CN101087059B

CN101087059B - 采用模块化互连组件的模块化不间断电源的系统及方法

Info

Publication number: CN101087059B
Application number: CN200710126677XA
Authority: CN
Inventors: R·W·小约翰逊; L·R·强森
Original assignee: Eaton Power Quality Corp
Current assignee: Eaton Power Quality Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: US7760516B2; CN101087059A; US20070217178A1; EP1835794A2; EP1835794B1; EP1835794A3

Abstract

一个模块化的不间断电源系统(UPS)，包括多个UPS系统组件模块(920)，每个被设置成被安装于至少一个设备机架(910)，每个UPS系统组件模块具有至少一条由该UPS系统组件模块延伸并在其一端有可插入的第一连接器(924)的软性功率电缆(922)。该系统还包括一模块化功率互连组件(930)，配置为连接到至少一个设备机架，该模块化功率互连组件包括壳体(105，111，113)，多条位于壳体内的母线(115)，和多个位于壳体表面的第二连接器(932)，该第二连接器电连接到多条母线并配置为与第一连接器插入匹配以在多个UPS系统组件模块之间提供电连接。

Description

采用模块化互连组件的模块化不间断电源的系统及方法

技术领域

本发明涉及配电装置和方法，且更具体地，涉及模块化电子系统的功率配置。

背景技术

因特网服务器机群和其它的大规模数据处理设备通常包括大量的计算机，外设和通信设备以管理网站，处理交易，管理金融和个人信息，以及执行其它数据处理和通信任务。这些装置通常以模块化的方式构建，如，一个装置可包括一批标准化的设备机架(如19英寸机架)，在该机架中可安放多台计算机和数据通信设备，如路由器，集线器等。相似的模块化结构也应用于远程通信系统。

典型的，对于这些装置希望其具有高有效性和可靠性，以使，如数据即使在破坏性的情况期间，如由于风暴产生的供电故障，系统过负荷或其它系统扰动，也能够保持完整性和/或可读取性。因此，该装置典型的采用不间断电源供电(UPS)，不间断电源能提高供电质量和/或在电网故障或功率跌落时从一可选电源，如电池，发电机或燃料电池提供后备电源给计算和通信设备。

模块化的UPS系统已经在这些系统中使用。例如，一些厂家提供架装的UPSs，该USPs被配置为安装于标准的设备机架(如19英寸机架)，并采用硬线(如，采用接线柱或螺旋端子)连接以提供功率连接。一些模块化的设计可包括一匹配滑入子机架的功率模块的具有子机架或配置有后接线板或连接器场所的相似结构的机箱。

Rasmussen等人的美国专利No.6967283描述了在装置上安装计算机设备或配电设备的系统和方法。每一系列设备机架具有一为安装于其中的设备接收功率的功率输入。一个配电机架提供功率给设备机架并包括了一个配电盘和多个输出功率电缆。一输出电缆的第一端与配电盘耦合，输出电缆的第二端具有匹配连接器，该连接器可插入匹配一设备机架的功率输入端。该功率电缆采用位于设备机架顶板上的功率电缆导轨从配电架布设到设备机架。

虽然这样的布置具有优点，然而对于这些应用需要不断提高的配电技术。

发明内容

在本发明的一些实施例中，一个模块化不间断电源(UPS)系统包括多个UPS系统组件模块，每个模块设置为安装于至少一个设备机架内，每个UPS系统组件模块具有至少一由该组件模块延伸出的并且在其一端具有可插入的第一连接器的软性功率电缆。该系统同样包括一模块化功率互连组件，该模块化功率互连组件配置为连接到至少一个设备机架，该模块化功率互连组件包括壳体，多条位于壳体内的母线和多个位于壳体表面的第二连接器，该第多条二连接器电连接到多条母线并配置为与第一连接器插入匹配以提供多个UPS系统组件模块之间的电连接。该多个UPS系统组件模块可包括，例如，一个UPS模块，一个电池模块，一个变压器模块，一个开关模块，和/或一个配电单元(PDU)模块。

该系统可进一步包括至少一个设备机架。该多个UPS系统组件模块可安装于该至少一个设备机架上，同时该模块化功率互连组件被连接到该至少一个设备机架上。各个第一连接器分别与各个第二连接器可插入地匹配，以使所述功率互连组件在多个UPS系统组件模块之间提供电连接。

在一些实施例中，该UPS系统组件模块呈行状或列状排列。该功率互连组件壳体包括一长条形壳体，所述多条母线包括被实质上平行布置且沿长条形壳体的长度延伸的长条形母线，并且多个第二连接器沿上述壳体长度间隔放置。该功率互连组件沿UPS系统组件模块的行或UPS系统组件模块列延伸。

例如，在本发明的一些实施例中，该UPS系统组件模块位于单个设备机架的垂直列上，且该功率互连组件被垂直安装于该单个设备机架里和/或该机架上。在其它的实施例中，该UPS系统组件模块位于设备机架的水平行且该功率互连组件被水平安装于所述行的设备机架里和/或所述行的设备机架上。

在本发明的另外的实施例中，该多个UPS系统组件模块包括多个UPS模块，并且该功率互连组件提供UPS模块的并联输入和/或输出。在一些实施例中，该多个UPS系统组件模块包括多个UPS模块，功率电缆包括耦合到UPS模块的功率输出的功率输出电缆，并且功率互连组件提供UPS模块的并联输出。UPS模块可进一步包括耦合到所述功率输出并配置为电耦合到外部负载的功率输出口。

进一步，本发明的实施例提供一个电子系统，该电子系统包括如上所述的UPS系统，以及在至少一设备机架内的至少一负载。该至少一负载可配置为由其第一和第二功率输入端提供的电源进行冗余操作，且各第一和第二UPS模块的的各个功率输出口可分别电连接到所述至少一负载的各第一和第二功率输入端。该至少一设备机架可包括多个设备机架，并且该至少一负载可包括多个负载，各个负载都分别位于各多个设备机架中。多个UPS模块中的每一个可分别位于所述多个设备机架中的各个机架内，且该功率互连组件可配置为提供所述多个UPS模块的并联输出。该UPS模块的输出口可电连接到所述负载的第一功率输入，所述负载的第二功率输入可电连接到一交流电源。

在本发明的进一步的实施例中，该多个UPS系统组件模块包括配电模块和UPS模块。该功率电缆包括连接到UPS模块的功率输出的第一功率电缆和连接到所述配电模块的功率输入的第二功率电缆。该功率互连组件电连接所述UPS模块的功率输出和所述配电单元的功率输入。该多个UPS系统组件模块可进一步包括变压器模块，并且该功率电缆可进一步包括连接到所述变压器模块的第三功率电缆和连接到所述UPS模块的第四功率电缆。该功率互连组件可电连接所述变压器模块和所述UPS模块。

其它的实施例提供了制造方法。多个UPS系统组件模块被设置于至少一个设备机架内，每个UPS系统组件模块具有至少一个由该UPS系统组件模块延伸出的并且在其一端具有可插入的第一连接器的软性功率电缆。一个模块化功率互连组件被安装于所述至少一个设备机架内和/或机架上。该功率互连组件包括一壳体，多条位于所述壳体内的母线和多个位于所述壳体表面的第二连接器，该第二连接器电连接到多条母线并配置为与第一连接器可插入地匹配。各个第一连接器分别与各第二连接器可插入地匹配，以使该功率互连组件在所述多个UPS系统组件模块之间提供电连接。

附图说明

图1A为依据本发明的一些实施例的功率互连组件的透视图；

图1B为图1A中功率互连组件的分解透视图；

图2为依据本发明的一些实施例的用于功率互连组件的基座构件透视图；

图3为沿图1中线3-3的横截面图；

图4为依据本发明的一些实施例的连接到多条母线的互连模块的部分分解图；

图5为依据本发明的一些实施例的功率互连组件端部的透视图；

图6A和图6B为依据本发明的一些实施例的功率互连组件端部透视图；

图7A和图7B为依据本发明的一些实施例的功率互连组件的支架透视图；

图8为依据本发明的一些实施例的说明配置用于电源的功率互连组件的操作的流程图；

图9依据本发明的一些实施例图示了包括多个UPS模块的UPS系统；

图10依据本发明的进一步的实施例图示了包括各种UPS系统组件模块的UPS系统；

图11依据本发明的另外的实施例图示了在一行设备机架里包括UPS系统组件模块的电子系统；

图12和13图示了电子系统，其中UPS系统组件模块的模块化布置被配置为为负载提供冗余(redundant)功率输入。

具体实施方式

本发明的具体典型的实施例现在将参照附图予以描述。然而，本发明可以通过多种不同形式予以实施，而不应当被解释为仅限于在此所提出的实施例；更确切地，这些实施例被提供以使得本发明的公开彻底和完整，并将完整地传达本发明的范围给本领域技术人员。在附图中所示的详细的典型实施例的具体描述中使用的术语并不意味着是对本发明的限制。在附图中，相同的数字指代相同的元件。

如在此使用的，除非另外清楚陈述，没有特别限定为单数的单数形式(“a”，“an”和“the”)，其含义还包括了复数形式。还应当理解，在本说明书中使用的词语“包括”(“comprises”，“includes”，“comprising”和/或“including”)列举了被陈述的特征、数目、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除一个或多个其它的特征、数目、步骤、操作、元件、组件和/或及其组合的存在或添加。应当明白，当一个元件被称作被“连接”或“耦合”到其它元件时，该元件可以直接连接或耦合到其它元件或具有中间元件。进一步，此处使用的“连接”或“耦合”可包括无线连接或耦合。如在此使用的，词语“和/或”包括了一个或多个相关列出的项目的任意的和全部的组合。

除非另外定义，在此使用的所有的术语(包括技术的和科学的术语)与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。应进一步明白这些术语，如那些在常用词典中所定义的，应当被解释成具有与其在相关领域背景中的意义一致的含义，而不采用理想化的或过于形式化的意义解释，除非在此清楚地如此定义。

根据本发明的一些实施例的功率互连组件100将参考附图1A到7B予以描述。附图1A为功率互连组件100的透视图，附图1B为附图1A中的功率互连组件100的部分分解透视图。附图3为沿图图1A中所示的线3-3而得到的附图1A中的功率互连组件100的横截面图。

如图1A，1B和3所示，根据本发明的一些实施例，功率互连组件100包括纵向延伸的基座构件105，一个或多个互连模块110被耦合到基座构件105上。该功率互连组件100包括纵向延伸的互连模块接收部分123和在其一端的端部130。

该互连模块接收部分123被配置为接收多个纵向间隔放置的互连模块110。注意，如在此使用的，纵向方向指图1A中的箭头“L”所表明的方向。进一步，可以从图1A和1B中的实施例看到，耦合到基座构件105的间隔构件125在互连模块110之间纵向延伸并与各互连模块110相邻接。该互连模块110和间隔构件125从基座构件105的第一端105a延伸到基座构件105的第二端105b以确定一个空腔361(图3)。从图1B和3能最清楚地看到，功率互连组件100的多个纵向延伸的母线115封装在空腔361中。由于母线115可能被耦合到高电压源和/或大电流源，因此该封装空腔361可提供保护以防止与这些高电压源和/或大电流源的不希望的偶然接触。

现在进一步参考图2所示的透视图描述基座构件105的实施例。如图2中所示，该纵向延伸的基座构件105沿纵向轴L延伸。该基座构件105包括多个纵向延伸的母线接收槽251，多个纵向延伸的母线115被安置在所述母线接收槽中，如图3中所示。每个槽251包括开口253以露出安置于其中的母线115，从而将母线115在沿基座构件105的多个纵向位置L₀，L₀’，L₀”，L₀”’，L₀””，L₀””’上与各连接构件110最接近地耦合到连接构件110。在图2所示的特殊实施例中，该开口253为纵向延伸的开口，贯穿延伸整个互连模块接收部分123(如图1B)以允许互连模块110的电连接构件和母线115在互连模块接收部分123的任何区域上连接。

如图2所示的基座构件105的实施例中，该基座构件105进一步包括纵向延伸的互连模块接收构件255。该互连模块接收构件255在其表面包括一纵向延伸的安装槽257。如图1B和图4中所示，该互连模块110可通过螺钉构件471安装到基座构件105上，该螺钉构件被接收并插入到安装槽257内。在一些实施例中该安装槽257延伸贯穿整个互连模块接收部分123以允许互连模块安装于可选的纵向位置L₀，L₀’，L₀”，L₀”’，L₀””，L₀””’上(如图1A所示)。

在如图2中所示的基座构件105的实施例中可进一步知晓，该基座构件105包括机架安装壁部分259和从该机架安装壁部分259延伸的母线接收部分254，该母线接收部分包括母线接收槽251。该机架安装壁部分259分别在其每个第一和第二端包括互连模块接收槽252，252’。该接收槽252，252’被设置为接收被耦合到基座构件105的互连模块110的端部135，135’，如图3所示。该母线接收部分254具有偏移于机架安装壁部分259的端部254a，其包括安装槽257且限定了互连模块接收构件255。

在本发明的一些实施例中，基座构件105为挤压聚合构件。例如，该基座构件105可为聚苯乙烯和/或聚苯醚。如图2中所示的具体的实施例中，该基座构件105为一纵向延伸的在整个互连模块接收部分123和端部130中具有一致的横截面形状的挤压构件。该基座构件105的长度可以变化并选择成与将要被用于其中的功率组件机架等的需要和尺寸相符合。因此，在本发明的一些实施例中，可以被容纳的互连模块110的纵向位置和互连模块110的数目以及它们被定位的位置的范围都有一定灵活性。因此，例如，通过改变使用的基座构件105的长度，一个功率互连组件100的尺寸可以确定为延伸贯穿一个机架，多个机架等等，以及在给定的基座构件105上可以提供一个端部130或多个端部130。相似地，容纳于功率互连组件100内的母线115的数目的变化可以通过在基座构件105上的槽251数目的变化和/或母线115所插入的槽的数目的变化来实现。

在如图2和图3中所示的具体的实施例中，示出了八道槽251，在接收部分254的每一侧有四道。在图2和3中所示的具体的实施例中，两个额外的母线115可被容纳于母线接收部分254的每一侧的槽282中。在图2和3中所示的实施例中的每道槽251由各对分割壁285对所确定。此外，在每个分割壁285上示出了加厚的保持片部分287，其可用于保持通过在槽251上的相应开口253压入各个槽251中或通过槽251的端部滑入其中的母线115，。

图2和3中的实施例还示出了位于各个槽251的底壁上在分割壁285之间延伸的分隔条289。该分隔条289可用于将母线115定位为离开底壁。该设置可允许增强的气流通过在槽251内的各条母线115的底面以利于母线115的降温。

从图3可最清楚地看到，该第一L形构件113从位于机架安装壁部分259的接收槽的第一端252中的第一端135延伸到邻近于互连模块接收构件255并延伸越过安装槽257的第二端137。该第二L形构件111从位于机架安装壁部分259的接收槽另一端252’的第一端135’延伸到邻近于互连模块接收构件255并延伸越过安装槽257的第二端137’，并且，该第一L形构件113位于该第二端137’和安装槽257之间。该连接器接收开口363位于安装槽257之上，并通过叠置第一L形构件113和第二L形构件111所确定，并被设置为接收连接器构件117。该第一L形构件113和第二L形构件111可以是，例如，聚合物，如聚苯乙烯和/或聚苯醚(如，改性聚苯醚，Noryl

)。

图2和3中所示的实施例的附加的特征为将各个L形构件111，113连接到基座构件105的弹簧锁设置，从而提供环绕母线115的封闭的空腔361。具体地，每个互连模块接收槽252，252’包括相应的锁片283，283’，其被设置和定位以与位于L形构件111，113的端部135，135’的各个锁片135a，135a’相配合。

对于本发明的一些实施例，由图3能够最清楚地看到，每个L形构件111，113包括延伸部分393，一旦如图3中被定位，就确定了一配置为接收连接器构件117的开口363。该延伸部分393进一步确定密封的空间395，其中可以设置电连接，如导线连接等。图3也示出了重叠各个L形构件111，113的端部137，137’形成的重叠部分391。注意图3所示的横截面包括该重叠部分391和开口363。然而，可以理解，在该区域，相对于图1S中线3-3，图3中的横截面不在一条直线上，因为一个开口，更不是重叠，将沿空间395延伸到空腔361以允许位于开口363的连接器构件117和每条相应母线115之间的链接电连接构件119(图4)通过，从而为电连接器117提供期望的连接配置。然而，图3的横截面中，为了说明目的而示出了端部137，137’的重叠部分。

现在参考图1B和4，在所示实施例中的功率互连组件100包括将连接器构件117的多个电连接器121耦合到相应的多条母线115上的多个链接电连接构件119。该连接构件119被示为通过连接器构件，如螺栓472，耦合到各条母线115，该螺栓472在最邻近于连接器构件117的位置上固定到形成在母线上的螺纹口473。该链接电连接构件119允许连接器构件117的电连接器121可选择地耦合到指定的多条母线115上以确定在连接器构件117和母线115之间的连接配置。在某些实施例中，各个不同的互连模块110和各个连接器构件117，可包括在连接器构件117和母线115之间的连接配置，该连接配置在各个连接器构件117之间是不同的。然而，该连接器构件117自身在不同的互连模块110上可具有相同的形状因素。在一些实施例中，该形状因素为防手指插入连接器，例如可以由AndersonPower Products获得的保护罩功率极块连接器。

如图1A和图4中的实施例所示，各个互连模块110在可选择的纵向位置L₀，L₀’，L₀”，L₀”’，L₀””，L₀””’分别耦合到基座构件105。在每个位置上，如图4中所示的位置L₀，该链接电连接构件119在最接近于各个纵向位置L₀，L₀’，L₀”，L₀”’，L₀””，L₀””’的位置L1，L2，L3将连接器构件117耦合到母线115。

在本发明的一些实施例中该连接器117可具有栓锁配置，其限制了来自功率组件的对应于何种剖面的可插入连接的电缆能够被锁控的连接器构件117接受。不同的连接器构件117具有不同的栓锁配置以使得第一连接器构件117可阻挡适合于第二连接器构件117的可插入连接的电缆的插入，并且第二连接器构件117可阻挡适合于第一连接器构件117的可插入连接的电缆的插入。

同样由图1B和图4所示，可使用自攻螺钉构件471延伸贯穿第一113和第二111L形构件，并延伸到安装槽257以耦合第一113和第二111L形构件到基座构件105上。这种配置可用于允许连接器构件117和互连模块110灵活定位于沿互连组件100的互连模块接收部分123的任何期望的可选的纵向位置。

如图1A中所示，该互连模块110，独自地或与间隔构件125相结合，能够以彼此邻接的形式被设置在沿基座构件105的各纵向位置上。该互连模块110可相互邻接或可邻接于位于其间的间隔构件125。如图4所示，在互连模块110上可提供各匹配部分475，477以允许在相邻的互连模块110和/或间隔构件125之间插入的重叠关系，从而确定封装母线115的空腔361。

根据本发明的一些实施例，适于在端部130使用的配置将被进一步参考图5，6A和6B描述。如图5，6A和6B中所示，耦合到各条母线115的多个输入连接器131、133被包括于端部130。该输入连接器131被示意配置成提供输入电缆等与各个相关的单条母线115之间的连接，包括提供通过各个不同长度的桥接构件504耦合到母线连接器部分506的电缆连接部分502。

如图5、6A和6B中所示的配置，该桥接构件504的可变长度可允许沿同一平面定位每个电缆连接器部分502，同时以一对一的关系连接各个连接器131到不同的母线115上。桥接构件514通过从共用的桥接构件514延伸的母线连接部分516允许多层电缆连接部分512连接到同一条母线115上。由此，采用图5的配置，通过使用连接器133多输入/输出线可以耦合到一单条母线115，而其它的母线115，在图5中是6条，可以被连接到不同的单条输入线上。

如图6A和6B中所示，采用导线母线连接构件628可以单独地连接到第八条母线115，连接，该导线母线连接构件628具有从其中延伸到输入连接器624的电缆626。例如，在某些配置中，通过该连接器628进行耦合的母线115可提供通过输入连接器624耦合的中性参考点。

同样如图6A和6B所示，该端部130可以在输入连接器131，133，624外围包括防护壳体构件620。保护平板622可被耦合到壳体620。该平板622可包括多个开口632，用于接收通过连接器131耦合的输入导线，还包括开口630，用于接收通过输入连接器133耦合的导线。该平板622进一步显示为包括留给输入连接器624的缺口。

参照图7A和7B，在互连模块110中可包括的多个连接器构件117。对于互连模块110的各个连接器构件117，在各个连接器构件117和母线115之间的连接配置可互不相同，且各个连接器构件117可具有相同的形状因素，如图7A所示。

在图7A和7B的实施例中还示出了可用于将功率互连组件100耦合到功率组件等的机架的托架配置。图7A和7B中示出了具有两部分的托架702，其围绕功率互连组件100延伸。托架702的两个部分在一端通过互锁部分704耦合，在另一端通过连接器构件706耦合，从而缠绕在功率互连组件100上并与其耦合。该托架702可配置成具有被设置为与位于电源机架上的相应的接收槽、托架等匹配的表面。多个托架702可被用于将功率互连组件100耦合到功率设备等的机架上。一旦在机架上，各个功率组件分别被耦合到相应的功率互连模块110和连接器构件117，对于各个功率组件而言该相应的功率互连模块110和连接器构件117具有期望的连接到母线115的配置。

参考图8，根据本发明的一些实施例，在具有相关的电气母线连接的电源中使用的功率互连组件100的配置方法将进一步被描述。如图8的实施例中所示，电源的多个功率组件被标示(框800)。每个功率组件到电气母线连接的连接配置被确定(框805)。

提供了纵向延伸的基座构件，在其中包括多条相应于各个电气母线连接的母线(框810)。此外，提供了多个连接器构件，每个连接器构件被配置为从功率组件接收可插入连接的电缆(框815)。在框815中提供的每个连接器构件在选定的位置上具有多个电连接器。在本发明的一些实施例中，如框820所示，还确定了与每个功率组件相关联的纵向位置。

基于与该连接器构件相关的各个功率组件的确定的连接配置，若干个电连接器电连接到相应的若干条母线上(框825)。对于每个功率组件，将互连模块耦合到基座构件上，相关的连接器构件定位于其中，从而提供覆盖母线的被配置的功率互连组件(框830)。在各功率组件在框820中被确定具有相关的纵向位置的实施例中，各个互连模块和连接器构件可在为相关的功率组件构件而确定的纵向位置上定位于基座构件。

在本发明的一些实施例中，操作进一步包括安装所述配置的功率互连组件到电源机架上(框835)。该多个功率组件被定位于机架中(框840)。在该功率互连组件内，利用从各个功率组件延伸的可插入连接的电缆，各个功率组件被耦合到与其相关的连接器构件上(框845)。

根据本发明的各种实施例，参照图1-8所述的沿着各条线的功率互连组件可用于支持模块化UPS系统和包括了该UPS系统的具有大量灵活的“即插即用”配置的电子系统。尤其是，一个UPS系统可以包括多个UPS系统组件模块，如UPS模块，电池模块，配电模块，等等。每个模块可被配置为安装于一个或多个设备机架上，且可包括至少一条由此延伸的软性功率电缆和在其一端的可插入连接器。该UPS系统可进一步包括模块化功率互连组件，如，按照沿着如上所述的组件的线而配置的组件。如在后更详细的描述，该功率互连组件可通过多种不同的方式置于一个或多个设备机架。UPS系统组件模块的各个连接器被可插入地匹配到功率互连组件的各个连接器上，以使得功率互连组件提供多个UPS系统组件模块间的电连接。

在进一步的实施例中，在设备机架内该UPS系统组件可与负载模块集成到一起。例如，UPS模块和/或其它的UPS系统组件模块，如电池模块、变压器模块、开关模块和配电单元(PDU)模块，可被安装于一个或多个设备机架中，所述设备机架还容纳负载，例如服务器、路由器、集线器和其它的数据处理和/或数据通信设备。该UPS模块和/或其它UPS系统组件可被配置成为该负载供电。该UPS系统组建模块可通过沿着在此描述的各条线的一个或多个模块化功率互连组件而相互连接，从而在各UPS系统组件模块之间提供输入功率并联，输出功率并联，电池功率分配等等以及其他功能。

根据本发明的一些实施例，图9示出了模块化UPS系统900，尤其是，示出了如何使用模块化功率互连组件支持UPS系统组件的并联的例子。该系统900包括一设备机架910，如，标准19英寸或相似的机架。多个UPS系统组件模块，在此示为包括多个UPS模块920，以列的方式被安装于机架910内。该UPS模块920可包括很多不同类型的UPS中的任何种类的UPS，例如，在线的，后备的，线交互的(line-interactive)或其它类型的UPS。每个UPS模块920具有一软性功率电缆922，该功率电缆922由UPS模块920延伸出，并终止于连接器924。在所示的实施例中，每个UPS模块920进一步包括至少一个被配置连接到外部负载的功率输出926。

系统900进一步包括一个连接于设备机架910上的模块化功率互连组件930。该功率互连组件930可具有沿着如上参考图1-8所述的各条线的配置，即，可包括长条形的壳体，和沿该壳体的长度延伸的多条实质上并联的母线，连接器932在壳体表面固定并沿壳体的长度间隔放置。该功率互连组件930可采用，例如，如上所述的安装设置，附着于或安装于设备机架内和/或设备机架上。

进一步如图9所示，当UPS模块920的功率电缆922的连接器924被可插入地匹配于功率互连组件930的连接器932时，该功率互连组件930可配置成支持UPS模块920的并联连接。尤其是，如虚线所示，UPS模块的功率输入921可通过共同地连接到功率互连组件930内的母线上而并联连接。该功率输入921可以从，例如，连接在功率互连组件930的底部或靠近该底部的交流输入电缆950被供电。

相似的，UPS模块920的功率输出923可通过，如，共同连接到功率互连组件930的另外母线上而被并联连接。如图所示，该并联连接的功率输出923可电气耦合到UPS模块920的用于外部负载饿功率输出926。可以认识到，采用该方式，UPS模块920可以以并联冗余方式(parallelredundant manner)操作，从而使得，例如，耦合到一个指定的UPS模块920的负载在该指定的UPS模块920故障时可由一个或多个其它的UPS模块920供电。可以认识到，虽然图9中示出了通过输出926给外部负载供电，但是本发明的其它的实施例可以其它方式连接到负载。例如，负载可以通过功率互连组件930(或其它此类设备)被连接，例如，功率电缆可被连接到功率互连组件930的输出功率母线并给位于同一机架或另外的机架的配电模块(PDU)供电，其为负载提供连接。例如，模块化功率互连组件，如，组件930，可提供UPS模块920和用于安装在机架的负载的配电机架之间的连接，该配电机架在与本申请同时申请的待审的美国专利申请：申请号＿＿＿＿＿，题为“采用灵活配电接口的模块化电子系统和方法(Modular Electronic Systems and Methods using a Flexible PowerDistribution Interface)”，中予以描述，通过引用，该申请整体并入本文。

该功率互连组件930可支持额外的连接。例如，在本发明的一些实施例中，UPS模块920可包括内部电池，且功率互连组件930可包括母线连接以支持在其中提供DC总线，由此，UPS模块930的电池可采用与图9中所示的功率输入和输出连接相似的方式并联连接。类似于如图9中所示的交流输入950，该功率互连组件930(例如，附加的，相似的被安装的并联于功率互连组件930的功率互连组件)可被配置为支持外部电池连接。该外部电池连接可被用于，例如，连接为UPS模块920供电的外部电池。可以认识到，该外部直流连接可被用于不具有内部电池的UPS模块，或用作具有内部电池的UPS模块的补充电池功率。

可进一步理解，参照图9所描述的设置可以用于其它类型的UPS系统组件模块。例如，在本发明的一些实施例中，电池机架可以具有一类似图9中所示的UPS模块920的模块化设置，其中，机架包括柱状排列的电池模块，而不是一列UPS模块920，该电池模块通过一具有类似于功率互连组件930的形状因素的功率互连组件而相互连接。在其它的实施例中，UPS模块和电池模块可同时以相似的方式安排于单个机架中，并采用具有类似于功率互连组件930的形状因素的功率互连组件而相互连接。这种机架可进一步包括其它类型的模块，如变压器或开关模块，该模块均可被相似地连接。

在进一步的实施例中，相似的方式可被用于在单个设备机架内连接其它类型的UPS系统组件模块。特别地，图10示出了根据本发明的的进一步的实施例的另一个示范的UPS系统1000，其中两个UPS模块1030，变压器(xfmr)模块1040和配电单元(PDU)模块1020在设备机架1010内被排成柱状形式。该模块1020，1030，1040具有从各自延伸出并分别终止于连接器1024、1034、1044的功率电缆1022、1032、1042。

一个长条形的功率互连组件1050被垂直安装于设备机架1010，并沿着模块列1020、1030、1040延伸。该功率互连组件1050包括沿其表面间隔放置多个连接器1052。如虚线所示，该功率互连组件1050，例如，通过共同地连接到功率互连组件1050的母线上，并联连接UPS模块1030的功率输入1031到变压器模块1040的功率输出1041。该功率互连组件1050同样支持UPS模块1030的功率输出1033到配电模块1020的功率输入1021的并联连接。该变压器模块1040可将一交流输入1060供电到功率互连组件1050。

可以知道，图10中所示的模块设置为示意性的例子，本发明的其它实施例可包括UPS系统组件模块的其它的集合或布置。例如，如图10所示的多模块的布置可以包括多个模块，例如除所示的UPS、变压器和PDU模块之外的旁路开关和电池模块。这些模块之间的互连可采用一个或多个类似于图10所示的功率互连组件1050的可插入功率互连组件来实现。

根据本发明的进一步的实施例，根据上文所述的功率互连组件还可以支持一行状设备机架的水平的布置。参照图11，根据本发明的一些实施例的系统1100在行状设备机架1110内包括多个成水平行布置的UPS模块1130。一长条形功率互连组件1140被安装于多个设备机架1110。如图所示，该功率互连组件1140可采用，例如，夹具、安装托架或其它的安装设备，沿机架1110的底背面安装。然而，可以理解，功率互连组件1140同样可以安装于其它位置，例如，沿机架1110的背面的顶部部分安装和/或安装在机架1110的顶部。

功率互连组件1140可提供UPS模块1130的并联连接。如图所示，例如，当UPS模块1130的功率电缆1132的连接器1134被可插入匹配到功率互连组件1140的连接器1142时，UPS模块1130的功率输出1133可以例如通过功率互连组件1140共同连接到母线而被并联连接。UPS模块1130的功率输出1136被电连接到功率输入1133并被设置成用于负载1120，该负载同样通过电缆1122置于设备机架1110内。例如，在IT应用中，该负载1120可以包括由UPS模块1130供电的服务器、路由器、集线器或计算机或数据处理和/或通信模块。负载1120和UPS模块1130之间的连接可以是直接的，如图11所示，和/或可使用安装于设备机架1110内和/或安装于设备机架1110上的功率带(power strip)或其它中间分配设备。采用从交流输入1150接收交流功率的功率互连组件1140(或一相似的单独的功率互连组件)，UPS模块1130的功率输入也可被并联连接。该功率互连组件1140(或额外的功率互连组件)可同样支持电池连接。

一些IT应用中，如服务器机架应用中，可涉及提供功率给由冗余电源供电的架装负载。例如，参考图12，其中示出了根据本发明进一步的一些实施例的系统1200，安装在设备机架1210上的负载1220可包括第一和第二功率输入A，B，该功率输入提供，例如，负载1220的冗余的直流电源。一行UPS模块1230可采用类似于如前参考图11所述的方式安装于机架1210。具体地，通过UPS模块1230的功率电缆1232的连接器1234可插入地匹配到沿行状UPS模块1230延伸的功率互连组件1240的连接器1242，UPS模块1230的功率输出1233可通过互连组件1240并联。UPS模块1230的功率输出1236被电耦合到功率输出1233，且通过功率电缆1222耦合到负载1220的第一功率输入A，由此为负载1220提供第一电源。一交流电源可耦合到负载1220的第二功率输入B。在负载1220和UPS模块1230之间的连接可以是直接的和/或可使用安装于设备机架1210内和/或安装于其上的功率带或其它的中间分配设备。从交流输入1250接收交流功率的UPS模块1230的功率输入也可采用功率互连组件1240(或相似的独立的功率互连组件)而并联连接。功率互连组件1240(或额外的功率互连组件)可同样支持电池互连。

图13示出了用冗余功率输入给负载供电的典型配置。在系统1300中，第一和第二行的UPS模块1330a、1330b被安装于一行设备机架1310内，该设备机架同样装载具有冗余第一和第二功率输入A，B的负载1320。各行中的每个UPS模块1330a、1330b的功率输出电缆1332的连接器1334被可插入地匹配到各功率互连组件1340a、1340b的连接器1342。例如，按照参考图12所述的方式，所述功率互连组件1340a，1340b在每行的UPS模块中的UPS模块1330a，1330b之间提供并联的输出连接。负载1320的第一功率输入电缆1322a被连接到第一行UPS模块1330a的功率输出1336，而负载1320的第二功率输入电缆1322b被连接到第二行UPS模块1330b的功率输出1336。在负载1320和UPS模块1330a、1330b之间的连接可以是直接的和/或可使用安装于设备机架1310内和/或安装于其上的功率带或其它的中间分配设备。UPS模块1330a、1330b的功率输入也可采用功率互连组件1340a、1340b(或相似的独立的功率互连组件)而并联连接，该功率互连组件1340a、1340b(或相似的独立的功率互连组件)收交一个或多个交流输入1350(例如，组件1340a、1340b可从同一电源或不同电源供电)。功率互连组件1340a、1340b(或额外的功率互连组件)可同样支持电池互连。

可以知晓，上述描述的系统和方法为示意性的例子，各组件的其它配置和/或组合同样落入本发明的范围内。例如，如图12和13中所述的系统可进一步包括额外的其它类型的UPS系统组件模块，如电池，开关和变压器模块。

在附图和说明书中，公开了本发明的典型实施例。虽然使用了特定的术语，它们仅仅被采用了一般的和描述性的含义，而不是为了限制的目的，本发明的范围通过下述权利要求限定。

Claims

1.一个模块化不间断电源系统，包括：

多个UPS系统组件模块(920)，每个该组件模块被设置成被排列于至少一个设备机架(910)内，每个所述UPS系统组件模块具有至少一条从该UPS系统组件模块延伸出的并在其一端有一可插入的第一连接器(924)的软性功率电缆(922)；和

模块化功率互连组件(930)，其配置为附着到至少一个设备机架，该模块化功率互连组件包括壳体(105，111，113)、多条位于该壳体内的母线(115)和多个位于所述壳体表面的第二连接器(932)，该第二连接器电连接到所述多条母线并配置为与第一连接器插入匹配，以在所述多个UPS系统组件模块之间提供电连接。

2.如权利要求1所述的UPS系统，进一步包括至少一个设备机架，其中该多个UPS系统组件模块排列于至少一个设备机架上，其中该模块化功率互连组件被附着到所述至少一个设备机架上，并且其中每个第一连接器被分别与各个第二连接器插入匹配，以使得所述功率互连组件在所述多个UPS系统组件模块之间提供电连接。

3.如权利要求2所述的UPS系统：

其中该UPS系统组件模块排列为行或列；

其中该功率互连组件壳体包括长条形壳体；

其中所述多条母线包括被布置为平行的且沿该长条形壳体的长度延伸的长条母线；

其中所述多个第二连接器沿所述壳体长度间隔放置；和

其中该功率互连组件沿所述UPS系统组件模块的行或列延伸。

4.如权利要求3所述的UPS系统，其中该UPS系统组件模块位于单个设备机架的一垂直列上，且该功率互连组件被垂直安装于该单个设备机架里和/或该单个设备机架上。

5.如权利要求3所述的UPS系统，其中该UPS系统组件模块位于水平行的设备机架中，且其中该功率互连组件被水平安装于所述行的设备机架里和/或所述行的设备机架上。

6.如权利要求2所述的UPS系统：

其中该多个UPS系统组件模块包括多个UPS模块；并且

其中该功率互连组件提供所述UPS模块的并联输入和/或输出。

7.如权利要求2所述的UPS系统：

其中该多个UPS系统组件模块包括多个UPS模块；

其中所述功率电缆包括耦合到所述UPS模块的功率输出的功率输出电缆；

其中所述功率互连组件提供所述UPS模块的并联输出；和

其中所述UPS模块进一步包括电连接到所述功率输出和配置为电连接到外部负载的功率输出口。

8.如权利要求2所述的UPS系统：

其中该多个UPS系统组件模块包括配电模块和UPS模块；

其中该功率电缆包括连接到所述UPS模块的功率输出的第一功率电缆和连接到所述配电模块的功率输入的第二功率电缆；

其中该功率互连组件电连接所述UPS模块的功率输出和所述配电模块的功率输入。

9.如权利要求8所述的UPS系统，

其中该多个UPS系统组件模块进一步包括变压器模块，其中该功率电缆进一步包括连接到所述变压器模块的第三功率电缆和连接到所述UPS模块的第四功率电缆，并且其中该功率互连组件电连接所述变压器模块和所述UPS模块。

10.如权利要求1所述的UPS系统，其中该UPS系统组件模块和/或所述功率互连组件被配置为附着到标准的机架安装点。

11.如权利要求1所述的UPS系统，其中该多个UPS系统组件模块包括UPS模块，电池模块，变压器模块，开关模块，和/或配电模块。

12.一种电子系统，包括如权利要求7所述的UPS系统和在至少一个设备机架内的至少一个负载，其中，该至少一负载配置为由该至少一个负载的第一和第二功率输入提供的冗余功率进行操作，并且

其中各个第一和第二UPS模块的各个功率输出口分别电连接到所述至少一个负载的各第一和第二功率输入。

13.一种电子系统，包括如权利要求7所述的UPS系统和在至少一个设备机架内的至少一个负载，其中，该至少一负载配置为由该至少一个负载的第一和第二功率输入提供的冗余功率进行操作，

其中该至少一个设备机架是多个设备机架；

其中该至少一个负载是多个负载，各个所述负载都分别位于所述多个设备机架的每一个中；

其中所述多个UPS模块中的每一个分别位于多个设备机架的每一个内；

其中该功率互连组件配置为提供所述多个UPS模块的并联输出；以及

其中所述多个UPS模块的功率输出口电连接到所述负载的第一功率输入，并且其中所述负载的第二功率输入电连接到交流电源。

14.一种使用模块化互连组件的方法，包括：

在至少一个设备机架(910)上安装多个UPS系统组件模块(920)，每个UPS系统组件模块具有至少一条从该UPS系统组件模块延伸并在其一端有可插入的第一连接器(924)的软性功率电缆(922)；和

安装模块化功率互连组件(930)到所述至少一个设备机架内和/或所述至少一个设备机架上，该功率互连组件包括壳体(105，111，113)，位于所述壳体内的多条母线(115)，和位于所述壳体表面的多个第二连接器(932)，该第二连接器被电连接到所述多条母线并配置为与第一连接器插入匹配。

15.如权利要求14所述的方法：

其中在至少一个设备机架安装多个UPS系统组件模块包括以行或列的形式安装该UPS系统组件模块；

其中该功率互连组件壳体包括长条形壳体，其中所述多条母线包括被布置为平行的且沿该长条形壳体的长度延伸的长条形母线，并且其中所述多个第二连接器沿上述壳体长度间隔放置；

其中安装该模块化功率互连组件到所述至少一个设备机架内和/或所述至少一个设备机架上包括安装该功率互连组件使得该功率互连组件沿UPS系统组件模块的行或列延伸。

16.如权利要求15所述的方法，其中以行或列的形式安装该UPS系统组件模块包括在单个设备机架上将该UPS系统组件模块安装为一垂直列，且其中安装该功率互连组件使得该功率互连组件沿UPS系统组件模块的行或列延伸包括垂直安装该功率互连组件于该单个设备机架里和/或该单个设备机架上。

17.如权利要求15的方法，其中在所述至少一个设备机架上安装多个UPS系统组件模块包括在一水平行的设备机架上安装该UPS系统组件模块，且其中安装该功率互连组件使得该功率互连组件沿UPS系统组件模块的行或列延伸包括水平安装该功率互连组件于所述行的设备机架里和/或所述行的设备机架上。

18.如权利要求14所述的方法，进一步包括将各个第一连接器插入匹配到各个第二连接器以使得所述功率互连组件在所述多个UPS系统组件模块之间提供电连接。

19.如权利要求18所述的方法：

其中所述多个UPS系统组件模块包括多个UPS模块；和

其中将各个第一连接器插入匹配到各个第二连接器以使得所述功率互连组件在所述多个UPS系统组件模块之间提供电连接包括，将各个第一连接器插入匹配到各个第二连接器以使得所述功率互连组件提供所述UPS模块的并联输入和/或输出。

20.如权利要求18所述的方法：

其中该多个UPS系统组件模块包括多个UPS模块，

其中该多个UPS模块进一步包括电连接到所述功率输出的功率输出口；

其中将各个第一连接器插入匹配到各个第二连接器以使得所述功率互连组件在所述多个UPS系统组件模块之间提供电连接包括，将各个第一连接器插入匹配到各个第二连接器以使得所述功率互连组件提供所述UPS模块的并联输出；和

其中该方法进一步包括电连接外部负载到所述UPS模块的所述功率输出口。

21.如权利要求18所述的方法：

其中该多个UPS系统组件模块包括配电模块和UPS模块；其中该功率电缆包括连接到所述UPS模块的功率输出的第一功率电缆和连接到所述配电模块的功率输入的第二功率电缆；和

其中将各个第一连接器插入匹配到各个第二连接器以使得所述功率互连组件在所述多个UPS系统组件模块之间提供电连接包括，将各个第一连接器插入匹配到各个第二连接以使得所述功率互连组件在所述多个UPS系统组件模块之间提供电连接以电连接所述UPS模块的功率输出和所述配电模块的功率输入。

22.如权利要求14所述的方法：

其中该多个UPS系统组件模块包括UPS模块，电池模块，变压器模块，开关模块，和/或配电模块。