начинать с работающего «дедовского» способа определения средней потребляемой мощности устройства – по электросчётчику. И наибольшие сложности тут сразу ожидают «игроманов» с их навороченными компьютерами и видеокартами, ибо производители этого «железа» всеми правдами и неправдами занижают потребление и напирают на «энергоэффективность» – хотя какое до неё дело игроку, если он надеялся «потусить без света хотя бы с полчасика», а в итоге получил максимум минут десять? Другими словами, если вести речь о долговременной (минимум десятки минут) работе, то для грубых прикидок следует брать максимальный понижающий коэффициент и наибольшую экспериментально замеренную среднюю мощность. Освежить в памяти знания по электротехнике (или хотя бы школьный курс физики) тоже не помешает.

Проблема выбора

Какие же выводы можно сделать из всего вышесказанного? Во-первых, на вопрос «а какой ИБП выбрать для компьютера» следует отвечать — самый простой и недорогой, работающий по резервной схеме и позволяющий продержаться вашему компьютеру без электричества минут пять, т.е. ровно столько, сколько нужно для комфортного закрытия всех приложений, сохранения данных и штатного выключения (если у вас в микрорайоне погас свет, то и проводного интернета с большой вероятностью у вас тоже не будет — ибо без питания останутся все локальные маршрутизаторы и т.д. вашего провайдера!) Если хотите работать действительно долго (автономно) то вам нужен свой генератор, а не ИБП. Во-вторых, к вопросу как выбрать ИБП нужно подходить не с «благими пожеланиями», а с цифрами на руках, чётко себе представляя и спектр подключаемого оборудования, и его особенности. Чем больше начальных данных вы соберёте — тем проще будет вам или тому специалисту, к которому вы обратитесь за консультацией. В-третьих, ответ на вопрос какой ИБП выбрать для не-компьютерного оборудования (насос и т.д.) жёстко увязан с тем, что у этого оборудования внутри (асинхронный двигатель — или последовательного возбуждения и т.д.), т.е. общих рекомендаций здесь нет и быть не может.

Разумеется, можно пойти по пути «возьмём то, что непременно сработает» - то есть ИБП по схеме с двойным преобразованием и «честной» синусоидой на выходе. Однако тут необходимо учитывать, что как правило такие ИБП большой (ведь нужен запас на импульсные токи включения, уже упомянутый выше коэффициент мощности нагрузки т. д.) мощности могут стоить очень и очень прилично, а попытки экономии на их мощности могут закончиться ещё более дорогим ремонтом — причём не только ИБП.

Так что как бы это неприятно для некоторых не звучало, но в большинстве нестандартных случаев в вопросе «как выбрать источник бесперебойного питания под мою нагрузку» вам потребуется помощь специалиста из предполагаемой (или конкурирующей — тут всё едино) фирмы-поставщика, поскольку ему должны быть наиболее хорошо известны все нюансы эксплуатации предлагаемого оборудования. Разумеется, вы можете положиться исключительно на собственные силы и ум — но для этого вам самому потребуется быть хорошим специалистом с большой практикой во всех указанных областях.

В противном же случае вы рискуете на своём личном опыте проверить весьма известную в среде технических специалистов поговорку: «скупой платит дважды, глупый платит трижды — а вот сколько заплатит и скупой, и глупый?» Так что если у вас нет в наличии подобного опыта - не экспериментируйте на своём оборудовании, дабы потом не оказаться разочарованными полученным результатом и неожиданными существенными тратами на его ремонт или замену. Пусть свою работу делают настоящие профессионалы своего дела - а уж с них-то вы потом спросите!