用于不间断电源的装置、系统和方法

专利名称：用于不间断电源的装置、系统和方法
技术领域：
本发明的各种实施方案涉及的是不间断电源。更为具体的说，至少一个实施方案 涉及的是用于不间断电源的电能输出端的独立控制的装置、系统和方法。2.对于相关技术的讨论目前，不间断电源(“UPS”)有时包括一个或更多的可以被UPS隔离开的插座输出 端，例如，在UPS的电池被完全放电之前关闭所连接的负载。其他的UPS可以与一个或更多 的插座输出端隔离，当负载是由不能开关的主输出端提供时，其被降低到低于最小值的水 平。其他的UPS使用的是串行通信网络来向UPS提供关于连接到多个插座输出端上的负载 已经关闭以致UPS随后可以自行关闭的指示。然而，所述的装置将多个插座输出端和对应 的多个电负载视为单一的负载。其结果是，用于向负载断电的操作序列的布局对于个别的 电负载来说不能实现定制化。通常，负载包括一个或更多的服务器，理想的是，它们能以特 殊的方式来关闭，以避免数据的损失和在电源恢复之后的适当时刻的重新启动。因此，已知 的UPS系统不足以为关闭、隔离和随后的重启服务器提供个性化的方案。举例来说，一些现有技术中的UPS包括多个插座输出端，其通过分开的电源线路 向分隔开的电负载提供电能，例如，每一个插座输出端都连接到各个负载的其中之一上。这 样的UPS可以包含在系统中，其也可以包括通讯设备。根据一个方案，通讯设备允许单一的 串行端口和单一设备之间进行通讯，单一设备与多个电负载，例如，电脑和/或服务器，相 互通讯。一个或更多的插座输出端是可以开关的，以致在确定的一组条件的基础上，一个或 更多的负载上的电能可以被关闭，所述确定的一组条件可以包括UPS的条件和/或负载的 条件。

发明内容
正如上文所概括的，现有的方案提供的是单一的关闭布局，而且不允许UPS独立 控制开关插座输出端。也就是说，通讯设备可以向UPS提供一个关于所有的连接负载即将 被关闭的信号指示。然后，UPS可以关闭插座输出端的电能。因此，现有的系统不能单独与 多个电负载进行通讯，因此，也不能独立关闭单一的插座输出端或者插座输出端组的电能。 而是，这些现有的系统关闭包含在UPS中的所有开关插座输出端(插座输出端的组)的电 能。根据一些实施方案，本发明提供一种UPS，其包括多条用于关闭UPS中的开关插座 输出端的电能的布局，例如，第一布局与第一插座输出端相关联，以及第二布局与第二插座 输出端相关联。更进一步说，这些布局可以允许第一插座输出端和第二插座输出端中的每 一个都能够在与独立于其他的输出端的状态(连接，断开，电流牵引等等)的情况下被关 闭。其结果是，根据一个实施方案，布局可以实现定制化，例如，区分所连接的负载的关闭的 优先次序，以允许在提供给UPS的主要电能损失之后，最重要的负载还能够较好地运行一段时间。根据本发明的一个方面，UPS包括被配置用于与AC电源耦合在一起的输入端，DC 电源，被配置用于接收来自AC电源和DC电源的至少其中之一的电能的输出端，耦合到输出 端上并被配置用于与第一电负载相耦合的第一开关插座输出端，和耦合到输出端上并被配 置用于与第二电负载相耦合的第二插座输出端。根据一些实施方案，UPS也可以包括控制 单元，该控制单元被配置用于提供与第一开关插座输出端相关联的第一布局，而第一布局 被控制单元用于控制第一开关插座输出端与输出端之间的连接关系，而与第二插座输出端 无关。在进一步的实施方案中，控制单元控制第一开关插座输出端的连接关系，而与第二电 负载的状态无关。在其他的实施方案中，控制单元控制第一开关插座输出端的连接关系，而 与第二插座输出端与UPS输出端之间的连接关系的状态无关。根据其他的方面，本发明提供一种相对于包含在UPS中的第二电能输出端而对至 少包含在UPS中的第一电能输出端进行独立控制的方法，第一电能输出端与UPS的输出端 相耦合并向第一电负载提供电能，以及第二电能输出端与UPS的输出端相耦合并向第二电 负载提供电能。在一些实施方案中，该方法包括将UPS配置为在第一条件的基础上，关闭第 一电能输出端的电能的步骤，第一条件独立于第二电能输出端和第二电负载，而第一条件 与UPS的状态和第一电负载的状态的至少其中之一有关。根据本发明的进一步的方面，计算机可读介质存储指令序列，该指令序列包含将 启动处理器执行将含在UPS中的第一电能输出端与UPS的输出端隔离开的方法的指令，UPS 也包括第二电能输出端，其被配置用于与电负载耦合。在一些实施方案中，该方法包括接收 布局信息的步骤，布局信息包括与第一条件有关的信息，其独立于第二电能输出端和第二 电负载，以及在第一条件的基础上，确定是否断开第一电能输出端和输出端之间的连接。根 据进一步的实施方案，第一电能输出端被配置用于向第一电负载提供电能，和第一条件与 UPS的状态和第一电负载的状态的至少其中之一有关。


对应的附图并不是严格按照比例进行绘制的。在这些附图中，在各个附图中举例 说明的每一个相同或者几乎相同的部件都用相同的数字来表示。处于清楚描述的目的，并 不是每一个部件都标示在每一个附图中。在这些附图中附图1举例说明的是根据本发明的一个实施方案的包括UPS的系统；附图2举例说明的是根据本发明的一个实施方案的UPS的外壳的外部平面视图；附图3举例说明的是根据本发明的实施方案的UPS的高级别方框流程图；以及附图4举例说明的是根据本发明的实施方案的控制单元的方框流程图。
具体实施例方式本发明并没有将其应用限定在以下附图中所举例说明的或者是在下文中所描述 的结构和部件的排列的任何细节上。本发明可以具有其他的实施方案，以及可以以各种不 同的方式进行实施。同样地，人们将会理解，在本文中所使用的术语和措词仅仅是出于描述 的目的，而不应该被认为是限制。术语“包括”，“包含”，“具有”或者“涉及到的”及其结合 使用是指包括列在其后的项目和等同物以及其他的项目。
附图1举例说明的是根据本发明的一个实施方案的系统10。该系统包括UPS 12， AC电源14，和电负载16。在用于举例说明的实施方案中，UPS 12包括输入端部分18，电池 20，和输出端部分22。除此之外，UPS还包括第一插座输出端对，第二插座输出端沈和第 三插座输出端28。在各种不同的实施方案中，第一插座输出端M，第二插座输出端沈和第 三插座输出端观中的每一个都可以包括多个插座输出端，例如，正如附图1所举例说明的 那样。根据一个实施方案，UPS 12也包括一个或更多的开关转换设备，例如，第一开关转换 设备30和第二开关转换设备32。在一些实施方案中，包含在UPS中的全部的插座输出端都 可以通过开关转换设备来供电，也就是说，所有的输出端都可以是开关输出端。而在其他的 实施方案中，一些插座输出端，例如，插座输出端观，可能是不能开关的。UPS 12也可以包 括控制单元；34和接口 36。在用于举例说明的实施方案中，输入端部分包括输入端38和输出端40。更进一 步，输出端部分可以包括输入端42和输出端44。根据一个实施方案，输出端44包含在UPS 12的输出端中。UPS 12也包括DC总线21，其被连接到电池20上。根据一个实施方案，输 入端部分18的输入端38与AC电源14相连接，和输出端40与DC总线21相连接。在进一 步的实施方案中，DC总线21与输出端部分22的输入端42相连接，和输出端44与一个或 更多的插座输出端对，26和观相连接。在一些实施方案中，输出端部分22的输出端44通 过开关转换设备，例如，在附图1中举例说明的开关转换设备30，32与一个或更多的插座输 出端相连接。在一些实施方案中，UPS 12包括通信线路46，其将控制单元34连接到一个或更多 的输入端部分18，输出端部分22，第一开关转换设备30和第二开关转换设备32上。根据一 个实施方案，通信线路46包括两条或多条不同的通信线路。例如，控制单元34和开关转换 设备30，32之间的通讯包括分离的I/O (输入/输出)。可以选择的是，控制单元34和开关 转换设备30，32之间的通讯可以通过其他类型的微处理器的总线，例如SPI，I2C和RS-232 来完成。在进一步的实施方案中，前述的任何一种装置都可以与控制单元34和接口 36之 间的分开的通讯结合使用。也就是说，控制单元34和开关转换设备30，32可以通过微处理 器的总线进行通讯，而控制单元34和接口 36采用在串行的或者并行的接口中使用的较高 级别的通讯协议。在一个实施方案中，控制单元34和接口 36之间的通讯采用的是在UART 中使用的Micro-link协议。在各种不同的实施方案中，通信线路46允许控制单元34和接 口 36之间实现双向通讯，例如，允许控制单元34和负载16之间通过接口 36和通讯网络进 行双向通讯。更进一步，根据一个实施方案，接口 36可以包含在控制单元34中。根据一个实施方案，系统10也可以包括通讯网络48，其将UPS 12的接口 36连接 到一个或更多的电负载16上。在各种不同的实施方案中，通讯网络业可以包括一个或多个 局域网，宽域网络或者前述的和其他的通讯网络的结合使用。根据一个实施方案，通讯网络 48包括因特网。在其他的实施方案中，通讯网络包括以太网，例如，用于所连接的负载的多 工作时间。仍然是在其他的实施方案中，通讯网络48可以包括多条专用的串行线，例如，第 一串行线专用于负载1，第二串行线专用于负载2以及第三串行线专用于负载4。在一个实施方案中，输入端部分18和输出端部分22中的每一个都包括电能转换 电路。例如，在一个实施方案中，输入端部分18包括整流器和电源调整器，用于将AC输入电 源转换为提供给DC总线21的DC电源输入。根据进一步的实施方案，输出端部分包括变极器和滤波器电路，用于将在输入端42提供DC电源转换为向输出端44提供的AC电能。本 发明并未将其限制在电能转换电路的任何一种特定的类型或者种类上，在附图1中举例说 明的方框流程图也仅仅是出于可以效仿的目的。例如，在附图1中，通常举例说明的是一种 在线的UPS布局，然而，UPS12不是必须是在线的UPS，而且各种实施方案可以用于其他类型 和种类的不间断电源。更进一步，根据一些实施方案，UPS 12包括旁路，其允许使用者绕开 全部或者部分的输入端部分18和输出端部分22，来将AC电源14连接到一个或多个插座输 出端对，沈和观上。进一步，根据一些实施方案，电池20可以布置在UPS 12的外部。在 进一步实施方案中，UPS 12包括与其他的外部电池结合在一起的集成电池20。一般来说，UPS 12操作用于连续向插座输出端对，沈和观提供电能，即使是在AC 电源14(主电源)不能供电时。在用于举例说明的实施方案中，电池20被用于通过输出端 部分22向插座输出端提供电能。然而，根据一些实施方案，电池并没有被采用(例如，在备 用的AC电源或者可以使用的DC电源可以使用时)，或者与其他的DC电源结合使用，例如， 燃料电池。根据一些实施方案，控制单元34是一种微控制器，例如，数字信号的处理器 (“DSP”)。在一个实施方案中，控制单元34包括由"Texas Instrument制造的模块TMS 320F2810 DSP。根据一个实施方案，控制电源34操作用于控制输入端部分18和输出端部 分22的其中之一或者二者的操作，例如，用于控制由AC电源14牵引的电能，DC电源在DC 总线21上产生的电压和在输出端44上产生的AC电源。尤其是，控制单元可以控制包含有 一个或多个开关转换设备的电路的操作，例如，使用电晶体的开关转换设备，其位于输入端 部分18和输出端部分22的其中之一中或位于这二者中。在各种不同的实施方案中，控制单元34包括硬件、软件或者硬件和软件的结合使 用。根据一些实施方案，控制单元34包括用于存储一种或多种算法的存储器，其被启动用 于确定第一开关转换设备30和第二开关转换设备32的其中之一或二者是否都将用于在第 一组条件的基础上，断开第一插座输出端和第二插座输出端M与输出端44之间的连接。在 一个实施方案中，控制单元34产生信号，该信号通过通信线路46与第一开关转换设备30 进行通讯，在第一组条件被满足时用于操作第一开关转换设备。在进一步的实施方案中，控 制设备34可以被配置用于存储多种布局，每一种布局都包括条件或者与插座输出端的隔 离有关的条件。例如，控制单元34可以包括包括第一条件或者一组条件的第一布局，条件 的出现导致来自控制设备的信号与开关转换设备30进行通讯，以便打开开关转换设备来 断开第一插座输出端M和输出端44之间的连接。除此之外，控制单元34可以包括包括第 二条件或者一组条件的第二布局，条件的出现导致来自控制设备的信号与开关转换设备32 进行通讯，以便打开开关转换设备来断开第二插座输出端沈和输出端44之间的连接。在一些实施方案中，第一开关转换设备30和第二开关转换设备32的前述操作的 发生与其他的操作无关。因此，第一开关转换设备30可以操作用于使第一插座输出端M 与输出端44隔离开，同时保持第二开关转换设备32的关闭。其结果是，与第二插座输出端 26连接的负载2和负载3通过第二开关转换设备32的作用仍保持与输出端44的连接。根 据各种不同的实施方案，对于第一插座输出端M和第二插座输出端26之间的连接的独立 控制允许UPS 12的操作在输入端38上的AC电源损失之后能维持一段较长的时间。进一步说，控制单元也可以被编程用于断开第二插座输出端沈和输出端44之间的连接，而与第一插座输出端M的操作无关。根据一个实施方案，第二开关转换设备32的 操作取决于第二组条件，其可以与第一组条件相同或者不同。根据一个实施方案，开关转换设备30，32中的每一个都包括继电器，例如，电机械 操作的继电器。在其他的实施方案中，开关转换设备30，32包括电开关转换设备，例如，晶 体管，MOSFET，等等。插座输出端MJ6和28根据一个实施方案举例说明了插座输出端并提供了一个 实施例。然而，插座输出端对，沈和观的类型和种类可以根据实施方案进行改变，本发明 并为将其限制于插座输出端的任何一种类型和种类。例如，在一个实施方案中，插座输出端 与IEC规范的其中之一相一致，例如，IEC 320-C19或者IEC320-C13。在进一步的实施方案 中，一个或更多的插座输出端与NEMA规范相一致。除此之外，尽管UPS12包括插座输出端， 其可以替换地包括插头，以致负载或者相关的电源线包括适用于与包含在UPS中的插头相 连接的插座输出端。前述方案之间的不同之处在于阳极接线端的位置。进一步说，插座输 出端不必仅仅适用于使用了叶片类型的阳极连接的插头，但是也可以被配置用于针式和套 管类型的连接器。根据一个实施方案，负载1，负载2，负载3和负载4中的每一个都分别通过电源 线，例如电源线50，连接到对应的插座输出端上。UPS 12可以采用任何一种类型的负载，该负载具有供电的能力。例如，负载可以包 括一个或更多的计算机，例如，服务器。负载也可以包括与计算机有关的外围设备，例如打 印机或者其他的设备。插座输出端包括多个输出端(例如，插座输出端26)和连接的负载 (例如，负载2和负载3)，UPS可以是仅仅与由输出端组成的组供电的其中一个负载进行通 讯，正如所举例说明的那样。网络48允许UPS和每一个连接的负载进行通讯，例如，负载2 和负载3中的每一个。根据一个实施方案，负载2和负载3中的每一个都通过无论8与UPS 进行通讯，然而，它们也同时与UPS 12的输出端断开连接(以及再次连接)，原因就在于，它 们是由包含在普通的插座输出端组中的输出端进行供电的。根据各种不同的实施方案，接口 36可以与负载通过一个或更多的局域网宽域网 络或者前述的和其他的通讯网络的结合使用进行通讯。根据一个实施方案，网络采用的是 网站为基础的协议，例如，HTTP或者SNMP。其他的协议也是可以使用的，包括以太协议和 Wi-Fi协议。在进一步的实施方案中，UDP为基础的行为协议也是可以使用的。
在一些实施方案中，接口 36允许控制单元34通过网络48进行编程，例如，使用以 网站为基础的协议。根据一个实施方案，远离UPS 12的使用者借助网络来使用以网站为基 础的协议根据一种或多种布局(以及相关的条件)对控制单元进行编程。在一些实施方案中，接口 36提供一种串行通讯的连接关系。在进一步的实施方案 中，接口 36包括使用者的接口(例如，图形用户接口)，其允许使用者在UPS本地对控制单 元34进行配置。参考附图2，在此举例说明的是一种UPS 12。根据用于举例说明的实施方案， UPS12包括外壳52，第一插座输出端M，第二插座输出端沈，第三插座输出端28，网络接口 讨和串行通讯端口 56。根据一个实施方案，插座输出端位于外壳52的外部表面上。其结 果是，使用者能容易地接触到与UPS形成一体的开关插座输出端。根据一个实施方案，插座 输出端M，26, 28是相对于外部表面平齐安装的。在其他的实施方案中，插座输出端M，26，观不是平齐安装的，而是可以嵌入到外部表面中或者从外部表面上突出。除此之外，网络接 口讨和串行通讯端口 56中的每一个也都可以安装在外壳的外部表面上。根据一个实施方 案，UPS 12包括网络接口，但是不包括串行通讯接口 56。在其他的实施方案中，UPS 12包 括串行通讯接口 56，但是不包括网络接口 M。正如上文中所提到的内容，在一些实施方案中，UPS 12可以包括定制化的布局， 其被用于控制开关转换设备30，32的操作，从而控制电负载和UPS的输出端之间的连接关 系。根据一个实施方案，布局可以包括一些条件，这些条件与电负载的状态和UPS的状态的 其中之一或者二者都有关系。根据一个实施方案，UPS的状态可以包括AC电源在输入端18 处是否是可用的。进一步，布局可以用于区分向第一插座输出端和第二插座输出端相对于 彼此提供电能的优先次序。例如，布局可以包括选定其中一个开关转换设备来打开开关转 换设备和关闭与之连接的负载的操作，在此将会发生以下操作1)立即接近主AC电源的损 失；2) —旦所连接的负载发出即将关闭的信息，随即达到主AC电源的损失；3)基于充电状 态和/或DC电源的容量。根据一个实施方案，前述内容涉及的是关闭条件，也就是说，一旦 条件满足，所选定的插座输出端就会被关闭。更进一步说，布局可以包括以时间为基础的条件，此时需要设置一个或多个计时 器，以致开关转换设备30，32的操作能以特定的顺序来进行，或者作为结果的是出现一组 特定的情况，例如，关于UPS 12和电负载16的其中之一或其二者的操作情况。在一些实施 方案中，优势在于UPS 12可以执行关闭程序，而不必继续与所连接的负载进行通讯。也就 是说，一旦程序开始启动，UPS就能完成程序以关闭插座输出端。即使在程序是被电负载的 条件所启动的情况下，前述内容也是正确的，原因就在于，一旦启动程序就能完成而无需进 一步了解电负载的状态(例如，与负载的进一步的网络通讯是无用的)。根据更进一步的实 施方案，一旦UPS与关闭条件编程在一起，则不需要进行网络通讯。在进一步的实施方案中，UPS 12可以被配置为再次关闭开关转换设备，以在AC电 源恢复时，再次将插座输出端连接到输出端上，例如，输入端38。根据一些实施方案，控制单 元也可以设置为各种不同的重启选项。例如，一旦AC电源在输入端38处(这可以是为最 重要的电负载所设定的条件)开始恢复，第一插座输出端就可以再次连接到UPS的输出端 上。除此之外，在经过AC电源在输入端38处恢复之后的一段预定时间之后，第二插座输出 端可以再次连接到UPS的输出端上。作为其他的选项，当DC电源的充电状态达到预定的临 界值时，插座输出端可以再次连接到UPS的输出端上。在采用多个开关插座输出端时，前述 的条件可以定制化，例如，向隔离开的各种负载提供协同的和交错的电源恢复。上文中所描述的方案可以允许UPS包括多种分离的布局，每一条布局都可以用于 独立控制一个或更多的插座输出端，这些插座输出端与其他的也是可以独立开关的插座输 出端是间隔开的。其结果是，单一的UPS从原理上说可以提供一种对开关插座输出端的级 别控制，这可以提供单一的UPS中的多个“虚拟的”UPS。参考附图3，系统60包括UPS 62，其包括第一插座输出端64，第二插座输出端66 和第三插座输出端68。该系统也包括第一电负载74，第二电负载76，第三电负载78，电导 体84，电导体86和电导体88。在用于举例说明的实施方案中，第一插座输出端64将来自 UPS的电能通过电导体84提供给第一电负载，第二插座输出端66通过电导体86提供将电 能给第二电负载76，以及第三插座输出端68将来自UPS的电能通过电导体88提供给第三电负载78。根据一个实施方案，一个或更多的电导体包括插入式电源线。根据一个实施方 案，通讯网络70将UPS 62连接到第一电负载74，第二电负载76和第三电负载78的每一个 上，以便提供UPS 62和电负载之间的通过网络借助以网站为基础的协议进行的通讯。根据一个实施方案，UPS62包括与关闭第一插座输出端64的电能相关联的第一布 局94，与关闭第二插座输出端66的电能相关联的第二布局96，以及与关闭第三插座输出端 68的电能相关联的第三布局98。根据一个实施方案，第一布局94，第二布局96和第三布 局98都包含在控制单元中，例如，附图1中举例说明的控制单元34。进一步，每一条布局的 关闭都可以相互独立执行，以致UPS 62可以被描述为包括多个虚拟的UPS，例如，第一虚拟 UPS 57，第二虚拟UPS 58和第三虚拟UPS 59。特别的是，从间隔开的电负载74. 76，78的角 度来说，每一个电负载都能独立于其他的电负载进行关闭，也可以连接到其他的开关插座 输出端上。总的来说，布局94，96，98可以包括一个或多个条件，其被用于评估确定各个插座 输出端或者多个插座输出端所组成的组是否需要被关闭(或者，如果之前被关闭了，是否 需要再次连接到UPS的输出端上)。这些条件可以包括关于连接到插座输出端上的电负载 的状态的条件，UP的状态，UPS和连接到插座输出端上的电负载这二者的状态，以及任何其 他的信息，所述信息是指可能与确定条件允许与布局相关的连接到插座输出端上的电负载 是否关闭有关。正如上文中所涉及到的，将会允许所述关闭的条件可以为特定的应用进行 定制化，因此，单一的UPS可以包括为由UPS 62所提供的每一个虚拟的UPS而定制的关闭 条件。一些与UPS有关的电负载是否被关闭的条件包括UPS的预计运行时间。例如，UPS 的预计运行时间给定了电流载荷，UPS是在电池上运行的，而且不是通过AC输入端供电的。 除此之外，其他的条件，包括电池电压，电池的充电状态，电池的容量，AC输入端的状态，UPS 上的瞬时需要以及关于UPS的周围环境的条件，例如，UPS的温度(或者是周围环境中的大 气温度)可以包含在布局94，96，98的任何一个中。前述内容提供了一些实施例，而不是将 条件限制在其所例举的情况中。其他的条件也是可以采用的。关于UPS的条件也可以与电负载是否能够再次与UPS连接在一起有关。在一些实 施方案中可以使用计时器来确定AC电源在输入端38处恢复所经历的时间。在一个实施方 案中，插座输出端在AC电源在输入端恢复之后的一段预定时间后被再次连接。进一步，在 一些实施方案中，向次要的电负载供电的输出端在向重要的电负载供电的输出端连接完毕 一段时间之后在进行再次连接。关于可能与负载有关的条件包括使用者限定的条件。例如，虚拟的UPS可以以时 刻(例如，在终端使用者没有使用所连接的负载时，考虑到大量的能量的利益，定期关闭将 会严格地按照预定的时间进行)为基础进行关闭。尤其是，当重要的负载是计算机时，在一 天中形成周期，例如，在当并不需要所有的运算资源时的晚上或较早的时间端内，以致所连 接的一台或多台计算机可以被关闭为睡眠电能状态或者降低电能的消耗。进一步说，在一 些实施方案中，输出端或者是成组的输出端不会被关闭，直到UPS接收到来自所了解的电 负载即将被逐渐降低能量的指示。例如，服务器可以自行关闭，然后发出其即将被逐渐降低 能量的信号。除以上文中所提到的内容之外，根据一些实施方案，可以适用于每一个虚拟的UPS57，58，59的一种独特的布局运行使用者进一步对电负载的操作进行定制化，而不会影响到 与UPS 62连接的其他重要的电负载。由于网络允许UPS62和各个电负载74，76，78中的每一个进行直接的通讯，所连接 的负载的状态可以提供给控制单元，以确定相关联的虚拟UPS是否操作用于关闭提供给包 含在虚拟的UPS中的插座输出端的电能。然而，根据一些实施方案，电负载的状态并不包含 在关闭的条件中。正如上文中所讨论的那样，根据一个实施方案，布局的外形94，96，98可以包含在 UPS的控制单元中。现在参考附图4，控制单元100是根据实施方案进行举例说明的。正如 在附图4中所举例说明的那样，控制单元包含在UPS中，其向第一电负载102，第二电负载 104和第三电负载106提供电能。根据一个实施方案，UPS包括第一插座输出端107，第一开 关转换设备108，第二插座输出端109，第二开关转换设备110，第三插座输出端111和第三 开关转换设备112。进一步说，来自UPS的电能分别通过第一插座输出端107和第一开关转 换设备108，第二插座输出端109和第二开关转换设备110，第三插座输出端111和第三开 关转换设备112提供给每一个电负载102，104，106。正如上文中所举例说明的那样，由UPS 提供的电能是在UPS的输出端上所提供的AC电能，和开关转换设备做出动作以便将各个插 座输出端或者插座输出端组与UPS的输出端间隔开，例如，释放电负载。正如附图4中所举例说明的那样，开关转换设备108，110，112中的每一个都是基 于以为与开关转换设备相连接的负载进行定制化的布局进行操作的。对应地，控制单元10 包括第一模块114，其包括第一布局，第二模块116，其包括第二布局，以及第三模块118，其 包括第三布局。更进一步说，尽管每一个模块都包括独立的布局，其可以被定制化为特定的 插座输出端，以及第一模块114，第二模块116和第三模块118中每一个电负载都可以包括 独特的布局或者是相同的布局。在用于举例说明的实施方案中，每一个模块都包括至少两个输入端，第一输入端 与UPS的状态有关，第二输入端与负载的状态有关，所述负载与插座输出端相连接，或者与 连接到与模块有关的开关转换设备上的插座输出端所组成的组上相连接。更进一步，正如 上文中所讨论的那样，每一条布局都可以使用条件来确定开关转换设备的启动操作，以便 在所连接的负载和/或UPS的状态，或者是前述的和其他与负载的操作和/或与UPS结合 在一起的操作的基础上关闭所连接的负载的电能。进一步说，模块和相关联的布局也可能 被用于关闭所连接的负载的电能。正如一个实施例那样，电负载的操作可以区分出优先次序，即负载1具有最高等 级的优先权，负载2具有中级优先权和负载3具有最低等级的优先权。在这一实施例中， UPS的状态和预计的运行时间被用于确定一个或多个开关转换设备是否被操作用于将相关 的电负载间隔开。在第一个实施例中，提供给UPS的AC输入电能的损失可以被第二模块 116和第三模块118充分用于立即产生输出，输出将导致开关转换设备110和开关转换设 备112分别使插座输出端，第二插座输出端109和第三插座输出端111(其结果是，第二电 负载104和第三电负载106)与UPS的输出端之间的连接断开。除此之外，第一模块114可 以包括布局，其允许第一电负载102继续操作和维持与UPS的输出端之间的连接，直到这样 的时间段作为UPS的预计运行时间降低到预定的临界值。根据一个实施方案，采用该方案 以确保UPS中的电池的充电不会低于预定的水平。
在进一步的实施方案中，模块114，116，118可以进行不同的配置，以致建立三个 各不相同的预定的临界值，例如，第一临界值是基于预定的运行时间的第一值，第二临界值 是基于预定的运行时间的第二值以及第三临界值是基于预定的运行时间的第三值。根据该 实施方案中的一个实施例，模块1操作用于当满足达到第一临界值时，提供信号以打开第 一开关转换设备108，模块2操作用于当满足达到第二临界值时，提供信号以打开第二开关 转换设备110，以及模块3操作用于当满足达到第三临界值时，提供信号打开第三开关转换 设备112。例如，第一模块114可以被配置用于的当预定的运行时间减少90%时，关闭向第 一电负载102提供的电能，第二模块116可以被配置用于的当预定的运行时间减少70%时， 关闭向第二电负载104提供的电能，第三模块118可以被配置用于的当预定的运行时间减 少50%时，关闭向第三电负载106提供的电能。因此，UPS可以在断开其他负载之后的一段 时间内向重要的负载供电。

在各种不同的实施方案中，模块114，116，118都可以包括硬件，软件以及硬件和 软件的结合使用。例如，在一个实施方案中，模块114，116，118包括算法，所述算法采用了 分别为关闭负载102，104，106而设定的条件，从而确定关闭的条件是否已经发生。在一个 实施方案中，每一个模块都包括各自的算法，而在可以替换的实施方案中，单一的算法处理 由每一个模块114，116，118所提供的条件/变量，以确定模块是否需要启动相关联的开关 转换设备的操作(打开或者关闭)。在进一步的实施方案中，模块114，116，118的功能被提 供在一个单一的模块中。根据一个实施方案，单一的模块包括算法，该算法可以操作一组变 量或者多组变量，例如，第一组变量与第一插座输出端的第一布局相对应，第二组变量与第 二插座输出端的第二布局相对应。本文中所描述的实施方案可以用于由UPS供电的任何一种类型的电负载。例如， 各种不同的实施方案可以用于包括计算机、服务器、打印机或者其他的外围设备、HVAC装 置、照明设备以及插座等等的数据中心。在一些实施方案中，UPS的布局可以与软件一并完成，例如，软件可以安装在 UPS12中。对应地，在一些实施方案中，计算机可读介质存储指令序列，该指令序列包含将启 动处理器执行将含在UPS中的第一电能输出端与UPS的输出端隔离开的方法的指令，而UPS 也可以包括被配置用于与电负载耦合的第二电能输出端。在一些实施方案中，该方法包括 接收布局信息的步骤，布局信息包括与第一条件有关的信息，其与第二电能输出端和第二 电负载无关，以及在第一条件的基础上，确定是否断开第一电能输出端和输出端之间的连 接。根据进一步的实施方案，第一电能输出端被配置用于向第一电负载提供电能，和第一条 件与UPS的状态和第一电负载的状态的至少其中之一有关。前述内容仅仅是实施方案的一个可以效仿的实施例。其他的实施方案，包括那些 关于将一个或更多模块与布局进行配置以便独立地间隔UPS的电能输出端的实施方案，也 可以进行类似的存储和执行工作。
权利要求
1.一种UPS，包括被配置用于与AC电源耦合的输入端；DC电源；被配置用于接收来自AC电源和DC电源至少其中之一的电能的输出端；第一开关插座输出端，其耦合到输出端上并被配置用于与第一电负载相耦合；第二插座输出端，其耦合到输出端上并被配置用于与第二电负载相耦合；以及控制单元，其可以被配置用于提供与第一开关插座输出端相关联的第一布局，其中所 述的第一布局被控制单元用于独立于第二插座输出端来对第一开关插座输出端与输出端 之间的连接关系进行控制。
2.根据权利1中的UPS，进一步包括用于封闭UPS的外壳，其中第一开关插座输出端和 第二插座输出端中的每一个都安装在外壳的外部表面上。
3.根据权利1中的UPS，其中第一开关插座输出端和第二插座输出端的至少其中之一 包括多个开关插座输出端。
4.根据权利1中的UPS，进一步包括耦合到控制单元上的接口，其中该接口被配置用于 在控制单元和第一布局的配置中使用。
5.根据权利4中的UPS,其中接口被配置用于允许使用以网络作为基础的协议的网络 对控制单元进行配置。
6.根据权利4中的UPS，其中第二插座输出端是一种开关插座输出端，以及其中接口被 配置用于在控制单元和第二布局的配置中使用，第二布局被控制单元用于独立于第一电负 载的状态来对第二插座输出端和输出端之间的连接关系进行控制。
7.根据权利1中的UPS，其中第一布局使用UPS的状态和第一电负载的状态的至少其 中之一，以及其中控制单元被配置用于在第一布局的基础上，断开第一开关插座输出端和 输出端之间的连接。
8.根据权利7中的UPS，其中DC电源包括电池，以及其中UPS的状态是至少部分通过 电池的容量来评估的。
9.根据权利1中的UPS，其中第一电负载的状态包括第一电负载的打开/关闭状态。
10.根据权利1中的UPS，其中第二插座输出端是一种开关插座输出端，其中UPS进一 步包括与输出端和第一开关插座输出端耦合的第一开关转换设备；以及与输出端和第二插座输出端耦合的第二开关转换设备，其中控制单元进一步被配置为用于控制第一开关转换设备的操作和第二开关转换设 备的操作。
11.根据权利10中的UPS，其中控制单元在至少包含在第一布局中的条件得到满足的 基础上产生信号，以及其中信号被第一开关转换设备接收，其发出动作以便在接收到信号 之后操作第一开关转换设备来断开第一开关插座输出端与输出端之间的连接。
12.一种用于相对于包含在UPS中的第二电能输出端来独立控制至少包含在UPS中的 第一电能输出端的方法，第一电能输出端与UPS的输出端耦合并向第一电负载供电，和第 二电能输出端与UPS的输出端耦合并向第二电负载供电，该方法包括如下步骤在第一条件的基础上，将UPS配置用于关闭提供给第一电能输出端的电能的步骤，第一条件独立于第二电能输出端和第二电负载，而第一条件与至少UPS的状态和第一电负载 的状态的其中之一有关。
13.根据权利12中的方法，进一步包括在第二条件的基础上，将UPS配置用于关闭提供 给第二电能输出端的电能的步骤，第二条件独立于第一电能输出端和第一电负载。
14.根据权利12中的方法，其中UPS包括被配置用于接收来自AC电源的电能的AC输 入端，以及其中UPS的状态包括在AC输入端上的AC电能的可用性。
15.根据权利12中的方法，其中配置的步骤包括通过使用以网络为基础的协议的网络 对UPS进行配置的步骤。
16.根据权利15中的方法，进一步包括通过网络在第一电负载和UPS之间进行状态信 息的通讯的步骤。
17.根据权利12中的方法，其中UPS包括接口，以及其中配置的步骤包括采用接口来配 置UPS的步骤。
18.根据权利12中的方法，进一步包括如下步骤在第一条件的基础上，将UPS配置用于关闭提供给第一多个电能输出端的电能，其中 第一电能输出端包含在第一多个电能输出端中；在第二条件的基础上，将UPS配置用于关闭提供给第二多个电能输出端的电能，其中 第二电能输出端包含在第二多个电能输出端中，以及其中第二条件与第一电负载的状态无 关。
19.根据权利18中的方法，其中UPS包括DC电源，以及其中该方法进一步包括在至少 部分基于UPS从DC电源向第一电负载和第二电负载进行供电的所需要的预计运行时间的 基础上，确定第一条件是否被满足和第二条件是否被满足的步骤。
20.根据权利12中的方法，其中UPS包括电池，以及其中第一条件包括电池的充电状态。
21.根据权利12中的方法，其中UPS通过使用以网络为基础的协议的网络进行配置。
22.根据权利21中的方法，进一步包括为第一电能输出端存储第一关闭布局，和基于 第一关闭布局而不考虑UPS和网络之间的连接关系是否可用，将UPS配置用于关闭提供给 第一电能输出端的电能。
23.一种存储有指令序列的计算机可读介质，指令序列包含将启动处理器执行将含在 UPS中的第一电能输出端与UPS的输出端隔离开的方法的指令，UPS也包括第二电能输出 端，其被配置用于与电负载耦合，该方法包括如下步骤接收布局信息，布局的信息包括与第一条件有关的信息，其独立于第二电能输出端和 第二电负载；以及在第一条件的基础上，确定是否断开第一电能输出端和输出端之间的连接， 其中第一电能输出端被配置用于向第一电负载提供电能，以及 第一条件与UPS的状态和第一电负载的状态的至少其中之一有关。
24.根据权利23中的计算机可读介质，其中方法进一步包括通过网络接收布局信息的步骤。
25.根据权利M中的计算机可读介质，其中方法进一步包括分别在第一关闭布局和第 二关闭布局的基础上，将UPS配置为选择性地关闭提供给第一电能输出端和第二电能输出端前电能，而不考虑UPS和网络之间的连接关系是否可用。
全文摘要
根据本发明的一个方面，UPS(12)包括被配置用于与AC电源(14)相耦合的输入端(18)，DC电源(20)，被配置用于接收来自至少AC电源(14)和DC电源(20)的其中之一的电能的输出端(22)，第一开关插座输出端(24)，其耦合到输出端(22)上并被配置用于与第一电负载(16)相耦合，以及第二插座输出端(26)，其耦合到输出端(22)上并被配置用于与第二电负载(16)相耦合。根据一些实施方案，UPS也可以包括控制单元(34)，其可以配置用于提供与第一开关插座输出端(24)相耦合的第一布局，在此，第一布局被控制单元(34)用于独立于第二插座输出端(26)来对第一开关插座输出端(24)与输出端(22)之间的连接关系进行控制。
文档编号H02J9/06GK102047527SQ200980120027
公开日2011年5月4日 申请日期2009年4月2日 优先权日2008年4月2日
发明者D·A·科卢西, D·C·科亨, J·S·斯皮塔尔斯, M·R·梅兰桑 申请人:美国能量变换公司