منابع تغذیه بدون وقفه با باتری (UPS) برای محافظت از تجهیزات حساس در مراکز داده، تجهیزات پزشکی، کارخانه‌ها، هاب‌های مخابراتی و حتی خانه‌ها در برابر جهش‌ها و قطعی‌های کوتاه مدت شبکه برق بسیار مهم هستند. در صورت قطعی برق طولانی مدت، آنها می توانند برق کوتاه مدت لازم را برای دستیابی به قطعی آماده و جلوگیری از از دست رفتن داده ها فراهم کنند.
یو پی اس ها را می توان به طور کلی به صورت "آنلاین" یا "آفلاین" طبقه بندی کرد. در یو پی اس های آفلاین، بار مستقیماً به شبکه متصل است. هنگامی که برق ورودی قطع می شود، سیستم به حالت باتری سوئیچ می کند - فرآیند سوئیچینگ معمولاً حدود 10 میلی ثانیه طول می کشد تا کامل شود، که استفاده از یو پی اس های آفلاین را در برخی کاربردها محدود می کند. یو پی اس آنلاین یک مدار اینورتر و مدار شارژ و دشارژ باتری بین بار و شبکه اضافه می کند و اینورتر صرف نظر از اینکه برق ورودی طبیعی باشد یا خیر، در حال کار باقی می ماند. بنابراین، هنگامی که مشکلی در ورودی وجود دارد، یو پی اس آنلاین می تواند سوئیچینگ "بدون وقفه" را انجام دهد و از طریق باتری برق اضطراری را برای بار فراهم کند.
یو پی اس های مدولار بیشتر مورد علاقه طراحان و کاربران است، زیرا یو پی اس های کم توان را می توان به صورت موازی وصل کرد تا تقاضای برق بیشتر را برآورده کند. UPS ماژولار می تواند به سرعت و به راحتی سیستم های UPS موجود را گسترش دهد و به مشتریان کمک کند تا در فرآیند ایجاد سیستم های در مقیاس بزرگ سود ببرند.
با این حال، مانند هر طراحی منبع تغذیه، طراحی یو پی اس کارآمد نیز چالش هایی را به همراه دارد. برخی از عوامل کلیدی که باید در نظر گرفته شوند عبارتند از اندازه، قابلیت تنظیم ورودی-خروجی، مدیریت باتری و توپولوژی.
اندازه بسیار مهم است، به خصوص در برنامه هایی که فضا بسیار ارزشمند است مانند مراکز داده. در گذشته، ترانسفورماتورها همیشه یکی از بزرگترین قطعات در یو پی اس بوده اند، اما با ظهور فناوری پیشرفته تر نیمه هادی، مدارهای سوئیچ فرکانس بالا جایگزین ترانسفورماتورها شده و باعث صرفه جویی در فضا شده است. یک یو پی اس بدون ترانسفورماتور می تواند صدها کیلو ولت آمپر برق اضطراری را برای مراکز داده بزرگ در کابینت های با اندازه استاندارد فراهم کند.
یو پی اس آنلاین از PWM فرکانس بالا (مدولاسیون عرض پالس) برای انجام تبدیل دوگانه (AC-DC و سپس DC-AC) استفاده می کند، که می تواند بسیاری از مشکلات کیفیت ورودی را که UPS آفلاین قادر به حل آنها نیست، مانند اضافه ولتاژ ولتاژ پایین و نویز خط، حل کند، در حالی که مصرف باتری را کاهش می دهد و عمر باتری را افزایش می دهد.
اینورتر کیفیت خروجی یو پی اس را تعیین می کند و کارایی کلی یو پی اس را بسیار تحت تاثیر قرار می دهد. یو پی اس آنلاین عالی می تواند امواج سینوسی با کیفیت بالا شبیه به برق شبکه تولید کند و برق را برای بارهای مقاومتی و القایی تامین کند. این امر مستلزم آن است که دستگاه های سوئیچینگ (IGBT/MOSFET) در اینورتر در فرکانس های بالا کار کنند و با الگوریتم های کنترلی برای به حداقل رساندن نویز خروجی و مشکلات EMI تولید شده در طول فرآیند سوئیچینگ همکاری کنند.
در یک یو پی اس معمولی، چندین باتری روی هم یک بسته باتری کامل را تشکیل می دهند که برای شارژ و دشارژ توسط یک ماژول مدیریت باتری مدیریت می شود. به منظور به حداکثر رساندن عملکرد باتری و افزایش طول عمر آن، طراحی باید مواردی مانند تعادل بار، حفاظت از ولتاژ و جریان، کنترل شارژ و دشارژ، مدیریت حرارتی، کنترل فن، نظارت و ارتباطات را در نظر بگیرد.
