當市電正常為380/220VAC時，直流主回路有直流電壓，供給DC-AC交流逆變器，輸出穩(wěn)定的220V或380V交流電壓，同時市電經整流后對電池充電。當任何時候市電欠壓或突然掉電，則由電池組通過隔離二極管開關向直流回路饋送電能。從電網供電到電池供電沒有切換時間。當電池能量即將耗盡時，不間斷電源發(fā)出聲光報警，并在電池放電下限點停止逆變器工作，長鳴告警。不間斷電源還有過載保護功能，當發(fā)生超載（150%負載）時，跳到旁路狀態(tài)，并在負載正常時自動返回。當發(fā)生嚴重超載（超過200%額定負載）時，不間斷電源立即停止逆變器輸出并跳到旁路狀態(tài)，此時前面輸入空氣開關也可能跳閘。消除故障后，只要合上開關，重新開機即開始恢復工作。

在使用電池的時代之前，不間斷電源曾經使用飛輪和內燃機為負載提供電能供應，這種不間斷電源被稱為飛輪式或旋轉式不間斷電源。飛輪式不間斷電源由整流器、直流電動機、飛輪、柴油機（或汽油機）及發(fā)電機等組成。在電網供電的情況下，由整流器提供的直流電驅動電動機帶動飛輪旋轉，并且?guī)Оl(fā)電機為負載供電。由于飛輪的慣性作用，發(fā)電機轉速可以保持均衡，此時不間斷電源起過濾電網干擾的作用。當電網斷電后，飛輪繼續(xù)帶動發(fā)電機的轉子旋轉，同時啟動柴油機帶動發(fā)電機發(fā)電，替代原有電網為負載供電。

不間斷電源的主要優(yōu)點，在于它的不間斷供電能力。在市電交流輸入正常時，UPS把交流電整流成直流電，然后再把直流電逆變成穩(wěn)定無雜質的交流電，給后級負載使用。一旦市電交流輸入異常，比如欠壓了或者停電了又或者頻率異常了，那么UPS會啟用備用能源-蓄電池，UPS的整流電路會關斷，相應的，會把蓄電池的直流電逆變成穩(wěn)定無雜質的交流電，繼續(xù)給后級負載使用。這就是UPS不間斷供電能力的由來。

不間斷電源現(xiàn)已廣泛應用于：礦山、航天、工業(yè)、通訊、國防、醫(yī)院、計算機業(yè)務終端、網絡服務器、網絡設備、數(shù)據存儲設備、應急照明系統(tǒng)、鐵路、航運、交通、電廠、變電站、核電站、消防報警系統(tǒng)、無線通訊系統(tǒng)、程控交換機、移動通訊、太陽能儲存能量轉換設備、控制設備及其緊急保護系統(tǒng)、個人計算機等領域。