I gruppi di continuità (UPS) alimentati a batteria sono fondamentali per proteggere le apparecchiature sensibili di data center, strutture mediche, fabbriche, centri di telecomunicazione e persino abitazioni da picchi e interruzioni di corrente di breve durata. In caso di interruzione prolungata dell'alimentazione, possono fornire l'elettricità necessaria a breve termine per ottenere un'interruzione preparata e prevenire la perdita di dati.
Gli UPS possono essere generalmente classificati come "Online" o "Offline". Negli UPS offline, il carico è collegato direttamente alla rete. Quando l'alimentazione in ingresso viene a mancare, il sistema passa alla modalità di alimentazione a batteria; il processo di commutazione richiede di solito circa 10 millisecondi per essere completato, il che limita l'uso degli UPS offline in alcune applicazioni. L'UPS online aggiunge un circuito di inverter e un circuito di carica e scarica della batteria tra il carico e la rete, e l'inverter rimane in funzione indipendentemente dal fatto che l'alimentazione di ingresso sia normale o meno. Pertanto, in caso di problemi in ingresso, l'UPS online può eseguire una commutazione a "interruzione zero" e fornire energia di emergenza al carico attraverso la batteria.
Gli UPS modulari sono più apprezzati dai progettisti e dagli utenti, in quanto gli UPS di potenza inferiore possono essere collegati in parallelo per soddisfare una maggiore domanda di elettricità. Gli UPS modulari possono espandere rapidamente e facilmente i sistemi UPS esistenti e aiutare i clienti a trarre profitto nel processo di creazione di sistemi su larga scala.
Tuttavia, come ogni progetto di alimentazione, anche la progettazione di un UPS efficiente presenta delle sfide. Alcuni fattori chiave da considerare sono le dimensioni, la capacità di regolazione ingresso-uscita, la gestione delle batterie e la topologia.
Le dimensioni sono fondamentali, soprattutto nelle applicazioni in cui lo spazio è estremamente prezioso, come i centri dati. In passato, i trasformatori sono sempre stati uno dei componenti più grandi degli UPS, ma con l'avvento di una tecnologia dei semiconduttori più avanzata, i circuiti di commutazione ad alta frequenza hanno sostituito i trasformatori, consentendo di risparmiare spazio. Un UPS senza trasformatore può fornire centinaia di kVA di potenza di emergenza a grandi centri dati in armadi di dimensioni standard.
L'UPS online utilizza la modulazione PWM (Pulse Width Modulation) ad alta frequenza per eseguire la doppia conversione (AC-DC e poi DC-AC), che può risolvere molti problemi di qualità dell'ingresso che l'UPS offline non è in grado di gestire, come le sovratensioni di bassa tensione e il rumore di linea, riducendo al contempo l'utilizzo della batteria e prolungandone la durata.