Блокирование кратковременных отказов с помощью источников бесперебойного питания

Серьезные проблемы в работе средств вычислительной техники могут возникать из-за некачественного электропитания и наличия статического электричества. Согласно статистике, по причинам, связанным со сбоями электросети, в75 % случаев происхо-дит потеря информации и в 40 % случаев выходит из строя электронное оборудование. Для предотвращения последствий, вызванных неполадками в электросети, необходимы:

1. Правильная разводка линий электропитания. Розетки для подключения средств вычислительной техники и периферийных устройств должны быть подключены к отдельной фазе.

2. Отдельный щит с автоматами защиты и общим рубильником для отключения компьютерного оборудования.

3. Оборудование защитного заземления.

4. Специальные устройства защиты (подавители всплесков (surgeprotector), источники бесперебойного питания (ИБП) (UPS—Uninterruptible Power Supply).

Источники бесперебойного питания (ИБП) позволяют обеспе­чить работу нагрузки при полном отключении электропитания и защитить средства вычислительной техники от вредного действия сетевых помех.

Функционально такой прибор практически всегда состоит из устройства подавления помех, зарядного устройства, батареи ак­кумуляторов и преобразователя напряжения (постоянное—пере­менное).

В зависимости от принципа действия различают три типа ИБП.

Дежурные ИБП (резервные) (off-line). В сетевом режиме ИБП этого типа питает компьютер через ветвь, содержащую только вход­ной фильтр (рис. 3.2, а). Одновре-менно зарядное устройство под­заряжает аккумуляторные батареи. Если подача элек-троэнергии прекратилась или напряжение в сети стало ниже некоторой допус­тимой величины, то ИБП включает питание от батарей. Посколь­ку питание компьютера и периферийных устройств обеспечивается напряжением промышленной сети переменного тока, постоянное напряжение аккумуляторной батареи должно быть преобразова­но в переменное. Для этого используется инвертор.

Постоянно включенные ИБП (on-line). ИБП этого типа иногда называют источниками с двойным преобразованием. В них вход­ное переменное напряжение с помощью выпрямителя преобразу­ется в постоянное и поступает на высокочастотный преобразова­тель (рис. 3.2, б). С выхода ВЧ преобразователя напряжение высо­кой частоты поступает на инвертор и с него на выход устройства. Необходимость применения ВЧ преобразователя обусловлена тем, что значительные изменения напряжения сети преобразуются в относительно небольшие изменения частоты ВЧ сигнала на его выходе. Дело в том, что электронные устройства более критичны к изменению уровня питающего сетевого напряжения, чем к его ча­стоте. Зарядное устройство и аккумулятор подключены непосред­ственно к выходу ИБП. Этим достигаются малое время переклю­чения и стабильность параметров выходного переменного напря­жения ИБП. Кроме того, конструкция постоянно включенного ИБП обеспечивает гальваническую развязку между промышлен­ной сетью и блоком питания компьютера.

Гибридные ИБП (line interactive). По существу эти источники бесперебойного питания являются усовершенствованием резерв­ных ИБП. У таких источников инвертор непрерывно подключен к выходу (рис. 3.2, в), благодаря чему обеспечивается гальваничес­кая развязка.

Современные модели ИБП имеют в своем составе микроконт­роллер, который в совокупности со специализированным про­граммным обеспечением серверов и станций, поставляемых для конкретных моделей, может предоставлять широкий спектр услуг в зависимости от интерфейса связи источника бесперебойного пи­тания с системой, куда входят:

• Телеметрия. Информация о состоянии питающей сети, бата­реи и других узлов, температуре внутри ИБП, величине нагрузки и т.д. передается в систему сбора, об-работки и отображения ин­формации. Система может прогнозировать время работы от бата­рей и, следовательно, корректировать задержку завершения рабо­ты компьютера.

• Телеуправление. Двунаправленный интерфейс с источником бесперебойного питания обеспечивает подачу управляющих ко­манд — отключение, запуск диагностических тестов и т.п.

• Планирование включения и выключения. Администратор может задать график работы сервера, указывая время включения и от­ключения питания на каждый день недели. Программа при на­ступлении времени отключения посылает предупрежде-ние всем клиентам, через некоторое время инициирует закрытие сервера и програм-мирует ИБП на отключение питания через определенный интервал времени и пов-торное включение в заданное время. После отключения по команде ИБП переходит в режим ожидания и сво­им внутренним таймером отсчитывает время до включения. В за­данное время ИБП включает питание нагрузки, и сервер автомати­чески загружается.

При выборе источника бесперебойного питания можно руко­водствоваться следующими рекомендациями.

1. Определить мощность подключаемой к ИБП нагрузки. Мощ­ность ИБП должна превышать потребляемую мощность как ми нимум на 25...30 %. Потребляемая мощность устройств, подклю­чаемых к источнику бесперебойного питания, указывается в ват­тах, мощность ИБП — в вольт-амперах. Для пересчета этих значе­ний необходимо значение мощности в ваттах умножить на 1,5 или 1,6. Принтеры, особенно лазерные, подключать к ИБП не реко­мендуется в связи с тем, что они потребляют большую стартовую мощность (в десятки раз превышающую их номинальную мощ­ность), а их бесперебойная работа не так важна.

2. Определить время автономной работы. Существуют табли­цы, которые по соотношению потребляемой и номинальной мощ­ности ИБП позволяют определить минимальное время работы ИБП при отключении электропитания.

3. В том случае, если источник бесперебойного питания пред­полагается использовать в локальной вычислительной сети, необ­ходимо знать, какие операционные системы поддерживает специ­альное программное обеспечение, поставляемое вместе с ним.