UPS 是什么：概念、结构分类与拓扑分类

UPS 是不间断电源的英文简称，是一种能够在市电异常时持续稳定供电的电力电子设备。把它说得直白一些：市电停止供应时，它能提供一段时间的电力，让人有时间保存数据、让设备能够按顺序关闭。

从原理上看，UPS 是集数字与模拟电路、自动控制逆变器与储能装置于一体的设备。从功能上看，它既能在市电异常时改善电能质量，也能在市电中断时维持一段时间的供电。

从用途上看，UPS 覆盖从信息采集、传送、处理、储存到应用的各个环节，重要性信息应用比重的上升而提高。

从结构上，一般分为直流 UPS 与交流 UPS 两大类。直流不间断电源由整流器与蓄电池两个基本单元组成；交流 UPS 由整流器、蓄电池和逆变器三个基本单元组成。

按工作频率高低，可分为高频机与工频机。高频机取消输出工频变压器，体积小、效率高；工频机输出端带变压器，抗冲击能力强并提供电气隔离。

按单机输出功率大小，可分为小型机、中型机与大型机。通常以 5kVA 与 10kVA 作为分界：5kVA 以下归为小型机，5kVA 到 10kVA 之间为中型机，10kVA 以上为大型机。

按外形可分为塔式与机架式。塔式机型适合机房空间较宽松的场合，价格相对较低；机架式机型适合机房空间紧张的场合，可以放进标准机柜，节省占地。

按备用时间可分为标准型与长效型。标准型机内带电池组，停电后可维持较短时间的供电；长效型机内不带电池但配有充电器，可按需要配接电池组以延长供电时间，设计上会加大充电器容量。

日常所说的 UPS 一般指静止式 UPS，按工作方式可分为后备式、在线互动式与在线式三大类。这三类的差别是选型时最需要理解的部分。

后备式在市电正常时直接由市电向负载供电，市电超出工作范围或停电时才由转换开关转到电池逆变供电。结构简单、体积小、成本低，但输入电压范围窄、输出电压稳定精度较差，存在切换时间，输出波形一般为方波。适合保护单台电脑或工作站，能应对电源中断、电压下陷与电压浪涌三类常见故障。

在线互动式在市电正常时也直接向负载供电，市电偏低或偏高时通过内部稳压线路稳压后输出，市电异常或停电时转为电池逆变供电。特点是输入电压范围较宽、噪音低、体积小，同样存在切换时间。

在线式在市电正常时由市电整流提供直流电压给逆变器，由逆变器向负载提供交流电；市电异常时逆变器由电池提供能量。逆变器始终处于工作状态，因此能保证无间断输出。它的输入电压范围极宽、无切换时间且输出电压稳定精度高，能全面处理市电中的各种电源故障，适用于对电源要求较高的场合与关键系统。

这张表可以作为选型的快速判断依据。如果一项需求落在“零切换”或“电能质量高”上，就直接进入在线式区间，不必再比较其他两类的价格差异。

按输入输出方式可分为三类：单相输入单相输出、三相输入单相输出、三相输入三相输出。

三相供电的好处是市电配电与负载配电都比较容易，每一相承担一部分负载电流，因此中、大功率 UPS 多采用三相输入单相输出或三相输入三相输出的供电方式。