Обзор и тестирование источника бесперебойного питания EATON 5P 1550i Rack 1U

Компания EATON хорошо зарекомендовала себя на рынке источников бесперебойного питания (далее ИБП) благодаря отличному сочетанию цены и возможностей своей продукции. Причем это относится не только к устройствам для домашнего использования, но вполне справедливо и для профессиональных решений, нацеленных на корпоративный сегмент. В последнем случае у производителя насчитывается более десяти разнообразных линеек, включающих в себя модели мощностью вплоть до 30 000 ВА. Но, естественно, такие ИБП довольно специфичные, поэтому в данном обзоре мы поговорим, если так можно выразиться, о более «гражданском» варианте мощностью 1550 ВА (1100 ВТ).

Хотя и это значение для многих пользователей может показаться запредельным. Все верно, в домашних условиях такая производительность зачастую будет просто избыточной. Но модель EATON 5P 1550i Rack 1U (5P1550iR), о которой пойдет речь, в первую очередь нацелена на работу в составе серверного оборудования, где, как известно, могут возникать куда большие нагрузки, чем создает настольная конфигурация.    

Спецификация:

Упаковка и комплект поставки

ИБП EATON 5P 1550i Rack 1U поставляется в обычной коробке из плотного картона, которая обеспечивает его защиту от ударов и возможных механических повреждений. Информативностью коробка не блещет, поэтому сразу перейдем к описанию ее содержимого.

В комплект поставки включены следующие компоненты, которые могут понадобиться пользователю в процессе подключения ИБП и его дальнейшей эксплуатации:

• два кабеля питания (тип IEC-320 C13/C14) для подключения устройств к ИБП;
• сетевой шнур питания;
• кабель с разъемами USB;
• кабель с разъемом RS232 (COM);
• диск с программным обеспечением и документацией;
• руководство пользователя.

Внешний вид

Поскольку модель EATON 5P 1550i Rack 1U предназначена для установки в стоечные серверы, то внешним видом и размерами она существенно отличается от обычных устройств, используемых дома или в офисе. Так, высота корпуса здесь составляет всего лишь 43 мм, что соответствует стандарту 1U. Иными словами, в стоечном сервере данный ИБП будет занимать одно посадочное место, тогда как большинство конкурентных решений рассчитано на два (стандарт 2U).

Сам корпус сделан из толстого металла; декоративная пластиковая накладка присутствует лишь на передней панели. Опять же, такая конструкция в первую очередь обусловлена сферой применения и условиями, в которых будет эксплуатироваться устройство.

Все выходы и доступные разъемы традиционно сгруппированы на задней стенке. Поскольку корпус ИБП имеет сравнительно небольшую высоту, их пришлось расположить в ряд друг возле друга. Как показали практические испытания, это никоим образом не влияет на удобство подключения кабелей.

Теперь поговорим о самих разъемах. В левой части расположен вход (на фотографии закрыт черной заглушкой) для установки SNMP-карты расширения (Network-MS, ModBus-MS и Relay-MS), обеспечивающей сетевой мониторинг состояния ИБП или реализующей его дополнительный функционал. Также коммуникационные интерфейсы представлены портами USB и RS232 (COM), которые используются для непосредственного подключения устройства к компьютеру.

Слева от них находится сетевая розетка для подсоединения внешнего питания и вентиляционное отверстие. Справа же расположены клеммы для подключения внешнего пульта управления, который позволяет принудительно обесточить ИБП или его выходы. Последние представлены шестью розетками стандарта IEC-320 C13, поэтому для их использования потребуются специальные кабели IEC-320 C13/C14. Напомним, что два таких уже имеются в комплекте поставки, а остальные придется покупать отдельно. Благо, они продаются в каждом магазине компьютерной техники. 

Стоит отметить, что резервное питание подается на все выходы. Причем для трех крайних (окрашены в серый цвет) предусмотрен дополнительный функционал. Например, через меню можно настроить схему обесточивания выходов или задать интервал задержки перед подачей питания.

Также в устройстве такого уровня среди доступных интерфейсов хотелось бы видеть еще и разъемы для подключения локальной сети или телефонной линии с реализацией их защиты от перенапряжений. На наш взгляд, довольно полезная опция, особенно если говорить о серверном оборудовании.

Передняя панель хоть и является больше декоративным элементом, однако тоже несет определенный функционал: здесь расположена вентиляционная решетка, экран, элементы навигации в меню и кнопка включения / выключения устройства.

Несмотря на сравнительно небольшие размеры, дисплей оказался довольно информативным, с хорошо читаемыми символами. Посредством пролистывания пунктов меню здесь можно посмотреть все необходимые сведения, касающиеся параметров входного и выходного напряжения, а также состояния ИБП и батареи. Рядом, с помощью светодиодных индикаторов, отображаются режимы работы устройства. В целом эргономика модели EATON 5P 1550i Rack 1U нам понравилась и вполне справедливо заслуживает высокой оценки.

Батарея и аккумуляторный отсек

Доступ к батарейному отсеку осуществляется путем снятия части передней панели. Благодаря такой конструкции не придется разбирать весь ИБП, а извлечение или замена самого аккумулятора займет считанные минуты.

Данная схема хорошо иллюстрирует наши слова.

Тестируемая модель является самой производительной в своем семействе, поэтому в ней применяется батарея, состоящая сразу из шести аккумуляторов. Опять же, из-за особенностей конструкции корпуса, производителю пришлось использовать низкопрофильные элементы. В данном случае − B.B. BATTERY HR9-6 с рабочим напряжением 6 В и емкостью 8 А·ч (10-часовой режим разряда). В спецификации EATON 5P1550iR указана цифра 9 А·ч, но там, скорее всего, речь идет о 20-часовом режиме разряда. В любом случае показатели довольно высокие, да и сам производитель аккумуляторов внушает доверие. 

Согласно данным из официального сайта компании, предустановленная батарея обеспечивает автономную работу в течение 42 мин при 20%-ой нагрузке (220 Вт), 13 мин при 50%-ой нагрузке (550 Вт) и 4 мин при 100%-ой нагрузке (1100 Вт). Отметим, что в модели EATON 5P 1550i Rack 1U реализована защита от глубокой разрядки и перезаряда аккумуляторов, а также присутствует поддержка метода зарядки с термокомпенсацией и режима «ABM». Последний позволяет дополнительно экономить ресурс батареи путем оптимизации циклов ее зарядки.

Внутреннее устройство

Компоновка EATON 5P1550iR определяется его форм-фактором (1U): все основные узлы расположены параллельно основанию, а аккумуляторный отсек отделен от остальных компонентов металлической перегородкой. Несмотря на это, производителю удалось сделать хорошую циркуляцию воздуха внутри корпуса, причем самые «горячие» элементы находятся непосредственно в зоне воздушного потока, создаваемого предустановленным 40-мм вентилятором.

Последний основан на подшипнике типа VAPO (усовершенствованный вариант подшипника скольжения) и имеет следующие показатели производительности: мощность − 0,6 Вт; величина создаваемого потока − 7,7 CFM; максимальная скорость вращения − 6200 об/мин. Правда, на наш взгляд, стоило бы как-то лучше настроить алгоритм его работы, например, сделать привязку к температуре внутри корпуса или потребляемой мощности. А так получается, что вентилятор всегда вращается с максимальной скоростью при работе ИБП от батареи или во время ее зарядки, издавая при этом повышенный шум. Радует, что производитель хотя бы предусмотрел возможность перехода вертушки на пониженную скорость вращения (3500 об/мин) при полностью заряженных аккумуляторах. В этом режиме модель EATON 5P 1550i Rack 1U практически не выделяется на общем фоне.

Хотя с другой стороны, серверные стойки, как правило, устанавливаются в специальных шкафах или вообще в отдельных комнатах. Поэтому в данном случае вряд ли стоит обращать особое внимание на акустические характеристики устройства.     

На входе ИБП установлен фильтр для сглаживания помех, в состав которого включено несколько X- и Y-конденсаторов, дроссель и варистор. Сами же сетевые провода для уменьшения высокочастотных наводок продеты сквозь ферритовые кольца.

В состав схемы включен автотрансформатор с переключаемой обмоткой, за счет чего расширяется диапазон входного напряжения, при котором устройство не переходит на режим работы от батареи. Здесь он составляет 160 − 294 В, который вручную может быть расширен до 150 − 290 В. Благодаря этому существенно экономится ресурс батареи. К тому же отпадает потребность в приобретении внешнего стабилизатора, если в вашей электросети часто случаются просадки напряжения питания. К сожалению, для некоторых регионов нашей страны такая проблема до сих пор остается актуальной.

Отметим, что сам автотрансформатор принадлежит к классу «B» и может выдержать температуры вплоть до 130°C. Так что перегрев ему не грозит. Переключение между ступенями блока AVR и узлами ИБП осуществляется с помощью механических 16- и 10-амперных реле.

Инвертор, который превращает постоянное напряжение от аккумулятора в переменное с необходимой амплитудой и подает его на выход для подключения нагрузки, в модели EATON 5P 1550i Rack 1U имеет более сложную структуру, чем в обычных решениях класса Line-Interactive. Это обусловлено большой номинальной мощностью (1100 Вт) и характером выходного сигнала (чистая синусоида вместо аппроксимированной).

Силовыми ключами преобразователя выступает каскад из восьми МОП-транзисторов IRF3710. Также в его состав входит выпрямитель на четырех «ультрабыстрых» диодах U880E и группа мощных высоковольтных транзисторов P20NK50Z. Отметим, что все силовые элементы оборудованы алюминиевыми радиаторами внушительных размеров.

Работой инвертора управляет контроллер Fairchild KA3525A, а вот маркировку центрального процессора, к сожалению, установить не удалось.

Во всех цепях использованы преимущественно тайваньские электролитические конденсаторы Jamicon и Elite. Судя по отзывам радиолюбителей, их качество можно оценивать как среднее. Большинство конденсаторов принадлежат к высокотемпературным сериям (до 105°C), что вселяет уверенность в их продолжительном сроке службы.

Подводя промежуточные итоги, хочется сказать, что компоновкой и устройством аппаратной части EATON 5P1550iR мы остались довольны. Будем надеяться, что во время тестирования данный ИБП тоже зарекомендует себя только с лучшей стороны.

Программное обеспечение

Для управления работой новинки и отслеживания ее состояния непосредственно с компьютера производитель на выбор пользователя предоставляет несколько программных инструментов.

Первая утилита носит название Eaton UPS Companion. Она имеет довольно простой и дружелюбный интерфейс с несколькими вкладками, на которых собраны лишь основные сведения о статусе ИБП: заряд его батареи, прогнозируемое время автономной работы и потребляемая мощность подключенных устройств. Также здесь ведется журналирование всех событий, касающихся работы EATON 5P 1550i Rack 1U. На вкладке с настройками основное внимание уделено конфигурированию схемы отключения питания от ПК.

Ту же самую программу можно запустить и в виде WEB-приложения.

Для удаленного администрирования ИБП пригодится утилита Eaton Intelligent Power Manager, которая также оснащена своим собственным WEB-интерфейсом.

Тестирование

Для проведения экспериментов мы использовали нагрузочный стенд, мультиметр MASTECH MY64 и осциллограф SDS 200A.

Проверка работы модуля AVR

Во время тестирования нагрузочный стенд был подключен через ИБП и внешний автотрансформатор, с помощью которого моделировалось изменение входного напряжения. Сначала мы понижали входное напряжение, чтобы определить момент перехода EATON 5P 1550i Rack 1U в автономный режим, а потом − постепенно его увеличивали. На всем протяжении эксперимента также отслеживалась величина выходного напряжения. Нагрузка на выходе ИБП равнялась 100 Вт. 

Примечание к графику:

• точки желтого цвета − активировалась ступень модуля AVR;
• точка красного цвета − переход ИБП на работу от батареи;
• точка зеленого цвета − переход ИБП на работу от электросети.

К сожалению, в спецификации продукта не указан диапазон работы EATON 5P1550iR без перехода на аккумуляторное питание. Поэтому будем отталкиваться только от значений, которые были получены во время эксперимента. ИБП переключался на батарею, когда напряжение питания на входе опускалось до 159 В. У конкурентных решений этот порог, как правило, находится на более высоком уровне − порядка 175 − 180 В. Так что в одинаковых условиях аккумуляторы в EATON 5P 1550i Rack 1U прослужат чуть дольше, чем в его аналогах.

Переключение на обратную работу от сети происходило при повышении входного напряжения до отметки 165 В. Опять же, у конкурентных устройств переход на внешнее питание, как правило, осуществляется чуть позже − в диапазоне 185 − 190 В.   

Теперь давайте более пристально рассмотрим работу модуля AVR, который, судя по графику, имеет 2 ступени (одну понижающую и одну повышающую). С одной стороны, вроде бы не много для устройства такого класса. Но с другой – их работа настроена таким образом, что на выходе получаются довольно приемлемые значения напряжения. Судите сами, во время изменения входного напряжения в диапазоне 230 − 155 − 230 В, напряжение на выходе колебалось в пределах 186 − 227 В.

Продолжительность автономной работы

При нагрузке 1050 Вт (очень производительная игровая конфигурация с 3-4 видеокартами или 6-7 офисных компьютеров) в режиме работы от батареи последняя полностью разряжается за 4 минуты 20 секунд. Довольно высокий результат. Этого времени вполне хватит, чтобы сохранить все открытые документы или игровой процесс и корректно завершить работу ПК.

Понизив нагрузку до 500 Вт (домашняя система высокого уровня или 3 офисных машины), время автономной работы EATON 5P 1550i Rack 1U возросло до 13 минут 7 секунд. При потребляемой выходной мощности 350 Вт (конфигурация среднего уровня или 2 офисных компьютера) оно уже составило 22 минуты 50 секунд, а при 150 Вт (1 офисная машина) − целых 54 минуты 32 секунды. Как видим, полученные результаты являются очень высокими и полностью соответствуют заявленной производителем информации. Отдельно хочется отметить, что ИБП давал довольно-таки точные прогнозы, касающиеся темпа разряда батареи, что тоже является немаловажным фактором. Таким образом, плановое обесточивание подключенных устройств не застанет пользователя врасплох.

Полная зарядка аккумулятора длится 6 часов 45 минут. Потребляемая от розетки мощность во время выполнения этой процедуры составляет 57 Вт.

Работа EATON 5P1550iR в режиме питания от батареи сопровождается звуковым сигналом (примерно раз в 10 секунд). Также через меню звуковое оповещение можно настроить и для других событий.

Температурный режим

Замер температур нагрева компонентов внутри EATON 5P 1550i Rack 1U осуществлялся во время работы ИБП в автономном режиме при практически полностью разряженной батарее с нагрузкой на выходе, равной 500 Вт.

Полученные результаты можно назвать довольно хорошими, если бы не нагрев до 100°C тороидальной катушки в центре платы. Она расположена в плохо продуваемом месте (сразу же за автотрансформатором), а небольшая высота корпуса ИБП не позволяет установить ее вертикально. Тем не менее на работе устройства это никак не отразилось.

Состояние выходного сигнала

Работа от сети

Работа от батареи (заряд − 100%), нагрузка − 1050 Вт

Работа от батареи (заряд − 90%), нагрузка − 1050 Вт

Работа от батареи (заряд − 50%), нагрузка − 1050 Вт

Работа от батареи (заряд − 40%), нагрузка − 1050 Вт

Работа от батареи (заряд − 30%), нагрузка − 1050 Вт

Работа от батареи (заряд − 20%), нагрузка − 1050 Вт

Работа от батареи (заряд − 10%), нагрузка − 1050 Вт

На выходе ИБП EATON 5P 1550i Rack 1U формируется чистая синусоида без видимой аппроксимации. Причем режим работы устройства и величина нагрузки никак не влияют на вид и качество сигнала. Незначительная деформация пиков наблюдается лишь при низком заряде батареи (10 − 20%). Таким образом, к данному ИБП можно смело подключать устройства с любыми типами блоков питания, в том числе и трансформаторными, где подача несинусоидального сигнала чревата некорректной их работой или выходом из строя.

Практические испытания на реальной конфигурации

Также была испытана работа ИБП вместе с реальной конфигурацией с блоком питания, оснащенным активным модулем коррекции коэффициента мощности (APFC). Нагрузка во время проведения эксперимента составляла 1020 Вт.

Мы отключали электропитание и отслеживали реакцию системы на переход устройства в режим работы от батареи и обратно от сети. Этот тест был проделан пять раз, и никаких сбоев или перезагрузок компьютера не происходило. Из этого можно сделать вывод, что модель EATON 5P 1550i Rack 1U без проблем работает с блоками питания, оборудованными модулями APFC, а время переключения между режимами ИБП никак не скажется на стабильности функционирования всей системы.

Выводы

Модель EATON 5P 1550i Rack 1U (5P1550iR) в первую очередь нацелена на корпоративный сегмент рынка, о чем говорит ее характерный форм-фактор 1U (для установки в стоечный сервер) и большая номинальная мощность, равная 1100 Вт (1550 ВА). Кроме того, на ее выходе формируется сигнал в виде чистой синусоиды, что позволит подключать к ИБП устройства с любым типом блоков питания. Но все же основным достоинством EATON 5P 1550i Rack 1U мы бы назвали время автономной работы. При любых типах нагрузок оно выше, чем у конкурентных решений, что делает данную модель довольно интересной покупкой. Естественно, здесь присутствует система AVR, которая существенно расширяет диапазон входного напряжения, тем самым экономя ресурс аккумуляторов. К слову, несмотря на наличие всего лишь 2 ступеней, данный модуль работает просто отлично: переключение на батарейное питание происходит лишь при 159 В, а обратно на сетевое − уже при 165 В. При этом напряжение на выходе ИБП колеблется в сравнительно небольших пределах (186 − 227 В).

Внутренняя компоновка EATON 5P1550iR тоже оставила приятные впечатления. Заметно, что производитель не экономил на данной модели, использовав компоненты довольно хорошего качества и с большим запасом прочности. Не менее основательно он подошел и к организации системы охлаждения. Правда, обратной стороной стал повышенный шум в некоторых режимах работы. Хотя для устройств, рассчитанных на использование в составе стоечного сервера, этот фактор является далеко не самым главным.

Также к положительным сторонам этой модели стоит отнести функциональное меню с множеством настроек и удобный экран для отображения информации о статусе устройства и состоянии входного и выходного напряжения.

Однако, несмотря на такие большие возможности, EATON 5P 1550i Rack 1U сложно назвать универсальным решением. Он идеально подходит для больших предприятий и офисных организаций, но вот для дома лучше поискать более традиционный и дешевый вариант.  

Достоинства:

• очень большая номинальная мощность (1100 Вт или 1550 ВА);
• большой запас времени автономной работы при разных типах нагрузок;
• форма сигнала на выходе имеет вид чистой синусоиды (незначительная деформация пиков наблюдается только при малом заряде батареи);
• наличие модуля AVR и его хорошая настройка;
• расширенный, по сравнению с аналогичными устройствами, диапазон входного напряжения, при котором ИБП не переключается на питание от батареи;
• отсутствие проблем при работе с блоками питания, оборудованными модулями APFC;
• качественно собранный и прочный корпус;
• наличие жидкокристаллического экрана;
• наличие коммуникационных интерфейсов USB и COM для подключения ИБП к компьютеру;
• наличие входа для установки SNMP-карты расширения;
• элементная база хорошего уровня;
• простой и удобный процесс установки и замены батареи;
• наличие фильтров для сглаживания помех;
• эффективное охлаждение силовых элементов ИБП;
• поддержка режима «ABM», который позволяет дополнительно экономить ресурс батареи путем оптимизации циклов ее зарядки;
• удобное меню с множеством настроек;
• 3 года гарантии на устройство и 2 − на аккумуляторы.

Особенности:

• ИБП выполнен в серверном формате 1U;
• во время изменения входного напряжения в диапазоне 230 − 155 − 230 В, напряжение на выходе колеблется в пределах 186 − 227 В;
• время работы в автономном режиме при нагрузке 1050 Вт составляет примерно 4 минуты 20 секунд;
• выходной мощности в 1100 Вт хватит для питания 6-7 офисных систем.

Недостатки:

• отсутствие защиты телефонной линии и проводной локальной сети;
• повышенный шум при работе ИБП от батареи или во время ее зарядки;
• большой нагрев катушки, расположенной за автотрансформатором.

Автор: Сергей Мещанчук

Выражаем благодарность компании EATON за предоставленный для тестирования ИБП.

Выражаем благодарность компаниям ASUS, Intel, Sea Sonic Electronics, Thermalright, Transcend и ZOTAC за предоставленное для тестового стенда оборудование.  

Все цены на Eaton+5P+1550i+Rack+1U