TWI538349B - 不斷電電源供應器、可由不斷電電源供應器執行之方法、及非暫時性機器可讀取儲存媒體 - Google Patents

Description

不斷電電源供應器、可由不斷電電源供應器執行之方法、及非暫時性機器可讀取儲存媒體

本發明關於一種具有換流器、充電器及主動式濾波器之不斷電電源供應器。

一不斷電電源供應器係一電性裝置，其在一電源失敗時，提供電力給一負載。該不斷電電源供應器被利用於極小化一資料中心、電腦及/或伺服器內之損失。

本發明揭示一種不斷電電源供應器，包括：一積體電路，進一步包括：一充電器，耦接至一輸入功率和一電池，用以充電該電池；一換流器，耦接至該電池和一負載，用以將輸出功率自該電池傳送至該負載；及一主動式濾波器，用以藉由補償一對應至該輸入功率之功率因數來降低輸入至該不斷電電源供應器之輸入電流。

本發明亦揭示一種非暫時性機器可讀取儲存媒體，具有可由一運算裝置之處理器執行而編碼之指令，該儲存媒體包括指令以：由一充電器接收來輸入功率，以充電一不斷電電源供應器內之電池；由一耦接至該電池之換流器來傳送輸出功率至一負載；及由一主動式濾波器來補償一 對應至該輸入功率之功率因數，以降低輸入至該不斷電電源供應器之輸入電流，其中，該充電器、該換流器及該主動式濾波器係整合於該不斷電電源供應器內之一電路上且係互含的。

本發明亦揭示一種可由一不斷電電源供應器執行之方法，包括：由一充電器接收一輸入功率以充電一電池；由一換流器將輸出功率自該電池傳送至一負載；及由該主動式濾波器來補償一對應至該輸入功率之功率因數以降低輸入至該不斷電電源供應器之輸入電流，其中，該充電器、該換流器及該主動式濾波器彼此間係互含的。

102‧‧‧輸入功率

104‧‧‧不斷電電源供應器

106‧‧‧積體電路

108‧‧‧充電器

110‧‧‧換流器

112‧‧‧主動式濾波器

114‧‧‧電池

116‧‧‧輸出功率器

118‧‧‧負載

216‧‧‧控制器

218‧‧‧三相電源線

220‧‧‧開關

302-306‧‧‧操作

402-412‧‧‧操作

502-508‧‧‧操作

600‧‧‧運算裝置

602‧‧‧處理器

604‧‧‧機器可讀取儲存媒體

606-624‧‧‧指令

614‧‧‧充電器

616‧‧‧換流器

618‧‧‧主動式濾波器

在該些附圖中，類似編號參考至類似元件或方塊。下列詳細說明參考該些圖式，其中：圖1係一範例性不斷電電源供應器方塊圖，包含一積體電路和電池以接收輸入功率並傳送輸出功率至一負載，該積體電路係進一步包含一充電器、一換流器及一主動式濾波器。

圖2A係用於包含一控制器、電池及積體電路之不斷電電源供應器之範例性三相電源線以接收輸入功率並傳送輸出功率至負載之圖形。

圖2B係透過一開關耦接至一電池之積體電路之範例性結構圖。

圖2C係說明各種條件事件之範例性資料表格，其中，一控制器針對一特定臨界值來監視該輸出功率。

圖3係由一充電器接收一輸入功率，由一換流器傳送輸出功率並由一主動式濾波器補償一對應至該輸入功率之功率因數之範例性方法流程圖。

圖4係由一充電器接收一輸入功率，由一換流器傳送輸出功率，由一 主動式濾波器補償一對應至該輸入功率之功率因數，並監視該輸出功率以決定該輸出功率是否超過或低於一臨界值之範例性方法流程圖。

圖5係用以同時間操作下列：一充電器、一換流器及一主動式濾波器中至少二者之範例性方法流程圖。

圖6係一範例性運算裝置方塊圖，運算裝置具有執行一機器可讀取儲存媒體內之指令以經由一充電器接收一輸入功率，經由一換流器傳送輸出功率及經由一主動式濾波器補償一功率因數之處理器。

在電力系統內之不斷電電源供應器藉由供應能量至負載以提供避免輸入功率中斷之保護。該不斷電電源供應器(UPS)可搭配各機能來運用之；然而，該不斷電電源供應器可包含這些機能之獨立轉換。這些機能可包含一主動式濾波器、一充電器及/或一換流器，但不限於此。這些元件彼此間獨立地存在，對彼此建立一互斥性。例如，該充電器可工作於該電池需充電之時，但在該充電時期，既然該電源供應器無法支援該負載，該換流器和該主動式濾波器就不會操作。因此，該不斷電電源供應器在一給予時間下，不會操作超過一給予功能。此外，該不斷電電源供應器可傳送該負載功率因數至該來源。低負載功率因數增加輸入電流。功率因數依據該負載類型而變。因此，該主動式濾波器被運用做為一獨立外部校正以校正該負載功率因數。更進一步，分開這些元件增加一電力系統之空間和成本。

為了解決這些問題，在此所揭示之範例提供一不斷電電源供應器(UPS)，內含一積體電路以接收輸入功率。該積體電路包含一充電器以 充電一電池，一換流器以將輸出功率自該電池傳送至一負載及一主動式濾波器以補償與該輸入功率有關之功率因數。將這些元件中之每一個納入該積體電路中提供該不斷電電源供應器額外機能卻不增加該成本和空間。進一步，將這些元件中之每一個納入該積體電路中致能該不斷電電源供應器提供三不同機能卻未添加獨立外部元件。

此外，整合這些元件至該電路中致能該不斷電電源供應器於任何給予時間下，操作這些元件中之至少二者。這個提供這些元件之互含性，其中，相對於三獨立電路，這些元件(也就是，該充電器、該換流器及該主動式濾波器)中之至少二者可一起操作。

另一配置中，該些範例提供該積體電路以同時間一起操作該些元件中之至少二者。一起操作該些元件(也就是，該充電器、該換流器及該主動式濾波器)中之至少二者提供一有效特性給該不斷電電源供應器，使得對應至每一個元件之功能可同時地操作。

在一進一步範例中，該輸入功率係一三相輸入一部分，且該充電器係一三相充電器。提供該三相充電器致能該不斷電電源供應器在接收該三相位中之輸入功率(例如，電流)時，平衡它本身。例如，該電池充電器可自一三相應用之單一相位中取出它的輸入功率，引起該些三相電源線中之輸入功率不平衡。在本範例中，該電池可接收該些三相電源線中之總輸入功率的三分之一且不能支援該負載。該三相充電器致能該不斷電電源供應器以支援具有該些三相電源線之負載。

在一進一步範例中，耦接至該不斷電電源供應器之控制器監視提供至該負載之輸出功率。在本範例中，若該輸出功率係超過或低於一 特定臨界值，則該控制器不是閒置該主動式濾波器就是操作該主動式濾波器以補償與該輸入功率有關之功率因數。依據該輸出功率是超過或低於該臨界值來閒置或操作該主動式濾波器提供一額外管理功能給該不斷電電源供應器以有效率地操作於傳送該輸出功率。

總之，在此所揭示之範例提供整合著一充電器、換流器及主動式濾波器之不斷電電源供應器以提供三不同機能卻不會隨著三獨立外部元件而增加該成本和空間。此外，在此所揭示之範例提供一互含性，其中，相對於三獨立電路，該些元件(也就是，該充電器、該換流器及該主動式濾波器)中之至少二者可一起操作。

現在參考至該些圖形，圖1係用以在一電力系統內之電源失敗時，提供輸出功率116至一負載118之範例性不斷電電源供應器104方塊圖。該不斷電電源供應器104接收來自該電源之輸入功率102並包含一積體電路106和一電池114。該積體電路106包含一充電器108來接收該輸入功率102以充電該電池114，一主動式濾波器112來補償與該輸入功率102有關之功率因數，及一換流器110將儲存於該電池114之直流電轉換成一交流電做為輸出功率116以提供給該負載118。

該輸入功率102係該電源(未圖示)所傳送且該不斷電電源供應器104所接收之功率。該輸入功率102係提供至該電源供應器104之電荷，如此，可包含電流、電壓及/或電荷。在一配置中，該輸入功率102係由一市電電源所提供之交流電。該不斷電電源供應器104接收輸入功率102並提供輸出功率116至該負載118。該不斷電電源供應器104配置包含一功率饋入、電源、發電機、電源電路、能量儲存裝置、電力系統或能夠接收 輸入功率102並提供輸出功率116至該負載118之其它類型電源供應器。進一步，該不斷電電源供應器104可包含未示於圖2之額外元件。例如，該電源供應器104可包含一控制器以管理並控制該電源供應器104之功能及/或操作。本配置係詳述於下一圖形中。

該積體電路106係整合著電性元件108、110和112之電路板。該積體電路106可包含多個電感器、開關和電容器以提供該充電器108、換流器110及主動式濾波器112之間之連接和操作。在一配置中，該積體電路106可在一重疊時段內，同時間操作該些元件108、110和112中之至少二者。例如，該充電器可接收輸入功率102以充電該電池114而在這個時期，該主動式濾波器112可同時補償與該輸入功率102有關之功率因數。在另一配置中，該積體電路106可同時操作該些元件108、110和112中之至少二者。在本方式中，因為該些元件108、110和112彼此間能夠同時搭配操作，該些元件108、110和112彼此間可互含。這些配置係詳細說明於後面圖形。整合在該積體電路上之每一個電性元件提供對應至一電路板上之電性元件108、110和112之每一個功能而非建立用於每一個元件108、110和112之獨立電路。

該充電器108接收輸入功率102並提供該電荷給該電池114。該充電器108係該積體電路106一部分且被使用於藉由導引一電流至該電池114來充電該電池114。在一配置中，該充電器108接收該輸入功率102成為交流電並將它轉換成直流電以充電該電池114。

該換流器110係為該不斷電電源供應器104內部積體電路106一部分之電力轉換器。在一配置中，該電池114儲存該充電器108所接 收之電荷成為直流電，該換流器110接收本直流電並將它轉換成交流電以做為該輸出功率116來傳送至該負載118。

該主動式濾波器112利用例如一放大器之主動式電性元件來補償與該充電器108所接收之輸入功率102有關之功率因數(未圖示)。該主動式元件係可產生能量及/或功率增益之電性元件。在本方式中，該主動式濾波器112使用主動式電性元件來補償該功率因數。該功率因數係一電力系統之效率指標。在該主動式濾波器得到對應至該輸入功率102之電流和電壓測量以決定該功率因數時，該功率因數係與該輸入功率102有關。在一配置中，該主動式濾波器112藉由補償該功率因數來降低輸入至該不斷電電源供應器104之輸入功率(例如，電流)。

該電池114係該不斷電電源供應器104內部一電性元件，用以儲存來自該充電器108之電荷並提供該電荷至該換流器110。該電池114利用電解型化學電池來儲存並提供該電能，如此，該電池114之配置包含一不可重新充電電池、可重新充電電池、電化學電池、機械電池或能夠接收來自該充電器108之電荷並將該電荷提供給該換流器110以傳送至該負載118之其它類型電能儲存元件。

該輸出功率116係經由該換流器110自該電池114傳送至該負載118。該負載118可利用不同於該輸入功率102之功率，因此該積體電路106可處理該輸入功率102以產生該輸出功率116來提供給該負載118。該輸出功率116係由該電源供應器104供應至該負載118之電荷，且如此可包含電流、電壓及/或電荷。在一配置中，該電池114所儲存之電力可包含一直流電，因此該換流器可將該直流電轉換成交流電以做為輸出至該負載 118之輸出功率116。

該負載118係該電力系統一部分並接收來自該不斷電電源供應器104之輸出功率116。該負載118可包含一資料中心、電腦及/或伺服器，其中，用以接收來自該不斷電電源供應器104之輸出功率116極小化來自該電源(未圖示)之電力中斷發生中之損失。該負載118之配置包含一電性電路、電性阻抗或能夠接收輸出功率116之其它類型運算電路。

圖2A係供一不斷電電源供應器104接收輸入功率及/或傳送輸出功率至一負載118之範例性三相電源線218方塊圖。該不斷電電源供應器104包含一控制器以管理該電源供應器104之功能和操作及一電池114以透過以開關接收來自該積體電路之電荷。該積體電路106如同圖1般地包含一主動式濾波器112、一充電器108及一換流器110。在一配置中，耦接至該積體電路106之控制器216同時間操作該些電性元件108、110和112中之至少二者。在另一配置中，該控制器216同時一起操作該些電性元件108、110和112中之至少二者。這些配置係詳細描述於後面圖形中。在該些電性元件108、110和112中之每一個之間之不斷電電源供應器104之內部電性連接係示於圖2B中。

該三相電源線218包含三獨立導體，用以將輸入功率自一電源(未圖示)攜帶至該不斷電電源供應器104並將輸出功率自該不斷電電源供應器104傳送至該負載118。在本方式中，在該電源供應器104可於該三相電源線218之這些導體中之每一個上進行接收輸入功率與傳送輸出功率兩者時，每一個導體與該不斷電電源供應器104係雙向。該雙向特性係利用自每一個導體開始，往返該積體電路106之雙向箭頭來指示之。該雙向特 性消除每一個電性元件108、110和112對於獨立導體之需求。做為該些三相電源線218一部分之每一個導體提供交流電和電壓，其在時間上偏移一時段的三分之一。例如，來自一導體之電壓大小與一第二導體之電壓大小可在時間上有所偏移。若該積體電路106內之充電器可自該三相電源線或導體中之單相中取出輸入功率，因為這會引起功率不平衡，故會引起議題。例如，對於一20千瓦不斷電電源供應器104而言，會有20千瓦供應至該負載118，但該電池114會因為該充電器已自該些相位之一中取出輸入功率而傳送該總輸出功率中之2千瓦(1/10)。這個會額外地引起功率因數議題。因此，該控制器216會針對一特定臨界值來監視該輸出功率以確保該電源供應器104正以最小損失進行操作。

該控制器216管理該不斷電電源供應器104之功能和操作。進一步，該控制器216係耦接至該積體電路106和該電池114以管理該充電器、該換流器、該主動式濾波器及該電池114。儘管圖2A未說明這個耦接，然基於說明目的而非限制目的來執行這個。例如，該控制器216會透過一電性連接(未圖示)來耦接至該積體電路106。在一配置中，該控制器216監視該電源供應器104所提供之輸出功率，如此，該控制器216會發給該主動式濾波器是補償一功率因數或維持閒置之訊號。本配置係詳細描述於後面圖形中。該控制器216之配置包含一處理器、電路邏輯元件、一處理器可執行之一指令組、一微晶片、晶片組、電子電路、微處理器、半導體、微控制器、中央處理單元(CPU)或能夠管理該積體電路106和該電池114之其它裝置。

該開關220連接該電池114至該積體電路106。在一配置中， 依據該不斷電電源供應器104操作那一個元件(也就是，該充電器、該換流器及/或該主動式濾波器)，該控制器216會傳送一訊號至該開關220以據此進行連接及/或不連接。例如，在該充電器可能充電該電池114而該換流器也提供輸出功率至該負載118時，該控制器216會傳送一訊號以連接該積體電路106和該電池114之間之開關220。該開關220之配置包含一電機械裝置、電性裝置、切換電壓調整器、電晶體、繼電器、邏輯閘、二位元狀態邏輯元件或可連接該電池114至該積體電路106之任何類型電性裝置。

圖2B係透過該開關220來耦接至該電池114之範例性積體電路106方塊圖。尤其，圖2B說明該積體電路106之內部電性構件，包括該充電器、該換流器及該主動式濾波器。如圖2B所示地，每一個雙向導體係由該積體電路106在一電感器處並透過一串開關所接收。當該些開關被連接時，一旦該開關220被連接，在該積體電路106左邊上之電容器即接收一電荷以充電該電池114。儘管圖2B說明之積體電路106包含串接多個開關之多個電感器和一電容器，然這個係基於說明目的而非限制目的來說明之。例如，該積體電路106可包含未被圖示之多個電容器及/或電晶體。更確切地說，圖2B說明用於該積體電路106之簡化基礎建構配置。

圖2C係說明各種條件事件之範例性資料表格，其中，該控制器216針對一特定臨界值來監視該輸出功率。該特定臨界值係圖示成各種條件下之輸出功率行。在該表格左邊係可能發生之編號條件事件中之每一個及接著之不斷電電源供應器104之操作。這些條件中之每一個係由具有該充電器、該換流器及該主動式濾波器之積體電路106所執行。

例如，在第一條件期間，該電源供應器104接收輸入功率， 該電池114可指示無電力，儘管那裡也許有多個輸出功率位準亦然。本條件說明當該電池114可能需要透過該充電器進行充電時，因而使其它元件(也就是，該主動式濾波器和該換流器)維持閒置。在該第二條件期間，該負載118可包含某一百分比，其也許會減少該功率因數或該輸出功率係低於該特定臨界值。在該第二條件中，該主動式濾波器會操作於補償該功率因數，而該換流器和該充電器會維持閒置。在該第三條件期間，該輸出功率係超過該特定臨界值，因此該功率因數會對該不斷電電源供應器104指示著該電力系統正有效率地操作，因而該些電性元件(也就是，該充電器、該換流器及該主動式濾波器)會維持閒置。在該第四條件期間，該輸入功率也許會損耗，因此該換流器會操作而其它主動式元件(也就是，該充電器和該主動式濾波器)維持閒置。

圖3係由一充電器接收一輸入功率，由一換流器傳送輸出功率並由一主動式濾波器補償一對應至該輸入功率之功率因數之範例性方法流程圖。該充電器、該換流器及該主動式濾波器係整合在一不斷電電源供應器內之電路上。在該積體電路上整合這些機能中之每一個提供額外機能給該不斷電電源供應器卻不增加實際佔用面積和成本。進一步，這個也致能該不斷電電源供應器在一給予時間下操作二或更多機能。在討論之圖3中，可參考至圖1-2C以提供背景範例。進一步，儘管圖3被描述成如圖1般地配置該不斷電電源供應器104，然它可被執行於其它合適元件上。例如，圖3可在例如圖6中之機器可讀取儲存媒體604般之機器可讀取儲存媒體上以可執行指令形式來實現之。

在操作302，該充電器自一電源接收輸入功率。該輸入功率 被使用於充電該不斷電電源供應器內之電池。在一配置中，該輸入功率可包含交流電，使得該充電器可轉換該交流電成為直流電以供該電池充電。充電該電池致能該不斷電電源供應器在一電力系統內之電源失敗的時候，提供輸出功率至一負載。

在操作304，該換流器傳送來自在操作302已充電電池之輸出功率至該負載。在一配置中，該換流器可轉換來自該電池之直流電成為交流電以供應至該負載。在另一配置中，操作306可在操作304之前先發生。

在操作306，該主動式濾波器補償對應至操作302所接收輸入功率之功率因數。該主動式濾波器使用例如放大器之主動元件來補償該功率因數，藉此降低該不斷電電源供應器之輸入電流。該功率因數係指示可多有效率地操作該不斷電電源供應器及/或該積體電路。該功率因數係由一輸入中之電壓和電流兩者中進行測量。在一理想操作中，該測量和電流兩者跟隨相同路徑，例如，正弦波，且該功率因數會在1左右。若這些測量中之任一者係不同相位，則這個影響到該功率因數，其也許會增加或減少。這個提供有效率的使用於監視及/或校正該積體電路操作來接收及提供功率。

圖4係一範例性方法流程圖，可由一不斷電電源供應器執行以接收輸入功率，傳送輸出功率並補償一對應至該輸入功率之功率因數。此外，圖4方法監視該輸出功率以決定該輸出功率是否超過或低於一特定臨界值。若該輸出功率係超過該臨界值，則耦接至該不斷電電源供應器之控制器閒置一主動式濾波器。若該輸出功率係低於該臨界值，則該主動式濾波器補償該功率因數。在討論之圖4中，可參考至圖1-2C之元件以提供 背景範例。進一步，儘管圖4被描述成如圖1般地配置該不斷電電源供應器104，然它可被執行於其它合適元件上。例如，圖4可在例如圖6中之機器可讀取儲存媒體604般之機器可讀取儲存媒體上以可執行指令形式來實現之。該些操作401-406中之每一個係由例如該充電器、該換流器及該主動式濾波器之電性元件所執行。這些元件中之每一個係一起整合於該不斷電電源供應器之電路上，如此，操作402-414係視為該不斷電電源供應器內之這些電性元件中之每一個所執行之功能。

在操作402，該充電器自一電源接收輸入功率以充電該不斷電電源供應器內之電池。在操作404，耦接至該電池之換流器傳送輸出功率至一負載。該電池係充電於操作402以供該換流器接收用以傳送至該負載之功率。在一配置中，該充電器接收交流電並將它轉換成直流電以充電該電池。一旦該電池接收到該直流電，一開關可關閉以導引該電流路徑至該換流器。該換流器可接收該直流電並將它轉換成交流電以傳送至該負載。在操作406，該主動式濾波器補償與操作302所接收輸入功率有關之功率因數。操作402-406可類似於圖3中操作302-306之機能。

在操作408，該不斷電電源供應器內之控制器監視該輸出功率以決定該輸出功率是否低於一特定臨界值。該臨界值可根據包含一最大值和一最小值之功率規則限制來指定之。該功率最大值和最小值限制確保該不斷電電源供應器係有效率地操作而不會引起損壞及/或產生利用不足之資源。在一配置中，該臨界值可由一電力系統之管理者來設定之。該方法依據該輸出功率是超過或低於該特定臨界值以持續進行操作410-412。在一配置中，若該輸出功率係超過該臨界值，則該方法持續進行操作410。在另 一配置中，若該輸出功率係低於該臨界值，則該方法持續進行操作412。

在操作410，若該輸出功率係超過該臨界值，則該控制器傳送一訊號至該主動式濾波器以閒置之。在一配置中，該主動式濾波器可降低功率。

在操作412，若該輸出功率係低於該臨界值，則該控制器傳送一訊號以啟動該主動式濾波器。該主動式濾波器接著可補償該輸入功率因數以確保與該輸入功率有關之電壓和電流彼此間係同相的。

圖5係用以同時間操作下列：一充電器、一換流器及一主動式濾波器中至少二者之範例性方法流程圖。這些電性元件中之每一個係位於一不斷電電源供應器內，且如此可被整合於單一積體電路上。本積體電路可由該電源供應器內之控制器來管理之。該控制器管理該不斷電電源供應器之功能和操作。在討論之圖5中，可參考至圖1-2C之元件以提供背景範例。進一步，儘管圖5被描述成如圖1般地配置該不斷電電源供應器104，然它可被執行於其它合適元件上。例如，圖5可在例如圖6中之機器可讀取儲存媒體604般之機器可讀取儲存媒體上以可執行指令形式來實現之。

在操作502，耦接至該不斷電電源供應器之控制器同時間操作該積體電路上之至少二電性元件。同時間操作至少二電性元件涉及在一重疊時段內操作該至少二電性元件。例如，該控制器可如圖1般地操作該主動式濾波器112來補償一輸入功率因數且在該相同重疊時間內也操作該充電器108來充電該電池114。同時間操作至少二電性元件，該方法持續進行以操作至少二操作504-508。有鑑於此，對應至操作504-508之電性元件可在該相同時段內由該控制器來操作之。在一配置中，該控制器可持續進 行以同時處理該些操作504-508中之至少二者以供運轉該些對應電性元件。在另一配置中，操作對應至操作504-508之電性元件中之至少二者提供這些元件彼此間之互含性。互含性包含運轉正在或靠近該相同時段發生之元件中之二者。這個致能該些操作504-508中之至少二者以同時方式發生。包含該主動式濾波器、充電器和換流器之同時操作致能該不斷電電源供應器以一有效率方式進行操作，以一近乎瞬間方式傳送功率至一負載而未在一電力系統中產生極小的中斷。在一進一步配置中，該控制器可在操作504操作該充電器，同時搭配操作508之主動式濾波器。在再進一步配置中，該控制器可在操作504操作該充電器，同時搭配操作506之換流器。又在另一配置中，該控制器可對操作504之充電器、操作506之換流器及操作508之主動式濾波器彼此間同時操作。

在操作504，該控制器可操作該充電器來接收該輸入功率以充電該電池。該輸入功率可由透過一傳輸線分配電力之市電電源來提供之。在一配置中，耦接至該不斷電電源供應器之充電器可透過一三相傳輸線或導體來接收該輸入功率。該三相傳輸導體包含至少三導體來攜帶一電源至該不斷電電源供應器間之電力。該些導體中之每一個提供交流電和電壓，其在時間上係偏移約一時段的三分之一。例如，來自一導體之電壓大小與一第二導體之電壓大小可在時間上有所偏移。在另一配置中，耦接至用來接收該輸入功率之不斷電電源供應器之導體也可在操作508傳送該輸出功率。有鑑於此，該傳輸線係視為一雙向導體，其可接收並提供來自該電源之功率。在一進一步配置中，該充電器接收交流電形式之輸入功率並將該交流電轉換成直流電以供該電池使用。該電池儲存來自該充電器之功 率以供操作508之換流器使用以提供至該負載。

在操作506，該控制器可操作該換流器以將輸出功率自該電池傳送至該負載。該電池可儲存來自該充電器之功率，直到它到達一特定臨界值為止，在此點該換流器會使用該功率以將該導體上之功率傳送至該負載。該換流器係一電力轉換器，其將直流電改換成交流電。該轉換交流電可隨著適當變壓器、開關和控制電路之使用而包含多個電壓和頻率。在一配置中，該電池提供至該換流器之功率係直流電形式，該換流器可將其轉換成交流電以供該負載使用。在另一配置中，該換流器轉換該電池電壓(也就是，儲存電壓)成為一電壓以供該負載使用。

在操作508，該控制器可操作該主動式濾波器來補償對應至操作504所接收輸入功率之輸入功率因數。該主動式濾波器係一類比電子濾波器類型，其使用例如一放大器之主動式元件來補償與操作504所接收輸入功率有關之功率因數。該功率因數係該電源供應器所使用之指標，用以決定該電力系統可多有效率地供電至該負載。該功率因數係由操作504所接收輸入功率之電壓和電流兩者中進行測量。在本方式中，該電源供應器也可包含一儀錶及/或感測器來測量該電壓和電流。在另一配置中，該交流電電力系統之功率因數係明顯流至該負載之真正功率比率。該功率因數係負數者至正數者間之無維度值。因為儲存於該負載並返回到該輸入功率來源之能量之故，或因為使自該電源中取出之電流及/或電壓波形失真之非線性負載之故，其可能使該電源供應器所接收之電流及/或電壓失真。對於以一有效率方式進行操作之電源供應器而言，該功率因數可接近1以指示該功率系統效率。因此，該主動式濾波器可調整該功率因數以達1，使得該 電力系統以極小損失進行操作。在另一配置中，該主動式濾波器降低該不斷電電源供應器所接收之輸入功率(例如，電流)以補償該功率因數。

圖6係具有執行一機器可讀取儲存媒體內之指令606-624之處理器602之運算裝置600方塊圖。尤其，具有該處理器602之運算裝置600係用以接收輸入功率，傳送輸出功率並補償一功率因數。儘管該運算裝置600包含處理器602和機器可讀取儲存媒體604，然它也包含會適合一熟知此項技術之人士之其它元件。例如，該運算裝置600可如圖1般地包含該積體電路106及/或該電池114。該運算裝置600係具有能夠執行指令606-624之處理器之電子裝置，如此，該運算裝置600實施例包含一運算裝置、行動裝置、從屬裝置、個人電腦、桌上型電腦、膝上型電腦、平板電腦、電玩機或能夠執行指令606-624之任何類型電子裝置。該些指令606-624可被配置成方法、函式、操作及配置成儲存於該儲存媒體上之機器可讀取指令之其它程序，該儲存媒體可為非短暫性的，例如，硬體儲存裝置(例如，隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可拭除可程式化唯讀記憶體、電子可拭除唯讀記憶體、硬碟及快閃記憶體)。

該處理器602可擷取、解碼和執行指令606-624以據此接收輸入功率、傳送輸出功率並補償一功率因數。在一配置中，一旦執行指令606-610，該處理器接著可執行指令620-624。在另一配置中，一旦執行指令606-610，該處理器602也可同時執行指令612-618。尤其，該處理器602執行指令606-610以：接收來自一電源之輸入功率，該輸入功率係由一充電器使用於充電一電池；接著傳送來自耦接至該電池之換流器之輸出功率，該輸出功率係提供至一負載；及由一主動式濾波器來補償一功率因數，該功 率因數對應至該輸入功率並被使用於降低輸入至一不斷電電源供應器之輸入電流。該處理器接著可執行指令612-618以同時間操作下列中之至少二者：一充電器，用以供電該電池之充電器；一換流器，用以將來自該電池之電力自交流電轉換成直流電以提供至該負載；及該主動式濾波器，用以補償對應至該輸入功率之功率因數。一旦執行指令606-610及/或指令612-618，該處理器602可執行指令620-624以：監視提供至該負載之輸入功率，用以決定該功率是超過或低於一特定臨界值；若該輸出功率係低於該特定臨界值，則該主動式濾波器可補償該功率因數以降低該不斷電電源供應器所接收之輸入電流；若該輸出功率係超過該特定臨界值，則該不斷電電源供應器之控制器管理操作閒置該主動式濾波器。

該機器可讀取儲存媒體604包含指令606-624以供該處理器擷取、解碼和執行之。在另一實施例中，該機器可讀取儲存媒體604可為一電子裝置、磁性裝置、光學裝置、記憶體、儲存裝置、快閃記憶體或內含或儲存可執行指令之其它實體裝置。因此，該機器可讀取儲存媒體604可包含例如隨機存取記憶體(RAM)、電子可拭除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)、一儲存裝置驅動器、一記憶快取裝置、網路儲存裝置、一光碟唯讀記憶體(CDROM)及雷同者。如此，該機器可讀取儲存媒體604可包含一應用程式及/或軔體，其可被獨立利用及/或結合該處理器602來擷取、解碼及/或執行該機器可讀取儲存媒體604之指令。該應用程式及/或軔體可被儲存於該機器可讀取儲存媒體604上及/或儲存於該運算裝置600之另一位置。

總之，在此所揭示範例提供整合著一充電器、換流器及主動 式濾波器之不斷電電源供應器，用以提供三種不同機能卻不會隨著三個獨立外部元件而增加該成本及空間。此外，在此所揭示範例提供一互含性，其中，相對於三個獨立電路，該些元件(也就是，該充電器、該換流器及該主動式濾波器)中之至少二者可一起操作。

102‧‧‧輸入功率

104‧‧‧不斷電電源供應器

106‧‧‧積體電路

108‧‧‧充電器

110‧‧‧換流器

112‧‧‧主動式濾波器

114‧‧‧電池

116‧‧‧輸出功率

118‧‧‧負載

Claims (15)

1. 一種不斷電電源供應器，包括：一積體電路，其進一步包括：一充電器，耦接至一輸入功率和一電池，用以充電該電池；一換流器，耦接至該電池和一負載，用以將輸出功率自該電池傳送至該負載；及一主動式濾波器，用以藉由補償一對應至該輸入功率之功率因數來降低輸入至該不斷電電源供應器之輸入電流。
2. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器，其中，該積體電路係同時間操作下列中之至少二者：該換流器、該充電器及該主動式濾波器。
3. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器，進一步包括：該電池，用以提供該輸出功率至該換流器以傳送至該負載。
4. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器，其中，該輸入功率係三相輸入，且該充電器係三相充電器。
5. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器，進一步包括：一控制器，用以監視該輸出功率，其中，若該輸出功率係低於一臨界值，則該控制器係閒置該主動式濾波器。
6. 如申請專利範圍第5項之不斷電電源供應器，其中，若該輸出功率係超過該臨界值，則該控制器係操作該主動式濾波器來補償該功率因數。
7. 如申請專利範圍第1項之不斷電電源供應器，進一步包括：一雙向線，用以提供該輸入功率至該換流器並將該輸出功率自該換流器傳送至該負載。
8. 一種非暫時性機器可讀取儲存媒體，具有可由一運算裝置之處理器執行而編碼之指令，該儲存媒體包括指令以：由一充電器接收來輸入功率，以充電一不斷電電源供應器內之電池；由一耦接至該電池之換流器來傳送輸出功率至一負載；及由一主動式濾波器來補償一對應至該輸入功率之功率因數，以降低輸入至該不斷電電源供應器之輸入電流，其中，該充電器、該換流器及該主動式濾波器係整合於該不斷電電源供應器內之一電路上且係互含的。
9. 如申請專利範圍第8項之非暫時性機器可讀取儲存媒體，進一步包括指令以：同時間操作下列中之至少二者：該換流器、該充電器及該主動式濾波器。
10. 如申請專利範圍第8項之非暫時性機器可讀取儲存媒體，進一步包括指令以：監視該輸出功率以決定該輸出功率是否低於一臨界值；依據該輸出功率係低於該臨界值之判定，而由該主動式濾波器來補償對應至該輸入功率之功率因數；及依據該輸出功率係超過該臨界值之判定而閒置該主動式濾波器。
11. 一種可由一不斷電電源供應器執行之方法，包括：由一充電器接收一輸入功率以充電一電池；由一換流器將輸出功率自該電池傳送至一負載；及由該主動式濾波器來補償一對應至該輸入功率之功率因數以降低輸入至該不斷電電源供應器之輸入電流，其中，該充電器、該換流器及該主動 式濾波器彼此間係互含的。
12. 如申請專利範圍第11項之方法，進一步包括：將該充電器、該換流器及該主動式濾波器整合於該不斷電電源供應器內之一電路板上。
13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，該充電器、該換流器及該主動式濾波器之互含性包含同時間操作下列中之至少二者：接收該輸入功率、傳送輸出功率及補償該功率因數。
14. 如申請專利範圍第11項之方法，進一步包括：監視該輸出功率以決定該輸出功率是否低於一臨界值；依據該輸出功率係低於該臨界值之判定來補償與該輸入功率有關之功率因數。
15. 如申請專利範圍第11項之方法，其中，於該輸出功率係超過該臨界值之判定時，該方法進一步包括：閒置該主動式濾波器。