Источник бесперебойного питания CyberPower CP1300EPFCLCD

Линейно-интерактивный ИБП с действительно чистым синусом на выходе


внешний вид

С продукцией компании CyberPower мы уже имели дело — например, в обзоре ИБП из серии Professional Tower. Продолжим знакомство, на этот раз с представителем другой серии источников бесперебойного питания с названием PFC Sinewave. Эта серия уже достаточно давно представлена на рынке, но в нашу лабораторию ИБП из нее пока не попадали.

Для всей серии заявлено:

  • наличие чистого синусоидального напряжения на выходе,
  • совместимость с нагрузками, источники питания которых имеют активную коррекцию фактора мощности (Active PFC),
  • (Эти две характеристики и легли в основу названия серии)
  • применение энергосберегающей технологии GreenPower UPS™.

В настоящее время в нее входят три модели, отличающиеся в основном выходной мощностью: CP900EPFCLCD, CP1300EPFCLCD и CP1500EPFCLCD, цифры в обозначении соответствуют максимально допустимой мощности нагрузки в вольт-амперах. Разные у них и аккумуляторные батареи, соответственно время работы одной и той же нагрузки от батарей будет разным. Кроме того, в обеих старших моделях есть два USB-порта для зарядки мобильных устройств с пятивольтовым питанием, которые в младшей отсутствуют.

Мы рассмотрим среднюю по мощности модель CP1300EPFCLCD, но сначала немного об информационной поддержке: на момент написания обзора русскоязычный сайт компании находился на переработке и не был доступен, поэтому мы пользовались сами и привели ссылку на глобальный ресурс производителя.


Внешний вид, управление

ИБП имеют корпуса башенного типа, позволяющие сократить занимаемое место. Все внешние крышки пластиковые, что здорово уменьшает общий вес конструкции. Жаль только, что в оформлении немало гляцевых частей, а шагрень, имеющаяся на части верхней и на боковых поверхностях, слишком мелкая, и потому корпус очень быстро покрывается заметными отпечатками рук.

внешний вид

Из обозначения моделей понятно, что они оснащены ЖК-индикатором. Его подсветка лунно-белого цвета, она может гореть постоянно или автоматически выключаться через определенный промежуток времени. Символы на индикаторе яркие, крупные и хорошо читаемые, часть из них индицирует какие-либо состояния (перегрузка, работа от батареи или с AVR), есть и две шкалы, показывающие уровни нагрузки и заряда батареи.

индикатор, панель управления

Нижнюю часть индикатора занимают три цифровых знакоместа, на которых отображаются текущие параметры, выбираемые одной из трех управляющих кнопок Display. Можно вывести:

  • входное/выходное напряжение,

  • индикатор индикатор

  • частоту выходного напряжения,

  • индикатор

  • мощность подключенной нагрузки в ваттах, вольт-амперах или в процентах от максимально заявленных для данной модели значений,

  • индикатор индикатор

    индикатор индикатор

  • уровень заряда батареи в процентах,

  • индикатор

  • ориентировочное время работы от АКБ с текущей нагрузкой и при данном уровне заряда,

  • индикатор

  • значение счетчика событий (его можно обнулить).

  • индикатор

Выводится само значение, а слева и справа появляются символы, отображающие название параметра (на английском) и единицу измерения.

В целом всё весьма информативно, надо лишь учитывать, что это всё же индикатор, а не лабораторный измеритель, отображаемым им значениям мощности, частоты и т.д. верить можно, но не забывая о возможной погрешности. Хотя надо сказать, что в данном случае она не так уж и велика: по напряжению значения нашего измерителя и индикатора отличались примерно на 1–1,5%, по активной мощности немного больше — на 2-3%. «Предсказание» времени работы от батарей тоже вполне вменяемое, отображаемое индикатором значение хоть и не абсолючно точное, но вполне пригодное для оценки. Лишь показания полной мощности в В·А порой могут хромать.

Помимо упомянутой кнопки, ниже индикатора есть еще Control (запускает цикл самотестирования) и Silence Alarm (включает/выключает звуковой сигнал). Комбинации двух одновременно нажимаемых кнопок, а также нажатия на них с определенной продолжительностью реализуют и другие функции управления, перечисленные в прилагаемой листовке на русском языке.

Еще ниже в небольшом углублении расположены два порта USB для питания и зарядки пятивольтовых устройств.

Конечно, есть и кнопка для включения-выключения (с белой подсветкой), которая находится над индикатором, в самой верхней части лицевой панели.

Больше половины площади задней панели занимают шесть розеток типа Schuko (с двумя боковыми плоскими контактами защитного заземления), размещенные в два ряда с поворотом контактов на 90°, чтобы можно было использовать Г-образные вилки. Причем все эти розетки задействованы в системе бесперебойного питания, то есть к ним не рекомендуется подключать нагрузки большой мощности или с большими пусковыми токами вроде лазерных принтеров. Отдельных розеток, предназначенных для подобной техники, в доставшемся нам экземпляре нет, хотя в интернете встречаются описания ИБП данной модели, у которых половина розеток подключена только к цепям фильтрации (с пометкой «Surge»), а другая половина — еще и к инвертору («Battery+Surge»).

В самой нижней части находится штыревой разъем IEC C14 для подключения к внешней сети переменного тока, а также шток входного предохранителя.

Вверху расположены слаботочные коннекторы: USB (тип B) и RS-232 для подключения к компьютеру с целью мониторинга и управления, а также два комбинированных гнезда RJ11/RJ45 (вход и выход) для защиты линии связи, телефонной или LAN. Последовательного порта в младшей модели серии нет.

На боковых поверхностях корпуса есть по три небольших вентиляционных решетки — внизу, вверху и сзади.


Характеристики, комплектация

Заявленные производителем характеристики приведены в таблице.

Технические характеристики ИБП CyberPower CP1300EPFCLCD
Диапазон входного напряжения, частота 170–270 В, 47–63 Гц (автоопределение)
Номинальный входной ток 10 A
Выходное (при работе от батарей) напряжение, частота 230 В ±10%, 50/60 Гц ±1%
Автоматический регулятор напряжения (AVR) есть, одна ступень
Выходная мощность 1300 В·А (780 Вт)
Форма выходного сигнала при работе от батарей чистая синусоида
Время автономной работы от батареи:
при нагрузке 100%
при нагрузке 50%

2 мин
9 мин
Типовое время переключения 4 мс
Функция запуска оборудования без подключения к электросети есть
Тип, напряжение и емкость батареи RBP0124, 2 × 12 В, 7 А·ч
Максимальный ток заряда 0,6 A
Типовое время заряда 8 ч
Индикация Монохромный ЖК-дисплей
Звуковая сигнализация есть, отключаемая
Фильтрация импульсных помех есть
Перегрузочная способность нет данных
Выходные разъемы 6 розеток Schuko (с контактами защитного заземления)
Дополнительные выходы два USB-порта для зарядки мобильных устройств
5 В / 2,1 А
Защита линий передачи данных комбинированные RJ11/RJ45 (вход и выход)
Интерфейс USB, RS-232
Размеры (Ш×Д×В) 100×370×265 мм
Вес нетто 9,9 кг
Шум нет данных
Условия работы влажность 0–95% (без конденсации)
температура от 0 до +40 °C
Описание на сайте производителя CyberPower CP1300EPFCLCD
Средняя цена T-7763123
Розничные предложения L-7763123-10

Согласно инструкции, в комплекте, кроме самого ИБП, должны быть:

  • кабели: телефонный и USB (нам достался без ферритовых колец),
  • печатные инструкции — два кратких руководства: пользователя (лист А3) и по установке функций (А4),
  • компакт-диск с ПО мониторинга и управления.

В полученной нами упаковке были еще два кабеля питания с сечением проводов 1 мм² (т.е. вполне достаточным для нагрузок из заявленного диапазона) и гарантийный талон, в котором обозначены условия гарантии, включая сроки: 24 месяца на сам ИБП и 12 месяцев на комплектные аккумуляторы.

Кабель последовательного порта RS-232 при необходимости надо будет приобретать самостоятельно, но это не слишком большая беда: компьютеры с таким портом сейчас надо еще поискать. Нужно только помнить, что использовать оба порта одновременно — например, для обмена с двумя компьютерами — не получится, об этом есть предупреждение в инструкции.

Упакован ИБП в коробку из обычного картона с монохромными схематичными изображениями самого устройства и поясняющими надписями на русском языке. Коробка одинаковая для двух старших моделей.


Программное обеспечение мониторинга и управления PowerPanel® Personal Edition (PPPE)

На комплектном диске ПО предоставлено в двух версиях: для операционных систем MS Windows и Linux. Мы опробовали первую из них, которая имела номер 1.4.3.

Для обеих версий есть руководства пользователя, для Windows в виде pdf-файла на английском языке. В нем говорится лишь о версиях ОС до 7-й включительно, однако мы опробовали работу на Windows 10, как наиболее актуальной.

Установка происходит быстро и не вызывает затруднений (но следует помнить общее правило для USB-устройств: сначала инсталлируем ПО, затем соединяем кабелем устройство и компьютер).

Интерфейс программы полностью русифицирован, имеется и справка на русском языке.

Первый раздел «Монитор» имеет две страницы. «Текущее состояние» во многом повторяет информацию, отображаемую на ЖК-панели ИБП:

программа PPPE

«Сводка» позволяет посмотреть события, происходившие с питанием за выбираемый период — 1, 4, 12 или 24 недели.

программа PPPE

Надо только учитывать, что эта сводка и счетчик событий, отображаемый на ЖК-экране, не связаны однозначно: если утилита PPPE не запущена, а какие-то события с питающей сетью происходили, то они будут учтены только встроенным в ИБП счетчиком. Сброс этого счетчика не влияет на сводку PPPE.

Раздел «Настроить» содержит разного рода установки и настройки.

программа PPPE

Имеющиеся в разделе страницы позволяют:

  • задать расписание включения-выключения питания нагрузки с разными временными интервалами по дням недели,
  • программа PPPE
  • включать или отключать звуковые уведомления (как для самого ИБП, так и для программы PPPE),
  • настроить время работы от батарей, причем одним из двух способов, показанных на скриншоте:
    программа PPPE

    Сделав какой-то выбор в этой настройке, не забывайте о нем, чтобы не гадать: почему в случае проблем с питанием ваш компьютер выключается гораздо раньше, чем сам ИБП. Правда, перед выключением компьютера выдается соответствующее сообщение, и грядущее отключение можно отменить (если, конечно, вовремя отреагировать на происходящее).
  • задать нижнюю (от 170 до 180 В) и верхнюю (от 260 до 270 В) границы входного напряжения, после которых ИБП будет переходить на работу от батарей; другой способ уменьшить количество переключений на работу от батарей при некачественной питающей сети с частыми скачками и/или провалами — задать чувствительность: низкую (170–270 В), среднюю (175–265 В) или высокую (180–260 В),
  • запустить цикл самотестирования.

Панель управления ИБП также позволяет управлять многими из перечисленных настроек, но не всеми. Зато кнопками можно, например, осуществить сброс установок («обнуление режимов» одновременным нажатием Display и Control в течение 3 секунд), включая встроенный счетчик событий Event, чего нельзя сделать удаленно.


Внутреннее устройство

Аккумуляторная батарея

Проще всего добраться до встроенных аккумуляторов: надо лишь удалить два самореза на нижней грани лицевой панели, сдвинуть ее вниз, чтобы освободить фиксаторы, и снять. Правда, отложить ее в сторону помешают провода, идущие от панели управления, но они снабжены разъемами.

внешний вид

В рассматриваемой нами модели применена батарея, обозначаемая производителем ИБП как RBP0124 и состоящая из двух свинцово-кислотных аккумуляторов CPS7-12 (7 А·ч, 12 В) производства B.B.Battery. Правда, искать на сайте этой компании аккумуляторы c таким обозначением бесполезно — они поставляются только для CyberPower.

батарея

Аккумуляторы в батарее соединены последовательно, то есть входное напряжение инвертора составляет 24 вольта. Решение для ИБП подобной мощности вполне понятное — при 12 В попросту удвоились бы токи, потребляемые от АКБ инвертором при отсутствии внешней питающей сети (а они и без того могут достигать нескольких десятков ампер), однако есть «подводный камень», связанный с неизбежным отличием параметров отдельных аккумуляторов, объединенных в такую батарею. Так, их внутреннее сопротивление хоть немного, но отличается, в результате чего возникает дисбаланс процессов заряда, который со временем будет только нарастать, сокращая срок службы АКБ.

Конечно, известны схемы балансиров, но для подобных батарей их применение нельзя назвать экономически целесообразным. Остается надеяться, что «спецбатарея для CyberPower» — это не просто пара аккумуляторов со специфической маркировкой, а подборка с максимально близкими исходными параметрами для уменьшения описанного выше эффекта.

Заряд происходит, когда ИБП подключен к сети переменного тока, даже если он не включен кнопкой Power.

Максимальный ток заряда составляет 0,6 А согласно спецификации. Наш замер показал, что ток в самом начале может быть и 0,65–0,66 А, затем довольно быстро уменьшается и надолго стабилизируется на уровне 0,45–0,55 А. Ближе к окончанию процесса ток начинает медленно снижаться и в конце концов фиксируется на поддерживающем уровне около 20 мА, призванном компенсировать процесс саморазряда.

CPS7-12 по спецификации, предоставленной нам представительством CyberPower, допускают заряд токами до 1,8 А, однако безопасным для аккумуляторов подобного типа считается зарядный ток порядка 0,1С, то есть как раз около 0,7 А. Нагрев аккумуляторов в таких условиях практически отсутствует, что подтвердили и наши наблюдения. Однако время заряда получается большим, ниже мы еще вернемся к этому вопросу.

Для тех, кто заинтересуется другими моделями серии, сообщим: в CP900EPFCLCD используется один аккумулятор на 9 А·ч, в CP1500EPFCLCD — два на 8,5 А·ч.

Электроника

Вся электронная начинка сосредоточена в задней половине корпуса. Внизу бросается в глаза мощный и тяжелый трансформатор системы AVR. Над ним горизонтально закреплен вентилятор 80×80×15, поток воздуха от которого направлен вверх; работает он тихо и только при срабатывании AVR или при переходе на питание от батарей.

Внутреннее устройство

Выше вертикально закреплена основная плата с компонентами инвертора и управляющими цепями. В ее верхней части находятся три алюминиевых ребристых радиатора с мощными МОП-транзисторами IRF3205, рассчитанными на длительную работу с токами до 80–110 А (в зависимости от эффективности охлаждения и соответственно температуры), четыре на верхнем радиаторе и по два на обоих нижних.

Управление основано на микропроцессоре STM32F102C8T6 (его корпус сверху заклеен бумажной этикеткой).

Внутреннее устройство

В нижней части платы находятся реле системы AVR и компоненты защиты входных и выходных силовых цепей (варисторы, LC-фильтр). Толстые провода, соединяющие плату с входным и выходными разъемами, оснащены большими ферритовыми кольцами. Входная цепь защищена автоматическим предохранителем на 10 А, шток которого выведен наружу.

Еще одна плата, совсем маленькая, содержит компоненты защиты слаботочных цепей, на ней же распаяны и разъемы RJ11/RJ45. Она закреплена на задней стенке и с остальной частью ИБП соединена только проводом PE (защитного заземления).

Внутреннее устройство

Плата с кнопками, индикатором и разъемами USB находится на внутренней поверхности лицевой панели, она почти целиком закрыта пластиковой крышкой.


«Путевые заметки»

Теперь о наблюдениях, сделанных нами во время работы.

Звуки и индикация

Звуковые сигналы отключаются не полностью: так, при включении непременно будет громкий сигнал (длинный плюс короткий, в руководстве говорится только об одном коротком), при выключении тоже (длинный и два коротких). Отключить можно лишь сигналы оповещения перехода на AVR и батарею, однако эта установка сохраняется после выключения и включения.

А вот выбранный для отображения на цифровой части индикатора параметр после выключения не сохраняется.

При перегрузке подается непрерывный звуковой сигнал, даже если включен режим Mute.

Порой странно ведет себя подсчет уровня заряда, отображаемый на индикаторе. Сам заряд идет, даже когда ИБП выключен, ему достаточно быть подключенным к сети переменного тока. Однако мы сталкивались с ситуацией, когда, например, до выключения кнопкой отображалось 70%, а после включения через несколько минут уже 100%, хотя заряд, который мы контролировали внешним прибором, продолжался, причем с тем же током, что и до отключения.

И после быстрого разряда на максимальную нагрузку ЖК-индикатор почти сразу может показать заряд батареи в 100%, поэтому в этом плане ориентироваться на его показания и соответствующее значение в программе PPPE нужно с осторожностью.

Заряд батареи

Точное время зарядки АКБ мы не приводим, поскольку оно сильно зависит от режима разряда — малые токи способны сильнее разрядить батарею, соответственно потом потребуется больше времени для заряда, чем при разряде большими токами.

Кроме того, сложно зафиксировать окончание разряда: как уже было сказано, показания ЖК-индикатора для этого не годятся, да и по значениям тока или напряжения судить трудно — эти параметры на последнем этапе заряда меняются очень плавно.

Наши оценочные замеры показали: обозначенное в спецификации время заряда 8 часов можно считать правильным, но только если при работе от батарей нагрузка была близка к максимальной. При средних и малых нагрузках это значение можно смело увеличить в полтора раза, а то и удвоить; иначе говоря, чем больше было время автономной работы, тем больше потом потребуется времени для полного восстановления заряда.

В наших тестах мы попросту оставляли ИБП включенным на ночь, и 15–17 часов (с учетом того, что разряд производился не в последний момент рабочего дня) вполне хватало, а вот 8-9 часов для полного заряда почти всегда было мало.

Шум при работе

Шумит ИБП мало; мы подключили нагрузку 500 Вт и сделали замер в тихом офисном помещении с уровнем фонового шума менее 30 дБА, вся прочая офисная техника, включая кондиционер, была выключена. Расстояние от ИБП до микрофона шумомера было разным: 0,5 м имитирует расположение устройства на столе, 1 м — под столом.

Режим Расстояние 0,5 м Расстояние 1,0 м
нормальная работа <30 дБА
AVR 32,5 дБА 31,5 дБА
инвертор 35,0 дБА 34,0 дБА

Как видите, в реальном рабочем или жилом помещении шум, создаваемый ИБП в любом режиме, будет маскироваться прочими шумами. Конечно, для спальни в ночное время даже полученные нами значения могут показаться существенными, но, во-первых, это всё же офисное устройство, а во-вторых — шумит-то он не всегда, а лишь в случае каких-то проблем с питанием. Правда, если в вашей сети напряжение стабильно занижено до уровня срабатывания AVR, то и шум будет постоянным, к тому же переходы на AVR/инвертор и обратно сопровождаются еще и щелчками реле, уровни которых выше указанных в таблице.

Отметим, что выключается вентилятор не сразу после восстановления нормального состояния входной сети, а через 2-3 минуты. Причем у него есть две скорости вращения: при срабатывании AVR шум меньше, чем при работе от инвертора.

Нагрев корпуса

Минимальное количество вентиляционных прорезей в корпусе могло бы поставить под сомнение эффективность теплоотвода, но время работы инвертора на больших нагрузках исчисляется минутами, на средних — десятками минут, и ИБП просто не успевает перегреться.

Так, за без малого шесть минут питания нагрузки 500 Вт от батарей и за три с половиной минуты при нагрузке 650 Вт нагрев внешних частей кое-где был, но едва ощутимый. Полчаса работы с AVR на ту же нагрузку также не привели к заметному нагреву. И лишь за две с половиной минуты питания от батарей максимально допустимой нагрузки корпус в некоторых местах всё же нагрелся на более-менее заметные 9–12 градусов; руками такой нагрев ощутить вполне можно, однако лишь как легкий.

Совместимость с нагрузками, БП которых оснащен APFC

Работу с компьютерным блоком питания, имеющим активную коррекцию фактора мощности, мы подробно не опробовали сознательно: невозможно охватить целый спектр различных БП, да еще и в широком диапазоне потребляемых мощностей. Проверка же на каком-то конкретном блоке питания будет частным случаем, который лишь вызовет вопросы «почему выбрали именно эту модель, а не другую?!».

Поэтому ограничились лишь подключением к ИБП 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 (вместе с монитором) потреблял 140–230 В·А, никаких проблем не наблюдалось.

Напомним: одним из важных условий нормального взаимодействия блока питания, имеющего APFC, с ИБП является запас по мощности для последнего. И серия CyberPower PFC Sinewave предоставляет возможность соответствующего выбора.

Прочие моменты

ИБП поддерживает «холодный старт», то есть может быть включен при отсутствии внешней питающей сети — как с нагрузкой, так и без нее. При этом напряжение на выходе плавно нарастает в течение примерно 100–110 мс.

осциллограммы
с нагрузкой 150 Вт

Технология GreenPower для моделей серии хоть и заявлена, но ее особенности не доведены до абсурда — устройства PFC Sinewave не страдают «нелюбовью» к малым нагрузкам: некоторые источники бесперебойного питания разных производителей и моделей автоматически выключаются через небольшой промежуток времени, если подключенная нагрузка потребляет меньше какой-то доли от заявленной максимальной мощности, обычно менее 15–30 Вт. А CP1300EPFCLCD проработал на нагрузку около 10–12 В·А (зарядное устройство с подключенным смартфоном) более получаса.

Кнопку Power для включения/выключения надо держать до тех пор, пока не прозвучат соответствующие сигналы — длинный плюс короткий или два коротких, потом сразу отпустить. Подсветка индикатора при включении появляется не сразу, а с задержкой в пару секунд.

Когда ИБП выключается по исчерпанию заряда батареи, включение после восстановления питающей сети происходит с задержкой около 10 секунд, при этом на индикаторе отсчет «Time to turn on».


Результаты тестирования

Эффективность

Понятие «коэффициент полезного действия (КПД)» для ИБП нигде не определено, поэтому лучше говорить об эффективности, включая в это понятие собственные «потребности» устройства без подключения нагрузки.

Для ее оценки сначала приведем значения параметров потребления от встроенного аккумулятора самим источником бесперебойного питания (включен кнопкой, отключен от внешних нагрузок и сети, индикатор светится):

Ток Напряжение Мощность
2,0 А 24,7 В 49,4 Вт

Немало, но это значение чисто справочное, оно не означает, что эффективность ИБП при малых внешних нагрузках будет очень низкой, потому что есть и дополнительный фактор: КПД инверторов, как правило, зависит от нагрузки, причем он снижается как при максимальной расчетной мощности, так и в режимах, близких к холостому ходу.

Теперь о работе в сети переменного тока — потребляемая источником бесперебойного питания от неё мощность такова:

  • при полностью заряженном акк-ре, ИБП выключен:   <10 В·А
  • при полностью заряженном акк-ре, ИБП включен без нагрузки:   30 В·А
  • при полностью разряженном акк-ре, ИБП включен без нагрузки:   50 В·А

Результаты мы привели с округлением, учитывающим погрешность измерений.

Во всех трех случаях получились близкие значения, но при зарядном токе всего 0,6 А вклад процесса заряда аккумуляторов в общую потребляемую мощность и не должен быть большим, равно как и разница между выключенным и включенным с помощью кнопки ИБП без нагрузки.

Автономная работа

Время работы на нагрузку сначала представим в виде графика:

результаты тестирования

А теперь точные значения в таблице.

Нагрузка, Вт Время работы, мин:сек Напряжение, В
по внешнему вольтметру
округление до целого
по ЖК-индикатору
15025:14228230
30011:47
5005:45
6503:38
7802:35227229
Справочно – перегрузка ≈10% :
8501:02226228

В последнем случае при работе от сети ИБП не индицировал перегрузку, однако при переходе на батарею зазвучал непрерывный сигнал, а по исчерпании заряда отобразилась ошибка F01 — всё это свидетельствует о перегрузке. Тем не менее, минуту автономной работы источник обеспечил.

Стабильность выходного напряжения очень высокая: изменения во время сеанса работы от батареи не превышали 0,5–0,7 В, то есть были на уровне 0,25%.

Частота выходного напряжения не отклонялась от заявленных 50 Гц — во всяком случае, в рамках погрешности наших измерений.

Еще один важный параметр, который практически никогда не находит отражения в спецификации источников бесперебойного питания — уровень искажений синусоидального выходного сигнала. Производители обычно ограничиваются словами «чистый синус», но действительно чистый синус существует только в математике, а реальный сигнал всегда будет иметь какие-то отклонения от идеального.

Дадим немного пояснений.

При оценке степени допустимости отклонений выходного напряжения от чистой синусоидальной формы мы будем ориентироваться на требования ГОСТ 32144-2013, который с 01 июля 2014 года сменил ранее действовавший ГОСТ 13109-97.

Стандарт качества электрической энергии определяет не только предельно допустимый суммарный коэффициент гармонических составляющих, но и максимальные значения для каждой из четных и нечетных гармоник вплоть до 25-й. Причем учтено, что на значительном отрезке времени эти параметры могут увеличиваться — например, при подключении каких-то мощных нелинейных нагрузок, поэтому есть и нормативы для измерений: усреднение делается в интервале 10 минут, но отдельно нормируются значения для 95% и для 100% времени в течение недели. Причем значение для 100% времени в 1,5 раза больше, чем для 95%, то есть всё же допускаются кратковременные увеличения искажений.

Естественно, ни один ИБП рассматриваемых нами классов не проработает от батарей целую неделю, да и появление дополнительных нелинейных нагрузок в таком режиме маловероятно, поэтому мы будем ориентироваться на нормы стандарта для 95% времени и усреднять либо за 10 минут, либо за время работы от батарей, если оно для данной нагрузки меньше 10 минут.

Действующий ГОСТ требует, чтобы суммарный коэффициент гармонических составляющих для сетей в этих условиях не превышал 8%. Есть и подробные таблицы для коэффициентов отдельных гармоник (до 25-й), мы не будем их полностью воспроизводить и лишь скажем вкратце: для любой из четных гармоник значения не должны превышать 2%, для третьей и седьмой — 5%, для пятой — 6%, для прочих — от 0,2 до 3,5%.

Для измерений использовались электроизмерительные клещи АКИП-2303, позволяющие фиксировать и суммарный коэффициент, и отдельные гармоники с достаточной для наших целей точностью.

Наши замеры при работе от батарей на разных нагрузках показали следующее (значения приводим для наиболее значимых составляющих и округляем с учетом погрешности измерений):

Параметр Нагрузка, Вт Норматив
по ГОСТ 32144-2013
150600780850
суммарный коэффициент гармонических составляющих2,1%2,7%3,5%6,8%< 8%
2-я гармоника0,6%0,4%0,35%0,3%< 2%
3-я гармоника1,6%2,4%3,9%6,1%< 5%
4-я гармоника0,8%1,3%2,0%2,8%< 6%
7-я гармоника0,2%0,7%1,2%0,3%< 5%

Значения для остальных гармоник малы и вполне укладываются в рамки требований стандарта.

Конечно, по форме сигнала не то, что об уровнях отдельных гармоник, но и о суммарном коэффициенте такого порядка судить невозможно; вот осциллограммы выходного напряжения инвертора для трех нагрузок:

результаты тестирования
нагрузка 150 Вт

результаты тестирования
нагрузка 500 Вт

результаты тестирования
нагрузка 650 Вт

На первый взгляд, все сигналы одинаково хорошие. Если присмотреться внимательнее, то может показаться, что самым «плохим» является случай с нагрузкой 150 Вт, однако суммарный коэффициент здесь как раз минимальный, просто состав гармоник разный.

Делаем вывод: с точки зрения требований действующего ГОСТ, источник бесперебойного питания при работе от батарей действительно выдает «чистый» синус, причем во всем допустимом диапазоне нагрузок (хотя искажения и увеличиваются с ростом нагрузки). И даже при перегрузке в 10% форма выходного сигнала почти укладывается в рамки стандарта, только 3-я гармоника немного выше допустимого.

Стандарт определяет и возможные отклонения частоты: ±0,2 Гц, то есть задает допустимый интервал от 49,8 до 50,2 Гц (мы также ориентируемся на значение для 95% от интервала в одну неделю). Как сказано выше, за время работы от батарей наши измерители изменений частоты не зафиксировали.

Для справки: суммарный коэффициент гармонических составляющих в сети переменного тока нашей лаборатории составлял 0,9%, частота 50,0 Гц.

Автоматическая регулировка выходного напряжения

ИБП серии оснащены одноступенчатой системой AVR, которая срабатывает при уменьшении входного напряжения.

Мы использовали автотрансформатор с выходным напряжением до 255 В, поэтому поведение ИБП за этим пределом не исследовалось.

Вновь сначала приведем результат в виде графика (нагрузка 150 Вт, настройки ИБП по умолчанию):

результаты тестирования

Красной линией отмечена работа от батарей.

И для любителей точных сведений — таблица:

Входное напряжение (при понижении от 255 до 0 В) Выходное напряжение Режим работы
255–199 В 255–199 В напрямую от сети
198—169 В 220—190 В от сети с повышением (AVR)
168 В и менее 226 В от батареи
Входное напряжение (при повышении от 0 до 255 В) Выходное напряжение Режим работы
<176 В 226 В от батареи
177—205 В 198—227 В от сети с повышением (AVR)
206—255 В 206—255 В напрямую от сети

Возможные отклонения выходного напряжения в спецификации оцениваются как ±10%, что соответствует и требованиям ГОСТ 32144-2013. Наши тесты подтвердили заявленное (если быть точным, то получилось до минус 11%), но с одним существенным замечанием: ступень AVR единственная, повышающая, поэтому если у вас напряжение постоянно завышено, причем сильно, то придется либо мириться с излишне высоким напряжением на выходе ИБП в режиме трансляции, либо выбирать другую модель.

В российских сетях напряжение чаще бывает заниженным, а если и завышенным, то слегка, близко к верхней границе допускаемого стандартом диапазона. Тем не менее, в подобных ИБП бывает и несколько ступеней AVR (чаще всего бывает одна понижающая и одна-две повышающих), что может обеспечить меньшие отклонения выходного напряжения, причем в более широком диапазоне состояний на входе, а также отодвинуть переход на батарею в область более низких входных напряжений, однако при прочих равных это не может не сказаться на цене продукта. Есть и еще одно соображение: переход на AVR связан с включением вентилятора, то есть с повышением уровня шума.

Замеченная разница между значениями для перехода в какой-то режим и возвратом из него (эффект носит название «гистерезис») не просто нормальна, а необходима: если бы ее не было, то в случае небольших колебаний входного напряжения вокруг значения переключения ИБП постоянно переходил бы из режима в режим.

Проверили мы и поведение с другой нагрузкой: для 500 Вт значения те же, только возврат с батареи на входную сеть плюс AVR произошел чуть раньше — при 172 В.

Переходные процессы

Процесс перехода на батарею, строго говоря, длится около 15–16 мс.

результаты тестирования
без нагрузки

результаты тестирования
нагрузка 150 Вт

результаты тестирования
нагрузка 500 Вт

Причем ситуация при изменении нагрузки явно меняется, однако время переключения остается практически неизменным.

Как видно на осциллограммах, из этого интервала критическими для чувствительных нагрузок будут скорее 7-8 мс в начале/середине процесса. Однако и это больше заявленных в спецификации для времени переключения 4 мс (кстати, там не расшифровывается: для инвертора или еще и для AVR), хотя даже 16 мс — это вполне средний уровень для линейно-интерактивных ИБП, у которых время переключения может достигать 20 и более миллисекунд.

Смотрим обратный процесс — возврат на питание от сети.

результаты тестирования
нагрузка 150 Вт

результаты тестирования
нагрузка 500 Вт

Здесь дело обстоит гораздо лучше: при обеих нагрузках время переключения не больше 2,5 мс, то есть существенно меньше заявленного.

Теперь посмотрим момент срабатывания AVR (нагрузка 150 Вт).

результаты тестирования
включение повышающей обмотки

результаты тестирования
отключение повышающей обмотки

Как видите, здесь не всё гладко: реле, переключающее обмотки, имеет дребезг контактов, приводящий к провалам и всплескам на синусоиде в течение 4–8 мс. Однако и это вполне укладывается в типовые рамки источников данного класса, хотя и не вполне соответствует заявленному значению.

Выходы 5 В USB

Без нагрузки на выходах напряжение 5,1 В.

Ток нагрузки, А Напряжение, В
0,55,0
0,74,9
1,04,8
1,1сразу срабатывает защита

После срабатывания защиты напряжение на выходе восстанавливается автоматически, надо лишь отключить нагрузку и немного подождать.

Оба выхода ведут себя одинаково. По видимой с тыльной стороны лицевой панели части платы, на которой распаяны USB-разъемы, сложно судить, как именно они подключены. Но, похоже, это не просто параллельное соединение: суммарный ток нагрузок обоих выходов для срабатывания защиты может быть немного выше — так, при 1,3 А (0,95 А и 0,35 А) питание на них будет присутствовать сколь угодно долго, но прибавка всего 0,05 А расценивается как перегрузка и приводит к немедленному отключению.

А ведь заявлен максимальный ток 2,1 А. Таким образом, USB-порты — это, пожалуй, единственное серьезное разочарование: к ним удастся подключить далеко не каждый пятивольтовый гаджет, и уж тем более речь сразу о двух мобильных устройствах может идти лишь в редких случаях. Останется лишь надеяться, что встроенная в смартфон или планшет «система распознавания свой-чужой» расценит ИБП именно как «чужое» ЗУ и существенно ограничит зарядный ток, чтобы хоть медленно, но всё же заряжать аккумулятор.

Какой-то индикации срабатывания защиты нет, ориентироваться можно только по поведению подключенного гаджета.

Заметим еще: в исследованном нами диапазоне нагрузок напряжение не выходит за рамки пятипроцентного отклонения, определенного спецификацией USB. Однако очень похоже, что если бы защита не срабатывала так рано, то при дальнейшем увеличении нагрузки выходное напряжение очень скоро стало бы меньше 4,75 В.


Итоги

Впечатление от источника бесперебойного питания CyberPower CP1300EPFCLCD в целом положительное.

Внешне он вполне симпатичен и не кажется сугубо утилитарным устройством. Понравился индикатор, способный с достаточной точностью отображать целый ряд параметров, которые могут быть полезны при эксплуатации. Кнопки также удобные, но для выполнения некоторых операций придется держать под рукой инструкцию со сведениями о комбинациях нажатий (правда, операции эти не относятся к постоянно востребованным).

Наличие пятивольтовых USB-разъемов — хорошая идея, вот только максимальный ток оказался ниже заявленного, однако для многих гаджетов и этого будет достаточно.

Очень разумным представляется оснащение ИБП выходными розетками Schuko, к которым можно подключать самые обычные кабели. Но отсутствие розеток, не задействованных в системе бесперебойного питания, не позволит включать-выключать одновременно с другой компьютерной техникой устройства вроде лазерных принтеров, которые из-за больших пусковых токов или по другим причинам не могут подключаться к «бесперебойным» розеткам (об этом, кстати, сказано и в инструкции).

В работе ИБП показал хорошо себя и по стабильности выходных параметров, и прежде всего — по «чистоте синуса»: параметры выходного напряжения инвертора с запасом укладываются в рамки ГОСТ во всём заявленном диапазоне нагрузок. Допускает устройство и работу с некоторой перегрузкой, причем без существенного ухудшения состояния на выходе.

О единственной ступени AVR мы уже говорили; считаем данный факт снижающей конечную цену особенностью, которую нужно учитывать при выборе.

Единственной претензией является время переключения на батарею (именно «на», обратный процесс происходит гораздо быстрее) и длительный дребезг контактов реле при срабатывании AVR. Наши замеры показали превышение этих параметров над заявленной величиной, хотя полученные значения и не выходят за рамки средних для подобных устройств.

Тем не менее, в случаях, когда очень важна именно форма выходного напряжения инвертора, а также отсутствие ограничений по минимальной нагрузке и небольшой уровень шума, модели серии CyberPower PFC Sinewave можно назвать хорошим выбором. В качестве примера можно привести современные отопительные газовые котлы: многие их модели весьма чувствительны к искажениям синуса, в дежурном режиме потребляют очень мало, а дорогие инверторы, предназначенные для их питания, имеют заявленное время переключения «сеть – инвертор» на том же уровне, что получен нами для исследованного ИБП, однако котлы с ними нормально работают. Правда, применение моделей серии для этих целей будет ограничиваться малым временем автономной работы котла, которое способны обеспечить используемые аккумуляторы.


ИБП предоставлен на тест производителем




Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.