ИБП своими руками на 12В: подробная пошаговая инструкция

Суровая действительность такова, что нет абсолютной уверенности в постоянном источнике электричества из обычной розетки. Электричество могут внезапно отключить. Вспомните словосочетание — «веерное отключение». Мало того, нередко так случается, напряжение в сети есть, но оно крайне нестабильно. Во втором случае помогут автотрансформаторы. А с первой проблемой помогают источники бесперебойного питания ИБП. Ниже мы вместе сделаем бесперебойник своими руками.

Бесперебойник 12 В для роутера

Конечно, основная функция ИБП для компьютеров — сохранение данных и возможность штатно отключить питание устройства от сети.

Но. В наш век цифровых технологий стандартный ноутбук может переждать в автономном режиме до 3–5 часов, пока не включится снова электричество.

Ноутбуком пользоваться можно, но без интернета. Почему? Просто тока в сети нет, и он тоже не работает. Но кабельные лини интернета работают.

А мы так привыкли к интернету, что когда отключают свет, становится как то неуютно без «мировой паутины».

Так никто и ничто не мешает сделать ИБП хотя бы для роутера. Тем более это совсем не сложно и сделать бесперебойник своими руками домашнему умельцу вполне реально.

Самое необходимое

Все что нужно для самодельного ИБП есть на торговой площадке Али-экспресс:

1. Пара Аккумуляторов для шуруповерта 18650-й серии.
2. Индикатор заряда встраиваемый.
3. Плата преобразователя.
4. Плата зарядки.
5. Адаптер питания 9 V 2 A.
6. Корпус из пластика.

Полный комплект деталей:

Аккумулятор 18650 и его разновидности

Основной элемент будущего бесперебойника это аккумулятор литий-ионного типа 18650. По форме и размерам — аналог стандартных пальчиковых батареек ААА или АА.

Емкость пальчиковых аккумуляторов находится в границах 1600–3600 мАч. С выходным напряжением в 3.7 В.

Есть несколько разновидностей батарей класса 1865. Различия только по химическому составу:

1. Литий-марганцевые (Lithium Manganese Oxide).
2. Литий-кобальтовые (Lithium Cobalt Oxide).
3. Литий-железо-фосфатные (Lithium Iron Phosphate или феррофосфатные).

Все они с успехом применяются:

• в телефонных зарядках;
• в ноутбуках;
• фонариках и так далее.

Собираем бесперебойник

Наглядная схема модульного ИБП своими руками:

Итак, процесс сборки пошагово:

1. Для начала нужно убедиться, что батареи рабочие. Вольтметром проверяем напряжение. Оно не должно быть ниже 2.7 В. Для нашего ИБП хватит двух батареек.
2. Доводим уровень заряда до 100 %.
3. В пластиковом корпусе вырезаем места для установки выключателя и контактного разъема для блока питания.
4. К припаянным проводам батареек нужно впаять предохранители, выбираем в зависимости от источника потребления, не забудьте взять с запасом. Этим мы исключим случайное короткое замыкание.
5. Все открытые места нужно надежно заизолировать. Для этого хорошо подойдет специальная термоусадка.
6. Питающие батареи соединяем вместе в один блок изолентой.
7. В пластиковом боксе вырезается окно для вольтметра.
   
8. С помощью термопистолета приклеиваем датчик к корпусу. Этим же клеем заизолировать места вывода проводов.
9. На аккумулятор закрепляется контроллер заряда. В этом варианте применен двусторонний скотч.
10. Провода к контроллеру припаиваются к плате контроллера. Бесперебойник, схема которого видна ниже, почти готов.
    
11. Затем соединяется вся схема нашего ИБП.
12. К выходу обязательно припаять конденсатор. Этим мы защитим схему от микробросков и сделаем выравнивание рабочей частоты прибора. Для подбора не забываем, что на 1 Ватт выходной мощности требуется 100 микроФарад.
    
13. Выставляем выходное напряжение на 12 вольт с помощью переменного резистора. Именно такое напряжение необходимо для питания роутера.
14. Все элементы закрываем в коробку и ставим новый самодельный ИБП на зарядку.

Как это будет работать

У роутеров есть свои штатные блоки питания. В этой схеме мы его убрали и заменили на 9 вольтовый. От такого напряжения работает новое устройство.

Или более подробно. Новым 9-ти вольтовым блоком питания подается напряжение на повышающий преобразователь, который работает в паре с балансным контроллером заряда. Напряжение 12 Вольт в штатном режиме идет для питания роутера.

Но если произойдет отключение тока, наш контроллер заряда переключит работу ИБП от встроенных батарей. По мере использования аккумуляторов, их выходное напряжение будет падать. Чтобы избежать их полного разряда, контроллер отключит работу в тот момент, когда выходное напряжение достигнет 2.7 В.

Итог работы

Расчетная мощность бесперебойника — четверть ампера. В идеале должно хватить на работу роутера в течение 2.5 часов.

Но из замеров получается, что если самодельный ИБП для дома будет потреблять ток в 1 Ампер, работы нового девайса хватит минут на 30.

Если роутер будет «кушать» 0.5 Ампер, то питания от батареек хватит уже на приблизительно полтора часа.

Таким устройством можно обеспечить бесперебойную работу и других устройств. Например, таких как:

• маршрутизаторы;
• докстанции беспроводного телефона;
• жёсткие диски.

Однотактный автогенератор — ИБП

Схема простейшего обратноходового преобразователя:

Такой однотактный конвертер находит применение в небольших по мощности источниках питания, таких как зарядник для телефона.

Схема простейшего понижающего трансформатора. Применяется в грузовиках для прикуривателей с напряжением в 12 Вольт. То есть там, где необходимо понизить напряжение с 24 В до 12 В. Второе название однотактная схема преобразователя получила следующее — стабилизатор с ШИМ-модуляцией.

Также такую схему можно обнаружить в ресурсоёмких платах расширения, например, таких как видеокарты. При максимуме тока — минимум потерь.

Основной недостаток данной схемы — нет защиты от перегрузок, как по току, так и по напряжению.

Двухтактный ИБП

Если есть желание понизить потери по мощности, то вам требуется двухтактный источник бесперебойного питания 12 В.

Один из вариантов исполнения показан на картинке.

Это схема двухтактного импульсного конвертера. Применяется как в сварочных инверторах, так и в компьютерных блоках питания. Схема рабочая, очень надежная и с хорошим КПД.

В принципе можно создать модель, исходя из расчета самого мощного потребителя в вашем доме. Таких, как бойлер или телевизор. То есть те устройства общая мощность потребления, которых не более 2.5 кВт. Тогда и инвертор делается с запасом до 3 кВт.

Благодаря работе на меньших токах, увеличивается ресурс конденсаторов. Источник бесперебойного питания на 12 вольт может применяться в усилителях мощности.

Где купить

Приобрести ИБП можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых товаров есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Мини-ИБП для камеры 12В, 1А, 14. 8Вт	ИБП для серверов 10КВА	ИБП на 5400Вт
Многоцелевой источник бесперебойного питания 600Вт	ИБП для настольного компьютера	ИБП APC Back-UPS BE850G2-RS, 850ВA

Заключение

Самодельный бесперебойник имеет неоспоримое преимущество перед заводскими моделями. Они проще в ремонте и их легко модернизировать под свои нужды.

Есть схемы самодельных ИБП с применением солнечных панелей и даже с ветрогенератором, что даёт возможность повысить автономность домашней электросети.

Видео по теме

Схема простого ибп

Представляю самый простой миниатюрный импульсный блок питания, который может быть успешно повторён начинающим радиолюбителем. Схема проще даже самых простых импульсных источников питания, к которым относятся зарядные устройства для мобильных телефонов.

Импульсный трансформатор имеет три обмотки , коллекторная или первичная , базовая обмотка и вторичная. Важным моментом является намотка трансформатора, и на печатной плате и на схеме указаны начала обмоток, так , что проблем возникнуть не должно. Расчетов не делал, а количество витков обмоток позаимствованы от трансформатора для зарядки сотовых телефонов, так как схематика почти та же, количество обмоток тоже. Первой мотается первичная обмотка, которая состоит из витков, диаметр провода от 0,08 до 0,1 мм, затем ставиться изоляция и таким же проводом мотается базовая обмотка, которая содержит от 5 до 10 витков.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Небольшой блок бесперебойного питания для систем контроля доступа
• Как выбрать ИБП, часть 1
• Мощный импульсный блок питания своими руками. Ибп своими руками схема
• Устройство ИБП и принцип его работы
• Ремонт и обслуживание источника бесперебойного питания
• Импульсные блоки питания. Виды и работа. Особенности и применение
• Источник бесперебойного питания схема своими руками

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: НА СЛУЧАЙ АПОКАЛИПСИСА — БЕСПЕРЕБОЙНИК СВОИМИ РУКАМИ.

Небольшой блок бесперебойного питания для систем контроля доступа

ИБП расшифровывается как «источник бесперебойного питания». Основная функция источника бесперебойного питания — обеспечить подачу электроэнергии на подключенную к нему технику на время отключений в основной сети. Но, в зависимости от типа оборудования, параметры такого автономного питания могут требоваться кардинально разные. Соответственно, рынок ИБП предлагает разные типы устройств, которые отличаются массой параметров:. Пока в сети есть электроэнергия в пределах установленных значений, ИБП подает на подключенные устройства напряжение напрямую от сети, одновременно подзаряжая батарею.

Питание, проходящее через UPS, при этом не регулируется, фильтрация импульсов и помех происходит на самом простом уровне, с помощью пассивных фильтров. Как только напряжение в сети пропадает, ИБП переходит на питание от батарей. Инвертор, преобразующий постоянный ток от аккумулятора в переменный ток на выходе, в UPS этого типа установлен один из самых простых, поэтому форма сигнала не соответствует правильной синусоиде.

Максимум, что предпринимают производители — несколько приближают ее к синусоиде, делая ступенчатой. На автономное питание off-line УПС переходит также в том случае, если уровень напряжения в сети падает ниже или поднимается выше пороговых значений, они могут быть разными в зависимости от марки бесперебойника.

Время переключения на аккумуляторы в различных моделях составляет от 5 до 20 мс. Это сравнительно много, и для некоторых моделей оборудования такая долгая задержка может неблагоприятно сказаться на работе.

Длительное срабатывание реле связано с тем, что устройству необходимо, чтобы в момент включения автономного питания фазы напряжений сети и батарей совпадали, а поскольку они не синхронизированы, на это уходит некоторое время. Схема работы источника бесперебойного питания резервного типа. Этот тип источников бесперебойного питания покупатели выбирают чаще всего, так как он оптимально сочетает функциональность и цену.

В принципиальную схему работы линейно-интерактивных UPS включен AVR — модуль автоматической регулировки входящего напряжения сети. То есть, в отличие от UPS резервного типа, он не просто пропускает сквозь себя питание, но и стабилизирует его, правда не плавно, а ступенчато.

При работе от сети при нормальном уровне напряжения линейно-интерактивный источник бесперебойного питания пропускает входящий сигнал через пассивные фильтры помех и шумов, одновременно заряжается батарея.

При повышении или понижении напряжения в сети, линейно-интерактивный ИБП производит его ступенчатую корректировку. При достижении напряжением определенного порога, AVR понижает или понижает его на фиксированную величину или процент.

Если напряжение в сети падает или поднимается до значений, которые лежат вне доступного входного диапазона бесперебойника, устройство переходит на работу от батарей, так же как и в случае полного отключения электроэнергии. Эти минимумы и максимумы могут различаться в зависимости от загруженности ИБП. Часть линейно-интерактивных моделей ничем не отличаются по форме выходного сигнала от бесперебойников резервного типа: у них ступенчатая синусоида.

Некоторые производители, особенно с ростом спроса ИБП для котлов, оснащают свои бесперебойники инверторами, выдающими правильную синусоиду. Время переключения на работу от аккумуляторов в линейно-интерактивных ИБП с чистой синусоидой меньше, чем у его резервных собратьев. Причина в том, в УПС-ах этого типа совпадают формы кривой напряжения и от сети, и от батареи это синусоида , что ускоряет синхронизацию фаз и, соответственно, запуска автономного питания.

Это самый дорогой, но и самый лучший вид ИБП. Он оптимально подходит для дорогого капризного оборудования, для которого важно не только постоянное напряжение, но и частота, а также эффективная фильтрация шумов, сигнал в форме чистой синусоиды и отсутствие задержек при переключении на работу от батарей.

Фактически, такой источник бесперебойного питания работает постоянно, стабилизируя, фильтруя входящий сигнал, выравнивая частоту и форму выходного сигнала. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный, выдавая на выходе сигнал в форме чистой синусоиды, правильной частоты, правильного напряжения. Помехи и шумы полностью отсутствуют — их просто не остается после двойного преобразования. Такое постоянное «включение» бесперебойника в сеть дает одно из его весомых преимуществ: мгновенное переключение на работу от батарей.

Собственно, это даже сложно назвать «переключением», так как питание проходит через выпрямитель, батарею во время зарядки и инвертор постоянно. В момент падения напряжения в сети ниже пороговых значений или полного отключения электроэнергии инвертор просто начинает забирать часть энергии от батареи, а не от выпрямителя.

Это происходит мгновенно. ИБП с двойным преобразованием обычно имеют еще один режим работы: байпас. Это резервная линия, которая идет напрямую от входа к выходу UPS, в обход выпрямителя, батареи и инвертора. Она позволяет в критические для ИБП моменты: перегрузка например, стартовыми токами , выход из строя инвертора и другие — пустить электроэнергию к подключенным устройствам напрямую, избежав выхода из строя элементов устройства.

Постоянная работа ИБП имеет определенный недостаток: повышенное теплоотделение, которое требует эффективного охлаждения. Поэтому UPS online чаще всего оснащены вентиляторами, что делает их эксплуатацию в жилых помещениях не такой комфортной, как бесшумных бесперебойников других типов. Выбирая бесперебойник, нужно учитывать, что существуют и исключения. Некоторые линейно-интерактивные ИБП могут стоить дороже, чем онлайн-модели другого производителя, время переключения на работу от батарей в резервном UPS может быть не больше, а даже меньше, чем в каком-нибудь линейно-интерактивном UPS и т.

Поэтому в любом случае необходимо читать характеристики конкретной модели. Помимо определения типа источника бесперебойного питания, который вам нужен, при выборе ИБП также стоит обратить внимание — какой функционал в него в ключен. UPS может иметь различные дополнительные функции и конструктивные особенности:. Синхронизация с ПК. Эта функция присутствует в не самых дешевых моделях, однако она очень удобна. С помощью специального программного обеспечения ИБП передает данные в реальном режиме на компьютер о состоянии электролинии, уровне заряда батарей.

Помимо чисто информационной составляющей, есть также такие возможности, как например, автономное выключение компьютера с сохранением данных во всех приложениях при отключении электроэнергии. Холодный старт. К примеру, погас свет, вы сохранили документы, выключили компьютер и UPS, но спустя некоторое время появилась срочная необходимость скопировать документ на флешку. ИБП с поддержкой холодного старта можно включить, даже если электроэнергии в сети все еще нет, и сделать работу.

Розетки Schuko. Раньше разъемы для подключения устройств в бесперебойнике выглядели, в основном, так:. Этот разъем стандарта IEC отлично подходит для подключения различной компьютерной техники. Однако оборудование с обычным шнуром питания, тот же WiFi роутер, в него не подключишь. Для этих целей можно использовать сетевой фильтр с аналогичным разъемом, который подсоединяется к ИБП, а уже в него включать различное оборудование. Но это не всегда удобно. Поэтому сейчас многие модели стали просто дополнять розетками типа Schuko у нас их часто называют евророзетками , чтобы технику можно было включить напрямую:.

Розетки для фильтрации помех. ИБП может быть оснащен розеткой или несколькими для чувствительного оборудования, которые не обеспечивают поддержку питания во время отключения электроэнергии, но защищают подключенное оборудование от помех электросети.

Розетки для телефонной линии, витой пары. Высоковольтные импульсы могут передаваться не только непосредственно по электрическому силовому кабелю, но и в случае различных аварий и поломок — и по телефонному кабелю, и по витой паре. MCP Solutions. Signal Fire. Перепечатка материалов сайта возможна только с разрешения владельца и с указанием активной ссылки на нашу страницу. Поддержка Оплата Доставка Карта сайта. Регистрация Вход. Соответственно, рынок ИБП предлагает разные типы устройств, которые отличаются массой параметров: принципом работы: оффлайновые, линейно-интерактивные, онлайновые; типом автоматической регулировки напряжения; качеством фильтрации помех сети; емкостью количество ампер-часов, или другими словами — на какое время автономной работы его хватит ; временем переключения на батареи при отключении электроэнергии; возможностью подключения дополнительных внешних батарей; различными дополнительными функциями фильтрующие розетки, розетки для телефонного и сетевого кабеля, LCD-дисплей, синхронизация с ПК и т.

Как выбрать ИБП при таком многообразии моделей? Как понять, чем они отличаются? В этой статье мы рассмотрим основные типы источников бесперебойного питания, их отличия, и какими дополнительными функциями производители оснащают ИБП. В следующей — как подобрать UPS в зависимости от особенностей вашего оборудования, как рассчитать его необходимую мощность и т. Комментарии Комментарий администратора:. Сергей Максим Имя E-Mail Число.

Оборудование для беспроводных сетей Точки доступа Wi-Fi Точки доступа 2. По брендам :. Подписаться на получение новостей. График работы: Понедельник-Пятница с до г. Харьков, Московский проспект, Перепечатка материалов сайта возможна только с разрешения владельца и с указанием активной ссылки на нашу страницу. Поддержка Оплата Доставка Карта сайта Политика конфиденциальности.

Как выбрать ИБП, часть 1

Блог new. Технические обзоры. Опубликовано: , Перейти в магазин. Версия для печати. Блок питания 12 Вольт, 20 Ампер и Ватт с пассивным охлаждением.

Схема простого ИБП на основе электронного трансформатора.

Мощный импульсный блок питания своими руками. Ибп своими руками схема

ИБП расшифровывается как «источник бесперебойного питания». Основная функция источника бесперебойного питания — обеспечить подачу электроэнергии на подключенную к нему технику на время отключений в основной сети. Но, в зависимости от типа оборудования, параметры такого автономного питания могут требоваться кардинально разные. Соответственно, рынок ИБП предлагает разные типы устройств, которые отличаются массой параметров:. Пока в сети есть электроэнергия в пределах установленных значений, ИБП подает на подключенные устройства напряжение напрямую от сети, одновременно подзаряжая батарею. Питание, проходящее через UPS, при этом не регулируется, фильтрация импульсов и помех происходит на самом простом уровне, с помощью пассивных фильтров. Как только напряжение в сети пропадает, ИБП переходит на питание от батарей.

Устройство ИБП и принцип его работы

Как сделать бесперебойник самому? Чисто синусоидальное напряжение на выходе, пригодное для питания любых приборов. Оглавление :: Поиск Техника безопасности :: Помощь. Имеет ли смысл собирать ИБП самому? Не знаю.

Данное устройство скорее всего пригодится тем, кто использует низковольтную аппаратуру в паре с резервным источником питания.

Ремонт и обслуживание источника бесперебойного питания

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Войти Регистрация. Внезапно, отключили электричество, и родилась идея. Дома имеется планшет и пара телефонов, которые позволяют пользоваться интернетом без шнурка к розетке.

Импульсные блоки питания. Виды и работа. Особенности и применение

В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые трансформаторные блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения. Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств. Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:. Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из В получаем 15 В.

Принцип работы ИБП, построенных на такой схеме: в обычном режиме (при Это время достаточно безопасно для простых бытовых устройств и.

Источник бесперебойного питания схема своими руками

Эксперимент: как свет может одновременно быть и частицей, и волной. Часто собирая какую нибудь электронную конструкцию, как то, усилитель звуковой частоты, средства автоматики, устройства на базе микроконтроллеров, и многое другое, мы задаемся вопросом а чем питать аппаратуру? Радиоэлектронные устройства в большинстве своем питаются постоянным напряжением отличным от напряжения сети.

Бесперебойник для компьютера или ИБП необходим для того, чтобы защитить электрические схемы устройства от любых неполадок в электросети, а также для того, чтобы дать возможность пользователю правильно выключить компьютер при отключении электричества, сохраняя, таким образом, важные данные от их удаления в случае его моментального выключения. О том, как выбрать ИБП для дома или офиса и что при этом нужно знать о бесперебойнике написано в этой статье. Источник бесперебойного питания ИБП , он же Uninterruptible Power Supply UPS — это источник вторичного питания, предназначенный для выравнивания колебания токов в сети и кратковременного снабжения техники электроэнергией в случае отсутствия или падения внешнего питания. В зависимости от принципа работы, источники бесперебойного питания делят на 3 вида:.

Обычного компьютерного бесперебойника хватает на несколько минут, необходимых для того, чтобы пользователь успел сохранить данные и завершить работу в штатном режиме.

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Практически в каждом электронном приборе есть блок питания — важный элемент монтажной схемы. Блоки применяются в устройствах, требующих пониженного питания. Базовой задачей блока питания считается уменьшение сетевого напряжения. Первые импульсные блоки питания сконструированы после изобретения катушки, которая работала с переменным током. Применение трансформаторов дало толчок развития блоков питания. После выпрямителя тока осуществляется выравнивание напряжения.

Почти каждый, кто использует в своей работе компьютеры, сталкивался с потерей информации в результате отключения электропитания. Источники бесперебойного питания ИБП , рассматриваемые в предлагаемой вам книге, предназначены для временного поддержания работы компьютера или другого оборудования при аварийном отключении напряжения. Для электропитания компьютера во время сбоя электрической сети используется заряд аккумуляторной батареи, являющейся частью ИБП.

Backup Power — This Old House

«Первым шагом при выборе генератора является определение того, сколько электричества потребуется вашему дому на случай чрезвычайной ситуации».

Иллюстрация Яна Уорпола

Джаспер Х. и Филлис Вайман теряли электричество десятки раз за 31 год, который они прожили в отреставрированном фермерском доме в Питтсфилде, штат Мэн. Но после ледяной бури 1998 года, оставившей Вайманов без электричества более чем на четыре дня, они решили, что с них хватит жить при свете керосиновых фонарей, ютясь у дровяной печи, без водопровода, потому что колодезный насос был мертв. (Они спасли еду из холодильника, закопав ее в сугроб.) Поэтому Джаспер выложил 7000 долларов на резервный генератор. Эта мини-электростанция, работающая на дизельном топливе, стоит в гараже, выпуская выхлопные газы через трубу в стене. Она производит достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить работу освещения, холодильника, скважинного насоса, печи и водонагревателя — почти все, что нужно Вайманам, чтобы выдержать непогоду. отключение электричества. «Если мы получим еще один подобный шторм, этого более чем достаточно, чтобы сделать все, что нам нужно», — говорит Джаспер.

Вайманы присоединяются к растущему числу домовладельцев, которые устанавливают генераторы для защиты от длительных или повторяющихся отключений электроэнергии. Продажи жилых единиц, которые ненадолго выросли во время паники 2000 года в конце 1990-х годов, неуклонно росли, отчасти благодаря веерным отключениям электроэнергии в Калифорнии, отключениям питания транзисторов во время летней жары и постоянной угрозе сильного шторма. которые могут разорвать линии электропередач.

Непредсказуемость отключений дает стационарным, стационарно установленным резервным генераторам явное преимущество перед их переносными бензиновыми собратьями, которые напоминают двигатели больших газонокосилок на тележках. Портативное устройство нужно выкатить на улицу, запустить вручную и подключить к электрической системе дома, процесс, который занимает как минимум несколько минут, если кто-то находится дома, чтобы сделать это. И если отключение длится более нескольких часов, бензобак портативного устройства, скорее всего, иссякнет. Постоянно установленный резервный генератор, напротив, всегда готов к работе и может работать без остановок в течение нескольких дней, питаясь от линии природного газа или баллонов с пропаном или дизельным топливом.

Устройство генератора
При отключении электроэнергии эта автоматическая резервная установка переходит в аварийный режим, запускает генератор и подает питание на назначенные аварийные цепи в доме.

Иллюстрация Яна Варпола

Важнейший автоматический переключатель

Когда у Вайманов отключается электричество, они должны щелкнуть ручным переключателем (который изолирует дом от входящих линий электропередач), а затем нажать кнопку, которая запускает их устройство. Еще за 1000 долларов автоматический переключатель может сделать всю эту работу за них. Это умное устройство постоянно отслеживает поступающую мощность и при обнаружении прерывания или серьезного снижения напряжения (отключения) автоматически изолирует дом и запускает генератор. В общем, процесс занимает от 10 до 20 секунд. «Вы останетесь в темноте на несколько секунд, но электричество восстановится, как только включится генератор», — говорит Билл Перри-старший, владелец Central Maine Diesel и установщик системы Wymans. Причина задержки в том, что передаточный переключатель ждет, чтобы увидеть, вернется ли питание, поэтому генератор не будет включаться и выключаться каждый раз, когда тускнеет свет. Когда питание от коммунальной сети возвращается, передаточный переключатель ожидает устойчивого протекания тока, прежде чем отключить генератор.

Первым шагом при выборе генератора является определение того, сколько электроэнергии потребуется вашему дому на случай чрезвычайной ситуации. Это скажет вам, насколько большой должна быть мощность генератора. Небольшие блоки мощностью от 4 до 8 кВт, например, могут питать свет и несколько важных приборов, в то время как гиганты мощностью 25 кВт позволяют домашнему хозяйству функционировать так, как будто линии электропередач никогда не отключались. Генератора мощностью от 10 до 15 кВт, который чаще всего используется в жилых домах, обычно достаточно для питания большинства бытовых приборов, включая такие энергопотребители, как водонагреватели и оконные кондиционеры. Чтобы поддерживать потребности в электроэнергии (и размер генератора) в определенных пределах, необходим распределительный щит основных нагрузок. К панели подключаются только цепи, требующие аварийного питания. Обычно он получает и распределяет энергию от сети, но во время отключения, после срабатывания главного переключателя, этот щит получает всю свою энергию от генератора. (По окончании отключения панель возвращается к питанию от сети.)

Генератор подходящего размера должен выдавать на 10-20 процентов больше энергии, чем общая ожидаемая потребность. Работа агрегата слишком близко к его номинальной мощности снижает эффективность использования топлива и усложняет работу двигателя. При полном перенапряжении сработают выключатели генератора (чтобы защитить его от перегрева). «Слишком маленький генератор — это хуже, чем вообще не иметь мощности», — говорит Рон Форд, менеджер по продажам компании Kohler, производящей как бытовые, так и промышленные генераторы.

Вы платите значительную цену за удобство постоянно установленного генератора, и эта цена существенно возрастает по мере увеличения производительности. Цена начинается примерно с 3000 долларов для моделей мощностью от 6 до 8 кВт и достигает от 5000 до 10 000 долларов для моделей мощностью от 11 до 20 кВт. Добавьте к этому от 800 до 2500 долларов за установку, включая заливку бетонной подушки, проводку и установку топливопровода и бака, все это координируется дилером. (Найдите их на желтых страницах или на веб-сайтах производителей.) Кроме того, есть стоимость обслуживания и топлива.

Таблица для расчета мощности генератора

Расчет мощности генератора

Чтобы выяснить, насколько большой должна быть выходная мощность вашего генератора, составьте список всех устройств, которые вам понадобятся во время простоя, и суммируйте их импульсные ватты — количество электроэнергии, необходимое двигателю для запуска (см. рис. 3) . Добавьте к этому общему количеству потребляемую мощность электрических устройств без двигателей, таких как лампочки, водонагреватели и телевизоры. К этой сумме добавьте запас прочности от 10 до 20 процентов, а затем разделите на 1000, чтобы получить мощность в киловаттах, которую вы должны искать в генераторе.

По словам Рона Форда, менеджера по продажам компании Kohler, этот расчет гарантирует, что генератор будет достаточно мощным, чтобы справиться с потребностью в электроэнергии в аварийных ситуациях при работе с нагрузкой от ½ до 3/4 от максимальной, что снижает расход топлива и износ генератора. двигатель (см. рис. 2) .

Техническое обслуживание генератора

Стационарно установленный генератор немного похож на владение дополнительным автомобилем, хотя он должен прослужить значительно дольше. Двигатели могут работать от 1500 до 3000 часов, что, учитывая короткую продолжительность большинства простоев, составляет от 15 до 20 лет. Чтобы убедиться, что двигатель работает, когда вам это нужно, большинство установщиков предлагают годовые контракты на обслуживание (200-250 долларов США) для замены масляного и воздушного фильтра, проверки стартерной батареи и тестирования системы. В отличие от автомобилей, некоторые генераторы автоматически «упражняются» в течение нескольких минут раз в неделю, чтобы циркулировать масло и заряжать аккумулятор. (В это время электричество в дом не подается.)

Помимо размера и цены, обратите внимание на следующие функции:

• Электронный регулятор напряжения для предотвращения колебаний, которые могут повредить электронику.

•Легкий доступ для обслуживания.

• Погодостойкий изолированный корпус для снижения шума двигателя. «Меньшие агрегаты мощностью от 8,5 до 11 кВт довольно тихие, — говорит Форд. Он признает, что большие генераторы намного шумнее.

Шум и периодическая замена масла доставляют Вайманам лишь незначительные неудобства. «Мы должны были сделать это давным-давно», — говорит Джаспер. «Теперь мне было бы очень не по себе без моего генератора».

Что насчет компьютера?

Компьютерная система может потерять кучу важных данных за 10-20 секунд между отключением электричества и началом подачи электроэнергии генератором. Решение: резервный аккумулятор, также называемый «источник бесперебойного питания» или ИБП.

Этим гаджетам требуется всего несколько миллисекунд, чтобы обнаружить перебои в подаче электроэнергии или колебания напряжения (всплески или провалы) и вмешаться с собственным «чистым» питанием. Типичный домашний компьютер даже не заметит прерывания. Некоторые модели ИБП имеют возможность автоматического выключения ПК через определенное время, если во время отключения никого нет дома.

Существуют блоки ИБП размером с хлебную коробку стоимостью 50 долларов США, которые могут работать с компьютером и вести мониторинг в течение 10 минут — этого достаточно, чтобы вы могли сохранить работу и отключиться. Или вы можете купить большие батареи мощностью 5 кВт, которые стоят 5000 долларов и будут поддерживать работу нескольких важных цепей в доме в течение нескольких часов или дней (если использовать их экономно).

Помимо периодического тестирования, ИБП не требует обслуживания. Его герметичная батарея постоянно подзаряжается от электрической системы дома. Ожидайте, что один из них прослужит от 7 до 10 лет без заметного снижения производительности, говорит Роб Хеккенаст из Xantrex Technology Inc., производителя систем резервного питания от батарей.

Поскольку аккумуляторы довольно быстро разряжаются, говорит Хекенаст, лучшие резервные системы используют комбинацию источников питания. «Для полноценного питания приобретите аккумуляторы для кратковременных отключений электроэнергии и резервный генератор для длительных отключений электроэнергии».

Where to Find It

Portable generator:

EB5000XK1 by Honda Power Equipment Group

Alpharetta, GA

hondapowerequipment.com

800-426-7701

Uninterruptible power supply:

American Power Conversion Corp.

West Kingston, RI

APC.COM

877-800-4272

Generator Distibutor:

Central Maine Diesel

Bangor, ME

88889939939939939399.063993999999999999999999993993 гг.

Наша благодарность:

Рон Форд и Гаррет Мерсбергер из Kohler Co.

Kohler, WI

Kohler.com

800-544-2444

George Amidon

Kraft Power

George Amidon

Kraft.0003

Woburn, MA

781-938-9100

Полное руководство для начинающих по источникам бесперебойного питания (ИБП)

Центры обработки данных содержат множество чувствительного ИТ-оборудования, которому требуется электроэнергия. Их важность для жизни организации невозможно переоценить; серьезные проблемы возникают, когда центры обработки данных отключаются. Итак, как вы можете гарантировать, что ваш центр обработки данных всегда будет работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году, несмотря ни на что? Ответ кроется в системах бесперебойного питания (ИБП).

Что такое ИБП?
Почему важны системы ИБП?
Сколько стоят системы ИБП?
Какие типы ИБП существуют?
Как выбрать ИБП, подходящий для моего центра обработки данных?
Что произойдет, если ИБП выйдет из строя?
Как предотвратить сбой ИБП?
Глоссарий терминов

Что такое ИБП?

Система ИБП — это устройство, расположенное в центре обработки данных, готовое подавать питание на критически важное ИТ-оборудование в случае отключения основного источника электропитания. Таким образом, ИБП является неотъемлемой частью любой стратегии обеспечения непрерывности бизнеса.

Почему важны системы ИБП?

Основной причиной развертывания системы ИБП является предоставление своего рода страхового полиса на случай полного отключения питания или периодических сбоев питания в сети. Таким образом, системы ИБП гарантируют, что ИТ-процессы и рабочие потоки, выполняемые оборудованием центра обработки данных, не будут нарушены, и операции могут продолжаться в обычном режиме.

Системы ИБП не могут работать вечно; они предназначены для продолжения подачи электроэнергии в течение определенного периода времени.

Эксплуатация центра обработки данных без ИБП может привести к внезапным, неожиданным простоям, которые могут длиться неопределенное время. Отключение питания от чувствительных ИТ-систем в неконтролируемом диспетчере без предупреждения может привести к повреждению этих систем и затруднить их эффективный перезапуск. Кроме того, без ИБП у вас не будет резервного источника питания для перезагрузки ИТ-систем и возобновления работы. Вам буквально нужно ждать, пока основные источники питания вернутся на поток 9.0003

Сколько стоят системы ИБП?

Системы ИБП различаются по стоимости в зависимости от их расчетного размера, т. е. от того, какую мощность они способны производить и как долго (время работы).

Чем больше потребность, тем дороже будет покупка системы ИБП.

 Небольшой ИБП мощностью менее 1 кВА, способный обеспечить работу сервера и нескольких других устройств в небольшом офисе, может стоить менее 1000 фунтов стерлингов. Большие системы, работающие на сотни кВА, могут стоить десятки тысяч фунтов или больше, если добавить другие сопутствующие расходы.

Другими факторами, влияющими на стоимость, могут быть тип используемой технологии ИБП и любые необычные конструктивные характеристики, такие как плотный форм-фактор или способность работать в условиях высокой температуры. Многие развертывания ИБП также включают в себя несколько блоков ИБП для резервирования, что значительно увеличивает стоимость приобретения.

Конечно, покупная цена системы ИБП — это только часть ее стоимости за весь срок службы. Другие соображения включают:

• Доставка (системы ИБП обычно очень тяжелые)
• Общая конструкция решения
• Монтаж и ввод в эксплуатацию
• Ремонт и техническое обслуживание
• Расходные материалы напр. аккумуляторы, топливо

Какие виды ИБП существуют?

Существует три основных технологии ИБП:

ИБП с батареями

Большинство систем ИБП работают по принципу использования резервных батарей для обеспечения заданного периода работы при заданной нагрузке. Аккумуляторы постоянно подключены к сети и могут автономно взять на себя электропитание центра обработки данных при обнаружении падения или сбоя питания. Все аккумуляторные системы ИБП требуют периодической замены батарей в соответствии с циклом технического обслуживания; большие системы позволяют использовать компоненты батареи с возможностью «горячей» замены, поэтому замена может производиться без вывода ИБП из эксплуатации.

Роторный ИБП/ИБП с маховиком

Роторные ИБП на основе маховика используют накопленную энергию в виде массивного вращающегося маховика с использованием магнитных подшипников. В случае перебоев в подаче электроэнергии или сбоев они могут обеспечить ценные секунды немедленной подачи питания в инфраструктуру центра обработки данных, чтобы избежать аварий и дать достаточно времени для подключения к сети альтернативного источника питания, такого как дизельный генератор.

Источник бесперебойного питания на топливных элементах

Топливные элементы представляют собой батареи, в которых не заканчивается энергия, пока они питаются достаточным количеством топлива. Системы ИБП на топливных элементах встречаются редко и недавно разработаны, но, вероятно, в будущем они станут все более популярными. Энергия создается в результате химических реакций, возникающих в результате изменений в топливе, производимом внутри специально разработанной полимерной обменной мембраны. Топливо включает водород, фосфорную кислоту, твердый оксид и расплавленный карбонат.

Как выбрать ИБП, подходящий для моего центра обработки данных?

На рынке представлен широкий выбор систем ИБП для удовлетворения любых потребностей. Тем не менее, знание того, какой из них реализовать, не должно быть сложным процессом. Вот три ключевых аспекта, которые следует учитывать:

Выбор размера

Недостаточный размер ИБП может иметь катастрофические последствия. Преувеличение может быть пустой тратой денег и привести к неэффективной системе.

Правильный выбор параметров ИБП гарантирует, что у вас будет достаточно мощности для обеспечения критически важной инфраструктуры центра обработки данных в случае сбоя, и что вы максимально увеличите свой бюджет.

Правильно подобрать параметры ИБП означает выяснить, каковы ваши требования к питанию. Вот простой контрольный список:

1. Запишите каждую единицу оборудования, которую ваш ИБП должен защищать
2. Узнайте, сколько ампер и вольт потребляет каждый
3. Умножьте два числа вместе, чтобы вычислить ВА
4. Сложите все значения ВА для устройств в вашем списке

Большинство систем ИБП оцениваются в кВА (тысячах ВА), поэтому обязательно ищите тот, который соответствует вашим пиковым требованиям, а также дополнительный запас мощности.

Однофазное или трехфазное питание

Ваш центр обработки данных будет обслуживаться однофазным или трехфазным питанием. Это важно, поскольку платформы ИБП специально созданы для работы в одном или другом случае. Если вы не уверены, от чего питается ваша среда, спросите у своего управляющего объектами/участками, поставщика коммунальных услуг или квалифицированного подрядчика по электроснабжению.

Если ваш центр обработки данных в настоящее время потребляет более 20 кВт (аналогично, но не равно 20 кВА), вам будет сложно найти производителя, предлагающего платформу автономного однофазного ИБП с таким высоким рейтингом.

Если вам нужно заменить существующий ИБП, то прямая замена (т. е. одна фаза на одну фазу; 3 фазы на 3 фазы) будет наиболее целесообразной.

Однако, если в настоящее время вы используете однофазное питание и ваши потребности в электроэнергии растут, вам может потребоваться изменить базовое распределение электроэнергии, а также ваш ИБП, чтобы добиться требуемой отказоустойчивости и надежности.

Масштабируемость

Потребности в энергии, связанные с использованием ИТ, могут быть непредсказуемыми, и планирование изменений без ущерба для защиты электропитания является постоянной проблемой.

Ответ заключается в использовании инфраструктуры ИБП с достаточной масштабируемостью, чтобы экономично и без перерывов справляться с растущими потребностями в электроэнергии.

Распространенной ошибкой является указание платформы ИБП без учета будущих потребностей в расширении, поскольку это может привести к необходимости замены ИБП более крупной системой до запланированного окончания срока службы. Лучший способ избежать чрезмерной компенсации в случае слишком большой системы — выбрать модульный подход к горизонтальному масштабированию ИБП.

Платформы ИБП, позволяющие наращивать мощность с шагом, скажем, 10 кВА, не только делают рост более управляемым и рентабельным; это также гарантирует, что платформы ИБП могут работать на верхнем пределе их уровня использования, что является ключом к максимальной эффективности использования энергии.

Модульные системы также играют центральную роль в создании избыточности в решениях ИБП, так что риск сбоя распределяется между несколькими системами, а не на одну зависимость с высоким риском для всей вашей ИТ-инфраструктуры.

Что произойдет, если ИБП выйдет из строя?

Кошмарным сценарием для любого ИТ-руководителя является отказ механизма безопасности, предназначенного для защиты ИТ-инфраструктуры в случае сбоя. Хотя это маловероятно, это может случиться с системами ИБП и привести к катастрофическим последствиям для бизнеса, таким как потеря дохода и запятнанная репутация из-за продолжительного неожиданного простоя.

Для многих организаций этот риск, хотя и небольшой, слишком велик, чтобы его игнорировать. В таких обстоятельствах предприятия стремятся внедрить уровень или резервирование в свою инфраструктуру ИБП, чтобы снизить вероятность отказа компонентов или системы. Эти подходы могут принимать одну из двух форм:

Резервирование N+1

N+1 обозначает предельный уровень резервирования и может применяться к любой ИТ-инфраструктуре, а не только к ИБП. Он защищает от выхода из строя одного компонента, поскольку всегда имеет запасной компонент, готовый к работе в автоматическом режиме.

Например, в конфигурации ИБП, требующей четырех систем ИБП мощностью 20 кВА для обеспечения необходимой защиты электропитания, архитектура N+1 будет работать с пятью. Если какая-либо из систем ИБП неожиданно выйдет из строя, оставшихся систем будет достаточно для поддержания требуемого уровня защиты.

Этот уровень резервирования также удобен в ситуациях технического обслуживания, позволяя выполнять обслуживание поочередно без ущерба для целостности доступной защиты электропитания ИБП.

2N Избыточность

2N — это подход к резервированию, основанный на принципах «пояса и скобок», который включает полное дублирование необходимой первичной защиты ИБП во вторичной параллельной инфраструктуре. Такой подход к «зеркальной инфраструктуре» защищает от сбоя всей системы ИБП, и его используют организации, не склонные к риску. Кроме того, более вероятно, что он будет использоваться в инфраструктурах ИБП с небольшой модульностью или без нее, т. е. одиночный ИБП мощностью 50 кВА, готовый взять на себя управление в случае отказа «действующего» ИБП 50 кВА.

Как предотвратить сбой ИБП?

Системы ИБП основаны на зрелых, стабильных и проверенных технологиях. Изделия ведущих производителей, как правило, очень надежны и имеют гарантию не менее одного года.

При этом возможны сбои ИБП, вероятность которых повышается из-за нескольких факторов:

1. Несоответствующие параметры ИБП
2. Неправильная установка/конструкция ИБП
3. Возраст системы ИБП
4. Неоптимальные условия окружающей среды ИБП
5. Недостаточное техническое обслуживание ИБП

Неподходящий размер

Эффективность и надежность вашей системы ИБП могут зависеть от нагрузки на нее и использования компонентов соответствующего размера. Нельзя ожидать, что системы ИБП будут выдерживать силовые нагрузки, превышающие их номинальные значения, или доводить использование до 100 % (в идеале 80–90 %). Точно так же системы ИБП с аккумуляторными батареями, в которых не используются утвержденные аккумуляторные компоненты, могут быть более подвержены сбоям или низкой производительности.

СОВЕТ: Убедитесь, что ваш ИБП имеет правильный размер, так как ваши требования к электропитанию со временем меняются. По большей части это означает батареи, а батареи со временем ухудшаются, что ставит под угрозу надежность системы ИБП, если они не проверяются и не заменяются регулярно.

В остальном системы ИБП могут продолжать эффективно работать, несмотря на преклонный возраст, но только в том случае, если они регулярно обслуживаются в соответствии с профессиональными стандартами.

Эволюция новых технологий ИБП продолжает повышать стандарты эффективности, надежности и производительности, и это, вероятно, главная причина, по которой большинство организаций предпочитают заменять всю свою систему ИБП на технологию последнего поколения каждые 4–5 лет.

СОВЕТ. Отслеживайте возраст не только ваших активов UPS, но и расходных материалов внутри них.

Условия окружающей среды

Температура и влажность могут серьезно повлиять на надежность ИБП, если только выбранная система ИБП не была специально разработана для работы в более экстремальных промышленных условиях.

По большей части системы ИБП предназначены для работы в контролируемых условиях окружающей среды, температура которых не превышает 24 °C (75 °F), поэтому решения для охлаждения центров обработки данных важны для эффективности системы. Даже самые маленькие системы ИБП на базе башни требуют минимального окружающего расстояния, чтобы получить выгоду от проходящего воздушного потока.

Другим врагом надежности ИБП является влага, как в виде воды, попадающей в среду центра обработки данных на уровне земли, так и в виде атмосферной влаги, которая конденсируется на горячем оборудовании и серьезно нарушает целостность электрических цепей и вызывает коррозию.

СОВЕТ. Рассмотрите возможность использования автоматизированного решения DCIM, чтобы гарантировать, что уровни температуры и влажности в центре обработки данных никогда не достигнут уровней, которые могут поставить под угрозу надежность ИБП

Обслуживание ИБП обслуживаемая система ИБП.

Несоблюдение надлежащих процедур обслуживания ИБП может привести к серьезной травме или даже смерти.

Надежная программа технического обслуживания ИБП может быть реализована внутри компании или передана квалифицированной третьей стороне. Сочетая регулярные проверки с периодическими проверками и циклами замены, окончательный режим технического обслуживания будет охватывать следующие области:

• Проактивная, а не реактивная позиция, при которой техническое обслуживание используется в качестве положительного трамплина для возможностей постоянного улучшения
• Надлежащим образом распределенные и задокументированные обязанности по еженедельным, ежемесячным, ежеквартальным и ежегодным задачам технического обслуживания
• Стандарты технического обслуживания, соответствующие вашим бизнес-целям и ожиданиям, а не просто минимум, рекомендованный производителем
• Четко понятые границы того, когда и где могут потребоваться внешние навыки обслуживания/обслуживания ИБП в дополнение к вашим собственным
• Обязательство всегда использовать аккредитованные производителем детали и навыки ИБП, а не нефирменные компоненты с неопределенным происхождением и стандартные работы электрика
• Инвестиции в технологию удаленного мониторинга и/или DCIM (управление инфраструктурой центра обработки данных), чтобы предоставить вам целостное и автоматизированное представление о состоянии ИБП в режиме 24/7.

Глоссарий терминов

Резервирование 2N

Уровень резервирования, соответствующий полностью зеркальной системе. В конфигурации 2N все требования к инфраструктуре, состоящей из нескольких компонентов, могут быть выполнены за счет всей вторичной инфраструктуры, ожидающей начала работы.

3-фазное питание

Наиболее распространенный метод передачи и распределения электроэнергии переменного тока, три фазы или «волны» тока обеспечивают более надежную и постоянную выходную мощность более эффективно при больших количествах, чем одиночные -фазная мощность.

DCIM

Решения для управления инфраструктурой центра обработки данных (DCIM) используются для мониторинга и контроля показателей управления ИТ и объектами с помощью единой консоли.

кВА

1000 вольт-ампер. Вольт-ампер (ВА) — это единица измерения фактической или полной мощности. ВА прибора рассчитывается путем умножения его напряжения на его рабочий ток.

кВт

1000 Вт. Ватт – это единица измерения реальной электрической мощности.

Резервирование N+1

Предельный уровень резервирования, позволяющий инфраструктуре продолжать работу, несмотря на отказ важного компонента. В инфраструктуре с четырьмя компонентами N+1 будет работать с пятью.

Блок распределения питания (PDU)

Блок распределения питания используется в центрах обработки данных для безопасного и эффективного распределения питания между необходимыми стойками и шкафами, содержащими ИТ-оборудование различной мощности.

PUE

Эффективность использования энергии – это отношение, выражающее эффективность использования общей мощности, подаваемой в центр обработки данных для использования вычислительным оборудованием в нем. Центр обработки данных более эффективно преобразует потребление электроэнергии в деятельность, приносящую пользу ИТ. Охлаждение ИТ-оборудования центра обработки данных, как правило, является самой большой проблемой для достижения низкого значения PUE.