直流不间断电源设计主要应用于12V/24V/48V的总线供电系统或需要LES供电领域。相对于传统AC UPS的系统，各自的用途不同，此文主要就各种DC UPS 技术路线进行比较
DC UPS的组成结构
一般DC UPS 基本由以下几个部分组成
l 输入/输出保护电路
l 电池充电/放电电路
l MCU接口控制电路
l 电池/输入供电切换电路
l 电池升降压电路
DC UPS要实现的功能
l 设备供电
l 电池充电
技术重点
l 电源切换uS 级切换
l 稳定输出
下面简要的介绍一下几种技术路线实现的 DC UPS
1. 使用四开关稳压
实现方式是在系统输出总线上加入4开关升降压电路，保证不管输入电压高低，输出都能保证一个稳定的电压给负载。类似一个高压大电流充电宝，如图1所示，
图1. 电源总线通过BUCK-BOOST输出给负载供电
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核心功能： l 四开关升降压输出 l 独立的充电管理。 l PowerPath架构
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优点： l 不管外部供电还是电池供电，都能给负载提供稳定的电压 l 根本没有切换延时。 l 无论外部电源和电池电压高低，都能给负载提供稳定的电源 |
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工作原理： l 外部供电，外部电源给电池充放电的同时也给负载供电。 l 外部掉电，电池给负载供电。 l 电源输出BUS经过四开关控制器输出稳定的电压给负载 |
缺点： l 给负载的电源经过四开关稳压器，有能量损失。 l 输出经过四开关稳压电源，成本增加。 l 大电流时四开关稳压模块长期工作，要考虑散热。 |
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代表方案： ADI, TI : Powerpath电池充电IC+升降压IC+MCU, |
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2. 使用DSP 技术
主要保证外部供电掉电的情况下，电池立即供电，这个切换间隔微秒级，保证不能产生电压跳变，这个电压跳变对有些负载时致命的。要实现这种切换， 需要精密的A/D转换器去判断外部电压/电池电压,DSP通过精密的电压电流采样实现一个双向四开关电源系统，外部设备供电时，可以给负载供电的同时给电池充电，外部电源掉点，双向电源切换方向，输出预先设置的电压给负载供电。
图2. 通过DSP/或单片机来实现双向电池切换。
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核心功能： l DSP 实现双向电源 l 输出电压无缝切换
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优点： l 基本没有切换延时。 l 外部供电时输出没有损耗。效率高 |
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工作原理： l 外部供电，给负载供电的同时，双向电源正向工作给电池充电负载供电。 l 外部掉电，双向电源反向稳压供应负载 |
缺点： l 外部须提供稳定电压。 l 精密的电压电流采样，增加成本 l 要设置切换门槛电压。 |
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代表方案： TI : DSP系列, UCD3138, ADI: LT8708，STM32G4系列等。 |
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3. 使用升压电路
实现方式是采用降压充电，充电和电池输出分开，外部供电时给负载供电的同时给电池充电，外部掉电时，电池通过升压电路给负载供电，工作如图3.所示。
采用升压电路实现的双向切换方式
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核心功能： l 降压充电管理 l 电池升压输出
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优点： l 没有切换延时。 l 外部供电时输出没有损耗。效率高 |
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工作原理： l 外部供电，给负载供电的同时给电池充电 l 外部掉电，电池通过升压电路给负载给供电 |
缺点： l 外部须提供稳定电压。 l 升压电路和外部电源要有一定的压差0-1V，保证外部供电时，升压电路处于待机状态 |
4. PowerPath架构
此种方案类似笔记本电池工作方式，外部掉电时电池不经过升压、升降压直接给负载供电。因为电脑主板内部都有稳压系统，能承受一定的外部电压变化，这个设计对输出电压幅度要求比较低的场所还是非常合适的，最主要时成本较低。
总结：
随着智能电子设备的普及化，经常要考虑到设备供电的稳定性和冗余问题，根据设备电源的需求，可参考以上架构去选择合适的DC UPS电源
