Наиболее часто используемый тип ИБП также является наиболее эффективным, обычно его называют ИБП с полной занятостью, или с полным двойным преобразованием . Для любого ИБП входное электропитание представляет собой переменный ток (AC), который также требуется для большинства информационно-технологического оборудования (ITE).

Аккумуляторы, с другой стороны, представляют собой устройства постоянного тока (DC), поэтому все ИБП аккумуляторного типа должны преобразовать -- или выпрямить -- входящая мощность переменного тока в постоянный для зарядки аккумуляторов. ИБП также должен подавать переменный ток на ITE, поэтому мощность постоянного тока должна быть преобразована обратно в переменный ток с помощью устройства, известного как инвертор.

Эта статья является частью

В ИБП с двойным преобразованием мощность непрерывно проходит через выпрямитель, а затем через инвертор к ITE. Выходное напряжение и частота полностью изолированы от входного напряжения и частоты и не зависят от них. Они могут даже полностью отличаться от входных, поэтому технически эта система классифицируется как независимая от напряжения и частоты (VFI).

Независимо от напряжения и частоты: На рис. 1 ниже показана система VFI в нормальном режиме работы. Аномалии входной мощности решаются двумя способами. Устройство подавления перенапряжения (SPD) поглощает особенно сильные скачки напряжения. Они могут быть вызваны ударами молнии в линии электропередач, большие двигатели, используемые в лифтах или медицинском электронном оборудовании; сварщики или множество других источников. Но даже самые незначительные отклонения, в том числе провалы или провалы напряжения, никогда не передаются через ИБП VFI на выход.

являются отличными амортизаторами электрических ударов, но они также поддерживают стабильное и постоянное напряжение на инверторе, который полностью ресинтезирует напряжение и ток, чтобы питание, подаваемое на ITE, было чистым и стабильным. Подключение кондиционеров или других двигателей к ИБП, обслуживающему ITE, может исказить эту чистую выходную мощность, поэтому это не рекомендуется.

Обратите внимание на байпасную цепь вокруг ИБП. Мы рассмотрим это позже.

Батарея всегда находится в цепи при нормальной работе, выдавая небольшое количество энергии, когда это необходимо, например, во время отключения питания, поэтому не происходит ни малейшего прерывания выходной мощности.

При сбое сетевого питания, как показано на рис. 2 ниже, батарея продолжает подавать накопленную энергию на инвертор, который продолжает подавать чистую энергию на ITE. Когда питание сети восстанавливается, энергия течет обратно через выпрямитель, питает инвертор и перезаряжает батареи.

Статический и сервисный байпас ИБП: ИБП не являются бесперебойными. Это электрические или механические устройства, поэтому они не только требуют регулярного обслуживания, но и подвержены поломкам компонентов. По этим причинам все системы ИБП имеют встроенный байпас для направления поступающего питания вокруг системы и, при необходимости, непосредственно на ITE.

Высококачественный SPD все еще находится в цепи, но лишь немногим лучше, чем работа домашней электроники от разветвителя с защитой от перенапряжения. Он не остановит перебои в подаче электроэнергии или не справится с провалами или отключениями напряжения. В случае отказа ИБП байпас немедленно срабатывает как статический переключатель .

Когда с системой должен работать технический специалист, байпас включается вручную для обеспечения безопасности внутренних компонентов. Если сетевое питание отключается, когда ИБП находится в режиме байпаса, питание ITE прерывается. Любая установка только с одним ИБП имеет эту уязвимость. На рис. 3 ниже показан ИБП в режиме байпаса.

Обратите внимание, что основные всплески были удалены, но падение напряжения сохраняется.

Работа в экономичном режиме: Первый закон термодинамики, закон сохранения энергии, гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена. Ни одно электрическое или механическое устройство не является эффективным на 100%, поэтому каждое преобразование несет потери, которые выделяются в виде тепла.

намного более эффективны, чем десятилетие назад, и они сохраняют почти такую ​​же эффективность от низкой до высокой нагрузки. Но потери есть и в выпрямителе, и в инверторе, которые устраняются, когда ИБП находится в режиме байпаса. Многие ИБП VFI теперь предлагают сложную версию байпаса, известную как 9.0136 экономичный режим (eco mode) , как показано на рисунке 4 ниже. При необходимости ИБП в экономичном режиме может вернуться к полной работе VFI.

Когда потери в выпрямителе и инверторе устранены, мощность и затраты сохраняются до тех пор, пока не произойдет сбой питания и не потребуется полная работа ИБП. Некоторые пользователи настраивают систему на работу VFI в течение дня и автоматически переключают ее в экономичный режим ночью, если эти операции считаются менее важными. Эко-режим, как правило, очень надежен, но многие пользователи опасаются переключать режимы назад и вперед. Кроме того, КПД новых ИБП VFI находится в пределах 1% или менее от того, что может быть достигнуто в экономичном режиме, поэтому многие пользователи теперь считают этот альтернативный режим работы ненужным.

Обратите внимание, что ИБП с экономичным режимом включают высококачественные фильтры, которые также несут небольшие потери, и что при переключении режимов обычно возникает кратковременная нестабильность. Эффективность эко-режима является статистической, но она может составлять 99%, если сбои питания случаются редко и кратковременны.

Линейный интерактивный ИБП: Настоящий линейный интерактивный ИБП, также известный как , независимый от напряжения (VI) , называется так потому, что выходная частота совпадает с входной. Они выглядят практически так же, как ИБП VFI в экономичном режиме, за исключением размера их выпрямителей и невозможности переключения в режим VFI.

Меньший выпрямитель нужен только для зарядки аккумуляторов, которые помогают поглощать аномалии и повышать мощность при провалах напряжения. Аккумуляторы полностью берут на себя управление при отключении электроэнергии. На рис. 5 ниже показано, как батарея и инвертор помогают компенсировать колебания входного напряжения, работая параллельно с выходом.

На рис. 6 ниже показан линейно-интерактивный ИБП при сбое входящего обслуживания. Аккумулятор вступает во владение, как и в ИБП с двойным преобразованием, но байпас отключает электроэнергию от сети. Поскольку ITE большую часть времени работает от сети, второе преобразование через инвертор избегается до тех пор, пока не произойдет сбой питания, что устраняет один из компонентов потери эффективности.

Десять лет назад ИБП VI могли иметь преимущество в эффективности на 5% или более по сравнению с ИБП VFI, но огромные усовершенствования ИБП VFI снизили это значение до 1% или меньше.

Резервный ИБП: Рисунок 7 ниже обычно называется резервным ИБП и классифицируется как зависящий от напряжения и частоты (VFD) . Как и в ИБП VI, питание подается непосредственно на ITE, но аккумулятор и инвертор не включаются в цепь до тех пор, пока не произойдет сбой питания. Выход фильтруется, но не так стабилен, как настоящий ИБП VI.

Как показано на рис. 8 ниже, при сбое питания электросеть отключается от цепи, а батарея и инвертор включаются. Существует некоторая нестабильность переключения, но задержка достаточно коротка для большинства блоков питания компьютеров. .

Когда восстанавливается электроэнергия (от сети или от генератора), инвертор отключается, сетевое питание снова включается, а батареи заряжаются от выпрямителя, который намного меньше, чем в ИБП VFI или VI.

К сожалению, резервные ИБП или ИБП с частотно-регулируемым приводом иногда рекламируются как линейно-интерактивные. Важно точно знать тип ИБП. Международно признанные идентификаторы VI и VFD обеспечивают абсолютное различие, но не всегда используются производителями, особенно для небольших систем.