UPS原理与维修 张颖超、杨贵恒、常思浩、徐国家 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张颖超，杨贵恒，常思浩，徐国家 著

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• 不间断电源
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• 维修
• 电路
• 张颖超
• 杨贵恒
• 常思浩
• 徐国家

店铺： 北京群洲文化专营店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122100078

商品编码：29257998276

包装：平装

出版时间：2011-03-01

基本信息

书名：UPS原理与维修

定价：45.00元

作者：张颖超、杨贵恒、常思浩、徐国家

出版社：化学工业出版社

出版日期：2011-03-01

ISBN：9787122100078

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.440kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书主要介绍UPS各部分电路的工作原理以及典型设备的操作使用与常见故障检修。全书共分8章，包括UPS控制电路基础，整流电路及晶闸管触发电路，逆变电路及脉宽调制技术，铅蓄电池及其充电电路，UPS的选型、安装、使用、维护，后是典型UPS实例剖析。通过UPS实例剖析，读者可掌握典型UPS的技术参数与基本结构及常见故障检修。
本书可作为UPS维护与管理人员的参考书籍，也可作为高等学校电气工程及其自动化、工业自动化、机电一体化等相关专业的本、专科专业教材。
　　读者对象:本书可作为UPS维护与管理人员的参考书籍，也可作为高等学校电气工程及其自动化、工业自动化、机电一体化等相关专业的本、专科专业教材。
　　一级分类:科技图书
　　二级分类:电气
　　三级分类:电气

目录

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绪论
0.1UPS的定义与作用
0.1.1UPS的定义
0.1.2UPS的作用
0.2UPS的分类
0.2.1后备式UPS
0.2.2双变换在线式UPS
0.2.3在线互动式UPS
0.2.4Delta变换式UPS
0.2.5典型UPS性能对比
0.3UPS的性能指标
0.3.1UPS的输入指标
0.3.2UPS的蓄电池指标
0.3.3UPS的输出指标
0.3.4UPS的其他指标
0.3.5集中监控和网管功能
0.4UPS的发展趋势
0.4.1高频化
0.4.2绿色化
0.4.3智能化

章UPS控制电路基础
1.1电压比较器
1.1.1理想运算放大器
1.1.2电压比较器
1.1.3具有滞后特性的电压比较器
1.2运算放大器
1.2.1反相比例放大器
1.2.2同相比例放大器
1.2.3电压跟随器
1.2.4电压加法放大器
1.2.5电压差动放大器
1.3逻辑门电路及触发器
1.3.1逻辑代数运算及逻辑门电路
1.3.2RS触发器
1.3.3集成触发器
1.4555时基集成电路、单片机及DSP
1.4.1555时基集成电路
1.4.2单片机
1.4.3数字信号处理器（DSP）

第2章整流电路及晶闸管触发电路
2.1整流电路常用器件
2.1.1电力电子器件概述
2.1.2电力二极管
2.1.3晶闸管
2.2整流电路
2.2.1单相不可控整流电路
2.2.2三相不可控整流电路
2.2.3单相可控整流电路
2.2.4三相可控整流电路
2.3晶闸管触发电路
2.3.1对触发电路的要求
2.3.2触发电路的种类
2.3.3单结晶体管触发电路
2.3.4锯齿波同步触发电路
2.3.5集成触发电路
2.3.6触发电路与主回路的同步

第3章逆变电路及脉宽调制技术
3.1逆变电路常用功率开关器件
3.1.1电力晶体管
3.1.2功率场效应晶体管
3.1.3绝缘栅双极晶体管
3.2典型全控型器件驱动电路
3.2.1GTR的基极驱动电路
3.2.2功率MOSFET栅极驱动电路
3.2.3IGBT的栅极驱动电路
3.3逆变电路
3.3.1单相逆变电路
3.3.2三相桥式逆变电路
3.3.3保障逆变电路可靠运行的措施
3.4脉宽调制控制技术
3.4.1单脉冲PWM
3.4.2多脉冲PWM
3.4.3SPWM
3.5常用集成PWM控制器
3.5.1SG3524 PWM控制器
3.5.2SG3525A PWM控制器
3.5.3TL494 PWM控制器
3.5.4UC3846/UC3847 PWM控制器

第4章UPS其他主要电路
4.1功率因数校正电路
4.1.1功率因数（PF）和总谐波畸变（THD）的定义
4.1.2功率因数校正的方法
4.1.3典型功率因数校正电路
4.2相位跟踪
4.2.1相位跟踪的一般方法
4.2.2相位跟踪的实现
4.2.3幅值跟踪
4.3转换开关
4.3.1转换开关的安全转换条件
4.3.2转换开关的种类
4.3.3检测与控制电路
4.4保护电路
4.4.1过流保护电路
4.4.2过、压保护
4.4.3过温保护
4.4.4蓄电池过压、压保护
4.5辅助电源
4.5.1串联线性调整型稳压电源
4.5.2小功率开关稳压电源
4.6显示电路
4.6.1指示灯显示
4.6.2数码管显示
4.6.3液晶（LCD）显示

第5章铅蓄电池及其充电电路
5.1阀控式密封铅蓄电池的构造与工作原理
5.1.1阀控式密封铅蓄电池的结构
5.1.2蓄电池的工作原理
5.1.3阀控式密封铅蓄电池的密封原理
5.2阀控式密封铅蓄电池的使用与维护
5.2.1主要技术指标与性能
5.2.2充电控制技术
5.2.3放电控制技术
5.2.4电池的安装
5.2.5日常维护
5.2.6剩余容量的测量
5.3阀控式密封铅蓄电池的常见失效模式
5.3.1硫化
5.3.2失水
5.3.3正极板栅腐蚀
5.3.4内部短路
5.3.5热失控
5.3.6早期容量损失
5.3.7负极板栅及汇流排的腐蚀
5.3.8引起失效模式的因素
5.4蓄电池充电电路
5.4.1恒压式充电电路
5.4.2先恒流后恒压式充电电路
5.4.3采用智能芯片的充电控制器

第6章UPS的选型、安装、使用与维护
6.1UPS的选型与安装
6.1.1UPS的选型
6.1.2UPS的安装
6.2UPS的使用与日常维护
6.2.1UPS的使用方法
6.2.2UPS的应用技巧
6.2.3UPS的日常维护
6.3UPS并联冗余技术
6.3.1UPS并联冗余技术概述
6.3.2UPS并联冗余结构方式
6.3.3UPS并联冗余控制方式
6.3.4UPS并联均流控制方法
6.4UPS常见故障分析与处理
6.4.1UPS故障检修的一般方法
6.4.2UPS的常见故障
6.4.3UPS的人为故障

第7章中小型UPS实例剖析
7.1山特TG系列（500/1000V·A）UPS原理与维修
7.1.1技术参数与特点
7.1.2工作原理
7.1.3常见故障及维修
7.2山特M2052L（1kV·A）UPS原理与维修
7.2.1技术参数与结构框图
7.2.2主电路工作原理
7.2.3辅助电源电路工作原理
7.2.4主控电路工作原理
7.2.5使用维护与常见故障处理
7.3梅兰日兰Comet系列UPS原理与维修
7.3.1技术性能与结构框图
7.3.2工作原理
7.3.3常见故障检测

第8章大中型UPS实例剖析
8.1系统原理与结构框图
8.1.1系统原理框图
8.1.2系统结构功能框图
8.2辅助电源板（A5）
8.2.1主电路
8.2.2辅助电源控制电路
8.2.3直流母线采样电路
8.3电气参数及开关状态的采样电路
8.3.1输入信号采样电路
8.3.2输出信号采样电路
8.4接口板电路（A7）
8.4.1接口板电源电路
8.4.2信号调理电路
8.4.3同步取样信号调理电路
8.4.4整流器SCR控制信号调理电路
8.4.5逆变器SPWM信号调制电路
8.5静态开关（BYPASS）单元
8.5.1静态开关主电路及缓冲保护电路
8.5.2静态开关驱动放大电路
8.6整流器单元
8.6.1整流器主电路及缓冲保护电路
8.6.2整流器SCR驱动放大电路
8.7逆变器单元
8.7.1逆变器功率主电路
8.7.2IGBT驱动放大电源电路
8.7.3IGBT驱动放大电路
8.8微处理器单元
8.8.1MC80C537微处理器
8.8.2UPS系统整流、逆变及静态开关微处理板电路
8.8.3SM系列UPS整流、逆变微处理板接口功能
8.8.4UPS系统主控及显示微处理板电路
8.9使用与维修
8.9.1SM系列UPS使用说明及操作
8.9.2UPS报警信息分析及维修方法
8.9.3电路板常见故障点及其维修
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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智能电网中的不间断电源（UPS）技术前沿与应用挑战 内容提要： 本书旨在深入探讨现代智能电网背景下，不间断电源（UPS）技术的核心原理、关键创新及其在复杂应用场景中的挑战与解决方案。不同于传统的UPS介绍，本书将视角聚焦于快速发展的电力电子技术、先进的控制策略以及与智能电网的深度融合，旨在为读者提供一个全面、前沿且具有实践指导意义的UPS技术知识体系。 本书内容涵盖了UPS在智能电网建设中的战略意义，从提高电网的可靠性、稳定性和电能质量出发，详细解析了不同类型UPS（如离线式、在线互动式、双转换式）在满足不同负荷需求的特性。在此基础上，本书深入剖析了现代UPS系统的关键技术，包括： 先进的电力电子变换技术： 详细阐述了IGBT、MOSFET等功率器件在UPS设计中的最新应用，以及基于SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）等宽禁带半导体材料的新一代UPS技术，分析其在提高效率、降低损耗、减小体积和增强耐压能力方面的优势。重点介绍脉宽调制（PWM）技术、多电平变换技术（如NPC、T型）在实现高精度电压电流控制方面的最新进展。 高动态性能的控制策略： 深入研究了适用于瞬态扰动抑制和电能质量优化的先进控制算法，包括滑模控制、模糊逻辑控制、模型预测控制（MPC）等，分析其在应对电网波动、负载突变时的响应速度和鲁棒性。特别关注针对新能源并网带来的电压频率不确定性，UPS如何通过实时补偿和预测来保障供电质量。 储能技术在UPS中的集成： 详细讨论了不同储能技术（如铅酸电池、锂离子电池、超级电容器）在UPS系统中的应用，分析其储能密度、循环寿命、功率特性以及与UPS主电路的匹配问题。重点介绍混合储能系统（PMS）的设计理念和控制方法，以实现能量的高效存储与释放，延长UPS的后备时间，并协同电网进行削峰填谷。 智能化与数字化技术： 深入分析了物联网（IoT）、大数据分析、人工智能（AI）在UPS系统中的应用，包括智能诊断与故障预测、远程监控与管理、自适应参数优化等。探讨如何构建基于数字孪生（Digital Twin）的UPS系统，以实现对UPS运行状态的实时仿真、预测和远程干预，提高维护效率和可靠性。 通信协议与互联互通： 详细介绍UPS与智能电网之间进行信息交互的关键通信协议，如Modbus/TCP、DNP3、IEC 61850等，分析其在数据采集、状态上报、远程控制等方面的作用。强调UPS作为智能电网重要组成部分的互联互通性，以及如何实现与电网调度系统的无缝对接。 本书针对智能电网中UPS应用的具体挑战，进行了深入的剖析和探讨： 新能源并网带来的冲击与适应性： 阐述了风电、光伏等新能源发电的波动性和间歇性对电网稳定性的影响，以及UPS如何通过快速响应和能量缓冲来吸收并网冲击，提高电网对新能源的接纳能力。 电动汽车（EV）充电对电网的影响与UPS的协同作用： 分析了大规模电动汽车充电带来的峰值负荷问题，以及UPS在构建V2G（Vehicle-to-Grid）系统中的潜在作用，实现电网能量的双向流动，优化电网运行。 微电网中的UPS角色与优化： 探讨了UPS在孤岛运行的微电网中的核心地位，如何保障微电网内部负载的稳定供电，并与上级电网进行灵活的连接与断开。分析了微电网能量管理系统中UPS的参与方式。 高密度数据中心与关键基础设施的UPS需求： 针对日益增长的数据中心、5G基站、医疗机构等对电力连续性和电能质量的极致要求，深入研究了高功率密度、高效率、高可靠性的UPS解决方案。 电磁兼容性（EMC）与谐波治理： 详细分析了UPS自身产生的电磁干扰以及如何通过滤波器、屏蔽等技术来满足严格的EMC标准。同时，探讨了UPS在谐波治理方面的能力，以及如何与其他谐波抑制装置协同工作，改善电网的电能质量。 安全可靠性与网络安全： 强调UPS作为关键基础设施的重要组成部分，其安全可靠性是重中之重。本书将探讨冗余设计、热插拔技术、故障诊断与隔离等关键措施。此外，随着UPS的智能化和网络化程度的提高，网络安全问题也日益突出，本书将初步探讨UPS系统面临的网络安全威胁以及相应的防护策略。 本书的撰写力求理论与实践相结合，通过大量的案例分析和仿真模拟，帮助读者理解复杂的技术概念，掌握解决实际问题的思路。本书适合从事电力系统、新能源、人工智能、通信工程、计算机科学等相关领域的科研人员、工程技术人员、高级管理人员以及对智能电网与UPS技术感兴趣的研究生阅读。 目录（拟） 第一篇 UPS技术基础与智能电网环境 1. 智能电网发展趋势与UPS的角色定位 1.1 智能电网的核心特征与挑战 1.2 UPS在保障电网运行中的战略意义 1.3 不同应用场景下UPS的需求分析 2. UPS基本原理与分类 2.1 离线式UPS（Offline UPS） 2.2 在线互动式UPS（Line-Interactive UPS） 2.3 双转换式UPS（Double-Conversion UPS） 2.4 UPS技术发展历程回顾 3. 现代UPS系统的关键性能指标 3.1 额定功率与视在功率 3.2 输入电压范围与频率适应性 3.3 输出电压精度与稳定性 3.4 输出频率精度与同步性 3.5 效率与功率因数 3.6 动态响应特性 3.7 总谐波失真（THD）与单个谐波含量 3.8 可靠性与可用性指标 第二篇 UPS核心技术前沿 4. 先进的电力电子变换技术 4.1 功率器件的演进：MOSFET, IGBT, SiC, GaN 4.2 PWM控制技术在UPS中的应用 4.2.1 SPWM, SVPWM等技术解析 4.2.2 谐波注入与空间矢量调制 4.3 多电平变换技术 4.3.1 NPC, T型三电平变换器 4.3.2 NPC变换器在UPS中的优势与挑战 4.4 软开关技术及其在UPS中的应用 5. 高效能的能量存储与管理 5.1 传统储能技术：铅酸电池 5.1.1 充放电机理与寿命影响因素 5.1.2 电池管理系统（BMS）的重要性 5.2 新型储能技术：锂离子电池 5.2.1 不同锂电池化学体系的比较 5.2.2 锂电池在UPS中的应用优势与风险 5.3 超级电容器（Supercapacitors） 5.3.1 超级电容器的储能原理 5.3.2 超级电容器在UPS中的应用场景 5.4 混合储能系统（Hybrid Energy Storage Systems） 5.4.1 混合储能的优势与设计理念 5.4.2 混合储能系统的控制策略 6. 高动态性能的控制策略 6.1 传统PID控制的局限性 6.2 滑模控制（Sliding Mode Control, SMC） 6.2.1 SMC在UPS中的应用原理 6.2.2 SMC的鲁棒性与抖振问题 6.3 模糊逻辑控制（Fuzzy Logic Control, FLC） 6.3.1 FLC在UPS中的建模与推理 6.3.2 FLC与PID的混合控制 6.4 模型预测控制（Model Predictive Control, MPC） 6.4.1 MPC的基本原理与滚动优化 6.4.2 MPC在UPS中的预测模型与约束处理 6.5 针对电网扰动的自适应控制技术 7. 智能化与数字化技术在UPS中的应用 7.1 物联网（IoT）与UPS 7.1.1 UPS的传感器网络构建 7.1.2 数据采集与传输机制 7.2 大数据分析与预测性维护 7.2.1 运行状态数据的挖掘与分析 7.2.2 故障模式识别与寿命预测 7.3 人工智能（AI）在UPS优化中的应用 7.3.1 机器学习算法在参数优化中的应用 7.3.2 深度学习在故障诊断中的潜力 7.4 数字孪生（Digital Twin）技术 7.4.1 UPS数字孪生的构建与仿真 7.4.2 基于数字孪生的远程监控与诊断 8. UPS与电网通信及互联互通 8.1 智能电网通信协议解析 8.1.1 Modbus/TCP, DNP3, IEC 61850 8.2 UPS与电网调度系统的接口 8.3 状态信息上报与远程指令接收 8.4 电网信息反馈与UPS的协同响应 第三篇 UPS在智能电网中的应用挑战与解决方案 9. 新能源并网对UPS的影响与应对 9.1 新能源发电的波动性与电网冲击 9.2 UPS作为能量缓冲与平滑装置 9.3 UPS与储能系统在新能源并网中的协同 10. 电动汽车（EV）充电与UPS的协同作用 10.1 电动汽车充电对电网的影响分析 10.2 V2G（Vehicle-to-Grid）技术与UPS 10.3 UPS在EV充电站的应用 11. 微电网中的UPS：关键角色与优化设计 11.1 微电网的结构与运行模式 11.2 UPS在微电网中的核心功能 11.3 微电网能量管理系统中的UPS集成 11.4 孤岛运行与并网模式的切换 12. 数据中心、通信基站等关键基础设施的UPS解决方案 12.1 需求分析与可靠性设计 12.2 高功率密度UPS技术 12.3 模块化UPS与冗余配置 12.4 绿色UPS技术与节能设计 13. 电磁兼容性（EMC）与谐波治理 13.1 UPS产生的电磁干扰源分析 13.2 EMC标准与测试方法 13.3 UPS内部电磁兼容性设计 13.4 UPS作为有源滤波器（APF）的角色 13.5 谐波治理技术与UPS的协同 14. 安全可靠性与网络安全 14.1 UPS系统的冗余设计策略 14.1.1 N+1, 2N, 2N+1冗余 14.2 热插拔技术与故障隔离 14.3 故障诊断、告警与快速恢复 14.4 UPS系统面临的网络安全威胁 14.5 基础的网络安全防护措施 第四篇 案例分析与未来展望 15. 智能电网UPS应用案例研究 15.1 大型数据中心UPS系统设计 15.2 新能源发电场站UPS解决方案 15.3 城市配电网UPS应用 15.4 交通枢纽（机场、高铁站）UPS系统 16. UPS技术未来发展趋势 16.1 更高集成度与小型化 16.2 更加智能化的自主运行 16.3 与其他分布式能源的深度融合 16.4 碳中和背景下的绿色UPS技术 16.5 基于AI的预测性维护与自我修复能力 参考文献 索引

评分☆☆☆☆☆

这本《UPS原理与维修》简直是给电源维护人员量身定做的宝典！我是一名刚入行不久的电力工程师，在工作中经常会遇到各种UPS故障，之前只能靠经验摸索，效率不高，还常常担心会出更大的问题。自从拿到这本书，感觉像是找到了救星。书的结构非常清晰，从最基础的UPS原理讲起，比如它到底是怎么工作的，DC-AC转换是怎么实现的，还有各种保护电路的作用，都解释得绘声绘色，一点也不枯燥。更让我惊喜的是，书中详细分析了各种常见故障的产生原因和判断方法，比如电池老化、逆变器故障、旁路切换问题等等，而且都配有图示，非常直观。我尤其喜欢它关于故障诊断的章节，罗列了大量的现象和对应的检查步骤，让我能够快速定位问题，大大缩短了维修时间。以前遇到一个疑难杂症，可能要花上一天时间，现在有了这本书的指导，很多问题都能在几个小时内解决。而且，书里还提到了很多维修时需要注意的安全事项，这对于我们这种跟电打交道的职业来说，安全永远是第一位的，这点做得非常到位。我打算把这本书放在工作台边，随时翻阅，相信它能在我今后的工作中发挥巨大的作用。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的IT运维经理，我手下的机房里可是有几十台大小不一的UPS在运转，它们就像是机房的心脏，一旦出点问题，那损失可就大了去了。之前我们团队的UPS维护主要依靠供应商的技术支持，一来一回，耽误事不说，成本也高。所以，我一直想找一本真正能让团队成员自己动手、独立解决问题的专业书籍。这本《UPS原理与维修》真是来得太及时了！它不仅深入浅出地讲解了UPS的各个组成部分的功能和工作流程，更重要的是，它提供了非常系统和详尽的维修指导。书中关于不同品牌、不同型号UPS的常见故障排除案例分析，我觉得特别接地气，贴合实际操作。它不像有些书那样只是理论堆砌，而是充满了实战经验。比如，它会告诉你如何通过电流、电压读数来判断故障类型，如何安全地更换电池组，甚至还有一些高级的故障排除技巧，比如如何诊断和修复逆变器模块的某些疑难杂症。我组织团队成员一起学习这本书，大家反馈都很好，觉得受益匪浅。现在，我们团队处理UPS问题的能力和效率都有了质的飞跃，为机房的稳定运行提供了坚实的保障。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容对我来说，更像是一次深入的“技术溯源”。我是一名对电源系统有长期研究的工程师，但过去接触的主要是工业电源领域，对UPS这类专门为关键负载设计的电源系统，一直想做更系统的了解。这本《UPS原理与维修》恰恰满足了我的需求。它不仅仅停留在“如何修”的层面，而是花了很多篇幅去讲解“为什么会这样”。例如，在介绍后备式、在线互动式和在线式UPS的区别时，它会从工作原理、效率、输出精度等方面进行对比分析，让我能更深刻地理解它们各自的优缺点以及适用场景。书中关于各种拓扑结构、控制策略的阐述，对于我理解UPS的“灵魂”非常有帮助。在维修方面，它提供的不仅仅是简单的“换件”指导，而是侧重于对故障产生的根本原因进行分析，并给出多角度的判断和修复建议，这对于提升维修人员的整体技术水平非常有益。我特别喜欢书中关于UPS可靠性设计和电磁兼容性方面的章节，这些内容对于我进行更深层次的技术改进和优化很有启发。总的来说，这本书是一本集原理、实践、前瞻性于一体的优秀技术书籍，值得反复研读。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在大型数据中心工作的设备管理人员，UPS是我们日常工作中必不可少的一部分，其稳定可靠运行直接关系到整个数据中心的业务连续性。在我看来，一本好的UPS维修指南，不仅要有详尽的原理讲解，更要能提供实操性强、能够快速解决实际问题的方案。《UPS原理与维修》这本书在这方面做得非常出色。它将UPS从输入、转换到输出的整个流程，分解得非常细致，并且对于每一个环节可能出现的故障，都提供了清晰的诊断思路和维修步骤。我特别欣赏书中关于故障代码和指示灯含义的解读，这简直是现场抢修时的“天书翻译器”，能够帮助我们快速识别问题所在。而且，书中对一些常见的硬件损坏，比如电容老化、晶体管击穿等，都给出了具体的测量方法和更换建议，这对于提高维修效率、减少误判至关重要。我曾经遇到过一个棘手的UPS故障，调动了多名工程师都未能彻底解决，后来翻阅了这本书的某章节，才恍然大悟，找到了关键的突破口。这本书的价值，在于它真正帮助我们解决实际问题，保障了数据中心的稳定运行。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对电子技术充满好奇的爱好者，尤其对各种电源设备很着迷。看到这本《UPS原理与维修》，简直是打开了新世界的大门！我之前对UPS的认识仅限于“停电时它能供电”，但这本书让我了解了它背后复杂的电路设计和精妙的工作原理。书中对PWM控制、滤波电路、电池管理系统等核心技术的讲解，虽然有些专业，但作者的语言通俗易懂，并且配有大量的电路图和波形图，让我这个非科班出身的人也能大致理解。我最喜欢的是它关于UPS效率和可靠性提升的部分，这让我看到了这项技术发展的方向和未来的潜力。虽然我目前还没有机会亲手维修UPS，但光是阅读这本书，就已经让我对UPS有了全新的认识，也激发了我进一步学习电力电子技术的兴趣。书中的一些维修技巧，虽然我暂时用不上，但它们展现出的严谨和细致，让我感受到了作者深厚的专业功底和对技术的执着。这本书不仅仅是一本维修手册，更是一本关于UPS技术的科普读物，我非常推荐给所有对UPS感兴趣的朋友。