用于UPS的带有集成的充电器的双升压转换器

摘要

一种电力转换器电路耦合至AC电力输入端、备用电力输入端、第一电容元件和第二电容元件。该电力转换器电路被配置为，在线路操作模式下，在AC输入电压的正部分期间，通过第一电感元件将AC输入电压转换为正的DC输出电压，并通过第二电感元件使用存储在第二电容元件中的负的DC输出电压为备用电源提供充电电压，及在线路操作模式下，在交流输入的负部分期间，通过第二电感元件将AC输入电压转换为负的DC输出电压，并通过第一电感元件使用存储在第一电容元件中的正的DC输出电压为备用电源提供充电电压。

说明书

发明背景

1.技术领域

本发明的实施例通常涉及电力转换，特别涉及不间断电源中的AC-DC电力转换。

2.背景技术

不间断电源（UPS）用于当主电源或输电干线出现故障时，给电气设备或负载提供备用电力。典型的负载包括计算机系统，但其他负载，例如加热/制冷/通风系统、照明系统、网络交换机和路由器、以及安全和数据中心管理系统也可以由UPS提供电力。为数据中心或工业用途而设计的UPS可以为负载提供1和20kVA之间的备用电力达数小时。

UPS单元通常包括当AC输电干线电力不可使用时用作电源的一个或多个电池。电池提供的DC电力由电力转换电路转换为AC电力，然后其被提供给负载。将AC电力转换为DC电力的电池充电器可以包括在UPS中以当AC输电干线可以使用时给电池充电来保证当需要时备用电力将可以使用。UPS也可以包括用于自动管理UPS的运行和电力转换功能的控制单元。

发明内容

根据一个实施例，电力转换器包括具有相输入连接部和中性输入连接部的AC电力输入端。AC电力输入端被配置为接收AC输入电压。电力转换器还包括被配置为从备用电源接收备用电压的备用电力输入端，被配置为储存相对于中性输入连接部的正的DC输出电压的第一电容元件，被配置为储存相对于中性输入连接部的负的DC输出电压的第二电容元件，以及具有第一电感元件和第二电感元件的电力转换器电路。电力转换器电路耦合到AC电力输入端、备用电力输入端、第一电容元件和第二电容元件。电力转换器电路被配置为在线路操作模式以及在AC输入电压的正部分期间，通过第一电感元件将AC输入电压转换为正的DC输出电压，并通过第二电感元件使用存储在第二电容元件中的负的DC输出电压为备用电源提供充电电压，而在线路操作模式以及AC输入的负部分时，通过第二电感元件将AC输入电压转换为负的DC输出电压，以及通过第一电感元件利用存储在第一电容元件的正的DC输出电压为备用电源提供充电电压。

在另一个实施例中，电力转换器电路可还被配置为在备用操作模式和在正的DC输出电压转换阶段，通过第一电感元件将备用电压转换为正的DC输出电压，以及在备用操作模式和负的DC输出电压转换阶段，通过第二电感元件将备用电压转换为负的DC输出电压。

在另一个实施例中，电力转换器可包括耦合到第一电容元件和第二电容元件的逆变器电路。逆变器电路被可被配置为从正的DC输出电压和负的DC输出电压生成AC输出电压。

在另一个实施例中，备用电源可包括具有第一端连接部和第二端连接部且无中点连接部的电池。电力转换器电路可包括耦合到相输入连接部和电池第一端连接部的第一有源开关，耦合到相输入连接部和电池的第二端连接部的第二有源开关，耦合到中性输入连接部和电池的第一端连接部的第三有源开关，以及耦合到中性输入连接部和电池的第二端连接部的第四有源开关。而在其它一个实施例中，电力转换器可包括具有正输出端和负输出端的整流电路。整流电路可耦合到相输入连接部。第一有源开关可被耦合到整流电路的正输出端，第二有源开关可被耦合到整流电路的负输出端。

在另一个实施例中，备用电源可包括具有第一端连接部、耦合到中性输入连接部的第二端连接部以及无中点连接部的电池。电力转换器电路可包括被配置为将第一电感元件可切换地耦合到相输入连接部和电池的第一端连接部的第一继电器，被配置为将第二电感元件可切换地耦合到相输入连接部和电池的第二端连接部的第二继电器，以及耦合到电池的第一端连接部和第二电感元件的有源开关。而在另一个实施例中，电力转换器可包括具有正输出端和负输出端的整流电路。该整流电路可被耦合到相输入连接部。第一继电器可被耦合到整流电路的正输出端，第二继电器可被耦合到整流电路的负输出端。

在另一个实施例中，备用电源可包括具有第一端连接部、第二端连接部和耦合到中性输入连接部的中点连接部的电池。电力转换器电路可包括被配置为将第一电感元件可切换地耦合到相输入连接部和电池的第一端连接部的第一继电器，被配置为将第二电感元件可切换地耦合到相输入连接部和电池的第二端连接部的第二继电器。在另一个实施例中，电力转换器可包括具有正输出端和负输出端的整流电路。整流电路可被耦合到相输入连接部。第一继电器可被耦合到整流电路的正输出端，第二继电器可被耦合到整流电路的负输出端。

根据一个实施例，电力转换器包括具有相输入连接部和中性输入连接部的AC电力输入端。AC电力输入端被配置为接收AC输入电压。电力转换器还包括提供备用电压的备用电压源，被配置为存储相对于中性输入连接部的正的DC输出电压的第一存储元件，被配置为存储相对于中性输入连接部的负的DC输出电压的第二存储元件，以及用于在线路操作模式下且在AC输入电压的正部分期间，将AC输入电压转换为正的DC输出电压，并将存储在第二存储元件中的负的DC输出电压提供给备用电压源，以及在线路操作模式下且在AC输入电压的负部分期间，将AC输入电压转换为负的DC输出电压，并将存储在第一存储元件中的正的DC输出电压提供给备用电压源的装置。

在另一实施例中，电力转换器可包括用于在备用操作模式下，在正的DC输出电压转换阶段，将备用电压转换为正的DC输出电压，及在备用操作模式下，在负的DC输出电压转换阶段，将备用电压转换为负的DC输出电压的装置。

在另一实施例中，备用电压源可包括至少一个电池。在另一实施例中，电池可具有第二端连接部和耦合到相输入连接部的第一端连接部。在另一个实施例中，电池的第二端连接部可耦合到中性输入连接部。

在另一个实施例中，电池可具有第一端连接部、第二端连接部和中点连接部，该中点连接部耦合到中性输入连接部。

根据一个实施例，向负载提供电力的方法包括在相输入连接部和中性输入连接部从主电源接收AC输入电力。该方法还包括在AC输入电力的正部分期间，利用第一电感元件将AC输入电力转换为相对于中性输入连接部的正的DC输出电压。该方法还包括在AC输入电力的负部分期间，利用第二电感元件将AC输入电力转换为相对于中性输入连接部的负的DC输出电压。该方法还包括在AC输入电力的正部分期间，使用第二电感元件将负的DC输出电压提供给备用电源。该方法还包括在AC输入电力的负部分期间，使用第一电感元件将正的DC输出电压提供给备用电源。

在另一实施例中，使用至少一个被配置为升压转换器的第一电路可将AC输入电力转换为正的DC输出电压和负的DC输出电压。使用至少一个被配置为降压转换器的第二电路可将正的DC输出电压和负的DC输出电压每个都提供给备用电源。

在另一个实施例中，该方法可包括检测AC输入电力的丧失，在正的DC输出电压转换阶段，使用第一电感元件将来自备用电源的备用电力转换为正的DC输出电压，以及在负的DC输出电压转换阶段，使用第二电感元件将来自备用电源的备用电力转换为负的DC输出电压。

在另一个实施例中，该方法可包括从正的DC输出电压和负的DC输出电压产生AC输出电压。在另一个实施例中，备用电源可包括至少一个电池。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，相同的数字代表各个图中示出的每个相同或者几乎相同的部件。出于清楚的目的，并不是每个部件都标记在每个附图中。在附图中：

图1是根据本发明的一种实施例的不间断电源的功能框图；

图2是常规的电力转换电路的原理图；

图3是另一种常规的电力转换电路的原理图；

图4是另一种常规的电力转换电路的原理图；

图5A是根据本发明的一种实施例的电力转换电路的原理图；

图5B是图5A的电力转换电路的原理图，其示出了在AC输入的正部分期间的线路操作模式；

图5C是图5A的电力转换电路的原理图，其示出了在AC输入的负部分期间的线路操作模式；

图5D和图5E是图5A的电力转换电路的原理图，其示出了备用操作模式；

图6是根据本发明的另一种实施例的电力转换电路的原理图；

图7是根据本发明的另一种实施例的电力转换电路的原理图。

具体实施方式

本发明的实施方式的应用不受限于它们在下面的描述中所阐述的或者附图所示的部件的构造细节和部件布置方面细节的应用。本发明的实施方式能够具有其他实施方式且能够以各种方式被实践或者被执行。而且，本文使用的词组和术语用于描述性目的，且不应视为限制性的。本文使用的“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”和其变体，意在涵盖其后所列项和其等价项以及附加项。

图1是不间断电源100的一个实施例的框图，UPS100向负载106提供源自AC电源102的稳压电力以及源自电池104的备用电力。UPS100包括整流/升压转换器110、逆变器120、和用于控制整流/升压转换器和逆变器的控制单元130。UPS具有分别耦合到AC电源102的传输线（相线）和中性线的输入端112和114，以及分别向负载106提供传输线和中性线的输出端116和118。

在传输线运行模式中，在控制单元130的控制下，整流/升压转换器110接收输入AC电压并在线路121和122处相对于公共的或中性的中性线路124提供正的和负的DC电压。在备用运行模式（也称为电池运行模式）中，在输入AC电力消失时，整流/升压转换器110产生源自电池104的DC电压。中性线路124可以耦合到输入端中性线114和输出端中性线118以提供通过UPS100的持续的中性通路。逆变器120接收来自整流/升压转换器110的DC电压并在线路116和118处提供输出AC电压。

已经开发了用于UPS中的电力转换的各种技术。在一种技术中，UPS包括前端功率因数校正（PFC）转换器和DC-AC逆变器。一种这样的实现方案在授权给Nielsen等人的序列号为7,705,489的美国专利中进行了描述。为使中性线对负载可以使用，一些PFC转换器被配置为双升压转换器。Nielsen的专利描述了具有双升压转换器和分离的DC总线（也称为双DC总线）的UPS。

图2示出了具有双升压转换器的典型的UPS，其整体指示在200处。双升压转换器200包括正向升压转换器和负向升压转换器。

正向升压转换器具有第一电感器210、第一开关212、第一二极管214和第一电容器216。通过第一继电器218，正向升压转换器可切换地通过相线输入端112和二极管252耦合到外部电源102（例如，AC输电干线，未显示），或者耦合到电池104。应该理解的是，任何适当的开关设备（包括继电器）可以用于代替本文所述的第一继电器218和其他继电器。第一继电器218被配置为在外部电源102和电池104之间切换馈入正向升压转换器的电力。正向升压转换器耦合到第一DC总线220和中性线路124。也应该理解的是，DC总线不受限于特定类型的导体且可以包括任何适合类型的导电元件。

负向升压转换器具有第二电感器230、第二开关232、第二二极管234和第二电容器236。第三二极管244与第二二极管232串联以避免在备用运行模式期间电池104短路，并且在备用运行模式中作为降升压电路的一部分而运行。通过第二继电器238，负向升压转换器可切换地通过二极管254耦合到外部电源102（未显示），或者耦合到电池104。第二继电器238被配置为在经由相线输入端112的外部电源102和电池104之间切换馈入负向升压转换器的电力。负向升压转换器耦合到第二DC总线240和中性线路124。

在线路运行模式中，第一继电器218和第二继电器238各自移动到常开（NO）位置以将在输入端112处的输入AC传输线电压耦合到电感器210和230，这样正的和负的整流电压被分别提供给电感器210和230。在控制器130（未显示）的控制下使用例如脉宽调制，电感器210连同第一开关212和二极管214作为正向升压转换器运行以在电容器216两端提供正的DC电压。类似地，同样在控制器130的控制下使用例如脉宽调制，电感器230连同第二开关232和二极管234作为负向升压转换器运行以在电容器236两端提供负的DC电压。控制器可以控制升压转换器的运行以在不间断电源的输入端处提供功率因数校正。输入电流是具有低的总谐波失真的正弦型且实质上与输入电压同相位。

在备用运行模式中，正向升压转换器作为DC-DC升压转换器运行，并且负向升压转换器作为DC-DC降升压转换器运行。在AC电压源102(未显示)出现故障时，在控制器130的控制下，继电器218和238移动到常闭（NC）位置以将电池104耦合到电感器210和230。使用电池电压，正向升压转换器实质上按如上所述的（也就是，作为升压转换器）运行以在电容器216两端产生DC电压。为了在电容器236两端产生负向电压，在控制器130（未显示）的控制下，伴随第三开关242循环断开和接通，第三开关242连同电感器230、开关232、二极管244和二极管234作为降升压电路运行。在一个例子中，在每个周期期间，第二开关232在第三开关242接通之前立即接通以在接通时将第三开关242两端的电压降低到大约电池电压。至第二开关232的驱动信号在第三开关242接通时间期间保持开启。在第二开关232中没有电流，因为第二开关232的发射极处于或近乎处于电池电压。当第三开关242断开时，第二开关232又正向偏置，因此第二电感器230中的电流流过第三二极管244和第二开关232。第二开关232保持接通大约达0.5微秒以给予第三二极管242足够的时间以完全地断开，然后第二开关232断开。

上面描述的UPS允许单一的电池用于分离的DC总线整流器转换器电路。其他已知的方法利用有中点或第三抽头的双电池或分组电池在备用运行模式中产生正的和负的总线电压。

图3示出具有双升压转换器的另一个典型的UPS，其整体指示在300处。UPS300与图2显示的UPS200实质上相同，除了在备用运行模式期间，第三二极管244与第二二极管234串联之外。

其他电力转换技术也是已知的。例如，授权给Mabboux等人的美国专利第5654591号描述了一种电力转换系统，其中正侧和负侧转换器都被作为直流-直流升压转换器操作以将来自电池的电力传输给正直流总线和负直流总线。Mabboux所描述的系统需要单独的充电器电路给电池充电。

在另一个例子中，Nielsen等人的专利号为7705489的美国专利描述了一种拓扑结构，其中前端PFC转换器通过控制器与使用一对降压转换器为电池充电的电池充电器协同工作。图4图示的是根据Nielsen的一个示例性电路400。电路400与上文参照图3所示的电路300相似，除了电路400包括二极管410、412、420和422，以及电感器414和424。这种结构需要两个电感器414和424作为充电器电路的一部分，该电路与转换器电路（例如，转换器电路包括电感器210、开关212、二极管214和电容器216）分开。给电池104充电时，在正半线路电力转换周期内电感器414运行，而在负半线路电力转换周期内电感器424运行。

以上描述的典型的电力转换技术都需要分开的电路或元件（例如，分开的电感器、二极管和开关）来执行提供来自电池的输出电力（例如，在线路操作模式期间）和为电池提供充电电力（例如，在备用或者电池操作模式期间）的单独和不同的功能。例如，图4所示的电路400需要电感器210和230分别在直流总线220和240处产生正的和负的直流电压，还需要电感器414和424从正的和负的直流电压为电池104提供充电电力。

根据本发明的至少一个实施例，不间断电源中的直流-交流电力转换，可以利用最少数量的元件和简单的控制器件，例如，IGBT晶体管或类似的切换器件得以实现，以实现在多种操作模式下（比如线路模式和备用模式）元件的高利用率。例如，如下文进一步详细描述的，某些元件可在几种电路结构中的一种中电气互连，使得它们具有多种用途。尤其是，一种电路结构包括有交流-直流电力电路，其可用于把来自第一电压源（例如交流输电干线）的电力转换到稳压的正负直流总线。另一种电路结构包括直流-直流电力电路，其可用于把来自第二电压源（例如电池）的电力提供到正负直流总线。还有一种电路结构包括另一直流-直流电力电路，其可用于把来自正负直流总线的充电电力提供给第二电压源，例如电池。还有一种电路结构包括逆变器，其可用于产生交流输出电压。这样的电路结构降低了复杂性，而且最大限度地减少了在电力转换器的多种操作模式下利用率未达到最高（或者未接近最高）的元件的总数量。

根据本发明的一个实施例，不间断电源包括有与至少一种电力转换器电路和分离的直流总线相集成的功率因数校正（PFC）电路。在线路操作模式下，交流输电干线电力被提供给分离的直流总线。在电池模式下，电池电力被提供给分离的直流总线。在至少一种实施例中，交流输电干线的中性线和电池的返回线路是共用的。多个开关被用来在线路操作模式和电池操作模式之间切换不间断电源。

图5A是根据本发明的一个实施例的整流器/升压器/充电器电路500的原理图。整流器/升压器/充电器500可以在如图1所示的不间断电源中使用。图5A中的整流器/升压器/充电器500和图4中的电路400相似，除了电路400中的电感器414和424从电路500中去除，及电路400中的二极管214、234、410、412、420和422在电路500中分别被开关514、524、510、512、520和522所代替。开关510、512、514、520、522和524每个都可以被实现为有源可控开关，如使用FET、IGBT和MOSFET、双极结型晶体管、带有反向并联的二极管的晶体管或者其他的本领域中已知的切换器件。

根据一个实施例，正如在图5B中进一步图示的，在线路操作模式下和在交流输入112的正部分（例如在交流输入波形的正部分期间），开关212、开关514和电感器210被配置成作为升压转换器操作以通过整流二极管252将来自交流输入线路112的电力输送到位于正直流总线220的电容器216。通过调节开关212的接通时间，例如通过控制单元130（未示出），从线路抽取的输入电流550能够保持正弦曲线。当开关212接通时（例如，打开），电流550流过图5B显示的实线路径。当开关212断开时（例如，闭合）电流550流过虚线路径550’。在交流输入112的正部分期间，开关510断开（例如，打开）。

电路500的一部分包括开关524、232和512及电感器230和开关520，开关520在交流输入112的正部分始终接通（例如，闭合），电路500的该一部分被配置成作为降压转换器操作以给电池104充电。通过调节开关524的接通时间，电池充电电流552和电池电压VBATT可以通过从负直流总线240处的电容器236抽取电力来控制。当开关524接通（例如，闭合），电流552流过图5B中的实线路径。如果开关524断开（例如，打开），电流552流过虚线路径552’。

在交流输入112的负部分期间（例如，在交流输入波形的负部分期间）在线路操作模式下的运行，如图5C所示，和交流输入112的正部分期间的运行类似。包含开关232和524以及电感器230的电路500被配置成作为升压转换器运行以通过整流二极管254将来自交流输入线路112的电力传输到电容器236。从线路抽取的输入电流560可通过调节开关232的接通时间保持正弦。当开关232接通（例如，闭合）时，电流560流过图5C所示的实线路径。当232开关关断（例如，断开）时，电流560流过虚线560'的路径。在交流输入112的负部分期间，通过例如利用控制单元130（未示出），操作开关514、电感器210以及开关510、522和212作为降压转换器，电池104可由充电电流562进行充电，它将电力从电容器216转移到电池104。当开关514处于接通状态（例如，闭合）时，电流562流过图5B所示的实线路径。当开关514处于关断状态（例如，断开）时，电流562流过虚线路径562'。在交流输入112的负部分期间，开关510接通，开关520关断。

根据如图5D所示的另一实施例，在电池操作模式中，当输入交流电力112不可用时，在正的直流输出电压转换阶段，通过经由开关510操作开关212和514以及电感器210作为升压转换器，来自电池104的电力将被传输至包含电容器216的正的直流总线220。在该电池操作模式中开关522是接通的。传输到电容器216的电流564可以通过调节开关212的接通时间来控制。也就是说，当开关212关断（例如，断开）时，电流564会按图5D所示的实线路径流过，并通过电容器216；反之，当开关212接通（例如，闭合）时，电流564沿着如虚线564’所示的路径流过并通过开关212。当电力被转移至正的直流总线220的时候，开关520、512、232和524处于关断状态。

同样地，在负的直流输出电压转换阶段，通过经由开关520操作开关232和524以及电感器230作为升压转换器运行，来自电池104的电力可以被传输至包含电容器236的负的直流总线240，如图5E所示。开关512处于接通状态。传输到电容器236的电流566可以通过调节开关232的接通时间来控制。也就是说，当开关232关断（例如，断开）时，电流566按图5E中的实线路径流过并通过电容器236；反之，当开关232接通（例如，闭合）时，电流566沿虚线路径566’流过并通过开关232。当电力被传输至负的直流总线240时，开关510、522、212和514处于关断状态。

图6是根据另一实施例的整流器/升压器/充电器电路600的原理图。整流器/升压器/充电器电路600可以被用在，比如，如图1所示的不间断电源中。整流器/升压器/充电器电路600被配置用于单电池系统，其中电池104的一端连接到交流输入114的中性点。该电路600包括继电器610和612，多个开关620、622、624、626、628和SCR614和616。

在图6所示的实施例中，继电器610和612每个被用于在线路操作模式和备用操作模式之间切换。例如，在线路操作模式下，继电器610和612每个可以被分别移动到图6所示的常开（NO）位置，以便将交流输入112（即，相）切换至电路600。在备用操作模式下，相同的继电器610和612每个可以被分别移动到常闭（NC）位置，以便将电池104切换至电路600。开关620、622、624、626和628等可以被实现为比如MOSFET开关，且可以与电路200（如图2所示的）中的二极管214、开关212、二极管234、开关232和开关242实质上相似的方式运行。

在线路操作模式且在交流输入112的正部分（例如，在交流输入波形的正部分）期间，继电器610和612被移动至图6所示的常开位置。包含开关622和620以及电感器210的电路600的部分被配置成作为升压转换器操作，以通过整流二极管252将来自交流输入线路112的电力传输至位于正的直流总线220处的电容器216。在该操作模式下，通过操作开关624、626和628，SCR616以及电感器230作为降升压转换器，到电池104的充电电力可从负的总线240产生。充电电力可以通过控制开关624的接通时间进行控制。在该操作模式下，SCR616保持接通状态，SCR614保持关断状态。

在线路操作模式下且在交流输入112的负部分（例如，在交流输入波形的负部分）期间，包括开关626和624以及电感器230的电路600的另一部分被配置成作为升压转换器运行，以通过整流二极管254将来自交流输入线路112的电力传输至位于负的直流总线240处的电容器236。在该操作模式下，通过操作开关620和622，SCR614以及电感器210作为降压转换器，到电池104的充电电力能够从正的总线220产生。充电电力可以通过控制开关620的接通时间进行控制。在该操作模式下，SCR614保持接通状态，SCR616保持关断状态。

在备用操作模式下，当输入交流电力112不可用时，在正的直流输出电压转换阶段，通过操作开关622和620以及电感器210作为升压转换器，来自电池104的电力能够被传输至包含电容器216的正的直流总线220。继电器被移动到如图6所示的常闭位置。传输到电容器216的电流可以通过调节开关622的接通时间来控制。

同样地，在负的直流输出电压转换阶段，通过操作开关626和624以及电感器230作为降升压转换器，来自电池104的电力可以被传输至包含电容器236的负的直流总线240。传输到电容器236的电流可以通过调节开关626的接通时间来控制。在一个实施例中，处于备用操作模式时，图6所示的上述两种转换器（升压转换器以及降升压转换器）可同时工作，以分别将来自电池104的电力传输到正的直流总线220和负的直流总线240。

图7是根据本发明的另一实施例的整流器/升压器/充电器电路700的原理图。整流器/升压器/充电器电路700可以被用在如图1所示的不间断电源中。整流器/升压器/充电器电路700被配置用于分离的（例如，双）电池系统，其中使用了两块电池。第一电池704保持在正电压，第二电池706保持在负电压。在第一电池704的负极端子和第二电池706的正极端子的连接点的中点708连接至交流输入的中性点114。该电路700包括继电器710和712，多个开关720、722、724和726，以及SCR714和716。电路700的各部分（例如，包括电感器210，开关720和722以及电容器216的一部分，或包括电感器230，开关724和726，以及电容器236的另一部分）可被作为降压转换器操作以分别在交流输入112的负部分期间为第一个电池704充电，以及在交流输入112的正部分期间为第二电池706充电。

需要理解的是，与传统电路相比，根据本发明的至少一个实施例的一大优势在于电池充电器可以集成在前端PFC转换器中，从而减少了电路中的元件的总数量。

任何前述实施方式可以实现在UPS中，例如，使用DC电池作为备用电源的UPS。UPS可以被配置为提供备用电力给任何数量的电力消耗设备，例如计算机、服务器、网络路由器、空调单元、照明设备、安保系统、或需要不间断电力的其他设备和系统。UPS可以包含或耦合到控制UPS运行的控制器或控制单元。例如，控制器可以给电路里的每个切换设备提供脉冲宽度调制（PWM）信号用于控制电力转换功能。在另一个例子中，控制器可以为继电器提供控制信号。通常，控制器控制UPS的运行，使其在可以使用来自AC电源的电力时，从AC电源给电池充电，并且当AC电源不能用或处于电压过低的情况时，逆变来自电池的DC电力。控制器可以包含以任何方式组合的硬件、软件、固件、处理器、存储器、输入/输出接口、数据总线、和/或其他元件，它们可以用于实现控制器的相应功能。

在如上所述的实施方式中，电池用作备用电源。在其他实施方式中，可以使用其他AC或DC备用源和设备，包括燃料电池、光电池、DC微型涡轮机、电容器、供选择的AC电源，和任何其他合适的电源，或者任何它们的组合。在利用电池作为备用电源的本发明的实施方式中，电池可以由以并联或串联方式耦合的多个电池单元组成。

在一个或多个前述实施方式中，切换器件可以是任何电子的或机电的器件，其以受控的方式（例如，通过使用控制信号）传导电流且能够隔离导电通路。图中的各种切换器件和其他电子器件的表示是示例性的且不意在是限制性的，因为本领域的技术人员将理解的是，使用各种类型、布置和配置的器件可以获得相似的或相同的功能。例如，一个或多个切换器件可以含有一个或多个反向并联二极管，或这些二极管可以与这些切换器件分开。开关可以分别例如实现为使用FET、IGBT、MOSFET的晶体管、双极结型晶体管、带有反向并联二极管的晶体管，或对所属领域技术人员已知的其它开关器件。如上所述，在一些实施方式中，切换设备包括整流器，例如，能够通过应用控制信号而接通和断开的受控整流器（例如，SCR、晶闸管等等）。此外，其他元件，例如电阻器、电容器、电感器、电池、电源、负载、变压器、继电器、二极管和类似元件可以包含在单一的器件或多个连接的器件中。

在如上所述的实施方式中，描述了供不间断电源使用的整流器/升压电路，然而应该理解的是，本文所述的电路可以供其他类型的电源使用。

本发明的实施方式可供具有各种输入电压和输出电压的不间断电源使用，且可以用于单相或多相不间断电源。

至此，已经描述了本发明的至少一个实施方式的几个方面，本领域的技术人员将理解的是，各种替代、修改和改进将是很容易出现的。这些替代、修改和改进意在属于本公开内容的一部分，并且意在本发明的精神和范围内。例如，用于操作电力转换器的切换设备的选通脉冲可以在频率、占空比、或这两者上变化。而且，可以利用电气部件的供选择的配置来产生相似的功能，例如，逆变器功能和充电器功能，或者其他功能。因此，前述的描述和附图仅仅是示例性的。