Источник бесперебойного питания схема своими руками. Бесперебойник своими руками

Допустим, что вы решились купить источник бесперебойного питания (ИБП) специально для того, чтобы случись что ваши домашние ценные электроприборы не пострадали от нештатных выключений и не перегорели от скачков напряжения. Цель разумная, но … вдруг выясняется, что ИБП неисправен. То постоянно пищит о работе в аварийном режиме, хотя с напряжением в сети все нормально, то вообще не включается… Что делать? Нести ремонтировать в сервисный центр? Не торопитесь…

Прежде чем тащить блок ИБП (весьма, кстати, увесистый) в ремонтную мастерскую, имеет смысл осмотреть его внимательно и проверить - а нельзя ли починить аппарат самому? С одной стороны ИБП - устройство достаточно сложное, а с другой - даже в сложных устройствах большой процент неисправностей составляют банальные нарушения контактов.

Кстати - именно они чаще всего и бывают причиной ситуации, когда ИБП вообще не включается. Сплошь и рядом для «устранения неисправности» достаточно бывает проверить предохранитель (прерыватель цепи) или «прозвонить» провод со штепселем, ведущим к розетке.

Но может статься, что ИБП почему-то то и дело включается в аварийный режим (о чем сообщает отчаянным писком), хотя ничего страшного в электросети не происходит.

Почему он так делает? Чтобы это понять, надо сперва надо посмотреть на принципиальную схему ИБП и прикинуть что в нем может сломаться.

Наиболее распространенный вариант ИБП - это сочетание стабилизатора напряжения и сетевого фильтра с отводом части напряжения на выпрямитель, аккумулятор и преобразователь постоянного тока в переменный. В нормальных условиях электричество со стабилизатора подается прямо на нагрузку (тогда в реле RY1 будут соединены контакты 5 и 3), а если напряжение в сети пропадает, то реле соединяет контакты 4 и 3 - и инвертор (преобразователь) напряжения начинает работать от аккумуляторной батареи, которой в идеале должно хватить на 15-20 минут работы прежней нагрузки.

Так вот - если реле установлено не то (или просто неправильно отрегулировано), то оно может срабатывать не на полное исчезновение напряжения в сети, а просто на его понижение Которое не исключено, если в ИБП установлен стабилизатор релейного типа.

Чтобы исправить такую неисправность достаточно будет повернуть регулятор реле на четверть оборота в сторону уменьшения чувствительности.

Следующий возможный источник неправильной работы ИБП - это аккумулятор. Он может потерять емкость из-за неправильной эксплуатации, а может высохнуть или «пробиться» - тогда ИБП либо не будет работать положенное время, либо контроллер станет выдавать сигнал о неисправности ИБП.

Что делать в этом случае?

Прежде всего - не паниковать. Если ИБП только что куплен, то вполне может может быть, что аккумулятор в нем еще не заряжен. Тогда при первом включении контроллер «обнаружит неисправность», но через несколько минут успокоится, поскольку аккумулятор начнет заряжаться.

Тем не менее, после такого сигнала лучше будет все же проверить емкость аккумулятора дополнительно. Сделать это довольно просто - оставить ИБП на сутки включенным без нагрузки, чтобы аккумулятор полностью зарядился, а потом подключить четко известную нагрузки (например - 100-ваттную лампочку) и отключить ИБП от сети.

В этом случае он должен будет начать работать в аварийном режиме - и в этом режиме лампочка должна будет нормально светить минут 20. Больше пытать ИБП не надо - слишком сильный разряд тоже опасен для аккумулятора. Если же аккумулятор в ИБП положенных 20 минут не выдерживает - то тут уж ничего не поделаешь: придется заниматься каждой батареей по отдельности. Может их можно «вылечить»…

Ну и, наконец, есть еще один совет… условно полезный (так скажем).

Если вы в поисках неисправности сняли с прибора крышку, то присмотритесь заодно к плате, на которой сосредоточена вся «электронная начинка» ИБП.

У некоторых аппаратов (особенно - китайского производства) провода-полоски могут отслаиваться от пластиковой основы и рваться. Обнаружив такой казус, можно исправить его самостоятельно при помощи паяльника.

Сразу предупреждаем: такой метод устранения неисправностей на жаргоне электриков называется «бросить соплю» и он лишит вас права на гарантийное обслуживание. Так что лучше к нему раньше времени не прибегать…

Источник бесперебойного питания. Характеристики устройства: прямое преобразование из постоянного 12-ти вольтового напряжения в переменное 220 В с частотой 50 Гц (). Максимальная мощность — 220 Вт. Обратное преобразование — используется для заряда аккумулятора. Зарядный ток около 6 А. Быстрое переключение из прямого преобразования в обратный режим.

Схема источника бесперебойного питания представлена ниже

На элементах VT3, VT4, R3…R6, С5, С6 собран тактовый генератор, который вырабатывает импульсы с частотой в среднем 50 Гц. Генератор, управляет работой транзисторов VT1, VT6. В коллекторную цепь этих транзисторов подключены обмотки IIa, IIб трансформатора Т1.

В качестве выпрямителя в обратном режиме и для защиты транзисторов VT1, VT6 в прямом режиме используются диоды VD2, VD3. Сетевой фильтр выполнен на элементах С1, С2, L1, а на элементах VD1, СЗ, С4 фильтр тактового генератора.

Работа источник бесперебойного питания:

Прямое преобразование: Напряжение +12 В попеременно прикладывается к обмоткам IIа или IIб, а трансформатор Т1 преобразует его в напряжение 220 В/50 Гц. Это напряжение присутствует на розетке XS1, и к ней подключаются всевозможные потребители (лампы накаливания, телевизор и др.)

Индикатором нормальной работы является свечение светодиодов VD4, VD5. Ток нагрузки может достигать 1 А, что соответствует мощности 220 Вт.

Детали и конструкция

Т1 — можно применить любой трансформатор, на выходе обеспечивающий два напряжения 10В с током нагрузки до 10 А. Катушка L1 изготовлена на ферритовом кольце К28х16х9 М2000НМ. Кольцо следует предварительно обмотать лакотканью, а затем намотать две обмотки по 10 витков провода диаметром 0,55…0,70 мм. Транзисторы VT1, VT6 и диоды VD2, VD3 следует установить на радиатор площадью не менее 200 см2. через слюдяные пластинки.

Поломки бесперебойников могут иметь самый разный характер, но существует набор типовых проблем, с которыми может столкнуться любой владелец ИБП. В большинстве случаев соблюдение определённых рекомендаций может позволить избежать каких-либо проблем при работе с источниками бесперебойного питания. Производители в обязательном порядке указывают рекомендуемые условия эксплуатации. Далее рассмотрим почему не работает бесперебойник и что с этим можно сделать.

Также необходимо обратить внимание, что у ИБП различных производителей один и тот же признак может говорить о различных неисправностях. Проблемы с бесперебойником возникают, как правило, после длительной эксплуатации или из-за тяжелых условий работы. Обычная пыль может вывести из строя бесперебойник. Особенно губительна строительная пыль, поэтому за чистотой помещения нужно обязательно следить. Если не соблюдать простых правил, то вы очень скоро зададитесь вопросом почему бесперебойник не держит нагрузку.

К другим распространённым неисправностям можно отнести износ АКБ , что является наиболее распространённой причиной неисправности бесперебойника для компьютера. Возможно высыхание электролита в конденсаторах. Также высыханию может подвергнуться смазка на вентиляторах циркуляции воздуха. Очень часто причиной того, что перестал работать бесперебойник является поломка инвертора, который не терпит частых перегрузок. Не самым благоприятным образом на инвертор могут повлиять броски напряжения, крайне неудовлетворительное качество питания в сети и неисправные аккумуляторы.

Некоторые пользователи заметить помехи от ИБП, которые вызываются работой самого бесперебойника. Устранить их можно с помощью установки специальных фильтров от электромагнитных и радиочастотных помех.

Не включается UPS

Почему не включается бесперебойник? Ситуация, когда бесперебойник не включается может поставить в тупик, но проблема может крыться в элементарных вещах. Если ваш ИБП имеет небольшую мощность, то стоит в первую очередь стоит убедиться подключен ли ИБП к сети. Далее необходимо проверить напряжение. Если уровень напряжения достаточно низкий в течение длительного времени, то UPS не сможет работать в таких условиях. В таких условиях АКБ будет разряжен, а параметры сети не позволят произвести запуск. В случае, если бесперебойник перестал включаться при заведомо исправном АКБ, то диагностика проблемы потребует специальных навыков.

Производить запуск необходимо в строгом порядке, который прописан в инструкции. Можно попробовать выполнить пробный запуск, который производится без подключенной нагрузки.

Далее необходимо убедиться, что на выходе бесперебойника нет короткого замыкания или перегрузки. Перегрузка возникает, когда мощность нагрузки превышает мощность ИБП, чего допускать нельзя. В современные устройства встроена защита ИБП от КЗ и перегрузок. Если такая защита не предусмотрена признаком неисправности является то, что регулярно выбивает бесперебойник под нагрузкой.

Если подключение производится с помощью клеммной колодки, то необходимо убедиться в правильном подключении нейтрали, заземления и фазы. Очень часто в трёхфазных источниках бесперебойного питания происходит ошибка в подключении кабелей. В том числе переполюсовка, когда плюс и минус находятся не на своём месте. Также ИБП может не включаться при неправильной сборке блока АКБ, неправильном количестве АКБ. Важно заметить, что если номинальное напряжение АКБ не отвечает требованием, то ИБП может не включаться. Во всех этих случаях необходимо всё перепроверить прежде, чем сделать вывод, что нагрузку не держит бесперебойник.

Использование сторонних аккумуляторов может повлиять на состояние ИБП не самым лучшим образом. В источниках бесперебойного питания нельзя использовать автомобильные аккумуляторные батареи . Они совершено не подходят для ИБП, так как имеют иное строение и параметры.

Если указанные советы не помогли, то необходимо обратиться в , где будет выполнена диагностика источника бесперебойного питания с помощью профессионального оборудования.

ИБП отключается при работе

Почему отключается ИБП во время работы? Данная проблема является весьма распространённой, когда посреди работы через непродолжительное время бесперебойник просто отключает нагрузку. Этому может способствовать ряд причин. В таком случае для начала стоит проверить есть ли какие-то неучтённые перегрузки на выходе .

Стоит обратить внимание на то, в каком режиме бесперебойник отключается: при работе от магистральной сети или в автономном режиме. Если отключение происходит при работе от аккумуляторной батареи, то скорее всего неисправна или попросту изношена сама аккумуляторная батарея, что не позволяет ей обеспечить необходимо время работы.

Если вы заметили, что бесперебойник выключает компьютер даже при наличии электроэнергии, то не спешите с выводами. Провалы напряжения могут быть очень короткими, что человек этого может не заметить их. Однако, ИБП в таком случае перебрасывает питание нагрузки на АКБ, а если он опять-таки не исправен, то на лицо и отключение нагрузки.

Возможен ещё один случай, когда ИБП выключает компьютер при работе в автономном режиме. Это может быть вызвано специальным . В число стандартных возможностей в том числе входит и возможность отключения компьютера по заданным установкам. Такие установки могут быть установлены автоматически вместе с программным обеспечением. В таком случае как сделать, чтобы бесперебойник не отключался понятно сразу. Стоит заметить, что такие отключения могут производиться в определённое время или даты.

Точно такая же проблема может возникнуть при удалённом мониторинге. Если вы используете не «родной» кабель для удалённого мониторинга, который идёт в комплекте с источником бесперебойного электропитания. Ответ на вопрос почему выключается бесперебойник может крыться именно в нём. Использование не фирменных аксессуаров может явиться не только причиной того, что отключается ИБП, но и ряда других проблем.

Внезапное отключение может происходить от того, что греется ИБП . Высокая температура не самым лучшим образом сказывается на АКБ. Выделение тепла является характерным для . Но даже их нагрев должен находится на определённом уровне. Если вы заметили, что греется бесперебойник, то необходимо убедиться, что исправно работают вентиляторы охлаждения. Они не должны быть прикрыты или забиты пылью, пухом или чем-то другим, что может помешать циркуляции воздуха.

В случае, когда бесперебойник включается и выключается , проблема может заключаться в низком уровне напряжения сети. Это может стать проблемой для резервных ИБП. Устранить это можно покупкой более продвинутого ИБП или с помощью стабилизатора напряжения .

Возможно отключение происходит при переключении на АКБ. Если ИБП не переключается на батарею, но известно, что АКБ исправна, тогда вероятно проблема находится в неисправном реле, осуществляющем данное переключение.

При подключении маломощной нагрузки можно столкнуться с тем, что бесперебойник отключается через 5 минут. В некоторых моделях минимальная мощность нагрузки воспринимается ИБП как сигнал для отключения. Суть идеи состоит в том, что ИБП воспринимает это так будто, например, компьютер выключен, а сам ИБП отключается, чтобы сэкономить заряд.

Индикация красного цвета

Бесперебойник горит красным, о чём это говорит? Самый точный ответ о значении индикаторов можно узнать в инструкции устройства. Источники бесперебойного питания могут иметь значимые отличия, что касается в том числе индикаторов. Когда на бесперебойнике горит красная лампочка, то это может указывать на то, что произошла перегрузка, аккумулятор не подключен или нуждается в замене.

Восстановление

Как восстановить бесперебойник? Без специальных навыков самостоятельно восстановить бесперебойник можно только тогда, когда проблема кроется в аккумуляторной батарее. Её замена крайне проста. Во оставшихся случаях ремонт может произвести только специалист.

Как можно понять, что сгорел ИБП и почему это произошло? Понять, что произошло непоправимое можно по характерному запаху гари. Это может быть вызвано мощным скачком напряжения в сети. Сгореть в таком случае должен предохранитель, который входит в конструкцию ИБП. Также причиной того, что сгорел бесперебойник может явиться короткое замыкание. В таких случаях возможность восстановления зависит от характера повреждений и их объёма.

Существует ряд случаев, когда ремонт источников бесперебойного питания становится невозможным. В первую очередь это касается механических повреждений. Если ИБП упал с большой высоты и получил серьёзные повреждения, то можно смело начать искать ему замену. Пожары могут вызвать невосстановимые повреждения высокой температурой и огнём. Поставить крест на жизни источников бесперебойного питания могут и потопы или другие ситуации, когда вода попадает внутрь ИБП. При очень длительной эксплуатации электролит в конденсаторах может засохнуть.

Если ваш ИБП стар, то наверняка найти запчасти на такую модель будет невозможно. В этом случае лучше задуматься о приобретении более современной и надёжной модели. Не стоит забывать и о стоимости ремонта, который в некоторых ситуациях может превышать стоимость самого ИБП. Во всех перечисленных случаях искать причину того, что UPS выключается при каждом запуске бессмысленно.

Написать письмо

По любому вопросу вы можете воспользоваться данной формой.

ИБП используются для защиты различных типов электрооборудования в первую очередь компьютерной техники от перепадов напряжения в сети, а также могут в течение нескольких минут, часов или даже суток поддерживать их работу при полном отключении электроэнергии

Источник бесперебойного питания способен справиться со следующими проблемами в электросети : полное отключение питающей сети, высоковольтные импульсные помехи, долговременные и кратковременные всплески напряжения; высокочастотный шум или помехи имеющие место быть в электросети, отклонение частоты более чем на 3 Гц.

Важными параметрами ИБП, является время переключения нагрузки на питание от аккумуляторных батарей и время автономной работы от аккумуляторной батареи.

Резервная схема построения ИБП в рабочем режиме питание нагрузки происходит от электрической сети, которое источник бесперебойного питания фильтрует на предмет высоковольтных импульсов и электромагнитных помех пассивными фильтрами.

При отклонениях сетевого напряжения за нормированные значения нагрузка автоматически подключается к питанию от аккумуляторов с помощью схемы инвертора, которая имеется в каждом ИБП. Как только напряжение в сети войдет в норму источник бесперебойного питания переключит нагрузку на электропитание от сети.

Интерактивная схема ИБП аналогична резервной схеме, но дополнительно на входе установлен ступенчатый стабилизатор напряжения на основе автотрансформатора, позволяющий регулировать выходное напряжение. При обычном режиме работы ИБП работающие по интерактивной схеме не регулируют частоту, а вот в случае отсутствия напряжения он начинает питаться от инвертора с аккумуляторной батареей. Плюсом такой схемы является более короткое время переключения. Кроме того осуществляется синхронизация инвертора с входным напряжением.

Схема двойного преобразования ИБП работает следующим образом: Входное переменное напряжение преобразуется в постоянное, затем с помощью инвертора обратно в переменное. В случае отсутствия входного напряжения переключение нагрузки на питание от аккумуляторов происходит мгновенно, т.к аккумуляторы включены в цепь постоянно.

Основные блоки и узлы которые могут входить в состав ИБП:

Устройство коммутаций
Сетевой фильтр
Зарядное устройство
Аккумуляторная батарея
Инвертор: Преобразователь переменного напряжения в постоянное, Стабилизатор постоянного напряжения, Преобразователь постоянного напряжения в переменное
Устройство коммутаций байпас
Датчик тока
Исходный фильтр
Датчик температуры
Интерфейс
Устройство индикации

Входное сетевое напряжение 220В, 50Гц подается через устройство коммутации и сетевой фильтр на зарядное устройство. Сетевой фильтр необходим для исключения попадания помех в питающую сеть, зарядное устройство осуществляет зарядку аккумуляторной батареи при условии наличия сетевого напряжения.

Инвертор входит в состав любого ИБП. Он построен на основе полупроводникового преобразователя постоянного напряжения АБ в переменное напряжение, поступающее на нагрузку. Часто инвертор совмещает в себе функции как собственно инвертора, так и зарядного устройства. В зависимости от типа ИБП инвертор выдает напряжение различной формы

Байпас - устройство коммутаций. Это устройство используется для непосредственной связи входа и выхода ИБП, исключая схему резервирования питания.

Байпас выполняет следующие функции:

включение или отключение ИБП

перевод нагрузки с инвертора на байпас в случае перегрузок и коротких замыканий на выходе

перевод нагрузки с инвертора на байпас с целью снижения потерь электроэнергии

Статический байпас собран на основе тиристорного ключа из встречно-паралельно включенных тиристоров. Управление ключом происходит от системы управления ИБП

Импульсный блок питания был взят готовый на 28 В, 50А, но можно собрать и самому схем существует великое множество. К импульсному источнику питания подключены два последовательно соединенных 12 вольтовых автомобильных аккумулятора. Инвертор тоже был использован готовый, т.к цена на его комплектующие почти в два раза выше готового устройства. Данного ИБП хватает почти на сутки энергопотребления небольшого частного дома. В случае длительного отключения, а в наших сибирских просторах это часто бывает, включаю на 6 часов дизель-генератор.

Наш ИБП рассчитан на следующие возможности: прямое преобразование из постоянного 12 вольтового напряжения в переменное 220 В с частотой 50 Гц. Максимальная мощность этой схемы ИБП 220 Вт. Обратное преобразование применяется для заряда аккумуляторной батареи. Ток заряда 6 А. Схема обеспечивает быстрое переключение из прямого преобразования в обратный режим.

На радиокомпонентах VT3, VT4, R3…R6, С5, С6 сделан тактовый генератор, вырабатывающий импульсы с частотой следования 50 Гц. Генератор, задает режим работы биполярных транзисторов VT1, VT6. В их коллекторную цепь подсоединены обмотки IIa, IIб трансформатора. Сетевой фильтр собран на пассивных компонентах С1, С2, L1, а на радиоэлементах VD1, СЗ, С4 фильтр тактового генератора.

Удивляет полное отсутствие информации о таких распространенных приборах, как источники бесперебойного питания. Мы прорываем информационную блокаду и приступаем к публикации материалов по их устройству и ремонту. Из статьи Вы получите общее представление о существующих типах бесперебойников и более подробное, на уровне принципиальной схемы, – о наиболее распространенных моделях Smart-UPS.
Надежность работы компьютеров во многом определяется качеством электрической сети. Последствиями таких перебоев электропитания, как скачки, подъемы, спады и потеря напряжения, могут оказаться блокировка клавиатуры, потеря данных, повреждение системной платы и пр. Для защиты дорогостоящих компьютеров от неприятностей, связанных с силовой сетью, используют источники бесперебойного питания (ИБП). ИБП позволяет избавиться от проблем, связанных с плохим качеством электропитания или его временным отсутствием, но не является долговременным альтернативным источником электропитания, как генератор.

ИБП делятся на три основных класса: Off-line (или stand-by), Line-interactive и On-line. Эти устройства имеют различные конструкции и характеристики. Блок-схема ИБП класса Off-line приведена на рис. 1. При работе в нормальном режиме нагрузка питается отфильтрованным напряжением электросети. Для подавления электромагнитных и радиочастотных помех во входных цепях используются фильтры EMI/RFI Noise на металло-оксидных варисторах. Если входное напряжение становится ниже или выше установленной величины или вообще исчезает, то включается инвертор, который в нормальном режиме находится в отключенном состоянии. Преобразуя постоянное напряжение батарей в переменное, инвертор осуществляет питание нагрузки от батарей.
Форма его выходного напряжения – прямоугольные импульсы положительной и отрицательной полярности с амплитудой 300 В и частотой 50 Гц. ИБП класса Off-line неэкономично работают в электросетях с частыми и значительными отклонениями напряжения от номинальной величины, поскольку частый переход на работу от батарей уменьшает срок службы последних. Мощность выпускаемых фирмой APC ИБП класса Оff-line модели Back-UPS находится в диапазоне 250…1250 ВА, а модели Back-UPS Pro – в диапазоне 280…1400 ВА. Блок-схема ИБП класса Line-interactive приведена на рис. 2. Так же, как и ИБП класса Off-line, они ретранслируют переменное напряжение электросети в нагрузку, поглощая при этом относительно небольшие всплески напряжения и сглаживая помехи.
Входные цепи используют фильтр EMI/RFI Noise на металло-оксидных варисторах для подавления электромагнитных и радиочастотных помех. Если в электросети произошла авария, то ИБП синхронно, без потери фазы колебания, включает инвертор для питания нагрузки от батарей, при этом синусоидальная форма выходного напряжения достигается фильтрацией ШИМ-колебания. Схема использует специальный инвертор для подзарядки батареи, который работает и во время скачков сетевого напряжения. Диапазон работы без подключения батареи расширен за счет использования во входных цепях ИБП автотрансформатора с переключаемой обмоткой. Переход на питание от батареи происходит, когда напряжение электросети выходит за границы диапазона.
Мощность выпускаемых фирмой APC ИБП класса Line-interactive модели Smart-UPS составляет 250…5000 ВА.

Рис. 1. Блок-схема ИБП класса Off-line

Рис. 2. Блок-схема ИБП класса Line-interactive

Рис. 3. Блок-схема ИБП класса On-line

Блок-схема ИБП класса On-line приведена на рис. 3. Эти ИБП преобразуют переменное входное напряжение в постоянное, которое затем с помощью ШИМ-инвертора преобразуется снова в переменное со стабильными параметрами. Поскольку нагрузку всегда питает инвертор, то нет необходимости в переключении с внешней сети на инвертор, и время переключения равно нулю. За счет инерционного звена постоянного тока, каким является батарея, происходит изоляция нагрузки от аномалий сети и формируется очень стабильное выходное напряжение. Даже при больших отклонениях входного напряжения ИБП продолжает питать нагрузку чистым синусоидальным напряжением с отклонением не более ±5% от устанавливаемого пользователем номинального значения. ИБП класса On-line фирмы АРС имеют следующие выходные мощности: модели Matrix UPS – 3000 и 5000 ВА, модели Symmetra Power Array – 8000, 12 000 и 16 000 ВА. Модели Back-UPS не используют микропроцессор, а в моделях Back-UPS Pro, Smart-UPS, Smart/VS, Matrix и Symmetria микропроцессор используется.
Наибольшее распространение получили устройства: Back-UPS, Back-UPS pro, Smart-UPS, Smart-UPS/VS .
Такие устройства, как Matrix и Symmetria, используются в основном для банковских систем.
В этой статье рассмотрим конструкцию и схему моделей Smart-UPS 450VA…700VA, применяемых для питания персональных компьютеров (ПК) и серверов.
ИБП Smart-UPS 450VA…700VA и Smart-UPS 1000VA…1400VA имеют одинаковую электрическую схему и отличаются емкостью батарей, количеством выходных транзисторов в инверторе, мощностью силового трансформатора и габаритами. Рассмотрим параметры, характеризующие качество электроэнергии, а также терминологию и обозначения. Проблемы с электропитанием могут выражаться в виде:
полного отсутствия входного напряжения –blackout;
временного отсутствия или сильного падения напряжения, вызванного включением в сеть мощной нагрузки (электромотора, лифта и т.п.) – sag или brownout;
мгновенного и очень мощного повышения напряжения, как при ударе молнии – spike;

Рис. 4. Структурная схема моделей Smart-UPS и Smart-UPS/VS
периодического повышения напряжения, длящегося доли секунды, вызванного, как правило, изменениями нагрузки в сети – surge.
В Росси провалы, пропадания и скачки напряжения как вверх, так и вниз составляют приблизительно 95% отклонений от нормы, остальное – шумы, импульсные помехи (иголки), высокочастотные выбросы.
В качестве единиц измерения мощности используются Вольт-Амперы (ВА, VA) и Ватты (Вт, W). Они отличаются коэффициентом мощности PF (Power Factor):
W = VA х PF.
Коэффициент мощности для компьютерной техники равен 0,6...0,7. Число в обозначении моделей ИБП фирмы АРС означает максимальную мощность в ВА.
Например, модель Smart-UPS 600VA имеет мощность 400 Вт, а модель 900VA – 630 Вт.
Структурная схема моделей Smart-UPS и Smart UPS/VS показана на рис. 4. Сетевое напряжение поступает на входной фильтр ЕМ/RFI, служащий для подавления помех электросети. При номинальном напряжении электросети включены реле RY5, RY4, RY3 (контакты 1, 3), RY2 (контакты 1, 3), RY1, и входное на пряжение проходит в нагрузку. Реле RY3 и RY2 используются для режима подстройки выходного напряжения BOOST/TRIM. К примеру, если напряжение сети увеличилось и вышло за допустимый предел, реле RY3 и RY2 подключают дополнительную обмотку W1 последовательно с основной W2. Образуется автотрансформатор с коэффициентом трансформации
K = W2 / (W2 + W1)
меньше единицы, и выходное напряжение падает. В случае уменьшения сетевого напряжения дополнительная обмотка W1 реверсируется контактами реле RY3 и RY2. Коэффициент трансформации
K = W2 / (W2 - W1)
становится больше единицы, и выходное напряжение повышается. Диапазон регулировки составляет ±12%, величина гистерезиса выбирается программой Power Chute. При пропадании напряжения на входе выключаются реле RY2…RY5, включается мощный ШИМ-инвертор, питающийся от батареи, и в нагрузку поступает синусоидальное напряжение 230 В, 50 Гц.
Многозвенный фильтр подавления помех электросети состоит из варисторов МV1, МV3, МV4, дросселя L1, конденсаторов С14…С16 (рис. 5). Трансформатор СТ1 анализирует высокочастотные составляющие напряжения сети. Трансформатор СТ2 является датчиком тока нагрузки. Сигналы с этих датчиков, а также датчика температуры RTH1 поступают на аналого-цифровой преобразователь IC10 (ADC0838) (рис. 6).
Трансформатор Т1 является датчиком входного напряжения. Команда на включение устройства (АС–ОК) подается c двухуровневого компаратора IC7 на базу Q6. Трансформатор Т2 – датчик выходного напряжения для режима Smart TRIM/BOOST. С выводов 23 и 24 процессора IC12 (рис. 6) сигналы BOOST и TRIM подаются на базы транзисторов Q43 и Q49 для переключения реле RY3 и RY2 соответственно.
Сигнал синхронизации по фазе (PHAS-REF) с вывода 5 трансформатора T1 поступает на базу транзистора Q41 и с его коллектора на вывод 14 процессора IC12 (рис. 6).
В модели Smart-UPS используется микропроцессор IC12 (S87C654), который:
контролирует наличие напряжения в электросети. Если оно пропадает, то микропроцессор подключает мощный инвертор, работающий от батареи;
включает звуковой сигнал для уведомления пользователя о проблемах с электропитанием;
обеспечивает безопасное автоматическое закрытие операционной системы (Netware, Windows NT, OS/2, Scounix и Unix Ware, Windows 95/98), сохраняя данные через двунаправленный коммутационный порт при наличии установленной программы Power Chute plus;
автоматически корректирует падения (режим Smart Boost) и превышения (режим Smart Trim) напряжения электросети, доводя выходное напряжение до безопасного уровня без перехода на работу от батареи;

Рис. 5. Входные цепи

Рис. 6. Включение процессора

Рис. 7. Выходной инвертор

Таблица 3. Типовые неисправности ИБП Smart-Ups 450VA…700VA

Контролирует заряд батареи, тестирует ее реальной нагрузкой и защищает ее от перезаряда, обеспечивая непрерывную зарядку;
обеспечивает режим замены батарей без отключения питания;
проводит самотестирование (каждые две недели или по нажатию кнопки Power) и выдает предупреждение о необходимости замены батареи;
индицирует уровень подзарядки батареи, напряжения в сети, нагрузки ИБП (количество подключенного к ИБП оборудования), режим питания от батареи и необходимость ее замены.
В микросхеме памяти EEPROM IC13 хранятся заводские установки, а также калиброванные установки уровней сигналов частоты, выходного напряжения, границ перехода, напряжения зарядки батареи.
Цифро-аналоговый преобразователь IC15 (DAC-08CN) формирует на выводе 2 эталонный синусоидальный сигнал, который используется как опорный для IC17 (APC2010).
ШИМ-сигнал формируется IC14 (APC2020) совместно с IC17. Мощные полевые транзисторы Q9…Q14, Q19…Q24 образуют мостовой инвертор.
Во время положительной полуволны ШИМ-сигнала открыты Q12…Q14 и Q22…Q24, а Q19…Q21 и Q9…Q11 закрыты. Во время отрицательной полуволны открыты Q19…Q21 и Q9…Q11, а Q12…Q14 и Q22…Q24 закрыты. Транзисторы Q27…Q30, Q32, Q33, Q35, Q36 образуют двухтактные драйверы, формирующие сигналы управления мощными полевыми транзисторами, имеющими большую входную емкость. Нагрузкой инвертора является обмотка трансформатора, она подключается проводами W5 (желтый) и W6 (черный). На вторичной обмотке трансформатора формируется синусоидальное напряжение 230 В, 50 Гц для питания подключенного оборудования.
Работа инвертора в «обратном» режиме используется для зарядки батареи пульсирующим током во время нормальной работы ИБП.
ИБП имеет встроенный слот SNMP, который позволяет подключать дополнительные платы для расширения возможностей ИБП:
адаптер Power Net SNMP, поддерживающий прямое соединение с сервером на случай аварийного закрытия системы;
расширитель интерфейса ИБП, обеспечивающий управление до трех серверов;
устройство дистанционного управления Call-UPS, обеспечивающее удаленный доступ через модем.
В ИБП имеется несколько напряжений, необходимых для нормальной работы устройства: 24 В, 12 В, 5 В и -8 В. Для их проверки можно воспользоваться табл. 2. Измерять сопротивление с выводов микросхем на общий провод следует при выключенном ИБП и разряженном конденсаторе С22. Типовые неисправности ИБП Smart-Ups 450VA…700VA и способы их устранения приведены в табл. 3.