所谓在线式是指不管电网电压是否正常，负载所用的交流电压都要经过逆变电路，即逆变电路始终处于工作状态，在线式UPS一般为双变换结构。所谓双变换是指UPS正常工作时，电能经过了AC/DC、DC/AC两次变换后再供给负载。
　　
　　当然为了提高系统的可靠性，在线式双变换UPS一般增加了自动旁路电路。小功率采用继电器转换便能满足要求，而大功率一般为采用晶闸管(SCR)方式的静态开关，在过载或双变换电路部分故障时负载由旁路供电，这是非正常工作状态，这种情况出现的概率比电网不正常概率要小得多。功率较大的UPS在此基础上还增加了手动旁路(维修开关)，用于维修时保证负载继续运行。
　　
　　1.双变换在线式UPS
　　
　　(1)电路各环节功能。当前，绝大多数在线式UPS都采用双变换电路结构，双变换在线式UPS结构图如图2所示。图2中电路各环节功能如下:

　　1)变换器1:该变换器为AC/DC单向变换。当市电存在时，它完成对蓄电池的充电，并通过变换器2向负载供电。该变换器多为不可控整流或可控整流电路。
　　
　　2)变换器2:该变换器为DC/AC单向逆变。当市电存在时，它由变换器l获得直流电能后再转换为交流后输出至负载，并保证向负载提供高质量的交流电源;当市电中断时，由蓄电池通过变换器2向负载供电。
　　
　　3)旁路开关:平时处在断开状态，当变换电路发生故障、负载有冲击性(例如启动负载时)或发生过载故障时，变换器停止输出，旁路开关接通，由电网直接向负载供电，旁路开关多为智能型的功率容量很强的无触点开关。
　　
　　(2)在线式UPS的工作原理。在线式UPS的工作原理如图3所示。当在线式UPS在电网供电正常时，电网输入的电压一路经过噪声滤波器去除电网中的高频干扰，以得到纯净的交流电，然后分别进入充电器对蓄电池充电，另一路进入整流器进行整流和滤波，并将交流电转换为平滑直流电供给逆变器，而逆变器又将直流电转换成220V，50Hz的交流电供负载使用。
　　
　　当发生市电中断时，交流电的输入已被切断，整流器不再工作，此时蓄电池放电把能量输送到逆变器，再由逆变器把直流电变成交流电，供负载使用。因此，对负载来说，尽管市电已不复存在，但此时负载并未因市电中断而停运，仍可以正常运行。
　　
　　目前，在线式UPS使用得较为普遍。无论市电正常与否，在线式UPS的逆变器始终处于工作状态。逆变器具有稳压和调压作用，因此在线式UPS能对电网供电起到"净化"作用，同时具有过载保护功能和较强的抗干扰能力，供电质量稳定可靠，但其价格较贵。在线式UPS从根本上完全消除了来自市电的任何电压波动和干扰对负载工作的影响，真正实现了对负载的无干扰、稳压、稳频供电。在线式UPS输出的正弦波的波形失真系数小。目前，一般市售产品的波形失真系数均在3%以内。
　　
　　当市电供电中断时，UPS的输出不需要一个开关转换时间，因此其负载电能的供应是平滑稳定的。在线式UPS能实现对负载的真正的不间断供电，因此从市电供电到市电中断的过程中，UPS对负载供电的转换时间为零。
　　
　　由于在线式UPS工作过程是:在对蓄电池充电的同时，电能需经两次变换再向负载供电，而在市电中断时再由逆变器将蓄电池的电能逆变成交流电能，因此其电能的转化过程中有20%左右的电能损失。而且该过程所产生的热能又影响蓄电池的寿命和电路的可靠性。
　　
　　(3)传统双变换在线式UPS。传统双变换在线式UPS的拓扑结构如图4所示，在图4中AC/DC采用全波整流滤波电路，整流器可为SCR全控整流、半控整流及不控整流。晶闸管(SCR)整流一般在中、大功率UPS中运用，技术相当成熟，SCR工作在低频状态，控制简单，运行稳定可靠，效率高，整流器造价低。而对于小功率UPS来说，则将220VAC直接整流滤波，则更简单、更可靠、成本更低，UPS的稳压功能是由逆变器DC/AC来完成的。
　　
　　这种拓扑结构的UPS输大功率因数低，一般为0.7左右，输入电流谐波大，最大达30%，改用12相整流(三相输入)或加输入滤波电感，输入功率因数可提高到0.9左右，谐波电流降到10%以下。
　　
　　UPS的输入功率因数低，意味着输入无功功率大，输入谐波电流污染市电电网，以脉动断续方式向电网索取电流，这种脉动电流在市电电网沿线路阻抗上形成脉动电压叠加在电网电压的正弦波上，造成电压失真，这就是所谓的电力公害，使得同一电网供电的变压器、电动机等产生附加谐波损耗、过热、加速绝缘老化;高次谐波对通信线路、测量仪器产生辐射干扰，并影响电能表计算精度。
　　
　　图4中蓄电池组通过二极管或可控管与市电整流滤波输出端并联，称为直流母线(BUS)。当整流后的电压低于蓄电池电压时，则由蓄电池向逆变器提供电能。逆变器的逆变桥一般由600V的IGBT构成，IGBT一般工作在20kHz左右的SPWM状态。变压器T2具有电气隔离、升压，以及采用其漏感实现滤波的作用，也有在T2的一次侧串接隔直电容，防止变压器饱和电流大损害功率器件。

　　若想拓宽图4所示电路的输人电压范围，可在输入整流前加一个自动稳压装置(AVR)。当三相输入时，则在输入端接一个Y/△大型工频变压器，同样适用上述电路。