Исто́чник бесперебо́йного электропита́ния (ИБП), UPS — источник электропитания, обеспечивающий при кратковременном отключении основного источника мощности питания, а также защиту от помех в сети основного источника. ИБП является вторичным источником электропитания.Преобразованию может подвергаться как качество электрической энергии, так и параметры электрической энергии (напряжение, частота).
Кратковременные нарушения нормальной работы электрической сети являются неизбежными. Причиной большинства кратковременных нарушений электроснабжения являются короткие замыкания. Полностью защитить электрическую сеть от них практически невозможно или, во всяком случае, это стоило бы очень дорого.Кратковременные перерывы питания случаются значительно чаще, чем длительные. Длительного перерыва питания возможно избежать, используя автоматический ввод резерва (АВР). При этом кратковременные перерывы питания будут не только при коротком замыкании на любой из питающих АВР линий, но и на линиях, питающих соседних потребителей.
Основная классификация источников бесперебойного питания затрагивает топологию их работы, или схемы построения устройства:
- Резервные ИБП (off-line, back-UPS, standby) – простейшие бесперебойники, которые при помощи пассивных фильтров ликвидируют электромагнитные помехи и высоковольтные импульсы. Если напряжение пропадает или выходит за рамки нормированных значений, то нагрузка, питаемая от сети, переходит автоматически на питание от батареи ИБП.
- Линейно-интерактивные ИБП (line-interactive) – модели бесперебойников со стабилизатором напряжения, позволяющим регулировать уровень входного напряжения. Современные производители настолько усовершенствовали линейно-интерактивный ИБП, что это устройство по сочетанию цены и надежности стало оптимальным решением для домашнего использования. При существенной нестабильности сети (частых колебаниях напряжения в диапазоне от 15-20 В) резервный бесперебойник будет постоянно переключать нагрузку на автономное питание, что негативно скажется на сроках службы батарей. Линейные ИБП больше подходят для сетей с нестабильным напряжением. Время переключения на работу от аккумулятора меньше, чем у первого типа бесперебойникв. Могут различаться по форме выходного напряжения: ИБП синусоидальный или с прямоугольным (трапецеидальным) напряжением.
- ИБП с двойным преобразованием напряжения (on-line, double conversation) – профессиональные бесперебойники большой мощности с самым высоким уровнем надежности. ИБП с двойным преобразованием применяются для защиты серверов, ЦОД, рабочих станций, узлов связи, медицинского оборудования, критически важных приложений.
Принцип работы ИБП on-line типа заключается в следующем:
- переменный ток на входе преобразуется в постоянный;
- инвертор преобразует постоянный ток в переменный и подает его к нагрузке.
Таким образом, бесперебойнику удается постоянно обеспечивать нагрузку чистым и стабильным (колебания не более 1%) напряжением. Время автономной работы некоторых моделей при подключении дополнительных аккумуляторных модулей может быть продлено до нескольких десятков часов.
Бесперебойное от гарантированного электропитания отличается тем, что в случае гарантированного электропитания допускается перерыв на время ввода в действие резервного источника. В случае бесперебойного электропитания требуется «мгновенный» ввод в действие резервного источника. Это важное требование ограничивает круг пригодных к применению в источниках бесперебойного питания резервных источников. На практике обычно может быть применен только один такой источник — аккумуляторная батарея.
Основной функцией ИБП является обеспечение непрерывности электропитания посредством использования альтернативного источника энергии. Кроме того, ИБП повышает качество электропитания, стабилизируя его параметры в установленных пределах. В ИБП в качестве накопителя энергии обычно используются химические источники тока. Кроме них, могут применяться и иные накопители. В качестве первичного источника может использоваться электропитание, поступающее от электросети или генератора.
Источники бесперебойного электропитания развивались параллельно с компьютерами и другими высокотехнологическими устройствами для надежного питания этого оборудования, чего стандартные сети электроснабжения обеспечить не могут. Наиболее широко распространены конструкции в качестве отдельного устройства, включающего в себя аккумулятор и преобразователь постоянного тока в переменный. Также в качестве резервного источника могут применяться маховики и топливные элементы. В настоящее время мощность ИБП находится в диапазоне 100 Вт … 1000 кВт (и более), возможны различные величины выходных напряжений. Современные ИБП могут управляться через Ethernet или RS-232 / RS-485 /USB,а также сообщать своё состояние через эти же интерфейсы, что часто используется для “мягкого” завершения работы информационных систем при возникновении проблем с электроснабжением. Наиболее продвинутые ИБП также содержат цепи управления АВР или дизель-генератором. Некоторые источники бесперебойного питания имеют отсек для установки дополнительных аккумуляторов параллельно уже имеющемуся, с целью повысить энергетический ресурс преобразователя.
Также существуют ИБП сверхмалой мощности (10-50 Вт) , монтируемые на DIN-рейку и служащие для работы в системе “умного дома“. Система пожарной сигнализации и СКУД также используют такие устройства. Обычно они выдают не сетевое напряжение, а постоянный ток напряжением 12 или 24 вольт.
В отдельных источниках бесперебойного питания используется режим «Байпас», когда нагрузка запитывается отфильтрованным напряжением сети без работы основной схемы устройства.
Часть UPS имеет ступенчатый регулятор напряжения «Бустер», управляемый от автоматики.
В зависимости от необходимости выполнять сложные технические решения источники бесперебойного питания могут оснащаться еще дополнительными специальными функциями.
Международной электротехнической комиссией принята следующая группа стандартов:
- IEC 62040-1 Системы непрерывного энергоснабжения (UPS). Часть 1. Общие положения и требования безопасности для UPS;
- IEC 62040-2 Системы бесперебойного энергоснабжения (UPS). Часть 2. Требования к электромагнитной совместимости;
- IEC 62040-3 Системы непрерывного энергоснабжения. Часть 3. Метод определения требований к эксплуатации и испытаниям;
- IEC 62040-4 Системы бесперебойного энергоснабжения (UPS). Часть 4. Экологические аспекты. Требования и представление информации
- IEC 62040-5-3 Системы бесперебойного электропитания (UPS). Часть 5-3. UPS постоянного тока. Требования к рабочим характеристикам и испытаниям