科技的快速发展推动了市场产品的不断更新，层出不穷的高端电子产品越来越多的被人们所应用。同时客户对电子产品电源保护的问题越来越重视，而UPS就是这个大的背景下产生的。在线式UPS是市场使用率最高，应用场合最为宽泛的一种电源保护装置。其对用电设备的保护决定了它的特殊性，越是精密仪器或特殊用电设备，UPS的重要性越能凸显出来。因此，为了提高UPS性能，满足应用的要求，本文研究设计了在线式UPS系统。在查阅了大量的国内外文献后，本文以在线式UPS系统为研究对象。重点研究了UPS中的整流和逆变两大部分。其中，整流部分围绕单相电压型PWM整流电路进行研究，从单相电压型PWM整流电路的工作原理到控制策略的选取分析，以及电压电流双闭环控制器的设计等。而逆变电路作为UPS系统的核心部分，则采用了重复控制作为逆变电路的控制方法，以实现UPS的恒频恒压输出，保持良好的动态响应，以及高稳态精度和较低谐波。在Saber仿真软件平台上对系统的各部分主电路以及控制电路进行仿真分析，同时搭建硬件电路和各控制电路。借助数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)完成软件编程。仿真结果验证了各设计电路参数的正确性，得到了理想的仿真波形，为后续硬件电路搭建提供良好依据。PWM整流电路使输入端电压电流同相位，提高了系统的功率因数。重复控制的引入，使UPS逆变电路在面对扰动发生时，动态响应快，输出电压很好的跟踪了给定电压实现了系统的稳态无静差。