UPS电源在市电正常供电的情况下，将市电通过稳压装置进行稳压保证输出电压稳定。当市电出现中断或电压波动时，UPS电源会立即启用电池组输出电源，保持输出电压恒定，从而保护设备免受电力波动、电闪等电力问题所带来的损害。在市电恢复后，UPS电源会自动切换至市电供电，并将电池组充电。

UPS电源的应用非常广泛，特别是在数据中心、通讯设备、精密仪器和医疗设备等对电能供应安全和质量有很高要求的领域，UPS电源已经成为保证设备正常运行的备用电源系统。

一、UPS的功能

UPS是不间断电源英文名称的缩写，是一种含有储能装置、以逆变器为主要组成部分、具有稳压、稳频、滤波、抗电磁和射频干扰、防电压峰谷浪涌等功能的用电设备电源保护系统。其主要功能是在正常、异常和供电中断的情况下，向重要用电设备及系统提供安全可靠、稳定不间断，不受倒闸操作影响的交流电源。

二、UPS的分类

1、按工作方式分类

UPS按工作方式可分为后备式、在线式和在线互动式三大类。

1）后备式

后备式UPS在市电正常时，直接由市电向负载供电，当市电超出其工作范围或停电时，通过转换开关转换为电池逆变供电。其特点是结构简单，体积小，成本低，但输入电压范围窄，输出电压稳定精度差，有切换时间，且输出波形一般为方波。

2）在线式

在线式UPS在市电正常时，由市电进行整流提供直流电压给逆变器工作，由逆变器向负载提供交流电；在市电异常时，逆变器由电池提供能量，逆变器始终处于工作状态，保证无间断输出。其特点是有极宽的输入电压范围，无切换时间，且输出电压稳定精度高，特别适合对电源要求高的场合，但成本较高。

3）在线互动式

在线互动式UPS在市电正常时，直接由市电向负载供电；当市电电压偏低或偏高时，通过UPS内部稳压线路稳压后输出；当市电异常或停电时，通过转换开关转为电池逆变供电。其特点是有较宽的输入电压范围，噪音低，体积小，但同样存在切换时间。

2、按容量大小分类

1）小容量：3kVA以下。

2）中小容量：3～10kVA。

3）中大容量：10kVA。

3、按输入/输出方式分类

1）单相输入/单相输出；

2）三相输入/单相输出；

3）三相输入/三相输出。

三、UPS的组成部分

UPS由整流器、逆变器、隔离变压器、静态开关、手动旁路开关等设备组成。

1、整流装置

整流器又称充电器，接线方式有三相全控桥式整流和三相半控桥式整流。

1）输入变压器

用来改变交流电源输入电压的大小，给整流器一个合适的电压值。

2）整流器

有三个二极管和三个可控硅组成三相全波半控桥式整流电路，调整导通角和通电时间可得到理想的直流输出电压。

3）输出过滤器

由一个电感线圈和一组电容组成的L型过滤器，用来减小整流器输出的波纹系数。

4）控制板

通过比较给定值，调整可控硅的导通角，使整流器输出电压正常。

2、逆变器

1）输入回路

提供稳定的直流电源。

2）功率开关

其交替反极性导通将直流电源转换成功率很大的方波。

3）振荡器

是逆变器的核心，发出一定频率的导通脉冲去控制功率开关电路。

4）输出回路

由恒压变压器及滤波电容组成，其作用是滤去功率开关输出方波中的高次谐波，使输出波形近似于正弦波并保持输出电压的恒定。

四、UPS的运行方式

UPS系统为单相两线制系统，输入电源为三相交流或直流，输出电源为单相交流。

1、正常运行方式

市电正常时，市电经滤波回路转换为直流电，对电池充电以备电力中断时使用。后备式和在线互动式直接由市电向负载供电，在线式则是经整流回路转换为直流电作为逆变器的输入，再经过逆变器的转换提供电力为负载使用；当市电电压过低或过高、瞬间突变等影响设备正常运转时，在线互动式通过UPS内部稳压线路稳压后输出。

2、电池工作方式

市电发生异常或停电时，逆变器将储存于电池中的直流电转换为交流电，持续提供电力供给负载继续使用，达到不断电的功能。

3、旁路运行方式

在线式UPS超载、旁路命令、逆变器过热或机器故障时，UPS一般将逆变输出转为旁路输出，即由市电直接供电。

4、旁路维护方式

UPS检修时，通过手动旁路保证负载设备的正常供电；检修完成后，重新启动UPS， UPS转为正常运行。

五、在线式UPS工作原理

在线式UPS在正常工作状态下，由厂用电源输入交流，经整流器整流滤波为直流再送入逆变器，变为稳频稳压的工频电流，经静态开关向负荷供电。当UPS交流输入电源因故中断或整流器发生故障时，逆变器由蓄电池组供电，仍可做到毫无间断地继续向负荷提供优质可靠的交流电。如果逆变器发生故障，还可自动切换至旁路备用电源供电。当负载启动电流太大，UPS也可自动切换至旁路电源供电，启动过程结束后再自动恢复由UPS供电。

如下图，供电电源为三路，其中两路交流电源来自厂用保安段，这两路电源可经静态开关自动切换，或经手动旁路开关手动切换。第三路来自直流屏，用蓄电池组供电，经隔离二极管到逆变器，三路电源配合使用。