CN114641914A

CN114641914A - 双输出不间断电源

Info

Publication number: CN114641914A
Application number: CN202080076266.8A
Authority: CN
Inventors: B·索克; R·K·卡齐; S·L·哈里斯; J·J·西格勒
Original assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Current assignee: Microsoft Technology Licensing LLC
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2022-06-17
Also published as: WO2021091710A1; US20230327478A1; US20210135487A1; US11715973B2; EP4055680A1

Abstract

不间断电源(UPS)包括整流器，被配置为接收交流(AC)功率。所述UPS还包括通过逆变器连接至所述整流器的第一输出。所述第一输出被配置为输出AC电源。所述UPS还包括通过备用电池和降压转换器连接至所述整流器的第二输出。所述第二输出被配置为响应于检测到的功率异常状况输出直流(DC)电源，从而提供额外冗余，允许增加功率可用性和正常运行时间。

Description

双输出不间断电源

背景技术

在某些环境中，多个计算设备在特定位置一起操作以提供服务，诸如通过互联网提供服务的数据中心或服务器场(server farm)。期望在这种位置具有恒定的功率源，以便在该位置操作的计算机和其他设备继续运作。然而，提供恒定的功率源可能很困难，因为功率提供方偶尔会经历断电或发生其他功率故障。因此，防止这种断电的备用电源是有益的。

备用功率可以由不间断功率源或不间断电源(UPS)提供。当输入功率源或主功率发生故障时，UPS为负载(诸如计算设备)提供应急功率。UPS通过供应存储在例如电池中的能量来提供来自输入功率中断的近乎瞬时的保护。

在数据中心中的标准信息技术(IT)设备机架中，AC功率进入UPS，UPS将AC输出到配电单元(PDU)以分发到机架中的所有电源单元(PSU)。近年来，电源布置已被配置在电源架(power shelf)基础设施中。电源架是用于数据中心机架的机架式***，被设计为提供功率整流、***管理和配电。然而，当前的电源架架构有时确实提供了备用功率冗余，以确保在功率故障期间有足够长的电源，这将有益于确保恒定的功率(至少在短时间段内)，诸如对在功率故障期间数据中心中的关键IT设备。

发明内容

该发明内容被提供来以简化的形式介绍对于下面在详细描述中进一步描述的概念的选择。该发明内容不旨在标识要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在被用于辅助确定要求保护的主题的范围。

不间断电源(UPS)包括整流器，被配置为接收交流(AC)功率。UPS还包括通过逆变器连接至整流器的第一输出。第一输出被配置为输出AC电源。UPS还包括通过备用电池和降压转换器连接至整流器的第二输出。第二输出被配置为响应于检测到的功率异常状况输出直流(DC)的电源。

许多伴随特征将被更容易地了解，因为通过参照结合附图考虑的以下详细描述，这些特征变得更好理解。

附图说明

本描述将通过鉴于附图阅读更好地理解以下详细描述，其中：

图1是根据实施例的图示了具有UPS的***的框图；

图2是根据实施例的UPS的示意性框图；

图3是根据实施例的图示了互联网技术(IT)机架的侧视图的框图；

图4是图示了图3的IT机架的后视图的框图；

图5图示了根据实施例的UPS的多模式操作；

图6是根据实施例的用于提供UPS的过程的流程图；

图7是根据实施例的用于在功率异常状况期间提供功率的过程的流程图；以及

图8是适合于实施本文公开的各种示例中的一些示例的示例计算环境的框图。

相应的附图标记在整个附图中指示相应的部分。在附图中，***被图示为示意图。附图可能不是按比例绘制的。

具体实施方式

本文描述的***和方法被配置为提供具有额外冗余的双输出UPS。在一个实施方式中，多模式***UPS包括两个输出以适应不同的断电状况，并且可以将断电维持一段时间(例如五分钟)以允许例如关键操作在***关闭、转换等之前执行。UPS在不同模式下可操作，包括高效率模式和双转换模式(输入不稳定)，

在一些示例中，交流/直流(AC/DC)双输出UPS被配置用于在电源架机架中操作。在一个特定实施方式中，提供了冗余，使得***不仅仅依赖于电源架来供电(例如12V功率)，但UPS也能够在功率异常的情况下提供12V功率(例如电源架断电)。因此，功率可用性/正常运行时间被增加。因此，由此提供了额外的冗余。

图1图示了根据一个或多个实施方式的实施基于机架的UPS的示例***100。在一个特定示例中，多模式UPS包括第一输出和第二输出。多模式UPS可以被配置为在数据中心中操作，诸如17KW UPS，在高效率模式和双转换模式(输入不稳定)下可操作，以及被配置为维持断电一段时间。

更具体地，并且继续数据中心示例，数据中心包括多个计算设备和可选地位于设备机架内的其他网络设备。AC功率从外部功率源被提供给数据中心，并且在外部功率源功率损失的情况下也从备用发电机被提供。附加地，每个设备机架都具有机架功率单元，该机架功率单元接收AC功率并且将AC功率转换为DC功率，然后被提供给位于该设备机架内的设备。每个机架功率单元还包括一个或多个电池或电池组，这些电池或电池组在来自外部AC功率源的功率损失之间的时间段期间为该机架内的设备提供功率，并且例如备用发电机变得可操作并且向数据中心提供AC功率。每个机架功率单元还可以提供附加功能性。例如，UPS可操作以将AC输出输出到电源架，同时关闭第二输出。在功率异常状况的情况下，第二输出向母线提供DC功率源，该母线可以与电源架输出共享电流或如本文讨论的那样单独操作。

特别参考图1所图示的配置，***100包括数据中心102、备用发电机104和从外部功率源接收的外部AC功率106。数据中心102包括一个或多个(n)设备机架110(1)、…、110(n)，每个包括一个或多个设备112和机架功率单元114。设备机架110在本文中也被称为机架。应该注意的是，尽管在本文中参照设备机架，但是设备112和功率单元114可以备选地被分组为其他容器、安装单元或其他分组配置。在这种配置中，本文讨论的基于机架的UPS技术可以基于这种交替分组而不是基于机架来实施。

数据中心102操作以向各种计算设备提供一种或多种服务。计算设备可以物理上紧邻数据中心102，和/或位于宽广的地理范围内(例如遍及国家或遍及全世界)。数据中心102经由各种不同的网络与计算设备通信，各种不同的网络包括互联网、局域网(LAN)、蜂窝或其他电话网络、内联网、其他公共和/或专有网络、其组合等。数据中心102可以由各种不同类型的计算设备(诸如台式计算机、膝上型计算机、移动站、娱乐设备、电视、通信耦合至显示设备的机顶盒、蜂窝或其他无线电话、游戏机、汽车计算机等)访问。

数据中心102可以向计算设备提供多种不同服务中的一种或多种。在一个示例中，数据中心102提供社交网络服务、电子邮件服务、搜索服务、信息资源/存储服务、消息传递服务、图像和/或视频共享服务、游戏或其他娱乐服务等中的一种或多种。由数据中心102提供的一种或多种服务可以是公开可用的，或者备选地对一种或多种服务的访问可以被限于特定用户(例如具有由数据中心102的服务验证的有效账户的用户)。

在***100中，外部AC功率106是从一个或多个外部功率源接收的功率，诸如由电力公用事业公司管理的发电站。外部AC功率106例如是单相或三相功率。外部AC功率106的中断(也称为断电或功率故障)可能发生，并且是预期的外部AC功率106未被数据中心102接收到的情况。针对这种中断存在各种原因，诸如提供功率106的发电站的故障、发电站和数据中心102之间的功率传输线的故障等。在一些示例中，由于***100的组件发生故障，可能会发生中断。

在所图示的示例中，备用发电机104是在外部AC功率106中断的情况下作为备用AC功率源操作的功率发电机。备用发电机104可以是例如柴油动力或燃气动力的发电机。尽管单个备用发电机104在***100中图示，但是可选地，多个备用发电机104(例如每个负责向一个或多个机架110提供AC功率)可以被包括在***100中。备用发电机104可以提供例如单相或三相AC功率，通常提供与外部AC功率106相同的单相或三相功率。备选地，备用发电机104提供DC功率而不是AC功率。

在一些示例中，备用发电机104物理上紧邻数据中心102。在一个示例中，备用发电机104中或备选地另一组件或设备中的控制器检测外部AC功率106中的中断。响应于检测到的外部AC功率106中的中断，备用发电机104被通电，并且开始生成AC功率以提供给数据中心102。通常，在外部AC功率106中的中断和备用发电机104生成足够的AC功率来为数据中心102供电(此时备用发电机104被称为在线)之间存在一个时间段。该时间段可以基于功率中断被检测到的一种或多种方式、由数据中心102使用的功率和特定备用发电机104而变化。数据中心102的各个机架内的机架功率单元114在该时间段期间向设备机架110中的设备112提供功率，如下面更详细地讨论的。

数据中心102中的多个设备112操作以提供由数据中心102提供的一种或多种服务的功能性。各种不同类型的设备可以被包括在内。设备112包括一个或多个服务器计算机，诸如在一个示例中的机架服务器或刀片服务器。在一些示例中，设备112包括一个或多个其他组件，诸如网络组件(例如网关、路由器、开关)、数据存储组件(例如一个或多个磁盘驱动器)、冷却组件(例如风扇)等。

设备112位于数据中心102的机架110内。机架110是其中可以***、安装或以其他方式放置多个机箱的物理结构或外壳。机架110包括特定大小的机箱(称为机架单元或RU)可以被放置的不同物理位置。不同类型的机架110可以容纳不同数量的机箱。在一些示例中，机架110被配置为容纳50个机箱、90个机箱等。机箱又可以容纳各种不同的组件，诸如设备112或机架功率单元114。每个机架110包括一个或多个数据总线、一个或多个控制总线以及一个或多个功率总线，其允许数据和控制信息被传递给设备112并且从设备112传递，并且允许功率被传递给设备112。

应当注意的是，机架功率单元114可以采用不同的配置。在一个示例中，机架功率单元114被配置为电源架配置(如本文结合图3和4更详细地描述的)，其允许热插拔***以允许在带电功率操作下进行功率模块交换。然而，本公开可以以不同的配置来实施。例如，机架功率单元114可以被配置为使得AC功率被提供给配电单元(PDU)，该配电单元然后被分发给机架110中的一个或多个电源单元(PSU)。

在一个示例中，每个机架110包括一个或多个机架功率单元114。每个机架功率单元114接收AC功率，其可以是外部AC功率106或来自备用发电机104的AC功率。每个机架功率单元114将接收到的AC功率转换为DC功率，并且将DC功率提供给与该机架功率单元相同的机架内的设备112。例如，机架功率单元114(1)向机架110(1)中的设备112(1)提供DC功率，但不向其他机架(n)中的设备112(n)提供DC功率。附加地，虽然每个机架110在图1中图示为包括一个机架功率单元114，但备选地，机架110可以包括两个或多个机架功率单元114，每个机架功率单元114向与两个或多个机架功率单元相同的机架内的设备提供DC功率。

尽管机架功率单元114被图示为接收AC功率，但在其他示例中，机架功率单元114接收DC功率输入。在这种示例中，不是(或除了)将接收到的AC功率转换为DC功率，机架功率单元将接收到的DC功率转换为期望的电压(例如机架110内的DC功率总线期望的电压)。

每个机架功率单元114还包括一个或多个电池或电池组，并且作为与机架功率单元114相同的机架中的设备112的UPS操作。在由机架功率单元114接收的AC功率中断的情况下，机架功率单元114从一个或多个电池组汲取功率以提供给设备112。因此，如果外部AC功率106中断，则机架功率单元114从一个或多个电池组汲取功率以向设备112提供功率，直到例如备用发电机104向机架功率单元114提供AC功率为止。

图2是图示了根据一个示例的示例UPS 200的框图。UPS 200是图1的机架功率单元114的示例或可以被实施为图1的机架功率单元114。UPS 200接收AC功率202，该AC功率202可以来自各种源，诸如发电站、备用发电机等。尽管图示为AC功率，但功率202可以备选地是DC功率(例如来自提供DC功率的备用发电机)。如本文讨论的，可能出现以下情况：来自一个源(例如发电站)的AC功率202中断，随后是一段时间，直到AC功率202由另一源(例如备用发电机)提供为止。

UPS 200包括一个或多个备用电池204。UPS 200中的备用电池204的数量可以变化。例如，多个备用电池204可以被包括在UPS 200中以用于冗余(例如在备用电池204中的一个备用电池204发生故障的情况下)。在所图示的示例中，单个备用电池204被示出并且是锂离子电池。然而，不同类型的电池(诸如密封铅酸电池)可以被使用。

UPS 200包括AC/DC转换器，其在所图示的示例中被配置为整流器/充电器206。在操作中，整流器/充电器206将周期性地改变方向的AC功率转换为仅沿着一个方向流动的DC功率。在一些示例中，整流器/充电器206的输出被连接至备用电池204，并且将AC功率202转换为DC功率以对备用电池204充电。在一些示例中，备用电池204的输出也被连接至逆变器208，其被配置为功率逆变器。逆变器208将来自整流器/充电器206的DC功率转换回AC功率，然后被提供给第一输出210。即，从AC功率202到第一输出210的正常流双转换功率路径被定义。因此，第一输出210将AC功率供应给诸如AC输入IT设备212。然而，如应当理解的，第一输出210可以向能够由AC功率供电的任何设备提供AC功率。

UPS 200还包括到第二输出214的功率路径，第二输出214供应DC功率作为输出。更具体地，备用电池204的输出被连接至降压转换器216(也称为降压转换器)。在所图示的示例中，降压转换器216将从备用电池204供应的功率转换为定义的较低电平，在该示例中为12V。在一个示例中，降压转换器216是DC到DC功率转换器，其将电压从其输入降低(同时提高电流)到其输出。在操作中，该功率路径向第二输出214提供降低的DC电源，其可以被用于向DC设备提供DC功率。在所图示的示例中，第二输出214被连接至DC配电母线218，该母线218将DC功率提供给功率机架中的各种设备，诸如机架110(图1所示)。应当注意的是，在所图示的示例中，AC输入IT设备212的输出也被连接至DC配电母线218。

因此，在所图示的配置中，接收的AC功率202被转换为DC功率，并且DC功率从第二输出214输出，使得该功率被提供给同一机架中的设备。应该注意的是，DC功率可以是多种不同电压中的任何一种，诸如12伏、24伏、48伏等，并且经由DC配电母线218提供给同一机架中的设备。即，同一机架中的每个设备都被耦合至DC配电母线218。因此，机架中的每个设备不是将接收到的AC功率转换为DC功率，而是经由DC配电母线218接收DC功率。

应该注意的是，UPS 200的各种组件可以被不同地配置，诸如基于特定应用、功率要求等。例如，备用电池204、整流器/充电器206、逆变器208和降压转换器216的特定配置可以被改变以满足特定应用的要求。

在操作中，UPS 200由此被配置为双输出电源，即，具有第一输出210和第二输出214。双输出电源的第一输出210被配置为提供AC输出功率，其通过整流器/充电器206供电(以及到备用电池204)并且然后通过逆变器208供电。附加地，双输出电源的第二输出214被配置为通过整流器/充电器206向电源204提供DC输出功率，然后向降压转换器216提供DC输出功率。因此，包括可切换的AC输出功率和DC功率的双输出UPS功率在提供连续功率时提供额外的冗余，包括增加的功率可用性和正常运行时间。

在正常操作状态或状况下，UPS 200被配置为将来自第一输出210的AC输出输出到例如电源架，同时关闭第二输出214。在功率异常情况的情况下，第二输出214被配置为向DC配电母线218(配置为母线)提供DC功率，在一个示例中，该DC配电母线218与电源架输出共享电流，或者在另一示例中不共享电流并且单独提供功率。

当输入AC功率不稳定发生(例如由功率检测设备检测到)时，电源架在双转换模式(AC到DC到AC转换)下操作，如本文讨论的，并且准备好从备用电池204提供。在其中电源架发生故障并且机架中的AC输入IT设备212需要功率的情况下，UPS 200打开(激活)第二输出214并且从第二输出214提供12V DC功率，直到电源214耗尽或必要的关闭操作完成(例如非易失性双列直插式存储器(NVDIMM)模块或其他随机存取存储器保存完成)为止。

在机架(诸如AC输入IT设备212)汲取的功率多于机架的功率源线指定的功率(例如超过功率源线的额定功率)的情况下，UPS 200启用调峰模式以帮助输出负载。在这种操作模式下，第二输出214与电源架的12V输出共享电流。

在一些示例中，UPS 200还包括静态开关220和旁路开关222。这些开关被配置为选择不同的操作模式。例如，静态开关220(例如半导体开关)允许电流在正常功率流(高效率)操作模式下流过，并且还防止电流回流。在这种操作模式下，AC功率202被连接至第一输出210。旁路开关222可切换以选择旁路操作模式，诸如在对UPS 200执行维护操作时。即，在旁路模式下，功率转换组件被绕过。

应当注意的是，在一些示例中，备用电池204是多个电池组，它们经由DC配电母线218向同一机架中的设备提供DC功率。在本文讨论的基于机架的UPS 200中，电池组被放置在与由电池组供电的设备相同的机架中(因此在物理上紧邻)。这种物理上紧邻减少了(相对于电池组远离被供电设备的环境)在功率被传送给设备时可能发生的损失。

此外，因为功率经由DC配电母线218在机架内分发，所以当从电池组向机架中的设备提供功率时，AC和DC功率之间的转换不需要被执行。相反，因为在从电池组向机架中的设备提供功率时不会经历在AC和DC功率之间转换时可能发生的功率损失，所以提供功率的效率更高。无需为了电池组的唯一益处而在AC和DC功率之间执行附加的转换。即，电池组被设置成在接收到的AC功率已被转换后接收DC功率。

在一个示例中，基于机架的不间断功率源使用单个机箱来实施，其中组件被包括在该单个机箱中。备选地，一个或多个组件可以跨多个机箱实施，诸如在一个或多个机箱中实施的各种组件。在一些示例中，DC配电母线218被配置为具有多个端口的功率总线，这些端口被耦合至由UPS 200供电的一个或多个计算设备(例如DC配电母线218可以具有多个插座，这些插座被设备物理地***，或者可以具有多个功率源线和被***设备的插座中的插头)。在一个示例中，电源控制器(例如PDU)可以单独管理端口，允许特定设备的DC功率根据期望或需要打开或关闭，并且由电源控制器控制。电源控制器还可以监测功率端口处的功耗，并且可以以不同的方式使用从该监测中获得的信息，诸如确定设备(以及因此该机架)的平均功率使用、设备(以及因此该机架)的峰值功率使用等。

机架300的一个示例在图3和4中示出。机架300包括UPS 200和电源架(Pshelf)302，它们被配置为如本文更详细地描述的那样操作。即，UPS 200被配置为在供电时提供额外的冗余，诸如在功率故障的情况下向机架300供应12V功率。因此，功率故障事件期间的功率可用性和正常运行时间被延长。

在所图示的示例中，机架300被连接至两个单独的电源线304和306(馈电A和馈电B)。在一个特定实施方式中，电源线304被连接至UPS 200并且从外部功率源向UPS 200提供功率，并且电源线306被连接至电源架302并且从外部功率源向电源架302提供功率。因此，机架300被保护免受单点功率故障。应该注意的是，UPS 200和电源架302还包括附加组件，诸如风扇308和310，以在操作期间冷却这些设备。

如应当理解的，第二输出214(图2中所示)被连接至DC配电母线218。还应该了解，在一些示例中，机架300包括检测设备，该检测设备允许输出检测(例如电源架302的下垂输出)。这允许确定电源故障状况或其他功率异常状况。在一些示例中，手动激活元件(例如按钮或开关)被提供，以允许在本文讨论的不同操作模式之间切换。

因此，本公开例如通过使用双输出向数据中心中的关键IT设备提供具有额外冗余的UPS 200。例如，在电源架302发生故障的情况下，UPS 200激活第二输出214并且从其提供12V功率。附加地，当机架设备汲取的功率超过最大额定值时，UPS 200被配置为使得第二输出214与电源架302的12V输出共享电流。因此，双输出UPS 200在不同的异常或故障事件期间向电源架302提供机架300中的冗余，诸如：

1.在输入故障期间，电源架302在双转换模式下运行，并且功率源由备用电池(诸如UPS 200中的备用电池204)提供。

2.在电源架故障期间，UPS 200激活第二输出214来为例如机架300中的IT设备供电。

3.当机架设备汲取过量功率或比额定电平更多的功率时，UPS 200的第二输出214与电源架302的12V功率输出共享电流。

各种示例提供双输出UPS，诸如被配置用于如图5所图示的多模式操作500的UPS200。如本文讨论的，UPS 200通过在不同模式502下操作而根据特定操作状况(例如正常操作或异常操作)提供不同的功率源。应当理解，虽然图5图示了多个定义的模式502，但是设想了附加的、更少的或不同的操作模式。

在所图示的示例中，四种操作模式是可能的：

1.高效率操作模式。

2.双转换操作模式。

3.第二输出备用功率操作模式(即，从第二输出214输出功率)。

4.调峰操作模式。

这些操作模式在本文中更详细地讨论，并且作为UPS 200的双输出的结果是可能的。操作模式允许连续功率在功率异常状况期间供应。应该了解的是，在断电发生之后的某个时间点，恢复提供AC功率(无论是来自外部功率源还是来自备用发电机)。应该注意的是，功率异常状况(例如功率故障)发生的时间点或AC功率恢复的时间点(因此UPS停止提供功率)可以在功率故障检测技术领域中以多种方式被标识。

还应当理解的是，来自各种示例的输出对于管理供应给***800的功率是有用的，该***800将关于图8更详细地描述。

图6是根据各种示例的图示了用于提供UPS的方法600中涉及的示例性操作的流程图。通过提供UPS，功率异常状况期间的功率可用性和正常运行时间可以被增加。本文描述的流程图中图示的操作可以以与所示出的顺序不同的顺序执行，可以包括附加的或更少的步骤，并且可以根据期望或需要进行修改。附加地，一个或多个操作可以同时、并发地或顺序地执行。

更具体地，并且还参照图1至5，方法600包括在602中将第一输出配置为从AC功率源输出AC电源。例如，如本文描述的，UPS 200被配置为在第一输出210处输出AC功率。如此，在正常功率状况期间，第一输出210例如向AC输入IT设备提供AC功率。

方法600还包括在604中将第二输出配置为从AC功率源输出DC电源。例如，如本文描述的，UPS被配置为在第二输出214处输出DC功率。因此，在功率异常状况期间，第二输出214向例如机架中的DC设备或组件提供功率或电流共享功率。

更具体地，在604中，第一输出和第二输出在UPS 200中是可操作的，使得第二输出在功率异常状况期间被激活，以(i)在功率故障期间，从备用电池单元提供功率，或(ii)在功率过剩状况期间，与电源单元共享功率。因此，附加的冗余由方法600提供。

图7是根据各种示例的图示了用于在功率异常状况期间提供功率的方法700中涉及的示例性操作的流程图。通过在这些状况期间提供功率，关键设备可以例如通过在机架中的功率故障后的一段时间内提供附加功率来正确关闭。

更具体地，并且还参照图1至6，方法700包括在702中标识功率异常状况。例如，如本文描述的，功率异常状况可以包括但不限于输入AC功率不稳定、电源架故障或设备汲取过多的功率等。在一些示例中，功率异常状况通过在机架中的一个或多个组件的输入或输出处或在机架的输入处测量电压或电流或其他电气特点来检测。

方法700还包括在704中激活双输出UPS的第二输出。例如，当功率异常状况被检测到时，并且响应于此，UPS的DC输出(例如UPS 200的第二输出214)被激活(例如UPS的AC输出不再提供功率)。例如，第二输出被激活并且允许12V DC功率向机架中的IT设备提供，直到备用电池耗尽或关闭操作由IT设备完成为止。

方法700还包括在706从第二输出输出功率。例如，UPS的DC输出当电力故障被检测到时将DC功率输出到机架内的功率设备，或者在电力过剩期间与机架的电源单元共享功率。

应该注意的是，一些示例被配置为多模式***UPS的附加或修改套件。即，现有UPS可以根据本文描述的各种示例进行修改，包括执行方法600和700。

因此，各种示例提供具有附加操作模式和冗余的双输出UPS，以促进在功率异常状况期间向设备提供功率。

附加示例

本文公开的一些方面和示例涉及不间断电源(UPS)，包括：

-整流器，被配置为接收交流(AC)功率；

-第一输出，通过逆变器连接至整流器，该第一输出被配置为输出AC电源；以及

-第二输出，通过备用电池和降压转换器连接至整流器，该第二输出被配置为响应于检测到的功率异常状况来输出直流(DC)电源。

本文公开的附加方面和示例涉及双输出不间断电源(UPS)，包括：

-第一输出；

-第二输出；

-交流(AC)/直流(DC)转换器，被配置为将输入AC功率转换为供应给备用电池的DC功率；

-逆变器，被配置为将DC功率转换为AC功率以在第一输出处输出；以及

-降压转换器，被配置为降低DC功率以在第二输出处输出。

本文公开的附加方面和示例涉及用于提供不间断电源(UPS)的方法，该方法包括：

-将UPS的第一输出配置为从AC功率源输出AC电源；以及

-将UPS的第二输出配置为从AC功率源输出DC电源，第一输出和第二输出在UPS中选择性地可操作，并且第二输出在功率异常状况期间激活以(i)在功率异常状况期间输出由电源单元在正常操作期间提供的功率，或者(ii)与电源单元共享功率。

备选地或除本文描述的其他示例之外，示例包括以下的任何组合：

-其中功率异常状况包括功率故障或者过剩功率状况中的一者。

-其中备用电池被连接在整流器和逆变器之间。

-其中UPS在机架内耦合并且还包括在机架内耦合的电源单元，其中第一输出在机架中连接至被AC供电的设备并且第二输出被连接至DC配电母线，并且在功率异常状况期间，DC电源作为电流共享功率源与所述电源单元的输出一起被提供给DC配电母线。

-还包括连接至UPS的第一电源线和连接至电源单元的第二电源线。

-其中第一输出被配置为在高效率模式或双转换模式下操作。

-其中第二输出响应于功率异常状况而激活。

-其中第二输出处于活动状态，直到具有随机存取存储器的连接设备的一个或多个关闭操作完成为止。

-其中第一输出被配置为在与第二输出的操作模式不同的操作模式下操作。

-其中第一输出和第二输出被配置用于多种操作模式下的可选择的操作，该多种操作模式包括高效率操作模式、双转换操作模式、第二输出备用功率操作模式和调峰操作模式。

-将第一输出和第二输出配置为在多种操作模式下可选择地操作，该多种操作模式包括高效率操作模式、双转换操作模式、第二输出备用功率操作模式和调峰操作模式。

-将交流(AC)/直流(DC)转换器配置为将AC功率源转换为供应给备用电池的DC功率。

-将降压转换器配置为降低备用电池的电压输出。

-将第一输出和第二输出配置用于同时操作。

示例操作环境

图8是实施本文公开的各个方面的示例***800的框图，并且通常被指定为***800。***800只是合适的计算环境的一个示例，并且不旨在对使用范围或本文公开的示例的功能性提出任何限制。***800也不应被解释为具有与所图示的组件/模块中的任何一个或组合相关的任何相关性或要求。本文公开的示例可以在计算机代码或者机器可用指令的一般上下文中描述，包括计算机可执行指令，诸如由计算机或者其他机器(诸如个人数据助理或者其他手持式设备)执行的程序组件。通常，包括例程、程序、对象、组件、数据结构等的程序组件指的是执行特定任务或者实施特定抽象数据类型的代码。所公开的示例可以以各种***配置实践，包括个人计算机、膝上型计算机、智能电话、移动平板计算机、手持式设备、消费电子产品、专业计算设备等。当任务由通过通信网络链接的远程处理设备执行时，所公开的示例还可以在分布式计算环境中实践。

***800包括直接或间接耦合以下设备的总线810：计算机存储存储器812、一个或多个处理器814、一个或多个呈现组件816、输入/输出(I/O)端口818、I/O组件820、电源822(包括UPS 200)和网络组件824。虽然***800被描绘为看似单个设备，但多个***800可以一起工作并且共享所描绘的设备资源。例如，计算机存储存储器812可以被分布在多个设备上，(多个)处理器814可以提供容纳在不同的设备上等。

总线810表示一个或多个总线(诸如地址总线、数据总线或其组合)。虽然图8的各种框为了清晰起见用线示出，实际上，描写各种组件并不是那么清楚，并且比喻地，线更准确地会是灰色和模糊的。例如，呈现组件(诸如显示设备)可以被视为I/O组件。而且，处理器具有存储器，并且图8仅图示了可以结合一个或多个公开的示例使用的示例性计算设备。在诸如“工作站”、“服务器”、“膝上型计算机”、“手持式设备”等类别之间没有区别，因为所有这些都被考虑在在图8的范围内并且在本文中引用为“***”。计算机存储存储器812可以采用下面的计算机存储介质引用的形式，并且可操作地为***800提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其他数据的存储。例如，计算机存储存储器812可以存储操作***、通用应用平台或其他程序模块和程序数据。计算机存储存储器812可以被用于存储和访问被配置为执行本文公开的各种操作的指令。

如下面提及的，计算机存储存储器812可以包括易失性和/或非易失性存储器、可移除或不可移除存储器、虚拟环境中的数据盘或其组合形式的计算机存储介质。并且计算机存储存储器812可以包括与计算设备800相关联或可由计算设备800访问的任何数量的存储器。存储器812可以在计算设备800内部(如图8所示)，在计算设备800外部(未示出)，或两者(未示出)。存储器812的示例包括但不限于随机存取存储器(RAM)；只读存储器(ROM)；电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)；闪存或其他存储器技术；CD-ROM、数字通用盘(DVD)或者其他光学或全息介质；磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储设备；连线到模拟计算设备中的存储器；或用于对期望信息进行编码并且供计算设备800访问的任何其他介质。附加地或备选地，计算机存储存储器812可以被分布在多个计算设备800上，例如在指令处理在多个设备800上执行的虚拟化环境中。出于本公开的目的，“计算机存储介质”、“计算机存储存储器”、“存储器”和“存储器设备”是计算机存储存储器812的同义术语，并且这些术语都不包括载波或传播信号。

因此，例如计算机存储介质不应被解释为传播信号本身。传播信号本身不是计算机存储介质的示例。尽管计算机存储介质(存储器812)被示出在***800内，但是本领域技术人员将了解，存储装置可以被远程分布或定位并且经由网络或其他通信链路(例如使用通信接口)访问。

(多个)处理器814可以包括从诸如存储器812或I/O组件820等各种实体读取数据的任意数量的处理单元。具体地，(多个)处理器814被编程为执行计算机可执行文件用于实施本公开的各个方面。指令可以由处理器、计算设备800内的多个处理器或客户端计算设备800外部的处理器来执行。在一些示例中，(多个)处理器814被编程为执行诸如下面讨论并且在附图中描述的流程图中图示的那些指令。而且，在一些示例中，(多个)处理器814表示模拟技术的实施方式以执行本文描述的操作。例如，操作可以由模拟客户端计算设备800和/或数字客户端计算设备800执行。(多个)呈现组件816向用户或其他设备呈现数据指示。示例性呈现组件包括显示设备、扬声器、打印组件、振动组件等。本领域技术人员将理解和了解计算机数据可以以多种方式呈现，诸如在图形用户界面(GUI)中可视、通过扬声器可听、在计算设备800之间以无线方式、在有线连接上或以其他方式。端口818允许计算设备800被逻辑地耦合至包括I/O组件820的其他设备，其中一些可以被内置。示例I/O组件820包括例如但不限于麦克风、操纵杆、游戏板、碟型卫星天线、扫描仪、打印机、无线设备等。

***800可以使用到一个或多个远程计算机的逻辑连接经由网络组件824在网络环境中操作。在一些示例中，网络组件824包括网络接口卡和/或用于操作网络接口卡的计算机可执行指令(例如驱动器)。计算设备800和其他设备之间的通信可以通过任何有线或无线连接使用任何协议或机制发生。在一些示例中，网络组件824可操作以使用传送协议在无线地使用短距离通信技术(例如近场通信(NFC)、蓝牙TM品牌通信等)或其组合的设备之间通过公共的、私有的或者混合的(公共的私有的)传递数据。例如，网络组件824通过通信链路826与网络828通信。

尽管结合示例***800描述，但是本公开的示例能够用许多其他通用或专用计算***环境、配置或设备来实施。可以适用于本公开的各个方面的众所周知的计算***、环境和/或配置的示例包括但不限于智能电话、移动平板计算机、移动计算设备、个人计算机、服务器计算机、手持式或膝上型设备、多处理器***、游戏机、基于微处理器的***、机顶盒、可编程消费电子产品、移动电话、移动计算和/或可穿戴或附件形式因素的通信设备(例如手表、眼镜、耳麦或耳机)、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何***或设备的分布式计算环境、VR设备、全息设备等。这种***或设备可以以任何方式接受来自用户的输入，包括来自输入设备(诸如键盘或指向设备)、经由手势输入、接近度输入(诸如通过悬停)和/或经由语音输入。

本公开的示例可以在由一个或多个计算机或其他设备以软件、固件、硬件或其组合执行的计算机可执行指令(诸如程序模块)的一般上下文中描述。计算机可执行指令可以被组织为一个或多个计算机可执行组件或模块。通常，程序模块包括但不限于执行特定任务或者实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件和数据结构。本公开的各个方面可以用任何数量和组织的这种组件或模块来实施。例如，本公开的各个方面不被限于具体的计算机可执行指令或附图中图示和本文描述的具体组件或模块。本公开的其他示例可以包括不同的计算机可执行指令或组件，其具有比本文图示和描述的更多或更少的功能性。在涉及通用计算机的示例中，当被配置为执行本文描述的指令时，本公开的各个方面将通用计算机变换为专用计算设备。

通过示例而非限制，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质包括以用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块等)的任何方法或技术实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储媒体是有形的，并且与通信介质互斥。计算机存储介质以硬件实施，并且不包括载波和传播信号。用于本公开目的的计算机存储介质本身不是信号。示例性计算机存储介质包括硬盘、闪存驱动器、固态存储器、相变随机存取存储器(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘(DVD)或其他光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储设备或者可以被用于存储信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。相比之下，通信介质通常将计算机可读指令、数据结构、程序模块等实施在调制数据信号(诸如载波)或其他输送机制中，并且包括任何信息递送介质。

本文给出的任何范围或设备值都可以被扩展或更改，而不会失去所寻求的效果，这对于技术人员来说是显而易见的。

尽管主题已经用特定于结构特征和/或方法行动的语言描述，但是要理解的是，在所附权利要求中限定的主题并不一定被限于上述具体特征或行动。相反，上述具体特征和行动被公开为实施权利要求的示例形式。

要理解的是，上述益处和优点可能与一个实施例相关，或者可能与多个实施例相关。实施例不被限于解决任何或所有已说明问题的那些实施例或者具有任何或所有已说明益处和优点的实施例。还要理解的是，对“一个”项的引用是指这些项中的一个或多个。

本文图示和描述的示例以及本文未具体描述但在权利要求的各个方面的范围内的示例构成用于提供UPS的示例性部件。

术语“包括”在本说明书中使用，以指包括其后的(多个)特征或(多个)行动，而不排除一个或多个附加特征或行动的存在。

在一些示例中，附图中图示的操作可以被实施为在计算机可读介质上编码的软件指令、实施在被编程或设计为执行操作的硬件中，或两者兼而有之。例如，本公开的各个方面可以被实施为片上***或包括多个互连的导电元件的其他电路***。

除非另有指定，否则本文图示和描述的本公开的示例中的操作的执行顺序或履行顺序不是必需的。即，除非另有指定，否则操作可以以任何顺序执行，并且本公开的示例可以包括与本文公开的相比附加或更少的操作。例如，设想在另一操作之前、同时或之后执行或履行特定操作在本公开的各个方面的范围内。

当引入本公开的各个方面或者其示例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在这些元件中的一个或多个。术语“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有”旨在是包括性的，并且表示存在不同于所列元件的附加元件。术语“示例性”旨在表示“…的示例”。短语“以下一项或多项：A、B和C”是指“A中的至少一个和/或B中的至少一个和/或C中的至少一个”。

已经详细描述了本公开的各个方面，显然在不脱离所附权利要求中限定的本公开的各个方面的范围的情况下，修改和变化是可能的。由于在不脱离本公开的各个方面的范围的情况下，各种改变可以对以上构造、产品和方法进行，因此以上描述中所包含的并且附图中所示的所有内容都应被解释为说明性的，而不是限制性的。

Claims

1.一种不间断电源(UPS)，包括：

整流器，被配置为接收交流(AC)功率；

第一输出，通过逆变器连接至所述整流器，所述第一输出被配置为输出AC电源；以及

第二输出，通过备用电池和降压转换器连接至所述整流器，所述第二输出被配置为响应于检测到的功率异常状况来输出直流(DC)电源。

2.根据权利要求1所述的UPS，其中所述功率异常状况包括功率故障或者功率过剩状况中的一者。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的UPS，其中所述备用电池被连接在所述整流器和所述逆变器之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的UPS，其中所述UPS被耦合在机架内并且所述UPS还包括被耦合在所述机架内的电源单元，其中所述第一输出在所述机架中被连接至被AC供电的设备并且所述第二输出被连接至DC配电母线，并且在所述功率异常状况期间，所述DC电源作为电流共享功率源与所述电源单元的输出一起被提供给所述DC配电母线。

5.根据权利要求4所述的UPS，还包括连接至所述UPS的第一电源线和连接至所述电源单元的第二电源线。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的UPS，其中所述第一输出被配置为以高效率模式或者双转换模式操作。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的UPS，其中所述第一输出被配置为以与所述第二输出的操作模式不同的操作模式操作。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的UPS，其中所述第一输出和所述第二输出被配置用于多种操作模式下的可选择的操作，所述多种操作模式包括高效率操作模式、双转换操作模式、第二输出备用功率操作模式和调峰操作模式。

9.一种用于提供不间断电源(UPS)的方法，所述方法包括：

将所述UPS的第一输出配置为从AC功率源输出AC电源；以及

将所述UPS的第二输出配置为从AC功率源输出DC电源，所述第一输出和所述第二输出在所述UPS中是选择性地可操作的，并且所述第二输出在功率异常状况期间被激活以(i)在所述功率异常状况期间输出功率，所述功率由电源单元在正常操作期间提供，或者(ii)与电源单元的功率共享。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述功率异常状况包括功率故障或者功率过剩状况中的一者。

11.根据权利要求9和10中任一项所述的方法，还包括将所述第一输出和所述第二输出配置为在多种操作模式下选择性地操作，所述多种操作模式包括高效率操作模式、双转换操作模式、第二输出备用功率操作模式和调峰操作模式。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，还将交流(AC)/直流(DC)转换器配置为将所述AC功率源转换为供应给备用电池的DC功率。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，还包括将降压转换器配置为降低所述备用电池的电压输出。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中所述第一输出被配置为以与所述第二输出的操作模式不同的操作模式操作。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，还配置所述第一输出和所述第二输出用于同时操作。