Обзор и тестирование источника бесперебойного питания Ippon Innova TB 1000

Представляю читателям обзор новой модели ИБП от компании Ippon - Innova TB 1000 с двойным преобразованием электрической энергии (Online тип). Innova TB 1000 имеет эффективную выходную мощность 900 Вт, информативный ЖК дисплей и комплектуется двумя свинцово-кислотными аккумуляторами на 12 В 9 А/ч. ИБП обеспечивает на выходе стабильную синусоиду, как от сети, так и от батареи. Время перехода на батарею равно нулю.

Краткие характеристики и функционал ИБП

*Измерено, подтверждено автором.

Функционал, особенности:

• Стабильное синусоидальное выходное напряжение;
• Поддержка сетевых карт SNMP;
• Аварийное отключение нагрузки (EPO);
• Защита от перегрузки (электронная и автоматический предохранитель);
• Функция отключения звукового оповещения;
• Управление и настройка через ПО Power Master.

Подробные характеристики можно посмотреть в карточке товара ДНС, или на сайте Ippon.

В данной серии ИБП есть модели с полной выходной мощностью на 2000 и 3000 ВА. 

Упаковка и комплектация

Упаковка по классике - гофрированный картон, пенопласт, полиэтиленовый пакет.

Вес в коробке около 9.4 кг, размеры 21х44х27 см. 

В комплекте руководство пользователя и набор кабелей.

• Кабель для подключения ИБП к сети. Длина 1,15 метра, сечение 3х0,75 мм². 
• Два кабеля для подключения нагрузки. Длина 1,45 м, сечение 3х0,75 мм².

Внешний вид и функционал

Корпус металлический, за исключением передней панели, которая выполнена из пластика и имеет решетчатую структуру для воздушного потока.  

Вес ИБП 8.4 кг. Размеры 140х324(+15)х184 мм.

ИБП имеет компактные размеры и небольшой вес, учитывая его мощность в 900 Вт. Все это объясняется тем, что в ИБП Innova TB 1000 отсутствует тяжелый и громоздкий "низкочастотный" трансформатор, а все преобразования выполняются на высоких частотах (десятки килогерц). 

На передней панели ЖК дисплей и четыре кнопки управления.

Как и полагается большинству ИБП в подобном исполнении, весь основной функционал сосредоточен на задней стенке корпуса.

Итак, сверху вниз, слева направо:

• Порт RS-232 для подключения к ПК;
• Четыре розетки для подключения нагрузки (все соединены параллельно); 
• Вентилятор охлаждения, работает на выдув;
• Интерфейс для подключения SNMP карты. Карту можно приобрести отдельно, возможность для ее подключения есть.
• Интерфейс EPO для дистанционного аварийного отключения нагрузки. Например, по сигналам системы пожарного обнаружения. 
• Порт USB для подключения к ПК;
• Автоматический предохранитель (тепловой расцепитель) на 10 А.

Чуть подробнее про интерфейс EPO.

EPO это аббревиатура от Emergency Power Off - аварийное отключение питания. По умолчанию установлена перемычка. Если контакты разъединить, то ИБП обесточит подключенное к нему оборудование, зафиксирует ошибку 66 и будет издавать прерывистый звуковой сигнал. Если напряжение на входе ИБП будет отсутствовать, то ИБП отключится через 10 сек. Для подключения нагрузки необходимо соединить контакты EPO, и включить ИБП кнопками на передней панели. Т.е. без присутствия человека тут не обойтись - ну на то оно и аварийное отключение.

Интерфейсы для подключения ПК на выбор. Кабеля в комплекте нет.

В нижней части предусмотрены ножки высотой около 3 мм, выполненные штамповкой. 

Тут же можно заметить винты крепления передней панели.

Батареи и внутренняя конструкция ИБП Ippon Innova TB1000

Что бы добраться до аккумуляторных батарей (АКБ), необходимо снять переднюю панель.

Для этого надо открутить два винта в нижней части панели (писал про них выше). Лучше всего это сделать, положив ИБП на бок. 

Затем поставить ИБП в исходное положение и потянуть нижнюю часть передней панели на себя и вверх. Сверху панель держится за счет пластиковых выступов.

Отводим панель в сторону и видим две АКБ, которые склеены толстым двухсторонним скотчем.

При замене батарей я рекомендую сделать так же, это упрощает установку и демонтаж батарей и при этом они хорошо фиксируются в корпусе ИБП.

Батареи зафиксированы металлическим уголком. Необходимо открутить два винта и убрать скобу. 

После этого АКБ можно извлечь.  К сожалению, в таком состоянии батареи не за что взять, что бы потянуть. Как вариант, можно приклеить к верхней части батареи скотч и потянуть за него. Второй вариант - аккуратно приподнять заднюю часть ИБП что бы батареи выдвинулись из корпуса под собственным весом.

Если батареи не получится извлечь таким методом, то тогда просто откручиваем винты крепления кожуха и снимаем его. Теперь выдвинуть батареи проще простого. Ниже есть такие фото. В любом случае без демонтажа передней панели кожух снять не получится.

В Innova TB 1000 применяются две свинцово-кислотные АКБ MS9-12 от бренда MHB. Номинальное напряжение одной батареи 12 В. На корпусе батареи указана емкость 9 А/ч.

Размеры типовые 151х65х94 мм (без учета клемм) для кислотно-свинцовых АКБ емкостью от 7 до 9 А/ч. Клеммы F2.

Батареи соединены последовательно, что дает номинальное напряжение в 24 В и подключены гибкими проводами сечением 12AWG (3,4 мм²).

Надо сказать, что мне ранее не попадались такие батареи в ИБП. Я уж было подумал, что это какой то Китайский ноунейм. Однако я нашел сайт производителя этих АКБ, и производитель достаточно крупный в Китае.

На официальном сайте я скачал паспорт на АКБ. 

Согласно паспорту емкость АКБ при 20-ти часовом режиме разряда током 0,425 А составляет 8,5 А/ч, при часовом режиме разряда током 5,5 А составляет 5,52 А/ч.  Производитель обещает 260 циклов заряд/разряд и срок службы 3 ~ 5 лет.

В общем достаточно типичные характеристики для среднебюджетных АКБ.

Есть такой народный метод оценивать качество батареи по ее весу.  Метод позволяет косвенно сравнить количество свинца в разных батареях одного типоразмера.

Одна батарея, применяемая в Innova TB 1000, весит около 2,3 кг. Батарея немного не дотягивает до веса топовых батарей емкостью 9 А/ч, которые весят 2,5 - 2,7 кг. Но для среднебюджетных АКБ вполне себе нормально.

Продолжим разбор ИБП и оценим его внутреннюю конструкцию.

Кожух ИБП снимается после откручивания шести винтов по бокам корпуса. Передняя панель должна быть снята.

Основная силовая плата со стороны печатных дорожек прикрыта дополнительной пластиковой изоляцией, т.к. расстояние между платой и металлическим кожухом совсем небольшое. 

Плата управления тоже имеет дополнительную изоляцию (защиту) в виде листа полупрозрачного пластика. 

Открутив четыре винта можно снять плату. Провода и шлейфы лучше отсоединить и тогда плату можно убрать в сторону и подробно рассмотреть конструкцию ИБП.

АКБ зафиксированы металлическим кронштейном, на котором установлены стойки для крепления основной платы. 

Позади АКБ установлена плата фильтров.

Тут же расположены индуктивные компоненты на входных и выходных проводах питания. Индуктивности выполнены путем наматывания проводов на ферритовые кольца. Такой метод исполнения индуктивностей в настоящее время достаточно широко распространен.

На задней стенке установлен вентилятор, который "протягивает" воздушный поток через весь корпус ИБП, не позволяя нагреваться в том числе и аккумуляторам, что должно положительно сказаться на сроке их службы. 

Под вентилятором расположен интерфейс для плат SNMP, а под ним плата интерфейса USB.

Четыре выходные розетки соединены металлическими шинами.

На плате установлены основные электронные компоненты ИБП и плата управления.

По силовой цепи АКБ предусмотрены плавкие предохранители - 2 штуки по 30 А. Они защищают цепь от коротких замыканий на плате (например пробой транзисторов повышающего преобразователя).

По входной цепи сетевого напряжения тоже установлен плавкий предохранитель.  На плате под предохранителем написано 6,3 А, по факту установлен предохранитель на 15 А. Видимо 6,3 А для другой версии устройства, ибо для данного ИБП он будет маловат. 

Основные силовые полупроводники установлены на одном общем радиаторе, который охлаждается проходящим потоком воздуха.

Что бы их рассмотреть я снял плату управления, благо она установлена на разъемах.

Для любителей элементной базы все подробно обозначено на фото ниже. 

Для контроля температуры на радиаторе установлено два датчика (терморезистора). Значения температуры датчиков недоступны для пользователя и используются системой для управления вентилятором и защиты силовых компонентов от перегрева.

Со стороны печатного монтажа и SMD компонентов плата покрыта слоем лака.

На мой взгляд монтаж выполнен на отлично.

ИБП управляется 32-битным микроконтроллером STM32F100VBT6B, который распаян на отдельной плате управления. На микроконтроллер наклеена этикетка, видимо это версия прошивки.

Плата управления покрыта слоем лака с двух сторон.  Лак в какой то степени повышает надежность устройства, защищает от коррозии при избыточной влажности, защищает компоненты от механических повреждений.

На плате сетевого фильтра все по классике - установлены X и Y - конденсаторы, индуктивность и варистор для защиты от импульсных перенапряжений.

Пайка, монтаж плат и всех компонентов ИБП выполнены на вполне достойном уровне и никаких вопросов у меня не вызвали.

Вентилятор охлаждения, алгоритм работы, шум

Для охлаждения в ИБП Innova TB 1000 применяется один вентилятор размерами 80х80х25 мм от бренда HXH. Модель вентилятора HDH0812EA. По информации с сайта производителя в вентиляторе применяется гидродинамический подшипник.

Используется двухпроводное подключение.

ИБП не контролирует работу вентилятора. Т.е. при остановке вентилятора никаких ошибок и предупреждений не появится. Проверено опытным путем.

Надо сказать, что в руководстве по эксплуатации в перечне ошибок есть пункт про вентилятор. Видимо это актуально для версии с трехпроводным подключении вентилятора.  

Вентилятор работает постоянно и имеет три режима оборотов - минимальные, средние и максимальные.

Режим вентилятора зависит от температуры радиатора силовых полупроводников, на котором установлены датчики.

В свою очередь температура радиатора зависит от мощности нагрузки на выходе ИБП ну и от температуры окружающей среды.

Опытным путем я определил зависимость оборотов вентилятора от мощности нагрузки. Отмечу, что это ориентировочные значения. Температура в помещении около 23°С, напряжение на входе ИБП 230 В. 

При нагрузке менее 500 Вт ИБП вполне можно использовать рядом с рабочим местом, т.к. его шум при такой мощности не превышает шум среднестатистического ПК.

При средних оборотах вентилятора шум достаточно заметный, а при максимальных даже некомфортный. В таком режиме ИБП лучше устанавливать в отдельное помещение. 

Форма выходного напряжения

Innova TB 1000 обеспечивает на выходе синусоидальную форму напряжения как при работе от сети, так и при работе от батареи.

В ИБП Online типа выходное напряжение формируется инвертором и никак не связано с формой напряжения сети.

Ниже, на экране осциллографа одновременно форма напряжения на выходе ИБП и форма напряжения сети при нагрузке 200 Вт.

Даже невооруженным глазом видно, что форма напряжения сети более подвержена искажениям, чем напряжение на выходе ИБП. 

В самом неблагоприятном режиме работы при максимальной нагрузке в 900 Вт и работе от батареи заметных искажений формы напряжения и (или) его падения не наблюдалось. 

Стабильность выходного напряжения и уровни перехода на батарею

Innova TB 1000 обеспечивает стабильное напряжение на выходе в широком диапазоне входных напряжений - от 110 до 300 В без перехода на батарею.

На выходе ИБП пользователь может устанавливать номинал напряжения 208, 220, 230, 240 В через меню настроек.

В характеристиках указано, что отклонение выходного напряжения не превышает ± 1%. Правда с пометкой "При работе от батареи". Отклонение при работе от сети не указано. 

Многочисленные тесты показали, что при работе как от сети, так и от батареи отклонение не превышало ± 1 В, что составляет не более ± 0,5%.

Ниже показана работа ИБП при входном напряжении 115 В. На выходе Innova TB 1000 поддерживает напряжение на уровне 230 В.

При снижении входного напряжения ниже 110 В ИБП переходит на батарею.

Далее демонстрация работы ИБП при завышенном напряжении в 280 В. Напряжение на выходе остается стабильным на уровне 230 В.

Если сетевое напряжение превысит 300 В ИБП перейдет на работу от батареи.

На графике показана независимость зависимость выходного напряжения ИБП от входного и пороги перехода на батарею при изменении сетевого напряжения от 100 до 300 В при мощности нагрузки 200 Вт.

Есть один нюанс - нижний порог перехода на батарею зависит от мощности нагрузки. 

Экспериментальным путем были определены уровни входного напряжения при которых ИБП переходит на батарею в зависимости от мощности нагрузки. 

Как видно из графика пороги перехода на батареи дискретно разбиты на диапазоны.  

Например, при мощности нагрузки от нуля до 450 Вт ИБП будет работать от сети при снижении напряжения вплоть до 110 В. Что, собственно и указано в инструкции. 

Обратите внимание, что обратный переход с батареи на сеть произойдет при напряжении 125 В. Разница в 15 В заложена умышленно, дабы не возникало неопределенного состояния, когда напряжение сети находится вблизи порога переключения. 

А вот при мощности нагрузки от 650 до 750 Вт переход на батарею произойдет уже при 160 В.

Время работы от батареи, алгоритмы заряда и разряда

Экспериментальным путем определено время работы от батареи при разной нагрузке.

Нагрузка активная. Время зарядки аккумуляторов между тестами составляло не менее 24 часов.

Ниже показан график разряда аккумуляторной батареи ИБП при нагрузке 200 Вт.

Мне было интересно узнать порог отключения батареи. А как его узнаешь, не подключив мультиметр в режиме постоянного (период 1 сек.) измерения напряжения с отправкой данных на ПК. Тут грех не построить график.

При достижении на батарее напряжения 20,8 В ИБП отключает нагрузку, защищая АКБ от глубокого разряда. Это составляет около 10,4 В на батарею. Вполне нормальное значение.

В ИБП Innova TB 1000 применяется классический метод зарядки АКБ - стабилизация тока/стабилизация напряжения.

Автором была снята характеристика заряда АКБ после разряда на нагрузку 200 Вт.

Максимальный ток заряда ~ 0,8 А. Напряжение буферного режима 27,4 В, что составляет 13,7 В на батарею. Значения  тока и напряжения вполне вписываются в рекомендации производителей свинцово-кислотных АКБ.

Ориентировочное время заряда до 90% емкости составляет 8 часов. Далее процесс заряда замедляется в виду ограничения напряжения. Условно можно считать, что АКБ достигнет заряда в 100% через 24 часа.

при разряде более высокими токами (больше нагрузка) время заряда АКБ может быть меньше.

Возможные режимы работы ИБП, настройка параметров

ИБП допускает настройку некоторых параметров через экранное меню.  Параметров всего 5.

Для входа в меню необходимо удерживать кнопку "Enter" более 5 секунд. ИБП должен находится в режиме ожидания, т.е. выходное напряжение должно быть отключено.

Данная таблица есть в руководстве пользователя. Но на мой взгляд требует некоторых пояснений. 

Выходное напряжение

С настройкой выходного напряжения думаю вопросов не возникнет. Все значения доступны пользователю. Не знаю зачем 208 В, но видимо кому то требуется. 

Выходная частота

Тут тоже все понятно, но есть нюансы. Если возникла необходимость запитать оборудование, рассчитанное на 60 Гц, то можно установить на выходе 60 Гц, независимо от того, что в сети будет 50 Гц. Однако в таком случае режим байпаса ни в каком виде работать не будет. И ИБП "будет считать", что он работает в режиме преобразователя (см. ниже).

Экономичный режим (ECO)

Доступен выбор трех параметров. Если установлено - 0%, то режим ECO не активен, ИБП работает в штатном режиме (Online).  Если установить 10%, то при входном напряжении 230 ± 10% (207 - 253 В) и частоте сети равной установленной частоте на выходе ИБП, активируется режим байпаса и сетевое напряжение напрямую передается в нагрузку. Т.е. в таком режиме ИБП подобен линейно-интерактивному. Как только сетевое напряжение выйдет за указанные пределы ИБП переключится в режим двойного преобразования (Online).  Если установить параметр ECO на 15%, то режим будет активен в диапазоне 230 ± 15%. Установленный  номинал выходного напряжения тоже учитывается. Т.е. если на выходе ИБП установлено номинальное напряжение 220 В, то режим ECO будет активен в диапазоне входного напряжения 220 ± 10% или ± 15% в зависимости от настроек.

Режим ECO позволяет снизить собственное потребление, которое составляет при активном байпасе около 27 Вт (измерено автором) и не зависит от мощности нагрузки. Таким образом КПД ИБП при максимальной мощности в 900 Вт составит около 97%. В то время как в режиме двойного преобразования КПД при максимальной мощности составляет около 89%.

Однако при мощности нагрузки менее 100 Вт режим ECO не актуален, т.к. КПД в при такой мощности в режимах ECO и Online практически равны.

Тут надо понимать, что если ИБП работает в режиме ECO, то такая отличительная особенность Online ИБП, как нулевое время переключения на батарею, работать не будет. При пропадании сетевого напряжения в режиме ECO ИБП будет иметь определенное время переключения на батарею, которое составляет для Innova TB 1000 порядка 6 мс.

Режим байпаса

Если режим активен (Enable), то при перегрузке ИБП переключится в режим байпаса, т.е. передачи сетевого напряжения напрямую в нагрузку. Если не активен, то при перегрузке ИБП просто отключит нагрузку.

Алгоритм работы электронной защиты при перегрузке по мощности подробно описан в руководстве и подтвержден автором экспериментально.

Байпас в режиме ECO работает независимо от данной настройки.

Режим преобразователя

Данный режим рекомендуется активировать если источник напряжения имеет нестабильную частоту, например бензогенератор. ИБП в режиме преобразователя поддерживает на выходе установленную частоту при изменении частоты входного напряжения от 40 до 70 Гц. Однако максимальная допустимая мощность ИБП снижается на 40%.

Поддержка Smart Battery, программное обеспечение

ИБП Innova TB 1000 поддерживает стандарт Smart Battery. Поэтому специализированное ПО для управления ИБП можно не устанавливать.

Мой компьютер с Windows 10 "видит" ИБП так же, как "видит" свой аккумулятор любой ноутбук, достаточно подключить ИБП к ПК через USB кабель.

Тем не менее если необходим более полный, а уж тем более удаленный контроль параметров ИБП компания Ippon предлагает ПО PowerMaster Plus, которое можно скачать с официального сайта производителя.

Подробное описание приложения выходит за рамки данного обзора. Я лишь приведу несколько скриншотов для предварительного знакомства. 

Приложение работает в браузере, русский язык не предусмотрен.

Стартовая страница UPS Status выглядит следующим образом.

И еще несколько скриншотов.

Заключение

Начну с некоторых особенностей исполнения ИБП, которые могут не понравится пользователю. 

Шумное охлаждение при мощности нагрузки, близкой к максимальной. Да, в последнее время вентиляторы часто стали устанавливать в ИБП. Это плата за небольшие габариты при сравнительно высоких мощностях. 

Если предполагается приобретение данного ИБП, то надо понимать, что при мощностях до 500 Вт ИБП ведет себя достаточно тихо и его можно спокойно использовать рядом со своим персональным компьютером. 

Да я бы даже рекомендовал применять данный ИБП при мощностях до 500 Вт. На мой взгляд как раз до такой мощности ИБП обеспечивает адекватное время работы от батареи (500 Вт - 8 мин.), которое позволит спокойно сохранить данные и завершить работу.

Ну а если все же предполагается подключать нагрузку с постоянной потребляемой мощностью 600 Вт и более, то тогда только в помещение серверной, пусть располагается там вместе с другим шумным оборудованием.

Еще хотелось бы видеть в ИБП такого продвинутого типа соответствующие топовые аккумуляторы. Все же применение в дорогом ИБП среднебюджетных батарей слегка разочаровывает.

Ну а в остальном характеристики и функционал ИБП очень даже не плохие.

• Небольшие габариты и вес для мощности 900 Вт;
• Качественная сборка;
• Широкий диапазон входного напряжения;
• Возможность установки SNMP-карты и удаленного управления ИБП;
• Информативный ЖК дисплей в строгом дизайне;
• Поддержка Smart Battery.

Ну а стабильное синусоидальное выходное напряжение как при работе от сети, так и от батареи позволяет подключать к ИБП Innova TB 1000 любое, даже самое требовательное к питанию, оборудование.