CN110676926A - Dc不间断电源（ups）架构及解决方案 - Google Patents

Dc不间断电源（ups）架构及解决方案 Download PDF

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Abstract

根据一个方面，提供了一种DC电源供应器。所述电源供应器包括一第一输入端，配置成用以耦合至一AC电源、一第二输入端，配置成用以耦合至一电池、一输出端、一变压器及一控制器，耦合至所述变压器。所述控制器包括一第一绕组，配置成用以耦合至所述第一输入端、一第二绕组，配置成用以耦合至所述第二输入端及一第三绕组，配置成用以耦合至所述输出端。所述控制器，在一第一模式中，控制所述第一绕组，基于从所述AC电源接收的电力，产生跨越所述第二绕组对所述电池充电的一第一电压及跨越所述第三绕组的一第二电压，并且在一第二模式中，控制所述第二绕组，基于从所述电池接收的电力，产生跨越所述第三绕组的一第三电压。

Description

DC不间断电源(UPS)架构及解决方案
技术领域
本发明一般涉及DC电源供应器。
背景技术
诸如不间断电源(UPS)之类的电力设备通常被使用于为敏感和/或关键的负载，例如计算机系统及其它数据处理系统提供经调节、不间断的电力。传统的UPS包括在线UPS、离线UPS、在线互动式UPS以及其他类型。在一主要AC电源中断时，在线UPS通常提供经调节的、经功率因数补偿的AC电力作为备用AC电力。离线UPS通常不提供输入AC电力的调节，但是在所述主要AC电源中断时，会提供备用AC电力。在线互动式UPS类似于离线式UPS，因为在发生电源事件时，它们会切换到电池电力，但通常还包括一多抽头变压器，用于调节由所述UPS所提供的所述输出电压。
发明内容
本公开的至少一个方面涉及DC电源供应器。所述电源供应器包括：一第一输入端，配置成用以耦合至一AC电源、一第二输入端，配置成用以耦合至一电池、一输出端、一变压器及一控制器，耦合至所述变压器。所述变压器包括：一第一绕组，配置成用以耦合至所述第一输入端、一第二绕组，配置成用以耦合至所述第二输入端及一第三绕组，配置成用以耦合至所述输出端。所述控制器，在一第一模式中，控制所述第一绕组，基于从所述AC电源接收的电力，产生跨越所述第二绕组对所述电池充电的一第一电压及跨越所述第三绕组的一第二电压，以及在一第二模式中，控制所述第二绕组，基于从所述电池接收的电力，产生跨越所述第三绕组的一第三电压。
在一实施例中，所述电源供应器包括一逆向变换器，耦合至所述第二输入端，并且耦合至所述第二绕组。在一些实施例中，所述逆向变换器包括一开关，耦合至所述控制器，并且与所述第二绕组串联耦合。在至少一个实施中，所述控制器还配置成用以感测通过所述第二绕组及所述开关的一电流，以及产生表明所述已感测电流的一电流反馈信号。在一实施例中，所述控制器配置成用以，在所述第二操作模式中，操作所述开关控制通过所述第二绕组的所述电流，产生跨越所述第三绕组的所述第三电压。
在一些实施例中，所述控制器配置成用以，基于所述电流反馈信号，操作所述开关。在至少一个实施例中，所述电源供应器包括多个第二绕组，所述多个第二绕组中的每一个第二绕组耦合至一各自的逆向变换器，所述逆向变换器配置成用以耦合至一各自的电池。在一实施例中，所述电源供应器包括多个第一绕组，所述多个第一绕组中的每一个第一绕组配置成用以耦合至一各自的AC电源。
在至少一个实施例中，所述电源供应器包括一开关，耦合至所述控制器，并且与所述第一绕组串联耦合，其中所述控制器配置成用以，在所述第一操作模式中，感测表明所述第一电压的一第一参数及表明所述第二电压的一第二参数、以及在所述第一操作模式中，基于所述第一及第二参数，操作所述开关控制通过所述第一绕组的电流，产生所述第一电压、产生所述第二电压及在所述第一输入端提供功率因数补偿。
根据本公开的一方面，提供了一种供应DC电力给一负载的方法。所述方法包括多个行动：在一第一操作模式中通过一变压器，接收来自一AC电源的AC电力、在所述第一操作模式中通过所述变压器，提供源自于所述AC电力的一第一部分DC电力给耦合至所述变压器的一电池、在所述第一操作模式中通过所述变压器，提供源自于所述AC电力的一第二部分DC电力给一输出端、在一第二操作模式中通过所述变压器，接收来自所述电池的DC电力，以及在所述第二操作模式中通过所述变压器，提供源自于所述DC电力的输出电力给所述输出端。
在一些实施例中，所述方法包括一行动：在所述第二操作模式中，感测源自于所述DC电力的一性质。在一实施例中，所述方法包括一行动：基于所述DC电力的所述已感测性质，产生表明所述DC电力的一反馈信号。在至少一个实施例中，所述方法包括一行动：在所述第二操作模式中，基于所述反馈信号，控制提供给所述变压器的所述DC电力。
在一些实施例中，在所述第二操作模式中，控制提供给所述变压器的所述DC电力，包括控制提供所述输出端的所述电力的一输出电压。在至少一个实施例中，在所述第一操作模式中，提供源自于所述AC电力的所述第一部分DC电力给所述电池，包括提供源自于所述AC电力的所述第一部分DC电力给多个电池。
在一些实施例中，所述方法包括多个行动：在所述第一操作模式中，感测表明所述第一部分DC电力的一第一参数及表明所述第二部分DC电力的一第二参数、在所述第一操作模式中，基于所述第一参数及所述第二参数，调制所述第一部分DC电力及所述第二部分DC电力，以及在所述第一操作模式中，在接收所述AC电力的一输入端提供功率因数补偿。
在至少一个实施例中，在所述第一操作模式中，接收来自于所述AC电源的所述AC电力，包括接收来自于多个AC电源的所述AC电力。在一实施例中，所述方法包括一行动：在所述第一操作模式中在所述第一操作模式中，选择从所述AC电源的一最高优先级AC源来接收所述AC电力，并且在所述第二操作模式中，选择从所述电池的一最高优先级DC源来接收所述DC电力。
根据本公开的至少一个方面，提供了一种DC电源供应器。所述电源供应器包括：一第一输入端，配置成用以耦合至一AC电源、一第二输入端，配置成用以耦合至一电池、一输出端，以及多个装置，用于在一第一操作模式中，提供一第一绕组，基于从所述AC电源接收的AC电力，产生跨越一第二绕组对所述电池充电的一第一电压及跨越一第三绕组的一第二电压，并且在一第二操作模式中，控制所述第二绕组，基于从所述电池接收的电力，产生跨越所述第三绕组的一第三电压。
在一实施例中，所述电源供应器包括多个第二绕组，所述多个第二绕组中的每一个第二绕组耦合至各自的装置用于，在所述第二操作模式中，启动每一个第二绕组，基于从所述电池接收的电力，产生跨越所述第三绕组的所述第三电压。
附图说明
附图并非旨在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或几乎相同的部件由相同的数字表示。为清楚起见，并非每个组件都可以在每个附图中标记。在附图中：
图1是一传统电源供应器架构的一框图。
图2是一传统电源供应器架构的一框图。
图3是一传统电源供应器架构的一框图。
图4是根据本文描述的多个方面的一电源供应器系统的一框图。
图5是根据本文描述的多个方面的一电源供应器系统的一电路图。
图6A是根据本文描述的多个方面的一电源供应器系统的一框图。
图6B是根据本文描述的多个方面的一电源供应器系统的一框图。
图7是说明根据本文描述的多个方面来操作一电源供应器系统的一过程的一流程图。
图8是根据本文描述的多个方面的一电源供应器系统的一框图。
图9A是根据本文描述的多个方面的一电源供应器系统的一框图。
图9B是根据本文描述的多个方面的一电源供应器系统的一框图。
图10是一传统计算机系统的一框图。
图11是根据本文描述的多个方面的一在线UPS的一框图。
具体实施方式
本文讨论的方法和系统的示例不限于应用于以下描述中阐述的或附图中示出的构造细节和部件布置。该方法和系统能够在其他实施例中实现并且能够以各种方式实践或实施。本文提供的具体实现的示例仅用于说明性目的，而不是限制性的。特别地，结合任何一个或多个示例讨论的动作、组件、元件和特征不旨在从任何其他示例中的类似角色中排除。
此外，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的，而不应被视为限制。本文中以单数形式提及的对系统和方法的示例、实施例、组件、元件或动作的任何引用也可以包括多个的实施例，并且本文中的任何实施例、组件、元件或动作的复数形式的任何引用也可以包含只包括一个奇点的实施例。单数或复数形式的参考并不旨在限制当前公开的系统或方法、其组件、动作或元件。本文使用的“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涉及”及其变形意味着包括其后列出的项目及其等同物以及附加项目。对“或”的引用可以被解释为包含性的，使得使用“或”描述的任何术语可以指示单个，多于一个和所有所描述的术语中的任何术语。此外，如果本文件与通过引用并入本文的文件之间的术语使用不一致，则并入的参考文献中的术语用法是对本文件的补充；对于不可调和的不一致性，以本文档中的术语用法为准。
AC-DC电源供应器被使用在需要DV电力的各种应用中，例如自动化面板。自动化面板被使用在加工工业中，以供给各种电压电平所需的DC偏压电力给电子系统，所述电子系统包括可编程逻辑控制器(PLCs)、数字显示器、通信系统、数字信号处理器(DSP)/现场可编程门阵列(FPGA)/微控制器控制卡、传感器、致动器、冷却系统、继电器驱动器等。
典型的AC-DC电源供应器采用一前端二极管桥式整流器，其从一AC电源汲取电流。这可能是有问题的，因为从所述AC电源汲取的低质量电力会不利地影响功率因数，并且传统的AC-DC电源供应器不是经功率因数补偿的。当多个传统的AC-DC电源供应器并联连接时，这种低质量电力的所述效果成倍增加，并且显着的输入电流失真可能会产生。此外，因为传统的AC-DC电源供应器通常不具有一电力备用特征，所以电源供应器可能是不可靠的，这对于关键系统(即被认为特别重要的系统)来说是不可接受的。为了解决上述问题，通常采用图1至图3中所示的几种传统解决方案。
图1示出了一传统的AC-DC电源供应器架构100。所述传统的AC-DC电源供应器架构100包括一在线UPS 104、一第一AC-DC变换器106、一第二AC-DC变换器108及一第三AC-DC变换器110，其中所述在线UPS 104被配置成用以耦合至一AC电源102。所述多个变换器106-110中的每一个被配置成用以耦合至并且提供电力给一各自的负载。所述多个变换器106-110可以被实现为开关模式电源供应器(SMPS)，并且每一个都可以提供DC电力给所述各自的负载，以相同或不同的电压电平，其包括5V、12V、24V以及其他电压。所述在线UPS 104提供备用电力给所述多个变换器106、108及110，确保电力连续地提供给耦合至所述多个变换器106、108及110的所述多个负载，并且还为所述多个变换器106、108及110提供功率因数补偿(PFC)。图2示出了另一种传统的AC-DC电源供应器架构200。所述架构200包括所述在线UPS 104及具有多个输出端208的一隔离型DC电源供应器206，每个所述输出端208耦合至一各自的负载，其中所述在线UPS 104被配置成用以耦合至一AC电源102。图2基本上与图1相同，除了所述多个变换器106-110被所述单一隔离型DC电源供应器206代替。所述隔离型DC电源供应器206从所述在线UPS 104接收备用的、经功率因数补偿的电力，并且提供具有各种电压电平的输出电力给所述多个输出端208。例如，所述多个输出端208的一第一输出端可以提供具有5V电压电平的DC电力，所述多个输出端208的一第二输出端可以提供具有12V电压电平的DC电力，以及提供其他电压的其他输出端。
图3示出了另一种传统的AC-DC电源供应器架构300。所述架构300包括一AC-DC电源供应器304、一电池306及具有多个输出端310的一隔离型DC电源供应器308，每个所述输出端310耦合至一各自的负载，其中所述AC-DC电源供应器304被配置成用以耦合至所述AC电源302。所述AC-DC电源供应器304从所述AC电源302接收AC电力，转换所述接收的AC电力成DC电力，并且使用所述DC电力对所述电池306充电。所述电池306提供存储的DC电力给所述隔离型DC电源供应器308提供，其类似于一DC UPS的运作。
前述传统的架构中的每一个，如图1至3中所示，依赖于一外部备用电源供应器，例如一UPS，的实施，以在一主要电源供应器所供应的电力不可接受时，提供备用电力。可接受的电力可以定义为具有多个参数的电力，所述多个参数在多个已建立的阈值内。例如，如果所述电力的一电压值在与一标称电压的一阈值偏差之内，则可以认为电力是可接受的。
然而，所述一外部备用电源供应器，例如一UPS，的实施可能具有若干缺点。例如，UPS通常使用机械继电器在主电力与备用电力之间切换。当所述机械继电器正在致动时，电力不会提供给一已连接的负载，而在一已连接的负载不能承担一电力中断持续所述机械继电器致动所需的时间长度的情况下，这是不可接受的。一电解电容器可以被连接到所述UPS的一输出端，以提供电力给所述已连接的负载，同时所述机械继电器致动以解决上述问题；然而，电解电容器通常很大、价格昂贵并且需要频繁更换。
此外，由于包含多个级联的电力转换阶段与因为所述UPS的物理占用空间所产生的较低电力密度，前端UPS的任何类型的增加都会带来较高的成本、较低的电力转换效率及可靠性。此外，某些类型的UPS，例如离线及在线互动式UPS，不提供PFC功能，这在期望有或需要有PFC的情况下可能存在问题。
提供了一种相对简单且便宜的AC-DC电源供应器，其包括PFC及电力备用功能，而不需要使用所述UPS。在至少一个实施例中，所述AC-DC电源供应器包括至少两个并联的电力处理通道，其通过一多绕组变压器连接到一个或多个输出端。本文提供的示例可以以比具有一较高电力密度的传统解决方案更低的成本提供备用的、经功率因数补偿的电力，部分原因是排除一昂贵的外部UPS。
图4示出了根据本文描述的至少一个实施例的一AC-DC电源供应器系统400的一框图。所述电源供应器系统400包括一电源供应器402，配置成用以耦合至一电源404(例如，一AC电源)和一DC电池406。所述电源供应器402包括多个输出端408、一AC处理区域410、第一DC处理区域412、第二DC处理区域414、一隔离屏障416、一第一输入端418、一第二输入端420、一第一电力处理通道422、一第二电力处理通道424、一充电通道426及一控制器428。
所述第一输入端418被配置成用以耦合至所述AC电源404。所述第二输入端420被配置成用以耦合至所述DC电池406。所述多个输出端408被配置成用以耦合至一个或多个负载。所述AC处理区域410、所述第一DC处理区域412及所述第二DC处理区域414通过所述隔离屏障416彼此电隔离。所述AC处理区域410通过所述充电通道426连接到所述第一DC处理区域412，并且通过所述第一电力处理通道422连接到所述第二DC处理区域414。所述第一DC处理区域412通过所述第二电力处理通道424连接到所述第二DC处理区域414。所述控制器428通信地耦合至所述AC处理区域410、所述第一DC处理区域412及所述第二DC处理区域414。在一些实施例中，所述电源供应器402及所述控制器428是物理上分离的实体，其彼此通信地耦合。
所述AC电源404提供AC电力给所述第一输入端418。所述控制器428监测由所述AC电源404提供给所述第一输入端418的所述电力，以确定由所述AC电源404提供的所述电力是否可接受，如上所述。响应于确定由所述AC电源404提供的所述电力是可接受的，所述控制器428控制所述AC处理区域410处理由所述AC电源404提供的所述电力。例如，所述AC处理区域410可以被所述控制器428操作，以调节和/或调制由所述AC电源404提供给所述AC处理区域410的所述电力，以产生第一处理后电力。所述第一处理后电力，通过所述充电通道426，从所述AC处理区域410提供给所述第一DC处理区域412，并且通过所述第一电力处理通道422提供给所述第二DC处理区域414。
所述第一DC处理区域412通过所述充电通道426从所述AC处理区域410接收所述第一处理后电力，根据由所述控制器428提供的多个控制信号过滤和/或调制所述第一处理后电力以产生第二处理后电力，并且提供所述第二处理后电力给所述DC电池406，以对所述DC电池406充电。所述第二DC处理区域414通过所述第一电力处理通道422从所述AC处理区域410接收所述第一处理后电力，根据由所述控制器428提供的多个控制信号过滤所述第一处理后电力以产生第三处理后电力，并且提供所述第三处理后电力给所述多个输出端408。
如果所述控制器428确定由所述AC电源404提供给所述第一输入端418的所述电力是不可接受的，所述控制器428控制所述第一DC处理区域412从所述DC电池406接收电池电力，并且处理从所述DC电池406接收的所述电池电力。例如，所述第一DC处理区域412可被所述控制器428控制，以调节和/或调制由所述DC电池406提供的所述电池电力，以产生第四处理后电力。所述第四处理后电力通过所述第二电力处理通道424提供给所述第二DC处理区域414。所述第二DC处理区域414通过所述第二电力处理通道424接收所述第四处理后电力，根据由所述控制器428提供的多个控制信号过滤所述第四处理后电力以产生第五处理后电力，并且提供所述第五处理后电力给所述多个输出端408。
图5根据至少一个实施例示出了所述电源供应器系统400的一电路级图，其中所述电源供应器402使用一多绕组隔离的逆向变换器拓扑来实施。所述电源供应器系统400围绕所述隔离屏障416实现，其包括具有一第一绕组504、一第二绕组506、一第三绕组508、一第四绕组510及一第五绕组512的一变压器502。
所述AC处理区域410包括一电感器514、一电容器516、一全波整流器518、一开关520及一电流互感器522。所述电感器514及所述电容器516被配置为一LC滤波器，其具有配置成用以耦合至所述AC电源404的一第一连接端及耦合至所述所述全波整流器518的一第二连接端。所述全波整流器518具有连接到所述LC滤波器的一第一连接端、连接到所述第一绕组504的一第二连接端及耦合至所述电流互感器522的一第三连接端。所述第一绕组504具有耦合至所述全波整流器518的一第一连接端及连接到所述开关520的一第二连接端。所述开关520具有耦合至所述第一绕组504的一第一连接端及耦合至所述电流互感器522的一第二连接端。所述电流互感器522具有耦合至所述开关520的一第一连接端及耦合至所述全波整流器518的一第二连接端。
所述电感器514及所述电容器516过滤从所述AC电源404接收的所述AC电力，并且所述全波整流器518对所述AC输入电压进行整流。所述开关520，响应于从所述控制器428接收的多个控制信号，调制通过所述第一绕组504的所述电流。所述电流互感器522测量通过所述第一绕组504的所述电流，以提供一电流反馈信号给所述控制器428。
所述第一DC处理区域412包括一电容器524、一电感器526、一电容器528、一二极管530、一开关532、一二极管534、一开关536、及一电流互感器538。所述电容器524配置成用以与所述DC电池406并联耦合，并且所述电容器524具有耦合至所述电感器526、所述电容器528及所述第二绕组506的一第一连接端，以及耦合至所述二极管530及所述电流互感器538的一第二连接端。所述电感器526具有一第一连接端及一第二连接端。所述电感器526的所述第一连接端耦合至所述电容器524、所述电容器528及所述第二绕组506，并且配置成用以耦合至所述DC电池406。所述电感器526的所述第二连接端耦合至所述开关532及所述二极管530。所述电容器528具有耦合至所述电感器526、所述第二绕组506及所述电容器524并且被配置成用以耦合至所述DC电池406的一第一连接端，及耦合至所述开关532及所述二极管534的一第二连接端。
所述二极管530的所述阴极耦合至所述电感器526及所述开关532，并且所述二极管530的所述阳极耦合至所述电容器524及所述电流互感器538，并且所述二极管530的所述阳极配置成用以耦合至所述DC电池406。所述开关532具有耦合至所述电感器526及所述二极管530的一第一连接端，以及耦合至所述电容器528及所述二极管534的一第二连接端。所述二极管534的所述阴极耦合至所述开关532及所述电容器528，并且所述二极管534的所述阳极耦合至所述第二绕组506及所述开关536。
所述开关536具有耦合至所述第二绕组506及所述二极管534的一第一连接端，以及耦合至所述电流互感器538的一第二连接端。所述电流互感器538具有一第一连接端及一第二连接端。所述电流互感器538的所述第一连接端耦合至所述开关536。所述电流互感器538的所述第二连接端耦合至所述电容器524及所述二极管530，并且配置成用以耦合至所述DC电池406。所述第二绕组506具有耦合至所述电容器524、所述电感器526及所述电容器528，并且配置成用以耦合至所述DC电池406的一第一连接端，以及耦合至所述二极管534及所述开关536的一第二连接端。
所述二极管534及所述电容器528组合地操作为所述第二绕组506的缓冲器。所述开关532、所述电感器526及所述二极管530形成降压-升压变换器，其当所述第二绕组506处于一逆向操作模式时，表现成一再生缓冲器。所述开关536，响应于来自所述控制器428的多个控制信号，调制通过所述第二绕组506的所述电流。所述电流互感器538测量通过所述开关536的所述电流，以提供一电流反馈信号给所述控制器428。
所数第三绕组508、所述第四绕组510及所述第五绕组512每一个都耦合至一二极管及一电容器。例如，所述第三绕组508耦合至一输出二极管540及一输出电容器542。所述第三绕组508具有耦合至所述二极管540的一第一连接端，以及耦合至所述电容器542并且配置成用以耦合至一输出端的一第二连接端。所述二极管540具有耦合至所述第三绕组508的一第一连接端，以及耦合到所述电容器542并且配置成用以耦合至一输出端的第一二连接端。所述电容器542具有耦合至所述二极管540并且配置成用以耦合至一输出端的一第一连接端，以及耦合至所述第三绕组508并且配置成用以耦合至一输出端的一第二连接端。所述第四绕组510及所述第五绕组512耦合至类似的组件并且表现相似，然而不同的输出电力可以提供给所述多个输出端408中的每一个。例如，由所述第三绕组508提供的输出电力可以具有与由所述第四绕组510及所述第五绕组512提供的所述输出电力不同的一额定电压。
现在将更详细地描述所述电源供应器402的操作。示出了两种操作模式，一第一模式的特征在于由所述AC电源404提供的所述AC电力是可接受的，并且一第二模式的特征在于由所述AC电源404提供的所述AC电力是不可接受的。
在所述第一模式中，所述电源供应器402配置成用以，响应于从所述AC电源404接收可接受的AC电力，在一正常操作模式下操作，其中所述AC电源404可以是，例如，一AC主要电源供应器。所述第一绕组504表现为一初级绕组，并且所述其他绕组506-512表现为一次级绕组。由所述AC处理区域410从所述AC电源404接收的所述AC电力被所述电感器514及所述电容器516过滤，被所述全波整流器518整流，并且被提供给所述第一绕组504。
所述第一绕组504与所述开关520串联连接，所述开关520控制通过所述第一绕组504的所述电流。所述开关520被所述控制器428提供的正弦调制脉冲宽度调制(PWM)信号驱动，以在所述AC输入端实现PFC，并且调制跨越所述多个绕组506-512产生的所述电压。所述控制器428，至少部分地基于由所述电流互感器522提供的多个电流反馈信号，提供所述PWM信号。
基于所述开关520的所述切换，跨越所述第一绕组504产生一电流，并且通过所述变压器502跨越所述第二绕组506、所述第三绕组508、所述第四绕组510及所述第五绕组512产生一感应电压。跨越所述第二绕组506产生的所述电压通过一导电路径被提供给所述DC电池406，所述导电路径包括所述第二绕组506、所述DC电池406、所述电流互感器538及所述开关536。跨越所述第三绕组508、所述第四绕组510及所述第五绕组512产生的所述电压被提供给所述多个输出端408的一各自的输出端。
现在使用所述第一绕组504及所述第三绕组508作为示例，更详细地描述所述变压器502的操作。当所述开关520闭合并且导通时，经整流的AC主要电流通过所述第一绕组504。通过所述第一绕组504的所述AC主要电流在所述第一绕组504中感应产生一磁场，从而在所述变压器502中存储磁能。
当所述经整流的AC主要电流通过所述第一绕组504时，在所述第一绕组504的所述非虚线端子处的所述电压相对于所述第一绕组504的所述虚线端子处的所述电压为正。如所述第三绕组508的所述反极性所表明(即，相反的点极性)，一电压在所述第三绕组508的所述非虚线端子处感应产生，所述电压相对于在所述第三绕组508的所述虚线端子处的所述电压为正。因此，在所述二极管540的所述阳极处的所述电压相对于所述二极管540的所述阴极处的所述电压为负，并且所述二极管540处于一反向偏压模式。当所述二极管540处于一反向偏压模式，并且所述二极管540防止通过所述二极管540、所述第三绕组508及所述电容器542的任何可感知电流。
当所述开关520随后打开并且停止导通时，通过所述第一绕组504的经整流的AC主要电流停止。一负电压，相对于所述第一绕组504的所述虚线端子，在所述第一绕组504的所述非虚线端子上感应产生，其导致通过所述第一绕组504的AC主要电流停止。跨越所述第一绕组504的所述负电压感应产生跨越所述第三绕组508的一负电压(即，所述第三绕组508的所述非虚线端子处的所述电压相对于所述第三绕组508的所述虚线端子处的所述电压为负)。因此，所述二极管540的所述阳极的所述电压相对于所述二极管540的所述阴极的所述电压为正，这使得所述二极管540处于一正向偏压模式。先前存储在所述变压器502中的所述磁能以通过所述第三绕组508的电流被释放，并且电流被提供给所述多个输出端408中的一各自的输出端。
在所述第三绕组508中的线圈的数量可以被选择以提供具有一所需输出电压的输出电力给所述多个输出端408的所述各自的输出端，并且如上所述，所述开关520可被控制用以调制在所述期望输出电平附近的所述输出电力。所述第四绕组510及所述第五绕组512的表现类似，并且可以设计成具有一期望的线圈数，其可以与所述第三绕组508中的所述线圈数相同或不同。
在所述第二模式中，由所述AC电源404提供的所述AC电力是不可接受的，并且所述电源供应器402进入一备用模式。在所述备用模式中，所述DC电池406施加跨越所述第二绕组506的一电压，其表现为一初级绕组。所述第一绕组504、所述第三绕组508、所述第四绕组510及所述第五绕组512表现为一次级绕组。然而，没有可感知电流通过所述第一绕组504，因为所述全波整流器518处于一反向偏压状态，并且因为所述开关520在所述备用模式中保持在打开及不导通状态。
所述开关536控制通过所述第二绕组506的所述电流。因为所述第二绕组506表现为一初级绕组到所述变压器502的所述次级绕组508-512，所述开关536间接地控制跨越所述变压器502的所述次级绕组508-512产生的所述电压。所述开关536被由所述控制器428提供的正弦调制PWM信号驱动，以调制跨越所述次级绕组508-512产生的所述电压。所述PWM信号可以基于由所述电流互感器538提供的多个电流反馈信号产生。
所述开关536在一闭合及导通状态与一打开及不导通状态之间驱动。当所述开关536闭合并且导通时，所述DC电池406提供通过所述第二绕组506的电流以驱动所述第二绕组506，并且在所述变压器502中感应产生磁能。当所述开关536打开并且不导通时，所述二极管534及所述电容器528表现为所述第二绕组506的一缓冲器，以存储在逆向期间放电的能量。所述降压-升压变换器由所述开关532形成、所述电感器526及所述二极管530形成，作为一再生缓冲器，以提供存储在所述电容器528中的所述电能给所述DC电池406。所述DC电池406继续施加跨越所述第二绕组506的一电压，直到所述AC电源404的所述AC电力回到一可接受的电平，或直到所述DC电池406耗尽为止。
类似于上述的所述第一模式，其中当所述开关520闭合并且导通时，所述第一绕组504在所述变压器502中感应产生磁能。当所述开关536处于一闭合及导通状态时，所述第二绕组506在所述变压器502中感应产生磁能。类似地，当所述开关536打开并且不导通时，先前存储在所述变压器502中的所述磁能通过所述第三绕组508释放，并且输出电流被提供给所述多个输出端408。
以上关于图5讨论的拓扑的变化旨在落入本公开的范围内。例如，在一些实施例中，所述电流互感器522及所述电流互感器538可以省略。此外，在一些实施例中，一二极管可以被实施，所述二极管具有耦合至所述开关536的一阳极及耦合至所述第二绕组506的一阴极。所述二极管可以防止所述开关536中的一体二极管无意地变成正向偏压，这可能不利地导致通过所述第二绕组506的电流的一意外涌入。
在前述示例中，所述电源供应器402已被示为具有实施所述第一DC处理区域412的一单个输入DC变换器。然而，替代的师实施例是可以被预期的，其中一电源供应器可以设置有由一主控制器管理的多个输入DC变换器。
例如，图6A示出了根据一实施例具有一控制架构600的一电源供应器系统。所述控制架构600包括一主控制器602、一变压器612及多个变换器及控制器614。在至少一个实施例中，所述多个变换器及控制器614包括一AC变换器及控制器604及多个DC变换器及控制器606a-606n。所述AC变换器及控制器604耦合至一AC源608，并且耦合至一变压器612的一各自的绕组。所述多个DC变换器及控制器606a-606n中的每一个DC变换器及控制器耦合至一多个DC电池610a-610n中的一各自的DC电池，并且耦合至所述变压器612的一各自的绕组。图6A示出了一可预期架构的一个示例，并且应当理解的是，所述多个变换器及控制器614可以包括任何数量的AC变换器及控制器及任何数量的DC变换器及控制器。
所述主控制器602配置为从所述多个变换器及控制器614收集信息，并且基于所述收集到的信息，传送一启动信号到所述多个变换器及控制器614中的至少一个变换器及控制器。例如，所述主控制器602可以收集信息，诸如输入电压信息、输出电压信息、剩余电池寿命信息、来自一电流互感器的电流读数以及其他电力信息，以确定所述多个变换器及控制器614的哪一个变换器及控制器能够启用，如以下图7中的详细讨论。响应于接收一启用信号，一选择的变换器及控制器(例如，所述DC变换器及控制器606a)可以调制从一各自的电源(例如，所述DC电池610a)接收的电力，并且利用所述经调制的电力，产生跨越一各自的绕组的一电压。
图6B示出了根据一个实施例的具有一控制架构650的一电源供应器系统。所述控制架构650包括一主控制器652、所述变压器612及多个变换器658。所述多个控制器658包括一AC变换器654及多个DC变换器656a-656n。
所述控制架构650与图6A中所示的所述控制架构600基本相同，除了所述多个变换器及控制器614被所述多个变换器658代替，并且所述主控制器652的操作不同于所述主控制器602的操作。所述多个变换器658被所述主控制器652直接控制，而不是为了每一个耦合至所述主控制器602的单独变换器设有一专用控制器。例如，所述主控制器652可以配置成用以通过传送PWM信号到所述一个或多个开关来直接驱动所述多个变换器658中的一个或多个开关。所述主控制器652配置成用以从所述多个变换器658收集电力信息，并且，类似于所述主控制器602基于所述已收集的电力信息确定启动所述多个变换器及控制器614中的哪一个，确定驱动所述多个变换器658的哪一个变换器。
图7示出了用于选择一电源以提供电力给一变压器的一过程700。例如，所述变压器可以是上述图5讨论的所述变压器502或上述关于图6A或图6B中任一个中所讨论的变压器612，并且所述电源可以是所述AC电源404、所述DC电池406、所述AC电源608或所述多个DC电池610a-610n中的任何一个。所述过程700适用于所述电源供应器系统400、所述控制架构600及所述控制架构650中的任何一个，并且可以被所述控制器428、所述主控制器602或所述主控制器652执行。
所述过程700包括评估所述可获得的AC电力，如果所述AC电力是可接受的，则启用一最高优先级AC源、停用其它AC及DC源、对任何放电的DC电源充电，并且如果所述AC电力是不可接受的，则评估所述可获得的DC电力，如果DC电力是可接受的，则启用一最高优先级DC源、停用其它AC及DC源，并且重复所述前述动作的多个动作。
在动作702，所述过程700开始。在动作704，评估可接受的AC电力是否可获得(例如，来自所述AC电源608)。如果可接受的AC电力是可获得的(704YES)，则所述过程700继续至动作706。在动作706，启用具有存取可接受的AC电力的所述最高优先级AC源。例如，在提供多个AC源的情况下，每一个AC源都可以存取可接受的AC电力，可已建立一优先级层次，用以设置启用所述多个AC源的一顺序。所述层级可以是预先建立的，或者是实时确定的。在仅提供一个AC源的情况下，所述唯一的AC源自动地为所述最高优先级AC源。启用所述AC源还可以指的是根据实施的所述控制架构，直接地提供PWM信号给与所述AC源相关联的一变换器中的多个开关。
在动作708，停用任何其他AC及DC源，因为在任何一个时刻只有一个电力处理通道是激活的。因此，当启用具有存取可接受的AC电力的所述最高优先级AC源时，停用所有其他AC及DC源提供电力。在替代实施例中，可以同时操作多个AC及DC源。
所述一个DC源或多个DC源当它们不提供电力时仍然能够被充电。因此，在动作710，所述启用的AC源对任何放电的DC源充电。放电的DC源可以包括部分或完全放电的DC源。在一些示例中，所述启用的AC源可以对所有所述DC源充电，而不评估所述DC源的所述充电水平。在其他示例中，即使所述DC源中的一个或多个被完全充电，所述启用的AC源也可以对所有所述DC源充电。例如，所述启用的AC源可以提供一细充电电流以维持所述充电的DC源在一完全充电状态。
所述过程700返回到动作704以评估是否可接受的AC电力是可获得的。如果是(704是)，则重复动作706-710。如果不是(704否)，则所述过程700继续至动作712。在动作712，评估可接受的DC电力是否可获得。例如，可以评估是否任何DC源是至少部分充电的。如果可接受的DC电力不是可获得的(712NO)，则所述过程700返回到动作704。如果可接受的DC电力是可获得的(712是)，则所述过程700继续至动作714。
在动作714，启用一最高优先级DC源。例如，在提供多个DC源的情况下，每一个DC源都具有存取可接受的DC电力，可以建立一优先级层次，以设置启用所述多个DC源的一顺序。所述层级可以是预先建立的，或者是实时确定的。在动作716，停用所有其他AC及DC源。如上所述，任何时候只有一个电力处理通道是激活的。因此，当启用具有存取可接受的DC电力的所述最高优先级DC源时，停用所有其他AC及DC源提供电力。在仅提供一个DC源的情况下，所述唯一DC源自动地为所述最高优先级DC源。然后，所述过程700返回到动作704。在替代实施例中，多个AC及DC源可以同时提供电力。
上述公开内容参考了控制一电源供应器系统的一单个主控制器。图6A及图6B示出了一单个主控制器602及一单个主控制器652，其各自地配置成用以各自地控制多个变换器及控制器614及多个变换器658。然而，在替代实施例中，多个主控制器可以被实施在一单个系统中。
例如，图8示出了根据一个实施例的包括多个主控制器的一电源供应器系统800。所述电源供应器系统800包括多个主控制器802a-802n，每一个主控制器耦合至多组变换器及控制器804a-804n中的一组变换器及控制器，所述多组变换器及控制器配置成用以提供电力给所述多个输出端806a-806n。所述多个输出端806a-806n中的每一个输出端耦合至包括一高侧线808及一低侧线810的一负载总线814。
所述主控制器802a-802n配置成用以通过一通信通道812彼此通信地耦合，所述通信通道812可以是例如一有线通信通道(例如，以太网通道)、一无线通信通道(例如，因特网通道)或两者的结合。每对主控制器可以通过一专用的通信通道进行通信，或者所有的所述主控制器可以通过一共享的通信通道进行通信。
所述主控制器802a-802n进行通信以交换电源供应器信息。例如，如果与所述多个主控制器802a-802n中的一个相关联的一DC电池发生故障，则所述相关的主控制器可以传送所述信息给所述其他多个主控制器，以通知所述其他多个主控制器关于来自于所述DC电池的一电力供应损失。
尽管所述多组变换器及控制器804a-804n中的每一组都包括一专用控制器，在其它实施例中，所述多个主控制器802a-802b的一各自的主控制器可以，在没有多个专用控制器的情况下，控制多个变换器，如上述图6B所讨论的。例如，所述多个主控制器802a-802b中的每一个主控制器可以配置成用以直接地提供多个PWM信号给耦合到所述主控制器的多个开关。
出于简化的目的，示出了一单个负载总线814，其中所述负载总线814配置成用以维持第一电压电平(例如，5V、12V、24V等)的电力。所述多个变换器及控制器804a-804n配置成用以并联地提供第一电压电平的电力给所述负载总线814。然而，在替代实施例中，多个负载总线可以被包括在一单一个电源供应器系统中，并且所述多组变换器及控制器804a-804n中的每一组可以配置成用以提供电力给共同地具有各种电压电平的多个输出端。此外，在一些示例中，所述多个变换器及控制器804a-804n可以配置成用以耦合至一个或多个共享电源，如以下关于图9A及图9B的讨论。
图9A示出了用于多个电源供应器系统的一第一实施架构900。所述架构900包括一AC源902、一DC电池904、一电池充电器906及多个电源供应器908a、908b及908c。所述多个电源供应器908a-908c中的每一个耦合至所述AC电源902及所述DC电池904，并且包括多个输出端。在一些示例中，所述多个电源供应器908a-908c中的一个或多个可以实施为以上关于图4所讨论的所述电源供应器400。
在一些示例中，所述电池充电器906配置成用以利用源自于所述AC源902的电力对所述DC电池904充电。在替代实施例中，所述电池充电器906可以省略。例如，所述DC电池906可以通过替代装置充电、或者所述DC电池906可以是一个一次性使用的、用完即可丢弃的电池，其在放电后被更换。
图9B示出了用于多个电源供应器系统的一第二实施架构950。所述架构950包括所述AC源902、多个DC电池904a、904b及904c、以及所述多个电源供应器908a-908c。所述第二实施架构950类似于所述第一实施架构900，除了所述多个电源供应器908a-908c中的每一个耦合至所述多个DC电池904a-904c的一各自的DC电池。在一些示例中，所述多个电源供应器908a-908c中的一个或多个可以实施为上述关于图4中所讨论的所述电源供应器400。
在一些示例中，所述多个电源供应器908a-908c中的每一个包括一内部电池充电器，其配置成用以使用源自于所述AC源902的电力对耦合至一各自的电源供应器的一DC电池充电。在其他示例中，所述AC源902可以直接耦合至一个或多个电池充电器，其配置成用以对所述多个DC电池904a-904c充电。在其他示例中，所述多个DC电池904a-904c中的一个或多个可以是一次性使用的、用完即可丢弃的电池，其在放电后被更换。
所述多个电源供应器908a-908c的所述多个输出端，相对于图9A或图9B，可以配置成并联耦合。例如，其中所述多个电源供应器908a-908c中的两个或多个输出具有一基本相同电压电平(例如，5V、12V、24V或任何其他电压电平)的电力，所述输出可以耦合至一公共负载总线，例如前述讨论的所述负载总线814。
本文描述的各种方面和功能，例如以上关于一个或多个所述主控制器所讨论的那些，可以被包括作为在一个或多个计算机系统中执行的专用硬件或软件组件。可以用计算机执行上述方法的一个或多个动作，其中至少一个动作在容纳在计算机中的软件程序中执行。计算机系统的非限制性示例包括网络设备、个人计算机、工作站、大型机、联网客户端、服务器、媒体服务器、应用服务器、数据库服务器和网络服务器等。计算机系统的其他示例可以包括移动计算设备，例如蜂窝电话和个人数字助理，以及网络设备，例如负载平衡器、路由器和交换机。此外，方面可以位于单个计算机系统上，或者可以分布在连接到一个或多个通信网络的多个计算机系统中。
例如，各种方面和功能可以分布在一个或多个计算机系统中，这些计算机系统被配置为向一个或多个客户端计算机提供服务，或者作为分布式系统的一部分执行整体任务。另外，可以在客户端-服务器或多层系统上执行方面，该系统包括分布在执行各种功能的一个或多个服务器系统之间的组件。因此，示例不限于在任何特定系统或系统组上执行。此外，方面和功能可以用软件、硬件或固件或其任何组合来实现。因此，可以使用各种硬件和软件配置在方法、动作、系统、系统元件和组件内实现方面和功能，并且示例不限于任何特定的分布式架构、网络或通信协议。
请参考图10，图10示出了一计算机系统1000的一框图，在其中各种方面及功能被实现。如图所示，所述计算机系统1000包括一处理器1002、一个或多个内存元件1004、一互连元件1006，耦合至一通信网络1012的一个或多个接口装置1008，以及一数据存储器元件1010。如图所示，所述计算机系统1000连接到所述通信网络1012，并且可以通过所述通信网络1012交换数据。所述通信网络1012可以包括任何通信网络，计算机系统可以通过通信网络交换数据。为了使用所述通信网络1012交换数据，所述计算机系统1000可以使用各种方法、协议及标准，包括光纤通道、令牌环、以太网、无线以太网、蓝牙、互联网协议(IP)、互联网协议第六版(IPV6)、传输控制/网际协议(TCP/IP)、用户数据报协议(UDP)、时滞容错网络(DTN)、超文本传输协议(HTTP)、文件传输协议(FTP)、简单网络管理协议(SNMP)、短讯服务(SMS)、多媒体短信服务(MMS)、七号信令系统(SS7)、JSON、简单对象访问协议(SOAP)、公共对象请求代理体系结构(CORBA)、REST和网络(Web)服务。为了确保数据传输是安全的，所述计算机系统1000可以使用各种安全措施(包括例如TLS、SSL或VPN)通过所述通信网络1012传输数据。
为了实现至少一些本文公开所述的多个方面、功能及过程，所述处理器1002执行一系列会导致操纵数据的指令。所述处理器1002可以是任何类型的处理器、多重处理器或控制器。一些示例处理器包括商用处理器，例如英特尔公司的Atom、Itanium、Core、Celeron或Pentium处理器、超微半导体公司的Opteron处理器、苹果电脑的A4或A5处理器、太阳的UltraSPARC处理器或美国国际商用机器公司的Power5+处理器以及美国国际商用机器公司的大型机芯片。所述处理器1002通过所述互连元件1006连接到其他系统组件，包括所述一个或多个内存元件1004。
所述一个或多个内存元件1004在所述计算机系统1000的操作期间存储多个程序及数据。因此，所述一个或多个内存元件1004可以是相对高性能的易失性随机存取存储器，例如动态随机存取存储器(“DRAM”)或静态存储器(“SRAM”)。然而，所述一个或多个内存元件1004可以包括用于存储数据的任何设备，例如磁盘驱动器或其他非易失性存储设备。各种示例可以将所述一个或多个内存元件1004组织成特定的，并且在一些情况下，独特的结构以执行本文公开的所述功能。可以调整和组织这些数据结构以存储特定数据和数据类型的值。
所述计算机系统1000的多个组件通过一互连元件耦合，诸如所述互连元件1006。所述互连元件1006可以包括一个或多个物理总线，例如，集成在同一机器内的组件之间的总线，但是可以包括系统元件之间的任何通信耦合，包括专用或标准计算总线技术，例如IDE、SCSI、PCI和InfiniBand。所述互连元件1006实现了在所述计算机系统1000的系统组件之间交换诸如数据和指令的通信。
所述计算机系统1000还包括所述一个或多个接口装置1008，例如多个输入装置、多个输出装置及组合输入/输出装置。多个接口装置可以接收输入或提供输出。更具体地，输出装置可以呈现用于外部呈现的信息。输入装置可以接收来自外部源的信息。接口装置的示例包括键盘、鼠标装置、轨迹球、麦克风、触摸屏、打印装置、显示屏、扬声器、网络接口卡等。接口装置允许所述计算机系统1000交换信息，并且与外部实体(例如用户及其他系统)通信。
所述数据存储器元件1010包括一计算机可读及可写的非易失性或非暂时性数据存储介质，其中存储有指令，所述指令定义通过所述处理器1002执行的一程序或其他物件。所述数据存储器元件1010还可以包括在记录在所述介质上或其中的信息，并且在所述程序的执行期间由所述处理器1002处理。更具体地，所述信息可以存储在一个或多个数据结构中，所述数据结构专门配置为节省存储空间或增加数据交换性能。所述指令可以持久地存储为编码信号，并且所述指令可以使所述处理器1002执行本文所述的任何所述功能。所述介质可以是，例如，光盘、磁盘或闪速存储器等等。在操作中，所述处理器1002或一些其他控制器使数据从所述非易失性记录介质读入其他存储器，例如所述的一个或多个内存元件1004，与所述数据存储器元件1010中包括的所述存储介质相比，所述处理器1002允许更快地访问所述信息。述存储器可以位于所述数据存储器元件1010或所述的一个或多个内存元件1004中，然而，所述处理器1002操纵所述存储器内的所述数据，然后将所述数据复制到所述存储器处理完成后，与所述数据存储器元件1010相关联的介质。各种组件可以管理所述存储介质和其他内存元件之间的数据移动，并且示例不限于特定的数据管理组件。此外，示例不限于特定存储器系统或数据存储系统。
尽管所述计算机系统1000作为示例示出为可以在其上实践各种方面和功能的一种类型的计算机系统，但是方面和功能不限于在所述计算机系统1000上实现。可以在具有与图10中所示的架构或组件不同的架构或组件的一个或多个计算机上实践各个方面和功能。例如，所述计算机系统1000可以包括专门编程的专用硬件，例如专用于执行本文公开的特定操作的专用集成电路(“ASIC”)。而另一个示例可以使用运行麦金塔作业系统X(MAC OSX)与美国国际商用机器公司的PowerPC处理器的若干计算设备的网格以及运行专有硬件及作业系统的若干专用计算设备来执行相同的功能。
所述计算机系统1000可以是包括一作业系统的一计算机系统，所述作业系统管理包括在所述计算机系统1000中的所述硬件元件的至少一部分。在一些示例中，一处理器或控制器，诸如所述处理器1002，执行一作业系统。可以执行的特定作业系统的示例包括一视窗基础的作业系统，诸如从微软公司获得的视窗(Windows 8)作业系统、从苹果电脑获得的麦金塔作业系统X(MAC OS X)或iOS作业系统、多种Linux基础的作业系统发行的其中之一，例如从红帽公司获得的企业版Linux(Enterprise Linux)作业系统、从太阳计算机系统公司获得的Solaris作业系统，或可从各种来源获得的UNIX作业系统。可以使用许多其他作业系统，并且示例不限于任何特定的作业系统。可以使用许多其他作业系统，并且示例不限于任何特定的操作系统。
所述处理器1002及作业系统一起定义了一个计算机平台，为此编写高级编程语言的应用程序。这些组件应用程序可以是可执行的、中间的、字节码的或解释的代码，它们使用通信协议(例如TCP/IP)通过一通信网络(例如因特网)进行通信。类似地，可以使用面向对象的编程语言来实现多个方面，例如.Net、SmallTalk、Java、C++、Ada、C#(C-Sharp)、Python或JavaScript。也可以使用其他面向对象的编程语言。或者，可以使用功能，脚本或逻辑编程语言。
另外，各种方面和功能可以在非编程环境中实现，例如，以HTML、XML或其他格式创建的文档，当在浏览器程序的窗口中查看时，可以呈现图形用户界面的各方面或执行其他功能。此外，各种示例可以实现为编程或非编程元件或其任何组合。例如，可以使用HTML实现网页，而可以用C++或Python编写从所述网页内调用的数据对象。因此，所述示例不限于特定的编程语言，并且可以使用任何合适的编程语言。因此，本文公开的所述功能组件可包括多种元件，例如，专用硬件、可执行代码、数据结构或对象，其配置成用以执行本文描述的所述功能。
在一些示例中，本文公开的组件可以读取影响组件执行的功能的参数。这些参数可以物理地存储在任何形式的合适存储器中，包括易失性存储器(例如RAM)或非易失性存储器(例如磁性硬盘驱动器)。另外，参数可以逻辑地存储在适当的数据结构(诸如由用户模式应用程序定义的数据库或文件)中或者在通常共享的数据结构(诸如由操作系统定义的应用程序注册表)中。另外，一些示例提供了系统和用户界面，其允许外部实体修改参数，从而配置组件的行为。
本文公开的原理可以在需要DC电力的各种应用中的任何一种中实现。例如，本文公开的原理可以实现为服务器电源供应器。虽然传统的解决方案可以使用集中式UPS来为机架中的所有服务器提供电力，但是本文讨论的解决方案可以在服务器内实现。与传统解决方案相比，该解决方案减少了物理占用空间，从而实现了更高电力密度和更低成本的解决方案。
本文讨论的解决方案还可以在电源供应器架构中实现，所述架构包括具有并联连接的多个输出端的多个电源供应器单元(PSU)，所述多个PSU耦合至一公共电池。所述讨论的架构中的所述PSU可以被本文讨论的所述电源供应器替换或与其组合，例如所述电源供应器400。
本文讨论的解决方案还可以形成一在线UPS系统的所述核心架构。例如，图11示出了实现本文所讨论的概念的一低成本UPS 1100的一框图。所述UPS 1100包括一AC电源1102、一DC电池1104、一电源供应器1106、一电容器1108，以及一逆变器及滤波器1110。所述电源供应器1106可以实现为上述的所述电源供应器400。所述电容器1108可以实现为一电解电容器，以平滑输出纹波并且确保不间断的电源供应器而没有任何保持时间。
本文提供的解决方案提供了一种简单、可靠的系统，用于在多个环境中提供备份的、功能因数补偿的电力，包括自动化面板、电源供应器系统及数据中心等。与传统解决方案相比，可以以更低的成本实现这些优势，同时提高电力密度。
本领域技术人员将容易想到对本公开的原理的各种改变、修改和改进。这些改变，修改和改进旨在成为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。因此，前面的描述和附图仅是示例性的。

Claims (20)

1.一种DC电源供应器，其特征在于，所述电源供应器包括：
一第一输入端，配置成用以耦合至一AC电源；
一第二输入端，配置成用以耦合至一电池；
一输出端；
一变压器，包括：
一第一绕组，配置成用以耦合至所述第一输入端；
一第二绕组，配置成用以耦合至所述第二输入端；
一第三绕组，配置成用以耦合至所述输出端；及
一控制器，耦合至所述变压器，其中所述控制器配置成用以：
在一第一操作模式中，控制所述第一绕组，基于从所述AC电源接收的电力，产生跨越所述第二绕组对所述电池充电的一第一电压及跨越所述第三绕组的一第二电压；以及
在一第二操作模式中，控制所述第二绕组，基于从所述电池接收的电力，产生跨越所述第三绕组的一第三电压。
2.如权利要求1所述的DC电源供应器，还包括一逆向变换器，耦合至所述第二输入端，并且耦合至所述第二绕组。
3.如权利要求2所述的DC电源供应器，其特征在于：所述逆向变换器包括一开关，耦合至所述控制器，并且与所述第二绕组串联耦合。
4.如权利要求3所述的DC电源供应器，其特征在于：所述控制器还配置成用以：
感测通过所述第二绕组及所述开关的一电流；以及
产生表明所述已感测电流的一电流反馈信号。
5.如权利要求4所述的DC电源供应器，其特征在于：所述控制器配置成用以，在所述第二操作模式中，操作所述开关控制通过所述第二绕组的所述电流，产生跨越所述第三绕组的所述第三电压。
6.如权利要求5所述的DC电源供应器，其特征在于：所述控制器配置成用以，基于所述电流反馈信号，操作所述开关。
7.如权利要求1所述的DC电源供应器，还包括：多个第二绕组，所述多个第二绕组中的每一个第二绕组耦合至一各自的逆向变换器，所述逆向变换器配置成用以耦合至一各自的电池。
8.如权利要求1所述的DC电源供应器，还包括：多个第一绕组，所述多个第一绕组中的每一个第一绕组配置成用以耦合至一各自的AC电源。
9.如权利要求1所述的DC电源供应器，还包括：一开关，耦合至所述控制器，并且与所述第一绕组串联耦合，其中所述控制器配置成用以：
在所述第一操作模式中，感测表明所述第一电压的一第一参数及表明所述第二电压的一第二参数；以及
在所述第一操作模式中，基于所述第一及第二参数，操作所述开关控制通过所述第一绕组的电流，产生所述第一电压、产生所述第二电压及在所述第一输入端提供功率因数补偿。
10.一种供应DC电力给一负载的方法，其特征在于，所述方法包括：
在一第一操作模式中通过一变压器，接收来自一AC电源的AC电力；
在所述第一操作模式中通过所述变压器，提供源自于所述AC电力的一第一部分DC电力给耦合至所述变压器的一电池；
在所述第一操作模式中通过所述变压器，提供源自于所述AC电力的一第二部分DC电力给一输出端；
在一第二操作模式中通过所述变压器，接收来自所述电池的DC电力；以及
在所述第二操作模式中通过所述变压器，提供源自于所述DC电力的输出电力给所述输出端。
11.如权利要求10所述的方法，还包括：
在所述第二操作模式中，感测源自于所述DC电力的一性质。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：基于所述DC电力的所述已感测性质，产生表明所述DC电力的一反馈信号。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：在所述第二操作模式中，基于所述反馈信号，控制提供给所述变压器的所述DC电力。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于：在所述第二操作模式中，控制提供给所述变压器的所述DC电力，包括控制提供所述输出端的所述电力的一输出电压。
15.如权利要求10所述的方法，其特征在于：在所述第一操作模式中，提供源自于所述AC电力的所述第一部分DC电力给所述电池，包括提供源自于所述AC电力的所述第一部分DC电力给多个电池。
16.如权利要求10所述的方法，还包括：
在所述第一操作模式中，感测表明所述第一部分DC电力的一第一参数及表明所述第二部分DC电力的一第二参数；
在所述第一操作模式中，基于所述第一参数及所述第二参数，调制所述第一部分DC电力及所述第二部分DC电力；以及
在所述第一操作模式中，在接收所述AC电力的一输入端提供功率因数补偿。
17.如权利要求10所述的方法，其特征在于：在所述第一操作模式中，接收来自于所述AC电源的所述AC电力，包括接收来自于多个AC电源的所述AC电力。
18.如权利要求10所述的方法，还包括：在所述第一操作模式中在所述第一操作模式中，选择从所述AC电源的一最高优先级AC源来接收所述AC电力，并且在所述第二操作模式中，选择从所述电池的一最高优先级DC源来接收所述DC电力。
19.一种DC电源供应器，其特征在于，所述电源供应器包括：
一第一输入端，配置成用以耦合至一AC电源；
一第二输入端，配置成用以耦合至一电池；
一输出端；以及
多个装置，用于在一第一操作模式中，提供一第一绕组，基于从所述AC电源接收的AC电力，产生跨越一第二绕组对所述电池充电的一第一电压及跨越一第三绕组的一第二电压，并且在一第二操作模式中，控制所述第二绕组，基于从所述电池接收的电力，产生跨越所述第三绕组的一第三电压。
20.如权利要求19所述的DC电源供应器，还包括：多个第二绕组，所述多个第二绕组中的每一个第二绕组耦合至各自的装置用于，在所述第二操作模式中，启动每一个第二绕组，基于从所述电池接收的电力，产生跨越所述第三绕组的所述第三电压。
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