Источники бесперебойного питания (ИБП), работающие от аккумуляторов, играют важнейшую роль в защите чувствительного оборудования в центрах обработки данных, медицинских учреждениях, на заводах, в телекоммуникационных узлах и даже домах от кратковременных скачков и перебоев в электросети. В случае длительного отключения электроэнергии они могут обеспечить необходимое кратковременное электроснабжение, чтобы подготовиться к отключению и предотвратить потерю данных.
ИБП можно классифицировать как "онлайн" и "офлайн". В автономных ИБП нагрузка напрямую подключена к сети. При пропадании входного питания система переключается в режим питания от батареи - процесс переключения обычно занимает около 10 миллисекунд, что ограничивает использование автономных ИБП в некоторых приложениях. В онлайн ИБП между нагрузкой и сетью устанавливается цепь инвертора и цепь зарядки и разрядки батарей, причем инвертор продолжает работать независимо от того, в норме входное питание или нет. Поэтому при возникновении проблем на входе онлайновый ИБП может выполнять переключение "с нулевым прерыванием" и обеспечивать аварийное питание нагрузки от батареи.
Модульные ИБП больше нравятся разработчикам и пользователям, так как ИБП меньшей мощности могут быть подключены параллельно для удовлетворения большего спроса на электроэнергию. Модульные ИБП могут быстро и легко расширить существующие системы ИБП и помочь клиентам получить прибыль в процессе создания крупномасштабных систем.
Однако, как и при проектировании любого источника питания, при разработке эффективного ИБП также возникают сложности. Среди ключевых факторов, которые необходимо учитывать, - размер, возможность регулирования входных и выходных параметров, управление батареями и топология.
Размер имеет решающее значение, особенно в тех случаях, когда пространство очень ценно, например в центрах обработки данных. В прошлом трансформаторы всегда были одними из самых крупных компонентов ИБП, но с появлением более совершенных полупроводниковых технологий высокочастотные коммутационные схемы заменили трансформаторы, что позволило сэкономить место. Бестрансформаторные ИБП могут обеспечить сотни кВА аварийного питания для крупных центров обработки данных в шкафах стандартного размера.
Онлайн ИБП использует высокочастотную ШИМ (широтно-импульсную модуляцию) для двойного преобразования (AC-DC, а затем DC-AC), что позволяет решить многие проблемы качества входного сигнала, с которыми не могут справиться автономные ИБП, такие как перенапряжение низкого напряжения и сетевой шум, при этом снижая расход батареи и продлевая срок ее службы.