不間斷電源（UPS）是一種集數字和模拟電路、自動控制逆變器玉免維護存儲、以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻于一體的儲能裝置。UPS是能夠提供持續、穩定、不間斷的電源供應的重要外部設備。

UPS的功能

UPS主要用于計算機、計算機網絡系統設備或者其他電力電子設備提供不間斷的電力供應。

當市電輸入正常時，UPS将市電電壓穩定後供應給末端的負載使用，此時UPS就是一台交流市電穩壓器，有淨化市電的作用，同時還可以通過UPS的整流器（整流器：整流器是一個整流裝置，簡單的說就是将交流（AC）轉化為直流（DC）的裝置）轉化後給電池充電。

當市電出現異常、市電突然斷電時，UPS立即将電池的儲存電能通過逆變器将直流轉化為交流給末端負載供電；使用戶有充裕的時間采取應對措施。

總之，UPS主要有兩個主要功能：第一，将交流電（AC）變成直流電(DC)，經濾波後供給負載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時又起到一個充電器的作用。

UPS的基本構造

從UPS構造上來講，主要是由：濾波器、整流器、逆變器、開關、旁路等組成。

濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路。濾波器可以對電源線中特定頻率的頻段或該頻段以外的頻率進行有效濾除，得到一個特定頻率的電源信号，或消除一個特定頻率後的電源信号。

整流器是把交流電轉化成直流電的裝置，整流器可以由真空管，引燃管，固态矽半導體二極管，汞弧等制成。相反，一套把直流電轉換成交流電的裝置，則稱為“逆變器”。

整流器主要有兩個功能：第一，将交流電（AC）變成直流電(DC)，經濾波後供給負載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時又起到一個充電器的作用。

逆變器是把直流電能（電池、蓄電瓶）轉變成定頻定壓或調頻調壓交流電（一般為220V,50Hz正弦波）的轉換器。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。

逆變器是一種DC to AC的變壓器，它其實與轉化器是一種電壓逆變的過程。轉換器是将電網的交流電壓轉變為穩定的12V直流輸出，而逆變器是将Adapter輸出的12V直流電壓轉變為高頻的高壓交流電；兩個部分同樣都采用了用得比較多的脈寬調制（PWM）技術。

逆變器在工作時其本身也要消耗一部分電力，因此，它的輸入功率要大于它的輸出功率。逆變器的效率即是逆變器輸出功率與輸入功率之比，即逆變器效率為輸出功率比上輸入功率。

按照源流性質，逆變器可以分為有源逆變器和無源逆變器。

有源逆變器：是使電流電路中的電流，在交流側與電網連接而不直接接入負載的逆變器。

無源逆變器：使電流電路中的電流，在交流側不與電網連接而直接接入負載（即把直流電逆變為某一頻率或可調頻率的交流電供給負載）的逆變器。

UPS開關是指UPS靜态開關在發生故障時切斷電源輸出，做到逆變器輸出和市電旁路輸出間的無間斷切換。

UPS旁路是輸入輸出之間的一個電路通路，通路中不是簡單的一條直通導線，中間可能串聯了空開、接觸器、電子開關(如雙向并聯的可控矽組成的靜态開關)及簡單的濾波裝置等。對UPS而言，旁路有兩種，一種是内部旁路，或曰電子旁路、靜态旁路、自動旁路，當UPS出現故障或工作條件有問題時，系統會自動轉到内部旁路，也可通過人為操作來轉内部旁路；另一種是外部旁路，或曰維修維護旁路，在系統需要維修維護時，市電經過它臨時給負載供電，負載不受UPS保護。

UPS電源設計旁路輸入的目的也是為了給電力電子設備提供不間斷的電力供應。設計旁路的作用是：市電正常情況下，UPS電源的負載過重時或者UPS電源主機故障時，UPS會自動跳到旁路繼續給電力電子設備提供電力供應。同時UPS也設計了維修旁路，UPS主機故障時可将UPS切換到維修旁路，可以維修UPS的同時給電力電子設備提供不間斷的電力供應。

按照工作原理，UPS分為後背式UPS、在線式UPS、在線互動式UPS。

1. 後備式UPS具有自動穩壓、斷電保護等UPS中最基礎的也是最重要的功能；後備式UPS在市電正常時直接由市電向末端負載供電，當市電超出工作範疇或者停電時，通過轉換開關轉化為電池以便供電。

特點：機構簡單，體積小，成本低，但是輸入電壓範圍窄，輸出電壓穩定精确度差，有切換時間，且輸出波形一般為準方波。

後備式的UPS一半有10ms左右的轉換時間，逆變輸出的交流電時方波而非正弦波，但是由于結構簡單因而價格便宜。

1. 在線式UPS是在市電正常時，有市電進行蒸餾提供直流電壓給逆變器工作，有逆變器向負載提供交流電；在市電異常時，逆變器由電池提供能量，逆變器始終處于工作狀态，保證不間斷輸出。

在線式UPS結構變焦簡單，但是性能完善，能夠解決所有電源問題，其顯著特點是能夠持續不間斷的輸出處境的正弦波交流電，解決電源尖峰、浪湧、頻率漂移等問題。由于需要較大的投資，通常應用在關鍵設備與網絡中心等對電力要求苛刻的環境中。

1. 在線互動式UPS是在市電正常是直接由市電直接向末端負載提供電源，當時點偏高或者偏低不穩定時，通過UPS内部穩壓線路穩定後輸出；當市電異常或者停電時，通過轉換開關轉化為電池供電。

在線互動式UPS的特點是有較寬的輸入電壓範圍，噪聲低、體積小，但是同樣存在UPS的切換時間，後備式的UPS一半有10ms左右的轉換時間，而在線互動式UPS的轉換時間較短，在線互動式UPS的轉換時間西小于4ms。

UPS的作用

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。在市電正常時，UPS電源相當于交流市電穩壓器；同時市電對蓄電池進行充電，此時也相當于充電器。在市電突然掉電的情況下，UPS自動切換到蓄電池供電，使計算機維持正常工作，保護軟硬件不受損害。