`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

ИБП: качество плюс количество. Плюс или минус?

0 
 

 


ИБП на компьютерном рынке имеют несколько странный статус -- с одной стороны, используются они в основном именно в паре с ПК, с другой же -- "компьютерного" в этих устройствах довольно мало. И отношение к ним в IT-прессе соответствующее: "вроде бы это тоже наше... но как-то не совсем". Два года назад мы решили поломать сложившуюся традицию...


Первый раз -- страшно и интересно, второй -- просто интересно, а третий? А третий -- "это наша работа, и мы должны сделать ее хорошо". Любая не стоящая на месте Тестовая лаборатория стремится открывать для себя новые горизонты, расширять круг своей деятельности, номенклатуру рассматриваемых устройств. Именно это стремление руководило нами, когда мы впервые взялись за тестирование источников бесперебойного питания. Двенадцать... двадцать три... и вот -- тридцать шесть. Именно такое количество продуктов от различных производителей представлено в нашем сегодняшнем материале. Фактически благодаря наличию неплохо отработанной методики, соответствующего инструментария и людских ресурсов в этом году мы планировали наконец-то полностью охватить в нашем ежегодном обзоре локальный рынок ИБП класса "до 1000 В·А".

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус? Однако, увы, наш благородный порыв слегка охладили представители некоторых компаний, которые, мягко говоря, не проявили должного энтузиазма по поводу предоставления продвигаемых ими продуктов на наши тесты. Ну что ж -- на нет и суда нет. Перефразировав олимпийский принцип "главное -- не победа, а участие", можно в данном случае сказать, что "отказ от участия свидетельствует о трезвой оценке шансов на победу".

Но, несмотря на все вышесказанное, мы не стали идти по проторенной дорожке и подвергли имеющуюся методику доработке. Поставленные при этом цели были вполне конкретными: обеспечить, с одной стороны, высокое качество и валидность результатов, с другой же -- своего рода "тестовый конвейер", максимально оптимизированный с точки зрения времени прохождения устройств через все испытательные стенды.


Методика тестирования

Сегодняшнее тестирование мы проводили по двум группам параметров:

  • определение максимального времени работы от батареи;
  • оценка характера переходов с питания нагрузки от сети на внутреннюю аккумуляторную батарею и обратно.

Вторая группа тестов потребовала изготовить небольшой специализированный стенд. Основной инструментальной проблемой стало то, что фиксация переходных процессов осуществлялась на осциллографическую плату ПК, причем между корпусом измерительных цепей и исследуемой цепью нужно было обеспечить качественную гальваническую развязку. В окончательном варианте стенд представлял собой коммутатор с цепями временной синхронизации и два измерительных канала. В комплекте с осциллографом он позволил фиксировать формы потребляемого тока и напряжения на входе и выходе ИБП.

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
IMV NetPro 2000

В качестве дополнительных, но крайне важных в состав стенда вошли различного рода фильтрующие и защитные цепи. Основная задача в ходе их расчета состояла в том, чтобы обеспечить наиболее жесткий режим защиты при минимуме вносимых ими в измерения искажений. Широкий диапазон и непредсказуемый характер изменения напряжения нашей первичной сети и обилие "гуляющих" по ней помех разной амплитуды и длительности заставили нас принять дополнительные меры для стабильности получаемых результатов.

На входе тестового стенда нам пришлось включить on-line ИБП IMV NetPro 2000, в котором энергия электрической сети, прежде чем попасть в нагрузку, претерпевает тройное преобразование, при этом напряжение дважды стабилизируется и сглаживается. Крайне малый коэффициент нелинейных искажений выдаваемой синусоиды (по нашим измерениям -- лучше 2%), высокая стабильность величины напряжения, хорошая защита от импульсных помех, низкое выходное сопротивление и способность устойчиво работать на индуктивную нагрузку позволили не беспокоиться о стабильности и качестве питающих напряжений. В нашем случае к выходу для возможности регулировки ИБП подключался обычный лабораторный автотрансформатор (ЛАТР), на холостом ходу его реактивная мощность составила 69 В•А, активная -- всего 9 Вт.

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус? Анализируя осциллограммы, демонстрирующие изменение напряжения, тока и мощности на реальной компьютерной нагрузке, нетрудно заметить подобность формы двух последних. Кроме того, инструментально получить кривые потребляемой мощности не за счет модуля от перемножения парциальных значений токов и напряжений, а непосредственно без калиброванных специализированных быстродействующих датчиков проходящей мощности оказалось довольно затруднительно. В этой ситуации логично предположить, что, с точки зрения пользователя, гораздо больше информации о поведении устройств дает контроль за формой тока, а не напряжения. Дополнительным аргументом за такой порядок проведения процедуры стало и то, что практически получаемые кривые с большей точностью позволяют оценивать поведение ИБП как при реактивном, так и при активном характере тестовой нагрузки.

Характеристики источников бесперебойного питания

Кроме того, результаты измерений были обработаны фильтром с крутизной (-6 дБ) на декаду и частотой среза 50 kHz по уровню -3 дБ, что несколько понизило точность измерений (на 5--10%), но позволило существенно улучшить "читабельность" осциллограмм. При этом значительно (в некоторых случаях -- практически до нуля) снизились на деле ничего не означающие короткие (менее 50 мкс) всплески и высокочастотные шумы. Такие всплески появляются либо под воздействием различного рода наводок на чувствительные участки измерительных цепей, либо существуют реально, возникая в коммутационных и прочих цепях. Напомним, что последние довольно эффективно (выше чем на 40 дБ) подавляются входными и выходными сетевыми фильтрами, установленными как в самих ИБП, так и на входе импульсных блоков питания.

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
1. Питание подано. 2. Питание отключено. 3. Питание восстановлено. 4. Нагрузка питается от сети

Следующим допущением в тестах ИБП, обеспечившим хорошую повторяемость результатов и избавившим нас от необходимости отслеживать, в какой части периода и через какое время производится замер, стала замена реального БП на стабильную активную нагрузку. Мы проверяли, насколько меняется характер потребления, и пришли к выводу, что существенного влияния на величину мощности и на форму он не оказывает. Итак, параметры, которые мы решили проанализировать, это:

  • длительность и корректность перехода на батарею при отключении сети;
  • время, прошедшее c момента восстановления входного напряжения до перехода на питание нагрузки от сети;
  • продолжительность самого переходного процесса.
ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
APC Back-UPS AVR BP500I

Напомним читателю, что ИБП по технологиям off-line и line-interactive (AVR) имеют время установления переходных процессов при переключении в различные режимы работы (стабилизация напряжения, переход на батарею и обратно) от 4--5 до 10--15, и даже 20--25 мс. Напротив, для On-line ИБП такой параметр, как время переключения, не определяется, так как инвертор(-ы) с момента включения блока работает постоянно независимо от наличия либо отсутствия напряжения в сети. Единственное, что меняется, -- во втором случае инвертор осуществляет питание от своей батареи. Таким образом, on-line ИБП могут обеспечивать нагрузку качественным и надежным электропитанием безотносительно режима (батарея, сеть). Также обращалось внимание на форму потребляемого тока во входной цепи. Сразу следует отметить, что у большинства ИБП в режиме заряда батарей ток потребления имел несинусоидальную форму, причем у устройств, умеющих адаптивно подбирать зарядный ток, он явно зависел от степени разряженности АКБ.


Описания устройств и тесты качества

APC Back-UPS CS BK325-RS, BK475-RS, BK350EI, BK500EI

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Серия APC Back-UPS CS: BK325-RS, BK350EI, BK475-RS, BK500EI

Серия CS — уже довольно давно выпускаемая и хорошо зарекомендовавшая себя у отечественного потребителя. Приступая к ее тестированию, мы и не ожидали открыть для себя что-либо новое. Так и оказалось -- переход на батарею составил 2--5 мс. В обратном процессе продолжительностью 1,3--3 мс у модели BK325-RS заметна "раскачка" инвертора, длящаяся почти два периода сетевой частоты . Мы предположили, что причина -- достаточно большая для инвертора этого ИБП мощность подключенной нагрузки (150 Вт). Однако та же особенность при переходе с батареи на сеть обнаружилась и у старшей модели BK475-RS. У устройств BK350EI, BK500EI ничего подобного не замечено, следовательно, можно предположить, что их схемотехника отличается от вышеупомянутых. Длительность переходных процессов составила 3--4,5 мс и около 2 мс соответственно.


APC Back-UPS Pro BP650SI

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
APC Back-UPS Pro BP650SI

Эта серия устройств пришла на смену Back-UPS CS и призвана защищать нагрузку в наших условиях хронических аномалий питающей сети, когда предыдущие источники бесперебойного питания либо постоянно переключались с сети на батарею, либо игнорировали снижение напряжения в пределах выше разумного. Что касается исследуемых нами временных интервалов, то для перехода на батарею они остались практически без изменений -- 4 мс. Сам переходной процесс при возврате ИБП на сеть продлился менее 1,8 мс.


APC Smart-UPS On-Line SUOL1000XLI

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
APC Smart-UPS On-Line SUOL 1000XLI

Из серии Smart-UPS первым на тестирование поступил APC Smart-UPS On-Line SUOL1000XLI. Конструктив этого блока позволяет производить инсталляцию как в стойку, так и на пол, для чего используются входящие в комплект две пластиковые опоры. Как и положено On-line ИБП -- никакой реакции на пропадание сетевого напряжения. Подстройка фазы произошла достаточно быстро. Крайне занимательным показался процесс нарастания тока при обратном переходе с батарей на сеть.


APC Smart-UPS SU420 INet, SU620 INet

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
APC Smart-UPS SU420 INET и SU620 INET

Эти модели -- наиболее простые в серии APC Smart-UPS. В первую очередь это проявляется в прямоугольной форме выходного напряжения при работе от батарей. Установление процессов при переходе на питание от батарей -- 4--5 мс. Точно установить время возврата у этих моделей cложно -- обе достаточно долго готовятся (более 1,3 с), но быстро заканчивают (менее 1 мс).


APC Smart-UPS SU700RMI2U, SUA1000I USB

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
APC Smart-UPS SU700RMI2U

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
APC Smart-UPS SUA1000I USB

На SUA1000I следует обратить внимание тем, кто собирается управлять ИБП по USB-интерфейсу. Обратные переходы настолько плавны, что начало и конец заметить трудно. Их ориентировочное максимальное значение -- до 2 мс. По характеру и продолжительности обратного перехода SUA700RMI2U близка к предыдущей модели SUA1000I USB.


Apollo 1050E/500VA

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Apollo 1050E/500VA

Эта AVR-модель обладает в некотором смысле уникальными особенностями. Из приведенных осциллограмм по ряду косвенных признаков можно сделать заключение об устанавливающейся каким-то образом взаимосвязи между входом и выходом. По крайней мере, только ее существованием можно объяснить амплитудную модуляцию частотой около 3 Hz выходного напряжения начиная с того момента, когда сеть подана, а ИБП еще не переключился на питание нагрузки от сети. Что касается продолжительности этого времени, то в поспешности этот ИБП не обвинишь -- раздумья, переключаться на сеть или нет, длились 4,3 с. Зато сами переходные процессы -- 6 (на батарею) и 3 (обратно) мс.


Apollo 1085A/850VA

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Apollo 1085A/850VA

Казалось бы, что относиться к этому устройству следует, как к "старшему брату" предыдущей модели. Однако на деле выяснилось, что у него абсолютно противоположный характер. Только у Apollo 1085A при работе от сети выходное напряжение находится в противофазе к сетевому, что сразу привлекло наше пристальное внимание к нему. Прямой переход на батарею выполнялся довольно корректно, но недостаточно, на наш взгляд, быстро -- 8 мс. Время возврата на питание нагрузки от сети (с момента подключения входного напряжения) составило 1,24 с, однако сам переходной процесс и тут оказался затянутым -- он завершился полностью через 9 мс, причина все та же -- прежде чем подключать сеть, необходимо отключить инвертор от выходных гнезд и подождать некоторое время "про запас". В общем, после того как мы еще немного "погоняли" его в разных режимах, впечатление о нем сложилось, как о достойном "китайце для бытового ПК" с немного завышенной (судя по названию) мощностью инвертора и достаточно "жесткой" (импульсной) формой потребляемого тока.


Gembird GSU-600VA

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Gembird GoldenShield GSU-600VA

Сзади на корпусе этого блока расположен DIP-переключатель, позволяющий выбрать значение нижнего порога переключения из ряда 192, 182, 172 и 162 В.

Переход на батарею четко зависит от того, в какой период пропало сетевое напряжение: чем ближе к минимуму -- тем дольше продолжался процесс. В среднем время запуска инвертора составило около 9 мс. Правда, что касается обратного переходного процесса, то предъявить претензии практически не к чему -- все происходило достаточно быстро. Хотя и здесь этому ИБП удалось проявить свою оригинальность -- всегда, каким бы ни было амплитудное значение сетевого напряжения в момент возврата на сеть, оно "привязывалось" к значению в 1/3--1/4 от максимального амплитудного. В результате процесс перехода можно считать завершенным не ранее, чем через 4,7 мс.


Liebert PowerSure PSPXT450-230

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Liebert PowerSure PSPXT450-230

На переход с сети на батарею потребовалось около 5 мс. После восстановления питания ИБП "задумался" на 1,5 с, затем не совсем аккуратно, хотя и быстро, за 1 мс, подключил нагрузку к питающей сети. В общем, типичный представитель low-end (по мощности и емкости) ИБП с довольно хорошими (опять-таки, именно для своего класса) характеристиками.


Liebert UPStation GXT 1000MT-230

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Liebert UPStation GXT1000MT-230

Этот On-line ИБП представлять постоянному читателю не требуется -- подобная модель уже принимала участие в прошлогодних тестах и достаточно хорошо себя проявила. Производитель позиционирует ее как устройство для защиты файловых серверов, рабочих станций, телекоммуникационных систем, а также любого другого (вот они, преимущества On-line ИБП!) оборудования, предъявляющего повышенные требования к качеству питающего напряжения. Зная, что гарантированное среднее время наработки на отказ на ИБП этой серии составляет 100 тыс. часов, мы немного отступили от правила и попросили представить экземпляр, который уже давно эксплуатируется. Как выяснилось впоследствии, параметры этого ИБП оказались настолько хороши и повторяемы, что все работы по доводке тестового стенда проводились с его участием. К полученным осциллограммам тяжело дать какие-либо оригинальные комментарии.


Mustek PowerMust 400VA Plus, 600VA Plus, 800VA Pro

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Mustek PowerMust 800VA Pro

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Mustek PowerMust 400VA Plus, 600VA Plus

ИБП под маркой Mustek -- новичок как на отечественном рынке, так и в нашей лаборатории. Анализируя осциллограммы работы, мы заметили, что процесс возврата на сеть происходит пусть и быстро, но всегда недостаточно корректно -- в момент далеко не нулевого значения питающего напряжения. Подобную "стабильность" можно объяснить только особенностями схемотехнического исполнения устройства. Немного меньшей величиной этого "провала" отличился тестовый экземпляр PowerMust 800VA Pro. И навязчиво преследовала мысль: "Где-то подобную характеристику мы уже видели...".


Powercom KIN-325A, 425AP, 525A, 625AP и BNT-400A, 600A

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Powercom KIN-325A, KIN-425AP, KIN-525A и KIN-625AP

Эти две линейки отличаются в первую очередь тем, что у устройств BNT нет автоматического зарядного устройства, точнее, оно упрощено и запускается при включении питания на весь ИБП. Новизна моделей KIN заключается в введении автоматической подзарядки. Отрицательный результат работы системы самодиагностики и проверки батарей отображается на индикаторе .

Наличие букв AP в конце наименования модели указывает, что ее можно подключить к порту RS-232C.

Тестирование на стенде показало, что все представленные устройства относительно долго (до 3 секунд) "думают" о том, насколько устойчиво восстановилась сеть. Как и по отношению к человеку, такое поведение можно трактовать достаточно широко -- от "медлительный и неуверенный в себе" до "неторопливый и принимающий взвешенные решения"...

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Powercom BNT-400A и BNT-600A

Устройства позиционируются как "источники бесперебойного питания с автоматическим регулированием напряжения (AVR). Полный цифровой микропроцессорный контроль, автоматическое определение и выбор частоты 50/60 Hz. Предназначены для защиты персональных компьютеров, рабочих станций и другого ответственного оборудования от основных неполадок с электропитанием: высоковольтных выбросов, электромагнитных и радиочастотных помех, понижений, повышений и полного исчезновения напряжения в электросети". Холодный старт, защита от перепадов напряжения, защита от короткого замыкания и перегрузок при питании нагрузки от аккумуляторов. На выходе ИБП -- аппроксимированная синусоида.

В общем, временные параметры переходных процессов этих ИБП -- "самые, что ни на есть, средние". Устройство, достойное стать защитником домашнего компьютера начального уровня. Относительно Powercom KIN-325A и BNT-400А было замечено, что, хотя время реакции на пропадание сети в сумме со временем на запуск преобразователя достаточно невелико, но оно может отличаться почти в три раза (от 3 до 8,5 мс) в зависимости от того, на какую фазу периода приходится отключение питания и какой мощности нагрузка подключена.

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Powercom KIN-1000AP

Серия KingPro представлена моделью Powercom KIN-1000AP. Те же 3 секунды на раздумья, переключаться с преобразователя на сеть или нет и... опять тот же промах "мимо" перехода через ноль. Результат -- 2--3 дополнительные миллисекунды на окончание всех переходных процессов. Что касается формы выходного сигнала -- в спектре относительно невысокий уровень со второй по одиннадцатую гармоники.


Серии 3-5-9 Powerware

Продукты Powerware, в том числе и новинки, по своей номенклатуре по-прежнему вписываются в уже хорошо знакомые покупателю рамки серий 3-5-9. Эта классификация представляет собой адаптированный для широкого круга потребителей перечень требований, соответствующий стандартам "Европейского комитета по электротехнической стандартизации" (CENELEC).

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Powerware PW3110 250i, PW3110 550i, PW3110 600i, PW3110 700i

Нормы CENELEC хоть и помогают при подборе ИБП, однако их понимание предполагает определенный уровень профессиональных знаний. Именно для упрощения подбора модели и применяется классификация 3-5-9.

Она разбивает все ИБП на три серии, первая цифра в названии модели указывает на количество нештатных ситуаций по питанию, преодолеваемых этим ИБП:

1.Исчезновение напряжения.
2.Кратковременный провал напряжения.
3.Кратковременное повышение напряжения.
4.Длительное понижение напряжения.
5.Электромагнитные и радиочастотные помехи.
6.Высоковольтный импульс.
7.Отклонение частоты.
8.Переходный процесс при коммутации.
9.Искажение синусоидальности напряжения.


Powerware PW5115 1000i, PW5115 500i, Powerware PW5115 750i

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Powerware PW5115 1000i, PW5115 750i, PW5115 500i

На осциллограммах -- явно выраженный импульсный характер потребления тока из сети. Зато выходная аппроксимированная синусоида -- выше всяческих похвал, без заметных на глаз искажений. Рабочее напряжение устанавливается DIP-переключателем на задней стенке. Для перехода на сеть устройствам потребовалось ровно 4 мс. Обратный переход с питания от батарей на сеть определить удалось только ориентировочно -- настолько высока точность привязки процесса переключения к нулю. Зато время от подачи напряжения до фактического переключения (потребления тока нагрузкой непосредственно от сети) колеблется от 150 до 475 мс -- за этот период по-видимому достигается максимальная синфазность собственных и сетевых колебаний.


Powerware PW5125 1000i

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Powerware PW5125 1000i

Это одна из самых новых моделей линейно-интерактивных ИБП, позиционируемая для защиты офисных серверов. В отличие от моделей PW5115 700i, у 1000i -- на эпюрах переходов никаких всплесков -- "все как по маслу". И время перехода на батарею малое -- 2 мс, и решение о возврате на сеть принято быстро (610--620 мс), да и сам переход обратно практически молниеносен (1,6--1,8 мс), причем строго привязан к "нулю" сетевого напряжения. И даже уровень гармоник выходного напряжения непривычно низкий. Казалось бы -- удачное конструкторское решение, одни достоинства... Все так, если бы не результаты тестов на продолжительность работы...


Powerware PW3110 250i, PW3110 550i, PW3110 600i, PW3110 700i

Данные ИБП внешне выглядят как близнецы-братья и отличаются в первую очередь емкостью 12-вольтовых батарей, которая у старших моделей (600i, 700i) составляет 9 А•ч, у 500i -- 7,2 А•ч и у младшей -- 4,2 А•ч, что позволило производителю на треть уменьшить толщину последней. Такое же "единство взглядов" устройства, в общем, продемонстрировали при прямом и обратном переходах с питания от батарей: 4--6 мс и 1,3 мс для старших и 2,5 и 3,2 мс соответственно для PW3110 250i. Заметим, что время и характер перехода для Off-line ИБП -- одно из самых лучших.


Powerware PW9120 1000i

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Powerware PW9120 1000i

И еще раз (последний в сегодняшнем материале) вынуждены повторить тираду о достоинствах on-line-устройств. Особенно, если вы -- еще и владелец дорогостоящего домашнего кинотеатра с многодюймовым (по диагонали) телевизором. Простое управление, постоянный мониторинг параметров сети и нагрузки, причем "все на лбу написано", точнее -- на подсвечиваемом контрастном жидкокристаллическом мониторе. Единственное, что может уберечь вас от его покупки, -- стоимость этого устройства. Хотя справедливости ради заметим, что она для своей категории -- самая низкая.


Trust E. Protector AVR 650VA

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
Trust Energy Protector AVR 650VA

Удивительно, что достаточно высокая оценка, полученная в тестах на продолжительность, не совсем увязывалась с нашими представлениями в ходе исследования конкретного экземпляра на стенде: после отключения питания устройство нормально перешло в режим работы от батарей (5 мс). Однако реакция на восстановление сетевого напряжения несколько озадачила: вначале была "взята пауза" более чем на 2 с, затем наблюдалось 2--3 всплеска как по потребляемому току, так и по выходному каналу. В результате, говорить о корректности обратного перехода не приходится. Но ведь как-то работает?...

Глоссарий

Нагрузка.
Под нагрузкой мы будем понимать совокупность оборудования, потребляющего электроэнергию. Среди всех характеристик нагрузки для нас основными являются рабочее напряжение питания и потребляемая мощность. Оговоримся, что для рассматриваемого класса ИБП вряд ли будет логичным подключение в качестве нагрузки электрочайника, обогревателя либо лазерного принтера, потребляющего в режиме закрепления тонера не один киловатт мощности. Напротив, компьютеры с мониторами, телекоммуникационное и прочее подобное офисное оборудование -- это типовая нагрузка для UPS. Соответственно, "наш" ИБП можно рассматривать как нагрузку для городской сети, дизель-генератора или другого UPS системы гарантированного электропитания (СГЭ).

Потребляемая мощность -- основная характеристика любого устройства с точки зрения потребления им энергии. Как правило, имеет активную и реактивную составляющие, так как по отношению ко входу такую нагрузку условно можно представить состоящей из идеального постоянного резистора и элемента, обладающего реактивным сопротивлением. В ряде случаев (например, для импульсных блоков питания с диодным мостом и емкостным фильтром на входе) эквивалентное значение реактивной составляющей комплексного сопротивления (для последующего анализа) определить трудно, поскольку эта величина зависит от мгновенного значения протекающего по ней тока, т. е. такая нагрузка является нелинейной цепью.

Активная мощность -- полезная мощность, потребляемая нагрузкой от источника и идущая на дальнейшее преобразование в другой вид энергии (тепловую, механическую и т. д.). Измеряется в ваттах (Вт).

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус? Реактивная мощность не потребляется от источника. Она "накапливается" в нагрузке в течение полупериода и "возвращается" обратно в течение следующего полупериода, не совершая полезную работу, а только создавая дополнительную нагрузку на систему электроснабжения. Для ее снижения применяются специальные компенсаторы. Если доля реактивной составляющей в потребляемой мощности, например, крупным предприятием, превышает определенные нормы, то законом предусмотрены штрафные санкции. Измеряется в вольт-амперах реактивных (В•А Р).

Полная мощность является векторной суммой активной и реактивной мощностей. Измеряется в вольт-амперах (В•А, V•A).

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус? Реактивная составляющая нагрузки определяет сдвиг потребляемого тока относительно напряжения, но не влияет на форму потребляемого тока (синусоиду), поэтому вносимые ею искажения напряжения называются линейными.

Нагрузка, которая потребляет ток синусоидальной формы, называется линейной.

Примером линейной нагрузки являются электронагревательные приборы.

При наличии только линейных искажений на графиках синусоидальная форма колебаний сохраняется, однако наблюдается сдвиг фазы между кривыми тока и напряжения на определенный угол. На практике нагрузка часто вносит как линейные, так и нелинейные искажения.

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус? Как правило, современное электронное оборудование потребляет ток несинусоидальной формы. Такая нагрузка называется нелинейной, а вносимые ею искажения нелинейными. Степень нелинейных искажений характеризуется отношением суммы высших гармоник к первой гармонике -- коэффициентом нелинейных искажений (КНИ), измеряемым в процентах. Так, например, наблюдая на экране осциллографа идеальную синусоиду, можно утверждать, что КНИ близок к 0%; при заметных на глаз искажениях -- КНИ=10%; для прямоугольной формы -- КНИ=43%.

Для комплексной оценки искажений, вносимых нагрузкой, используется понятие "коэффициент мощности" (Power Factor), равный отношению активной мощности (P, Вт) к полной мощности (S, В•А), потребляемой нагрузкой. "Плохим" считается значение коэффициента мощности ниже 0,8. Для "компьютерной нагрузки" (т. е. для оборудования небольшой мощности, оснащенного своими, как правило, импульсными блоками питания от сети переменного тока) PF составляет около 0,7 и даже лучше.

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус? Однако, если импульсный блок питания был спроектирован без учета мер по повышению коэффициента мощности, то величина PF может опускаться и ниже 0,65 (т. е. как для обычных двухполупериодных выпрямителей).

Итак, при наличии только нелинейных искажений PF численно равен доле первой гармоники в общей мощности. При наличии только гармонических искажений коэффициент мощности равен cos j (косинусу угла j -- сдвига фаз между током и напряжением).

Крест-фактор нагрузки (Crest factor) -- отношение пикового значения потребляемого тока к среднедействующему значению. Величина крест-фактора зависит от формы питающего напряжения.

Для синусоидального напряжения и линейной нагрузки крест-фактор равен 1,4. Но в случае синусоидального питающего напряжения и компьютерной нагрузки крест-фактор возрастает до 2--3. Использование синусоидального напряжения, полученного в результате ступенчатой аппроксимации на той же нагрузке, обычно дает диапазон величин крест-фактора от 1,4 до 1,9.

Все рассмотренные выше характеристики нагрузки относятся к установившемуся режиму работы нагрузки. Однако следует принимать во внимание переходные процессы, происходящие при изменении режимов работы нагрузки. Длительность переходных процессов при включении зависит от типа устройства.

Пусковой ток характеризует потребление нагрузки в момент ее подключения.



Тесты на время работы от батарей

ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?
ИБП качество плюс количество. Плюс или минус?

Отзывы читателей и посетителей сайта, разумеется, имеют для нас значение, и мы стараемся прислушиваться к разумной критике... или просто к критике настойчивой, даже в том случае, если она не совсем совпадает с нашим мнением. В конце концов, наша Тестовая лаборатория работает не "на науку" и не "в стол". Поэтому в данном материале именно по настоянию довольно большого количества читателей "Компьютерного Обозрения" и посетителей сайта ITC Online мы в тестах на время работы от батарей заменили эталонную нагрузку на реальные системы, причем на целых две (использовались два ПК марки Bravo, предоставленные компанией K-Trade). Первая олицетворяет среднестатистический офисный компьютер: Celeron 1000 MHz, плата на чипсете VIA PLE133T с интегрированным графическим ядром, 128 MB PC133 SDRAM, жесткий диск 20 GB, монитор 17" Samsung 753S. Вторая -- более мощный десктоп: Athlon XP 1800+, плата на чипсете VIA KT266A, 256 MB PC2100 DDR SDRAM, жесткий диск 40 GB, видеокарта на базе GeForce4 MX440, монитор 19" Samsung 959NF.

Методика проведения тестов была проста: на компьютере под управлением ОС Windows 2000 Pro (SP3) запускался подтест SYSmark 2000 -- работа с БД Paradox. Он, в отличие от многих других, активно использует не только процессор и видеокарту, но и жесткий диск, поэтому был признан нами самым "сбалансированным". Но прежде чем перейти непосредственно к комментариям, скажем сначала пару слов о еще одном новшестве этого материала -- "категорировании" UPS по обеспечиваемому времени работы. Уж коль речь идет о тесте на базе реальных компьютеров, мы считаем правильным выделить четыре категории, или, если можно так выразиться, "степени свободы пользователя", которую гарантируют эти устройства.

Категория # 1, или "быстро сохраняемся и выключаем машину". Минимальная степень страховки, время работы при отключенном питании до 10 минут. В большинстве случаев за такой период можно просто сохранить результаты (пусть даже это довольно объемный файл или база данных) и корректно выключить компьютер. Однако делать это надо сразу же после того, как пропало электричество в сети.

Категория # 2, или "спокойно, без паники". Время работы, обеспечиваемое ИБП, находится в пределах от 10 до 20 минут. За этот период можно, к примеру, успеть занести в bookmarks открытые интересные сайты, написать коротенькое уведомление по e-mail или ICQ с оповещением соответствующих лиц о возникшей проблеме, перезвонить системному администратору или техническому директору с вопросом о причинах случившегося и прогнозах о времени разрешения ситуации. И уже потом спокойно выключать систему.

Категория # 3, или "можно успеть кое-что доделать". От 20 до 30 минут времени работы от батарей. Собственно, в названии категории все отражено. При таком запасе можно действительно не сразу же начинать принимать меры по корректному завершению работы, а попытаться доделать ее. Или, к примеру, вовсе не прекращать, если поступили сведения, что отключение электроэнергии будет кратковременным.

Категория # 4, или "просто продолжаем работать". И действительно -- ведь у нас в запасе более 30 минут, а то и "без копеек час". За такое время можно даже завершить рендеринг небольшой сцены или написать короткую заметку либо статью. А если, к примеру, ИБП этой категории установлен на сервере -- он успеет отправить SMS-сообщение системному администратору, а тот, в свою очередь, успеет либо приехать на работу, либо найти способ "погасить" систему с помощью удаленного управления.


Малая система, Категория # 1

Простой, не очень мощный компьютер, первая категория... Словом, решение для тех, кто вынужден экономить. Мы бы даже сказали так -- для тех, кому защита от сбоев питания "кровь из носу" нужна, но денег на это практически нет. Естественно, здесь представлены в основном достаточно маломощные и недорогие ИБП. И, как ни странно, один из самых лучших -- одновременно и самый дешевый: Apollo 1050E/500VA. Собственно, он и является ярко выраженным лидером группы. Отметить же дополнительно хочется Liebert PowerSure PSPXT450-230, вот только... пожалуй, лучшим термином будет -- "за неоднозначность". По данным тестов качества, для своего класса он хорош, кроме того -- малый размер (просто-таки миниатюрный!), интересный дизайн, но, увы, -- "уникальная" для подобных устройств цена.


Малая система, Категория # 2

Здесь разброс как цен, так и прочих качеств уже довольно велик: время работы -- от 13 до 20 минут, стоимость -- от $57 до $167. Соответственно, однозначного победителя определять просто бессмысленно -- устройства очень разные. Из оптимальных по соотношению цены ко времени работы можно выделить Powercom KIN-525A, Powercom BNT-600A и Trust Energy Protector AVR 650VA. Также в диапазон "до $4 за минуту работы" попал Mustek PowerMust 600VA Plus. Особняком стоят продукты APC -- Smart-UPS SU620 INET/SU420 INET -- самые дорогие из всей группы, однако тем, у кого возник вопрос "почему?", советуем еще раз прочитать раздел, посвященный тестам качества. А вот приятным сюрпризом оказался вообще сам факт попадания во вторую категорию ИБП APC Back-UPS CS BK325-RS. Да, он находится в самом низу диаграммы, но, тем не менее, это устройство с мощностью всего 325 В·A и ценой менее $60 смогло обеспечить функционирование нашего "офисного компьютера" в течение целых 13 минут!

Осциллограммы
APC Back-UPS CS BK325-RS APC Back-UPS CS BK350EI
APC Back-UPS CS BK475-RS APC Back-UPS CS BK500EI
APC Back-UPS AVR BP500I APC Back-UPS Pro BP650SI
APC Smart-UPS SU420 INET APC Smart-UPS SU620 INET
APC Smart-UPS SU700RMI2U APC Smart-UPS SUA1000I USB
APC Smart-UPS On-Line SUOL1000XLI Apollo 1050E/500VA
Apollo 1085A/850VA Gembird GoldenShield GSU-600VA
Liebert PowerSure PSPXT450-230 Liebert UPStation GXT1000MT-230
Mustek PowerMust 400VA Plus Mustek PowerMust 600VA Plus
Mustek PowerMust 800VA Pro Powercom BNT-400A
Powercom BNT-600A Powercom KIN-325A
Powercom KIN-425AP Powercom KIN-525A
Powercom KIN-625AP Powercom KIN-1000AP
Powerware PW3110 250i Powerware PW3110 550i
Powerware PW3110 600i Powerware PW3110 700i
Powerware PW5115 500i Powerware PW5115 750i
Powerware PW5115 1000i Powerware PW5125 1000i
Powerware PW9120 1000i Trust Energy Protector AVR 650VA


Малая система, Категория # 3

...То есть более 20 минут работы от батарей. В этой группе опять очень хорошо проявил себя ИБП марки Apollo -- самая низкая стоимость минуты среди всех участников. Также хорошим соотношением цены и времени работы отличились APC Back-UPS CS BK475-RS и Mustek PowerMust 800VA Pro. Среди устройств, проработавших дольше всех, отчаянная схватка завязалась между APC Back-UPS Pro BP650SI и Powerware PW3110 600i. Первый, обладая к тому же большей мощностью, выиграл 2 минуты. Однако если взглянуть на цену обоих ИБП, картина меняется достаточно резко -- продукт Powerware стоит на $60 дешевле.


Малая система, Категория # 4

В этой категории соперничества... не получилось. Во-первых, однозначно "вне конкурса" проходят все on-line ИБП -- просто потому, что представляют совершенно другой класс устройств. Сравнивать on-line ИБП с line-interactive или тем более с off-line по соотношению цены ко времени работы -- совершенно неуместно (мы бы даже сказали "неприлично" -- это все равно что сравнивать по расходу топлива на 100 км хорошего середнячка из мира легковушек и "Роллс-Ройс"). Из оставшихся же лидер выделяется настолько явно, что дальнейшее "обсуждение кандидатур" выглядит неуместным: приобрести всего за $380 (да-да, "всего" -- не забывайте о категории устройств!) ИБП, продемонстрировавший один из самых высоких показателей по времени работы, -- это просто весьма разумное вложение средств. Итак, лидирует APC Smart-UPS SUA1000I USB. Очень, мы бы сказали, непохожий на остальные продукты этой компании аппарат, потому что выделяется он именно "приятной" для своих характеристик стоимостью. Что же касается популярного у нас в стране (ну что поделаешь!) подхода "мне бы чего подешевле", то тут можно посоветовать обратить внимание на Powercom KIN-1000AP. Звезд с неба в тестах качества он, прямо скажем, не хватает, но 47 минут работы за $185 (единственный ИБП в данной группе с ценой ниже $200) -- это, как минимум, заслуживает уважения.


Большая система, "Категория # 0"

В нее вошли ИБП Apollo 1050E/500VA, Mustek PowerMust 400VA Plus, Powercom BNT-400A и KIN-325A, а также Powerware PW3110 250i. А вот на диаграммах их результатов нет, и по понятной причине: такого "издевательства", как подключение к компьютеру с высокой потребляемой мощностью, их "тонкие души" просто не выдержали -- время работы составило менее минуты. Соответственно, единственный вывод, который можно сделать из продемонстрированного ими результата, -- для мощных компьютеров они не предназначены в принципе. Примерно к той же категории можно отнести и попавшие на диаграммы Liebert PowerSure PSPXT450-230 и Powercom KIN-425AP: их присутствие в первой категории является в данном случае не рекомендацией к использованию, а скорее, "медалью за героизм".


Большая система, Категория # 1

Выделять "чемпиона" в данной группе нам показалось излишним, так как здесь собралось достаточное количество ИБП, которые, положа руку на сердце, также трудно рекомендовать для мощных компьютеров. Да, они "смогли сделать это" -- за что честь им и хвала, однако владелец ПК подобной конфигурации вряд ли уже настолько стеснен в средствах, чтобы приобретать ему в пару что-нибудь типа APC Back-UPS CS BK325-RS -- устройство хорошее, но предназначенное для несколько иного класса машин. Поэтому, несмотря на кажущуюся парадоксальность такого подхода, мы бы рассматривали данную диаграмму как список UPS для малых систем, дополнительно подтвердивших свои положительные качества, "вытянув" вполне существенное время и большой компьютер.


Большая система, Категории # 2 и 3

Довольно-таки малочисленные группы, в которых... "Ба! Знакомые все лица!", -- практически не осталось производителей второго эшелона. Обе диаграммы "оккупировали" продукты APC и Powerware, и только PowerMust 800VA Pro и KIN-1000AP -- верхние модели Mustek и Powercom -- смогли все-таки прорваться сюда. Соперничество между Powerware и APC получилось очень интересным -- оно "зеркальное": во второй категории два верхних места занимают продукты APC, а сразу за ними -- Powerware, в третьей -- наоборот, два первых места принадлежат Powerware, а третье -- APC. В целом же получилась, можно сказать, "боевая ничья".


Большая система, Категория # 4

И снова, как и в случае с малой системой, в этой категории мы наблюдаем почти полное господство On-line UPS. В принципе, результаты в чем-то похожи, поэтому перечислим отличия. Если сравнивать показатели UPS четвертой категории на малой и большой системе между собой, то заметно, как резко вырвался вперед ранее находившийся "в числе прочих" APC Smart-UPS On-Line SUOL1000XLI. А вот Liebert UPStation GXT1000MT-230, наоборот, несколько "просел" от увеличения нагрузки. Ну и по-прежнему нельзя не отметить превосходный за свою цену продукт APC -- APC Smart-UPS SUA1000I USB. Да, это единственный не-On-line UPS в этой группе, но время работы и мощность делают его вполне достойным конкурентом более дорогих устройств там, где нужды в On-line UPS нет.

В стандарте, распространяющемся на ИБП EN50091, имеется 3 части.

Первая (обязательная для продукции, реализуемой в странах ЕС) касается требований по безопасности. Во второй части (также обязательной) описываются понятия и трактовки, излагаются требования к электромагнитным характеристикам ИБП. В свою очередь эта часть состоит из двух разделов -- излучение (допустимое излучение ИБП в окружающую среду) и защита (допустимый уровень внешнего излучения, воздействующего на ИБП). Последняя и наиболее для нас интересная третья часть стандарта точно определяет эксплуатационные характеристики. Она не является обязательной и "...устанавливает контрольные задачи для определения сравнительных характеристик производительности систем и методику измерения эксплуатационных качеств и функциональности различных типов ИБП, а также формулирует методы спецификации для оценки ИБП".

В соответствии с этими стандартами ИБП делятся на:

1. Stand-by

Stand-by ИБП подают питание на нагрузку непосредственно от электросети до тех пор, пока не возникает аварийная ситуация. Затем ИБП включает инвертор и обеспечивает нагрузку электропитанием от встроенной батареи.

Такие ИБП часто называют Off-line. По классификации CENELEC они относятся к классу VDF или VI.

2. Line-interactive

Line-interactive ИБП компенсируют недостаток напряжения электросети. Он может компенсироваться тем, что инвертор запускается параллельно электросети. Для этих ИБП используют несколько маркетинговых наименований, а именно: Single Conversion, Parallel on-line, Delta conversion и т. д. Согласно классификации CENELEC это классы VDF или VI.

3. Double conversion

Double conversion регенерируют напряжение постоянно. Выходной сигнал полностью независим от входного. Эти ИБП мы привыкли называть On-line. Они соответствуют CENELEC классу VFI.



Выводы

Итак, в данном материале мы рассмотрели представленные на отечественном рынке ИБП с двух точек зрения: "качественной" и "количественной". Первая предусматривает анализ удачности реализации схемотехнического решения, корректности функционирования. Словом -- именно того, за что отвечают разработчики конкретного устройства, проектируемого на основе некоего гипотетического "источника бесперебойного питания обыкновенного", чья принципиальная схема может быть набросана студентом любого электротехнического вуза третьего года обучения. Второй подход, количественный, подразумевает не только (а иногда и "не столько") оценку изящества решений и соответствия продукта требуемым параметрам и стандартам, сколько практический, приземленный аспект. Грубо его можно сформулировать так: "А сколько мне будет стоить минута работы моего компьютера от данного ИБП?".

Соответственно, идеальным, согласно первому подходу, является устройство, снабженное массой "умных" функций, оптимально подбирающее режим работы и ток заряда батарей, выдающее идеальную синусоиду на выходе "что бы ни случилось", компактное, надежное, изящное... Ну а сколько от этой красоты проработает наш ПК и сколько за нее придется платить -- это, как говорится, "вопрос не к нам". Апофеозом второго подхода будет здоровенный аккумулятор на несколько тысяч ампер-часов, к которому "эпоксидкой" приклеена плата со смонтированным навесным монтажом простейшим преобразователем напряжения и парой компьютерных розеток, причем желательно, чтобы все это в сборе стоило никак не более $100. И опять-таки не важно, что через полгода подобный монстр (себе ничуть не навредив!) "убьет" любое подключенное к нему устройство -- главное, что до этих пор он сможет обеспечить нам сутки работы напролет даже при полном отключении электроэнергии в городе или стране. Безрадостная какая-то перспектива -- с какой стороны ни подойди...

К счастью, таких "идеальных" продуктов никто не выпускает. Однако как раз баланс между качественной и количественной составляющими и является отличительной чертой любого конкретного ИБП (впрочем, почему только ИБП?), и именно анализу этого баланса мы и уделили основное внимание в данном материале. В конечном итоге каждый имеет собственное представление о том, какая составляющая должна превалировать в приобретаемом продукте и каким должно быть соотношение между ними. Поэтому мы постарались не столько советовать, сколько дать необходимую объективную информацию. "Предупрежден -- значит, вооружен", не так ли?

ИБП предоставлены компаниями:

APC DataLux (044) 249-6303
K-Trade (044) 252-9222
Apollo Compass (044) 531-9730
Gembird "ДАКО" (044) 417-1067
Liebert "М-Инфо" (044) 201-4433
Mustek DataLux (044) 249-6303
K-Trade (044) 252-9222
"НИС" (044) 234-3838
Powercom "Зеленая Волна" (044) 239-9889
Powerware "ИКС-Мегатрейд" (044) 247-3906
"МАС Электроник" (044) 248-7591
Trust K-Trade (044) 252-9222


Плата цифрового осциллографа NI PCI-5102 предоставлена компанией "Холит Дэйта Системз": тел. (044) 241-8739. On-line ИБП IMV NetPro 2000 предоставлен компанией "НТТ Энергия": тел. (044) 458-0111

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT