UPS电源系统的五大核心部分：主路、旁路、电池等电源输入电路介绍

UPS即不间断电源(Uninterruptible Power Supply)，是一种含有储能装置的不间断电源。主要用于给部分对电源稳定性要求较高的设备，提供不间断的电源。 [1]当市电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用，此时的UPS就是一台交流式电稳压器，同时它还向机内电池充电;当市电中断(事故停电)时， UPS 立即将电池的直流电能，通过逆变器切换转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。UPS 设备通常对电压过高或电压过低都能提供保护。

不间断电源(UPS)是将蓄电池(多为铅酸免维护蓄电池)与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。它主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备如电磁阀、压力变送器等提供稳定、不间断的电力供应，保证这些设备仪器的不间断运行，防止计算机数据丢失、电话通信网络中断或仪器失去控制。 [2]不间断电源广泛应用于：矿山、航天、工业、通讯、国防、医院、计算机业务终端、网络服务器、网络设备、数据存储设备、应急照明系统、铁路、航运、交通、电厂、变电站、核电站、消防安全报警系统、无线通讯系统、程控交换机、移动通讯、太阳能储存能量转换设备、控制设备及其紧急保护系统、个人计算机等领域。

UPS，即不间断电源，是一种能够利用电池化学能作为后备能量的能量转换装置。在市电断电等电网故障的情况下，它能够不间断地为用户设备提供(交流)电能。UPS广泛应用于单台计算机、计算机网络系统以及电磁阀、压力变送器等电力电子设备的稳定、不间断电力供应中。

从基本应用原理上讲，UPS是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。1)整流器：整流器是一个整流装置，简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能：第一，将交流电(AC)变成直流电(DC)，经滤波后供给负载，或者供给逆变器;第二，给蓄电池提供充电电压。因此，它同时又起到一个充电器的作用;2)蓄电池：蓄电池是UPS用来作为储存电能的装置，它由若干个电池串联而成，其容量大小决定了其维持放电(供电)的时间。其主要功能是：1当市电正常时，将电能转换成化学能储存在电池内部。2当市电故障时，将化学能转换成电能提供给逆变器或负载;3)逆变器：逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成;4)静态开关：静态开关又称静止开关，它是一种无触点开关，是用两个可控硅(SCR)反向并联组成的一种交流开关，其闭合和断开由逻辑控制器控制。分为转换型和并机型两种。转换型开关主要用于两路电源供电的系统，其作用是实现从一路到另一路的自动切换;并机型开关主要用于并联逆变器与市电或多台逆变器。

UPS按工作原理分成后备式、在线式与在线互动式三大类。其中，我们最常用的是后备式UPS，它具备了自动稳压、断电保护等UPS最基础也最重要的功能，虽然一般有10ms左右的转换时间，逆变输出的交流电是方波而非正弦波，但由于结构简单而具有价格便宜，可靠性高等优点，因此广泛应用于微机、外设、POS机等领域。在线式UPS结构较复杂，但性能完善，能解决所有电源问题，其显著特点是能够持续零中断地输出纯净正弦波交流电，能够解决尖峰、浪涌、频率漂移等全部的电源问题;由于需要较大的投资，通常应用在关键设备与网络中心等对电力要求苛刻的环境中。在线互动式UPS，同后备式相比较，在线互动式具有滤波功能，抗市电干扰能力很强，转换时间小于4ms，逆变输出为模拟正弦波，所以能配备服务器、路由器等网络设备，或者用在电力环境较恶劣的地区。

UPS电源系统由五大核心部分组成：主路、旁路、电池等电源输入电路，负责AC/DC变换的整流器(REC)，执行DC/AC变换的逆变器(INV)，以及切换逆变和旁路输出的电路，再加上蓄能电池。其工作原理如下：在市电供应正常的情况下，UPS会先将市电进行稳压处理，然后提供给负载使用。此时，UPS相当于一台高效的交流式电稳压器，同时还会为机内电池充电。然而，一旦市电中断(例如事故停电)，UPS会立即启动其电池的直流电能，通过逆变器的快速切换转换，继续向负载提供稳定的220V交流电。这样，负载设备就能维持其正常运转，同时得到保护，避免因电压波动而导致的软硬件损坏。此外，UPS设备通常还具备对电压过高或过低的保护功能。

电力供应的稳定性对于市电电网而言至关重要。然而，在实际运行过程中，电源的波动和不稳往往会成为潜在的风险因素。这些风险不仅可能影响电力设备的正常运行，还可能导致更严重的后果，如设备损坏、数据丢失等。因此，对于市电电网而言，确保电源的稳定性和可靠性是至关重要的。数据丢失、通信中断以及商机延误，这些直接损失可能以每分钟高达5000至100000元的速度累积。同时，设备停运、仪表失灵以及手术中断等间接经济损失则难以精确计算。电源污染主要表现包括瞬态尖峰、电源浪涌和高压脉冲，这些都会对服务器、路由器、磁盘阵列等关键设备造成硬件损坏。同时，谐波污染、线间噪声和频率漂移会导致网络传输误码率显著上升，严重影响数据传输速度。为了应对这些挑战，UPS系统具备四大关键功能。

1、不停电功能——确保电网停电时设备持续供电

2、交流稳压功能——平稳应对网压剧烈波动，保障设备稳定运行

3、净化功能——有效清除电网与电源中的污染，保护设备免受损害

4、管理功能——简化交流动力的维护流程，提升管理效率

UPS，即不间断电源，是一种至关重要的储能设备，专门为那些对电源稳定性要求极高的设备而设计。其核心作用是在电网电压出现波动或中断时，确保这些关键设备能够持续、稳定地运行。正因如此，UPS已成为医院、银行及数据管理等诸多领域不可或缺的后备电源，为电网电压中断时的设备运行提供了坚实的保障。在市电输入正常的情况下，UPS电源将市电进行稳压处理，然后提供给负载使用。此时，UPS电源发挥着交流式电稳压器的作用，同时还会对机内电池进行充电。然而，一旦市电中断(例如事故停电)，UPS电源会立即启动备用机制，将电池中的直流电能通过逆变器进行转换，从而向负载持续提供220V的交流电。这样，负载能够维持其正常工作状态，同时得到保护，避免软硬件受到损害。此外，UPS设备通常还具备对电压过高或过低的保护功能。

在市电供应中断的情况下，UPS电源会迅速切换至备用模式。它利用逆变器将机内电池中的直流电能转换为220V的交流电，以确保负载能够持续稳定地工作。这种转换过程高效且迅速，使得负载在市电中断时仍能维持其正常运作，同时得到有效的保护，避免因电力波动而导致的软硬件损坏。此外，UPS设备还具备对电压过高或过低的自动保护功能，进一步增强了其使用的安全性。

UPS电源在电力系统中扮演着至关重要的角色，主要体现在三个方面。首先，它能够提供稳定的电力输出，确保负载在市电不稳定或中断时仍能持续工作。其次，UPS电源通过其高效的转换效率，能够降低能源浪费，提高电力使用效率。最后，UPS电源还具备过载保护、短路保护等多重安全功能，确保电力系统的稳定与安全。

UPS电源具有出色的稳压能力。高端的UPS设备会在供应给负载之前，将市电进行稳压处理，类似于一台高效的交流市电稳压器。在市电出现中断时，UPS会迅速将机内电池的电能通过逆变器转化为稳定的220V电流，持续为负载供电。

然而，低端的UPS设备通常仅将市电直接输送给负载，并不具备交流稳压功能。尽管如此，在市电中断时，它们同样能将机内电池的电能转化为稳定的220V电流以维持负载的供电。但值得注意的是，这类UPS对市电的稳压效果并不理想，对逆变交流的稳压效果则相对较好。此外，UPS电源还分为在线式和后备式两种类型。一般家用电脑配备的多为后备式UPS电源，它属于备用电源的一种。这类UPS电源带有稳压部分，采用继电器换挡稳压方式，但稳压效果并不理想，因此不能被视为专业的稳压器。