用于向负载供应备用电力的电池备用单元和系统的制作方法
【专利说明】用于向负载供应备用电力的电池备用单元和系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年6月25日提交的美国临时申请N0.62/017,028的权益。上述申请的全部公开内容通过引用合并至本文中。
技术领域
[0003]本公开内容涉及包括用于调节输出的旁路电路的电池备用单元和系统。
【背景技术】
[0004]本部分提供了与本公开内容相关但不一定是现有技术的背景信息。
[0005]电源系统可以包括用于向负载供电的主电源和备用电源。当确定主电源不能向负载提供足够的电力时，可以激活备用电源以暂时地向负载提供备用电力。通常，备用电源包括输出变换器，该输出变换器在克服备用电源被激活时因负载电流从零突变到较高值弓I起的瞬时状况之后调节其输出电压。
【实用新型内容】
[0006]本部分提供了本公开内容的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
[0007]根据本公开内容的一个方面，一种用于向负载供应备用电力的电池备用单元(BBU)，包括:至少一个电池；用于耦接至负载的输出端子；电力变换器，所述电力变换器具有耦接至所述至少一个电池的输入和耦接至所述输出端子的输出；以及旁路电路，所述旁路电路具有耦接至所述至少一个电池的输入和耦接至所述输出端子的输出。所述电力变换器被配置成在电力变换器启动之后调节输出端子处的电压。所述旁路电路被配置成在电力变换器启动期间调节输出端子处的电压。
[0008]根据本公开内容的另一方面，一种用于向一个或更多个负载提供电力的系统，包括:用于向一个或更多个负载供应电压的主电源；用于向一个或更多个负载供应备用电压的BBU;以及控制电路。BBU耦接至主电源。BBU包括:至少一个电池；用于耦接至一个或更多个负载的输出端子；电力变换器，所述电力变换器具有耦接至所述至少一个电池的输入和耦接至所述输出端子的输出；以及旁路电路，所述旁路电路具有耦接至所述至少一个电池的输入和耦接至所述输出端子的输出。所述控制电路耦接至所述电力变换器和所述旁路电路。所述控制电路被配置成控制电力变换器以在电力变换器启动之后调节输出端子处的备用电压，并且控制电路被配置成使得旁路电路能够在电力变换器启动期间调节输出端子处的备用电压。
[0009]根据本文中所提供的描述，其它方面和适用领域将变得明显。应当理解的是，本公开内容的各个方面可以单独实现或者与一个或更多个其它方面组合实现。还应当理解的是，本文中的描述和具体示例旨在仅用于说明的目的，而并非旨在限制本公开内容的范围。
【附图说明】
[0010]本文中所描述的附图仅用于所选实施方式而非所有可能实施例的说明性目的，并且并非旨在限制本公开内容的范围。
[0011]图1是根据本公开内容的一个示例实施方式的包括旁路电路和电力变换器的BBU的框图，其中旁路电路和电力变换器均用于调节BBU输出电压。
[0012]图2是根据另一示例实施方式的包括图1的旁路电路和电力变换器以及用于控制旁路电路和电力变换器的控制电路的B B U的框图。
[0013]图3是根据又一示例实施方式的包括线性调节器和DC/DC电力变换器的BBU的框图。
[0014]图4是根据另一示例实施方式的包括充电变换器、电池、旁路电路和输出变换器的BBU的框图。
[0015]图5是根据又一示例实施方式的包括主电源和耦接至主电源的图2的BBU的系统的框图。
[0016]图6是图5的系统的输出电压随时间的曲线图。
[0017]图7是根据又一示例实施方式的包括整流器和基于至整流器的输入来控制其旁路电路的BBU的系统的框图。
[0018]贯穿附图的若干视图，对应的附图标记指示对应的部分或特征。
【具体实施方式】
[0019]现在将参照附图来更全面地描述示例实施方式。
[0020]提供示例实施方式，使得本公开内容更透彻并且向本领域技术人员全面表达范围。阐述了许多具体细节(例如具体部件、装置和方法的示例)，以透彻地理解本公开内容的实施方式。对本领域技术人员明显的是，不必采用具体细节，可以以许多不同的形式来实施示例实施方式，并且示例实施方式不应当被理解为对本公开内容的范围的限制。在一些示例实施方式中，没有详细描述公知的过程、公知的装置结构以及公知的技术。
[0021]本文中所使用的术语仅出于描述具体的示例实施方式的目的，而非意在进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则，本文中所使用的单数形式“一个”、“一种”和“该”还可以意在包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包括性的，并且因此指出存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、要素和/或部件，但是不排除存在或增加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、要素、部件和/或它们的组合。除非明确地指定执行的顺序，否则本文中所描述的步骤、过程和操作不应当被理解为必需要求它们以所讨论或所示出的特定顺序执行。还应理解的是，可以使用另外的或替选的步骤。
[0022]尽管在本文中可以使用术语第一、第二、第三等描述各种要素、部件、区域、层和/或部分，但是这些要素、部件、区域、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语可能仅用于将一个要素、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分进行区分。除非在上下文明确地指出，否则在本文中使用时，诸如“第一”、“第二”以及其它数值术语的术语不意味着次序或顺序。因而，在不偏离示例性实施方式的教导的情况下，下面所讨论的第一要素、第一部件、第一区域、第一层或第一部分可以被称为第二要素、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。
[0023]在本文中，可以使用空间相关的术语(诸如“内部的”、“外部的”、“在下方”、“下面”、“较低的”、“在上方”、“上部的”等)，以便于描述附图中示出的要素或特征与另一要素或特征的关系。空间相关的术语可以意在包含除附图中所描绘的方向之外的处于使用或工作状态的装置的不同的方向。例如，如果附图中的装置被倒置，则描述为在其它要素或特征的“下方”的要素将在其它要素或特征的“上方”。因而，示例术语“在下”可以包括在上和在下的两个方向。装置可以指向另外的方向(旋转90度或在其它方向)并且本文中使用的空间相关描述符相应地被说明。
[0024]图1示出了根据本公开内容的一个示例实施方式的用于向负载供应备用电力的备用电池(BBU)，并且BBU通常由附图标记100表示。如图1所示，BBU 100包括:至少一个电池102;用于耦接至负载(未示出)的输出端子104;电力变换器106，其具有耦接至所述至少一个电池102的输入108和耦接至所述输出端子104的输出110;以及旁路电路112，其具有耦接至所述至少一个电池102的输入114和耦接至所述输出端子104的输出116。电力变换器106被配置成在该电力变换器106启动之后调节输出端子104处的电压。旁路电路112被配置成在电力变换器106启动期间调节输出端子104处的电压。
[0025]例如，当主电源不能向负载提供期望的电流和电压时，耦接至主电源的BBU可以(例如，至少暂时地)向负载提供备用电力。在这样的情况下，该BBU内的电力变换器在启动期间可能经历从零到较高电流(例如，最大额定电流)的负载电流突变。在电力变换器经历负载电流突变的同时，该变换器的输出电压可能经历瞬变，并且因此输出电压可能下降到用于保持负载激活的最小阈值电压以下。
[0026]在电力变换器106启动期间通过采用旁路电路112来调节输出端子104处的电压，BBU 100可能能够以(例如处于或高于上述最小阈值电压的)特定设定点向负载提供电流和调节电压，直到电力变换器106的输出电压被调节成处于其设定点为止。在这样的示例中，旁路电路112可以包括使其具有比电力变换器106更快的瞬时响应的电路系统。这样，与不具有旁路电路而依赖于电力变换器提供其输出电力的通常已知的BBU相比，BBU 100可以更快地向负载提供所需的电流和调节电压。因此，当来自主电源的电力被