不间断电源的制作方法

专利名称：不间断电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及不间断电源系统的才喿作和/或安装。 技术背景不间断电源(UPS)系统对于保护装置不受到断电的影响是4艮有用的。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3各，变4灸器和电池。不间断电源可以有选裤4也将来自交流 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。 当电池没有正在祐 使用为负载才是供电能时，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llT入线电压超过允"^午的电压范围，不间断电源典型:l也一皮配置用以4争#奐到电池。各种不同的电池配置可能在不间断电源中辆 使用，并且充电 器故障可以^皮;险测到，以至于失效的不间断电源能够#皮^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4是供正 电池电压，多串配置典型地才是供正才及和负才及电池电压。不间断电 源具有的特定配置可以在不间断电源中编禾呈以^f呆i正不间断电源 的合适的纟喿作。电池能够纟皮监控以4全测故障，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IOKVA之间)，典型i也包4舌4巴不间断电源与电源+刀断 开并且有岁丈;也分解不间断电源才能"f妻触电池/电池组。各种不同故障状况可能被4全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赠4莫式，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》及时，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/或净皮用来4空制不间断电源的樣t处理器可以通过 分解不间断电源#皮置换。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^f吏用一个或更 多的风扇以使空气流经不间断电源。竟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4艮期待能够在不需要中断提供给电子设备的电能和不需要 石皮坏不间断电源的物理位置时^f呆养和l奮复不间断电源。举例来 i兑，在不需要乂人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 器拍i运的大的电池/电池组。发明内容通常， 一方面，本发明提供不间断电源(UPS)系统，它包4舌#皮配置用于4妄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 3各上的可控开关，以及连4妻的处理器，并且处理器被配置为耳又决 于被指示的不间断电源的单相或多相^M乍而影响^r出电i 各的揭: 作。本发明的实施包4舌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4t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。；陂配置的不平 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，^皮连接到处理器上，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。本发明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4妄的单相电压监控器，并且^皮配置用以4是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ilr入电压信号 的电压具有不可接受的电压4直并且输入电压信号的频率具有不 可4姿收的频率值时，处理器一皮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，本发明提供用于有选4奪地将电池连接到负 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#皮配置为绕过隔离开关和电阻而有选择地^^t入连^妻到东#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。本发明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，本发明4是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4舌最 初为负载提供来自直流电源的电能，检测被负栽使用的电能量， 测定在至少由交流电源4是供的电流范围内交流电源是否可以拔_ 供足够的电能为负载供电，以及如果交流电源能够为负载4是供足200810129498.6 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 <直相应的电压7K平，4夺开始 <吏用直流电源而不是交流电源 为负载供能。本发明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4亍比4交。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^f吏用的电能由额定负载电能的50%到额定负 载电能的10 0 %的变化而近似的成线性的变化。通常，另一方面，本发明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。本发明的实施可能包4舌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 电能和交流电源的当前电压。该分析包括把交流电源的当前电压 和以^皮用户使用的电能为函凄t的实质上连续变化的预期电源电 压的指示进行比4支。预期电源电压的指示随着被用户所使用的负 载从额定负载电能的50 %到额定负载电能的100 %的变化而近似 线性的变化。通常，另一方面，本发明提供一种可再编程的不间断电源(UPS)系统，它包括被配置用于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^r出 的输出电路，被配置用于有选择地把交流电能输入和直流电源中 的一个连4妄到i叙出电if各上的可控开关，以及净皮连^妄和净皮配置用于控制可控开关以便于有选择地把交流电能输入和直流电源中的 一个连^^妄到输出电路上的处理器，其中处理器被配置成不用将输 出电^^的电能^r出与负载分开就可再编程的。本发明的实施可能包括下面特征中的一个或更多。系统进一 步包括被配置成连接到数据通信线上的串行端口 ，其中处理器被 连才妄到该串行端口上并配置成通过从该串^f亍端口所接收到的凄t 据可被再编程的。系统进一步包括连4妄到该串行端口上和处理器 上的网状接口 ，它被配置用以接收来自通信网络的数据并且为处 理器提供信号用以根据从通信网络所接收到的数据为处理器编 程。网状接口被配置以为连接到通信网络上的用户提供用户界 面，以便于可以方便的进行处理器的再编程。处理器是闪存处理吞。通常，另一方面，本发明提供使用于不间断电源(UPS)系统中的关豆路响应装置，该装置包4舌连接到不间断电源的电能输出 电路上的变换器，该变换器被配置成与负载相连结用以为负载提 供电能，并且被连接到变换器上的处理器被配置以监控变换器的 输出，以便在长于阈值的时间内测定变换器的输出是否是短路负 载指示，并且如果变换器被测定被连接到短路上时，禁止负载被 连4妄到与不间断电源相连的电源上。本发明的实施可能包括一个或更多下述特征。处理器4皮配置 如果变4奂器被测定连4妻到短路上时向变换器发送信号用以切断变4灸器。处5里器^皮配置用以如果负载已经净皮测定短i 各时，为变换:器才是供信号以便禁止不间断电源被连接到可以直接地将电源连 接到负载上的旁路配置上。变换器被配置以限制提供给负载上的 电流达到最大电流，装置进一 步包括被连接到变换器和处理器上 的波形检波并被配置用以为处理器提供变换器输出波形是否为 有效的波形指示，其中如果提供给负栽的电流为最大电流，这时 波形指示是由处理器假定的指示有效波形和由波形检波器指示 的有效波形两者中的至少一种。通常，另一方面，本发明提供一种不间断电源(UPS)系统，它包4舌净皮配置用以实施不间断电源的电源性能的电子部件，能够 4是供可以安》文多个电池的电池隔间和4是供可以安》文电子原件的 电子部件隔间的框架，框架包含电子部件隔间的边界部分的第一 和第二内壁，第一和第二内壁提供至少第一和第二开口，第一和连通，电池隔间门可移动地j皮连接到在框架上，介于禁止进入电 ;也隔间的关闭〗立置和允i午进入电池隔间的打开4立置之间。以及连 接到电子部件上的控制板并且被配置用以提供关于电子部件的信息，控制才反:帔安装在电池隔间门上。本发明的实施可能包括一个或者多个下述特征。系统进一步 包括与框架的第一内壁相连接的风扇，并且被安置在至少部分的与第一个开口交迭。祐:i殳置和#皮配置的风扇用以产生流动的气体 从不间断电源的外面进入电子部件。风扇通过可以从不间断电源 的外部可拆卸的支架装置#:连4妄到第 一个内壁上。风扇4皮配置成 经过第一开口被嵌入到框架上。通常，另一方面，本发明^是供不间断电源(UPS)系统，它包 4舌-陂配置用以实施不间断电源的电源性能的电子部件，能够4是供 为安放多个电池的电池隔间和提供为安放电子元件的电子部件 隔间的4医架，该4医架包4舌电子部件隔间的边界部分的第 一 和第二壁，第一和第二壁提供至少第一和第二开口 ，第一和第二开口分 别才是供在电子部件隔间与不间断电源的外部之间的流体连通，电 池隔间门可移动地连接到框架上，介于禁止进入电池隔间的关闭的位置与允许进入电池隔间的打开位置之间，以及#:连接到框架 上的第 一个内壁上的风扇，该风扇^皮配置成能通过第一开口被嵌 入冲匡架上。本发明的实施可能包括一个或者多个下述特征。风扇被安置 为至少部分与第一开口交迭，4皮安置和#:配置的风扇用以产生;充 动的气体从不间断电源的外部进入电子部件。风扇通过能够从不 间断电源的外部可拆卸的支架装置被连接到第 一壁上。通常，另一方面，对于使用多个通用电池模块，该发明提供 第一不间断电源(UPS),它^皮配置用以容纳多个通用电池模块并 且将多个通用电池才莫块并行连4妻以才是供第 一 电位差值，以及第二 个不间断电源被配置用以容纳多个通用电池才莫块并将多个通用 电池模块串行连接以提供不同于第 一 电位差值的第二电位差值。本发明的实施可能包括一个或更多下述特征。第二电位差^直 包括第一个模与第一电位差相等的正电压，以及第二个模与第一 电位差相等的负电压。第一个不间断电源和第二个不间断电源都 #皮配置用以容纳确切的两个通用电池才莫块或者确切的四个通用 电池模块。通常，另一方面，本发明提供测定用于不间断电源(UPS) 的直《u电源故障的方法。该方法包4舌测量由不间断电源的直流电 源提供的第 一 电压值，测量由不间断电源的直流电源提供的第二 电压值，进行第一次判定以判断是否第二电压值低于阈值电压 值，进行第二次判定以判断是否第二电压值低于第一电压值，以及如果第二电压值被测定已经在至少故障数量的数值代表的次 数内低于相应的第 一 电压值时，则提供直流电源电i 各故障指示。本发明的实施可能包括下面特征中的一个或者更多。方法进 一步包括用第二电压值替换第一电压值，并且重复测量第二电压 值以及进行第一次和第二次判定。仅仅在第二电压值低于相应的 第 一 电压值的出现才几率比第二电压值高于第 一 电压值的出现才几 率超过故障数量时，故障指示才由故障参量被提供。故障指示仅 仅在第二电压<直<氐于相应的第一电压值的出现才几率比第二电压 值高于相应的第 一 电压值的出现才几率超过故障凄t量，而没有第二 电压值高于阈值电压的任何几率时，才由故障参量被提供。本发明的实施可能包括下面的特征中的一个或者更多。方法 进一步包括如果第二电压值超过阈值电压时，中止至少一个第二 次判定的进4f并且提供故障指示。方法进一步包括如果第二电压 值被测定低于相应的第 一 电压值时减计数，如果第二电压值^皮测 定高于相应的第 一 电压Y直时增计凄t,以及如果第二电压值超过阈 值电压值时将计数器复位致复位值。方法进一 步包括如果第二电 压值低于电压值最小额时，指示电源电路的故障。故障指示示出 直流电源和与直流电源相连的充电器两者中的至少一个的故障。通常，另一方面，本发明提供中等能量的不间断电源(UPS)系统，它包括框架，安置在框架上的电能电子设备，并且电能电 子设备被配置用以有选择地将交流输入和直流输入连接到负载上，以及多个电池组，多个电池组被配置嵌入框架上并且被连招到电能电子设备上，这样不间断电源将具有在大约3KVA到大约 10KVA之间的中等能量，其中每一个多个电池组被配置成达到对 于一人举起的安全标准。本发明的各种不同的方面可能提供一个或者更多的下述的 优势。不间断电源的电池存储时间能够;陂改进。不间断电源中的电池充电器故障<义<义4艮据电池电压就可以;波测定，例如，随着时 间的过去。虽然是能够恢复原状的错误警报，不间断电源的电池 充电器故障也可能^皮测定，例如，基于电池电压减少。不间断电源电池充电器古丈障在电池耗尽之前能够:故测定。不间断电源电池可以从电池总线电容器和其它部件中^皮电分离。单相和三相交流 电池可以在相同的不间断电源中交4灸的4吏用。单串或多串电池配 置可以净皮自动地检测/应用，例如，不需要电池串配置的程序标记。 不间断电源的风扇能够被置换，例如，在应用中，不需要拆开不 间断电源。与典型的不间断电源系统相比，容许的输入线电压的范围能够:陂扩展。若干个输入线电压截止阀可能被使用在不间断 电源中，例如，使用取决于现有负载和/或现有电能消耗的适合的 截止阀。不间断电源樣i处理器能够在电路中和在应用中一皮再编 程，例々口，不需要切断不间断电源的负载。不间断电源的樣i处理 器能够再支持不间断电源的负载的同时被再编程。若干个电池总 线电压可以通过单个电池组配置被冲是供。单个电池组可以^皮自动 i也配置到不同电压的不间断电源上。输出短路能够:陂连4妾到不间 断电源的输出上而不需要不间断电源将短路连接到不间断电源 的專餘入电源上。具有改进的单位容量的不间断电源可能^皮-使用。 比现有的i殳计要大的风扇可以^皮提供在不间断电源里。相比于现 有设计，不间断电源中的改进的空气流动也可能被提供。中等范围，例如，3KVA-10KVA，不间断电源能够用电池提供，该电池 是可置才吳的而不需要将不间断电源从它的线电源上分开，和/或者 可以通过个人被置换。不间断电源在为电子装置持续供能时可以 被保养Af务复，和/或者不需要物理上的移动不间断电源。本发明的这些或其它的优势，结合本发明自身，经过下面的 图形，详细的说明和权利要求的描述后，将会更好的被理解。16本发明的详细描述图l是使用不间断电源(UPS)系统的简图。图2是

图1所示的不间断电源的电能进程，监控以及控制电 子i殳备的电路图。图3是与额定负载的百分比相对的最小输入电压的曲线。图4是控制图2所示的电路进^f呈的方框流程图。图5是图1所示的不间断电源的电池电压4企测和控制电路的 电路图。图6是使用图5所示的电路的进程的方框流程图。图7A是图1所示的不间断电源的实施例的顶部剖面图。图7B是图7A所示的不间断电源的实施例的前4见图。图8是图7A所示的不间断电源的入口处于打开位置的不间 断电源的实施例的顶部剖面图。图9A-9C是图1所示的描述从不间断电源拆除电池才莫块的不 间断电源的另 一个实施例的部分透4见图。图IOA是图9A-9C中所示的电池模块电气连接到不间断电源 的剩余部分的方框图。图1OB-1OC是不间断电源内的电池模块电压的电连接的电子图。图11是用电池电能或有效电源能为不间断电源提供电能的 进程方冲匡流考呈图。具体实施例本发明的实施例用于改进电力的和/或热力的操作，以及用于改进不间断电源(UPS)系统的安装和/或修复的4支术。不间断电源能够由选择地连接到单相或三相的交流电源上并且执行监控， 近似的测定是否和什么时候将转换到电池备份电能。备份电池通 过开关(如，晶体管或继电器)被连接到电池电容器上。限流装 置#皮连接到备 <分电池串和电池电容器中间用以在启动期间限制 来自备〗分电池串的电流。不间断电源可以通过来自交流电源的低 于阈值的电压^皮启动，与之相连的负载可以被电池电能供能，以 及判定在启动后是否交流电压能足够的为负栽供能。电池电压能够在整个时^:内净皮读出，例如，周期地，并且电池充电器故障判 定以若干个减少电压的读凄t为基准。若干电池组的配置的单电池 单元能够结合带由不同的电压要求的不间断电源，及结合将来自 电池的电能差别地提供给各自所需要电压的不同的不间断电源 的电路净皮使用。电池被安置在可以由个人替换的模块中。不间断 电源的变换器能够被关闭以响应输出短路的检测。不间断电源的 风扇能够外部安置不间断电源的壳体上并且不需要拆卸不间 断电源就可以#皮<吏用/置换。不间断电源的风扇自身可以;陂安置 在不间断电源的电子部件的内壁上，不间断电源的控制板被安置 在进入不间断电源的电池隔间门上。不间断电源的^f效控制器编程 可以通过串行端口连接或网状连接被升级。其它的实施例在本发 明的范围内。参考图1,系乡克10包4舌不间断电源12，单相交流电源14， 三相交;危电源16,以及电子装置18。不间断电源12j皮配置用以 有选捐:i也用来自电源14， 16中的一个或来自不间断电源12的一个或更多的电池的有效的电能提供给电子装置18。电子装置18 是不希望电源中断的典型的装置，例如，计算机或者服务器。不 间断电源12包4舌用于4妄受来自电源14, 16的单相线或三相线以及中性线的4个输入2Ch-2Ch.。不间断电源12也包括用于连接到负载上的输出22,在此指电子装置18。不间断电源12也包4舌 用于接收串行数据传递的串行输入端口 24。同冲羊参考图2,不间断电源12的电路30包括电源电路32， 功率因子校正(PFC)基准信号发生器34， PFC基准选择逻辑电 路36,单相电压监控器38,相位不平4軒监控器40，处理器(这 里是纟效处理器)42,以及单相/三相选择开关44。单相或三相电 能都可以被电源电路32所接收，#1整流部分46整流，这个电能 或由在正负选择开关48， 50的电池所」提供的电能都可以#1提供 给PFC电路52和变换器54和输出给负栽56。电路30，具体的 是监控器38, 40,孩史处理器42和开关44^皮配置用以调节单相或 三相交流^T入电能。监控器38， 40，微处理器42和开关44被配置以至于PFC 基准选择逻辑电路36可以合适i也用于单相或三相交流电能。开 关44是^皮配置成可以由用户才喿秀从的用户选择开关，它用以通过 将电压连接到或分开处理器42从而指示电路30是否应该工作在 单片目交资b或三4目交;危才莫式。电3各30可以4妄^:三相交;充电能无论 开关44是处于单相位置还是处于三相位置，但是电路30的操作 基于开关44的位置可能是不同的。如果开关44处于单相位置， 则微处理器42可能忽视如下所述的相位不平衡监控器40的输出 信号。如果开关指示的是单相操作，则处理器42使PFC基准选 择逻辑电if各36的3个三相/单相开关37全部被打开。如果开关 44指示三相操作，则处理器42使PFC基准选择逻辑电路36的3 个三相/单相开关37全部被关闭。无^r开关44是处于单相位置还是三相位置，单相电压监控器38都要监控被选择的输入线上的 电压。单相电压监控器38被连接到车lr入线20，上并被配置用于监控 和为处理器42^是供相对于中性线204的线20,上的信号的电压和 频率的标记。线20皿到它的监控器38上的连接是预先选择的线 20,如在不间断电源12上^^尤选指示的，用于4妻收单相电能。 监控器3 8被配置用以向处理器42 ^是供输出信号以便被用来测定 线20,上的信号的电压值和频率。相位不平衡监控器40被配置以持续地检测并为微处理器42 提供线20，一203上的电压的相位不平衡标记。相位不平衡监控 器40包括运算》丈大器60，它的一个输入经过电阻被连接到三相 电能线20,—203上并且它的其它的输入经过电阻被连接到中性 线204和它自身的基准上。放大器60被连接到与微处理器相连 的滤波器62上，线20,—203上的电压合并在一起并且^皮^:大器 60比较成与中性相对的差别的。与中性相比较的来自三条线20, 一203上累加的电压的标记被提供给滤波器62以过滤标记，并为 樣殳处理器4 2提供滤过的标记。处理器42被连接到单相电压监控器38上，相位不平衡监控 器40，和开关44的输出上，并且^皮配置以处理来自这些装置中 的每一个的输出信号。如果开关44处于单相位置(例如，关闭)， 则微处理器42可能忽略相位不平衡监控器40的输出信号(相位 不平衡4言号)。如果开关44处于三相位置(例如，打开)，则凝 处理器42处理相位不平衡信号。无论开关44的位置是什么，微 处理器42都处理来自单相电压监控器38的输出信号。用开关44布置以指示三相交流电源才喿作，则在三相llr入电 能在处理器42所测定的可接受的限度内时，不间断电源12将会20传递可接受的输出电能值。用开关44布置以指示单相或三相交 流电源操作，处理器4 2被配置以测定2 O,上的信号的绝对电压和 频率是否是可4妄受的值，例如，在可接受的范围内，并测定线20, 一203上的电压的相4立不平衡是否在可4妄受的范围内。举例来"i兌， 处理器42可能核实是否频率在45Hz和65Hz之间(例如，大约 4氐于标准频率50Hz的10%，如对于欧洲，和大约高于标准频率 60Hz的10y。，如对于美国)，如果不是这样则指示故障。关于不 平衡的测定，对于理想的三相信号，在20,—203上的信号的总 和对于线204—直是零。处理器42能够核实以确定是否三相电 压总和超过了不平衡误差阈值，例如，大约I.IV。如果这样，这 时处理器42能够指示三相输入的^L障并且转纟奐至来自交流电源 16的备份电池电能上直到不平衡成为可接受的。在处理器将结束 故障指示并从备份电池电能转回到输入交流电能之前，处理器42可能需要集合的电压以回到比不平衡故障阈值低的不平衡，如， 0.9V。可接受的输入电压范围可能是，如，大约从150VACRMS 到280VACRMS。如果用于4壬<可频率，电压或三相不平衡的可才秦 受的状况/范围都不符合要求，这时处理器42将导致不间断电源 12转换到电池用以为负载供以电能直到全部状况都符合。转换到 电池上的决定可能是基于一个或多个电压样品超过一个或多个 设计限制而确定的。处理器42能够通过发送电池备份信号使转 才灸开关48 ( 50)关闭从而导致转向电池。处理器42被配置以测定负载56是在电路30的操作的一个 或多个限制内的输入电压是否能被合适地提供电能。举例来说， 由电路30部分使用的电流可能被限制，因此处理器42可能测定， 被供以负载使之驱动的，是否交流电源14, 16能够提供合适的 电能而不会超过不间断电源12所^吏用的电流上的一个或更多的 限制。由交流电源14, 16所提供的电流的大小能够被了解负载 所4吏用的电能和交流电源14, 16所才是供的有效电压的处理器42所推断/测定。因此，对于任何给定的负载电能，在给定的电流上 的限制可能有最小的可接受输入电压能够被适用。
线20,上的可4妄受电压可能变化，如，作为相对于最大额定 负载的现有负载的函凄t,参照图3,曲线58示出对于额定10KVA 和8KVA的不间断电源，带有280VAC RMS的最大输入电压， 最小输入电压乂人大约100VAC变化到160VACRMS。如图所示， 对于负载所牵引电能的最小电压大约是100VAC,低于不间断电 源12所标定的最大负载电能的50%。由于负载牵引在不间断电 源12所标定的最大负载功率的50%到100%之间，所以最小專俞 入电压从100VAC RMS到大约160VAC RMS线性i也变4匕。所才是 供的数值仅仅作为例子，并且最小输入电压的线性变化和线性变 化的范围也都是例子。同样，曲线58所表示的是持续的，尽管 曲线58可能是本质上的而不是完全的持续，这在于可能有一组 成对的负载电能值和输入电压值的离散^t值。其它的各种不同的 最小输入电压从属在本发明的范围内。
用所布置的开关44指示单相交流电源才喿作，不间断电源12 将传递可接受的输出电能值而单相线20,输出电能在由处理器 42所测定的可接受的限制内。无论电能是由单相电源14提供还 是由三相电源16提供(图1)，这都是一定的。用所布置的开关 44指示三相交流电源操作，则处理器42测定线20,上的信号的 电压是否如上述讨i仑的在可接受的限制内以及频率在可接受的 限制内。如果电压/频率超出可接受的数值，这时处理器42使不 间断电源12转换到电池备份上用以为负载56供以电能。进一步， 尽管处理器42由于选择开关44布置以指示单相交流电源而可能 忽#见相位不平4軒信号，但是处理器42可能会分析相位不平衡信 号。处理器42可能测定三相电源正在纟皮提供给电路30，例如， 如果电压不平衡是可4妻受的，并且像开关44指示的三相交流电源一4羊的才喿作，包4舌关闭PFC REF选择逻辑电路36的三相/单相 开关。
在运行中，参考图4，结合进一步参考图l-3，用于使用电 路30将来自单相电源14或三相电源16的电能供应给负栽56的 进禾呈70包4舌下面的步骤。然而，进程70，仫 f又作为例子而不是 限制。进程70可能^皮变更，例如，通过增加步骤，移动，或重 新排列。同样，部分步骤(包括整个步骤)可能被并行，同步地 或在时间上重叠地j皮冲丸4亍。
在步骤72，单相操作模式或三相操作模式被选择。用户通过 确定开关44是处于期望的模式的合适的位置，如果必要转换开 关44的位置用来选择模式。这样提供给处理器42指示作为被选 择的模式(非零电压或零电压)。如果单相模式操作被选择，则 进程70运行至步骤74和76并且返回到步骤72，并且如果三相 模式操作被选择，则进程70运行至步骤74, 76和78以及返回 到步骤72。
在步骤74,单相电压监控器38监控线20,上的信号的电压 和频率。监控器38 ^r测电压和频率并且发送输出信号给处理器 42以指示线20,上的信号的电压和频率。
在步骤76,处理器42分析线20,上的电压信号的电压值和 频率并测定信号是否具有可接受的特性。处理器忽视由相位不平 衡监控器所提供的信号。处理器42测定单相电压信号的电压是 否在可接受的范围内。例如，在诸如低于280VAS RMS并高于用 于被不间断电源12所牵引电能的图3所示曲线58所指示的最小 值的可接受的范围内。处理器42也测定单相电压信号的频率是 否在可接受的限制内，例如，在诸如大约45Hz到大约65Hz的可 接受的范围内。如果电压或频率指标都不符合，这时处理器42可能产生输出信号(电池备4分)以^吏电源电^各32通过关闭开关 48 (50)用备《分电池为负载56供以电能。ft口果并且当电压和频 率两者都符合指标时，则处理器42响应，该响应依靠产生输出 以4吏电源电路32用来自单相电源14(如果开关44处于单相的位 置)的电能提供给负载52。如果开关44处于单相的位置，这时 进程70返回到步骤72，并且如果开关44处于三相的位置，这时 进程70进4亍到步骤78。
在步骤78，开关44处于三相的位置，则相位不平衡监控器 40 4企测在线20,—203上的电压信号之间的相位不平衡以及为处 理器42提供平衡/不平衡的标记。相位不平衡监控器40合计线 20, —203上的信号，对比线204上的中性信号与该合计的信号， 并且产生及发送指示相位不平衡量值(例如，合计的电压值)的 相位不平衡信号纟会处理器42。
在步骤80,处理器分析相位不平衡输出。如处理器所测定的， 如果被监控器40所指示的相位不平衡符合期待的标记，并且单 相电压信号符合期待的标记，则处理器42产生输出使电源电路 持续供电或转换供电，这种情况可能是，负载56连接到三相电 源16上。如果被监控器40所指示的相位不平衡无法符合期待的 标记(如，高于大约1.1V),则处理器42产生输出使电源电路持 续供电或转换供电，这种情况可能是，负载56连接到电池上。 处理器42持续指示用于负载56上的电池电能，直到不平衡达到 在更精确，"再批准"标记的范围内(例如，不平衡低于大约0.9)。
参照图1， 2和5，电池4欠启动和低电压^r测电路100包4舌电 池102，电池充电器IOI，隔离开关104，寿欠启动选择开关106， 电阻器108，电容器110和处理器42。电路IO(H皮配置用以在系 统10不是在^f吏用中时断开电池102，及调整l欠启动和正常才喿作， 自动地测定是否单串电池被使用在不间断电源12中或者是否多个电池串祐 使用在不间断电源12中，并且在完全的或部分电池 放电前检测电池/电池充电器故障。电池充电器101被配置用以为 电池102提供能量以为电池102充电。图5所示的连接可能不是 直接的连接，因为为了简化，部件可能没有出现在图5中。举例 来"i兌，所示的从开关104和电阻器108之间到处理器42之间的 连接，以及电容器110到处理器42之间的连接如所示的是直接 的连接，但是可能是间接的，包括诸如滤波器以减少电压值的其 它部件，等等。
隔离开关104被正在使用信号LPS—ON所控制，它使开关104 将电池102经过电阻器108断开和连4妄到电容器110上。当^皮^f氐 功率控制电路(如，处理器42 )所使用的逻辑电源运行时，LPS—ON 信号关闭开关104。如果电源正在运行，这时LPSJ3N信号使开 关104关闭，这样电池102 (典型地电池串)被电连接到电阻器 108上。如果电源不是正在运行，这时LPS—ON信号使开关104 打开，将电池102与电阻器108相隔离。这样有助于禁止来自电 池102的泄漏电流经过电阻器108,电容器110，以及其它连4妻
的电路以库毛尽电池102。举例来i兌，这在存储或运，lr期间可能是
有用的。
处理器4 2 进 一 步配置以测定是否不间断电源12带有单个 电池串或既有正极又有负极电池串。处理器42 ^皮连接到电池串 上以接受1串/2串信号112。举例来说，如果信号112逻辑低， 这时不间断电源12仫 f又带有1个(正极)电池串。举例来i兌， 如果信号逻辑高，这时不间断电源12带有两个电池串， 一个正 的用于连接到开关48上(图2)和一个负的用于连接到开关50 上(图2)。因此，甚至在处理器42读出作为不间断电源12的才莫 式的信息之前，处理器42就能够测定不间断电源12的电池串配 置。如果不间断电源12<吏用单个电池串，这时处理器42控制和监控用于正极串的电3各100。如果不间断电源12同时具有正才及和 负极电池串，这时处理器42监控和控制电路100和在其中电池 102的极性变颠倒的近似电路(没有示出)。
处理器42被进一步配置以控制软启动选择开关106用来控 制来自电池102的电流流进电容器110。在软启动期间，处理器 42发出继电器-控制4言号BATT—SS—PLY到开关106上用来l吏开 关106被打开以便电流将从电池102经过开关104 H艮定它是关 闭的)和电阻器108到电容器110。电阻器108^是供阻抗以在软 启动期间限制来自电池102的电流用来为大容量电解质电容器 IIO充电。为了正常的操:作， 一旦电容器ll(H皮充电，处理器42 发出继电器-控制信号BATT—SS—RL到开关106以使开关106被 关闭，以至于开关104和电阻器108^f皮绕过，来自电池102的电 流直接i也流进电容器110中。
处理器42 ^皮进一步配置以先于大部分或完全的电池^:电之 前，4企测电池/电池充电器古丈障。虽然<义4吏正才及电池串电路100 4皮显示在图5中，但是用于负极电池串的近似电路被提供，并且 两个电i 各都被监控/4空制，就^f象如果正才及和负极电池串都^皮j吏用在 不间断电源12中一样。处理器42被连接到电路100的隔离开关 104和电阻器108中间。处理器42净皮配置通过测定是否监控的电 池电压增加要更多发生于减少，或者电池电压低于电池电压最《氐 额，来测定电池102或它的充电器是否具有故障。处理器42周 其月i也耳又才羊电池电压BATT—VOLT,并且维持计凄i:,该计婆t在如果 电池电压高于阈值时会失效，阈值诸如接近于电池10 2的充电"浮 动电压"水平(例如，218.5V的最大电池电压的210V )。如果电 池电压低于阈值，则处理器42在计数阈值/复位值上开始计数(例 如，10)，如果电池电压在读^:时相对于上一次读^t已经减少， 则减计凄t。如果相对于上一次读凄t电池电压已经增加，则增计凄t
26(但是不能超过最先的计数阈值10)。计数器通过各种不同的非零
凄t量的正或负的阶》及，而且可能是不同的数值被增计数和减计
数。举例来说，3的增计数和2的减计数可能被分别地用于电池 电压的减少和增加。如果电池电压增加高于最^f氐额值，这时计凝: 器复位并且失效。如果计凄t器到达零，这时处理器42向不间断 电源12的用户4是供警才艮指示电池102和/或电池充电器已经发生 故障和电池102不能^是供足够的电能。为响应此警报，用户可能 采耳又适当的<奮补4于动，-清如置换/修复电池102和/或充电器101。 处理器42可能在电池102已经完全或者甚至是大部分放电/释放 之前就因此能测定和指示故障。这才羊有助于处理器42测定石更件 故障，例如，转换开关48堵塞或任何的影响电池充电器的情况。 如果两个电池串^皮使用在不间断电源12中，这时处理器使用并 监控两个分别的计凄t器， 一个用于每一个电池串。处理器42在 如果电池电压下降至^f氐于最小电压的额定值时，也可能指示故 障，例如，218.5V的最大电压的150V,在<壬4可读数。
在操作中，参照图6,进一步结合图1， 2和5,使用电路IOO 的用于监控和控制电池充电器操作的进程120包括所示的步骤。 然而进程120，仫J义是作为例子而不是限制。进程120能够净皮变 更，例如，通过增加步骤，移动或重新排列。
在步骤122， LPS一ON信号指示不间断电源12的逻辑电源是 否在运4于。如果逻4專电源没有在运4于，这时在步骤124， LPS—ON 信号使开关104被打开。如果逻辑电源正在运行，这时在步骤 126， LPS—ON信号4吏开关104被关闭。
在步骤128,处理器42测定不间断电源12是带有1个或是 两个电池串。处理器测定1串/2串信号112是逻辑高或是逻辑寸氐。 并且如果信号112指示是仅仅1串，这时处理器使只监控/控制用于正冲及电池串的电路100，并且如果信号112指示两串，这时处 理器4吏监控和控制正才及和负才及电池串。在步骤130,处理器42测定电容器IIO是否被充电。处理器 42监控电容器110上的电压，BATT—BUS。如果电容器110没有 被充电，这时在步骤132,处理器42发出继电器-控制信号 BATT—SS—RLY以使软启动选择开关106被打开。如果电容器110 :故充电，这时在步骤134,处理器42发出继电器-控制信号 BATT—SS一RLY以使软启动选择开关106被关闭，绕过隔离开关 104和电阻器108。在步骤136，电池电压纟皮测量并且处理器测定是否电池电压 低于电压最低额。如果电池电压低于这个最低额，这时进程120 进4亍至步骤138，在那里处理器4是供电池102和/或电池充电器101 发生故障以及电池102不能提供足够的电能给负载56的指示。 如果电池电压高于最低额/最小电压，这时进程120进行至步骤 140。在步骤140,处理器42测定是否电池电压低于阈值电压值。 如果电池电压不低于这个阈值，这时进程120返回到步骤136并 且为了下跌低于阈值而持续监控电池电压。如果电池电压低于这 个阈值，这时进程120进行至步骤142。在步骤142,处理器42初始化计数器，用于测定电池相关故 障。处理器42复位计lt器，如，置10,并且^f吏计^器能够纟皮增 计数(优选地不能超过复位值/阈值)和被减计数。在步骤144,处理器适当地增加或减少计数，并且如果电池 电压不改变时保持计数器不变。如果电池电压先前已经大于阈 <直，这时第一次进入步-骤144，处理器42将减计凄t。如果电池电压已经达到或超过阈值，这时第一次进入步骤144，现电压值被 存储作为将来比较用以测定是否电池电压已经减小或增加。在第 一次进入步骤144后，处理器将现有读数与先前的读数进行比较， 并且如果现有读数大于以前的读数则增计数(优选地不能超过复 位值/阈值)，以及如果玉见有读婆K氐于先前读凄t则减计凄t。如果电 池电压没有变化(例如，在小的可容忍的范围内)，则计数器不 改变。在步骤146,处理器42测定计数器是否已经到达零(或者其 它的设计的数值)。如果这样，这时进禾呈120进行至步骤138以 指示电池/电池充电器故障。如果计数器没有达到零，这时进程 120进4亍至步骤148。在步骤148,电池电压纟皮再次测量，并且处理器42再次核对 电池电压相关的现电压凄H直。如果电池电压现在高于阈值，这时 计数器失效并且进程120返回到步骤136用于进一步监控电池电 压。如果电池电压仍然低于阈值(例如，218.5V的最大电池电压 的210V ),这时进程120进行至步骤150。在步骤150,处理器42测定是否电池电压低于电压最低额， 如果电池电压〗氐于最低额，这时进程120进行至步骤138，在那 里处理器42提供电池102和/或电池充电器101发生故障以及电 池102不能够提供足够的电能用于负栽56的指示。如果电池电 压高于最低额/最小电压，这时进程120返回至步骤144,用于适 当地增计数/减计数。参照图1-3，处理器42被配置以提供可接受输入电压的负载 -依赖范围。这个范围可能比先前的不间断电源的设计要宽，尤 其从属于负载。不间断电源12的用户通过^f吏用电池串(而不是来 自电源14, 16其中一个的交流电源)以;令启动不间断电源12。这可能被、执行，例如，如果电源不存在或低于启动不间断电源12 所需要的值。然而，处理器42纟皮配置以重新估计在启动之后交 流电源14, 16能够提供的电能。处理器42^皮配置以测定负载， 例如，#皮通常所^使用的最大额定负载的百分比和现当前有效的交 流源14， 16的电压7K平。处理器42将使用这些翁 f直再结合图3 以测定是否电源电压足够为负载56供以电能。如果现有的有效 的电源电压等于或高于与来自图3中曲线58的现有百分比负载 相对应的电压时，则处理器42将^f吏不间断电源12乂人电池电源转 换到交流线电源，否则 <吏不间断电源保持在电池电源。在才喿作中，参考图11，进一步参考图1-3， ^使用电i 各30用于 监控和控制与负载56的交流线电能相对的电池的进程300包括 所示的步骤。然而，进程300仅仅作为例子而不是限制。进程300 可以一皮变更，例如，通过增加步艰《，移动或重新4非列。在步骤302,调查是交流源电压对于不间断电源12的启动来 说是否是可接受的/合适的。这可能通过用户或处理器42被完成。 用户或处理器42测定交流电源14， 16的现电压是否能为负栽56 提供所使用的电能而没有提供比可接受的要大的电流(例如，不 破坏电路30中的部件)。举例来"i兑，如果现有交流电压低于 150VACRMS，这时#皮布支定交流电压是不可接受的。如果交流源 电压^皮测定是不可接受的，这时在步骤304，不间断电源12#1直 流电源冷启动。如果测定交流源电压是可接受的，这时在步骤 306，不间断电源12《吏用交流电源14， 16^皮启动。在步骤308,处理器42评估从不间断电源12 ^立出的负载电 能并且重新评估与被认为可能足够为各种负载供能的负载-依赖 电压相对的交流输入电压水平。在此，处理器42测定负载电能 并JU吏用图3中所示的曲线58以测定将会足够为现有负载56供 以电能的交流电源电压，而不通过,人交流电源得到比可4奏受值要30多的电流。如果处理器42测定现有输入交流电压具有足够的水 平支持现有负载而不需要把太多的电流引进不间断电源12 ，这时 进考呈300进行至步艰《310,在那里处理器42将导致不间断电源 12转换，或保持连接在交流电源上。如果处理器42测定现有输 入交流电压不具有足够的水平以支持现有负载而不会有太多的 电流引进不间断电源12,这时进程进行至步骤312，在那里处理 器42将使不间断电源12转换至或保持在电池电源上。进程300 返回至步骤308用以相对于现有负载电能的现有交流输入电压的 重新估计。参照图1-2,不间断电源12包括串行端口 26，它被配置用以 接收用于为处理器42再编程的数字信号。处理器42被连接到串 行端口 26上并且经过端口 26能够接收再编程指令。在处理器再 编考呈期间，不间断电源12优选地处于旁路才莫式。处理器42能够 在电路中被编程，而不用断开处理器42。并且在应用中，不间断 电源12持续的表现为不间断电源处于旁路模式。因此，在处理 器42再编程时，只要交流电源能够足够用于负载56上，不间断 电源12就仍然能够支持负载56。处理器42是电可再编程的(闪 存的)控制器。处理器42包括指令组/程序和被配置用于执行程序 的微处理器。尽管程序本身可能置于微处理器的外部，但是处理 器42通过修复相联系的程序/指令组可被再编程。不间断电源12可能在任意附带槽28中有选择地含有网状接 口插件(NIC)27。 NIC27被连接到串行端口 26上，被配置以连才妾 到并与通信网络29(如，互联网)相互通信，并且能够作为用户界 面被^吏用为处理器的再编程所使用，例如，下载于世界范围的站 点。NIC27能够提供误差核实以帮助避免再编程的问题。NIC27 可能^^皮饶过以便再编程能直4秦通过串行端口 26被完成。因此，处理器42可能被编程而不用切断负载56,并不用4是供维护旁路 (饶过整个不间断电源12),并且能够再整个领i戈内4艮容易的扭j行。电源电路32进一步包括波形检测器55。检测器55被配置以 监控变换器输出并测定是否变换器输出信号的波形是在可接受 的限制内并因此是有效的，或者超过限制并因此是无效的。检测 器55被配置以提供有效/无效的输出信号给处理器42以指示是否 变换器输出信号的波形是有效或无效的。尽管所示的检测器55 分离于处理器42,但是4全测器可能结合并入处理器42中。不间断电源12纟皮配置以;险测在它的l^出上的短路并且禁止 短路被传递到电源14， 16上。处理器42被连接到和被配置以通 过变换器输出线监控变换器54的输出并且通过变换器控制信号 控制变换器54是否运行。在启动时，不间断电源的输出电能最 初经过它的电流限制变换器54^皮提供。变换器54^皮配置用以在 限流模式下限制它的电流输出到最大水平(例如，对于短路的负 载或者其它的负载将牵引比期待的更多的电流，如，多于不间断 电源12的部件能够支持和/或将破坏这些部件的电流)。由于变换 器54处于限流模式，依靠波形检测器55的对无效变换器电压输 出波形的检测失效(例如，为避免在启动期间错误的误差指示)。 在这种情况下，；险测器55可能冲是供有效波形输出信号，而无论 变换器输出的波形和/或处理器42可能忽视波形有效/无效信号 和/或弃￡定信号指示有步丈波形。在预先确定的才及限时间内(大约时 500ms)，如果变换器的输出电压被判定/测定接近于零(如，低于 40V),这时处理器42将通过将变换器控制信号发送给变换器54 而关掉变换器54。其它的极限时间也可能被使用，但是优选的是 该时间足够以避免基于正常的负载不稳定状态的错误的故障检 测(如，足够的时间用于负载不稳定状态终止)。时间延迟一皮才是供 以帮助禁止负载不稳-定状态或启动的不稳定就会导致处理器42将不间断电源输出关闭。由于变换器54关闭，负载上的短路将 不会扩展到电源14， 16上，这可能会使电源过电流保护装置(例 如，保险丝，断路器)运行。这样的前端保险丝或断i 各器可能需 要置换或重新安排，典型地是手动的。过电流保护装置的启动将 中断经过这些过电流保护装置为其它电子装置提供电能。参考图7A, 7B和8，不间断电源160包4舌壳体162，多个电 池164，风扇166,以及控制4反168。壳体162可能在此被配置成 (如图)的机架固定件壳体，被插入例如，滑入标注的19英寸的 4义器架(没有示出)，或者作为图9A-9C的单机塔(带有附加的固定 支座)。壳体162^皮进一步配置以在电池隔间170中安^:电池164, 并在电子部件隔间172中安》欠电子设备。电子部件隔间172 #皮配 置以安》文用来为电池164充电的，控制电池164的放电的以及调 整经过不间断电源160传递的电子电能的电子模块。门174被枢 轴地和/或可移动地连接到壳体162上以^是供到电池隔间170的选 择的路径。门174能够从图7A和7B所示的关闭的位置移动到 图8所示的打开的位置，以便提供到电池164的路径。另一方面， 门174可能4皮移动以提供电池路径。控制板182被连接到门174 上用于监控和控制电池164和安置在部件172中的电子i殳备。连 <接到框架上182上的通信电缆^皮优选地连到门174用以帮助在门 174打开时和电池164被置换，被修复和/或其它访问时阻止破坏 和干扰。风扇166被连接到壳体162的形成电子部件隔间172的边界 部分的终端壁176上。终端壁176提供1个或多个开口用于空气 流经壁176并且风扇纟皮安置成与这些开口流动的连接。与终端壁 176相对的终端壁178提供1个或多个开口用于空气流出隔间 172。风扇166被配置以使气体经过终端壁176，迫使气体经过 172并经过安置在隔间172中的电子设备，并经过相对的终端壁 178， 乂人壳体162中出来。优选地，风扇166才艮据终端壁176的尺寸的物理限制尽可能地大，并且优选地扩展和大部分覆盖壁176的全部宽度180。风扇可能包括一个或更多的风扇浆片182 以帮助最大化由风扇166所覆盖的终端壁176的表面面积的大 小，并且由指针182所指示的那样最大化前后的空气流动。不间断电源160进一步包4舌用于将风扇166安装在壳/框架 162上的托架184。托架184提供孔或通道186以允许空气通过 风扇166。托架184被连接到风扇166上并且使用安装金属构件 188能被连接到壳体162的外部，如，螺丝钉。风扇166被附在 托架184上时能够经过壳体162中的开口被插入，并且此时托架 184固定在壳体终端壁176的外部。风扇166能够从壳体162中 移开，例如，用于《务复或置换，而不需要拆开不间断电源160。 为了移开风扇160,释放安装金属构件(如，松开螺丝钉)并且 风扇166经过终端壁176的开口被分开。参照图9A-9C,不间断电源160包括多个通用电池模块， 在此是模块202和204，被配置以被插入并且远离框架162。模 块202和204是通用的在于它们能被插入并被多个不同的不间断 电源备置所4吏用。图9A和图9B所示入口 174, ^旦是图9C没有 示出。不间断电源160是具有3KVA和IOKVA之间能量的中等 不间断电源。例如，3KVA， 5KVA， 7.5KVA或IOKVA。可置换 的电池才莫块202， 204被配置成很容易被置换而不用将不间断电 源160从电子栅极交流电源拆分开。电池才莫块202， 204是预先 装进电池模块壳体206,208中并包括适当的安全电路。模块202 ， 204 #1配置成的重量对于单个人的掌控是^艮安全的，例如，由安 全标准阻止(例如，OSHA)。才莫块202， 204每一个具有少于大 约401bs的重量，例如，每一个381bs。图9A-9C描绘的是正如 箭头220, 222, 224指示的打开的入口 174和移动的模块202， 204。冲莫块202， 204可能被插入不间断电源与在图9A-9C所描述 的相反的过程。多于两个电池才莫块，例如4个可能被应用在不间断电源中，使用壳体配置的以接收期待数量的模块。模块壳体206， 208被配置以禁止用户/操纵者接触在模块202， 204中的任 何运行的电子i殳备或者其它危险物体，并且才艮据安全委员会标准 4皮认为符合防触标准，例如，UL和VDE要求。举例来说，壳体 206, 208没有(是自由的)足够大(例如，非常小)用于人可以 把手指插入并放在里面的开口 ，这样一来，插入的手指不能碰到 运转的或其它危险的物体。特别地，因为每一个模块202, 204 可能是96V直流电源，因此模块202， 204被这样配置以至于模 块202， 204的电连接是符合防触安全标准的。参照图IOA-IOC，不间断电源160内部的电池连接净皮配置用 以使用相同的电池才莫块202， 204 ^是供不同的电压水平和极性。 图10A示出当插入不间断电源壳体162中时(图10)，电池冲莫块 202， 204被连接到相应的电池接触器212, 214上。不同的不间 断电源;故配置连4妄到电池才莫块202, 204以不同地才是供不一冲羊的 电压水平。参照图IOB，不间断电源160内部的电池接触器212, 214^皮串行4妾地以4是供正极电压值，如，+96VDC,和负极电压 值，如，-96VDC。参照图IOC，在另一个实施中，不间断电源 160内部的电池接触器212, 214被并行接地以提供正极电压值， 例如，96VDC。如果不间断电源4吏用4个电池才莫块，则这些才莫块 可能^皮成对的串4亍连4妄。因此，图10B和10C，电池接触器212， 214可能显示成串4亍连4妻对，并且图IOB的实施例将提供，如， + 192VDC和-I92VDC，以及图10C的实施例将提供，如， 十192VDC。因此，电池模块202， 204的相同的配置(它们本身 优选的是近似的或典型的配置)可能祐 使用在不同的不间断电源 中以4是供不同的电压值。j巳围和本质内。举例来说，基于软件的特点，上述的处理器功能能够通过 ^吏用寿欠件，硬件，软件硬件结合，硬件连接的，或任^可它们中的组合而#:实施。特4正实施功能也可能^皮物理上的安置在各种不同 的位置，包括^皮这样布置以至于部分功能在不同的物理位置上净皮 实施。进一步，虽然前面结合图2所讨^仑的，或者将交流电源或将直流电源连接到负载56上，但是交流电源和直流电源也可以 同时连4妾到负载上，例如，用于改变时间和/或通过改变滤波和/ 或从电源减少的电能的程度。
权利要求
1.一种检测不间断电源中的直流电源的故障的方法，该方法包括对直流电源提供的电压进行采样；比较至少两个采样以检测直流电源系统所提供的电压是否正在减少；根据比较的结果调整与累积的时间量相当的数值，在所述的累积的时间中，直流电源系统提供的电压小于阈值电压而且正在减少；以及如果数值到达一个预定的值，则产生一个指示直流电源系统已经发生故障的信号。
2. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括的动作有调整数 值得到一定的时间量，在所述的时间量期间，直流电源系统 所4是供的电压小于阈〗直电压并且正在增加。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中调整数值的动作包括如 果由直流电源系统才是供的电压小于阈值电压并且正在增加， 则根据比较的结果对数值增加第 一数量。
4. 才艮据权利要求3所述的方法，其中调整凄t值的动作包括如 果由直流电源系统提供的电压小于阈值电压并且正在减少， 则根据比较的结果对数值减少第二数量。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中第 一数量不同于第二数量。
6. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括的动作有如果直 流电源系统提供的电压小于门电压值，则产生指示直流电源 系统已经发生故障的信号。
7. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括的动作有如果直 流电源系统纟是供的电压/人小于阈 <直电压的电压增长到大于 阈值电压的电压，则重置数值到初始数值。
8. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括的动作有将电池 装在直流电源系统中。
9. 根据权利要求8所述的方法，进一步包括的动作有将电池 充电器装在直流电源系统中。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中不间断电源包括控制电路 和与控制电i 各耦合的逻辑电源，而且其中所述的方法进一 步 包^"的动作有在逻辑单元工作时间内将直流电源系统以第 一 才喿作才莫式 耦合到控制电路上；在逻辑单元不工作时间内将直流电源系统以第二才喿作才莫 式与控制电^各断开。
11. 根据权利要求10所述的方法，进一步包括的动作有将直流电源系统通过电阻器以第 一操作模式耦合到控制 电路上；将直流电源系统通过电阻器耦合到电容器上，并以第一 操作模式对电容器进行充电；以及当电容器充满时绕过电阻器。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中直流电源系统包括电池电源，以及其中所述的方法进一步包括"险测单串电池或两串电 池中至少一个的动讦乍。
13. —种不间断电源，包4舌交流l命入端，该交流4lT入端一皮配置以4妄收来自交5克电源 的电能；直流电源系统，该直流电源系统一皮配置用以4是供直流电能；交流输出端，该交流输出端被配置用以提供来自交流电 源和直流电源系乡克中至少一个的交-充电能；以及被配置以检测直流电源故障的系统，该系统包括存储器装置，该存储器装置被配置以保4争与累积的时间 量相当的凝 fi,在所述的累积的时间期间，直流电源系统冲是 供的电压小于阈 <直减压并且正在减少；以及处理器，该处理器与存储器装置耦合，其中处理器被配 置以4艮据直流电源系统所4是供的电压的至少两个采样的比 较来调整数值，而且其中处理器^皮配置以当数值达到一个预 定的数值时产生 一 个指示直流电源系统发生故障的信号。
14. 才艮据冲又利要求13所述的系统，其中处理器^皮配置以当直流 电源系统4是供的电压小于门电压时产生 一 个表示直流电 源系统处于故障状态的信号。
15. 根据权利要求13所述的系统，其中处理器被配置用以在直 流电源系统提供的电压乂人小于阈值电压的电压增长到大于 阈值电压的电压时重置数值到初始值。
16. 4艮据权利要求13所述的系统，其中直流电源系统包4舌电池 电源。
17. 根据权利要求16所述的系统，其中直流电源系统包括与电 池电源^馬合的电池充电器。
18. 根据权利要求16所述的系统，其中电池电源包括与阳极直 流总线耦合的第一电池串和与阴才及直流总线耦合的第二电 池串。
19. 根据权利要求16所述的系统，其中处理器被配置以检测单 串电池或两串电池中的至少一个。
20. 根据权利要求13所述的系统，其中阈值电压基本上等于电 池电源的浮充电压。
21. 根据权利要求13所述的系统，其中存储器装置包括计数器。
22. 根据权利要求21所述的系统，其中计数器含在处理器中。
23. —种不间断电源，包4舌交流，lr入端，该交流l命入端^皮配置以^妄t)欠来自交;危电源 的电能；直流电源系统，该直流电源系统#皮配置以^是供直流电能；交流l命出端，该交;虎车命出端#皮S己置以^是供来自交;危电源 和直流电源系乡克中至少 一 个的交;危电能；以及-故配置以#r测直流电源系统古丈障的系统，该系统包^舌被配置以保持与累积的时间量相当的数值的装置，在所 述的累积的时间量期间，直流电源系统提供的电压小于阈值电压并且正在减少，该装置还纟皮配置以才艮据直流电源系统才是供的电压的至少两个采样的比4交对彩:^f直进行调整，而且所述 的被配置以保持数值的装置被进一 步配置以在数值达到一 个预定的数值时产生 一 个表示直流电源系统处于故障状态 的信号。
24. 根据权利要求23所述的系统，其中被配置用于保持数值的 装置包括存储器装置和处理器。
25. 根据权利要求23所述的系统，其中被配置用于保持数值的 装置#皮进 一 步配置以当由直流电源系统 -提供的电压小于门 电压值时产生一个表示直流电源处于故障状态的信号。
全文摘要
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。
文档编号H02J9/06GK101330224SQ200810129498
公开日2008年12月24日 申请日期2004年8月12日 优先权日2003年8月15日
发明者丹米尔·克里基克, 杰弗里·B·萨姆斯塔德, 爱德华·科特利尔, 米尔赞·A·比格, 马克·R·梅兰桑 申请人:美国能量变换公司