Тем не менее нет худа без добра, и те, кто просто ожидал ежегодного материала на тему ИБП, наверняка будут приятно удивлены. Ведь если ранее с каждым ИБП тест выполнялся лишь один-два раза, то сегодня мы представляем результаты сразу четырех попыток работы каждого ИБП с каждым из четырех ПК, близких по конфигурации к бюджетному или домашнему.
Логика проведения тестов не изменилась и остается в том виде, в каком была "узаконена" нашими читателями: две группы тестов, позволяющих оценить ИБП с "качественной" и "количественной" точек зрения. Инструментом для оценки характера переходов с питания нагрузки от сети на батарею и обратно стал комплект тестового оборудования, состоящий из:
- прецизионного online-ИБП серии NetPro 19" от GE Digital Energy, обеспечивающего стабильность питающих напряжений;
- разработанного и изготовленного нами стенда, позволяющего обеспечить синхронизацию и гальваническую развязку между исследуемыми и измерительными цепями платы цифрового ввода, установленной в ПК.
Таблица 1. Конфигурации тестовых систем | ||||
Компоненты | Система 1 | Система 2 | Система 3 | Система 4 |
Процессор | Intel Celeron D 2,4 GHz | Intel Pentium 4 3 GHz | ||
Материнская плата | ASUS P4P800-MX | ASUS P4P800-E | ||
Графическая подсистема | Интегрированная | ATI Radeon 9550, 128 МВ | ||
Жесткий диск | 80 GB, 7200 об/мин (Seagate ST380011A) | |||
Память | 2×256 MB DDR400 Kingston | 2×512 MB DDR400 ECC Kingston | ||
Привод DVD-ROM | PX-116A Plextor DVD-ROM | |||
Блок питания | Enlight HPC-300-202 | Seasonic SS-250 FS | Colorsit 400U-FNI | Seasonic SS-350 FS |
Монитор | LCD 17" (LG Flatron L1730B) |
Напомним, что условно все многообразие состояний в подлежащих наблюдению offline/line-interactive ИБП можно свести к четырем фазам:
- Сеть подана, ее параметры не выходят за регламентированные пороги по качеству (или для более простых устройств – напряжение в электросистеме находится в установленном диапазоне значений). Практически вся энергия за исключением небольшой доли, затраченной на заряд собственной батареи и поддержание своей работы, получаемая источником из сети, уходит в нагрузку.
- Возникновение аварийной ситуации и связанный с ней переход на работу от батарей для питания подключенной к устройству нагрузки. В этот момент нам интересно знать, насколько мало время принятия решения о переходе, насколько быстро произведен старт инвертора, а нагрузка переключена на его выход, а также то, каким по характеру окажется этот переход. Небольшую добавку в продолжительность этого процесса внесет время, необходимое для переброса контактов реле из одного положения в другое. Ясно, что длительный, слишком "мягкий" и затянутый по форме процесс может привести к снижению накопленной энергии, например в блоке питания, ниже определенного значения, после чего неминуемо последует сбой в работе ПК.
- Если за время перебоя наш ИБП еще не успел окончательно разрядить свою батарею до установленного минимума (глубокий разряд значительно сокращает ресурс АКБ), то с момента восстановления параметров сети наступит третья фаза. И задача ИБП в ней "неспеша поторопиться", чтобы вернуть все в исходное состояние с минимальными издержками от коммутационных процессов. Для этого его микропроцессору придется потратить какое-то время на определение того, что параметры сети в норме, и правильно рассчитать момент переключения.
- Последняя фаза, в ходе которой нагрузка без лишних всплесков и провалов была переброшена на сеть, аналогична первой, однако АКБ к этому моменту, как правило, изрядно разряжена. Поэтому для устройств с большой энергоемкостью батарей важно проследить, включаются ли зарядные цепи одновременно с нагрузкой на полную мощность или плавно добавляются спустя определенное время.
Таблица 2. Параметры энергопотребления тестовых систем | ||||
Потребитель* | Мгновенная мощность, В•А | Активная мощность, Вт | Коэффициент мощности (PF), % | Реактивная мощность, В•Ар |
Система 1, без нагрузки | 118 | 105 | 88,2 | 55,7 |
Система 1, тест запущен | 184 | 154 | 83,7 | 101 |
Система 2 (без учета монитора), без нагрузки | 79,8 | 73,1 | 92,3 | 30,4 |
Система 2 (без учета монитора), тест запущен | 125 | 121 | 96,5 | 33 |
Система 2, без нагрузки | 117 | 99,4 | 85,1 | 61,3 |
Система 2, тест запущен | 162 | 148 | 91,3 | 66,2 |
Система 3, без нагрузки | 155 | 124 | 79,9 | 93,2 |
Система 3, тест запущен | 234 | 194 | 82,9 | 131 |
Система 4, без нагрузки | 134 | 115 | 85,9 | 68,4 |
Система 4, тест запущен | 194 | 182 | 94,3 | 64,5 |
ЖК-монитор | 47,2 | 27,7 | 58,7 | 38,2 |
Вторую группу тестов мы традиционно проводим на реальной нагрузке – компьютерных системах, которые на данный момент олицетворяют типовые офисные и начального уровня домашние ПК. В этот раз мы решили несколько усложнить задачу и удвоить число машин, установив в корпусе этих пар разные по принципу коррекции коэффициента мощности и достаточно хорошие по качеству блоки питания. Конфигурации собранных тестовых систем приведены в табл. 1.
Мы прогнозировали, что в подобной конфигурации удастся отчетливо отследить разницу во времени работы тестируемых ИБП, и это позволит сделать определенные выводы по поводу целесообразности применения в связи с более высокой эффективностью работы связки "БП с активной коррекцией мощности – ИБП" даже при столь маломощной нагрузке.
Более того, проведенные пробные тесты с отдельными системными блоками (монитор подключался к другому ИБП) свидетельствовали, что мы на правильном пути. Оставалось лишь подключить прибывшие однотипные и, как принято считать, крайне экономичные 17-дюймовые ЖК-панели. Однако уже первые тесты показали достаточно неоднозначные с точки зрения идеи теста результаты и заставили нас еще раз досконально перемерять все возможные параметры энергопотребления систем в разных комбинациях. Они сведены в табл. 2.
Таким образом, мы пришли к выводу, что утверждения об экономичности ЖК-панелей, по-видимому, связываются лишь с малым потреблением ими активной мощности, в то время как о реактивной ее составляющей практически всегда забывают. Более полный аудит имеющихся у нас ЖК-мониторов показал, что благодаря одному из них, выпускаемому именитым про–водителем, мы стали свидетелями картины, ранее не виданной даже при работе с дешевыми бюджетными БП (рис. 2).
Представив функцию, описывающую несинусоидальный характер потребления тока монитором в виде суммы гармонических составляющих, мы получили спектрограмму потребления тока, достойную лучших учебников по курсу промышленной электроники – обратите внимание на уровень третьей (150 Hz) гармоники (рис. 3).
Как видно из табл. 2, ЖК-мониторы внесли свой достаточно большой вклад, чтобы нивелировать искомую взаимосвязь между типом примененной в БП системой коррекции и продолжительностью работы ИБП. Тем не менее получившаяся ситуация полностью соответствует современным реалиям, поэтому мы не стали сокращать объем проведенных тестов, о результатах которых пойдет речь далее.
Попутно обратим внимание тех, кто пополняет на основании наших тестов единую базу ИБП: параметры потребления прошлогодней Системы 1 достаточно близки к нынешней конфигурации Системы 4.
Участники тестирования и результаты "теста качества"
Не так давно, при подготовке теста блоков питания, нам уже приходилось говорить о разумном консерватизме ряда компаний-производителей устройств электропитания. Ведь именно в этой области IT-индустрии нередко лучшее может вполне стать врагом хорошего. Достаточно проявить поспешность и представить на рынок "сырую" модель – и приобретенный за долгие годы авторитет (а по отношению к основным производителям рынка он, как показывает анализ, формируется либо исходя из личного положительного опыта эксплуатации, либо на основании достоверных результатов длительных и всеобъемлющих тестов) может быть надолго утрачен.
Характеристики ИБП | ||||||
Производитель | Модель | Максимальная мощность | Тип ИБП | Цена, $ | Гарантия, мес | |
полная, В•A | активная, Вт | |||||
APC | Smart-UPS 1000I USB | 1000 | 670 | line-interactive | 420 | 24 |
APC | APC 750VA UPS 230VAC | 750 | 500 | line-interactive | 295 | 24 |
GE Digital Energy | ML 700 | 700 | 420 | line-interactive (AVR) | 125 | 24 |
Apollo | Model: 1062F/620VA | 620 | Н/д | line-interactive (AVR) | 43 | 12 |
Apollo | Model: 1082F/820VA | 820 | Н/д | line-interactive (AVR) | 64 | 12 |
MGE UPS Systems | Pulsar Elipse 500 | 480 | 280 | offline | 79 | 24 |
MGE UPS Systems | Pulsar Evolution 1100 | 1100 | 700 | line-interactive | 307 | 24 |
MGE UPS Systems | Pulsar EXtreme 1000C Rack | 1000 | 700 | online | 532 | 24 |
Mustek | PowerMust Office 650 | 650 | 390 | offline | 56 | 24 |
Powercom | BNT-600AP | 600 | 360 | line-interactive (AVR) | 51 | 24 |
Powercom | KIN-625CS | 625 | 375 | line-interactive (AVR) | 80 | 24 |
С другой стороны, нельзя не приветствовать целенаправленную работу отдельных разработчиков по совершенствованию модельных рядов и выпуску новых марок ИБП. Ведь требования к защищаемым ими системам хоть и относительно медленно, но все же трансформируются. В качестве примера можно привести заявление представителей Eaton Powerware о постоянно проводящихся корпорацией исследованиях, направленных на повышение коэффициента использования мощности выпускаемых устройств до европейских стандартов. Напомним, что в странах, где эти нормы законодательно закреплены, одним из требований к потребителям электросети мощностью более 50 Вт является обеспечение PF не ниже 0,9. Да и быстрое развитие элементной базы подсказывает инженерам зачастую более простые и оптимальные пути модернизации своих продуктов для решения классических проблем электропитания. Не менее перспективен еще один путь повышения эффективности выпускаемых устройств – совершенствование сервисных возможностей управляющих процессоров ИБП...
Однако оставим обсуждение общих вопросов – нам самое время вернуться к оценке моделей, принявших участие в тестировании. Новые ИБП снабжены краткими описаниями, а уже знакомые по серии публикаций ("Компьютерное Обозрение", #47, 2002 и # 47, 2003) проанализированы на предмет того, что же в них изменилось. Включение последних связано как с необходимостью дать некоторые "отправные точки" для сравнения устройств между собой, так и с нашим желанием познакомиться с несколькими экземплярами однотипных ИБП, ведь в процессе испытания мы, как правило, не имеем возможности провести серийные тесты.
Нами было собрано 12 устройств с заявленной мощностью при нагрузке до 1 кВ•A от шести производителей, олицетворяющих, по мнению поставщиков, в уходящем году на нашем рынке основных претендентов в номинациях "Лучшая покупка" и "Лучшее качество".
APC SUA1000I
APC SUA1000I/SUA750I |
APC SUA750I
Это новое устройство также относится к серии Smart-UPS, предназначенной для защиты сетевых устройств и серверов. По внешнему виду оно представляет собой уменьшенную копию Smart-UPS 1000I USB (по каталогу APC – SUA1000I) и рассмотренной в прошлогоднем обзоре APC Smart-UPS 750XL: его габаритные размеры всего 16×14×34 см. В устройстве сохранены уже известные нам основные алгоритмы управления с помощью имеющихся двух кнопок и система индикации – две светодиодные линейки (индикации заряда, напряжения сети и потребляемой нагрузкой мощности) и шесть отдельных индикаторов состояния ИБП. Нам лишь показалось, что еще более упростилась процедура смены батарей. С расчетом на другое значение PF заявлена и максимальная активная мощность устройства – если для Smart-UPS 750XL указывалось 600 Вт, то для равного ей по максимальной реактивной мощности SUA 750 VA говорится лишь о 500 Вт. Не изменился стандартный диапазон работы от сети – 160–285 В, который может быть при необходимости расширен до 151–302 В. Уменьшение площади тыльной поверхности привело к сокращению числа выходных розеток питания – их осталось шесть вместо восьми у предыдущего ИБП.
Интересующий нас в сегодняшней серии тестов минимальный заряд батареи, который позволяет возобновить питание (по умолчанию 0%), как и многие другие параметры тонкой настройки, может быть откорректирован с помощью прилагаемого в комплекте ПО PowerChute. Причем связь с ПК устанавливается как по USB, так и с помощью привычного интерфейса RS-232. Предусмотрен и слот SmartSlot для установки дополнительных карт, расширяющих функциональность защищаемой системы.
По характеру и временным параметрам перехода на батарею и обратно APC SUA750I сходна с моделью Smart-UPS 1000I USB.
Apollo 1062F и Apollo 1082F
Apollo 1062F/1082F |
Увы, это были всего лишь надежды. Устройства показали примерно те же параметры работы при переключении на батарею и обратно, те же значения напряжения перехода на понижающую/повышающую ступеньки AVR и весьма схожие результаты на продолжительность работы тестовых систем от батарей. Так же, как и в прошлом году, в ходе тестов отмечались ощутимый нагрев и некоторая настораживающая зависимость силы тока заряда АКБ от напряжения в сети. Не изменился и комплект поставки – в нем не стали обязательными интерфейсный кабель для связи с ПК (приобретается отдельно) и пакет управляющего ПО. Не менее оригинальна и прилагаемая листовка-вкладыш, на двух страницах которой успешно уместилось все то, что производитель хотел донести до покупателя относительно модельного ряда ИБП. Из особенностей исполнения следует отметить чрезмерную доступность единственной кнопки включения – при непродуманном выборе места инсталляции ИБП данные могут быть уничтожены отнюдь не из-за аварии в электросети, а за счет ее случайного нажатия.
GE Digital Energy ML 700
GE Digital Energy ML 700 |
Управление сведено к минимуму – всего две кнопки. Не меньше аскетизма и в системе индикации – два светодиода. Не иначе, GE в очередной раз хочет утвердить нас в мысли, что надежный ИБП – устройство, которое включается один раз – после его инсталляции, и далее на продолжительное время пользователь просто может забыть о его существовании. Тем не менее многие действия, например "ручной" Self Test или установка запрета на автоматическое отключение в случае отсутствия нагрузки, можно выполнить с панели ИБП, без подключения к ПК и инсталляции дополнительного ПО. Да и сама система индикации достаточно информативна – способна обозначить восемь состояний работы.
И, тем не менее, права наладить взаимодействие с ПК через четырехпроводной гальванически развязанный интерфейс порта RS-232, осуществить тонкую настройку и контролировать параметры устройства пользователь не лишен – в комплект поставки входит соответствующее ПО, базирующееся на Java.
В ходе тестов на стенде подтвердилась и ширина рабочего "окна" входного напряжения без перехода на батарею – 140–300 В. Единственное, что не очень понравилось, – ощутимый разогрев ИБП в процессе цикла "заряд-разряд". Хотя исходя из того, что корпус – металлический и неплохо отводит тепло, возможные проблемы от перегрева маловероятны.
MGE Pulsar Elipse 500
MGE Pulsar Elipse 500 |
Программное обеспечение в комплекте не поставляется, но может быть загружено с сайта производителя. Кабели связи с ПК по портам USB и RS-232 подключаются к одному и тому же RJ-разъему на борту ИБП. Дополняет этот набор пара универсальных розеток для защиты телефонной линии или сегмента Ethernet.
MGE Pulsar Evolution 1100
MGE Pulsar Evolution 1100 |
Пользователю предоставлена возможность выбора одного из двух наиболее распространенных способов подключения к ПК – USB и RS-232. Предусмотрен и слот для фирменной коммуникационной карты.
Немаловажным достоинством устройства также является включение в комплект поставки отдельного, достаточно подробного и грамотно составленного руководства по установке и эксплуатации на русском языке.
MGE Pulsar EXtreme 1000C Rack
MGE Pulsar EXtreme 1000C Rack |
Допускается подключение до трех внешних батарейных блоков, удваивающих максимальное время работы ответственной нагрузки от ИБП. Персонализация настроек аналогично предыдущей модели производится с помощью входящего в комплект поставки ПО. Из интересных особенностей устройства следует отметить возможность удаленного управления двумя группами нагрузок, индицируемых на передней панели. Система индикации включает дискретный линейный индикатор степени заряда батареи и потребляемой мощности и отдельные светодиоды, сообщающие об основных режимах работы. Для организации USB-подключения к ПК может потребоваться собственный драйвер, прилагаемый на дискете в комплекте поставки. Кроме необходимых кабелей, в него также входят полозки для установки в стандартный шкаф, облегчающие подключение и обслуживание устройства.
Единственное, что несколько испортило приятное впечатление от знакомства, – отсутствие дополнительных элементов крепления для настольной/напольной установки. Производитель считает, что в случае необходимости пользователь просто должен отдать предпочтение ИБП, выполненному в формфакторе "башни". К сожалению, в тестовом комплекте не прилагалось русскоязычного описания – остается надеяться, что по аналогии с предыдущей моделью оно будет столь же качественно переведено.
Mustek PowerMust Office 650
Mustek PowerMust Office 650 |
Переход на питание от батареи (использована стандартная АКБ 7,2 А•ч × 12 В) этого offline-ИБП происходит при 187 В, верхний порог переключения составляет 261 В.
Форма генерируемого напряжения – ступенчатая синусоида. По форме переходы неаккуратны, например, при повторном подключении к сети устройство в течение еще нескольких периодов пытается "досинхронизироваться". При спектральном анализе выяснилось, что ИБП из-за примитивной схемотехники зарядного устройства при напряжении сети, близком к верхнему порогу переключения, подает на АКБ ток в 1,5 раза больший, чем рекомендуется производителем. Да и PF со стороны сети PowerMust Office 650 в начале заряда составляет всего около 0,65–0,7, что заставляет задуматься о справедливости фразы из описания о "Intelligent Battery Management". Из оригинальных особенностей устройства следует отметить наличие трех (!) гнезд фильтра типа RJ45. Для связи с ПК ИБП оснащен гнездами портов USB и RS-232.
Powercom BNT-600AP, KIN-625CS и VGD-1000
Powercom BNT-600AP |
Powercom VGD-1000/KIN-625CS |
Напротив, KIN-625CS, как стало понятно в ходе тестов первой группы, несколько улучшил свои показатели. И не только за счет появления в ИБП интерфейса USB и обновленной версии прилагаемого в комплекте ПО. Из осциллограмм видно, что в сравнении со "старым" KIN-625 уменьшились всплески напряжения в процессе перехода к работе от батареи и обратно на сеть,
Заключает наш список online-устройство VGD-1000, также известное из прошлогоднего теста, которое, как мы выяснили, не претерпело за это время никаких изменений и вполне может быть привлечено в качестве объекта для сравнения новых устройств на продолжительность жизни от батарей.
Результаты тестирования на продолжительность работы от батарей
Абсолютным лидером, как и следовало ожидать, оказался Smart-UPS 1000I USB, называемый в каталогах компании APC SUA1000I. Заметим, что в реальной жизни вряд ли кто-то приобретет его для питания компьютера начального домашнего уровня. Поле его деятельности – поддержание серверных конфигураций и небольших рабочих групп. Подобное суждение может быть также отнесено и в адрес устанавливаемой в стойку модели Pulsar EXtreme 1000C Rack от MGE.
Для сходных по производительности Систем 1 и 2 заметно, что половина протестированных ИБП, продержавшихся в тестах от 8 до 15 мин, образуют практически сплошную последовательность претендентов, отстоящих друг от друга менее чем на одну минуту. Возглавляет ее представитель APC – SUA750I. По иронии судьбы за ним пристроилась парочка Apollo, за 10 мин разряда оставивших в помещении лаборатории забытый аромат слегка перегретого стеклотекстолита и изоляции. С таким же разрывом рядом оказались и два младших представителя от Powercom. Неудивительно, что аутсайдером в данном состязании стал симпатичный куб от MGE – по заявленной максимальной мощности он самый слабый в тестах.
Не сильно отличается от рассмотренной расстановки ситуация и для более мощных Систем 3 и 4. MGE Pulsar Elipse 500 смог взять реванш и продвинуться на вторую снизу ступеньку, оттеснив Powercom KIN-625CS.
Проанализировав старшую группу, опять же следует заметить, что сюрпризов здесь нет, да и порядок чередования не нарушается.
Вместо выводов
В нашем очередном тесте мы сознательно не обращали внимания на то, что изначально должно было стать его центральной частью – влияние входных параметров компьютерного блока питания на эффективность расходования энергии батарей ИБП, результатом чего стали бы более обоснованные рекомендации по подбору оптимальной пары. В цепочку, начинающуюся от батареи ИБП и заканчивающуюся выходными цепями питания фактической нагрузки блока, оказались вовлеченными несколько управляемых импульсных преобразователей.
В зависимости от устройства ИБП ток в разных местах его схемы зависит либо от активной мощности нагрузки (например, ток, отбираемый от аккумуляторов), либо от ее полной мощности (скажем, ток на выходе ИБП). Поэтому, как правило, производители указывают два значения максимальной мощности нагрузки, которая может быть подключена к ИБП: полную мощность в вольт-амперах и активную – в ваттах. В принципе, в каждом конкретном случае (для любого сочетания ИБП + нагрузка) можно определить, какой из пределов (в ваттах или вольт-амперах) является критичным. Но это способен сделать только специалист, знающий, как устроены ИБП и нагрузка. Общего рецепта здесь дать, к сожалению, нельзя – слишком много вариантов (разные типы и схемы ИБП, разные сдвиги фаз и коэффициенты амплитуды нагрузки и т. д.). Поэтому при выборе ИБП покупателю следует просто учитывать оба ограничения, т. е. и активная, и полная мощность питаемого оборудования должны быть меньше максимальных значений, заявленных производителем – обычно для надежной работы ИБП берут еще и запас примерно в 30%. Если же в перечне параметров указано только одно значение мощности, будьте осторожны – в таких случаях следует делать запас больше, скажем, вдвое.
Что же до питания компьютеров, оснащенных вроде бы экономичными ЖК-мониторами, тестирование показало, что по отношению к ИБП такие мониторы ввиду особенностей работы собственных блоков питания являются отнюдь не настолько экономичными, как об этом обычно пишут. И как знать, может, в следующее сравнительное тестирование мониторов с ЖК-экранами нам придется включить раздел, посвященный особенностям их энергопотребления...