初的UPS輸出逆變器都是帶有變壓器的。應該說,帶變壓器是UPS輸出逆變器電路形式所決定的,而變壓器的存在卻是弊大于利。逆變器電路技術演變過程的一個顯著的表現形式是:是否必須用變壓器以及如何配置變壓器。
代三相UPS的典型電路結構形式,這個系列的UPS包括一個由降壓式自藕變壓器繞組供電的二極管全波整流器和一個與整流器相并聯的、由自稍變壓器的輔助二次側繞組供電的電池充電器。當電網停電時靜態開關可將電池組連接到直流母線上供電。
逆變器由4個三相變換器以全波方式運行(按照基波頻率進行換向),每一個三相變換器都與變壓器的一次側繞組相連接(A連接),把這些二次側繞組開放式的變壓器(OpenPhaseTransformers)以一定方式進行串聯,以獲得合成的輸出電壓。這4個變壓器被分為兩組,每一組都包含一個Y形和一個曲折Y型(Z形)的二次側繞組,這兩個二次側繞組之間具有30。相位差。這一特殊連接可消除序號為"n=6k±1次的電壓諧波,其中K為奇數,這等效于一個具有兩組移相式整流橋的變壓器一次側繞組所吸收的電流。對于在變壓器一次側繞組中每相可能出現的3次和3n次諧波,由一次側繞組的人接線方式來抵消。因此,首先需要濾除的諧波為第11次諧波。輸出電壓的調整是通過移動兩組變壓器之間的相位來完成的。由于首先進行濾除的是第11次諧波,所以輸出濾波器的尺寸較小,這使得逆變器對負載變化的動態響應特性加快。
隨著發展需求的變化UPS逆變器開始只含有一臺變壓器。同時,隨著功率半導體的革新,雙極型晶體管以及電子控制級的IGBT等功率半導體器件的出現,逆變電路中的可控硅器件被取代,但帶輸出變壓器這種情況仍在繼續且一直持續到21世紀伊始,其間,雖然在1995年出現了無變壓器的逆變器結構,然而此類產品僅適用于功率≤3OkVA的UPS。造成這一情形的主要原因是功率半導體器件換向時的損耗較大,而較高的耐壓要求又使得人們很難在不用變壓器的條件下成功地制造出大容量的逆變器。
無論是否有變壓器,此種配置都可使從整流器到逆變器的整機效率提高到94%。不僅僅只是一個變換器的事情了,此變壓器的藕合方式采用一次側A/二次側Z形連接。Z形連接不能消除三次及3n次的電壓諧波,諧波抑制是通過一次側A連接來實現。這種連接方式可實現兩個額外的功能:首先,它可以實時地調節每相的輸出電壓,而各相電壓都與相應的電壓變換器的輸出同相;此外,它可以吸收負載的3n次諧波電流,避免這些諧波傳輸到一次側繞組,這樣,IGBT的換向電流得以減弱,從而減少了換向損耗。