在電的領域內命名的有線電和無線電，高壓電器和低壓電器，電壓源和電流源，交流電和直流電，硬件和軟件，等等的命名都有其唯一性。工頻機UPS和高頻機UPS的區(qū)分也一樣，顧名思義，那就是以頻率不同為根據的。就應該從頻率的角度去看，而不是另辟途徑。
因為UPS的輸入和輸出都是50Hz的正弦波標準電壓，眾所周知這沒有什么好討論的，所以這里所討論的都是UPS內部的工作情況。在當代工頻機UPS中，輸出變壓器并不是該機所必需的配套裝置。在2008年上海國際電源論壇會議上，與會專家們也一致認為“變壓器今后并不是電子設備的必然配套裝置”，電子變壓器會將其替代。但在上個世紀70至80年代，由于技術和元器件的水平還沒達到一定程度，UPS的主要器件是還靠可控硅，這是一種半控器件，即開通是可控的，而關斷是不可控的，只有等到電壓過零點才可關斷。因此其工作頻率受市電頻率約束，只能與市電頻率同步工作。而且當時的逆變器輸出也只能是單方波。可惜的是當時負載設備電源的輸入幾乎都有變壓器，而UPS輸出的方波電壓平頂部分會導致變壓器鐵心飽和，從而造成故障。所以負載對UPS的輸出要求必須是正弦波。這樣一來，從方波中濾出正弦波就需要龐大的LC濾波器，不但耗材驚人，噪聲煩人，而且效率也大幅度降低，尤其是中大功率更是如此。
圖1 四階梯波輸出的UPS電路原理方框圖
為此人們又為大功率設計出一種接近於正弦波的階梯波，以減小LC濾波器的尺寸。但又出現了新的問題：一個階梯就是一套逆變器，比如1972年美國總統(tǒng)尼克松訪華時帶來的UPS就是四套逆變器疊加而成的四階梯波結構，然后再由濾波器濾出正弦波電壓，如圖1所示。從圖中可以看出，四階梯波的構成就需要變壓器將其串聯(lián)起來。這里的變壓器一般是不可少的。小功率由于造價太高，一般還是由方波濾波后輸出。
上世紀70年代美國庫伯博士實驗成功了一種高頻脈寬調制（PWM）電路，使原來龐大的線性電源起了革命性的變化?？上М敃r晶體三極管只是低壓小功率水平，無法被UPS采用。一直到1980年前后高頻技術才被陸續(xù)應用到UPS逆變器上，這時使用大功率高壓晶體管和場效應管的逆變器調制頻率可以做到50Hz工業(yè)頻率的數百倍，因此LC濾波器的體積也有了本質的變化，可以做的非常小。圖2示出了脈寬調制輸出被檢波出正弦波的情況。
圖2 當代一般UPS的PWM輸出過程
從該圖中可以看出，其輸出波形已被濾波器濾出正弦波電壓，如果電壓值合適的話就可以直接給負載使用。1998年至2001年期間，我國進口了一批荷蘭Victron品牌的UPS，就是圖2的結構，沒有輸出變壓器。雖然由于采用了傳統(tǒng)的全橋結構逆變器，使得兩條輸出線都是火線，但并不妨礙負載的正常使用，在很多用戶機器上的實際運行中證明了這一點。遺憾的是：當時有的計算機廠家不知出于什么目的，竟提出了UPS輸出端接地的要求，否則就不給負載計算機開機！暫不談這種要求是否值得商榷，但為了能給用戶開機，也只好將UPS輸出的一端接地。但這樣一來，接地以后的UPS一啟動，逆變器就炸機。無奈只好在UPS輸出端加了一個隔離變壓器才算穩(wěn)住了局面。換言之，如果UPS輸出一端不接地，不用變壓器也可為計算機正常供電，這是其一。其二，因為當時計算機畢竟使用的都是220V，一根火線和一根零線就足夠了，和地線并沒有什么關系…
80年代前后由于絕緣柵晶體管（IGBT）的出現，又為UPS技術的發(fā)展提供了有利條件，在脈寬調制波形和頻率基本不做改變的情況下，IGBT就可以順利地取代晶體管和場效應管。但鑒于以前的接地要求，這個變壓器就這樣很自然地沿用下來了，當然這也和電池電壓不符合交流電輸出值的要求，需要變壓也有關系。
（a）工頻機UPS輸出正弦波的原理電路 （b）高頻機UPS輸出正弦波的原理電路
圖3 兩種UPS輸出正弦波時的電路結構
1980年中后期，UPS的逆變器推出了半橋結構電路，和多數工頻機UPS采用的全橋逆變器相比，它的兩條輸出線就是一條火線和一條零線。這樣一來，在滿足負載輸入接地的條件下就可以不用變壓器隔離了，如圖3的（a）和（b）所示。如果工頻機UPS的逆變器也采用半橋結構，也可省去了這個輸出變壓器。目前已有幾個品牌的工頻機UPS采用了半橋逆變器結構電路而取消了輸出隔離變壓器。
從上面的討論可以看出，所謂輸出隔離變壓器并不是當代工頻機UPS必然配套的裝置，更不是工頻機UPS的什么“法寶”，而是可有可無：用半橋逆變器就可以不要輸出變壓器，用全橋逆變器，如果輸出值合適且不要求接地時也可不要輸出變壓器。目前已有的工頻機型UPS就取消了輸出變壓器。至于還有的工頻機UPS生產廠家繼續(xù)仍保留此裝置，那是制造廠家的考慮。并不表示輸出變壓器就是UPS的必配裝置。比如也有的高頻機型UPS的逆變器仍采用全橋電路結構，后面也加了輸出變壓器，更有的在半橋逆變器后面又加了輸出變壓器的情況，但整流器和逆變器仍然采用了IGBT，其數千赫茲的工作頻率也沒變，所以仍然屬于高頻機范疇。既然輸出變壓器是當代工頻機UPS的身外之物，再用它作為區(qū)分兩種類型UPS的標志就不是充分的理由了。就像用是否穿高跟鞋作為區(qū)分男性和女性的的條件一樣缺乏唯一性。
當前電子技術已進入數字時代，作為電子技術的能源也應該與其適應。高頻機UPS也已全部采用了數字技術，而工頻機UPS有不少還滯留在數字與模擬相結合的時代。真正高頻機UPS的工作頻率是20kHz以上。因為人耳朵聽得見的頻率是16Hz~20kHz，人的耳朵對20kHz和以上頻率的聲音就相應不了啦，聽不見了。對開關電源來說，工作頻率越高損耗就越大，散熱就越困難。因此目前20kHz還是一道坎，UPS單機功率做到100kVA以上還有些困難。但100kVA以上功率的UPS也不一定非工作在20kHz不可，比如目前已有的做到了15kHz，只是有些聲音罷了。
圖4 兩種負載使市電電壓波形呈現不同結果的情況
但電路結構仍可以采用IGBT整流和半橋逆變結構，高頻機UPS的其它特點仍然保留下來，照樣是一個好的方案。即使不工作在20kHz，比如一般是5~15kHz，仍然是50Hz工頻的100~300倍，相對而言難道這就是高頻了。因此為了區(qū)別于20kHz，就稱為“高頻機型”。而工頻機UPS原來是整流器和逆變器都工作在50Hz的工頻，但后來采用IGBT后也工作在50Hz工頻的一百倍甚至200倍以上，相比之下這也算是高頻了。但可惜的是它的整流器可控硅器件仍工作在50Hz的工頻，也就是說這種UPS的一只腳跨進了高頻的門坎，而另一只腳還停留在工頻的原地，這既不能算作“高頻機型”UPS，也不能全算工頻機，為了區(qū)別“高頻機型”UPS，就暫稱為“工頻機型”UPS。由此可見，只要“工頻機型”UPS再向前跨上一步就是“高頻機型”UPS了。換言之，只要“工頻機型”UPS的輸入整流器將半控的可控硅器件換成全控的IGBT就可以工作在高頻了。而且這樣一來也給用戶帶來了莫大的好處，尤其對大功率來說，整流器和逆變器都是上百公斤的大家伙，作為備件而言實在是令人卻步。而整流器改用IGBT后，就可和逆變器共用一套備件。
而且取消UPS中的輸出電磁變壓器，代之以電子變壓器，效率可以提高幾個百分點，從而也提高了設備本身的可靠性。因為效率的提高意味著功耗的降低，從而降低了機內溫度。因為機器在高溫下容易出故障，根據阿雷紐斯定律：溫度每升高10°C，電子元器件（包括電池）的壽命就減半。所以提高效率就意味著提高了可靠性。另一方面，可控硅整流器電路還是破壞輸入市電正弦電壓波形的罪魁禍首：不論從電網來的電壓波形多么好，到了六脈沖整流UPS前面就被破壞了，如圖4（b）所示。將輸入功率因數降低到0.8左右。而上述電壓加到線性負載上的時侯，線性負載的輸入功率因數就是1，如圖4（a）所示。這就說明六脈沖整流輸入的UPS是非線性負載，會使市電輸入電壓波形失真。有的誤認為這種失真是市電輸入本身的問題，此論不敢茍同。為什么同樣的市電電壓波形帶電爐子之類的線性負載時就不失真，而帶六脈沖整流器UPS時就失真了呢？這能賴電網嗎？不言而喻，這就是可控硅整流器破壞的結果。0.8的輸入功率因數是不符合國家對負載端輸入功率因數0.9的要求的。為了將輸入功率因數提高到0.95以上，就必須附加許多環(huán)節(jié)而構成十二脈沖整流。比如某品牌300kVA的UPS, 六脈沖整流時的重量是1.6噸，而構成十二脈沖整流后的重量就一下子增加到2.2噸，增加了600公斤！其整機效率也很難達到90%。
（a）某品牌300kVA的高頻機型UPS外形圖 （b）某品牌300kVA的工頻機型UPS外形圖
圖5 300kVA的高頻機型UPS和工頻機型UPS的外形
而某品牌同樣是300kVA的高頻機型UPS，其總重量才0.83噸，而且輸入功率因數在0.99以上，并且其整機效率也可達95%以上。這兩種UPS的外形圖如圖5（a）和（b）所示。又比如同樣是300kW的UPS，高頻機型UPS就比工頻機型UPS每年節(jié)約150,000度電，這在當今已將節(jié)能減排作為國策的時代又是多么可貴的貢獻??！
據初略估計，目前大約有200萬臺服務器在24h運行，以每臺平均功耗400W計，就是800,000kW，需2000臺400kVA（按kVA= kW計）UPS，在輸入功率因數³0.95的情況下，某400kVA工頻機 UPS重約2.3噸，而某高頻機型UPS約重900kg，每臺相差約1.4噸，2000臺工頻機 UPS就比高頻機型UPS多出2800噸器材！而且這些器材都是貴重物品，比如接插件和開關觸點上的鍍金和鍍銀，半導體器件的稀土元素硅和鍺，變壓器的高純度銅和矽鋼片，開關用的特種不銹鋼材，電纜用的銅和鋁，電纜護套用的橡膠和高級塑料，機架用的高標號的鋼…哪一種都不是輕易獲得的。如果將這些節(jié)約下來的器材再移作它用，又會創(chuàng)造多么大的價值！