UPS不間斷電源或不間斷電源是一種連續(xù)供電系統(tǒng)，當(dāng)輸入電源或市電出現(xiàn)故障時，它可以自動向負(fù)載提供備用電力。UPS與傳統(tǒng)的輔助/應(yīng)急電源系統(tǒng)或備用發(fā)電機(jī)的不同之處在于:它將通過切換到電池組、超級電容器或飛輪中存儲的能量來提供近乎瞬時的輸入電源中斷保護(hù)。大多數(shù) UPS 的電池運(yùn)行時間相對較短（僅幾分鐘），但足以為啟動備用電源或正確關(guān)閉受保護(hù)設(shè)備“贏得時間”。幾乎所有 UPS 還包含集成浪涌保護(hù)功能，以保護(hù)輸出設(shè)備免受電壓尖峰的影響。

UPS 通常用于保護(hù)計算機(jī)、數(shù)據(jù)中心、電信設(shè)備或其他電氣設(shè)備等硬件，在這些設(shè)備中，意外斷電可能會導(dǎo)致人身傷害、死亡、嚴(yán)重業(yè)務(wù)中斷或數(shù)據(jù)丟失。UPS 裝置的尺寸范圍廣泛，從設(shè)計用于保護(hù)沒有視頻監(jiān)視器的單臺計算機(jī)到為整個數(shù)據(jù)中心或建筑物供電的大型裝置。

一、常見的電源問題：

任何 UPS 的主要作用都是在輸入電源出現(xiàn)故障時提供短期電力。然而，大多數(shù) UPS 裝置也能夠不同程度地糾正常見的市電問題：

1．電壓尖峰或持續(xù)過壓；

2．輸入電壓瞬時或持續(xù)降低；

3．電壓暫降；

4．噪聲，定義為高頻瞬變或振蕩，通常由附近的設(shè)備注入線路中；

5．市電頻率不穩(wěn)定；

6．諧波失真，定義為與線路上預(yù)期的理想正弦波 形的偏離。

一些 UPS 設(shè)備制造商根據(jù)其解決的電源相關(guān)問題的數(shù)量對其產(chǎn)品進(jìn)行分類。

UPS 裝置還可能會帶來電力質(zhì)量問題。為防止這種情況發(fā)生，選擇 UPS 時不僅應(yīng)根據(jù)容量，還應(yīng)根據(jù)所供電設(shè)備所需的電源質(zhì)量來選擇。

二、UPS不間斷電源類型及特點(diǎn)：

現(xiàn)代 UPS 系統(tǒng)的三大類是在線式、在線互動式和備用式：

在線式UPS：在線式UPS采用“雙轉(zhuǎn)換”方法，接受交流輸入，整流為直流電通過可充電電池（或電池組），然后逆變回220 V/380V交流電為受保護(hù)設(shè)備供電。

在線互動式UPS：在線互動式 UPS 使逆變器保持在線狀態(tài)，并在斷電時將電池的直流電流路徑從正常充電模式重定向到供電模式。

備用式UPS：在備用（“離線”）系統(tǒng)中，負(fù)載直接由輸入電源供電，并且僅當(dāng)市電出現(xiàn)故障時才調(diào)用備用電源電路。

大多數(shù)低于 1千伏安(1 kVA)的 UPS屬于在線互動式或備用式，通常價格較便宜。

對于大型電源裝置，有時會使用動態(tài)不間斷電源 (DUPS)。同步電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)通過扼流圈連接到電源上。能量儲存在飛輪中。當(dāng)主電源出現(xiàn)故障時，只要飛輪的能量沒有耗盡，渦流調(diào)節(jié)就會維持負(fù)載的功率。DUPS 有時與柴油發(fā)電機(jī)組合或集成，在短暫延遲后打開，形成柴油旋轉(zhuǎn)不間斷電源(DRUPS)。

1．備用式UPS不間斷電源：

離線/備用 UPS不間斷電源僅提供最基本的功能，提供浪涌保護(hù)和電池備份。受保護(hù)的設(shè)備通常直接連接到輸入市電。當(dāng)輸入電壓低于或高于預(yù)定水平時，UPS 會打開其內(nèi)部 DC-AC 逆變器電路，該電路由內(nèi)部蓄電池供電。然后，UPS 將所連接的設(shè)備機(jī)械地切換至其 DC-AC 逆變器輸出。切換時間可長達(dá) 25 毫秒，具體取決于備用 UPS 檢測市電電壓丟失所需的時間。UPS 旨在為某些設(shè)備（例如個人計算機(jī)）供電，而不會對該設(shè)備 造成任何令人討厭的電壓下降或斷電。

2．在線互動式UPS不間斷電源：

在線互動式 UPS不間斷電源的運(yùn)行方式與備用 UPS 類似，但增加了多抽頭可變電壓自耦變壓器。這是一種特殊類型的變壓器，可以添加或減少供電線圈，從而增加或減少變壓器的磁場和輸出電壓。這也可以通過與自耦變壓器不同的降壓-升壓變壓器來執(zhí)行，因?yàn)榍罢呖梢越泳€以提供電流隔離。

這種類型的 UPS 能夠承受連續(xù)的欠壓斷電和過壓浪涌，而不會消耗有限的備用電池電量。相反，它通過自動選擇自耦變壓器上的不同電源抽頭來進(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)設(shè)計的不同，更換自耦變壓器抽頭可能會導(dǎo)致非常短暫的輸出功率中斷，這可能會導(dǎo)致配備斷電警報的 UPS 短暫“鳴叫”。

即使在最便宜的 UPS 中，這種方法也很流行，因?yàn)樗昧艘寻慕M件。用于在線路電壓和電池電壓之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的主 50/60 Hz 變壓器需要提供兩種略有不同的匝數(shù)比：第一個用于將電池輸出電壓（通常是 12 V 的倍數(shù)）轉(zhuǎn)換為線路電壓，第二個用于將將線路電壓調(diào)整為稍高的電池充電電壓（例如 14 V 的倍數(shù)）。兩個電壓之間的差異是因?yàn)闉殡姵爻潆娦枰隽侩妷海?12 V 電池充電高達(dá) 13-14 V）。此外，在變壓器的線電壓側(cè)進(jìn)行切換更容易，因?yàn)樵搨?cè)的電流較低。

為了獲得降壓/升壓功能，所需要的只是兩個獨(dú)立的開關(guān)，以便交流輸入可以連接到兩個初級抽頭之一，而負(fù)載連接到另一個，從而使用主變壓器的初級繞組作為自耦變壓器。在“降壓”過壓時，電池仍然可以充電，但在“升壓”欠壓時，變壓器輸出太低，無法為電池充電。

自耦變壓器可以設(shè)計為覆蓋各種不同的輸入電壓，但這需要更多的抽頭并增加復(fù)雜性以及 UPS 的費(fèi)用。對于 120 V 電源，自耦變壓器通常僅覆蓋約 90 V 至 140 V 的范圍，如果電壓遠(yuǎn)高于或低于該范圍，則切換到電池。

在低電壓條件下，UPS 將使用比正常情況更多的電流，因此它可能需要比正常設(shè)備更高電流的電路。例如，要在 120 V 電壓下為 1000 W 設(shè)備供電，UPS 將消耗 8.33 A 電流。如果發(fā)生掉電且電壓降至 100 V，則 UPS 將消耗 10 A 電流進(jìn)行補(bǔ)償。這也反向作用，因此在過壓情況下，UPS 將需要更少的電流。

3．在線/雙重轉(zhuǎn)換UPS不間斷電源：

在在線式雙轉(zhuǎn)換UPS不間斷電源中，電池始終連接到逆變器，因此不需要電源轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)發(fā)生斷電時，整流器就會從電路中斷開，而電池則保持電力穩(wěn)定不變。當(dāng)電源恢復(fù)時，整流器恢復(fù)承載大部分負(fù)載并開始對電池充電，但充電電流可能會受到限制，以防止大功率整流器損壞電池。在線 UPS 的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠在輸入市電和敏感電子設(shè)備之間提供“電氣防火墻”。

在線式UPS非常適合需要電氣隔離的環(huán)境或?qū)﹄娫床▌臃浅Ｃ舾械脑O(shè)備。[7]雖然它曾經(jīng)被保留用于 10 kW 或以上的大型裝置，但技術(shù)的進(jìn)步現(xiàn)在使其能夠作為一種常見的消費(fèi)設(shè)備提供，提供 500 W 或更低的功率。當(dāng)電力環(huán)境“嘈雜”時，當(dāng)市電電壓驟降、斷電和其他異常頻繁時，當(dāng)需要保護(hù)敏感 IT 設(shè)備負(fù)載時，或者當(dāng)需要長時間運(yùn)行的備用發(fā)電機(jī)運(yùn)行時，在線 UPS 可能是必要的。

在線式 UPS 的基本技術(shù)與備用或在線互動式 UPS 相同。然而，它的成本通常要高得多，因?yàn)樗哂懈箅娏鞯慕涣鞯街绷麟姵爻潆娖?整流器，并且整流器和逆變器設(shè)計為通過改進(jìn)的冷卻系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。由于整流器直接驅(qū)動逆變器，即使在使用正常交流電流供電時， 它也被稱為雙轉(zhuǎn)換UPS。

在線 UPS 通常具有靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān) (STS)，以提高可靠性。