UPS的作用：
    解决公共电网存在的问题：
    a. 实现双路电源的不间断相互切换。
    b. 隔离作用：将瞬间间断、谐波、电压波动、频率波动及电压噪声等电网干扰阻挡在负载之前。
    c. 电压变换/稳压作用。
    d. 频率变换/稳频作用。
    e. 提供一定的后备时间。
公共电网存在的问题：
    a．网噪声（毛刺、浪涌电压－由感性负载突然切断引起）器件耐压受到威胁。
    b．电压波动（高电压、低电压）负载启停引起。
    c．频率波动
    d．谐波干扰：非线性负载引起波型畸变。
    e．间断<300ms 断电，局部短路引起。
    f．停电>300ms 断电，电网故障。
UPS分类：
    a．后备式： 大部分时间工作在旁路状态，有争换时间，对浪涌、尖峰、毛刺、频率漂移等瞬间市电故障不具备保护功能，通常用于PC等不太重要的场合。
    b．三端口式： 铁磁谐波变压器，初级电压变压时，次级电压基本不变；逆变器始终工作，没有切换时间；输出频率不稳定，与电网频率一致，当频率超限时，尽管没有停电，也由电池放电；由于充电逆变器共用一个模块，所以由逆变器产生的高频成份很难滤掉，大大降低了电池寿命；带非线性负载能力差，输出波型畸变大；没有手动维修旁路，不能带电维修。
    C．在线式：
    稳压、稳频、不间断
    电池提供后备时间
    发电机提供长延时
    旁路提高可靠性，随负载的瞬时过载或短路
    单相入，单相出
    三相入，单相出
    三相入，三相出
主要组成部份：
　 整流充电器：把市电或油机的交流电能变为直流电能，为逆变器和电池提供能量，其性能的优劣直接影响UPS的输入指标。
　 可控硅整流器：输出容量大，可靠性高，工作频率低，滤波器体积大，噪声大，适应输入电压小，适用于大功率UPS。
　 二极管＋IGBT：工作频率高，具有功率因数校正功能，滤波器体积小，噪声低，可靠性高，适用于中小功率UPS。
逆变器：把市电油变换后的直流电能或电池的直流电能转换为稳压稳频的交流电能，其性能的优劣直接影响UPS的输出性能指标。
IGBT 逆变器：工作频率高，滤波器体积小，噪声低，可靠性高，工作频率20KHZ。
　 旁路开关：提高UPS系统工作的可靠性，承受负载的瞬时过载或短路。IGBT过载能力有限，当过载时转到旁路，市电内阻小，可允许充分大电流，提供足够的时间，使过载部分跳闸，使其他负载继续供电。
   1）静态：可控硅――转换时无间断，损耗大；
2）动态：接触器――转换时有间断，损耗小。
　 电池：为UPS提供一定的后备时间。
　 在线式UPS经过AC/DC、DC/AC双重转换后xx排除了市电的各种干扰。在大型的数据网络中心和其他关键性用电领域里，都应该选择在线式UPS。
UPS基本工作状态：
    a．市电正常
    b．市电停电或超限
    c．市电恢复正常
    d．过载或故障
    e．维修维护
UPS设计原则：
    a．增强可靠性，平均无故障时间MTBF
    b．增强性能
    c．满足国际标准
    d．减少体积
    e．降低成本
    f．提高产量
UPS并联冗余方式的选择：
    一、热备份（即串联冗余）
    UPS热备份即UPS串联冗余，有主机和从机之分。其基本原理是：主机正常时{bfb}地承担负载电流，故障时由从机提供后备电源。由于备用UPS是在主机旁路处在等待工作状态，故称为热备份。
    缺点：
    1．主机静态开关发生故障时，将可能中断整个系统供电，出现瓶颈故障。
    2．在市电故障，市电超限时，因为UPS封锁旁路，所以主、从机无法切换，造成热备份失效。
    3．备机长期处于备用状态，电池也长期处于浮充状态，影响电池寿命。
    4．目前尚无一个简单的方式实现"互为热备份"。
    二、并联冗余
    并联冗余是将多于两台同型号、同功率的UPS，通过并机柜、并机模块或并机板，把输出端并接而成。目的是为了共同分担负载功率，其基本原理是：正常情况下，两台UPS均由逆变器输出，平分负载和电流，当一台UPS故障时，由剩下的一台UPS承担全部负载。三机并联也是常用的一种方式，比如对于60KVA的负载，我们可以考虑三台30KVA并联，即使一台UPS出现故障，另两台UPS仍然可以承担全部负载，此为N+1并联冗余。并联冗余的本质，是UPS均分负载。

    要实现并联冗余，必须解决以下技术问题：
    1．各UPS逆变器输出波形保持同相位、同频率；
    2．各UPS逆变器输出电压一致；
    3．各UPS必须均分负载；
    4．UPS故障时能快速脱机。
    并联冗余的缺点：
    1．由于要求功率均分，因而调试困难。有些品牌UPS要在满负载运行时调节功率均分。另外：输入、输出线长、线径都是影响均分的因素。
    2．并机柜系统如发生故障，将中断整个系统供电（瓶颈故障）。
  
    并联冗余技术的要点说明：
    大功率UPS相位跟踪在±3°，两台UPS并联有可能在相位上相差6°，造成电压差，sin6°=30V，因而在输出端会造成很大的环流，就有可能使逆变器因过载而烧毁。另外，UPS机内各种元件电参数的微小差异也会导致输出电压的差异，同样可以导致环流。目前，世界上并机技术较好的公司可将环流控制在2- 4%。
选购UPS时应注意的问题：
由于数字通讯网络的应用以及计算机与广播电视设备之间的技术兼容，电力保护系统的配套使用就成为了能否为关键设备提供{jd1}安全保护的重要因素。根据多年的市场经验，在选购UPS电源时，应注意以下几个问题：
    一．如何确定UPS功率？
    许多用户在确定UPS功率时，往往与负载的功率相同或略大。由于资金的困扰和对UPS不甚了解，往往从目前机房设备的容量去选择UPS的功率。实际上这样选择是不明智的。我们建议用户从以下几个方面来确定所选择的UPS功率。
    1．UPS作为基础供电设备，最重要的是可靠性。一般而言，功率大些的UPS的MTBF（平均无故障时间）要远远高于小功率UPS的MTBF。5KVA和10KVA的MTBF高达32万小时，这是2KVA，3KVA的UPS所望尘莫及的。因此，从可靠性考虑应选择功率大一些的UPS。
    2．高性能的UPS 在负载20％时，其效率已超过90％，不会有更大的能源损耗。
    3．从增容角度考虑，我们建议一次投资，一次到位。大功率UPS的正常使用一般在5年乃至10年时间，随着综合业务的增加，负载功率增加是必然的。功率一次到位，从长远看可减少重复投资。
    4．如无特殊行业标准要求，我们建议按如下方案考虑：
    （1）UPS功率是负载的两倍。
    （2）后备满载供电时间不少于30分钟。
    二．如何选择长延时UPS？
    长延时UPS由许多部分构成，如UPS主机，充电器，电池，开关，电池柜（架）。各个部分选择不当，都有可能增加长延时系统的故障概率。以下几方面 内容应重点考虑。

    1．应{sx}在线式UPS，在线式UPS其逆变器可以长时间工作。功率器件的容量和散热在产品设计时有充分的保障。后备式，三端口式的UPS逆变器长时间工作能力较差，其原因是在产品设计时只考虑UPS短时间的后备工作状态，无论是功率器件还是散热器都是低标准的，不宜作为长延时UPS主机选择。
    2．大功率UPS采用超长时间后备电池供电弊大于利。有些用户选择UPS时只追求后备供电时间，要求4小时、8小时甚至十几小时，却忽略了整个电源系统的可靠性和经济性。这是因为：
    （1）大功率UPS一旦后备时间超长，必然要使用上百只电池供电形成多组电池的串联和并联使用。每只电池对整个系统而言均为一个故障单元。一旦一只电池损坏，一组电池很快损坏。时间越长故障单元越多，系统可靠性降低。具统计UPS系统的故障80%来自电池。
    （2）后备时间越长，购买电池所用资金比重越大。以60KVA UPS为例，8小时电池所用资金是整套设备的50%，而电池是易耗品，3~5年必须更换，造成资金浪费。
UPS与电网干扰：
在公共电网上存在着各种形式的干扰。除了供电中断可以明显察觉外，绝大多数干扰都是不容易察觉的。然而，正是这种不易察觉的干扰对正常运行的电器电子设备存在着严重的威胁。如：雷电在电网上感应的干扰可使瞬间电压高达二万伏以上，将电网上的用电设备烧毁。高次谐波在零线上的干扰会严重影响高频通讯设备的工作，使数字电路误动作，从而导致通讯中断，系统数据丢失等严重后果。
    为了克服电网干扰对用电设备的破坏，目前广泛采用UPS为敏感的用电设备供电。如何xx形形色色的干扰对用电设备造成的影响，为用电设备提供高可靠性，高质量的纯净的电源，是各UPS厂商面对的问题。一套功能完善的UPS可以{zd0}限度地xx来自电网上的各类干扰。
    然而，UPS做为一种电子设备，在为所保护的负载提供纯净的电源的同时，自身又会产生新的干扰源，从而二次污染电网，对周边的用电设备产生新的干扰。
如何xxUPS自身产生的干扰，为用户提供纯净的电源的同时，又不污染电网是本文要讨论的题目。
UPS的基本工作流程是：将交流电进行整流AC/DC变换成直流电源后，再进行DC/AC逆变变换将直流电再转换为交流电供负载使用，通过二次转换后基本上xx了来自电网的各种干扰。
    与此同时，UPS的整流器本身是非线性用电方式。输入功率因数一般在0。9左右。六脉冲整流器产生的输入电流谐波失真可达27％～34％，使电网受到了再次污染。UPS的逆变器和控制电路均工作在高频方式，尤其是逆变器的工作状态为高频、高压、大电流状态，其产生的射频辐射如无有效的治理措施将会对周边的电子设备尤其是对高频干扰敏感的设备如：以数字方式工作的网络设备；广播、通讯设备等造成严重的干扰。同时也会对UPS的控制系统产生影响。严重时会造成UPS失控，从而使整个系统瘫痪。因此，在选择UPS时既要考虑其滤除电网对负载的干扰的能力，更要考虑UPS自身的干扰问题。
    通常在线方式工作的UPS均能有效地滤除电网干扰对负载的影响。而要xxUPS自身的干扰则需UPS厂家在设计生产时从电路结构上进行解决。
   双重隔离的在线工作方式使其具有十分优良的稳压稳频抗干扰性能，IGBT整流器的输入电压范围可宽达＋25％（一般UPS为＋15％），在此范围内输出电压均稳定在额定值。从而彻底解决了输入电压过高或过低的问题。
    若输入电压超出此范围，则由UPS的电池供电，使输出电压仍保持在额定值，解决了电网故障及停电的问题。
    IGBT整流器的功率因数校正技术配合输入谐波滤波器及特殊的中线设计使得输入谐波失真低于10％，功率因数大于0。99（一般UPS谐波失真为27％～34％，功率因数为大于0。9）既xx了高次谐波的干扰，又防止新的电网污染的产生，可称其为绿色UPS，该项指标大大高于我国即将出台的电网污染限制等级（欧洲现行标准为>0。97）。
UPS与逆变器的比较：
    一：UPS与逆变器的区别。
    （一）UPS形式：
    1．UPS可工作在市电状态下由逆变器向负载供电。
    2．UPS具有旁路切换功能，逆变器故障时可切换到市电状态，继续保持供电。
    3．UPS可直接对一定容量的电池组进行充电，并对电池的状况进行监测。
    4．UPS作为一个完整独立的电源系统，包括整流器、充电器、逆变器、静态旁路开关、手动维修旁路开关及电池组。
    （二）逆变器形式:
    B 交流输出
    A 静态开关
    1．正常使用时仍为逆变器形式，静态开关置于A处，在逆变器故障时，静态开关置于B处，由市电或发电机电力供应至负载。
    2．此种形式之逆变器，适用于功率大约在5KVA至10KVA之间。

电网干扰浅析：
在公共电网上存在着各形式的干扰。除了供电中断可以明显察觉外，绝大多数干扰都是不容易察觉的。然而，正是这种不易察觉的干扰对正常运行的电器电子设备存在着严重的威胁。如：雷电在电网上感应的干扰可使瞬间电压高达二万伏以上，将电网上的用电设备烧毁。
    高次谐波在零线上的干扰会严重影响高频通讯设备的工作，使数字电路误操作，从而导致通讯中断，系统数据丢失等的严重后果。
    习惯上将电网干扰分为下述几种：
    一、低频干扰。
    A．过压：电压持续高于额定值的10％以上。
    B．久压：电压持续低于额定值的15％以下。
    C．断电：大于300ms的供电中断。
    D．间断：小于300ms供电中断。
    E．浪涌：电压高于额定值的10％以上，持续时间1至数个周期。
    F．频率漂移：频率偏移正常值的＋2％。
    二、高频干扰。
    A．尖峰：高于额定电压若干信，有时可高达数千伏，持续时间为毫秒级的短时过压。
    B．毛刺：高于额定电压若干倍，有时可高达上万伏，持续时间为微秒级的瞬时过压。
    C．高次谐波：由于负载的非线性引起的电网波形的畸变。
    D．低频干扰产生的主要原因为：
    大型电器的开、关机；电网负荷变化过大（超载或轻载）；负载短路等。
    高频干扰产生的主要原因为：
    由电网供电的非线性负载；高频工作方式的设备产生的辐射；雷电；电器设备开关机的瞬间等。如何xx形形色色的干扰对用电设备造成的影响，为用电设备提供高可靠性，高质量的纯净的电源，是各UPS厂商面对的问题。
    当前普遍的做法是：
    A．使UPS具有稳压、稳频功能，排除了电压过高、过低及频率漂移的影响。
    B．UPS自带电池组，解决了电网故障及停电的问题。
    C．使用谐波滤波器，有效地滤除高次谐波。
    D．使用射频干扰（RFI）滤波器，xx射频干扰。
    E．采用良好的屏蔽措施。
    IGBT整流器的功率因数校正技术配合输入谐波滤波器及特殊的中线设计使得输入谐波失真低于10％，功率因数大于0。99（一般UPS谐波失真为27％～34％，功率因数为大于0。9）既xx了高次谐波的干扰，又防止新的电网污染的产生，可称其为绿色UPS，该项指标大大高于我国即将出台的电网污染限制等级（欧洲现行标准为>0。97）。
电压补偿原理在UPS电路中的应用技术：
双逆变电路结构是当前各品牌型号的在线式UPS的主要电路结构形式，它们的优点是很明显的，可为负载提供优质的交流电源；并且可为负载提供全面的保护，特别是做为交流供电设备的常规电性能指标，例如输出电压稳定精度、频率稳定精度、负载动态响应、波形失真度、市电失压时的输出电压转换时间、双向抗干扰能力等，各项指标都能达到很高的水平。但是，由于它的功率传输机制，两个逆变器都要承担义务{bfb}的负载功率，这就决定了在对电网环境的适应能力、输出能力和可靠性方面必然存在着一定的局限性。就目前情况看，所有UPS厂商的研制生产者也正是针对这些局限性在不断改进提高他们的产品性能的。
    一、在线式UPS的局限性和改进措施
    1．因为{dy}逆变器（ACDC）多为整流或者可控整流电路，一般这种电路的输入功率因数只能达到0。8左右，而输入电流谐波高达25~30%，改为十二相整流并加强滤波措施后，也仅能略低于己于人10%。输入功率因数低，意味着输入无功电流大，输入谐波电流则干扰破坏电网。特别是大功率UPS，这两项指标的危害很大，形成所谓的电力公害，使由同一电网供电的变压器、电动机、电容器等产生附加谐波损耗、过热、加速绝缘材料的老化；引起异步电机转矩降低、振动加剧，噪声增大；引起继电器和自动装置误动作；高次谐波对通讯线路、测量仪器产生干扰；影响电能计量的精度等。所以，在线式UPS应把改善输入功率因数和减小输入电流谐波做为技术进步的重要项目之一，现已有不少厂家用功率因数校正技术改造AC/DC逆变器，可使输入功率因数提高到目前为止0。99。
    2．输出能力是UPS的一项重要指标，在线式UPS在这方面的性能指标和改进措施有以下几方面：
    a．输出电流峰值系数：计算机一类的负载电流是脉冲状态的，其峰值是有效值的数倍，对高频开关的逆变器而言，相当于周期性的进入过负载状态;由于UPS输出能力的限制，一般双逆变器在线式UPS为3:1，众多UPS厂商一直在努力提高这个指标，在逆变器电路和元器件选用上下功夫，已经有一些品牌的UPS把这项指标提高到了解情况5：1，虽然仍旧是一种限制，但毕竟是接近负载的实际情况了，这对提高在线式UPS的可靠性是有益的
    b．输出电流浪涌系数：UPS在接入负载的瞬间，负载电流呈现出严重的过冲状态，其峰值可能是正常值的数倍乃至十几倍，过渡时间也较长，有的长达几百毫秒，对UPS的逆变器形成严重的过载威胁，由于逆变器输出能力的局限性，不得不在启动时首先转旁路供电，待负载电流过渡过到正常值后，再由旁路供电转回为逆变器供电，这个过程明显地表现出UPS输出能力的不足，是亟待改进的性能之一。
    c．输出功率因数：输出功率因数指标是对UPS能带动非线性负载能力的一种规定，负载功率因数是由负载性质决定的，通常计算机类负载的输入功率因数为容性0。7左右，所以，UPS多规定自己的输出功率因数为0。7，这意味着，1KVA的在线式UPS，只能输出700W的有功功率。当负载性质为感性时，UPS的输出能力还要降低，同真实的电网相比，UPS的输出功率因数，指标表现出输出能力的局限性，是需要改进的一个重要指标。
    d．效率：双逆变在线式UPS由于AC/DC和DC/AC两个逆变器同时都承担{bfb}的负载功率，所以整机效率是比较低的，10KVA以下的80~85%，50KVA的可做到85~90%，100KVA以上的可达92%。效率低不只是耗能大，更重要的是逆变器本身功率强度大，主要功率器件（例如功率半导体器件）功率负担大，功耗大，这必然会影响其寿命和可靠性，因此提高整机效率就成为标识电路水平和研制生产者追逐的主要指标。
    e．过载能力：逆变器电路设计，包括功率器件选用的功率容量是有限的，因此UPS对输出负载的过载能力就规定了严格的限制，尽管研制生产者在选用功率器件时尽可能的考虑器件的功率余量，整机的过载能力仍被限制在150%1分钟之内，致使当UPS启动负载时，或者当负载有大幅度冲击电流时，UPS只能转旁路运行，待冲击性负载过渡结束后，才由旁路运行转回逆变器供电，增加了逆变器旁路的转换次数，这种转换是经常发生的，大大增加UPS故障的几率。
    f．在线式UPS的"经济"运行：为了提高UPS的运行效率和可靠性，有的UPS厂商为他们的大功率UPS设置了"经济"运行模式，方法是这样的：在UPS输出端设置一个无触点智能开关（实际上是旁路开关），当输入电压与输出额定值之差在一定范围内（可设置，例如+3%，+5%等）时，智能开关向负载供电，此时的运行状态与后备式UPPS相同尽管此时的输出常规指标降低了（仍满足负载的各种要 求），但却 大大提高了UPS的输出能力。