不间断电源及向电负载提供电能的方法技术

不间断电源（ＵＰＳ）系统包括：被配置用以接收来自单相交流电源或多相交流电源的交流电能的交流电能输入，直流电源，带有电能输出的输出电路，被配置的用以有选择地将交流电能输出和直流电源中的至少一个连接到输出电路上的可控开关，以及被连接的处理器，并且取决于所指示的不间断电源的单相和多相操作，处理器被配置用以影响输出电路的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及不间断电源系统的操作和/或安装。
技术介绍
不间断电源(UPS)系统对于保护装置不受到断电的影响是很有用的。不间断电源典型地带有用于交流电源的输入，整流和升压电路，变换器和电池。不间断电源可以有选择地将来自交流电源的电能提供给负载，也可以将来自电池的电能提供给负载。当电池没有正在被使用为负载提供电能时，电池可以通过来自交流电源的电能被充电。交流电源可能是单相的或是三相的，并且不间断电源存在于被配置用以操控一种或是其它的类型的交流电源。如果输入线电压超过允许的电压范围，不间断电源典型地被配置用以转换到电池。各种不同的电池配置可能在不间断电源中被使用，并且充电器故障可以被检测到，以至于失效的不间断电源能够被修复。不间断电源可以使用单串或多串电池配置。单串配置典型地提供正电池电压，多串配置典型地提供正极和负极电池电压。不间断电源具有的特定配置可以在不间断电源中编程以保证不间断电源的合适的操作。电池能够被监控以检测故障，并且这些可以依靠监控电池电压和其它诸如流进或流出电池的电流参数来被典型地实施，例如，测定电池是否已经被耗尽。电池可能消耗，例如，在存储期间由于漏泄进入到电池总线电容器和其它的被电气连接到电池上的部件。不同的不间断电源，具有不同标准的电池总线电压和/或不同的电池配置，典型地具有不同的电池组。进一步，替换电池或电池组至少对于中等容量的不间断电源(例如大约在3KVA和10KVA之间)，典型地包括把不间断电源与电源切断开并且有效地分解不间断电源才能接触电池/电池组。各种不同故障状况可能被检测出来并且进行响应。举例来说，变换器电压可能被监控以检测负载短路。如果短路被检测到，则不间断电源转换到旁路模式用来将电源直接地连接到负载上。不间断电源也可能起动于旁路模式，这样一来，在不间断电源有机会检测到短路前，输出短路在起动期间被连接到电源上。进一步，当不间断电源失效时和/或者有必要升级时，不间断电源的各种不同的部件可以被置换。举例来说，被用来冷却不间断电源的风扇和/或被用来控制不间断电源的微处理器可以通过分解不间断电源被置换。多种因素影响不间断电源的设计方面，包括不断增长的对稳定性，可靠性及对灵敏电子设备的电力持续供应的需要和逐渐增加的密闭设备以提供这种电能的要求。这就要求电源备份单元占据少量的空间并提供足够的稳定的电能，例如。为计算机，服务器和其它设备。不间断电源提供备份电能，但是这样做典型地会产生大量的热量。为冷却不间断电源部件，经常使用一个或更多的风扇以使空气流经不间断电源。竞争的重要性在于风扇的冷却效果，噪音和风扇的成本与它们的尺寸和数量成比例。风扇可以典型地位于不间断电源的壳体内并且可以被置换，置换通过从支架上移开不间断电源(如果是支架安装的)，和/或者分解不间断电源以接近风扇。由于不间断电源被用来为灵敏电子设备提供持续的电能，因此就很期待能够在不需要中断提供给电子设备的电能和不需要破坏不间断电源的物理位置时保养和修复不间断电源。举例来说，在不需要从支架上移开不间断电源而置换支架安装的不间断电源的风扇是非常理想的。进一步，中等支撑(单机)或支架安装的不间断电源典型地带有需要两个或更多的人和/或者升降仪器搬运的大的电池/电池组。
技术实现思路
通常，一方面，本专利技术提供不间断电源(UPS)系统，它包括被配置用于接收来自单相或多相交流电源的交流电能的交流电能输入，直流电源，带有电能输出的输出电路，被配置用于有选择地将交流电能输入和直流电源中的至少一个连接到输出电路上的可控开关，以及连接的处理器，并且处理器被配置为取决于被指示的不间断电源的单相或多相操作而影响输出电路的操作。本专利技术的实施包括一个或更多下述特征。系统进一步包括用户选择开关，它被连接到处理器上，指示不间断电源的单相和多相操作哪一个是可用的。系统进一步包括连接到处理器和交流电源输入的至少两个交流输入线(用于接收来自多相交流电源的至少两个相应的电压信号)上的相位不平衡监控器。被配置的不平衡监控器用于提供至少两个相应电压信号不平衡的不平衡指示。处理器根据不平衡指示来测定不间断电源的多相操作是否是可适用的。相位不平衡监控器被配置用以合计至少两个相应的电压信号并把合计的信号与基准比较。系统进一步包括用户选择开关，被连接到处理器上，指示不间断电源的单相和多相操作哪一个是可适用的，并且其中如果用户选择的开关指示多相操作并且相位不平衡监控器指示不间断电源的多相操作是不适用的，则处理器使可控开关将直流电源连接到输出电路上。本专利技术的实施也包括一个或更多下述的特征。系统进一步包括与用于接收相应的输入电压信号的交流电能输入的一条输入线相连接的单相电压监控器，并且被配置用以提供输入电压信号的电压和频率中至少一个的标识。如果在至少一个输入电压信号的电压具有不可接受的电压值并且输入电压信号的频率具有不可接收的频率值时，处理器被配置用以使可控开关把直流电源连接到输出电路上。通常，另一方面，本专利技术提供用于有选择地将电池连接到负载上的电路。该电路包括用于接收来自电池电能的输入，用于将来自电路的电能提供给负载的输出，隔离开关，连接到隔离开关和输出上的阻抗，连接到输入和输出上的旁路开关，并且旁路开关被配置为绕过隔离开关和电阻而有选择地将输入连接到输出上，其中隔离开关被配置用以有选择地将输入连接到电阻上。本专利技术的实施可能包括一个或更多下述特征。隔离开关被连接以接收是否与电路连接的逻辑电源正在工作着的信号指示，并且如果逻辑电源是工作的，则将输入连接到电阻上。通常，另一方面，本专利技术提供一种用所提供电压低于启动电压阈值的交流电源为负载供能的方法，该方法用于能够为负载提供来自交流电源或来自直流电源的电能的系统中。该方法包括最初为负载提供来自直流电源的电能，检测被负载使用的电能量，测定在至少由交流电源提供的电流范围内交流电源是否可以提供足够的电能为负载供电，以及如果交流电源能够为负载提供足够的电能，则从为负载提供来自直流电源的电能转换到为负载提供来自交流电源的电能，由交流电源所提供的当前电压低于启动电压阈值相应的电压水平，将开始使用直流电源而不是交流电源为负载供能。本专利技术的实施可能包括一个或更多下述特征。测定交流电源是否能够为负载提供足够的电能，包括将交流电源能够提供的现电压与预期的电源电压的变化的指示进行比较。预期电源电压的指示本质上以被负载使用的电能的函数而持续地变化。预期电源电压随着被负载所使用的电能由额定负载电能的50％到额定负载电能的100％的变化而近似的成线性的变化。通常，另一方面，本专利技术提供一种用来自直流电源或能够提供低于阈值电压的交流电源的电能为负载供能的方法，该方法使用在能够为负载提供来自交流电源或直流电源电能的系统中。该方法包括检测被用户所使用的电能的多少，测定交流电源为负载供电而能够提供的电流的多少，如果在至少一个由交流电源提供的电流的范围内交流电源能够为负载提供足够的电能则转换为交流电源或持续用交流电源为负载供能，如果在至少一个由交流电源提供的电流范围内交流电源不能为负载供电提供足够的电能则转换为直流电源或持续用直流电源为负载供能。本专利技术的实施可能包括一个或更多下述特征。测定交流电源能够提供为负载供电的电流的大小，它包括分析被负载所使用的电能和交流电源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不间断电源（ＵＰＳ）系统，包括：交流电能输入，交流电能输入被配置用以接收来自单相交流电源或多相交流电源的交流电能；直流电源；包含有电能输出的输出电路；可控开关，可控开关被配置用以有选择地将至少交流电能输入 和直流电源中的一个连接到输出电路上；以及处理器，处理器被连接及被配置为取决于被指示的不间断电源的单相或是多相操作而影响输出电路的操作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-8-15 10/641,7461.一种不间断电源(UPS)系统，包括交流电能输入，交流电能输入被配置用以接收来自单相交流电源或多相交流电源的交流电能；直流电源；包含有电能输出的输出电路；可控开关，可控开关被配置用以有选择地将至少交流电能输入和直流电源中的一个连接到输出电路上；以及处理器，处理器被连接及被配置为取决于被指示的不间断电源的单相或是多相操作而影响输出电路的操作。2.权利要求1的系统，进一步包括被连接到处理器上的用户选择开关，用户选择开关指示不间断电源的单相和多相操作的哪一个是适当的。3.权利要求1的系统，进一步包括相位不平衡监控器，相位不平衡监控器被连接到处理器和用于接收来自多相交流电源的至少两个相应的电压信号的交流电能的至少两个交流输入线上，不平衡监控器被配置以提供至少两个相应电压信号不平衡的不平衡指示。4.权利要求3的系统，其中处理器被配置用以从不平衡指示中测定是否不间断电源的多相操作是适当的。5.权利要求4的系统，其中相位不平衡监控器被配置以合计至少两个相应的电压信号并且将该合计的信号与基准比较。6.权利要求4的系统，进一步包括连接到处理器上的用户选择开关，用户选择开关指示不间断电源的单相和多相操作哪个是可适用的，其中如果用户选择开关指示多相操作并且相位不平衡监控器指示不间断电源的多相操作是不可适用的，则处理器使可控开关将直流电源连接到输出电路上。7.权利要求1的系统，进一步包括连接到用于接收相应的输入电压信号的交流电能输入的一个交流输入线上的单相电压监控器，并被配置以提供输入电压信号的电压和频率中的至少一个的标识。8.权利要求7的系统，其中处理器被配置为如果至少一个输入电压信号的电压具有不可接受的电压值并且该输入电压信号的频率具有不可接受的频率值时，使可控开关将直流电源连接到输出电路上。9.用于有选择地将电压连接到负载上的电路，电路包括用于接收来自电池电能的输入；用于将来自电路的电能提供给负载上的输出；隔离开关；连接到隔离开关和输出上的阻抗；以及连接到输入和输出上的旁路开关，并且旁路开关被配置用以有选择地绕过隔离开关和阻抗而将输入连接到输出上；其中隔离开关被配置用以有选择地将输入连接到阻抗上。10.权利要求9的电路，其中隔离开关被连接以接收信号，该信号指示是否与电路相连的逻辑电源处于工作中，并且如果逻辑电源处于工作时将输入连接到阻抗上。11.一种用提供低于启动电压阈值的电压的交流电源为负载供能的方法，该方法用于能够用交流电源或直流电源为负载提供电能的系统中，该方法包括最初用直流电源为负载供能；测定负载所使用的电能的多少；测定在交流电源所提供的电流的至少一个限制内是否交流电源能够提供足够的电能为负载供能；以及如果交流电源能够为负载提供足够的电能为负载供能，则从用直流电源为负载供能转换到用交流电源为负载供能；其中由交流电源所提供的当前电压低于启动电压阈值相应的电压水平，将开始使用直流电源而不是交流电源为负载供能。12.权利要求11的方法，其中测定是否交流电源能够提供足够的电能为负载供能包括将交流电源能够提供的现电压与预期的电源电压的变化的指示进行比较。13.权利要求12的方法，其中预期电源电压的指示本质上是以被负载所使用的电能为函数持续的变动的。14.权利要求13的方法，其中预期电源电压的指示随着负载使用的电能从大约50％的额定负载电能到100％额定负载电能而近似地线性变化。15.一种用直流电源或所提供的电压低于阈值电压的交流电源为负载供电的方法，该方法使用在能够通过交流电源或直流电源为负载供电的系统中，该方法包括检测由负载所使用的电能的大小；测定交流电源将为负载提供电能的电流大小；如果在至少一个用交流电源所提供的电流的限制内，交流电源能够为负载提供足够的电能，则转换为交流电源或持续用交流电源为负载供能；如果在至少一个用交流电源所提供的电流的限制内，交流电源不能够为负载提供足够的电能，则转换为直流电源或持续用直流电源为负载供能。16.权利要求15的方法，其中测定交流电源为负载供能的电流的大小包括分析负载所使用的电能及交流电源的当前电压。17.权利要求16的方法，其中分析包括将交流电源的当前电压与以负载所使用的电能为函数的本质上持续变化的预期电源电压的指示相比较。18.权利要求17的方法，其中预期电源电压的指示随着负载所使用的电能从50％的额定负载电能到100％的额定负载电能而近似的线性变化。19.一种可再编程的不间断电源(UPS)系统，包括交流电能输入，其被配置用以接收来自单相交流电源或多相交流电源的交流电能。直流电源；包括电能输出的输出电路；可控开关，其被配置用以有选择地将交流电能输入和直流电源中的一个连接到输出电路上；以及处理器，其被连接并被配置用以控制可控开关，以便于有选择地将交流电能输入和直流电源中的一个连接到输出电路上；其中处理器被配置成不用将输出电路的电能输出与负载分开就可以再编程。20.权利要求19的系统，进一步包括被配置为连接到数据通信线上的串行端口，其中处理器被连接到串行口上并被配置成通过从串行口接收的数据被再编程。21.权利要求20的系统，进一步包括被连接到串行口和处理器上的网络接口，其被配置用以接收来自通信网络的数据以及为处理器提供信号，以便于根据接收来自通信网络的数据为处理器编程。22.权利要求21的系统，其中网络接口被配置为用来与通信网络相连接的用户提供用户界面，以方便处理器的再编程。23.权利要求19的系统，其中处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹米尔克里基克，米尔赞A比格，马克R梅兰桑，爱德华科特利尔，杰弗里B萨姆斯塔德，
申请(专利权)人：美国能量变换公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]