不間斷電源，也稱為UPS備用電源、UPS或UPS電源/UPS不間斷電源，是一種在輸入電源（通常是市電）發(fā)生故障時為負(fù)載提供應(yīng)急電源的電氣設(shè)備。

UPS電源與輔助或應(yīng)急電源系統(tǒng)或備用發(fā)電機(jī)的不同之處在于，它將通過一個或多個連接的電池和相關(guān)電子電路（適用于低功率用戶）和/或發(fā)電機(jī)和飛輪（適用于高功率用戶）提供瞬時或近乎瞬時的輸入電源中斷保護(hù)。大多數(shù)不間斷電源的電池供電運(yùn)行時間相對較短（對于較小的設(shè)備，通常為5-15分鐘），但足以留出時間使輔助電源聯(lián)機(jī)或正確關(guān)閉受保護(hù)的設(shè)備。

雖然不僅限于保護(hù)任何特定類型的設(shè)備，但UPS電源通常用于保護(hù)計算機(jī)、數(shù)據(jù)中心、電信設(shè)備或其他電氣設(shè)備，在這些設(shè)備中，意外的電源中斷可能會導(dǎo)致受傷、死亡、嚴(yán)重的業(yè)務(wù)中斷或數(shù)據(jù)丟失。UPS不間斷電源系統(tǒng)的功率容量范圍很廣，從設(shè)計用于保護(hù)沒有視頻監(jiān)視器的單臺計算機(jī)（額定電壓約為200VA）到為整個數(shù)據(jù)中心（>1MVA）、建筑物（>300kVA）或制造過程供電的大型裝置。

一、UPS電源分類及特點(diǎn)：

現(xiàn)代UPS不間斷電源系統(tǒng)分為三大類：在線、在線交互或備用/離線。

1．備用/離線式UPS電源：負(fù)載直接由輸入電源供電，并且僅在市電發(fā)生故障時調(diào)用備用電源電路。大多數(shù)低于1kVA的UPS電源屬于在線交互式或備用類型，通常更便宜。

2．在線交互式UPS電源：保持逆變器在線，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。

3．在線式UPS不間斷電源（在線雙轉(zhuǎn)換）：使用“雙轉(zhuǎn)換”方法，接受交流輸入，整流為直流電以通過可充電電池（或電池組），然后反轉(zhuǎn)回220V/380V交流電為受保護(hù)的設(shè)備供電。

對于大型功率單元，有時會使用動態(tài)不間斷電源。同步電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)通過扼流圈連接到電源上，將電能儲存在電池中。當(dāng)主電源發(fā)生故障時，渦流調(diào)節(jié)器將保持負(fù)載的電源。DUPS有時與柴油發(fā)電機(jī)[需要澄清]組合或集成，形成柴油旋轉(zhuǎn)不間斷電源（DRUPS）。

近年來，人們開發(fā)了一種燃料電池UPS，使用氫氣和燃料電池作為電源，有可能在狹小空間內(nèi)提供較長的運(yùn)行時間。

二、不同類型UPS不間斷電源系統(tǒng)工作原理：

1．備用/離線UPS電源：

備用/離線UPS電源系統(tǒng)（SPS），僅提供最基本的備用電源功能，當(dāng)輸入電網(wǎng)供電中斷時，SPS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，SPS以機(jī)械方式將連接的設(shè)備切換到其DC-AC逆變器輸出。切換時間可能長達(dá)25毫秒，具體取決于備用UPS電源檢測到丟失的電網(wǎng)電壓所需的時間。備用UPS電源一般用于對電力供電連續(xù)性不高的環(huán)境和設(shè)備。

2．在線互動式UPS不間斷電源：

這種類型的UPS電源能夠承受持續(xù)的欠壓掉電和過壓浪涌，而不會消耗有限的備用電池電量。相反，它通過在自耦變壓器上自動選擇不同的電源抽頭來進(jìn)行補(bǔ)償。更改自耦變壓器抽頭會導(dǎo)致非常短暫的輸出功率中斷，因此UPS可能會發(fā)出片刻的啁啾聲，因為它在更換選定的電源抽頭之前會短暫切換到電池。

即使在最便宜的UPS電源中，這也變得很流行，因為它利用了已經(jīng)包含的組件。用于在線路電壓和電池電壓之間轉(zhuǎn)換的主50/60Hz變壓器需要提供兩個略有不同的匝數(shù)比：一個用于將電池輸出電壓（通常為12V的倍數(shù)）轉(zhuǎn)換為線路電壓，另一個用于將線路電壓轉(zhuǎn)換為略高的電池充電電壓（例如14V的倍數(shù)）。此外，由于變壓器的線電壓側(cè)電流較低，因此更容易在變壓器的線路電壓側(cè)進(jìn)行切換。

要獲得降壓/升壓功能，只需兩個獨(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，從而將主變壓器的初級繞組用作自耦變壓器。請注意，電池仍然可以在“降壓”過壓時充電，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，并增加了UPS電源的復(fù)雜性和費(fèi)用。對于120V電源，自耦變壓器通常僅覆蓋約90V至140V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，互動式UPS電源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，要以120伏特為1000瓦的設(shè)備供電，UPS將消耗8.32安培的電流。如果發(fā)生斷電并且電壓降至100伏，UPS將消耗10安培的電流進(jìn)行補(bǔ)償。這也可以反向工作，因此在過壓情況下，UPS需要的電流更少。

3．在線雙轉(zhuǎn)換式UPS不間斷電源：

在線式UPS不間斷電源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。雖然以前曾用于10kW或更高的超大型裝置，但技術(shù)的進(jìn)步使其現(xiàn)在可用作500瓦或更低的普通消費(fèi)設(shè)備。在線雙轉(zhuǎn)換UPS不間斷電源通常價格昂貴，但當(dāng)電力環(huán)境“嘈雜”時（例如在工業(yè)環(huán)境中）、對于較大的設(shè)備負(fù)載（如數(shù)據(jù)中心）或需要從長時間運(yùn)行的備用發(fā)電機(jī)運(yùn)行時，可能需要在線雙轉(zhuǎn)換UPS不間斷電源。

在線雙轉(zhuǎn)換UPS不間斷電源的基本技術(shù)與備用或在線互動式UPS電源相同。然而，它的成本通常要高得多，因為它具有大電流的AC-DC電池充電器/整流器，并且整流器和逆變器設(shè)計為在改進(jìn)的冷卻系統(tǒng)下連續(xù)運(yùn)行。它被稱為雙轉(zhuǎn)換UPS不間斷電源，因為整流器直接驅(qū)動逆變器，即使使用正常的交流電流供電也是如此。

在在線式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)生功率損失時，整流器簡單地從電路中掉出來，電池保持功率穩(wěn)定和不變。當(dāng)電源恢復(fù)時，整流器恢復(fù)承載大部分負(fù)載并開始為電池充電，但充電電流可能會受到限制，以防止大功率整流器使電池過熱并沸騰電解液。

在線式UPS不間電源的主要優(yōu)點(diǎn)是它能夠在輸入的市電和敏感的電子設(shè)備之間提供電氣防火墻。備用UPS電源和在線互動式UPS電源僅過濾輸入市電，而雙轉(zhuǎn)換UPS不間斷電源則提供一層絕緣層，防止電能質(zhì)量問題。它允許控制輸出電壓和頻率，而不受輸入電壓和頻率的影響。

第二個主要優(yōu)點(diǎn)是在線UPS不間斷電源中的內(nèi)置旁路電路，它可以確保在UPS電源主機(jī)或電池出現(xiàn)任何問題時，只要有主電源，負(fù)載就會被供電。旁路可以是自動的，也可以是手動和自動的組合。