Схема ИБП ON-LINE построена по принципу двойного преобразования энергии (рис.3). Входное напряжение через фильтрующие элементы поступает на выпрямитель, затем на инвертор и далее на нагрузку. На входе и выходе этой цепи могут стоять трансформаторные развязки. Аккумуляторная батарея подключена к инвертору и в случае пропадания напряжения на входе сети нагрузка безобрывно переходит на питание от АБ. В случае нарушения работы какого-либо из элементов входное напряжение напрямую коммутируется на нагрузку (режим обхода - bypass mode).
Рис.3. Структурная схема источника бесперебойного питания ON-LINE
Такая технология имеет свои недостатки: снижение ресурса АБ, относительно низкий кпд, ограниченные динамические и перегрузочные возможности.
Однако бесспорными преимуществами ИБП ON-LINE являются: отсутствие разрыва кривой выходного напряжения при переходе на резервный источник; синусоидальная форма выходного напряжения в любом режиме работы; лучшие, по сравнению с другими ИБП, стабилизационные и помехоподавляющие характеристики. Поэтому такие ИБП находят применение для электропитания файловых серверов, телекоммуникационных систем, в АСУ управления ответственными технологическими комплексами, к которым относятся системы ДЦ, и др.
ИБП группы LINE-INTERACTIVE представляют собой разнообразные гибриды ON-LINE и STANDBY-систем. Их объединяет то, что, являясь системами типа OFF-LINE (прерываемыми) (рис.4, а), они снабжают нагрузку в той или иной степени стабилизированным напряжением при питании от сети.
Рис.4. Структурные схемы источника бесперебойного питания LINE-INTERACTIVE
По функциональным и схемотехническим признакам интерактивные ИБП можно отнести к одному из трех основных видов:
со ступенчато-апроксимированной формой выходного напряжения при работе от инвертора;
с синусоидальной формой выходного напряжения;
с феррорезонансной стабилизацией выходного напряжения.
ИБП этого семейства оснащены бустерами (booster) - схемами ступенчатого автоматического регулирования входного напряжения вследствие переключения обмоток
автотрансформатора. Большинство интерактивных ИБП заряжают АБ при обратной работе инвертора, что позволяет избавиться от громоздкого ЗУ (см. рис.3 и 4,6). Сам инвертор постоянно подсоединен к выходу, обеспечивая дополнительные стабилизационные функции.
На основе ИБП проектируются системы гарантированного электроснабжения (СБЭ) (рис.5). Под СБЭ понимают комплекс организационно-технических мероприятий, позволяющий обеспечить бесперебойное и качественное электроснабжение нагрузки. Децентрализованные СБЭ предполагают установку большого количества маломощных ИБП для каждого защищаемого прибора (компьютера, коммуникационного узла и т.д.). В случае централизованных СБЭ для центров диспетчерского управления проектируются централизованное преобразование, стабилизация и распределение энергии для питания потребителей. В общем виде подразумевается установка ИБП (одного или нескольких работающих параллельно или в "горячем" резерве) и одного или нескольких дизель-генераторов. Дополнительные фильтры могут быть вынесены непосредственно к нагрузкам. Генераторы комплектуются панелями управления, которые позволяют выполнять их ручное и автоматическое включение и отключение, синхронизацию нескольких генераторов между собой, аварийные остановы, например, при превышении частоты вращения двигателя, перегреве, низком уровне топлива в баке и др.
Переключения нагрузки между внешними сетями электроснабжения (фидерами 1 и 2) и генератором осуществляется с использованием панелей переключения СБЭ.
Для надежной защиты нагрузки АДЦУ СБЭ контролирует параметры электроэнергии, исправность своих звеньев и своевременно реагирует на возникающие аварийные ситуации. Эти функции в системе выполняет программное обеспечение ИБП. Основными задачами ПО с СБЭ являются:
закрытие операционных систем без потери данных;
самодиагностирование ИБП;
контроль параметров электроэнергии;
дистанционное управление ИБП;
мониторинг СБЭ, включая мотор-генераторные установки, коммутационную аппаратуру, ограничители перенапряжений и другое электрооборудование;
прогнозирование возможных сбоев в электроснабжении с целью принятия превентивных мер по обеспечению бесперебойной работы АДЦУ.
Рис.5. Структурная схема системы бесперебойного электроснабжения
Способность работы СБЭ даже при возникновении неисправностей достигается резервированием ИБП. В этом случае ИБП включаются параллельно, а при отказе одного из них неисправный отключается, а другой берет на себя электроснабжение всего диспетчерского центра управления.