Что такое инверторные ИБП - как они устроены, их преимущества и где применяются

Инверторный бесперебойник, также известный как онлайн ИБП (On-line), представляет собой совершенный тип устройств защиты и питания. Его основной принцип заключается в непрерывном преобразовании входящего переменного тока с напряжением 220 В или 380 В в постоянный, а затем обратно в эталонный переменный со стабильной частотой 50 Гц. Такой принцип обеспечивает:

1. Высокий уровень защиты от любых проблем сети, например, провалов, скачков, шумов, искажений.
2. Нулевое время переключения на батареи при отключении света – потребители не замечают перехода.
3. Всегда стабильное номинальное напряжение и чистый синусоидальный сигнал на выходе.
4. Обладает возможностью подключения внешних АКБ для увеличения времени автономной работы.

Отличие от обычных ИБП (offline и line-interactive)

Главное отличие заключается в режиме работы. Off-line (резервный) и линейно-интерактивные (Line-Interactive) бесперебойники пропускают сетевой ток напрямую к нагрузке, корректируя напряжение лишь частично с помощью релейных переключений или ступенчатой стабилизации (AVR). Производители в инвертор для ИБП вложили непрерывный принцип преобразования. Ток сначала выпрямляется, заряжает АКБ, а затем генерируют стандартное выходное напряжение синусоидальной формы. Это исключает кратковременные прерывания и гарантирует правильный синус даже при низком сетевом напряжении.

Принцип двойного преобразования энергии

Рассмотрим более подробно, как работает бесперебойник. Его действие заключается в технологии двойного преобразования энергии. И работу можно описать тремя этапами: Первая ступень – а это выпрямитель (AC/DC преобразователь). он трансформирует входящий переменный ток в постоянное напряжение. Так одновременно заряжается АКБ через зарядное устройство и питает вторую ступень. Там находится инвертор (DC/AC преобразователь). Устройство быстро преобразует постоянное напряжение обратно в переменный ток высокой точности (чистая синусоида, стабильные 220В/50Гц). Нагрузка всегда питается от инвертора, поэтому полностью изолирована от сетевых колебаний. 

Конструктивно инверторный ИБП для дома состоит из нескольких основных модулей:

1. Выпрямитель (AC/DC). Он преобразует сетевой переменный ток в постоянный для зарядки АКБ и питания инвертора.
2. Инвертор (DC/AC) – непосредственно преобразователь, ширина импульса формируется временем открытия IGBT-транзисторов, работающие в активном режиме. 
3. Аккумулятор (АКБ), выполняющий функции резервного источника энергии. Подключается через контроллер заряда. Емкость (Ач) определяет продолжительность автономной работы.
4. Байпас, как критически важный обходной путь (линия) для обслуживания или при перегрузке.
5. Фильтр, состоящий из конденсаторов и дросселей. Подавляет шум и помехи на входе устройства.
6. Контроллер с дисплеем для комфортного управления и наблюдения за состоянием прибора. 

Основные элементы: выпрямитель, инвертор, аккумулятор

Центральным компонентом стабильного блока питания онлайн-типа выступает связка выпрямитель-инвертор-АКБ. Выпрямитель принимает широкий диапазон входного напряжения (120-380В в зависимости от типа сети), исправляет его форму до постоянного напряжения (например, 12В/24В/48В постоянного тока) и питает инвертор, параллельно поддерживая заряд АКБ. Инвертор с высокой скоростью и точностью преобразует постоянное напряжение обратно в переменное 220В/50Гц с чистой синусоидой. Аккумулятор (АКБ), обычно свинцово-кислотный или LiFePO4, необходим как источник энергии при отсутствии сети. Качество этих элементов прямо влияет на надежность всего устройства.

Схема работы при наличии и отсутствии электричества

Работает питатель с аккумулятором онлайн-типа одинаково при любом состоянии сети:

1. Наличие сети. Входящий переменного ток -> Выпрямитель -> Постоянного напряжение -> Питает инвертор и заряжает АКБ -> Инвертор формирует чистый переменный ток для нагрузки.
2. Отсутствие сети/Авария: АКБ -> Постоянного напряжение -> Инвертор -> Чистый переменного ток для нагрузки. Переключения нет, инвертор просто начинает получать энергию от батарей, а не от выпрямителя. Время автономии зависит от мощности нагрузки (Вт/кВА) и емкости АКБ (Ач). 
3. Возврат в нормальный режим происходит автоматически пр

Выбор инверторного ИБП обеспечит превосходную защиту благодаря непрерывной работе преобразователя:

1. Надежная защита от всех сетевых аномалий: от полного отключения до микро скачков.
2. Высокое качество выходного напряжения (чистая синусоида, точные 220В/50Гц).
3. Мгновенный (нулевой) переход на батареи – оборудование не замечает сбоя.
4. Большой диапазон входного напряжения, часто с встроенным стабилизатором.
5. Поддержка внешних батарейных шкафов для большой автономии.
6. Надежность для самой чувствительной техники.

Постоянная защита от перепадов и шумов

Инверторный резервный источник питания обеспечивает круглосуточную защиту. Так как нагрузка всегда питается от инвертора, она изолирована от сетевой линии. Встроенный выпрямитель с мощным фильтром подавляет все помехи, импульсные скачки, высокочастотный шум и гармоники. Широкий диапазон входного питания корректируется внутри устройства до необходимого уровня постоянного тока для инвертора. Это очень важно для продления срока службы электронных компонентов медицинской техники и коммутационной аппаратуры.

Чистая синусоида на выходе - подходит даже для котлов и серверов

Главное преимущество аккумуляторного источника питания онлайн-класса – стабильная синусоидальная форма выходного сигнала. Инвертор генерирует гладкую волну переменного тока стандартной частоты (50Гц). Эта форма необходима для корректной работы оборудования с индуктивными компонентами, например, двигателями или трансформаторами: 

• циркуляционные насосы;
• газовые котлы дома;
• серверное оборудование;
• промышленные станки в бизнесе;
• медицинские аппараты.

Аппроксимированная синусоида (ступенчатый меандр) дешевых ИБП может вызвать перегрев, сбои или поломку такой техники. Чистый синус – обязательное условие безопасности.

Незаметное переключение - без задержек

Уникальная особенность блока с АКБ онлайн-типа – отсутствие какого-либо времени переключения при исчезновении сетевого питания. Поскольку инвертор постоянно питается от выпрямленного постоянного напряжения (от сети или АКБ) и непрерывно снабжает нагрузку стабильным переменным током, момент перехода с сетевого на батарейный режим незаметен для подключенных устройств. Нет даже миллисекундной паузы, которая присуща резервным и линейно-интерактивным ИБП. Это жизненно важно для оборудования, критичного к малейшим прерываниям.

Инверторный ИБП – стандарт защиты для объектов, требующих повышенной надежности электропитания:

1. Центры обработки данных (ЦОД), к ним относятся сервера, хранилища, коммутаторы, сетевое оборудование.
2. Телекоммуникационные узлы и системы связи для обеспечения их непрерывной работы.
3. Медицинское жизненно важного оборудования (аппараты ИВЛ, диагностика).
4. Контроллеры станков, автоматические линии, чувствительная измерительная техника.
5. В финансовом секторе для банкоматов, платежных терминалов, торговых касс.
6. Системы безопасности используют ИБП для видеонаблюдения, контроля доступа, пожарных сигнализаций.
7. В домашнем использовании из ставят для питания газовых котлов, циркуляционных насосов, дорогой аудио и видео техники.

Бизнес: серверные, оборудование, кассы

В корпоративном секторе ИБП инверторного типа необходимы для защиты важной инфраструктуры. Серверные комнаты и ЦОД требуют чистого синуса и нулевого времени переключения для предотвращения сбоев аппаратуры и исключения потери данных. Торговые точки защищают кассовые аппараты, онлайн-кассы и банковские терминалы от простоя. Промышленные предприятия применяют их для стабильной работы ЧПУ станков, роботизированных линий и лабораторного оборудования. Телекоммуникационные компании обеспечивают бесперебойную связь. Модульные конструкции и стойку (Rack) исполнения (стеллаж) подходят для монтажа в телекоммуникационные шкафы.

Дом: газовые котлы, насосы, техника

В домашнем использовании инверторный бесперебойник решает главные проблемы энергозависимых систем. Современные газовые котлы оснащены электронными контроллерами и циркуляционными насосами, очень чувствительными к качеству питания и малейшим прерываниям. Инверторный ИБП с чистым синусом гарантирует их безаварийную работу зимой, предотвращая разморозку системы. Он также защищает дорогие телевизоры, аудиосистемы, игровые консоли, компьютеры от скачков напряжения. Напольное (Tower) или настенное исполнения с достаточным временем автономии (мин 30-60) применимы для бытовых нужд.

Инверторная схема лежит в основе надежных накопительных решений, таких как система VOLTS

Инверторные системы с АКБ (ESS - Energy Storage Systems) для длительного автономного питания или работы с солнечными панелями используют ту же передовую онлайн технологию. Комплект VOLTS включает мощный инвертор, зарядное устройство и набор высокоемких батарей (часто LiFePO4). Они не только обеспечивают бесперебойное питание при отключениях сети, но и позволяют накапливать энергию днем для использования ночью, сглаживать пики потребления, интегрироваться с альтернативными источниками.

Компания представляет готовые комплекты товаров с разными возможностями. Также можно купить PRO-версию Hiden накопителей с инверторными блоками.

Для получения информации о товаре можете сделать звонок или отправить заявку через интернет.

В магазин предлагает готовые решения на нужную мощность с возможностью интеграции в солнечные системы электроснабжения.

Инвертор для источника бесперебойного питания – это центральный элемент бесперебойника. Его главные преимущества состоят в постоянной фильтрации входящего питания, формировании эталонного выходного напряжения, нулевое время переключения на АКБ и надежная защита даже самой чувствительной техники (котлов, насосов, серверов, медицинских приборов). Цена инверторных ИБП выше, чем у других типов, это оправданная стоимость за максимальную защиту и спокойствие.