[发明专利]在操作模式转变期间平衡UPS输出电压的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求于2012年11月21日提交的美国临时申请No.61/729,056的权益。以上申请的全部内容通过参引合并至本文中。

技术领域

本公开内容总体上涉及不间断电源（UPS），更具体地涉及UPS的输出电压平衡。

背景技术

本文提供的背景描述是为了总体上呈现本发明的背景。在该背景部分中在某种程度上描述的当前附名的发明人的工作，以及提交时在其他方面不能作为现有技术的描述的多个方面既不能清楚也不能隐含地被认为是否定本公开内容的现有技术。

不间断电源（UPS）用于向数据中心供给电力。电力公司变电站对公用电力进行降频以生成供给UPS的变电站电力，其中UPS调节变电站电力。在来自电力公司和/或变电站的电力中断的情况下，UPS向数据中心提供备用电力。UPS中的每一个可以具有备用电力源。UPS可以向例如数据中心的一个或更多个服务器中的一个或更多个电源提供电力。

数据中心可以具有多个负载（例如，服务器）。负载中的每一个具有可在输入电压的范围上操作的电源（负载电源）。一个或更多个UPS可以用于向数据中心的负载电源提供输出电压。UPS从变电站接收变电站电压（例如，208VAC）的电力，并且UPS均可以被配置成提供固定标称输出电压的输出电力。UPS可以具有UPS（或逆变器）模式和旁路模式。当在UPS模式下时，UPS可以对变电站电压进行调控、滤波及调节以提供输出电力。

UPS中的每一个可以包括当在旁路模式下时处于旁路状态（例如，闭合）的旁路开关。当UPS处于旁路模式下时，在不对变电站电压进行调控、滤波和/或调节的情况下，来自电力公司的变电站电压的电力被直接提供给负载电源。在旁路模式期间，UPS的整流器和逆变器可以被断电。当例如UPS中出现故障或者来自电力公司的输入电力足够干净以至于不需要调节时，UPS可以处于旁路模式。在旁路模式下，UPS的部件（例如，变压器、整流器、逆变器等）被旁路以便将来自电力公司的变电站电压的电力直接提供至UPS的输出端，并因此直接提供至负载电源。

UPS可以包括公用事业源输入端、整流器、逆变器、旁路电路和输出端。公用电力被提供至公用事业源输入端。当在UPS模式下时，在被提供至输出端之前，经由整流器、逆变器将电力进行调节。当在旁路模式下时，电力经由旁路电路被直接提供至输出端。

除了操作在UPS模式下和旁路模式下，UPS还可以操作在经济模式下。可以实现不同的经济模式。在第一示例性经济模式期间，旁路开关闭合，并且UPS的输出电力经由旁路开关提供至负载。UPS的逆变器和/或控制模块导通（ON）并且监测UPS的输出电力。在经济模式下，UPS消耗的电力少于当其操作在UPS模式下的消耗的电力。这是因为UPS的整流器和逆变器操作在空闲模式下。当在空闲模式下时，逆变器不向UPS的输出端提供电力或者提供最小的电力。基于所监测的输出电力，逆变器和/或控制模块可以从在经济模式下操作切换至UPS模式。如果输出电力存在噪声和/或输出电力的对应电压在预定范围之外，则逆变器和/或控制模块可以从经济模式切换至UPS模式。

在第二示例性经济模式中，旁路开关闭合并且UPS的输出电力经由旁路开关被提供至负载。UPS的逆变器和/或控制模块监测输出电力。基于输出电力，逆变器可以提供一部分供给负载的电力以抵消经由旁路开关供给的电力中的谐波。经由逆变器供给的电力包括谐波以抵消经由旁路开关供给的电力中的谐波。尽管与操作在空闲模式下相比，逆变器消耗较多的电力，但逆变器净化UPS的输出电力，同时消耗比操作在UPS模式下更少的电力。

发明内容

在一个方面中，提供了不间断电源（UPS），并且不间断电源包括输入端、逆变器、旁路电路和控制模块。输入端被配置成：（i）接收来自公用事业源的第一电力以为至少一个负载供电，并且（ii）接收来自公用事业源第二电力。所述至少一个负载和所述UPS分离。逆变器被配置成：（i）当在第一模式下时，接收第一电力和第二电力，并且（ii）当在第二模式下时，接收第二电力但不接收第一电力。第二电力用于为逆变器供电。旁路电路连接至输入端并且被配置成：当操作在第二模式下时，使逆变器旁路以将第一电力供给UPS的输出端。控制模块被配置成：（i）检测UPS的输出端处的电压，（ii）对该电压进行积分以生成第一和，以及（iii）继完成从第二模式到第一模式的转变之后，基于所述第一和来调节逆变器的输出电压以使UPS的电压平衡。UPS的电压是基于逆变器的输出电压而提供的。