CN102176633A - 提供不间断电源的设备及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明多方面涉及提供不间断电源的设备及其方法。一个方面更加特别涉及向负载提供电能的不间断电源。不间断电源包括接收输入电能的入口，提供输出电能的出口，与输入口相连接和有DC输出口的输入电能电路，该DC输出口提供具有第一DC电压位的DC电能，有与输入电能电路的DC输出口相连接的第一端口和有第二端口的电容器，与输入电能电路相连接的备用电源，与输入电能电路的DC输出口和提供输出电能的不间断电源的输出口相连接的输出电能电路，和电容器放电电路，该电容器放电电路与电容器的第一端口和电容器的第二端口相连接和被设置在第一运行模式下对电容器放电，以致于通过放电电路的平均放电电流与电容器两极的电压在电容器两极的第一电压范围之内成反比例。

Description

提供不间断电源的设备及其方法

本申请是2005年8月30日递交的申请号为200580037560.3，发明名称为“提供不间断电源的设备及其方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及通常的向临界负载提供备用电能的系统及方法。

背景技术

向临界负载提供电能的不间断电源系统(UPS)用途是众所周知的。人们所知道的不间断电源系统包括在线UPS和脱机的UPS。一旦AC电能的主电源发生间断，除备用AC电能外，在线UPS提供良好状态的AC电能。一旦AC电能的主电源发生间断，脱机UPS明显地不提供有条件限制的输入AC电能，而是提供备用AC电能。图1显示在线UPS10的一种类型框图。其他在线UPS描述在美国专利第5,982,652号，和美国专利第5,686,768号中。这两个专利合并于本文作为参考。在参考专利文件中所描述类型的在线UPS能够从American Power Conversion Corporation，West Kington，RI的商业名为Symmetra and Silcon处获得。图1中的UPS10A包括输入电路断路器/滤波器12，整流器14，控制开关15，控制器16，电池18，变极器20，绝缘变压器22，和旁路开关23。UPS也包括为连接AC电源的输入口24，和为连接负载的输出口26。

UPS10A运行如下。通过输入口，电路断路器/滤波器12接收来自AC电源的输入AC电能，过滤输入AC电能和向整流器14提供经过滤的AC电能。整流器调整输入电压。控制开关15接收经调整的电能和也接收来自电池18的DC电能。控制器16决定从整流器获得的电能是否在预先设定的范围内，以及如果是，控制控制开关向变极器20提供来自整流器的电能。由于停止或中断，或者由于动力高峰，可能发生如果来自整流器的电能不在预先设定的范围内，那么控制器控制控制开关向变极器20提供来自电池的DC电能。

UPS10A中的变极器20提供DC电能和将DC电能转换成AC电能和将AC电能调节到预先设定的规格内。该变极器20向绝缘变压器22提供经调节的AC电能。绝缘变压器被用于增加或减少来自变极器的AC电能的电压和在负载与UPS之间提供绝缘。绝缘变压器是明显地可以选择的设备，其使用明显地依赖于UPS输出电能规格。依赖电池容量和负载的电能需求量，对于过度的电能储运损耗，在短暂的电源中断期间，UPS10A可以向负载提供电能。旁路开关23被使用于提供UPS电路的旁路以向输出口直接提供输入电能。旁路开关可以受到控制器16的控制以在UPS发生故障的情形提供UPS电路的旁路。

为了提供进一步的电能备用，人们知道使用第二电源向UPS的旁路开关提供来自第二AC电源的电能。这种类型的系统常常被认为双电源系统。图2显示相似于UPS10A的双电源UPS10B，其包括有与第二电能供给相连接的第二输入口，和UPS10B包括有选择地将第二输入口与UPS10B的输出口直接相连的旁路开关23。在双电源系统中，明显地，利用的电源与系统的第一电能输入口和备用电源相连接，例如，发电机与系统的第二电能输入口相连接。一旦使用的电源发生故障，电能系统能够使用UPS运行电池模式继续向负载提供电能，这时发电机发电且产生全部的输出电压。一旦发电机在线，电能系统在超时的情况下以旁路模式能继续提供来自发电机的输出电能。

双电源系统也可以使用电能输入口都与相同输入电源相连接，只是通过分离的保险丝和/或电路断路器。对于多种电源发生故障，电能将在输入口1和输入口2处消失，但位置可以存在，例如熔断丝或电路断路器，在该位置电能仅在输入口1处消失，旁路开关可以被继续使用以向负载提供电能。

关于双电源系统的一个问题是，在旁路模式下，对UPS中的电池充电通常是不可能的，当电源在输入口2提供输入电能的时候，通常至少部分电池在消耗。

发明内容

本发明的实施方案提供经改进的电能系统。一方面涉及向负载提供电能的不间断电源。不间断电源包括接收输入电能的输入口，提供输出电能的输出口，输入电能电路，该输入电能电路与输入口相连接和有DC输出口，该DC输出口提供带有第一DC电压值的DC电能，有与输入电能电路的DC输出口相连接的第一端口和有第二端口的电容器，与输入电能电路相连接的备用电源，与输入电能电路的DC输出口和提供输出电能的不间断电源的输出口相连接的输出电能电路，和电容器放电电路，该电容器放电电路与电容器的第一端口和电容器的第二端口相连接和被设置在第一运行模式下对电容器放电，以致于通过放电电路的平均放电电流与电容器两极的电压在电容器两极的第一电压范围之内成反比例。

电容器放电电路可以被设置为第二运行模式，以致通过放电电路的放电电流与电容器两极电压在第二电压范围内成比例，该第二电压范围小于第一电压范围。该电容器放电电路可以被设置在第一运行模式下以控制放电电流，以致放电电流有包含在脉冲工作循环内连续脉冲的波形，至少在第一电压范围内，该脉冲与电容器两极的电压成反比例。第一电压范围可以等于从更低临界位到第一DC电压位之间的电压范围，和第二电压范围可以等于从零到更低临界位之间的电压范围。该电容器放电电路可以包括被动放电电路，该被动放电电路有与电容器第一端口的输入口和有输出口，开关，该开关有与被动放电电路的输出口相连接的输入口和与电容器第二端口相连接的输出口，和控制电路，该控制电路与开关相连接以在电容器两极的电压的基础上控制开关的运行状态。

本发明的另一方面涉及为向负载提供电能的不间断电源。不间断电源包括接收输入电能的输入口，提供输出电能的输出口，输入电能电路，该输入电能电路与输入口相连接和有DC输出口，该DC输出口提供有第一DC电压位的DC电能，有与输入电能电路的DC输出口相连接的第一端口和有第二端口的电容器，与输入电能电路相连接的备用电源，与输入电能电路的DC输出口和提供输出电能的不间断电源的输出口相连接的输出电能电路，和对电容器两极电压放电的装置，以致于电容器的平均放电电流与电容器两极的电压在电容器两极第一电压范围的电压成反比例。

不间断电源可以进一步包括对电容器两极放电的方法，以致于放电电流与电容器两极的电压在第二电压范围内成比例，所述第二电压范围小于第一电压范围，和可以进一步包括对电容器两极放电压装置，以致于放电电流有包含在脉冲工作循环内连续脉冲的波形，在至少第一电压范围内，所述脉冲与电容器两极的电压成比例。第一电压范围可以等于从较低临界位到第一DC电压位之间的电压范围，和第二电压范围可以等于从零到较低临界位之间的电压范围。

本发明的另一个方面涉及在不间断电源下在对电容器两极电压放电的方法。所述方法包括对电容器放电到第一电压值，检测电容器两极的电压，和使用与电容器两极的电压成反比例的有平均值的放电电流对电容器放电，以致至少在电容器两极第一电压范围内，当电容器两极的电压减少时，放电电流的平均值增加。

该方法可以进一步包括在电容器放电期间，检测电容器两极的电压已经降低到第二电压值，该第二电压值小于第一电压值，和使用有与电容器两极的电压成比例的有平均电流值的放电电流对电容器放电，以致于当电容器电压降低时，对于第二电压范围，放电电流的平均值减小。该方法可以进一步包括控制放电电流，当电容器两极的电压在第一电压范围内时，以致于放电电流有包含在脉冲工作循环内有连续脉冲的波形，所述脉冲在第一电压范围内与电容器两极的电压成反比例。该方法可以更进一步包括控制放电电流在第二电压范围保持连续。第一电压范围可以等于从第一电压值到第二电压值的电压范围，和第二电压范围可以等于从第二电压值到零电压位的电压范围。

本发明的另一个方面涉及为向负载提供电能的不间断电源。不间断电源包括接收来自输入电源的第一输入口，提供输出电能的输出口，接收来自旁路电源的旁路电能的旁路输入口，其中旁路输入口有选择性的与输出口连接以提供来自旁路电源的输出电能，输入电能电路，该输入电能电路与第一输入口相连接的和提供有第一DC电压位的DC电能，与输入电能电路相连接的备用电源以在备用运行模式下在DC输出口提供DC电能，和变极器电路，该变极器电路与输入电能电路的DC输出口和与提供来自输入电源和备用电源两者中至少一个的输出电能的输出口相连接。不间断电源被结构和排列以在旁路运行方式控制变极器电路将在变极器电路输出口处来自旁路电源的AC电能转换为在变极器电路输入口处的DC电能。

不间断电源可以包括与变极器的输入口相连接的电池充电器以接收DC电能和提供电能对旁路运行模式下的备用电源充电，和可以进一步包括与变极器电路的输入口相连接的电能供给以接收DC电能和在旁路运行模式下向不间断电源中的元件提供DC电能。备用电源可以包括至少一个电池。第一输入口和旁路输入口可以被设定与共同的电源相连接。该不间断电源可以包括旁路开关，该旁路开关连接在旁路输入口和变极器电路的输出口之间和被控制在旁路运行模式关闭状态下运行。

本发明的另一个方面涉及为向负载提供电能的不间断电源。该不间断电源包括接收输入电能的第一输入口，提供输出电能的输出口，接收旁路电能的旁路输入口，其中旁路输入口有选择性的与输出口相连接以提供来自旁路电源的输出电能，输入电能电路，该输入电能电路与第一输入口相连接和有DC输出口，该DC输出口提供具有第一DC电压位的DC电能，与输入电能电路相连接的备用电源以提供在备用运行模式下在DC输出口提供DC电能，变极器电路，该变极器电路与输入电能电路的DC输出口和输出口相连接、该输出口提供来自输入电能和备用电源两者中至少一个的输出电能，以及在旁路运行模式下控制变极器电路以将在变极器电路输出口处来自旁路电源的AC电能转换为在变极器电路输入口处的DC电能的方法。

非间断电源供给可以包括在旁路运行模式下对备用电源充电的方法，和进一步包括与变极器的输入口相连接的电能供给以接收DC电能和在旁路运行模式下向非间断电源供给的元件提供DC电能。该备用电源可以包括至少一个电池。该不间断电源可以包括旁路开关，该旁路开关连接在旁路输入口和变极器电路的输出口之间和在旁路运行模式下受到控制以在关闭状态下运行。该控制变极器电路的方法可以包括在旁路运行模式下控制变极器电路输入口处的功率因素的方法。

本发明的另一个方面涉及从电能供给提供非间断电能的方法，该电能供给包括第一输入口，旁路输入口和提供电能输出口，该电能供给进一步包括备用电源和变极器，为了在电能供给输出口的使用，该变极器将DC电能转换为AC电能。该方法包括在第一运行模式下运行电能供给，在输出口处的电能来源于变极器和第一输入口的电能，在旁路模式下运行，在输出口处的电能来源于旁路输入口的电能，和在旁路模式下，运行变极器以在变极器的输入口处提供来自变极器输出口的AC电能的DC电能。

该备用电源可以与变极器的输入口相连接，该方法可以包括在旁路模式下对备用电源的充电。该备用电源可以包括电池，和向备用电源充电可以包括在变极器的输入口处，使用DC电能对电池充电。该方法可以包括在的备用运行模式下运行，在输出口处的电能来源于备用电源的电能。该电能供给可以进一步包括与变极器的输入口相连接的电能供给单元，和该方法可以包括从在旁路模式下，在变极器输入口处的DC电能向电能供给单元提供电能。该方法可以包括在旁路模式下，控制通过变极器的电流实质上与变极器输出口的电压同相。该方法可以包括在旁路模式下，感应变极器输入口处的电压和控制变极器以对保持在变极器的输入口处的电压在预先设定值。

本发明的另一个方面涉及为了向负载提供电能的不间断电源。该不间断电源包括接收输入电能的输入口，提供输出电能的输出口，与输出口相连接以在输出口处提供备用电能的备用电源，与输入口相连接和有开启状态和关闭状态的电流接触器，有与电流接触器相连接的以提供输出电压控制电流接触器运行状态的接触器控制电路，该电流接触器控制电路被设置以向接电流触器提供有第一电压位的输出电压控制电流接触器从开启状态转换成关闭状态，和提供有第二电压位的第二输出电压以保持电流接触器处于关闭状态。

电流接触器控制电路可以被设置以向电流接触器提供零位电压将电流接触器设定在开启状态。电流接触器控制电路可以包括接收输入电压和向电流接触器提供输出电压的电能变换器，与电能变换器和电流接触器之间相连接的开关，和与该开关相连接和被调节以接收输入信号和控制开关选择性的将电流接触器控制电路的输出口与电流接触器相连接。该开关控制电路可以包括与电能变换器相连接的输出口以控制电能变换器的输出电压。该电能变换器可以包括被设置的电容器，以致电流接触器控制电路的输出电压为电容器两极的电压。该开关可以包括与第二开关串连的第一开关，以致电流接触器控制电路的输出电压应用到电流接触器，这时第一开关和第二开关都处于关闭状态。该不间断电源可以进一步包括输入电路，通过电流接触器，该输入电路与不间断电源的输入口相连接以接收输入电能，和与备用电源相连接以接收备用电源，和被设置提供来自输入电能和备用电能两者中至少一个的DC电能，和输出电路，该输出电路与输入电路相连接以接收DC电能，和被设置在不间断电源的输出口处提供来自DC电能的AC电能。该不间断电源可以进一步包括电能供给单元，该电能供给单元有与不间断电源的输入口相连接以接收输入电能的输入口和与电能变换器相连接以向电能变换器提供输入电压的输出口。

本发明的另一个方面涉及控制安装在不间断电源中的电流接触器的方法，该不间断电源供具有提供来自主电源和备用电源两者之一的输出电能的输出口。该方法包括检测包括来自主电源的AC电能的出现，将具有第一值的电压应用到电流接触器上，以将电流接触器的状态从开启改变为关闭，以及在电流接触器的状态从开启变为关闭之后将具有第二值的电压应用到电流接触器上，以维持电流接触器处于关闭状态。

该方法可以进一步包括检测来自主电源的AC电能的损失，并从电流接触器上除去电压以开启电流接触器。应用具有第一值电压的步骤可以包括将已充电的电容器连接到电流接触器上的第一值。应用具有第二值电压的步骤可以包括允许电容器充电直到在电容器两极的电压等于第二值。应用具有第一值电压的步骤可以包括控制串连连接的一对开关，以致于开关中的每一个变成关闭状态以将电压应用到电流接触器上。该方法也进一步包括将电能供给单元与主电源相连接，以及使用来自电能供给单元输出的电压对电容器充电。对电容器充电步骤可以包括在电能供给单元和电容器之间连接放大电路和控制该放大电路以在电容器两极产生具有第一电压值的电压和在电容器两极产生具有第二电压值的电压。

本发明的另一个方面涉及为了向负载提供电能的不间断电源。该不间断电源包括接收输入电能的输入口，提供输出电能的输出口，与输出口相连接的备用电源以在输出口处提供备用电能，与输入口相连接和具有开启状态和关闭状态的电流接触器，和向电流接触器提供具有第一电压位的输出电压以控制电流接触器从开启状态转变为关闭状态以及提供具有第二电压位的第二输出电压以保持电流接触器处于关闭状态的方法。

该不间断电源可以包括向电流接触器提供零电压位以将电流接触器设置在开启状态的装置，和可以进一步包括电能供给单元，该电能供给单元有与不间断电源相连接以接收输入电能的输入口和提供电能供给输出电压的输出口，和将电能供给输出电压转换成第一电压位和第二电压位的装置。该提供输出电压的装置可以包括电容器和选择地将电容器连接在电流接触器两极的装置。该提供输出电压的装置包括向电容器充电到具有第一电压位的电压和向电容器充电直到电容器两极的电压等于第二电压位的装置。该选择性地连接电容器的装置可以包括一对串连的开关以致开关中的每一个变成关闭状态以将电压应用到电流接触器上。

本发明还有另一个方面涉及为了向负载提供电能的不间断电源。该不间断电源包括接收输入电能的输入口，提供输出电能的输出口，提供备用电能的多个电池模块，电能电路，该电能电路与输入口相连接、与多个电池模块相连接和与输出口相连接以向输出口提供来自输入电能和备用电能两者中至少一个的电能，控制器，与控制器连接和与电池模块中的每一个相连接的回路线，以及与控制器相连接和与多个电池模块相连接的第一传感线。该控制器和电池模块中的每一个被设置和排列以致在第一传感线上由控制器检测到的信号的基础上，电池模块中至少一个特征由控制器决定。

电池模块中经检测的至少一个特征可以包括多个电池模块的总容量。电池模块中的每一个可以包括连接在第一传感线和回路线之间的电阻，和该控制器可以检测第一传感线和回路线两极的电压以及在经检测电压基础上确定总容量。该总容量可以安培小时来确定。该不间断电源可以进一步包括具有与多个电池模块相连接的第一端口的电能供给线，和电能供给，该电能供给与电能供给线的第二端口相连接和与在电能供给线和回路线两极产生输出电压的回路线相连接，和在多个电池模块中每一个的电阻的两极的电压可以来源于电能供给的输出电压。在多个电池模块中每一个中的电阻中的每一个可以有大致相同的电阻值。多个电池模块中至少一个可以包括多个电池单元。第一传感线，回路线和电能供给线可以直接与多个电池模块中的第一个相连接和使用雏菊链与余下每一个电池模块相连接。该不间断电源可以进一步包括电池架，该电池架包含电池模块中至少一个，和第一传感器可以进一步与电池架相连接，该控制器和电池架可以被设置和排列以致控制器可以检测在电池架中的熔断丝。

不间断电源仍然可以进一步包括与控制器相连接和与多个电池模块中的每一个相连接的第二传感线，控制器和电池模块可以被设置和排列以致在第二传感线和回路线两极的电压的基础上，控制器决定在多个电池模块上出现的最高温度。多个电池模块中的每一个可以包括与第二传感线相连接的具有随着温度发生电阻值变化的可变电阻。多个电池模块中的每一个可以包括连接在可变电阻和第二传感线之间的二极管。该不间断电源可以进一步包括电能供给线，该电能供给线具有与多个电池模块相连接第一端口，和电能供给，该电能供给与电能供给线第二端口相连接和与在电能供给线和回路线两极产生输出电压的回路线相连接，和在多个电池模块中的每一个的电阻两极的电压可以来自电能供给的输出电压。该不间断电源可以进一步包括与控制器相连接和与多个电池模块中的每一个相连接的第二传感线，和控制器以及电池模块可以被设置和排列以致于在第二传感线和回路线两极的电压的基础上，控制器确定出现在多个电池模块上的最高电压。

本发明的另一个方面涉及为了向负载提供电能的不间断电源。该不间断电源包括接收输入电能的输入口，提供输出电能的输出口，提供备用电能的多个电池模块，电能电路，该电能电路与输入口相连接，与多个电池模块相连接和与输出口相连接以向输出口提供来自输入电能和备用电能两者中至少一个的电能，与电池模块中的每一个相连接的回路线，与多个电池模块相连接的第一传感线，和在第一传感线上检测到的信号的基础上，确定电池模块至少一个特征的装置。

该确定的装置可以包括确定多个电池模块总容量的装置。该总容量可以安培小时来确定。该不间断电源可以进一步包括具有与多个电池模块相连接的第一端口的电能供给线，和与电能供给线的第二端口相连接和与在电能供给线和回路线两极产生输出电压的回路线相连接的电能供给。多个电池模块中至少一个可以包括多个电池单元。第一传感线，回路线和电能供给线可以直接与多个电池模块中第一个相连接和使用雏菊链与余下每一个电池模块相连接。不间断电源可以进一步包括容纳至少一个多个电池模块的电池架，其中第一传感线进一步与电池架相连接，以及为了检测在电池架上的熔断丝的装置。该不间断电源可以进一步包括与多个电池模块中的每一个相连接的第二传感线，以及在第二传感线和回路线两极的电压的基础上确定出现在多个电池模块上的最高温度的装置。多个电池模块中的每一个可以包括与第二传感线相连接的具有随着温度电阻值发生变化的可变电阻。多个电池模块中的每一个可以包括连接在可变电阻和第二传感线之间的二极管。

本发明还有另一个方面涉及监控在不间断电源中的装置的方法，该不间断电源包括接收输入电能的输入口，提供备用电能的多个电池模块，和提供来源于输入电能和备用电能两者中至少一个的输出电能的输出口。该方法包括将第一传感线与多个电池模块中每一个相连接，将回路线与电池模块中每一个相连接，在第一传感线上检测的电压位的基础上确定电池模块至少一个特征。

确定至少一个特征的步骤可以包括决定多个电池模块的总容量。该总容量可以以安培小时来确定。该不间断电源可以进一步包括电能供给单元，该方法可以进一步包括将电能供给线的第一端口与多个电池模块相连接，和将电能供给线的第二端口与电能供给相连接以在电能供给线和回路线两极产生输出电压。将第一传感线、回路线和电能供给线与多个电池模块相连接的步骤可以包括直接将第一传感线、回路线和电能供给线与多个电池模块中第一个相连接和使用雏菊链将余下的每一个电池模块相连接。该不间断电源可以包括电池架，该方法可以进一步包括检测在电池架上的熔断丝。该方法还可以进一步包括将第二传感线与多个电池模块中的每一个相连接，和在第二传感线和回路线两极的电压的基础上确定出现在多个电池模块上的最高温度。

本发明的另一个方面涉及为了向负载提供电能的不间断电源。该不间断电源包括接收输入电能的输入口，提供输出电能的输出口，提供备用电能的备用电能装置，与输入口相连接、与备用电能装置相连接和与输出口相连接以向输出口提供来自输入电能和备用电能两者中至少一个的电能的电能电路，该电能电路包括含有多个第一电池模块的第一电能接口模块。该不间断电源进一步包括控制器、与控制器相连接和第一电能接口模块和多个第一电能模块相连接的第一传感线，和与控制器相连接和与第一电能接口模块和多个第一电能模块相连接的回路线。该控制器，第一电能接口模块和多个第一电能模块被设置和排列以致于在由控制器对第一传感线和回路线两极检测的电压位的基础上，控制器确定第一电能接口模块的修正位和多个第一电能模块的修正位。

该电能电路可以包括具有多个第二电能模块的第二电能接口模块，其中第一传感线与第二电能接口模块和第二电能接口模块中的多个第二电能模块相连接，和其中控制器，第二电能接口模块和多个第二电能模块被设置和排列以致在通过控制器对第一传感线和回路线两极检测的电压位的基础上，控制器确定第二电能接口模块的修正位和多个第二电能模块的修正位。该控制器和多个第一电能模块组可以进一步包括被设置和排列以允许控制器在第一传感线和回路线两极的电压的基础上确定在第一电能模块中的一个上的高温状况。该控制器，多个第一电能模块和多个第二电能模块可以被设置以允许控制器在第一传感线和回路线两极的电压的基础上确定在第一电能模块或第二电能模块中的一个上的高温状况。控制器可以被设置，以在第一电能接口板上被检测的修正和多个第一电能模块被检测的修正的基础上，调整不间断电源的控制参数。该第一电能接口模块和多个第一电能模块中的每一个可以包括与第一传感线和回路线相连接的电阻，其中电阻的电阻值确定修正位。多个第一电能模块中的每一个包括与第一传感线和回路线相连接的热开关。

本发明还有另一个方面涉及为负载提供电能的不间断电源。该不间断电源包括接收输入电能的输入口，提供输出电能的输出口，提供备用电能的备用电能装置，与输入口相连接，与备用电能装置相连接和与向输出口提供来自输入电能和备用电能两者中至少一个的电能的输出口相连接的电能电路，电能电路包括含有多个第一电能模块的第一电能接口模块。该不间断电源进一步包括与第一电能接口模块和多个第一电能模块相连接的第一传感线，和与第一电能接口模块和多个第一电能模块相连接的回路线，和在第一传感线和回路线两极的电压的基础上，确定第一电能接口模块的修正位和多个第一电能模块的修正位的装置。

该电能电路可以包括具有多个第二电能模块的第二电能接口模块，和第一传感线可以与第二电能接口模块和第二电能接口模块中的多个第二电能模块相连接，和在第一传感线和回路线两极的经检测的电压位的基础上，该不间断电源可以进一步包括确定第二电能接口模块的修正位和多个第二电能模块的修正位的装置。该不间断电源可以进一步包括在第一传感线和回路线两极的电压的基础上，确定在第一电能模块中的一个上的高温状况的装置，和可以包括在第一传感线和回路线两极的电压的基础上，确定在第一电能模块或第二电能模块中的一个的高温状况的装置。该不间断电源也可以包括在第一电能接口模块的经检测的修正和多个第一电能模块的经检测的修正的基础上，控制不间断电源的参数的装置。

本发明还有另一个方面涉及控制不间断电源的方法，该不间断电源包括第一电能接口模块和与第一电能接口模块相连接的多个第一电能模块。该方法包括将第一电能接口模块和多个第一电能模块相连接，将回路线和第一电能接口模块和多个第一电能模块相连接，在第一传感线和回路线两极的电压的基础上确定第一电能接口模块的修正位和多个第一电能模块的修正位，和在第一电能接口板的修正位和多个第一电能模块的修正位基础上，控制不间断电源的参数。

不间断电源可以包括具有多个第二电能模块的第二电能接口模块，该方法进一步包括将第一传感线与第二电能接口模块和第二电能接口模块中的多个第二电能模块相连接，和在第一传感线和回路线两极经检测的电压位的基础上，确定第二电能接口模块的修正位和多个第二电能模块的修正位。该方法可以进一步包括在第一传感线和回路线两极的电压的基础上，确定在第一电能模块上的高温状况。该方法还可以进一步包括在第一传感线和回路线两极的电压基础上确定第一电能模块或第二电能模块中的一个的高温状况。

附图说明

附图并不是严格按照比例绘画。在图中，在各个附图中示出的相同的或及其相似的部件由相同的参考数字表示。为了清楚说明的目的，在图中，并不是每一个元件都被表注。在图中：

图1是第一现有技术UPS系统的功能块图；

图2是第二现有技术UPS系统的功能块图；

图3是根据本发明的一个实施方案的UPS系统的功能块图；

图4是可以使用在图3中的UPS系统中的变极器的充电结构的功能块图；

图5是可以使用在图3中的UPS系统中电容器和电容器放电电路图；

图6是图5的电容器的放电电路功能块图；

图7A和7B显示使用在图6中的电容器放电电路中的信号的波形；

图8是图6中的电容器放电电路的示意图；

图9是可以使用在图3中的电能供给中的电流接触器控制电路的功能块图；

图10A和10B是图9中的电流接触器控制电路的示意图；

图11A是根据本发明的一个实施方案的电池监控电路的示意图；

图11B是对图11A中的电池监控电路的比特值和相对应的温度之间的关系的描述曲线图；

图11C是可以使用在图11A中电池监控电路的缓冲器电路的示意图；

图12是根据本发明的一个实施方案的第二电池监控电路的示意图；

图13是根据本发明的一个实施方案的板修正检测电路的示意图。

具体实施方式

本发明并不局限于应用在接下来的图中描述或说明中阐明的元件结构和排列的细节。本发明能够以其他实施方案和能够实践或以其他方式被实施。使用在本文件中的措词和术语是为了说明的目的和不应当视为限制。“包括”、“包含”、或“具有”、“含有”、“涉及”，和在本文件中的变化意味包含其后列出的术语和除额外的术语外的等同。

本发明的实施方案提供经济的、高利用电能的解决方案。根据本发明，不间断电源系统100的一个实施方案现在将以显示UPS100功能块图的图3作为参考来描述。UPS100包括整流器/功率因素纠正(PFC)电路114，控制器116，电池118，变极器120，旁路开关123，电池充电器125、电能供给单元(PSU)127，变极继电器132，DC总线133，和电流接触器134和136。UPS100也包括主电能输入口101，旁路电能输入口102和电能输出口103。正如上面关于UPS10B所描述的，主输入口101和旁路输入口102可以连接到独立的电源或通过独立的分配元件(例如继电器、电路断路器、保险丝)连接到共同的电源。

在图3所显示的实施方案中，显示使用实线140，电池118与整流器/PFC电路相连接，和使用虚线144和146，通过DC-DC转换器142，与DC总线133相连接。该电池的两个连接表明在本发明不同的实施方案中，电池可选择性的连接，以及还有在另外一个实施方案中，电池可以与总线133相连接而无需使用DC-DC转换器。在一个实施方案中，电池与整流器/PFC电路114相连接，电池的正极和负极都被使用(和DC线正极和负极一样)，正如正在申请的美国专利申请系列第10/470,124，发表于2003年7月25日，题目为Combined AC-DC to DC Converter，确定为本申请的代理人和合并在本文件中作为参考，电池电压也可以通过整流器/PFC电路放大。在这第一实施方案中，电池被充满192伏的电压(或对于负极电池而言为-192伏)和DC线的电压225伏(或对于负极总线而言为-225伏)。在另一个实施方案中，使用DC-DC转换器142，电池与DC总线133相连接，电池可以具有不同的电压和DC-DC转换器可以将DC电池电压转换以匹配DC总线的电压。在图3中的实施方案中显示仅有一个电池，然而，在不同的实施方案中，电池118可以使用以并联和/或串连合并的电池来实施以为了特定的实施提供必要的电压和容量。

该控制器116被使用于对UPS100中元件的监控和控制。在图3中，控制器116显示仅与整流器/PFC电路114和变极器120相连接，然而，在不同的实施方案中，控制器116可以与UPS100中所有主要元件相连接和也可以与众多的传感装置相连接以监控UPS100的运行参数。PSU127与DC总线133相连接，和在一个实施方案中，接收来自总线的DC电能和提供规定的输出电压以运行风扇电流接触器线圈和控制板。正如图3所显示，通过输入口129，PSU127也可以与主电能输入口相连接，以旁路电流接触器136。在一个实施方案中，PSU127与主输入口相连接，对于PSU的连接是为了输入EMI滤波和电涌保护，和整流二极管和电流限制电阻器(未显示)被使用于将PSU与主电能输入口相连接。

在UPS100和各自的主输入口101和旁路输入口102之间，电流接触器134和136提供绝缘的和反馈保护。

在UPS100的普通运行模式下，在电能输入口处的AC电能通过电流接触器136传输和被调整以及功率因数在整流器/PFC电路114中被纠正以向DC总线提供DC电能。变极器120接收DC电能和通过继电器132在电能输出口103提供规定的AC电能。在普通运行模式下，使用电池充电器125，从DC总线中电池118得到充电。

在电池运行模式下，电流接触器136(和电流接触器134一样)处于开启的位置，和通过整流器/PFC电路114或DC-DC转换器142，DC电压从电池向DC总线133供应。变极器将总线上的DC电压转变为AC电压和向与输出口相连接的负载提供输出AC电压。在普通运行模式下和在电池运行模式下，变极器开关132处于关闭的位置。在UPS100的检测模式下，开关132可以开启以在自我检测期间隔离来自负载的输出。

UPS100也可以利用旁路运行模式，这时在旁路输入口102处可以获得输入电压和在主输入口101处却不能获得。在旁路运行模式下，在旁路输入口102处的AC电压通过电流接触器134和旁路开关123向输出口103提供。旁路运行模式可以代替电池运行模式以保存电池的寿命或在电池模式后，当电池已经处于部分消耗时，可以被使用。在一个实施方案中，UPS100也可以包括直接与旁路输入口102和AC输出口103相连接的机械的旁路开关。该机械旁路开关允许用户在UPS发生故障或对UPS进行维修时对UPS100完全旁路。

UPS100的实施可以采用单相电能供给、三相电能供给或分相供给，和不同的实施方案可以被设计为适应各种正如在现有技术中所知道的输入电压。进一步，UPS100的实施可以采用模件，可升级的UPS具有大量的可替代的电能模块和电池模块，正如美国专利第5,982,652号和共同待审的美国专利申请第10/764,344号，发表于2004年1月23日，题目为Method and Apparatus for Providing Uninterruptible Power所描述的，该两个文件均委托本发明申请的代理人和合并在本文中。然而，UPS100显示作为单相DC总线UPS，本发明的其他实施方案可以利用正如上面所讨论的美国专利申请第10/470,124号所描述的具有正极和负极总线和普通中心点的双DC总线。

正如以上所讨论的，典型的双电源不间断电源的一个问题是，当处于旁路运行模式下时，这样的供给不能向UPS电池充电。在上面所描述的UPS100的一个方面，正如图4作为参考所描述的，当处于旁路运行模式下，UPS的电池可以被充电。正如上面所讨论的，一旦在UPS100中的输入口101发生电能的损失，UPS100也可以进入旁路模式，在该模式下，旁路开关123被启动以向负载提供来自输入口102的第二电源输出电能，或UPS可以在通过变极器120将来自电池的DC电能转换称AC电能的电池模式下运行。现在将要描述的本发明的方面，该变极器120在反向/整流器模式下运行以在UPS100处于旁路模式运行下，保持DC总线133上稳定的电压。然后，电池118可以使用电池充电器125利用DC总线的电压对其充电。正如在本领域普通技术人员所熟知的那样，和正如美国专利第5,302,858号，作为参考合并在本文件中，通过改变变极器的控制，变极器的元件可以使用在反向模式下作为整流器。

图4提供UPS100部分和被利用的控制系统部分的功能块图，该控制系统在UPS100运行旁路模式下以实施在本发明中UPS100的电池可以被充电的方面。在图4显示的UPS100的部分，控制块216与变极器120的输出口相连接，使用线218感应变极器输出口的电流和使用感应线220感应变极器输出口的电压。通过使用感应线219，DC总线133的电压也受到控制块的监控。使用控制线222可以对变极器的控制。正如本领域内普通技术人员所理解的那样，在本发明的各种实施方案中，控制线222可以通过使用独特的控制线以实现控制在变极器120中内置的晶体管，用于控制在旁路模式下的变极器以对电池进行充电的控制线可以与在UPS100的其他模式下使用的相同以提供来自变极器的输出AC电压。

该控制块216包括倍增器224，DC电压调整器226，组合器228和230，AC电流调整器232和脉冲幅度调节器(PWM)234。为了在旁路运行模式下，向DC总线133提供DC电压，变极继电器132移动到关闭位置，来自第二输入口电源的AC电流在控制块216的控制下受到变极器的调整。控制块216监控到变极器/整流器和DC总线的输入电流和电压和总线的电压以及控制变极器起作整流器的功能以保持DC总线的电压正如期望值以向电池充电器提供DC电压和对PSU提供DC电压。在图4中显示的实施方案，电池与整流器/PFC相连接和使用电池充电电路125充电，然而，正如上面所描述的，在其他实施方案中，电池可以直接与DC总线或通过DC-DC转换器与DC总线相连接。当直接与DC总线相连接，可以不需要外部电池充电电路。

UPS100利用电流控制以控制在整流器模式下变极器120的运行。内部电流控制线圈向变极器提供控制信号以通过变极器控制电流，该内部电流控制线圈包括比较仪230，电流调整器232和PWM调节器234。在一个实施方案中，最高电流控制使用固定的20KHzd的PWM频率。然而，在其他实施方案中，平均电流控制可以被使用和PWM频率也可以空运行。该内部电流控制线圈使用比较仪230通过电流传感器以比较倍增器224的输出与实际测量的电流，以致电流受到控制以跟随倍增器的输出。该倍增器224有与变极器的输出口相连接的第一输入口和与第二比较仪228的输出口相连接的第二输入口，该比较仪228提供信号表明在DC总线电压和DC总线参考电压之间的差别。在旁路输入口处，倍增器的输出信号与电压同相和在DC总线的电压位的基础上有幅度。AC电流调整器232和DC电压调节器226起缓冲控制信号的增益级作用以向PWM调节器234和倍增器224的输入口提供合适的信号水平。

使用上面所描述的步骤，通过整流器调整的电流的幅度在DC总线电压位的基础上，被变极器调整的电流的相位与输入电压一致，以致获得一致的功率因数，和甚至在旁路输入口处电压摆动的情形下，DC总线的电压可以保持在稳定的水平上。

在可选择的实施方案中，参考正弦发生器可以被使用代替DC总线参考，使用相位锁定线圈，正弦发生器将在旁路输入口处的电压的相位锁定。在这个实施方案中，倍增器224没有出现。

在一个实施方案中，变极器的数字控制被使用(以变极器和调整器模式)，DC总线133的电压可以保持，和因此电池118可以充电，在旁路模式下没有任何额外元件补充到系统中。在这个实施方案中，通过使用在控制器116的固件中的控制规则系统，由控制块216提供的功能可以被实现。正如本领域内普通技术人员所知道的那样，这些规则系统与在变极器模式运行变极器120的使用到的相似。在其他实施方案中，类似变极器控制可以被使用，和在这些实施方案中，控制块216的功能可以需要额外的控制电路。在一个实施方案中，通过使用四象限变极器，变极器可以被实施。

正如上面所讨论的本发明的方面所涉及，在旁路模式下，变极器作为整流器的用途是也被应用到本发明实施方案中，该实施方案在普通中心点都使用正极DC总线和负极DC总线。在这样的实施方案中，单个控制线圈可以被使用于正极和负极电压，对于正极总线的控制线圈在参考电流信号的正值的期间起作用，和对于负极总线的控制线圈在参考电流信号的负值的期间起作用。在一个实施方案中，正极DC总线和负极DC总线都被使用，通过使用三个标准变极器，变极器可以被实施，正如那些合并待审的美国申请系列第10/680,278号，题目为Three Level Inverter，发表于2003年10月7日，合并在本文件作为参考。

在UPS中，例如UPS100具有由内部DC总线提供电能的内部电能供给单元(PSU127)，本发明的实施方案具有额外的好处。令人满意的是来自于经控制的DC总线对内部的PSU提供电能而不是来自没有经控制的AC输入，这一点允许PSU作为DC-DC转换器被实施，与需要输入滤波、EMI控制和输入整流器的AC-DC电能供给相反。在上面所描述的本发明的实施方案中，因为在旁路模式下使用变极器作为整流器，DC总线保持在适当的电压位，PSU127可以在旁路模式下被提供电能而电池118不会发生泄漏。当处于旁路模式下，在旁路模式下PSU被提供电能，在UPS100中的各种装置，比如风扇，控制板，电流接触器线圈和显示器可以被操作，还有电池充电器。

正如图5所显示，在UPS100的一个实施方案中，一个或多个大的DC电容器137与DC总线133和对于DC总线135普通点之间相连接以帮助保持总线的DC电压为常量。在一个实施方案中使用具有双+/-225伏电压的DC总线的15KVAUPS，总量为12,000μF的多个电容器被使用于DC电容器137。在图5所显示的实施方案中，根据安全需要将UPS的电能消除后，放电电路300与电容器137的两极相连接以对电容器进行放电。例如，典型的安全标准来自：例如，保险商实验所(UL)和国际电工委员会(IEC)，要求电容器137两极的电压在特定的时间段内(如，5分钟)减少到安全值(如，40VDC)。

典型的UPS，为了满足这些安全要求，被动或者积极的放电电路被使用。典型的被动电路使用电阻作为放电装置，这与电容器放电一样。电阻的使用通常并不理想，因为这些电阻在正常运行状态下引起最大的电能(在电容器两极的全部电压)，电阻的放电效果与电容器电压降低一样。电容器使用也造成不必要的电能损失。积极的放电电路比被动电路具有优点，因为其被明显的设计引起持续的电能处于放电模式，而不是正如电阻放电电路一样在电容器的两极发生电压的平方。积极的放电电路典型的使用半感应器装置，例如MOSFET晶体管，然而，当使用在放电用途里，这些晶体管明显需要使用巨大热量接收器。当电能被关掉时，使用启动电阻放电的晶体管的积极放电电路也已经被使用，但是这些装置仍然遭受使用电阻的缺点，并且常常需要复杂的启动电路。

在本发明的一个实施方案中，通过使用连续的比被动电阻放电电路引起更少电能的积极电路，放电控制电路300被实施，和放电装置功耗在大电压范围内实质上保持常量。在本发明的实施方案中，当停止向UPS提供电能时，连续的积极电路的使用允许放电电路在不需要额外启动放电电路的控制电路情况下运行。

与放电控制电路300的功能块图相一致的一个实施方案显示在图6中。放电控制电路包括控制电路302，被动放电电路304和受控制的开关306。控制电路302与DC总线133和共同线135之间相连接，和被动放电电路304和开关306与DC在总线和普通线之间串联连接。控制电路有连接被动放电电路和开关之间的控制输入线308，和有与开关相连接的控制输出线以控制开关的状态。控制电路302检测DC总线电压和使用控制线310控制开关306以控制流经被动放电电路中的电流。控制输入308被使用在一个实施方案中以检测当开关306已经关闭时以在控制电路302中重新设置适时电路。

通常，对于更高的DC总线电压的开关的时间，控制电路302降低负载循环，为了降低DC总线电压，增加负载循环。在一个实施方案中，DC总线电压被设计为在225VDC、12000μF的DC容量电压下运行，控制电路302控制开关以在开关频率大约200Hz下运行。在这个实施方案中，在电能关闭的状态下，一旦DC总线的电压下降到大约120VDC，控制电路控制开关以保持状态。图7A和7B各自显示DC总线两极的电压，在图7A中的线301，和流经放电电路的电流，图7B中的线303，例如上面所描述的在向UPS100提供的电能已经关闭以后。例如图7A和7B显示，为了清楚的原因，频率已经减少到0.1Hz。图7B的时间轴线对于图7A和7B是共同的时间轴线。正如在图7A显示，在每一个电流脉冲经过放电电路期间，在电容器两极的电压下降，和一旦放电电路电压达到120VDC时，放电电路保持电压和电流同时下降。在另一个实施方案中，依靠定时元件的值，如在放电电路中的电容器和电阻，脉冲频率可以几百Hz，或与几千Hz一样高。

与上面所描述的原理一致的放电电路300的详细设计现在以图8作为参考进行描述，图8显示放电电路300中的每一个功能块302、304和306的示意图。对于图8显示元件的元件值提供在表1中。

表1

放电电路300的元件值

被动放电电路304包括电热调节器TH503和电阻器R621，串联在DC总线和到受控制开关306的输入口之间。电热调节器TH503是正温度系数装置，在温度增加时，其电阻将增大。在被动放电电路中，当温度上升时在电路中可能发生故障，通过增加经过放电电路的电阻，电热调节器的使用提供补充的安全性。在另一个实施方案中，被动放电电路可以包括仅一个电阻器或一些其它被动电阻装置的合并。

受控制开关306包括与电容器C633并联在被动放电电路和普通线之间的晶体管Q542。控制电路302包括多个一起运行的装置在DC总线的电压的基础上以启动或关闭受控制开关。为了简化对控制电路302运行的解释，控制电路可以被认为包括关闭控制开关的关闭部件和开启受控制开关的开启部件，尽管控制电路的两个部件在运行中相互作用以完成开启和关闭的功能。关闭部件包括电阻器R609，R610，R611，R615，R617，R618，晶体管Q541，电容器C600，C602，和C603和二极管D560和D551。开启部件包括电阻器R612，R613，R614，R619，R620，电容器C601和晶体管Q540。

现在，放电电路300的运行在第一状态开始被详细的描述，在这种状态下，DC总线电压上是最大电压值，晶体管Q540已经关闭和晶体管Q542已经开启，允许电流流经电热调节器TH503和电阻器R621。在第一状态中，在电容器C600两极的电压开始为零，但是随着通过电阻器R609和R601，电容器C600充电，电容器C600两极的电压开始增加。在晶体管Q541基础上的电压随着C600两极电压而增加，和一旦这个电压超过晶体管的临界电压，晶体管Q541将开启。当晶体管Q541开启时，晶体管Q542关闭。

晶体管Q542从开启到关闭的过渡期产生经过电容器C603的电流，以保证晶体管Q541的快速开启，和同时引起晶体管Q542最短的关闭时间。大约同时，当电流经电阻器R613和R614以及对电容器C601进行充电时，晶体管Q540开启。当晶体管Q540开启时，电容器C600随同电容器C602和C603一起被放电。当开启晶体Q542时，管晶体管Q541然后关闭，和充电电路返回到第一状态。

在上面所描述的控制电路302中，定时控制受控制开关306通过在电容器C600和C603上的电压(由DC总线上的电压对其充电)作详细说明，以致于定时电路依赖于DC总线的电压。在图8显示的实施方案中，一旦DC总线的电压达到大约80VDC，在晶体管Q541基础上的电压并没有达到足够高的电压以开启晶体管Q541，因此，对于低于80VDC的电压，放电电路300座位被动放电电路在运行。

特别的元件值和电路排列以可仿效的实施方案显示在图8中。正如本领域普通技术人员所理解的那样，使用具有其他元件值的其他电路，本发明的实施方案可以被实施。另外，元件值可以被改变以使放电电路适应其他DC总线电压。

在本发明的一个实施方案中，在UPS运行期间，放电电路300保持活动状态，并因此不需要开启电路或装置(在UPS提供电能处于下降状态时，该电路或装置开启放电电路)。但是，具有开启电路和装置的本发明的实施方案也可以被实施，以致一旦降低向UPS提供给的电能以对DC电容器放电时，放电电路仅处于活动状态。

在一些例子中，调整结构需要具有活动元件的放电电路包括备用电路，以致当一个或更多的活动元件发生故障时，放电电路仍将起作用。在本发明的一个实施方案中，为了满足这种需要，像放电电路300的两个放电电路可以并行使用。进一步，正如上面所描述的，一些UPS利用具有正极和负极的DC总线的双DC总线设置和共享的共同总线。对于这种类型的UPS，大DC电容器可以被使用于每一个DC总线，和具有每一条总线的各自的放电电路300可以被使用。

本发明实施方案中的放电电路被描述用于不间断电源，然而，正如本领域普通技术人员所理解的那样，本发明的放电电路可以使用在电能工具的其他类型和电子装置的其他类型中以提供电容器或其他电子装置的放电。

正如上面所描述的，UPS100的电流接触器134和136被使用于提供绝缘和反馈保护。典型的电流接触器具有接收控制电压的线圈，该线圈的应用是将电流接触器从打开的中断状态拉动到关闭的开启状态。依赖于电流接触器的类型，线圈可以被设计为在或者AC或者DC下运行。不时的，因为在电流接触器正控制的主输入上的AC电压可以被使用于向线圈提供电能，因此，电流接触器提供了简单的解决方案。像USP一样，对于可以在宽输入电压的范围内运行的装置，使用AC输入电压向线圈提供电能可能并不需要，因为线圈被要求在宽输入电压范围内运行，这对于实施可能很困难。

当DC线圈被使用在UPS电流接触器上时，总的来说，DC电能来自于内部电能供给单元，比如UPS100的电能供给127。在这样的实施方案中，电能供给可以直接与电源相连接(而不是通过电流接触器)，和典型的电能需求允许这样的电能供给达到直接来自于AC线的140瓦特。从DC电能供给驱动线圈的一个问题是与电流接触器相连接的线圈明显具有需要启动开启电流接触器的高线圈启动功率的电能，而稳定状态的电能明显的更少。当线圈带上电压时，启动功率电能可以达到200瓦特顶点，但是，一旦电流接触器处于稳定状态时，对于典型的三相120安培电流接触器，降低到大约5瓦特。对于系统的平均电能消耗，高线圈启动功率电能通常要求DC电能供给比必要的更大，或选择性的要求在电能供给中输出的电容器非常大，比如100,000微法拉。

本发明的一个实施方案，对于有极小线圈电压24伏的电流接触器的使用，这将以图9作为参考进行描述，允许在UPS100中使用DC电能供给以驱动电流接触器的线圈，而在电能供给中不需要特大型的电能供给或特大型的电容器。图9显示与UPS100中的电流接触器136相连接的驱动电路400的功能块图。与AC电源相连接的电流接触器并未显示。驱动电路400包括与DC电能供给(在一个实施方案中可能是电能供给127)相连接的输入口402和404。驱动电路400也包括放大变换器406，控制器408，电容器C547，电压传感电路412，开关414，开关控制电路416，和控制输入418。

驱动电路400的运行如下。在输入口402和404处，放大变换器接收输入电压和在电容器C547两极产生放大的电压。当开关414连通时，在电容器C547上的电压被作用到电容器136上。开关控制电路416对输入控制信号418的响应，从而对开关414的状态的控制。在一个实施方案中，输入控制信号418由UPS控制器116产生，然而，在另一个实施方案中，例如当UPS100从备用模式切换到电能供应模式，输入控制信号可以由逻辑电路控制。另外，在一个实施方案中，由控制旁路开关123的各自的控制器对电流接触器的控制。

控制器408监控电容器C547两极的电压和控制放大变换器406以向电容器两极提供预先确定的电压。放大变换器的输出有一个或两个不同的输出电压的控制依赖于电流接触器136的状态。在一个实施方案中，在电流接触器136被启动前，电容器C547两极的电压被控制为大约55伏，和当电流接触器被启动时，电容器C547两极的电压被控制为大约24伏。在图9中的一个实施方案中，当活动信号被传送到开关414时，开关控制电路向电压传感电路412提供输入电压。控制器408检测电压传感电路412中的额外电压和因此控制电容器两极的电压为24伏。当电容器C547两极的电压从55伏降低24伏时，被释放的能量足够向电流接触器136的线圈提供电压以完全拉动电流接触器和允许电能从主电源流进UPS100。一旦电流接触器关闭时，放大变换器可以向电流接触器提供足够的电能以保持电流接触器处于关闭状态。通过打开开关414，电流接触器可以打开(切断)。在一个实施方案中，一旦电流接触器被打开，其可能不会关闭直到电容器C547被充满电，其可能花两秒钟。

根据本发明的一个实施方案中，驱动电路400的更加详细的方案现在将以图10A和图10B作为参考进行描述。表2包括可以使用在图10A和10B中的元件的描述。

表2

图10A和10B中的电路的元件值

对于在表2中显示的元件，晶体管Q515和Q516从Fairchild Eemiconductor of Wiltshere，UK，处获得，晶体管Q521和Q525从ON Semiconductor of Phoenix，AZ处获得，和IC500和IC501能够从Texas Instruments of Niskayuna，NY处获得。

正如本领域普通技术人员所理解的那样，本发明的实施方案并不局限于图10A和10B中显示的元件的特定排列。图10A更加详细显示的放大变换器406，控制器408，电压传感器电路412，和电容器C547，当图10B更加详细显示开关414和开关控制电路416。放大变换器包括与二极管D520和感应器L540相连接的晶体管Q525。另外，放大变换器包括当放大变换器正在运行时，通过Q525用于测量和控制最高电流的电阻器R589。这确保在每一个开关循环期间(Q525处于连通状态)在L540中增大的最高电流仅上升到不能使L540饱和的水平和进一步让Q525能够承受。在图10A中，放大变换器块也包括电容器C545和C540用作滤波电容器。控制器408的主要部件是IC500。控制器也包括电阻器R588，R590，R592，和R593以及包括用于向IC500提供运行电压和控制IC500的运行状态的电容器C541，C542，C543，C544。

电压传感电路412包括电阻器R586，R587，R595，R596，R597和R663。在图10所显示的实施方案中，控制器被设置以控制放大变换器的晶体管Q525以保持电阻器R587和R596之间连接稳定的电压。在电流接触器启动之前，开关控制电路在点B处提供低电压，结果控制器控制电容器C547两极的电压大约为55伏。一旦电流接触器已经被启动，开关控制电路提供大约15伏的电压引起控制器检测电阻器R587和R596之间连接处的更高电压和降低电容器C547两极的电压到大约24伏。

图10A的电路也包括与电流接触器136串连的电热调节器TH502，和与电流接触器并联的二极管D521。电热调节器有正温度系数和被用作保护装置以限制流向电流接触器的电流。当二极管D521被切断以保护晶体管Q520和Q521时，二极管D521防止相反的尖锋脉冲在电流接触器两极形成。

正如上面所描述的，图10B以更加详细的显示驱动电路400的一个实施方案中的开关414和开关控制电路416。开关414包括与电流接触器和地线之间串连的两个FET晶体管Q520和Q521。正如显示的实施方案，两个晶体管被使用在开关电路中，备用电路被使用在开关控制电路416中以满足UL的备用需要。在运行中，两个晶体管Q52和Q521都被连通以连通电流接触器和保持其处于连通状态。

开关控制电路416在418A和418B处接收输入信号和向FET晶体管Q520和晶体管Q521提供输出驱动信号。在显示的实施方案中，开关控制电路被设计为一旦在418A和418B处收到输入脉冲信号，连通晶体管Q520和晶体管Q521。在418A和418B处的信号可以是来自于例如现场可编程的逻辑门数组或来自控制器408的相同信号。在两个输入口处的信号可以由以备用为目的的两个不同的电源产生。在一个实施方案中，开关电路被设计成在具有频率20kHz和20％的工作循环的脉冲信号下运行。开关控制电路400包括在一个实施方案中的共同的整体电路中实施的四个NAND逻辑门IC501A，IC501B，IC501C和IC501D，其被认做为表2中的IC501一样。开关也包括晶体管Q515和Q516，电阻器R549，R585，R604，R598，R599，R600，R601，R602，R603和R604，电容器C548，C549，C550，C551和C632和二极管对D502，D504和D522.

在开关控制电路中，电容器C632与输入电压线402和404两极相连接以稳定到开关控制电路的电压。当脉冲信号在输入口418A处被接收，电容器C548，C549与电阻器R598，R599和R600一起被使用到偏压晶体管Q516以向逻辑门IC501A的输入口提供低电压。同样的，当脉冲信号在输入口418B处被接收，电容器C550，C551和电阻器R601，R602和R603一起被使用到偏压晶体管Q515以向逻辑门IC501B的输出口提供低电压。当IC501A的输出为高，通过二极管对D522和电阻器R604，晶体管Q520被连通。当IC501B的输出为高，晶体管521被连通。二极管D522和电阻器604被使用于防止对于晶体管Q52不想要的高逻辑门电压的发生。通过二极管对D504和电阻器R585，IC501A的输出口与IC501C的第一输入口相连接，同样，通过二极管对D502和电阻器R549，IC501B的输出口与IC501C的第二输入口相连接，以致当IC501A和IC501B都为高时，IC501C的输出为低。当IC501C的输出为低时，向电压传感电路提供输入电压的IC501D的输出为高。

上面所描述的与图9，10A和10B相关的实施方案中，当输出的电容器C547从55伏被放电到24伏电压时，被释放的电能对于拉动电流接触器是充足的，而不需要来自电能供给的大启动功率提供给控制电路400。当电流接触器保持连通时，正如上面所描述的，电压被控制为24伏。如果电流接触器被切断，那么在电容器C547两极的电压将充电到55伏。

根据本发明的另一个方面，UPS100可以包括电池监控电路，该电池监控电路能够监控一个或多个向UPS100提供DC电能的电池单元的状态。电池监控电路可以合并为UPS100内部件的电池组，比如被描述在图3中的电池118，或可以合并为与UPS外部相连接，或内部和外部都相连接的的电池组。

根据本发明的一个实施方案，电池监控电路可以监控在运行时与UPS100相连接的多个电池，在运行时与UPS100相连接的任何电池组的最高温度，在任何外部(或内部)连接的电池组中，或者上面所述的每一中情况，保险丝(或电路断路器)是否被熔断(或被切断)。该信息可以被提供给控制器116以使得控制器决定在运行时与UPS100相连接的成堆的电池组的容量，如以安培小时衡量。关于成堆电池容量的信息，在电池模式运行下，控制器116可以调节被UPS使用的运行时间规则系统，或可以调节充电电流低于每节电池充电电流推荐标准。关于最高温度的信息也可以提供给控制器116以使得控制器调节被使用于对在电池单元组中的电池再充电的电压以延长电池的寿命和避免在充电的过程中热量的损失。电池监控电路的这些和其他方面现在被描述与图11-12有关。

根据本发明的一个实施方案，图11A描述电池监控电路600的概括的和简化的示意图。电池监控电路600可以被使用于监控在运行时与UPS100相连接的电池单元的温度，那些电池单元被设置在UPS100中或另外外部连接。根据本发明的一个方面，电池监控电路600可以检测在运行时与UPS100相连接的电池单元的最高温度，通过模拟总线，将信息传输到控制器116。有利的是，模拟总线可以被多个的单个电池单元601A-601N共有，其中一些可以与UPS100外部连接，其他的与UPS100内部连接(如图3中的电池118)。

正如图11A所描述的，电池监控电路600包括多个的单个电池单元监控电路605A-N，对于电池单元601A-601N中的每一个在运行时与UPS100相连接。值得重视的是，图3中描述的电池118也可以包括一个或多个电池单元监控电路，其与电池监控电路605相类似，因为本发明并不局限于电池监控电路仅使用在外部电池单元中。单个电池单元601A-601N中的每一个输出电压将明显与电池118的输出电压相并联。典型地，每一个电池单元601包括在每一个电池单元中有多个内部连接的电池(未显示)。

每一个电池单元监控电路605提供模拟输出信号，显示在各自的电池单元601中的最高温度。多个电池单元中的每一个模拟输出信号都是有效的OR’d和通过在线665被提供给数字模拟(D/A)变换器680，该数字模拟(D/A)变换器将表明任何电池单元601A-601N的最高温度的输出信号转换成可以被提供给控制器116的数字值。然后该信息可以被控制器116使用于多种目的，比如，对被使用在电池单元中的电池进行再次充电的充电电压进行调节以致延长电池寿命和/或避免在充电过程中热量的损失，探测警报，真实地显示向操作员提供的信息等。

值得重视的是，在线665提供的输出信号不必是模拟信号，因为其选择性的可能是数字信号。然而，模拟信号的使用，不是数字信号，减少向控制器提供这样信息成本和需要的元件数量。实际上，相对低的元件数量和成本，和相对低故障率非常低的电能消耗的标准元件的使用允许将对UPS系统成本或故障率有较小影响的每一个电池单元提供给电池单元监控电路。而且，因为仅有单个信号线被使用，捆绑被简化，且屏蔽电缆不必使用以避免干扰，或来自现有技术中的UPS的其他电路的干扰。

正如图11A所描述的，每一个电池单元监控电路605包括第一电阻器R610，第二电阻器R620，电热调节器NTC630，缓冲器B650，和二极管D660。第一电阻器R610和电热调节器NTC630串连在供给电压和参考接线端之间，和第二电阻器R620与电热调节器NTC630并联。电热调节器NTC630是负温度系数(NTC)装置，其具有随着温度的增加电阻值降低的电阻，和将明显地实际上被设置在与每一个各自电池单元中的单个电池大致接近。值得注意的是，多个电热调节器可以被选择性的提供，例如，多个电热调节器中的每一个并联和实际上被设置接近与各自电池单元601中的单个电池，因为本发明并不局限于仅一个电热调节器。

在运行中，电阻器R610，电热调节器NTC630，和电阻器R620作为电压分配器在运行，电压分配器的输出为电阻器R610，电热调节器NTC630，和电阻器R620的共同连接点。电压分配器的输出表示由电热调节器NTC630感应的温度。当电池单元的温度上升时，电热调节器NTC630的电阻值减小，因此减小NTC630和R620的合并电阻值，和在电阻器R610两极的增加的电压降低。

由电阻器R610，电热调节器NTC630，和电阻器R620共同连接点形成的电压分配器输出连接点与缓冲器B650的输入口或整体的增益放大器相连接，缓冲器B650的输出口与二极管D660的负极相连接。二极管D660的正极提供在线665上模拟信号可以与来自其他电池单元的信号合并以确定在运行时另外相连接的电池单元601A-601N中的任意一个的最高温度。在运行时，二极管D660起作选择开关，选择有最高温度的电池单元(在图11A描述的实施方案，这将提供最低电压)。

然后，来自于电池单元监控电路605A-N中每一个的二极管D660D的输出被提供到放大器A670，并与放大器的输入口相连接，经过上拉电阻R640以供给电压。有利的是，对被连接电阻器R640供给电压与对被连接的电阻器R610的供给电压相同，允许连接多个电池单元中的每一个监控电路模拟总线包括仅三个感应器；共同信号线665，供给电压线，和共同的地线。放大器A670缓冲和减少在线665接收的信号振幅和在数据线690上提供经缓冲的和经减少的信号。然后，经缓冲的信号被提供到A/D变换器680，该变换器将在数据线690线上接收到的信号转换为数值和向控制器116提供输出数字值。由A/D变换器输出的数字值表示在运行时与UPS100相连接的任意单个电池单元601的最高温度。正如下面进一步描述，负载电阻R640，放大器A670，和A/D变换器680可以共用在多个电池单元监控电路605A-N以进一步减少被实施电池监控电路600所使用的单个电子元件的数量。在图11A所描述的实施方案中，A/D变换器680是在Q-11格式中提供比特值12比特A/D变换器，该Q-11格式值的范围为0至1400。然而，值得注意的是，其他类型的A/D变换器，数据格式，和范围可以被使用，因为本发明并不局限于特殊类型的A/D变换器，特殊的格式，或特殊的数值范围。根据本发明的一个实施方案，由A/D变换器680输出的数字值可以通过以下等式转换成温度：

T[c]＝-3.673E-08*X3+1.0773E-04*X2-1.5229E-01*X+96.471；

其中“X”由A/D变换器680提供的比特值。在一个实施方案中，根据上述等式，通过在控制器116中的Digital Signal Processor(DSP)比特值可以转换成温度。值得注意的是，本发明并不局限于DSP的使用以将比特值转换成温度，因为多种可选择的方法可以被使用。例如，除了利用DSP，可以由控制器116评估的上面的表格将比特值与温度相关联。图11B绘图描述在电池单元内，由A/D变换器提供的比特值怎样与温度相关联。

根据一个实施方案，负载电阻R640，放大器A670和A/D变换器680可以实质上被设置在UPS 100中，而不是在单个电池单元中，尽管本发明并不局限于此。例如，这些元件可以实质上被设置在控制器116中的电路板上，以致通过简单的雏菊链接运载供给电压的感应器，共同地线，和信号线665，电池单元可以容易的增加或移出系统。通过仅利用一个A/D变换器，这样的设置降低单个电池单元监控电路中每一个的成本，而不是在每一个单个电池单元监控电路中复制该功能。而且，实质上将A/D变换器设置在电池单元监控电路的外部避免与传输的数字信号相关联的任何噪音问题。

根据本发明的另一个实施方案，在图11A中没有使用缓冲器B650或单位增益放大器的方式，相反高增益放大器可以使用。这可选择性的实施方案还允许多个电池单元中的每一个模拟输出信号为共同有效的OR′d，但减少在D660A-N两极的二极管压降的影响，和使得电池监控电路600对元件的变化和/或温度依赖行为差别(预期在生产期间可能发生)有较小的敏感性。这实施方案现在图11C中描述。

正如图11C所描述的，由R610，NTC630和R620共同的连接点形成的电压分配器的输出可以被提供到高增益放大器的非反向(如正极或+输入)，高增益放大器的输出被提供到二极管D660的负极。二极管D660的负极与各自高增益放大器的反向输入(如负极或-输入)相连接，也和与来自其他电池单元监控电路605B-N的二极管的正极相连接。在这种方式下，每一个电池单元监控电路605包括在负极反馈单位增益缓冲电路中的二极管D660，和在二极管两极的压降对电路的准确度重要性变得较小。这很重要，因为在不同的二极管D660A-N两极的压降可能经受大的元件变化和高度的温度依赖性。值得注意的是，其他负极反馈布局技术可以被选择性的使用以实现缓冲器B650的运行和使得电路对元件变化有较小的敏感性，因为本发明并不局限于图11C中显示的特殊设置。

根据本发明的另一个实施方案，提供的电池监控电路700能够监控与UPS100相连接的多个电池单元的运行。从这些可以被提供到控制器116中的信息，控制器可以决定在运行时与UPS100相连接的成堆电池单元的容量，例如安培-小时，和可以调节在电池模式运行下任何被UPS系统使用运行时间规则系统。在任何外部(或内部)连接的电池单元中，这实施方案的电池监控电路也可以检测保险丝(或电路断路器)被熔断(或切断)。有利的是，这实施方案的电池监控电路可以与上面关于图11A-11C所描述具有很少的额外的捆绑的电池监控电路，和很少的额外元件。这个方面，仅单个的信号线可以被补充，和仅单个的无源电阻器需要补充。

正如图12所描述的，由于每套两个电池单元701被安装在电池架705上，单个电阻器R710被接到地上。值得注意的是，通过使用与UPS100内部安装或外部安装，且在运行时所有电池单元并联连接，在多个电池单元图3中的电池可以被实施，和电池架705可以为内部电池架或外部电池架。进一步，每一个电池单元可以包括多个串联或并联的单个电池，这依赖使用UPS时设备的需要。

通过开关720，单个电阻器R710可以与地连接，该开关可以使机械开关或电子开关720，如MOS晶体管。这开关720可以人工或通过电池单元的安装程序进行电子启动。在一个实施方案中，正如下面所描述的，图11A-C的电池监控电路600可以与图12的电池监控电路700合并，通过电子开关，如MOSFET，电阻器R710可以接到地上，该电子开关由比较NTC630两极电压的电压比较仪启动，以确定电池单元何时被连接，而没有任何人工介入。可选择性的，对于每一对电池单元(其一个端口与共同的干线相连接)，开关720可以是安装的保险丝。

正如图12所描述的，电阻器R710d的一个终端与开关或保险丝720相连接，电阻器R710的另一个终端与共同信号线760相连接，该共同信号线被共用在每一个外部(和/或)电池单元701和/或电池架705。当额外的电池单元与共同信号线760相连接时，电阻器R710的并联合并的有效电阻值减小，造成提供到共同信号线760上的电压增大。这个电压位可以被感应以决定在运行时与UPS100相连接的电池单元的数量。

每一个电池架705可以包括连接在共同信号线760和共同的地线之间的开关750。开关750可以与保险丝或者电路断路器(未显示)，比如，如果保险丝熔断或者电路断路器被切断，其中开关被启动(闭合)。正如本领域普通技术人员所熟知的那样，当保险丝被熔断或电路断路器被切断，多数更大的保险丝和/或电路断路器装配上相关的开关，该开关有小插头或突出的其他机械装置。如果与开关750相连接的保险丝或电路断路器被熔断或被切断，共同的信号线760猛地连接到共同的地线。这样的开关也可以被提供在任何电池单元以检测故障情形。值得注意的是，在外部或内部电池架上，如果开关750被启动，共同信号线760将被连接到地线，这将不可能检测在运行时与UPS100相连接的起作用的电池单元的数量。针对这个原因，控制器116可以使用恒定值为决定在电池备用模式和使用于对电池充电的最大充电电流期间的运行时间。

通过负载电阻R740，来自成对电池中的每一个的共同信号线760被连接到供给电压和通过负载电阻器R730与共同地线相连接，和被提供到放大器A770的输入口。放大器A770缓冲和减少在共同信号线760上接收到的信号的振幅和将在数据线790上的经缓冲的和经减少的信号提供到A/D变换器780上。A/D变换器将在数据线790接收到的信号转换成数字值和将输出数字值向控制器116提供。由A/D变换器输出的数字值表明在运行时与UPS100相连接的成对电池组的数量。

在图12所描述的实施方案，A/D变换器780可以是12比特A/D变换器，该A/D变换器提供在Q-11格式中数值在0至大约1200范围内的比特值。正如下面进一步将要描述的，由A/D变换器780提供的比特值与在运行时连接UPS100的电池组的数量成反比例。值得注意的是，其他类型的A/D变换器，数据格式，和范围可以被使用，因为本发明并不局限于特殊类型的A/D变换器，特殊的格式，或特殊的数值范围。根据本发明的一个实施方案，其中的每一个成对电池组有大约相同的容量，根据安培-小时，在运行时与UPS100相连接的成堆电池的总容量可以根据下面的等式来决定：

电池容量[Ah]＝(27584-15.6×X)/X；

其中“X”是由A/D变换器780提供的比特值，和每一个电池组有大约7.2Ah的额定容量。比特值低于大约50将表明与开关750连接的保险丝或电路断路器在电池模式中一种情况下被熔断。

在一个实施方案，根据上面的等式通过数字信号处理器(DSP)或在控制器中的其他处理器，以安培-小时的形式，由A/D变换器提供的比特值可以被变换为容量。值得注意的是，本发明并不局限于DSP的使用以将比特值转换为电池组的容量，因为多数可选择的方法可以被使用。例如，没有利用DSP，由控制器116评估的上面的表格被提供以将比特值与电池组的容量联系起来。

正如上面所提到的，在本发明的一个实施方案中，每一对电池组701是固定的容量，以安培-小时的形式，在运行时与UPS100相连接的电池组这样的容量可以容易被决定。然而，值得注意的是，本发明不局限于有固定容量的电池组或电池模块，因为各种容量的电池单元也可以被接受。例如，具有不同容量的电池单元每一个可以被提供电阻器R710，该电阻器的电阻值取决于与其连接的电池单元的容量(例如，以安培-小时来说)而发生变化。例如，电阻器R710的电阻值可以与连接的电池单元的容量额定值反比例。

根据本发明的一个实施方案，电阻器R730，R740，放大器A770和A/D变换器780可以实质上被设置在UPS100中，例如，在控制器116中。这允许提供有电池的监控电路部件的成本为为最低限度，以致电池组可以很容易的添加和移出。

有利的是，电池监控电路700可以与上面图11A-11B中所描述的电池监控电路600一并使用。在这个方面，电池监控电路都可以共同享有相同的供给电压和共同的地线连接点，以致包含仅四个感应器(如，信号线690，信号线790，和共同的供给电压以及底线)的模拟总线可以被使用。在一个实施方案中，图11A-C中的电池监控电路600与图12种的电池监控电路700合并，通过由电压分析仪启动的电子开关720，如MOSFET，电阻器R710可以被接到地线。电压分析仪可以比较每一对电池单元中的一个或每一个电热调节器NTC630两极的电压以辨析电池单元什么时候被连接，而不需要任何进一步的电子或机械装置或信号线，和不需要任何手动的介入，该电池单元具有固定电压分配器(如，与供给电压相连接)。

根据本发明的另一个方面，UPS100可以包括能够监测个人印刷电路板的修正位和将信息传送到控制器116的修正控制电路。正如本领域普通技术人员所知道的，在产品周期中，特殊复杂的产品，如UPS系统，在硬件或固件中的各种修正可以被做成一个或多个不同的合并的电路板以形成产品。例如，在UPS100系统中，在印刷的电路板或模块上的硬件或甚至固件的变化可以改变由电流传感器提供的测量因素，或可以影响由功率因素修正(PFC)电路、变换器(或多个)或电池充电器使用的转换频率、空载时间等的数值。总的来说，值得期望的是由控制器116使用的固件或软件新版本能够与一起形成UPS系统的各种印刷电路板或模块更旧的版本安全地和/或有效地运行。

经常地，在传统的UPS系统中，检测各种印刷电路板或模块的修正状态的能力可以依赖于操作员，该操作员能够实质上检测各种印刷电路板或模块中的每一个修正版本和将信息传送到有能力修改控制器运行的人员以适应改变的修正位。经常地，各种模块被观点所掩盖，容易造成人为错误，和可能需要特定参数的人工再设计，这可能造成困难。

然而，根据本发明的一个实施方案，监测各种模块的修正状态的便宜的和自动的方式被提供。本发明的这个方面现在以图13来描述。

正如图13所显示，UPS100可以包括修正控制电路800，该修正控制电路能够确定独特的共同形成至少UPS系统的部件的多个模块或印刷电路板801A-F和815A-B的修正状态。在根据本发明的一个实施方案，修正控制电路800可以利用模拟总线，该模拟总线仅包括被分配在各种模块或电路板之间的单个信号线870。这单个信号总线870可以雏菊连接在各种模块或电路板之间和以数字信号的形式提供给控制器116，如果有必要，该数字信号可以被修改被控制器使用的运行和参数数值以控制UPS100的运行。

在图13中描述的修正控制电路的简化的示意陈述代表有多个独特印刷电路板或模块的更大的系统。例如，在图13中，被确定为电能接口板的每一个印刷电路板815A和815B可能包含与电池充电电路125和整流器/PFC114的输入/输出口相连接的模块以及变换器电路120，而被确定为电能接口板的每一个印刷电路板801A-801C和801D-801F可以包含与在三个相位UPS系统和/或变换器电路120中PFC电路的每一个相位相连接的模块。值得注意的是，在更小的系统中，将需要提供更小的数量的独特的印刷电路板或模块。

正如图13所显示，每一个编码的电阻器812可以有表示电路板或模块的修正位的两个电阻值的一个。值得注意的是，可以提供两个以上的不同电阻值，因为本发明并不局限于仅有两个数值。然而，值得注意的是，仅一定数量的不同电阻值将需要反应相对重要的修正，因为在控制器运行时不要求任何重要变化的较小的修正不需要被辨析。在所描述的实施方案中，每一个印刷电路板或模块801A-801C将被认为有相同的修正位，尽管在更大的UPS系统中，模块801A-C的修正位可能与801D-F的修正位不相同。

在正常的运行状态下，(如，当高温情况并不存在和热开关810闭合)，每一个印刷电路板或模块801在共同连接线813上提供两个电阻值中的一个。那些并联电阻将因此承担两个电阻值中的一个。显示在来自每一个印刷电路板或模块801上的线813上的合并电阻与显示在印刷电路板或模块815上的编码电阻器817串联。在所描述的实施方案中，每一个编码电阻器817有两个电阻值中的一个表明电路板或模块的修正位。再次值得注意的是，可以提供两个以上的电阻值，因为本发明并不局限于特定数量的电阻值。

电阻817A和817B的并联电阻与电阻器812A-C和812D-F的并联电阻相串联提供了七个不同电阻值(或电阻值范围内)中的一个，该七个不同电阻值被使用于检测每一个印刷电路板或模块801A-F和815A-B的修正状态，正如表格3和4所描述的和下面将进一步讨论的。在信号线870上的合并电阻值被提供给放大器840，与电流源820相连接的输入口和电阻器830。放大器840缓冲和减少在信号线870上接收信号的振幅和向在线860A/D上的变换器850的输出口提供经缓冲的和减少的信号。

在图13中所描述的实施方案中，A/D变换器850是12比特A/D变换器，在Q-11格式中提供比特值，该Q-11格式在-2048和大约2048数值之间的范围内。正如下面表3和4所表明的，A/D变换器850输出口提供的比特值表明印刷电路板或模块801A-F和815A-B的修正位。在下面的表格中，表格3表明在由A/D变换器850为更小的(10/15kVA 208V和15/20kVA400V)UPS系统提供的经测量的比特值基础上，印刷电路板801A-F和815A-B的修正状态位，和表格4表明在由A/D变换器850为更大的(20/30kVA 208V和30/40kVA 400V)UPS系统提供经测量的比特值基础上，印刷电路板801A-F和815A-B中的修正状态位。

表3

表4

应当注意的是，其他类型的A/D变换器，数据格式，和范围值可以被使用，因为本发明并不局限于特殊类型的A/D变换器，特殊类型格式，或特殊的数值范围。根据本发明的一个实施方案，由A/D变换器850提供的比特值由在控制器116中的处理器读取，和与上面的表格中存储在控制器116中的存储器中数据比较。然后，控制器116可以决定合适的参数和/或控制使用的程序。典型地，在初始化程序期间，由A/D变换器850提供的比特值由控制器116读取，或当印刷电路板或模块在供电状态中热插拔，尽管本发明并不局限于此。

尽管图13的实施方案已经被描述关于七个不同的电阻值或电阻值范围(如，六个不同数值或数值范围与不同印刷电路板或模块801A-F和815A-B的修正位相关，和一个数值或数值范围与高温或开路状态)，应当注意的是，七个以上的不同修正状态位可以被检测。例如，对于电阻812和817，可以提供额外的电阻值，和比特值范围局限于提供相同数值。

这样在说明的本发明的至少一个实施方案中所描述的，对于本领域普通技术人员，各种改变，修改和改善将很容易发生。这样的变更，修改和改善将在本发明的保护范围和思想内。因此，前述说明仅是通过举例的方式和并不局限于此。本发明的限制被定义在下面的权利要求和其等同内容。

Claims (35)

1.一种为向负载提供电能的不间断电源，该不间断电源包括：

接收输入电能的输入口；

提供输出电能的输出口；

提供备用电能的多个电池模块；

与输入口相连接，与多个电池模块相连接和与输出口相连接的电能电路，以向输出口提供来自输入电能和备用电能两者中至少一个的电能；

控制器；

与控制器相连接和与电池模块中每一个相连接的回路线；以及

与控制器相连接和与多个电池模块相连接的第一传感线；

其中所述多个电池模块中的每一个各自的电池模块被设置及排列，以同时地提供各自的信号给各自的特征信号线，该特征信号线与第一传感线相连接，其中控制器被设置以在第一传感线上由控制器检测各自的信号的基础上决定多个电池模块中电池模块的数字量。

2.一种为向负载提供电能的不间断电源，该不间断电源包括：

接收输入电能的输入口；

提供输出电能的输出口；

提供备用电能的多个电池模块；

与输入口相连接，与多个电池模块相连接和与输出口相连接的电能电路，以向输出口提供来自输入电能和备用电能两者中至少一个的电能；

控制器；

与控制器相连接和与电池模块中每一个相连接的回路线；以及

与控制器相连接和与多个电池模块相连接的第一传感线；

其中控制器和多个电池模块中的每一个被设置和排列，以致在第一传感线上由控制器同时地检测的信号的基础上，多个电池模块中至少一个特征受到控制器决定，其中该信号通过多个电池模块中的每一个被同时地提供给第一传感线；以及

其中多个电池模块中被决定的至少一个特征包括多个电池模块中的电池模块的总数字量。

3.根据权利要求2所述的不间断电源，其中多个电池模块中的每一个包括连接在第一传感线和回路线之间的电阻器，其中控制器检测第一传感线和回路线两极的电压和在被检测的电压的基础上决定多个电池模块的总容量。

4.根据权利要求3所述的不间断电源，其中总容量以安培-小时来决定。

5.根据权利要求4所述的不间断电源，进一步包括：

有与多个电池模块相连接的第一端口的电能供给线；以及

与电能供给线第二端口相连接和与在电能供给线和回路线两极产生输出电压的回路线相连接的电能供给；

其中多个电池模块中的每一个的电阻器两极的电压来自电能供给的输出电压。

6.根据权利要求5所述的不间断电源，其中在多个电池模块中的每一个中的每一个电阻器有大约相同的电阻值。

7.根据权利要求5所述的不间断电源，其中多个电池模块中至少一个包括多个电池单元。

8.根据权利要求5所述的不间断电源，进一步包括容纳多个电池模块中至少一个的电池架，其中第一传感线进一步与电池架相连接，其中控制器和电池架被设置和排列以致控制器能检测在电池架上熔断丝。

9.根据权利要求5所述的不间断电源，进一步包括与控制器相连接和与多个电池模块中的每一个相连接的第二传感线，其中控制器和电池模块被设置和排列以致在第二传感线和回路线两极电压的基础上，控制器决定出现在多个电池模块中的最高温度。

10.根据权利要求9所述的不间断电源，其中多个电池模块中的每一个包括有电阻值的与第二传感线相连接的可变电阻器，所述可变电阻器的电阻值随着温度而变化。

11.根据权利要求10所述的不间断电源，其中多个电池模块中的每一个包括连接在可变电阻和第二传感线之间的二极管。

12.根据权利要求3所述的不间断电源，进一步包括：

有与多个电池模块相连接的第一端口的电能供给线；以及

与电能供给线第二端口相连接和与在电能供给线和回路线两极产生输出电压的回路线相连接的电能供给；

其中多个电池模块中的每一个的电阻器两极的电压来自电能供给的输出电压。

13.根据权利要求12所述的不间断电源，进一步包括与控制器相连接和与多个电池模块中的每一个相连接的第二传感线，和其中控制器和电池模块被设置和排列以致在第二传感线和回路线两极电压的基础上，控制器决定出现在多个电池模块中的最高温度。

14.根据权利要求1所述的不间断电源，其中电能电路包括具有多个第一电能模块的第一电能接口模块，其中不间断电源进一步包括与第一电能接口模块和多个第一电能模块相连接的第二传感线，和在第二传感线上由控制器检测信号的基础上，其中控制器、第一电能接口模块和多个第一电能模块被设置和排列以致控制器确定第一电能接口模块的修正位和多个第一电能模块的修正位。

15.根据权利要求14所述的不间断电源，其中电能电路包括具有多个第二电能模块的第二电能接口模块，其中第二传感线与第二电能接口模块和第二电能接口模块中的多个第二电能模块相连接，和在第二传感线上由控制器检测信号的基础上，其中控制器、第二电能接口模块和多个第二电能模块被设置和排列以致控制器确定第二电能接口模块的修正位和多个第二电能模块的修正位。

16.一种为负载提高电能的不间断电源，该不间断电源包括：

接收输入电能的输入口；

提供输出电能的输出口；

提供备用电能的多个电池模块，所述多个电池模块中的每一个各自的电池模块同时地提供各自的信号到各自的特征信号线；

与输入口相连接，与多个电池模块相连接和与输出口相连接的电能电路，该电能电路向输出口提供来自输入电能和备用电能两者中至少一个的电能；

与电池模块中的每一个相连接的回路线；

第一传感线与多个电池模块中的每一个的各自的特征信号线相连接；以及

装置，该装置在第一传感线上被同时接收的各自的信号的基础上，决定多个电池模块中电池模块的数字量。

17.根据权利要求16所述的不间断电源，其中该用于确定的装置包括用于确定多个电池模块总容量的装置。

18.根据权利要求17所述的不间断电源，其中总容量以安培-小时来决定。

19.根据权利要求17所述的不间断电源，进一步包括：

有与多个电池模块相连接的第一端口的电能供给线；以及

与电能供给线第二端口相连接和与在电能供给线和回路线两极产生输出电压的回路线相连接的电能供给。

20.根据权利要求19所述的不间断电源，其中多个电池模块中至少一个包括多个电池单元。

21.根据权利要求19所述的不间断电源，进一步包括：

容纳多个电池模块中至少一个的电池架，其中第一传感线进一步与电池架相连接；以及

用于检测在电池架上熔断丝的装置。

22.根据权利要求19所述的不间断电源，进一步包括：

与多个电池模块中的每一个相连接的第二传感线；以及

在第二传感线和回路线两极电压的基础上，决定出现在多个电池模块中的最高温度的装置。

23.根据权利要求22所述的不间断电源，其中多个电池模块中的每一个包括有电阻值的与第二传感线相连接的可变电阻器，所述可变电阻器的电阻值随着温度而变化。

24.根据权利要求23所述的不间断电源，其中多个电池模块中的每一个包括连接在可变电阻和第二传感线之间的二极管。

25.根据权利要求16所述的不间断电源，其中电能电路包括具有多个第一电能模块的第一电能接口模块，其中不间断电源进一步包括与第一电能接口模块和多个第一电能模块相连接的第二传感线，和进一步包括在第二传感线上由控制器检测信号的基础上，确定第一电能接口模块的修正位和多个第一电能模块的修正位的装置。

26.根据权利要求25所述的不间断电源，其中电能电路包括具有多个第二电能模块的第二电能接口模块，其中第二传感线与第二电能接口模块和第二电能接口模块中的多个第二电能模块相连接，和进一步包括在第二传感线上由控制器检测信号的基础上，确定第二电能接口模块的修正位和多个第二电能模块的修正位的装置。

27.一种监控不间断电源中的装置的方法，该不间断电源有接收输入电能的输入口，提供备用电能的多个电池模块，和提供来自输入电能和备用电能两者至少一个的输出电能的输出口，该方法包括：

将第一传感线与多个电池模块中的每一个相连接；

将回路线与电池模块中的每一个相连接；

从多个电池模块中的每一个各自的电池模块同时地提供输出口给各自的特征信号线；以及

在第一传感线上检测到的电压位的基础上，确定多个电池模块中电池模块的数字量。

28.根据权利要求27所述方法，其中确定至少一个特征包括确定多个电池模块中的总容量。

29.根据权利要求28所述方法，其中总容量以安培-小时来确定。

30.根据权利要求28所述方法，其中不间断电源进一步包括电能供给单元，该方法进一步包括：

将电能供给线的第一端口与多个电池模块相连接；以及

将电能供给线的第二端口与电能供给相连接以在电能供给线和回路线两极产生输出电压。

31.根据权利要求30所述方法，其中不间断电源包括电池架，该方法进一步包括检测在电池架上的熔断丝。

32.根据权利要求31所述方法，进一步包括：

将第二传感线与多个电池模块中的每一个相连接；以及

在第二传感线和回路线两极的电压的基础上，确定出现在多个电池模块中的最高温度。

33.根据权利要求27所述方法，其中不间断电源包括具有多个第一电能模块的第一电能接口模块，其中该方法进一步包括将第二传感线与第一电能接口模块和多个第一电能模块相连接，和在第二传感线上的信号的基础上，确定第一电能接口模块的修正位和多个第一电能模块的修正位。

34.根据权利要求33所述方法，其中不间断电源包括具有多个第二电能模块的第二电能接口模块，其中该方法进一步包括将第二传感线与第二电能接口模块和第二电能接口模块中的多个第二电能模块相连接，和在第二传感线上的信号的基础上，确定第二电能接口模块的修正位和多个第二电能模块的修正位。

35.根据权利要求1所述的不间断电源，其中所述的电池模块的数字量包括多个电池模块通过控制器在第一传感线上由控制器检测的各自的信号的基础上，而不是控制器单独地从多个电池模块中的任何电池模块中选择各自的信号的基础上被决定。

Images