ИБП APC Easy UPS SMV 2000VA (SMV2000CAI): линейно-интерактивная модель мощностью 2 кВ·А с синусоидой на выходе

В линейку APC Easy UPS SMV, представленную в конце сентября 2019 года, входят источники бесперебойного питания мощностью от 750 до 3000 вольт-ампер, относящиеся к средней ценовой категории и ориентированные на использование в домах и небольших офисах для обеспечения надежной работы критически важных элементов инженерной инфраструктуры в условиях нестабильной сети.

Главная их особенность — синусоидальная форма выходного напряжения при работе от батареи, что позволит подключать не только устройства с импульсными блоками питания, но и критичные к этому параметру нагрузки. Причем используется топология не с двойным преобразованием (или on-line), а линейно-интерактивная, что существенно снижает цену.

Мы рассмотрим модель APC Easy UPS SMV 2000VA (SMV2000CAI).

Параметры и комплектация

В таблице представлены заявленные производителем характеристики, взятые из руководства пользователя и из русскоязычного раздела сайта производителя.

Топология линейно-интерактивный
Входное напряжение 220/230/240 В
Частота входного напряжения 45—65 Гц (автоопределение)
Выходная мощность 2000 В·А / 1400 Вт
Номинальное выходное напряжение 230 В
Частота выходного напряжения 50/60 Гц ±1 Гц
Пик-фактор нагрузки 3:1
Автоматическая регулировка напряжения (AVR) есть, по одной ступени на повышение и понижение
Диапазон входного напряжения при работе от сети 165—295 В ±8 В
Форма выходного сигнала при работе от батарей синусоида
Время работы от батареи диаграмма
Время переключения стандартно 2–6 мс, макс. 12 мс
Функция запуска оборудования без подключения к электросети (холодный старт) есть
Тип, напряжение и емкость батареи свинцово-кислотная необслуживаемая
4 × 12 В, 7 А·ч
Возможность подключения дополнительной батареи нет
Максимальный ток заряда н/д
Мощность зарядного устройства 75 Вт
Время заряда 4—6 часов на восстановление до 90% емкости
Индикация монохромный ЖК-дисплей
Звуковая сигнализация есть (нами установлено: отключаемая)
Фильтрация импульсных помех есть
Перегрузочная способность н/д
Выходные разъемы 6 × C13 (IEC320) с батарейной поддержкой
Интерфейс USB, RS232, SmartSlot
Защита линий передачи данных нет
Размеры (Ш×Д×В) 180×455×240 мм
Вес нетто/брутто 23,5 / 26,9 кг
Шум < 45 дБА на расстоянии 1 м
Условия работы влажность 0—95% (без конденсации)
температура от 0 до +40 °C
Стандартная гарантия 2 года
Описание на сайте производителя apc.com

По некоторым параметрам есть разночтения. Так, для типового времени переключения на сайте компании приведено значение 2 мс, а в руководстве пользователя имеются другие данные, которые мы отобразили в таблице. Время перезаряда: на сайте — типовое 4 часа, в инструкции даны более развернутые сведения (см. таблицу). Диапазон входного напряжения: на сайте 157—303 В ±5 В, в инструкции — как в нашей таблице.

Возможные отклонения выходного напряжения в доступных материалах производителя не указаны.

Диаграмма времени автономной работы, ссылку на которую мы привели в таблице, начинается с нагрузки в 140 Вт. Поскольку у читателей обзоров, посвященных ИБП, регулярно возникает вопрос о времени автономной работы с устройствами, имеющими совсем малое потребление (вроде роутеров), приводим позаимствованный с официального сайта график зависимости КПД от нагрузки:

Нагрузка 100% — это 1400 Вт, для нее, по данным производителя, КПД составляет вполне приличные 96,6%. Но для устройств с потреблением 55–70 Вт (т. е. 4–5 процентов от максимума) КПД источника снизится до 55–60 процентов, а для меньших нагрузок график и вовсе не дает сведений, по форме кривой можно ожидать еще большего снижения, то есть рассчитывать для них на рекордно долгую работу в батарейном режиме не приходится.

В комплекте, помимо самого ИБП, имеются:

  • кабель для подключения к сети переменного тока (коннекторы Schuko и IEC C13, длина 65 см от разъема до разъема, сечение проводов 1,0 мм²),
  • кабель для подключения нагрузок (IEC C13 и C14, длина и сечение те же),
  • интерфейсный USB-кабель,
  • плавкий предохранитель на ток 20 ампер,
  • коннектор для «сухих» контактов,
  • компакт-диск с ПО,
  • инструкция на нескольких языках, включая русский.

ИБП поставляется в коробке из качественного картона с хорошим полиграфическим оформлением, наш экземпляр был дополнительно упакован в транспортировочную коробку из обычного картона.

Внешний вид и органы управления

Внешне источник не отличается от сотен подобных изделий: черный брусок, вытянутый в горизонтальном направлении. Подобную форму часто называют tower.

Шасси и крышка (П-образная, закрывает корпус сверху и с боков) металлические, лишь лицевая панель сделана из пластика.

По бокам имеются ряды вентиляционных отверстий, днище сплошное. Ножки есть — небольшие округлые штампованные выступы без каких-либо амортизирующих наклеек; беда даже не в отсутствии амортизации, поскольку существенных вибраций и нет, а в другом: аппарат тяжелый, приподнять его трудно, зато поцарапать металлическими ножками поверхность, на которой установлен ИБП, очень легко.

В верхней части фронтальной панели находится ЖК-индикатор, под ним единственная кнопка с двумя функциями. Главная из них — при длительном нажатии источник включается или выключается, точнее, подается или снимается напряжение с выходных разъемов, потому что заряд батареи начинается сразу после подключения ИБП к сети переменного тока, а на индикаторе при этом появляются символы и цифры.

Короткое нажатие кнопки задействует подсветку индикатора, которая автоматически погаснет через 10 секунд. А в режиме работы от батареи еще и отключает звуковой сигнал; эта возможность не отмечена в инструкции и не наблюдалась в ранее побывавших у нас моделях линейки, хотя очень полезна: например, во время тестов работы от батареи с малыми нагрузками пару часов слушать истошный писк через каждые две секунды — не самое веселое занятие.

Нижнюю часть задней стенки занимают разъемы питания: входной С14 и шесть выходных C13 (IEC60320). Все выходные гнезда обеспечивают подключенные нагрузки защитой от импульсных помех и питанием от батареи (через инвертор).

Над входным разъемом находится колодка для предохранителя — не автоматического, а плавкой вставки с номиналом 20 ампер.

Левую часть верхней половины задней стенки занимает решетка, за которой находится вентилятор. Под ней расположена перемычка, замыкающая цепь батареи, при длительной транспортировке или во время хранения источника ее следует извлечь.

Правее решетки имеются закрытое крышечкой гнездо SmartSlot для подключения дополнительных модулей, расширяющих возможности использования, управления и мониторинга ИБП, а также интерфейсные разъемы USB-B и RS232, используемые для подключения к компьютеру, и набор «сухих» контактов.

ЖК-дисплей имеет диагональ около 5 см и оснащен подсветкой белого цвета.

На нем отображаются:

  • уровни нагрузки и степени заряда батареи в виде диаграмм,
  • символы, обозначающие различные режимы — работа от батареи или сети, включение AVR (системы автоматической регулировки выходного напряжения),
  • цифровые значения: при работе от сети — для входного и выходного напряжений, в автономном режиме — для напряжений на батарее (постоянного) и на выходе (переменного),
  • коды ошибок, которые могут возникнуть в процессе работы (перечислены в инструкции).

Углы обзора невелики — например, при установке ИБП на полу придется присесть, чтобы нормально увидеть происходящее. Но иного от недорогой модели ожидать и не приходится.

Некоторые состояния — переход на работу от батарей, перегрузка — сопровождаются звуковыми сигналами, некоторые из них можно отключать (см. выше).

Программное обеспечение

Сначала проверим поддержку стандарта Smart Battery, хотя она и не заявлена производителем.

Smart Battery

Подключаем ИБП к компьютеру с Windows 10. В диспетчере устройств появляется «Батарея ИБП HID».

А в области уведомлений панели задач — иконка батареи, после наведения на нее курсора открывается окно с дополнительными параметрами.

Соответственно и в настройках схем управления электропитанием появляются две строчки для значений основных настроек — «От батареи» и «От сети»:

Понятно, что возможности управления и мониторинга при этом минимальны; посмотрим, что предложит нам в этом плане ПО на прилагаемом диске.

Программа UPSCAPO

Установка с диска занимает всего несколько секунд, мы получаем программу в версии 3.2.5. Она включается в автозагрузку.

Для интерфейса можно выбрать и русский язык, а на диске есть инструкции по использованию программы, также в том числе на русском.

На схеме простенькой анимацией наглядно отображается, куда и откуда течет ток.

В ИБП отслеживаются с разрядностью до одного знака после запятой:

  • входное и выходное напряжения,
  • частота входного напряжения,
  • температура (очевидно, по датчику внутри корпуса).

В процентах отображаются:

  • емкость аккумулятора (не очень корректное название параметра, лучше было бы написать «уровень заряда») с разрядностью до десятых долей процента,
  • уровень загрузки (очевидно, от заявленного максимума) с разрядностью до единиц процентов.

Заметьте: мы специально пишем «с разрядностью», а не «с точностью» — точность измерений вовсе не синоним количеству цифр до и после запятой на индикации, о чем часто забывают.

Кроме того, отображение «емкости» крайне условное, поскольку основано на анализе напряжения на выводах аккумуляторов. Вот пример: после достижения нижнего порога значения заряда ИБП сначала отключает выходы, а сам он выключается лишь через некоторый промежуток времени, за который можно заметить, что значение «емкости» моментально подскакивает с 30–35 до 55–60 процентов; с точки зрения запаса энергии в отсутствие внешнего питания это нонсенс, а если судить по состоянию на выводах батареи, то все логично — после снятия нагрузки напряжение всегда скачком увеличивается.

В правом поле («Расчетная информация» и «Данные ИБП») отображаются базовые установки, которые не изменяются.

Подразумевается, что программа может контролировать не один, а несколько ИБП — в верхнем поле окна явно должен отображаться полный список с возможностью выбора. Поясним: остальные источники могут быть подключены к USB- или RS-портам других сетевых компьютеров, IP-адреса которых следует «прописать» в соответствующей графе настроек программы (см. ниже).

Можно изменить способ показа данных:

В нижней части здесь появляются дополнительные значки, назначение которых, если оно не понятно без комментариев, можно посмотреть в инструкции для программы.

Третий вариант — графики (пункт меню «Осциллограф») изменений во времени входного и выходного напряжений, частоты на входе и уровня заряда, который и здесь называется емкостью аккумулятора.

При любом способе отображения отсутствует один из параметров, который доступен на ЖК-индикаторе — это напряжение на батарее. Правда, и на дисплее он появляется только при автономной работе, однако в UPSCAPO такого нет вовсе.

Можно выбирать отображаемые данные — все перечисленные или какой-то один параметр, задавать временной диапазон отображения от 1 минуты до 24 часов и время начала отсчета, а также выбирать дату. Внесенные изменения отрабатываются после нажатия кнопки «ОК».

Но все это лишь отображение различных параметров и состояний; посмотрим, что имеется из настроек («Настройки ИБП — Общие настройки»). Их немало, но в основном они связаны с вариантами завершения работы компьютера и его операционной системы при сбоях питания. Меньшая часть настроек относится к функционированию самой программы (выбор языка, ведение журнала), причем «вычеркнуть» программу из списка автозагрузки здесь нельзя, при необходимости придется пользоваться средствами Windows.

Эти настройки можно экспортировать и импортировать, а также задавать конфигурацию электронной почты для рассылки оповещений.

Однако хотелось бы иметь возможность управлять и хоть какими-то параметрами ИБП; смотрим пункт меню «Управление»:

Возможности небогатые: только пара тестов и принудительное выключение с установкой задержек.

Пункт меню «Протоколирование» задает параметры журналов событий и данных, «Расписание» позволит определить проведение автоматической самодиагностики (с завершением работы ОС или без) — других настроек нет, не упоминает их и инструкция по UPSCAPO.

Еще один момент остался под вопросом: спецификация упоминает три возможных выходных напряжения — 220, 230 и 240 вольт, оперативного выбора нет. По опыту «общения» с другими моделями линейки можем сказать: эта установка заводская, внешним ориентиром служит этикетка на упаковке, у нашего экземпляра там было обозначено »230V».

При наступлении каких-то событий на экран компьютера выводятся соответствующие оповещения.

Внутреннее устройство

Чтобы вскрыть корпус, нужно удалить два винта сзади и по три с каждого бока, затем немного сдвинуть лицевую панель вниз, чтобы освободить внутренние зацепы на верхней части, и снять ее (отложить далеко в сторону не получится: помешает подходящий к индикатору и кнопке пучок проводов). Затем можно будет удалить и П-образную металлическую крышку.

Шасси достаточно жесткое — это не просто каркас из тонких металлических уголков, а вполне серьезная конструкция, соответствующая значительному весу установленных компонентов:

Сразу за лицевой панелью находится отсек с батареями, и если нужен доступ только к ним, то можно ограничиться удалением двух винтов в нижних частях боковых поверхностей панели, что позволит снять ее.

В отличие от младших моделей линейки, здесь предусмотрено активное охлаждение с помощью установленного на задней стенке вентилятора, что повысило шумность во многих режимах (не во всех: вентилятор работает не постоянно, как это происходит в большинстве «онлайновых» ИБП).

На днище установлены уже упоминавшиеся батареи и закреплен трансформатор системы AVR. Именно они в основном и определяют немалый вес источника.

На «потолке» размещена плата с электронными компонентами (на следующих фотографиях шасси повернуто днищем вверх).

Мощные транзисторы инвертора и другие элементы, имеющие значительный нагрев, закреплены на алюминиевых ребристых радиаторах, которые расположены максимально близко к вентилятору.

Заявленная в описании защита нагрузок от импульсных помех не фикция: имеются полноценный LC-фильтр и варисторы, через них входной разъем питания подключается к остальным схемам ИБП.

Еще одна небольшая плата прикреплена к задней стенке. На ней расположены схемы управления интерфейсами USB, RS232, компоненты для «сухих» контактов и SmartSlot.

Конструкция в целом похожа на младшие модели линейки, но все же есть и заметные отличия.

Батарея

В нашем экземпляре были установлены четыре свинцово-кислотные аккумуляторные батареи Leoch DJW12–7.0 с заявленными напряжением 12 В и емкостью 7 А·ч, соединенные последовательно. Каких-то балансировочных элементов не предусмотрено, что вполне привычно для ИБП данной ценовой категории.

Напомним, что обозначенные на корпусе батареи 7 А·ч действительны для 20-часового разряда, то есть для токов порядка 0,3–0,4 А, что соответствует всего нескольким ваттам мощности, отдаваемой в подключенную к выходу ИБП нагрузку. А для нагрузок, близких к максимальной заявленной для данной модели, токи исчисляются десятками ампер, и емкость будет существенно меньше — какие-то теоретические расчеты, основанные на значении 7 А·ч, будут некорректными.

Для защиты применяются параллельно включенные предохранители с ножевыми контактами номиналом по 30 А; они распаяны на плате, то есть оперативная их замена не предусмотрена, но это вполне обычно для большинства ИБП, включая существенно более продвинутые и дорогие.

Как уже говорилось, батарея начинает заряжаться, как только кабель питания ИБП подключается к розетке, в том числе когда источник не включен кнопкой.

В общем случае оптимальным для заряда считается ток порядка 0,1С, где С — обозначенная емкость аккумулятора, то есть в данном случае 0,7 А. После отключения по исчерпанию заряда с нагрузкой 100 Вт и последующего восстановления напряжения в питающей сети начальный ток составил 0,8 А, но за пару минут снизился до 0,55–0,6 А и надолго стабилизировался на этом уровне. Заметное снижение началось лишь через 8 часов, но тоже не сразу до нуля.

Таким образом, на заряд потребовалось около 8,5 часов. Все сегменты индикатора заряда «заполнились» через 6,5 часов, когда ток еще был очень приличным, то есть эти показания очень ориентировочные.

Но вряд ли такой ИБП будет использоваться на 7–8 процентах мощности, а при работе с существенно бо́льшими нагрузками разряд получается менее глубоким, соответственно уменьшается и время восполнения энергии, и в целом можно считать, что заявление в спецификации относительно »4–6 часов до 90%» если и оптимистично, то не чрезмерно.

Во время заряда ИБП нагревается очень умеренно — верхняя крышка корпуса всего на 8–9 градусов теплее окружающей среды, вентилятор работает только на начальном этапе зарядки (по крайней мере, в отсутствие нагрузки).

Тестирование

Уточнения к спецификации

Сначала уточним несколько достаточно важных моментов. Один из них, совместимость с Smart Battery, мы уже рассмотрели выше.

Работа от батареи при малых нагрузках: много нареканий в некоторых моделях ИБП вызывает «режим экономии заряда» или Green Mode, не позволяющий использовать их для работы с устройствами, потребляющими небольшую мощность (компьютер в режиме энергосбережения, сетевой роутер): источник считает, что если нагрузки нет (или почти нет), то лучше выключиться, чтобы сэкономить электроэнергию и/или заряд батареи. Конечно, это происходит не сразу, а через интервал примерно в 15 минут.

В данном случае не говорится ни о наличии, ни об отсутствии подобных алгоритмов экономии. Поэтому мы опробовали работу в автономном режиме без подключенных нагрузок; в течение часа ИБП не отключился, то есть никаких Green Mode в этой модели нет, и устройства со сверхмалым потреблением подключать вполне можно.

Совместимость с нагрузками, БП которых оснащен APFC: для проверки мы ограничиваемся подключением компьютера среднего класса, имеющего блок питания be quiet! Straight Power 10 с заявленной мощностью 500 Вт и с APFC. При работе в офисных приложениях он потребляет 150—230 В·А (вместе с монитором), никаких проблем не наблюдалось.

Собственное потребление: при полностью заряженном (с вечера до утра) аккумуляторе источник с отключенными выходами потребляет 200–205 В·А при PF = 0,09; после включения, но без нагрузок, получается практически столько же — разница на уровне погрешности измерений.

В начале процесса зарядки встроенной батареи, разряженной до автоотключения ИБП при нагрузке 1000 Вт, его собственное потребление ожидаемо выше: 227–230 В·А (PF = 0,31–0,32), и снижается очень медленно: через 3,5 часа до 222–225 В·А (PF = 0,30–0,31).

Подчеркиваем: речь в двух предыдущих абзацах идет о вольт-амперах, а не о ваттах. Если перевести в ватты, которые как раз и «крутят» счетчик (с достаточной для нашего случая точностью это можно сделать, умножив приведенные значения на соответствующие им величины PF), то для собственного потребления ИБП получатся совсем не столь страшные цифры: от 18–19 до 70–75 Вт (последние как раз и соответствуют обозначенной в спецификации мощности зарядного устройства).

Однако сам по себе низкий коэффициент мощности свидетельствует о значительной реактивной составляющей, которую обычно стараются компенсировать (объяснение причин легко найти в интернете), по возможности приближая значение PF к единице — например, используя APFC в упомянутом чуть выше компьютерном блоке питания be quiet! , то есть в данной модели ИБП средства PFC отсутствуют, как, впрочем, и в других побывавших у нас моделях линейки.

Для сравнения: у исследованного нами ранее ИБП APC Easy UPS On-line SRV2KI коэффициент мощности при заряде батареи был на уровне 0,5–0,55, и лишь по окончании заряда и в отсутствие нагрузки опускался до 0,25.

Холодный старт, то есть включение питания нагрузок при отсутствии внешнего напряжения: в официальных источниках написано, что он есть, и это подтверждается практикой.

Форма выходного напряжения

Заявленная форма выходного напряжения при работе от батареи — синусоида, что как раз и является одной из основных привлекательных особенностей линейки. Проверим, как дело обстоит на практике.

Вот осциллограмма выходного напряжения в автономном режиме без нагрузки (здесь и далее цена деления по горизонтали 5 мс, по вертикали 200 В — задействован внешний делитель 1:40):

Очень похоже на синусоиду, но незначительные искажения все же видны. Подключаем нагрузки — чисто резистивную 200 Вт (слева) и реактивную 400 В·А при PF = 0,7 (справа):

Если оценивать чисто зрительно, то искажения, как минимум, не возросли.

Однако зрительными впечатлениями обойтись нельзя, надо оперировать цифрами — измеряем суммарный коэффициент гармонических составляющих. Поскольку в спецификации подобное не определено, ориентируемся на ГОСТ 32144–2013, в котором сформулированы требования к качеству электроэнергии в системах энергоснабжения; он говорит о максимальном для этого коэффициента значении в 8%. Результаты приведены в таблице:

Нагрузка Суммарный коэффициент гармонических составляющих
нет 3,3%
200 Вт (резистивная) 3,1%
400 В·А (PF = 0,7) 5,4%

Итак: все полученные нами значения с большим запасом укладываются в рамки ГОСТ.

А отклонение по частоте не превышало 1 Гц.

Температурный режим, шум

Нагревается ИБП снаружи очень мало, в большинстве режимов на внешних деталях корпуса нагрев слабый.

При работе от батареи на близкие к предельным нагрузки существенного повышения температуры также не наблюдается — время автономной работы при этом исчисляется минутами, и устройство попросту не успевает нагреться. А за час работы на нагрузку 1000 Вт с задействованной повышающей ступенью AVR крышка корпуса нагрелась не более чем на 7–8 градусов в самом «горячем» месте.

Шум: основной его источник — вентилятор, который работает не постоянно, а в некоторых режимах дает свой вклад и трансформатор.

Если ориентироваться по звуку, у вентилятора минимум две скорости вращения, и с любой из них ИБП очень уж шумным не назовешь: на расстоянии в 1 метр, имитирующем напольное размещение, уровень шума от источника не превышает 38,5 дБА на меньшей скорости вентилятора и 39,5 дБА на большей (измерения проводились в тихом помещении с фоновым уровнем не более 30 дБА).

Трансформатор гудит всегда (если, конечно, источник подключен к розетке) — басовито, но тихо, и в нормальных условиях, когда не работает вентилятор, этот звук трудно услышать даже с расстояния в полметра. Если же, например, происходит переключение на понижающую или повышающую ступень, гудение немного меняет тональность и становится громче, но при этом начинает работать и вентилятор; естественно, в предыдущем абзаце приведены значения для общего уровня.

Откуда же в спецификации появилось довольно существенное значение »< 45 дБА на расстоянии 1 м»? Из описания на сайте это не очень понятно, зато таблица в инструкции все ставит на свои места: эти цифры попросту общие для всех моделей линейки, включая самую старшую на 3 кВ·А.

Есть, конечно, и другой источник шума — звуковые сигналы, но их можно отключить, исключая случаи перегрузки и работы с крайне малым остатком заряда.

Автономная работа

Перейдем к тестированию автономной работы с разными нагрузками. Вот результаты в виде графика:

Более точные значения приведены в таблице.

Нагрузка, Вт Время работы от батарей, ч: мм: сс
25 2:41:02
50 1:55:35
100 1:14:43
250 0:36:47
500 0:14:05
750 0:08:25
1000 0:05:49
1400 0:02:52
1550 0:01:25

Последняя строчка — работа с некоторой перегрузкой. Значение выбрано из двух соображений: такая нагрузка еще не должна вызывать срабатывание системы защиты, но должна быть явно больше предыдущего значения в 1400 Вт с учетом погрешности задания нами нагрузок в 5%. При работе от сети сигналов о перегрузке не было, лишь горели все сегменты индикатора нагрузки, но после перехода на батарею раздался постоянный звуковой сигнал.

И надо сказать, что даже с такой перегрузкой ИБП показал очень приличное время автономной работы — не единицы или пару десятков секунд, как у многих аналогов, а почти полторы минуты. Этот же тест говорит и о том, что превышение обозначенного максимума нагрузки на 8–10 процентов является вполне допустимым.

Если сравнить полученные нами результаты с приведенной на официальном сайте диаграммой, то получается то же, что и для многих других протестированных нами ИБП компании: она дает несколько завышенные значения времени автономной работы.

Автоматическая регулировка выходного напряжения

ИБП серии оснащены двухступенчатой системой AVR, одна ступень (повышающая) срабатывает при уменьшении входного напряжения, а вторая (понижающая) при увеличении.

Приводим результаты при работе на нагрузку 500 Вт; имеющийся у нас ЛАТР не позволяет получить напряжение выше 275 В.

Входное напряжение (при понижении от 275 до 0 В) Выходное напряжение Режим работы
275—239 В 230—204 В от сети с понижением (AVR)
238—201 В 238—201 В напрямую от сети
200—176 В 239—214 В от сети с повышением (AVR)
175 В и менее 228—229 В от батареи
Входное напряжение (при повышении от 0 до 275 В) Выходное напряжение Режим работы
менее 182 В 228—229 В от батареи
183—208 В 219—248 В от сети с повышением (AVR)
209—248 В 209—248 В напрямую от сети
249—275 В 205—229 В от сети с понижением (AVR)

Для оценки ИБП мы ориентируемся на ГОСТ 32144–2013, который допускает отклонения в пределах ±10%. Напомним, что номинальным выходным напряжением для нашего экземпляра является 230 В, то есть «законным» будет напряжение на нагрузке в пределах от 207 до 253 вольт.

Из таблицы видно: «в минус» напряжение на выходе SMV2000CAI может уходить до 201 В, что на 13% меньше номинальных 230 В, то есть не совсем в рамках ГОСТа, но близко к ним. С превышением ситуация лучше: зафиксированный нами максимум составил 248 В, здесь разница по сравнению с номиналом всего на 8%. Строго говоря, соответствие требованию стандарта не полное, но с подобным отступлением от норматива можно смириться, когда речь идет об относительно недорогих ИБП с двумя ступенями AVR. Если же планируется подключать нагрузки, крайне чувствительные к величине питающего напряжения, то и «бесперебойник» надо выбирать другого класса — например, с топологией двойного преобразования.

Разница между значениями для перехода в какой-то режим и возвратом из него (или гистерезис) является необходимой — без нее при небольших колебаниях входного напряжения вокруг значения переключения источник постоянно переходил бы из режима в режим.

Нижняя граница входного напряжения (напомним: достичь верхней не позволяет имеющийся у нас ЛАТР) получилась близкой к заявленному: »165—295 В ±8 В» — с учетом указанного разброса минимально должно быть 173 В, а в наших тестах инвертор и батарея задействовались при достижении 175 вольт. Однако возможная погрешность измерений (с высокой точностью «поймать» напряжение перехода с/на AVR довольно сложно) делает подобную разницу несущественной, да и с точки зрения подавляющего большинства случаев практического применения ИБП такое отклонение вряд ли можно считать большим «грехом».

Попутно оценим точность показаний встроенного в ИБП вольтметра с отображением на ЖК-дисплее: разница с нашим лабораторным прибором не превышала 2–3 вольт в сторону занижения, что представляется вполне нормальным при эксплуатации.

Переходные процессы

Спецификация гласит: «Время переключения — стандартно 2–6 мс, макс. 12 мс». Но при этом не уточняется, о каком именно переключении идет речь, а вариантов много: с AVR на прямую трансляцию входной сети, с инвертора на трансляцию, обратные операции, да еще и переход с инвертора на повышающую ступень AVR, когда входное напряжение не пропало совсем, а сначала понизилось ниже 170 и потом поднялось до 190–200 В, да плюс то же в верхней части рабочего диапазона.

Поэтому придется считать, что любой переходной процесс должен укладываться в 12 мс, а лучше в 6 мс. Рассмотрим некоторые варианты, сначала все с резистивной нагрузкой 200 Вт.

Входное напряжение понизилось, включается повышающая ступень AVR (напомним: цена деления по горизонтали 5 мс):

При дальнейшем понижении происходит переход на батарею:

Если напряжение на входе постепенно повышается от нуля или иного минимума, происходит переход с инвертора на повышающую ступень AVR:

Затем возврат с повышения к прямой трансляции:

Когда на входе появляется слишком высокое напряжение, сначала начинается понижение с помощью другой ступени AVR:

При понижении Uвх снова следует переход к прямой трансляции, теперь уже с понижающей ступени:

Наконец, посмотрим, что происходит при переходе с батарейного питания к повышающей ступени AVR в случае нагрузки с реактивной составляющей (400 В·А, PF = 0,7):

Легко можно заметить, что подтверждается даже заявленное типовое время переключения в пределах 6 мс, и уж точно ни в одном из случаев процесс не затянулся до 10–12 мс, а в некоторых случаях момент переключения на осциллограмме и вовсе трудно заметить. При этом сколько-нибудь существенного дребезга контактов во время переключений не наблюдается.

Итог

Источник бесперебойного питания APC Easy UPS SMV 2000VA (SMV2000CAI) по большинству параметров вполне соответствует заявленным значениям и требованиям ГОСТ, лишь в некоторых случаях незначительно выходя за обозначенные документами рамки.

Главное: форма выходного напряжения инвертора действительно синусоидальная, и это вполне «чистый синус», искажения которого в исследованных нами случаях с запасом укладываются в предел по ГОСТ. То же можно сказать и про отклонения выходного напряжения: вниз оно может отклоняться чуть больше, чем требует стандарт, зато вверх возможные отклон

Полный текст статьи читайте на iXBT