不间断电源（UPS）
不间断电源 (UPS) 通过将电池或电池组的直流电压转换为交流电压以保证电源的安全。
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它们被应用于许多领域，包括工业制造工艺、电信、数据中心、医疗器械和小型办公室或家庭办公环境中，又被称为 S.O.H.O。
不间断电源通常包括基于MOSFET的逆变器，采用12V或24V铅酸电池供电。在额定功率更高的系统中，需要更高的电池电压来限制工作电流。42V和72V系统的存在也是基于相同的原因，但由于这些系统不太常见，因此本参考设计的基础是12V电池。UPS的电池可内置或外置，汽车电池是外部使用的，内部使用密封铅酸电池。UPS 系统可分为三大类：离线/待机 UPS, 线上交互式 UPS, 在线/双转换式 UPS。
UPS 系统分类：
UPS 系统可分为三大类：
1.离线/待机式：当交流线路出现电压时，继电器绕过逆变器，逆变器保持关机状态。电池充电器工作，保持电量充满状态。若交流电源故障，继电器将UPS输出切换到逆变器，逆变器在10至20毫秒的短暂中断后启动，提供备用电源。
2.线上交互式：与离线式UPS类似，但包含了一些交流线路调制功能，可以调节交流电流输出，在低线和高线输入电压情况下进行补偿，提供更稳定的输出电压。该系统是线路调制器和离线式 UPS 的结合体。
3.在线/双转换式：在电池充电时，交流电输入被转换为直流电，然后再转换回交流电。由此在交流线路故障时，系统将无缝切换到备用电池，让输出持续不间断运行。这类系统在任何条件下都能提供稳定、干净的交流电输出，但转换过程中会有固定的效率损耗。更为复杂的系统通过在交流线路工作期间部分绕过两个转换级来缓解这种情况，因此只有少量的电量会通过它们。如果交流电输入发生故障，逆变器级能在不中断输出情况下满负载工作。
离线 UPS
在线 UPS
随着全球范围内日益增强的减少碳排放意识和承诺，相当程度上导致了更严苛的合规性，因此增加了高能源成本的风险，从而推动了更高效 UPS 市场的发展。此外，还有一个市场趋势是客户要求更小的 UPS 单元提供相同质量的保护。拥有成本和有限的空间是这一趋势的来源。UPS单元的体积越小，重量越轻，运行成本就越低，可用于核心业务或进程的空间就越多。低杂散电感领域标杆Easy功率模块的优势与英飞凌1200VCoolSiC™MOSFET芯片的优点相结合，不仅使我们的客户能够显著降低系统和运营成本，还能进一步提高效率和功率密度，达到前所未有的水平。
技术趋势：
服务器、数据中心和工业自动化等应用需要双转换式UPS拓扑结构。UPS系统通过两阶段的流程向连接的设备供电。首先，它们将输入的交流电转换为直流电，然后将直流电转换为调制后的纯正弦波交流电。在停电期间，UPS系统将电池存储的直流电转换为交流电。此外，在内部故障或过载的情况下，它们会自动绕过内部元件，直接向连接的设备供电。
直流-交流系统将直流电转换为调制后的纯正弦波交流电压。在此阶段，首选 2 级 或 3 级 NPC 1/NPC 2 拓扑，特别是 3 级 NPC 1/ NPC 2 因其较高的效率而被广泛使用。3 级 NPC 1 可用于 600 V 设备，是最适合 20 kHz 以上开关频率操作，和高输出电压 UPS 型号的拓扑结构。3 级 NPC 2 可用于 600 V 和 1200 V 设备，是最适合 20 kHz 以下开关频率操作的拓扑结构，也是低输出电压 UPS 型号的最佳选择。
英飞凌 1200 V CoolSiC™ MOSFET 技术为变频器设计师开创了新机会，让他们可在使用简单的 2 级拓扑结构的同时，获得比复杂的 3 级拓扑结构更高的效率和功率密度。
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随着联网设备、智能工业和“物联网 ”的快速发展，我们的个人和工作生活只会紧密互联，并越来越依赖可靠、稳定的电源，因此对UPS保护的需求只会越来越大。当下的不间断电源(UPS)系统对提升可靠性和零停机的需求，促使制造商为UPS系统设计出更坚固的元件。英飞凌的高品质产品为您提供针对UPS全功率范围应用的解决方案。采用英飞凌半导体，UPS 系统可以实现最佳电源转换效率和先进的功率密度。
S.O.H.O UPS系统主要有离线式和在线/线上交互式两种类型。大体上可分为基于低频铁芯变压器的系统和基于铁氧体磁芯高频变压器的系统。最基础的 UPS 型号可以产生 50-60 Hz 的无调制方波输出。然而，正弦波输出逆变器是首选。因为它们能提供更好的电源质量，并提供调制的输出电压，以避免某些类型的电器可能出现静电应力。也有系统可以产生高失真的近似正弦波输出。此处讨论的评估板是基于低频变压器和产生低失真正弦波输出波形。
XMC™ 微控制器系列基于 ARM® Cortex®-M 内核，适用于需要工业标准内核的实时关键应用。该系列致力于电源转换、工厂和楼宇自动化、交通和家用电器等领域的应用。XMC1000 系列将 ARM® Cortex®-M0 内核和成熟的、差异化外围设备整合到领先的 65 纳米制造工艺中。
XMC13x 选项提供了 CCU8 定时器/PWM 模块的功能，需提供所需的栅极驱动信号。32 Mhz 的时钟频率为开关频率为 20 kHz 的 PWM 输出提供了充足的调整粒度。离线 UPS 不需要 MATH 协同处理器和亮度和色彩控制单元 LED 光引擎，因此 XMC1301 已能满足需求。例如，16 引脚，PG-TSSOP-16-8 封装的XMC1301-T016F0032 型号含 32 kB 闪存、16 KB SRAM 和足够多的 I/O 引脚，可支持所需的离线 UPS 功能。
该固件可以使用 DAVETM IDE 进行开发，并可免费下载。通过 XMCTM Link 隔离调试探针进行编程和调试。在 DAVETM IDE中创建你的项目，包括设备定义、设置、需编译的源文件和构建可执行代码，并可下载到 XMCTM 控制器的程序闪存中。有数种编程/调试协议可供选择。
This e-learning is about Infineon’s power solution positioning for uninterruptible power supply (UPS) applications. We will cover also different types of UPS and topologies commonly used.
