Огляд і тестування джерела безперебійного живлення AEG Protect B. 1000 PRO

Протягом уже багатьох років джерела безперебійного живлення (ДБЖ) не втрачають своєї актуальності, як на ринку домашніх систем, так і рішень бізнесу-класу. У другому випадку це пов'язано з тим, що багато підприємств, у тому числі й дрібні компанії, ведуть усю бухгалтерію, кореспонденцію та облік в електронному вигляді. Інакше кажучи, організовують локальні сервери, які зберігають і обробляють вищевказані потоки інформації. Зі зрозумілих причин до надійності та стабільності роботи таких комп'ютерів пред'являються підвищені вимоги, у тому числі й щодо якості живлення, адже перепади напруги живлення або й зовсім її зникнення – не така вже рідкість для нашої країни. Тому наявність ДБЖ у складі локального сервера в цьому випадку є не примхою, а просто необхідністю.

Однак говорячи про корпоративний сегмент, не варто забувати й про звичайних користувачів, тому що нестабільність електромережі може принести також чимало проблем, особливо, якщо ми говоримо про людей, які заробляють гроші за допомогою комп'ютера.

На сьогоднішній день найбільш актуальними типами ДБЖ для поставлених вище завдань є Off-Line і Line-Interactive. Пристрої класу On-Line все-таки більш професійні та, як правило, використовуються на великих підприємствах з потужними серверами. Перевагою ДБЖ типу Line-Interactive у порівнянні з Off-Line є наявність спеціального модуля (AVR), який здатний стабілізувати вхідну напругу в певних межах. Тобто, наприклад, при невеликих осіданнях напруги ДБЖ не задіюватиме батарею, а продовжить працювати прямо від електромережі. Саме до такого класу й належить герой даного огляду - ДБЖ AEG Protect B. 1000 PRO.

Специфікація джерела безперебійного живлення AEG Protect B. 1000 PRO:

Упаковка, комплект поставки та зовнішній вигляд

Джерело безперебійного живлення AEG Protect B. 1000 PRO постачається в коробці зі щільного картону, яка забезпечує захист пристрою від ударів і можливих механічних пошкоджень. Крім, власне, назви моделі більше ніякої цікавої інформації ми тут не виявили, тому відразу ж перейдемо до вмісту упаковки.

У комплект поставки включені всі необхідні компоненти, які можуть знадобитися користувачу в процесі підключення пристрою і його подальшої експлуатації:

• мережевий шнур живлення з вилкою «Type G» на кінці;
• мережевий шнур живлення з вилкою «Type С» на кінці;
• два кабелі живлення (тип IEC320) для підключення пристроїв до ДБЖ;
• кронштейни для монтажу ДБЖ у серверній стійці;
• кріпильні гвинти;
• ніжки для встановлення ДБЖ у вертикальному положенні;
• кабель із роз’ємами USB;
• кабель із роз’ємами RS232 (порт COM);
• диск із утилітами;
• інструкція;
• гарантійна карта.

Модель AEG Protect B. 1000 PRO відрізняється від класичних ДБЖ для домашнього використання в першу чергу своїми габаритами. Основна причина полягає в тому, що виробник хотів розширити сферу застосування даного пристрою. Розміри AEG Protect B. 1000 PRO (482,6 х 88 х 420 мм) відповідають форм-фактору 2U, тому його легко можна розмістити в серверній стійці.

Для експлуатації ДБЖ у вертикальному положенні потрібно скористатися ніжками з комплекту поставки. Причому пристрій можна сконфігурувати таким чином, щоб відсік для батарей опинився знизу, а екран - зверху.

Корпус моделі AEG Protect B. 1000 PRO виготовлений з досить товстого сталевого листа (1,5 мм) і пофарбований у чорний матовий колір. Тому, незважаючи на розміри, пристрій має хорошу жорсткість. Зовнішній вигляд ДБЖ також можна зарахувати до його переваг. Модель AEG Protect B. 1000 PRO відмінно впишеться в інтер'єр кімнати або офісу.

Передня панель виконана з пластику, а більшу її частину займає вентиляційна решітка. Збоку розташований рідкокристалічний екран з елементами керування.

Оскільки ДБЖ може використовуватися в горизонтальному та вертикальному положеннях, то екран для зручності також зроблений поворотним. На ньому відображається основна інформація: статус пристрою, величина навантаження, час роботи в автономному режимі, ємність батареї та інші характеристики. Деякі режими продубльовані звуковим сигналом, наприклад, перехід ДБЖ на живлення від батареї або перевантаження пристрою. Про ці нюанси ми більш детально поговоримо під час тестування.

Усі роз’єми зосереджені на задній панелі ДБЖ. Наводимо їх у вигляді списку (справа наліво):

• мережева розетка;
• клавіша автоматичного запобіжника;
• вісім роз’ємів IEC 320 для підключення живлення обладнання;
• два роз’єми RJ45 для захисту мережі/телефонної лінії;
• конектори для підключення додаткових батарей (сховані заглушкою);
• роз’єм для передачі інформації про стан додаткових батарей;
• вхідний контакт для аварійного відключення живлення (EPO);
• комунікаційний роз’єм USB (Type B);
• комунікаційний роз’єм RS232 (порт COM);
• комунікаційний слот для карт розширення Intelligent slot (закритий заглушкою).

Комунікаційний роз’єм Intelligent slot призначений для встановлення в нього SNMP-карти, що забезпечує мережевий моніторинг стану ДБЖ. Відзначимо, що порти USB/RS232 і SNMP-карта функціонують паралельно. За допомогою контакту EPO можна організувати автоматичне відключення ДБЖ і навантаження, наприклад, у випадку спрацьовування пожежної сигналізації.

Також на задній панелі можна виявити вентиляційний отвір, закритий решіткою типу «гриль». Через нього забезпечується приплив прохолодного повітря для охолодження внутрішніх компонентів AEG Protect B. 1000 PRO.

Батарея

В ДБЖ застосовується батарея, яка складається з двох акумуляторів YUASA NPW 45-12 із робочою напругою 12 В і ємністю 8,5 А·год (20-годинний режим розряду). При 10-годинному режимі цей показник трохи менший і становить - 7,42 А·год. Відповідно до заяв виробника, термін служби кожного елемента досягає 5 років.

Доступ до акумуляторного відсіку забезпечується шляхом відкриття передньої панелі. Батарея поміщена в спеціальний пластиковий контейнер, з якого назовні виведені кабелі живлення. Завдяки такій конструкції витягнення/заміна акумуляторів займе не більше хвилини.

Внутрішнє обладнання

Компонування AEG Protect B. 1000 PRO визначається його форм-фактором (2U). Через невелику висоту корпусу всі основні вузли розташовані паралельно основі. Акумуляторний відсік відділений від інших компонентів металевою перегородкою. На наш погляд, таке розташування є більш практичним, оскільки елементи розташовані не так щільно й немає накопичення проводів, що у свою чергу позитивним чином позначається на нагріванні всіх вузлів ДБЖ.

Інвертор і блок зарядки акумуляторів розташовані на основній друкованій платі, а інші модулі винесені на маленькі дочірні плати. Давайте коротенько оцінимо електротехнічну частину даного ДБЖ.

Модель AEG Protect B. 1000 PRO належить до сімейства лінійно-інтерактивних (Line-Interactive) ДБЖ із чистою синусоїдою на виході. До складу схеми включений автотрансформатор з обмоткою, що перемикається, за рахунок чого розширюється діапазон вхідної напруги, при якій ДБЖ не переходить на режим роботи від батареї. Згідно зі специфікацією, в AEG Protect B. 1000 PRO він становить 220 В ± 20%, тобто від 176 до 264 В. В умовах нестабільної електромережі, що особливо актуально для деяких регіонів нашої країни, ця функція виявиться дуже корисною. Крім того, заощаджується ресурс самої батареї.

Перемикання між щаблями блока AVR здійснюється за допомогою 5-ти механічних реле, кожне з яких розраховане на 7 А.

На вході та виході ДБЖ використані фільтри для згладжування перешкод. На елементній базі виробник не заощаджував: у колах фільтрів присутні дросель, X- і Y-конденсатори, а на вході встановлені два варистори. Феритові кільця одягнуті на мережеві провідники для зменшення високочастотних наведень.

Інвертор оснований на восьми транзисторах (чотирьох FQP17N40 і чотирьох AP75N07AGP). Їхньому охолодженню приділена дуже велика увага. Інші силові елементи також постачені радіаторами у вигляді алюмінієвих пластин. Роботою транзисторів керує ШІМ-контролер ON semiconductor SG3525AN.

У всіх колах використані переважно тайванські електролітичні конденсатори Jamicon з високотемпературних серій. Судячи з відгуків радіолюбителів, їхню якість можна оцінювати як середню.

Крім них тут помічені й кілька конденсаторів Elite, які також мають тайванське походження. У рейтингу їх розташовують трохи нижче згадуваних уже Jamicon, але при цьому помітно вище китайських аналогів.

Захист слабкострумової мережі (телефонної або комп'ютерної стандарту Ethernet 10/100 Мбіт/с) від перенапруг реалізований на маленькій платі; заземлення на корпус немає.

Модуль керування роботою ДБЖ також винесений на дочірню плату. У його основі лежить мікропроцесор Renesas R5F212BA SNFP.

До переваг моделі AEG Protect B. 1000 PRO варто віднести наявність захистів від перевантаження та короткого замикання, від глибокої розрядки й перезаряду батареї. Також усередині ДБЖ ми виявили два термодатчики. Судячи з їхнього розташування, один із них моніторить нагрівання силових елементів інвертора, а другий - температуру повітря біля акумуляторного відсіку. За допомогою останнього реалізується технологія зміни напруги живлення для зарядки батарей залежно від температури навколишнього середовища.

Завершуючи опис внутрішнього обладнання AEG Protect B. 1000 PRO, потрібно також відзначити й наявність двох 80-мм вентиляторів ADDA AD0812UX-A70GL, основаних на гідродинамічних підшипниках. Той, що розташований на передній стінці шасі, працює на вдув, а на задній - на видув. Таким чином забезпечується відмінна циркуляція повітря усередині ДБЖ, тому можна не переживати про перегрівання його компонентів.

Відзначимо, що шум під час роботи AEG Protect B. 1000 PRO досить помітний на загальному тлі. Звичайно, цей фактор не так важливий при розташуванні пристрою в серверній кімнаті, але якщо планується використовувати дане ДБЖ в офісі або вдома, то саме воно, швидше за все, стане найбільш гучним компонентом у системі. Причому як показало тестування, величина навантаження ніяк не впливає на гучність видаваного звуку. І це як мінімум дивно, адже в AEG Protect B. 1000 PRO ми виявили два термодатчики, за показниками яких можна було б регулювати швидкість обертання вентиляторів. Або ж чому не зробити просту прив'язку частоти обертання вертушок до рівня споживаного навантаження? У кожному разі в цьому плані виробнику є ще над чим попрацювати.

Програмне забезпечення

Разом з ДБЖ на диску постачається утиліта AEG CompuWatch, за допомогою якої можна відслідковувати стан вхідної та вихідної напруг, рівня навантаження, заряду і ємності батарей, а також приблизний час роботи в автономному режимі.

Крім того, тут реалізована автоматична система створення звітів, які при потребі можуть надсилатися на електронну пошту.

Тестування

Для проведення експериментів ми використовували навантажувальний стенд, мультиметр MASTECH MY64 і осцилограф SDS 200A.

Перевірка роботи модуля AVR

Під час тестування навантажувальний стенд був підключений через ДБЖ і зовнішній автотрансформатор, за допомогою якого моделювалася зміна вхідної напруги. Спочатку ми знижували вхідну напругу, щоб визначити, коли AEG Protect B. 1000 PRO переходить в автономний режим, а потім поступово її збільшували. На протязі всього експерименту також відслідковувалася величина вихідної напруги.

Нагадаємо, що згідно зі специфікацією, діапазон роботи AEG Protect B. 1000 PRO без переходу на акумуляторне живлення становить 220 В ± 20% (176 - 264 В). На практиці ми одержали схожі результати. ДБЖ перемикалося на батарею, коли напруга живлення на вході опускалася до 180 В, а при підвищенні напруги до 190 В воно знову переходило на роботу від електромережі та працювало у такому режимі аж до 260 В. Із цього можна зробити висновок, що модуль AVR відмінно справляється із завданням стабілізації вхідної напруги.

Тепер розглянемо напругу живлення на виході ДБЖ. Вона коливалася в межах 212 - 254 В, що в цьому випадку також можна вважати прийнятним результатом.

Тривалість автономної роботи

При навантаженні 700 Вт (дуже потужна ігрова конфігурація, продуктивний сервер або кілька офісних комп'ютерів) у режимі роботи від батареї остання повністю розряджається за 4 хвилини 33 секунди. Якщо ж навантаження становить 150 Вт (офісна система), то час автономної роботи зростає до 29 хвилин.

Повна зарядка акумуляторів займає 3 години 51 хвилину.

При переході ДБЖ у режим живлення від батареї лунає звуковий сигнал кожні 10 секунд. У міру розрядження акумуляторів періодичність подачі сигналу скорочується.

Стан вихідного сигналу

Робота від мережі

Робота від батареї (заряд - 100%), навантаження - 350 Вт

Робота від батареї (заряд - 100%), навантаження - 600 Вт

Робота від батареї (заряд - 50%), навантаження - 600 Вт

Робота від батареї (заряд - майже 0%), навантаження - 600 Вт

На виході ДБЖ AEG Protect B. 1000 PRO формується чиста синусоїда без видимої апроксимації. Причому режим роботи пристрою, величина навантаження, а також заряд батареї практично ніяк не впливають на вигляд і якість сигналу, незначна деформація піків якого спостерігається лише при низькому заряді батареї.

Рівень ККД і енергоспоживання

Вище представлений графік ефективності AEG Protect B. 1000 PRO при роботі від мережі. У цьому режимі ДБЖ показує хороший рівень ККД. Уже при навантаженні 300 Вт значення ККД практично рівне 90%, і з його збільшенням він плавно зростає до 95%.

Під час зарядки батареї ДБЖ споживає 47 Вт, а при роботі із зарядженими акумуляторами і без навантаження - 23 Вт.

Практичні випробування на реальній конфігурації

Також була випробувана робота AEG Protect B. 1000 PRO разом із реальною конфігурацією з блоком живлення, оснащеним активним модулем корекції коефіцієнта потужності (APFC). Навантаження на ДБЖ під час проведення експерименту становило 430 Вт.

Ми відключали електроживлення та дивилися, як система реагує на перехід пристрою в режим роботи від батареї й назад від мережі. Цей тест був пророблений п'ять разів, і ніяких збоїв або перезавантажень комп'ютера не відбувалося. Із цього можна зробити висновок, що AEG Protect B. 1000 PRO без проблем працює із блоками живлення, обладнаними модулями APFC, а час перемикання між режимами ДБЖ ніяк не позначиться на стабільності функціонування всієї системи.

Висновки

З погляду функціональності модель AEG Protect B. 1000 PRO є досить хорошим ДБЖ. Завдяки привабливому дизайну та форм-фактору (2U) її можна використовувати в складі стійкового сервера, в офісі або вдома. А номінальної потужності в 900 Вт цілком вистачить для обслуговування кількох робочих станцій або потужної ігрової системи. AEG Protect B. 1000 PRO оснащений зручним екраном, за допомогою якого можна легко відслідковувати стан пристрою, а також проводити його налаштування. Для цих же цілей призначена й фірмова утиліта AEG CompuWatch.

Що стосується технічних характеристик, то тут також повний порядок. Модуль AVR відмінно працює в умовах нестабільної вхідної напруги, а перемикання в автономний режим відбувається лише при осіданні до 180 В. При 700-ватному навантаженні ДБЖ може забезпечувати живлення комп'ютера ще 4 хвилини 33 секунди, а при 150-ватному - цілих 29 хвилин. В обох випадках - це дуже хороші показники. До того ж AEG Protect B. 1000 PRO здатний контролювати процес заряду батареї та має ряд захистів, що усувають загрозу виведення з ладу ДБЖ, локальної мережі (Ethernet 10/100 Мбіт/с) або акумуляторів. Порадував і рівень ККД, який при споживаній потужності 300 Вт уже досягнув позначки майже 90%.

Напевно, єдиним недоліком цієї моделі можна вважати досить помітний шум під час роботи. Причому залишається загадкою, чому виробник не реалізував систему керування швидкістю обертання вентиляторів залежно від навантаження або температури усередині корпусу. Також можливим стримуючим фактором для купівлі AEG Protect B. 1000 PRO звичайним користувачем може виявитися його вартість - близько 500 доларів. Тому ми схиляємося до висновку, що дана модель більше зацікавить представників корпоративного сегменту, де насамперед цінується якість і надійність, а витрачені на це кошти стоять уже на другому місці.

Переваги:

• можливість використання в складі стійкового сервера (форм-фактор 2U);
• продумана конструкція шасі та хороша жорсткість усього корпусу (сталь товщиною 1,5 мм);
• наявність рідкокристалічного екрану;
• наявність комунікаційних інтерфейсів USB, RS232 і слоту SNMP для додаткових карт розширення;
• велика номінальна потужність (1000 ВА/900 Вт);
• високий рівень ККД;
• можливість роботи в широкому діапазоні вхідної напруги (180 - 260 В) без перемикання на живлення від батареї;
• на виході формується чиста синусоїда, незалежно від режиму роботи ДБЖ і характеру навантаження;
• елементна база хорошого рівня;
• порівняно великий час роботи в автономному режимі;
• наявність захисту від глибокої розрядки та перезаряду акумуляторів;
• контроль процесу зарядки батареї залежно від температури навколишнього середовища;
• наявність захисту телефонної лінії та локальної мережі стандарту Ethernet 10/100 Мбіт/с;
• наявність фільтрів для згладжування перешкод;
• ефективне охолодження компонентів ДБЖ;
• відсутність проблем при роботі з блоками живлення, обладнаними модулями APFC;
• 3 роки гарантії.

Недоліки:

• відчутний шум під час роботи;
• відсутність реалізації механізму керування швидкістю обертання вентиляторів від характеру навантаження або внутрішньої температури;
• порівняно висока вартість.

Автор: Сергій Мещанчук
Переклад: Олесь Пахолок

Висловлюємо подяку компанії Юг-Контракт за надане для тестування ДБЖ.

Висловлюємо подяку компаніям ASUS, Intel, NVIDIA, Thermalright, Transcend, Western Digital і ZOTAC за надане для тестового стенду обладнання.