Источники бесперебойного питания (ИБП, UPS) обеспечивают стабильную работу оборудования при пропадании электричества. Чтобы увеличить время автономии, используют ИБП, поддерживающие подключение внешних аккумуляторов. Это позволяет создавать батарейные блоки большой ёмкости, обеспечивающие работу нагрузки длительное время в отсутствие сети. Продолжительность автономной работы напрямую зависит от ёмкости подключённых внешних батарей.
Все модели ИБП STARK COUNTRY изначально рассчитаны на эксплуатацию только с внешними аккумуляторами. Благодаря этому пользователь может гибко настраивать систему под любые задачи. Однако для правильной сборки требуется понимать, какие схемы подключения доступны, как они работают и какие правила безопасности необходимо соблюдать.
Для объединения нескольких аккумуляторов применяют три основных способа:
- Последовательное соединение — увеличивает итоговое напряжение батарейного блока.
- Параллельное соединение — увеличивает суммарную ёмкость.
- Комбинированное (смешанное) — сочетает оба метода, позволяя получить и нужное напряжение, и требуемую ёмкость.
Понятия и термины
Ключевым компонентом ИБП является аккумуляторная батарея. В системах резервного питания используют несколько типов АКБ, которые отличаются по технологиям и характеристикам.
По типу аккумуляторов:
- Литий-ионные. Компактные, лёгкие, обладают высокой удельной ёмкостью и низким саморазрядом. Отличаются долгим сроком службы и устойчивостью к циклам перезарядки.
- Свинцово-кислотные. Наиболее распространённый вариант для ИБП. Они надёжны, обеспечивают стабильное напряжение, имеют широкий температурный диапазон работы и низкий саморазряд. Ресурс — до 1000 циклов.
- Никель-металлогидридные. Имеют высокую энергоёмкость и стабильную работу. Не страдают от эффекта памяти и не теряют ёмкость со временем.
- Никель-кадмиевые. Отличаются устойчивостью к температурным перепадам и высоким ресурсом — до 1500 циклов. Надёжные и простые в обслуживании.
По типу электролита:
- С жидким электролитом. Выделяют газ, требуют отдельного помещения. Из-за особенностей использования слабо подходят для ИБП.
- GEL-технология. Устойчивы, безопасны, работают долго и подходят для широкого диапазона температур. Минус — чувствительность к глубоким разрядам и более высокая цена.
- AGM-технология. Наиболее популярный вариант для ИБП. Обеспечивает высокие токи, длительный срок службы и хорошую цену. Недостаток — возможная потеря ресурса при частых глубоких разрядах.
Ещё один важный термин — схема подключения аккумуляторов, то есть способ формирования батарейного блока. Число аккумуляторов и их соединение определяются производителем ИБП.
Последовательная схема подключения АКБ к ИБП
Это самая распространённая схема. В ней «плюс» одной батареи соединяется с «минусом» следующей. Таким образом формируется цепочка с одним общим плюсовым и одним общим минусовым выводом.
При таком соединении:
- суммируется напряжение всех батарей;
- складывается их внутреннее сопротивление;
- итоговая ёмкость остаётся равной ёмкости одной АКБ.
Последовательная схема позволяет увеличивать напряжение до требуемого значения, сохраняя прежний ток разряда. Она проста в реализации, но имеет один недостаток: сбой или деградация одной батареи влияет на всю цепочку.
Также рекомендуется использовать АКБ:
- одного типа;
- одинаковой ёмкости;
- одинакового уровня износа (лучше — из одной партии);
- с одинаковой длиной и сопротивлением проводов.
Пример 1
ИБП рассчитан на работу с батарейным блоком 24 В. Для этого нужно соединить две АКБ по 12 В последовательно. Итог: 24 В, ёмкость — как у одной батареи.
Пример 2
ИБП рассчитан на работу с батарейным блоком 36 В. Для этого нужно соединить две АКБ по 12 В последовательно. Итог: 36 В, ёмкость — как у одной батареи.
Параллельная схема подключения АКБ к ИБП
В параллельной схеме:
- все плюсовые выводы объединяются в одну точку;
- все минусовые — также объединяются.
При таком соединении:
- напряжение остаётся равным напряжению одной АКБ,
- ёмкость суммируется,
- увеличивается запас энергии и время автономной работы.
Преимущества:
- увеличение тока нагрузки;
- возможность использования АКБ разной степени износа;
- отказ одной батареи не выводит из строя весь блок.
Недостатки:
- напряжение не меняется;
- требуется балансировка (применение балансиров), иначе возможен перекос токов между батареями.
Пример
Если ИБП рассчитан на 12 В, а требуется увеличить автономность, можно подключить две одинаковые АКБ 12 В параллельно, получив удвоенную ёмкость.
Комбинированная схема подключения АКБ к ИБП
Эта схема совмещает два предыдущих: сначала аккумуляторы объединяют в последовательные группы, а затем соединяют эти группы параллельно.
Такой метод позволяет:
- гибко выбирать итоговое напряжение;
- увеличивать ёмкость;
- формировать аккумуляторный блок практически любой конфигурации.
Однако комбинированная схема сложнее в проектировании, требует контроля и балансировки.
Важно: итоговая ёмкость батарейного блока не должна превышать максимально допустимую для конкретного ИБП.
Пример
ИБП работает от батарейного блока 24 В с двумя АКБ. Чтобы увеличить ёмкость, к ним добавляют ещё две идентичные батареи и объединяют две последовательные пары параллельно. Итог: 24 В и удвоенная ёмкость.
Практические рекомендации и советы
При выборе схемы подключения необходимо учитывать:
- номинальное напряжение батарейной шины ИБП;
- число доступных аккумуляторов;
- мощность зарядного устройства внутри ИБП.
Последовательная схема подходит для систем, где требуется увеличить напряжение.
Параллельная — когда нужно увеличить ёмкость и время автономии.
Комбинированная используется в более сложных системах, например, в альтернативной энергетике или промышленных установках.
Дополнительно стоит:
- выбирать батареи, рекомендованные производителем;
- проверять соответствие напряжения, ёмкости и максимального тока заряда;
- покупать АКБ только в специализированных магазинах;
- регулярно выполнять обслуживание: чистку, диагностику, контроль температуры.
Заключение
Знание особенностей различных схем подключения позволяет создавать эффективные и надёжные системы резервного электропитания. Правильная конфигурация аккумуляторов обеспечивает оптимальную производительность ИБП, увеличивает срок службы батарей и повышает уровень защиты оборудования.
