[发明专利]用于UPS的可调电池充电器

说明书

发明领域

本发明的多个实施方案通常是关于用于向UPS的电池充电 的装置和方法。更具体的说，至少一个实施方案是关于向处在 UPS与其它的外部电池一起使用来增加运行时间的环境中的 UPS电池进行充电。

背景技术

不间断供电电源(UPS)在各种不同的领域内被使用以向电 负载提供电能，例如，那些需要在电能的主要来源中断时能够继 续运行的负载。通常，UPS包括，或者被连接到，主电源和替代 电源，其中替代电源可以被用来当主电源不可用时向电负载提供 电能。经常是，主电源是AC电源，比如由电子实体所提供的电 能。替代电源通常包括一个或多个供应DC电能的电池。

电池一般在使用之后用耦合到UPS上的电池充电器来进行 再充电。UPS所提供的标准电池性能通常被选定可以提供大约4 到5分钟额定输出电能的运行时间。然而，在一些情况下，用户 可以增加额外的电池来延长运行时间(即，UPS能够向负载提供 备份电能的时间)。UPS的最大充电等级典型的大约是额定输出 电能的10％。这个充电等级通常足以在大约2-3个小时内为UPS 供应的标准电池性能再充电。然而，如果用户增加额外的电池， 则这个再充电时间会变得更加的延长。基于额外的电池性能，充 电时间由于有限的充电电能会变得不能接受的长。

对于这个问题一般的解决方案是增加额外的电池充电器以 补充UPS内部电池充电器并减少再充电时间。外部充电器被安 装在电池的两端。采用这种方式就需要解决一个重要的问题，即 UPS内部充电器和外部充电器的性能特性的匹配。此外，通过添 加使用外部充电器，UPS可能会失去检测电池系统的错误和/或 异常性的能力，还可能会失去关于预测运行时间的精确性。

发明内容

发明的多个方面和实施方案是关于优化电池充电器功率并 借此进行优化电池充电时间的方法和装置。具体的说，方法和装 置被用来为耦合到不间断供电电源(UPS)的电池进行充电，并 动态地调整适应改变的系统状况，比如在任何给定的时间的连接 的电池数量以及输出负载和输入电压的变化，如接下来将要讨论 的那样。根据至少一个实施方案，电池充电器可以具有可变额定 功率并可以基于系统限制，比如最大允许输入电流、最大允许电 池充电电流，或其他的标准，来动态地运行在最佳的功率水平上。

根据一个实施方案，优化UPS中电池充电器功率的方法包括 产生充电器电流，向耦合到UPS上的电池阵列提供充电器电流， 监控流向UPS的输入电流，以及如果输入电流的幅度超过了第 一预先确定的界限则减少充电器电流。在一个实施例中，监控输 入电流可以包括将输入电流与表示第一预先确定的界限的信号 进行比较。

在一个实施例中，方法可以进一步包括将减少的充电器电流 的幅度与预先确定的最小充电器电流值进行比较，并且如果充电 器电流的幅度低于所述的预先确定的最小充电器电流值时将充 电器电流增加至该预先确定的最小充电器电流值。根据一些实施 例，方法可以进一步包括在输入电流的幅度低于第二预先确定的 界限时增加充电器电流。在这些实施例中，方法可以进一步包括 将增加的充电器电流的幅度与预先确定的最大充电器电流值进 行比较，并且如果充电器电流的幅度大于所述的预先确定的最大 充电器电流值时，将充电器电流减少至该预先确定的最大充电器 电流值。另外，方法可以包括接收表示预先确定的最大充电器电 流值的信号。增加充电器电流可以包括以预先确定的增量来增加 充电器电流，并重复将输入电流的幅度与表示第一预先确定的界 限的信号进行比较和以预先确定的增量增加充电器电流的动作， 直到输入电流的幅度达到第一预先确定的界限。此外，减少充电 器电流可以包括以预先确定的增量减少充电器电流，并重复将输 入电流的幅度与表示第一预先确定的界限的信号进行比较以及 以预先确定的增量减少充电器电流的动作，直到输入电流的幅度 低于第一预先确定的界限。

包括前面所讨论的任何的或全部动作的方法可以在软件中 被实施，或者可以被编入到硬件装置中，比如可编程门阵列逻辑 (gate array logic)。举例来说，UPS可以具有控制器，该控制器 用由处理器执行的用以指示控制器和UPS执行所述方法的实施 方案的指令来进行编程。