Нужен ли компьютеру внешний сетевой фильтр?

На первый взгляд, напрашивается самое надежное решение – сначала сетевой фильтр, защищающий от помех, затем стабилизатор, далее бесперебойник, и лишь затем компьютерная техника.

При всей внешней привлекательности этой схемы, некоторые ее элементы могут оказаться излишними.

Начнем с сетевого фильтра. На входе обычно стоит варистор, ограничивающий кратковременные высоковольтные импульсы. Варистор – это полупроводниковый элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой, имеющий высокое сопротивление при номинальном или слегка завышенном напряжении питания, но мгновенно «закорачивающийся» при появлении кратковременного скачка в несколько киловольт.

Как видим, работа такого простого элемента, как варистор, способна защитить от повреждения дорогостоящую аппаратуру. Но именно простота и дешевизна схемы защиты с варистором привела к тому, что такую защиту встраивают во все блоки питания компьютеров, тем самым, исключая необходимость дублирования этой части схемы внешним фильтром. Вдобавок, в блоки питания компьютеров и прочей оргтехники встраивается и схема фильтрации высокочастотных помех с дросселем и конденсаторами. Не ставят подобные фильтры лишь самые недобросовестные производители.

Правила выбора

Какие бывают виды стабилизаторов напряжения с учетом принципов функционирования:

• сервопривод (электромеханика);
• феррорезонанс;
• реле;
• полупроводник (электроника);
• инвертор.

Феррорезонансные работают по принципу насыщения сердечников дроссельных элементов магнитными полями. Конструкция простая, устройство статичное, безотказность в работе максимальная. Долговечность хорошая.

Электромеханические приборы оснащаются сервоприводом, отвечающим за перемещения щеток токосъемного типа. Эти щетки снимают вторичные напряжения с обмотки на трансформаторе. Учтите, что движущиеся, вращающиеся детали – это всегда уязвимость системы. Цена невысокая.

Нужен ли стабилизатор напряжения для компьютера? Конечно, и хорошим выбором станет релейная модель. За коммутацию отвечают силовые реле, которые устанавливаются на отпайки обмотки.

Схема инверторного стабилизатора напряжения

Электронные приборы почти полностью лишены механических элементов в конструкции. Рабочие элементы – симисторы либо тиристоры. Срабатывание очень быстрое, но точность стабилизаций напряжений не самая высокая. Как правильно выбрать стабилизатор напряжения для компьютера или другой техники такого типа – с запасом. Его отсутствие исключает возможность четкой коррекции.

Инверторы – самый продвинутый тип. В основе работы таких стабилизаторов лежит преобразование переменных значений напряжений в стабилизированные.

Для каких целей применяются стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы защищают подключаемое оборудование от нестабильных параметров входного напряжения. Их функция – поддерживать номинал электрического тока в допустимых пределах.

Проблемы бытовой сети, для решения которых предназначены стабилизаторы:

• Повышенное напряжение. Встречается в сетях, которые сильно удалены от линий электропередач. Энергетики практикуют передачу тока повышенного напряжения, что позволяет свести к минимуму потери при его трансляции на значительные расстояния.
• Пониженное напряжение. Эта проблема характерна для сильно загруженных электросетей и периодам пиковых перегрузок.
• Резкие скачки напряжения. Происходят в непогоду, а также из-за включения мощного электрооборудования.

Этот прибор обеспечивает высокое качество выходного электрического тока. Благодаря ему, лампочки светят ровно, без мерцания, продлевается срок службы бытовой техники. Установка стабилизаторов необходима в местах, где поблизости расположены ремонтные или производственные мастерские, в которых используются сварочные аппараты или мощные электрические двигатели.

В чем схожесть устройств?

Единственное, что объединяет ИБП и стабилизаторы — это промежуточное расположение между сетью и потребляющими электроэнергию приборами. Оба они, по сути, преобразователи электроэнергии, только способ и цель этого преобразования отличаются.

Во всяком случае, путать их между собой не следует, заменить друг друга при необходимости они не смогут. Многие пользователи, плохо разбирающиеся в устройстве этих приборов, считают их схожими между собой из-за того, что они оба присоединены к сети, а бытовая техника подключается к ним. Внешне их функции выглядят одинаковыми, что и послужило причиной их ошибочного объединения в одну группу. Кроме того, ИБП на выходе выдаёт калиброванное значение электротока, не связанное с сетевым напряжением, каким бы оно на тот момент ни было. Некоторые пользователи на основании этого считают, что наилучшим решением при нестабильном состоянии сети будут ИБП, так как они могут выдавать качественное питание на приборы потребления.

Эта точка зрения ошибочна, так как бесперебойник достаточно быстро разрядит свои батареи и перестанет обеспечивать технику энергией до повторной зарядки, которая требует некоторого времени.

В каком случае необходим стабилизатор?

Необходимость применения стабилизатора для офисной техники и электроники зависит от требований к параметрам питающей сети самой техники. Если вы пользуетесь ноутбуком, прочтите на его зарядном устройстве, на какой диапазон сетевых напряжений он рассчитан. Если этот диапазон достаточно широк, например, 110-260 В, стабилизатор вашему ноутбуку точно не нужен (сложно представить себе такую сеть, где напряжение выходило бы за эти пределы).

У настольного компьютера импульсный блок питания может отказать при падении напряжения в сети ниже 170 В (опять же, проверьте надписи на шильдиках). Если оно не опускается ниже этого значения, стабилизатор напряжения для ПК не нужен. Если же такая вероятность есть, стабилизатор не помешает. Но даже при напряжении в сети 170-180 В блок питания компьютера работает с перегрузкой по току, что сокращает срок его работы; и хотя производитель иногда гарантирует работу блока питания при сетевых напряжениях 100-245 В, целиком полагаться на эти гарантии я бы не стал.

Требования к качеству питания лазерных принтеров обычно строже – указывается диапазон напряжений сети порядка 189-264 В. И даже если блок питания принтера выдержит скачок напряжения, при сбое в печати вы потеряете стоимость расходных материалов на испорченную копию. Не говоря уже о том, что придется выковыривать из принтера зажеванную бумагу. Вообще, это касается не только принтеров, но и некоторых роутеров (про холодильники с кондиционерами уж вообще молчу). Такой чувствительной технике, безусловно, не помешает простенький стабилизатор напряжения для офиса.

Общий вывод таков: из всей компьютерной техники в источнике бесперебойного питания или стабилизаторе не нуждается только ноутбук. Блок питания ноутбука способен работать в широком диапазоне питающих напряжений, а в случае чего ноут все равно продолжит работу от встроенного аккумулятора.

Таким образом, ноутбук защиты не требует. Воткнул в розетку и пользуйся. Совсем другая ситуация с остальной офисной техникой. Если напряжение в розетке сильно падает в часы пик, стабилизатор напряжения для электроники просто жизненно необходим. Для домашнего компьютера отлично подойдет любой стабилизатор из этой статьи. Хотя, я бы все-таки порекомендовал купить простенький «бесперебойник».

Когда не обойтись без источника бесперебойного питания?

Если напряжение в вашей сети имеет склонность к периодическому пропаданию, а потеря всей несохраненной работы совершенно недопустима, придется раскошелиться на источник бесперебойного питания (ИБП). В случае полного отключения электроэнергии вам не поможет ни один сетевой фильтр или стабилизатор напряжения 220В для компьютера и другой электроники. Только бесперебойник!

Я уже писал о том, какими бывают бесперебойники, поэтому здесь остановлюсь на этом вопросе очень кратко.

Типы ИБП и необходимость приобретения к ним стабилизатора

Широко распространены ИБП трех типов:

• резервный;
• интерактивный;
• инверторный.

Резервные ИБП

При наличии резервного ИБП подключенное оборудование питается либо от сети (через помехозащитный фильтр), либо от аккумулятора источника при пропаже напряжения сети или уменьшении его значения ниже предельно допустимого.

Недостатком ИБП подобного типа является значительное, до 4-12 мс, время переключения с сети на аккумулятор. Прежде чем приобрести резервный источник, следует выяснить, рассчитана ли подключаемая техника на подобный перерыв в подаче напряжения питания. Обычно настольный компьютер выдерживает подобный перерыв за счет поддержания выпрямленного напряжения питания конденсаторами блока питания.

Когда напряжение сети вновь появляется, происходит обратное переключение с аккумулятора на сеть, аккумулятор при этом начинает заряжаться, восполняя потери емкости за время автономной работы.

Спросом резервные ИБП пользуются благодаря бесшумности работы и высокому (до 99%) коэффициенту полезного действия КПД (что автоматически уменьшает тепловыделение).

При работе нагрузки от сети (основной режим работы резервного ИБП), отсутствует возможность регулировки напряжения на нагрузке, поэтому резервные ИБП, как правило, требуют наличия стабилизатора напряжения при нестабильной сети.

Интерактивные ИБП

Устройство интерактивного ИБП схоже с устройством резервного ИБП, но на его входе включен автотрансформатор, позволяющий автоматически корректировать величину выходного напряжения, доводя его до нормального. КПД этих ИБП чуть-чуть ниже, чем КПД резервных ИБП, вследствие потерь в автотрансформаторе.

Интерактивный ИБП не нуждается в дополнительном стабилизаторе, во всяком случае, в релейном или электромеханическом, поскольку произойдет дублирование функций. Время переключения также достаточно существенно (хотя и меньше, чем у резервного ИБП), и уменьшено оно может быть применение электронного или инверторного стабилизатора – в этом случае работа автотрансформатора интерактивного ИБП окажется просто ненужной, и эта часть схемы отключается.

Для чего нужен UPS

Такой аппарат обеспечивает непрерывную работу подключенных устройств, в том числе в качестве резервного источника питания. В случае обрыва на линии, веерных отключений или планового технического обслуживания сетей подключенные к ИБП приборы будут еще работать некоторое время — ровно столько, на сколько хватит заряда аккумулятора.

Выход из строя электроники обычно происходит во время пиковых скачков напряжения в цепи, то есть во время включения или отключения. Если компьютер будет выключен неправильно из-за того, что в проводах пропал электрический ток, это может привести к серьезным неполадкам.

UPS может застраховать от подобных казусов. Однако разница в том, что типичный бесперебойник вообще не выравнивает напряжения.

Разновидности и основные функции источников бесперебойного питания

ИБП – это приборы, имеющие в конструкции встроенные аккумуляторные батареи. Производители предлагают ИБП разной функциональности. Резервные источники бесперебойного электропитания типа Off-line обеспечивают автономное электроснабжение подключенных приборов при отказе централизованной электрической сети. Это может произойти из-за погодных условий, аварий, веерных отключений. При отключении бытовой электросети или при выходе ее параметров за пределы допустимых значений ИБП переключают обслуживаемые приборы на автономное электропитание от аккумуляторных батарей. Такие ИБП функции стабилизаторов не выполняют, то есть не улучшают параметры выходного напряжения.

Преимущества этих устройств:

• высокий КПД;
• низкий уровень шума;
• незначительное выделение тепла;
• невысокая стоимость.

Недостатками ИБП Off-line являются: относительно длительный период переключения (до 12 мс), невозможность улучшить параметры выходного напряжения. Такие бесперебойники обычно приобретают для защиты несохраненной информации при внезапном отключении электропитания. Устройства позволяют нормально завершить работу всех компонентов ПК. В ноутбуках функции бесперебойника выполняет встроенный аккумулятор.

Производители предлагают еще один тип источников бесперебойного питания – Line-interaktive (интерактивный). От ИБП Off-line он отличается присутствием ступенчатого стабилизатора, изготовленного на базе трансформатора. Этот бесперебойник позволяет получить в автономном режиме выходное напряжение с требуемыми параметрами. Параметры напряжения бытовой сети прибор корректировать не может. Время переключения на автономное питание у ИБП Line-interaktive меньше, чем у ИБП Off-Line, но и КПД тоже ниже. Ограничение по применению приборов Off-Line – невозможность применения для питания техники с асинхронными двигателями: холодильниками, электрическими плитами, микроволновыми печами, стиральными машинами.

В каких условиях лучше использовать стабилизатор, а в каких бесперебойник?

Источники бесперебойного питания Off-line и Line-interaktive устанавливают в тех случаях, если параметры сети приближены к нормальным, но возможны эпизодические или периодические отключения централизованного электроснабжения.

В электросетях с частыми или постоянными нестабильными характеристиками обычно применяют стабилизаторы. В местах с плохим качеством электроэнергии и частыми отключениями рекомендуется применить комплексный подход, установив одновременно источник бесперебойного питания и стабилизатор.

Виды стабилизаторов

В продаже имеются следующие типы стабилизаторов:

• Релейные (ступенчатые). Это распространенная надежная конструкция, в которой используется трансформатор с несколькими обмотками, подключаемыми с помощью реле. Недостаток – невозможность плавного регулирования.
• Электромеханические. Регулировка напряжения осуществляется передвижением контакта по трансформаторным обмоткам. Движение контакта осуществляется с помощью электрического двигателя. Регулировка плавная. Минусы – шум при работе и медленная реакция на изменения параметров электросети.
• Электронные. Это современные стабилизаторы, они бесшумные, с высоким быстродействием и качеством результата. Минусом можно считать только высокую стоимость.
• Инверторные. Выполняют двойное преобразование переменного электрического тока бытовой сети в постоянный, а затем снова в переменный, имеющий высокую точность параметров. Эффективны в широком диапазоне входных напряжений.