Использование электронных устройств во всех сферах современной жизни предъявляет повышенные требования к обеспечению их надёжной и безотказной работы как на производстве, так и в бытовых условиях. Важную роль в поддержании устойчивой работы электроники выполняет система электропитания. Серьёзное значение приобретает правильный выбор и обслуживание источников бесперебойного питания.
Основной принцип работы ИБП состоит в использовании энергии аккумуляторной батареи, входящей в его комплект, во время отключений питающей электросети. Это можно выполнить разными способами. Существуют три основных вида ИБП:
- с двойным преобразованием энергии;
- с переключением (резервного типа);
- взаимодействующий с сетью (линейно-интерактивного типа).
Источник с двойным преобразованием энергии
Данное устройство преобразует всю электрическую энергию, потребляемую от сети переменного тока, в постоянный ток, питающий электронный инвертор. Этот электронный прибор выполняет обратную функцию преобразования постоянного электричества в переменное, которое используется для электропитания устройств. Смысл такого двойного преобразования энергии заключается в том, что получаемый на промежуточном этапе постоянный ток используется для подзарядки мощной аккумуляторной батареи. При пропадании входного переменного напряжения устройство продолжает работать, получая энергию от аккумулятора через тот же инвертор.
Недостатком такой схемы является повышенный расход энергии на постоянно работающие выпрямитель и инвертор, а достоинством – относительная простота реализации.
Источник с переключением
Для уменьшения непроизводительного расхода энергии реализуется вариант предыдущего ИБП с использованием постоянного тока исключительно для подзарядки аккумулятора. Инвертор включается только на время пропадания напряжения питающей сети. У данного варианта по сравнению с предыдущим значительно выше коэффициент полезного действия, но возникают проблемы со скачками выходного напряжения во время переключения инвертора. Эти скачки могут вызвать сбои в работе электронной системы.
Общим недостатком приведённых типов источников является их неэффективность в условиях изменяющегося напряжения питающей сети.
Источник, контролирующий питающую сеть
Этот тип ИБП включает в свой состав автотрансформатор с отводами, который используется для поддержания выходного напряжения постоянным при изменениях входного. Система контролирует питающую сеть с помощью микропроцессора и осуществляет стабилизацию выходного напряжения, переключая отводы автотрансформатора при скачках на входе электропитания. Недостатком этого варианта также являются сильные импульсные помехи на выходе источника.
Чтобы устранить изменения напряжения питания при внутренних переключениях отводов автотрансформатора, он был заменён феррорезонансным трансформатором. Это устройство обладает большой индуктивностью и может стабилизировать выходное напряжение в больших пределах, не требуя переключения отводов на выходной обмотке и подключения батареи. Таким способом значительно уменьшаются импульсные помехи на выходе ИБП.
Существуют и другие, менее распространённые виды источников бесперебойного питания, но все они в той или иной степени используют приведённые выше базовые принципы стабилизации выходного напряжения.