UPS 基本功能单元为 : 整流器部分 , 升压部分 , 逆变器部分 , 控制部分及电池部分。
现以在线式 UPS 为例来介绍 UPS 基本工作原理。
UPS 主要功能是提供稳定的电源 , 所以按照供电渠道来划分 UPS 为市电模式、电池模式、旁路模式、维护模式四个部分 , 分别对应如下四种工作模式 :
1) 市电模式是 UPS 正常工作的状态 ,UPS 将输入的市电经过整流 (AC → DC) , 升压 (DC → DC) , 逆变 (DC → AC) 后转变成稳定可靠的电源输出 , 工作示意流程如下 : 市电 →隔离变压器 →输入 EMI →整流电路 (AC → DC) →升压电路 (DC → DC) →逆变电路 (DC → AC) →输出继电器 →输出 EMI →输出端子 →负载。
2) 电池模式是 UPS 在市电发生异常 (UPS 自身工作正常 ) 时的供电状态 , 工作示意流程如下 : 电池 →电池 SCR →升压电路 (DC → DC) →逆变电路 (DC → AC) →输出继电器 →输出 EMI →输出端子 →负载。
3) 旁路模式是 UPS 自身发生异常 ( 市电电压正常 ) 时的供电状态 , 市电通过 STS 向负载供电的同时 , 经过整流器整流后通过充电器给电池充电。工作示意流程如下 : 市电 →隔离变压器 →输入 EMI → STS 静态开关 →输出 EMI →输出端子 →负载。
4) 维护模式是对 UPS 进行维修时所选择的工作状态 , 此时负载由市电直接供电 , 可以对 UPS 进行维修测试动作工作示意流程如下 : 市电 →隔离变压器 →维护开关 →负载。
UPS电源工作原理
UPS电源的结构和工作原理
它是由一套交流+直流充电+交直流逆变装置构成。UPS中的蓄电池在市电正常供电时处于充电状态。一旦市电中断，蓄电池立即将储存的直流电输出给逆变器逆变成交流电供给计算机设备，保持对计算机设备供电的连续性。一般情况下，中小功率后备式UPS靠蓄电池维持供电的时间在10～30min左右。
1．交流滤波调压回路
交流滤波回路主要是对输入的交流电进行滤波净化，去掉电网中的干扰成分。并在一定范围内进行调压。
2．整流充电回路
整流充电回路是将交流整流成直流，经充电电路给蓄电池充电，并向内部提供所需的直流电。
3．蓄电池组电路
在中小型UPS中广泛应用的是M型密封电池，这是一种密封免维护电池。一般每节电池的额定电压可为2V、4V、6V或12V，它们经串并联组成电池组在UPS中使用。
蓄电池的规格容量用安时(Ah)表示，如12V，6Ah／20hR。它表明该电池的输出电压为12V，其标称容量为6Ah。这一指标是指把该电池以20h速率的条件下进行放电（放电电流为6/20=0.3A），一直放电到电池输出的终了电压为10.5V时，所测量到的总安培小时数。
蓄电池是UPS的重要组成部分，蓄电池性能和质量的好坏直接影响到UPS电源整机的质量，它的成本占整机成本的1／3以上。
4．脉宽调制型(PWM)逆变器及控制电路
在UPS中普遍地采用脉冲宽度调制技术(PWM)来实现直流转变成交流，实现直流转变成交流的电路称为逆变器。逆变器及其控制电路是UPS的核心电路。
对于后备式UPS来说，当市电电压低于170V时，此时其内部的交流稳压电路无法维持正常的220V输出，逆变器启动工作，将蓄电池中储存的直流电转变成交流电。输出波形一般为方波，也有一些UPS输出波形为正弦波。而当市电回升到180V以上时，逆变器停止工作，回到市电供电状态(稳压输出为220V)。
对于在线式UPS来说，逆变器始终处于逆变工作状态。市电供电时，不断地将交流电整流成直流后再逆变成交流输出(输出波形为正弦波)。当市电下降到170V以下时，逆变器将蓄电池储存的直流电逆变成交流电输出。市电上升到180V时，又恢复到市电供电状态。
5．检测报警保护电路
为了确保UPS安全可靠的工作，UPS必须设有完善的检测报警保护电路。一般UPS均设有过流、过压、空载保护，电池电压过低、电池极性和交流极性检测电路，指示灯和喇叭报警电路。
6．智能监控及通讯电路
新型的智能UPS具有与计算机通讯和自动监控功能，UPS监控软件通过接口通讯线路随时监控UPS及供电线路的运行情况，记载并提示掉电情况，自动处理掉电时的数据保存与系统保护。
ups有三种类型，既被动后备式、在线互动式和双转换在线式，每种类型的ups的工作原理是不一样的：
被动后备式就是在市电正常上利用市电直接给负载供电，同时一个充电器给电池进行充电以保证电池处于满储能状态，在市电不正常时，启动逆变器利用电池贮存的电能继续给负载供电；这种类型的ups一般为小功率的ups，主要对象为pc机；
在线互动式也是在市电正常时利用市电对负载直接供电，但要对市电进行一定的处理，例如稳压、滤除一些骚扰等等，同时，利用一个双向的变换器对电池进行充电，以保持电池处于满充状态，在市电不正常时，双向变换器变成了逆变器，利用电池的电能继续给负载进行供电；这类ups的功率也比较小，主要用在小型的计算中的服务器等；
双转换在线式ups是先将市电变换成直流，一边给电池进行充电，一边供给下一级的逆变器，逆变器再将整流器或电池的直流变换成交流供给负载，这类ups转换到电池供电的时间为0，且可以消除市电中的各种骚扰，主要用于大功率的ups和非常重要的负载，市场上的3kva以上的ups基本上都是这种类型的ups。
