以理想化或过于正式的形式来解释，除非在此明确这样定义。
[0022]图1示出根据本发明主题的一些实施例的UPS系统。该系统包括UPS，在此示为可能在模块化UPS系统中利用的UPS模块100。UPS模块100具有被配置成经由静态开关180从AC源10接收电力的AC输入，以及被配置成耦接到负载20的AC输出。参考图2，UPS系统200可包括这种UPS模块100的多个UPS模块。例如，如在图3中所示，UPS模块100可包括被配置成结合形成集成UPS系统300的相应模块化机壳。UPS系统300可包括诸如可容纳在一个或多个附加机壳310中的附加部件。这种部件可包括例如监测、通信和用户接口电路、静态开关(例如图1的静态开关180)、断路器等。将理解的是，除了在图3中所示的配置之外的模块化物理配置可在一些实施例中使用。例如，并非利用被配置成结合如在图3中所示的一起使用的机壳，根据一些实施例的模块化UPS系统可包括系统底座或类似结构，其被配置成接收UPS模块和在限定的槽、隔间和/或底座的其它结构中的其它部件。
[0023]再次参考图1，UPS模块100包括第一和第二电力转换器电路110、120。UPS模块100进一步包括例如第一接触器140的第一开关，其耦接到第一转换器电路110的第一端口并且被配置成选择性旁通第一转换器电路110。例如第二接触器150的第二开关被配置成选择性耦接第二转换器电路120的第一端口和UPS模块100的AC输出。例如第三接触器160的第三开关被配置成选择性耦接第一转换器电路110和静态开关180。第一和第二电力转换器电路110、120具有由DC总线130耦接的第二端口。DC总线130可同样例如连接到电池或其它辅助电源。
[0024]第一电力转换器电路110包括电感器组件112和桥接电路114。第二电力转换器电路124包括电感器组件122和桥接电路124。将理解的是，第一和第二电力转换器电路110、120可以是多相(例如三相)转换器，并且电感器组件112、114可以包括多相，并且桥接电路114、124可包括例如利用IGBT、FET或其它切换器件的多个半桥相位支路。
[0025]控制电路170控制第一和第二转换器电路110、120与第一、第二和第三开关140、150,160的操作。特别地，控制电路170可被配置成基于AC源10的状态，操作第一和第二转换器电路110、120与第一、第二和第三开关140、150、160，以支持多个模式的操作。例如，当AC源10满足一个或多个质量标准时，控制电路170可闭合第一接触器140和第三接触器160，以使得通过第一和第三接触器140、160，电力从静态开关180直接流到UPS模块100的AC输出，而不穿过转换器电路110、120。当AC源10仍可操作但无法满足一个或多个电力质量标准时，例如当AC源10具有低或高的电压电平时，控制电路170可打开第一接触器140，并且操作第一转换器电路110和第二转换器电路120分别作为整流器和逆变器，以提供使输出调节可行的双转换(在线)操作模式给负载120。当AC源10发生故障或断开时，控制电路170可闭合第一和第二接触器140、150，打开第三接触器160，并且操作第一和第二转换器电路110、120作为并联逆变器，驱动来自DC总线140的负载20和耦接到DC总线140的辅助源。这种操作在下面更详细地描述。
[0026]将理解的是，控制电路170可一般包括模拟电路、数字电路(包括微处理器、微控制器或类似的数据处理装置)和/或它们的组合。控制电路170可包括在UPS模块100中，和/或可定位在UPS组件中的任何地方。进一步将理解的是，虽然图1示出接触器140、150、160的使用，但是可使用其它类型的机械和/或固态开关。
[0027]根据本发明主题的一些实施例，沿着上述线路的UPS架构可用于提供在操作模式之间的灵活性，并且允许更有效的能量使用，同时仍提供所需的冗余。图4提供图1的电路的功能描绘。在第一“直接”模式的操作中，第一和第三开关140、160闭合，并且电力可流过第一开关140，旁通第一和第二转换器电路110、120，并且因此提供相对低的损失电力转换通路。例如当AC输入电压νΑε(例如来自静态开关180)的大小处于预定范围内时，例如相对于AC输出电压￥_的期望额定电压电平乂_的偏差土 δ 4寸，这种模式可以是适当的。在该模式中，第二开关150可同样闭合以允许第二转换器电路120保持在“待命”状态，其中可禁用到第二转换器电路120的桥接晶体管的驱动信号以提供高输出阻抗，而第二转换器电路120另外是激活的，并且准备通过启用桥接晶体管驱动信号以几乎立即激活。在一些实施例中，这种直接模式可包括操作第二转换器电路120，以提供谐波抑制、相平衡、无功功率补偿等。
[0028]当AC输入电压vAe在用于直接模式的操作定义的范围(例如乂_土 δ D之外但仍处于允许来自AC源的电力的连续提供的范围(例如包括高线路电压和低线路电压条件的范围￥_±52)内时，系统可过渡到相对更小效率的双转换模式。在双转换模式中，第一开关140是打开的，第二和第三开关150、160是闭合的，并且第一和第二转换器电路110、120分别操作为整流器和逆变器。该模式可涉及操作第一和第二转换器电路110、120以调节AC输出电压Vciut为基本上的期望额定电压水平V_。然而，在一些实施例中，第一和第二转换器电路110、120可在该模式中操作以优先考虑能量转换效率，同时保持AC输出电压Vciut处于例如用于直接模式所定义的相同操作电压范围内(例如￥_±51)。允许AC输出电压v-在该范围内改变可例如允许使用在第一转换器电路110的整流操作和/或可能减少切换和其它损失的第一和第二转换器电路110、120的其它操作中的最小升压。
[0029]当AC输入电压vAe处于用于双转换操作的范围(例如乂_土 δ2)之外时，例如当AC源完全发生故障时，系统可过渡到第三模式的操作，其中第一和第二开关140、150闭合，并且第一和第二转换器电路110、120操作为并联逆变器，采用来自DC总线130的电力驱动负载。在该模式中，第三开关160可打开以防止反馈(例如到图4的静态开关180)。在该模式中，第一和第二转换器电路110、120可操作以例如保持输出电压v-处于所需的范围内(例如范围ν_± δ i)，同时优化电池寿命。
[0030]将理解的是，这些模式可用于支持各种其它情况。在发电机步入式情况下，例如在图1中所示的静态开关180可由转换开关馈接，该转换开关选择性耦接公用源或本地发电机(例如柴油或天然气发电机)到静态开关180。在公用电力故障时，发电机可启动，并且转换开关将开关致动到发电机。然而，一旦连接到负载，在将发电机速度提升并且稳定发电机的输出上可能存在显著的延迟。为通过该延迟承载负载，在公用电力故障时，UPS系统可过渡到并联逆变器模式，并且然后依次过渡到双转换模式，并且最终随着发电机输出稳定而过渡到直接模式。系统可同样基于发电机输出的质量，在直接和双转换模式之间过渡。
[0031]根据另一个实施例，利用静态开关和双转换转换器链的现有UPS装置可改造或以其它方式修改为提供沿着上述线路的系统。例如，参考图5A，现有的系统可包括UPS 510，该UPS 510包括第一转换器电路512、第二转换器电路514、耦接到第一转换器电路512、514的DC总线515，以及耦接到DC总线515的辅助