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(shí)，它可以自動(dòng)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(guò)切換到電池組、超級(jí)電容器或飛輪中存儲(chǔ)的能量來(lái)提供近乎瞬時(shí)的輸入電源中斷保護(hù)。大多數(shù) UPS 的電池運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較短（僅幾分鐘），但足以為啟動(dòng)備用電源或正確關(guān)閉受保護(hù)設(shè)備“贏得時(shí)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(jì)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(huì)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(jì)用于保護(hù)沒(méi)有視頻監(jiān)視器的單臺(tái)計(jì)算機(jī)到為整個(gè)數(shù)據(jù)中心或建筑物供電的大型裝置。

一、常見(jiàn)的電源問(wèn)題：

任何 UPS 的主要作用都是在輸入電源出現(xiàn)故障時(shí)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(jiàn)的市電問(wèn)題：

1．電壓尖峰或持續(xù)過(guò)壓；

2．輸入電壓瞬時(shí)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(xiàn)路中；

5．市電頻率不穩(wěn)定；

6．諧波失真，定義為與線(xiàn)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(wèn)題的數(shù)量對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行分類(lèi)。

UPS 裝置還可能會(huì)帶來(lái)電力質(zhì)量問(wèn)題。為防止這種情況發(fā)生，選擇 UPS 時(shí)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(lái)選擇。

二、UPS不間斷電源類(lèi)型及特點(diǎn)：

現(xiàn)代 UPS 系統(tǒng)的三大類(lèi)是在線(xiàn)式、在線(xiàn)互動(dòng)式和備用式：

在線(xiàn)式UPS：在線(xiàn)式UPS采用“雙轉(zhuǎn)換”方法，接受交流輸入，整流為直流電通過(guò)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(xiàn)互動(dòng)式UPS：在線(xiàn)互動(dòng)式 UPS 使逆變器保持在線(xiàn)狀態(tài)，并在斷電時(shí)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(xiàn)”）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(shí)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(xiàn)互動(dòng)式或備用式，通常價(jià)格較便宜。

對(duì)于大型電源裝置，有時(shí)會(huì)使用動(dòng)態(tài)不間斷電源 (DUPS)。同步電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)通過(guò)扼流圈連接到電源上。能量?jī)?chǔ)存在飛輪中。當(dāng)主電源出現(xiàn)故障時(shí)，只要飛輪的能量沒(méi)有耗盡，渦流調(diào)節(jié)就會(huì)維持負(fù)載的功率。DUPS 有時(shí)與柴油發(fā)電機(jī)組合或集成，在短暫延遲后打開(kāi)，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(xiàn)/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(shí)，UPS 會(huì)打開(kāi)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(shí)間可長(zhǎng)達(dá) 25 毫秒，具體取決于備用 UPS 檢測(cè)市電電壓丟失所需的時(shí)間。UPS 旨在為某些設(shè)備（例如個(gè)人計(jì)算機(jī)）供電，而不會(huì)對(duì)該設(shè)備 造成任何令人討厭的電壓下降或斷電。

2．在線(xiàn)互動(dòng)式UPS不間斷電源：

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

這種類(lèi)型的 UPS 能夠承受連續(xù)的欠壓斷電和過(guò)壓浪涌，而不會(huì)消耗有限的備用電池電量。相反，它通過(guò)自動(dòng)選擇自耦變壓器上的不同電源抽頭來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)設(shè)計(jì)的不同，更換自耦變壓器抽頭可能會(huì)導(dǎo)致非常短暫的輸出功率中斷，這可能會(huì)導(dǎo)致配備斷電警報(bào)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(xiàn)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(gè)用于將電池輸出電壓（通常是 12 V 的倍數(shù)）轉(zhuǎn)換為線(xiàn)路電壓，第二個(gè)用于將將線(xiàn)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(gè)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(xiàn)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(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)，以便交流輸入可以連接到兩個(gè)初級(jí)抽頭之一，而負(fù)載連接到另一個(gè)，從而使用主變壓器的初級(jí)繞組作為自耦變壓器。在“降壓”過(guò)壓時(shí)，電池仍然可以充電，但在“升壓”欠壓時(shí)，變壓器輸出太低，無(wú)法為電池充電。

自耦變壓器可以設(shè)計(jì)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(duì)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(guò)壓情況下，UPS 將需要更少的電流。

3．在線(xiàn)/雙重轉(zhuǎn)換UPS不間斷電源：

在在線(xiàn)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(kāi)關(guān)。當(dāng)發(fā)生斷電時(shí)，整流器就會(huì)從電路中斷開(kāi)，而電池則保持電力穩(wěn)定不變。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，整流器恢復(fù)承載大部分負(fù)載并開(kāi)始對(duì)電池充電，但充電電流可能會(huì)受到限制，以防止大功率整流器損壞電池。在線(xiàn) 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(xiàn)式UPS非常適合需要電氣隔離的環(huán)境或?qū)﹄娫床▌?dòng)非常敏感的設(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(jiàn)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(shí)，當(dāng)市電電壓驟降、斷電和其他異常頻繁時(shí)，當(dāng)需要保護(hù)敏感 IT 設(shè)備負(fù)載時(shí)，或者當(dāng)需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的備用發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，在線(xiàn) UPS 可能是必要的。

在線(xiàn)式 UPS 的基本技術(shù)與備用或在線(xiàn)互動(dòng)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(jì)為通過(guò)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(dòng)逆變器，即使在使用正常交流電流供電時(shí)， 它也被稱(chēng)為雙轉(zhuǎn)換UPS。

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