[发明专利]备用电源系统和方法

说明书

背景技术

备用电源或不间断电源（UPS）设备通常可用于计算机系统和其中不间断功率被要求（例如在功率故障期间继续提供功率）的其他电子设备。UPS设备用来自UPS设备中的电池（或多个电池）的电功率来替换或补充来自公用事业公司的电功率。电池能够提供功率至少达有限的时间，直到来自公用事业供应商的电功率可以被恢复。一旦电功率被恢复，则该电功率用于对UPS设备中的电池进行再充电，使得在下次有功率故障时电池被充满电。

UPS设备通常用于大的数据中心。然而，UPS设备是不可缩放来适应不断增加的功率要求的。数据中心功率要求的改变常常转化成用于增加UPS设备的资金的重大投资。相反，针对数据中心的总期待功率需求而对UPS设备典型地设计尺寸。但是，该途径增加用于可以适应离被购买仍然可能有很多年的数据中心装备的UPS设备的初始资金花费。此外，过大的UPS设备可能不高效地进行操作，直到将数据中心增到全容量，由此在早期强加不必要的操作费用。过大的UPS设备还消耗在数据中心处的“不动产”，其之后不能被用于其他目的。

附图说明

图1是如其可以在托架系统中被实现的示例备用功率系统的平面图。

图2a是用于备用功率系统的功率图的示例。图2b是用于备用功率系统的通信图的示例。

图3是示出其可以被实现以用于控制备用功率系统的示例操作的流程图。

图4a-b是示出智能接口转换器（IIC）的示例操作的流程图。

图5a-b是示出接口和管理（IM）的示例操作的流程图。

具体实施方式

公开了备用电源系统和方法。在一个实施例中，备用电源系统是模块化的并且因而随着数据中心被填充有电子设备，该备用电源系统可以随着时间被在线购买和出售（bring），由此减少预付的资金花费。此外，备用电源系统可以被设计尺寸成更接近于负载，为产品的寿命增加操作效率。备用电源系统的分布式性质还腾出数据中心中的“不动产”用于更多的电子设备。

在本文中公开的备用电源系统的实施例还实现定制化。也就是说，传统的UPS系统不根据负载在设备之间进行区分。也就是说，当功率故障时，UPS系统向连接到该UPS系统的任何设备提供备用功率。这甚至包括最不重要的电子设备，并且为了保证在功率故障期间电子设备中的全部都被提供有充足的备用功率，因而可能导致UPS系统过大。当然，电子设备中的一些（例如，一些显示设备和备用系统）不需要在功率故障期间被操作，并且因此不需要被提供有来自UPS系统的功率。在本文中公开的备用电源系统为不同的电子设备实现定制的贯穿时间和功率水平的跨度（ride）。可以允许较不重要的电子设备在功率故障期间断电，使得备用电源系统仅必须向更重要的电子设备提供功率。

在本文中公开的备用电源系统的实施例还包括更高的效率。也就是说，传统的UPS系统也进行操作来提供AC功率。从DC向AC的功率转换导致损失，其通过为UPS系统提供附加的能量储存而被补偿。此外，以AC进行操作引入谐波、功率因数、峰值电流和可能掠夺备用容量的系统其他问题。在本文中公开的备用电源系统实现DC母线（rail）。这会除去针对AC到DC转换损失的所需能量储存的10%到20%。因此，在本文中公开的备用电源系统更加高效地进行操作。示例待机效率可以超过99.75%，备用或放电效率可以超过95%，以及充电效率可以超过97%。

备用电源系统也使用更小、更廉价的部件，这减少成本并增加余裕。此外，如果一个部件（例如，电池模块）的故障发生，则仅失去所选择的区域，并且对于数据中心处的操作容量的全部损失而言有更少的机会（如与中央UPS设备相反的）。也更廉价来保证备用电源系统，因为可替换部分（例如，电池模块）仅是整个解决方案的一小部分。

图1是如其可以在托架系统中被实现的示例备用功率系统100的平面图。该备用功率系统100在本文中还可以被称为不间断电源（UPS）设备，虽然该备用功率系统100（甚至当被称为UPS设备时）因为一些原因而不同于传统的UPS设备，这些原因根据以下各种实施例的描述而变得显而易见。

该UPS设备100可以包括初级单元110，其容纳辅助功率源，诸如电池或电池模块120a-d。虽然在图1中示出四个电池模块120a-d，但是需要注意的是，可以提供任何数量的电池模块。此外，每一个电池模块120a-d可以包括一个或多个电池组。