用于向負載供應備用電力的電池備用單元和系統的制作方法
【專利說明】用于向負載供應備用電力的電池備用單元和系統
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年6月25日提交的美國臨時申請N0.62/017,028的權益。上述申請的全部公開內容通過引用合并至本文中。
技術領域
[0003]本公開內容涉及包括用于調節輸出的旁路電路的電池備用單元和系統。
【背景技術】
[0004]本部分提供了與本公開內容相關但不一定是現有技術的背景信息。
[0005]電源系統可以包括用于向負載供電的主電源和備用電源。當確定主電源不能向負載提供足夠的電力時，可以激活備用電源以暫時地向負載提供備用電力。通常，備用電源包括輸出變換器，該輸出變換器在克服備用電源被激活時因負載電流從零突變到較高值弓I起的瞬時狀況之后調節其輸出電壓。
【實用新型內容】
[0006]本部分提供了本公開內容的總體概述，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。
[0007]根據本公開內容的一個方面，一種用于向負載供應備用電力的電池備用單元(BBU)，包括:至少一個電池；用于耦接至負載的輸出端子；電力變換器，所述電力變換器具有耦接至所述至少一個電池的輸入和耦接至所述輸出端子的輸出；以及旁路電路，所述旁路電路具有耦接至所述至少一個電池的輸入和耦接至所述輸出端子的輸出。所述電力變換器被配置成在電力變換器啟動之后調節輸出端子處的電壓。所述旁路電路被配置成在電力變換器啟動期間調節輸出端子處的電壓。
[0008]根據本公開內容的另一方面，一種用于向一個或更多個負載提供電力的系統，包括:用于向一個或更多個負載供應電壓的主電源；用于向一個或更多個負載供應備用電壓的BBU;以及控制電路。BBU耦接至主電源。BBU包括:至少一個電池；用于耦接至一個或更多個負載的輸出端子；電力變換器，所述電力變換器具有耦接至所述至少一個電池的輸入和耦接至所述輸出端子的輸出；以及旁路電路，所述旁路電路具有耦接至所述至少一個電池的輸入和耦接至所述輸出端子的輸出。所述控制電路耦接至所述電力變換器和所述旁路電路。所述控制電路被配置成控制電力變換器以在電力變換器啟動之后調節輸出端子處的備用電壓，并且控制電路被配置成使得旁路電路能夠在電力變換器啟動期間調節輸出端子處的備用電壓。
[0009]根據本文中所提供的描述，其它方面和適用領域將變得明顯。應當理解的是，本公開內容的各個方面可以單獨實現或者與一個或更多個其它方面組合實現。還應當理解的是，本文中的描述和具體示例旨在僅用于說明的目的，而并非旨在限制本公開內容的范圍。
【附圖說明】
[0010]本文中所描述的附圖僅用于所選實施方式而非所有可能實施例的說明性目的，并且并非旨在限制本公開內容的范圍。
[0011]圖1是根據本公開內容的一個示例實施方式的包括旁路電路和電力變換器的BBU的框圖，其中旁路電路和電力變換器均用于調節BBU輸出電壓。
[0012]圖2是根據另一示例實施方式的包括圖1的旁路電路和電力變換器以及用于控制旁路電路和電力變換器的控制電路的B B U的框圖。
[0013]圖3是根據又一示例實施方式的包括線性調節器和DC/DC電力變換器的BBU的框圖。
[0014]圖4是根據另一示例實施方式的包括充電變換器、電池、旁路電路和輸出變換器的BBU的框圖。
[0015]圖5是根據又一示例實施方式的包括主電源和耦接至主電源的圖2的BBU的系統的框圖。
[0016]圖6是圖5的系統的輸出電壓隨時間的曲線圖。
[0017]圖7是根據又一示例實施方式的包括整流器和基于至整流器的輸入來控制其旁路電路的BBU的系統的框圖。
[0018]貫穿附圖的若干視圖，對應的附圖標記指示對應的部分或特征。
【具體實施方式】
[0019]現在將參照附圖來更全面地描述示例實施方式。
[0020]提供示例實施方式，使得本公開內容更透徹并且向本領域技術人員全面表達范圍。闡述了許多具體細節(例如具體部件、裝置和方法的示例)，以透徹地理解本公開內容的實施方式。對本領域技術人員明顯的是，不必采用具體細節，可以以許多不同的形式來實施示例實施方式，并且示例實施方式不應當被理解為對本公開內容的范圍的限制。在一些示例實施方式中，沒有詳細描述公知的過程、公知的裝置結構以及公知的技術。
[0021]本文中所使用的術語僅出于描述具體的示例實施方式的目的，而非意在進行限制。除非上下文另外明確地指出，否則，本文中所使用的單數形式“一個”、“一種”和“該”還可以意在包括復數形式。術語“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包括性的，并且因此指出存在所陳述的特征、整體、步驟、操作、要素和/或部件，但是不排除存在或增加一個或更多個其它特征、整體、步驟、操作、要素、部件和/或它們的組合。除非明確地指定執行的順序，否則本文中所描述的步驟、過程和操作不應當被理解為必需要求它們以所討論或所示出的特定順序執行。還應理解的是，可以使用另外的或替選的步驟。
[0022]盡管在本文中可以使用術語第一、第二、第三等描述各種要素、部件、區域、層和/或部分，但是這些要素、部件、區域、層和/或部分不應當被這些術語限制。這些術語可能僅用于將一個要素、部件、區域、層或部分與另一個區域、層或部分進行區分。除非在上下文明確地指出，否則在本文中使用時，諸如“第一”、“第二”以及其它數值術語的術語不意味著次序或順序。因而，在不偏離示例性實施方式的教導的情況下，下面所討論的第一要素、第一部件、第一區域、第一層或第一部分可以被稱為第二要素、第二部件、第二區域、第二層或第二部分。
[0023]在本文中，可以使用空間相關的術語(諸如“內部的”、“外部的”、“在下方”、“下面”、“較低的”、“在上方”、“上部的”等)，以便于描述附圖中示出的要素或特征與另一要素或特征的關系。空間相關的術語可以意在包含除附圖中所描繪的方向之外的處于使用或工作狀態的裝置的不同的方向。例如，如果附圖中的裝置被倒置，則描述為在其它要素或特征的“下方”的要素將在其它要素或特征的“上方”。因而，示例術語“在下”可以包括在上和在下的兩個方向。裝置可以指向另外的方向(旋轉90度或在其它方向)并且本文中使用的空間相關描述符相應地被說明。
[0024]圖1示出了根據本公開內容的一個示例實施方式的用于向負載供應備用電力的備用電池(BBU)，并且BBU通常由附圖標記100表示。如圖1所示，BBU 100包括:至少一個電池102;用于耦接至負載(未示出)的輸出端子104;電力變換器106，其具有耦接至所述至少一個電池102的輸入108和耦接至所述輸出端子104的輸出110;以及旁路電路112，其具有耦接至所述至少一個電池102的輸入114和耦接至所述輸出端子104的輸出116。電力變換器106被配置成在該電力變換器106啟動之后調節輸出端子104處的電壓。旁路電路112被配置成在電力變換器106啟動期間調節輸出端子104處的電壓。
[0025]例如，當主電源不能向負載提供期望的電流和電壓時，耦接至主電源的BBU可以(例如，至少暫時地)向負載提供備用電力。在這樣的情況下，該BBU內的電力變換器在啟動期間可能經歷從零到較高電流(例如，最大額定電流)的負載電流突變。在電力變換器經歷負載電流突變的同時，該變換器的輸出電壓可能經歷瞬變，并且因此輸出電壓可能下降到用于保持負載激活的最小閾值電壓以下。
[0026]在電力變換器106啟動期間通過采用旁路電路112來調節輸出端子104處的電壓，BBU 100可能能夠以(例如處于或高于上述最小閾值電壓的)特定設定點向負載提供電流和調節電壓，直到電力變換器106的輸出電壓被調節成處于其設定點為止。在這樣的示例中，旁路電路112可以包括使其具有比電力變換器106更快的瞬時響應的電路系統。這樣，與不具有旁路電路而依賴于電力變換器提供其輸出電力的通常已知的BBU相比，BBU 100可以更快地向負載提供所需的電流和調節電壓。因此，當來自主電源的電力被