[發明專利]具有逆變器、充電器和有源濾波器的不間斷電源

在審

• 申請號: 201380076220.6
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN105164890A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: H·N·阮
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司;有限責任合伙企業
• 主分類號: H02J9/00
• 分類號: H02J9/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張揚;王英

背景技術

不間斷電源(uninterruptiblepowersupply)是當電源可能發生故障時向負載提供電力的電氣設備。不間斷電源用于使數據中心、計算機和/或服務器的損失最小。

附圖說明

在附圖中，類似的附圖標記指代類似的組件或框。下面的具體實施方式參照這些附圖，其中：

圖1是一種示例性不間斷電源的框圖，該不間斷電源包括用于接收輸入功率并向負載輸送輸出功率的集成電路和電池，該集成電路還包括充電器、逆變器和有源濾波器；

圖2A是用于不間斷電源的示例性三相電力線的圖，其中該不間斷電源包括用于接收輸入功率并向負載輸送輸出功率的控制器、電池和集成電路；

圖2B是通過開關耦合到電池的集成電路的示例性結構的圖；

圖2C是示出了各種條件事件的示例性數據表，在各種條件事件中，控制器針對指定的門限來對輸出功率進行監測；

圖3是用于由充電器接收輸入功率、由逆變器輸送輸出功率、以及由有源濾波器補償與輸入功率相對應的功率因數的示例性方法的流程圖；

圖4是用于由充電器接收輸入功率、由逆變器輸送輸出功率、由有源濾波器補償與輸入功率相對應的功率因數、以及對輸出功率進行檢測以判斷輸出功率是高于還是低于門限的示例性方法的流程圖；

圖5是用于同時地操作以下各項中的至少兩項的示例性方法的流程圖：充電器、逆變器和有源濾波器；以及

圖6是一種具有處理器的示例性計算設備的框圖，該處理器用于執行機器可讀存儲介質中的指令以用于：由充電器接收輸入功率、由逆變器輸送輸出功率、以及由有源濾波器補償功率因數。

具體實施方式

電源系統內的不間斷電源通過向負載供應能量，來提供保護使輸入功率免受中斷。可以使用具有各種功能的不間斷電源(UPS)；但是，UPS可以包括對這些功能的單獨轉換。這些功能可以包括但不應當限于：有源濾波器、充電器和/或逆變器。這些組件是彼此之間單獨存在的，從而產生彼此之間的不相容性(mutualexclusiveness)。例如，充電器可以在電池需要充電時進行工作，但在該充電時間期間，由于電源可能不能夠支持負載，因此逆變器和有源濾波器可能不能進行操作。因此，UPS在給定的時間可能不能操作一個以上的給定功能。此外，UPS可以向源輸送負載功率因數。低負載功率因數增加輸入電流。功率因數根據負載的類型而發生變化。因此，將有源濾波器使用成單獨的外部校正，以校正負載的功率因數。此外，這些組件的分離增加了電源系統的空間和成本。

為了解決這些問題，本文所公開的例子提供了一種不間斷電源(UPS)，該不間斷電源包括用于接收輸入功率的集成電路。該集成電路包括：充電器，其用于對電池進行充電；逆變器，其用于將輸出功率從電池輸送到負載；以及有源濾波器，其用于補償與輸入功率相關聯的功率因數。將這些組件中的每個組件包括到集成電路中，提供了UPS的另外功能而無需增加成本和空間。此外，將這些組件中的每個組件包括在集成電路中，使得UPS能夠提供三種不同的功能，而無需增加單獨的外部組件。

此外，將這些組件集成到電路中，使得UPS能夠在任何給定的時間操作這些組件中的至少兩個組件。這提供了這些組件的相容性(mutualinclusiveness)，在這種相容性下，與三個單獨的電路相對，這些組件(即，充電器、逆變器和有源濾波器)中的至少兩個組件可以一起操作。

在另一種實現方式中，本文的例子提供了該集成電路用于同時地一起操作這些組件中的至少兩個組件。一起操作這些組件(即，充電器、逆變器和有源濾波器)中的至少兩個組件，為UPS提供了效率特征，使得與每個組件相對應的功能可以同時地操作。

在另外的例子中，輸入功率是三相輸入的一部分并且充電器是三相充電器。提供三相充電器使得UPS能夠在接收三相之中的輸入功率(例如，電流)時對自身進行平衡。例如，在三相應用中，電池充電器可能從單相來吸收其輸入功率，這造成了三相電力線之中的輸入功率的不平衡。在該例子中，電池可能接收三相電力線之中的總輸入功率的三分之一，并且可能不能夠支持負載。三相充電器使得UPS能夠利用三相電力線來支持負載。