将隔离接口用于不定可用电源的不间断电源系统和方法技术方案

一种不间断电源(UPS)系统，包括：被配置成耦合到AC电源的第一端口和被配置成耦合到负载的第二端口。该系统还包括：UPS电路，其包括耦合到所述第一端口的第一转换器电路、耦合到所述第二端口的第二转换器电路以及将所述第一转换器电路耦合到所述第二转换器电路并被配置成耦合到辅助电源的DC总线；以及第三转换器电路，其耦合到所述第二端口以及被配置成从不定可用电源接收电力。该系统还包括控制电路，其在操作上与所述UPS电路和所述第三转换器电路关联，并且被配置成协作地控制所述UPS电路和所述第三转换器电路，以便选择性地将电力从所述AC电源和所述不定可用电源传送到所述负载以及从所述不定可用电源传送到所述AC电源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请是2010 年 5 月 13 日提交的题为“UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY SYSTEMSAND METHODS USING ISOLATED INTERFACE FOR VARIABLY AVAILABLE POWER SOURCE” 的美国专利申请序列号为12/779，522(代理案号9060-284)的继续部分。
技术介绍
本专利技术主题涉及电源系统和方法，更具体地涉及不间断电源(UPS)系统和方法。数据中心、工业设施、医疗设施等常常具有由UPS系统保护的AC配电系统。UPS系统可以在这些应用中使用以提供备用电力，从而在主要公共电源出故障时维持操作。UPS系统一般具有“在线(on-line) ”配置，该配置包括通过DC链路耦合的整流器和逆变器，该DC链路也耦合到诸如电池、飞轮转换器或其它能量存储装置之类的辅助电源。在一些UPS应用中，诸如光伏电源之类的可再生电源可以耦合到在线UPS的DC链路以提供补充电力，这例如在Parmley的美国专利N0.7，411，308以及Jayasimha等人的题为“PhotovoltaicUPS” 的文章(IEEE TENC0N2003Conference on Convergent Technologies for Asia-PacificRegion, vol.4，pp.1419-1423(2003))中进行了描述。
技术实现思路
本专利技术主题的一些实施例提供不间断电源(UPS)系统。根据这些实施例的UPS系统包括:被配置成耦合到AC电源的第一端口和被配置成耦合到负载的第二端口。该系统还包括:UPS电路，其包括耦合到所述第一端口的第一转换器电路、耦合到所述第二端口的第二转换器电路以及将所述第一转换器电路耦合到所述第二转换器电路并被配置成耦合到辅助电源的DC总线；以及第三转换器电路，其耦合到所述第二端口以及被配置成从不定可用电源接收电力。该系统还包括控制电路，其在操作上与所述UPS电路和所述第三转换器电路关联，并且被配置成协作地控制所述UPS电路和所述第三转换器电路，以便选择性地将电力从所述AC电源和所述不定可用电源传送到所述负载以及从所述不定可用电源传送到所述AC电源。在其他实施例中，所述UPS电路和所述第三转换器可在相应的第一和第二功率转换模块中实施，所述第一和第二功率转换模块中的每一个均包括通过DC总线耦合的一对转换器单元。所述第二功率转换模块的所述DC总线可以被配置成耦合到所述不定可用电源。所述控制电路可以被配置成选择性地将电力从所述不定可用电源经由所述UPS电路传送到所述AC电源。在一些实施例中，所述DC总线包括第一 DC总线，并且所述UPS系统可以进一步包括被配置成耦合到所述不定可用电源的第二 DC总线以及耦合到所述第一端口并通过所述第二 DC总线耦合到所述第三转换器电路的第四转换器电路。所述控制电路可以在操作上与所述第四转换器电路关联，并且被配置成选择性地将电力从所述不定可用电源经由所述第四转换器电路传送到所述AC电源。在其他实施例中，一种UPS系统包括:被配置成稱合到AC电源的第一端口和被配置成耦合到负载的第二端口。该系统还包括多个功率转换模块，每个功率转换模块包括第一转换器单元、第二转换器单元以及将所述第一转换器单元耦合到所述第二转换器单元的DC总线。所述功率转换模块的所述第二转换器单元共同耦合到所述第二端口。所述功率转换模块中的第一功率转换模块的第一转换器单元耦合到所述第一端口。所述功率转换模块中的所述第一功率转换模块的所述DC总线耦合到辅助电源，并且所述功率转换模块中的第二功率转换模块的所述DC总线耦合到不定可用电源。该系统还包括控制电路，其在操作上与所述多个功率转换模块关联，并且被配置成使得所述功率转换模块选择性地将电力从所述AC电源和所述不定可用电源传送到所述负载以及从所述不定可用电源传送到所述AC电源。在一些实施例中，每个所述功率转换模块可以包括DC总线接口单元。所述功率转换模块中的所述第二功率转换模块的所述DC总线接口单元可以被配置成将所述功率转换模块中的所述第二功率转换模块的所述DC总线耦合到所述不定可用电源。所述功率转换模块的所述第二转换器单元可以被配置成用作逆变器，并且所述第一功率转换模块的所述第一转换器单元可以被配置成用作整流器。所述控制电路可以被配置成使得将电力从所述不定可用电源经由所述功率转换模块中的所述第一功率转换模块的所述第二转换器单元传送到所述辅助电源和/或所述AC电源。在一些实施例中，所述功率转换模块中的所述第二功率转换模块的所述第一转换器单元可以耦合到所述第一端口，并且所述控制电路可以被配置成使得将电力从所述不定可用电源经由所述功率转换模块中的所述第二功率转换模块的所述第一转换器单元传送到所述AC电源。在一些方法实施例中，用多个功率转换模块构成UPS系统，每个功率转换模块包括第一转换器单元、第二转换器单元和将所述第一转换器单元耦合到所述第二转换器单元的DC总线。将所述功率转换模块的所述第二转换器单元共同耦合到所述第二端口。将所述功率转换模块中的第一功率转换模块的第一转换器单元耦合到AC电源。将所述功率转换模块中的第二功率转换模块的所述DC总线耦合到不定可用电源。选择性地将电力从所述AC电源和所述不定可用电源传送到所述负载以及从所述不定可用电源传送到所述AC电源。【附图说明】图1为示出根据本专利技术主题的一些实施例的UPS系统的示意图；图2和图3为示出图1的UPS系统的操作的示意图；图4为示出根据本专利技术主题的一些实施例的模块化UPS系统的示意图；图5为示出根据本专利技术主题的一些实施例，用于模块化UPS系统的各种功率转换模块的配置的示意图；图6为示出根据本专利技术主题的其他实施例的模块化UPS系统的示意图；图7为示出根据本专利技术主题的一些实施例的UPS系统的操作的示意图；图8为示出根据本专利技术主题的其他实施例的UPS系统的示意图。【具体实施方式】现在将参考附图描述本专利技术主题的特定示例性实施例。然而，本专利技术主题可以以许多不同的形式来实施并且不应被解读为限于此处给出的实施例；更确切地，这些实施例被提供使得此公开内容将更为彻底和全面，并且将本专利技术主题的范围完整地传达给本领域技术人员。在图中，相似附图标记指代相似元件。将理解，当元件被提到“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到该另一元件或者可以存在中间元件。如此处使用的术语“和/或”包括关联列出的项目中的一个或多个的任意和全部组合。此处使用的术语仅仅是用于描述具体实施例的目的并且并非旨在限制本专利技术主题。如此处所使用的，单数形式的“一”、“一个”以及“该”旨在也包括复数形式，除非明确地另外指出。还将理解，在此说明书中使用时，术语“包含”和/或“包括”指存在所声明的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或者添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。除非另外定义，否则此处使用的所有术语(包括技术的和科学的术语)具有与此专利技术主题所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解，诸如在通常使用的字典中定义的术语之类的术语应解释为具有与它们在说明书和相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不间断电源(UPS)系统，包括：第一端口，其被配置成耦合到AC电源；第二端口，其被配置成耦合到负载；UPS电路，其包括：耦合到所述第一端口的第一转换器电路；耦合到所述第二端口的第二转换器电路；以及将所述第一转换器电路耦合到所述第二转换器电路并被配置成耦合到辅助电源的DC总线；第三转换器电路，其耦合到所述第二端口并被配置成从不定可用电源接收电力；以及控制电路，其在操作上与所述UPS电路和所述第三转换器电路关联，并被配置成协作地控制所述UPS电路和所述第三转换器电路，以便选择性地将电力从所述AC电源和所述不定可用电源传送到所述负载以及从所述不定可用电源传送到所述AC电源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.16 US 13/297,4771.一种不间断电源(UPS)系统，包括: 第一端口，其被配置成耦合到AC电源； 第二端口，其被配置成耦合到负载； UPS电路，其包括:耦合到所述第一端口的第一转换器电路；耦合到所述第二端口的第二转换器电路；以及将所述第一转换器电路耦合到所述第二转换器电路并被配置成耦合到辅助电源的DC总线； 第三转换器电路，其耦合到所述第二端口并被配置成从不定可用电源接收电力；以及 控制电路，其在操作上与所述UPS电路和所述第三转换器电路关联，并被配置成协作地控制所述UPS电路和所述第三转换器电路，以便选择性地将电力从所述AC电源和所述不定可用电源传送到所述负载以及从所述不定可用电源传送到所述AC电源。2.如权利要求1所述的UPS系统，其中，所述UPS电路的所述DC总线包括耦合到辅助电源的第一 DC总线，其中所述系统包括耦合到所述第三转换器电路的第二 DC总线，并且其中所述第一 DC总线和所述第二 DC总线未共同连接到所述辅助电源。3.如权利要求1所述的UPS系统，其中，所述UPS电路和所述第三转换器在相应的第一和第二功率转换模块中实施，所述第一和第二功率转换模块中的每一个均包括通过DC总线耦合的一对转换器单元。4.如权利要求3所述的UPS系统，其中，所述第二功率转换模块的所述DC总线被配置成耦合到所述不定可 用电源。5.如权利要求1所述的UPS系统，其中，所述控制电路被配置成选择性地将电力从所述不定可用电源经由所述UPS电路传送到所述AC电源。6.如权利要求1所述的UPS系统，其中，所述DC总线包括第一DC总线，其中所述UPS系统还包括:被配置成耦合到所述不定可用电源的第二 DC总线；以及耦合到所述第一端口并通过所述第二 DC总线耦合到所述第三转换器电路的第四转换器电路，并且其中，所述控制电路在操作上与所述第四转换器电路关联，并被配置成选择性地将电力从所述不定可用电源经由所述第四转换器电路传送到所述AC电源。7.如权利要求1所述的UPS系统，其中，所述辅助电源包括电池。8.一种不间断电源(UPS)系统，包括: 第一端口，其被配置成耦合到AC电源； 第二端口，其被配置成耦合到负载； 多个功率转换模块，每个功率转换模块包括第一转换器单元、第二转换器单元以及将所述第一转换器单元耦合到所述第二转换器单元的DC总线，其中所述功率转换模块的所述第二转换器单元共同耦合到所述第二端口，其中所述功率转换模块中的第一功率转换模块的第一转换器单元耦合到所述第一端口，其中所述功率转换模块中的所述第一功率转换模块的所述DC总线耦合到辅助电源，并且其中所述功率转换模块中的第二功率转换模块的所述DC总线耦合到不定可用电源；以及 控制电路，其在操作上与所述多个功率转换模块关联，并且被配置成使得所述功率转换模块选择性地将电力从所述AC电源和所述不定可用电源传送到所述负载以及从所述不定可用电源传送到所述AC电源。9...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·小约翰逊，Y·刘，B·L·康普顿，P·S·泰梅拉，R·C·巴尔德，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：美国;US