Обзор и тестирование источника бесперебойного питания APC Back-UPS Pro 550

Компания APC является еще одним старожилом на рынке источников бесперебойного питания (далее ИБП). Недавнее ее слияние с корпорацией Schneider Electric не поставило крест на бренде APC, а наоборот, позитивным образом отразилось на его будущем. По крайней мере, с момента подписания контракта компания APC постоянно обновляет свой модельный ряд и расширяет рынок сбыта. Достаточно зайти на официальный сайт производителя и посмотреть на внушительный список стран, в которые импортируется продукция APC.

Под данным брендом выпускаются ИБП разного класса, однако для массового пользователя наибольший интерес представляют решения линейно-интерактивного типа. Модель APC Back-UPS Pro 550 номинальной мощностью 330 Вт, о которой пойдет речь в данном обзоре, как раз принадлежит к их числу.

Спецификация:

Упаковка, комплект поставки и внешний вид

ИБП APC Back-UPS Pro 550 поставляется в коробке из плотного картона, которая обеспечивает его защиту от ударов и возможных механических повреждений. Несмотря на отсутствие яркой полиграфии, сама упаковка является довольно информативной. Здесь перечислены все достоинства данной модели, приведена подробная схема задней панели, а также кратко описаны типы защит, возможности модуля AVR и программного обеспечения PowerChute Personal Edition.

Также на коробке мы обнаружили любопытную таблицу, где приводятся основные типы компьютерных конфигураций и время, в течение которого они смогут работать от APC Back-UPS Pro 550 в автономном режиме.

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

• два кабеля питания (тип IEC-C320 13/C14) для подключения устройств к ИБП;
• кабель-переходник с разъема Data Port на USB для подключения ИБП к компьютеру;
• кабель с разъемами RJ-11;
• диски с программным обеспечением и документацией;
• руководство пользователя.

Также в коробке хотелось бы видеть шнур питания для подключения ИБП к электросети. По крайней мере, другие производители не экономят на этом компоненте.

Внешний вид

Модель APC Back-UPS Pro 550 имеет традиционные для ИБП начального уровня очертания и компоновку. Аккумуляторный отсек и основной трансформатор находятся в нижней части корпуса, поэтому устройство имеет отличную устойчивость. Также хочется отметить компактные размеры (190 х 91 х 310 мм) и сравнительно небольшой вес (6,53 кг) ИБП, что никак не отразилось на прочности и жесткости всей конструкции. К качеству сборки и подгонки панелей корпуса тоже нет никаких претензий. Учитывая небольшую номинальную мощность устройства (330 Вт), производитель отказался от использования активной вентиляции внутри.

Описывать внешний вид модели APC Back-UPS Pro 550 нет особого смысла. Все же это не компьютерный корпус и дизайн здесь не главное. Тем не менее, данный ИБП отлично впишется в состав ПК. Даже расположенный на столе, он не будет портить интерьер комнаты или офиса.

Лицевая панель примечательна небольшим LCD-дисплеем и тремя кнопками управления: центральная служит для включения устройства, левая - для отключения звуковой сигнализации, а с помощью правой осуществляется смена параметров, которые отображаются на экране. Одновременное нажатие двух крайних кнопок активирует режим энергосбережения.

Отметим, что сам дисплей имеет высокую яркость и хорошо читаемые символы. При этом меню не перегружено информацией: здесь выводятся лишь самые необходимые сведения, которые будут полезны обычному пользователю во время эксплуатации устройства. В первую очередь это, конечно же, заряд батареи и время автономной работы. Кроме того, с помощью экрана можно узнать о состоянии питания на входе и выходе ИБП, режиме работы APC Back-UPS Pro 550, а также отследить и предупредить возникновение критических ситуаций, таких как перегрузка или чрезмерный нагрев внутренних компонентов.

Все интерфейсы вынесены на заднюю панель корпуса. В ее верхней части расположены LAN-порты (RJ45) для защиты локальной сети или телефонной линии от высоких всплесков напряжения (например, при попадании молнии в провода), многоразовый автоматический предохранитель на 7 A и разъем Data Port. Последний служит для подключения ИБП к компьютеру посредством соответствующего кабеля из комплекта поставки. Почему было не вынести сюда обычные интерфейсы USB и RS232 (COM) для нас осталось загадкой.

В нижней части расположен вход для сетевого шнура питания и шесть выходов для питания подключенных устройств. Все розетки соответствуют стандарту IEC-320 C13, поэтому для их использования потребуются специальные кабели IEC-320 C13/C14. Напомним, два таких уже имеются в комплекте поставки, а остальные придется покупать отдельно. Благо они продаются в каждом магазине компьютерной техники.

Также несколько слов стоит сказать и о конфигурации данных розеток. Как видим, они поделены на две группы, а также окрашен в разные цвета. Резервное питание от батареи подается только на левый ряд розеток (с отметкой «Battery Backup»), тогда как выходы из правого ряда (с отметкой «Surge Only») лишены такой возможности и работают постоянно от сети. При этом функция сетевого фильтра и защита от повышенного напряжения реализована для всех разъемов. То же самое можно сказать и о технологии автоматического регулирования напряжения питания на выходе (AVR). Таким образом, к розеткам из левого ряда рекомендуется подключать ПК, монитор и другие устройства, мгновенное обесточивание которых может привести к потере информации или затруднить корректное завершение работы. Остальные же следует использовать для питания разного рода периферии.

Теперь давайте разберемся с окраской выходов. Розетки серого цвета поддерживают функцию энергосбережения, суть которой заключается в следующем: устройства, подключенные к паре выходов с надписью «Controlled by MASTER», будут принудительно отключаться при снятии нагрузки с розетки, помеченной как «MASTER». Причем под выражением «принудительно отключаться» мы подразумеваем полное обесточивание компонентов. Иными словами, даже в пассивном режиме не будет потребляться никакой энергии. Опять же, такой режим как нельзя лучше подходит для периферии. Правда, на существенное снижение счетов за электроэнергию рассчитывать все же не стоит, поскольку за месяц таким образом можно сэкономить максимум несколько кВт·ч. Однако используя функционал комплектной утилиты, возможно, удастся добиться и лучших показателей.

Также на корпусе мы обнаружили вот такую распечатку с подробным отчетом о результатах прохождения данным экземпляром ИБП заводских тестов, которых насчитывается порядка 40 штук. Согласитесь, такой подход со стороны производителя вселяет уверенность в надежности APC Back-UPS Pro 550 и минимизирует возможность появление брака на прилавках магазинов.

Батарея

В тестируемой модели применяется батарея, состоящая из одного элемента APC RBC110 с параметром емкости по заданному уровню напряжения, равным 84 ВА·ч. О других характеристиках аккумулятора официальный сайт умалчивает. Можем лишь отметить, что срок его службы лежит в пределах 3-5 лет в зависимости от условий эксплуатации.

Доступ к батарейному отсеку обеспечивается путем снятия специальной крышки на дне корпуса. Благодаря такой конструкции не придется разбирать весь ИБП, а извлечение или замена самого аккумулятора займет считанные минуты.

Внутреннее устройство

Конструктивно корпус ИБП состоит из нескольких частей. На одной из них закреплен отсек для батареи, на второй - вся электроника и массивный автотрансформатор, а на последней - розетки, интерфейсные разъемы и некоторые элементы сетевого фильтра. Предлагаем рассмотреть все эти компоненты более детально.

В первую очередь хочется отметить прекрасное качество пайки и монтажа элементов, а также продуманную компоновку главной печатной платы. Часть конденсаторов с жидким электролитом под аккумуляторным отсеком заменена на их более надежные твердотельные аналоги.

Модель APC Back-UPS Pro 550 принадлежит к семейству линейно-интерактивных (line-interactive) ИБП с апроксиммированной синусоидой на выходе. Согласно спецификации, максимальная нагрузка на выходе может достигать 330 Вт.

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 176 - 282 В, который вручную может быть расширен до 155 - 290 В. Однако при этом нужно помнить, что изменятся и точки срабатывания ступеней модуля AVR. Поэтому мы рекомендуем в большинстве случаев использовать стандартную схему.

В чем же преимущество ИБП с поддержкой AVR по сравнению с решениями, которые лишены данной функции (тип off-line)? Как уже можно догадаться из предыдущих слов - это возможность работы в более широком диапазоне входного напряжения без перехода в автономный режим, благодаря чему ощутимо 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.

Кстати, автотрансформатор принадлежит к классу «B» и может выдержать нагрев вплоть до 130°C.

Переключение между ступенями блока AVR и узлами ИБП осуществляется с помощью 3-х механических реле с характеристиками 12 А х 250 В и одного более мощного на 16 А. Как можем убедиться, многие компоненты подобраны с довольно большим запасом прочности, что должно благоприятно сказаться на продолжительности срока службы модели APC Back-UPS Pro 550.

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.

Центральное место на плате отведено для зарядного устройства батареи и DC/AC-инвертора, который превращает постоянное напряжение от аккумулятора в переменное с необходимой амплитудой и подает его на выход для подключения нагрузки. В состав преобразователя вошли четыре силовых транзистора IR L3803V, построенных по технологии HEXFET. Для их охлаждения используются толстые алюминиевые радиаторы в виде столбиков.

ИБП APC Back-UPS Pro 550 функционирует под управлением 32-битного ARM-процессора STM32F102C8T6 с частотой 48 МГц.

Как мы уже сообщали выше, почти во всех узлах используются твердотельные конденсаторы. Только в высоковольтной части установлены элементы с жидким электролитом, которые выпущены под брендами Jamicon и Chang − не самый худший выбор. К тому же радует, что все они принадлежат к высокотемпературным сериям (до 105°C).

Защита слаботочной сети (телефонной или компьютерной стандарта Ethernet 10/100/1000 Мбит/с) от перенапряжений реализована на маленькой плате; присутствует надежный контакт с заземлением.

Также внутри ИБП мы обнаружили термодатчик в области аккумуляторного отсека, который реализует защиту от перегрева. Для устройства такого класса это является большим достоинством, ведь, как известно, безопасности много не бывает.

Программное обеспечение

Вместе с ИБП на диске поставляется довольно функциональная утилита PowerChute Personal Edition. Она показывает статус устройства, состояние входного и выходного питания, количество потребляемой энергии, а также уровень заряда батареи. Однако такие возможности имеет любое программное обеспечение для ИБП.

Функционал же данной утилиты расширен за счет дополнительных настроек, с помощью которых можно выставить чувствительность ИБП к помехам в электросети, а также пределы диапазона входного напряжения питания, при котором устройство не будет переходить в автономный режим работы.

На вкладке, посвященной опциям энергосбережения, есть возможность настроить схему корректного выключения / включения компьютера в зависимости от состояния электросети, а также управлять подачей энергии на устройства, подсоединенные к розеткам с надписью «Controlled by MASTER». Например, обесточивать периферию не только после выключения ПК, а даже при переходе его в спящий режим или при снижении энергопотребления до какого-то конкретного значения.

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 APC Back-UPS Pro 550 в автономный режим, а потом − постепенно его увеличивали. На всем протяжении эксперимента также отслеживалась величина выходного напряжения. Нагрузка на выходе ИБП равнялась 80 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.

Напомним, что согласно спецификации, диапазон работы APC Back-UPS Pro 550 без перехода на аккумуляторное питание составляет 176 - 282 В. На практике мы получили похожие результаты. ИБП переключался на батарею, когда напряжение питания на входе опускалось до 174 В. При повышении напряжения до 185 В он обратно переходил на работу от электросети, и вплоть до 257 В никаких проблем не наблюдалось. Дальше эксперимент мы не продолжали. Из этого можно сделать вывод, что ИБП отлично справляется со своей задачей в условиях нестабильного входного напряжения.

Теперь давайте более пристально рассмотрим работу модуля AVR, который, судя по графику, имеет 2 ступени (одну понижающую и одну повышающую). При изменении входного напряжения в пределах 174 - 257 В на выходе ИБП оно колебалось от 195 В до 257 В. Учитывая класс устройства, полученные результаты можно считать вполне приемлемыми. По крайней мере, его конкуренты, успевшие побывать в нашей тестовой лаборатории, справились с этой задачей примерно на таком же уровне.

К тому же блоки питания, предназначенные только для сетей 220 В, нормально «переносят» падение входного напряжения до 195 В. Исключением являются лишь откровенно бюджетные модели сомнительного качества и происхождения. О блоках, способных работать во всем диапазоне (100 - 240 В), вообще нет даже смысла говорить в данном контексте.

Продолжительность автономной работы

При нагрузке 300 Вт (конфигурация среднего уровня, сервер на малом предприятии или 2 офисных компьютера) в режиме работы от батареи последняя полностью разряжается за 3 минуты. Да, не самый выдающийся результат, но с другой стороны - и не самый плохой. По крайней мере, этого времени вполне хватит, чтобы сохранить все открытые документы или игровой процесс и корректно завершить работу ПК.

Понизив нагрузку до 150 Вт (система начального / офисного уровня), время автономной работы возросло до 10 минут. Отметим, что сам ИБП давал довольно-таки неточные прогнозы. К примеру, в первом случае (нагрузка 300 Вт) он нам обещал, что на аккумуляторе система проработает всего лишь 2 минуты, а во втором (нагрузка 150 Вт) - 9 минут. У конкурентных решений расхождения между реальным и прогнозируемым временем работы в автономном режиме были значительно меньше.

Полная зарядка аккумулятора длится 4 часа.

Работа APC Back-UPS Pro 550 в режиме питания от батареи сопровождается звуковым сигналом (примерно раз в 40 секунд). По мере разряда аккумуляторов периодичность его подачи увеличивается.

Уровень энергопотребления, возможность работы при перегрузках, шум и температурный режим

Во время зарядки батареи ИБП потребляет 13 Вт, а при работе с заряженными аккумуляторами и без нагрузки - 7 Вт.

Как показало тестирование, APC Back-UPS Pro 550 без проблем работает с перегрузкой, достигающей 370 Вт, при номинальной выходной мощности в 330 Вт. При этом постоянно выдается соответствующий звуковой сигнал, но ИБП не выключается и не пытается обесточить подключенную систему. Отметим, что максимальный предел мы не искали. Вполне возможно, что данная модель сможет справиться с еще большей нагрузкой.

После разряда батареи мы отключили ИБП от сети и измерили температуру некоторых его компонентов:

• автотрансформатор - 36°C;
• трансформатор в блоке зарядного устройства батареи - 40°C;
• радиаторы, охлаждающие транзисторы инвертора - 45°C.

Ни один из этих показателей нельзя назвать чрезмерно большим: все в пределах нормы.

Что касается шума, то он практически отсутствует. Лишь расположившись очень близко возле корпуса устройства, можно услышать едва заметный гул от трансформатора. В любом случае, APC Back-UPS Pro 550 значительно тише своих аналогов, оснащенных вентилятором, что является большим преимуществом при использовании ИБП в домашних условиях.

Состояние выходного сигнала

Работа от сети

Работа от батареи (заряд - 100%), нагрузка - 300 Вт

Работа от батареи (заряд - 50%), нагрузка - 300 Вт

Работа от батареи (заряд - 20%), нагрузка - 300 Вт

Работа от батареи (заряд - 10%), нагрузка - 300 Вт

Работа от батареи (заряд - 5%), нагрузка - 300 Вт

Во время работы от сети на выходе ИБП APC Back-UPS Pro 550 формируется чистая синусоида без видимой аппроксимации. При переходе в автономный режим (от батареи) сигнал имеет более трапециевидную форму. Причем, чем меньше заряд аккумулятора, тем отчетливее проявляются деформации пиков. Таким образом, устройства с трансформаторными блоками питания и электродвигатели переменного тока к данному ИБП подключать не стоит, поскольку подача несинусоидального сигнала для них чревата выходом из строя. Но обычному пользователю не нужно особо переживать по этому поводу, так как современные ПК, мониторы и существенная часть периферии и бытовой техники оборудуются импульсными блока питания, для которых трапециевидная форма сигнала является полностью «безобидной».

Однако она приводит к появлению дополнительных помех на внутренних выходах блоков питания устройств, работающих от подобного рода ИБП. Поэтому к APC Back-UPS Pro 550 не рекомендуется подключать дорогостоящую и чувствительную к помехам аудио- и видеоаппаратуру.

Хотя, опять же, вряд ли в данном случае это стоит считать недостатком, поскольку эта модель ориентирована совсем на другой сегмент рынка, включающий в себя домашние и офисные системы.

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 280 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 APC Back-UPS Pro 550 без проблем работает с блоками питания, оборудованными модулями APFC, а время переключения между режимами ИБП никак не скажется на стабильности функционирования всей системы.

Выводы

Бренд APC всегда ассоциировался с понятием «качество». Эта же концепция прослеживается и в устройствах для массового пользователя, к которым принадлежит модель APC Back-UPS Pro 550. Ее номинальной мощности в 330 Вт вполне хватит для обеспечения питанием среднестатистической настольной конфигурации или двух офисных ПК. Отсюда же и выплывает сфера использования данного ИБП - дом и малый офис. Остальные характеристики также подтверждают это мнение. К примеру, взять хотя бы время автономной работы. Оно сравнительно небольшое (3 минуты при нагрузке 300 Вт), однако его вполне хватит для сохранения всех открытых документов и корректного выключения ПК. Еще одним преимуществом для обычного пользователя будет отсутствие шума во время работы ИБП.

Однако, пожалуй, самым главным достоинством модели APC Back-UPS Pro 550 является наличие модуля AVR, который увеличивает диапазон входного напряжения (176 - 282 В) без перехода устройства в автономный режим. Таким образом, можно существенно сэкономить ресурс батареи, а также в большинстве случаев отказаться от стабилизаторов питания.

Потребительские качества ИБП расширены за счет дисплея на передней панели корпуса и функционального программного обеспечения с множеством функций, свойственных более профессиональным решениям. Также понравилась конфигурация задней панели с шестью сетевыми розетками, поддерживающими разные энергосберегающие режимы. Завершить описание достоинств данной модели мы бы хотели словами об отличной организации внутренней компоновки. Разводка дорожек, элементная база, сетевые фильтры, подход к охлаждению - здесь все сделано на высоте.

Правда, за это приходится расплачиваться сравнительно высоким ценником, как для решения, ориентированного на массового пользователя. Также к негативным моментам можно отнести отсутствие сетевого шнура питания в комплекте поставки и некорректное определение времени работы в автономном режиме. Но, конечно же, серьезными недостатками это назвать нельзя.

Достоинства:

• качественно собранный, прочный и компактный корпус;
• наличие жидкокристаллического экрана;
• наличие коммуникационного интерфейса Data Port с возможностью подключения его к разъемам USB или COM на ПК (требуется наличие специальных кабелей);
• возможность работы в широком диапазоне входного напряжения (176 - 282 В) без переключения на питание от батареи;
• продуманная внутренняя компоновка;
• элементная база хорошего уровня;
• простой и удобный процесс установки и замены батареи;
• наличие защиты телефонной линии и локальной сети стандарта Ethernet 10/100/1000 Мбит/с;
• наличие фильтров для сглаживания помех;
• наличие защиты от перегрева;
• эффективное охлаждение компонентов ИБП;
• отсутствие шума во время работы;
• отсутствие проблем при работе с блоками питания, оборудованными модулями APFC;
• функциональное программное обеспечение;
• наличие энергосберегающих режимов;
• возможность выдерживать перегрузку в 370 Вт;
• 2 года гарантии.

Особенности:

• в автономном режиме работы при малом заряде батареи выходной сигнал принимает трапециевидную форму;
• в зависимости от уровня входного питания напряжение на выходе может колебаться в пределах 195 - 257 В;
• время работы в автономном режиме при нагрузке 300 Вт составляет примерно 3 минуты;
• выходной мощности в 330 Вт хватит для конфигурации среднего уровня или 2-х офисных систем;
• работа ИБП в режиме питания от батареи сопровождается периодическим звуковым сигналом.

Недостатки:

• отсутствие сетевого шнура питания в комплекте поставки;
• некорректное определение времени работы в автономном режиме;
• сравнительно высокая стоимость.

Автор: Сергей Мещанчук

Выражаем благодарность компании APC за предоставленный для тестирования ИБП.

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