在线式UPS，全称为不间断电源，是一种电力保护系统，它能确保在市电出现问题时，如停电、电压波动等，能够连续、稳定地为负载设备提供电力。在线式UPS的工作原理主要分为正常供电状态和异常供电状态两种情况。
1. **正常供电状态**：
在正常情况下，市电经过输入滤波器，去除电磁干扰（EMI），然后通过整流器变为直流电。接下来，逆变器将直流电转换为纯净的交流正弦波，供给负载设备。同时，整流后的直流电还会对蓄电池进行充电，以备不时之需。如图3-1(a)所示，这是一个稳定供电时的工作流程。
2. **异常供电状态**：
当市电中断时，蓄电池立即介入，通过逆变器将直流电转化为交流电，继续为负载供电，这一转换过程是无缝的，不会造成负载设备的运行中断。如图3-1(b)所示，展示了市电中断时的工作原理。如果在市电正常时，逆变器发生故障，静态开关会自动切换至市电直供，如图3-1(c)所示。
3. **在线式UPS充电电路**：
在线式UPS通常采用分级充电策略，初期使用恒流充电，待蓄电池电压达到浮充电压后，转换为恒压充电，以保护蓄电池，延长其使用寿命。图3-2描绘了理想的充电过程。图3-3展示了一个小型在线式UPS的充电电路设计，通过变压器、整流器、稳压器等元件，实现对蓄电池的智能控制充电。
4. **逆变器控制技术**：
在线式UPS的逆变器采用正弦脉宽调制（SPWM）技术，该技术基于能量等效原理，通过调整脉冲宽度来模拟正弦波形。SPWM将正弦波周期分割成多个等份，每个等份对应一个宽度不等的矩形脉冲，这些脉冲组合起来形成一个近似正弦的脉宽调制波形。这种方法能够有效地控制逆变器输出的电源质量，确保提供的交流电尽可能接近理想的正弦波。
在线式UPS的关键优势在于其不间断的电源供应和高质量的输出电源。在关键应用场合，如数据中心、医疗设备、通信系统等，它能提供稳定可靠的电力保障，防止因电力问题导致的设备停机和数据丢失。通过理解其工作原理和关键技术，我们可以更好地理解和维护这种重要电力保护设备。
