ספקי כוח אל-פסק (UPS) המופעלים על ידי סוללה הם חיוניים בהגנה על ציוד רגיש במרכזי נתונים, מתקנים רפואיים, מפעלים, רכזות תקשורת ואפילו בתים מפני התפרצויות והפסקות ברשת החשמל לטווח קצר. במקרה של הפסקת חשמל ממושכת, הם יכולים לספק את החשמל הדרוש לטווח קצר כדי להשיג הפסקה מוכנה ולמנוע אובדן נתונים.
בדרך כלל ניתן לסווג את UPS כ"מקוון" או "לא מקוון". ב-UPS לא מקוון, העומס מחובר ישירות לרשת. כאשר כוח הקלט נכשל, המערכת תעבור למצב מתח סוללה - תהליך המעבר נמשך בדרך כלל כ-10 מילישניות, מה שמגביל את השימוש ב-UPS לא מקוון ביישומים מסוימים. UPS מקוון מוסיף מעגל מהפך ומעגל טעינה ופריקה של סוללות בין העומס לרשת, והמהפך נשאר בפעולה ללא קשר אם הספק המבוא תקין או לא. לכן, כאשר יש בעיית קלט, UPS המקוון יכול לבצע החלפת "אפס הפרעה" ולספק כוח חירום לעומס דרך הסוללה.
UPS מודולרי מועדף יותר על ידי מעצבים ומשתמשים, מכיוון שניתן לחבר UPS בהספק נמוך יותר במקביל כדי לענות על ביקוש גדול יותר לחשמל. Modular UPS יכולה להרחיב במהירות ובקלות מערכות UPS קיימות ולעזור ללקוחות להרוויח בתהליך של הקמת מערכות בקנה מידה גדול.
עם זאת, כמו כל עיצוב של ספק כוח, גם העיצוב של UPS יעיל מציג אתגרים. כמה גורמים מרכזיים שיש לקחת בחשבון כוללים גודל, יכולת ויסות קלט-פלט, ניהול סוללה וטופולוגיה.
הגודל הוא מכריע, במיוחד ביישומים שבהם המקום הוא בעל ערך רב כמו מרכזי נתונים. בעבר, שנאים תמיד היו אחד הרכיבים הגדולים ביותר ב-UPS, אך עם הופעתה של טכנולוגיית מוליכים למחצה מתקדמת יותר, מעגלי מתגים בתדר גבוה החליפו שנאים, וחסכו מקום. UPS ללא שנאי יכול לספק מאות קילו-וואה של מתח חירום למרכזי נתונים גדולים בארונות בגודל סטנדרטי.
UPS מקוון משתמש ב-PWM בתדר גבוה (Pulse Width Modulation) כדי לבצע המרה כפולה (AC-DC ולאחר מכן DC-AC), שיכולה לפתור בעיות רבות של איכות קלט ש-UPS לא מקוון לא יכולה להתמודד, כגון מתח יתר ורעש קו, תוך הפחתת השימוש בסוללה והארכת חיי הסוללה.
המהפך קובע את איכות הפלט של ה-UPS ומשפיע מאוד על היעילות הכוללת של ה-UPS. UPS מקוון מעולה יכול להפיק גלי סינוס באיכות גבוהה הדומים לאספקת חשמל, ומספקת כוח לעומסים התנגדות ואינדוקטיבית. הדבר מחייב את התקני המיתוג (IGBT/MOSFET) בממיר לפעול בתדרים גבוהים ולשתף פעולה עם אלגוריתמי בקרה כדי למזער רעשי מוצא ובעיות EMI שנוצרות במהלך תהליך המיתוג.
ב-UPS טיפוסי, מספר סוללות מוערמות יוצרות ערכת סוללות שלמה, המנוהלת לטעינה ופריקה על ידי מודול ניהול סוללות. על מנת למקסם את ביצועי הסוללה ולהאריך את תוחלת החיים שלה, התכנון חייב לשקול סוגיות כמו איזון עומסים, הגנת מתח וזרם, בקרת טעינה ופריקה, ניהול תרמי, בקרת מאוורר, ניטור ותקשורת.