UPS（不间断电源）模块在市电异常时自动切换至电池供电，保证负载持续供电。本模块集成市电检测、充电管理、逆变输出、自动切换等功能。采用在线式或后备式拓扑，切换时间<10ms，输出纯正弦波或修正波。适用于电赛中需要电源可靠性的系统、数据采集不能中断的场合、电网质量差的环境等，是关键负载的供电保障。

[市电220V] → [整流] → [充电电路] → [蓄电池12V]
     ↓                                  ↓
[继电器切换] ←─ [市电检测]       [逆变器] → [220V输出]
     ↓                                  ↑
[市电正常] → [直通或整流逆变]          |
[市电异常] → [电池逆变] ──────────────┘

后备式UPS（本方案）：
市电正常：市电直接供电，同时给电池充电
市电异常：自动切换至电池逆变供电（<10ms）

在线式UPS（高级）：
市电正常：整流→逆变双变换
市电异常：电池→逆变
优点：0切换时间，输出质量好

- 拓扑类型: 后备式（离线式） - 输入电压: 220V AC±15% 50Hz - 输出电压: 220V AC±5% 50Hz - 输出功率: 300W-1000W - 输出波形: 纯正弦波（THD<3%） - 切换时间: <10ms（后备式） - 电池: 12V铅酸或锂电 - 备用时间: 10-30分钟（取决于容量） - 充电时间: 6-8小时（100%放电后） - 效率: 市电模式>95%, 逆变模式>85% - 保护: 过载、短路、过温、电池过放

- 输入接口: 三孔插座，带保险丝 - 输出接口: 万能插座×2-4个 - 切换继电器: 大功率继电器30A - 逆变电路: 推挽或全桥逆变，EG8010驱动 - 充电电路: 三段式铅酸充电器 - 显示屏: LCD显示输入电压、电池电压、负载功率 - 蜂鸣器: 市电异常、电池低压报警 - LED指示: 市电、电池、旁路、故障指示灯

- 输入电压: 170-264V AC - 输入频率: 50Hz±2Hz - 输出电压: 220V±5% AC - 输出频率: 50Hz±0.5Hz - 波形失真: THD<3% (纯正弦) - 额定功率: 500W (示例) - 过载能力: 120%/60s, 150%/10s - 电池电压: 12V (10.5-14.4V) - 逆变效率: 85-90% - 转换效率: 充电80-85% - 切换时间: 后备式<10ms, 在线式0ms - 备用时间: 500W负载约15分钟（12V/40Ah电池）

1. 电池连接: 正确连接12V蓄电池，注意极性 2. 市电接入: 接入220V市电，观察充电指示 3. 负载连接: 接入负载，不超过额定功率 4. 市电测试: 拔掉市电，测试切换时间和逆变输出 5. 电池维护: 定期充放电，避免长期满充或过放 6. 过载测试: 逐步增加负载，测试过载保护点 7. 波形测试: 示波器测量输出波形，检查THD 8. 备用时间: 满载测试电池可供电时间

- 2013年A题: 单相AC-DC变换电路（可扩展UPS功能） - 2011年A题: 开关稳压电源（备用电源设计） - 2009年A题: 光伏并网发电（储能和UPS结合） - 2007年: 电能质量监测（需要UPS保证不间断）

1. 快速切换: 检测市电失压<1ms，继电器切换<10ms 2. 纯正弦波: 使用SPWM逆变，LC滤波，THD<3% 3. 同步锁相: 市电恢复时同步后切换，避免冲击 4. 电池管理: 三段式充电，低压保护，防过放 5. 过载保护: 软件限流+硬件断路器双重保护 6. 效率优化: 轻载时降频或休眠，减少损耗 7. EMC设计: 输入输出滤波，接地良好 8. 人机界面: 液晶显示+按键设置，参数可调