Обзоры
Тест на правильность питания: в фокусе персональные ИБП
3

Тест на правильность питания: в фокусе персональные ИБП

Чем различаются между собой ИБП разных производителей? Понятное дело, мощностью, типом (off-line, line-interactive, on-line), набором разъемов и индикаторов, внешним видом, интеллектуальностью, ценой. И все?.. Наверное, нет — думали мы, вспоминая свой опыт использования источников бесперебойного питания. Почему, например, при прочих равных условиях одни устройства работают устойчиво ("держат" нагрузку), другие же по какой-то причине сбоят? Почему в одной и той же электросети при скачках напряжения с одними ИБП компьютеры продолжают работать, а с другими — "падают" и даже иногда сгорают. И за счет чего цены на, казалось бы, похожие модели отличаются порой в полтора-два раза?

Тема ИБП неизменно становится актуальной каждый год, с наступлением холодов и началом так называемого "отопительного сезона". В этом же году ввиду новых проблем с электроснабжением спрос на системы "нормального" питания дополнительно возрос. Учитывая богатый (и вместе с тем непростой) выбор моделей ИБП, представленных на украинском рынке, мы решились на настоящее тестирование данных устройств. При этом удалось задействовать дорогостоящее профессиональное оборудование, позволяющее оценить такой размытый параметр, как качество работы источников. Результаты перед вами — отчет о тестировании почти трех десятков ИБП "личного пользования" мощностью до 700—750 ВЧА.

Для экономии места и читательского времени мы нарушим традицию и не станем в этот раз приводить теоретическую часть. Классификация ИБП, их принципы работы и подробное описание типичных проблем электросети приведены в "Компьютерном Обозрении", # 3, 2000. Мы изначально предполагаем, что читатель знает о различиях off-line, line-interactive и on-line ИБП и хотя бы теоретически знаком с проблемами электроснабжения и их видами (тем же, кто не знает и не знаком, рекомендуем сначала обратиться к вышеуказанному материалу).

Ключевые параметры ИБП мы свели в таблицу характеристик, а обзор управляющего ПО вы найдете в отдельном материале. Основной упор в тестировании делался именно на качественные показатели ИБП — его работу при различных изменениях в питающей сети.

Как проходило тестирование

Решив ограничиться моделями, питающими один-два компьютера, мы установили верхний предел мощности на уровне 700—750 В*А. В итоге собралось более тридцати ИБП, в число которых попали в основном модели архитектур off-line (резервные), off-line+AVR, или line-interactive (резервные с корректировкой выходного напряжения), а также некоторые младшие модели on-line (двойное преобразование с непрерывной стабилизацией выходного напряжения и частоты).

В процессе тестирования проверялись следующие характеристики:

1. Диапазон входного напряжения, при котором ИБП работают от сети и не переключаются на работу от встроенных батарей. Как известно, больший диапазон входного напряжения уменьшает количество переходов на батарею и увеличивает срок ее эксплуатации. Кроме того, ИБП с более широким диапазоном входного напряжения продолжают работать от сети и питать нагрузку, в то время как ИБП с меньшим диапазоном уже перешли на батарею и, разрядив ее, обесточили нагрузку. Это особенно актуально для наших электросетей, где нередки длительные "просадки" напряжения.

2. Изменение выходного напряжения при изменении входного. "Обязанность" ИБП — обеспечить выходное напряжение, при котором может нормально функционировать защищаемое им оборудование. Пониженный вольтаж на выходе ИБП способен вызвать сбои в работе оборудования и потерю данных, значительное повышение напряжения приводит к тем же результатам плюс выход оборудования из строя. Повышения напряжения происходят реже (перекос нагрузок, аварии, обрывы нейтрального провода), но их последствия носят более печальный характер. Off-line ИБП напряжение никак не корректируют, модели line-interactive производят "сдвиг" напряжения на фиксированную величину (которая может принимать несколько значений). Сразу отметим: все ИБП выдержали входное напряжение 275 В.

3. Параметры выходного напряжения при работе от батарей — напряжение, частота, форма сигнала. Эти параметры определяют качество генерации, обеспечиваемое ИБП, от чего зависит область применения конкретного устройства.

4. Процесс переключения ИБП на батарею и обратно. Для нормальной работы подсоединенного к ИБП оборудования все переключения и переходные процессы должны быть "незаметны". Это означает, что они должны выполняться за минимальное время и проходить корректно — в частности, сопровождаться правильной синхронизацией частоты ИБП с внешней частотой питающей сети.

5. Поведение ИБП при возникновении перегрузки на выходе. При перегрузке в режиме работы от батарей ИБП выключается (для предотвращения выхода из строя). Если в процессе работы от сети возникла перегрузка (например, к ИБП было подключено дополнительное оборудование), пользователь должен знать об этом, чтобы вовремя уменьшить нагрузку. В противном случае при пропадании напряжения в сети оборудование будет моментально обесточено. Наиболее эффективным является сочетание звуковой и световой индикации, тогда как некоторые ИБП обеспечивают только световую или не имеют вообще никакой индикации.

6. Наличие "холодного" старта, т. е. возможность включить ИБП при отсутствии напряжения в электропитающей сети. Такая функция может стать полезной, например, если во время длительного пропадания питания нужно включить компьютер или принять/отправить факс.

7. Возможность стабилизации частоты (для on-line ИБП). Некоторое оборудование может быть критично к частоте питающего напряжения. Например, у двигателей переменного тока (магнитофон, виниловый проигрыватель и т. п.) при изменении частоты питающего напряжения изменяется скорость вращения.

Оборудование, использовавшееся при тестировании ИБП: цифровые мультиметры, двухканальный цифровой осциллограф, токовые клещи

В качестве тестовой нагрузки для всех ИБП использовался ПК следующей конфигурации: P-III 600 MHz, 64 MB памяти, жесткий диск 30 GB (7200 об/мин, ATA/100), 40X CD-ROM, монитор 15" LG Studioworks 57M. Напряжение и ток, потребляемые компьютером, показаны на рис. 1. Для дополнительной нагрузки (в режиме перегрузки) использовались 150-ваттная лампа накаливания или 500-ваттный нагревательный прибор. Для изменения входного напряжения применялся 8-амперный лабораторный автотрансформатор с возможностью плавного изменения выходного значения от 0 до 275 В. Контроль входного напряжения ИБП проводился цифровым мультиметром Tektronix DMM912 True RMS. Выходное напряжение и частота ИБП измерялись цифровым мультиметром Tektronix TX3 True RMS. Для получения осциллограмм токов и напряжений использовались токовые клещи Tektronix A622 100 Amp AC/DC и цифровой двухканальный осциллограф Tektronix TDS210 с модулем компьютерного интерфейса и программным обеспечением Tektronix WaveStar Software, который также позволял фиксировать значения напряжений и частот.

О потребительских способностях компьютеров

Одной из рекомендаций при выборе ИБП является предварительная оценка мощности оборудования, которому действительно необходимо бесперебойное питание. Для компьютера это обычно системный блок плюс монитор и модем, тогда как сканер с принтером вполне могут без непрерывной подачи напряжения обойтись.

Чтобы удобнее было ориентироваться, мы приводим данные потребляемой мощности для двух настольных систем. Первая — простой офисный ПК с процессором Celeron 333 MHz, 64 MB памяти, видеокартой на Riva TNT с 16 MB, жестким диском 4,3 GB, 24X CD-приводом и 15-дюймовым мультимедийным монитором. Вторая — игровой ПК с P-III 733 MHz, 128 MB памяти, жестким диском 30 GB (7200 об/мин), акселератором ELSA Gladiac (GeForce2 GTS, 32 MB), 6X DVD-ROM и монитором 17". Мы подключили эти системы к ИБП IMV Match 700 и замеряли потребляемую мощность в нескольких режимах: "бездействующая" Windows, проигрывание демо-записи в игре Quake III и копирование большого файла с CD/DVD-ROM на жесткий диск. Данные снимались с помощью ПО, входящего в комплект поставки ИБП.

Конфигурация системы Потребление, Вт/В•А
Windows Quake III demo1 Копирование
CD-ROMv>HDD
Cel-333/64 MB/Riva TNT 16 MB/ HDD 4,3 GB 5400 rpm/
24X CD-ROM/монитор 15"
116/179 120/185
(+3%)
126/194
(+9%)
P-III-733/128 MB/GeForce2 32 MB/ HDD 20 GB 7200 rpm/6X DVD-ROM/монитор 17" 146/225 169/260
(+16%)
176/271
(+21%)


Как видим, для игровой системы максимальное значение составило 176 Вт, что в пересчете дает порядка 340 В*А (учитывая 15%-ный запас). Тогда для этого ПК стоит приобретать ИБП минимальной мощности 350 В*А (или большей, если нужно увеличить время автономной работы).

Замечание для специалистов: не удивляйтесь, если замеренный ток, умноженный на значение напряжения в сети, даст иные результаты. Обычный амперметр показывает среднеквадратичное значение тока, которое для случая компьютер + монитор примерно на 30% меньше амплитудного.

Результаты тестирования и комментарии

Технические характеристики ИБП

Описание и анализ результатов мы разделили на три группы в соответствии с классами тестируемых ИБП. И возможности, и назначение моделей этих классов разнятся достаточно сильно, поэтому сравнивать ИБП между собой имеет смысл только в рамках своей группы — off-line, line-interactive и on-line. Таким образом, выбор источника бесперебойного питания, по нашему мнению, должен осуществляться в два этапа. Первый — это определение класса ИБП, необходимого для защиты конкретного оборудования, и второй — собственно сам выбор модели в этом классе.

Off-line ИБП

Напомним, что все модели off-line ИБП пропускают входное напряжение "транзитом", никак его не корректируя. Таким образом, их можно использовать только для выполнения базовых функций электропитания оборудования в сетях, не подверженных серьезным искажениям. Отметим характерную форму выходного напряжения при работе от батарей (см. осциллограммы) — прямоугольник с паузой в нуле. Одним из характерных различий моделей является материал, из которого изготовлен корпус ИБП. Для off-line ИБП это большого значения не имеет, так что в данном случае экономия на более дешевом корпусе вполне оправдана. Однако для рассмотренных далее моделей line-interactive пластиковый корпус означает отсутствие экранирования полей рассеивания трансформатора, ввиду чего такой ИБП нельзя располагать вблизи монитора.

АРС Back 300
АРС Back 650

Модели АРС Back 300 и Back 650 имеют одинаковые настройки и внешний вид, но различаются используемыми батареями. С понижением входного напряжения ИБП переходят на батарею при 193 В, возврат в нормальный режим работы выполняется при повышении напряжения в сети до 200 В. Нижний порог перехода на батареи можно понизить со 193 до 165 В, однако в этом случае питаемое оборудование должно допускать работу при таком низком напряжении (на что способен далеко не каждый компьютер). У модели Back 650 есть функция "холодного" старта. Повышенное входное напряжение (здесь — до 280 В) подается на выход ИБП "транзитом", переход на батареи не происходит. Даже при значительной перегрузке ИБП никак об этом не сигнализирует и просто выключается при пропадании сетевого напряжения. Процессы переключения при пропадании (верхний график) и восстановлении (нижний график) напряжения приведены на рис. 2. Можно видеть, что переходы выполняются вполне качественно, время переключения на батареи не превышает 7 мс.

Best Power Patriot 250

Модели Best Power Patriot 250 и Patriot 600 также выполнены внешне одинаково. Переход на батареи происходит при падении напряжения до 196 В, возврат к питанию от сети — при 205 В, поддерживается "холодный" старт. Как и в случае с АРС Back 300/650, повышенное входное напряжение подается на выход "транзитом". При перегрузке ИБП выдает световой и звуковой сигналы (без отключения нагрузки), что позволяет предотвратить отказ источника при пропадании питания. Переходные процессы менее заметны, чем в предыдущем случае (рис. 3), хотя в обеих ситуациях это практически не влияет на работу подключенной компьютерной техники.

MGE Pulsar ellipse 500

Серия off-line ИБП MGE Pulsar ellipse включает устройства мощностью 300, 500 и 650 ВЧА, которые оснащаются коммуникационными интерфейсами COM или USB. Среди всех тестируемых ИБП модели MGE единственные имеют разъемы под обычные электрические вилки, тогда как прочие устройства рассчитаны на подключение оборудования кабелями "монитор—системный блок". При понижении входного напряжения до 181 В или повышении до 255 В источники переходят на батарею, возвращаются к питанию от сети при повышении/понижении напряжения до 195/247 В. Функция "холодного" старта наличествует.

Рис. 1. Ток и напряжение, пот-ребляемые тестовой системой
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 5
Рис. 6
Рис. 7
Рис. 8
Рис. 9
Рис. 10
Рис. 11
Рис. 12
Рис. 13
Рис. 14
Рис. 15
Рис. 16

В случае двукратной перегрузки ИБП выдают световой и звуковой сигналы без отключения нагрузки. При меньшей перегрузке индикации нет, в результате чего переход на батарею приводит к "падению" системы. Замечен неприятный момент: при переключениях на батареи и обратно идут два импульса одной полярности подряд (рис. 4). Это может вызвать сложности при питании устройств с трансформаторным входом (насыщение магнитопровода). Кроме того, на осциллограмме хорошо виден длительный процесс переключения на батареи.

Line-interactive ИБП

В отличие от off-line ИБП, устройства line-interactive при работе от сети выполняют автоматическую корректировку выходного напряжения, стараясь оставлять его в пределах нормы. Поэтому данный класс ИБП называют также off-line+AVR (Automatic Voltage Regulation). Различные модели могут иметь несколько порогов корректировки (до трех в каждую сторону изменения входного напряжения), и при качественной организации блока AVR разброс напряжений на выходе становится меньшим. Диапазон входных напряжений, при которых ИБП не переходит на батарею, у off-line+AVR обычно шире по сравнению с моделями off-line. Таким образом, число переключений на батарею становится меньшим, что продлевает срок ее жизни и не расходует без необходимости запас. Также наличие AVR позволяет зарядному устройству ИБП получать нормальное напряжение, необходимое для заряда батарей, что обусловливает меньшее время их восстановления по сравнению с моделями off-line.

APC Back Pro 280Si выполнен в металлопластиковом корпусе черного цвета, "холодный" старт есть. При понижении входного напряжения до 204 В ИБП поднимает выходное до 235 В. При снижении напряжения до 185 В происходит повышение до 234 В, дальнейшее снижение до 164 В вызывает переход на батарею. Возврат к работе от сети выполняется при повышении до 170 В (на выходе 217 В). Повышение напряжения сети до 217 В (на выходе 248 В) ведет к переходу на "транзит", при превышении 250 В ИБП понижает выходное напряжение до 220 В. При дальнейшем повышении входного напряжения до 275 В выходное составляет 242 В. Поднимать напряжение выше 276 В мы не стали, в документации значится верхняя граница перехода на батарею 295 В. При перегрузке выдаются звуковой и световой сигналы. Переход на батарею выполняется за очень малое время (порядка 2 мс), обратное переключение сопровождается заметным переходным процессом (повторимся — обусловленным импульсным характером потребления нагрузки).

APC Smart UPS 700iNet

APC Smart UPS 700iNet заключен в металлопластиковый корпус, поддерживает "холодный" старт. Модель характеризуется наличием синусоидального выхода при работе от батарей (что относит ее к классу так называемых "серверных" ИБП). При понижении входного напряжения до 194 В выходное поднимается до 218 В, при снижении до 174 В (на выходе 222 В) источник переходит на батарею. В случае повышения до 178 В (на выходе 196 В) происходит возврат к работе от сети. Дальнейшее повышение напряжения сети до 218 В (на выходе 243 В) вызывает переход на "транзит". При превышении 249 В выходное напряжение понижается до 223 В, при дальнейшем повышении до 273 В оно становится равным 243 В. Поднимать напряжение выше 276 В мы не рисковали, в документации приводится верхнее значение 295 В, при котором ИБП переходит на батарею. В случае перегрузки устройство выдает звуковой и световой сигналы. Переключение на батарею выполняется за минимальное время (не более 5 мс) с небольшим переходным процессом. При этом на выходе наблюдается чистая синусоида, которая оказалась намного качественнее по сравнению с питающей сетью. Обратное переключение происходит плавно, переходной процесс едва заметен (рис. 6).

Аtrix Back AVR 550

Модели Аtrix Back AVR 350 и Back AVR 550 заключены в металлопластиковые корпуса. "Холодного" старта нет. При понижении входного напряжения до 212 В выходной вольтаж поднимается до 238 В, при дальнейшем снижении до 160 В (на выходе 179 В) происходит переход на батарею. Возврат к питанию от сети выполняется при 165 В (на выходе 186 В). Таким образом, малый интервал в 5 В между порогами перехода на батареи (160 В) и возврата к питанию от сети (165 В) может вызвать хаотические переключения при колебании входного напряжения в этом диапазоне. При повышении напряжения сети до 223 В источник переходит на "транзит", при достижении входного значения 253 В — понижает выходное напряжение до 223 В. О перегрузке устройство сообщает звуковым сигналом. При работе от полностью заряженных батарей выдается напряжение 240 В с повышенной частотой 50,67 Hz (впрочем, новые "смягченные" стандарты ГОСТ допускают колебания частоты на |1 Hz). Форма выходного напряжения вполне качественная, максимально приближена к форме входного напряжения.

Best Power Patriot Pro II 400

Best Power Patriot Pro II 400 и Patriot Pro II 750 выполнены в металлопластиковом корпусе, "холодный" старт есть. При понижении входного напряжения до 209 В ИБП поднимает выходное напряжение до 230 В, при дальнейшем снижении до 190 В (на выходе 212 В) источник переходит на батарею. С повышением входного напряжения до 195 В (на выходе 218 В) выполняется возврат к работе от сети. При дальнейшем повышении напряжения сети до 215 В (на выходе 220 В) — переход на "транзит". В случае превышения 243 В выходное напряжение понижается до 220 В. Продолжение повышения до 266 В (на выходе 241 В) ведет к переключению на батарею, возврат выполняется при 256 В (на выходе 230 В). При перегрузке устройство выдает звуковой и световой сигналы, однако сразу отключается, т. е. "не вытягивает" повышенную нагрузку даже при питании от сети. На осциллограмме видно малое время переключения на батареи, однако последствия переходного процесса заметны еще на протяжении двух периодов "синусоиды" выходного напряжения. Отметим, что такая картина наблюдается именно при подключении компьютерной нагрузки, использующей импульсные блоки питания.

Best Power Fortress 750

ИБП Best Power Fortress 750 отличается от предыдущей линейки наличием синусоидального выхода при работе от батарей (что относит его к классу так называемых "серверных" ИБП). Источник выполнен в металлопластиковом корпусе, поддерживает "холодный" старт. Все параметры переходов те же, что и у серии Patriot Pro. При перегрузке устройство подает только световой сигнал, однако не отключается, измеряя уровень нагрузки в реальном времени. Для настоящего "серверного" ИБП у Fortress 750 несколько завышено время переключения, достигающее 9—10 мс. Обратный переход с батарей на питание от сети практически незаметен (рис. 9).

IMV Match Lite 300

Два ИБП IMV Match Lite 300 и Match Lite 500 выполнены в металлопластиковом корпусе и внешне почти одинаковы, за исключением наличия COM-порта у Match Lite 500 (и всех старших моделей IMV Match Lite). Оба ИБП поддерживают "холодный" старт. При понижении входного напряжения до 190 В происходит подъем до 215 В (на 25 единиц), при снижении до 150 В (на выходе 175 В) источник переходит на батарею. Возврат к питанию от сети выполняется в случае повышения входного вольтажа до 165 В (на выходе 186 В). Дальнейшее повышение напряжения сети до 203 В (на выходе 226 В) вызывает переход на "транзит", при превышении 236 В источник понижает выходное напряжение до 210 В. При продолжении повышения входного напряжения до 260 В ИБП переходит на батарею, при 249 В — возвращается к работе от сети. О перегрузке устройство сообщает звуковым и световым сигналами. Процессы переключения при пропадании (верхняя кривая) и восстановлении (нижняя кривая) питания выполняются четко и без помех, форма "синусоиды" при работе от батарей напоминает модели off-line (рис. 10).

Модель от того же производителя IMV Match 700 несколько отличается по параметрам. При понижении входного напряжения до 201 В оно поднимается на выходе до 229 В, при снижении до 164 В (на выходе 187 В) источник переходит на батарею. С повышением до 174 В происходит возврат к работе от сети (на выходе 197 В). При дальнейшем повышении напряжения сети до 211 В (на выходе 240 В) выполняется переход на "транзит". В случае превышения 253 В выходное напряжение понижается до 222 В. При продолжении повышения входного напряжения до 278 В (на выходе 243 В) ИБП переходит на батарею, при 249 В возвращается к работе от сети. В случае перегрузки выдаются звуковой и световой сигналы, переключение на батарею выполняется с небольшим переходным процессом, обратно на сеть переход практически "чистый" (рис. 11).

Liebert PowerSure ProActive 470 ВA

Модельный ряд Liebert достаточно велик, в тестировании участвовала одна модель — Liebert PowerSure ProActive 470 ВA. ИБП выполнен в пластиковом корпусе, "холодный" старт есть. При понижении входного напряжения до 198 В выходное напряжение поднимается до 232 В, при снижении до 165 В (на выходе 192 В) источник переходит на батарею. Возврат к работе от сети выполняется при повышении до 169 В (на выходе 197 В). С дальнейшим повышением сети до 200 В (на выходе 234 В) источник переходит на "транзит". При превышении 247 В выходное напряжение понижается до 216 В, при продолжении повышения входного напряжения до 270 В (на выходе 238 В) выполняется переход на батарею. В случае перегрузки устройство выдает звуковой и световой сигналы и продолжает работу. Время переключения на батареи достаточно велико (порядка 12 мс), тогда как обратный переход на сеть вдвое короче (около 6 мс) и происходит вполне корректно (рис. 12).

NetStar 600

ИБП NetStar 600 выполнен в пластиковом корпусе, поддерживает "холодный" старт. При понижении входного напряжения до 209 В источник поднимает выходное до 236 В, при снижении до 167 В (на выходе 191 В) переходит на батарею. С повышением до 178 В происходит возврат к работе от сети (на выходе 202 В). При дальнейшем повышении напряжения сети до 215 В (на выходе 244 В) наблюдается переход на "транзит". Превышение 246 В ведет к понижению напряжения до 215 В, повышение до 270 В — к понижению напряжения на выходе 234 В (переход на батареи еще не происходит, ИБП "вытягивает" высокое входное напряжение, преобразовывая его в нормальное). При входном напряжении 173—178 В источник повел себя странно — устойчиво перешел в колебательный процесс перехода на батарею и обратно на сеть. Для входных цепей источника и батареи эта ситуация достаточно опасна, если такое происходит в реальных условиях — батарея быстро разрядится или выйдут из строя коммутирующие цепи. При перегрузке устройство не выдало никаких сигналов, единственный случай, когда выполняется звуковая индикация, — это включение ИБП с уже имеющейся перегрузкой. На осциллограмме четко видно большое время перехода на батареи — более 20 мс (одна клетка равняется 10 мс). И хотя наш качественный блок питания компьютера такой переход перенес спокойно, для других систем возможен сбой в работе (рис. 13).

NeuHaus SmartLine 300

Серия NeuHaus SmartLine 300, SmartLine 450 и SmartLine 700 выполнена в пластиковом корпусе, все модели поддерживают "холодный" старт. Примечательно, что реальные мощности в ВЧА не совпадают с указанными в названиях моделей и составляют соответственно 280, 425 и 660 В*А. При понижении входного напряжения до 195 В выходное поднимается до 216 В, при дальнейшем снижении до 173 В (на выходе 195 В) источник переходит на батарею. Возврат к работе от сети происходит при повышении до 181 В (на выходе 203 В), при дальнейшем повышении напряжения сети до 205 В (на выходе 229 В) выполняется переход на "транзит". В случае превышения 247 В выходное напряжение снижается до 218 В. При продолжении повышения входного напряжения до 276 В выходное снижается до 238 В, оставаясь в пределах нормы для компьютерной нагрузки. Поднимать напряжение выше 276 В мы не рисковали, а в документации указывается верхняя граница перехода на батарею 280 В. При перегрузке устройство выдает звуковой и световой сигналы. Переключение на батарею при пропадании входного напряжения сопровождается явно выраженным переходным процессом, возврат вполне качественный (рис. 14).

Powercom Kin 325A

Модели Powercom Kin 325A и Kin 425A заключены в пластиковые корпуса, поддерживают "холодный" старт. При понижении входного напряжения до 182 В источник поднимает выходное до 207 В, при снижении до 150 В (на выходе 168 В) переходит на батарею. Возврат на работу от сети выполняется при повышении напряжения до 160 В (на выходе 180 В). Дальнейшее повышение напряжения сети до 188 В (на выходе 209 В) ведет к переходу на "транзит". При продолжении повышения входного напряжения до 228 В происходит странная вещь — выходное напряжение понижается до 196 В (получается, что устройства изначально рассчитаны на пониженную входную сеть). При дальнейшем повышении входного напряжения устройство переходит на батарею при 255 В (на выходе 216 В), возврат на сеть выполняется при 245 В (выход 209 В). При перегрузке устройство выдает звуковой сигнал и отключается, хотя в сети есть напряжение (рис. 15).

Powerware 5115

Модель Powerware 5115 выполнена в металлопластиковом корпусе, "холодный" старт есть. При понижении входного напряжения до 211 В происходит его подъем до 238 В, при падении до 195 В — подъем до 218 В. Дальнейшее снижение до 186 В (на выходе 210 В) вызывает переход на батарею, возврат на работу от сети выполняется при 195 В (на выходе 218 В). ИБП переходит на "транзит" при дальнейшем повышении напряжения до 217 В (на выходе 243 В), а при превышении 240 В понижает выходное напряжение до 214 В. В случае дальнейшего повышения до 273 В выходное напряжение составляет 242 В, поднимать напряжение выше 276 В мы не рискнули (паспортное значение максимального напряжения для перехода на батарею — номинал + 20%). При перегрузке ИБП выдает звуковой и световой сигналы и отключается. Переход на батарею при пропадании питания занимает порядка 9 мс и выполняется "без последствий", обратный переход на сеть быстрый и качественный (рис. 16).

On-line ИБП

a)
б)
в)
Поведение on-line ИБП при: а) плавном падении; б) пропадании; в) появлении входного напряжения

Следующие устройства относятся к классу ИБП непрерывного действия с двойным преобразованием. Эти модели характеризуются отсутствием видимых переходных процессов и как такового переключения в различные режимы работы. Принцип действия основан на преобразовании входного напряжения в низковольтное напряжение постоянного тока и обратном его преобразовании в напряжение, подаваемое на нагрузку. Таким образом достигается достаточно высокая стабильность выходного напряжения независимо от колебаний напряжения на входе. Кроме того, эффективно подавляются помехи и возмущения, которыми наполнена питающая сеть. Также ввиду особенностей технологии on-line такие ИБП обеспечивают равномерное распределение импульсного тока компьютера, т. е. по отношению к сети on-line ИБП с подключенным компьютерным оборудованием ведет себя как линейная нагрузка. У разных моделей "качество" этой функции может различаться, что мы увидим на соответствующих осциллограммах.

Все on-line ИБП оснащены обводной шиной-байпасом, которая позволяет при кратковременных перегрузках и наличии напряжения в сети не обесточивать подключенное оборудование. On-line ИБП, как правило, производятся с мощностями от 600 ВЧА и обычно дороже устройств line-interactive в полтора-два раза.

Best Power 610

Модель серии Best Power 610, имеющая мощность 1000 В*A, выступает в данном тестировании практически вне конкурса. В этой же серии есть устройство 700 В*A, отличающееся лишь выходной мощностью, а вся линейка включает модели до 3 кВ*A. ИБП выполнен в металлопластиковом корпусе, "холодный" старт присутствует. Нижний порог перехода на батарею равен 154 В, верхний — за пределами возможностей нашего лабораторного трансформатора. Диапазон изменения выходного напряжения составляет 227,6—235,8 В. На рис. 18 приведена форма входного тока ИБП, работающего со стандартной для этого тестирования нагрузкой. Корректировка входной частоты не производится, в руководстве пользователя значится допуск слежения за частотой |5% до перехода на батарею.

IMV NetPro 600

ИБП IMV NetPro 600 с выходной мощностью 600 В*A заключен в металлопластиковый корпус и поддерживает "холодный" старт. Переход на батарею в случае понижения напряжения производится при рекордно низком значении 111 В (!), верхний порог составляет 267 В. При изменениях входного напряжения диапазон изменения выходного находится в пределах 229,94—230,06. Входной ток ИБП, работающего под нагрузкой, приведен на рис. 19

Рис. 18
Рис. 19
Рис. 20

IMV NetPro 600 поддерживает функцию стабилизации выходной частоты, т. е. при отклонении значения на входе от 50 Hz (в пределах 47—65 Hz) устройство способно выдавать на выходе стабильные 50 Hz (либо 60 Hz, что выбирается пользователем). Кроме того, ИБП может работать как конвертер частот 50<—>60 Hz (это может найти применение в маломощных системах бесперебойного питания с автономным источником — дизель или бензиновый генератор). В наших экспериментах мы не ставили цель добиться большого разброса входных частот. Однако из частоты 49,13 Hz мы получили стабильное значение 50,01 Hz и свою собственную частоту 60 Hz.

Powerware 9110

Powerware 9110 — модель с выходной мощностью 700 В*A, выполненная в металлопластиковом корпусе и поддерживающая "холодный" старт. При понижении входного напряжения Powerware 9110 переходит на батарею только при 120 В. Таким образом, даже при самых низких напряжениях в сети этот ИБП продолжает питаться от сети, не разряжая батареи. Естественно, параметры выходного напряжения в этом случае остаются практическими неизменными. Верхний порог перехода на батарею оказался за пределами возможностей нашего лабораторного трансформатора. При изменении входного напряжения в диапазоне 120—270 В мы получили выходное 227,3—235,5 В (стабильность выходного напряжения в пределах 8,2 В). Устройство не корректирует входную частоту, в документации значится допуск слежения за частотой до перехода на батарею |3% от номинала.

Подведение итогов

Как можно видеть, протестированные ИБП действительно оказались разными, в том числе и по тем параметрам, которые от простого пользователя скрыты. Это и поведение при пропадании и появлении входного напряжения, и пороги переключений на батареи, и качество корректировки выходного напряжения у моделей, оснащенных функцией AVR. Все эти параметры влияют на стабильность работы питаемого оборудования и в конечном итоге — на его долговечность. Кроме того, если для компьютерного оборудования подходят ИБП любого из трех основных классов, то защита специфических "некомпьютерных" нагрузок требует более серьезного подхода.

Среди off-line ИБП лучшее устройство выделить весьма затруднительно. Модельный ряд АРС и Best Power имеет очень высокую верхнюю границу перехода на батарею (по крайней мере, нам ее достигнуть не удалось). Таким образом, защиту от высокого напряжения данные модели не обеспечивают. В этом плане более практичны ИБП MGE Pulsar ellipse, однако по результатам теста они подходят только для компьютерных нагрузок. Подключение к ним питания модема или акустических колонок не гарантирует нормальной работы при пропаданиях напряжения в сети.

Класс устройств off-line+AVR (line-interactive) достаточно широк. Эти модели пользуются наибольшим спросом, так как обеспечивают более качественную защиту оборудования по сравнению с off-line. Ввиду их популярности на рынке появилась масса устройств, по цене находящихся на уровне и даже ниже моделей off-line. Однако качество их работы оставляет желать лучшего, что, в частности, хорошо видно на приведенных иллюстрациях.

Среди устройств line-interactive можно отметить модели APC Back Pro 280Si и Smart UPS 700iNet: они обладают минимальным временем переключения, а вторая — высоким качеством выходного напряжения. Также весьма стабильный выход по напряжению обеспечивает Best Power Fortress 750, хотя стоимость этой модели достаточно высока. ИБП серии IMV Match Lite отличаются хорошим выполнением переключения на батареи и обратно, а более богатый возможностями Match 700 приближается по качеству к Smart UPS 700iNet. Расширенный анализ преимуществ и недостатков протестированных моделей может быть легко сделан с использованием приведенных графиков. Еще раз отметим, что абсолютно со всеми ИБП наша тестовая система работала устойчиво и ни разу не перезагружалась при всех манипуляциях со входным напряжением. Однако нами использовался высококачественный блок питания (равно как и все прочие компоненты), что все еще достаточно большая редкость в массовой компьютерной технике.

Из относительно недорогих моделей on-line все три ИБП — производства Best Power, IMV и Powerware — успешно прошли тестирование. Среди них несколько выделяется IMV NetPro 600, практически за ту же цену обеспечивающий дополнительные функции в виде стабилизации и преобразования частоты, что позволяет использовать его для более специфических задач. Однако минус этой модели — низкий верхний порог, при котором ИБП переходит на батарею.

ИБП предоставлены для тестирования компаниями:

APC Представительство APC (044) 295-5031
Atrix "Энран Телеком" (044) 244-9355
Best Power Best Power Ukraine (044) 247-3909
IMV (Victron) "НТТ-Энергия" (044) 458-0111
Liebert "М-Инфо" (044) 213-9647
MGE "Ланжерон" (044) 253-8789
NetStar "Н-Тема" (044) 456-8046
NeuHaus "Иква" (044) 455-6333
"М-Инфо" (044) 213-9647
Powercom "Н-Тема" (044) 456-8046
Powerware "МАС Электроник" (044) 223-6455

Редакция благодарит компанию "НТТ-Энергия",
предоставившую измерительное оборудование,
и компанию DataLux, оказавшую содействие
при подготовке данного материала


Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: