CN1074865C - 不间断电源及为电气设备提供不间断电源的方法 - Google Patents

不间断电源及为电气设备提供不间断电源的方法

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Abstract

组合式电源(2)适于用作诸如计算机等电气设备所用的不间断电源。这种电源的插件(6)可包括电池(32)、为电池用的充电电路(34)、与主电路及电池耦接的电能供给电路(30，36，40)，以及控制电路(38)用以借助电能供给电路以选择方式或从主电路(10)或从电池作为电源对电气设备(12)供给电能。还给所述插件提供一种耦接，它适于以并联方式使插件与至少一个另外的插件连接。可设置一个外壳，用以容纳多个插件，在多个插塞和插座被容纳于外壳中的情况下，借助它们使各插件以并联方式连接。可使所述插塞、插座和控制电路适于插件与外壳的“热交换”。还可借助控制线路(20)使各插件被连接在外壳内，所述控制线路使各插件能保持通信联系，以便有关根据市电电源的波动从市电电源或从电池供给电能而实现多数法则判定。

Description

不间断电源及为电气设备提供不间断电源的方法
本发明涉及不间断电源及为电气设备提供不间断电源的方法，比如用于连到市电电源与诸如计算机设备等电子装置之间的不间断电源及为电气设备提供不间断电源的方法。
电源设备，比如不间断电源(UPS)，常用于将诸如计算机设备等灵敏电子装置与市电电源连接。接在市电电源与计算机之间的不间断电源可以提供一种不受市电电源扰动影响的电源，并能在关于市电电源供电中断的情况下提供能量。不间断电源的功率控制能力必须和与之相连的电气设备的功率消耗匹配，如果使电气设备升级或增加，就可能引起某些困难。例如，在正由不间断电源驱动一个需用1kW功率的局域网络(LAN)用户的计算机设备中，可选择不间断电源具有1200va的容量。如果使LAN用户被升级为需用1.5kW功率的组合式电源，则需以具有额外功率控制能力的电源来替代所述的UPS。
本发明的目的是提供一种不间断电源，其容量能方便地改变，并且改变时无需中断从市电电源到连至电源输出端之电气设备的电流。
本发明的另一目的是提供一种为电气设备提供不间断电源的方法，利用该方法能在市电电源出现波动时方便地控制提供到连至电源输出端的电气设备的电功率。
本发明提供一种不间断电源，用于接受市电功率并供送给电气设备，包括：
一个适于容纳多个不间断电源插件的外壳，该外壳包括一个可操作地连接以接受所述市电功率的市电电源输入端和一个可操作地连接到所述电气设备的电功率输出端；
至少一个所述不间断电源插件，该插件包括一个能量储存装置，一个连接到能量储存装置并通过所述外壳可操作地连接以接受所述市电功率，用于在能量储存装置中存储来自所述市电电源的能量的充电电路；
一个电源电路，连接到能量储存装置，并可操作地通过所述外壳连接以接受所述市电功率，并且可操作地连接，用于通过所述外壳中的电源输出端向电气设备供电；
一个控制电路，与电源电路连接，并用来控制电源电路从而在使用时有选择地从市电电源或者从能量储存装置向电气设备提供电功率，
耦接装置，用于当不间断电源插件容纳于所述外壳中将不间断电源插件连接到市电电源输入端和所述外壳的电功率输出端，
其中，所述外壳如此设计使得容纳于所述外壳中的所述至少一个不间断电源插件中的每一个被如此连接从而与每一其他不间断电源插件并联操作。
按照本发明的一种形式，所述耦接装置包括一个插塞或插座接插件，同时其中外壳被设置多个彼此间电连接的对应的插座或插塞。在这种情况下，所述外壳适于容纳多个不间断电源插件，每个插件被安装到各自的对接格架中，并由它的耦接装置与各自的插座或插塞在外壳内连接，其中在外壳内被连接的各插件为并联电路布置。所述外壳可包括市电电源输入端，从它连到每个插座或插塞，以便在连到外壳时联动各插件。所述外壳还可包括电源输出端，用于以外壳内的插座或插塞之间的电连接而给所述电气设备通过电能，使电功率能经所述耦接装置从电能供给装置通过外壳内所连的每个插件。按照本发明的优选形式，所述外壳包括一个旁路电路，它适于在不存在连到外壳的不间断电源插件的情况下将市电电源输入端连到电功率输出端。
在本发明的优选实施例中，各不间断电源插件均为与外壳的“热插”，这意味着可使插件与外壳连接或断开，而无需中断从市电电源到连至电源输出端之电气设备的电流。帮助实现这一点的要点之一是耦接装置的形式，当将插件插入外壳或从中取出时，它将影响作为外壳与插件间连接的顺序连接或断开。
在一种不间断电源插件结构中，借助耦接装置，给一特定插件的控制装置提供对其它各与之并联连接之插件的控制装置的连接。控制装置的互联使得能够实现一种“多数法则”控制系统，从而实现使每个控制装置输出的双态信号受到处理，以确定按并联方式连接的大部分控制装置的信号状态，并利用经处理的信号进行判断。例如，当通过一个插件的控制装置检测市电电源中的功率波动时，该插件输出它的检测的控制信号指示，与来自其它每个以并联方式连接之插件的控制信号一起被处理。如果经处理的信号表明多数插件已测得功率波动，则所有这些插件中的控制装置都可起作用，除市电电源外，从能量储存装置对所述电气设备供给能量。按照本发明的一种形式，借助一个“平均”各插件双态控制信号的阻抗网络实现双态控制信号的处理，其中由控制装置根据阻抗网络的“平均”输出是否大于或小于一个阈值来进行判断。
在本发明一种具体实施例的不间断电源插件结构中，已经发现有助于用于“电源混合”之用，其中在一陶瓷基板上安装需要基本热量消耗的电子部件，给所述陶瓷基板设置压制的金属箔连接导电条。安装在所述电源混合电路上的电子部件最好是焊在所述陶瓷基板上的连接焊点的金属线制品，然后再覆盖一层共形涂层，如环氧树脂。采用被安装于陶瓷基板一侧上的电子部件，最好将陶瓷基板另一侧装附在一个比如金属板的散热装置上。为了改善空间利用率，以面对陶瓷基板表面的方式安装一个包含各电路组件、无需基本热消耗、通过线端插入对电源混合电路有电连接的印刷电路板。
通过在电能供给装置的能量转换电路中采用较为扁平的变压器，可以得到额外的有益空间利用率。利用在印刷电路板上形成的或用金属箔材压制而成的绕组构成这种变压器。比如将所述扁平的变压器用于从一种直流电压值到另一种电压值的变换中，并在接近16kHz与20kHz间工作，而且额定功率超过500W。
本发明还提供一种为电气设备提供不间断电源的方法，包括：设置包含多个可单独工作的不间断电源插件的外壳；在外壳中提供一个电源输入端，用于连接到市电电源；在外壳中提供一个电源输出端，用于连接到电气设备；在至少一个插件中提供电能储存装置；在外壳中提供并联的电源总线连接，用于将电源输入端和电源输出端连接到各个插件；为各个插件提供检测装置，用于检测市电电源的波动并输出相应的示警信号；其中，从每个插件接受的示警信号在外壳中被处理，以产生提供到每个插件的多数示警信号；插件中的控制电路根据多数示警信号控制从电源输入端或者电能储存装置提供到电源输出端的功率。
以下仅以举例方式参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1是本发明一种实施例的示意图，表示容纳多个不间断电源插件的外壳；
图2是不间断电源插件和外壳所用电路的方框图；
图3是UPS插件所用的更详细的电路方框图；
图4A和4B分别是UPS插件的后视图和截面图；
图5是表示本发明一种实施例电路优选结构的剖面图；
图6A、6B和6C是表示UPS插件与外壳间连接的剖面图；
图7是表示用于使UPS插件与外壳连接的接插件剖面图；
图8表示图7接插件各部件的分解等角视图；
图9A、9B和9C表示用于防止在该处利用电连接的UPS插件后面的机械结构；
图10表示一个扁平变压器的等角图和各部件
图11是处理控制信号用的阻抗网络的示意图。
一种组合式不间断电源(UPS)2被示于图1中，它包括外壳4，该外壳适于在其中容纳多个不间断电源插件6。外壳4包括多个对接格架，每个格架按一定尺寸被做成可容纳一个UPS插件6。UPS2用于诸如计算机设备等电气设备与市电电源之间的连接，可给所述市电电源设置比如一个电气墙壁插座。使用时，通过并联连接的各UPS插件6，将电能从市电电源提供给UPS2，而当市电电源正常工作时，再提供给所述各电气设备。如果在市电电源供电时发生比如中断，则UPS插件6起作用，从能量存储装置，比如各UPS插件6内容纳的电池对电气设备供电。因此，当市电电源正常工作时，各UPS插件6也利用适量的电能对所述能量存储装置进行充电。
表示UPS2主要部分的方框示意图被示于图2。所示外壳4具有分别被耦接于内部输入及输出电能总线14、16的电能输入端10和电能输出端12。旁路电路11连接输入和输出电能总线14、16，而且处于正常状态，从而不使输入及输出电能总线通过该旁路电路电连接。旁路电路11包括一个开关，当外壳内的所有插件6被取去时，它可由使用者操纵和/或被操作，以便将旁路电路11有效地转换到一种状态，在这种状态中，输入和输出电能总线被直接耦接，旁路各插件6。例如，可给每个对接格架设置一个敏感的转换开关，当把一个UPS插件从中取去时，它就被驱动，例如，采用多个串联连接的敏感的转换开关，则可使被耦接于它们的旁路电路在把所有插件6取去时被驱动。
采用被插入外壳4内的UPS插件6，就可在UPS插件6中进行从输入电能总线14到交-直流转换器30的连接。所述交流/直流转换器30从输入电能总线14接受电能，这是一个交流电信号，比如50Hz、240V的电信号，并在线路31上得到电压较高的直流输出。借助多个二极管使高压线31被回连到外壳4内的高压总线18，使电能从总线18通过，到线路31。到高压总线18的连接，使得高压电能自电池插件(未示出)在额外的备用时间内被加给插件6。还在UPS插件6内设置直流到交流的转换器40，它有来自线路31的高压直流电作为输入，并产生与在输入电能总线14上的所述直流电同步的交流电信号。直流/交流转换器40的输出被回接到外壳4内的输出电能总线16。借助脉宽调制电路42使直流/交流转换器40受到控制，所述脉宽调制电路42受微型控制器形式的控制装置38操纵。所述微型控制器在所存的指令码的控制下工作，不过，任何适宜的处理电路均可被用为控制装置38，如专用的定制或半定制逻辑阵列电路。当提供给总电能输入端10的电能维持在它的信号电平时，电能从输入电能总线14通过交流/直流转换器30、直流/交流转换器40，并回到输出电能总线16。这种工作过程发生在以并联方式被插入外壳内的每个UPS插件6中。
UPS插件6还包括成电池形式32的能量存储装置。连接充电电路34，以从输入电能总线14接受电能，并借助开关44连到电池32，使得在输入电能总线14上保持正常信号电平的情况下，如果需要的话，通过充电器34将电能重新存储于电池32中。将一直流-直流电平充电电路36连接在所述电池与高压线路31之间。电池32可在比如大约12V(直流)电平下工作，有如普通铅酸蓄电池那样，同时高压线路31可在350V(直流)量级。因此，充电器34降低了高压线路31的直流电压，从而可与电池32匹配，而交流/直流电压转换器30使电池的直流电压升高。如果供给输入电能总线14的市电电源中出现功率波动，这由微型控制器38检测，它在外壳4内的控制总线20上输出一个控制信号。控制总线20与控制信号处理电路24相连，并因此而与另一控制总线22相连。控制信号处理电路24接收来自被插入外壳4内的每个UPS插件6中的微型控制器的控制信号，并根据从每个插件6所接收的信号，在控制总线22上产生一个输出的控制信号。如果多数微型控制器38在控制总线20上输出信号，表明市电电源的波动，则总线22上所得的信号引起每个UPS插件6内的微型控制器38控制各个开关44，使电池32与充电器34切断。如果少数微型控制器38在总线20输出功率波动信号，则总线20上所得的信号指示各微型控制器-无需从电池供给电能，同时市电电源继续供给输出电能总线。因此，在市电电源波动或断电期间，借助交流/直流转换器36从电池32将电能供给高压线路31，以便通过在每个安装的UPS插件6内的直流/交流转换器40对输出电能总线16供电。
虽然图1和2中所示的不间断电源2包括仅容纳3个UPS插件的外壳，但可以构成容纳比如6、12、50或更多个UPS插件的外壳，使所有UPS插件以并联方式工作，并且其中的各个微型控制器38按进行有如上面概述的过程的多数规则判定来工作。作为另外一种选择，单个的UPS插件6可按与外壳4绝缘连接，而代之以直接连到市电电源作为输入并以电气设备作为输出的方式工作。
不间断电源插件6中所含电路的更详细示意方框图被示于图3。用于接收市电输入功率的接插件50被示于图中的左侧，包括线路连接、中性连接和接地连接。市电功率输入接插件50可如上面概述的那样被导引从一连接装置连到外壳4，或者如普通壁式插座那样，被导引直接连到市电电源。经整流二极管将市电交流电能输入到交流/直流升压器30，它在高压线路31上产生一个+350V、-350V的较高直流电压输出。连接充电电路34，用以接收市电电源输入连接端来的电能，并产生给电池32充电的12V输出。充电器34与电池组32间的连接是通过由微型控制器38控制的开关44来调整的。电池组32还连到直流/直流变换器36，它接收12V电池电压作为输入，并产生一个与高压直流线路31匹配的输出。还将直流/交流转换器40连到高压直流线路31，以便产生一个与在输入连接50处接收的市电电压输入匹配的交流电压输出。直流/交流转换器40受到脉宽调制控制电路42的控制，脉宽调制控制电路自身由微型控制器38控制。
微型控制器38为普通结构，可以包括比如微型处理电路、输入/输出电路，和存储指令码的非易失存储器，这种码用以控制所述微型处理电路。将监视电路52连到微型控制器38，并周期性地询问该微型控制器，以确定继续正常工作。如果在询问过程中，监视电路52检测出微型控制器的错误动作，则监视电路52起作用，重新设定微型控制器38，或经警示电路56发出示警。
借助对微型控制器提供指示在连接50处存在的交流供电信号的接插件传感电路68，微型控制电路38在连接50处接收来自市电输入电源的传感输入和与交流市电的同步信号。还从充电器34、高压直流线路31、借助电流传感变压器64来自直流/交流转换器40的电流输出、转换器40的电压输出，以及通过光隔离器58的外部控制信号，将各传感输入提供给微型控制器。借助光隔离器58，微型控制电路38与UPS插件6外部的电路联系。这些光隔离器之一与一RS232标准通信接插件相连，另一个光隔离器提供插入外壳4内的其它UPS插件6间的模块通信联系，而另一个光隔离器提供对开关及指示灯的连接。
图4A以优选的物理形式表示一个UPS插件6的后视图，而图4B示出该插件6的后视截面图。插件6通常被容装于一个矩形盒子内，其背面支承着冷却风扇69、外部电源输出插塞70、外部电源输入插座72和通信端口74。还设置一个接插件开口，由带铰轴的防护活盖80盖住，对它将在下面予详细地描述。当UPS插件6起一独立电源的作用时，连接外部电源输入插座72，以接市电路电流，给市电输入接插件50供电(图3)，并且在使用中，将外部电源输出插塞70连到电气设备。设置通信端口74，以允许UPS插件6的微型控制器38经其RS232通信端口通信。
当把UPS插件6安装到外壳4内时，外部插塞和插座70、72未被使用，但通过插件背面的防护活盖80后面所提供的连接实现对UPS插件电路的连接。
图4B表示整个UPS插件的后视截面图，示出电池32、在其侧面安装的主电路板90、电源混合电路装置92和散热板94。UPS插件6的这些部分的结构将结合图5予更为详细的描述。
不间断电源插件各电子部件的结构布置以剖面形式被示于图5中，主要包括电源混合电路92、主印刷电路板(PCB)90和散热板94。还示出其上装有变压器96的附加PCB91。电源混合电路92包括一陶瓷基板，其上安装有多个电力电子器件102。阻挡构件106围绕着陶瓷基板92所装的各电力电子器件，并提供一个装置，用于安装金属线端98，这些金属线端与电源混合电路92、PCB90和PCB91相连。阻挡构件106还提供一个外围阻挡，用一层共形涂层104盖住此前已安装在涂层基板上的电力电子器件102，为的是保护各电子器件。共形涂层104可包括比如环氧树脂。阻挡构件106还提供一个适宜的装置，其上安装有电路部件100的PCB90借助它以面对电源混合电路92的关系被装附着。电源混合电路陶瓷基板的下面附在散热板94上，此散热板可包括比如铝板，用以散逸陶瓷基板上所装电力电子器件102产生的热量。还示出变压器96被安装于PCB91上，下面将会更详细地描述它。以下描述构成图5所示电路布置的方法。
首先预备陶瓷基板92，带有多个一般形状的铜焊点，用以附着各电力电子器件102，比如集成电路成形于该陶瓷基板的表面上。然后用黏合剂将一层铜箔层压在所述基板表面上。使该铜箔被蚀刻，在电子器件102间形成携带电信号的铜导电条。再通过焊接，将电力电子压层102附着于陶瓷基板92表面上的铜焊点上，以便在压层102与陶瓷基板92之间实现良好的热传导。然后将压层102的电路接点以金属线连接到粘附于基板表面上的铜导电条上，为的是完成对电源混合电路上所装的电力电子器件的电路连接。安装各器件，如传感电流的电阻和热敏电阻的表面也被安装在基板上的铜焊点上。例如，可将热敏电阻安装在基板92上，为的是检测整个基板的温度情况。
给陶瓷基板92的下面设置一个薄的铜层，它被牢固地附着在基板的表面上。这被用于通过焊接将基板92附着于铝散热板94上。为了做到基板92下面的薄铜层与铝板94之间的良好连接，给铝板涂以镍和锡，以便很好地与焊剂粘联。
阻挡构件106最好为绝缘材料，比如耐热塑料材料，它被附着于陶瓷基板92上，围绕着板上的电力电子器件102。给阻挡构件106提供线端连接器98，它们由通过阻挡构件106延伸的金属线连接器组成，并且有一部分横截到陶瓷基板92的平面上，为的是在安装于阻挡构件上的情况下实现对陶瓷基板上各铜导电条以及PCB90上各电镀通孔的连接。通过软熔焊接，将线端连接器98装附于电源混合电路上的铜导电条上。然后，在阻挡构件106的陶瓷基板92的表面覆盖以环氧树脂，以便保护被装于其上用金属线连接的电力电子器件。最后，将具有带部件100之电路及已装附之变压器96的PCB90安装在阻挡构件106上，并通过波焊实现对金属线连接器98的端部的连接。通过阻挡构件106延伸的每个连接器98被弯折地横截过PCB90，以便装附在平行的PCB91上。
这种构造方法的优点源于以陶瓷被用为基板，从而提供良好的电绝缘性和热传导性，同时实质上与其上安装的电气压层是热适应的。一种改型是采用充有环氧树脂的尼龙或陶瓷作为铜箔导电条与金属基板之间的绝缘层。尼龙是一种低成本的材料，它有热传导性低的缺点。环氧树脂材料是尤其难于处理的，但它提供较高的热传导性。这种改型方法的缺点在于，由于材料的不同，铜箔与基板可能表现出不同的热膨胀特性。由于为了结构的刚性，基板(散热板)需要足够厚，所以，如果对基板采用与铜导电条相同的材料，则所述结构的成本就比较高。如果电源混合电路上安装的电路部件都是被封装的部件，如T0220器件，则所述热膨胀的问题可能不是那么关键的，但在将裸集成电路压层用于本例中，并由金属线连接各铜导电条的情况下，热应力可能损害各电路器件，这是由于热膨胀与精心建议的不适应，它们要求机械应力的缘故。
所述的构造方法还提供的优点是，可对整个电路采用量水的构造技术。例如，线端连接器98在邻近电源混合电路部分提供一个呈L形的弯折，它使所要采用的软熔焊接成为可能，同时线端连接器的水平端延伸通过在PCB90和91中电镀的通孔，使波焊成为可能。
现在参照图6、7和8，描述使UPS插件6被连到外壳4的机构。图6A、6B和6C是表示连接过程的横截面图示，其中，将UPS插件6插入外壳4的对接格架内，并使连接器100及UPS插件实现与外壳4中的插座102电连接。如图4A所述的连接方式，在插件6的背面设置防护活盖80，为的是除了在对插座102进行连接的情况下，屏蔽插件中的连接器100。如这些图中所示，当把插件6插入外壳4内时，由插座接插件102使活盖80在侧边以铰链连接，同时连接器100伸入插座102中，以便在其间实现电连接。使外壳4内的插座接插件102被连接到总线14、16、18、20和22(图2)，同时使插件内的连接器100上的导电条与插件6中的电路器件连接。连接器100可包括比如部分印刷电路板，它有在其一侧或两侧形成的导电条，用以实现对插座接插件102中的各接点的连接。
参见图7，以连接器100插入的各个阶段的方式表示插座接插件102的剖面图。连接器102包括一个塑料壳体104，它有一个用以安装在外壳4的表面上的基面112。在壳体104与基面112相对的端部设有沿插座102的纵向接纳连接器100的小孔106。一个可滑动部件108被容纳于壳体104内，它与小孔106对准，并借助于弹簧(未示出)被弹性地推向小孔106。在可滑动部件108的每一侧都设有接触部件110，它们被做成使得被弹性地推向插座接插件102的入口，并且在其靠近小孔106的一端有接触部分。接触部件110的另一端114从插座接插件102的基面伸出，以实现对图2中概略表示的各总线的连接。
插座102中没有插入连接器100时，可滑动部件108靠近小孔106，并分开接触部件110的接触部分。随着将连接器100通过插座102的小孔106沿纵向插入，可滑动部件108被压向该插座的基面，这使接触部件110的接触部分能够移向连接器100，以致接触其表面。于是，接触部件110能够实现对形成连接器100的PCB上所形成的导电条的电连接，这就使得电信号能够从连接器100通过接触部件110的端部114而到达外壳4内的电路。
图8表示形成插座接插件102各部分的分解等角视图，它表示通过在插座接插件102中的狭缝内设置一排接触部件110，对电路板连接器100上的导电条可实行多少种电连接法。
当把所述插件从外壳4取去时(比如当它作为一个独立单元时)，为避免接近UPS插件6内的连接器100，如图9中更为详细地表示的那样，设置一个防护活盖80。图9A表示UPS插件6的后视图，它具有在124处被指示为铰接的防护活盖80，并在防护活盖80的各端有锁销122，用以如图9B以及经放大的图9C所示那样将所述活盖约束在原锁定的封闭位置，当把UPS插件6安置在外壳4中时，插座接插件102端部上的突出物120与锁销122对准，并在插入过程中压抵锁销122的斜面，以便不拴上活盖80，为的是能够铰接接近插件6的内部。
UPS插件6对于被“热交换”进入外壳4或从中出来的能力受助于连接器100及插座102的结构，所述结构有助于实现顺次连接的过程。为了避免在UPS插件6插入外壳4或从中取出的过程中打火花，将连接器100及插座102布置成使得在有源连接之前即进行接地连接。例如，当把插件6安装到外壳4内时，首先在连接器100与插座102之间进行接地连接。利用插件6中的微型控制器38判定所述接地连接的实现，从而通过比如开启功率输出继电器62和电池充电继电器44，确保对插件6的电路的动力连接被断开。代替判定对地线连接的实现，为了对插件6表明应使该插件的电源电路被断开的目的，可对连接器100和插座102提供分开的连接。当进一步将连接器100插入插座102时，进行有功功率的连接(线路或中性线)，但是由于组件中的电源电路未被启动，在对各有源线端连接的过程中，没有实际电流流过，因而可避免打火或击穿。然后进行最后的连接，对插件6表明可使电源电路被接通。在从外壳4内取出插件6的过程中，与上述顺序相反，并在有源连接被断开时，再次使所述插件的电源电路不起作用。
一种可如上述那样依序在连接器100与插座102之间连接的方法是，设置印刷电路板的导电条，它们在连接器100的边缘处使各端交错，构成连接器100上的接点，将所述连接器100插入所述插座内。一种这种类型的布置被示于图8所示的连接器100中。例如，由参考数码101A所表示的接触带可包括插件6的接地连接，这种接触带限定在紧贴着被插入所述插座的小孔106的连接器100的端部。因此，正如可以很容易地被确定的那样，当把连接器100插入所述插座时，首先由接触带101A，然后是101B带、101C带，最后是接触带101D进行接触。作为选择，可使被插入插座的连接器100的物理边缘本身交错，使得随着所述连接器的被插入，由可滑动部件108以交错形式实现接触。按照另一种选择，连接器100上的各接触带均可为同样长度，并且为了不同的接触，可滑动部件108使各部件间构成具有不同高度的表面，以此，随着所述连接器的被插入，使得连接器100的边缘按照依序的方式压抵不同表面高度的可滑动部件。
在所有UPS插件6已在同一时刻被从外壳4中取出的情况下，还可给外壳4设置旁路电路，它检测所有插件6的不存在，并直接连接电源输入及电源输出接插件10、12，以保证一直把电能提供给与之连接的电气设备。在所有插件6都不存在的情况下，如果市电电源内发生阻断，则在所述电气设备那里将发生同样的分断。
参见图11，它示出一种对被插入外壳内的插件6多数判断能力起作用的简单电路，其中每个微型控制器38关于控制总线20(图2)给出一个基础电压控制信号(Vm1，Vm2和Vm3)。这些控制信号作为输入被提供给图11所示的阻抗网络24，所述网络设在外壳4内。该阻抗网络的中央节点处得到的电压VA表示由每个插件提供的控制信号的平均值，采用一个阈值限定该电压，以确定多数插件6的逻辑状态输出。所得阈值信号被返回提供给控制总线22(图2)上的插件6。
在UPS插件6的优选形式中所采用的变压器96的类型被表示在图10中，具有普通常规的铁氧体芯200。不过，代替对变压器线圈采用被卷绕的铜金属线，变压器96或者由印刷电路板202上的导电条制成的线圈构成，或者由被压制的金属片材204构成。可使被压制的线圈的端部97形成接线端，并横弯到线圈平面，使其能够易于对电路板连接。由于线圈202、204都较为扁平，因而所得的变压器96外形较小。正如在变压器96的断面视图所表现的那样，可用绝缘层(未示出)交错线圈202、204。这种类型的变压器无需既采用压制的铜箔线圈，又采用印刷电路板线圈，而可单一地采用一种或另一种。例如，在交流/直流升压器30、直流/交流转换器40、充电器34以及直流/直流变换器36中采用这些扁平的变压器，而在其它情况下，这些部件采用常规结构。这些变压器的额定功率为700W左右，在约16至20kHz下工作。
本发明的上述详细叙述已经借助仅仅是举例的方法而被给出，对于那些熟悉本领域的人来说，许多变化都将显见是在所附各权利要求规定的本发明范围内的。

Claims (19)

1.一种不间断电源，用于接受市电功率并供送给电气设备，包括：
一个适于容纳多个不间断电源插件的外壳，该外壳包括一个可操作地连接以接受所述市电功率的市电电源输入端和一个可操作地连接到所述电气设备的电功率输出端；
至少一个所述不间断电源插件，该插件包括一个能量储存装置，一个连接到能量储存装置并通过所述外壳可操作地连接以接受所述市电功率，用于在能量储存装置中存储来自所述市电电源的能量的充电电路；
一个电源电路，连接到能量储存装置，并可操作地通过所述外壳连接以接受所述市电功率，并且可操作地连接，用于通过所述外壳中的电源输出端向电气设备供电；
一个控制电路，与电源电路连接，并用来控制电源电路从而在使用时有选择地从市电电源或者从能量储存装置向电气设备提供电功率，
耦接装置，用于当不间断电源插件容纳于所述外壳中时将不间断电源插件电连接到市电电源输入端和所述外壳的电功率输出端，
其中，所述外壳如此设计使得容纳于所述外壳中的所述至少一个不间断电源插件中的每一个被如此连接从而与每一其他不间断电源插件并联操作。
2.如权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述耦接装置包括一个插塞或插座接插件，并且其中给外壳设置多个相互对应的插座或插塞，每个都适于与各个所述的不间断电源插件接合，并且其间具有电连接，用于在插件被插入外壳中时的并联连接。
3.如权利要求2所述的不间断电源，其特征在于，所述外壳具有多个对接格架，每个都适于容纳一个所述的不间断电源插件，给所述每个对接格架提供一个所述的相互对应的插座或插塞。
4.如权利要求2或3所述的不间断电源，其特征在于，外壳包括一个旁路电路，用于在外壳中不存在不间断电源插件的情况下从市电电源输入端向电源输出端供电。
5.如权利要求4所述的不间断电源，其特征在于，每个所述耦接装置和外壳的相互对应的插座或插塞接插件都有助于在插件每次插入外壳或从外壳中移出时插件与外壳间多个电连接的预定的顺次连接和断开。
6.如权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述耦接装置至少包括一个信号线，用于将使用中的所述控制电路与至少一个其他插件的控制电路耦接，
所述控制电路包括，
一个示警信号发出电路，用于在检测到所述市电电源的波动时在至少一条控制线上发出示警信号，
一个用于接受在所述至少一条信号线上的多数示警信号的电路，以及
一个用于根据所述多数示警信号控制使用中的电源电路向电气设备提供功率的电路。
7.如权利要求6所述的不间断电源，其特征在于，所述外壳包括多个电连接器，用于当各个插件被容纳于外壳内时，对各个插件的至少一个信号线路实现连接；至少一个连接到各个电连接器的所述插件，和一个控制信号处理电路，用于接受来自外壳内的该插件或每个插件的双态示警信号，并发出表示该所收到的示警信号或每个所收到的示警信号的多数双态情况的所述多数示警信号。
8.如权利要求7所述的不间断电源，其特征在于，所述控制信号处理电路包括一个阻抗网络，用于对所收到的该双态示警信号或每个双态示警信号进行平均；还包括一个阈值电路，用于根据所述平均后的示警信号产生所述多数示警信号。
9.如权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，至少一个不间断电源插件由充电电路和电能供给电路中的至少一个的电子部件构成，他们包括需要较大热消耗的第一组部件和需要较小热消耗的第二组部件，其中所述第一组部件被安装在陶瓷基板上，并把金属线焊到被叠置于该基板上的金属箔互连导电条的连接焊点上。
10.如权利要求9所述的不间断电源，其特征在于，所述第一组部件被安装在所述基板的第一侧，并被覆盖一共形涂层；还将一个散热片安装在该基板的与所述第一侧相对的第二侧。
11.如权利要求10所述的不间断电源，其特征在于，包含所述第二组部件的印刷电路板面对所述基板的所述第一侧安装，并设置金属线端镶嵌件，伸于印刷电路板和基板之间，用以在其间电连接。
12.如权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述电能供给电路的电压转换电路包括至少一个具有由印刷电路板和压制的金属箔制成之绕组的变压器。
13.如权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，每个所述插件都能独立工作，并包括一个插件电源输入端，适于在使用时对各插件提供市电电源，还包括一个电能输出端，适于当该插件与所述外壳分离时对使用中的电气设备供送电能。
14.如权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，每个不间断电源插件可以单个地或集体地被插入所述外壳或从外壳中取出，而不会中断对使用中的电气设备的能量供送。
15.如权利要求14所述的不间断电源，其特征在于，其能够使每个不间断电源插件插入所述外壳和/或从中取出，从而形成和/或断开它与外壳内任何其他插件的并联电连接，而与当时电能是从市电电源或是从所述能量储存装置被供送给电气设备无关。
16.如权利要求1所述的不间断电源，其特征在于，所述耦接装置包括一个具有多个电接点的插塞接插件，并且一个设在外壳内的插座适于在把各个插件插入外壳时实现与该插塞接插件各接点的电连接，所述插塞接插件和插座被构造成在将插件插入外壳或从中取出的过程中，实现所述各电接点的顺序连接，从而使该插件能被插入外壳或从中取出，而与供给电气设备的电源无关。
17.一种为电气设备提供不间断电源的方法，包括：
设置包含多个可单独工作的不间断电源插件的外壳；
在外壳中提供一个电源输入端，用于连接到市电电源；
在外壳中提供一个电源输出端，用于连接到电气设备；
在至少一个插件中提供电能储存装置；
在外壳中提供并联的电源总线连接，用于将电源输入端和电源输出端连接到各个插件；
为各个插件提供检测装置，用于检测市电电源的波动并输出相应的示警信号；
其中，从每个插件接受的示警信号在外壳中被处理，以产生提供到每个插件的多数示警信号；
插件中的控制电路根据多数示警信号控制从电源输入端或者电能储存装置提供到电源输出端的功率。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，通过对一定数量的插件的示警信号进行平均并向其提供一个阈值以产生所述多数示警信号而处理所述示警信号。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，包括插入或取出所述多个不间断电源插件，一个或多个插件插入所述外壳或从中取出，不会中断对使用中的电气设备的电能供送。
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