本發(fā)明涉及不間斷電源(UPS)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

不間斷電源(其通?？s寫為UPS)在功率干線(power mains)供應(yīng)(其在正常操作中向電力系統(tǒng)提供功率)的故障情況下接管電力系統(tǒng)的不同種類的功率供應(yīng)。相應(yīng)地，UPS包括AC功率源，其能夠在功率干線供應(yīng)或AC功率網(wǎng)的故障情況下向電力系統(tǒng)提供功率。功率干線供應(yīng)的故障能夠是完全關(guān)機，或者只是部分故障，例如在能夠提供僅低于電力系統(tǒng)所要求的功率的功率級時。

UPS通常包括系統(tǒng)控制器，其激活和控制從備選AC功率源向電力系統(tǒng)的功率的供應(yīng)。系統(tǒng)控制器通常被DC驅(qū)動并且例如經(jīng)由整流器從AC功率源來供電。這個DC功率供應(yīng)又稱作DC母線。

典型UPS包含耦合到DC鏈路的一個或多個存儲電容器。由于大電容器通常用于DC鏈路中，所以UPS的加電能夠?qū)е吕щy。一些聯(lián)機UPS使用升壓整流器，其允許DC鏈路上的DC電壓被升高到比峰值A(chǔ)C輸入電壓要大的電平。但是，關(guān)于與大存儲電容器結(jié)合使用這種升壓整流器的潛在問題在于，當(dāng)整流器耦合到AC源、例如AC功率網(wǎng)時，可產(chǎn)生不合需要的大涌入電流。具體來說，在升壓模式轉(zhuǎn)換器中，DC鏈路存儲電容器最初可經(jīng)過升壓轉(zhuǎn)換器來充當(dāng)公用事業(yè)的短路負載。

預(yù)充電系統(tǒng)可用來在啟動時將DC鏈路預(yù)充電到接近或優(yōu)選地高于公用事業(yè)峰值電壓的電壓。常用方式包含使用功率電阻器(其耦合到具有或者沒有串聯(lián)控制裝置(例如繼電器)的DC鏈路)以便從AC功率供應(yīng)對DC鏈路預(yù)充電。但是，常規(guī)預(yù)充電技術(shù)提供長預(yù)充電時間和/或難以縮放預(yù)充電時間，或者相反，要求使用笨重和昂貴的組件，并且對組裝可能不是經(jīng)濟的。

為了實現(xiàn)在AC功率不存在環(huán)境的情況下的UPS的可靠加電，專用功率供應(yīng)用于啟動階段，使得UPS例如在沒有問題的AC功率網(wǎng)的中斷(blackout)的情況下也能夠起動。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種具有預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的不間斷電源，其采用簡單部件來實現(xiàn)不間斷電源系統(tǒng)的有效和安全啟動。

這個目的通過獨立權(quán)利要求來實現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求書中給出有利實施例。

具體來說，本發(fā)明提供一種不間斷電源系統(tǒng)，其包括：AC功率源連接，用于由AC功率源向不間斷電源系統(tǒng)提供AC輸入功率；DC鏈路，其包括均耦合到公共參考點的第一和第二DC母線線路，其中公共參考點可連接到AC功率源中性部；DC功率供應(yīng)連接，可連接到DC能量存儲裝置；主DC-DC轉(zhuǎn)換器，用于在DC能量存儲裝置與DC鏈路之間傳遞功率;并且其中預(yù)充電轉(zhuǎn)換器,具有其輸入側(cè)上的功率連接器，所述功率連接器連接到DC功率供應(yīng)連接，并且預(yù)充電轉(zhuǎn)換器具有連接到第一和第二DC母線線路的第一和第二輸出連接器，預(yù)充電轉(zhuǎn)換器還包括用于從功率連接器接收DC功率并且向第一和第二輸出連接器提供DC功率的轉(zhuǎn)換器電路以及用于控制轉(zhuǎn)換器電路的操作的控制單元，其中功率連接器的一個功率連接器連接到公共參考點，并且轉(zhuǎn)換器電路由控制單元來控制，以便參照公共參考點同時向輸出連接器提供功率。

本發(fā)明的基本思路是提供一種用于通過單個DC功率供應(yīng)(其實現(xiàn)為預(yù)充電轉(zhuǎn)換器)向DC鏈路供電的簡單轉(zhuǎn)換器。因此，UPS系統(tǒng)能夠通過僅使用預(yù)充電轉(zhuǎn)換器來加電。相應(yīng)地，UPS系統(tǒng)能夠甚至在AC功率不存在環(huán)境中、例如在其中AC功率源、例如AC功率網(wǎng)不操作的中斷的情況下也開始操作?；诠矃⒖键c(其優(yōu)選地是AC功率源的中性部)，能夠避免DC功率供應(yīng)連接處的共模電壓。

預(yù)充電轉(zhuǎn)換器特別適合包含耦合到DC鏈路的一個或多個存儲電容器的UPS系統(tǒng)的需要。優(yōu)選地，至少一個存儲電容器耦合在公共參考點與每個DC母線線路之間。

通過具有預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的本發(fā)明的UPS系統(tǒng)，能夠省略用于耦合到DC鏈路的例如笨重和昂貴的功率電阻器的使用，并且UPS系統(tǒng)和預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的組裝保持為簡單。

預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器電路經(jīng)由功率連接器來接收DC功率，并且向第一和第二輸出連接器提供DC功率。由此，能夠為DC功率供電用于UPS系統(tǒng)的啟動。

預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的控制單元控制轉(zhuǎn)換器電路的操作，以便同時向預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的兩個輸出連接器提供功率。相應(yīng)地，用于向DC鏈路供電的功率能夠按照有效方式已經(jīng)提供，使得UPS系統(tǒng)能夠準備好短時間使用。同時向兩個輸出連接器提供功率表示同時功率供應(yīng)，由此脈沖控制能夠用來同時提供能量。

用于到DC母線線路的連接的輸出連接器均耦合到公共參考點。公共參考點能夠是不間斷電源的AC功率源中性部。因此，公共參考點能夠是AC功率源(即，AC功率源是3相4線功率源，例如4線AC功率網(wǎng))的中性部。備選地，AC功率源在沒有中性部的情況下作為3相3線功率源來提供，由此UPS系統(tǒng)具有一個公共點電壓，其是DC鏈路的中間點。

AC功率源能夠是AC功率網(wǎng)。AC功率源通常還為操作中的UPS系統(tǒng)的內(nèi)部使用來提供功率。

預(yù)充電轉(zhuǎn)換器在正常操作期間通常是不活動的，它僅對于啟動UPS系統(tǒng)是活動的，使得UPS系統(tǒng)能夠按照有效和完全控制方式來起動。

預(yù)充電轉(zhuǎn)換器能夠包括公共參考點的參考輸出端子。相應(yīng)地，參考輸出端子能夠內(nèi)部連接到功率連接器，其連接到公共參考點。然而，由于一個功率連接器已經(jīng)連接到公共參考點，所以也能夠外部提供參考點。

按照本發(fā)明的修改實施例，轉(zhuǎn)換器電路包括與電感器元件串聯(lián)的至少一個半導(dǎo)體開關(guān)，以及控制單元適合控制與電感器元件串聯(lián)的至少一個半導(dǎo)體開關(guān)，以執(zhí)行脈寬調(diào)制切換。相應(yīng)地，通過脈寬調(diào)制(PWM)，提供一種用于有效提供功率的簡單部件。不同的輸出電壓能夠易于使用PWM來提供。

按照本發(fā)明的修改實施例，轉(zhuǎn)換器電路包括兩個半導(dǎo)體開關(guān)、一個電感器元件以及第一和第二二極管，由此兩個半導(dǎo)體開關(guān)和電感器元件串聯(lián)連接，其中電感器元件連接在兩個半導(dǎo)體開關(guān)之間，第一二極管將電感器元件的第一端子與第一輸出連接器相連接，第二二極管將電感器元件的第二端子與第二輸出連接器相連接，以及第一和第二輸出連接器由電感器元件同時采用能量來充電。轉(zhuǎn)換器電路的這個設(shè)置使用經(jīng)由輸出連接器向DC鏈路供電的簡單部件。

按照本發(fā)明的修改實施例，轉(zhuǎn)換器電路包括至少一個半導(dǎo)體開關(guān)、具有一個主線圈和至少一個次級線圈的高頻變壓器以及至少一個二極管，由此至少一個半導(dǎo)體開關(guān)和高頻變壓器的主線圈串聯(lián)連接，至少一個二極管將至少一個次級線圈與第一輸出連接器相連接，和/或至少一個二極管將至少一個次級線圈與第二輸出連接器相連接，第一和第二輸出連接器由高頻變壓器同時采用能量來充電。高頻變壓器實現(xiàn)輸出連接器和功率連接器的電流分隔。此外，簡單部件在轉(zhuǎn)換器電路中用于經(jīng)由輸出連接器向DC鏈路供電。

在另外修改實施例中，轉(zhuǎn)換器電路包括兩個半導(dǎo)體開關(guān)、具有一個主線圈和兩個次級線圈的高頻變壓器以及第一和第二二極管，由此兩個半導(dǎo)體開關(guān)和高頻變壓器的主繞組串聯(lián)連接，其中主繞組連接在兩個半導(dǎo)體開關(guān)之間，第一二極管將次級線圈的第一與第一輸出連接器相連接，第二二極管將次級線圈的第二與第二輸出連接器相連接，第一和第二輸出連接器由電感器元件同時采用能量來充電。

按照本發(fā)明的修改實施例，轉(zhuǎn)換器電路包括第一和第二DC-DC轉(zhuǎn)換器，由此第一DC-DC轉(zhuǎn)換器連接到第一輸出連接器，以及第二DC-DC轉(zhuǎn)換器連接到第二輸出連接器。通過兩個DC-DC轉(zhuǎn)換器，每個輸出連接器能夠個別提供有功率，由此提供大范圍的可能功率范圍。具體來說，輸出連接器處的電壓能夠由兩個DC-DC轉(zhuǎn)換器來適合。不同類型的DC-DC轉(zhuǎn)換器能夠根據(jù)UPS系統(tǒng)的個別需要來使用。

按照本發(fā)明的修改實施例，第一DC-DC轉(zhuǎn)換器是降壓轉(zhuǎn)換器。降壓轉(zhuǎn)換器是電壓調(diào)低和電流調(diào)高轉(zhuǎn)換器。降壓轉(zhuǎn)換器通常是本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的，并且能夠提供有95%或更高的高效率。

按照本發(fā)明的修改實施例，第二DC-DC轉(zhuǎn)換器是降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。降壓-升壓轉(zhuǎn)換器是一種類型的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其具有大于或小于輸入電壓幅值的輸出電壓幅值，由此提供高等級靈活性供使用。

按照本發(fā)明的修改實施例，控制單元連接到功率連接器用于接收操作功率。因此，不必為預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的操作提供附加功率。

按照本發(fā)明的修改實施例，轉(zhuǎn)換器電路適合向第一輸出連接器提供正DC功率并且向第二輸出連接器提供負DC功率。因此，公共參考點能夠相對于兩個輸出連接器來提供例如零電壓。

按照本發(fā)明的修改實施例，DC能量存儲裝置包括電池。電池與其他功率源無關(guān)地實現(xiàn)操作，其他功率源取決于功率的外部提供。因此，UPS系統(tǒng)能夠在AC功率不存在環(huán)境、例如在中斷的情況下啟動。相應(yīng)地，公共參考點表示到電池的一個電壓的AC功率源連接的中性部的連接，由此避免電池處的共模電壓。通常，電池負極(minus)將連接到公共參考點。

按照本發(fā)明的修改實施例，DC功率供應(yīng)連接包括整流器，其連接到AC功率源連接。整流器能夠用來直接從AC功率源向預(yù)充電轉(zhuǎn)換器供電。因此，不要求用于提供功率的其他部件、例如電池。在修改實施例中，DC功率源包括電池以及連接到AC功率源的整流器，由此提供冗余功率供應(yīng)。備選地，當(dāng)預(yù)充電轉(zhuǎn)換器能夠經(jīng)由整流器從AC功率源來供電時，例如當(dāng)預(yù)充電轉(zhuǎn)換器僅在操作開始由電池并且此后經(jīng)由整流器從AC功率源來供電時，電池能夠選擇成小的。

按照本發(fā)明的修改實施例，不間斷電源系統(tǒng)包括用于控制不間斷電源系統(tǒng)的操作的系統(tǒng)控制器，由此預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的控制單元與系統(tǒng)控制器分開提供。因此，用來控制轉(zhuǎn)換器電路的操作以及總體UPS系統(tǒng)的操作的控制裝置是獨立的，這促進ups系統(tǒng)的啟動。相應(yīng)地，在啟動時的功率消耗能夠限制到控制單元的功率消耗。系統(tǒng)控制器通常監(jiān)測為其提供UPS系統(tǒng)的所連接電力裝置或者直接監(jiān)測功率干線，以便檢測功率干線的故障，并且控制從AC功率源向電力裝置的功率的供應(yīng)。備選地，系統(tǒng)控制器接收指示用來向電力裝置提供功率的需要的輸入信號。

按照本發(fā)明的修改實施例，不間斷電源系統(tǒng)適合在不間斷電源系統(tǒng)的接通時使用預(yù)充電轉(zhuǎn)換器向DC鏈路供電，不間斷電源系統(tǒng)包括主功率轉(zhuǎn)換單元，其連接到AC功率源連接，以及不間斷電源系統(tǒng)適合在不間斷電源系統(tǒng)的接通之后使用主功率轉(zhuǎn)換單元向DC鏈路供電。

按照本發(fā)明的修改實施例，UPS系統(tǒng)包括用于訪問系統(tǒng)控制器的最終用戶接口，由此接口在整個預(yù)充電周期中激活，并且其在UPS系統(tǒng)認識到已經(jīng)請求冷起動序列之后被停用。

按照UPS系統(tǒng)的修改實施例，用于訪問系統(tǒng)控制器的最終用戶接口包括用于執(zhí)行UPS系統(tǒng)的單獨控制或者用于執(zhí)行多個UPS系統(tǒng)的組合的控制和/或執(zhí)行普通系統(tǒng)級控制的部件。

附圖說明

本發(fā)明的這些方面及其他方面根據(jù)以下所述實施例將是顯而易見的并且參照以下所述實施例來說明。

附圖中：

圖1示出按照第一實施例的具有預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的普通不間斷電源系統(tǒng)的簡圖，

圖2示出按照圖1的具有預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的普通不間斷電源系統(tǒng)的簡圖，其中詳細示出其UPS功率轉(zhuǎn)換單元，

圖3示出按照圖3的具有預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的普通不間斷電源系統(tǒng)的簡圖，其中詳細示出其預(yù)充電轉(zhuǎn)換器，

圖4示出按照圖3所示的第一實施例的預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的示意圖，

圖5示出按照第二實施例的預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的示意圖，以及

圖6示出按照第三實施例的預(yù)充電轉(zhuǎn)換器的示意圖。

具體實施方式

圖1示出按照第一實施例的不間斷電源(UPS)系統(tǒng)10。UPS系統(tǒng)10包括：AC功率源連接12，用于由AC功率源12’向UPS系統(tǒng)提供AC輸入功率；AC輸出14；以及UPS功率轉(zhuǎn)換單元16，其連接AC功率源連接12和AC輸出14。這個實施例中的AC功率源12’是3相4線功率網(wǎng)，其中三線18、20、22對應(yīng)于三相，以及一線24對應(yīng)于中性部。在AC功率源連接12與UPS功率轉(zhuǎn)換單元16之間，提供一組功率開關(guān)26。這個實施例中的AC功率源12’實現(xiàn)為AC電網(wǎng)。

UPS功率轉(zhuǎn)換單元16從AC功率源12’向AC輸出14提供所要求的功率。備選地，功率能夠從通過到UPS系統(tǒng)的DC功率供應(yīng)連接52所連接的DC功率供應(yīng)或DC能量存儲裝置64來提供。例如，在AC功率源12’的故障情況下，功率由可能是電池的DC能量存儲裝置64來供應(yīng)。下面論述細節(jié)。如例如在圖2中能夠詳細看到，這個實施例中的UPS功率轉(zhuǎn)換單元16包括AC-DC轉(zhuǎn)換器28、DC-AC轉(zhuǎn)換器30、主DC-DC轉(zhuǎn)換器96和次級DC-DC轉(zhuǎn)換器32。次級DC-DC轉(zhuǎn)換器32連接在AC-DC轉(zhuǎn)換器28與DC-AC轉(zhuǎn)換器30之間。次級DC-DC轉(zhuǎn)換器32連接到UPS系統(tǒng)10的DC鏈路34，其包括兩個DC母線線路36、38(其均例如通過電容器耦合到作為公共參考點的中性部24)。主DC-DC轉(zhuǎn)換器96的輸入連接到DC功率供應(yīng)連接52，以及主DC-DC轉(zhuǎn)換器96的輸出連接到公共參考點24和DC母線線路36、38中的一個。主DC-DC轉(zhuǎn)換器96的功能性是分別來往于DC能量存儲裝置的電池64充電和放電上DC鏈路能量，如以下所述。次級DC-Dc轉(zhuǎn)換器32的功能性是用來平衡上和下DC鏈路電壓的能量均衡器。

DC鏈路34向UPS系統(tǒng)10的系統(tǒng)控制器40提供功率。存儲電容器42耦合在中性部24與每個DC母線線路36、38之間。UPS系統(tǒng)10的系統(tǒng)控制器40的輔助功率供應(yīng)94連接到DC鏈路34。

UPS系統(tǒng)10還包括預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50。預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50將DC功率供應(yīng)連接52連接到DC鏈路34。相應(yīng)地，預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50包括：兩個功率連接器54，用于連接到DC功率供應(yīng)連接52；以及第一和第二輸出連接器56、58，用于分別連接到第一和第二DC母線線路36、38。

第一實施例的預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50能夠在圖3和圖4中詳細看到。預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50包括轉(zhuǎn)換器電路60，其用于從功率連接器54接收DC功率并且向第一和第二輸出連接器56、58提供DC功率。如在圖3和圖4中能夠看到，第一和第二輸出連接器分別連接到第一和第二DC母線線路36、38，并且均通過電容器耦合到中性部24。如稍后更詳細論述，轉(zhuǎn)換器電路60適合向第一輸出連接器56提供正DC電壓并且向第二輸出連接器58提供負DC電壓。

預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50還包括控制單元62，其用于控制轉(zhuǎn)換器電路60的操作，以便通過應(yīng)用脈寬調(diào)制(PWM)同時向第一和第二輸出連接器56、58提供功率?？刂茊卧?2連接到功率連接器54用于接收操作功率。

DC能量源包括電池64。如在圖3中能夠看到，AC功率源12’的中性部24連接到電池64負極。電池經(jīng)由手動開關(guān)66和二極管68來連接到預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50。

在修改實施例中，DC功率供應(yīng)連接52包括整流器70，其連接到AC功率源連接12。整流器70與電池64并聯(lián)地提供DC功率。整流器70是可選的，如通過將整流器70連接到AC功率源連接12和預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50的虛線所示。

按照第一實施例的轉(zhuǎn)換器電路60包括：兩個半導(dǎo)體開關(guān)72，其作為FET來提供；一個電感器元件74；以及第一和第二二極管76、78。兩個半導(dǎo)體開關(guān)72和電感器元件74串聯(lián)連接，其中電感器元件74連接在兩個半導(dǎo)體開關(guān)72之間。第一二極管76將電感器元件74的第一端子與第一輸出連接器56相連接，第二二極管78將電感器元件74的第二端子與第二輸出連接器58相連接?？刂茊卧?2控制兩個半導(dǎo)體開關(guān)72，使得第一和第二輸出連接器56、58由電感器元件74同時采用能量來充電。

圖5示出按照第二實施例的預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50。預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50能夠通過取代按照第一實施例的預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50來用于按照第一實施例的UPS系統(tǒng)10中。相應(yīng)地，能夠省略按照第二實施例的UPS系統(tǒng)10的描述。

按照第二實施例的預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50根據(jù)按照第一實施例的預(yù)充電50包括兩個功率連接器54、第一和第二輸出連接器56和58、轉(zhuǎn)換器電路60以及控制單元62。

按照第二實施例的轉(zhuǎn)換器電路60包括兩個半導(dǎo)體開關(guān)72、具有一個主線圈82和兩個次級線圈84、86的高頻變壓器80以及第一和第二二極管76、78，由此兩個半導(dǎo)體開關(guān)72和高頻變壓器80的主線圈82串聯(lián)連接。主線圈82連接在兩個半導(dǎo)體開關(guān)72之間。第一二極管76將次級線圈84的第一個與第一輸出連接器56相連接，以及第二二極管78將次級線圈86的第二個與第二輸出連接器58相連接?？刂茊卧?2控制兩個半導(dǎo)體開關(guān)72，使得第一和第二輸出連接器56、58由高頻變壓器80同時采用能量來充電。

圖6示出按照第三實施例的預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50。預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50能夠通過取代按照第一實施例的預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50來用于按照第一實施例的UPS系統(tǒng)10中。相應(yīng)地，能夠省略按照第三實施例的UPS系統(tǒng)10的描述。

按照第三實施例的預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50根據(jù)按照第一實施例的預(yù)充電50包括兩個功率連接器54、第一和第二輸出連接器56和58、轉(zhuǎn)換器電路60以及控制單元62。

按照第三實施例的轉(zhuǎn)換器電路60包括第一和第二DC-DC轉(zhuǎn)換器90、92。第一DC-DC轉(zhuǎn)換器90連接到第一輸出連接器56，以及第二DC-DC轉(zhuǎn)換器92連接到第二輸出連接器58。這個實施例中的第一DC-DC轉(zhuǎn)換器90是降壓轉(zhuǎn)換器，以及第二DC-DC轉(zhuǎn)換器92是降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。兩個DC-DC轉(zhuǎn)換器90、92由控制單元62來控制，以便個別為每個連接器56、58提供功率。

接下來將描述一般UPS系統(tǒng)10的操作。由于操作對所有實施例是相同的，所以下面僅給出一個普通描述。

假定AC功率源12最初通過功率開關(guān)26來斷開。預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50也不是活動的，因為開關(guān)66打開。

在第一步驟中，開關(guān)66閉合，以經(jīng)由二極管68從電池64向預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50提供功率。備選地，開關(guān)66能夠永久閉合，使得這個步驟能夠省略。

在第二步驟中，預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50從電池64來操作，以便將DC鏈路34充電到預(yù)期電壓值。

在可能與第二步驟并行的第三步驟中，位于輔助功率供應(yīng)94之前的存儲電容器42經(jīng)由DC鏈路34來加電。這個序列在預(yù)充電模式(即，在UPS系統(tǒng)10的啟動時)和UPS系統(tǒng)10的正常操作模式中是有效的。

在第四步驟中，系統(tǒng)控制器40采用從輔助功率供應(yīng)94所接收的功率來激活：此外，系統(tǒng)控制器40控制主DC-DC轉(zhuǎn)換器96和次級DC-DC轉(zhuǎn)換器32。

在第五步驟中，主DC-DC轉(zhuǎn)換器96開始向DC母線線路36、38中的一個供電，以及次級DC-DC轉(zhuǎn)換器32開始DC母線線路36、38的電壓平衡以配制(formulate)DC鏈路34。由于預(yù)充電電路50主要在ac功率源12’的中斷或異常功能的情況下使用，所以電池64在DC預(yù)充電序列之后、例如在執(zhí)行步驟1至5之后的正常操作中仍然能夠是能量源。

在第六步驟中，預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50被停用并且未供電。在AC功率源12’的中斷或故障的情況下，電池64在正常操作中仍然能夠是用于操作UPS功率轉(zhuǎn)換單元的能量源。

此外，當(dāng)AC功率源12’處于正常操作中時，功率開關(guān)26能夠閉合，以便將UPS功率轉(zhuǎn)換單元16連接到AC功率源12’。因此，UPS功率轉(zhuǎn)換單元16能夠從AC功率源12’來供電。

如果AC功率源12’是可用和規(guī)則的，則預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50備選地能夠由AC功率源12’經(jīng)由整流器70來激活和供電。因此，系統(tǒng)控制器40閉合功率開關(guān)26，以便在系統(tǒng)控制器40采用從輔助功率供應(yīng)94所接收的功率來激活之后，將UPS功率轉(zhuǎn)換單元16連接到AC功率源12’。

當(dāng)AC功率源12’是可用和規(guī)則的時，電池64能夠由UPS功率轉(zhuǎn)換單元16來充電。相應(yīng)地，UPS功率轉(zhuǎn)換單元16的主DC-DC轉(zhuǎn)換器96提供用于對電池64進行充電的功率，以及次級DC-DC轉(zhuǎn)換器32平衡DC母線線路36、38的電壓。

在不間斷電源系統(tǒng)10的另外實施例中，將濾波器添加到DC功率供應(yīng)連接52。這種濾波器可能是插入到電池64與預(yù)充電轉(zhuǎn)換器之間的連接中的電感器。例如，濾波電感器直接在預(yù)充電轉(zhuǎn)換器50前面插入到連接中。

雖然在附圖和前面描述中詳細圖示和描述了本發(fā)明，但是這種說明和描述被認為是說明性或示范性而不是限制性的；本發(fā)明并不局限于所公開的實施例。根據(jù)研究附圖、本公開和所附權(quán)利要求書，對所公開的實施例的其他變化能夠由在在實施要求保護的發(fā)明中的本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解并且實現(xiàn)。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”并不排除其他元件或步驟，以及不定冠詞“一”、“一個”并不排除多個。在互不相同的從屬權(quán)利要求中陳述某些措施的事實并不表示這些措施的組合不能有利地使用。權(quán)利要求書中的任何參考符號不應(yīng)當(dāng)被理解為限制范圍。

參考標號列表

10. 不間斷電源(UPS)系統(tǒng)

12. AC功率源連接

12’. AC功率源、例如AC功率網(wǎng)

14. AC輸出

16. UPS功率轉(zhuǎn)換單元

18 線

20. 線

22. 線

24. 中性點，公共參考點

26. 功率開關(guān)

28. AC-DC轉(zhuǎn)換器

30. DC-AC轉(zhuǎn)換器

32. 次級DC-DC轉(zhuǎn)換器

34. DC鏈路

36. DC母線線路

38. DC母線線路

40. 系統(tǒng)控制器

42. 存儲電容器

50. 預(yù)充電轉(zhuǎn)換器

52. DC功率供應(yīng)連接

54. 功率連接器

56. 第一輸出連接器

58. 第二輸出連接器

60. 轉(zhuǎn)換器電路

62. 控制單元

64. DC能量存儲裝置、例如電池

66. 開關(guān)

68. 二極管

70. 整流器

72. 半導(dǎo)體開關(guān)

74. 電感器元件

76. 第一二極管

78. 第二二極管

80. 高頻變壓器

82. 主線圈

84. 第一次級線圈

86. 第二次級線圈

90. 第一DC-DC轉(zhuǎn)換器

92. 第二DC-DC轉(zhuǎn)換器

94. 輔助功率供應(yīng)

96. 主DC-DC轉(zhuǎn)換器