当突然停电或电力状况恶化至不可接受的水平时，不间断电源（UPS）在挽救和保护有价值的计算机数据方面起着关键作用。不间断电源设备提供了功率适配、功率调整，并且可在停电时提供至关重要的备用电源，这对计算机程序和文件的正常关闭来讲是必需的。 在拥挤的数据中心和机架上，从头到尾都填满了存储设备、显示器、服务器、通信设备以及其它装置，需要在紧凑和平滑状态环境下，借助UPS技术来提高能源效率。对于终端用户和设备管理人员来讲，“轻薄就是一切”，所以UPS的设计者们一直在为设计出体积更小、零件更少、成本更低和重量更轻的产品而努力。数字信号处理（DSP）控制器就是一种可以满足此类设计要求挑战的有效的技术。数字信号处理器目前正在从许多方面推动着UPS设计的发展。 DSP控制器管理了许多UPS功能，包括： ●感应并控制输入和输出电压和电流水平； ●设置并调控整流器（升压变换器），该整流器用于输入功率-系数校正并在逆变器内调节直流电压； ●设置并调控逆变器（降压变换器），该变极器用于输出电压和频率调节； ●控制电池充电器； ●通过通信端口卡连接电源管理软件； ●切换到电子旁路。 DSP简介 DSP 最初设计用于数学计算密集的电动控制程序，目前，其性能已经得到了进一步发展，例如提高了机器周期速度并增强了程序设计指令装置。数字信号处理器(DSP)现在还提供内置计算器、定时器、模拟-数字转换器、脉冲宽频调制输出、闪存以及控制器区域网络通信等外围功能。电动控制系统和UPS控制系统之间的相似性结合DSP的强化功能使 “UPS”可以“自然而然”应用于DSP。 成本更低、性能更高的DSP控制器为UPS 设计提供了一个改进的、高性价比的解决方案，数字信号处理器(DSP)使UPS设计人员可以用体积更小、更为智能化的同等功能设备取代大体积的变压器、继电器和机械旁路开关。数字信号处理器(DSP)设备也带来了其他的设计利益，这些利益包括功率效率的增强和功率密度的提高-产品占用的面积更小，重量更轻-这是空间有限的数据中心所必须的。 在UPS的应用中，DSP已经融合了其他一些功能，选用这些功能是为了适应日益复杂的内嵌式控制系统的需要。除了外围DSP功能之外，过去只有价格昂贵的微控制器和外接电路（包括保护电路、时钟和连续通信）才能提供此类功能。除可以提供DSP和电源电路之间接口的信号调整和调节器之外，所有控制设备都已经数字化。多种控制算法可以在高机器周期速度下几乎同时执行，并具备前所未有的动态性能。DSP设备的零件数目更少，可靠性更高，与原先的微控制器设备相比，受噪声的影响更小。自从DSP反馈和控制回路数字化以来，元件容量和反馈元件温度差异的补偿已经不再是必须的了。数字信号处理器(DSP)技术为控制多种功率变换器提供了一个划算的单独或联合的选择，可以满足先进的电源拓扑结构的需求。 促进非传统UPS拓扑结构 数字信号处理器(DSP)技术使过去受到成本限制的非传统拓扑结构，得以进入实际的应用。下面描述的非传统拓扑结构是利用三种固态电子功率级取代传统的机械变压器和分线开关继电器，来对功率进行调节和调整。DSP通过三种电子功率级和最小功率处理的结合使用，DSP 将电压控制在临界负载的水平。 电子功率级控制器 第一个电子功率级控制器包括一个前端过滤器和带整流器的电涌防护部件。过滤器和电涌部件通过消除破坏性的高压尖脉冲和电涌来对电源进行调整。DSP控制的整流器相当于一个电子的功率因数校正（PFC）交流/直流boost电路，在输入有效电压降低时，通过放大内部直流电以提供动态的输出电压调节。 第二个电子功率级（在简化的结构图内未显示）控制器的功能是在正常操作中为直流电压进入变极器充当一个平衡电路，并在电池动作时作为直流/交流逆变器。DSP控制的平衡电路同时也为电池充电提供电能。 由DSP控制的第三个电子功率级控制器是逆变器，它充当电子直流/交流转换电路，用来随时调节向负载设备传送的输出电压。逆变器的“反抗”作用产生了一个最大交流输出电压，这个电压低于输入逆变器的直流电压。 DSP联合控制整流器、平衡器和逆变器，提供了无需使用电池电源的优质输出电压调节，除非公用电力严重恶化，才必须用电池储备能量维持负载设备。 除了便于迅速充电之外，DSP还利用先进的电池充电和监控算法将电池保持在已充电状态。DSP技术带来的先进电池管理功能带来了电池寿命的延长——这或许是UPS全面可靠性中唯一最重要的因素。 电子旁路 DSP还监测和控制着旁路电路，旁路电路的作用是在UPS进行维护时或在有可能发生的UPS设备故障事件时为临界负载提供持续的电源。DSP控制的综合电子旁路不再需要更大、更昂贵的机械旁路开关来为负载设备提供 “回绕”电源。 今天的DSP技术使复杂的UPS拓扑结构和控制系统得到实际的应用。DSP还可以同时调节多种功率变换器以优化系统效率和其它性能特性，例如先进的电池管理系统以延长电池寿命、改善的输出电压调节、增强的旁路功能，以及与网络和其他设备的通信。其结果是诞生了设计体积更小、重量更轻、更为可靠的高性能UPS，为空间有限的设备机架和具有成本意识的同位数据中心应用软件提供了一个福音。