1.UPS組成

綜上所述，UPS通常由以下7部分組成：輸入整流濾波電路、功率因數校正電路、蓄電 池組、充電電路、逆變電路、靜態開關電路、控制監測顯示及保護電路。

（1）輸入整流濾波電路

UPS中，常用的整流電路有單相不可控和可控整流電路、三相不可控和可控整流電路。 濾波器可分為電容輸入或電感輸入兩種。

（2）功率因數校正電路

UPS中，交流市電經整流后都采用大容量電容器進行濾波而且整流電路輸出端還并聯有 蓄電池。在電容器或蓄電池充電期間將形成脈沖電流。該電流峰值很高，產生高次諧波電流 并導致功率因數下降，功率因數校正電路可使電網輸入電流變為與輸入電壓同相位的正弦波。

（3）蓄電池組

蓄電池組是UPS的心臟。市電正常時，蓄電池充電，將電能轉化為化學能并儲存起 來。市電中斷時，UPS蓄電池中的電量維持逆變器工作。目前中小型UPS中廣泛使用閥 控鉛酸蓄電池。長延時（4h或8h） UPS中，蓄電池的成本甚至超過主機的成本，正確使 用維護蓄電池組，對延長蓄電池使用壽命關系極大，使用正確，閥控鉛酸蓄電池的壽命可 達10年以上。

（4）充電電路

UPS中，一般充電電路都是獨立工作的，也就是說，即使不用逆變器，只要將交流電源 接通，充電電路就開始工作。充電過程中，首先采用恒流充電，當蓄電池的電壓達到浮充電 壓后，即轉為恒壓充電，直到電池被充足，因此，充電電路一般有兩個反饋回路，一個作電 流反饋，另一個作電壓反饋。主電路一般采用開關型整流電路，為了縮短充電時間，各種快 速充電電路在UPS中也得到了應用。（5）逆變電路

逆變器的作用是將市電整流后的直流電壓或蓄電池電壓變換成交流電壓。在后備式UPS 中，逆變器輸出電壓波形一般為準方波；在線式UPS中，逆變器輸出電壓波形多為正弦脈金 調制波（SPWM），該波形經LC低通濾波器濾波后，可得到標準正弦波。

（6）靜態開關電路

靜態開關的作用是保護UPS和負載，并實現市電旁路供電和逆變器供電的轉換。UPS 過載時，為了保護逆變器，當市電正常時，UPS通過靜態開關將輸出由逆變器轉換到市電？, 逆變器出現故障時，為了保證負載不斷電，UPS的輸出也通過靜態幵關輸出切換到市電。由 于UPS內部一般都有同步鎖相電路，同時靜態開關轉換時間較短，因此在轉換過程中不會出 現供電間斷。小型UPS -般采用快速繼電器作為靜態開關，大中型UPS則釆用反向并聯的 快速晶閘管作靜態開關。

（7）控制、監測、顯示及保護電路

UPS輸出電壓的精度、波形失真度以及工作可靠性均與控制電路密切相關。控制電路主 要有SPWM產生電路、閉環調壓電路、同步鎖相電路等。為了使UPS可靠工作，還應具有 較完善的保護電路，一般的UPS中都有：電池電壓過低自動保護電路，逆變器輸出過載或短 路自動保護電路，逆變器過壓自動保護電路，市電電壓過高自動保護電路，UPS延遲啟動自 動保護電路等。為了隨時掌握和了解工作狀態和運行情況，UPS中還設有監測電路、顯示電 路及報警電路。

2.UPS發展趨勢

（1）智能化

智能化的UPS的硬件部分，是由普通的UPS加上微機而組成的。微機通過對各類信息 的分析綜合，完成UPS正常的控制功能，此外還應完成以下功能。

①對UPS實現實時監測，對重要數據進行分析處理，從中判定各部分電路工作是否 正常；

②UPS發生故障時，能根據監測結果及時分析，診斷出故障部位，并給出處理方法；

③在UPS發生故障時，裉據現場需要及時釆取必要的自身應急保護動作，以防故障面 擴大；

④能根據不同電池的要求，對電池進行不同方式的充電；

⑤UPS運行出現異常或？發生故障時，能夠實時自動記錄有關信息，顯示監測的數據， 并形成檔案，供工程技術人員查閱；

⑥用程序控制UPS啟動或停止，實現無人值守；

⑦可以隨時向計算機輸入或從聯網機獲取信息。

（2）高頻化

第一代UPS的功率開關為晶閘管，第二代UPS的功率開關為功率晶體管，第三代UPS 的功率開關為功率場效應控器件（MOSFET和IGBT）。功率晶體管開關速度比晶閘管高一個 數量級，場效應晶體管（MOSFET）的開關速度比功率晶體管又高一個數量級。’變換電路頻 率的提高，使濾波電感和電容大大減少，UPS效率、動態響應特性和精度大大提高，體積和 噪聲和也大大減小。

（3）綠色化

各種用電設備及電源裝置產生的諧波電流及滯后電流嚴重污染電網，隨著各種政策法規 的出臺，對要求無污染的綠色電源裝置的呼聲越來越高，UPS電源除加裝高效輸入濾波器外， 還應在電網輸入端采用功率因數校正技術，消除整流濾波電路產生的諧波電流，使UPS的輸 入功率因數達到0.98以上。

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