随着各种非线性设备的大规模应用,进入电网的谐波电流非常大,严重影响了供电质量。通信、医疗、军事工业等重要部门,通常采用交流不间断电源,以提高用电质量,减小对电网的谐波污染。然而随着交流不间断电源(UPS)的普及应用,它的局限性越来越明显。问题主要是其中的逆变器故障率高,可靠性差,结构复杂,保护多,耗能大。本文研究设计了采用去掉逆变器的高压直流不间断电源替代交流不间断电源,简化了系统结构,提高了转换效率与供电可靠性。首先,分析了高压直流不间断电源和传统交流不间断电源的区别,针对目前高压直流供电系统的240V电压等级的过渡方案,本文设计了输出电压为380V的不间断电源。对直流不间断电源整体方案进行了详细设计,针对整流模块通常采用的不可控整流桥,提出了采用改进的无桥功率因数校正结构,旨在提高功率因数,减小输入电流的总谐波失真,使得功率因数接近于1。对于蓄电池充放电模块采用了交错并联双向Buck/Boost结构,能够减小通过开关器件的电流,同时减小电流纹波,提高蓄电池性能。其次,对改进的无桥功率因数校正结构电容电感参数进行了设计,基于状态空间平均法对其在连续模式下进行了数学建模。根据对穿越频率和相位裕度的不同要求,详细设计了电流环和电压环PI控制器参数,搭建了仿真模型,进行了仿真分析,验证了输入侧功率因数,输入电流谐波失真的设计要求。最后,在详细分析交错并联双向Buck/Boost变换器工作原理的基础上,基于状态空间平均法,分别对其在充电和放电模式下建立数学模型。根据对穿越频率和相位裕度的不同要求,分析设计了控制器参数,并搭建了两种模式下的仿真电路,验证了在突然断电情况下,蓄电池能够迅速输出电能,并迅速达到稳态,电压纹波符合设计要求;同时对蓄电池恒流和恒压方式下充电,作了仿真验证,达到了设计要求。