CN103828186A

CN103828186A - 用于在线ups系统的单一电池电力拓扑

Info

Publication number: CN103828186A
Application number: CN201280046599.1A
Authority: CN
Inventors: R·格霍什; 马亨德拉库玛·里帕莱; D·克里基克
Original assignee: American Power Conversion Corp
Current assignee: Schneider Electric IT Corp
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2032-07-26
Also published as: AU2012286805B2; US9024476B2; US20130026835A1; AU2012286805A1; WO2013016535A2; WO2013016535A3; EP2737603A2; EP2737603B1; CN103828186B

Abstract

一种电力转换器，包括接收AC输入电力的第一电力输入端、接收备用电力的第二电力输入端、被配置为提供正的DC输出电压的第一DC总线、被配置为提供负的DC输出电压的第二DC总线和耦合到第一DC总线和第二DC总线的电力转换电路。电力转换电路具有电感器、与电感器以串联的方式耦合的第一开关器件、与第一开关器件以串联的方式耦合的第二开关器件、和与第二开关器件以并联的方式耦合的旁路继电器。电力转换电路可切换地耦合到第一电力输入端和第二电力输入端，并且可运行以对电感器充电且产生正的和负的DC输出电压。

Description

用于在线UPS系统的单一电池电力拓扑

发明背景

1.发明领域

本发明的实施方式通常涉及电力转换，并且更具体地，涉及在不间断电源中产生源自输入电压的输出电压。

2.相关技术讨论

不间断电源（UPS）用于当主电源或输电干线出现故障时，给电气设备或负载提供备用电力。典型的负载包括计算机系统，但其他负载，例如加热/制冷/通风系统、照明系统、网络交换机和路由器、以及安全和数据中心管理系统也可以由UPS提供电力。为数据中心或工业用途而设计的UPS可以为负载提供1和20kVA之间的备用电力达数小时。

UPS单元通常包括当AC输电干线电力不可使用时用作电源的一个或多个电池。电池提供的DC电力由电力转换电路转换为AC电力，然后其被提供给负载。将AC电力转换为DC电力的电池充电器可以包括在UPS中以当AC输电干线可以使用时给电池充电来保证当需要时备用电力将可以使用。UPS也可以包括用于自动管理UPS的运行和电力转换功能的控制单元。

发明综述

根据一个实施方式，电力转换器包括接收AC输入电力的第一电力输入端、接收备用电力的第二电力输入端、被配置为提供正的DC输出电压的第一DC总线、被配置为提供负的DC输出电压的第二DC总线和耦合到第一DC总线和第二DC总线的电力转换电路。电力转换电路具有电感器、与电感器以串联的方式耦合的第一开关器件、与第一开关器件以串联的方式耦合的第二开关器件、和与第二开关器件以并联的方式耦合的旁路继电器。电力转换电路可切换地耦合到第一电力输入端和第二电力输入端，并且可运行以对电感器充电且产生正的和负的DC输出电压。电力转换电路被配置为在传输线运行模式且在AC输入电力的正部分期间，通过电力转换电路的第一电流通路对电感器进行充电，第一电流通路包括第一开关器件、第二开关器件、第一电力输入端和电感器。电力转换电路还被配置为在传输线运行模式且在AC输入电力的负部分期间，通过电力转换电路的第二电流通路对电感器进行充电，第二电流通路包括第一开关器件、第二开关器件、第一电力输入端和电感器。电力转换电路还被配置为在备用运行模式中，通过电力转换电路的第三电流通路产生负的DC输出电压，第三电流通路包括第二电力输入端、电感器、第一开关器件和旁路继电器，其中第三电流通路通过旁路继电器旁路掉第二开关器件。

在另一个实施方式中，电力转换电路可以包括可运行以将存储在电感器中的电力转移到第一DC总线和第二DC总线的升压转换器电路。在另一个实施方式中，电力转换器还可以包括中性线输入端、耦合到电感器的第三开关器件。电力转换电路还可以被配置为在备用运行模式中，通过电力转换电路的第四电流通路对电感器进行充电，第四电流通路包括电感器和第三开关器件。在又一个实施方式中，电力转换器可以包括耦合到中性线输入端的第四开关器件。电力转换电路还可以被配置为通过电力转换电路的第五电流通路产生正的DC输出电压，第五电流通路包括电感器和第四开关。

在另一个实施方式中，电力转换器可以包括耦合到第二电力输入端的电池。然而在另一个实施方式中，电力转换器还可以包括耦合到电池、第一DC总线和第二DC总线的电池充电电路。电池充电电路可以被配置为从第一DC总线和/或第二DC总线对电池充电。

在另一个实施方式中，电感器为第一电感器，并且电池充电电路可以包括耦合在电池与第一DC总线和/或第二DC总线之间的第二电感器。

在另一个实施方式中，电力转换器可以包括耦合到第一DC总线和第二DC总线的DC-AC逆变器电路。电力转换器可以被配置为将正的DC输出电压和负的DC输出电压转换成AC输出电压。

根据一个实施方式，电力转换器包括接收AC输入电力的第一电力输入端、接收备用电力的第二电力输入端、提供各自源自AC输入电力和/或备用电力的正的DC输出电压和负的DC输出电压的电力输出端、可切换地耦合到第一电力输入端和第二电力输入端的电感器、以及用于使用存储在电感器中的能量产生正的DC输出电压和负的DC输出电压的装置。

在另一个实施方式中，电力转换器可以包括耦合到第二电力输入端的电池。在又一个实施方式中，电力转换器可以包括用于使用正的DC输出电压和/或负的DC输出电压对电池充电的装置。

在另一个实施方式中，电力转换器可以包括与电感器以串联的方式耦合的第一开关器件、与第一开关器件以串联的方式耦合的第二开关器件、与第二开关器件以并联的方式耦合的旁路继电器。旁路继电器可以被配置为在备用运行模式中旁路掉第二开关器件。

根据一个实施方式，向负载提供电力的方法包括检测来自主电源的AC输入电力的存在。响应于检测到AC输入电力的存在且在AC输入电力的正部分期间，该方法还包括通过电力转换电路的第一电流通路将来自主电源的能量存储在电感器中，第一电流通路包括第一开关器件、第二开关器件和电感器。响应于检测到AC输入电力的存在且在AC输入电力的负部分期间，该方法包括通过电力转换电路的第二电流通路将来自主电源的能量存储在电感器中，第二电流通路包括第一开关器件、第二开关器件和电感器。该方法还包括检测来自主电源的AC输入电力的丧失。响应于检测到AC输入电力的丧失，该方法还包括闭合以并联方式耦合到第二开关器件的旁路继电器以旁路掉第二开关器件。响应于检测到AC输入电力的丧失，该方法还包括将来自辅电源的能量存储在电感器中，并且通过不包括第二开关器件的电力转换电路的第三电流通路将存储在电感器中的能量转换成负的DC输出电压。

在另一个实施方式中，该方法可以包括响应于检测到AC输入电力的丧失，将来自辅电源的能量存储在电感器中，并且通过不包括第一开关器件和第二开关器件的电力转换电路的第四电流通路将存储在电感器中的能量转换成正的DC输出电压。

在另一个实施方式中，电力转换电路可以包括第一升压转换器电路和第二升压转换器电路。该方法还可以包括使用第一升压转换器电路将存储在电感器中的电力转换成正的DC输出电压，并且使用第二升压转换器电路将存储在电感器中的电力转换成负的DC输出电压。

附图简述

附图不必按照比例绘制。在附图中，相同的数字代表各个图中示出的每个相同或者几乎相同的部件。出于清楚的目的，并不是每个部件都标记在每个附图中。在附图中：

图1是按照本发明的一个实施方式的不间断电源的功能框图；

图2A是按照本发明的一个实施方式的电力转换电路的原理图；

图2B-2G是显示图2A的电力转换电路的各种电路通路的原理图；

图3是按照本发明的一个实施方式的具有集成的电池充电器的电力转换电路的原理图；

图4是传统的电力转换电路的原理图；

图5A是按照本发明的另一个实施方式的电力转换电路的原理图；及

图5B-5H是显示图5A的电力转换电路的各种电路通路的原理图。

发明具体描述

本发明的实施方式的应用不受限于它们在下面的描述中所阐述的或者附图所示的部件的构造细节和部件布置方面细节的应用。本发明的实施方式能够具有其他实施方式且能够以各种方式被实践或者被执行。而且，本文使用的词组和术语用于描述性目的，且不应视为限制性的。本文使用的“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”和其变体，意在涵盖其后所列项和其等价项以及附加项。

图1是根据本发明的一个实施方式的UPS100的功能框图。UPS100向负载106提供源自AC电源102或例如电池104的备用电源两者中的任何一个的稳压电力。UPS100包括整流器/升压转换器110、逆变器120、和用于控制整流器/升压转换器和逆变器的控制单元130。UPS具有AC电源102的传输线（相线）输入端112和中性线输入端114，以及各自耦合到负载106的传输线输出端116和中性线输出端118。

在传输线运行模式中，在控制单元130的控制下，整流器/升压转换器110将输入AC电压分别转换成在正的DC总线121和负的DC总线122处的正的和负的DC电压。正的DC总线121和负的DC总线122可以，例如，各自额定于高达+/-400VDC。整流器/升压转换器110包括公共的或中性线路124。中性线路124可以耦合到输入中性线114和输出中性线118以提供通过UPS100的持续的中性通路。在备用运行模式（也称为电池运行模式）中，在输入AC电力丧失时，整流器/升压转换器110产生源自电池104的正的和负的DC电压。在传输线运行模式和备用运行模式中，逆变器120接收来自整流器/升压转换器110的正的DC电压121和负的DC电压122。逆变器120在线路116和118处将正的和负的DC电压转换成输出AC电压。

图2A是根据本发明的一个实施方式的电力转换电路200的原理图。电路200可以用于，例如，如上关于图1所述的UPS100内。电路200的拓扑结构包括单一电感器双输出升压转换器（即正的和负的DC电压）。在电路200中有功率因数校正（PFC）整流器电路210，其耦合到AC输电干线电源102的传输线输入端112和中性线输入端114，并且耦合到电池104的正的和负的接线端。

在运行期间，PFC整流器电路210接收来自AC电源102的AC电力或来自电池104的输入DC电力中的任何一个。PFC整流器电路210被配置为在传输线运行模式中，将AC电力输入转换成输出DC电力，其被供应给具有正的DC总线121和负的DC总线122的分流DC总线。PFC整流器电路210还被配置为在备用运行模式中，将来自电池104的输入DC电力转换成在正的DC总线121和负的DC总线122处的输出DC电力。正的DC总线121、负的DC总线122和/或中性线路124可以耦合到逆变器（未显示），其被配置为将输出DC电力转换成输出AC电力以供负载（也未显示）使用。

PFC整流器电路210包括用于在AC电源102和电池104之间对输入电力进行切换的第一继电器220。例如，当AC电源102可以使用时，可以切换第一继电器220以给电路210供应来自AC电源的电力；当AC电源102不可使用时（或当需要备用电力时），可以切换第一继电器220以给电路210供应来自电池104的电力。电路还包括电感器230，如下所述，其用于将输入电力转换成正的DC电压和负的DC电压。与一些需要多个电感器的传统的分流DC总线电路不同，电路200只包括一个电感器，因此相比于具有多个电感器的传统电路具有较高的电感器部件利用率。

继续参考图2A，第一二极管240和第二二极管242被分别耦合到第一电容元件250和第二电容元件252。第一二极管240和第二二极管242分别在AC电源102的正的和负的半传输线周期期间，将AC输入电流分别整流成在第一电容元件250和第二电容元件252处的DC电流。用于存储正的DC电压的第一电容元件250在一端耦合到正的DC总线121且在另一端耦合到中性线路124。用于存储负的DC电压的第二电容元件252在一端耦合到负的DC总线122且在另一端耦合到中性线路124。如图2A所示，电路200还包括第一开关260、第二开关262、第二继电器264、第三开关266、第四开关268和第三二极管270。

在一个实施方式中，并且如图2B、2C和2D所示，在传输线运行模式中，根据输入AC电力的极性（即正的或负的半周期），电力转换电路200交替地使用输入AC电力对电感器230进行充电（升压转换器的通路状态）并且将电感器230放电到第一电容元件250或第二电容元件252两者中的任何一个（升压转换器的断路状态）。图2B示出了图2A的电力转换电路200中的第一电流通路290，通过其在输入AC电力的正半传输线周期期间，使用输入AC电力对电感器230进行充电。在负半传输线周期期间，第一电流通路290被反转。在升压转换器的通路状态中，第一继电器220切换到AC输电干线输入端112，并且开关260和262接通以对电感器230进行充电。在传输线运行模式中，继电器264开路。在给电感器230充电的过程中，开关260和262两端有两处半导体压降。

在升压转换器的断路状态中，开关260和262断开以将存储在电感器230中的能量放电到分流DC总线。图2C示出了图2A的电力转换电路200中的第二电流通路291，通过其在AC输电干线电力输入的正半传输线周期期间，对存储在电感器230中的能量进行放电。在AC输电干线电力输入的正半传输线周期期间，来自电感器230的能量通过二极管240对第一电容元件250进行充电。图2D示出了第三电流通路292，在AC输电干线电力输入的负半传输线周期期间，在第三电流通路292中，对存储在电感器230中的能量进行放电。在负半传输线周期期间，来自电感器230的能量通过二极管242对第二电容元件252进行充电。在正半传输线周期期间，在对电感器230进行放电的过程中，二极管240两端有一处二极管压降，并且在负半传输线周期期间，在对电感器230进行放电的过程中，二极管242两端有一处二极管压降。

如图2E、2F和2G所示，在备用运行模式期间，电力转换电路200被配置为DC-DC转换器升压转换器。电力转换电路200交替地使用输入DC电力（例如，来自电池104）对电感器230进行充电（升压转换器的通路状态）并且将电感器230放电到第一电容元件250或第二电容元件252两者中的任何一个（升压转换器的断路状态）。图2E示出了图2A的电力转换电路200中的第四电流通路293，通过其使用例如来自电池104的输入DC电力对电感器230进行充电。为了减少损耗，继电器264闭合以旁路掉开关262，其在备用运行模式期间不被使用。在升压转换器的开路状态期间，开关266接通以从电池104对电感器230进行充电。

在升压转换器的断路状态中，开关266断开以将存储在电感器230中的能量放电到分流DC总线。图2F示出了图2A的电力转换电路200中的第五电流通路294，通过其经由二极管240将存储在电感器230中的能量转移到第一电容元件250。在正的DC总线121处通过开关268，来自电感器230的能量对第一电容元件250进行充电，并且开关260断开。图2G示出了第六电流通路295，通过其经由二极管270将存储在电感器230中的能量转移到第二电容元件252。在负的DC总线122处通过开关260，来自电感器230的能量对第二电容元件252进行充电，并且开关268断开。在对电感器充电的过程中，开关266两端有一处半导体压降。在通过第一电容元件250对电感器进行放电的过程中，二极管240和开关268两端有两处半导体压降；在通过第二电容元件252对电感器进行放电的过程中，开关260和二极管270两端有两处半导体压降。

图3是按照本发明的另一个实施方式的电力转换电路300的原理图。电路300可以用于，例如如上关于图1所述的UPS100内。电路300实质上类似于如上关于图2A-2G所述的电力转换电路200，除了电路300包括集成的电池充电电路，整体指示在310处。电池充电电路310被配置为降压转换器且包括第二电感器320。电池充电电路310接收来自分流DC总线（例如，在正的DC总线121处的第一电容元件250和在负的DC总线122处的第二电容元件252）的电力。通过脉冲宽度调制（PWM）控制信号对开关330进行操控，以使用存储在第一电容元件250中的能量通过经由第二电感器320、第四二极管332、电池104、第三电容元件334（其可以用作滤波器）、和开关268的体二极管的充电器电流对第二电感器320进行充电。当开关330断开时，充电器电流惯性馈送通过可选的二极管336或通过开关268的体二极管和二极管338。可选的二极管336旁路掉二极管338和开关268的体二极管以减少电路300中的导通损耗。

通过PWM控制信号对开关340进行操控，以使用存储在负的DC总线122处的第二电容元件252中的能量通过经由二极管338、第二电感器320、二极管332、电池104、第三电容元件334（其可以用作滤波器）、和开关340的充电电流对第二电感器320进行充电。当开关340断开时，充电电流惯性馈送通过可选的二极管336或通过开关268的体二极管和二极管338。

图4显示了用于将AC电力转换成在正的DC总线121和负的DC总线122处的DC电力的传统的电路400。AC输电干线电源102包括传输线输入端112和中性线输入端114，并且电池104包括正的DC输入端422和负的DC输入端424。在电路400中有功率因数校正（PFC）整流器电路405，其耦合到AC输电干线电源102的传输线输入端112和中性线输入端114，并且耦合到电池104的正的和负的接线端。电路405包括耦合到AC输电干线电源102的中性线输入端114的中性总线124。第一电容元件440的一端耦合到正的DC总线121且另一端耦合到中性线路124。第二电容元件442的一端耦合到负的DC总线122且另一端耦合到中性线路124。

电路405通过继电器410可切换地耦合到AC输电干线电源102和DC备用电源，例如电池104。例如，当AC输电干线电源102可使用时，继电器410切换到正常开路位置以将AC输电干线电源102的传输线输入端112连接到电路400。当AC输电干线电源102不可使用时，继电器410切换到正常闭合位置以将电池104的正的DC输入端422连接到电路400。正的DC总线121和负的DC总线122可以用作用于在电气部件之间（例如在AC输电干线电源102和/或电池104和逆变器120之间）转移电力的接口。逆变器120可以用于将在正的DC总线121和负的DC总线122处的DC电力转换成供应给负载（未显示）的AC电力。

电路405还包括耦合到继电器410的电感器420。电感器420形成被配置为产生正的DC总线121处的正的DC电压和负的DC总线122处的负的DC电压的升压电路的一部分。升压电路的正侧包括耦合到电感器420和第一二极管434的第一开关430，并且第一二极管434耦合到第一电容元件440。第一开关430的下游侧耦合到中性总线124。升压电路的负侧包括耦合到电感器420和第二二极管436的第二开关432，并且第二二极管436耦合到第二电容元件442。电路400还包括耦合在电感器420和第一开关430之间的第三二极管450，和耦合在电感器420和第二开关432之间的第四二极管452。

在传输线运行模式中，向电路405提供来自AC输电干线电源102的电力。在AC输电干线输入的正半传输线周期期间，在脉冲宽度调制（PWM）切换周期上操控第一开关430以交替地从传输线输入端112对电感器420进行充电且通过第一二极管434将电感器420放电到第一电容元件440。在正半传输线周期期间，第四二极管452阻挡电流到达升压转换器的负侧。在从电感器420到第一电容元件440的电流通路中（即在第一电容元件正在被充电的过程中），第一二极管434是唯一的二极管。

在AC输电干线输入的负半传输线周期期间且在传输线运行模式中，在PWM切换周期上操控第二开关432以交替地从中性线输入端114对电感器420进行充电且通过第二二极管436将电感器420放电到第二电容元件442。在负半传输线周期期间，第三二极管450阻挡电流到达升压转换器的正侧。与在正半传输线周期期间不同，其中在电感器420和DC总线之间的电流通路中只有一个二极管（即第一二极管434），在负半传输线周期期间，第二二极管436和第四二极管452处在从第二电容元件442到电感器420的电流通路中（即在第二电容元件正在被充电的过程中）。因此，在负半传输线周期期间遭受的二极管损耗比在正半传输线周期期间遭受的二极管损耗更大。

在备用运行模式中，向电路405提供来自电池104的电力。通过接通开关430和432对电感器420进行充电。在对电感器420进行充电期间，依次在二极管450、开关430和开关432上有三处半导体压降，这减少了备用运行模式期间的电路405的效率。通过第一电容元件440通过断开开关430和接通开关432，对电感器420进行放电。通过第二电容元件442通过接通开关430和断开开关432，对电感器420进行放电。

图5显示了根据一个实施方式的用于将AC电力转换成在正的DC总线121和负的DC总线122处的DC电力的电路500。除了图4的电路400的一些元件，电路500还包括PFC电路505、具有体二极管的第三开关510、二极管512，并且第二继电器520以并联的方式耦合到二极管450。

在传输线运行模式中，第二继电器520开路。在AC输电干线输入102的正半传输线周期期间，如图5B中的电流通路550所示，第一开关430接通以通过二极管450对电感器420进行充电。如图5C中的电流通路551所示，当第一开关430断开，通过在正的DC总线121上的第一电容元件440通过二极管434，对存储在电感器420中的能量进行放电。

在AC输电干线输入102的负半传输线周期期间且在传输线运行模式期间，如图5D中的电流通路552所示，第三开关432接通以通过第三开关510的体二极管对电感器420进行充电。如图5E中的电流通路553所示，当第二开关432断开，通过负的DC总线122上的第二电容元件442通过二极管512，对存储在电感器L1中的能量进行放电。

在备用运行模式中，第二继电器520闭合。如图5F中的电流通路554所示，第三开关510接通以从电池104对电感器420进行充电。第三开关452断开以对电感器420进行放电。如图5G中的电流通路555所示，通过正的DC总线121上的第一电容元件440、二极管434和接通的第二开关432，对存储在电感器420中的能量进行放电。如图5H中的电流通路556所示，通过在负的DC总线122上的第二电容元件442通过处于闭合以旁路掉二极管450的第二继电器520、接通的第一开关430和二极管436对电感器420进行放电。通过第二继电器520旁路掉二极管450减少了电路505的导通损耗。而且，二极管512并联到二极管436和第三开关510的体二极管，这又减少了电路505的导通损耗。

任何前述实施方式可以实现在UPS中，例如，使用DC电池作为备用电源的UPS。UPS可以被配置为提供备用电力给任何数量的电力消耗设备，例如计算机、服务器、网络路由器、空调单元、照明设备、安保系统、或需要不间断电力的其他设备和系统。UPS可以包含或耦合到控制UPS运行的控制器或控制单元。例如，控制器可以给电路里的每个切换设备提供脉冲宽度调制（PWM）信号用于控制电力转换功能。在另一个例子中，控制器可以为继电器提供控制信号。通常，控制器控制UPS的运行，使其在可以使用来自AC电源的电力时，从AC电源给电池充电，并且当AC电源不能用或处于电压过低的情况时，逆变来自电池的DC电力。控制器可以包含以任何方式组合的硬件、软件、固件、处理器、存储器、输入/输出接口、数据总线、和/或其他元件，它们可以用于实现控制器的相应功能。

在如上所述的实施方式中，电池用作备用电源。在其他实施方式中，可以使用其他AC或DC备用源和设备，包括燃料电池、光电池、DC微型涡轮机、电容器、供选择的AC电源，和任何其他合适的电源，或者任何它们的组合。在利用电池作为备用电源的本发明的实施方式中，电池可以由以并联或串联方式耦合的多个电池单元组成。

在一个或多个前述实施方式中，切换器件可以是任何电子的或机电的器件，其以受控的方式（例如，通过使用控制信号）传导电流且能够隔离导电通路。图中的各种切换器件和其他电子器件的表示是示例性的且不意在是限制性的，因为本领域的技术人员将理解的是，使用各种类型、布置和配置的器件可以获得相似的或相同的功能。例如，一个或多个切换器件可以含有一个或多个反向并联二极管，或这些二极管可以与这些切换器件分开。如上所述，在一些实施方式中，切换设备包括整流器，例如，能够通过应用控制信号而接通和断开的受控整流器（例如，SCR、晶闸管等等）。此外，其他元件，例如电阻器、电容器、电感器、电池、电源、负载、变压器、继电器、二极管和类似元件可以包含在单一的器件或多个连接的器件中。

在如上所述的实施方式中，描述了供不间断电源使用的整流器/升压电路，然而应该理解的是，本文所述的电路可以供其他类型的电源使用。

本发明的实施方式可供具有各种输入电压和输出电压的不间断电源使用，且可以用于单相或多相不间断电源。

至此，已经描述了本发明的至少一个实施方式的几个方面，本领域的技术人员将理解的是，各种替代、修改和改进将是很容易出现的。这些替代、修改和改进意在属于本公开内容的一部分，并且意在本发明的精神和范围内。例如，用于使电力转换器的切换设备运行的选通脉冲可以在频率、占空比、或这两者上变化。而且，可以利用电气部件的供选择的配置来产生相似的功能，例如，逆变器功能和充电器功能，或者其他功能。因此，前述的描述和附图仅仅是示例性的。

Claims

1.一种电力转换器，包括：

第一电力输入端，所述第一电力输入端接收AC输入电力；

第二电力输入端，所述第二电力输入端接收备用电力；

第一DC总线，所述第一DC总线被配置为提供正的DC输出电压；

第二DC总线，所述第二DC总线被配置为提供负的DC输出电压；以及

电力转换电路，所述电力转换电路耦合到所述第一DC总线和所述第二DC总线，具有电感器、与所述电感器以串联的方式耦合的第一开关器件、与所述第一开关器件以串联的方式耦合的第二开关器件、和与所述第二开关器件以并联的方式耦合的旁路继电器，所述电力转换电路可切换地耦合到所述第一电力输入端和所述第二电力输入端，所述电力转换电路可运行以对所述电感器充电且产生所述正的DC输出电压和所述负的DC输出电压，所述电力转换电路被配置为：

在传输线运行模式中且在所述AC输入电力的正部分期间，通过所述电力转换电路的第一电流通路对所述电感器进行充电，所述第一电流通路包括所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第一电力输入端和所述电感器；

在所述传输线运行模式中且在所述AC输入电力的负部分期间，通过所述电力转换电路的第二电流通路对所述电感器进行充电，所述第二电流通路包括所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第一电力输入端和所述电感器；及

在备用运行模式中，通过所述电力转换电路的第三电流通路产生所述负的DC输出电压，所述第三电流通路包括所述第二电力输入端、所述电感器、所述第一开关器件和所述旁路继电器，其中所述第三电流通路通过所述旁路继电器旁路掉所述第二开关器件。

2.如权利要求1所述的电力转换器，其中所述电力转换电路包括升压转换器电路，该升压转换器电路可运行以将存储在所述电感器中的电力转移到所述第一DC总线和所述第二DC总线。

3.如权利要求2所述的电力转换器，还包括中性线输入端和耦合到所述电感器的第三开关器件，其中所述电力转换电路还被配置为在所述备用运行模式中，通过所述电力转换电路的第四电流通路对所述电感器进行充电，所述第四电流通路包括所述电感器和所述第三开关器件。

4.如权利要求3所述的电力转换器，还包括耦合到所述中性线输入端的第四开关器件，其中所述电力转换电路还被配置为通过所述电力转换电路的第五电流通路产生所述正的DC输出电压，所述第五电流通路包括所述电感器和所述第四开关。

5.如权利要求4所述的电力转换器，还包括耦合到所述第二电力输入端的电池。

6.如权利要求5所述的电力转换器，还包括耦合到所述电池、所述第一DC总线和所述第二DC总线的电池充电电路，其中所述电池充电电路被配置为从所述第一DC总线和所述第二DC总线中的至少一个对所述电池充电。

7.如权利要求6所述的电力转换器，其中所述电感器为第一电感器，并且其中所述电池充电电路包括耦合在所述电池与所述第一DC总线和所述第二DC总线中的至少一个之间的第二电感器。

8.如权利要求4所述的电力转换器，还包括DC-AC逆变器电路，该DC-AC逆变器电路耦合到所述第一DC总线和所述第二DC总线，并且配置为将所述正的DC输出电压和所述负的DC输出电压转换成AC输出电压。

9.一种电力转换器，包括：

第一电力输入端，所述第一电力输入端接收AC输入电力；

第二电力输入端，所述第二电力输入端接收备用电力；

电力输出端，所述电力输出端提供各自源自所述AC输入电力和所述备用电力中的至少一个的正的DC输出电压和负的DC输出电压；

电感器，所述电感器可切换地耦合到所述第一电力输入端和所述第二电力输入端；以及

用于使用存储在所述电感器中的能量产生所述正的DC输出电压和所述负的DC输出电压的装置。

10.如权利要求9所述的电力转换器，还包括耦合到所述第二电力输入端的电池。

11.如权利要求10所述的电力转换器，还包括用于使用所述正的DC输出电压和所述负的DC输出电压中的至少一个对所述电池充电的装置。

12.如权利要求9所述的电力转换器，还包括与所述电感器以串联的方式耦合的第一开关器件、与所述第一开关器件以串联的方式耦合的第二开关器件、与所述第二开关器件以并联的方式耦合的旁路继电器，其中所述旁路继电器被配置为在备用运行模式中旁路掉所述第二开关器件。

13.一种向负载提供电力的方法，所述方法包括：

检测来自主电源的AC输入电力的存在；

响应于检测到所述AC输入电力的存在且在所述AC输入电力的正部分期间，通过电力转换电路的第一电流通路将来自所述主电源的能量存储在电感器中，所述第一电流通路包括第一开关器件、第二开关器件和所述电感器；

响应于检测到所述AC输入电力的存在且在所述AC输入电力的负部分期间，通过所述电力转换电路的第二电流通路将来自所述主电源的能量存储在所述电感器中，所述第二电流通路包括第一开关器件、第二开关器件和所述电感器；

检测来自所述主电源的所述AC输入电力的丧失；

响应于检测到所述AC输入电力的丧失，闭合以并联方式耦合到所述第二开关器件的旁路继电器以旁路掉所述第二开关器件；及

响应于检测到所述AC输入电力的丧失，将来自辅电源的能量存储在所述电感器中，并且通过所述电力转换电路的第三电流通路将存储在所述电感器中的能量转换成负的DC输出电压，所述第三电流通路不包括所述第二开关器件。

14.如权利要求13所述的方法，还包括响应于检测到所述AC输入电力的丧失，将来自所述辅电源的能量存储在所述电感器中，并且通过所述电力转换电路的第四电流通路将存储在所述电感器中的能量转换成正的DC输出电压，所述第四电流通路不包括所述第一开关器件和所述第二开关器件。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述电力转换电路包括升压转换器电路，并且其中所述方法还包括使用所述升压转换器电路将存储在所述电感器中的电力转换成正的DC输出电压。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述升压转换器电路为第一升压转换器电路，其中所述电力转换电路包括第二升压转换器电路，并且其中所述方法还包括使用所述第二升压转换器电路将存储在所述电感器中的电力转换成负的DC输出电压。