一、概述
UPS（Uninterruptible Power System ）即为“不间断电源”。是一种含储能装置，以整流器、逆变器为主要组成部分，为变电站内监控系统、自动化仪表、远方通信系统等设备提供恒压恒频的不间断电源。
（1）作为重要设备的交流供电电源，防止市电突然断电而影响正常工作，给设备造成损害；
（2）消除市电中的电涌、瞬间高/低电压、电线噪声和频率偏移等“电源污染”，改善电源质量，为计算机等提供高质量的电源。
二、UPS 分类
UPS作为计算机的重要外设，已从最初的提供后备时间单一功能发展到今天的提供后备时间及改善电网质量的双重功能，在保护计算机数据，改善电网质量，防止停电和电网污染对用户造成危害等方面起着很重要的作用。目前，市场上的UPS品牌种类繁多，但可从电路主结构、后备时间、输入输出方式、输出波形和输出容量等五方面对其进行分类，其中从电路主结构进行分类是现行最被接受的。
（一）、从电路主结构分
后备式
早期的后备式 UPS 在市电供电正常时，市电直接通过交流旁路和转换开关供电于负载，交流旁路相当于一条导线，逆变器不工作，此时供电效率高但质量差。在近年的后备式UPS往往在交流旁路上配置了交流稳压电路和滤波电路加以改善。当市电异常(市电电压、频率超出后备式 UPS 允许的输入范围或市电中断)时，后备式 UPS 通过转换开关切换到电池状态，逆变器进入工作状态，此时输出波形为交流正弦波或方波。后备式UPS存在切换时间，一般为4毫秒~10毫秒，但对一般的计算机设备的工作不会造成影响。由于后备式 UPS 工作时输出波形大都为方波，供电质量相对较差，只适用于要求不高的场合，并且功率一般都较小，多在2000瓦以下。但后备式UPS产品有着价格优势，比较便宜，适合于小型办公企业和家庭用户使用。
在线互动式
在线互动式 UPS是界于后备式和在线式工作方式之间的UPS设备，它集中了后备式 UPS 效率高和在线式 UPS供电质量高的优点。在线互动式 UPS的逆变器一直处于工作状态，具有双向功能，即在输入市电正常时，UPS的逆变器处于反向工作给电池组充电，起充电器的作用;在市电异常时逆变器立刻投入逆变工作，将电池组的直流电压转换为交流正弦波输出。在线互动式UPS也有转换时间，比后备式 UPS短，保护功能较强。采用了铁磁谐波变压器，在市电供电时具有较好的稳压功能。由于充电逆变器共用一个模块，在给电池充电时，由逆变器产生的高频成份很难滤掉，充电效果不是非常令人满意，故不适合作长延时的UPS。在线互动式UPS价格远远低于在线式UPS，只比后备式 UPS价格稍高，因此也是一种适合小型办公或家庭使用的UPS。
在线式
在线式 UPS 电源一般采用双变换模式。当市电正常时，在线式 UPS 输入交流电压，通过充电电路不断对电池进行充电，同时ACDC电路将交流电压转换为直流电压，然后通过脉冲宽度调制技术(PWM)由逆变器再将直流电压逆变成交流正弦波电压供给负载，起到无级稳压的作用:而当市电中断时，后备电池开始工作，此时电池的电压通过逆变器变换成交流正弦波或方波供给负载，因此无论是市电供电正常时，还是市电中断由电池逆变供电期间，逆变器始终处于工作状态，这就从根本上消除了来自电网的电压波动和干扰对负载的影响，真正实现了对负载的无干扰、稳压、稳频以及零转换时间。在线式 UPS的这种特点，使它比较适合于用外加电池或加装优质发电机的方法，改装成长时间不间断供电系统。在线式 UPS输出多为正弦波，电压及频率稳定，所以它多被用在供电质量要求很高的场所。
双逆变电压补偿在线式
双逆变电压补偿技术也称为Delta技术，是目前国际上最领先的技术。它成功地将交流稳压技术中的电压补偿原理运用到 UPS 的主电路中，当市电存在时，两组逆变器只对输入电压与输出电压的差值进行调整和补偿，逆变器承担的最大功率仅为输出功率的20%，所以功率强度很小，功率余量大，这就增强了 UPS的输出能力和过载能力，不再对负载电流波峰系数予以限制，可从容地对付冲击性负载不再对负载功率因数进行限制，输出有功功率可以等于标定的KVA值。总而言之，Delta 技术的运用，不仅弥补了原来在线式的不足，还使得许多主要指标有了新的突破。
（二）从后备时间分
标准机
UPS 配备有内置的电池组，则称为标准机。由于受UPS体积和重量的限制，标准机局限于中、小功率的 UPS。标准机一般是配置小容量的电池，所以后备时间不长。现行的标准机大多采用7AM12V的电池，功率越大的UPS，一般所用电池的节数也增加，如1KVA在线式的UPS用3节7AM/12V的电池，3KVA的用8节，6KVA的用20节。其实电池的使用个数根本上决定于电池的规格和UPS的充电电压，因为大功率 UPS的充电电压比功率的 UPS 的充电电压要大，对于同一规格的蓄电池，自然使用的电池节数就要增多。
长效机
UPS需外接电池组的，则称为长效机。长效机包括从小功率到大功率的UPS。长效机有着很大的机动性，用户可以根据自己所需后备时间的长短来确定采用何种容量的电池。关于UPS的后备时间与蓄电池容量的计算可以根据以下的公式来确定:
1.常用公式:
后备时间(分钟)=(UPS电池容量(Ah)xUPS电池电压(V)x0.7)/UPS负载功率(W)其中，0.7是一个经验系数，用于考虑UPS的效率损失和电池放电曲线。
2.另一种公式(适用于12V电池):
后备时间(小时)=12V电池容量x电池个数/(额定功率x0.8)
（三）、按输入输出方式分
单相输入/单相输出
三相输入/单相输出
三相输入/三相输出
小功率的 UPS 都采用单相输入/单相输出方式，而中、大功率的 UPS 多采用三相输入/单相输出和三相输入/三相输出。对于用户来说，三相供电其市电配电和负载配电比较容易，每一相都承当一部分的负载电流。
（四）、从输出波形分
正弦波
方波
输出波形为方波的 UPS不适合带感性负载，因为感性负载会使得方波产生瞬态尖波，从而给UPS和负载设备带来破坏。大多数后备式UPS的输出波形为方波
（五）、从输出容量分
1、微型(小于或等于1KVA)
2、小型(大于1KVA，小于或等于 5KVA)
3、中型(大于5KVA，小于或等于30KVA)
三、PPT课件
四、UPS的构成：
主要柜子：主机柜、旁路柜、馈线柜
主要原件：
1、整流器：将交流电转换为直流电，且当输入电压发生变化或负载电流发生变化时，整流器能提供给逆变器稳定的直流电源。整流器具有全自动限流特性，以防止输出电流超过安全的最大值，当限流元件故障时，其后备保护能使整流器跳闸。
2、逆变器：将整流器或由220V直流电源送来的直流转换成大功率、波形好的交流电源提供给负载。
3、静态切换开关：静态开关是一种固态自动切换开关，可进行先合后断操作，因而不会发生负载中断的情况，静态开关允许逆变器与备用电源同步，从而避免在负载切换期间出现相位跃变甚至相序逆转的情况。
4、旁路稳压变压器：旁路变压器由隔离变压器串联组成，当逆变器停止工作，负载由旁路电源供电时，实现电源与负载间的电气隔离。
5、闭锁二极管：利用二极管的单向导电特性，闭锁整流器至直流电源的反向导通。
6、手动旁路切换开关：手动旁路切换开关应为先合后断，它可将静态开关和逆变器完全旁路隔离，以便在安全和不间断向负载供电的条件下对UPS进行维护。
【关于UPS的主要负荷】
DCS电源、热控电源（压力、温度、风量、流量测点）、电调门电源、工程师站电源、操作员站电源、ECS通讯电源、DEH电源、ETS电源、网络间电源、火灾报警系统电源等
【关于UPS的运行模式】
（1）正常操作模式：
（2）停电模式：
当交流电源发生异常或整流器、电抗器故障时，蓄电池组提供直流电给逆变器，使交流输出不会有中断，进而达到保护负载的作用。
（3）备用电源模式：
当逆变器发生异常状况如逆变器保险丝熔断、短路等故障时，逆变器会自动切断以防止损坏，若此时旁路交流电源正常时，静态开关会将电源供应转为由旁路备用电源输出给负载使用。
（4）维护旁路模式：
当 UPS要进行维修或更换电池而且负载供电又不能中断时，可以先切断逆变器开关然后激活维修旁路开关，再将整流器和旁路开关切断。交流电源经由维护旁路开关继续供应交流电给负载，此时，维护人员可以安全地对UPS 进行维护。
五、【UPS 的选用原则】
选用 UPS时，首先要确定 UPS的类型，然后再查看UPS的具体技术指标，看看是否满足自己的需求。UPS 技术参数，包括输入电压范围、频率范围，输出电压稳定度、频率稳定度、超能力，电池的规格，UPS的转换时间，通讯界面等。了角其参数后，还要知其具体含义，下面就地些常用指标做详细说明。
输入电源情况,以 CPC品牌(赛贝思)NPIKVA为例,输入电压范围为140-285Vac,频率范围为50Hz±5%这表示当市电电压在 140-285Vac 之间时，负载所需的电力由市电提供，当市电电压在140-285V 范围之外时，UPS认为市电断电，自动转为电池供电。因此对于电力非常紧张的地区，市电电压比较低，甚至低于某一种 UPS 所允许的最低输入电压，则该 UPS就不宜在这些地区工作，以CPC(赛贝思)NP1KVA 为例，NPIKVA的频率范围是45-55HZ，表示当市电频率在45-55HZ之间时，负载所需的电力由市电提供，当输入市电频率在45-55HZ之外时，UPS转为电池供电。一般情况，市电频率不会超出这个范围，采用发电机发电的,频率可能不稳定，波动比较大,很可能超出 UPS 允许的输入频率范围,因此，在选择UPS和发电机时，一定要考虑两者频率的匹配性。
电池的技术指标，以CPC(赛贝思)NPIKVA为例为例，直流电压为36V，电池为松下(或CPC)密闭免加水电池12V/7AHx3，备用时间 7/17分钟(满载/半载)。如果要延长其备用时间，可以加大电池的容量或电池的组数(注意:必须选用长效机型)，标准备用时间的长短要考虑带负载的大小，一般 UPS 给了两参数时间，一个是满载参数，一个是半载参数。
以上是从 UPS的技术指标初步确定 UPS的选用，下面将从 UPS 的电路技术来讨论 UPS 的选用原
UPS 技术中最关键的是逆变技术，而逆变技术的核心部件是功率器件，UPS 功率器件最开始采用是可控硅，由于可控硅不能实现自关断，因此就需另外的电感电容元件来实现可控硅的关断，这样就加大了 UPS 的体积，而且其动态性能也不理想。后来有了品体管，但在 UPS 中必须并联使用，因而受到了限制，MOS器件的问世解决了这一矛盾，不过 MOS 管不容易做到高电压、大电流，其饱和压降比晶体管高，因而元器件发热又成了新问题。CPC(赛贝思)NP系列UPS采用了IGBT管，IGBT管因其融合了品体管和 MOS 管的优点，从而使 UPS 的变换技术向前迈进了一大步，因此，在确定购买UPS时，要注意UPS采用什么功率器件。
还有一个问题就是逆变器的工作方式，是采用高频工作，还是低频工作方式。频率器件如采用晶体管，采用的相应工作方式为工频，但工频方式有不可避免的缺点，需要很大的工频变压器，嗓音大效率低、体积庞大、笨重。功率器件采用了MOSFET管和IGBT管，相应工作方式是高频方式，这样UPS 的体积、重量、噪音大大减小，效率也得到了很大的提高，主要的是故障率较工频方式小，而且给维护带来了很大方便。
在选购 UPS 时，还应特别注意的是输入功率因数，UPS 现在都是采用开关电源电源技术，开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点，但开关电源并非完美无缺，因为其输入部分是交流整流后采用纯电容滤波，交流输入波形是在交流输入电压峰值附近很窄的电流脉冲，这会使电流谐波成分很大，功率因数低，给电网造成污染。因此，1982年，国际电工委员会制定了EC555-2标准，目的在于静化电网，防止干扰。其核心是限制设备输入电流的谐波值。要限制输入电流的谐波值，最根本的办法是使设备输入电流波形与输入电压波形一致，实现这一点非常困难，一般要求功率因素大于0.95，尽量减少输入电流的谐波干扰。
