CN110676916A - 自适应充电器 - Google Patents

自适应充电器 Download PDF

Info

Publication number
CN110676916A
CN110676916A CN201910592439.0A CN201910592439A CN110676916A CN 110676916 A CN110676916 A CN 110676916A CN 201910592439 A CN201910592439 A CN 201910592439A CN 110676916 A CN110676916 A CN 110676916A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
mode
input
power supply
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910592439.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110676916B (zh
Inventor
吴上林
方胜贤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric IT Corp
Original Assignee
Schneider Electric IT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Electric IT Corp filed Critical Schneider Electric IT Corp
Publication of CN110676916A publication Critical patent/CN110676916A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110676916B publication Critical patent/CN110676916B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/303—Clamping coils, windings or parts thereof together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/10—Control circuit supply, e.g. means for supplying power to the control circuit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

根据本公开的至少一个方面，提供了一种操作一不间断电源(UPS)的方法。所述方法包含：在一第一操作模式中，接收在所述UPS一输入端的AC电源；在所述第一模式中，将所述AC电源提供至一充电器以及一箝位充电器电路；通过在所述第一模式中的所述充电器，以来自所述AC电源的至少一部分的一第一充电电流对所述UPS的一UPS电池充电；通过在所述第一模式中的所述箝位充电器电路，以来自所述AC电源的至少一部分的一第二充电电流对所述UPS电池充电；在一第二操作模式中，在所述UPS一输出端提供来自所述UPS电池的输出电源；以及通过在所述第二模式中的所述箝位充电器电路，使用一第三充电电流对所述UPS电池充电。

Description

自适应充电器
技术领域
根据本发明的至少一个实例通常涉及多个箝位电路。
背景技术
已知使用例如不间断电源(uninterruptible power supply，UPS)的电源装置提供调节的不断电电源于敏感及/或临界负载(例如，计算机系统以及其他数据处理系统)。已知的不间断电源包含在线式(on-line)UPS、离线式(offline)UPS、在线互动式(lineinteractive)UPS以及其他。在线式UPS在AC电源的一主电源(primary source)中断时提供经调节的AC电源以及备用AC电源。离线式UPS通常不提供输入AC电源的调节，但在所述AC电源主电源中断时提供备用AC电源。在线互动式UPS与离线式UPS相似，因为在线互动式UPS和离线式UPS在停电发生时切换至电池电源，但通常还包含一多抽头变压器(multi-taptransformer)，用于调节由所述UPS提供的输出电压。
当市电(mains power)可用时，一传统的离线式UPS通常将一负载直接连接至市电(utility power)。所述传统的离线式UPS还包含一充电器，所述充电器使用所述市电为一备用电源来源(例如，一电池)充电。当市电不足以供电给所述负载时，所述离线式UPS操作一DC-AC逆变器以将来自所述备用电源来源的DC电源转换为所需的AC电源，将所需的AC电源提供给所述负载。
发明内容
根据本发明的至少一个方面，提供了一种操作一不间断电源(UPS)的方法。所述方法包含：在一第一操作模式中，接收在所述UPS一输入端的AC电源；在所述第一操作模式中，将所述AC电源提供至一充电器以及一箝位充电器电路；通过在所述第一操作模式中的所述充电器，以来自所述AC电源的至少一部分的一第一充电电流对所述UPS的一UPS电池充电；通过在所述第一操作模式中的所述箝位充电器电路，以来自所述AC电源的至少一部分的一第二充电电流对所述UPS电池充电；在一第二操作模式中，在所述UPS一输出端提供来自所述UPS电池的输出电源；以及通过在所述第二操作模式中的所述箝位充电器电路，使用一第三充电电流对所述UPS电池充电。
在一些实施例中，所述方法更包含：通过一电压调节器感测在所述第一操作模式中所述第一充电电流以及所述第二充电电流的指示参数。在一实施例中，所述方法更包含：基于感测的所述参数，通过所述电压调节器产生多个反馈信号，以及基于所述多个反馈信号，控制所述箝位充电器电路。在一些实施例中，所述方法更包含：基于所述多个反馈信号，通过所述箝位充电器电路调节所述第二充电电流以及所述第三充电电流。
在一实施例中，所述方法更包含：在所述第二操作模式中，在所述UPS的所述输出端接收电源。在一些实施例中，在所述UPS的所述输出端接收电源包含接收从一负载电容放电的电源。在一实施例中，对所述UPS电池充电包含以来自所述输出电源的至少一部分的所述第三充电电流对所述UPS电池充电。
根据一实施例，提供一不间断电源(UPS)系统。所述UPS系统包含一输入端配置为接收输入AC电源；一输出端配置为将输出AC电源提供至一负载；一电池充电器耦接至所述输入端且配置为耦接至一电池；所述电池充电器配置为在一第一操作模式中，从所述输入端接收所述输入AC电源的一第一部分；以及在所述第一操作模式中，将一第一充电电流提供至所述电池，所述第一充电电流来自所述输入AC电源的所述第一部分。所述UPS系统还包含一箝位充电器电路耦接至所述输出端以及所述电池，所述箝位充电器电路配置为在所述第一操作模式中，从所述输入端接收所述输入AC电源的一第二部分；在所述第一操作模式中，将一第二充电电流提供至所述电池，所述第二充电电流来自所述输入AC电源的所述第二部分，在一第二操作模式中，将来自所述电池的电源提供至所述负载；以及在所述第二操作模式中，对所述电池充电。
在一实施例中，所述箝位充电器电路还配置为在所述第二操作模式中，在所述输出端从一负载电容接收电源。在一些实施例中，所述UPS系统包含一电压调节器耦接至所述电池充电器以及所述箝位充电器电路。在一实施例中，所述电压调节器配置为感测在所述第一操作模式中所述第一充电电流以及所述第二充电电流的指示参数。在一实施例中，所述电压调节器还配置为基于感测的所述参数产生多个反馈信号，以及将所述多个反馈信号传送至所述箝位充电器电路。在一些实施例中，所述箝位充电器电路是一DC/DC反激式转换器。
在一实施例中，所述DC/DC反激式转换器包含一输入端配置为接收输入电源；一输出端配置为耦接至所述电池；一变压器耦接在所述输入端和所述输出端之间，所述变压器包含一一次绕组；一开关与所述一次绕组串连耦接；至少一个光耦合器配置为耦接至所述电压调节器；以及一脉冲宽度调变控制器耦接至所述至少一个光耦合器以及耦接至所述开关。在一些实施例中，所述PWM控制器配置为从所述至少一个光耦合器接收所述多个反馈信号；基于所述多个反馈信号产生多个开关信号；以及将所述多个开关信号提供至所述开关以控制通过所述一次绕组的一电流。在一些实施例中，控制通过所述一次绕组的所述电流包含控制由所述变压器提供至所述输出端的一输出电流。
根据一实施例，提供一不间断电源(UPS)系统。所述UPS系统包含一输入端配置为接收输入AC电源；一输出端配置为将输出AC电源提供至一负载；一电池充电器耦接至所述输入端且配置为耦接至一电池，所述电池充电器配置为在一第一操作模式中，从所述输入端接收所述输入AC电源的一第一部分；以及在所述第一操作模式中，将一第一充电电流提供至所述电池，所述第一充电电流来自所述输入AC电源的所述第一部分；一箝位充电器电路耦接至所述输出端以及所述电池；以及多个用于充电的装置在所述第一操作模式中使用所述箝位充电器电路对所述电池充电。
在一实施例中，所述UPS系统更包含多个用于接收的装置在一第二操作模式中从所述负载接收DC电源。在一些实施例中，用于充电所述电池的多个装置包含用于接收的多个装置在所述第一操作模式中，从所述输入端接收所述输入AC电源的一第二部分，以及在所述第一操作模式中，将一第二充电电流提供至所述电池，所述第二充电电流来自所述输入AC电源的所述第二部分。在一实施例中，所述UPS系统包含多个用于提供的装置，在所述第二操作模式中，将一第三充电电流提供至所述电池，所述第三充电电流来自所述电池。
附图说明
参考附图对至少一个实施例的各个方面在以下进行讨论，附图并不是按比例绘制。附图被包含以提供对各个方面和实施例的说明和进一步的理解，而且被并入本说明书中并构成该说明书的一部分，而不旨在作为任何特定实施例的限定的定义。绘图和说明书的剩余部分用来解释所述以及和所要求保护的各个方面和实施例的原理和操作。在图中，在各个图中示出的相同的组件或几乎相同的组件由相似的数字表示。为了清晰的目的，不是每个组件都可以被标记在每幅图中。在图中：
图1绘示一传统的离线式UPS的方块图；
图2根据一实施例绘示一离线式UPS的方块图；
图3绘示一UPS决定一操作模式的一程序；
图4根据一实施例绘示一待机操作模式(standby mode of operation)中所述离线式UPS的方块图；
图5根据一实施例绘示一市电操作模式(line mode of operation)中所述离线式UPS的方块图；
图6根据一实施例绘示一电池操作模式(battery mode of operation)中所述离线式UPS的方块图；
图7根据一实施例绘示一箝位充电器电路的方块图；
图8根据一实施例绘示所述箝位充电器电路的电路图；以及
图9绘示UPS测量数据的多个曲线图。
具体实施方式
本文所讨论的方法和系统的实例在应用中并不限制在以下描述中阐述或在附图中所说明的组件的构造和布置的细节。方法和系统能够在其它实施例中实现且以各种方式实践或实施。本文提供的特定实现的实例只用于说明性的目的并不旨在限制。特别是，结合任何一个或多个实例或实施例讨论的行为、组件或特征并不旨在排除其他实例中的类似作用。
另外，本文所使用的措辞和术语只是用于描述的目的而不应该被视为限制。本文以单数形式对系统和方法的实例、实施例、组件、元件或行为的任何引用也可以包含包括多个的实施例，且本文以复数形式对任何实施例、组件、元件或行为的任何引用也可以包含仅包括单数形式的实施例。以单数形式或复数形式的引用并不旨在限制目前所公开的系统或方法、其组件、行为、或元件。本文使用的“包括(including)”、“包括(comprising)”、“having(具有)”、“包含(containing)”、“涉及(involving)”以及其变型意思是包括此后所列的项和其等价物以及附加的项。引用“或(or)”可以被解释为包括的，使得使用“或(or)”描述的任何项可以指示单个描述的项、多于一个描述的项和所有描述的项中的任意一个。此外，如果本文件与通过引用并入本文件的文件之间的术语用法不一致，则并入特征中的术语用法是对本文件的补充；对于不可调和的差异，由本文件中的术语用法控制。
本公开的多个实施例通常是指在多个不间断电源(UPSs)中实施的多个箝位电路。例如，在2016年2月12日提申的美国专利申请号15/042,444中描述了可在一UPS中实施一箝位电路，该专利申请的全部内容并入本文中。所述箝位电路通常是配置为通过来自一负载电容(load capacitance，“Xcap”)的再循环电源来提升所述UPS的效率。
图1绘示一传统的离线式UPS(通常以100表示)耦接至一负载122的一实例。所述UPS 100包含一输入端102、一输出端104、一充电器106、一电压调节器108、一电池110、一继电器112、一箝位电路114、一逆变器116、一参考端子118(例如，一接地端子)以及一控制器120。所述负载122包含一负载电容124。
所述输入端102耦接至所述充电器106、所述继电器112以及所述参考端子118。所述输出端104耦接至所述继电器112、所述参考端子118以及所述负载122。所述充电器106耦接至所述输入端102、所述电压调节器108以及所述电池110，且所述充电器106通信耦接(communicatively coupled)至所述控制器120。所述电压调节器108耦接至所述充电器106、所述电池110以及所述箝位电路114，且所述电压调节器108通信耦接至所述控制器120。所述电池110耦接至所述充电器106、所述电压调节器108、所述箝位电路114、所述逆变器116以及所述参考端子118。
所述继电器112耦接至所述输入端102、所述输出端104以及所述逆变器116，且所继电器112通信耦接至所述控制器120。所述箝位电路114耦接至所述电压调节器108、所述电池110以及所述逆变器116，且所述箝位电路114通信耦接至所述控制器120。
所述逆变器116耦接至所述电池110、所述继电器112、所述箝位电路114以及所述参考端子118，且所述逆变器116通信耦接至所述控制器120。所述参考端子118耦接至所述输入端102、所述输出端104、所述电池110以及所述逆变器116。所述控制器120配置为通信耦接至所述充电器106、所述电压调节器108、所述继电器112、所述箝位电路114以及所述逆变器116。
所述UPS 100通常配置为以至少两种操作模式中的一种操作，所述至少两种操作模式包含一市电模式(line mode)以及一电池模式(battery mode)。所述UPS 100的所述操作模式取决于在所述输入端102接收的AC电源的一质量电平(quality level)(例如，来自一市电(utility mains)AC电源供应器)
例如，若所述控制器120决定在所述输入端102接收的所述AC电源是可接受的(即，在可接受的电气参数的一指定范围内)，则所述UPS 100可配置为在所述市电模式中操作。在其他情况下，若所述控制器120决定在所述输入端102接收的所述AC电源是不可接受的(即，未在可接受的电气参数的一指定范围内)，则所述UPS 100可配置为在所述电池模式中操作。
在所述市电模式中，所述控制器120驱动所述继电器112以将所述输入端102连接至所述输出端104。所述输入端102从一外部电源(例如，从一市电AC电源供应器)接受AC电源并提供接收的所述电源至所述输出端104以及至所述充电器106。所述输出端104接收来自所述输入端102的所述电源并将所述电源提供至所述负载122。所述充电器106接收来自所述输入端102的所述AC电源并用所述AC电源对所述电池110充电。所述电压调节器108感测所述充电器106输出的电气参数(例如，包含电压参数)以及基于感测的所述电气参数调节所述充电器106输出。
所述充电器106可额定为一特定充电电源电平以满足由所述UPS 100的设计者指定的一最大允许电池再充电时间。例如，在所述电池110具有一特定能量存储容量的情况下，所述设计者可指定在不超过12小时的充电后必须完全地再充电。在一些实例中，此设计限制要求所述充电器106额定的一充电电源电平约为15瓦特。
在所述电池模式中，在所述输入端102没有可接受的AC电源可用。因此，没有从所述输入端102向所述输出端104或所述充电器106提供AC电源。所述充电器106停止对所述电池110充电，且所述电池110将存储的DC电源放电至所述逆变器116。所述逆变器116将接收的所述DC电源转换为AC电源，并通过所述继电器112将所述AC电源提供至所述输出端104，以向所述负载122提供电能。
在一些实例中，所述负载122可包含存储无功功率(reactive power)的一负载电容124。所述负载电容可能被认为是不合需要的，因为若存储的所述无功功率不用于执行有用的功，则可能浪费所述电源(例如，作为热量耗散)，进而降低一UPS向所述负载供应电源的效率。为了提升UPS效率，一些传统的逆变器(例如，所述逆变器116)可配置为在所述电池操作模式期间再循环存储在所述负载电容124中的所述无功功率。
例如，所述逆变器116可配置为将所述逆变器116的一输出电压保持为0，以将存储在所述负载电容124中的所述无功功率放电至所述逆变器116。所述逆变器116将放电的所述无功功率提供至所述箝位电路114，所述箝位电路114利用再循环的所述无功功率对所述电池110充电。因此，所述UPS100的效率可通过再循环由所述负载电容124存储的无功功率以及利用再循环的所述无功功率对所述电池110充电而提高。
因为所述UPS 100在所述市电操作模式期间没有再循环存储在所述负载电容124中的无功功率，因此所述箝位电路114在所述市电操作模式期间没有对所述电池110充电。相反地，所述充电器106仅在所述市电操作模式期间激活，且所述充电器106通常需要如上所讨论的在一指定的最大时间量内对所述电池110再充电。
在本文讨论的至少一些实施例中，一离线式UPS的一箝位电路在一市电操作模式期间对与一一次(primary)电池充电器并连的一UPS电池充电。因为所述箝位电路提供一部分的所述电池充电器电源，所以可能会降低所述一次电池充电器的功率额定(powerrating)。降低所述一次电池充电器的所述功率额定能够实现一更小且更便宜的充电器，同时仍然在一指定的最大时间量内对所述UPS电池完全地再充电。
图2根据一实施例绘示一UPS 200的方块图，所述UPS 200配置为耦接至所述负载122。所述UPS 200包含一输入端202、一输出端204、一充电器206、一电压调节器208、一电池210、一继电器212、一箝位充电器电路214、一逆变器216、一参考端子218(例如，一接地端子)以及一控制器220。所述UPS 200与所述UPS相似，除了利用所述箝位充电器电路214取代所述箝位电路114。所述负载122包含所述负载电容124。
所述输入端202耦接至所述充电器206、所述继电器212、所述参考端子218，且在一些实施例中，所述输入端202耦接至一外部AC电源来源，例如，一市电电源供应器(未示出)。所述输出端204耦接至所述继电器212、所述参考端子218以及所述负载122。所述充电器206耦接至所述输入端202、所述电压调节器208以及所述电池210，且所述充电器106通信耦接至所述控制器220。所述电压调节器208耦接至所述充电器206以及所述箝位充电器电路214，且所述电压调节器208通信耦接至所述控制器220。所述电池210耦接至所述充电器206、所述箝位充电器电路214以及所述参考端子218，且所述电池210通信耦接至所述控制器220。虽然所述电池210在图2中绘示在所述UPS 200的内部，但在替代的多个实施例中，所述电池210可以在所述UPS 200的外部。
所述继电器212耦接至所述输入端202、所述输出端204以及所述逆变器216，且所继电器112通信耦接至所述控制器220。所述箝位充电器电路214耦接至所述输出端204、所述电压调节器208、所述电池210以及所述继电器212，且所述箝位充电器电路214通信耦接至所述控制器220。所述逆变器216耦接至所述电池210以及所述继电器212，且所述逆变器216通信耦接至所述控制器220。所述参考端子218耦接至所述输入端202、所述输出端204以及所述电池210。
所述输入端202通常配置为接收来自一外部电源供应器(例如，一市电电源供应器(未示出))的电力。所述输入端202将接收的所述电源提供至所述充电器206，以及通过所述继电器212提供至所述输出端204。所述输出端204通常配置为接收来自所述继电器212的电力，并提供接收的所述电力至所述负载122。
在所述市电操作模式中，所述继电器212将所述输入端202连接至所述输出端204，以将电力提供至所述输出端204。在所述电池操作模式中，所述继电器212将所述逆变器216连接至所述输出端204，以将电力提供至所述输出端204。在一些实施例中，在所述电池操作模式期间，所述负载122可将存储在所述负载电容124中的无功功率放电至所述输出端204。
所述充电器206通常配置为接收来自所述输入端202的电力，并利用接收的所述电力对所述电池210充电。更具体地说，所述充电器206可配置为在一恒定电压下将一恒定充电电流提供至所述电池210。所述电压调节器208通常配置为检测所述充电器206的一输出以及所述箝位充电器电路214的一输出，并提供指示所述充电器206以及所述箝位充电器电路214的所述输出的多个电压反馈信号。所述电池210通常配置为存储由所述充电器206以及所述箝位充电器电路214提供的电力，并将存储的所述电力放电至所述逆变器216。
所述继电器212通常配置为将所述输出端204连接至所述输入端202以及所述逆变器216中的一个。例如，所述继电器212可在一市电操作模式中配置为将所述输出端204连接至所述输入端202，且可在一电池操作模式中配置为将所述输出端204连接至所述逆变器216。所述箝位充电器电路214在一电池操作模式中通常配置为将再循环的负载无功功率提供至所述电池210，且在一市电操作模式中配置为将一充电电流提供至所述电池210。
所述逆变器216在一电池操作模式中通常配置为将来自所述电池210的电源提供至所述输出端204。例如，在所述电池操作模式中，所述逆变器216可配置为接收来自所述电池210存储的DC电源、将所述DC电源转换为AC电源以及通过所述继电器212将所述AC电源提供至所述输出端204。所述控制器220通常配置为与所述UPS 200的多个组件交换多个控制和通信信号。
在操作中，所述UPS 200通常配置为操作三种操作模式中的一种，所述三种操作模式包含一待机操作模式、一市电操作模式以及一电池操作模式。在至少一个实施例中，所述控制器220配置为接收测量数据(例如，包含输入电压测量数据、输入电流测量数据等)、分析所述测量数据以及基于所述分析的结果选择一操作模式。所述控制器220随后可控制所述UPS 200的多个组件与选择的所述操作模式一致。
图3绘示所述UPS 200决定一操作模式的一程序300。例如，在一些实施例中，所述程序300可通过所述控制器220执行。在动作302，所述程序300开始。在动作304，做出一决定，是否将电源提供至所述输出端204。例如，若所述输出端204未连接至一负载，或是若所述负载断电，则所述控制器220可决定不将电源提供至所述输出端204。
若没有电源提供至所述输出端204(304否)，则所述程序300继续至动作306。在动作306，进入一待机模式，如参照以下图4的更详细讨论。所述程序300继续至动作308，且所述程序300结束。
在其他情况下，若将电源提供至所述输出端204(304是)，则所述程序300继续至动作310。在动作310，做出一评估，提供至所述输入端202的所述输入电源是否可接受。可接受的电源可定义为具有一特定范围内参数的电源。例如，若正弦波型的电压与具有大约相同的目标频率、相位以及振幅的一理想正弦波型偏差不超过一阀值，则具有所述正弦波型的电源可被认为是可接受的。
若在所述输入端202的所述电源是不可接受的(310否)，则所述程序300继续至动作312。在动作312，进入一电池模式，如以下关于图6的更详细讨论。所述程序300继续至动作308，且所述程序300结束。在其他情况下，若在所述输入端202的所述电源是可接受的(310是)，则所述程序300继续至动作314。在动作314，进入一市电模式，如参照以下图5的更详细讨论。所述程序300继续至动作308，且所述程序300结束。
现在将参照图4描述所述待机操作模式。图4绘示在所述待机模式中的所述UPS200以及所述负载122。在所述的实施例中，多个实线连接代表多个激活(例如，通电(electrically-energized))连接，而多个虚线连接表示多个未激活(例如，断电(electrically-deenergized))连接。
如以上关于动作306所讨论的，在所述待机操作模式中未提供电力至所述输出端204。将在所述输入端202接收的电力提供至所述充电器206，且所述充电器206利用从所述输入端202接收的所述电力对所述电池210充电。所述电压调节器208感测所述充电器206的所述输出，且基于感测的所述参数将多个电压反馈信号传送至所述充电器206。
现在将参照图6描述所述电池操作模式。图6绘示在所述电池模式中的所述UPS200以及所述负载122。在所述的实施例中，多个实线连接代表多个激活(例如，通电(electrically-energized))连接，而多个虚线连接表示多个未激活(例如，断电(electrically-deenergized))连接。
如以上关于动作312所讨论的，因为来自所述输入端202没有可接受的电力可用，所以在所述电池操作模式期间，未从所述输入端202提供电力。所述电池210将存储的DC电源提供至所述逆变器216，所述逆变器216将所述DC电源转换为AC电源并将所述AC电源通过所述继电器212提供至所述输出端204。所述输出端204将所述AC电源提供至所述负载122以供电给所述负载122。
如以上所讨论的，所述负载122可包含存储无功功率的一负载电容124。若所述无功功率未被收集，则所述无功功率最终将被浪费(例如，作为热量耗散)而未被利用。因此，在一些实施例中，所述逆变器216配置为周期性地将所述逆变器216的所述输出保持在0，以允许所述负载电容124将存储的所述无功功率放电至所述箝位充电器电路214。
在一些实施例中，所述箝位充电器电路214可调节所述无功功率(例如，将所述无功功率从一第一电压电平转换至一第二电压电平)以及将调节的所述电源提供至所述电池210以对所述电池210充电。所述电压调节器208监控所述箝位充电器电路214的所述输出并将一电压反馈信号提供至所述箝位充电器电路214。在所述负载电容214放电一特定电量后、或在经过一特定时间段后，所述逆变器216重新开始将来自所述电池210的AC电源提供至所述输出端204。
现在将参照图5描述所述市电操作模式。图5绘示在所述市电模式中的所述UPS200以及所述负载122。在所述的实施例中，多个实线连接代表多个激活(例如，通电(electrically-energized))连接，而多个虚线连接表示多个未激活(例如，断电(electrically-deenergized))连接。
如以上关于动作314所讨论的，在所述市电操作模式中，将电力从所述输入端202提供至所述输出端204以及所述充电器206。所述控制器220驱动所述继电器212以将所述输入端202连接至所述输出端204(例如，回应从所述控制器220接收的多个控制信号)。所述充电器206接收来自所述输入端202的电力，并利用从所述输入端202接收的所述电力对所述电池210充电。所述电压调节器208监控所述充电器206的所述输出，并将多个电压反馈信号提供至所述充电器206。
所述箝位充电器电路214包含耦接在所述继电器212以及所述输出端204之间的一连接，且所述箝位充电器电路214配置为接收从所述输入端202提供至所述输出端204的所述电源的至少一部分。所述箝位充电器电路214调节接收的所述电源，并将调节的所述电源提供至所述电池210以对与所述充电器206并联的所述电池210充电。
例如，如参照以下图7的更详细讨论，所述箝位充电器电路214可利用一DC/DC反激式电路拓朴(topology)实施。在一些实施例中，所述电压调节器208配置为感测由所述箝位充电器电路214提供的所述电源的指示参数，并基于感测的所述参数将多个电压反馈信号提供至所述箝位充电器电路214。
在多个替代的实施例中，在所述电池操作模式期间，所述电压调节器208可以与所述箝位充电器电路214断开。例如，所述UPS 200可包含一开关222，所述开关222耦接在所述电压调节器208以及所述箝位充电器电路214之间。在一些实施例中，在所述电池操作模式期间，所述开关222可保持在一打开且不导电的位置，而在其他实施例中，所述开关222可保持在一关闭且导电的位置。
因此，与以上参照图1所讨论的所述箝位电路114相反，所述箝位充电器电路214在所述市电操作模式期间为电激活的。更具体地说，在所述市电操作模式中，所述箝位充电器电路214配置为对与所述充电器206并联的所述电池210充电。将所述充电负载的一部分从所述充电器206转移至所述箝位充电器电路214，使所述电池210能够以与所述电池110实质上相同的速率充电，同时实现与现有的充电器(例如，所述充电器106)相比具有一较低功率额定的一充电器(例如，所述充电器206)。
例如，表1说明了所述充电器106、所述充电器206、所述箝位电路114以及所述箝位充电器电路214的一示例性电源规格的差异。在表1中所示的所述实例，所述电池110的能量存储容量实质上与所述电池210的能量存储容量相似。
表1
传统的UPS 揭露的UPS
充电器电源 15瓦特 5瓦特
箝位电路电源 17瓦特 17瓦特
充电时间 12小时 12小时
如表1所示，在至少一个实例中，所述充电器206的所述功率额定大约比所述充电器106的所述功率额定小3倍，且所述箝位电路114的所述功率额定大约等于所述箝位充电器电路214的所述功率额定。尽管与所述充电器106相比所述充电器206的所述功率额定降低，且尽管所述电池110以及所述电池210实质上相等的所述能量存储容量，所述电池110以及所述电池210皆可在大约12小时内充电，其中所述箝位充电器电路214在所述市电操作模式期间使用。
现在将参照图7更详细地描述所述箝位充电器电路214，图7绘示所述箝位充电器电路214的方块图。所述箝位充电器电路214包含一输入端700、一整流器702、一DC/DC反激式转换器704以及一控制系统706，且所述箝位充电器电路214配置为耦接至所述输出端204、所述电压调节器208、所述电池210、所述继电器212以及所述控制器220。
所述输入端700耦接至所述整流器702，且所述输入端700配置为耦接至一外部AC电源来源(例如，通过所述继电器212或所述输出端204)。所述整流器702耦接至所述输入端700以及所述DC/DC反激式转换器704。所述DC/DC反激式转换器704耦接至所述整流器702以及所述控制系统706，且所述DC/DC反激式转换器704配置为耦接至所述电池210。所述控制系统706耦接至所述DC/DC反激式转换器704，且所述控制系统706配置为耦接至所述电压调节器208以及所述控制器220。
所述输入端700配置为接收一AC输入信号并将所述AC输入信号提供至所述整流器702。所述整流器702将全波整流(full-wave rectification)提供至所述AC输入信号以产生一整流信号(rectified signal)，且所述整流器702将所述整流信号提供至所述DC/DC反激式转换器704。在一些实施例中，所述输入端700可接受一DC输入信号(例如，从一负载电容放电的DC无功功率)并将所述DC输入信号提供至所述整流器702，所述整流器702将所述DC输入信号提供至所述DC/DC反激式转换器704。
所述DC/DC反激式转换器704将所述整流信号从一第一电压电平转换至一第二电压电平，且所述DC/DC反激式转换器704将转换的所述信号提供至所述电池210以对所述电池210充电。所述控制系统706至少部分地基于从所述电压调节器208以及所述控制器220接收的多个通信信号控制所述DC/DC反激式转换器704的操作。
例如，所述电压调节器208可将多个电压反馈信号提供至所述控制系统706，所述多个电压反馈信号指示所述箝位充电器电路214的一输出。所述控制器220可将多个控制信号提供至所述控制系统706，例如包含一箝位充电器激活信号以导通(turn on)所述箝位充电器电路214。
图8根据一实施例绘示所述箝位充电器电路214的电路图。所述箝位充电器电路214包含所述输入端700、所述整流器702、所述DC/DC反激式转换器704以及所述控制系统706。所述箝位充电器电路214配置为耦接至所述输出端204、电压调节器208、所述电池210、所述继电器212以及所述控制器220。
所述整流器702包含一二极管桥式整流器(diode bridge rectifier)800以及一滤波电容器802。所述DC/DC反激式转换器704包含一电阻器804、一第一反激式电容器806、一第一反激式二极管808、一变压器810、一第二反激式电容器818以及一第二反激式二极管820。所述变压器810包含一一次绕组(primary winding)812、一第一二次绕组(secondarywinding)814以及一第二二次绕组816。所述控制系统706包含一脉冲宽度调变(PulseWidth Modulation，PWM)控制器822、一电源电容器(supply capacitor)824、一开关826、一第一光耦合器828以及一第二光耦合器830。
所述二极管桥式整流器800耦接至所述输入端700、所述滤波电容器802、所述电阻器804以及所述一次绕组812。所述滤波电容器802在一第一端子耦接至所述二极管桥式整流器800、所述电阻器804以及所述一次绕组812，且所述滤波电容器802在一第二连接耦接至一参考端子(例如，一接地端子)。
所述电容器804在一第一连接耦接至所述二极管桥式整流器800、所述滤波电容器802以及所述一次绕组812，且所述电容器804在一第二连接耦接至所述第一反激式电容器806、所述第一反激式二极管808的阴极、所述PWM控制器822以及所述电源电容器824。所述第一反激式电容器806在一第一连接耦接至所述电阻器804、所述第一反激式二极管808的所述阴极、所述PWM控制器822以及所述电源电容器824，且所述第一反激式电容器806在一第二连接耦接至所述第一二次绕组814以及一参考端子。
所述反激式二极管808在一阴极连接耦接至所述电阻器804、所述第一反激式电容器806、所述PWM控制器822以及所述电源电容器824，且所述反激式二极管808在一阳极连接耦接至所述第一二次绕组814。所述一次绕组812在一第一连接耦接至所述二极管桥式整流器800、所述滤波电容器802以及所述电阻器804，且所述一次绕组812在一第二连接耦接至所述开关。
所述第一二次绕组814在一第一连接耦接至所述第一反激式二极管808的所述阳极，且所述第一二次绕组814在一第二连接耦接至所述电容器806以及一参考端子。所述第二二次绕组816在一第一连接耦接至所述第二反激式二极管820的所述阳极，所述第二二次绕组816在一第二连接耦接至所述第二反激式电容器818以及一参考端子，且所述第二二次绕组816在所述第二连接配置为耦接至所述电池210。
所述第二反激式电容器818在一第一连接耦接至所述第二反激式二极管820的所述阴极，且所述第二反激式电容器818在所述第一连接配置为耦接至所述电池210。所述第二反激式电容器818在一第二连接还耦接至所述第二二次绕组816，且所述第二反激式电容器818在所述第二连接配置为耦接至所述电池210。所述第二反激式二极管820在一阳极连接耦接至所述第二二次绕组816，所述第二反激式二极管820在一阴极连接耦接至所述第二反激式电容器818，且所述第二反激式二极管820在所述阴极连接配置为耦接至所述电池210。
所述PWM控制器822在一第一连接耦接至所述电阻器804、所述第一反激式电容器806、所述第一反激式二极管808的所述阴极以及所述电源电容器824，所述PWM控制器822在一第二连接耦接至一参考端子，所述PWM控制器822在一第三连接耦接至所述第二光耦合器830，所述PWM控制器822在一第四连接耦接至所述第一光耦合器828，且所述PWM控制器822在一第五连接耦接至所述开关826的一控制端子。
所述电源电容器824在一第一连接耦接至所述电阻器804、所述第一反激式电容器806、所述第一反激式二极管808的所述阴极以及所述PWM控制器822，且所述电源电容器824在一第二连接耦接至一参考端子。所述开关826在一第一连接耦接至所述一次绕组812，所述开关826在一第二连接耦接至一参考端子，且所述开关826在一控制连接耦接至所述PWM控制器822。
所述第一光耦合器828在一第一连接耦接至所述PWM控制器820，所述第一光耦合器828在一第二连接配置为连接至一参考电压源，且所述第一光耦合器828配置为接收来自所述电压调节器208的多个电压反馈信号。所述第二光耦合器830在一第一连接耦接至所述PWM控制器822，所述第二光耦合器830在一第二连接耦接至一参考端子，且所述第二光耦合器830配置为接收来自所述控制器220的一激活信号。
所述箝位充电器电路214通常配置为如下操作。在所述输入端700接收AC输入电源并提供至所述二极管桥式整流器800。所述二极管桥式整流器800整流所述输入AC电源，并将整流的所述电源提供至所述变压器810的所述一次绕组812。所述滤波电容器802通过对整流的所述电源信号进行滤波来辅助整流。如以下更详细的讨论，当所述开关826在一关闭且导电的位置时，电流通过所述一次绕组812。
随着提供至所述一次绕组812的电流增加，存储在所述变压器810的磁能增加。相对于所述第一二次绕组814以及所述第二二次绕组816的多个非点型(non-dotted)端子，在所述第一二次绕组814以及所述第二二次绕组816的多个点型(dotted)端子感应出一正电压，以回应存储磁能的增加。
由于所述第一二次绕组814以及所述第二二次绕组816的负极性，所述第一反激式二极管808以及所述第二反激式二极管820为反相偏压(reverse-biased)。因此，没有电流通过所述第一二次绕组814以及所述第二二次绕组816。所述第一反激式电容器806以及所述第二反激式电容器818分别将存储的电能放电至所述电源电容器824以及所述电池210，而所述第一反激式二极管808以及所述第二反激式二极管820为反相偏压。
随着提供至所述一次绕组812的所述电流减少，存储在所述变压器810的磁能减少。更具体地说，释放所述磁能以在所述第一二次绕组814以及所述第二二次绕组816感应出一电流。反转从所述第一二次绕组814至所述第二二次绕组816的极性，且所述第一反激式二极管808以及所述第二反激式二极管820变为正相偏压(forward-biased)。
将在所述第一二次绕组814以及所述第二二次绕组816感应出的所述电流分别提供至所述第一反激式电容器806以及所述第二反激式电容器818，以对所述第一反激式电容器806以及所述第二反激式电容器818充电。如本领域的普通技术人员所理解的，提供至所述第一反激式电容器806以及所述第二反激式电容器818的所述充电电压取决于所述变压器810的多个所述绕组812-816中的匝数。
由所述开关826控制通过所述一次绕组812的所述电流，所述开关826串连耦接在所述一次绕组812以及一参考端子之间。所述开关826则由所述PWM控制器822控制。所述PWM控制器822至少部分基于通过所述第一光耦合器828从所述电压调节器208接收的多个电压反馈信号以及基于通过所述第二光耦合器830从所述控制器220接收的一激活信号，将多个控制信号传送至所述开关826。例如，在从所述电压调节器208接收的所述多个电压反馈信号指示由所述变压器810提供至所述电池210的所述输出电压超过一目标电压的情况下，所述PWM控制器822可配置为控制所述开关826以校正过电压状况。
另外，在所述控制器220决定所述箝位充电器电路214不应被激活的情况下(例如，在所述待机操作模式其间)，所述控制器220可将一去激活信号提供至所述第二光耦合器830。所述PWM控制器822可检测所述第二光耦合器830的驱动并将多个控制信号提供至所述开关826，以使电流无法通过所述一次绕组812。因此，所述PWM控制器822可操作以将提供至所述电池210的所述充电电源调节至一所需的电平附近。
图9绘示多个曲线图900以根据一实施例说明上述原理。所述多个曲线图900包含一UPS启用跟踪(UPS enable trace)902、一UPS输入电压跟踪(UPS input voltage trace)904以及一电池充电电流跟踪(battery charging current trace)906。所述UPS启用跟踪902指示一UPS启用信号，其中一逻辑低信号(logical LOW signal)(例如，由一“0”值表示)指示所述UPS 200无法向所述输出204提供电力，而一逻辑高信号(logical HIGH signal)(例如，由一“1”值表示)指示所述UPS 200能够向所述输出204提供电力。
所述UPS输入电压跟踪904指示一UPS输入电压电平。例如，所述UPS输入电压跟踪904可指示在所述UPS 200的所述输入端202接收的一电压。所述电池充电电流跟踪906指示一UPS电池充电电流。例如，所述电池充电电流跟踪906可指示提供至所述电池210的一电流。
使用所述UPS 200作为一实例，在一第一时间908，将AC输入电源提供至所述UPS200的所述输入端202。如所述UPS输入电压跟踪904所示，所述AC输入电源近似为正弦。如所述UPS启用跟踪902所示，因为所述UPS 200在所述第一时间908未启用，所以所述UPS 200未将所述AC电源提供至所述输出端204。
在一第二时间910，如所述电池充电电流跟踪906所示，所述充电器206开始将一充电电流提供至所述电池210。在一些实例中，例如在所述充电器206具有一5瓦特功率额定的情况下，所述充电器206提供大约320毫安培的一充电电流。所述箝位充电器电路214在所述第二时间910未启用。例如，因为所述控制器220尚未将一启用信号传送至所述第二光耦合器830，所以可以不启用所述箝位充电器电路214。
在一第三时间912，如所述UPS启用跟踪902将一逻辑低电平转换至一逻辑高电平所示，所述UPS 200开始将电力提供至所述输出端204。例如，所述UPS 200在所述第三时间912可以从一待机操作模式转换至一市电操作模式。
在一第四时间914，所述箝位充电器电路214开始将一充电电流提供至所述电池210。在一些实例中，例如在所述充电器206具有一5瓦特功率额定且所述箝位充电器电路214具有一17瓦特功率额定的情况下，所述充电器206以及所述箝位充电器电路214共同地提供约1.25毫安培的一充电电流。如以上所讨论的，在一些实施例中，所述电池210的所述能量存储容量使得所述电池可以在最多12小时内由所述1.25毫安培的充电电流完全地再充电。
鉴于以上所公开内容，应当理解已提供了一种改进的箝位充电器电路。所述箝位充电器电路可操作以在所述市电操作模式以及所述电池操作模式中对一电池充电(例如，一UPS电池)。在所述电池操作模式中，所述箝位充电器电路再循环存储在一负载电容中的再循环无功功率。在所述市电操作模式中，所述箝位充电器电路将一充电电流提供至与一一次电池充电器并联的所述UPS电池。
在多个替代的实施例中，所述箝位充电器电路可配置为不同的操作。例如，所述箝位充电器电路可仅在所述电池操作模式其间激活，或仅在所述市电操作模式其间激活。在一第一段时间其间，所述箝位充电器电路可配置为在所述市电操作模式以及所述电池操作模式其间操作。在一第二段时间其间，所述箝位充电器电路可配置为仅在一种操作模式其间操作。
因此，在实施所述箝位充电器电路的情况下，因为所述一次电池充电器不是一充电电流的唯一来源，所以可以降低所述一次电池充电器的所述功率额定。降低所述第一电池充电器的电源需求允许实现一更小且更便宜的电池充电器。
已经如此描述了至少一个实施例的几个方面，应当理解的是，本领域的技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这样的改变、修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本文的范围内。因此，先前的描述和附图仅仅是通过示例的方式给出的，且本发明的范围应当根据权利要求书及其对等物的适当结构确定。

Claims (20)

1.一种操作一不间断电源的方法，其特征在于：所述方法包括：
在一第一操作模式中，接收在所述不间断电源一输入端的AC电源；
在所述第一操作模式中，将所述AC电源提供至一充电器以及一箝位充电器电路；
通过在所述第一操作模式中的所述充电器，以来自所述AC电源的至少一部分的一第一充电电流对所述不间断电源的一不间断电源电池充电；
通过在所述第一操作模式中的所述箝位充电器电路，以来自所述AC电源的至少一部分的一第二充电电流对所述不间断电源电池充电；
在一第二操作模式中，在所述不间断电源一输出端提供来自所述不间断电源电池的输出电源；以及
通过在所述第二操作模式中的所述箝位充电器电路，使用一第三充电电流对所述不间断电源电池充电。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法更包括：通过一电压调节器感测在所述第一操作模式中所述第一充电电流以及所述第二充电电流的指示参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述方法更包括：基于感测的所述参数，通过所述电压调节器产生多个反馈信号，以及基于所述多个反馈信号，控制所述箝位充电器电路。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述方法更包括：基于所述多个反馈信号，通过所述箝位充电器电路调节所述第二充电电流以及所述第三充电电流。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法更包括：在所述第二操作模式中，在所述不间断电源的所述输出端接收电源。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：在所述不间断电源的所述输出端接收电源包含接收从一负载电容放电的电源。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：对所述不间断电源电池充电包含以来自所述输出电源的至少一部分的所述第三充电电流对所述不间断电源电池充电。
8.一不间断电源系统，其特征在于：所述不间断电源系统包括：
一输入端，配置为接收输入AC电源；
一输出端，配置为将输出AC电源提供至一负载；
一电池充电器，耦接至所述输入端且配置为耦接至一电池，所述电池充电器配置为：
在一第一操作模式中，从所述输入端接收所述输入AC电源的一第一部分；以及
在所述第一操作模式中，将一第一充电电流提供至所述电池，所述第一充电电流来自所述输入AC电源的所述第一部分；以及
一箝位充电器电路，耦接至所述输出端以及所述电池，所述箝位充电器电路配置为：
在所述第一操作模式中，从所述输入端接收所述输入AC电源的一第二部分；
在所述第一操作模式中，将一第二充电电流提供至所述电池，所述第二充电电流来自所述输入AC电源的所述第二部分；
在一第二操作模式中，将来自所述电池的电源提供至所述负载；以及
在所述第二操作模式中，对所述电池充电。
9.如权利要求8所述的不间断电源系统，其特征在于：所述箝位充电器电路还配置为在所述第二操作模式中，在所述输出端从一负载电容接收电源。
10.如权利要求8所述的不间断电源系统，其特征在于：所述不间断电源系统更包括一电压调节器，耦接至所述电池充电器以及所述箝位充电器电路。
11.如权利要求10所述的不间断电源系统，其特征在于：所述电压调节器配置为感测在所述第一操作模式中所述第一充电电流以及所述第二充电电流的指示参数。
12.如权利要求11所述的不间断电源系统，其特征在于：所述电压调节器还配置为基于感测的所述参数产生多个反馈信号，以及将所述多个反馈信号传送至所述箝位充电器电路。
13.如权利要求12所述的不间断电源系统，其特征在于：所述箝位充电器电路是一DC/DC反激式转换器。
14.如权利要求13所述的不间断电源系统，其特征在于：所述DC/DC反激式转换器包含：
一输入端，配置为接收输入电源；
一输出端，配置为耦接至所述电池；
一变压器，耦接在所述输入端以及所述输出端之间，所述变压器包含一一次绕组；
一开关，与所述一次绕组串连耦接；
至少一个光耦合器，配置为耦接至所述电压调节器；以及
一脉冲宽度调变控制器，耦接至所述至少一个光耦合器以及耦接至所述开关。
15.如权利要求14所述的不间断电源系统，其特征在于：所述脉冲宽度调变控制器配置为：
从所述至少一个光耦合器接收所述多个反馈信号；
基于所述多个反馈信号产生多个开关信号；以及
将所述多个开关信号提供至所述开关以控制通过所述一次绕组的一电流。
16.如权利要求15所述的不间断电源系统，其特征在于：控制通过所述一次绕组的所述电流包含控制由所述变压器提供至所述输出端的一输出电流。
17.一不间断电源系统，其特征在于：所述不间断电源系统包括：
一输入端，配置为接收输入AC电源；
一输出端，配置为将输出AC电源提供至一负载；
一电池充电器，耦接至所述输入端且配置为耦接至一电池，所述电池充电器配置为：
在一第一操作模式中，从所述输入端接收所述输入AC电源的一第一部分；以及
在所述第一操作模式中，将一第一充电电流提供至所述电池，所述第一充电电流来自所述输入AC电源的所述第一部分；
一箝位充电器电路，耦接至所述输出端以及所述电池；以及
多个用于充电的装置，在所述第一操作模式中使用所述箝位充电器电路对所述电池充电。
18.如权利要求17所述的不间断电源系统，其特征在于：所述不间断电源系统更包括多个用于接收的装置，在一第二操作模式中从所述负载接收DC电源。
19.如权利要求18所述的不间断电源系统，其特征在于：所述多个用于充电所述电池的装置包含多个装置用于：
在所述第一操作模式中，从所述输入端接收所述输入AC电源的一第二部分；以及
在所述第一操作模式中，将一第二充电电流提供至所述电池，所述第二充电电流来自所述输入AC电源的所述第二部分。
20.如权利要求17所述的不间断电源系统，其特征在于：所述不间断电源系统更包括多个用于提供的装置，在所述第二操作模式中，将一第三充电电流提供至所述电池，所述第三充电电流来自所述电池。
CN201910592439.0A 2018-07-03 2019-07-03 自适应充电器 Active CN110676916B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/026,237 US11011926B2 (en) 2018-07-03 2018-07-03 Adaptive charger
US16/026,237 2018-07-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110676916A true CN110676916A (zh) 2020-01-10
CN110676916B CN110676916B (zh) 2024-04-23

Family

ID=67105785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910592439.0A Active CN110676916B (zh) 2018-07-03 2019-07-03 自适应充电器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11011926B2 (zh)
EP (2) EP4280422A3 (zh)
CN (1) CN110676916B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4047784A1 (en) * 2021-02-23 2022-08-24 ABB Schweiz AG Power supply assembly
CN115986880B (zh) * 2023-01-06 2024-05-10 铁塔能源有限公司 一种充电方法及充电电路

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4277692A (en) * 1979-06-04 1981-07-07 Tab Products Company Continuous power source with bi-directional converter
US5373196A (en) * 1992-10-16 1994-12-13 Vanner Weldon Inc. Combination static/dynamic inverter
US6111764A (en) * 1998-10-12 2000-08-29 Sanyo Denki Co., Ltd. Power failure-free power supply apparatus
US20010033505A1 (en) * 1999-05-13 2001-10-25 Reilly David E. Method and apparatus for converting a DC voltage to an AC voltage
US20020140403A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-03 Reddy Anantha B. Un-interruptible power supply
CN101657946A (zh) * 2007-02-21 2010-02-24 美国能量变换公司 三相大功率不间断电源
CN102723772A (zh) * 2011-03-31 2012-10-10 重庆市星海电子有限公司 移动车载在线式专用ups双机冗余并联系统
CN103828187A (zh) * 2011-07-29 2014-05-28 施耐德电气It公司 具有正输出降压-升压转换器和在输入电源处的pfc的非隔离ac-dc转换器
US20150061395A1 (en) * 2013-09-02 2015-03-05 Cyber Power Systems Inc. Uninterruptible power supply system with energy feedback to chargers and sinusoidal output
WO2015076819A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Schneider Electric It Corporation Lps architecture for ups systems
CN105099246A (zh) * 2014-04-18 2015-11-25 台达电子企业管理（上海）有限公司 变换器及其中的电压箝位电路
CN105379045A (zh) * 2013-05-29 2016-03-02 施耐德电气It公司 用于ups系统的lps体系结构
US20160134160A1 (en) * 2014-11-07 2016-05-12 Schneider Electric It Corporation Systems and methods for battery management
US20170237357A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Schneider Electric It Corporation Apparatus and method for low frequency power inverter

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM373601U (en) * 2009-08-28 2010-02-01 Cyber Power Systems Inc Energy-saving on-line interactive type uninterruptible power supply system
CN104247240B (zh) * 2012-02-29 2018-02-09 施耐德电气It公司 带用作双变换系统中的输入电力调节器的增量变换器的ups

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4277692A (en) * 1979-06-04 1981-07-07 Tab Products Company Continuous power source with bi-directional converter
US5373196A (en) * 1992-10-16 1994-12-13 Vanner Weldon Inc. Combination static/dynamic inverter
US6111764A (en) * 1998-10-12 2000-08-29 Sanyo Denki Co., Ltd. Power failure-free power supply apparatus
US20010033505A1 (en) * 1999-05-13 2001-10-25 Reilly David E. Method and apparatus for converting a DC voltage to an AC voltage
US20020140403A1 (en) * 2001-04-03 2002-10-03 Reddy Anantha B. Un-interruptible power supply
CN101657946A (zh) * 2007-02-21 2010-02-24 美国能量变换公司 三相大功率不间断电源
CN102723772A (zh) * 2011-03-31 2012-10-10 重庆市星海电子有限公司 移动车载在线式专用ups双机冗余并联系统
CN103828187A (zh) * 2011-07-29 2014-05-28 施耐德电气It公司 具有正输出降压-升压转换器和在输入电源处的pfc的非隔离ac-dc转换器
CN105379045A (zh) * 2013-05-29 2016-03-02 施耐德电气It公司 用于ups系统的lps体系结构
US20150061395A1 (en) * 2013-09-02 2015-03-05 Cyber Power Systems Inc. Uninterruptible power supply system with energy feedback to chargers and sinusoidal output
WO2015076819A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Schneider Electric It Corporation Lps architecture for ups systems
CN105099246A (zh) * 2014-04-18 2015-11-25 台达电子企业管理（上海）有限公司 变换器及其中的电压箝位电路
US20160134160A1 (en) * 2014-11-07 2016-05-12 Schneider Electric It Corporation Systems and methods for battery management
US20170237357A1 (en) * 2016-02-12 2017-08-17 Schneider Electric It Corporation Apparatus and method for low frequency power inverter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱永祥等: "UPS 中一种软开关高功率因数蓄电池充电电路研究", 《科技视界》, no. 30, pages 18 - 24 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110676916B (zh) 2024-04-23
EP3591801B1 (en) 2023-08-02
EP4280422A3 (en) 2024-01-10
EP4280422A2 (en) 2023-11-22
US11011926B2 (en) 2021-05-18
US20200014237A1 (en) 2020-01-09
EP3591801A1 (en) 2020-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10574084B2 (en) Bi-directional DC-DC converter
US8659263B2 (en) Power supply circuit having low idle power dissipation
US7432617B2 (en) Uninterruptible power system
US5781422A (en) Uninterruptible power supply with AC and DC power inputs
US9041345B2 (en) Battery system and energy storage system including same
US9667094B1 (en) Battery backup system for uninterrupted power supply
US5909360A (en) Uninterruptible power supplies
US20110210701A1 (en) Battery system
CN105515418A (zh) 用于轻负载的pfc停机电路
EP3661037B1 (en) Pulsed rectifier architecture
US20230336019A1 (en) Coupled-inductor-based power-device circuit topology
CN110676916B (zh) 自适应充电器
CN115483751A (zh) 用于在线ups系统的具有集成充电器和dc-dc的ac开关pfc
KR101027988B1 (ko) 직렬 보상 정류기 및 이를 포함하는 직렬 보상 무정전 전원장치
JP3191097B2 (ja) 無停電電源装置及びその充電制御方法
US10833587B1 (en) Control circuit having extended hold-up time and conversion system having extended hold-up time
KR100661470B1 (ko) 스위칭 모드 무정전 전원 장치.
US11205924B2 (en) Load distribution for a hybrid UPS system
CN112737075A (zh) 供电电压控制方法、电路以及线路故障指示器
KR20180054275A (ko) 출력전압 안정화를 위한 무정전 직류전원장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant