Проблемы совместной работы ИБП (UPS) и блоков питания с APFC

Существуют ли проблемы совместной работы UPS и блоков питания с APFC? Оказывает ли влияние форма выходного сигнала UPS (синусоида или ее аппроксимация) на такую работу? Да, такая проблема существует. Проявляется она с блоками питания с APFC с так называемым "автовольтажем" (Full Range) - модуль APFC в таких блоках способен поддерживать напряжение на своем выходе в широком диапазоне входных напряжений сети - обычно это 85-240V. В момент переключения на батареи UPS мощностью до 1000VA (возможно, и выше) c такими блоками ведут себя неадекватно, в результате чего при достаточной "прожорливости" системного блока (обычно - свыше 200W) происходит перезагрузка компьютера. При этом, UPS как правило, не индицирует состояние "перегрузки", на выходе UPS в течение примерно 1 секунды присутствует сильно заниженное напряжение. К сожалению, многие производители качественных БП применяют APFC с автовольтажем.

Примечание: Симптомы перезагрузки ПК при переходе на батареи при этом напоминают работу UPS c дешевыми "китайскими" блоками питания, в которых нередко установлены входные конденсаторы малой емкости, и эти блоки не выдерживают пропадания сетевого напряжения при переходе UPS на батареи даже в течение 5-10ms, если системный блок достаточно "прожорлив". Поэтому и ответ службы поддержки производителя UPS на вопрос о вышеописанной проблеме будет скорее всего об этом, что, конечно же, не соответствует действительности для (дорогих) автовольтажных блоков с APFC.

Почему возникает эта проблема? Вследствие кратковременного потребления большого тока модулем APFC c широким диапазоном входных напряжений. Проблема в конструкции блоков питания. Точнее в схеме регулировки напряжения на выходе PFC.

Ситуация следущая: PFC следит за напряжением на емкостях фильтра БП. Чтобы это напряжение поддержать постоянным, изменяется "эквивалентное входное сопротивление" выпрямителя с PFC. Например, чтобы взять 500Вт из сети с напряжением 230В нужно эквивалентное сопротивление 105.8 Ом. Если в сети 110В - то 24.2 Ома. Заметная разница, не правда ли? Так вот, это эквивалентное сопротивление меняется обратно пропорционально квадрату среднеквадратичного входнго напряжения. Причем меняется не мнгновенно (чтобы не искажать входной ток). В схеме стабилизации выходного напряжения PFC для этого есть RC-цепочка с постоянной времени около 30мс (исправляюсь: 150мс).

Получается следущее:

  1. Пока есть сетевое напряжение - все OK.
  2. Напряжение сети пропадает. Нагрузка работает на емкостях фильтра БП. Напряжение на этих емкостях падает. PFC воспринимает это как свое личное поражение и снижает эквивалентное входное сопротивление (чтобы взять больше мощности с меньшего напряжения, которого нет). Для APFC с диапазоном от 85В@500Вт это может быть и 14.5Ома. Все OK.
  3. ИБП подает свое (пусть даже синусоидальное) напряжение 230В. Он это смог бы... Но его нагрузка - PFC! А PFC не лыком шит. Пытается честно отработать заданные "входные Омы". Получается 230В*2^(1/2)/14.5Ом=22.4 Ампера (условно)! На самом деле больше 10А не будет, так как сработает ограничение тока ключа PFC. Это проблема!
  4. Ток 10А заметно больше 3.6А - номинального для синусоиды 230В@600Вт. UPS либо отключается (может даже не успеть пожаловаться), либо начинает ограничивать ток. В любом случае имеем "сбой питания".

Еще: Из-за PFC UPS могут работать в не оптимальном режиме, вплоть до срабатывания защиты - пограничный случай с пунктом 4. При этом ток на выходе ограничивается защитой UPS, напряжение падает, падает КПД преобразователя ИБП. А PFC более-ли-менее успешно вытягивает из просевшего напряжения нужные ему Ватты (тоже с меньшим КПД). Батарея садится быстро, UPS и БП греются, при увеличении нагрузки - пункт 4. У кого сомнения - проверьте тестером, желательно с RMS AC.

Думаю, это и есть объяснение проблемы.

Решение - увеличить постоянную времени регулировки PFC до сотен милисекунд и сузить диапазон регулировки до диапазона срабатывания ИБП. Это ухудшит реакцию PFC на всплески и провалы его входного напряжения. Но разве не с этим борется ИБП?

Только несколько реальных примеров "проблемных" БП:

  1. Delta GPS400(450)-AA-100A (APFC) - а также эти же блоки в Retail-исполнении от Chieftec (та же нумерация) и Asustek - ASUS Atlas A-(40)45GA.
  2. Fortron FSP-460(550)-60PLN (APFC)
  3. Chieftec ENH0746GB (APFC)

И несколько примеров "беспроблемных" БП c APFC:

  1. Hiper HPU 3S425 - и, вероятнее всего другие БП этой фирмы, т.к. до сих пор БП с автовольтажем от Hiper не встречалось.
  2. Серия БП FSP Optima Pro 500-550W (230V) (БП этой серии на 600W к сожалению, имеют автовольтаж)

Рекомендации - при покупке БП с APFC для совместной работы с UPS следует обратить внимание на наличие надписей типа "Full Range" или широкого диапазона питающего напряжения, например 110-240V или 85-240V на задней стенке БП - это практически гарантирует потенциальные проблемы. В то же время, наличие переключателя 110/220V или надписи 220V(195-235V) у таких блоков должно обеспечить их нормальную работу. Стоит также отметить, что синусоидальная форма выходного сигнала UPS при работе от батарей не может быть гарантией его нормальной работы c автовольтажными БП с APFC.

Всего есть 4 варианта лечения это проблемы (указаны в рекомендуемом порядке):

  1. Найти "подходящий" не конфликтующий ИБП для данного БП (можно и не найти такого).
  2. Использовать более мощьный ИБП, с запасом в 2.5-3 раза по мощности (например, для БП 500W использовать ИБП 1200-1500 VA).
  3. Поменять БП на старый, который без APFC и без автовольтажа.
  4. Доработка схем БП и ИБП для совместной работы.

Источник: forum.ixbt.com

captcha

Компьютерный мир

Вся информация на страницах сайта предназначена только для личного не коммерческого использования, учёбы, повышения квалификации и не включает призывы к каким либо действиям.

Частичное или полное использование материалов сайта разрешается только при условии добавления ссылки на непосредственный адрес материала на нашем сайте.