供电控制的制作方法

1.公开领域

本公开的实施方式一般涉及提供电力的系统和方法。

2.背景描述

诸如不间断电源(UPS)之类的电源一般用于向电气设备或负载提供电力。当主电源或电力网不可用时，UPS可提供电力。传统的在线UPS利用功率因数校正电路(PFC)整流由电气设施提供的输入电力以向DC总线提供电力。当电力网可用时，整流的DC电压一般用于给电池充电，同时也向DC总线提供电力。在没有电力网电力时，电池向DC总线提供电力。逆变器从DC总线产生AC输出电压给负载。因为DC总线由电力网或电池供电，如果电力网故障并且电池被充足地充电，则UPS的输出电力是不间断的。

概述

本发明的至少一些方面和实施方式针对供电系统，该供电系统包括输入端、输出端、功率因数校正电路、逆变器、总线和开关电路，输入端配置为接收来自输入电源的输入电力，输出端配置为向负载提供输出电力，功率因数校正电路耦合到输入端并配置为从输入端汲取输入电流，逆变器耦合到输出端并配置为向输出端提供输出电流，总线耦合到功率因数校正电路和逆变器，以及开关电路耦合到逆变器，开关电路配置为在第一操作模式将电力从功率因数校正电路引导到逆变器以及在第二操作模式将电力从总线引导到逆变器，其中，开关电路包括中性钳位电路，中性钳位电路耦合到功率因数校正电路和逆变器，中性钳位电路配置为控制由功率因数校正电路汲取的输入电流的电平以及由逆变器向输出端提供的输出电流的电平。

根据一个实施方式，开关电路配置为在第一操作模式中绕开总线将交流电流从功率因数校正电路引导到逆变器。

根据另一个实施方式，供电系统还包括控制器，该控制器耦合到开关电路并配置为向开关电路提供控制信号。在一个实施方式中，控制器配置为监控供电系统的至少一个电气特性，并基于至少一个电气特性，在第一操作模式、第二操作模式以及第一操作模式和第二操作模式的组合中的至少一个模式中提供控制信号来操作开关电路。在另一个实施方式中，在提供控制信号来操作开关电路时，控制器还配置为向中性钳位电路提供控制信号以调整中性钳位电路的占空比来调节由功率因数校正电路汲取的输入电流的电平以及由逆变器向输出端提供的输出电流的电平中的至少一个。在另一个实施方式中，在提供控制信号来操作开关电路时，控制器还配置为向开关电路提供控制信号以调整开关电路的占空比来控制在功率因数校正电路、总线和逆变器间传输的电力的量。

根据一个实施方式，控制器还配置为监控由功率因数校正电路汲取的输入电流，确定由功率因数校正电路汲取的输入电流是否小于参考输入电流电平，并响应于确定由功率因数校正电路汲取的输入电流小于参考输入电流电平，向中性钳位电路提供控制信号以增加中性钳位电路的第一占空比来增加由功率因数校正电路汲取的输入电流。在一个实施方式中，控制器还配置为响应于确定由功率因数校正电路汲取的输入电流大于参考输入电流电平，向中性钳位电路提供控制信号以降低中性钳位电路的第一占空比来减少由功率因数校正电路汲取的输入电流。

根据另一个实施方式，控制器还配置为确定由逆变器提供的输出电流是否小于参考输出电流电平，并响应于确定由逆变器提供的输出电流小于参考输出电流电平，向开关电路提供控制信号以增加开关电路的占空比来增加由逆变器提供的输出电流。在一个实施方式中，控制器还配置为响应于确定由逆变器提供的输出电流大于参考输出电流电平，向中性钳位电路提供控制信号以增加中性钳位电路的第二占空比来减少由逆变器提供的输出电流。

本发明的一个方面针对控制供电系统的方法，该供电系统包括输入端、输出端、功率因数校正电路、逆变器、总线和开关电路，输入端配置为接收来自输入电源的输入电力，输出端配置为向负载提供输出电力，功率因数校正电路耦合到输入端并配置为从输入端汲取输入电流，逆变器耦合到输出端并配置为向输出端提供输出电流，总线耦合到功率因数校正电路和逆变器，以及开关电路耦合到逆变器，，开关电路包括耦合到功率因数校正电路和逆变器中性钳位电路，，该方法包括确定供电系统的一个或多个电气特性，基于确定提供控制信号以在将电力从功率因数校正电路引导到逆变器的第一操作模式或将电力从总线引导到逆变器的第二操作模式中的一个操作模式中操作开关电路，以及基于确定提供控制信号以操作中性钳位电路来调节由功率因数校正电路汲取的输入电流的电平以及由逆变器向输出端提供的输出电流的电平。

根据一个实施方式，以第一操作模式操作开关电路包括绕开总线将交流电流从功率因数校正电路引导到逆变器。在一个实施方式中，提供控制信号包括基于一个或多个电气特性提供控制信号以在第一操作模式、第二操作模式以及第一操作模式和第二操作模式的组合中的至少一个模式下操作开关电路。在另一个实施方式中，提供控制信号来操作中性钳位电路包括：向中性钳位电路提供控制信号以控制中性钳位电路的占空比来调节由功率因数校正电路汲取的输入电流的电平以及由逆变器向输出端提供的输出电流的电平。在另一个实施方式中，提供控制信号包括向开关电路提供控制信号以调整开关电路的占空比来控制在功率因数校正电路、总线和逆变器间传输的电力的量。

根据另一个实施方式，确定一个或多个电气特性包括监控由功率因数校正电路汲取的输入电流，以及确定由功率因数校正电路汲取的输入电流是否小于参考输入电流电平，其中，提供控制信号以操作中性钳位电路包括响应于确定由功率因数校正电路汲取的输入电流小于参考输入电流电平，向中性钳位电路提供控制信号以增加中性钳位电路的第一占空比来增加由功率因数校正电路汲取的输入电流。在一个实施方式中，提供控制信号以操作中性钳位电路包括响应于确定由功率因数校正电路汲取的输入电流大于参考输入电流电平，向中性钳位电路提供控制信号以减少中性钳位电路的第一占空比来减少由功率因数校正电路汲取的输入电流。

根据一个实施方式，确定一个或多个电气特性包括监控由逆变器提供的输出电流，并确定由逆变器提供的输出电流是否小于参考输出电流电平，其中，提供控制信号以操作开关电路包括响应于确定由逆变器提供的输出电流小于参考输出电流电平，向开关电路提供控制信号以增加开关电路的占空比来增加由逆变器提供的输出电流。在一个实施方式中，提供控制信号以操作中性钳位电路包括：响应于确定由逆变器提供的输出电流大于参考输出电流电平，向中性钳位电路提供控制信号以增加中性钳位电路的第二占空比来减少由逆变器提供的输出电流。

本发明的另一个方面针对供电系统，其包括输入端、输出端、功率因数校正电路、逆变器、DC总线，输入端配置为接收来自输入电源的输入电力，输出端配置为向负载提供输出电力，功率因数校正电路耦合到输入端并配置为从输入端汲取输入电力，逆变器耦合到输出端并配置为向输出端提供输出电力，DC总线耦合到功率因数校正电路和逆变器，该供电系统还包括用于以混合模式(该混合模式至少部分地绕开DC总线)操作供电系统以产生供电系统所需的输入电力和输出电力以及用于利用供电系统的共享的部分来控制由功率因数校正电路汲取的输入电流的电平和逆变器提供的输出电流的电平的装置。

附图简述

下文参考附图讨论了至少一个实施方式的各个方面，附图不旨在按比例绘制。附图被包含以提供对各个方面和实施方式的说明以及进一步的理解，并且被并入说明书且构成该说明书的一部分，但是不旨在作为对本公开的限制的定义。各图中，在各个图中示出的每个相同的或者接近相同的组件用相同的编号表示。出于清楚的目的，并非每一个组件都可在每一个图中被标记出。在附图中：

图1是根据本公开的方面的UPS系统的框图；

图2是根据本公开的方面的UPS系统的一部分的电路图；

图3包括示出根据本公开的方面的UPS系统的开关循环的图。

图4是根据本公开的方面的UPS系统的一部分的又一实施方式的电路图。

详细描述

UPS系统一般包括输入端、功率因数校正(PFC)电路、DC总线、逆变器和输出端，输入端用于接收输入AC电力，功率因数校正(PFC)电路将AC电力转换成DC电力，逆变器将DC电力转换回AC电力，输出端提供输出AC电力。至少一些方面和实施方式针对UPS的混合模式的方法和装置，其绕开从AC到DC的电力转换，直接将电力从PFC电路引导到逆变器。混合模式可提供效率的增加，同时还提供对输入电流和输出电压的控制以及浪涌处理能力，这可能在旁路模式或生态模式中是不可得到的。

本文公开的一个或多个特征可在配置为控制一个或多个UPS系统的一个或多个控制器或装置中实现。在各种实施方式中，本文公开的控制器可包括在一个或多个UPS系统中或可与被控制的一个或多个UPS系统分离。下面更详细地讨论各个方面可在其上实现的示例UPS系统和基于各个方面可控制的示例UPS系统。

应当理解，本文所讨论的方法和装置的实施方式并不将其应用限于下面描述中阐述的或者在附图中示出的组件的结构以及布置的细节。该方法和装置能够以其他实施方式或以各种方式被实践或执行。本文提供的具体实施的示例仅用于说明性目的并不旨在限制。特别地，结合任何一个或者多个实施方式论述的动作、元素以及特征并不旨在排除任何其他的实施方式中的类似作用。

另外，本文所用的措辞和术语是出于描述的目的，不应视为具有限制性。对本文以单数形式提到的系统和方法的实施方式或元素或者动作的任何引用，也可以包括包含这些元素的复数的实施方式，以及本文以复数形式对任何实施方式或元素或者动作的任何引用也可以包括只包含单个元素的实施方式。本文中使用“包括(including)”、“包括(comprising)”、“具有”、“包含”、“涉及”、以及其变型意指涵盖此后列出的项目和其等效物以及另外的项目。对“或”的引用应解释为包含的，以便使用“或”描述的任何术语可以指示描述的术语的单个、多于一个和所有的任何一个。

图1示出描绘不间断电源(UPS)100的框图。不间断电源100包括输入端102、功率因数校正(PFC)电路104、DC总线106、电池108、逆变器110和输出端112。UPS100还包括混合电路114和控制器116，混合电路114允许UPS100在混合模式下运行，控制器116提供指令和命令以控制UPS100的模式。

输入端102接收来自AC电源的输入AC电力。PFC电路104滤波和整流输入AC电力以将输入AC电力转换成DC电力，同时提供功率因数校正。传统上，PFC电路104向DC总线106提供DC电力。电池108或其他储能元件还可向DC总线106提供电力，DC总线106向逆变器110提供DC电力。逆变器将DC电力转换成AC电力用于输出端112。在一些实施方式中，混合电路114绕开AC电力到DC电力的转换。因此，混合电路114绕开DC总线106。在一些实施方式中，根据配置和/或环境参数，混合电路114允许UPS100在混合模式下以及传统模式下运行。环境参数可包括输入电力和输出电力的可测量的特性，包括诸如电压、电流、频率、电能质量和其他特性之类的电气特性。例如，混合电路114可包括开关，其允许UPS100在传统模式下运行，将AC电力转换成DC电力以及利用UPS100的传统组件。

UPS100操作的模式可由UPS100的控制器116来控制。控制器116可接收诸如环境参数输入和用户输入，这可确定UPS100是在传统模式、混合模式、旁路模式、UPS100提供的其他模式下运行还是在一些模式的组合下运行。在混合模式下，控制器116可取决于环境参数的时间的部分期间允许电流通过混合电路114和DC总线106。在一些实施方式中，混合模式包括在时间的部分期间运行在传统模式下。例如，正如在下面进一步描述的那样，控制器116可改变开关的占空比用于改变取决于环境参数的时间量。在一些实施方式中，控制器116包括至少一个处理器或其他逻辑设备。在一些实施方式中，控制器116包括数字信号处理器(DSP)。控制器116还可包括至少一个现场可编程门阵列(FPGA)和专用集成电路(ASIC)，或其它硬件、软件、固件或它们的组合。在各种实施方式中，一个或多个控制器可作为UPS100的一部分，或在UPS100之外但与UPS100可操作地耦合。

在一些实施方式中，控制器116包括至少一个控制信号发生器。控制信号发生器可以是控制器116的部分或单独的设备，该单独的设备输出至少部分响应于来自控制器116的指令的控制信号。在一些实施方式中，控制信号发生器包括至少一个DSP和FPGA。控制信号发生器可产生、形成，或以其他方式输出控制信号，如脉宽调制(PWM)控制信号。

图2示出UPS100的一部分的示例电路200的简图。电路200包括输入端102，其接收输入AC电力。电路200包括电感器L1 202和电感器L2228、二极管D1 204和二极管D2 206以及一系列开关S1 208、S2 210、S3 212、S4 214、S5 216、S6 218、S7 220和S8 222，这些开关可控制通过电路200的电能流。在一些实施方式中，开关S1-S8 208-222实现为功率晶体管，如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。在一些实施方式中，两个开关S7 220和S8 222允许UPS100在混合模式下运行。用短路代替开关S7 220和S8 222将成为PFC电路和3级NPC-2逆变器。开关S7 220和S8 222允许电路200将电流从PFC104引导到DC总线106(通过开关S7 220或S8 222内部的二极管)或通过开关S1 208和S4 214直接到逆变器110。如果PFC输入电流高于逆变器输出电流，则过量的电流可通过开关S7 220流向DC总线106。如果PFC输入电流低于逆变器输出电流，则开关S7 220和S8 222可部分地接通以将外部电力从DC总线106引导到逆变器输出端。

PFC的输入电流可通过调整开关S5 216和S6 218的占空比来提高和控制。如果输入电压高于输出电压，则可通过调整S1 208和S4 214的占空比来限制电流。如果所需的输出电流高于输入电流，则可增加S7 220和S8 222的占空比以从DC总线抽运功率，将逆变器输出电流提高到所需的电平。类似地，如果输入电流高于输出电流，则来自PFC的电流可通过开关S7 220和S8 222续流到DC总线。

在一些实施方式中，当输入电压和输出电压相同并且负载功率因数接近1时，S1 208和S4 214几乎持续地保持接通，并且电流可在大部分时间绕开DC总线106，这可使节流圈芯损耗和开关损耗达到最小化，以及减少传导损耗。剩下的开关S5 216/S6 218、S7 220/S8 222和S2 210/S3 212可在每个开关周期短时接通以补偿输入电流和输出电流之间的任何差别。那么初级电流通路将包括D1 204和S1 208或D2 206和S4 214，减少了初级电流通路中的交叉点。

在低输出负载功率因数处(例如，无功负荷)，UPS100可操作在传统模式下，通过将S7 220和S8 222接通，将电流引导通过PFC电路104、DC总线106和逆变器110。根据一些实施方式，在低输出负载功率因数处，UPS100还可操作在混合模式下，并且当来自PFC输入端的电流可自动地在DC总线106和逆变器110之间分开时，部分地将AC电力从PFC输入端直接引导到逆变器输出端。根据一些实施方式，UPS100即可操作在传统模式下也可操作在混合模式下(通过调整开关的占空比)以提供所需的输出。

混合模式可适于208V和400/480V的系统以及其他电压。在一些实施方式中，在400V的系统中，S2 210、S3 212、S5 216、S6 218、S7 220和S8 222是额定电压为600V的组件，而D1 204、D2 206、S1 208和S4 214的额定击穿电压是1200V。在一些实施方式中，在208V的系统中，所有的组件的额定电压是600V。在一些实施方式中，UPS100包括单独的DC-DC转换器，其用于提供电力到DC总线106并且接收从电池108到DC总线106的电力。

图3包括示出UPS系统100的开关周期的图300和图320。第一图300的y轴表示电压(用伏表示)并且第一图300的x轴表示时间(用毫秒表示)。第一图300中的轨迹306表示逆变器110的脉宽调制(PWM)电压。第二图320的y轴表示电流(用Amps表示)并且第二图320的x轴表示时间(用毫秒表示)。第二图320中的第一轨迹326表示UPS系统100的逆变器电流。第二图320中的第二轨迹328表示UPS系统100的PFC电流。第二图320中的第三轨迹330表示通过开关S3 212的电流。第二图320中的第四轨迹332表示通过开关S7 220的电流。

在第一时间308处，开关S7 220接通，并且逆变器110的PWM电压306增加。假设开关S1 208已经接通，逆变器电流326利用由DC总线106(通过开关S7 220)提供的能量升高。同时，PFC电流328通过D1 204和开关S7 220续流到DC总线106，并因此，PFC的电流328减小了。

在第二时间310处，开关S7 220断开，并且通过开关S7 220的电流332变为零。因此，由于逆变器电流326经由开关S2 210和开关S3 212续流(例如，正如在第二图320中示出的通过开关S3 212的电流330中所见的)，逆变器110的PWM电压306下降到零。随着逆变器电流326下降以及PFC电流328增加，在时间312处，逆变器电流326和PFC电流328相等。一旦逆变器电流326和PFC电流328相等，逆变器110的PVM电压306稳定在UPS100的输入电压和输出电压之间的平均值。此时，PFC 104和逆变器110两端的电压实际上是零，并因此电流的变化也接近为零。根据一个实施方式，此时的损耗也非常低。

虽然混合电路200已经用具体的拓扑描述，但是DC总线的旁路可通过各种不同的拓扑来实现，也具有上述类似的优点。本公开的不同实施方式提供电力从PFC电路引导到逆变器而无需将AC电力完全转换成DC电力的电源。

图4示出另一个示例电路400的图，该示例电路400可在UPS100中实现以执行UPS100的PFC104、混合电路114、DC总线106和逆变器110的至少一些功能。电路400包括输入端102，其接收输入AC电力。电路400包括电感器L1 402和电感器L2 428、一系列电容器C1 420、C2 426、C3 422、C4 424、中性线405以及一系列开关S1 404、S2 406、S3 408、S4 410、S5 412、S6 414、S7 416和S8 418，这些开关可控制通过电路400的电能流。在一些实施方式中，开关S1-S8 404-418实现为功率晶体管，如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)。二极管430耦合在开关404-418中的每一个开关的两端。

输入端102耦合到电感器L1 402的第一端子。电感器L1 402的第二端子耦合到开关S1 404的第一端子及开关S2 406的第一端子。开关S1 404的第二端子耦合到开关S7 416的第一端子。开关S7 416的第二端子耦合到电感器L2 428的第一端子。开关S2 406的第二端子耦合到开关S8 418的第一端子。开关S8的第二端子还耦合到电感器L2 428的第一端子。电容器C1 420耦合在输入端102和中性线405之间。

开关S3 408的第一端子耦合到开关S1 404的第二端子。开关S3 408的第二端子耦合到电容器C3 422的第一端子。电容器C3 422的第二端子耦合到中性线405。开关S5 412的第一端子耦合到开关S7 416的第一端子。开关S5 412的第二端子耦合到中性线405。开关S4 410的第一端子耦合到开关S2 406的第二端子。开关S4 410的第二端子耦合到电容器C4 424的第一端子。电容器C4 424的第二端子耦合到中性线405。开关S6 414的第一端子耦合到开关S8 418的第一端子。开关S6 414的第二端子耦合到中性线405。电感器L2 428的第二端子耦合到输出端112。电容器C2耦合在中性线405和输出端112之间。

对一系列开关(S1-S8)404-418的操作(例如，通过控制器116)允许电路400运行在如上所述的混合模式和/或传统模式下。开关(S1-S8)404-418允许电路400将电流从PFC电路104引导到DC总线106或者直接到逆变器110。电路400的控制器116操作开关(S1-S8)404-418以控制从PFC电路104到逆变器110(即，绕开DC总线106)的交流电流和/或从PFC电路104到DC总线106的直流电流。

例如，在电路400的操作期间，开关S7 416一般是闭合的，因此，使PFC电流能够绕开DC总线106经由开关S1 404的二极管430和闭合的开关S7 416从输入端102到输出端112。绕开DC总线106可最小化节流圈芯损耗和开关损耗，同时减少传导损耗。控制器116操作一系列开关(S1-S8)404-418(即，控制开关404-418的占空比)以对PFC输入电流和逆变器电流进行所期望的调整。通常，通过控制器116的仅较小的校正对产生所期望的PFC电流和逆变器电流是有必要的。

如果电路400的PFC电流需要被增加，控制器116可增加开关S5 412的占空比。通过增加开关S5 412的占空比，经由开关S1 404和开关S5 412的二极管430从输入端102到中性线405的PFC电流增加了。如果电路400的PFC电流需要被减少，控制器116可增加开关S3 408的占空比。通过增加开关S3 408的占空比，较大部分的逆变器电流从DC总线106汲取并且可减少通过开关S1 404的PFC电流。

如果需要增加逆变器电流，控制器116可在保持开关S7 416闭合时增加开关S3 408的占空比。通过在开关S7 416闭合时增加开关S3 408的占空比，从DC总线106汲取更多的电流，且逆变器电流增加。如果需要减少逆变器电流，可在开关S6 414接通时减少开关S7 416的占空比。因此，PFC电流将续流到DC总线106，且逆变器电流将通过开关S6 414和开关S8 418续流到中性线405，从而减少逆变器电流。

正如在上述场景中所见的，除了与DC总线耦合的开关(即，开关S3 408/S4 410)，中性钳位开关(即，开关S5 412/S6 414)由PFC电路104和逆变器110利用(即，“共享”)，并且对中性钳位开关S5 412/S6 414的控制控制PFC电路104和逆变器110。下面关于表1更详细地讨论对中性钳位开关的控制。

表1 减少/增加PFC电流和逆变器电流的步骤

表1示出在电路400中实现关于D_S3_MIN减少/增加PFC和逆变器电流的步骤的一个实施方式。D_S3_MIN是开关S3 408的最小占空比，其可由PFC电路104、逆变器110或控制器116设置。控制器116监控PFC电路104的输入电流(即，PFC电流)以及逆变器110的输出电流(即，逆变器电流)。

如表1所见，如果需要减少PFC电流(例如，因为所测量的PFC电流电平大于参考PFC电流电平)，控制器116首先减少开关S2 406的占空比以减少从输入端102经由开关S6 414的二极管430的PFC电流。如果仍然需要减少PFC电流并且开关S2 406的占空比是0％，控制器116减少开关S5 412的占空比从输入端102以经由开关S1 404的二极管430汲取较少的电流。如果仍然需要减少PFC电流并且开关S5 412的占空比是0％，控制器116增加开关S3 408的占空比以从DC总线106汲取较多的电流(并且经由开关S1 404的二极管430从输入端102汲取较少的电流)，直到PFC电流减少到所期望的电平(例如，参考PFC电流电平)。

如果需要增加PFC电流(例如，因为所测量的PFC电流电平小于参考PFC电流)，控制器116首先减少开关S3 408的占空比以从DC总线106汲取较少的电流(并且从输入端102经由开关S1 404的二极管430汲取较多的电流)。如果仍然需要增加PFC电流而开关S3 408的占空比等于D_S3_MIN，控制器116增加开关S5 412的占空比以从输入端102经由开关S1 404的二极管430汲取较多的电流。如果仍然需要增加PFC电流并且开关S5 412的占空比等于1-D_S3_MIN，控制器116增加开关S2 406的占空比以从输入端102汲取较多的电流，直到PFC电流增加到所期望的电平(例如，参考PFC电流电平)。

如果需要减少逆变器电流(例如，因为所测量的逆变器电流电平大于参考逆变器电流电平)，控制器116首先减少开关S3 408的占空比以从DC总线106汲取较少的电流(并且从DC总线106提供较少电流到逆变器110)。如果仍然需要减少逆变器电流并且开关S3 408的占空比等于D_S3_MIN，控制器116减少开关S7 416的占空比(当开关S6 414闭合(即，其具有100％的占空比))以从PFC电路104汲取较少的电流(即，从输入端102经由开关S1 404的二极管430)，直到逆变器电流减少到所期望的电平(例如，参考逆变器电流电平)。

如果需要增加逆变器电流(例如，因为所测量的逆变器电流电平小于参考逆变器电流电平)，控制器116首先增加开关S7 416的占空比以从PFC电路104汲取较多的电流(即，从输入端102经由开关S1 404的二极管430)。如果仍然需要增加逆变器电流并且开关S7 416的占空比是100％，控制器116增加开关S3 408的占空比以从DC总线106汲取较多的电流(并且从DC总线106向逆变器110提供更多电流)，直到逆变器电流增加到所期望的电平(例如，参考逆变器电流电平)。

在上述的电路200中，由PFC电路104和逆变器110“共享”与DC总线耦合的开关S7 220和S8 222。在上述电路400中，除了与DC总线耦合的开关S3 408和S4 410,中性钳位开关(即，开关S5 412/S6 414)还被PFC电路104和逆变器110利用(即，“共享”)(即，开关S5 412/S6 414的操作控制PFC电路104和逆变器110)。通过在PFC电路104和逆变器110之间“共享”中性钳位开关(即，S5 412/S6 414)，可从电路400忽略两个额外的中性钳位开关。还如上所述，在一些实施方式中，开关S1 404/S2 406还可被用于转换器104的中性钳位。

本文描述的各个方面和功能可在配置为控制一个或多个UPS系统的一个或多个控制器或装置中实现。在各种实施方式中，本文公开的控制器可包括在一个或多个UPS系统中或可与被控制的一个或多个UPS系统分离。

上述至少一些实施方式提供UPS中的混合电路。在其他实施方式中，混合电路可用在各种类型的电源和其他设备中。

此外，根据本公开在本文描述的各个方面和功能可实现为一个或多个计算机系统上的硬件、软件或硬件和软件的组合。该一个或多个计算机系统可配置为与被控制的一个或多个UPS系统通信。当前有许多计算机系统的示例在使用。其中，一些示例包括网络设备、个人计算机、工作站、大型主机、联网客户端、服务器、媒体服务器、应用程序服务器、数据库服务器、Web服务器和虚拟服务器。计算机系统的其他示例可以包括如手机和个人数字助理的移动计算装置，以及如负载平衡器、路由器和交换机的网络设备。额外地，根据本发明的方面可定位在单个计算机系统上或可分布在连接到一个或多个通信网络的多个计算机系统中。

例如，各个方面和功能可分布在配置为向一个或多个客户端计算机提供服务或作为分布式系统的部分执行全部的任务的一个或多个计算机系统中。此外，各方面可以在包括组件的客户端服务器或者多层系统上执行，该组件分布在一个或者多个执行各种功能的服务器系统之间。因此，发明不限于在任何具体的系统或系统组上执行。此外，可以用软件、硬件或者固件、或者它们的任何组合实施各个方面。因此，根据本发明的方面可以在使用各种硬件和软件配置的方法、行为、系统、系统布置和组件内实现，并且本发明不局限于任何特定的分布的体系结构、网络或通信协议。此外，根据本发明的方面可被实现为专门编程的硬件和/或软件。

上述混合电路可适用于208V和400/480V的系统。例如，在一些400V的系统，开关S3 408、S4 410、S5 412和S6 414是额定电压为600V的组件，而开关S1 404、S2 406、S7 416和S8 418的额定击穿电压是1200V。在一些208V的系统中，所有的组件的额定电压是600V。

在一些其它实施方式中，UPS100可包括单独的DC-DC转换器，其用于提供电力到DC总线106并且接收从电池108到DC总线106的电力。

如上所述，表1示出减少/增加PFC和逆变器电流的步骤的一个实施方式；但是，在其他实施方式中，步骤的顺序和/或配置可有不同的定义。

虽然已经讨论了几个示例拓扑，但是许多其他拓扑可实现本公开的特征，提供绕开DC总线以及允许电流无需AC到DC转换从PFC电路传到逆变器电路的混合模式。例如，在一些实施方式中，绕开DC总线可实现为类似于在题为“Power Supply Control”的PCT/US13/67478国际专利申请中描述的那样，该申请在此以引用的方式全部并入本文。

上述混合模式允许UPS提供对输入电流、输出电流和输出电压的滤波和控制，以及提供浪涌处理能力。关于图4描述的拓扑提供对输入功率因数和输出电压的完全控制，而硬件复杂度和成本具有较低的整体水平(由于“共享的”中性钳位开关)。因为“共享”的中性钳位开关(即，开关S5 412/S6 414)在接通和断开期间的电流仅等于PFC和逆变器电流的差(该差值通常是小的)，所以电路400还减少了开关损耗。此外，因为中性钳位开关电压通过单个二极管钳位，所以在电路400中的过电压风险可以更低。

在上面描述了至少一个实施方式的几个方面后，应认识到，本领域中的技术人员将容易想到各种改变、修改和改善。这样的改变、修改和改善旨在成为本公开的一部分并且旨在本公开的范围内。因此，前文的描述和附图仅仅是示例性的，并且本公开的范围应基于所附的权利要求及其等价物的合适解释来确定。