專(zhuān)利名稱(chēng)：提供不間斷電源的設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通常的向臨界負(fù)載提供備用電能的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
向臨界負(fù)載提供電能的不間斷電源系統(tǒng)(UPS)用途是眾所周知的。人們所知道的不間斷電源系統(tǒng)包括在線UPS和脫機(jī)的UPS。一旦AC電能的主電源發(fā)生間斷，除備用AC電能外，在線UPS提供良好狀態(tài)的AC電能。一旦AC電能的主電源發(fā)生間斷，脫機(jī)UPS明顯地不提供有條件限制的輸入AC電能，而是提供備用AC電能。圖1顯示在線UPS10的一種類(lèi)型框圖。其他在線UPS描述在美國(guó)專(zhuān)利第5,982,652號(hào)，和美國(guó)專(zhuān)利第5,686,768號(hào)中。這兩個(gè)專(zhuān)利合并于本文作為參考。在參考專(zhuān)利文件中所描述類(lèi)型的在線UPS能夠從American Power ConversionCorporation，West Kington，RI的商業(yè)名為Symmetra and Silcon處獲得。圖1中的UPS10A包括輸入電路斷路器/濾波器12，整流器14，控制開(kāi)關(guān)15，控制器16，電池18，變極器20，絕緣變壓器22，和旁路開(kāi)關(guān)23。UPS也包括為連接AC電源的輸入口24，和為連接負(fù)載的輸出口26。
UPS10A運(yùn)行如下。通過(guò)輸入口，電路斷路器/濾波器12接收來(lái)自AC電源的輸入AC電能，過(guò)濾輸入AC電能和向整流器14提供經(jīng)過(guò)濾的AC電能。整流器調(diào)整輸入電壓?？刂崎_(kāi)關(guān)15接收經(jīng)調(diào)整的電能和也接收來(lái)自電池18的DC電能?？刂破?6決定從整流器獲得的電能是否在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，以及如果是，控制控制開(kāi)關(guān)向變極器20提供來(lái)自整流器的電能。由于停止或中斷，或者由于動(dòng)力高峰，可能發(fā)生如果來(lái)自整流器的電能不在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，那么控制器控制控制開(kāi)關(guān)向變極器20提供來(lái)自電池的DC電能。
UPS10A中的變極器20提供DC電能和將DC電能轉(zhuǎn)換成AC電能和將AC電能調(diào)節(jié)到預(yù)先設(shè)定的規(guī)格內(nèi)。該變極器20向絕緣變壓器22提供經(jīng)調(diào)節(jié)的AC電能。絕緣變壓器被用于增加或減少來(lái)自變極器的AC電能的電壓和在負(fù)載與UPS之間提供絕緣。絕緣變壓器是明顯地可以選擇的設(shè)備，其使用明顯地依賴(lài)于UPS輸出電能規(guī)格。依賴(lài)電池容量和負(fù)載的電能需求量，對(duì)于過(guò)度的電能儲(chǔ)運(yùn)損耗，在短暫的電源中斷期間，UPS10A可以向負(fù)載提供電能。旁路開(kāi)關(guān)23被使用于提供UPS電路的旁路以向輸出口直接提供輸入電能。旁路開(kāi)關(guān)可以受到控制器16的控制以在UPS發(fā)生故障的情形提供UPS電路的旁路。
為了提供進(jìn)一步的電能備用，人們知道使用第二電源向UPS的旁路開(kāi)關(guān)提供來(lái)自第二AC電源的電能。這種類(lèi)型的系統(tǒng)常常被認(rèn)為雙電源系統(tǒng)。圖2顯示相似于UPS10A的雙電源UPS10B，其包括有與第二電能供給相連接的第二輸入口，和UPS10B包括有選擇地將第二輸入口與UPS10B的輸出口直接相連的旁路開(kāi)關(guān)23。在雙電源系統(tǒng)中，明顯地，利用的電源與系統(tǒng)的第一電能輸入口和備用電源相連接，例如，發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的第二電能輸入口相連接。一旦使用的電源發(fā)生故障，電能系統(tǒng)能夠使用UPS運(yùn)行電池模式繼續(xù)向負(fù)載提供電能，這時(shí)發(fā)電機(jī)發(fā)電且產(chǎn)生全部的輸出電壓。一旦發(fā)電機(jī)在線，電能系統(tǒng)在超時(shí)的情況下以旁路模式能繼續(xù)提供來(lái)自發(fā)電機(jī)的輸出電能。
雙電源系統(tǒng)也可以使用電能輸入口都與相同輸入電源相連接，只是通過(guò)分離的保險(xiǎn)絲和/或電路斷路器。對(duì)于多種電源發(fā)生故障，電能將在輸入口1和輸入口2處消失，但位置可以存在，例如熔斷絲或電路斷路器，在該位置電能僅在輸入口1處消失，旁路開(kāi)關(guān)可以被繼續(xù)使用以向負(fù)載提供電能。
關(guān)于雙電源系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題是，在旁路模式下，對(duì)UPS中的電池充電通常是不可能的，當(dāng)電源在輸入口2提供輸入電能的時(shí)候，通常至少部分電池在消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方案提供經(jīng)改進(jìn)的電能系統(tǒng)。一方面涉及向負(fù)載提供電能的不間斷電源。不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口，提供輸出電能的輸出口，輸入電能電路，該輸入電能電路與輸入口相連接和有DC輸出口，該DC輸出口提供帶有第一DC電壓值的DC電能，有與輸入電能電路的DC輸出口相連接的第一端口和有第二端口的電容器，與輸入電能電路相連接的備用電源，與輸入電能電路的DC輸出口和提供輸出電能的不間斷電源的輸出口相連接的輸出電能電路，和電容器放電電路，該電容器放電電路與電容器的第一端口和電容器的第二端口相連接和被設(shè)置在第一運(yùn)行模式下對(duì)電容器放電，以致于通過(guò)放電電路的平均放電電流與電容器兩極的電壓在電容器兩極的第一電壓范圍之內(nèi)成反比例。
電容器放電電路可以被設(shè)置為第二運(yùn)行模式，以致通過(guò)放電電路的放電電流與電容器兩極電壓在第二電壓范圍內(nèi)成比例，該第二電壓范圍小于第一電壓范圍。該電容器放電電路可以被設(shè)置在第一運(yùn)行模式下以控制放電電流，以致放電電流有包含在脈沖工作循環(huán)內(nèi)連續(xù)脈沖的波形，至少在第一電壓范圍內(nèi)，該脈沖與電容器兩極的電壓成反比例。第一電壓范圍可以等于從更低臨界位到第一DC電壓位之間的電壓范圍，和第二電壓范圍可以等于從零到更低臨界位之間的電壓范圍。該電容器放電電路可以包括被動(dòng)放電電路，該被動(dòng)放電電路有與電容器第一端口的輸入口和有輸出口，開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)有與被動(dòng)放電電路的輸出口相連接的輸入口和與電容器第二端口相連接的輸出口，和控制電路，該控制電路與開(kāi)關(guān)相連接以在電容器兩極的電壓的基礎(chǔ)上控制開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。
本發(fā)明的另一方面涉及為向負(fù)載提供電能的不間斷電源。不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口，提供輸出電能的輸出口，輸入電能電路，該輸入電能電路與輸入口相連接和有DC輸出口，該DC輸出口提供有第一DC電壓位的DC電能，有與輸入電能電路的DC輸出口相連接的第一端口和有第二端口的電容器，與輸入電能電路相連接的備用電源，與輸入電能電路的DC輸出口和提供輸出電能的不間斷電源的輸出口相連接的輸出電能電路，和對(duì)電容器兩極電壓放電的裝置，以致于電容器的平均放電電流與電容器兩極的電壓在電容器兩極第一電壓范圍的電壓成反比例。
不間斷電源可以進(jìn)一步包括對(duì)電容器兩極放電的方法，以致于放電電流與電容器兩極的電壓在第二電壓范圍內(nèi)成比例，所述第二電壓范圍小于第一電壓范圍，和可以進(jìn)一步包括對(duì)電容器兩極放電壓裝置，以致于放電電流有包含在脈沖工作循環(huán)內(nèi)連續(xù)脈沖的波形，在至少第一電壓范圍內(nèi)，所述脈沖與電容器兩極的電壓成比例。第一電壓范圍可以等于從較低臨界位到第一DC電壓位之間的電壓范圍，和第二電壓范圍可以等于從零到較低臨界位之間的電壓范圍。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及在不間斷電源下在對(duì)電容器兩極電壓放電的方法。所述方法包括對(duì)電容器放電到第一電壓值，檢測(cè)電容器兩極的電壓，和使用與電容器兩極的電壓成反比例的有平均值的放電電流對(duì)電容器放電，以致至少在電容器兩極第一電壓范圍內(nèi)，當(dāng)電容器兩極的電壓減少時(shí)，放電電流的平均值增加。
該方法可以進(jìn)一步包括在電容器放電期間，檢測(cè)電容器兩極的電壓已經(jīng)降低到第二電壓值，該第二電壓值小于第一電壓值，和使用有與電容器兩極的電壓成比例的有平均電流值的放電電流對(duì)電容器放電，以致于當(dāng)電容器電壓降低時(shí)，對(duì)于第二電壓范圍，放電電流的平均值減小。該方法可以進(jìn)一步包括控制放電電流，當(dāng)電容器兩極的電壓在第一電壓范圍內(nèi)時(shí)，以致于放電電流有包含在脈沖工作循環(huán)內(nèi)有連續(xù)脈沖的波形，所述脈沖在第一電壓范圍內(nèi)與電容器兩極的電壓成反比例。該方法可以更進(jìn)一步包括控制放電電流在第二電壓范圍保持連續(xù)。第一電壓范圍可以等于從第一電壓值到第二電壓值的電壓范圍，和第二電壓范圍可以等于從第二電壓值到零電壓位的電壓范圍。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及為向負(fù)載提供電能的不間斷電源。不間斷電源包括接收來(lái)自輸入電源的第一輸入口，提供輸出電能的輸出口，接收來(lái)自旁路電源的旁路電能的旁路輸入口，其中旁路輸入口有選擇性的與輸出口連接以提供來(lái)自旁路電源的輸出電能，輸入電能電路，該輸入電能電路與第一輸入口相連接的和提供有第一DC電壓位的DC電能，與輸入電能電路相連接的備用電源以在備用運(yùn)行模式下在DC輸出口提供DC電能，和變極器電路，該變極器電路與輸入電能電路的DC輸出口和與提供來(lái)自輸入電源和備用電源兩者中至少一個(gè)的輸出電能的輸出口相連接。不間斷電源被結(jié)構(gòu)和排列以在旁路運(yùn)行方式控制變極器電路將在變極器電路輸出口處來(lái)自旁路電源的AC電能轉(zhuǎn)換為在變極器電路輸入口處的DC電能。
不間斷電源可以包括與變極器的輸入口相連接的電池充電器以接收DC電能和提供電能對(duì)旁路運(yùn)行模式下的備用電源充電，和可以進(jìn)一步包括與變極器電路的輸入口相連接的電能供給以接收DC電能和在旁路運(yùn)行模式下向不間斷電源中的元件提供DC電能。備用電源可以包括至少一個(gè)電池。第一輸入口和旁路輸入口可以被設(shè)定與共同的電源相連接。該不間斷電源可以包括旁路開(kāi)關(guān)，該旁路開(kāi)關(guān)連接在旁路輸入口和變極器電路的輸出口之間和被控制在旁路運(yùn)行模式關(guān)閉狀態(tài)下運(yùn)行。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及為向負(fù)載提供電能的不間斷電源。該不間斷電源包括接收輸入電能的第一輸入口，提供輸出電能的輸出口，接收旁路電能的旁路輸入口，其中旁路輸入口有選擇性的與輸出口相連接以提供來(lái)自旁路電源的輸出電能，輸入電能電路，該輸入電能電路與第一輸入口相連接和有DC輸出口，該DC輸出口提供具有第一DC電壓位的DC電能，與輸入電能電路相連接的備用電源以提供在備用運(yùn)行模式下在DC輸出口提供DC電能，變極器電路，該變極器電路與輸入電能電路的DC輸出口和輸出口相連接、該輸出口提供來(lái)自輸入電能和備用電源兩者中至少一個(gè)的輸出電能，以及在旁路運(yùn)行模式下控制變極器電路以將在變極器電路輸出口處來(lái)自旁路電源的AC電能轉(zhuǎn)換為在變極器電路輸入口處的DC電能的方法。
非間斷電源供給可以包括在旁路運(yùn)行模式下對(duì)備用電源充電的方法，和進(jìn)一步包括與變極器的輸入口相連接的電能供給以接收DC電能和在旁路運(yùn)行模式下向非間斷電源供給的元件提供DC電能。該備用電源可以包括至少一個(gè)電池。該不間斷電源可以包括旁路開(kāi)關(guān)，該旁路開(kāi)關(guān)連接在旁路輸入口和變極器電路的輸出口之間和在旁路運(yùn)行模式下受到控制以在關(guān)閉狀態(tài)下運(yùn)行。該控制變極器電路的方法可以包括在旁路運(yùn)行模式下控制變極器電路輸入口處的功率因素的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及從電能供給提供非間斷電能的方法，該電能供給包括第一輸入口，旁路輸入口和提供電能輸出口，該電能供給進(jìn)一步包括備用電源和變極器，為了在電能供給輸出口的使用，該變極器將DC電能轉(zhuǎn)換為AC電能。該方法包括在第一運(yùn)行模式下運(yùn)行電能供給，在輸出口處的電能來(lái)源于變極器和第一輸入口的電能，在旁路模式下運(yùn)行，在輸出口處的電能來(lái)源于旁路輸入口的電能，和在旁路模式下，運(yùn)行變極器以在變極器的輸入口處提供來(lái)自變極器輸出口的AC電能的DC電能。
該備用電源可以與變極器的輸入口相連接，該方法可以包括在旁路模式下對(duì)備用電源的充電。該備用電源可以包括電池，和向備用電源充電可以包括在變極器的輸入口處，使用DC電能對(duì)電池充電。該方法可以包括在的備用運(yùn)行模式下運(yùn)行，在輸出口處的電能來(lái)源于備用電源的電能。該電能供給可以進(jìn)一步包括與變極器的輸入口相連接的電能供給單元，和該方法可以包括從在旁路模式下，在變極器輸入口處的DC電能向電能供給單元提供電能。該方法可以包括在旁路模式下，控制通過(guò)變極器的電流實(shí)質(zhì)上與變極器輸出口的電壓同相。該方法可以包括在旁路模式下，感應(yīng)變極器輸入口處的電壓和控制變極器以對(duì)保持在變極器的輸入口處的電壓在預(yù)先設(shè)定值。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及為了向負(fù)載提供電能的不間斷電源。該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口，提供輸出電能的輸出口，與輸出口相連接以在輸出口處提供備用電能的備用電源，與輸入口相連接和有開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)的電流接觸器，有與電流接觸器相連接的以提供輸出電壓控制電流接觸器運(yùn)行狀態(tài)的接觸器控制電路，該電流接觸器控制電路被設(shè)置以向接電流觸器提供有第一電壓位的輸出電壓控制電流接觸器從開(kāi)啟狀態(tài)轉(zhuǎn)換成關(guān)閉狀態(tài)，和提供有第二電壓位的第二輸出電壓以保持電流接觸器處于關(guān)閉狀態(tài)。
電流接觸器控制電路可以被設(shè)置以向電流接觸器提供零位電壓將電流接觸器設(shè)定在開(kāi)啟狀態(tài)。電流接觸器控制電路可以包括接收輸入電壓和向電流接觸器提供輸出電壓的電能變換器，與電能變換器和電流接觸器之間相連接的開(kāi)關(guān)，和與該開(kāi)關(guān)相連接和被調(diào)節(jié)以接收輸入信號(hào)和控制開(kāi)關(guān)選擇性的將電流接觸器控制電路的輸出口與電流接觸器相連接。該開(kāi)關(guān)控制電路可以包括與電能變換器相連接的輸出口以控制電能變換器的輸出電壓。該電能變換器可以包括被設(shè)置的電容器，以致電流接觸器控制電路的輸出電壓為電容器兩極的電壓。該開(kāi)關(guān)可以包括與第二開(kāi)關(guān)串連的第一開(kāi)關(guān)，以致電流接觸器控制電路的輸出電壓應(yīng)用到電流接觸器，這時(shí)第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)都處于關(guān)閉狀態(tài)。該不間斷電源可以進(jìn)一步包括輸入電路，通過(guò)電流接觸器，該輸入電路與不間斷電源的輸入口相連接以接收輸入電能，和與備用電源相連接以接收備用電源，和被設(shè)置提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者中至少一個(gè)的DC電能，和輸出電路，該輸出電路與輸入電路相連接以接收DC電能，和被設(shè)置在不間斷電源的輸出口處提供來(lái)自DC電能的AC電能。該不間斷電源可以進(jìn)一步包括電能供給單元，該電能供給單元有與不間斷電源的輸入口相連接以接收輸入電能的輸入口和與電能變換器相連接以向電能變換器提供輸入電壓的輸出口。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及控制安裝在不間斷電源中的電流接觸器的方法，該不間斷電源供具有提供來(lái)自主電源和備用電源兩者之一的輸出電能的輸出口。該方法包括檢測(cè)包括來(lái)自主電源的AC電能的出現(xiàn)，將具有第一值的電壓應(yīng)用到電流接觸器上，以將電流接觸器的狀態(tài)從開(kāi)啟改變?yōu)殛P(guān)閉，以及在電流接觸器的狀態(tài)從開(kāi)啟變?yōu)殛P(guān)閉之后將具有第二值的電壓應(yīng)用到電流接觸器上，以維持電流接觸器處于關(guān)閉狀態(tài)。
該方法可以進(jìn)一步包括檢測(cè)來(lái)自主電源的AC電能的損失，并從電流接觸器上除去電壓以開(kāi)啟電流接觸器。應(yīng)用具有第一值電壓的步驟可以包括將已充電的電容器連接到電流接觸器上的第一值。應(yīng)用具有第二值電壓的步驟可以包括允許電容器充電直到在電容器兩極的電壓等于第二值。應(yīng)用具有第一值電壓的步驟可以包括控制串連連接的一對(duì)開(kāi)關(guān)，以致于開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)變成關(guān)閉狀態(tài)以將電壓應(yīng)用到電流接觸器上。該方法也進(jìn)一步包括將電能供給單元與主電源相連接，以及使用來(lái)自電能供給單元輸出的電壓對(duì)電容器充電。對(duì)電容器充電步驟可以包括在電能供給單元和電容器之間連接放大電路和控制該放大電路以在電容器兩極產(chǎn)生具有第一電壓值的電壓和在電容器兩極產(chǎn)生具有第二電壓值的電壓。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及為了向負(fù)載提供電能的不間斷電源。該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口，提供輸出電能的輸出口，與輸出口相連接的備用電源以在輸出口處提供備用電能，與輸入口相連接和具有開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)的電流接觸器，和向電流接觸器提供具有第一電壓位的輸出電壓以控制電流接觸器從開(kāi)啟狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)以及提供具有第二電壓位的第二輸出電壓以保持電流接觸器處于關(guān)閉狀態(tài)的方法。
該不間斷電源可以包括向電流接觸器提供零電壓位以將電流接觸器設(shè)置在開(kāi)啟狀態(tài)的裝置，和可以進(jìn)一步包括電能供給單元，該電能供給單元有與不間斷電源相連接以接收輸入電能的輸入口和提供電能供給輸出電壓的輸出口，和將電能供給輸出電壓轉(zhuǎn)換成第一電壓位和第二電壓位的裝置。該提供輸出電壓的裝置可以包括電容器和選擇地將電容器連接在電流接觸器兩極的裝置。該提供輸出電壓的裝置包括向電容器充電到具有第一電壓位的電壓和向電容器充電直到電容器兩極的電壓等于第二電壓位的裝置。該選擇性地連接電容器的裝置可以包括一對(duì)串連的開(kāi)關(guān)以致開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)變成關(guān)閉狀態(tài)以將電壓應(yīng)用到電流接觸器上。
本發(fā)明還有另一個(gè)方面涉及為了向負(fù)載提供電能的不間斷電源。該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口，提供輸出電能的輸出口，提供備用電能的多個(gè)電池模塊，電能電路，該電能電路與輸入口相連接、與多個(gè)電池模塊相連接和與輸出口相連接以向輸出口提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者中至少一個(gè)的電能，控制器，與控制器連接和與電池模塊中的每一個(gè)相連接的回路線，以及與控制器相連接和與多個(gè)電池模塊相連接的第一傳感線。該控制器和電池模塊中的每一個(gè)被設(shè)置和排列以致在第一傳感線上由控制器檢測(cè)到的信號(hào)的基礎(chǔ)上，電池模塊中至少一個(gè)特征由控制器決定。
電池模塊中經(jīng)檢測(cè)的至少一個(gè)特征可以包括多個(gè)電池模塊的總?cè)萘?。電池模塊中的每一個(gè)可以包括連接在第一傳感線和回路線之間的電阻，和該控制器可以檢測(cè)第一傳感線和回路線兩極的電壓以及在經(jīng)檢測(cè)電壓基礎(chǔ)上確定總?cè)萘?。該總?cè)萘靠梢园才嘈r(shí)來(lái)確定。該不間斷電源可以進(jìn)一步包括具有與多個(gè)電池模塊相連接的第一端口的電能供給線，和電能供給，該電能供給與電能供給線的第二端口相連接和與在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓的回路線相連接，和在多個(gè)電池模塊中每一個(gè)的電阻的兩極的電壓可以來(lái)源于電能供給的輸出電壓。在多個(gè)電池模塊中每一個(gè)中的電阻中的每一個(gè)可以有大致相同的電阻值。多個(gè)電池模塊中至少一個(gè)可以包括多個(gè)電池單元。第一傳感線，回路線和電能供給線可以直接與多個(gè)電池模塊中的第一個(gè)相連接和使用雛菊鏈與余下每一個(gè)電池模塊相連接。該不間斷電源可以進(jìn)一步包括電池架，該電池架包含電池模塊中至少一個(gè)，和第一傳感器可以進(jìn)一步與電池架相連接，該控制器和電池架可以被設(shè)置和排列以致控制器可以檢測(cè)在電池架中的熔斷絲。
不間斷電源仍然可以進(jìn)一步包括與控制器相連接和與多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)相連接的第二傳感線，控制器和電池模塊可以被設(shè)置和排列以致在第二傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上，控制器決定在多個(gè)電池模塊上出現(xiàn)的最高溫度。多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)可以包括與第二傳感線相連接的具有隨著溫度發(fā)生電阻值變化的可變電阻。多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)可以包括連接在可變電阻和第二傳感線之間的二極管。該不間斷電源可以進(jìn)一步包括電能供給線，該電能供給線具有與多個(gè)電池模塊相連接第一端口，和電能供給，該電能供給與電能供給線第二端口相連接和與在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓的回路線相連接，和在多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)的電阻兩極的電壓可以來(lái)自電能供給的輸出電壓。該不間斷電源可以進(jìn)一步包括與控制器相連接和與多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)相連接的第二傳感線，和控制器以及電池模塊可以被設(shè)置和排列以致于在第二傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上，控制器確定出現(xiàn)在多個(gè)電池模塊上的最高電壓。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及為了向負(fù)載提供電能的不間斷電源。該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口，提供輸出電能的輸出口，提供備用電能的多個(gè)電池模塊，電能電路，該電能電路與輸入口相連接，與多個(gè)電池模塊相連接和與輸出口相連接以向輸出口提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者中至少一個(gè)的電能，與電池模塊中的每一個(gè)相連接的回路線，與多個(gè)電池模塊相連接的第一傳感線，和在第一傳感線上檢測(cè)到的信號(hào)的基礎(chǔ)上，確定電池模塊至少一個(gè)特征的裝置。
該確定的裝置可以包括確定多個(gè)電池模塊總?cè)萘康难b置。該總?cè)萘靠梢园才嘈r(shí)來(lái)確定。該不間斷電源可以進(jìn)一步包括具有與多個(gè)電池模塊相連接的第一端口的電能供給線，和與電能供給線的第二端口相連接和與在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓的回路線相連接的電能供給。多個(gè)電池模塊中至少一個(gè)可以包括多個(gè)電池單元。第一傳感線，回路線和電能供給線可以直接與多個(gè)電池模塊中第一個(gè)相連接和使用雛菊鏈與余下每一個(gè)電池模塊相連接。不間斷電源可以進(jìn)一步包括容納至少一個(gè)多個(gè)電池模塊的電池架，其中第一傳感線進(jìn)一步與電池架相連接，以及為了檢測(cè)在電池架上的熔斷絲的裝置。該不間斷電源可以進(jìn)一步包括與多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)相連接的第二傳感線，以及在第二傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上確定出現(xiàn)在多個(gè)電池模塊上的最高溫度的裝置。多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)可以包括與第二傳感線相連接的具有隨著溫度電阻值發(fā)生變化的可變電阻。多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)可以包括連接在可變電阻和第二傳感線之間的二極管。
本發(fā)明還有另一個(gè)方面涉及監(jiān)控在不間斷電源中的裝置的方法，該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口，提供備用電能的多個(gè)電池模塊，和提供來(lái)源于輸入電能和備用電能兩者中至少一個(gè)的輸出電能的輸出口。該方法包括將第一傳感線與多個(gè)電池模塊中每一個(gè)相連接，將回路線與電池模塊中每一個(gè)相連接，在第一傳感線上檢測(cè)的電壓位的基礎(chǔ)上確定電池模塊至少一個(gè)特征。
確定至少一個(gè)特征的步驟可以包括決定多個(gè)電池模塊的總?cè)萘?。該總?cè)萘靠梢砸园才嘈r(shí)來(lái)確定。該不間斷電源可以進(jìn)一步包括電能供給單元，該方法可以進(jìn)一步包括將電能供給線的第一端口與多個(gè)電池模塊相連接，和將電能供給線的第二端口與電能供給相連接以在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓。將第一傳感線、回路線和電能供給線與多個(gè)電池模塊相連接的步驟可以包括直接將第一傳感線、回路線和電能供給線與多個(gè)電池模塊中第一個(gè)相連接和使用雛菊鏈將余下的每一個(gè)電池模塊相連接。該不間斷電源可以包括電池架，該方法可以進(jìn)一步包括檢測(cè)在電池架上的熔斷絲。該方法還可以進(jìn)一步包括將第二傳感線與多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)相連接，和在第二傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上確定出現(xiàn)在多個(gè)電池模塊上的最高溫度。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及為了向負(fù)載提供電能的不間斷電源。該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口，提供輸出電能的輸出口，提供備用電能的備用電能裝置，與輸入口相連接、與備用電能裝置相連接和與輸出口相連接以向輸出口提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者中至少一個(gè)的電能的電能電路，該電能電路包括含有多個(gè)第一電池模塊的第一電能接口模塊。該不間斷電源進(jìn)一步包括控制器、與控制器相連接和第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接的第一傳感線，和與控制器相連接和與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接的回路線。該控制器，第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊被設(shè)置和排列以致于在由控制器對(duì)第一傳感線和回路線兩極檢測(cè)的電壓位的基礎(chǔ)上，控制器確定第一電能接口模塊的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位。
該電能電路可以包括具有多個(gè)第二電能模塊的第二電能接口模塊，其中第一傳感線與第二電能接口模塊和第二電能接口模塊中的多個(gè)第二電能模塊相連接，和其中控制器，第二電能接口模塊和多個(gè)第二電能模塊被設(shè)置和排列以致在通過(guò)控制器對(duì)第一傳感線和回路線兩極檢測(cè)的電壓位的基礎(chǔ)上，控制器確定第二電能接口模塊的修正位和多個(gè)第二電能模塊的修正位。該控制器和多個(gè)第一電能模塊組可以進(jìn)一步包括被設(shè)置和排列以允許控制器在第一傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上確定在第一電能模塊中的一個(gè)上的高溫狀況。該控制器，多個(gè)第一電能模塊和多個(gè)第二電能模塊可以被設(shè)置以允許控制器在第一傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上確定在第一電能模塊或第二電能模塊中的一個(gè)上的高溫狀況。控制器可以被設(shè)置，以在第一電能接口板上被檢測(cè)的修正和多個(gè)第一電能模塊被檢測(cè)的修正的基礎(chǔ)上，調(diào)整不間斷電源的控制參數(shù)。該第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊中的每一個(gè)可以包括與第一傳感線和回路線相連接的電阻，其中電阻的電阻值確定修正位。多個(gè)第一電能模塊中的每一個(gè)包括與第一傳感線和回路線相連接的熱開(kāi)關(guān)。
本發(fā)明還有另一個(gè)方面涉及為負(fù)載提供電能的不間斷電源。該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口，提供輸出電能的輸出口，提供備用電能的備用電能裝置，與輸入口相連接，與備用電能裝置相連接和與向輸出口提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者中至少一個(gè)的電能的輸出口相連接的電能電路，電能電路包括含有多個(gè)第一電能模塊的第一電能接口模塊。該不間斷電源進(jìn)一步包括與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接的第一傳感線，和與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接的回路線，和在第一傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上，確定第一電能接口模塊的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位的裝置。
該電能電路可以包括具有多個(gè)第二電能模塊的第二電能接口模塊，和第一傳感線可以與第二電能接口模塊和第二電能接口模塊中的多個(gè)第二電能模塊相連接，和在第一傳感線和回路線兩極的經(jīng)檢測(cè)的電壓位的基礎(chǔ)上，該不間斷電源可以進(jìn)一步包括確定第二電能接口模塊的修正位和多個(gè)第二電能模塊的修正位的裝置。該不間斷電源可以進(jìn)一步包括在第一傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上，確定在第一電能模塊中的一個(gè)上的高溫狀況的裝置，和可以包括在第一傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上，確定在第一電能模塊或第二電能模塊中的一個(gè)的高溫狀況的裝置。該不間斷電源也可以包括在第一電能接口模塊的經(jīng)檢測(cè)的修正和多個(gè)第一電能模塊的經(jīng)檢測(cè)的修正的基礎(chǔ)上，控制不間斷電源的參數(shù)的裝置。
本發(fā)明還有另一個(gè)方面涉及控制不間斷電源的方法，該不間斷電源包括第一電能接口模塊和與第一電能接口模塊相連接的多個(gè)第一電能模塊。該方法包括將第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接，將回路線和第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接，在第一傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上確定第一電能接口模塊的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位，和在第一電能接口板的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位基礎(chǔ)上，控制不間斷電源的參數(shù)。
不間斷電源可以包括具有多個(gè)第二電能模塊的第二電能接口模塊，該方法進(jìn)一步包括將第一傳感線與第二電能接口模塊和第二電能接口模塊中的多個(gè)第二電能模塊相連接，和在第一傳感線和回路線兩極經(jīng)檢測(cè)的電壓位的基礎(chǔ)上，確定第二電能接口模塊的修正位和多個(gè)第二電能模塊的修正位。該方法可以進(jìn)一步包括在第一傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上，確定在第一電能模塊上的高溫狀況。該方法還可以進(jìn)一步包括在第一傳感線和回路線兩極的電壓基礎(chǔ)上確定第一電能模塊或第二電能模塊中的一個(gè)的高溫狀況。


附圖并不是嚴(yán)格按照比例繪畫(huà)。在圖中，在各個(gè)附圖中示出的相同的或及其相似的部件由相同的參考數(shù)字表示。為了清楚說(shuō)明的目的，在圖中，并不是每一個(gè)元件都被表注。在圖中圖1是第一現(xiàn)有技術(shù)UPS系統(tǒng)的功能塊圖；圖2是第二現(xiàn)有技術(shù)UPS系統(tǒng)的功能塊圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的UPS系統(tǒng)的功能塊圖；圖4是可以使用在圖3中的UPS系統(tǒng)中的變極器的充電結(jié)構(gòu)的功能塊圖；圖5是可以使用在圖3中的UPS系統(tǒng)中電容器和電容器放電電路圖；圖6是圖5的電容器的放電電路功能塊圖；圖7A和7B顯示使用在圖6中的電容器放電電路中的信號(hào)的波形；圖8是圖6中的電容器放電電路的示意圖；圖9是可以使用在圖3中的電能供給中的電流接觸器控制電路的功能塊圖；圖10A和10B是圖9中的電流接觸器控制電路的示意圖；圖11A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的電池監(jiān)控電路的示意圖；
圖11B是對(duì)圖11A中的電池監(jiān)控電路的比特值和相對(duì)應(yīng)的溫度之間的關(guān)系的描述曲線圖；圖11C是可以使用在圖11A中電池監(jiān)控電路的緩沖器電路的示意圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的第二電池監(jiān)控電路的示意圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的板修正檢測(cè)電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明并不局限于應(yīng)用在接下來(lái)的圖中描述或說(shuō)明中闡明的元件結(jié)構(gòu)和排列的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠以其他實(shí)施方案和能夠?qū)嵺`或以其他方式被實(shí)施。使用在本文件中的措詞和術(shù)語(yǔ)是為了說(shuō)明的目的和不應(yīng)當(dāng)視為限制?！鞍ā?、“包含”、或“具有”、“含有”、“涉及”，和在本文件中的變化意味包含其后列出的術(shù)語(yǔ)和除額外的術(shù)語(yǔ)外的等同。
本發(fā)明的實(shí)施方案提供經(jīng)濟(jì)的、高利用電能的解決方案。根據(jù)本發(fā)明，不間斷電源系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方案現(xiàn)在將以顯示UPS100功能塊圖的圖3作為參考來(lái)描述。UPS100包括整流器/功率因素糾正(PFC)電路114，控制器116，電池118，變極器120，旁路開(kāi)關(guān)123，電池充電器125、電能供給單元(PSU)127，變極繼電器132，DC總線133，和電流接觸器134和136。UPS100也包括主電能輸入口101，旁路電能輸入口102和電能輸出口103。正如上面關(guān)于UPS10B所描述的，主輸入口101和旁路輸入口102可以連接到獨(dú)立的電源或通過(guò)獨(dú)立的分配元件(例如繼電器、電路斷路器、保險(xiǎn)絲)連接到共同的電源。
在圖3所顯示的實(shí)施方案中，顯示使用實(shí)線140，電池118與整流器/PFC電路相連接，和使用虛線144和146，通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器142，與DC總線133相連接。該電池的兩個(gè)連接表明在本發(fā)明不同的實(shí)施方案中，電池可選擇性的連接，以及還有在另外一個(gè)實(shí)施方案中，電池可以與總線133相連接而無(wú)需使用DC-DC轉(zhuǎn)換器。在一個(gè)實(shí)施方案中，電池與整流器/PFC電路114相連接，電池的正極和負(fù)極都被使用(和DC線正極和負(fù)極一樣)，正如正在申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)系列第10/470,124，發(fā)表于2003年7月25日，題目為Combined AC-DC to DC Converter，確定為本申請(qǐng)的代理人和合并在本文件中作為參考，電池電壓也可以通過(guò)整流器/PFC電路放大。在這第一實(shí)施方案中，電池被充滿192伏的電壓(或?qū)τ谪?fù)極電池而言為-192伏)和DC線的電壓225伏(或?qū)τ谪?fù)極總線而言為-225伏)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，使用DC-DC轉(zhuǎn)換器142，電池與DC總線133相連接，電池可以具有不同的電壓和DC-DC轉(zhuǎn)換器可以將DC電池電壓轉(zhuǎn)換以匹配DC總線的電壓。在圖3中的實(shí)施方案中顯示僅有一個(gè)電池，然而，在不同的實(shí)施方案中，電池118可以使用以并聯(lián)和/或串連合并的電池來(lái)實(shí)施以為了特定的實(shí)施提供必要的電壓和容量。
該控制器116被使用于對(duì)UPS100中元件的監(jiān)控和控制。在圖3中，控制器116顯示僅與整流器/PFC電路114和變極器120相連接，然而，在不同的實(shí)施方案中，控制器116可以與UPS100中所有主要元件相連接和也可以與眾多的傳感裝置相連接以監(jiān)控UPS100的運(yùn)行參數(shù)。PSU127與DC總線133相連接，和在一個(gè)實(shí)施方案中，接收來(lái)自總線的DC電能和提供規(guī)定的輸出電壓以運(yùn)行風(fēng)扇電流接觸器線圈和控制板。正如圖3所顯示，通過(guò)輸入口129，PSU127也可以與主電能輸入口相連接，以旁路電流接觸器136。在一個(gè)實(shí)施方案中，PSU127與主輸入口相連接，對(duì)于PSU的連接是為了輸入EMI濾波和電涌保護(hù)，和整流二極管和電流限制電阻器(未顯示)被使用于將PSU與主電能輸入口相連接。
在UPS100和各自的主輸入口101和旁路輸入口102之間，電流接觸器134和136提供絕緣的和反饋保護(hù)。
在UPS100的普通運(yùn)行模式下，在電能輸入口處的AC電能通過(guò)電流接觸器136傳輸和被調(diào)整以及功率因數(shù)在整流器/PFC電路114中被糾正以向DC總線提供DC電能。變極器120接收DC電能和通過(guò)繼電器132在電能輸出口103提供規(guī)定的AC電能。在普通運(yùn)行模式下，使用電池充電器125，從DC總線中電池118得到充電。
在電池運(yùn)行模式下，電流接觸器136(和電流接觸器134一樣)處于開(kāi)啟的位置，和通過(guò)整流器/PFC電路114或DC-DC轉(zhuǎn)換器142，DC電壓從電池向DC總線133供應(yīng)。變極器將總線上的DC電壓轉(zhuǎn)變?yōu)锳C電壓和向與輸出口相連接的負(fù)載提供輸出AC電壓。在普通運(yùn)行模式下和在電池運(yùn)行模式下，變極器開(kāi)關(guān)132處于關(guān)閉的位置。在UPS100的檢測(cè)模式下，開(kāi)關(guān)132可以開(kāi)啟以在自我檢測(cè)期間隔離來(lái)自負(fù)載的輸出。
UPS100也可以利用旁路運(yùn)行模式，這時(shí)在旁路輸入口102處可以獲得輸入電壓和在主輸入口101處卻不能獲得。在旁路運(yùn)行模式下，在旁路輸入口102處的AC電壓通過(guò)電流接觸器134和旁路開(kāi)關(guān)123向輸出口103提供。旁路運(yùn)行模式可以代替電池運(yùn)行模式以保存電池的壽命或在電池模式后，當(dāng)電池已經(jīng)處于部分消耗時(shí)，可以被使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，UPS100也可以包括直接與旁路輸入口102和AC輸出口103相連接的機(jī)械的旁路開(kāi)關(guān)。該機(jī)械旁路開(kāi)關(guān)允許用戶在UPS發(fā)生故障或?qū)PS進(jìn)行維修時(shí)對(duì)UPS100完全旁路。
UPS100的實(shí)施可以采用單相電能供給、三相電能供給或分相供給，和不同的實(shí)施方案可以被設(shè)計(jì)為適應(yīng)各種正如在現(xiàn)有技術(shù)中所知道的輸入電壓。進(jìn)一步，UPS100的實(shí)施可以采用模件，可升級(jí)的UPS具有大量的可替代的電能模塊和電池模塊，正如美國(guó)專(zhuān)利第5,982,652號(hào)和共同待審的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10/764,344號(hào)，發(fā)表于2004年1月23日，題目為Method and Apparatusfor Providing Uninterruptible Power所描述的，該兩個(gè)文件均委托本發(fā)明申請(qǐng)的代理人和合并在本文中。然而，UPS100顯示作為單相DC總線UPS，本發(fā)明的其他實(shí)施方案可以利用正如上面所討論的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10/470,124號(hào)所描述的具有正極和負(fù)極總線和普通中心點(diǎn)的雙DC總線。
正如以上所討論的，典型的雙電源不間斷電源的一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)處于旁路運(yùn)行模式下時(shí)，這樣的供給不能向UPS電池充電。在上面所描述的UPS100的一個(gè)方面，正如圖4作為參考所描述的，當(dāng)處于旁路運(yùn)行模式下，UPS的電池可以被充電。正如上面所討論的，一旦在UPS100中的輸入口101發(fā)生電能的損失，UPS100也可以進(jìn)入旁路模式，在該模式下，旁路開(kāi)關(guān)123被啟動(dòng)以向負(fù)載提供來(lái)自輸入口102的第二電源輸出電能，或UPS可以在通過(guò)變極器120將來(lái)自電池的DC電能轉(zhuǎn)換稱(chēng)AC電能的電池模式下運(yùn)行。現(xiàn)在將要描述的本發(fā)明的方面，該變極器120在反向/整流器模式下運(yùn)行以在UPS100處于旁路模式運(yùn)行下，保持DC總線133上穩(wěn)定的電壓。然后，電池118可以使用電池充電器125利用DC總線的電壓對(duì)其充電。正如在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的那樣，和正如美國(guó)專(zhuān)利第5,302,858號(hào)，作為參考合并在本文件中，通過(guò)改變變極器的控制，變極器的元件可以使用在反向模式下作為整流器。
圖4提供UPS100部分和被利用的控制系統(tǒng)部分的功能塊圖，該控制系統(tǒng)在UPS100運(yùn)行旁路模式下以實(shí)施在本發(fā)明中UPS100的電池可以被充電的方面。在圖4顯示的UPS100的部分，控制塊216與變極器120的輸出口相連接，使用線218感應(yīng)變極器輸出口的電流和使用感應(yīng)線220感應(yīng)變極器輸出口的電壓。通過(guò)使用感應(yīng)線219，DC總線133的電壓也受到控制塊的監(jiān)控。使用控制線222可以對(duì)變極器的控制。正如本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員所理解的那樣，在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中，控制線222可以通過(guò)使用獨(dú)特的控制線以實(shí)現(xiàn)控制在變極器120中內(nèi)置的晶體管，用于控制在旁路模式下的變極器以對(duì)電池進(jìn)行充電的控制線可以與在UPS100的其他模式下使用的相同以提供來(lái)自變極器的輸出AC電壓。
該控制塊216包括倍增器224，DC電壓調(diào)整器226，組合器228和230，AC電流調(diào)整器232和脈沖幅度調(diào)節(jié)器(PWM)234。為了在旁路運(yùn)行模式下，向DC總線133提供DC電壓，變極繼電器132移動(dòng)到關(guān)閉位置，來(lái)自第二輸入口電源的AC電流在控制塊216的控制下受到變極器的調(diào)整?？刂茐K216監(jiān)控到變極器/整流器和DC總線的輸入電流和電壓和總線的電壓以及控制變極器起作整流器的功能以保持DC總線的電壓正如期望值以向電池充電器提供DC電壓和對(duì)PSU提供DC電壓。在圖4中顯示的實(shí)施方案，電池與整流器/PFC相連接和使用電池充電電路125充電，然而，正如上面所描述的，在其他實(shí)施方案中，電池可以直接與DC總線或通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器與DC總線相連接。當(dāng)直接與DC總線相連接，可以不需要外部電池充電電路。
UPS100利用電流控制以控制在整流器模式下變極器120的運(yùn)行。內(nèi)部電流控制線圈向變極器提供控制信號(hào)以通過(guò)變極器控制電流，該內(nèi)部電流控制線圈包括比較儀230，電流調(diào)整器232和PWM調(diào)節(jié)器234。在一個(gè)實(shí)施方案中，最高電流控制使用固定的20KHzd的PWM頻率。然而，在其他實(shí)施方案中，平均電流控制可以被使用和PWM頻率也可以空運(yùn)行。該內(nèi)部電流控制線圈使用比較儀230通過(guò)電流傳感器以比較倍增器224的輸出與實(shí)際測(cè)量的電流，以致電流受到控制以跟隨倍增器的輸出。該倍增器224有與變極器的輸出口相連接的第一輸入口和與第二比較儀228的輸出口相連接的第二輸入口，該比較儀228提供信號(hào)表明在DC總線電壓和DC總線參考電壓之間的差別。在旁路輸入口處，倍增器的輸出信號(hào)與電壓同相和在DC總線的電壓位的基礎(chǔ)上有幅度。AC電流調(diào)整器232和DC電壓調(diào)節(jié)器226起緩沖控制信號(hào)的增益級(jí)作用以向PWM調(diào)節(jié)器234和倍增器224的輸入口提供合適的信號(hào)水平。
使用上面所描述的步驟，通過(guò)整流器調(diào)整的電流的幅度在DC總線電壓位的基礎(chǔ)上，被變極器調(diào)整的電流的相位與輸入電壓一致，以致獲得一致的功率因數(shù)，和甚至在旁路輸入口處電壓擺動(dòng)的情形下，DC總線的電壓可以保持在穩(wěn)定的水平上。
在可選擇的實(shí)施方案中，參考正弦發(fā)生器可以被使用代替DC總線參考，使用相位鎖定線圈，正弦發(fā)生器將在旁路輸入口處的電壓的相位鎖定。在這個(gè)實(shí)施方案中，倍增器224沒(méi)有出現(xiàn)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，變極器的數(shù)字控制被使用(以變極器和調(diào)整器模式)，DC總線133的電壓可以保持，和因此電池118可以充電，在旁路模式下沒(méi)有任何額外元件補(bǔ)充到系統(tǒng)中。在這個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)使用在控制器116的固件中的控制規(guī)則系統(tǒng)，由控制塊216提供的功能可以被實(shí)現(xiàn)。正如本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員所知道的那樣，這些規(guī)則系統(tǒng)與在變極器模式運(yùn)行變極器120的使用到的相似。在其他實(shí)施方案中，類(lèi)似變極器控制可以被使用，和在這些實(shí)施方案中，控制塊216的功能可以需要額外的控制電路。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)使用四象限變極器，變極器可以被實(shí)施。
正如上面所討論的本發(fā)明的方面所涉及，在旁路模式下，變極器作為整流器的用途是也被應(yīng)用到本發(fā)明實(shí)施方案中，該實(shí)施方案在普通中心點(diǎn)都使用正極DC總線和負(fù)極DC總線。在這樣的實(shí)施方案中，單個(gè)控制線圈可以被使用于正極和負(fù)極電壓，對(duì)于正極總線的控制線圈在參考電流信號(hào)的正值的期間起作用，和對(duì)于負(fù)極總線的控制線圈在參考電流信號(hào)的負(fù)值的期間起作用。在一個(gè)實(shí)施方案中，正極DC總線和負(fù)極DC總線都被使用，通過(guò)使用三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)變極器，變極器可以被實(shí)施，正如那些合并待審的美國(guó)申請(qǐng)系列第10/680,278號(hào)，題目為T(mén)hree Level Inverter，發(fā)表于2003年10月7日，合并在本文件作為參考。
在UPS中，例如UPS100具有由內(nèi)部DC總線提供電能的內(nèi)部電能供給單元(PSU127)，本發(fā)明的實(shí)施方案具有額外的好處。令人滿意的是來(lái)自于經(jīng)控制的DC總線對(duì)內(nèi)部的PSU提供電能而不是來(lái)自沒(méi)有經(jīng)控制的AC輸入，這一點(diǎn)允許PSU作為DC-DC轉(zhuǎn)換器被實(shí)施，與需要輸入濾波、EMI控制和輸入整流器的AC-DC電能供給相反。在上面所描述的本發(fā)明的實(shí)施方案中，因?yàn)樵谂月纺Ｊ较率褂米儤O器作為整流器，DC總線保持在適當(dāng)?shù)碾妷何?，PSU127可以在旁路模式下被提供電能而電池118不會(huì)發(fā)生泄漏。當(dāng)處于旁路模式下，在旁路模式下PSU被提供電能，在UPS100中的各種裝置，比如風(fēng)扇，控制板，電流接觸器線圈和顯示器可以被操作，還有電池充電器。
正如圖5所顯示，在UPS100的一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)大的DC電容器137與DC總線133和對(duì)于DC總線135普通點(diǎn)之間相連接以幫助保持總線的DC電壓為常量。在一個(gè)實(shí)施方案中使用具有雙+/-225伏電壓的DC總線的15KVAUPS，總量為12,000μF的多個(gè)電容器被使用于DC電容器137。在圖5所顯示的實(shí)施方案中，根據(jù)安全需要將UPS的電能消除后，放電電路300與電容器137的兩極相連接以對(duì)電容器進(jìn)行放電。例如，典型的安全標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自例如，保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)所(UL)和國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)，要求電容器137兩極的電壓在特定的時(shí)間段內(nèi)(如，5分鐘)減少到安全值(如，40VDC)。
典型的UPS，為了滿足這些安全要求，被動(dòng)或者積極的放電電路被使用。典型的被動(dòng)電路使用電阻作為放電裝置，這與電容器放電一樣。電阻的使用通常并不理想，因?yàn)檫@些電阻在正常運(yùn)行狀態(tài)下引起最大的電能(在電容器兩極的全部電壓)，電阻的放電效果與電容器電壓降低一樣。電容器使用也造成不必要的電能損失。積極的放電電路比被動(dòng)電路具有優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槠浔幻黠@的設(shè)計(jì)引起持續(xù)的電能處于放電模式，而不是正如電阻放電電路一樣在電容器的兩極發(fā)生電壓的平方。積極的放電電路典型的使用半感應(yīng)器裝置，例如MOSFET晶體管，然而，當(dāng)使用在放電用途里，這些晶體管明顯需要使用巨大熱量接收器。當(dāng)電能被關(guān)掉時(shí)，使用啟動(dòng)電阻放電的晶體管的積極放電電路也已經(jīng)被使用，但是這些裝置仍然遭受使用電阻的缺點(diǎn)，并且常常需要復(fù)雜的啟動(dòng)電路。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)使用連續(xù)的比被動(dòng)電阻放電電路引起更少電能的積極電路，放電控制電路300被實(shí)施，和放電裝置功耗在大電壓范圍內(nèi)實(shí)質(zhì)上保持常量。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，當(dāng)停止向UPS提供電能時(shí)，連續(xù)的積極電路的使用允許放電電路在不需要額外啟動(dòng)放電電路的控制電路情況下運(yùn)行。
與放電控制電路300的功能塊圖相一致的一個(gè)實(shí)施方案顯示在圖6中。放電控制電路包括控制電路302，被動(dòng)放電電路304和受控制的開(kāi)關(guān)306?？刂齐娐?02與DC總線133和共同線135之間相連接，和被動(dòng)放電電路304和開(kāi)關(guān)306與DC在總線和普通線之間串聯(lián)連接。控制電路有連接被動(dòng)放電電路和開(kāi)關(guān)之間的控制輸入線308，和有與開(kāi)關(guān)相連接的控制輸出線以控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài)?？刂齐娐?02檢測(cè)DC總線電壓和使用控制線310控制開(kāi)關(guān)306以控制流經(jīng)被動(dòng)放電電路中的電流?？刂戚斎?08被使用在一個(gè)實(shí)施方案中以檢測(cè)當(dāng)開(kāi)關(guān)306已經(jīng)關(guān)閉時(shí)以在控制電路302中重新設(shè)置適時(shí)電路。
通常，對(duì)于更高的DC總線電壓的開(kāi)關(guān)的時(shí)間，控制電路302降低負(fù)載循環(huán)，為了降低DC總線電壓，增加負(fù)載循環(huán)。在一個(gè)實(shí)施方案中，DC總線電壓被設(shè)計(jì)為在225VDC、12000μF的DC容量電壓下運(yùn)行，控制電路302控制開(kāi)關(guān)以在開(kāi)關(guān)頻率大約200Hz下運(yùn)行。在這個(gè)實(shí)施方案中，在電能關(guān)閉的狀態(tài)下，一旦DC總線的電壓下降到大約120VDC，控制電路控制開(kāi)關(guān)以保持狀態(tài)。圖7A和7B各自顯示DC總線兩極的電壓，在圖7A中的線301，和流經(jīng)放電電路的電流，圖7B中的線303，例如上面所描述的在向UPS100提供的電能已經(jīng)關(guān)閉以后。例如圖7A和7B顯示，為了清楚的原因，頻率已經(jīng)減少到0.1Hz。圖7B的時(shí)間軸線對(duì)于圖7A和7B是共同的時(shí)間軸線。正如在圖7A顯示，在每一個(gè)電流脈沖經(jīng)過(guò)放電電路期間，在電容器兩極的電壓下降，和一旦放電電路電壓達(dá)到120VDC時(shí)，放電電路保持電壓和電流同時(shí)下降。在另一個(gè)實(shí)施方案中，依靠定時(shí)元件的值，如在放電電路中的電容器和電阻，脈沖頻率可以幾百Hz，或與幾千Hz一樣高。
與上面所描述的原理一致的放電電路300的詳細(xì)設(shè)計(jì)現(xiàn)在以圖8作為參考進(jìn)行描述，圖8顯示放電電路300中的每一個(gè)功能塊302、304和306的示意圖。對(duì)于圖8顯示元件的元件值提供在表1中。
表1放電電路300的元件值


被動(dòng)放電電路304包括電熱調(diào)節(jié)器TH503和電阻器R621，串聯(lián)在DC總線和到受控制開(kāi)關(guān)306的輸入口之間。電熱調(diào)節(jié)器TH503是正溫度系數(shù)裝置，在溫度增加時(shí)，其電阻將增大。在被動(dòng)放電電路中，當(dāng)溫度上升時(shí)在電路中可能發(fā)生故障，通過(guò)增加經(jīng)過(guò)放電電路的電阻，電熱調(diào)節(jié)器的使用提供補(bǔ)充的安全性。在另一個(gè)實(shí)施方案中，被動(dòng)放電電路可以包括僅一個(gè)電阻器或一些其它被動(dòng)電阻裝置的合并。
受控制開(kāi)關(guān)306包括與電容器C633并聯(lián)在被動(dòng)放電電路和普通線之間的晶體管Q542?？刂齐娐?02包括多個(gè)一起運(yùn)行的裝置在DC總線的電壓的基礎(chǔ)上以啟動(dòng)或關(guān)閉受控制開(kāi)關(guān)。為了簡(jiǎn)化對(duì)控制電路302運(yùn)行的解釋?zhuān)刂齐娐房梢员徽J(rèn)為包括關(guān)閉控制開(kāi)關(guān)的關(guān)閉部件和開(kāi)啟受控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟部件，盡管控制電路的兩個(gè)部件在運(yùn)行中相互作用以完成開(kāi)啟和關(guān)閉的功能。關(guān)閉部件包括電阻器R609，R610，R611，R615，R617，R618，晶體管Q541，電容器C600，C602，和C603和二極管D560和D551。開(kāi)啟部件包括電阻器R612，R613，R614，R619，R620，電容器C601和晶體管Q540。
現(xiàn)在，放電電路300的運(yùn)行在第一狀態(tài)開(kāi)始被詳細(xì)的描述，在這種狀態(tài)下，DC總線電壓上是最大電壓值，晶體管Q540已經(jīng)關(guān)閉和晶體管Q542已經(jīng)開(kāi)啟，允許電流流經(jīng)電熱調(diào)節(jié)器TH503和電阻器R621。在第一狀態(tài)中，在電容器C600兩極的電壓開(kāi)始為零，但是隨著通過(guò)電阻器R609和R601，電容器C600充電，電容器C600兩極的電壓開(kāi)始增加。在晶體管Q541基礎(chǔ)上的電壓隨著C600兩極電壓而增加，和一旦這個(gè)電壓超過(guò)晶體管的臨界電壓，晶體管Q541將開(kāi)啟。當(dāng)晶體管Q541開(kāi)啟時(shí)，晶體管Q542關(guān)閉。
晶體管Q542從開(kāi)啟到關(guān)閉的過(guò)渡期產(chǎn)生經(jīng)過(guò)電容器C603的電流，以保證晶體管Q541的快速開(kāi)啟，和同時(shí)引起晶體管Q542最短的關(guān)閉時(shí)間。大約同時(shí)，當(dāng)電流經(jīng)電阻器R613和R614以及對(duì)電容器C601進(jìn)行充電時(shí)，晶體管Q540開(kāi)啟。當(dāng)晶體管Q540開(kāi)啟時(shí)，電容器C600隨同電容器C602和C603一起被放電。當(dāng)開(kāi)啟晶體Q542時(shí)，管晶體管Q541然后關(guān)閉，和充電電路返回到第一狀態(tài)。
在上面所描述的控制電路302中，定時(shí)控制受控制開(kāi)關(guān)306通過(guò)在電容器C600和C603上的電壓(由DC總線上的電壓對(duì)其充電)作詳細(xì)說(shuō)明，以致于定時(shí)電路依賴(lài)于DC總線的電壓。在圖8顯示的實(shí)施方案中，一旦DC總線的電壓達(dá)到大約80VDC，在晶體管Q541基礎(chǔ)上的電壓并沒(méi)有達(dá)到足夠高的電壓以開(kāi)啟晶體管Q541，因此，對(duì)于低于80VDC的電壓，放電電路300座位被動(dòng)放電電路在運(yùn)行。
特別的元件值和電路排列以可仿效的實(shí)施方案顯示在圖8中。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的那樣，使用具有其他元件值的其他電路，本發(fā)明的實(shí)施方案可以被實(shí)施。另外，元件值可以被改變以使放電電路適應(yīng)其他DC總線電壓。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在UPS運(yùn)行期間，放電電路300保持活動(dòng)狀態(tài)，并因此不需要開(kāi)啟電路或裝置(在UPS提供電能處于下降狀態(tài)時(shí)，該電路或裝置開(kāi)啟放電電路)。但是，具有開(kāi)啟電路和裝置的本發(fā)明的實(shí)施方案也可以被實(shí)施，以致一旦降低向UPS提供給的電能以對(duì)DC電容器放電時(shí)，放電電路僅處于活動(dòng)狀態(tài)。
在一些例子中，調(diào)整結(jié)構(gòu)需要具有活動(dòng)元件的放電電路包括備用電路，以致當(dāng)一個(gè)或更多的活動(dòng)元件發(fā)生故障時(shí)，放電電路仍將起作用。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，為了滿足這種需要，像放電電路300的兩個(gè)放電電路可以并行使用。進(jìn)一步，正如上面所描述的，一些UPS利用具有正極和負(fù)極的DC總線的雙DC總線設(shè)置和共享的共同總線。對(duì)于這種類(lèi)型的UPS，大DC電容器可以被使用于每一個(gè)DC總線，和具有每一條總線的各自的放電電路300可以被使用。
本發(fā)明實(shí)施方案中的放電電路被描述用于不間斷電源，然而，正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的那樣，本發(fā)明的放電電路可以使用在電能工具的其他類(lèi)型和電子裝置的其他類(lèi)型中以提供電容器或其他電子裝置的放電。
正如上面所描述的，UPS100的電流接觸器134和136被使用于提供絕緣和反饋保護(hù)。典型的電流接觸器具有接收控制電壓的線圈，該線圈的應(yīng)用是將電流接觸器從打開(kāi)的中斷狀態(tài)拉動(dòng)到關(guān)閉的開(kāi)啟狀態(tài)。依賴(lài)于電流接觸器的類(lèi)型，線圈可以被設(shè)計(jì)為在或者AC或者DC下運(yùn)行。不時(shí)的，因?yàn)樵陔娏鹘佑|器正控制的主輸入上的AC電壓可以被使用于向線圈提供電能，因此，電流接觸器提供了簡(jiǎn)單的解決方案。像USP一樣，對(duì)于可以在寬輸入電壓的范圍內(nèi)運(yùn)行的裝置，使用AC輸入電壓向線圈提供電能可能并不需要，因?yàn)榫€圈被要求在寬輸入電壓范圍內(nèi)運(yùn)行，這對(duì)于實(shí)施可能很困難。
當(dāng)DC線圈被使用在UPS電流接觸器上時(shí)，總的來(lái)說(shuō)，DC電能來(lái)自于內(nèi)部電能供給單元，比如UPS100的電能供給127。在這樣的實(shí)施方案中，電能供給可以直接與電源相連接(而不是通過(guò)電流接觸器)，和典型的電能需求允許這樣的電能供給達(dá)到直接來(lái)自于AC線的140瓦特。從DC電能供給驅(qū)動(dòng)線圈的一個(gè)問(wèn)題是與電流接觸器相連接的線圈明顯具有需要啟動(dòng)開(kāi)啟電流接觸器的高線圈啟動(dòng)功率的電能，而穩(wěn)定狀態(tài)的電能明顯的更少。當(dāng)線圈帶上電壓時(shí)，啟動(dòng)功率電能可以達(dá)到200瓦特頂點(diǎn)，但是，一旦電流接觸器處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，對(duì)于典型的三相120安培電流接觸器，降低到大約5瓦特。對(duì)于系統(tǒng)的平均電能消耗，高線圈啟動(dòng)功率電能通常要求DC電能供給比必要的更大，或選擇性的要求在電能供給中輸出的電容器非常大，比如100,000微法拉。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，對(duì)于有極小線圈電壓24伏的電流接觸器的使用，這將以圖9作為參考進(jìn)行描述，允許在UPS100中使用DC電能供給以驅(qū)動(dòng)電流接觸器的線圈，而在電能供給中不需要特大型的電能供給或特大型的電容器。圖9顯示與UPS100中的電流接觸器136相連接的驅(qū)動(dòng)電路400的功能塊圖。與AC電源相連接的電流接觸器并未顯示。驅(qū)動(dòng)電路400包括與DC電能供給(在一個(gè)實(shí)施方案中可能是電能供給127)相連接的輸入口402和404。驅(qū)動(dòng)電路400也包括放大變換器406，控制器408，電容器C547，電壓傳感電路412，開(kāi)關(guān)414，開(kāi)關(guān)控制電路416，和控制輸入418。
驅(qū)動(dòng)電路400的運(yùn)行如下。在輸入口402和404處，放大變換器接收輸入電壓和在電容器C547兩極產(chǎn)生放大的電壓。當(dāng)開(kāi)關(guān)414連通時(shí)，在電容器C547上的電壓被作用到電容器136上。開(kāi)關(guān)控制電路416對(duì)輸入控制信號(hào)418的響應(yīng)，從而對(duì)開(kāi)關(guān)414的狀態(tài)的控制。在一個(gè)實(shí)施方案中，輸入控制信號(hào)418由UPS控制器116產(chǎn)生，然而，在另一個(gè)實(shí)施方案中，例如當(dāng)UPS100從備用模式切換到電能供應(yīng)模式，輸入控制信號(hào)可以由邏輯電路控制。另外，在一個(gè)實(shí)施方案中，由控制旁路開(kāi)關(guān)123的各自的控制器對(duì)電流接觸器的控制。
控制器408監(jiān)控電容器C547兩極的電壓和控制放大變換器406以向電容器兩極提供預(yù)先確定的電壓。放大變換器的輸出有一個(gè)或兩個(gè)不同的輸出電壓的控制依賴(lài)于電流接觸器136的狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在電流接觸器136被啟動(dòng)前，電容器C547兩極的電壓被控制為大約55伏，和當(dāng)電流接觸器被啟動(dòng)時(shí)，電容器C547兩極的電壓被控制為大約24伏。在圖9中的一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)活動(dòng)信號(hào)被傳送到開(kāi)關(guān)414時(shí)，開(kāi)關(guān)控制電路向電壓傳感電路412提供輸入電壓。控制器408檢測(cè)電壓傳感電路412中的額外電壓和因此控制電容器兩極的電壓為24伏。當(dāng)電容器C547兩極的電壓從55伏降低24伏時(shí)，被釋放的能量足夠向電流接觸器136的線圈提供電壓以完全拉動(dòng)電流接觸器和允許電能從主電源流進(jìn)UPS100。一旦電流接觸器關(guān)閉時(shí)，放大變換器可以向電流接觸器提供足夠的電能以保持電流接觸器處于關(guān)閉狀態(tài)。通過(guò)打開(kāi)開(kāi)關(guān)414，電流接觸器可以打開(kāi)(切斷)。在一個(gè)實(shí)施方案中，一旦電流接觸器被打開(kāi)，其可能不會(huì)關(guān)閉直到電容器C547被充滿電，其可能花兩秒鐘。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，驅(qū)動(dòng)電路400的更加詳細(xì)的方案現(xiàn)在將以圖10A和圖10B作為參考進(jìn)行描述。表2包括可以使用在圖10A和10B中的元件的描述。
表2圖10A和10B中的電路的元件值



對(duì)于在表2中顯示的元件，晶體管Q515和Q516從FairchildEemiconductor of Wiltshere，UK，處獲得，晶體管Q521和Q525從ON Semiconductor of Phoenix，AZ處獲得，和IC500和IC501能夠從Texas Instruments of Niskayuna，NY處獲得。
正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的那樣，本發(fā)明的實(shí)施方案并不局限于圖10A和10B中顯示的元件的特定排列。圖10A更加詳細(xì)顯示的放大變換器406，控制器408，電壓傳感器電路412，和電容器C547，當(dāng)圖10B更加詳細(xì)顯示開(kāi)關(guān)414和開(kāi)關(guān)控制電路416。放大變換器包括與二極管D520和感應(yīng)器L540相連接的晶體管Q525。另外，放大變換器包括當(dāng)放大變換器正在運(yùn)行時(shí)，通過(guò)Q525用于測(cè)量和控制最高電流的電阻器R589。這確保在每一個(gè)開(kāi)關(guān)循環(huán)期間(Q525處于連通狀態(tài))在L540中增大的最高電流僅上升到不能使L540飽和的水平和進(jìn)一步讓Q525能夠承受。在圖10A中，放大變換器塊也包括電容器C545和C540用作濾波電容器。控制器408的主要部件是IC500?？刂破饕舶娮杵鱎588，R590，R592，和R593以及包括用于向IC500提供運(yùn)行電壓和控制IC500的運(yùn)行狀態(tài)的電容器C541，C542，C543，C544。
電壓傳感電路412包括電阻器R586，R587，R595，R596，R597和R663。在圖10所顯示的實(shí)施方案中，控制器被設(shè)置以控制放大變換器的晶體管Q525以保持電阻器R587和R596之間連接穩(wěn)定的電壓。在電流接觸器啟動(dòng)之前，開(kāi)關(guān)控制電路在點(diǎn)B處提供低電壓，結(jié)果控制器控制電容器C547兩極的電壓大約為55伏。一旦電流接觸器已經(jīng)被啟動(dòng)，開(kāi)關(guān)控制電路提供大約15伏的電壓引起控制器檢測(cè)電阻器R587和R596之間連接處的更高電壓和降低電容器C547兩極的電壓到大約24伏。
圖10A的電路也包括與電流接觸器136串連的電熱調(diào)節(jié)器TH502，和與電流接觸器并聯(lián)的二極管D521。電熱調(diào)節(jié)器有正溫度系數(shù)和被用作保護(hù)裝置以限制流向電流接觸器的電流。當(dāng)二極管D521被切斷以保護(hù)晶體管Q520和Q521時(shí)，二極管D521防止相反的尖鋒脈沖在電流接觸器兩極形成。
正如上面所描述的，圖10B以更加詳細(xì)的顯示驅(qū)動(dòng)電路400的一個(gè)實(shí)施方案中的開(kāi)關(guān)414和開(kāi)關(guān)控制電路416。開(kāi)關(guān)414包括與電流接觸器和地線之間串連的兩個(gè)FET晶體管Q520和Q521。正如顯示的實(shí)施方案，兩個(gè)晶體管被使用在開(kāi)關(guān)電路中，備用電路被使用在開(kāi)關(guān)控制電路416中以滿足UL的備用需要。在運(yùn)行中，兩個(gè)晶體管Q52和Q521都被連通以連通電流接觸器和保持其處于連通狀態(tài)。
開(kāi)關(guān)控制電路416在418A和418B處接收輸入信號(hào)和向FET晶體管Q520和晶體管Q521提供輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在顯示的實(shí)施方案中，開(kāi)關(guān)控制電路被設(shè)計(jì)為一旦在418A和418B處收到輸入脈沖信號(hào)，連通晶體管Q520和晶體管Q521。在418A和418B處的信號(hào)可以是來(lái)自于例如現(xiàn)場(chǎng)可編程的邏輯門(mén)數(shù)組或來(lái)自控制器408的相同信號(hào)。在兩個(gè)輸入口處的信號(hào)可以由以備用為目的的兩個(gè)不同的電源產(chǎn)生。在一個(gè)實(shí)施方案中，開(kāi)關(guān)電路被設(shè)計(jì)成在具有頻率20kHz和20％的工作循環(huán)的脈沖信號(hào)下運(yùn)行。開(kāi)關(guān)控制電路400包括在一個(gè)實(shí)施方案中的共同的整體電路中實(shí)施的四個(gè)NAND邏輯門(mén)IC501A，IC501B，IC501C和IC501D，其被認(rèn)做為表2中的IC501一樣。開(kāi)關(guān)也包括晶體管Q515和Q516，電阻器R549，R585，R604，R598，R599，R600，R601，R602，R603和R604，電容器C548，C549，C550，C551和C632和二極管對(duì)D502，D504和D522。
在開(kāi)關(guān)控制電路中，電容器C632與輸入電壓線402和404兩極相連接以穩(wěn)定到開(kāi)關(guān)控制電路的電壓。當(dāng)脈沖信號(hào)在輸入口418A處被接收，電容器C548，C549與電阻器R598，R599和R600一起被使用到偏壓晶體管Q516以向邏輯門(mén)IC501A的輸入口提供低電壓。同樣的，當(dāng)脈沖信號(hào)在輸入口418B處被接收，電容器C550，C551和電阻器R601，R602和R603一起被使用到偏壓晶體管Q515以向邏輯門(mén)IC501B的輸出口提供低電壓。當(dāng)IC501A的輸出為高，通過(guò)二極管對(duì)D522和電阻器R604，晶體管Q520被連通。當(dāng)IC501B的輸出為高，晶體管521被連通。二極管D522和電阻器604被使用于防止對(duì)于晶體管Q52不想要的高邏輯門(mén)電壓的發(fā)生。通過(guò)二極管對(duì)D504和電阻器R585，IC501A的輸出口與IC501C的第一輸入口相連接，同樣，通過(guò)二極管對(duì)D502和電阻器R549，IC501B的輸出口與IC501C的第二輸入口相連接，以致當(dāng)IC501A和IC501B都為高時(shí)，IC501C的輸出為低。當(dāng)IC501C的輸出為低時(shí)，向電壓傳感電路提供輸入電壓的IC501D的輸出為高。
上面所描述的與圖9，10A和10B相關(guān)的實(shí)施方案中，當(dāng)輸出的電容器C547從55伏被放電到24伏電壓時(shí)，被釋放的電能對(duì)于拉動(dòng)電流接觸器是充足的，而不需要來(lái)自電能供給的大啟動(dòng)功率提供給控制電路400。當(dāng)電流接觸器保持連通時(shí)，正如上面所描述的，電壓被控制為24伏。如果電流接觸器被切斷，那么在電容器C547兩極的電壓將充電到55伏。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，UPS100可以包括電池監(jiān)控電路，該電池監(jiān)控電路能夠監(jiān)控一個(gè)或多個(gè)向UPS100提供DC電能的電池單元的狀態(tài)。電池監(jiān)控電路可以合并為UPS100內(nèi)部件的電池組，比如被描述在圖3中的電池118，或可以合并為與UPS外部相連接，或內(nèi)部和外部都相連接的的電池組。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，電池監(jiān)控電路可以監(jiān)控在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的多個(gè)電池，在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的任何電池組的最高溫度，在任何外部(或內(nèi)部)連接的電池組中，或者上面所述的每一中情況，保險(xiǎn)絲(或電路斷路器)是否被熔斷(或被切斷)。該信息可以被提供給控制器116以使得控制器決定在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的成堆的電池組的容量，如以安培小時(shí)衡量。關(guān)于成堆電池容量的信息，在電池模式運(yùn)行下，控制器116可以調(diào)節(jié)被UPS使用的運(yùn)行時(shí)間規(guī)則系統(tǒng)，或可以調(diào)節(jié)充電電流低于每節(jié)電池充電電流推薦標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于最高溫度的信息也可以提供給控制器116以使得控制器調(diào)節(jié)被使用于對(duì)在電池單元組中的電池再充電的電壓以延長(zhǎng)電池的壽命和避免在充電的過(guò)程中熱量的損失。電池監(jiān)控電路的這些和其他方面現(xiàn)在被描述與圖11-12有關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，圖11A描述電池監(jiān)控電路600的概括的和簡(jiǎn)化的示意圖。電池監(jiān)控電路600可以被使用于監(jiān)控在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的電池單元的溫度，那些電池單元被設(shè)置在UPS100中或另外外部連接。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，電池監(jiān)控電路600可以檢測(cè)在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的電池單元的最高溫度，通過(guò)模擬總線，將信息傳輸?shù)娇刂破?16。有利的是，模擬總線可以被多個(gè)的單個(gè)電池單元601A-601N共有，其中一些可以與UPS100外部連接，其他的與UPS100內(nèi)部連接(如圖3中的電池118)。
正如圖11A所描述的，電池監(jiān)控電路600包括多個(gè)的單個(gè)電池單元監(jiān)控電路605A-N，對(duì)于電池單元601A-601N中的每一個(gè)在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接。值得重視的是，圖3中描述的電池118也可以包括一個(gè)或多個(gè)電池單元監(jiān)控電路，其與電池監(jiān)控電路605相類(lèi)似，因?yàn)楸景l(fā)明并不局限于電池監(jiān)控電路僅使用在外部電池單元中。單個(gè)電池單元601A-601N中的每一個(gè)輸出電壓將明顯與電池118的輸出電壓相并聯(lián)。典型地，每一個(gè)電池單元601包括在每一個(gè)電池單元中有多個(gè)內(nèi)部連接的電池(未顯示)。
每一個(gè)電池單元監(jiān)控電路605提供模擬輸出信號(hào)，顯示在各自的電池單元601中的最高溫度。多個(gè)電池單元中的每一個(gè)模擬輸出信號(hào)都是有效的OR’d和通過(guò)在線665被提供給數(shù)字模擬(D/A)變換器680，該數(shù)字模擬(D/A)變換器將表明任何電池單元601A-601N的最高溫度的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以被提供給控制器116的數(shù)字值。然后該信息可以被控制器116使用于多種目的，比如，對(duì)被使用在電池單元中的電池進(jìn)行再次充電的充電電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)以致延長(zhǎng)電池壽命和/或避免在充電過(guò)程中熱量的損失，探測(cè)警報(bào)，真實(shí)地顯示向操作員提供的信息等。
值得重視的是，在線665提供的輸出信號(hào)不必是模擬信號(hào)，因?yàn)槠溥x擇性的可能是數(shù)字信號(hào)。然而，模擬信號(hào)的使用，不是數(shù)字信號(hào)，減少向控制器提供這樣信息成本和需要的元件數(shù)量。實(shí)際上，相對(duì)低的元件數(shù)量和成本，和相對(duì)低故障率非常低的電能消耗的標(biāo)準(zhǔn)元件的使用允許將對(duì)UPS系統(tǒng)成本或故障率有較小影響的每一個(gè)電池單元提供給電池單元監(jiān)控電路。而且，因?yàn)閮H有單個(gè)信號(hào)線被使用，捆綁被簡(jiǎn)化，且屏蔽電纜不必使用以避免干擾，或來(lái)自現(xiàn)有技術(shù)中的UPS的其他電路的干擾。
正如圖11A所描述的，每一個(gè)電池單元監(jiān)控電路605包括第一電阻器R610，第二電阻器R620，電熱調(diào)節(jié)器NTC630，緩沖器B650，和二極管D660。第一電阻器R610和電熱調(diào)節(jié)器NTC630串連在供給電壓和參考接線端之間，和第二電阻器R620與電熱調(diào)節(jié)器NTC630并聯(lián)。電熱調(diào)節(jié)器NTC630是負(fù)溫度系數(shù)(NTC)裝置，其具有隨著溫度的增加電阻值降低的電阻，和將明顯地實(shí)際上被設(shè)置在與每一個(gè)各自電池單元中的單個(gè)電池大致接近。值得注意的是，多個(gè)電熱調(diào)節(jié)器可以被選擇性的提供，例如，多個(gè)電熱調(diào)節(jié)器中的每一個(gè)并聯(lián)和實(shí)際上被設(shè)置接近與各自電池單元601中的單個(gè)電池，因?yàn)楸景l(fā)明并不局限于僅一個(gè)電熱調(diào)節(jié)器。
在運(yùn)行中，電阻器R610，電熱調(diào)節(jié)器NTC630，和電阻器R620作為電壓分配器在運(yùn)行，電壓分配器的輸出為電阻器R610，電熱調(diào)節(jié)器NTC630，和電阻器R620的共同連接點(diǎn)。電壓分配器的輸出表示由電熱調(diào)節(jié)器NTC630感應(yīng)的溫度。當(dāng)電池單元的溫度上升時(shí)，電熱調(diào)節(jié)器NTC630的電阻值減小，因此減小NTC630和R620的合并電阻值，和在電阻器R610兩極的增加的電壓降低。
由電阻器R610，電熱調(diào)節(jié)器NTC630，和電阻器R620共同連接點(diǎn)形成的電壓分配器輸出連接點(diǎn)與緩沖器B650的輸入口或整體的增益放大器相連接，緩沖器B650的輸出口與二極管D660的負(fù)極相連接。二極管D660的正極提供在線665上模擬信號(hào)可以與來(lái)自其他電池單元的信號(hào)合并以確定在運(yùn)行時(shí)另外相連接的電池單元601A-601N中的任意一個(gè)的最高溫度。在運(yùn)行時(shí)，二極管D660起作選擇開(kāi)關(guān)，選擇有最高溫度的電池單元(在圖11A描述的實(shí)施方案，這將提供最低電壓)。
然后，來(lái)自于電池單元監(jiān)控電路605A-N中每一個(gè)的二極管D660D的輸出被提供到放大器A670，并與放大器的輸入口相連接，經(jīng)過(guò)上拉電阻R640以供給電壓。有利的是，對(duì)被連接電阻器R640供給電壓與對(duì)被連接的電阻器R610的供給電壓相同，允許連接多個(gè)電池單元中的每一個(gè)監(jiān)控電路模擬總線包括僅三個(gè)感應(yīng)器；共同信號(hào)線665，供給電壓線，和共同的地線。放大器A670緩沖和減少在線665接收的信號(hào)振幅和在數(shù)據(jù)線690上提供經(jīng)緩沖的和經(jīng)減少的信號(hào)。然后，經(jīng)緩沖的信號(hào)被提供到A/D變換器680，該變換器將在數(shù)據(jù)線690線上接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)值和向控制器116提供輸出數(shù)字值。由A/D變換器輸出的數(shù)字值表示在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的任意單個(gè)電池單元601的最高溫度。正如下面進(jìn)一步描述，負(fù)載電阻R640，放大器A670，和A/D變換器680可以共用在多個(gè)電池單元監(jiān)控電路605A-N以進(jìn)一步減少被實(shí)施電池監(jiān)控電路600所使用的單個(gè)電子元件的數(shù)量。在圖11A所描述的實(shí)施方案中，A/D變換器680是在Q-11格式中提供比特值12比特A/D變換器，該Q-11格式值的范圍為0至1400。然而，值得注意的是，其他類(lèi)型的A/D變換器，數(shù)據(jù)格式，和范圍可以被使用，因?yàn)楸景l(fā)明并不局限于特殊類(lèi)型的A/D變換器，特殊的格式，或特殊的數(shù)值范圍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，由A/D變換器680輸出的數(shù)字值可以通過(guò)以下等式轉(zhuǎn)換成溫度T[c]＝-3.673E-08*X3+1.0773E-04*X2-1.5229E-01*X+96.471；其中“X”由A/D變換器680提供的比特值。在一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)上述等式，通過(guò)在控制器116中的Digital SignalProcessor(DSP)比特值可以轉(zhuǎn)換成溫度。值得注意的是，本發(fā)明并不局限于DSP的使用以將比特值轉(zhuǎn)換成溫度，因?yàn)槎喾N可選擇的方法可以被使用。例如，除了利用DSP，可以由控制器116評(píng)估的上面的表格將比特值與溫度相關(guān)聯(lián)。圖11B繪圖描述在電池單元內(nèi)，由A/D變換器提供的比特值怎樣與溫度相關(guān)聯(lián)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，負(fù)載電阻R640，放大器A670和A/D變換器680可以實(shí)質(zhì)上被設(shè)置在UPS100中，而不是在單個(gè)電池單元中，盡管本發(fā)明并不局限于此。例如，這些元件可以實(shí)質(zhì)上被設(shè)置在控制器116中的電路板上，以致通過(guò)簡(jiǎn)單的雛菊鏈接運(yùn)載供給電壓的感應(yīng)器，共同地線，和信號(hào)線665，電池單元可以容易的增加或移出系統(tǒng)。通過(guò)僅利用一個(gè)A/D變換器，這樣的設(shè)置降低單個(gè)電池單元監(jiān)控電路中每一個(gè)的成本，而不是在每一個(gè)單個(gè)電池單元監(jiān)控電路中復(fù)制該功能。而且，實(shí)質(zhì)上將A/D變換器設(shè)置在電池單元監(jiān)控電路的外部避免與傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)相關(guān)聯(lián)的任何噪音問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，在圖11A中沒(méi)有使用緩沖器B650或單位增益放大器的方式，相反高增益放大器可以使用。這可選擇性的實(shí)施方案還允許多個(gè)電池單元中的每一個(gè)模擬輸出信號(hào)為共同有效的OR′d，但減少在D660A-N兩極的二極管壓降的影響，和使得電池監(jiān)控電路600對(duì)元件的變化和/或溫度依賴(lài)行為差別(預(yù)期在生產(chǎn)期間可能發(fā)生)有較小的敏感性。這實(shí)施方案現(xiàn)在圖11C中描述。
正如圖11C所描述的，由R610，NTC630和R620共同的連接點(diǎn)形成的電壓分配器的輸出可以被提供到高增益放大器的非反向(如正極或+輸入)，高增益放大器的輸出被提供到二極管D660的負(fù)極。二極管D660的負(fù)極與各自高增益放大器的反向輸入(如負(fù)極或-輸入)相連接，也和與來(lái)自其他電池單元監(jiān)控電路605B-N的二極管的正極相連接。在這種方式下，每一個(gè)電池單元監(jiān)控電路605包括在負(fù)極反饋單位增益緩沖電路中的二極管D660，和在二極管兩極的壓降對(duì)電路的準(zhǔn)確度重要性變得較小。這很重要，因?yàn)樵诓煌亩O管D660A-N兩極的壓降可能經(jīng)受大的元件變化和高度的溫度依賴(lài)性。值得注意的是，其他負(fù)極反饋布局技術(shù)可以被選擇性的使用以實(shí)現(xiàn)緩沖器B650的運(yùn)行和使得電路對(duì)元件變化有較小的敏感性，因?yàn)楸景l(fā)明并不局限于圖11C中顯示的特殊設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，提供的電池監(jiān)控電路700能夠監(jiān)控與UPS100相連接的多個(gè)電池單元的運(yùn)行。從這些可以被提供到控制器116中的信息，控制器可以決定在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的成堆電池單元的容量，例如安培-小時(shí)，和可以調(diào)節(jié)在電池模式運(yùn)行下任何被UPS系統(tǒng)使用運(yùn)行時(shí)間規(guī)則系統(tǒng)。在任何外部(或內(nèi)部)連接的電池單元中，這實(shí)施方案的電池監(jiān)控電路也可以檢測(cè)保險(xiǎn)絲(或電路斷路器)被熔斷(或切斷)。有利的是，這實(shí)施方案的電池監(jiān)控電路可以與上面關(guān)于圖11A-11C所描述具有很少的額外的捆綁的電池監(jiān)控電路，和很少的額外元件。這個(gè)方面，僅單個(gè)的信號(hào)線可以被補(bǔ)充，和僅單個(gè)的無(wú)源電阻器需要補(bǔ)充。
正如圖12所描述的，由于每套兩個(gè)電池單元701被安裝在電池架705上，單個(gè)電阻器R710被接到地上。值得注意的是，通過(guò)使用與UPS100內(nèi)部安裝或外部安裝，且在運(yùn)行時(shí)所有電池單元并聯(lián)連接，在多個(gè)電池單元圖3中的電池可以被實(shí)施，和電池架705可以為內(nèi)部電池架或外部電池架。進(jìn)一步，每一個(gè)電池單元可以包括多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的單個(gè)電池，這依賴(lài)使用UPS時(shí)設(shè)備的需要。
通過(guò)開(kāi)關(guān)720，單個(gè)電阻器R710可以與地連接，該開(kāi)關(guān)可以使機(jī)械開(kāi)關(guān)或電子開(kāi)關(guān)720，如MOS晶體管。這開(kāi)關(guān)720可以人工或通過(guò)電池單元的安裝程序進(jìn)行電子啟動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，正如下面所描述的，圖11A-C的電池監(jiān)控電路600可以與圖12的電池監(jiān)控電路700合并，通過(guò)電子開(kāi)關(guān)，如MOSFET，電阻器R710可以接到地上，該電子開(kāi)關(guān)由比較NTC630兩極電壓的電壓比較儀啟動(dòng)，以確定電池單元何時(shí)被連接，而沒(méi)有任何人工介入?？蛇x擇性的，對(duì)于每一對(duì)電池單元(其一個(gè)端口與共同的干線相連接)，開(kāi)關(guān)720可以是安裝的保險(xiǎn)絲。
正如圖12所描述的，電阻器R710d的一個(gè)終端與開(kāi)關(guān)或保險(xiǎn)絲720相連接，電阻器R710的另一個(gè)終端與共同信號(hào)線760相連接，該共同信號(hào)線被共用在每一個(gè)外部(和/或)電池單元701和/或電池架705。當(dāng)額外的電池單元與共同信號(hào)線760相連接時(shí)，電阻器R710的并聯(lián)合并的有效電阻值減小，造成提供到共同信號(hào)線760上的電壓增大。這個(gè)電壓位可以被感應(yīng)以決定在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的電池單元的數(shù)量。
每一個(gè)電池架705可以包括連接在共同信號(hào)線760和共同的地線之間的開(kāi)關(guān)750。開(kāi)關(guān)750可以與保險(xiǎn)絲或者電路斷路器(未顯示)，比如，如果保險(xiǎn)絲熔斷或者電路斷路器被切斷，其中開(kāi)關(guān)被啟動(dòng)(閉合)。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的那樣，當(dāng)保險(xiǎn)絲被熔斷或電路斷路器被切斷，多數(shù)更大的保險(xiǎn)絲和/或電路斷路器裝配上相關(guān)的開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)有小插頭或突出的其他機(jī)械裝置。如果與開(kāi)關(guān)750相連接的保險(xiǎn)絲或電路斷路器被熔斷或被切斷，共同的信號(hào)線760猛地連接到共同的地線。這樣的開(kāi)關(guān)也可以被提供在任何電池單元以檢測(cè)故障情形。值得注意的是，在外部或內(nèi)部電池架上，如果開(kāi)關(guān)750被啟動(dòng)，共同信號(hào)線760將被連接到地線，這將不可能檢測(cè)在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的起作用的電池單元的數(shù)量。針對(duì)這個(gè)原因，控制器116可以使用恒定值為決定在電池備用模式和使用于對(duì)電池充電的最大充電電流期間的運(yùn)行時(shí)間。
通過(guò)負(fù)載電阻R740，來(lái)自成對(duì)電池中的每一個(gè)的共同信號(hào)線760被連接到供給電壓和通過(guò)負(fù)載電阻器R730與共同地線相連接，和被提供到放大器A770的輸入口。放大器A770緩沖和減少在共同信號(hào)線760上接收到的信號(hào)的振幅和將在數(shù)據(jù)線790上的經(jīng)緩沖的和經(jīng)減少的信號(hào)提供到A/D變換器780上。A/D變換器將在數(shù)據(jù)線790接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值和將輸出數(shù)字值向控制器116提供。由A/D變換器輸出的數(shù)字值表明在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的成對(duì)電池組的數(shù)量。
在圖12所描述的實(shí)施方案，A/D變換器780可以是12比特A/D變換器，該A/D變換器提供在Q-11格式中數(shù)值在0至大約1200范圍內(nèi)的比特值。正如下面進(jìn)一步將要描述的，由A/D變換器780提供的比特值與在運(yùn)行時(shí)連接UPS100的電池組的數(shù)量成反比例。值得注意的是，其他類(lèi)型的A/D變換器，數(shù)據(jù)格式，和范圍可以被使用，因?yàn)楸景l(fā)明并不局限于特殊類(lèi)型的A/D變換器，特殊的格式，或特殊的數(shù)值范圍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，其中的每一個(gè)成對(duì)電池組有大約相同的容量，根據(jù)安培-小時(shí)，在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的成堆電池的總?cè)萘靠梢愿鶕?jù)下面的等式來(lái)決定電池容量[Ah]＝(27584-15.6×X)/X；其中“X”是由A/D變換器780提供的比特值，和每一個(gè)電池組有大約7.2Ah的額定容量。比特值低于大約50將表明與開(kāi)關(guān)750連接的保險(xiǎn)絲或電路斷路器在電池模式中一種情況下被熔斷。
在一個(gè)實(shí)施方案，根據(jù)上面的等式通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或在控制器中的其他處理器，以安培-小時(shí)的形式，由A/D變換器提供的比特值可以被變換為容量。值得注意的是，本發(fā)明并不局限于DSP的使用以將比特值轉(zhuǎn)換為電池組的容量，因?yàn)槎鄶?shù)可選擇的方法可以被使用。例如，沒(méi)有利用DSP，由控制器116評(píng)估的上面的表格被提供以將比特值與電池組的容量聯(lián)系起來(lái)。
正如上面所提到的，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，每一對(duì)電池組701是固定的容量，以安培-小時(shí)的形式，在運(yùn)行時(shí)與UPS100相連接的電池組這樣的容量可以容易被決定。然而，值得注意的是，本發(fā)明不局限于有固定容量的電池組或電池模塊，因?yàn)楦鞣N容量的電池單元也可以被接受。例如，具有不同容量的電池單元每一個(gè)可以被提供電阻器R710，該電阻器的電阻值取決于與其連接的電池單元的容量(例如，以安培-小時(shí)來(lái)說(shuō))而發(fā)生變化。例如，電阻器R710的電阻值可以與連接的電池單元的容量額定值反比例。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，電阻器R730，R740，放大器A770和A/D變換器780可以實(shí)質(zhì)上被設(shè)置在UPS100中，例如，在控制器116中。這允許提供有電池的監(jiān)控電路部件的成本為為最低限度，以致電池組可以很容易的添加和移出。
有利的是，電池監(jiān)控電路700可以與上面圖11A-11B中所描述的電池監(jiān)控電路600一并使用。在這個(gè)方面，電池監(jiān)控電路都可以共同享有相同的供給電壓和共同的地線連接點(diǎn)，以致包含僅四個(gè)感應(yīng)器(如，信號(hào)線690，信號(hào)線790，和共同的供給電壓以及底線)的模擬總線可以被使用。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖11A-C中的電池監(jiān)控電路600與圖12種的電池監(jiān)控電路700合并，通過(guò)由電壓分析儀啟動(dòng)的電子開(kāi)關(guān)720，如MOSFET，電阻器R710可以被接到地線。電壓分析儀可以比較每一對(duì)電池單元中的一個(gè)或每一個(gè)電熱調(diào)節(jié)器NTC630兩極的電壓以辨析電池單元什么時(shí)候被連接，而不需要任何進(jìn)一步的電子或機(jī)械裝置或信號(hào)線，和不需要任何手動(dòng)的介入，該電池單元具有固定電壓分配器(如，與供給電壓相連接)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，UPS100可以包括能夠監(jiān)測(cè)個(gè)人印刷電路板的修正位和將信息傳送到控制器116的修正控制電路。正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知道的，在產(chǎn)品周期中，特殊復(fù)雜的產(chǎn)品，如UPS系統(tǒng)，在硬件或固件中的各種修正可以被做成一個(gè)或多個(gè)不同的合并的電路板以形成產(chǎn)品。例如，在UPS100系統(tǒng)中，在印刷的電路板或模塊上的硬件或甚至固件的變化可以改變由電流傳感器提供的測(cè)量因素，或可以影響由功率因素修正(PFC)電路、變換器(或多個(gè))或電池充電器使用的轉(zhuǎn)換頻率、空載時(shí)間等的數(shù)值。總的來(lái)說(shuō)，值得期望的是由控制器116使用的固件或軟件新版本能夠與一起形成UPS系統(tǒng)的各種印刷電路板或模塊更舊的版本安全地和/或有效地運(yùn)行。
經(jīng)常地，在傳統(tǒng)的UPS系統(tǒng)中，檢測(cè)各種印刷電路板或模塊的修正狀態(tài)的能力可以依賴(lài)于操作員，該操作員能夠?qū)嵸|(zhì)上檢測(cè)各種印刷電路板或模塊中的每一個(gè)修正版本和將信息傳送到有能力修改控制器運(yùn)行的人員以適應(yīng)改變的修正位。經(jīng)常地，各種模塊被觀點(diǎn)所掩蓋，容易造成人為錯(cuò)誤，和可能需要特定參數(shù)的人工再設(shè)計(jì)，這可能造成困難。
然而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，監(jiān)測(cè)各種模塊的修正狀態(tài)的便宜的和自動(dòng)的方式被提供。本發(fā)明的這個(gè)方面現(xiàn)在以圖13來(lái)描述。
正如圖13所顯示，UPS100可以包括修正控制電路800，該修正控制電路能夠確定獨(dú)特的共同形成至少UPS系統(tǒng)的部件的多個(gè)模塊或印刷電路板801A-F和815A-B的修正狀態(tài)。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，修正控制電路800可以利用模擬總線，該模擬總線僅包括被分配在各種模塊或電路板之間的單個(gè)信號(hào)線870。這單個(gè)信號(hào)總線870可以雛菊連接在各種模塊或電路板之間和以數(shù)字信號(hào)的形式提供給控制器116，如果有必要，該數(shù)字信號(hào)可以被修改被控制器使用的運(yùn)行和參數(shù)數(shù)值以控制UPS100的運(yùn)行。
在圖13中描述的修正控制電路的簡(jiǎn)化的示意陳述代表有多個(gè)獨(dú)特印刷電路板或模塊的更大的系統(tǒng)。例如，在圖13中，被確定為電能接口板的每一個(gè)印刷電路板815A和815B可能包含與電池充電電路125和整流器/PFC114的輸入/輸出口相連接的模塊以及變換器電路120，而被確定為電能接口板的每一個(gè)印刷電路板801A-801C和801D-801F可以包含與在三個(gè)相位UPS系統(tǒng)和/或變換器電路120中PFC電路的每一個(gè)相位相連接的模塊。值得注意的是，在更小的系統(tǒng)中，將需要提供更小的數(shù)量的獨(dú)特的印刷電路板或模塊。
正如圖13所顯示，每一個(gè)編碼的電阻器812可以有表示電路板或模塊的修正位的兩個(gè)電阻值的一個(gè)。值得注意的是，可以提供兩個(gè)以上的不同電阻值，因?yàn)楸景l(fā)明并不局限于僅有兩個(gè)數(shù)值。然而，值得注意的是，僅一定數(shù)量的不同電阻值將需要反應(yīng)相對(duì)重要的修正，因?yàn)樵诳刂破鬟\(yùn)行時(shí)不要求任何重要變化的較小的修正不需要被辨析。在所描述的實(shí)施方案中，每一個(gè)印刷電路板或模塊801A-801C將被認(rèn)為有相同的修正位，盡管在更大的UPS系統(tǒng)中，模塊801A-C的修正位可能與801D-F的修正位不相同。
在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，(如，當(dāng)高溫情況并不存在和熱開(kāi)關(guān)810閉合)，每一個(gè)印刷電路板或模塊801在共同連接線813上提供兩個(gè)電阻值中的一個(gè)。那些并聯(lián)電阻將因此承擔(dān)兩個(gè)電阻值中的一個(gè)。顯示在來(lái)自每一個(gè)印刷電路板或模塊801上的線813上的合并電阻與顯示在印刷電路板或模塊815上的編碼電阻器817串聯(lián)。在所描述的實(shí)施方案中，每一個(gè)編碼電阻器817有兩個(gè)電阻值中的一個(gè)表明電路板或模塊的修正位。再次值得注意的是，可以提供兩個(gè)以上的電阻值，因?yàn)楸景l(fā)明并不局限于特定數(shù)量的電阻值。
電阻817A和817B的并聯(lián)電阻與電阻器812A-C和812D-F的并聯(lián)電阻相串聯(lián)提供了七個(gè)不同電阻值(或電阻值范圍內(nèi))中的一個(gè)，該七個(gè)不同電阻值被使用于檢測(cè)每一個(gè)印刷電路板或模塊801A-F和815A-B的修正狀態(tài)，正如表格3和4所描述的和下面將進(jìn)一步討論的。在信號(hào)線870上的合并電阻值被提供給放大器840，與電流源820相連接的輸入口和電阻器830。放大器840緩沖和減少在信號(hào)線870上接收信號(hào)的振幅和向在線860A/D上的變換器850的輸出口提供經(jīng)緩沖的和減少的信號(hào)。
在圖13中所描述的實(shí)施方案中，A/D變換器850是12比特A/D變換器，在Q-11格式中提供比特值，該Q-11格式在-2048和大約2048數(shù)值之間的范圍內(nèi)。正如下面表3和4所表明的，A/D變換器850輸出口提供的比特值表明印刷電路板或模塊801A-F和815A-B的修正位。在下面的表格中，表格3表明在由A/D變換器850為更小的(10/15kVA 208V和15/20kVA400V)UPS系統(tǒng)提供的經(jīng)測(cè)量的比特值基礎(chǔ)上，印刷電路板801A-F和815A-B的修正狀態(tài)位，和表格4表明在由A/D變換器850為更大的(20/30kVA 208V和30/40kVA 400V)UPS系統(tǒng)提供經(jīng)測(cè)量的比特值基礎(chǔ)上，印刷電路板801A-F和815A-B中的修正狀態(tài)位。
表3

表4

應(yīng)當(dāng)注意的是，其他類(lèi)型的A/D變換器，數(shù)據(jù)格式，和范圍值可以被使用，因?yàn)楸景l(fā)明并不局限于特殊類(lèi)型的A/D變換器，特殊類(lèi)型格式，或特殊的數(shù)值范圍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，由A/D變換器850提供的比特值由在控制器116中的處理器讀取，和與上面的表格中存儲(chǔ)在控制器116中的存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)比較。然后，控制器116可以決定合適的參數(shù)和/或控制使用的程序。典型地，在初始化程序期間，由A/D變換器850提供的比特值由控制器116讀取，或當(dāng)印刷電路板或模塊在供電狀態(tài)中熱插拔，盡管本發(fā)明并不局限于此。
盡管圖13的實(shí)施方案已經(jīng)被描述關(guān)于七個(gè)不同的電阻值或電阻值范圍(如，六個(gè)不同數(shù)值或數(shù)值范圍與不同印刷電路板或模塊801A-F和815A-B的修正位相關(guān)，和一個(gè)數(shù)值或數(shù)值范圍與高溫或開(kāi)路狀態(tài))，應(yīng)當(dāng)注意的是，七個(gè)以上的不同修正狀態(tài)位可以被檢測(cè)。例如，對(duì)于電阻812和817，可以提供額外的電阻值，和比特值范圍局限于提供相同數(shù)值。
這樣在說(shuō)明的本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案中所描述的，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，各種改變，修改和改善將很容易發(fā)生。這樣的變更，修改和改善將在本發(fā)明的保護(hù)范圍和思想內(nèi)。因此，前述說(shuō)明僅是通過(guò)舉例的方式和并不局限于此。本發(fā)明的限制被定義在下面的權(quán)利要求和其等同內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種為負(fù)載提供電能的不間斷電源，該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口；提供輸出電能的輸出口；與輸入口相連接和有提供帶有第一DC電壓位的DC電能的DC輸出口的輸入電能電路；有與輸入電能電路的DC輸出口相連接的第一端口和第二端口的電容器；與輸入電能電路相連接的備用電源；與輸入電能電路的DC輸出口和不間斷電源的輸出口相連接以提供輸出電能的輸出電能電路；以及電容器放電電路，所述電容器放電電路與電容器的第一端口和電容器的第二端口相連接和在第一運(yùn)行模式下被設(shè)置以對(duì)電容器兩極的電壓放電，以致經(jīng)過(guò)放電電路的平均放電電流與電容器兩極的電壓在電容器兩極的第一電壓范圍內(nèi)成反比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述不間斷電源，其中電容器放電電路被設(shè)置在第二運(yùn)行模式，以致經(jīng)過(guò)放電電路的放電電流與電容器兩極的電壓在第二電壓范圍內(nèi)成比例，所述第二電壓范圍小于第一電壓范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述不間斷電源，其中電容器放電電路被設(shè)置在第一運(yùn)行模式以控制放電電流，以致放電電流有帶有脈沖工作循環(huán)的連續(xù)脈沖的波形，所述脈沖與電容器兩極的電壓至少在第一電源范圍內(nèi)成反比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述不間斷電源，其中第一電壓范圍與從較低臨界位到第一DC電壓位之間的電壓范圍相同，第二電壓范圍與從零到較低臨界位之間的電壓范圍相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述不間斷電源，其中電容器放電電路包括具有與電容器的第一端口相連接的輸入口和輸出口的被動(dòng)放電電路；開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)有與被動(dòng)放電電路的輸出口相連接的輸入口和與電容器第二端口相連接的輸出口；以及控制電路，該控制電路與開(kāi)關(guān)相連接以在電容器兩極的電壓的基礎(chǔ)上控制開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述不間斷電源，其中電容器放電電路被設(shè)置在第一運(yùn)行模式以控制放電電流，以致放電電流有帶有脈沖工作循環(huán)的連續(xù)脈沖的波形，所述脈沖與電容器兩極的電壓在第一電源范圍內(nèi)成反比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述不間斷電源，其中電容器放電電路包括有與電容器第一端口相連接的輸入口和輸出口的被動(dòng)放電電路；開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)有與被動(dòng)放電電路的輸出口相連接的輸入口和與電容器的第二端口相連接的輸出口；以及控制電路，該控制電路與開(kāi)關(guān)相連接以在電容器兩極的電壓的基礎(chǔ)上控制開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀態(tài)。
8.一種為向負(fù)載提供電能的不間斷電源，該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口；提供輸出電能的輸出口；與輸入口相連接的輸入電能電路，該電能電路具有提供帶有第一DC電壓位的DC電能的DC輸出口；有與輸入電能電路的DC輸出相連接的第一端口和第二端口的電容器；與輸入電能電路相連接的備用電源；與輸入電能電路的DC輸出口和不間斷電源的輸出口相連接以提供輸出電能的輸出電能電路；以及用于釋放電容器兩極電壓的裝置，以致電容器平均放電電流與電容器兩極的電壓在電容器兩極的第一電壓范圍內(nèi)成反比例。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述不間斷電源，進(jìn)一步包括用于釋放電容器兩極電壓的裝置，以致放電電流與電容器兩極的電壓在第二電壓范圍內(nèi)成比例，所述第二電壓范圍小于第一電壓范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述不間斷電源，進(jìn)一步包括用于釋放電容器兩極電壓的裝置，以致放電電流有帶有脈沖工作循環(huán)的連續(xù)脈沖的波形，該脈沖與電容器兩極的電壓至少在第一電源范圍內(nèi)成反比例。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述不間斷電源，其中第一電壓范圍與從較低臨界位到第一DC電壓位之間的電壓范圍相同，第二電壓范圍與從零到較低臨界位之間的電壓范圍相同。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述不間斷電源，進(jìn)一步包括用于釋放電容器兩極的電壓的裝置，以致放電電流有帶有脈沖工作循環(huán)的連續(xù)脈沖的波形，所述脈沖與電容器兩極的電壓至少在第一電源范圍內(nèi)成反比例。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述不間斷電源，其中第一電壓范圍與從較低臨界位到第一DC電壓位之間的電壓范圍相同，第二電壓范圍與從零到較低臨界位之間的電壓范圍相同。
14.一種對(duì)不間斷電源中電容器兩極的電壓放電的方法，該方法包括對(duì)電容器充電到第一電壓值；檢測(cè)電容器兩極的電壓；以及使用具有與電容器兩極的電壓成反比例的平均值的放電電流對(duì)電容器放電，以致在電容器兩極的電壓至少在第一電壓范圍內(nèi)，當(dāng)電容器兩極的電壓減小時(shí)，放電電流的平均值增大。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述方法，進(jìn)一步包括在電容器放電期間，檢測(cè)電容器兩極的電壓已經(jīng)減小到第二電壓值，小于第一電壓值；使用具有與電容器兩極的電壓成比例的平均值的放電電流對(duì)電容器放電，以致對(duì)于第二電壓范圍內(nèi)，當(dāng)電容器兩極的電壓減小時(shí)，放電電流的平均值減小。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括當(dāng)電容器兩極的電壓處于第一電壓范圍內(nèi)時(shí)控制放電電流，以致放電電流有帶有脈沖工作循環(huán)的連續(xù)脈沖的波形，所述脈沖與電容器兩極的電壓在第一電源范圍內(nèi)成反比例。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述方法，進(jìn)一步包括控制放電電流連續(xù)保持在第二電壓范圍內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述方法，其中第一電壓范圍與從第一電壓值到第二電壓值之間的電壓范圍相同，第二電壓范圍與從第二電壓值到零電壓值之間的電壓范圍相同。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述方法，進(jìn)一步包括在電容器兩極的電壓處于第一電壓范圍內(nèi)時(shí)控制放電電流，以致放電電流有帶有脈沖工作循環(huán)的連續(xù)脈沖的波形，所述脈沖與電容器兩極的電壓在第一電源范圍內(nèi)成反比例。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述方法，進(jìn)一步包括控制放電電流連續(xù)保持在第二電壓范圍內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述方法，其中第一電壓范圍與從第一電壓值到第二電壓值之間的電壓范圍相同，第二電壓范圍與從第二電壓值到零電壓位之間的電壓范圍相同。
22.一種為向負(fù)載提供電能的不間斷電源，該不間斷電源包括接收來(lái)自輸入電源的輸入電能的第一輸入口；提供輸出電能的輸出口；接收來(lái)自旁路電源的旁路電能的旁路輸入口，其中旁路輸入口有選擇性的與輸出口相連接以提供來(lái)自旁路電源的輸出電能；與第一輸入口相連接和有DC輸出口的輸入電能電路，所述DC輸出口提供具有第一DC電壓值的DC電能；與輸入電能電路相連接以在備用運(yùn)行模式下的DC輸出口處提供DC電能的備用電源；和具有與輸入電能電路的DC輸出口相連接的輸入口和與不間斷電源的輸出口相連接，以提供來(lái)自輸入電源和備用電源兩者中至少一個(gè)輸出電能的輸出口的變極器電路，其中不間斷電源被構(gòu)造和排列在旁路運(yùn)行模式下控制變極器電路以將在變極器電路的輸出口處來(lái)自旁路電源的AC電能轉(zhuǎn)變?yōu)樽儤O器電路的輸入口處的DC電能。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括與變極器電路的輸入口相連接的電池充電器以接收DC電能和在旁路運(yùn)行模式下提供電能對(duì)備用電源充電。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括與變極器電路輸入口相連接的電能供給以接收DC電能和在旁路運(yùn)行模式下向不間斷電源的元件提供DC電能。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的不間斷電源，其中備用電源包括至少一個(gè)電池。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的不間斷電源，其中第一輸入口和旁路輸入口被設(shè)置與共同的電源相連接。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括連接在旁路輸入口和變極器電路的輸出口之間的旁路開(kāi)關(guān)，所述旁路開(kāi)關(guān)被控制以在旁路運(yùn)行模式下運(yùn)行在閉合的位置上。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括與變極器電路的輸入口相連接的電能供給以接收DC電能和在旁路運(yùn)行模式下向不間斷電源的元件提供DC電能。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的不間斷電源，其中備用電源包括至少一個(gè)電池。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的不間斷電源，其中第一輸入口和旁路輸入口被設(shè)置與共同的電源相連接。
31.根據(jù)權(quán)利要求22所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括連接在旁路輸入口和變極器電路的輸出口之間的旁路開(kāi)關(guān)，所述旁路開(kāi)關(guān)被控制以在旁路運(yùn)行模式下運(yùn)行在閉合的位置上。
32.一種為向負(fù)載提供電能的不間斷電源，該不間斷電源包括接收輸入電能的第一輸入口；提供輸出電能的輸出口；接收旁路電能的旁路輸入口，其中旁路輸入口有選擇性的與輸出口相連接以提供來(lái)自旁路電源的輸出電能；與第一輸入口相連接和有DC輸出口的輸入電能電路，所述DC輸出口提供具有第一DC電壓值的DC電能；與輸入電能電路相連接以在備用運(yùn)行模式下的DC輸出口處提供DC電能的備用電源；以及具有與輸入電能電路的DC輸出口相連接的輸入口和與不間斷電源的輸出口相連接，以提供來(lái)自輸入電源和備用電源兩者中至少一個(gè)輸出電能的輸出口的變極器電路；裝置，該裝置用于控制變極器電路處于旁路運(yùn)行模式下以將在變極器電路的輸出口處來(lái)自旁路電源的AC電能轉(zhuǎn)變?yōu)樽儤O器電路的輸入口處的DC電能。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括在旁路運(yùn)行模式下對(duì)備用電源充電。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括與變極器電路的輸入口相連接的電能供給以接收DC電能和在旁路運(yùn)行模式下向不間斷電源的元件提供DC電能。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的不間斷電源，其中備用電源包括至少一個(gè)電池。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括連接在旁路輸入口和變極器電路的輸出口之間的旁路開(kāi)關(guān)，所述旁路開(kāi)關(guān)被控制以在旁路運(yùn)行模式下運(yùn)行在閉合的位置上。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的不間斷電源，其中控制變極器電路的裝置包括在旁路運(yùn)行模式下，在變極器電路的輸出口處控制功率因數(shù)的裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求32所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括與變極器電路的輸入口相連接的電能供給以接收DC電能和在旁路運(yùn)行模式下向不間斷電源的元件提供DC電能。
39.根據(jù)權(quán)利要求32所述的不間斷電源，其中備用電源包括至少一個(gè)電池。
40.根據(jù)權(quán)利要求32所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括連接在旁路輸入口和變極器電路的輸出口之間的旁路開(kāi)關(guān)，所述旁路開(kāi)關(guān)被控制以在旁路運(yùn)行模式下運(yùn)行在閉合的位置上。
41.根據(jù)權(quán)利要求32所述的不間斷電源，其中控制變極器電路的裝置包括在旁路運(yùn)行模式下在變極器電路的輸入口處控制功率因數(shù)的裝置。
42.一種從電能供給提供不間斷電源的方法，該電能供給有第一輸入口，旁路輸入口和提供電能的輸出口，該電能供給進(jìn)一步包括備用電源和為了使用在電能供給的輸出口處將DC電能轉(zhuǎn)換為AC電能的變極器，該方法包括將電能運(yùn)行在第一運(yùn)行模式下，其中在輸出口處的電能由變極器提供并來(lái)自在第一輸入口處的電能；運(yùn)行在旁路模式下，其中在輸出口處的電能由旁路輸入口處的電能供給；以及在旁路運(yùn)行模式下，運(yùn)行變極器以在變極器的輸入口處提供來(lái)自變極器輸出口處的AC電能的DC電能。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述方法，其中備用電源與變極器的輸入相連接，其中該方法進(jìn)一步包括在旁路運(yùn)行模式下對(duì)備用電源充電。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述方法，其中備用電源包括電池，其中對(duì)備用電源充電包括使用在變極器輸入口處的DC電能對(duì)電池充電。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述方法，進(jìn)一步包括在備用運(yùn)行模式下運(yùn)行，其中輸出口處的電能來(lái)自備用電源的電能。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述方法，其中電能供給進(jìn)一步包括與變極器的輸入口相連接的電能供給單元，其中該方法進(jìn)一步包括在旁路運(yùn)行模式下，來(lái)自變極器輸入口處的DC電能對(duì)電能供給單元提供電能。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述方法，進(jìn)一步包括在旁路運(yùn)行模式下，經(jīng)過(guò)變極器的控制電流與變極器輸出口處的電壓實(shí)質(zhì)上同相。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述方法，進(jìn)一步包括感應(yīng)在旁路運(yùn)行模式下變極器輸入口處的電壓和控制變極器以保持變極器輸入口處的電壓處于預(yù)先設(shè)定值。
49.根據(jù)權(quán)利要求42所述方法，其中電能供給包括電池，其中該方法進(jìn)一步包括在旁路運(yùn)行模式下對(duì)電池充電。
50.根據(jù)權(quán)利要求42所述方法，進(jìn)一步包括在備用運(yùn)行模式下運(yùn)行，其中輸出口處的電能來(lái)自備用電源的電能。
51.根據(jù)權(quán)利要求42所述方法，其中電能供給進(jìn)一步包括與變極器的輸入口相連接的電能供給單元，其中該方法進(jìn)一步包括在旁路運(yùn)行模式下，來(lái)自變極器輸入口處的DC電能對(duì)電能供給單元提供電能。
52.根據(jù)權(quán)利要求42所述方法，進(jìn)一步包括控制在旁路運(yùn)行模式下經(jīng)過(guò)變極器的電流與變極器輸出口處的電壓實(shí)質(zhì)上同相。
53.根據(jù)權(quán)利要求42所述方法，進(jìn)一步包括感應(yīng)在旁路運(yùn)行模式下變極器輸入口處的電壓和控制變極器以保持變極器輸入口處的電壓處于預(yù)先設(shè)定值。
54.一種為向負(fù)載提供電能的不間斷電源，該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口；提供輸出電能的輸出口；提供備用電能的多個(gè)電池模塊；與輸入口相連接，與多個(gè)電池模塊相連接和與輸出口相連接的電能電路，以向輸出口提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者中至少一個(gè)的電能；控制器；與控制器相連接和與電池模塊中每一個(gè)相連接的回路線；以及與控制器相連接和與多個(gè)電池模塊相連接的第一傳感線；其中控制器和電池模塊中的每一個(gè)被設(shè)置和排列，以致在第一傳感線上由控制器檢測(cè)的信號(hào)的基礎(chǔ)上，電池模塊中至少一個(gè)特征受到控制器決定。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的不間斷電源，其中電池模塊中被檢測(cè)的至少一個(gè)特征包括多個(gè)電池模塊的總?cè)萘俊?br> 56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的不間斷電源，其中電池模塊中的每一個(gè)包括連接在第一傳感線和回路線之間的電阻器，其中控制器檢測(cè)第一傳感線和回路線兩極的電壓和在被檢測(cè)的電壓的基礎(chǔ)上決定總?cè)萘俊?br> 57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的不間斷電源，其中總?cè)萘恳园才?小時(shí)來(lái)決定。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括有與多個(gè)電池模塊相連接的第一端口的電能供給線；以及與電能供給線第二端口相連接和與在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓的回路線相連接的電能供給；其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)的電阻器兩極的電壓來(lái)自電能供給的輸出電壓。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的不間斷電源，其中在多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)中的每一個(gè)電阻器有大約相同的電阻值。
60.根據(jù)權(quán)利要求58所述的不間斷電源，其中多個(gè)電池模塊中至少一個(gè)包括多個(gè)電池單元。
61.根據(jù)權(quán)利要求58所述的不間斷電源，其中第一傳感線，回路線和電能供給線直接與多個(gè)電池模塊中的第一個(gè)相連接和通過(guò)使用雛菊鏈與余下的每一個(gè)電池模塊相連接。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括容納多個(gè)電池模塊中至少一個(gè)的電池架，其中第一傳感線進(jìn)一步與電池架相連接，其中控制器和電池架被設(shè)置和排列以致控制器能檢測(cè)在電池架上熔斷絲。
63.根據(jù)權(quán)利要求61所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括與控制器相連接和與多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)相連接的第二傳感線，其中控制器和電池模塊被設(shè)置和排列以致在第二傳感線和回路線兩極電壓的基礎(chǔ)上，控制器決定出現(xiàn)在多個(gè)電池模塊中的最高溫度。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的不間斷電源，其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)包括有電阻值的與第二傳感線相連接的可變電阻器，所述可變電阻器的電阻值隨著溫度而變化。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的不間斷電源，其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)包括連接在可變電阻和第二傳感線之間的二極管。
66.根據(jù)權(quán)利要求55所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括有與多個(gè)電池模塊相連接的第一端口的電能供給線；以及與電能供給線第二端口相連接和與在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓的回路線相連接的電能供給；其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)的電阻器兩極的電壓來(lái)自電能供給的輸出電壓。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括與控制器相連接和與多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)相連接的第二傳感線，和其中控制器和電池模塊被設(shè)置和排列以致在第二傳感線和回路線兩極電壓的基礎(chǔ)上，控制器決定出現(xiàn)在多個(gè)電池模塊中的最高溫度。
68.根據(jù)權(quán)利要求54所述的不間斷電源，其中電池模塊中被檢測(cè)的至少一個(gè)特征包括出現(xiàn)在多個(gè)電池模塊中的最高溫度。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的不間斷電源，其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)包括有電阻值的與第一傳感線相連接的可變電阻器，所述可變電阻器的電阻值隨著溫度而變化。
70.根據(jù)權(quán)利要求69所述的不間斷電源，其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)包括連接在可變電阻和第一傳感線之間的二極管。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括有與多個(gè)電池模塊相連接的第一端口的電能供給線；以及與電能供給線第二端口相連接和與在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓的回路線相連接的電能供給；其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)的可變電阻器兩極的電壓來(lái)自電能供給的輸出電壓。
72.根據(jù)權(quán)利要求54所述的不間斷電源，其中電能電路包括具有多個(gè)第一電能模塊的第一電能接口模塊，其中不間斷電源進(jìn)一步包括與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接的第二傳感線，和在第二傳感線上由控制器檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)上，其中控制器、第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊被設(shè)置和排列以致控制器確定第一電能接口模塊的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位。
73.根據(jù)權(quán)利要求72所述的不間斷電源，其中電能電路包括具有多個(gè)第二電能模塊的第二電能接口模塊，其中第二傳感線與第二電能接口模塊和第二電能接口模塊中的多個(gè)第二電能模塊相連接，和在第二傳感線上由控制器檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)上，其中控制器、第二電能接口模塊和多個(gè)第二電能模塊被設(shè)置和排列以致控制器確定第二電能接口模塊的修正位和多個(gè)第二電能模塊的修正位。
74.一種為負(fù)載提高電能的不間斷電源，該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口；提供輸出電能的輸出口；提供備用電能的多個(gè)電池模塊；與輸入口相連接，與多個(gè)電池模塊相連接和與輸出口相連接的電能電路，該電能電路向輸出口提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者中至少一個(gè)的電能；與電池模塊中的每一個(gè)相連接的回路線；以及與多個(gè)電池模塊相連接的第一傳感線；裝置，該裝置在第一傳感線上被檢測(cè)的信號(hào)的基礎(chǔ)上，確定電池模塊中至少一個(gè)特征。
75.根據(jù)權(quán)利要求74所述的不間斷電源，其中該用于確定的裝置包括用于確定多個(gè)電池模塊總?cè)萘康难b置。
76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的不間斷電源，其中總?cè)萘恳园才?小時(shí)來(lái)決定。
77.根據(jù)權(quán)利要求75所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括有與多個(gè)電池模塊相連接的第一端口的電能供給線；以及與電能供給線第二端口相連接和與在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓的回路線相連接的電能供給。
78.根據(jù)權(quán)利要求77所述的不間斷電源，其中多個(gè)電池模塊中至少一個(gè)包括多個(gè)電池單元。
79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的不間斷電源，其中第一傳感線、回路線和電能供給線直接與多個(gè)電池模塊中的第一個(gè)相連接和通過(guò)使用雛菊鏈與余下的每一個(gè)電池模塊相連接。
80.根據(jù)權(quán)利要求77所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括容納多個(gè)電池模塊中至少一個(gè)的電池架，其中第一傳感線進(jìn)一步與電池架相連接；以及用于檢測(cè)在電池架上熔斷絲的裝置。
81.根據(jù)權(quán)利要求77所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括與多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)相連接的第二傳感線；以及在第二傳感線和回路線兩極電壓的基礎(chǔ)上，決定出現(xiàn)在多個(gè)電池模塊中的最高溫度的裝置。
82.根據(jù)權(quán)利要求81所述的不間斷電源，其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)包括有電阻值的與第二傳感線相連接的可變電阻器，所述可變電阻器的電阻值隨著溫度而變化。
83.根據(jù)權(quán)利要求82所述的不間斷電源，其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)包括連接在可變電阻和第二傳感線之間的二極管。
84.根據(jù)權(quán)利要求74所述的不間斷電源，其中用于確定的裝置包括確定在多個(gè)電池模塊中出現(xiàn)的最高溫度的裝置。
85.根據(jù)權(quán)利要求84所述的不間斷電源，其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)包括有電阻值的與第一傳感線相連接的可變電阻器，所述可變電阻器的電阻值隨著溫度而變化。
86.根據(jù)權(quán)利要求85所述的不間斷電源，其中多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)包括連接在可變電阻和第一傳感線之間的二極管。
87.根據(jù)權(quán)利要求86所述的不間斷電源，進(jìn)一步包括有與多個(gè)電池模塊相連接的第一端口的電能供給線；以及與電能供給線第二端口相連接和與在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓的回路線相連接的電能供給；
88.根據(jù)權(quán)利要求74所述的不間斷電源，其中電能電路包括具有多個(gè)第一電能模塊的第一電能接口模塊，其中不間斷電源進(jìn)一步包括與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接的第二傳感線，和進(jìn)一步包括在第二傳感線上由控制器檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)上，確定第一電能接口模塊的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位的裝置。
89.根據(jù)權(quán)利要求88所述的不間斷電源，其中電能電路包括具有多個(gè)第二電能模塊的第二電能接口模塊，其中第二傳感線與第二電能接口模塊和第二電能接口模塊中的多個(gè)第二電能模塊相連接，和進(jìn)一步包括在第二傳感線上由控制器檢測(cè)信號(hào)的基礎(chǔ)上，確定第二電能接口模塊的修正位和多個(gè)第二電能模塊的修正位的裝置。
90.一種監(jiān)控不間斷電源中的裝置的方法，該不間斷電源有接收輸入電能的輸入口，提供備用電能的多個(gè)電池模塊，和提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者至少一個(gè)的輸出電能的輸出口，該方法包括將第一傳感線與多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)相連接；將回路線與電池模塊中的每一個(gè)相連接；在第一傳感線上檢測(cè)到的電壓位的基礎(chǔ)上，確定電池模塊中至少一個(gè)特征。
91.根據(jù)權(quán)利要求90所述方法，其中確定至少一個(gè)特征包括確定多個(gè)電池模塊中的總?cè)萘俊?br> 92.根據(jù)權(quán)利要求91所述方法，其中總?cè)萘恳园才?小時(shí)來(lái)確定。
93.根據(jù)權(quán)利要求91所述方法，其中不間斷電源進(jìn)一步包括電能供給單元，該方法進(jìn)一步包括將電能供給線的第一端口與多個(gè)電池模塊相連接；以及將電能供給線的第二端口與電能供給相連接以在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓。
94.根據(jù)權(quán)利要求93所述方法，其中將第一傳感線，回路線和電能供給線與多個(gè)電池模塊相連接包括直接將第一傳感線，回路線和電能供給線與多個(gè)電池模塊中的一個(gè)相連接和使用雛菊鏈連接余下的每一個(gè)電池模塊。
95.根據(jù)權(quán)利要求94所述方法，其中不間斷電源包括電池架，該方法進(jìn)一步包括檢測(cè)在電池架上的熔斷絲。
96.根據(jù)權(quán)利要求95所述方法，進(jìn)一步包括將第二傳感線與多個(gè)電池模塊中的每一個(gè)相連接；以及在第二傳感線和回路線兩極的電壓的基礎(chǔ)上，確定出現(xiàn)在多個(gè)電池模塊中的最高溫度。
97.根據(jù)權(quán)利要求90所述方法，其中確定至少一個(gè)特征包括確定在多個(gè)電池模塊中出現(xiàn)的最高溫度。
98.根據(jù)權(quán)利要求97所述方法，其中不間斷電源進(jìn)一步包括電能供給單元，該方法進(jìn)一步包括將電能供給線的第一端口與多個(gè)電池模塊相連接；以及將電能供給線的第二端口與電能供給相連接以在電能供給線和回路線兩極產(chǎn)生輸出電壓。
99.根據(jù)權(quán)利要求90所述方法，其中不間斷電源包括具有多個(gè)第一電能模塊的第一電能接口模塊，其中該方法進(jìn)一步包括將第二傳感線與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接，和在第二傳感線上的信號(hào)的基礎(chǔ)上，確定第一電能接口模塊的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位。
100.根據(jù)權(quán)利要求99所述方法，其中不間斷電源包括具有多個(gè)第二電能模塊的第二電能接口模塊，其中該方法進(jìn)一步包括將第二傳感線與第二電能接口模塊和第二電能接口模塊中的多個(gè)第二電能模塊相連接，和在第二傳感線上的信號(hào)的基礎(chǔ)上，確定第二電能接口模塊的修正位和多個(gè)第二電能模塊的修正位。
101.一種為負(fù)載提供電能的不間斷電源，該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口；提供輸出電能的輸出口；提供備用電能的備用電能裝置；與輸入口相連接，與備用電能裝置相連接和與輸出口相連接以向輸出口提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者至少一個(gè)的電能的輸出口的電能電路，該電能電路有多個(gè)第一電能模塊的第一電能接口模塊；控制器；與控制器相連接和與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接的第一傳感線；以及與控制器相連接和與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接的回路線；其中控制器、第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊被設(shè)置和排列，以致在由控制器對(duì)第一傳感線和回路線兩極的電壓的檢測(cè)的基礎(chǔ)上，控制器確定第一電能接口模塊的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位。
102.根據(jù)權(quán)利要求101所述不間斷電源，其中電能電路包括由多個(gè)第二電能模塊的第二電能接口模塊，其中第一傳感線與第二電能接口模塊和第二電能接口模塊中的多個(gè)第二電能模塊相連接，其中控制器、第二電能接口模塊和多個(gè)第二電能模塊被設(shè)置和排列，以致在由控制器對(duì)第一傳感線和回路線兩極的電壓的檢測(cè)的基礎(chǔ)上，控制器確定第二電能接口模塊的修正位和多個(gè)第二電能模塊的修正位。
103.根據(jù)權(quán)利要求101所述不間斷電源，其中控制器和多個(gè)第一電能模塊進(jìn)一步被設(shè)置和排列以在第一傳感線和回路線兩極的電壓基礎(chǔ)上，允許控制器確定在第一電能模式中的一個(gè)中的高溫情形。
104.根據(jù)權(quán)利要求102所述不間斷電源，其中控制器、多個(gè)第一電能模塊和多個(gè)第二電能模塊被設(shè)置和排列以在第一傳感線和回路線兩極的電壓基礎(chǔ)上，允許控制器確定在第一電能模塊或第二電能模塊中的一個(gè)的高溫情形。
105.根據(jù)權(quán)利要求103所述不間斷電源，其中在第一電能接口板的被檢測(cè)的修正和多個(gè)第一電能模塊的被檢測(cè)的修正的基礎(chǔ)上，控制器被設(shè)置以調(diào)節(jié)不間斷電源的參數(shù)。
106.根據(jù)權(quán)利要求101所述不間斷電源，其中第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊中的每一個(gè)包括與第一傳感線和回路線相連接的電阻器，其中電阻器的電阻值確定修正位。
107.根據(jù)權(quán)利要求106所述不間斷電源，其中多個(gè)第一電能模塊中的每一個(gè)包括連接在第一傳感線和回路線之間的熱開(kāi)關(guān)。
108.一種為負(fù)載提供電能的不間斷電源，該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口；提供輸出電能的輸出口；提供備用電能的備用電能裝置；與輸入口相連接，與備用電能裝置相連接和與輸出口相連接以向輸出口提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者至少一個(gè)的電能的輸出口的電能電路，該電能電路有多個(gè)第一電能模塊的第一電能接口模塊；與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接的第一傳感線；以及與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接的回路線；在第一傳感線和回路線兩極被檢測(cè)的電壓基礎(chǔ)上，為確定第一電能接口模塊的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位的裝置。
109.根據(jù)權(quán)利要求108所述不間斷電源，其中電能電路包括有多個(gè)第二電能模塊的第二電能接口模塊，其中第一傳感線與第二電能接口模塊和第二電能接口模塊中的多個(gè)第二電能模塊相連接，其中不間斷電源進(jìn)一步包括為在第一傳感線和回路線兩極被檢測(cè)電壓的基礎(chǔ)上，確定第二電能接口模塊的修正位和多個(gè)第二電能模塊的修正位的裝置。
110.根據(jù)權(quán)利要求108所述不間斷電源，進(jìn)一步包括在第一傳感線和回路線兩極的電壓基礎(chǔ)上，確定在第一電能模式中的一個(gè)中的高溫情形的裝置。
111.根據(jù)權(quán)利要求109所述不間斷電源，進(jìn)一步包括在第一傳感線和回路線兩極的電壓基礎(chǔ)上，確定在第一電能模塊或第二電能模塊中的一個(gè)的高溫情形的裝置。
112.根據(jù)權(quán)利要求108所述不間斷電源，進(jìn)一步包括在第一電能接口板的被檢測(cè)的修正和多個(gè)第一電能模塊的被檢測(cè)的修正的基礎(chǔ)上，控制不間斷電源參數(shù)的裝置。
113.一種為控制不間斷電源的方法，該不間斷電源有第一電能接口模塊和與第一電能接口模塊相連接的多個(gè)電能模塊，該方法包括將第一傳感線與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接；將回路線與第一電能接口模塊和多個(gè)第一電能模塊相連接；在第一傳感線和回路線兩極被檢測(cè)的電壓基礎(chǔ)上，確定第一電能接口模塊的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位；以及在第一電能接口板的修正位和多個(gè)第一電能模塊的修正位的基礎(chǔ)上，控制不間斷電源參數(shù)。
114.根據(jù)權(quán)利要求113所述方法，其中不間斷電源包括有多個(gè)第二電能模塊的第二電能接口模塊，其中該方法進(jìn)一步包括將第一傳感線與第二電能接口模塊和第二電能接口模塊中的多個(gè)第二電能模塊相連接；以及在第一傳感線和回路線兩極被檢測(cè)的電壓基礎(chǔ)上，確定第二電能接口模塊的修正位和多個(gè)第二電能模塊的修正位。
115.根據(jù)權(quán)利要求113所述方法，進(jìn)一步包括在第一傳感線和回路線兩極的電壓基礎(chǔ)上，確定在第一電能模式中的一個(gè)中的高溫情形。
116.根據(jù)權(quán)利要求114所述方法，進(jìn)一步包括在第一傳感線和回路線兩極的電壓基礎(chǔ)上，確定在第一電能模塊或第二電能模塊中的一個(gè)的高溫情形。
117.一種為負(fù)載提供電能的不間斷電源，該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口；提供輸出電能的輸出口；與輸入口相連接以在輸出口提供備用電能的備用電源；與輸入口相連接和具有開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)的電流接觸器；電流接觸器控制電路有與電流接觸器相連接的輸出口提供輸出電壓以控制電流接觸器的運(yùn)行狀態(tài)，電流接觸器控制電路被設(shè)置以向電流接觸器提供有第一電壓位的輸出電壓以控制電流接觸器從開(kāi)啟狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)和提供有第二電壓位的第二輸出電壓以保持電流接觸器處于關(guān)閉狀態(tài)。
118.根據(jù)權(quán)利要求117所述不間斷電源，其中電流接觸器控制電路被設(shè)置以向電流接觸器提供零電壓將電流接觸器設(shè)置在開(kāi)啟狀態(tài)。
119.根據(jù)權(quán)利要求118所述不間斷電源，其中電流接觸器控制電路包括電路變換器，所述電路變換器接收輸入電壓和向電流接觸器提供輸出電壓；連接在電能變換器和電流接觸器之間的開(kāi)關(guān)；開(kāi)關(guān)控制電路，所述開(kāi)關(guān)控制電路與開(kāi)關(guān)相連接和被調(diào)節(jié)以接收輸入信號(hào)和控制開(kāi)關(guān)有選擇性的將電流接觸器控制電路的輸出口與電流接觸器相連接。
120.根據(jù)權(quán)利要求119所述不間斷電源，其中開(kāi)關(guān)控制電路包括與電能變換器相連接的輸出口以控制電能變換器的輸出電壓。
121.根據(jù)權(quán)利要求120所述不間斷電源，其中電能變換器包括被設(shè)置的電容器以致電流接觸器控制電路的輸出電壓為在電容器兩極的電壓。
122.根據(jù)權(quán)利要求121所述不間斷電源，其中該開(kāi)關(guān)包括與第二開(kāi)關(guān)串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)，以致當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)都處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，電流接觸器控制器電路的輸出電壓供應(yīng)到電流接觸器。
123.根據(jù)權(quán)利要求122所述不間斷電源，進(jìn)一步包括輸入電路，通過(guò)電流接觸器，該輸入電路與不間斷電源的輸入口相連接以接收輸入電能，和與備用電源相連接以接收備用電能，以及被設(shè)置以提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者至少一個(gè)的DC電能；以及輸出電路，該輸出電路與輸入電路相連接以接收DC電能，并被設(shè)置以在不間斷電源的輸出口提供來(lái)自DC電能的AC電能。
124.根據(jù)權(quán)利要求123所述不間斷電源，進(jìn)一步包括電能供給單元，該電能供給單元有不間斷電源的輸入口相連接的輸入口以接收輸入電能，和與電能變換器相連接的輸出口以向電能變換器提供輸入電壓。
125.根據(jù)權(quán)利要求117所述不間斷電源，其中電流接觸器控制電路包括電能變換器，該電能變換器接收輸入電壓和向電流接觸器提供輸出電壓；開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)連接在電能變換器和電流接觸器之間；開(kāi)關(guān)控制電路，該開(kāi)關(guān)控制電路與開(kāi)關(guān)相連接，并被調(diào)節(jié)以接收輸入信號(hào)和控制開(kāi)關(guān)以選擇性的將電流接觸器控制電路的輸出口與電流接觸器相連接。
126.根據(jù)權(quán)利要求125所述不間斷電源，其中開(kāi)關(guān)控制電路包括與電能變換器相連接的輸出口以控制電能變換器的輸出電壓。
127.根據(jù)權(quán)利要求125所述不間斷電源，其中電能變換器包括被設(shè)置的電容器，以致電流接觸器控制電路的輸出電壓為電容器兩極的電壓。
128.根據(jù)權(quán)利要求125所述不間斷電源，其中該開(kāi)關(guān)包括與第二開(kāi)關(guān)串聯(lián)的第一開(kāi)關(guān)，以致當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)都處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，電流接觸器控制器電路的輸出電壓供應(yīng)到電流接觸器。
129.根據(jù)權(quán)利要求117所述不間斷電源，進(jìn)一步包括輸入電路，通過(guò)電流接觸器，該輸入電路與不間斷電源的輸入口相連接以接收輸入電能，和與備用電源相連接以接收備用電能，以及被設(shè)置以提供來(lái)自輸入電能和備用電能兩者至少一個(gè)的DC電能；以及輸出電路，該輸出電路與輸入電路相連接以接收DC電能，和被設(shè)置以在不間斷電源的輸出口提供來(lái)自DC電能的AC電能。
130.根據(jù)權(quán)利要求125所述不間斷電源，進(jìn)一步包括電能供給單元，該電能供給單元有不間斷電源的輸入口相連接的輸入口以接收輸入電能，和與電能變換器相連接的輸出口以向電能變換器提供輸入電壓。
131.一種為控制安裝在不間斷電源中的電流接觸器的方法，該不間斷電源有輸出口以提供來(lái)自主電源和備用電源兩者中的一個(gè)的輸出電能，該方法包括檢測(cè)來(lái)自主電源的AC電能的出現(xiàn)；將有第一數(shù)值的電壓應(yīng)用到電流接觸器上以改變電流接觸器從關(guān)閉到開(kāi)器的狀態(tài)；以及在電流接觸器已經(jīng)從開(kāi)啟狀態(tài)改變到關(guān)閉狀態(tài)以保持電流接觸器處于關(guān)閉狀態(tài)后，將有第二數(shù)值的電壓應(yīng)用到電流接觸器上。
132.根據(jù)權(quán)利要求131所述方法，進(jìn)一步包括檢測(cè)來(lái)自主電源的AC電能的損失；以及消除電流接觸器的電壓以開(kāi)啟電流接觸器。
133.根據(jù)權(quán)利要求132所述方法，其中應(yīng)用具有第一值的電壓包括將已充電的電容器與電流接觸器兩極的第一電壓相連接。
134.根據(jù)權(quán)利要求133所述方法，其中應(yīng)用具有第二值的電壓包括允許電容器放電直到電容器兩極的電壓等于第二值。
135.根據(jù)權(quán)利要求134所述方法，其中應(yīng)用具有第一值的電壓包括控制一對(duì)開(kāi)關(guān)，該一對(duì)開(kāi)關(guān)串聯(lián)以致該開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)變成關(guān)閉狀態(tài)以將電壓應(yīng)用到電流接觸器上。
136.根據(jù)權(quán)利要求135所述方法，進(jìn)一步包括將電能供給單元與主電源相連接；和使用來(lái)自電能供給單元的輸出的電壓對(duì)電容器充電。
137.根據(jù)權(quán)利要求136所述方法，其中對(duì)電容器充電包括將放大器電路連接在電能供給單元的輸出口和電容器之間，和控制放大器電路以在電容器兩極產(chǎn)生具有第一電壓值的電壓和在電流接觸器兩極產(chǎn)生具有第二電壓值的電壓。
138.根據(jù)權(quán)利要求131所述方法，其中應(yīng)用具有第一值的電壓包括將已充電的電容器與電流接觸器兩極的第一電壓相連接。
139.根據(jù)權(quán)利要求138所述方法，其中應(yīng)用具有第二值的電壓包括允許電容器放電直到電容器兩極的電壓等于第二值。
140.根據(jù)權(quán)利要求131所述方法，其中應(yīng)用具有第一值的電壓包括控制一對(duì)開(kāi)關(guān)，該一對(duì)開(kāi)關(guān)串聯(lián)以致該開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)變成關(guān)閉狀態(tài)以將電壓應(yīng)用到電流接觸器上。
141.根據(jù)權(quán)利要求139所述方法，進(jìn)一步包括將電能供給單元與主電源相連接；和使用來(lái)自電能供給單元的輸出的電壓對(duì)電容器充電。
142.根據(jù)權(quán)利要求141所述方法，其中對(duì)電容器充電包括將放大器電路連接在電能供給單元的輸出口和電容器之間，和控制放大器電路以在電容器兩極產(chǎn)生具有第一電壓值的電壓和在電流接觸器兩極產(chǎn)生具有第二電壓值的電壓。
143.一種為負(fù)載體電能的不間斷電源，該不間斷電源包括接收輸入電能的輸入口；提供輸出電能的輸出口；與輸入口相連接以在輸出口提供備用電能的備用電源；與輸入口相連接和具有開(kāi)啟狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)的電流接觸器；向電流接觸器提供有第一電壓位的輸出電壓以控制電流接觸器從開(kāi)啟狀態(tài)切換到關(guān)閉狀態(tài)和提供有第二電壓位的第二輸出電壓以保持電流接觸器處于關(guān)閉狀態(tài)的方法。
144.根據(jù)權(quán)利要求143所述不間斷電源，進(jìn)一步包括用于向電流接觸器提供零電壓位以將電流接觸器設(shè)置在開(kāi)啟狀態(tài)的裝置。
145.根據(jù)權(quán)利要求144所述不間斷電源，進(jìn)一步包括電能供給單元，該電能供給單元有與不間斷電源的輸入口相連接的輸入口以接收輸入電能和提供電能供給輸出電壓的輸出口；和將電能供給輸出電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓位和第二電壓位的裝置。
146.根據(jù)權(quán)利要求145所述不間斷電源，其中提供輸出電壓的裝置包括電容器和選擇性的將該電容器連接在電流接觸器兩極的裝置。
147.根據(jù)權(quán)利要求146所述不間斷電源，其中提供輸出電壓的裝置包括對(duì)電容器充電的有第一電壓位的電壓和對(duì)該電容器放電直到電容器兩極的電壓等于第二電壓位的裝置。
148.根據(jù)權(quán)利要求147所述不間斷電源，其中選擇性地連接電容器的裝置包括串聯(lián)連接的一對(duì)開(kāi)關(guān)，以致該開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)變成關(guān)閉狀態(tài)以將電壓應(yīng)用到電流接觸器上。
149.根據(jù)權(quán)利要求143所述不間斷電源，進(jìn)一步包括電能供給單元，該電能供給單元又與不間斷電源的輸入口相連接的輸入口以接收輸入電能和提供電能供給輸出電壓的輸出口；和將電能供給輸出電壓轉(zhuǎn)換為第一電壓位和第二電壓位的裝置。
150.根據(jù)權(quán)利要求143所述不間斷電源，其中提供輸出電壓的裝置包括電容器和選擇性的將該電容器連接在電流接觸器兩極的裝置。
151.根據(jù)權(quán)利要求150所述不間斷電源，其中提供輸出電壓的裝置包括對(duì)電容器充電的有第一電壓位的電壓和對(duì)該電容器放電直到電容器兩極的電壓等于第二電壓位的裝置。
152.根據(jù)權(quán)利要求150所述不間斷電源，其中選擇性地連接電容器的方法包括串聯(lián)連接的一對(duì)開(kāi)關(guān)，以致該開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)變成關(guān)閉狀態(tài)以將電壓應(yīng)用到電流接觸器上。
全文摘要
本發(fā)明多方面涉及提供不間斷電源的設(shè)備及其方法。一個(gè)方面更加特別涉及向負(fù)載提供電能的不間斷電源。不間斷電源包括接收輸入電能的入口，提供輸出電能的出口，與輸入口相連接和有DC輸出口的輸入電能電路，該DC輸出口提供具有第一DC電壓位的DC電能，有與輸入電能電路的DC輸出口相連接的第一端口和有第二端口的電容器，與輸入電能電路相連接的備用電源，與輸入電能電路的DC輸出口和提供輸出電能的不間斷電源的輸出口相連接的輸出電能電路，和電容器放電電路，該電容器放電電路與電容器的第一端口和電容器的第二端口相連接和被設(shè)置在第一運(yùn)行模式下對(duì)電容器放電，以致于通過(guò)放電電路的平均放電電流與電容器兩極的電壓在電容器兩極的第一電壓范圍之內(nèi)成反比例。
文檔編號(hào)H02J7/34GK101053138SQ200580037560
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者托馬斯·恩·何喬特, 翰寧·羅阿·尼爾森, 邁克·派德森, 翰瑞可·馬斯艾西, 理查德·迪阿摩斯·奧爾森 申請(qǐng)人:美國(guó)能量變換公司