BE1024409B1

BE1024409B1 - Uninterruptible power supply

Info

Publication number: BE1024409B1
Application number: BE2017/5276
Authority: BE
Inventors: Daniel Knoop; Irene Marschke
Original assignee: Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2018-11-22

Abstract

The disclosure comprises an uninterruptible power supply (UPS) (100) for an electrical load, having a first current path (101) and a second current path (103), which are designed to supply the electrical consumer with electrical energy to a first switch (105). formed to interrupt the first current path (101), a voltage converter (107) for limiting a current intensity of an electric current, the voltage converter (107) being disposed in the second current path (103); and a controller (109) configured to, upon reaching a high current limit of the electrical current in the first current path (103), open the first switch (105) too often to electrically interrupt the first current path (101) and the current limiting current Above the voltage converter (107) to drive.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) zur Versorgung eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie.The present disclosure relates to an uninterruptible power supply (UPS) for supplying an electrical load with electrical energy.

In einer herkömmlichen USV wird der elektrische Verbraucher über einen Versorgungsnetzanschluss mit elektrischer Energie versorgt und bei Ausfall des Versorgungsnetzanschlusses wird der elektrische Verbraucher beispielsweise über einen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt. Durch den elektrischen Verbraucher kann jedoch ein elektrischer Strom fließen, dessen Stromstärke oberhalb eines Stromstärkegrenzwertes der USV liegt. Eine herkömmliche USV unterbricht in diesem Fall üblicherweise die Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie, um eine Beschädigung der USV und/oder des Verbrauchers zu verhindern. Eine derartige Unterbrechung der Energieversorgung ist jedoch nicht wünschenswert.In a conventional UPS, the electrical load is supplied via a power supply connection with electrical energy and in case of failure of the power supply connection, the electrical load is supplied, for example via an energy storage with electrical energy. However, an electrical current can flow through the electrical load whose current exceeds a current limit of the UPS. A conventional UPS in this case usually interrupts the supply of the electrical load with electrical energy to prevent damage to the UPS and / or the consumer. However, such an interruption of the power supply is not desirable.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine effiziente USV zu schaffen, bei welcher die Versorgung des Verbrauchers mit elektrischer Energie nicht unterbrochen wird.It is the object of the present disclosure to provide an efficient UPS in which the supply of the consumer with electrical energy is not interrupted.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.This object is solved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments are subject of the dependent claims, the description and the accompanying figures.

Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch eine USV, welche einen Spannungswandler aufweist, über welchen ein an die USV angeschlossener elektrischer Verbraucher mit elektrischer Energie versorgt werden kann, gelöst werden kann, wobei der Spannungswandler ausgebildet ist, die dem elektrischen Verbraucher bereitgestellte elektrische Spannung zu ändern und/oder den elektrischen Strom, welcher durch den elektrischen Verbraucher fließt zu begrenzen.The present disclosure is based on the finding that the above object can be achieved by a UPS having a voltage converter, via which an electrical load connected to the UPS can be supplied with electrical energy, wherein the voltage converter is formed, the electrical To change consumers supplied electrical voltage and / or to limit the electrical current flowing through the electrical load.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung eine USV für einen elektrischen Verbraucher, mit einem ersten Strompfad und einem zweiten Strompfad, welche ausgebildet sind, den elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen, einem ersten Schalter, welcher ausgebildet ist, den ersten Strompfad zu unterbrechen, einem Spannungswandler zur Begrenzung einer Stromstärke eines elektrischen Stroms, wobei der Spannungswandler in dem zweiten Strompfad angeordnet ist, und einer Steuerung, welche ausgebildet ist, bei Erreichung eines Stromstärkegrenzwertes des elektrischen Stroms in dem ersten Strompfad den ersten Schalter zu öffnen, um den ersten Strompfad elektrisch zu unterbrechen und den elektrischen Strom zur Strombegrenzung über den Spannungswandler zu führen.According to a first aspect, the disclosure relates to a UPS for an electrical load, having a first current path and a second current path, which are designed to supply the electrical load with electrical energy to a first switch, which is designed to interrupt the first current path, a voltage converter for limiting a current intensity of an electric current, wherein the voltage converter is arranged in the second current path, and a controller, which is designed to open the first switch upon reaching a current limit value of the electric current in the first current path to electrically connect the first current path to interrupt and to guide the electric current to the current limiting via the voltage converter.

Der an die USV angeschlossene elektrische Verbraucher kann während des Betriebs die Stromstärke des durch den elektrischen Verbraucher fließenden elektrischen Stroms ändern. Die Stromstärke des elektrischen Stroms kann insbesondere durch einen Kurzschluss in dem elektrischen Verbraucher erhöht sein. Bei einer gleichbleibenden elektrischen Spannung an dem elektrischen Verbraucher steigt dadurch die elektrische Leistung, welche von der USV an den elektrischen Verbraucher geliefert wird. Bei Überschreiten des Stromstärkegrenzwertes kann eine elektrische Energieversorgung des Verbrauchers mit reduzierter elektrischer Leistung realisiert sein, indem von dem ersten Strompfad zu dem zweiten Strompfad geschaltet wird.The electrical load connected to the UPS may change the current intensity of the electrical current flowing through the electrical load during operation. The current intensity of the electrical current can be increased in particular by a short circuit in the electrical load. With a constant electrical voltage at the electrical load thereby increases the electrical power that is supplied by the UPS to the electrical load. When the current limit value is exceeded, an electrical energy supply of the consumer can be realized with reduced electrical power by switching from the first current path to the second current path.

Der Spannungswandler kann den durch den elektrischen Verbraucher fließenden Strom begrenzen, die Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie wird jedoch auch bei Überschreiten des Stromstärkegrenzwertes aufrechterhalten. Der Spannungswandler kann die Stromstärke des elektrischen Stroms anpassen, sodass der elektrische Strom mit einer Stromstärke unterhalb des Stromstärkegrenzwertes durch den zweiten Strompfad und/oder den elektrischen Verbraucher fließen kann.The voltage converter can limit the current flowing through the electrical load current, the supply of the electrical load with electrical energy is maintained even when the current limit value is exceeded. The voltage converter can adjust the current intensity of the electric current so that the electric current with a current intensity below the current limit value can flow through the second current path and / or the electrical load.

In einer Ausführungsform ist der erste Schalter in dem ersten Strompfad angeordnet.In one embodiment, the first switch is disposed in the first current path.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass bei einem öffnen des ersten Schalters der erste Strompfad unterbrochen werden kann und ein elektrischer Strom über den Spannungswandler in dem zweiten Strompfad zu dem elektrischen Verbraucher fließen kann. In dieser Ausführungsform kann der Schalter eine geöffnete und eine geschlossene Schalterstellung aufweisen.As a result, the advantage is achieved that when the first switch is opened, the first current path can be interrupted and an electric current can flow via the voltage transformer in the second current path to the electrical load. In this embodiment, the switch may have an open and a closed switch position.

Der erste Schalter kann dem ersten und zweiten Strompfad vorgeschaltet sein und insbesondere zwischen dem ersten und dem zweiten Strompfad umschalten. Der erste Schalter kann als ein Y-Umschalter ausgebildet sein, welcher beispielsweise dauerhaft mit der Energiequelle verbunden sein kann und in einer ersten Schalterstellung eine elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle und dem ersten Strompfad realisiert und in einer zweiten Schaitersteliung eine elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle und dem zweiten Strompfad realisiert.The first switch may be connected upstream of the first and second current paths and, in particular, switch over between the first and the second current paths. The first switch may be formed as a Y-switch, which may for example be permanently connected to the power source and realized in a first switch position, an electrical connection between the power source and the first current path and in a second Schaitersteliung an electrical connection between the power source and the realized second rung.

In einer Ausführungsform sind der erste Strompfad und der zweite Strompfad parallel geschaltet.In one embodiment, the first current path and the second current path are connected in parallel.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie entweder über den ersten Strompfad und/oder über den zweiten Strompfad erfolgen kann. Das Verhältnis der Stromstärke des elektrischen Stroms zwischen dem ersten Strompfad und dem zweiten Strompfad kann durch das Verhältnis des elektrischen Widerstands des ersten Strompfades zu dem elektrischen Widerstand des zweiten Strompfades bestimmt sein.As a result, the advantage is achieved that the supply of the electrical load can be done with electrical energy either via the first current path and / or via the second current path. The ratio of the current intensity of the electric current between the first current path and the second current path may be determined by the ratio of the electrical resistance of the first current path to the electrical resistance of the second current path.

In einer Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, den ersten Schalter bei Unterschreitung des Stromstärkegrenzwertes zu schließen, um den ersten Strompfad in die Energieversorgung einzubinden.In one embodiment, the controller is configured to close the first switch when the current limit value is undershot in order to integrate the first current path into the power supply.

Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der zweite Strompfad und somit der Spannungswandler nur an der Energieversorgung eines elektrischen Verbrauchers beteiligt sein können, wenn die Stromstärke des elektrischen Stroms den Stromstärkegrenzwert überschreitet. Bei einem Unterschreiten des Stromstärkegrenzwertes kann die elektrische Energieversorgung über den ersten Strompfad realisiert sein.Thereby, the advantage is achieved that the second current path and thus the voltage converter can be involved only in the power supply of an electrical load when the current intensity of the electric current exceeds the current limit. If the current limit value is undershot, the electrical power supply can be realized via the first current path.

In einer Ausführungsform ist der Spannungswandler ein Gleichspannungswandler.In one embodiment, the voltage converter is a DC-DC converter.

Die USV kann insbesondere ausgebildet sein den elektrischen Verbraucher mit einer Gleichspannung zu versorgen, sodass der Gleichspannungswandler die Stromstärke eines elektrischen Gleichspannungsstroms reduzieren kann.The UPS may in particular be designed to supply the electrical load with a DC voltage, so that the DC-DC converter can reduce the current intensity of a DC electrical current.

In einer Ausführungsform ist der Spannungswandler ein Tiefsetzsteller zur Spannungsreduktion.In one embodiment, the voltage converter is a buck converter for voltage reduction.

Ein Tiefsetzsteller kann eine ihm zugeführte elektrische Spannung auf einen niedrigeren Spannungswert reduzieren, wobei die reduzierte Spannung dem elektrischen Verbraucher bereitgestellt sein kann. Durch das Reduzieren der elektrischen Spannung kann auch der elektrische Strom, welcher durch den elektrischen Verbraucher fließt, reduziert sein.A buck converter can reduce an electrical voltage supplied to it to a lower voltage value, wherein the reduced voltage can be provided to the electrical consumer. By reducing the electrical voltage and the electric current flowing through the electrical load can be reduced.

In einer Ausführungsform ist der erste Schalter elektrisch parallel zu dem Spannungswandler angeordnet.In one embodiment, the first switch is arranged electrically parallel to the voltage converter.

Ist der erste Schalter geschlossen, kann ein elektrischer Strom beispielsweise von einer Energiequelle über den ersten Schalter direkt zu dem elektrischen Verbraucher fließen. Dies erreicht den Vorteil, dass für eine Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie ohne eine Begrenzung der Stromstärke des zu dem elektrischen Verbraucher fließenden elektrischen Stroms ohne weitere elektrische Bauteile, insbesondere ohne den Spannungswandler erfolgen kann. Dadurch können Verluste bei der Übertragung von elektrischer Energie durch die USV vorteilhaft reduziert sein.If the first switch is closed, an electric current can flow, for example, from a power source via the first switch directly to the electrical load. This achieves the advantage that can be carried out for a supply of the electrical load with electrical energy without a limitation of the current intensity of the current flowing to the electrical load electrical power without further electrical components, in particular without the voltage converter. This can advantageously reduce losses in the transmission of electrical energy through the UPS.

Ist der erste Schalter geöffnet, kann der elektrisch parallel angeordnete Spannungswandler im Vergleich zu dem geöffneten ersten Schalter einen geringeren elektrischen Widerstand aufweisen, sodass ein elektrischer Strom beispielsweise von einer Energiequelle über den Spannungswandler zu dem elektrischen Verbraucher fließen kann. Dies erreicht den Vorteil, dass der elektrische Strom oder die elektrische Spannung, welche dem elektrischen Verbraucher bereitgestellt sein kann, durch den Spannungswandler geändert werden kann. Insbesondere kann die Stromstärke des elektrischen Stroms angepasst werden.If the first switch is opened, the voltage converter arranged in parallel in parallel with respect to the opened first switch can have a lower electrical resistance so that an electric current can flow, for example, from a power source via the voltage converter to the electrical load. This achieves the advantage that the electric current or the electrical voltage that can be provided to the electrical load can be changed by the voltage converter. In particular, the current intensity of the electric current can be adjusted.

In einer Ausführungsform umfasst der erste Schalter einen oder eine Mehrzahl von Metall-Oxid-Feldeffekt-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) oder mindestens ein Relais.In an embodiment, the first switch comprises one or a plurality of metal oxide field effect semiconductor field effect transistor (MOSFET) or at least one relay.

Der erste Schalter kann durch einen Transistor, insbesondere einen MOSFET, gebildet sein, welcher einen schnellen und effizienten Schaltvorgang ermöglicht. Der erste Strompfad kann mit dem Transistor elektrisch getrennt werden ohne eine physische Auftrennung des ersten Strompfades zu bewirken. Dies erreicht den Vorteil, dass der Schalter vorteilhaft mit einer anliegenden elektrischen Spannung geschaltet werden kann. Der Transistor kann gegenüber einem mechanischen und/oder elektro-mechanischem Schalter eine erhöhte Lebensdauer und Schaltgeschwindigkeit aufweisen.The first switch can be formed by a transistor, in particular a MOSFET, which enables a fast and efficient switching operation. The first current path can be electrically isolated with the transistor without causing a physical separation of the first current path. This achieves the advantage that the switch can advantageously be switched with an applied electrical voltage. The transistor may have an increased life and switching speed compared to a mechanical and / or electro-mechanical switch.

Der erste Schalter kann durch ein elektro-mechanisches Relais gebildet sein, welches den ersten Strompfad physisch trennt. Das elektromechanische Relais kann gegenüber einem Transistor den Vorteil eines geringeren Kontaktübergangswiderstands, eines höheren Isolationswiderstands und/oder einer höheren Einschaltleistung aufweisen.The first switch may be formed by an electro-mechanical relay which physically separates the first current path. The electromechanical relay may have the advantage over a transistor of a lower contact resistance, a higher insulation resistance and / or a higher turn-on.

Der erste Schalter kann durch ein Halbleiterrelais gebildet sein, welches mittels eines Transistors, Thyristors und/oder Triacs realisiert sein kann. Durch die Abwesenheit beweglicher mechanischer Bauteile kann das Halbleiterrelais gegenüber dem elektromechanischen Relais eine höhere Lebensdauer aufweisen und/oder für eine hohe Anzahl an Schaltvorgängen geeignet sein. Ein Halbleiterrelais kann beispielsweise eine Wechselspannung während des Nulldurchgangs schalten.The first switch may be formed by a semiconductor relay, which may be realized by means of a transistor, thyristor and / or triac. Due to the absence of movable mechanical components, the semiconductor relay can have a longer service life relative to the electromechanical relay and / or be suitable for a large number of switching operations. For example, a semiconductor relay may switch an AC voltage during the zero crossing.

In einer Ausführungsform weist die USV zumindest eine Energiequelle, insbesondere einen Versorgungsnetzanschluss und/oder einen Energiespeicher, zur elektrischen Energieversorgung des Verbrauchers auf, wobei der erste Strompfad und der zweite Strompfad mit der Energieversorgung, insbesondere mittels des ersten Schalters, verbindbar oder verbunden sind.In one embodiment, the UPS has at least one energy source, in particular a supply network connection and / or an energy store, for the electrical energy supply of the consumer, wherein the first current path and the second current path can be connected or connected to the energy supply, in particular by means of the first switch.

Eine USV kann eine kontinuierliche Versorgung eines elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie realisieren. Die USV kann dazu elektrische Energie aus einem Versorgungsnetzanschluss beziehen und an den elektrischen Verbraucher weiterleiten. Weiterhin kann die USV ausgebildet sein, zu erfassen, ob eine Energieversorgung des elektrischen Verbrauchers über den Versorgungsnetzanschluss möglich ist. Falls eine Energieversorgung über den Versorgungsnetzanschluss nicht möglich sein sollte, kann die USV den elektrischen Verbraucher über eine alternative Energiequelle mit elektrischer Energie versorgen. Eine solche alternative Energiequelle kann beispielsweise ein Energiespeicher, insbesondere ein USV-interner Energiespeicher, sein. Das Umschalten der Energieversorgung von dem Versorgungsnetzanschluss zu dem Energiespeicher kann insbesondere unterbrechungsfrei realisiert sein.A UPS can realize a continuous supply of electrical energy to an electrical consumer. The UPS can draw electrical energy from a supply network connection and forward it to the electrical consumer. Furthermore, the UPS can be designed to detect whether a power supply of the electrical load via the power supply connection is possible. If power is not available through the utility grid, the UPS can supply the electrical load with electrical energy through an alternative source of energy. Such an alternative energy source can be, for example, an energy store, in particular a UPS-internal energy store. The switching of the power supply from the power grid connection to the energy storage can be realized in particular without interruption.

In einer Ausführungsform umfasst die USV einen dritten Strompfad und einen vierten Strompfad, welche ausgebildet sind den ersten Strompfad und den zweiten Strompfad mit elektrischer Energie von dem Energiespeicher zu versorgen, wobei der dritte Strompfad und der vierte Strompfad dem ersten Strompfad und dem zweiten Strompfad elektrisch vorgeschaltet sind, wobei der Energiespeicher dem dritten Strompfad und dem vierten Strompfad elektrisch vorgeschaltet ist, einen weiteren Spannungswandler zur Begrenzung einer Stromstärke eines elektrischen Stroms, wobei der weitere Spannungswandler in dem vierten Strompfad angeordnet ist, und einen zweiten Schalter, welcher ausgebildet ist, den dritten Strompfad zu schließen.In one embodiment, the UPS includes a third current path and a fourth current path configured to supply the first current path and the second current path with electrical energy from the energy store, the third current path and the fourth current path electrically connected upstream of the first current path and the second current path are, wherein the energy storage is electrically connected upstream of the third current path and the fourth current path, another voltage converter for limiting a current intensity of an electric current, wherein the further voltage converter is arranged in the fourth current path, and a second switch, which is formed, the third current path close.

Der weitere Spannungswandler in dem vierten Strompfad kann insbesondere geeignet sein dem Energiespeicher eine angepasste Spannung bereitzustellen, um den Energiespeicher mit elektrischer Energie aufzuladen. Diese elektrische Energie kann beispielsweise durch den Versorgungsnetzanschluss bereitgestellt sein. Wird der elektrische Verbraucher nicht durch den Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt, kann der Energiespeicher durch den Versorgungsnetzanschluss mit elektrischer Energie aufgeladen werden. Der dritte Strompfad kann während eines Aufladens des Energiespeichers durch den zweiten Schalter geöffnet sein, sodass kein elektrischer Strom über den dritten Strompfad fließen kann. Der Energiespeicher kann ausgebildet sein, gleichzeitig über den Versorgungsnetzanschluss mit elektrischer Energie geladen zu werden und den elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen.The further voltage converter in the fourth current path can be particularly suitable for providing the energy store with an adapted voltage in order to charge the energy store with electrical energy. This electrical energy can be provided, for example, by the power supply connection. If the electrical load is not supplied with electrical energy by the energy store, the energy store can be charged with electrical energy through the supply grid connection. The third current path may be open during charging of the energy storage by the second switch, so that no electric current can flow over the third current path. The energy storage device can be configured to be charged with electrical energy simultaneously via the supply network connection and to supply the electrical consumer with electrical energy.

Um den elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie von dem Energiespeicher zu versorgen, kann der dritte Strompfad durch den zweiten Schalter geschlossen werden, sodass ein elektrischer Strom über den dritten Strompfad fließen kann. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie nicht über den vierten Strompfad mit dem weiteren Spannungswandler erfolgt, sodass elektrische Verlustleistungen, welche in dem Spannungswandler auftreten können vorteilhaft reduziert werden können.In order to supply the electrical load with electrical energy from the energy store, the third current path can be closed by the second switch, so that an electric current can flow over the third current path. As a result, the advantage is achieved that the electrical consumer is not supplied with electrical energy via the fourth current path with the further voltage converter, so that electrical power losses, which can occur in the voltage converter, can advantageously be reduced.

Der weitere Spannungswandler kann durch die Steuerung derart gesteuert werden, dass das Aufladen des Energiespeichers mit elektrischer Energie vorteilhaft, insbesondere den Energiespeicher schonend, erfolgt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Lebensdauer des Energiespeichers verlängert werden kann und/oder die Speicherkapazität des Energiespeichers erhalten werden kann.The further voltage converter can be controlled by the controller so that the charging of the energy storage with electrical energy advantageous, especially the energy storage gently takes place. Thereby, the advantage is achieved that the life of the energy storage can be extended and / or the storage capacity of the energy storage can be obtained.

In einer Ausführungsform ist der weitere Spannungswandler elektrisch parallel zu dem zweiten Schalter angeordnet.In one embodiment, the further voltage converter is arranged electrically parallel to the second switch.

Ist der zweite Schalter geschlossen, kann ein elektrischer Strom von dem Energiespeicher über den ersten Schalter und/oder den Spannungswandler zu dem elektrischen Verbraucher fließen. . Dies erreicht den Vorteil, dass für eine Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie ohne weitere elektrische Bauteile, insbesondere ohne den Spannungswandler und/oder den weiteren Spannungswandler realisiert sein kann. Dadurch können Verluste bei der Übertragung von elektrischer Energie durch die USV vorteilhaft reduziert sein.If the second switch is closed, an electric current can flow from the energy store via the first switch and / or the voltage converter to the electrical load. , This achieves the advantage that can be realized for a supply of the electrical load with electrical energy without further electrical components, in particular without the voltage converter and / or the other voltage converter. This can advantageously reduce losses in the transmission of electrical energy through the UPS.

Ist der zweite Schalter geöffnet, kann der elektrisch parallel angeordnete weitere Spannungswandler im Vergleich zu dem geöffneten zweiten Schalter einen geringeren elektrischen Widerstand aufweisen, sodass ein elektrischer Strom von dem Versorgungsnetzanschluss über den weiteren Spannungswandler zu dem Energiespeicher fließen kann. Dies erreicht den Vorteil, dass der elektrische Strom und/oder die elektrische Spannung, welche dem Energiespeicher durch den Versorgungsnetzanschluss bereitgestellt sein kann, durch den weiteren Spannungswandler geändert werden kann. Insbesondere kann die elektrische Stromstärke und/oder der Betrag der elektrischen Spannung der zu dem Energiespeicher übertragenen elektrischen Energie angepasst werden.If the second switch is opened, the further voltage converter arranged electrically in parallel can have a lower electrical resistance than the opened second switch, so that an electric current can flow from the supply network connection via the further voltage converter to the energy store. This achieves the advantage that the electrical current and / or the electrical voltage, which can be provided to the energy store by the supply network connection, can be changed by the further voltage converter. In particular, the electrical current strength and / or the magnitude of the electrical voltage of the electrical energy transmitted to the energy store can be adjusted.

In einer Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, bei Erreichung eines Entladegrenzwertes der elektrischen Energie des Energiespeichers den weiteren Spannungswandler zu steuern, um den Energiespeicher über den weiteren Spannungswandler mit elektrischer Energie zu versorgen.In one embodiment, the controller is designed to control the further voltage converter upon reaching a discharge limit value of the electrical energy of the energy store in order to supply the energy store with electrical energy via the further voltage converter.

Der Entladegrenzwert kann beispielsweise über die Ausgangsspannung des Energiespeichers bestimmt sein. Die Steuerung kann das Aufladen des Energiespeichers steuern, um die zur Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie zu maximieren und/oder die Energiespeicherkapazität des Energiespeichers zu erhalten.The discharge limit value can be determined, for example, via the output voltage of the energy store. The controller may control charging of the energy storage to maximize the electrical energy stored in the energy storage to supply the electrical load and / or maintain the energy storage capacity of the energy storage.

In einer Ausführungsform ist die Steuerung ausgebildet, den zweiten Schalter zu schließen, um elektrischen Strom über den dritten Strompfad zu dem elektrischen Verbraucher zu leiten.In one embodiment, the controller is configured to close the second switch to direct electrical current across the third current path to the electrical load.

Durch Schließen des zweiten Schalters kann elektrische Energie von dem Energiespeicher zu dem ersten und/oder zweiten Strompfad transportiert werden und über den ersten und/oder zweiten Strompfad zu dem elektrischen Verbraucher transportiert werden.By closing the second switch, electrical energy can be transported from the energy store to the first and / or second current path and transported via the first and / or second current path to the electrical consumer.

In einer Ausführungsform weist die USV einen dritten Schalter auf, welcher den Strompfaden elektrisch vorgeschaltet ist, um die Strompfade schaltbar mit einer Energiequelle zu verbinden.In one embodiment, the UPS has a third switch electrically connected upstream of the current path for switchably connecting the current paths to a power source.

Der dritte Schalter kann ausgebildet sein den Versorgungsnetzanschluss mit den Strompfaden zu verbinden. Insbesondere kann der dritte Schalter dauerhaft mit dem Spannungswandler und/oder dem weiteren Spannungswandler elektrisch verbunden sein. Der dritte Schalter kann in einer Schalterstellung die Strompfade von dem Versorgungsnetzanschluss elektrisch trennen, wobei eine Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie von dem Energiespeicher erfolgen kann.The third switch can be designed to connect the power supply connection with the current paths. In particular, the third switch can be permanently electrically connected to the voltage converter and / or the further voltage converter. In a switch position, the third switch can electrically disconnect the current paths from the supply network connection, it being possible for the electrical consumer to be supplied with electrical energy from the energy store.

In einer Ausführungsform weist die USV ferner ein Strommessgerät zur Messung der Stromstärke des elektrischen Stroms auf.In one embodiment, the UPS further includes an ammeter for measuring the magnitude of the electric current.

Ein Messwert der Stromstärke des elektrischen Stroms, welcher von dem Strommessgerät erfasst sein kann, kann der Steuerung zugeführt sein. Die Steuerung kann ausgebildet sein diesen Messwert mit einem Stromstärkegrenzwert zu vergleichen und insbesondere bei Überschreiten des Stromstärkegrenzwertes durch den Messwert den ersten Schalter und/oder den Spannungswandler zu steuern, um die Stromstärke des elektrischen Stroms zu reduzieren. Dies kann durch Öffnen des ersten Schalters realisiert sein, sodass elektrische Energie von einer Energiequelle über den Spannungswandler transportiert wird, welcher die Stromstärke des elektrischen Stroms vorteilhaft reduzieren kann. Dadurch kein ein fortlaufender Betrieb der USV realisiert sein, da der Stromstärkegrenzwert nicht dauerhaft überschritten wird.A measured value of the current intensity of the electric current, which may be detected by the ammeter, may be supplied to the controller. The controller can be configured to compare this measured value with a current limiting value and in particular to control the first switch and / or the voltage converter when the current limiting value is exceeded by the measured value in order to reduce the current intensity of the electrical current. This can be realized by opening the first switch, so that electrical energy is transported by a power source via the voltage converter, which can advantageously reduce the current intensity of the electric current. As a result, no continuous operation of the UPS can be realized because the current limit is not permanently exceeded.

In einer Ausführungsform ist das Strommessgerät dem ersten Schalter elektrisch nachgeschaltet oder vorgeschaltet.In one embodiment, the current measuring device is connected downstream of the first switch or upstream.

Vorteilhafterweise kann das Strommessgerät in einen Strompfad eingebunden sein, welcher in jedem Betriebszustand der USV an der Energieversorgung des elektrischenAdvantageously, the current measuring device can be integrated in a current path, which in each operating state of the UPS to the power supply of the electrical

Verbrauchers mit elektrischer Energie beteiligt ist. Das Strommessgerät kann elektrisch in Serie zu dem ersten, zweiten, dritten und/oder vierten Strompfad geschaltet sein.Consumer is involved with electrical energy. The ammeter may be electrically connected in series with the first, second, third and / or fourth current paths.

Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:Further embodiments will be explained with reference to the accompanying figures. Show it:

Fig. 1 eine unterbrechungsfreie Stromversorgung gemäß einer Ausführungsform;1 shows an uninterruptible power supply according to an embodiment;

Fig. 2 einen Spannungswandler gemäß einer Ausführungsform2 shows a voltage converter according to one embodiment

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der USV 100 für einen elektrischen Verbraucher, mit einem ersten Strompfad 101 und einem zweiten Strompfad 103, welche ausgebildet sind den elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen, einem ersten Schalter 105, welcher ausgebildet ist, den ersten Strompfad 101 zu unterbrechen, einem Spannungswandler 107 zur Begrenzung einer Stromstärke eines elektrischen Stroms, wobei der Spannungswandler 107 in dem zweiten Strompfad 103 angeordnet ist und einer Steuerung 109, welche ausgebildet ist, bei Erreichung eines Stromstärkegrenzwertes des elektrischen Stroms in dem ersten Strompfad 101 den ersten Schalter 105 zu öffnen, um den ersten Strompfad 101 elektrisch zu unterbrechen und den elektrischen Strom zur Strombegrenzung über den Spannungswandler 107 zu führen.1 shows a schematic representation of the UPS 100 for an electrical load, with a first current path 101 and a second current path 103, which are designed to supply the electrical load with electrical energy, a first switch 105, which is formed, the first current path 101, a voltage converter 107 for limiting a current of an electric current, the voltage converter 107 is disposed in the second current path 103 and a controller 109, which is formed upon reaching a current limit value of the electric current in the first current path 101, the first switch 105 to electrically interrupt the first current path 101 and to conduct the electric current for current limiting via the voltage converter 107.

Eine erste funktionale Gruppe bestehend aus dem Spannungswandler 107, dem ersten Schalter 105, dem Strommessgerät 125, dem ersten Strompfad 101, dem zweiten Strompfad 103 und einem Spannungsmessgerät 127 kann für die Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie ausgebildet sein. Die Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie kann in einer ersten Schalterstellung des ersten Schalters 105 über den ersten Schalter 105 und den ersten Strompfad 101 und in einer zweiten Schalterstellung des ersten Schalters 105 über den Spannungswandler 107 und den zweiten Strompfad 103 erfolgen. Das Strommessgerät 125 ist ausgebildet den dem elektrischen Verbraucher zugeführten elektrischen Strom zu messen und das Spannungsmessgerät 127 ist ausgebildet die dem elektrischen Verbraucher zugeführte elektrische Spannung zu messen. Der Stromstärkemesswert des Strommessgeräts 125 und der Spannungsmesswert des Spannungsmessgeräts 127 können der Steuerung 109 zugeführt sein, sodass der Steuerung 109 eine Information über die dem elektrischen Verbraucher bereitgestellte elektrische Leistung zugeführt sein kann. Diese erste funktionale Gruppe kann über den dritten Schalter 115 mit einer Energiequelle, insbesondere einem Versorgungsnetzanschluss 111 verbunden sein.A first functional group consisting of the voltage converter 107, the first switch 105, the ammeter 125, the first current path 101, the second current path 103 and a voltage measuring device 127 may be designed to supply the electrical load with electrical energy. The electrical consumer can be supplied with electrical energy in a first switch position of the first switch 105 via the first switch 105 and the first current path 101 and in a second switch position of the first switch 105 via the voltage converter 107 and the second current path 103. The current measuring device 125 is designed to measure the electric current supplied to the electrical load and the voltage measuring device 127 is designed to measure the electrical load supplied to the electrical voltage. The current measurement value of the current measuring device 125 and the voltage measurement value of the voltage measuring device 127 can be supplied to the controller 109, so that the controller 109 can be supplied with information about the electrical power supplied to the electrical consumer. This first functional group can be connected via the third switch 115 to a power source, in particular a power supply connection 111.

Die Versorgung des elektrischen Verbrauchers mit elektrischer Energie durch den Versorgungsnetzanschluss 111 kann durch eine zweite funktionale Gruppe ergänzt sein, welche den zweiten Schalter 121, den weiteren Spannungswandler 123, den dritten Strompfad 117, den vierten Strompfad 119, ein weiteres Spannungsmessgerät 131 und den Energiespeicher 113 umfasst. Ist die elektrische Verbindung zu dem Versorgungsnetzanschluss 111, insbesondere durch den dritten Schalter 115 in einer offenen Position, unterbrochen, kann der elektrische Verbraucher mit elektrischer Energie, welche in dem Energiespeicher 113 gespeichert ist, versorgt werden. Der zweite Schalter kann geschlossen sein, sodass eine elektrische Verbindung zwischen dem Energiespeicher 113 über den dritten Strompfad und den ersten und/oder zweiten Strompfad zu dem elektrischen Verbraucher realisiert sein kann.The supply of the electrical load with electrical energy through the power supply connection 111 may be supplemented by a second functional group, which includes the second switch 121, the further voltage converter 123, the third current path 117, the fourth current path 119, another voltage measuring device 131 and the energy storage 113 includes. If the electrical connection to the supply network connection 111, in particular by the third switch 115 in an open position, interrupted, the electrical load with electrical energy which is stored in the energy storage 113, are supplied. The second switch can be closed, so that an electrical connection between the energy store 113 can be realized via the third current path and the first and / or second current path to the electrical load.

Alle Elemente der USV 100, ausgeschlossen der Energiespeicher 113 und der Versorgungsnetzschluss 111, können von der Steuerung 109 gesteuert werden und sind mit dieser über Steuerleitungen elektrisch verbunden.All elements of the UPS 100, excluding the energy storage 113 and the power supply 111, can be controlled by the controller 109 and are electrically connected thereto via control lines.

Die elektrische Verbindung mit dem elektrischen Verbraucher kann durch zwei elektrische Kontakte 133 gebildet sein, wobei einer der zwei elektrischen Kontakte 133 ein Massepotential aufweisen kann. Die Anschlüsse mit elektrischem Bezugspotential 129 und einer der zwei elektrischen Kontakte 133 weisen ein gemeinsames Massepotential auf. Das Spannungsmessgerät 119 und das weitere Spannungsmessgerät 131 messen eine elektrische Spannung in Bezug auf das zuvor genannte Massepotential. Die elektrische Spannung des Versorgungsnetzanschlusses 111 ist ebenso auf dieses Massepotential bezogen.The electrical connection to the electrical load may be formed by two electrical contacts 133, wherein one of the two electrical contacts 133 may have a ground potential. The terminals with electrical reference potential 129 and one of the two electrical contacts 133 have a common ground potential. The voltmeter 119 and the other voltmeter 131 measure an electric voltage with respect to the aforementioned ground potential. The electrical voltage of the power supply terminal 111 is also related to this ground potential.

Der erste, zweite und dritte Schalter 105,121, 115 können sperren, sodass die elektrische Verbindung über den jeweiligen Schalter 105, 121, 115 unterbrochen ist und kein elektrischer Strom über den jeweiligen Schalter 105, 121, 115 fließen kann. Der erste, zweite und dritte Schalter 105, 121, 115 können durchgeschaltet sein, sodass eine elektrische Verbindung über den jeweiligen Schalter 105, 121, 115 möglich ist und ein elektrischer Strom über den jeweiligen Schalter 105,121,115 fließen kann.The first, second and third switches 105, 121, 115 can block, so that the electrical connection via the respective switch 105, 121, 115 is interrupted and no electrical current can flow via the respective switch 105, 121, 115. The first, second and third switches 105, 121, 115 can be switched through, so that an electrical connection via the respective switch 105, 121, 115 is possible and an electric current can flow via the respective switch 105, 121, 115.

Der Spannungswandler 107 und/oder der weitere Spannungswandler 123 können einen aktiven Zustand aufweisen, in welchem ein elektrischer Strom über den jeweiligen Spannungswandler 107, 123 fließt. Stromstärke und Spannung der von dem jeweiligen Spannungswandler 107, 123 transportierten elektrischen Energie kann von der Steuerung 109 steuerbar sein.The voltage converter 107 and / or the further voltage converter 123 may have an active state in which an electric current flows via the respective voltage converter 107, 123. Current and voltage of the electrical energy transported by the respective voltage converter 107, 123 may be controllable by the controller 109.

Der Spannungswandler 107 und/oder der weitere Spannungswandler 123 können einen inaktiven Zustand aufweisen, in welchem kein elektrischer Strom über den jeweiligen Spannungswandler 107, 123 fließt. Die Steuerung 109 kann ausgebildet sein den Zustand des jeweiligen Spannungswandlers 107, 123 zwischen aktiv und passiv umzuschalten.The voltage converter 107 and / or the further voltage converter 123 may have an inactive state in which no electrical current flows via the respective voltage converter 107, 123. The controller 109 may be configured to switch the state of the respective voltage converter 107, 123 between active and passive.

Der Energiespeicher 113 kann geladen sein, insbesondere vollständig geladen sein, falls das weitere Spannungsmessgerät 131 einen Spannungswert misst, welcher oberhalb eines Ladespannungsgrenzwerts des Energiespeichers 113 liegt. Die Menge an in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie kann proportional zu der über den Energiespeicher 113 abfallenden elektrischen Spannung sein. Der Energiespeicher 113 kann mit elektrischer Energie geladen werden, falls das weitere Spannungsmessgerät 131 einen Spannungswert misst, welcher unterhalb eines Ladespannungsgrenzwerts des Energiespeichers 113 liegt.The energy store 113 may be charged, in particular fully charged, if the further voltmeter 131 measures a voltage value which lies above a charging voltage limit value of the energy store 113. The amount of electrical energy stored in the energy store can be proportional to the voltage drop across the energy store 113. The energy store 113 can be charged with electrical energy if the further voltmeter 131 measures a voltage value which lies below a charging voltage limit value of the energy store 113.

Eine Stromstärke eines elektrischen Stroms kann oberhalb des Stromstärkegrenzwertes liegen, sodass ein Überstrom fließt. Dieser Überstrom kann insbesondere durch das Strommessgerät 125 erfasst werden.An amperage of an electric current may be above the amperage limit, so that an overcurrent flows. This overcurrent can be detected in particular by the ammeter 125.

Entsprechend der in Fig. 1 gezeigten Merkmale der USV 100 sind folgende Betriebsmodi der USV 100 möglich: Während eines Einschaltvorgangs der USV 100 kann der dritte Schalter 115 durchgeschaltet sein, der erste Schalter 105 kann den elektrischen Stromfluss über den ersten Strompfad 101 unterbrechen und der zweite Schalter 121 kann den Stromfluss über den vierten Strompfad 117 unterbrechen. Der Spannungswandler 107 kann einen elektrischen Einschaltstrom begrenzen und von der Steuereinheit 109 gesteuert werden. Der weitere Spannungswandler 123 ist inaktiv.According to the features of the UPS 100 shown in FIG. 1, the following operating modes of the UPS 100 are possible: During a turn-on operation of the UPS 100, the third switch 115 may be turned on, the first switch 105 may interrupt the flow of electrical current through the first current path 101 and the second Switch 121 may interrupt the flow of current through the fourth current path 117. The voltage converter 107 may limit an electrical inrush current and be controlled by the control unit 109. The further voltage converter 123 is inactive.

Ein Netzbetrieb der USV 100 ist dadurch gekennzeichnet, dass die USV 100 mit elektrischer Energie aus einem Versorgungsnetz über den Versorgungsnetzanschluss 111 versorgt wird. Während des Netzbetriebs kann der Energiespeicher 113 vollständig aufgeladen sein und das Strommessgerät 125 erfasst keinen Überstrom. Der erste Schalter 105 und der dritte Schalter 115 können durchgeschaltet sein und der zweite Schalter 121 kann sperren. Sowohl der Spannungswandler 107 als auch der weitere Spannungswandler 123 können inaktiv sein. Während des Netzbetriebs kann der USV-inteme Energiespeicher 113 vollständig aufgeladen sein und durch das Strommessgerät 125 wird ein Überstrom erfasst. Der dritte Schalter 115 kann durchgeschaltet sein und der erste Schalter 105 und der zweite Schalter 121 können sperren. Der weitere Spannungswandler 123 kann inaktiv sein. Der Spannungswandler 107 wird von der Steuereinheit 109 gesteuert und kann elektrische Energie von dem Versorgungsnetzanschluss 111 zu dem elektrischen Verbraucher transportieren. Der Spannungswandler 107 wird der Art von der Steuereinheit 109 gesteuert, dass der zu dem elektrischen Verbraucher fließende elektrische Strom begrenzt sein kann. Während des Netzbetriebs kann der Energiespeicher 113 geladen werden und durch das Strommessgerät 125 wird kein Überstrom erfasst. Der dritte Schalter 115 und der erste Schalter 105 können durchgeschaltet sein und der zweite Schalter 121 kann sperren. Der Spannungswandler 107 kann inaktiv sein. Der weitere Spannungswandler 123 wird der Art von der Steuereinheit 109 gesteuert, dass der Energiespeicher 113 über den Versorgungsnetzanschluss 111 mit elektrischer Energie versorgt wird, sodass der Energiespeicher 113 elektrisch geladen werden kann. Während des Netzbetriebs kann der Energiespeicher 113 geladen werden und durch das Strommessgerät 125 wird ein Überstrom erfasst. Der dritte Schalter 115 kann durchgeschaltet sein und der erste Schalter 105 und der zweite Schalter 121 können sperren. Der Spannungswandler 107 ist aktiv und kann elektrische Energie vom Versorgungsnetzanschluss 111 zu dem elektrischen Verbraucher transportieren, wobei der Spannungswandler 107 von der Steuereinheit 109 gesteuert wird, sodass der durch den Spannungswandler 107 fließende elektrische Strom gesteuert werden kann, insbesondere begrenzt werden kann. Der weitere Spannungswandler 123 kann aktiv sein, wird von der Steuereinheit 109 gesteuert und kann elektrische Energie von dem Versorgungsnetzanschluss 111 zu dem Energiespeicher 113 transportieren.A mains operation of the UPS 100 is characterized in that the UPS 100 is supplied with electrical energy from a supply network via the mains power supply 111. During grid operation, the energy storage 113 may be fully charged and the ammeter 125 does not detect overcurrent. The first switch 105 and the third switch 115 can be switched through and the second switch 121 can block. Both the voltage converter 107 and the further voltage converter 123 may be inactive. During mains operation, the UPS internal energy storage 113 may be fully charged and the current meter 125 detects an overcurrent. The third switch 115 may be turned on and the first switch 105 and the second switch 121 may be off. The further voltage converter 123 may be inactive. The voltage converter 107 is controlled by the control unit 109 and can transport electrical energy from the power supply terminal 111 to the electrical load. The voltage converter 107 is controlled by the control unit 109 in such a manner that the electric current flowing to the electrical load can be limited. During network operation, the energy storage 113 can be charged and the power meter 125 does not detect overcurrent. The third switch 115 and the first switch 105 may be turned on and the second switch 121 may block. The voltage converter 107 may be inactive. The further voltage converter 123 is controlled by the control unit 109 in such a way that the energy store 113 is supplied with electrical energy via the supply network connection 111, so that the energy store 113 can be electrically charged. During network operation, the energy storage 113 can be charged and the power meter 125 detects an overcurrent. The third switch 115 may be turned on and the first switch 105 and the second switch 121 may be off. The voltage converter 107 is active and can transport electrical energy from the power supply terminal 111 to the electrical load, wherein the voltage converter 107 is controlled by the control unit 109, so that the current flowing through the voltage converter 107 electrical current can be controlled, in particular can be limited. The further voltage converter 123 can be active, is controlled by the control unit 109 and can transport electrical energy from the supply network connection 111 to the energy store 113.

Ein USV-Betrieb der USV 100 ist dadurch gekennzeichnet, dass die USV 100 einen elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie aus dem Energiespeicher 113 versorgt. Ein Wechsel von dem Netzbetrieb in den USV-Betrieb wird durch die Steuereinheit 109 gesteuert und kann beispielsweise erfolgen, wenn über den Versorgungsnetzanschluss 111 keine elektrische Energie an die USV 100 geliefert wird. Während des USV-Betriebs wird durch das Strommessgerät 125 kein Überstrom erfasst. Der erste Schalter 105 und der zweite Schalter 121 können durchgeschaltet sein und der dritte Schalter 115 kann sperren. Der Spannungswandler 107 und der weitere Spannungswandler 123 sind inaktiv. Dadurch kann der Energiespeicher 113 elektrische Energie zu dem elektrischen Verbraucher transportieren. Während des USV-Betriebs wird durch das Strommessgerät 125 ein Überstrom erfasst. Der zweite Schalter 121 kann durchgeschaltet sein und der erste Schalter 105 und der dritte Schalter 115 können sperren. Der weitere Gleichspannungswandler 123 ist inaktiv. Der Spannungswandler 107 ist aktiv und kann elektrische Energie von dem Energiespeicher 113 zu dem elektrischen Verbraucher transportieren, wobei der Spannungswandler 107 von der Steuerung 109 gesteuert wird, insbesondere so gesteuert wird, dass die Stromstärke eines elektrischen Stroms, welcher zu dem Verbraucher fließt durch den Spannungswandler 107 begrenzt werden kann.A UPS operation of the UPS 100 is characterized in that the UPS 100 supplies an electrical load with electrical energy from the energy storage 113. A change from the mains operation to the UPS operation is controlled by the control unit 109 and may be done, for example, when no power is supplied to the UPS 100 via the utility grid 111. During UPS operation, the current meter 125 does not detect overcurrent. The first switch 105 and the second switch 121 may be turned on and the third switch 115 may block. The voltage converter 107 and the further voltage converter 123 are inactive. This allows the energy storage 113 to transport electrical energy to the electrical load. During UPS operation, current measuring device 125 detects an overcurrent. The second switch 121 may be turned on and the first switch 105 and the third switch 115 may be off. The further DC-DC converter 123 is inactive. The voltage converter 107 is active and can transport electrical energy from the energy storage 113 to the electrical load, the voltage converter 107 is controlled by the controller 109, in particular controlled so that the current intensity of an electric current flowing to the load through the voltage converter 107 can be limited.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Spannungswandlers 107, welcher aus einem Wandlerschalter 201, einer Diode 203, einer elektromagnetischen Spule 205 und einem Kondensator 207 gebildet sein kann. Weiterhin weist der Spannungswandler 107 zwei Eingangskontakte 209, 210 und zwei Ausgangskontakte 211, 212 und einen elektrischen Anschluss mit Bezugspotential 213 auf.FIG. 2 shows a schematic representation of the voltage converter 107, which may be formed from a converter switch 201, a diode 203, an electromagnetic coil 205 and a capacitor 207. Furthermore, the voltage converter 107 has two input contacts 209, 210 and two output contacts 211, 212 and an electrical connection with reference potential 213.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform realisiert einen für Gleichspannung ausgelegten Tiefsetzsteller, welcher dem elektrischen Verbraucher eine geringere elektrische Spannung als eine dem Tiefsetzsteller von dem Versorgungsnetzanschluss 111 oder dem Energiespeicher 113 bereitgestellte elektrische Spannung bereitstellen kann. Durch die geringere elektrische Spannung kann auch der durch den elektrischen Verbraucher fließende elektrische Strom in der Stromstärke begrenzt sein.The embodiment shown in FIG. 2 implements a step-down converter designed for DC voltage, which can provide the electrical load with a lower electrical voltage than an electrical voltage provided by the supply network connection 111 or the energy store 113 to the step-down converter. Due to the lower electrical voltage and the current flowing through the electrical load electrical current can be limited in the current.

Bezugszeichenliste 100 Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) 101 Erster Strompfad 103 ZweiterStrompfad 105 Erster Schalter 107 Spannungswandler 109 Steuerung 111 Versorgungsnetzanschluss 113 Energiespeicher 115 Dritter Schalter 117 Dritter Strompfad 119 Vierter Strompfad 121 Zweiter Schalter · 123 Spannungswandler 125 Strommessgerät 127 Spannungsmessgerät 129 Anschluss mit elektrischem Bezugspotential 131 Weiteres Spannungsmessgerät 133 Elektrischer Kontakt 201 Wandlerschalter 203 Diode 205 Elektromagnetische Spule 207 Kondensator 209 Eingangskontakt 210 Eingangskontakt 211 Ausgangskontakt 212 Ausgangskontakt 213 Anschluss mit elektrischem BezugspotentialList of Symbols 100 Uninterruptible Power Supply (UPS) 101 First Current Path 103 Second Current Path 105 First Switch 107 Voltage Transformer 109 Control 111 Power Supply Connection 113 Energy Storage 115 Third Switch 117 Third Current Path 119 Fourth Current Path 121 Second Switch · 123 Voltage Transformer 125 Current Gauge 127 Voltage Gauge 129 Connection with Electrical Reference Potential 131 Other Voltage Gauge 133 Electrical contact 201 Converter switch 203 Diode 205 Electromagnetic coil 207 Capacitor 209 Input contact 210 Input contact 211 Output contact 212 Output contact 213 Connection with electrical reference potential

Claims

An uninterruptible power supply (UPS) (100) for an electrical load, comprising a first current path (101) and a second current path (103) configured to supply the electrical load with electrical energy; a first switch (105) configured to interrupt the first current path (101); a voltage converter (107) for limiting a current intensity of an electric current, wherein the voltage converter (107) is arranged in the second current path (103); and a controller (109) configured to open the first switch (105) upon reaching an amperage limit of the electric current in the first current path (103) to electrically cut off the first current path (101) and the current limiting current via the voltage converter (107).

The uninterruptible power supply (100) of claim 1, wherein the first switch (105) is disposed in the first current path (101).

The uninterruptible power supply (100) of any one of the preceding claims, wherein the first current path (101) and the second current path (103) are connected in parallel.

4. Uninterruptible power supply (100) according to any one of the preceding claims, wherein the controller (109) is adapted to close the first switch (105) below the current limit value to include the first current path (101) in the power supply.

The uninterruptible power supply (100) of any one of the preceding claims, wherein the voltage converter (107) is a DC-DC converter.

The uninterruptible power supply (100) of any one of the preceding claims, wherein the voltage converter (107) is a buck converter for voltage reduction.

The uninterruptible power supply (100) of any one of the preceding claims, wherein the first switch (105) is electrically connected in parallel with the voltage converter (107).

The uninterruptible power supply (100) of any of the preceding claims, wherein the first switch (105) comprises one or a plurality of metal oxide field effect semiconductor field effect transistor (MOSFET) or at least one relay.

9. uninterruptible power supply (100) according to any one of the preceding claims, wherein the uninterruptible power supply (100) at least one energy source (111, 113), in particular a supply network connection (111) and / or an energy store (113), to the electrical power supply of the consumer in which the first current path (101) and the second current path (103) can be connected or connected to the energy source (111, 113), in particular by means of the first switch (105).

10. Uninterruptible power supply (100) according to claim 9, wherein the energy source (113) is an energy store (113), with a third current path (117) and a fourth current path (119), which are connected in parallel and formed, the first current path (101) and the second current path (103) to be connected to the energy store (113), wherein the third current path (117) and the fourth current path (119) to the first current path (101) and the second current path (103) electrically connected, in particular upstream of the first current path (101) and the second current path (103), wherein the energy store (113) is electrically connected to the third current path (117) and the fourth current path (119); with another voltage converter (123) for limiting a current intensity of an electric current, wherein the further voltage converter (123) in the fourth current path (119) is arranged; and a second switch (121) configured to close and / or open the third current path (117); wherein the controller (109) is adapted to close the second switch (121) to connect the electrical load to the energy store (113).

The uninterruptible power supply (100) of claim 10, wherein the further voltage converter (123) is electrically connected in parallel with the second switch (121).

12. Uninterruptible power supply (100) according to one of the preceding claims 10 or 11, wherein the controller (109) is designed to control the further voltage converter (123) upon reaching a discharge limit value of the energy store (113) in order to charge the energy store (113) via the to supply additional voltage converter (123) with electrical energy.

The uninterruptible power supply (100) of any preceding claim 10 to 12, wherein the controller (109) is adapted to close the second switch (121) to direct electrical current to the electrical load via the third current path (117) ,

14. Uninterruptible power supply (100) according to one of the preceding claims, comprising a third switch (115), which is electrically connected upstream of the current paths (101, 103, 117, 119) in order to connect the current paths (101, 103, 117, 119). switchably connected to a power source, in particular to a supply terminal (111).

The uninterruptible power supply (100) of any one of the preceding claims, further comprising a current meter (125) for measuring the magnitude of the electric current.

16. Uninterruptible power supply (100) according to claim 15, wherein the current measuring device is electrically connected downstream of the first switch (105) or upstream.