UPS的电路结构及性能特点

图（四）中各环节的功能为：
·逆变器（Ⅰ）：它是一组DC-AC和AC-DC双向逆变器，它的输出变压器（高 频）的付边串联在UPS主电路中，其功能有三个：
第一：对UPS输入端进行输入功率因数补偿，并抑制输入电流谐波；
第二：与逆变（Ⅱ）一起，完成对输入电压的补偿，当输入电压高于输出 电压额定值时，逆变器（Ⅰ）吸收功率，反

极性补偿输入输出电压的差值，当输入电压低于输出电压额定值时，逆变器（Ⅰ）输出功率，正极性补偿输入输出电压的差值；
第三：与逆变器（Ⅱ）一起完成对电池的充电和浮充功能。
·逆变器（Ⅱ）：该逆变器同样是DC-AC和AC-DC双向逆变器，它的功能有四个：
　第一：同逆变器（Ⅰ）一起，完成对输入输出电压差值的补偿；
　第二：同逆变器（Ⅰ）一起完成对电池的充电和电压浮充功能；
　第三：随时监测输出电压，保证输出电压的稳定，对输出电压波形失真和输出电流谐波成份进行补偿，使其不对电网产生影响；
　第四：当市电掉电时，全部输出功率由逆变器（Ⅱ）给出，并且保证输出电压不间断，转换时间为零。
　

图（五）是双逆变电压补偿在线式UPS在各种情况下电流和功率传输示意图（这里假定UPS效率为100%）

双逆变电压补偿在线式的性能特点如下：
因为逆变器（Ⅱ）随时监视控制输出电压，并通过逆变（Ⅰ）参与主回路电压的调整，所以不管市电有无，都可以向负载提供高质量的电源，例如输出电压稳定度、频率稳定度、输出电压动态响应、波形失真等指标，都是比较高的。
市电掉电时，输出电压不受响应，没有转换时间。并且，当负载电流发生畸变时，也由逆变器（Ⅱ）调整补偿掉，所以是典型的在线工作方式。
当市电存在时，逆变器（Ⅰ）和（Ⅱ）只对输入电压与输出电压的差值进行调整和补偿，逆变器承担的最大功率（当输入电压处于上限和下限时）仅为输出功率的20%（相当于输入电压变化范围），所以功率强度很小（1/5），功率余量大，这就大大增强了UPS的输出能力，与双逆变在线式相比，过载能力增强（200%,1分钟），不再对负载电流波峰系数予以限制，可从容地对付冲击性负载，不再对负载功率因数进行限制，输出有功功率可以等于标定的KVA值。
·逆变器（Ⅰ）同时完成了对输入端的功率因数校正功能，使输入功率因数等于1，输入谐波电流降到3%以下。
在市电存在时，由于两个逆变器承担的最大功率仅为输出功率的1/5，所以整机效率在很大的功率范围内都可达到96%。
在市电存在的情况下（UPS连续运行时间的99%是有市电的），逆变器功率强度仅为设计值（逆变器Ⅱ）的1/5，所以元器件乃至整机的寿命和可靠性必然大幅度提高。

二、 四种电路结构UPS的性能特点
　　四种结构形式的UPS并存，这是目前UPS技术和市场的现实，这种现象是在对UPS使用要求不断提高和UPS技术不断进步的过程中形成的，如果从技术先进性、主要性能指标（对电网的适应能力，输出能力和可靠性）的优劣、输出功率等级、生产成本、不同的使用场合等方面做一下综合性的比较，可以肯定，虽然这四种类型的UPS将并存下去，但必然会在使用过程中不断改进技术，提高性能，当然，优胜劣汰也是在所难免的。
　　但是，由于UPS功能概念发生了变化,对UPS硬件技术提出更高的要求,这种要求可用实用、可靠四个字来概括，换句话说，目前的UPS的各种性能指标，虽然基本上可以满足作用者的要求，但还有很多局限性和不足之处。
UPS做为一级供电设备，在性能指标方面，应该满足哪些供电设备（使用者）的要求，应该对负载做出什么样的承诺呢，就目前情况看，这个问题既明确，似乎是不言而喻的事，但又存在着对使用者的误导现象，造成在评价一台UPS性能优劣时的好坏不分、良莠不齐的现象。
下面的几种倾向和观点是值得研制生产者和使用者注意的：
1、 不应该过分追求对常规指标的高标准要求
所谓常规指标，是指诸如输出电压稳定精度、失真度、频率稳定精度、相差（三相）、电压平衡度（三相）、转换时间（后备式UPS以及在线式向旁路转换）、动态响应等，这些指标代表了UPS输出电压的质量。事实上，当前各品牌的UPS在这些指标方面都已达到了很高的标准，对满足负载的要求来说，已绰绰有余，是否可以这样说，这些常规指标是供电设备输电电压指标性能必须具备但并不苛刻的条件，可是令人担心的是，当前一些UPS厂家多以这些指标的高标准做为自己品牌的UPS的质量标志，而用户也常常以这些规格指标的优劣做为评价和决定是否选购的条件。

2、 不应该轻视甚至忽视对UPS输出能力和可靠性的考察
UPS做为一级供电设备，首先要求它在复杂的电网环境下能正常投入运行，并且不对电网造成干扰和破坏；二是要全面的改善电网质量；三是要考察它的输出能力和可靠性。特别是第一点和第三点，当前的UPS还有很多不足之处。对于电网环境，输入电压可变范围不够，（例如±15%）不能适应我国电网电压
变动幅度较大的实际情况，UPS输入功率因数低（例如0.8左右），输入电流谐波大（≥10%），对电网电压有干扰和破坏作用，至于输出能力，存在的局限更明显，与真正的电网供电能力相比要差得多，例如对特殊负载，诸如强容性负载，强感性负载，非周期性冲击负载，周期性冲击负载，负载故障乃至人为误操作故障所造成的对UPS输出的破坏性威胁。如果直接用电网供电，电网容量以及配电部件（变压器、开关、保险等）是可以承受的。而用UPS供电则没有把握，事实上，UPS往往是在启动过程和上述特殊负载和故障中损坏的。在使用中，使用者要用前级附加交流稳压设备解决UPS（特别是大功率UPS）允许电网电压变化范围不够大的问题，至于输入功率因数低和谐波电流大，只能无可奈何的任其存在了。在输出能力方面，UPS厂家对负载提出了种种限制，例如输出电流峰值系数（一般不能超过3:1）、非周期性冲击负载（增加UPS配电容量）、负载功率因数（一般在0.8左右，使UPS标定的KVA≠KW）
等，同真实的电网相比，这些限制是不应该有的，这些限制反映了UPS输入输出能力的局限性，应该说，输出能力和可靠性才是UPS硬件技术最关键的指标。
3、 关于转换时间的问题
厂家的宣传和媒介的误导，使用户错认为在线式UPS没有转换时间，没有转换时间的UPS的性能就高人一等。这是一种偏见，请看下面两个事实：