UPS不間斷電源或不間斷電源是一種連續供電系統，當輸入電源或市電出現故障時，它可以自動向負載提供備用電力。UPS與傳統的輔助/應急電源系統或備用發電機的不同之處在于: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。大多數 UPS 的電池運行時間相對較短（僅幾分鐘），但足以為啟動備用電源或正確關閉受保護設備“贏得時間”。幾乎所有 UPS 還包含集成浪涌保護功能，以保護輸出設備免受電壓尖峰的影響。

UPS 通常用于保護計算機、數據中心、電信設備或其他電氣設備等硬件，在這些設備中，意外斷電可能會導致人身傷害、死亡、嚴重業務中斷或數據丟失。UPS 裝置的尺寸范圍廣泛，從設計用于保護沒有視頻監視器的單臺計算機到為整個數據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故障時提供短期電力。然而，大多數 UPS 裝置也能夠不同程度地糾正常見的市電問題：

1．電壓尖峰或持續過壓；

2．輸入電壓瞬時或持續降低；

3．電壓暫降；

4．噪聲，定義為高頻瞬變或振蕩，通常由附近的設備注入線路中；

5．市電頻率不穩定；

6．諧波失真，定義為與線路上預期的理想正弦波 形的偏離。

一些 UPS 設備制造商根據其解決的電源相關問題的數量對其產品進行分類。

UPS 裝置還可能會帶來電力質量問題。為防止這種情況發生，選擇 UPS 時不僅應根據容量，還應根據所供電設備所需的電源質量來選擇。

二、UPS不間斷電源類型及特點：

現代 UPS 系統的三大類是在線式、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交流電為受保護設備供電。

在線互動式UPS：在線互動式 UPS 使逆變器保持在線狀態，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”）系統中，負載直接由輸入電源供電，并且僅當市電出現故障時才調用備用電源電路。

大多數低于 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，有時會使用動態不間斷電源 (DUPS)。同步電機/交流發電機通過扼流圈連接到電源上。能量儲存在飛輪中。當主電源出現故障時，只要飛輪的能量沒有耗盡，渦流調節就會維持負載的功率。DUPS 有時與柴油發電機組合或集成，在短暫延遲后打開，形成柴油旋轉不間斷電源(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，提供浪涌保護和電池備份。受保護的設備通常直接連接到輸入市電。當輸入電壓低于或高于預定水平時，UPS 會打開其內部 DC-AC 逆變器電路，該電路由內部蓄電池供電。然后，UPS 將所連接的設備機械地切換至其 DC-AC 逆變器輸出。切換時間可長達 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 旨在為某些設備（例如個人計算機）供電，而不會對該設備 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-升壓變壓器來執行，因為前者可以接線以提供電流隔離。

這種類型的 UPS 能夠承受連續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行補償。根據設計的不同，更換自耦變壓器抽頭可能會導致非常短暫的輸出功率中斷，這可能會導致配備斷電警報的 UPS 短暫“鳴叫”。

即使在最便宜的 UPS 中，這種方法也很流行，因為它利用了已包含的組件。用于在線路電壓和電池電壓之間進行轉換的主 50/60 Hz 變壓器需要提供兩種略有不同的匝數比：第一個用于將電池輸出電壓（通常是 12 V 的倍數）轉換為線路電壓，第二個用于將將線路電壓調整為稍高的電池充電電壓（例如 14 V 的倍數）。兩個電壓之間的差異是因為為電池充電需要增量電壓（為 12 V 電池充電高達 13-14 V）。此外，在變壓器的線電壓側進行切換更容易，因為該側的電流較低。

為了獲得降壓/升壓功能，所需要的只是兩個獨立的開關，以便交流輸入可以連接到兩個初級抽頭之一，而負載連接到另一個，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雜性以及 UPS 的費用。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備更高電流的電路。例如，要在 120 V 電壓下為 1000 W 設備供電，UPS 將消耗 8.33 A 電流。如果發生掉電且電壓降至 100 V，則 UPS 將消耗 10 A 電流進行補償。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/雙重轉換UPS不間斷電源：

在在線式雙轉換UPS不間斷電源中，電池始終連接到逆變器，因此不需要電源轉換開關。當發生斷電時，整流器就會從電路中斷開，而電池則保持電力穩定不變。當電源恢復時，整流器恢復承載大部分負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 的主要優點是能夠在輸入市電和敏感電子設備之間提供“電氣防火墻”。

在線式UPS非常適合需要電氣隔離的環境或對電源波動非常敏感的設備。[7]雖然它曾經被保留用于 10 kW 或以上的大型裝置，但技術的進步現在使其能夠作為一種常見的消費設備提供，提供 500 W 或更低的功率。當電力環境“嘈雜”時，當市電電壓驟降、斷電和其他異常頻繁時，當需要保護敏感 IT 設備負載時，或者當需要長時間運行的備用發電機運行時，在線 UPS 可能是必要的。

在線式 UPS 的基本技術與備用或在線互動式 UPS 相同。然而，它的成本通常要高得多，因為它具有更大電流的交流到直流電池充電器/整流器，并且整流器和逆變器設計為通過改進的冷卻系統連續運行。由于整流器直接驅動逆變器，即使在使用正常交流電流供電時， 它也被稱為雙轉換UPS。

在線 UPS 通常具有靜態轉換開關 (STS)，以提高可靠性。