簡介
不間斷電源（UPS）是将蓄電池(多為鉛酸免維護蓄電池)與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路将直流電轉換成市電的系統設備，主要用于給單台計算機、計算機網絡系統或其他電力電子設備如電磁閥、壓力變送器等提供穩定、不間斷的電力供應。
不間斷電源廣泛應用于：礦山、航天、工業、通訊、國防、醫院、計算機業務終端、網絡服務器、網絡設備、數據存儲設備、應急照明系統、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、核電站、消防安全報警系統、無線通訊系統、程控交換機、移動通訊、太陽能儲存能量轉換設備、控制設備及其緊急保護系統、個人計算機等領域。
工作原理
1、當市電正常時，輸入繼電器RY2閉合，經升壓電感L9，橋堆REC1，升壓開關管Q14，二極管D10，D11組成的AC/DC升壓功率因數修正電路，産生逆變器工作所需的兩個直流電壓土DCBUS（C13,C12），再經逆變器Q13，Q12将DCBUS直流轉換為交流，經L1，C2濾波，輸出繼電器RY1上端閉合，輸出交流供給負載。
2、當市電中斷時，電池所儲存的能量經直流變換器(DC-DC)Q4，Q6，Q10，Q11升壓開關管，TX1升壓變壓器，及後級整流濾波電路，轉換為兩個直流電壓土DCBUS電壓(C13,C12)作為逆變器輸入，再經DC/AC逆變後輸出交流以維系輸出不間斷。
3、當UPS異常時，輸入市電經輸入繼電器RY2閉合，輸出繼電器RY1下端閉合，直接經旁路輸出給負載。
運行模式
1、系統正常運行模式
此系統運行模式為市電輸入，經整流器将交流市電轉為純淨、無突波、無雜訊的直流電源，提供逆變器使用，而逆變器會将直流電源再轉為比市電更穩定的交流電源輸出，經靜态開關再輸出至負載，此時系統為INVERTER電源供應負載。
2、内部旁路運行模式
此系統運行模式為當逆變器發生異常，如機内溫度過高、或輸出負載過載，超過系統逆變器所能負荷的範圍時，DSP會自動将系統由逆變器模式切換到内部旁路運行模式，以防止系統損壞，此時輸入由第二電源經旁路回路，靜态開關模塊輸出至負載，此時為旁路電源供應負載。
3、系統電池供電運行模式
此系統運行模式為無市電輸入時，系統由電池經逆變器，經靜态開關至輸出負載，此時為電池電源供電，使得交流輸出不會中斷。使用電池供電時，其供電時間因電池數量與負載量大小而有所不同，故建議如果市電中斷時，請盡快做資料的存貯與正常的關機程序。
4、系統手動維修旁路運行模式
此系統運行模式為當系統需進行維護，而負載供電又不可中斷時使用。手動閉合手動維修旁路開關，市電經由手動維修開關輸出至負載，此時負載的電源為市電電源供應。此一系統運行模式為專業維護人員方可操作，可用來對UPS系統進行維護、清潔及保養。
5、系統緊急關機模式
此系統運行模式為無任何電源輸出，此操作模式必須在UPS确定為緊急狀況時才可啟動，否則當此功能被啟動時，UPS将被關閉，并導緻無任何輸出電壓。
功能作用
随着計算機應用系統對電源的要求越來越高UPS日益受到重視，并逐漸發展成為一種具有穩壓、穩頻、濾波、抗電磁和射頻幹擾、防電壓沖浪等功能的電力保護系統，尤其是在電網的線路及供電質量不太高、抗幹擾的技術落後，同時計算機系統對電源的要求又比較高的情況下，UPS的作用就顯得更加明顯。
UPS的保護作用首先表現在對市電電源進行穩壓，UPS的輸入電壓範圍比較寬，一般情況是從170V到250V，而輸出電源的質量是相當高的，後備式的UPS輸出電壓在5%~8%，輸出頻率穩定在1Hz；如圖1，在線式UPS輸出電壓穩定在3%以内，輸出頻率穩定在0.5Hz。
分類
UPS根據新标準IEC（國際電工委員會）按其結構和運行原理分為以下3類：
1、被動後備式UPS電源
指逆變器并聯連接在市電與負載之間僅簡單地作為備用電源使用。此種UPS電源，在市電正常時，負載完全而且是直接地市電供電，逆變器不做任何電能變換，蓄電池由獨立的充電器供電；當市電不正常時，負載完全由逆變器提供電能。
被動後備式UPS具有結構簡單、價格最廉等優點，運用于某些非重要的負載使用，如家用計算機等。但市電斷電時，繼電器将逆變器切換至負載，切換時間較長，一般需幾個毫秒的間斷，所以稍微重要的計算機設備不應選用被動後備式UPS電源。
2、在線互動式UPS電源
指逆變器并聯連接在市電與負載之間，起後備電源作用，同時逆變器作為充電器給蓄電池充電。通過逆變器的可逆運行方式，與市電相互作用，因此被稱為互動式。
此種UPS電源，在市電正常時，負載由經改良後的市電供電，同時逆變器作為充電器給蓄電池充電，此時逆變器起AC/DC變換器的作用；而當市電故障時，負載完全由逆變器供電，此時，逆變器起DC/AC變換器的作用。
在線互動式UPS具有結構較簡單、實施方便、且易于并聯、便于維護和維修、效率高、運行費用低、整機可靠性高等優點，性能滿足某些負載要求，特别适用于網絡中某些計算機設備采用分布式供電的系統。
此種電源缺點是穩壓性能不高，尤其動态響應速度低，其次抗幹擾能力不強，電路會産生諧波幹擾和調制幹擾。
3、雙變換式UPS電源
指逆變器串聯連接在交流輸入與負載之間，電源通過逆變器連續地向負載供電。此種UPS電源其供電方式如下：市電正常時，市電經過整流器、逆變器向負載供電；市電不正常時，由蓄電器經逆變器向負載供電。
雙變換式UPS是UPS電源的主流産品，具有性能好、電壓穩定度與頻率穩定度高、功能強、具有熱備份連接和并聯冗餘聯結的功能等優點，其不足之處是當容量少于10kVA以下，其整機效率不高，一般在85%左右。
技術指标
新型UPS中的逆變器大多采用了PWM技術，同時采用了石英晶體振蕩控制逆變器的頻率，通過電壓負反饋電路确保輸出電壓的穩定，它具有開關電源的一系列優點，通過精确調整脈沖寬度，保證功率穩定輸出，同時．開關電源技術的應用，也使其自身損耗大大降低。
主要技術指标如下：
1、額定輸出功率和最大輸出功率；
2、切換時間；
3、輸出電壓穩定度，參考值±0.5%~±2%；
4、輸出頻率穩定度，參考值±0.01%~±0.5%；
5、輸出波形純正(正弦波輸出)，電壓畸變小于1%，不存在潛波失真的問題；
6、效率高、損耗低。參考指标高于90%；
7、無故障工作時間。
由于微處理器監控技術和先進的IGBT驅動型SPWM等高技術的采用，目前的UPS已達到了極高的可靠性水平，對于大型UPS電源來講，其單機的年均無故障工作時間（MTBF）已超過20萬小時；如果采用雙總線輸出的多機“冗餘”型UPS供電系統，其MTBF甚至可達1000萬小時數量級。
發展特點
1、UPS采用模塊化在線并機擴容功能。
目前多數大功率段的UPS均已經具備冗餘并機功能，UPS内部多模塊冗餘并聯運行、甚至多台UPS組成的系統冗餘運行技術，在并聯運行中，當單一模塊或單機發生故障時，其功能則自動轉由冗餘單元承擔，大大提高了UPS供電系統的可靠性。
2、高效率、高可靠性。提高UPS自身能效，優化負載效率曲線，降低輸入電流諧波，提高功率因數。
3、UPS的數字化、智能化。
4、UPS的綠色、節能、環保。節能環保已成為UPS産品技術創新的指導原則。對UPS而言，輸入功率因數的高低表明其吸收電網有功功率的能力及對電網影響的程度。
注意事項
因為其逆變器和蓄電池工作的特殊性，UPS電源的安裝和使用須有一套嚴格、科學的操作規程，才能提高工作穩定性，減少設備故障率，真正地做到設備供電不間斷。
1、UPS電源的安裝環境應避免陽光直射，并留有足夠的通風空間，保持工作環境的溫度不高于25℃。如果工作環境溫度超過25℃，每溫升增加10℃，電池的壽命就會縮短一半左右。
2、不宜在UPS電源的輸出端使用大功率可控矽負載、可控矽橋式整流或半波整流型負載，此類負載易造成逆變器末級驅動晶體管被燒毀。
3、嚴格按照正确的開機、關機順序進行操作，避免因負載突然增加或突然減少時，UPS電源的電壓輸出波動大，從而使UPS電源無法正常工作。
4、禁止頻繁地關閉和開啟UPS電源，一般要求在關閉UPS電源後，至少等待30秒鐘後才能開啟UPS電源。因為造成中小型UPS電源高發故障的原因是：用戶頻繁的開機或關機，UPS電源帶負載進行逆變器供電和旁路供電切換期。
5、實踐證明：對于絕大多數UPS電源而言，将其負載控制在50%~60%額定輸出功率範圍内是最佳工作方式。禁止超負載使用，廠家建議：UPS電源的最大啟動負載最好控制在80%之内，如果超載使用，在逆變狀态下，時常會擊穿逆變三極管。不宜過度輕載運行，這種情況容易因為電池放電電流過小造成電池失效。
6、定期對UPS電源進行維護工作：觀察工作指示燈狀态、除塵，測量蓄電池電壓，更換不合格電池，檢查風扇運轉情況及檢測調節UPS的系統參數等。
7、UPS電源比較适合于帶微電容性負載，不适合于帶電感性負載，如空調、電動機、電鑽、風機等。如果UPS電源負載為電阻性或電感性負載時，必須酌情減小其負載量以免超載運行。
