[发明专利]提供不间断电能的方法及其设备

说明书

技术领域

本发明的实施方案主要涉及用于向重要的和/或敏感的负载提供不间断的、受控的电能的方法和设备。更加确切的是，本发明的实施方案涉及具有改进的控制系统的不间断电源(UPS)。 

背景技术

人们已经知道，有备份系统的不间断电源用于为重要的和/或敏感的负载(例如，计算机系统和其他的数据处理系统)提供受控的、不间断电能的用途。图1显示的是用于提供受控的不间断电能的典型的、单相的、联机UPS10。所述UPS10包括输入电路断路器/过滤器12、整流器14、控制开关15、控制器16、电池18、逆变器20和隔离变压器22。所述UPS10也包括用于耦合交流电源的输入端口24，和用于耦合负载的输出端口26。 

所述UPS10操作如下。电路断路器/过滤器12通过输入端口，从交流电源接收输入的交流电，过滤输入的交流电并向整流器14提供经过滤的交流电。整流器调整输入的电压。控制开关15接收经调整的电能，也接收来自电池18的直流电能。控制器16确定从整流器得到的电能是否在预先设定的范围内，以及如果在预先设定的范围内，通过调控控制开关从整流器向逆变器20提供电能。如果来自于整流器的电能不在预先设定的范围内，可能由 于“熄灭”或“中断”状态，或由于动力高峰，则控制器调控控制开关从电池向逆变器20提供直流电。 

UPS10的逆变器20接收直流电并将直流电转换为交流电，以及将交流电控制在预先设定的规格之内。逆变器20向隔离变压器22提供受控的交流电。隔离变压器用于增加或减少来自于逆变器的交流电的电压，并为负载与UPS之间提供隔离。隔离变压器是典型的可选择的装置，其使用主要取决于UPS输出电流的规格。依靠电池的容量和负载的电力需求，UPS10能在短暂的电源下降时为负载或者延伸的电能储运损耗提供电能。 

有备用的控制特征的模块UPS系统也是人们所知道的，而且美国第5,982,652号专利文件描述了这种系统，其内容并入本文作为参考。在典型的模块UPS系统中，附加的电能模块和电池模块能够被添加到UPS系统中，用于提供增加的输出电能和延长电池的运行时间。 

人们已经知道，在UPS系统中分相位电能输入和输出的用途。在典型的分相位UPS中，UPS的输入端口被配置用于接收来自交流电能系统的两相位和中性电能，并在UPS的输出端口处提供两相位和中性电能。通常，因为能够支持许多不同的输出电流规格，分相位系统对于用户具有更大的灵活性。一般情况下，当分相位系统具有更大灵活性时，典型地是，这些系统需要更加复杂的控制系统。 

更进一步，当交流电能不能够得到的时候，使得UPS处于电能下降的状态，和重新启动UPS常常是人们所需要的。具有这种能力的模块系统是人们所知道的，其包括能够从West Kington，RI的美国能量转换公司得到的系统。在高能模块系统里，在电能下降模式期间，重新启动UPS常常很难防止电池的泄漏，以及人们需要将发生在电池上的泄漏降低到最小。 

发明内容

本发明的实施方案提供了对UPS系统的改善，如上文中所描述的，尤其是，本发明的一些实施方案为具有分相位的电能输入和输出的UPS系统提供经改进的控制系统。 

本发明的第一方面集中在电能供给系统。所述的电能供给系统包括机座，用于接收来自于电源的输入电能的电能输入端口，向负载提供输出电能的电能输出端口，至少一个安装在机座上的电池模块，该电池模块具有提供电池电能的电池输出端口，至少一个安装在机座上的电能模块，该电能模块与电能输入端口耦合以接收输入的，与电池输出端口耦合以接收电池的电能，和与电能输出端口耦合用于提供来自至少电池电能与输入的电能之一的输出电能，与至少一个电能模块耦合的第一控制器，和实质上类似于第一控制器的第二控制器，所述第二控制器与第一控制器耦合，并与至少一个电能模块耦合。第一控制器和第二控制器中的每一个都被配置用于确定电能供给系统的运行参数，并存储由第一控制器确定的第一套参数和由第二控制器确定的第二套参数。