在線式UPS在市電供電時的主要功能是穩壓及防止市電干擾；在停電時則使用備用直流電源（蓄電池組）給逆變器供電。由于逆變器一直在工作，因此不存在切換時間的問題，適用于對電源有嚴格要求的場合。
由于通信系統對供電質量要求較高，在UPS電源類型選擇上一般都選擇了在線式，這是因為在線式UPS電源系統具有對各類供電的零時間切換，自身供電時間的長短可選，并具有穩壓、穩頻、凈化的特點。當UPS電源系統本身出現故障時有自動旁路功能，當需要檢修時可采用手動旁路，使檢修、供電互不影響。
在市電正常供電時，市電經濾波回路和突波吸收回路后，分為同時動作兩個回路，一個是通過一個充電回路給電池組充電，另一個是通過一個整流回路，作為變流器的輸入，再通過變流器的轉換為負載提供純化的交流電；此時若市電出現異常，則變流器的輸入由電池組供給，變流器繼續提供電能，直至完全停止。
就工作原理而言，有市電時，后備式UPS電源只對市電穩定，逆變器不工作，處于等待狀態，當有市電異常時，后備式UPS電源會迅速切換到逆變狀態，使電池電能逆變為交流電對負載繼續供電，因此，后備式UPS電源在有市電異常時，會有一段轉換時間，一般小于10ms的時間切換，不適用于關鍵供電場所。另外，后備式UPS一般只能持續供電數分鐘至十幾分鐘。
穩壓電路中必須采取短路保護措施，以確保的運行。由于正常的保險絲熔斷緩慢，因此添加保險絲不會起到保護作用，因此必須安裝保護電路。
保護電路的功能是防止短路和電流增加時整個管子燃燒。基本方法是在輸出電流超過一定值時將調節管置于反向偏置狀態，切斷電路電流，然后自動切斷。保護電路有多種形式。圖2-25顯示了由圖2-25中的二極管D和二極管保護電路的電阻R0組成的二極管保護電路。在正常工作期間，二極管兩端的電壓會波動，但二極管仍處于反向截止狀態。當負載電流增加到某個值時，電阻器RO的凹槽ROIe增大，二極管導通。由于UD = Ube1 + ROIe并且二極管導通電壓UD恒定，因此Ube1減小，從而將Ie限制在特定值以保護調節器管。使用時，必須選擇UD值大的二極管。
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