TW201340550A - 模組化的三相線上不斷電電源供應器 - Google Patents

模組化的三相線上不斷電電源供應器 Download PDF

Info

Publication number
TW201340550A
TW201340550A TW102105492A TW102105492A TW201340550A TW 201340550 A TW201340550 A TW 201340550A TW 102105492 A TW102105492 A TW 102105492A TW 102105492 A TW102105492 A TW 102105492A TW 201340550 A TW201340550 A TW 201340550A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
phase
input
ups
converter
power
Prior art date
Application number
TW102105492A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI590564B (zh
Inventor
Milind Dighrasker
Damir Klikic
Pradeep Tolakanahalli
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 TW201340550A publication Critical patent/TW201340550A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI590564B publication Critical patent/TWI590564B/zh

Links

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
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
    • 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
    • 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
    • H02J9/061—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 DC powered loads
    • 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
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • 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
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/12—The local stationary network supplying a household or a building
    • 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
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • 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
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/14—District level solutions, i.e. local energy networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

一種不斷電電源供應器系統(UPS)係包含一被配置以從一AC電源接收三相AC輸入電力的互連電路以及複數個分別耦接至該互連電路的UPS子系統。一第一UPS子系統係包含第一及第二單相AC至DC轉換器。至少一第二UPS子系統係包含第三及第四單相AC至DC轉換器。在一第一操作模式中，該互連電路係被配置以傳導該AC輸入電力的至少一相位至該第一UPS子系統以及該AC輸入電力的至少一相位至該第二UPS子系統，並且在一第二操作模式中，從該第一UPS子系統斷開該AC輸入電力並且傳導該AC輸入電力的至少一相位至該第二UPS子系統。

Description

模組化的三相線上不斷電電源供應器
本發明的實施例係大致有關於不斷電電源供應器系統的操作。
不斷電電源供應器(UPS)是通常被利用來在主要的電源或市電無法利用的時候，提供備用電力給一電氣設備或負載。一種習知的線上UPS係利用一功率因數校正電路(PFC)來整流由一電力設施所提供的輸入電力，以提供一DC電壓至一DC匯流排。該經整流的DC電壓通常是被用來在市電電力為可利用的時候充電一電池，並且提供電力至該DC匯流排。在沒有市電電力時，該電池係提供電力至該DC匯流排。一換流器(inverter)係從該DC匯流排產生一AC輸出電壓至該負載。由於該DC匯流排總是藉由市電或是該電池來加以供電，因此若該市電失效並且該電池是充分被充電，則該UPS的輸出電力是不中斷的。
某些具有三相AC輸入的習知UPS系統係透過一前端二極體橋式整流器而對於所有三個輸入相位僅使用單一PFC轉換器。因此，這些具有三相輸入的習知UPS系統係具有差的輸入功率因數、高的輸入電流失真以及差的效率之缺點。再者，某些習知的高功率UPS系統係需要一分開的電池輸入以達成負DC匯流排的充電，此係使得該系統變為昂貴、較少彈 性而且是複雜的。此外，就縮放UPS的輸出功率以及連接一適當的輸入而論，例如，轉換具有三相輸入的高功率以及具有單相輸入的低功率的能力而論，某些習知的高功率UPS系統並不具有彈性。
根據一實施例，一種不斷電電源供應器(UPS)系統係包含一被配置以從一個三相AC電源接收三相AC輸入電力的互連電路、一耦接至該互連電路並且具有一第一單相AC至DC轉換器、一第二單相AC至DC轉換器以及一被配置以提供一第一單相AC輸出功率的第一輸出之第一UPS子系統、至少一耦接至該互連電路並且具有一第三單相AC至DC轉換器、一第四單相AC至DC轉換器以及一被配置以提供一第二單相AC輸出功率的第二輸出之第二UPS子系統、以及一耦接至該第一輸出以及該第二輸出的第三輸出。該第一UPS子系統係被配置以轉換該三相AC輸入電力的至少一相位成為該第一單相AC輸出功率。該一或多個第二UPS子系統係被配置以轉換該三相AC輸入電力的至少一相位成為該第二單相AC輸出功率。該第三輸出係被配置以提供該第一單相AC輸出功率以及該第二單相AC輸出功率的一組合至一負載。
在一第一操作模式中，該互連電路係被配置以傳導該三相AC輸入電力的至少一相位至該第一UPS子系統以及該三相AC輸入電力的至少一相位至該至少一第二UPS子系統。在一第二操作模式中，該互連電路係被配置以從該第一UPS子系統斷開該三相AC輸入電力並且傳導該三相AC輸入電力的至少一相位至該至少一第二UPS子系統。
在另一實施例中，在該第一操作模式中，該互連電路可被配 置以傳導該三相AC輸入電力的一第一相位以及該三相AC輸入電力的一第二相位至該第一UPS子系統，該三相AC輸入電力的該第二相位係不同於該三相AC輸入電力的該第一相位。該互連電路可進一步被配置以傳導該三相AC輸入電力的該第二相位以及該三相AC輸入電力的一第三相位至該至少一第二UPS子系統，該三相AC輸入電力的該第三相位係不同於該AC輸入電力的該第一及第二相位的每一個。
在另一實施例中，該第一單相AC至DC轉換器以及該第二單相AC至DC轉換器可分別被配置以獨立於該第三單相AC至DC轉換器以及該第四單相AC至DC轉換器的每一個來操作。
在另一實施例中，該UPS系統可進一步包括一控制器，該控制器係被配置以偵測該第一UPS子系統的一失效，並且響應於偵測到該第一UPS子系統的失效以將該UPS系統操作在該第二操作模式中。
在另一實施例中，該UPS系統可進一步包含一DC電源。該第一UPS子系統可包含一耦接至該第一單相AC至DC轉換器的第一輸入以及一耦接至該第二單相AC至DC轉換器的第二輸入。該至少一第二UPS子系統可包含一耦接至該第三單相AC至DC轉換器的第三輸入以及一耦接至該第四單相AC至DC轉換器的第四輸入。該互連電路可被配置以可切換地連接該第一UPS子系統的第一輸入至該DC電源及/或該三相AC輸入電力的至少一相位。該互連電路可進一步被配置以可切換地連接該第一UPS子系統的第二輸入至該DC電源及/或該三相AC輸入電力的至少一相位。該互連電路可進一步被配置以可切換地連接該至少一第二UPS子系統的第三輸入至該DC電源及/或該三相AC輸入電力的至少一相位。該互連電路可進 一步被配置以可切換地連接該至少一第二UPS子系統的第四輸入至該DC電源及/或該三相AC輸入電力的至少一相位。
在另一實施例中，該第一輸出以及該第二輸出可以彼此並聯地耦接。在另一實施例中，該第一UPS子系統可包含一第一雙重變換UPS。該至少一第二UPS子系統可係包含一第二雙重變換UPS。
根據一實施例，一種不斷電電源供應器(UPS)系統係包含一第一UPS子系統，該第一UPS子系統係具有一第一輸入、一第二輸入、一耦接至該第一輸入的第一單相AC至DC轉換器、以及一耦接至該第二輸入的第二單相AC至DC轉換器。該UPS進一步包含一第二UPS子系統，該第二UPS子系統係具有一第三輸入、一第四輸入、一耦接至該第三輸入的第三單相AC至DC轉換器、以及一耦接至該第四輸入的第四單相AC至DC轉換器。該UPS進一步包含一耦接至該第一輸入並且被配置以耦接至一個三相AC電源的一第一相位的第一繼電器、一耦接至該第二輸入並且被配置以耦接至該三相AC電源的一第二相位的第二繼電器、一耦接至該第三輸入並且被配置以耦接至該三相AC電源的該第二相位的第三繼電器、一耦接至該第四輸入並且被配置以耦接至該三相AC電源的一第三相位的第四繼電器、一第一開關，其係在一端耦接至一在該第一繼電器以及該第一輸入之間的第一點並且在一相對端耦接至一在該第二繼電器以及該第二輸入之間的第二點、以及一第二開關，其係在一端耦接至一在該第三繼電器以及該第三輸入之間的第三點並且在一相對端耦接至一在該第四繼電器以及該第四輸入之間的第四點。
在另一實施例中，該UPS系統可進一步包含一插置在該第 一輸入以及該第一開關之間的第五繼電器、一插置在該第二輸入以及該第一開關之間的第六繼電器、一插置在該第三輸入以及該第二開關之間的第七繼電器、以及一插置在該第四輸入以及該第二開關之間的第八繼電器。
在另一實施例中，該UPS系統可進一步包含一DC電源。該第五繼電器可被配置以可切換地耦接該第一單相AC至DC轉換器至該第一輸入及/或該DC電源。該第六繼電器可被配置以可切換地耦接該第二單相AC至DC轉換器至該第二輸入及/或該DC電源。該第七繼電器可被配置以可切換地耦接該第三單相AC至DC轉換器至該第三輸入及/或該DC電源。該第八繼電器可被配置以可切換地耦接該第四單相AC至DC轉換器至該第四輸入及/或該DC電源。
在另一實施例中，該UPS系統可進一步包含一耦接至該第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七及第八繼電器、該第一及第二開關、以及該第一及第二UPS子系統的控制器。在一第一操作模式中，該控制器可被配置以閉路該第一、第二、第三及第四繼電器以分別提供該三相AC輸入電力的至少一相位至該第一、第二、第三及第四輸入。該控制器可進一步被配置以切換該第五繼電器以耦接該第一單相AC至DC轉換器至該第一輸入，切換該第六繼電器以耦接該第二單相AC至DC轉換器至該第二輸入，切換該第七繼電器以耦接該第三單相AC至DC轉換器至該第三輸入，切換該第八繼電器以耦接該第四單相AC至DC轉換器至該第四輸入，並且開路該第一開關以及該第二開關。在一第二操作模式中，該控制器可被配置以開路該第一、第二及第三繼電器，開路該第一開關，閉路該第四繼電器，並且閉路該第二開關。在又一實施例中，在一第三操作模式中， 該控制器可被配置以開路該第一及第二繼電器，開路該第一及第二開關，並且閉路該第三及第四繼電器。在又一實施例中，該控制器可進一步被配置以偵測該第一UPS子系統的一失效，並且響應於偵測到該第一UPS子系統的失效以將該UPS系統操作在該第二或第三操作模式中。
在另一實施例中，該UPS系統可進一步包含一在一端耦接至該第二點並且在一相對端耦接至該第三點的第三開關。在又一實施例中，該UPS系統可進一步包含一耦接至該第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七及第八繼電器、該第一、第二及第三開關、以及該第一及第二UPS子系統的控制器。在一第一操作模式中，該控制器可被配置以閉路該第一繼電器並且閉路該第一、第二及第三開關以分別提供該三相AC輸入電力的一相位至該第一、第二、第三及第四輸入。該控制器可進一步被配置以切換該第五繼電器以耦接該第一單相AC至DC轉換器至該第一輸入，切換該第六繼電器以耦接該第二單相AC至DC轉換器至該第二輸入，切換該第七繼電器以耦接該第三單相AC至DC轉換器至該第三輸入，切換該第八繼電器以耦接該第四單相AC至DC轉換器至該第四輸入。在一第二操作模式中，該控制器可被配置以開路該第一、第二及第三繼電器，開路該第三開關，閉路該第四繼電器，並且閉路該第二開關。
在另一實施例中，該第一單相AC至DC轉換器可包含一第一3.33KW的AC至DC轉換器，該第二單相AC至DC轉換器可包含一第一1.66KW的AC至DC轉換器，該第三單相AC至DC轉換器可包含一第二1.66KW的AC至DC轉換器，並且該第四單相AC至DC轉換器可包含一第二3.33KW的AC至DC轉換器。
在另一實施例中，該第一UPS子系統可包含一耦接至該第一及第二單相AC至DC轉換器的第一5KW的換流器。該第二UPS子系統可包含一耦接至該第三及第四單相AC至DC轉換器的第二5KW的換流器。
根據一實施例，一種用於控制一不斷電電源供應器(UPS)系統之方法係包含連接一個三相AC輸入電力的一相位至一第一UPS子系統的一第一單相AC至DC轉換器，連接該三相AC輸入電力的一相位至該第一UPS子系統的一第二單相AC至DC轉換器，連接該三相AC輸入電力的一相位至一第二UPS子系統的一第三單相AC至DC轉換器，連接該三相AC輸入電力的一相位至該第二UPS子系統的一第四單相AC至DC轉換器，利用該第一、第二、第三及第四AC至DC轉換器的每一個來轉換該三相AC輸入電力成為一單相AC輸出功率，偵測該第一UPS子系統的一失效，以及響應於偵測到該第一UPS子系統的失效，以中斷連接來自該第一單相AC至DC轉換器以及該第二單相AC至DC轉換器的每一個的該三相AC輸入電力並且利用該第三及第四單相AC至DC轉換器的每一個來轉換該三相AC輸入電力的至少一相位成為該單相AC輸出功率。
在另一實施例中，該方法可進一步包括連接該三相AC輸入電力的一第一相位至該第一單相AC至DC轉換器，連接不同於該三相AC輸入電力的該第一相位之該三相AC輸入電力的一第二相位至該第二單相AC至DC轉換器，連接該三相AC輸入電力的該第二相位至該第三單相AC至DC轉換器，以及連接不同於該AC輸入電力的該第一及第二相位的每一個之該三相AC輸入電力的一第三相位至該第四單相AC至DC轉換器。
在另一實施例中，該方法可進一步包含，響應於偵測到該第 一UPS子系統的失效，連接該三相AC輸入電力的該第一相位以及該三相AC輸入電力的該第二相位中的至少一個至該第三單相AC至DC轉換器以及該第四單相AC至DC轉換器的每一個。在又一實施例中，該方法可進一步包括連接該三相AC輸入電力的一相位至該第一、第二、第三及第四單相AC至DC轉換器的每一個。
100‧‧‧UPS系統
102‧‧‧三相AC輸入
104‧‧‧輸出
106‧‧‧負載
110‧‧‧UPS子系統
111‧‧‧第一UPS子系統
112‧‧‧第二UPS子系統
113‧‧‧UPS子系統
114‧‧‧UPS子系統
120‧‧‧互連電路
121‧‧‧火線輸出
122‧‧‧中性輸出
123‧‧‧火線輸出
124‧‧‧中性輸出
125‧‧‧火線輸出
126‧‧‧中性輸出
127‧‧‧火線輸出
128‧‧‧中性輸出
130、132‧‧‧輸入
134、136‧‧‧輸入
140‧‧‧控制器
141、142、143、144、145、146、147、148‧‧‧單相轉換器
150‧‧‧電池
151、152、153、154‧‧‧共同的DC匯流排
161、162、163、164‧‧‧換流器電路
171、172、173、174、175、176、177、178‧‧‧繼電器
181、182、183、184、185‧‧‧開關
191、192、193、194、195、196、197、198‧‧‧繼電器
B+、N‧‧‧電池連線
所附的圖式並不欲按照比例繪製。在圖式中，在各種圖中所描繪的每個相同或是幾乎相同的構件是藉由一相同的元件符號來加以代表。為了清楚起見，並非每個構件都可在每個圖中加以標示。在圖式中：圖1是根據一實施例的一種不斷電電源供應器的一個例子之方塊圖；圖2是根據一實施例的一種不斷電電源供應器的另一個例子之方塊圖；圖3是根據一實施例的一種不斷電電源供應器的又一個例子之方塊圖；以及圖4是根據一實施例的一種不斷電電源供應器的又一個例子之方塊圖。
本發明的實施例並不限於其應用於以下的說明中所闡述或是在圖式中所描繪的結構細節以及構件的配置。本發明的實施例係能夠有其它實施例並且以各種方式來加以實施或實行。再者，在此所用的措辭及術語是為了說明之目的，並且不應該被視為限制。“包含”、“包括”或是“具有”、“內含”、“涉及”以及其變化詞在此的使用是表示涵蓋列於之後的項目及其等同物以及另外的項目。
各種的實施例係有關於在一UPS中的電力轉換；然而，本 發明的實施例並不限於不斷電電源供應器，並且一般可用於其它電源供應器或是其它電源系統。再者，儘管至少以下某些例子係描述有關線上UPS的利用，但某些實施例可被利用於其它類型的UPS。
圖1是根據一實施例的一種UPS系統100的一個例子之方 塊圖。該UPS系統100係被配置以耦接至一個多相AC電源，例如是一包含相位A、B及C的三相AC輸入102。該UPS系統100係進一步被配置以轉換該AC輸入102的一或多個相位A、B、C成為在一輸出104的單相AC電力。一負載106可耦接至該輸出104。
該UPS系統100係包含複數個分別耦接至一互連電路120 的UPS子系統110。該互連電路120係耦接至該AC輸入102的每個相位A、B、C，並且一般而言，其係作用以互連該AC輸入102的每個相位A、B、C至該複數個UPS子系統110。在一實施例中，該複數個UPS子系統110係包含至少兩個UPS子系統111及112，儘管將會瞭解到的是，任意數目n的UPS子系統都可結合UPS子系統111及112來加以利用。該第一UPS子系統111係包含兩個分別耦接至該互連電路120的輸入130、132。類似地，該第二UPS子系統112係包含兩個分別耦接至該互連電路120的輸入134、136。該些輸入130、132、134、136的每一個係被配置以傳導由該互連電路120所提供的AC輸入102的一相位(例如，A、B或C)至該個別的輸入130、132、134、136。該UPS系統100進一步包含一耦接至該UPS子系統110及/或該互連電路120的控制器140、以及一耦接至該些UPS子系統110及/或該互連電路120的電池150或是其它的DC電源。
一般而言，每個UPS子系統111、112係被配置以轉換該AC 輸入102的相位A、B、C中的一或多個成為在該輸出104的單相AC電力的至少一部分。每個UPS子系統110的輸出(未顯示)係一起被並聯耦接至該UPS系統100的輸出104。例如，UPS子系統111可包含一被配置以轉換該AC輸入102的相位A及B成為在該輸出104的AC電力的至少一部分之雙相轉換器，並且UPS子系統112可包含另一被配置以轉換該AC輸入102的相位B及C成為在該輸出104的AC電力的另一部分之雙相轉換器。或者是，每個UPS子系統111、112可被配置以轉換該AC輸入102的單一相位(例如，相位A、B或C)成為在該輸出104的AC電力。該互連電路120可被控制(例如，藉由該控制器140)以選擇性地互連該AC輸入102的一相位A、B、C分別到該UPS子系統111、112的每個輸入130、132、134、136，即如同以下將會更詳細描述的。在一實施例中，該互連電路120可進一步被控制以耦接該電池150至該輸入130、132、134、136中的一或多個。在另一實施例中，該電池150可以透過一或多個例如是在以下相關圖2、3及4所述的繼電器191-197之繼電器而直接耦接至該UPS子系統110的任一個。
在一實施例中，該複數個UPS子系統110(例如，UPS子系 統111及112)的每一個是一模組化構件，其可以增加到該互連電路120、或是從該互連電路120移除，以增加或減少該UPS系統100的總功率輸出容量。例如，該UPS系統100可包含兩個、三個、四個或更多類似建構的UPS子系統，每個UPS子系統係經由該互連電路120而互連接至該AC輸入102，並且分別使得其個別的輸出彼此並聯地耦接。
圖2是根據一實施例的該UPS系統100之方塊圖。在圖2 中所示的實施例係包含兩個雙相UPS子系統111、112。UPS子系統111係 包含兩個輸出，一火線輸出121以及一中性輸出122，並且UPS子系統112係包含兩個輸出，一火線輸出123以及一中性輸出124。該火線輸出121及123係被並聯耦接在一起，該中性輸出122及124也是被並聯耦接在一起，而連接到輸出104。如上所論述，該負載106可耦接至該輸出104。
該UPS子系統111、112的每一個係包含兩個單相轉換器(例 如，AC至DC功率因數校正轉換器)。UPS子系統111係包含分別耦接至一共同的DC匯流排151的單相轉換器141及142。該DC匯流排151係進一步耦接至一換流器電路161。在一例子中，該UPS子系統111可被配置以利用一3.33KW轉換器(例如，轉換器141)以及一1.65KW轉換器(例如，轉換器142)來在該輸出121、122處產生5KW。類似地，UPS子系統112係包含分別耦接至另一共同的DC匯流排152的單相轉換器143及144。該DC匯流排152係進一步耦接至另一換流器電路162。在此例子中，UPS子系統112可類似地被配置以利用另一1.65KW轉換器(例如，轉換器143)以及另一3.33KW轉換器(例如，轉換器144)來在該輸出123、124處產生5KW。由於該輸出121、123以及122、124是被並聯耦接，因此在該輸出104處的UPS 100之總功率輸出係高達10KW(亦即，每個UPS子系統5KW)，此係根據以下所述的UPS 100的操作模式而定。
在圖2的實施例中，該互連電路120係包含複數個分別耦接 至該AC輸入102的一相位A、B或C的繼電器171、172、173、174。例如，繼電器171係耦接至相位A，繼電器172係耦接至相位B，繼電器173亦耦接至相位B，而繼電器174係耦接至相位C。該互連電路120進一步包含複數個開關181、182、183。開關181係被耦接在繼電器171以及繼電器172 之間，開關182係被耦接在繼電器172以及繼電器173之間，而開關183係被耦接在繼電器173以及繼電器174之間。儘管該互連電路120在圖2中係被展示為和該UPS 100是分開的，但在某些實施例中，該互連電路120可內含在該UPS 100之內，例如是相關圖1所述者。
圖2的UPS 100進一步包含複數個分別耦接至該轉換器 141、142、143、144中之一個別的轉換器、該互連電路120以及該電池150的繼電器191、192、193、194。儘管該繼電器191、192、193、194在圖2中係被展示為在該UPS 100之內，但在某些實施例中，繼電器191、192、193、194可內含在該互連電路120之內。
圖2的UPS 100係被配置成使得每個UPS子系統111、112 平均地分擔該總輸出功率的產生。例如，如上所述，UPS子系統111係產生5KW，並且UPS子系統112係產生另一5KW，以在兩個UPS子系統111、112都操作時得到10KW的總功率輸出。當操作在線路模式(亦即，從該AC輸入102汲取電力)時，該10KW輸出功率可以從該AC輸入102的所有三個相位A、B、C或是從該AC輸入102的單一相位(例如，A、B或C)衍生出。當操作在備用模式(亦即，從該電池150汲取電力)時，該10KW輸出功率可以從該電池150衍生出。為了達成上述的狀況，該互連電路120例如可以如同以下的表1所示地加以控制，以選擇性地耦接該UPS子系統111、112的每一個至該AC輸入102的一或多個相位A、B、C。
表1-三相輸入，單相輸出，兩個UPS子系統。
C=閉路；O=開路。
在表1所示的例子中，並且參考圖2，當兩個UPS子系統111及112是操作時，繼電器171係閉路以傳導該AC輸入102的相位A至轉換器141，繼電器172係閉路以傳導該AC輸入102的相位B至轉換器142，繼電器173係閉路以傳導該AC輸入102的相位B至轉換器143，而繼電器174係閉路以傳導該AC輸入102的相位C至轉換器144。當以表1中所述的方式配置時，該AC輸入102的每個相位A、B、C係平均地被加載(亦即，每個相位3.33KW)，儘管在相位B上的負載係被平均地分散到該兩個UPS子系統111、112(在每個UPS子系統111、112上的1.66KW)，而在相位A及C上的負載分別是用於每個UPS子系統111、112的3.33KW。將會瞭解到的是，表1中所示的控制配置係描述該互連電路120是如何可被配置以達成該UPS 100的各種操作狀況之一個非限制性的例子，並且其它未展示在表1中的配置也是可能的。例如，轉換器142及143可耦接至相位A或C而不是相位B，並且轉換器141及144可耦接至其它兩個未耦接至轉換器142及143的相位中之一。
該UPS 100亦被配置以在該輸出104提供部分的電源供應器冗餘，以防該UPS子系統111或112中之一失效。該些UPS子系統110中的任一個的失效可例如是藉由該控制器140(參見圖1)來加以偵測。例如，若UPS子系統111失效，該UPS 100可以只利用UPS子系統112來提供5KW的輸出功率(亦即，該UPS 100的總輸出容量的一半)。在一例子中，當只有UPS子系統112操作時，繼電器171、172及173以及開關181及182是開路的，此係從該AC輸入102中斷連接UPS子系統111(亦即，UPS子系統111在此配置中將不會產生任何輸出功率)。繼電器174及開關183是閉路的，以僅傳導該AC輸入102的相位C至轉換器143及144。因此，UPS子系統112只有利用到該AC輸入102的一相位來產生該AC輸出104。將會瞭解到的是，該AC輸入102的任何相位A、B、C都可被利用，此係根據該互連電路120之特定的配置而定。在另一同樣展示於表1的例子中，繼電器173以及174是閉路的，並且開關181、182、183是開路的，以僅傳導該AC輸入102的相位B及C至轉換器143及144。因此，UPS子系統112係利用該AC輸入102的兩個相位來產生該AC輸出104。同樣地，將會瞭解到的是，該AC輸入102的任何兩個相位A、B、C都可被利用。
如同在以上表1中所示，該繼電器171、172、173、174以及開關181、182、183可以用各種的組合來加以配置，以組態設定該UPS 100以用於在各種模式中的操作(例如，一種其中所有的UPS子系統110都在操作的模式、或是另一種其中一個UPS子系統110已經失效或者是不能操作的模式)。表2係展示當從該AC輸入102的一或多個相位A、B、C汲取電力時，在數個範例的操作模式中藉由該UPS 100輸出的總功率。在一第一操 作模式中，兩個UPS子系統111及112是在操作中，並且該AC輸入102的三個相位係被使用；在一第二操作模式中，只有UPS子系統112是在操作中，並且該AC輸入102中只有兩個相位被使用。
表2-具有兩個5KVA子系統，三相輸入的UPS輸出的總功率。
表2(續)-具有兩個5KVA子系統，三相輸入的UPS輸出的總功率。
如以下的表3中所示，圖2的UPS 100可進一步被配置以操作在單相AC輸入操作中。
表3-單相輸入(相位C)，單相輸出。C=閉路；O=開路。
在表3所述的配置中，繼電器174是閉路的，同時開關181、182及183也是閉路的。此係致能該互連電路120傳導該AC輸入102的相位C至所有四個轉換器141、142、143、144。將會瞭解到的是，藉由利用該互連電路120之不同的配置，該UPS 100的單相操作可以從該AC輸入102的任何相位A、B或C汲取電力。
以下的表4係展示當操作在例如相關表3所述的單相AC輸入操作中時，藉由該UPS 100輸出的總功率。
表4-具有兩個5KVA子系統，單一相位輸入的UPS輸出的總功率。
為了操作該UPS 100在備用模式中(亦即，從該電池150汲取電力)，繼電器191、192、193、194係被切換到電池連線B+及N，因此其係從該電池150傳導電力至UPS子系統141、142、143、144。
圖3是根據另一實施例的該UPS系統100之方塊圖。圖3的實施例係類似於圖2的實施例，除了該UPS系統100係包含三個UPS子系統111、112、113，而不是如上相關圖2所述的兩個UPS子系統111、112以外。UPS子系統113係包含兩個輸出，一火線輸出125以及一中性輸出126。該火線輸出121、123及125係被並聯耦接在一起，該中性輸出122、124及126同樣是被並聯耦接在一起，而連接到輸出104。如上所論述，該 負載106可耦接至該輸出104。
該UPS子系統111、112、113的每一個係包含兩個單相轉換器(例如，AC至DC功率因數校正轉換器)。類似於以上相關圖2所述的UPS子系統111、112，UPS子系統113係包含分別耦接至一共同的DC匯流排153的單相轉換器145及146。該DC匯流排153係進一步耦接至一換流器電路163。在一例子中，該UPS子系統113可被配置以利用一3.33KW轉換器(例如，轉換器146)以及一1.65KW轉換器(例如，轉換器145)來在該輸出125、126產生5KW。由於該輸出121、123、125以及122、124、126係被並聯耦接，因此該UPS 100在輸出104的總功率輸出係高達15KW(亦即，每UPS子系統5KW)，此係根據在以下描述的該UPS 100的操作模式而定。
在圖3的實施例中，除了如上相關圖2的實施例所述的繼電器171、172、173、174之外，該互連電路120係包含分別耦接至該AC輸入102的一相位A、B或C的繼電器175、176。例如，繼電器175係耦接至相位C，並且繼電器176係耦接至相位A。除了如上相關圖2所述的開關181及183(但是無開關182)之外，該互連電路120進一步包含開關184。開關184係被耦接在繼電器175以及繼電器176之間。儘管該互連電路120在圖3中係被展示為和該UPS 100分開的，但在某些實施例中，該互連電路120可內含在該UPS 100之內，例如相關圖1所述者。
除了如上相關圖2所述的繼電器191、192、193、194之外，圖3的UPS 100進一步包含繼電器195、196。繼電器195、196係分別耦接至該轉換器145、146中之一個別的轉換器、該互連電路120以及該電池150。儘管該繼電器191、192、193、194、195、196在圖3中係被展示為在該UPS 100之內，但在某些實施例中，繼電器191、192、193、194、195、196可內含在該互連電路120之內。
圖3的UPS 100係被配置成使得每個UPS子系統111、112、 113平均地分擔總輸出功率的產生。例如，如上所述，UPS子系統111係產生5KW，UPS子系統112係產生另一5KW，並且UPS子系統113係產生另一5KW，以用於在UPS子系統111、112、113都在操作時得到15KW的總功率輸出。當操作在線路模式(亦即，從該AC輸入102汲取電力)時，該15KW輸出功率可以從該AC輸入102的所有三個相位A、B、C衍生出。當操作在備用模式(亦即，從該電池150汲取電力)時，該15KW輸出功率可以從該電池150衍生出。為了達成上述的狀況，該互連電路120例如可以如同以下的表5中所示地加以控制，以選擇性地耦接該UPS 100至該AC輸入102。
表5-三相輸入，單相輸出，三個UPS子系統。
C=閉路；O=開路。
在表5所示的例子中，當所有的UPS子系統111、112、113是在操作時，繼電器171係閉路以傳導該AC輸入102的相位A至轉換器 141，開關181係閉路以傳導該AC輸入102的相位A至轉換器142(繼電器172是開路的)，繼電器173係閉路以傳導該AC輸入102的相位B至轉換器143，開關183係閉路以傳導該AC輸入102的相位B至轉換器144(繼電器174是開路的)，繼電器175係閉路以傳導該AC輸入102的相位C至轉換器145，並且開關184係閉路以傳導該AC輸入102的相位C至轉換器146(繼電器176是開路的)。當以表5中所述的方式配置時，該AC輸入102的每個相位A、B、C係在該三個UPS子系統111、112、113之間被平均地加載(亦即，每個3.33KW)。將會瞭解到的是，在表5中所示的控制配置係描述該互連電路120是如何可被配置以達成該UPS 100的各種操作狀況的一個非限制性的例子，並且其它未展示在表5中的配置也是可能的。
該UPS 100亦被配置以在該輸出104提供部分的電源供應器冗餘，以防該UPS子系統111、112或113中之一失效。例如，若UPS子系統111失效，該UPS 100可以只利用UPS子系統112、113來提供10KW的輸出功率(亦即，該UPS 100的總輸出容量的三分之二)。當只有UPS子系統112、113是在操作時，繼電器171及172以及開關181、183及184是開路的，此係從該AC輸入102中斷連接UPS子系統111(亦即，UPS子系統111在此配置中將不會產生任何輸出功率)。繼電器173係閉路以傳導該AC輸入102的相位B至轉換器143。繼電器174係閉路以傳導該AC輸入102的相位C至轉換器144。繼電器175係閉路以傳導該AC輸入102的相位C至轉換器145。繼電器176係閉路以傳導該AC輸入102的相位A至轉換器146。因此，在此配置中，該UPS 100係以一種類似於圖2的實施例之方式操作，其中該AC輸入102的每個相位A、B、C係被平均地加載在該兩個操作的 UPS子系統112、113之間(亦即，每個3.33KW)。
如同以上的表5中所示，該繼電器171、172、173、174以及開關181、183、184可以用各種的組合來加以配置，以組態設定該UPS 100以用於操作在各種的模式中。表6係展示當從該AC輸入102的一或多個相位A、B、C汲取電力時，在數個範例的操作模式中藉由該UPS 100輸出的總功率。在一第一操作模式中，所有三個UPS子系統111、112及113都在操作中，並且該AC輸入102的三個相位係被使用；在一第二操作模式中，只有UPS子系統112及113是在操作中，然而該AC輸入102的所有三個相位仍然被使用。
表6-具有三個5KVA子系統UPS輸出的總功率。
C=閉路；O=開路。
為了操作該UPS 100在備用模式中(亦即，從該電池150汲取電力)，繼電器191、192、193、194、195、196係切換至電池連線B+及N， 因此其係從該電池150傳導電力至UPS子系統141、142、143、144、145、146。
圖4是根據另一實施例的該UPS系統100之方塊圖。圖4 的實施例係類似於圖3的實施例，除了該UPS系統100係包含四個UPS子系統111、112、113、114而不是如上相關圖3所述的三個UPS子系統111、112、113以外。UPS子系統114係包含兩個輸出，一火線輸出127以及一中性輸出128。該火線輸出121、123、125及127係被並聯耦接在一起，該中性輸出122、124、126及128同樣是被並聯耦接在一起，而連接到輸出104。如上所論述，該負載106可耦接至該輸出104。
該UPS子系統111、112、113、114的每一個係包含兩個單相轉換器(例如，AC至DC功率因數校正轉換器)。類似於以上相關圖3所述的該UPS子系統111、112、113，UPS子系統114係包含分別耦接至一共同的DC匯流排154的單相轉換器147及148。該DC匯流排154係進一步耦接至一換流器電路164。在一例子中，該UPS子系統114可被配置以利用一3.33KW轉換器(例如，轉換器148)以及一1.65KW轉換器(例如，轉換器147)來在該輸出127、128產生5KW。由於該輸出121、123、125、127以及122、124、126、128係被並聯耦接，因此該UPS 100在該輸出104處的總功率輸出係高達20KW(亦即，每UPS子系統5KW)，此係根據在以下描述的該UPS 100的操作模式而定。
在圖4的實施例中，除了如上相關圖3的實施例所述的繼電器171、172、173、174、175、176之外，該互連電路120係包含分別耦接至該AC輸入102的一相位A、B或C的繼電器177、178。例如，繼電器177 係耦接至相位A，並且繼電器178係耦接至相位B。除了如上相關圖3所述的開關181、183以及184之外，該互連電路120進一步包含開關185。開關185係被耦接在繼電器177以及繼電器178之間。儘管在圖4中，該互連電路120係被展示為和該UPS 100分開的，但在某些實施例中該互連電路120可內含在該UPS 100之內，例如相關圖1所述者。
除了如上相關圖3所述的繼電器191、192、193、194、195、 196之外，圖4的UPS 100進一步包含繼電器197、198。繼電器197、198係分別耦接至該轉換器147、148中之一個別的轉換器、該互連電路120、以及該電池150。儘管在圖4中，該繼電器191、192、193、194、195、196、197、198係被展示為在該UPS 100之內，但在某些實施例中，繼電器191、192、193、194、195、196、197、198可內含在該互連電路120之內。
圖4的UPS 100係被配置成使得每個UPS子系統111、112、 113、114平均地分擔總輸出功率的產生。例如，如上所述，UPS子系統111係產生5KW，UPS子系統112係產生另一5KW，UPS子系統113係產生另一5KW，並且UPS子系統114係產生又一5KW，以用於在UPS子系統111、112、113、114都在操作時得到20KW的總功率輸出。當操作在線路模式(亦即，從該AC輸入102汲取電力)時，該20KW輸出功率可以從該AC輸入102的所有三個相位A、B、C衍生出。當操作在備用模式(亦即，從該電池150汲取電力)時，該20KW輸出功率可以從該電池150衍生出。為了達成上述的狀況，該互連電路120例如可以如同以下的表7中所示地加以控制，以選擇性地耦接該UPS 100至該AC輸入102。
表7-三相輸入，單相輸出，四個UPS子系統。
C=閉路；O=開路。
在表7所示的例子中，當所有的UPS子系統111、112、113、114在操作時，繼電器171係閉路以傳導該AC輸入102的相位A至轉換器141，繼電器172係閉路以傳導該AC輸入102的相位B至轉換器142(開關181是開路的)，繼電器173係閉路以傳導該AC輸入102的相位B至轉換器143，繼電器174係閉路以傳導該AC輸入102的相位C至轉換器144(開關183是開路的)，繼電器175係閉路以傳導該AC輸入102的相位C至轉換器145，繼電器176係閉路以傳導該AC輸入102的相位A至轉換器146(開關184是開路的)，繼電器177係閉路以傳導該AC輸入102的相位A至轉換器147，並且繼電器178係閉路以傳導該AC輸入102的相位B至轉換器148(開關185是開路的)。當以表7中所述的方式配置時，該AC輸入102的每個相位A、B、C係被平均地加載在該四個UPS子系統111、112、113、114之間(亦即，每個3.33KW)。將會瞭解到的是，表7中所示的控制配置係描 述該互連電路120是如何可被配置以達成該UPS 100的各種操作狀況的一個非限制性的例子，並且其它未展示在表7中的配置也是可能的。
該UPS 100亦被配置以在該輸出104提供部分的電源供應器冗餘，以防該UPS子系統111、112、113或114中之一失效。例如，若UPS子系統111失效，則該UPS 100可以只利用UPS子系統112、113、114來提供15KW的輸出功率(亦即，該UPS 100的總輸出容量的四分之三)。當只有UPS子系統112、113、114在操作時，繼電器171及172以及開關181是開路的，此係從該AC輸入102中斷連接UPS子系統111(亦即，UPS子系統111在此配置中將不會產生任何輸出功率)。繼電器173係閉路以傳導該AC輸入102的相位B至轉換器143。開關183係閉路以傳導該AC輸入102的相位B至轉換器144。繼電器175係閉路以傳導該AC輸入102的相位C至轉換器145。開關184係閉路以傳導該AC輸入102的相位C至轉換器146。繼電器177係閉路以傳導該AC輸入102的相位A至轉換器147。開關185係閉路以傳導該AC輸入102的相位A至轉換器148。因此，在此配置中，該UPS 100係以一種類似於圖3的實施例之方式操作，其中該AC輸入102的每個相位A、B、C係被平均地加載在該三個操作的UPS子系統112、113、114之間(亦即，每個3.33KW)。
如以上的表7中所示，該繼電器171、172、173、174、175、176以及開關181、183、184、185可以用各種的組合來加以配置，以組態設定該UPS 100以用於操作在各種的模式中。表8係展示當從該AC輸入102的一或多個相位A、B、C汲取電力時，在數個範例的操作模式中藉由該UPS 100輸出的總功率。在一第一操作模式中，所有的四個UPS子系統111、112、 113及114都在操作中，並且該AC輸入102的三個相位係被使用；在一第二操作模式中，只有UPS子系統112、113及114是在操作中，但該AC輸入102的所有三個相位仍然都被使用。
表8-具有四個5KVA子系統的UPS的總功率輸出。
C=閉路；O=開路。
為了操作該UPS 100在備用模式中(亦即，從該電池150汲取電力)，繼電器191、192、193、194、195、196、197、198係切換至電池連線B+及N，因此其係從該電池150傳導電力至UPS子系統141、142、143、144、145、146、147、148。
一實施例係包含一種具有一個三相電源輸入之模組化UPS系統。該UPS系統係包含複數個模組或子系統，並且被配置以達成相較於 某些習知的UPS系統的高效率、部分的冗餘、較低的成本、較高的功率密度、高的彈性以及低的輸入電流失真。根據各種實施例的UPS系統在功率上是高度有彈性的而且為可縮放的，因此其係提供以較低的成本以及單位功率因數來建立較高功率的UPS系統的益處。該UPS系統的各種實施例亦能夠利用單一電池來操作在備用或電池模式中，而不是利用一分開的電池，此係使得該UPS系統較不複雜，更符合成本效益，並且容易與其它UPS系統或子系統並聯配置。
前述實施例中的任一個都可被實施在一UPS之內，例如是 一種具有一DC電池作為一備用電源之UPS。該UPS可被配置以提供備用電力給任意數目的消耗電力的裝置，例如電腦、伺服器、網路路由器、空調單元、照明、保全系統、或是其它需要不斷電的電力之裝置及系統。該UPS可包含或耦接至一控制器或控制單元，以控制該UPS的操作。例如，該控制器可提供脈衝寬度調變的(PWM)信號至用於控制該電力轉換功能的電路內的每一個切換裝置。在另一例子中，該控制器可提供控制信號給該些繼電器。一般而言，該控制器係控制該UPS的操作，使得其係在可從該AC電源獲得電力時，從該AC電源來充電該電池，並且在該AC電源是無法利用時或是在電壓不足的期間之狀況，反轉來自該電池的DC電力。該控制器可包含以任何可被用來執行該控制器之個別的功能的組合之硬體、軟體、韌體、一處理器、一記憶體、一輸入/輸出介面、一資料匯流排、及/或其它元件。
在上述的實施例中，一電池係被使用作為一備用電源。在其 它實施例中，其它AC或DC備用電源及裝置也可被利用，其包含燃料電池、 太陽能光伏、DC微渦輪、電容器、一交流AC電源、任何其它適當的電源、或是這些的任何組合。在本發明利用一電池作為一備用電源的實施例中，該電池可以是由所多個具有並聯或串聯耦接、在UPS內部或外部的單元之電池所構成的。
至此已經敘述本發明的至少一實施例的數個特點，所體認到 的是熟習此項技術者將會容易地思及各種的改變、修改及改良。此種改變、修改及改良係欲成為此揭露內容的部分，並且是欲在本發明的範疇內。例如，每個UPS子系統可包含習知的PFC轉換器拓樸。此可以使得該UPS系統能夠以低成本來達成高效率。在另一例子中，每個UPS子系統的功率額定值可以是不同於在此所述的那些值，藉此對於該UPS系統之一給定的配置提供不同的總輸出功率以及不同的冗餘位準。在又一例子中，每個UPS子系統可包含超過兩個AC至DC轉換器，例如是三個1.66KW的轉換器，其分別使得其輸出並聯耦接。於是，先前的說明及圖式僅為舉例而已。
100‧‧‧UPS系統
102‧‧‧三相AC輸入
104‧‧‧輸出
106‧‧‧負載
110‧‧‧UPS子系統
111‧‧‧第一UPS子系統
112‧‧‧第二UPS子系統
120‧‧‧互連電路
130、132‧‧‧輸入
134、136‧‧‧輸入
140‧‧‧控制器
150‧‧‧電池

Claims (21)

  1. 一種不斷電電源供應器(UPS)系統，其係包括：一互連電路，其係配置以從一個三相AC電源接收三相AC輸入電力；一第一UPS子系統，其係耦接至該互連電路，並且具有一第一單相AC至DC轉換器、一第二單相AC至DC轉換器以及一被配置以提供一第一單相AC輸出功率的第一輸出，該第一UPS子系統係被配置以轉換該三相AC輸入電力的至少一相位成為該第一單相AC輸出功率；至少一第二UPS子系統，其係耦接至該互連電路，並且具有一第三單相AC至DC轉換器、一第四單相AC至DC轉換器以及一被配置以提供一第二單相AC輸出功率的第二輸出，該至少一第二UPS子系統係被配置以轉換該三相AC輸入電力的至少一相位成為該第二單相AC輸出功率；以及一第三輸出，其係耦接至該第一輸出以及該第二輸出，該第三輸出係被配置以提供該第一單相AC輸出功率以及該第二單相AC輸出功率的一組合至一負載，其中，在一第一操作模式中，該互連電路係被配置以傳導該三相AC輸入電力的至少一相位至該第一UPS子系統以及該三相AC輸入電力的至少一相位至該至少一第二UPS子系統，以及其中，在一第二操作模式中，該互連電路係被配置以從該第一UPS子系統斷開該三相AC輸入電力並且傳導該三相AC輸入電力的至少一相位至該至少一第二UPS子系統。
  2. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器系統，其中，在該第一操作模式中，該互連電路係被配置以傳導該三相AC輸入電力的一第一相位以 及該三相AC輸入電力的一第二相位至該第一UPS子系統，該三相AC輸入電力的該第二相位係不同於該三相AC輸入電力的該第一相位，並且進一步被配置以傳導該三相AC輸入電力的該第二相位以及該三相AC輸入電力的一第三相位至該至少一第二UPS子系統，該三相AC輸入電力的該第三相位係不同於該AC輸入電力的該第一及第二相位的每一個。
  3. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器系統，其中該第一單相AC至DC轉換器以及該第二單相AC至DC轉換器的每一個係被配置以獨立於該第三單相AC至DC轉換器以及該第四單相AC至DC轉換器的每一個來操作。
  4. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器系統，其進一步包括一控制器，該控制器係被配置以偵測該第一UPS子系統的一失效，並且響應於偵測到該第一UPS子系統的失效以將該UPS系統操作在該第二操作模式中。
  5. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器系統，其進一步包括一DC電源，其中該第一UPS子系統係包含一耦接至該第一單相AC至DC轉換器的第一輸入以及一耦接至該第二單相AC至DC轉換器的第二輸入，其中該至少一第二UPS子系統係包含一耦接至該第三單相AC至DC轉換器的第三輸入以及一耦接至該第四單相AC至DC轉換器的第四輸入，以及其中該互連電路係被配置以可切換地連接該第一UPS子系統的第一輸入至該DC電源以及該三相AC輸入電力的至少一相位中之一，連接該第一 UPS子系統的第二輸入至該DC電源以及該三相AC輸入電力的至少一相位中之一，連接該至少一第二UPS子系統的第三輸入至該DC電源以及該三相AC輸入電力的至少一相位中之一，以及連接該至少一第二UPS子系統的第四輸入至該DC電源以及該三相AC輸入電力的至少一相位中之一。
  6. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器系統，其中該第一輸出以及該第二輸出係彼此並聯地耦接。
  7. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器系統，其中該第一UPS子系統係包含一第一雙重變換UPS，並且其中該至少一第二UPS子系統係包含一第二雙重變換UPS。
  8. 一種不斷電電源供應器(UPS)系統，其係包括：一第一UPS子系統，其係具有一第一輸入、一第二輸入、一耦接至該第一輸入的第一單相AC至DC轉換器、以及一耦接至該第二輸入的第二單相AC至DC轉換器；一第二UPS子系統，其係具有一第三輸入、一第四輸入、一耦接至該第三輸入的第三單相AC至DC轉換器、以及一耦接至該第四輸入的第四單相AC至DC轉換器；一耦接至該第一輸入並且被配置以耦接至一個三相AC電源的一第一相位的第一繼電器；一耦接至該第二輸入並且被配置以耦接至該三相AC電源的一第二相位的第二繼電器；一耦接至該第三輸入並且被配置以耦接至該三相AC電源的該第二相位的第三繼電器； 一耦接至該第四輸入並且被配置以耦接至該三相AC電源的一第三相位的第四繼電器；一第一開關，其係在一端耦接至一在該第一繼電器以及該第一輸入之間的第一點，並且在一相對端耦接至一在該第二繼電器以及該第二輸入之間的第二點；以及一第二開關，其係在一端耦接至一在該第三繼電器以及該第三輸入之間的第三點，並且在一相對端耦接至一在該第四繼電器以及該第四輸入之間的第四點。
  9. 如申請專利範圍第8項之不斷電電源供應器系統，其進一步包括一插置在該第一輸入以及該第一開關之間的第五繼電器、一插置在該第二輸入以及該第一開關之間的第六繼電器、一插置在該第三輸入以及該第二開關之間的第七繼電器、以及一插置在該第四輸入以及該第二開關之間的第八繼電器。
  10. 如申請專利範圍第9項之不斷電電源供應器系統，其進一步包括一DC電源，其中該第五繼電器係被配置以可切換地耦接該第一單相AC至DC轉換器至該第一輸入以及該DC電源中之一，其中該第六繼電器係被配置以可切換地耦接該第二單相AC至DC轉換器至該第二輸入以及該DC電源中之一，其中該第七繼電器係被配置以可切換地耦接該第三單相AC至DC轉換器至該第三輸入以及該DC電源中之一，並且其中該第八繼電器係被配置以可切換地耦接該第四單相AC至DC轉換器至該第四輸入以及該DC電源中之一。
  11. 如申請專利範圍第10項之不斷電電源供應器系統，其進一步包括一 耦接至該第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七及第八繼電器、該第一及第二開關、以及該第一及第二UPS子系統的控制器，其中，在一第一操作模式中，該控制器係被配置以閉合該第一、第二、第三及第四繼電器以分別提供該三相AC輸入電力的至少一相位至該第一、第二、第三及第四輸入，其中該控制器係進一步被配置以切換該第五繼電器以耦接該第一單相AC至DC轉換器至該第一輸入，切換該第六繼電器以耦接該第二單相AC至DC轉換器至該第二輸入，切換該第七繼電器以耦接該第三單相AC至DC轉換器至該第三輸入，切換該第八繼電器以耦接該第四單相AC至DC轉換器至該第四輸入，並且開路該第一開關以及該第二開關；以及其中，在一第二操作模式中，該控制器係被配置以開路該第一、第二及第三繼電器，開路該第一開關，閉路該第四繼電器，並且閉路該第二開關。
  12. 如申請專利範圍第11項之不斷電電源供應器系統，其中，在一第三操作模式中，該控制器係被配置以開路該第一及第二繼電器，開路該第一及第二開關，並且閉路該第三及第四繼電器。
  13. 如申請專利範圍第12項之不斷電電源供應器系統，其中該控制器係進一步被配置以偵測該第一UPS子系統的一失效，並且響應於偵測到該第一UPS子系統的失效以操作該UPS系統在該第二及第三操作模式中之一。
  14. 如申請專利範圍第10項之不斷電電源供應器系統，其進一步包括一在一端耦接至該第二點並且在一相對端耦接至該第三點的第三開關。
  15. 如申請專利範圍第14項之不斷電電源供應器系統，其進一步包括一 耦接至該第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七及第八繼電器、該第一、第二及第三開關、以及該第一及第二UPS子系統的控制器，其中，在一第一操作模式中，該控制器係被配置以閉路該第一繼電器並且閉路該第一、第二及第三開關以分別提供該三相AC輸入電力的一相位至該第一、第二、第三及第四輸入，其中該控制器係進一步被配置以切換該第五繼電器以耦接該第一單相AC至DC轉換器至該第一輸入，切換該第六繼電器以耦接該第二單相AC至DC轉換器至該第二輸入，切換該第七繼電器以耦接該第三單相AC至DC轉換器至該第三輸入，切換該第八繼電器以耦接該第四單相AC至DC轉換器至該第四輸入；以及其中，在一第二操作模式中，該控制器係被配置以開路該第一、第二及第三繼電器，開路該第三開關，閉路該第四繼電器，並且閉路該第二開關。
  16. 如申請專利範圍第8項之不斷電電源供應器系統，其中該第一單相AC至DC轉換器係包含一第一3.33KW的AC至DC轉換器，其中該第二單相AC至DC轉換器係包含一第一1.66KW的AC至DC轉換器，其中該第三單相AC至DC轉換器係包含一第二1.66KW的AC至DC轉換器，並且其中該第四單相AC至DC轉換器係包含一第二3.33KW的AC至DC轉換器。
  17. 如申請專利範圍第16項之不斷電電源供應器系統，其中該第一UPS子系統係包含一耦接至該第一及第二單相AC至DC轉換器的每一個之第一5KW的換流器，以及其中該第二UPS子系統係包含一耦接至該第三及第四單相AC至DC轉換器的每一個之第二5KW的換流器。
  18. 一種用於控制一不斷電電源供應器(UPS)系統之方法，該方法係包括：連接一個三相AC輸入電力的一相位至一第一UPS子系統的一第一單相AC至DC轉換器；連接該三相AC輸入電力的一相位至該第一UPS子系統的一第二單相AC至DC轉換器；連接該三相AC輸入電力的一相位至一第二UPS子系統的一第三單相AC至DC轉換器；連接該三相AC輸入電力的一相位至該第二UPS子系統的一第四單相AC至DC轉換器；利用該第一、第二、第三及第四AC至DC轉換器的每一個來轉換該三相AC輸入電力成為一單相AC輸出功率；偵測該第一UPS子系統的一失效；以及響應於偵測到該第一UPS子系統的失效，中斷連接來自該第一單相AC至DC轉換器以及該第二單相AC至DC轉換器的每一個的該三相AC輸入電力，並且利用該第三及第四單相AC至DC轉換器的每一個來轉換該三相AC輸入電力的至少一相位成為該單相AC輸出功率。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，其進一步包括連接該三相AC輸入電力的一第一相位至該第一單相AC至DC轉換器，連接不同於該三相AC輸入電力的該第一相位之該三相AC輸入電力的一第二相位至該第二單相AC至DC轉換器，連接該三相AC輸入電力的該第二相位至該第三單相AC至DC轉換器，以及連接不同於該AC輸入電力的該第一及第二相位的每一 個之該三相AC輸入電力的一第三相位至該第四單相AC至DC轉換器。
  20. 如申請專利範圍第19項之方法，其進一步包括，響應於偵測到該第一UPS子系統的失效，連接該三相AC輸入電力的該第一相位以及該三相AC輸入電力的該第二相位中的至少一個至該第三單相AC至DC轉換器以及該第四單相AC至DC轉換器的每一個。
  21. 如申請專利範圍第18項之方法，其進一步包括連接該三相AC輸入電力的一相位至該第一、第二、第三及第四單相AC至DC轉換器的每一個。
TW102105492A 2012-02-15 2013-02-18 模組化的三相線上不斷電電源供應器及其操作方法 TWI590564B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2012/025210 WO2013122581A1 (en) 2012-02-15 2012-02-15 A modular three-phase online ups

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201340550A true TW201340550A (zh) 2013-10-01
TWI590564B TWI590564B (zh) 2017-07-01

Family

ID=48984557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102105492A TWI590564B (zh) 2012-02-15 2013-02-18 模組化的三相線上不斷電電源供應器及其操作方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9787209B2 (zh)
EP (1) EP2815495B1 (zh)
CN (1) CN104272573B (zh)
AU (1) AU2012369989B2 (zh)
DK (1) DK2815495T3 (zh)
IN (1) IN2014DN07469A (zh)
TW (1) TWI590564B (zh)
WO (1) WO2013122581A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI586065B (zh) * 2016-01-08 2017-06-01 光寶電子（廣州）有限公司 可選擇輸出電壓的電源分配裝置
TWI665848B (zh) * 2017-12-08 2019-07-11 緯穎科技服務股份有限公司 電源供應系統及其控制方法
TWI693780B (zh) * 2019-06-03 2020-05-11 緯穎科技服務股份有限公司 用於電源供應系統之控制方法及電源供應系統

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104811036B (zh) * 2014-01-28 2018-01-26 台达电子企业管理（上海）有限公司 多电源供电系统及其控制方法
CN104022564A (zh) * 2014-06-13 2014-09-03 刘卡丁 城市轨道交通弱电综合ups系统
CN104065276B (zh) 2014-06-27 2017-01-25 华为技术有限公司 一种三相不间断电源的控制方法、装置和三相不间断电源
US10404097B2 (en) * 2016-01-07 2019-09-03 Cisco Technology, Inc. Multi-input line-redundant uninterruptable power supply
WO2017131731A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Uninterruptible power supply
JP6643678B2 (ja) * 2016-03-16 2020-02-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スイッチング電源装置
US9985450B2 (en) * 2016-05-12 2018-05-29 Littelfuse, Inc. Relay for use with multiple power sources
CN107546836B (zh) 2016-06-23 2019-11-26 维谛技术有限公司 一种ups电源
JP2018137893A (ja) * 2017-02-22 2018-08-30 富士電機株式会社 電源装置
CN107465266A (zh) * 2017-09-13 2017-12-12 河南省三禾电气有限公司 一种智能站所终端设备以及智能配网设备监控系统
DE102017131042A1 (de) 2017-12-21 2019-06-27 Sma Solar Technology Ag Umrichter mit mindestens einem wandlermodul mit drei brückenzweigen, verfahren zum betreiben und verwendung eines solchen umrichters
CN109450107A (zh) * 2018-12-14 2019-03-08 引先自动化科技（苏州）有限公司 一种非接触式电力传输系统
US11362538B2 (en) 2020-01-31 2022-06-14 Schneider Electric It Corporation Uninterruptible power supply component analysis system and method
US11303149B2 (en) 2020-02-03 2022-04-12 Schneider Electric It Corporation Short-circuit current capacity enhancement
CN112653335A (zh) * 2020-12-08 2021-04-13 华为技术有限公司 一种功率变换电路、功率变换电路的控制方法以及变压器
KR20220142796A (ko) * 2021-04-15 2022-10-24 현대자동차주식회사 충전 장치

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5745356A (en) * 1996-06-25 1998-04-28 Exide Electronics Corporation Independent load sharing of AC power systems connected in parallel
TW591870B (en) 2003-02-18 2004-06-11 Delta Electronics Inc Integrated converter with three-phase power factor correction
US7259477B2 (en) 2003-08-15 2007-08-21 American Power Conversion Corporation Uninterruptible power supply
US7088601B2 (en) 2004-01-23 2006-08-08 Eaton Power Quality Corporation Power conversion apparatus and methods using DC bus shifting
US8754544B2 (en) * 2005-01-27 2014-06-17 General Electric Company Apparatus for synchronizing uninterruptible power supplies
EP1806819A1 (en) 2006-01-05 2007-07-11 Constructions Electroniques + Telecommunications, en abrégé "C.E.+T" Backup power system
US7456524B2 (en) * 2006-03-31 2008-11-25 American Power Conversion Corporation Apparatus for and methods of polyphase power conversion
US7652393B2 (en) 2006-09-14 2010-01-26 American Power Conversion Corporation Apparatus and method for employing a DC source with an uninterruptible power supply
GB0625121D0 (en) * 2006-12-18 2007-01-24 Gendrive Ltd Electrical energy converter
US7888818B2 (en) * 2008-02-22 2011-02-15 Liebert Corporation Substation based high voltage uninterruptible power supply
US7888819B2 (en) * 2008-04-23 2011-02-15 Phoenixtec Power Co., Ltd. Multi-input power converter and uninterruptible power supply having the same
US7847435B2 (en) * 2008-07-16 2010-12-07 International Business Machines Corporation Intrinsically balanced direct current uninterruptible power supply
US8228046B2 (en) * 2009-06-16 2012-07-24 American Power Conversion Corporation Apparatus and method for operating an uninterruptible power supply
US8385091B2 (en) * 2009-08-20 2013-02-26 Electric IT Corporation 3-phase high-power UPS

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI586065B (zh) * 2016-01-08 2017-06-01 光寶電子（廣州）有限公司 可選擇輸出電壓的電源分配裝置
TWI665848B (zh) * 2017-12-08 2019-07-11 緯穎科技服務股份有限公司 電源供應系統及其控制方法
TWI693780B (zh) * 2019-06-03 2020-05-11 緯穎科技服務股份有限公司 用於電源供應系統之控制方法及電源供應系統
US11108266B2 (en) 2019-06-03 2021-08-31 Wiwynn Corporation Control method for power supply system and power supply system

Also Published As

Publication number Publication date
CN104272573B (zh) 2017-04-12
AU2012369989B2 (en) 2017-03-30
US20150022003A1 (en) 2015-01-22
TWI590564B (zh) 2017-07-01
IN2014DN07469A (zh) 2015-04-24
EP2815495A4 (en) 2015-08-19
DK2815495T3 (en) 2017-10-23
AU2012369989A1 (en) 2014-09-04
US9787209B2 (en) 2017-10-10
EP2815495B1 (en) 2017-06-14
CN104272573A (zh) 2015-01-07
WO2013122581A1 (en) 2013-08-22
EP2815495A1 (en) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI590564B (zh) 模組化的三相線上不斷電電源供應器及其操作方法
EP2737603B1 (en) Single-battery power topologies for online ups systems
TWI542988B (zh) 不斷電系統及其供應方法、具體非暫態的電腦可使用媒體
US7652393B2 (en) Apparatus and method for employing a DC source with an uninterruptible power supply
US8492928B2 (en) AC-to-DC conversion
US11043836B2 (en) UPS having a delta converter utilized as input power regulator in a double conversion system
JP6262887B2 (ja) 電源バス回路
WO2013033089A1 (en) Twin boost converter with integrated charger for ups
AU2012290455A1 (en) Non-isolated AC-DC converter having a positive output buck-boost converter and PFC at input supply
JP6599700B2 (ja) 系統連系装置
CN111106667B (zh) 一种供电装置和供电系统
RU2803077C1 (ru) Источник бесперебойного питания
JP2023038177A (ja) 電源システム
JP2013078223A (ja) 電力供給システム及び電気機器