CN105164890A - 具有逆变器、充电器和有源滤波器的不间断电源 - Google Patents

Abstract

本文的例子公开了一种包括集成电路的不间断电源。该集成电路包括用于对电池进行充电的充电器，以及用于从电池向负载输送输出功率的逆变器。该集成电路还包括源滤波器，该源滤波器用于通过补偿与输入功率相对应的功率因数来减小向该不间断电源的输入电流。

Description

具有逆变器、充电器和有源滤波器的不间断电源

背景技术

不间断电源(uninterruptiblepowersupply)是当电源可能发生故障时向负载提供电力的电气设备。不间断电源用于使数据中心、计算机和/或服务器的损失最小。

附图说明

在附图中，类似的附图标记指代类似的组件或框。下面的具体实施方式参照这些附图，其中：

图1是一种示例性不间断电源的框图，该不间断电源包括用于接收输入功率并向负载输送输出功率的集成电路和电池，该集成电路还包括充电器、逆变器和有源滤波器；

图2A是用于不间断电源的示例性三相电力线的图，其中该不间断电源包括用于接收输入功率并向负载输送输出功率的控制器、电池和集成电路；

图2B是通过开关耦合到电池的集成电路的示例性结构的图；

图2C是示出了各种条件事件的示例性数据表，在各种条件事件中，控制器针对指定的门限来对输出功率进行监测；

图3是用于由充电器接收输入功率、由逆变器输送输出功率、以及由有源滤波器补偿与输入功率相对应的功率因数的示例性方法的流程图；

图4是用于由充电器接收输入功率、由逆变器输送输出功率、由有源滤波器补偿与输入功率相对应的功率因数、以及对输出功率进行检测以判断输出功率是高于还是低于门限的示例性方法的流程图；

图5是用于同时地操作以下各项中的至少两项的示例性方法的流程图：充电器、逆变器和有源滤波器；以及

图6是一种具有处理器的示例性计算设备的框图，该处理器用于执行机器可读存储介质中的指令以用于：由充电器接收输入功率、由逆变器输送输出功率、以及由有源滤波器补偿功率因数。

具体实施方式

电源系统内的不间断电源通过向负载供应能量，来提供保护使输入功率免受中断。可以使用具有各种功能的不间断电源(UPS)；但是，UPS可以包括对这些功能的单独转换。这些功能可以包括但不应当限于：有源滤波器、充电器和/或逆变器。这些组件是彼此之间单独存在的，从而产生彼此之间的不相容性(mutualexclusiveness)。例如，充电器可以在电池需要充电时进行工作，但在该充电时间期间，由于电源可能不能够支持负载，因此逆变器和有源滤波器可能不能进行操作。因此，UPS在给定的时间可能不能操作一个以上的给定功能。此外，UPS可以向源输送负载功率因数。低负载功率因数增加输入电流。功率因数根据负载的类型而发生变化。因此，将有源滤波器使用成单独的外部校正，以校正负载的功率因数。此外，这些组件的分离增加了电源系统的空间和成本。

为了解决这些问题，本文所公开的例子提供了一种不间断电源(UPS)，该不间断电源包括用于接收输入功率的集成电路。该集成电路包括：充电器，其用于对电池进行充电；逆变器，其用于将输出功率从电池输送到负载；以及有源滤波器，其用于补偿与输入功率相关联的功率因数。将这些组件中的每个组件包括到集成电路中，提供了UPS的另外功能而无需增加成本和空间。此外，将这些组件中的每个组件包括在集成电路中，使得UPS能够提供三种不同的功能，而无需增加单独的外部组件。

此外，将这些组件集成到电路中，使得UPS能够在任何给定的时间操作这些组件中的至少两个组件。这提供了这些组件的相容性(mutualinclusiveness)，在这种相容性下，与三个单独的电路相对，这些组件(即，充电器、逆变器和有源滤波器)中的至少两个组件可以一起操作。

在另一种实现方式中，本文的例子提供了该集成电路用于同时地一起操作这些组件中的至少两个组件。一起操作这些组件(即，充电器、逆变器和有源滤波器)中的至少两个组件，为UPS提供了效率特征，使得与每个组件相对应的功能可以同时地操作。

在另外的例子中，输入功率是三相输入的一部分并且充电器是三相充电器。提供三相充电器使得UPS能够在接收三相之中的输入功率(例如，电流)时对自身进行平衡。例如，在三相应用中，电池充电器可能从单相来吸收其输入功率，这造成了三相电力线之中的输入功率的不平衡。在该例子中，电池可能接收三相电力线之中的总输入功率的三分之一，并且可能不能够支持负载。三相充电器使得UPS能够利用三相电力线来支持负载。

在另外的例子中，耦合到UPS的控制器对提供给负载的输出功率进行监测。在该例子中，如果输出功率高于或者低于指定的门限，则控制器使有源滤波器空闲或者对有源滤波器进行操作以补偿与输入功率相关联的功率因数。根据输出功率是高于还是低于门限来使有源滤波器空闲或者对其进行操作，这向UPS提供了另外的管理功能，以便高效地操作来输送输出功率。

概括来说，本文所公开的例子提供了集成有充电器、逆变器和有源滤波器的不间断电源，以提供三种不同的功能而不会增加具有三个单独的外部组件的成本和空间。此外，与三个单独的电路相对，本文所公开的例子提供了这些组件(即，充电器、逆变器和有源滤波器)中的至少两个组件可以一起操作的相容性。

现参见附图，图1是用于当电源系统内的电源可能发生故障时向负载118提供输出功率116的示例性不间断电源104的框图。不间断电源104从电源接收输入功率102，并且包括集成电路106和电池114。集成电路106包括：充电器108，其用于接收输入功率102以便对电池114进行充电；有源滤波器112，其用于补偿与输入功率102相关联的功率因数；以及逆变器110，其用于将电池114处存储的直流电转换成交流电以作为输出功率116提供给负载118。

输入功率102是由电源(没有示出)发送并且由不间断电源104接收的功率。输入功率102是提供给电源104的电荷，并且因此，输入功率102可以包括电流、电压和/或电荷。在一种实现方式中，输入功率102是公用电源所提供的交流电。不间断电源104接收输入功率102，并向负载118提供输出功率116。不间断电源104的实现方式包括馈电装置、电源、发电机、电源电路、能量存储装置、电源系统或者能够接收输入功率102并向负载118提供输出功率116的其它类型的电源。此外，不间断电源104还可以包括图2中没有示出的另外的组件。例如，电源104可以包括控制器，该控制器用于对电源104的功能和/或操作进行管理和控制。在下一幅图中详细地描述这种实现方式。

集成电路106是集成有电组件108、110和112的电路板。集成电路106可以包括多个电感、开关和电容，以提供充电器108、逆变器110和有源滤波器112之间的连接和操作。在一种实现方式中，集成电路106可以在重叠的时间周期内同时地操作组件108、110和112中的至少两个组件。例如，充电器可以接收输入功率102以便对电池114进行充电，同时在该时间期间，有源滤波器112还可以补偿与输入功率102相关联的功率因数。在另一种实现方式中，集成电路106可以同时地操作组件108、110和112中的至少两个组件。以此方式，组件108、110和112可以是彼此之间相容的，这是由于组件108、110和112能够彼此之间同时地操作。在后面的图中详细地说明这些实现方式。将这些电组件中的每个电组件集成在集成电路106上，这在电路板上提供了与电组件108、110和112相对应的功能中的每个功能，而不是针对每个组件108、110和112来构建单独的电路。

充电器108接收输入功率102，并向电池114提供电荷。充电器108是集成电路106的一部分，并用于通过将电流引导到电池114来对电池114进行充电。在一种实现方式中，充电器108接收作为交流电的输入功率102，将其转换成直流电以便对电池114进行充电。

逆变器110是作为不间断电源104内部的集成电路106的一部分的电功率转换器。在一种实现方式中，电池114将充电器108所接收的电荷作为直流电进行存储，逆变器110接收该直流电并将其转换成交流电，该交流电作为输出功率116输送到负载118。

有源滤波器112使用诸如放大器之类的有源电组件，来补偿与充电器108所接收的输入功率102相关联的功率因数(没有示出)。有源组件是可以产生能量和/或功率增益的电组件。以此方式，有源滤波器112使用有源电组件来补偿功率因数。功率因数是电源系统的效率的指标。功率因数与输入功率102相关联，这是由于有源滤波器获得与输入功率102相对应的电流和电压的测量值来确定功率因数。在一种实现方式中，有源滤波器112通过补偿功率因数来减小向不间断电源104的输入功率(例如，电流)。

电池114是不间断电源104内部的电组件，其用于存储来自充电器108的电荷并将该电荷提供给逆变器110。电池114使用电型化学电池来存储和提供电能量，并且因此，电池114的实现方式包括非可再充电电池、可再充电电池、电化学电池、机械电池、或者能够从充电器108接收电荷并将该电荷提供给逆变器110以便传输给负载118的其它类型的电能存储组件。

逆变器110将输出功率116从电池114输送到负载118。负载118可以使用与输入功率102不同的功率，因此集成电路106可以对输入功率102进行处理，以生成输出功率116来提供给负载118。输出功率116是由电源104向负载118提供的电荷，并且因此，输出功率116可以包括电流、电压和/或电荷。在一种实现方式中，电池114所存储的能量可以包括直流电，因此逆变器可以将该直流电转换成交流电，以作为至负载118的输出功率116。

负载118是电源系统的一部分并且从不间断电源104接收输出功率116。负载118可以包括数据中心、计算机和/或服务器，这些设备用于从不间断电源104接收输出功率116，以使当来自电源(没有示出)的电力出现中断时的损失最小。负载118的实现方式包括电子电路、电阻抗或者能够接收输出功率116的其它类型的计算电路。

图2A是供不间断电源104接收输入功率并向负载118输送输出功率的示例性三相电力线218的框图。不间断电源104包括：控制器216，其用于对电源104的功能和操作进行管理；电池114，其用于通过开关220从集成电路106接收电荷。集成电路106包括如图1中的有源滤波器112、充电器108和逆变器110。在一种实现方式中，耦合到集成电路106的控制器216同时地操作电组件108、110和112中的至少两个电组件。在另一种实现方式中，控制器216同时地一起操作电组件108、110和112中的至少两个电组件。在后面的图中详细地描述这些实现方式。图2B中示出了电组件108、110和112中的每个电组件之间在不间断电源106中的内部电连接。

三相线路218包括三根单独的导线，以将输入功率从电源(没有示出)运送到不间断电源104并且将输出功率从不间断电源104输送到负载118。以此方式，每根导线与不间断电源104是双向的，这是由于电源104可以在三相电力线218的三根导线中的每根导线上既接收输入功率又发送输出功率。利用从每根导线去往和来自集成电路106的双向箭头来指示这种双向特征。这种双向特征消除了针对每个电组件108、110和112的单独导线的需求。作为三相电力线218的一部分的这些导线中的每根导线提供了交流电流和电压，它们在时间上偏移三分之一的时间周期。例如，来自一根导线的电压幅度可以与来自第二根导线的电压幅度在时间上偏移。如果集成电路106内部的充电器会从三相电力线或导线之中的单相吸收输入功率，则这会导致问题(这是由于其可能造成功率的不平衡)。例如，对于20千瓦的不间断电源104来说，可以向负载118供应20千瓦，但由于充电器可能从这些相中的一相吸收输入功率，因此电池114可能输送总输出功率的2千瓦(1/10)。此外，这可能造成功率因数问题。因此，控制器216可以针对指定的门限来对输出功率进行监测，以确保电源104以最小的损失进行操作。

控制器216对不间断电源104的功能和操作进行管理。此外，控制器216耦合到集成电路106和电池114，以便对充电器、逆变器、有源滤波器和电池114进行管理。虽然图2A可能没有示出这种耦合，但这样做仅是出于说明的目的，而不是出于限制的目的。例如，控制器216可以通过电连接(没有示出)耦合到集成电路106。在一种实现方式中，控制器216对电源104所提供的输出功率进行监测，并且因此，控制器216可以以信号形式向有源滤波器发送是补偿功率因数还是保持空闲。在后面的图中详细地描述这种实现方式。控制器216的实现方式包括处理器、电路逻辑单元、可由处理器执行的指令集、微芯片、芯片组、电子电路、微处理器、半导体、微控制器、中央处理单元(CPU)或者能够对集成电路106和电池114进行管理的其它设备。

开关220将电池114连接到集成电路106。在一种实现方式中，取决于不间断电源104对哪个组件(即，充电器、逆变器和/或有源滤波器)进行操作，控制器216可以向开关220发送信号，以相应地连接和/或断开。例如，在充电器可能对电池114进行充电时，控制器216可以发送用于连接集成电路106和电池114之间的开关220的信号，同时逆变器还向负载118提供输出功率。开关220的实现方式包括：机电设备、电气设备、开关电压调节器、晶体管、继电器、逻辑门、二进制状态逻辑单元、或者可以将电池114连接到集成电路106的其它类型的电气设备。

图2B是通过开关220耦合到电池114的示例性集成电路106的框图。具体而言，图2B示出了集成电路106的内部电气元件，以包括充电器、逆变器和有源滤波器。如图2B中所示出的，集成电路106在电感处、并通过一系列的开关来接收每根双向导线。当连接这些开关时，一旦连接了开关220，位于集成电路106左侧的电容就接收电荷以便对电池114进行充电。虽然图2B将集成电路106示出为包括与多个开关和电容串联连接的多个电感，但这样做仅是出于说明的目的，而不是出于对实现方式进行限制。例如，集成电路106可以包括没有示出的多个电容和/或晶体管。更确切地说，图2B示出了用于集成电路106的一种简化的基础设施实现方式。

图2C是描绘了各种条件事件的示例性数据表，在各种条件事件中，控制器216针对指定的门限来对输出功率进行监测。指定的门限被示出为在各种条件下的输出功率列。在该表格的左边是可能发生的、编号的条件事件中的每个条件事件，以及不间断电源104转而可能发生的操作。由具有充电器、逆变器和有源滤波器的集成电路106来执行这些条件中的每一种条件。

例如，在第一条件期间，电源104接收输入功率，电池114可以指示没有电荷，同时可以存在多个输出功率级别。该条件示出了电池114何时可能需要通过充电器进行充电，并且因此，其它组件(即，有源滤波器和逆变器)可以保持空闲。在第二条件期间，负载118可以包括某个百分比，其可以使功率因数降低或者使输出功率低于指定的门限。在第二条件下，有源滤波器可以操作用于补偿功率因数，同时逆变器和充电器可以保持空闲。在第三条件期间，输出功率高于指定的门限，因此功率因数可以向不间断电源104指示电源系统正在高效地操作，并且因此，这些电组件(即，充电器、逆变器和有源滤波器)可以保持空闲。在第四条件期间，输入功率可能丢失，因此逆变器可以进行操作，同时其它有源组件(即，充电器和有源滤波器)保持空闲。

图3是用于由充电器接收输入功率、由逆变器输送输出功率、以及由有源滤波器补偿与输入功率相对应的功率因数的示例性方法的流程图。充电器、逆变器和有源滤波器集成在不间断电源内的电路上。将这些功能中的每个功能集成在集成电路上，这向不间断电源提供了另外的功能而不会增加空间和成本。此外，这还使得不间断电源能够在给定的时间操作两个或更多个功能。在讨论图3时，可以参照图1-图2C以提供上下文示例。此外，虽然将图3描述成实现如图1中的不间断电源104，但也可以在其它适当的组件上执行图3。例如，可以用机器可读存储介质(例如，如图6中的机器可读存储介质604)上的可执行指令的形式来实现图3。

在操作302处，充电器从源接收输入功率。输入功率用于对不间断电源中的电池进行充电。在一种实现方式中，输入功率可以包括交流电，因此充电器可以将该交流电转换成直流电以便对电池进行充电。如果电源系统内的电源可能出现故障，则对电池进行充电使得不间断电源能够向负载提供输出功率。

在操作304处，逆变器将输出功率从在操作302处充电的电池输送到负载。在一种实现方式中，逆变器可以将来自电池的直流电转换成交流电以供应给负载。在另一种实现方式中，操作306可以在操作304之前发生。

在操作306处，有源滤波器补偿与在操作302处接收的输入功率相对应的功率因数。有源滤波器使用诸如放大器之类的有源组件来补偿功率因数，从而减小不间断电源的输入电流。功率因数是对不间断电源和/或集成电路如何高效性地进行操作的指示。根据来自输入的电压和电流二者来测量该功率因数。在理想操作中，该测量和电流遵循相同的路径(例如，正弦波)，并且功率因数将大约为一。如果这些测量值中的任何测量值异相，则这对功率因数产生影响，其中功率因数会增加或者减小。这种方式提供了对集成电路的操作进行监测和/或校正以接收和提供功率的高效使用。

图4是可由不间断电源执行的示例性方法的流程图，该示例性方法用于接收输入功率、输送输出功率、以及补偿与输入功率相对应的功率因数。此外，图4的方法还对输出功率进行监测以判断输出功率是高于还是低于特定的门限。如果输出功率高于门限，则耦合到不间断电源的控制器使有源滤波器空闲。如果输出功率低于门限，则有源滤波器补偿功率因数。在讨论图4时，可以参照图1-图2C的组件以提供上下文示例。此外，虽然将图4描述成实现如图1中的不间断电源104，但也可以在其它适当的组件上执行图4。例如，可以用机器可读存储介质(例如，如图6中的机器可读存储介质604)上的可执行指令的形式来实现图4。操作402-406中的每个操作由诸如充电器、逆变器和有源滤波器之类的电组件来执行。这些组件中的每个组件一起集成在不间断电源内的电路上，并且因此，操作402-414被视为由来自不间断电源内的这些电组件里的每个电组件执行的功能。

在操作402处，充电器从电源接收输入功率，以便对不间断电源内部的电池进行充电。在操作404处，耦合到电池的逆变器将输出功率输送到负载。在操作402处对电池进行充电以供逆变器接收该功率进而输送到负载。在一种实现方式中，充电器接收交流电并将其转换成直流电以便对电池进行充电。一旦电池接收到该直流电，则可以闭合开关以将电流的路径引导到逆变器。逆变器可以接收该直流电并转换成交流电以输送到负载。在操作406处，有源滤波器补偿与在操作402处接收的输入功率相关联的功率因数。操作402-406在功能上可以类似于如图3中的操作302-306。

在操作408处，不间断电源内部的控制器对输出功率进行监测，以判断该输出功率是否低于指定的门限。可以根据功率调节极限(其可以包括输出功率的最大和最小极限)来指定该门限。最大和最小功率极限确保不间断电源高效地操作，而不会造成损害和/或未充分利用资源。在一种实现方式中，可以由电源系统的管理员来设置该门限。取决于输出功率是高于还是低于指定的门限，该方法行进到操作410-412。在一种实现方式中，如果输出功率高于门限，则该方法行进到操作410。在另一种实现方式中，如果输出功率低于门限，则该方法行进到操作412。

在操作410处，如果输出功率高于指定的门限，则控制器向有源滤波器发送信号以使其空闲。在一种实现方式中，有源滤波器可以断电。

在操作412处，如果输出功率低于指定的门限，则控制器发送信号以激活有源滤波器。有源滤波器然后可以补偿输入功率因数，以确保与输入功率相关联的电压和电流彼此之间是同相的。

图5是用于同时地操作以下各项中的至少两项的示例性方法的流程图：充电器、逆变器和有源滤波器。这些电组件中的每个电组件在不间断电源内部，并且因此，可以集成在单一的集成电路上。该集成电路可以由电源内部的控制器进行管理。控制器对不间断电源的功能和操作进行管理。在讨论图5时，可以参照图1-图2C的组件以提供上下文示例。此外，虽然将图5描述成实现如图1中的不间断电源104，但也可以在其它适当的组件上执行图5。例如，可以用机器可读存储介质(例如，如图6中的机器可读存储介质604)上的可执行指令的形式来实现图5。

在操作502处，耦合到不间断电源的控制器同时地操作集成电路上的至少两个电组件。同时地操作至少两个电组件是指在重叠的时间周期内对所述至少两个电组件的操作。例如，控制器可以对有源滤波器112进行操作以补偿输入功率因数，并且还在相同的重叠时间内对充电器108进行操作以对如图1中的电池114进行充电。同时地操作至少两个电组件，该方法行进到对至少两个操作504-508进行操作。在该方面，可以由控制器在相同的时间周期内对与操作504-508相对应的电组件进行操作。在一种实现方式中，控制器可以行进到同时地处理操作504-508中的至少两个操作，以运行相应的电组件。在另一种实现方式中，对与操作504-508相对应的电组件中的至少两个电组件进行操作，提供了这些组件彼此之间的相容性。相容性包括以相同或近乎相同的时间周期出现对这些组件中的两个组件的运行。这使得操作504-508中的至少两个操作以同时的方式发生。包括对有源滤波器、充电器和逆变器的同时操作，使得不间断电源能够以高效的方式进行操作，从而以近乎瞬时的方式向负载输送功率，而电源系统中不会有最小的中断。在另外的实现方式中，控制器可以同时地对操作504处的充电器与操作508处的有源滤波器进行操作。在另外的实现方式中，控制器可以同时地对操作504处的充电器与操作506处的逆变器进行操作。在另一种实现方式中，控制器可以对操作504处的充电器、操作506处的逆变器和操作508处的有源滤波器彼此之间同时地进行操作。

在操作504处，控制器可以对充电器进行操作以接收输入功率进而对电池进行充电。该输入功率可以由通过传输线来分配电力的电力设施源来提供。在一种实现方式中，耦合到不间断电源的充电器可以通过三相传输线或导线来接收输入功率。三相传输导线包括至少三根导线，以在电源和不间断电源之间运送电力。这些导线中的每根导线提供了在时间上偏移三分之一的时间周期的交流电流和电压。例如，来自一根导线的电压幅度可以与来自第二根导线的电压幅度在时间上偏移。在另一种实现方式中，耦合到不间断电源的、用于接收输入功率的导线还可以在操作508处输送输出功率。在该方面，传输线被视为双向导线，其可以从电源接收功率并提供功率。在另外的实现方式中，充电器接收具有交流电的形式的输入功率，并将该交流电转换成直流电以便由电池使用。电池存储来自充电器的功率，以便在操作508处由逆变器用于提供给负载。

在操作506处，控制器可以对逆变器进行操作以从电池向负载输送输出功率。电池可以存储来自充电器的功率，直到功率达到特定的门限为止，其中在该门限点，逆变器将使用该功率来在导线上向负载进行输送。逆变器是将直流电改变成交流电的电功率转换器。在利用适当的变压器、开关和控制电路的情况下，转换后的交流电可以包括多个电压和频率。在一种实现方式中，电池向逆变器提供的功率具有直流电的形式，逆变器可以将该直流电转换成交流电以便由负载使用。在另一种实现方式中，逆变器将电池电压(即，存储的电压)转换成供负载使用的电压。

在操作508处，控制器可以对有源滤波器进行操作以补偿与在操作504处接收的输入功率相对应的输入功率因数。有源滤波器是一种模拟电子滤波器，该模拟电子滤波器使用有源组件(例如，放大器)来补偿与在操作504处接收的输入功率相关联的功率因数。功率因数是由电源用于确定电源系统如何高效地进行操作来向负载提供电力的指标。根据在操作504处接收的输入功率的电流和电压来测量该功率因数。以此方式，该电源还可以包括仪表和/或传感器以测量电压和电流。在另一种实现方式中，交流电源系统的功率因数是实际功率与流向负载的视在功率之比。功率因数是位于-1到+1之间的无量纲值。由于在负载处存储并返回到输入功率源的能量，或者由于使从电源吸收的电流和/或电压的波形失真的非线性负载，因此可能存在电源所接收的电流和/或电压的失真。为了使电源以高效的方式进行操作，功率因数可以接近于1(其指示电源系统高效性)。因此，有源滤波器可以将功率因数调整为达到1，使得电源系统以最小的损失进行操作。在另一种实现方式中，有源滤波器减小不间断电源所接收的输入功率(例如，电流)以补偿功率因数。

图6是具有处理器602的计算设备600的框图，其中处理器602用于执行机器可读存储介质604中的指令602-624。具体而言，具有处理器602的计算设备600用于接收输入功率、输送输出功率以及补偿功率因数。虽然计算设备600包括处理器602和机器可读存储介质604，但其还可以包括对于本领域技术人员来说适当的其它组件。例如，计算设备600可以包括如图1中的集成电路106和/或电池114。计算设备600是具有能够执行指令606-624的处理器602的电子设备，并且因此，计算设备600的实施例包括计算设备、移动设备、客户端设备、个人计算机、台式计算机、膝上型计算机、平板设备、视频游戏控制台或者能够执行指令606-624的其它类型的电子设备。可以将指令606-624实现成方法、函数、操作、以及被实现成在存储介质604上所存储的机器可读指令的其它过程，其中存储介质604可以是非暂时性的，例如，硬件存储设备(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM、电可擦除ROM、硬盘驱动器和闪存)。

处理器602可以获取、解码和执行指令606-624，以相应地接收输入功率、输送输出功率和补偿功率因数。在一种实现方式中，一旦执行了指令606-610，处理器然后可以执行指令620-624。在另一种实现方式中，一旦执行了指令606-610，处理器602还可以同时地执行指令612-618。具体而言，处理器602执行指令606-610以用于：从源接收输入功率，该输入功率由充电器用于对电池进行充电；然后从耦合到电池的逆变器输送输出功率，将该输出功率提供给负载；以及由有源滤波器补偿功率因数，该功率因数与输入功率相对应并用于减小向不间断电源的输入电流。处理器然后可以执行指令612-618，以同时地操作以下各项中的至少两项：充电器，以向电池供电；逆变器，以将来自电池的功率从交流电转换成直流电以提供给负载；以及有源滤波器，以补偿与输入功率相对应的功率因数。一旦执行了指令606-610和/或指令612-618，处理器602就可以执行指令620-624以用于：对提供给负载的输出功率进行监测，以判断该功率是高于还是低于指定的门限；如果输出功率低于指定的门限，则有源滤波器可以补偿功率因数，以减小不间断电源所接收的输入电流；如果输出功率高于指定的门限，则对不间断电源的操作进行管理的控制器使有源滤波器空闲。

机器可读存储介质604包括供处理器进行获取、解码和执行的指令606-624。在另一个实施例中，机器可读存储介质604可以是电子的、磁的、光学的存储器、存储设备、闪存驱动器、或者包含或存储可执行指令的其它物理设备。因此，机器可读存储介质604可以包括例如随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、存储驱动器，高速缓冲存储器，网络存储设备、压缩光盘只读存储器(CDROM)等等。因此，机器可读存储介质604可以包括能独立地和/或结合处理器602来使用，以获取、解码和/或执行机器可读存储介质604的指令的应用和/或固件。该应用和/或固件可以存储在机器可读存储介质604上，和/或存储在计算设备600的另一个位置上。

概括来说，本文所公开的例子提供了集成有充电器、逆变器和有源滤波器的不间断电源，以提供三种不同的功能而不会增加具有三个单独的外部组件的成本和空间。此外，与三个单独的电路相对，本文所公开的例子提供了这些组件(即，充电器、逆变器和有源滤波器)中的至少两个组件可以一起操作的相容性。

Claims (15)

1.一种不间断电源，包括：

集成电路，所述集成电路还包括：

充电器，其耦合到输入功率和电池，所述充电器用于对所述电池进行充电；

逆变器，其耦合到所述电池和负载，所述逆变器用于从所述电池向所述负载输送输出功率；以及

有源滤波器，其用于通过补偿与所述输入功率相对应的功率因数来减小向所述不间断电源的输入电流。

2.根据权利要求1所述的不间断电源，其中，所述集成电路用于同时地操作以下各项中的至少两项：所述逆变器、所述充电器和所述有源滤波器。

3.根据权利要求1所述的不间断电源，还包括：

所述电池，其用于向所述逆变器提供所述输出功率以输送到所述负载。

4.根据权利要求1所述的不间断电源，其中，所述输入功率是三相输入并且所述充电器是三相充电器。

5.根据权利要求1所述的不间断电源，还包括：

控制器，其用于对所述输出功率进行监测，其中，如果所述输出功率低于门限，则所述控制器将使所述有源滤波器空闲。

6.根据权利要求5所述的不间断电源，其中，如果所述输出功率高于所述门限，则所述控制器将对所述有源滤波器进行操作以补偿所述功率因数。

7.根据权利要求1所述的不间断电源，还包括：

双向线路，其用于向所述逆变器提供所述输入功率，并且从所述逆变器向所述负载输送所述输出功率。

8.一种编码有指令的非暂时性机器可读存储介质，其中所述指令可由计算设备的处理器执行，所述存储介质包括用于执行以下操作的指令：

由充电器接收输入功率，以便对不间断电源内的电池进行充电；

由耦合到所述电池的逆变器向负载输送输出功率；以及

通过由有源滤波器补偿与所述输入功率相对应的功率因数来减小向所述不间断电源的输入电流，其中，所述充电器、所述逆变器和所述有源滤波器集成在所述不间断电源内的电路上并且是相容的。

9.根据权利要求8所述的包括所述指令的非暂时性机器可读存储介质，还包括用于执行以下操作的指令：

同时地操作以下各项中的至少两项：所述逆变器、所述充电器和所述有源滤波器。

10.根据权利要求8所述的包括所述指令的非暂时性机器可读存储介质，还包括用于执行以下操作的指令：

对所述输出功率进行监测，以判断所述输出功率是否低于门限；

基于确定所述输出功率低于所述门限，由所述有源滤波器补偿与所述输入功率相对应的所述功率因数；以及

基于确定所述输出功率高于所述门限，使所述有源滤波器空闲。

11.一种可由不间断电源执行的方法，包括：

由充电器接收输入功率，以便对电池进行充电；

由逆变器从所述电池向负载输送输出功率；以及

由有源滤波器补偿与所述输入功率相对应的功率因数，以减小向所述不间断电源的输入电流，其中，所述充电器、所述逆变器和所述有源滤波器是彼此之间相容的。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

将所述充电器、所述逆变器和所述有源滤波器集成在所述不间断电源内的电路板上。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述充电器、所述逆变器和所述有源滤波器的相容性包括同时地操作以下各项中的至少两项：接收所述输入功率、输送输出功率以及补偿所述功率因数。

14.根据权利要求11所述的方法，还包括：

对所述输出功率进行监测，以判断所述输出功率是否低于门限；

基于确定所述输出功率低于所述门限，补偿与所述输入功率相关联的所述功率因数。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，在确定所述输出功率高于所述门限时，所述方法还包括：

使所述有源滤波器空闲。