静止式(静态)UPS与动态(旋转式)UPS相比较而言，没有电动机、发电机和飞轮之类旋转体，它通过由功率半导体器件组成的电能变换主电路对电能实现变换。现在人们概念中的UPS均是静止式UPS。静止式UPS的经典方案如图1-2所示，其原理是：电网正常时，市电经整流器变成直流，再经逆变器将直流变成交流，后经转换开关送给负载；在电网异常时，由蓄电池给逆变器提供直流电能，经逆变器变成交流后送给负载；当整流器、逆变器或蓄电池等单元发生故障时，可经过转换开关将市电旁路给负载。
供电异常时，控制电路立即切断电网与负载的联系，同时起动逆变器并使K由接B转为接A，继续由蓄电池提供电能向负载供电。
这时的能量流向和在线式是一样的，只是转换为蓄电池输送电能这样的一个过程和在线式UPS有区别，即在线式UPS当电网异常转为蓄电池提供电能时不存在转换时间，而后备式UPS存在一定的转换时间，这种转换时间和在线式UPS中的转换旁路时间一样，一般希望其愈短愈好。
早期的UPS装置是采用柴油（或汽油）发电机—电动机—发电机组来实现电能变换，其设备笨重，占地面积大，。后来随着晶闸管的推广普及，使UPS装置摆脱了大量的机组设备，因此晶闸管控制的UPS快速地发展，逐渐取代了发电机—电动机—发电机组式的UPS装置，但因晶闸管没有自关断能力，因此每只晶闸管需要配备换向单元电路，因此仍然使系统庞大而笨重。从80年代以后，全控型器件蒸蒸日上，这一些器件开关速度快，控制驱动方便，因此成为UPS装置的最佳选择。由这一些器件制作的UPS装置重量轻、效率高、噪声小、操作控制灵活，使UPS装置进入一个新的时代。
通过上述可见，后备式UPS就是指电网正常供电时，电网通过旁路开关直接送给了负载，同时也给UPS的蓄电池充电。送给负载的是没有经过UPS加工和处理的电网的电，供电质量明显不及在线式UPS的供电质量好。在电网供电出现异常时，才启动UPS部的逆变器工作，将蓄电池提供的直流电能变成交流电能后送给负载。
后备式UPS和在线式UPS虽然其基本结构大致一样，但在电网正常供电时，在线式UPS的输出较后备式UPS的输出交流电质量好，这主要是说在线式UPS的输出是稳压、稳频的，而后备式UPS最多对输出采取粗稳压而没有稳频等其他处理功能。不但如此，在电网供电异常、蓄电池组开始向逆变器提供能量时，在线式UPS没有转换时间，后备式UPS是有一定的转换时间的。因此从工作方式和供电质量上看，电网供电时和电网供电转为蓄电池组提供电能的转换过程，在线式UPS的性能优于后备式。有的后备式UPS的生产厂商加了电网滤波装置，有的在输出变压器上增加了一些抽头，以实现对输出的简单稳压，使其产品的性能有所改善，但终究和在线式还有一定差距。
对静止型UPS而言，按其工作方式又可分为在线式(online)和后备式(offline)两种，但无论是后备式还是在线式UPS，其基本结构大体相同，只是在工作方式上和为负载供电的质量上有一定的差异。下面简要说明在线式和后备式UPS的异同点。
在线式UPS的工作过程如图1.2所示。电网正常供电时，交流电经输入变压器后，一方面经充电器给蓄电池充电，另一方面经整流器变成直流后送至逆变器，经逆变器变成交流后送给负载。能量流动的过程是：电网、变压器、整流器、逆变器、负载。电网供电异常时(过压、欠压、断电)，保护电路将切断输入市电与UPS的联系，让蓄电池为逆变器提供直流电能。能量流动的过程是：蓄电池、逆变器、负载。
不间断电源通常分为动态式UPS和静止式UPS。随技术的进步和发展，动态式UPS逐渐被淘汰，静止式UPS慢慢的变成为主流。本文主要介绍了静止式UPS。静止式UPS又可分为在线式UPS和后备式UPS。
所谓动态UPS就是指供电不间断是靠动能来实现的，也就是早期的采用柴油发电机—电动机—发电机组来实现电能变换的装置，其结构如图1.1所示。当电网供电正常时，交流电驱动交流电动机旋转，从而带动交流发电机和同轴的惯性飞轮同速运转，由发电机发电供给负载。当电网电压出现波动或某些尖峰干扰时，由于惯性飞轮的作用，较短时间的电压波动或短时间干扰并不影响惯性飞轮的正常运转，来保证了负载上电压的稳定性；一旦电网供电间断，电动机就停止运转．这时发电机依靠同轴飞轮上所储存的巨大动能而继续发电，使负载的供电时间得以延长，以便现场工作人员保护现场。但在这种方案中，依靠动能储存的飞轮延长市电断电时的供电时间势必受到限制。
控制驱动：控制驱动是完成整机功能控制的核心，它除了提供检验测试、保护、同步以及各种开关和显示驱动信号外，还完成SPWM正弦脉宽调制的控制，如果采用静态和动态双重电压反馈，可以极大地改善了逆变器的动态特性和稳定性。
在线式UPS工作原理是输入的市电经整流滤波后，一方面经逆变后变成纯净的50Hz、220V交流电压输出;另一方面经充电器输出直流电给电池组充电，在市电中断时，由电池组经逆变电路逆变成220V、50Hz的交流电输出，零时间自动转换，有效地保证输出不间断的电源，全面解决市电中存在的电源故障，提供高层次的电源保护，适用于保护关键系统、重要数据，被广泛应用于数据中心、大型网络、行业系统（金融、邮电、医院、电力、航天航空、军事等）。
本设计的目标是完成从直流24V到直流400V带隔离变压器的DC/DC变换。将24V的电池电压升高到400V,做为逆变器的直流电源。现拟采用下图3.1所示的电路图，它由带隔离变压器的推挽式DC-DC变换电路和输出滤波电路组成，输出滤波电路为LC低通滤波器，现分析整个电池升压电路的基本工作原理。
平稳的直流电压（24V）供给高频变压器的原边。两个开关管和高频变压器共同组成了带隔离变压器的推挽式DC/DC变换器，通过开关管的轮流导通，在变压器副边绕组两端分别形成相位相反的交流电压，变压器的副边交流电压经过二极管整流，然后经一个倒L型低通滤波电路，得到稳定的直流输出电压。
所谓不间断电源就是当交流电网输入发生异常或中断时，它能够继续向负载供电，并能确保供电质量，使负载供电不受影响。这种供电装置称为不间断电源装置，或者称为不间断供电系统，简称UPS(Uninterruptible Power System)。不间断供电装置依据其向负载提供的是交流还是直流可分成两大类型，即直流不间断供电系统和交流不间断供电系统，但习惯上人们总是将交流不间断供电系统简称为UPS。正因为如此，本书也沿用这一习惯称呼而将交流不间断电源简写为UPS。
在线式UPS的的性能优于后备式UPS，体现在在线式UPS可以没有转换时间，同时在线式UPS对电网电压进行整形处理，因此正常工作情况下，其供电质量优于电网。但在线式UPS的成本高于后备式UPS。因此在线式UPS用于电能质量发展要求比较高的场合。
后备式UPS的工作过程如图1.3所示。电网供电正常时，电网一方面经变压器至充电器给蓄电池组充电；另一方面经变压器和旁路开关(K接B点)送给负载。
供PC工作（100W）：蓄电池组能维持30Байду номын сангаасin
如图2.1所示，系统分为4个部分：电池升压电路、逆变电路、电池充电电路、旁路电路。电池升压电路的结构是隔离型推挽式直流—直流变换电路。经过控制变压器原边的两个桥臂的开启和关断，将电池电压（24V）升高到400V,作为逆变器的直流源。逆变电路采用全桥式逆变桥电路，利用PWM技术控制开关管的开启和关断，再通过输出滤波器滤除高次谐波，最终得到正弦基波。电池充电电路是一个反激式开关电源电路，经过控制开关管的开启和关断，实现电池的三阶段充电：当电池电压低于27.4V时，以恒定电流的方式对电池快充，当电池电压高于27.4V时，开始以恒定电压对电池充电，最后随着充电电流的减小，电池进入浮充阶段。旁路电路是用一个双触点的继电器实现的。
目前，国外学者都对UPS开展了广泛的研究工作，各种先进的控制技术被引入。在此基础上，许多国外知名UPS制造商，如山特、梅兰日兰、APC等，纷纷利用自己的技术优势推出了多款集数字化、智能化、网络化于一身的新一代UPS。
于此同时，作为UPS消费大国的中国，不论是大功率市场还是小功率市场，我国的国产UPS市场占有率都小于50%,甚至30%都不到。由此可见，与国外相比，我国在UPS研究与生产领域都还处于一个弱势阶段。对我国来说，UPS的研究更为紧迫。
当电网断电时：旁路开关断开S1断开，S2开启。此时直流24V电池电压通过S2和电池升压电路变换变为直流400V,送到全桥式逆变电路，逆变后供负载使用 。
本章主要介绍了UPS的设计参数，系统结构图和基础原理。本设计的基本要求在电网电压为交流220V左右的输入情况下，输出也为220V左右的正弦交流电，负载额定功率为500W。在电网断电时，UPS可以为负载供电几分钟。系统能分为电池升压电路、逆变电路、电池充电电路、旁路电路四个部分。电网正常工作时，电网电压分为两路。一路供负载使用，第二路经过整流电路变为直流300V，300V经过反激式开关电源得到大约直流24V给电池充电。电网工作异常时，此时直流24V电池电压通过S2和电池升压电路变换变为直流400V,送到全桥式逆变电路，逆变后供负载使用 。
本文设计的是静止型不间断电源，而在线式和后备式相比，有着明显的优势，所以本文设计在线式的UPS。其技术性能如下：
由上述可见，在线式UPS就是指电网正常供电时，电网一方面对蓄电池充电，另一方面经过UPS部处理和变换后再送给负载；电网停电或供电异常时，由蓄电池向逆变器提供电能，保证负载供电不间断。在电网供电转为电网中断、蓄电池供电时，负载供电没有一点中断。当然，这是UPS部无任何故障时的情况。若UPS部任何一个单元发生故障，则控制电路可使转换开关实现旁路输出。这样的转换一是有转换时间(供电有间断)，二是此时市电必须不中断，否则负载供电就无保障了。为了使转换过程不影响负载工作，应该使转换时间尽可能短，考虑到较大的滤波电容的储能作用，转换时间一般应小于3ms。
后备式UPS在市电供电时由旁路开关直接输出，只有当市电断电时，电池组经逆变电路逆变成220V、50Hz的交流电路输出。
正常工作情况：旁路开关S1闭合,S2断开。电网电压分为两路，一路通过S1供负载使用。第二路经过整流电路变为直流300V，300V经过反激式开关电源得到大约直流24V给电池充电。
AC-DC变换：将电网来的交流电经全波整流、滤波变为直流电压，供给逆变电路。AC-DC输入如果有软启动电路，可避免开机时对电网的冲击。
DC-AC逆变电路：采用大功率IGBT模块全桥逆变电路，具有很大的功率富余量，在输出动态围输出阻抗特别小，具有快速响应特性。如果采用高频调制限流技术及快速短路保护技术，可以使逆变器无论是供电电压瞬变还是负载冲击或短路，均可安全可靠地工作。
本章主要介绍了UPS的发展历史，结构，分类和基础原理。UPS的发展历史从柴油（或汽油）发电机—电动机—发电机组式UPS到晶闸管控制的UPS，再到使用全控型器件的UPS。UPS的结构分为动态式UPS和静止式UPS。静止式UPS又可分为在线式UPS和后备式UPS。现在动态式UPS已经逐渐被静止式UPS所代替。UPS一般都由变压电路，整流电路，逆变电路，充电电路和旁路电路组成。其基本工作原理是在电网正常时由电网对负载供电，电网电压异常时由蓄电池供电。
