Огляд і тестування джерела безперебійного живлення EATON 5P 1550i Rack 1U

Компанія EATON добре зарекомендувала себе на ринку джерел безперебійного живлення (далі ДБЖ) завдяки відмінному поєднанню ціни та можливостей своєї продукції. Причому це стосується не тільки пристроїв для домашнього використання, але цілком справедливо й для професійних рішень, націлених на корпоративний сегмент. В останньому випадку у виробника налічується більше десяти різноманітних лінійок, які включають у себе моделі потужністю аж до 30 000 ВА. Але, природно, такі ДБЖ досить специфічні, тому в даному огляді ми поговоримо, якщо так можна висловитися, про більш «цивільний» варіант потужністю 1550 ВА (1100 ВТ).

Хоча й це значення для багатьох користувачів може здатися позамежним. Усе вірно, в домашніх умовах така продуктивність найчастіше буде просто надлишковою. Але модель EATON 5P 1550i Rack 1U (5P1550iR), про яку піде мова, у першу чергу націлена на роботу в складі серверного обладнання, де, як відомо, можуть виникати куди більші навантаження, аніж створює настільна конфігурація.   

Специфікація:

Упаковка та комплект поставки

ДБЖ EATON 5P 1550i Rack 1U постачається у звичайній коробці зі щільного картону, яка забезпечує його захист від ударів і можливих механічних пошкоджень. Інформативністю коробка не блищить, тому відразу перейдемо до опису її вмісту.

У комплект поставки включені наступні компоненти, які можуть знадобитися користувачу в процесі підключення ДБЖ і його подальшої експлуатації:

• два кабелі живлення (тип IEC-320 C13/C14) для підключення пристроїв до ДБЖ;
• мережевий шнур живлення;
• кабель із роз’ємами USB;
• кабель із роз’ємом RS232 (COM);
• диск із програмним забезпеченням і документацією;
• посібник користувача.

Зовнішній вигляд

Оскільки модель EATON 5P 1550i Rack 1U призначена для встановлення в стійкові сервери, то зовнішнім виглядом і розмірами вона суттєво відрізняється від звичайних пристроїв, використовуваних вдома або в офісі. Так, висота корпусу тут становить усього лише 43 мм, що відповідає стандарту 1U. Іншими словами, у стійковому сервері дане ДБЖ займатиме одне посадкове місце, тоді як більшість конкурентних рішень розраховані на два (стандарт 2U).

Сам корпус зроблений із товстого металу; декоративна пластикова накладка присутня лише на передній панелі. Знову ж, така конструкція в першу чергу зумовлена сферою застосування й умовами, у яких буде експлуатуватися пристрій.

Усі виходи й доступні роз’єми традиційно згруповані на задній стінці. Оскільки корпус ДБЖ має порівняно невелику висоту, їх довелося розташувати в ряд один біля одного. Як показали практичні випробування, це жодним чином не впливає на зручність підключення кабелів.

Тепер поговоримо про самі роз’єми. У лівій частині розташований вхід (на світлині закритий чорною заглушкою) для встановлення SNMP-карти розширення (Network-MS, ModBus-MS і Relay-MS), яка забезпечує мережевий моніторинг стану ДБЖ або реалізує його додатковий функціонал. Також комунікаційні інтерфейси представлені портами USB і RS232 (COM), які використовуються для безпосереднього підключення пристрою до комп'ютера.

Ліворуч від них знаходиться мережева розетка для приєднання зовнішнього живлення й вентиляційний отвір. Праворуч же розташовані клеми для підключення зовнішнього пульта керування, який дозволяє примусово знеструмити ДБЖ або його виходи. Останні представлені шістьма розетками стандарту IEC-320 C13, тому для їхнього використання будуть потрібні спеціальні кабелі IEC-320 C13/C14. Нагадаємо, що два такі вже є в комплекті поставки, а інші доведеться купувати окремо. Благо, вони продаються в кожному магазині комп'ютерної техніки. 

Варто відзначити, що резервне живлення подається на всі виходи. Причому для трьох крайніх (пофарбовані в сірий колір) передбачений додатковий функціонал. Наприклад, через меню можна налаштувати схему знеструмлення виходів або задати інтервал затримки перед подачею живлення.

Також в пристрої такого рівня серед доступних інтерфейсів хотілося б бачити ще й роз’єм для підключення локальної мережі або телефонної лінії з реалізацією їх захисту від перенапруг. На наш погляд, досить корисна опція, особливо якщо говорити про серверний пристрій.

Передня панель хоч і є більше декоративним елементом, однак також несе певний функціонал: тут розташована вентиляційна решітка, екран, елементи навігації в меню та клавіша ввімкнення / вимкнення пристрою.

Незважаючи на порівняно невеликі розміри, дисплей виявився досить інформативним, а виведені символи добре читаються. За допомогою гортання пунктів меню тут можна переглянути всі необхідні відомості, які стосуються параметрів вхідної та вихідної напруги, а також стану ДБЖ і батареї. Поруч, за допомогою світлодіодних індикаторів, відображаються режими роботи пристрою. У цілому ергономіка моделі EATON 5P 1550i Rack 1U нам сподобалася й цілком справедливо заслуговує високої оцінки.

Батарея й акумуляторний відсік

Доступ до батарейного відсіку здійснюється шляхом зняття частини передньої панелі. Завдяки такій конструкції не доведеться розбирати все ДБЖ, а витягнення або заміна самого акумулятора займе лічені хвилини.

Дана схема добре ілюструє наші слова.

Тестована модель є найпродуктивнішою у своєму сімействі, тому в ній застосовується батарея, яка складається відразу із шести акумуляторів. Знову ж, через особливості конструкції корпусу, виробнику довелося використовувати низькопрофільні елементи. У цьому випадку − B.B. BATTERY HR9-6 з робочою напругою 6 В і ємністю 8 А·год (10-годинний режим розряду). У специфікації EATON 5P1550iR вказана цифра 9 А·год, але там, швидше за все, мова йде про 20-годинний режим розряду. У будь-якому випадку показники досить високі, та й сам виробник акумуляторів вселяє довіру.

Згідно з даними із офіційного сайту компанії, попередньо встановлена батарея забезпечує автономну роботу протягом 42 хв при 20%-ому навантаженні (220 Вт), 13 хв при 50%-ому навантаженні (550 Вт) і 4 хв при 100%-ому навантаженні (1100 Вт). Відзначимо, що в моделі EATON 5P 1550i Rack 1U реалізований захист від глибокого розряду та перезаряду акумуляторів, а також присутня підтримка методу зарядки з термокомпенсацією і режиму «ABM». Останній дозволяє додатково заощаджувати ресурс батареї шляхом оптимізації циклів її зарядки.

Внутрішнє обладнання

Компонування EATON 5P1550iR визначається його форм-фактором (1U): усі основні вузли розташовані паралельно основі, а акумуляторний відсік відділений від інших компонентів металевою перегородкою. Незважаючи на це, виробнику вдалося організувати хорошу циркуляцію повітря усередині корпусу, причому найбільш «гарячі» елементи знаходяться безпосередньо в зоні повітряного потоку, що створюється попередньо встановленим 40-мм вентилятором.

Останній оснований на підшипнику типу VAPO (удосконалений варіант підшипника ковзання) і має наступні показники продуктивності: потужність − 0,6 Вт; величина створюваного потоку − 7,7 CFM; максимальна швидкість обертання − 6200 об/хв. Щоправда, на наш погляд, вартувало б якось краще налаштувати алгоритм його роботи, наприклад, зробити прив'язку до температури усередині корпусу або споживаної потужності. А так виходить, що вентилятор завжди обертається з максимальною швидкістю при роботі ДБЖ від батареї або під час її зарядки, видаючи при цьому підвищений шум. Радує, що виробник хоча б передбачив можливість переходу вертушки на знижену швидкість обертання (3500 об/хв) при повністю заряджених акумуляторах. У цьому режимі модель EATON 5P 1550i Rack 1U практично не виділяється на загальному тлі.

Хоча з іншого боку, серверні стійки, як правило, встановлюються в спеціальних шафах або взагалі в окремих кімнатах. Тому в цьому випадку навряд чи варто звертати особливу увагу на акустичні характеристики пристрою.    

На вході ДБЖ встановлений фільтр для згладжування перешкод, до складу якого включено кілька X- і Y-конденсаторів, дросель і варистор. Самі ж мережеві проводи для зменшення високочастотних наведень протягнуті крізь феритові кільця.

До складу схеми включений автотрансформатор з обмоткою, яка перемикається, за рахунок чого розширюється діапазон вхідної напруги, при якій пристрій не переходить на режим роботи від батареї. Тут він становить 160 − 294 В, який вручну може бути розширений до 150 − 290 В. Завдяки цьому суттєво заощаджується ресурс батареї. До того ж відпадає потреба в придбанні зовнішнього стабілізатора, якщо у вашій електромережі часто трапляються осідання напруги живлення. На жаль, для деяких регіонів нашої країни така проблема дотепер залишається актуальною.

Відзначимо, що сам автотрансформатор належить до класу «B» і може витримати температури аж до 130°C. Так що перегрівання йому не загрожує. Перемикання між щаблями блока AVR і вузлами ДБЖ здійснюється за допомогою механічних 16- і 10-амперних реле.

Інвертор, який перетворює постійну напругу від акумулятора в змінну з необхідною амплітудою й подає її на вихід для підключення навантаження, у моделі EATON 5P 1550i Rack 1U має більш складну структуру, аніж у звичайних рішеннях класу Line-Interactive. Це зумовлено великою номінальною потужністю (1100 Вт) і характером вихідного сигналу (чиста синусоїда замість апроксимованої).

Силовими ключами перетворювача виступає каскад з восьми МОН-транзисторів IRF3710. Також до його складу входить випрямляч на чотири «ультрашвидкі» діоди U880E і група потужних високовольтних транзисторів P20NK50Z. Відзначимо, що всі силові елементи обладнані алюмінієвими радіаторами значних розмірів.

Роботою інвертора керує контролер Fairchild KA3525A, а от маркування центрального процесора, на жаль, встановити не вдалося.

У всіх колах використані переважно тайванські електролітичні конденсатори Jamicon і Elite. Судячи з відгуків радіолюбителів, їх якість можна оцінювати як середню. Більшість конденсаторів належать до високотемпературних серій (до 105°C), що вселяє впевненість у їхньому тривалому терміні служби.

Підводячи проміжні підсумки, хочеться сказати, що компонуванням і обладнанням апаратної частини EATON 5P1550iR ми залишилися задоволені. Будемо сподіватися, що під час тестування дане ДБЖ також зарекомендує себе тільки із кращої сторони.

Програмне забезпечення

Для керування роботою новинки й відстеження її стану безпосередньо з комп'ютера виробник на вибір користувача надає кілька програмних інструментів.

Перша утиліта носить назву Eaton UPS Companion. Вона має досить простий і дружелюбний інтерфейс з кількома вкладками, на яких зібрані лише основні відомості про статус ДБЖ: заряд його батареї, прогнозований час автономної роботи й споживана потужність підключених пристроїв. Також тут ведеться журналювання усіх подій, які стосуються роботи EATON 5P 1550i Rack 1U. На вкладці з налаштуваннями основна увага приділена конфігуруванню схеми відключення живлення від ПК.

Ту ж саму програму можна запустити й у вигляді WEB-додатка.

Для віддаленого адміністрування ДБЖ пригодиться утиліта Eaton Intelligent Power Manager, яка також оснащена своїм власним WEB-інтерфейсом.

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 момент переходу EATON 5P 1550i Rack 1U в автономний режим, а потім − поступово її збільшували. На протязі всього експерименту також відслідковувалася величина вихідної напруги. Навантаження на виході ДБЖ було рівним 100 Вт. 

Примітка до графіка:

• точки жовтого кольору − активувався щабель модуля AVR;
• точка червоного кольору − перехід ДБЖ на роботу від батареї;
• точка зеленого кольору − перехід ДБЖ на роботу від електромережі.

На жаль, у специфікації продукту не зазначений діапазон роботи EATON 5P1550iR без переходу на акумуляторне живлення. Тому будемо відштовхуватися тільки від значень, які були отримані під час експерименту. ДБЖ перемикалося на батарею, коли напруга живлення на вході опускалася до 159 В. У конкурентних рішень цей поріг, як правило, знаходився на більш високому рівні − близько 175 − 180 В. Так що в однакових умовах акумулятори в EATON 5P 1550i Rack 1U прослужать трохи довше, аніж у його аналогах.

Перемикання на зворотну роботу від мережі відбувалося при підвищенні вхідної напруги до позначки 165 В. Знову ж, у конкурентних пристроїв перехід на зовнішнє живлення, як правило, здійснюється трохи пізніше − у діапазоні 185 − 190 В.  

Тепер давайте більш ретельно розглянемо роботу модуля AVR, який, судячи із графіка, має 2 щаблі (один понижувальний і один підвищувальний). З одного боку, начебто і не багато для пристрою такого класу. Але з іншого боку – їх робота налаштована таким чином, що на виході виходять досить прийнятні значення напруги. Судіть самі, під час зміни вхідної напруги в діапазоні 230 − 155 − 230 В, напруга на виході коливалася в межах 186 − 227 В.

Тривалість автономної роботи

При навантаженні 1050 Вт (дуже продуктивна ігрова конфігурація з 3-4 відеокартами або 6-7 офісних комп'ютерів) у режимі роботи від батареї остання повністю розряджається за 4 хвилини 20 секунд. Досить високий результат. Цього часу цілком вистачить, щоб зберегти всі відкриті документи або ігровий процес і коректно завершити роботу ПК.

Знизивши навантаження до 500 Вт (домашня система високого рівня або 3 офісні машини), час автономної роботи EATON 5P 1550i Rack 1U зріс до 13 хвилин 7 секунд. При споживаній вихідній потужності 350 Вт (конфігурація середнього рівня або 2 офісні комп'ютери) він уже склав 22 хвилини 50 секунд, а при 150 Вт (1 офісна машина) − цілих 54 хвилини 32 секунди. Як бачимо, отримані результати є дуже високими й повністю відповідають заявленій виробником інформації. Окремо хочеться відзначити, що ДБЖ давало досить-таки точні прогнози щодо темпу розряду батареї, що також є немало важливим чинником. Таким чином, планове знеструмлення підключених пристроїв не застане користувача зненацька.

Повна зарядка акумулятора триває 6 годин 45 хвилин. Споживана від розетки потужність під час виконання цієї процедури становить 57 Вт.

Робота EATON 5P1550iR у режимі живлення від батареї супроводжується звуковим сигналом (приблизно раз в 10 секунд). Також через меню звукове сповіщення можна налаштувати й для інших подій.

Температурний режим

Вимірювання температур нагрівання компонентів усередині EATON 5P 1550i Rack 1U здійснювався під час роботи ДБЖ в автономному режимі при практично повністю розрядженій батареї з навантаженням на виході, рівним 500 Вт.

Отримані результати можна назвати досить хорошими, якби не нагрівання до 100°C тороїдальної котушки в центрі плати. Вона розташована в погано вентильованому місці (відразу ж за автотрансформатором), а невелика висота корпусу ДБЖ не дозволяє встановити її вертикально. Проте на роботі пристрою це ніяк не відбилося.

Стан вихідного сигналу

Робота від мережі

Робота від батареї (заряд − 100%), навантаження − 1050 Вт

Робота від батареї (заряд − 90%), навантаження − 1050 Вт

Робота від батареї (заряд − 50%), навантаження − 1050 Вт

Робота від батареї (заряд − 40%), навантаження − 1050 Вт

Робота від батареї (заряд − 30%), навантаження − 1050 Вт

Робота від батареї (заряд − 20%), навантаження − 1050 Вт

Робота від батареї (заряд − 10%), навантаження − 1050 Вт

На виході ДБЖ EATON 5P 1550i Rack 1U формується чиста синусоїда без видимої апроксимації. Причому режим роботи пристрою та величина навантаження ніяк не впливають на вигляд і якість сигналу. Незначна деформація піків спостерігається лише при низькому заряді батареї (10 − 20%). Таким чином, до даного ДБЖ можна сміливо підключати пристрої з будь-якими типами блоків живлення, у тому числі й трансформаторними, де подача несинусоїдального сигналу може супроводжуватися некоректною їхньою роботою або виходом з ладу.

Практичні випробування на реальній конфігурації

Також була випробувана робота ДБЖ разом із реальною конфігурацією з блоком живлення, оснащеним активним модулем корекції коефіцієнта потужності (APFC). Навантаження під час проведення експерименту становило 1020 Вт.

Ми відключали електроживлення й відслідковували реакцію системи 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 модель EATON 5P 1550i Rack 1U без проблем працює із блоками живлення, обладнаними модулями APFC, а час перемикання між режимами ДБЖ ніяк не позначиться на стабільності функціонування усієї системи.

Висновки

Модель EATON 5P 1550i Rack 1U (5P1550iR) у першу чергу націлена на корпоративний сегмент ринку, про що говорить її характерний форм-фактор 1U (для встановлення у стійковий сервер) і висока номінальна потужність, рівна 1100 Вт (1550 ВА). Крім того, на її виході формується сигнал у вигляді чистої синусоїди, що дозволить підключати до ДБЖ пристрої з будь-яким типом блоків живлення. Але все-таки основною перевагою EATON 5P 1550i Rack 1U ми б назвали час автономної роботи. При будь-яких типах навантажень він вищий, аніж у конкурентних рішень, що робить дану модель досить цікавою покупкою. Природно, тут присутня система AVR, яка суттєво розширює діапазон вхідної напруги, тим самим заощаджуючи ресурс акумуляторів. До слова, незважаючи на наявність усього лише 2 щаблів, даний модуль працює просто відмінно: перемикання на батарейне живлення відбувається лише при 159 В, а знову на мережеве − уже при 165 В. При цьому напруга на виході ДБЖ коливається в порівняно невеликих межах (186 − 227 В).

Внутрішнє компонування EATON 5P1550iR також залишило приємні враження. Помітно, що виробник не заощаджував на даній моделі, використавши компоненти досить хорошої якості і з великим запасом міцності. Не менш ґрунтовно він підійшов і до організації системи охолодження. Щоправда, зворотною стороною став підвищений шум у деяких режимах роботи. Хоча для пристроїв, розрахованих на використання в складі стійкового сервера, цей фактор є далеко не найголовнішим.

Також до позитивних сторін цієї моделі варто віднести функціональне меню з багатьма налаштуваннями і зручний екран для відображення інформації про статус пристрою та стан вхідної й вихідної напруги.

Однак, незважаючи на такі великі можливості, EATON 5P 1550i Rack 1U складно назвати універсальним рішенням. Він ідеально підходить для великих підприємств і офісних організацій, але от для дому краще пошукати більш традиційний і дешевий варіант.  

Переваги:

• дуже велика номінальна потужність (1100 Вт або 1550 ВА);
• великий запас часу автономної роботи при різних типах навантажень;
• форма сигналу на виході має вигляд чистої синусоїди (незначна деформація піків спостерігається тільки при малому заряді батареї);
• наявність модуля AVR і його хороше налаштування;
• розширений, у порівнянні з аналогічними пристроями, діапазон вхідної напруги, при якому ДБЖ не перемикається на живлення від батареї;
• відсутність проблем при роботі із блоками живлення, обладнаними модулями APFC;
• якісно зібраний і міцний корпус;
• наявність рідкокристалічного екрану;
• наявність комунікаційних інтерфейсів USB і COM для підключення ДБЖ до комп'ютера;
• наявність входу для встановлення SNMP-карти розширення;
• елементна база хорошого рівня;
• простий і зручний процес встановлення та заміни батареї;
• наявність фільтрів для згладжування перешкод;
• ефективне охолодження силових елементів ДБЖ;
• підтримка режиму «ABM», який дозволяє додатково заощаджувати ресурс батареї шляхом оптимізації циклів її зарядки;
• зручне меню з багатьма налаштуваннями;
• 3 роки гарантії на пристрій та 2 − на акумулятори.

Особливості:

• ДБЖ виконане в серверному форматі 1U;
• під час зміни вхідної напруги в діапазоні 230 − 155 − 230 В, напруга на виході коливається в межах 186 − 227 В;
• час роботи в автономному режимі при навантаженні 1050 Вт становить приблизно 4 хвилини 20 секунд;
• вихідної потужності в 1100 Вт вистачить для живлення 6-7 офісних систем.

Недоліки:

• відсутність захисту телефонної лінії та провідної локальної мережі;
• підвищений шум при роботі ДБЖ від батареї або під час її зарядки;
• значне нагрівання котушки, розташованої за автотрансформатором.

Автор: Сергій Мещанчук
Переклад: Олесь Пахолок

Висловлюємо подяку компанії EATON за надане для тестування ДБЖ.

Висловлюємо подяку компаніям ASUS, Intel, Sea Sonic Electronics, Thermalright, Transcend і ZOTAC за надане для тестового стенду обладнання.  

Все цены на Eaton+5P+1550i+Rack+1U