(57)【要約】  無停電電源（ＵＰＳ）システムは、単相ＡＣ電源または多相ＡＣ電源からＡＣ電力を受けるよう構成されたＡＣ電力入力と、ＤＣ電源と、電力出力を含む出力回路と、ＡＣ電力入力およびＤＣ電源のうちの少なくとも１つを出力回路に選択的に結合するよう構成された制御可能なスイッチと、出力回路に結合され、ＵＰＳの単相動作および多層動作のうちのどれが示されるかに応じて出力回路の動作に影響を及ぼすよう構成されるプロセッサとを含む。
2007503190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無停電電源（ＵＰＳ）システムであって、
単相ＡＣ電源または多相ＡＣ電源からＡＣ電力を受信するよう構成されたＡＣ電力入力と、
ＤＣ電源と、
電力出力を含む出力回路と、
前記ＡＣ電力入力および前記ＤＣ電源のうちの少なくとも１つを前記出力回路に選択的に結合するよう構成された制御可能なスイッチと、
前記出力回路に結合され、前記ＵＰＳの単相動作および多相動作のうちのどれが示されるかに応じて前記出力回路の動作に影響を及ぼすよう構成されるプロセッサとを含む、無停電電源（ＵＰＳ）システム。
【請求項２】
前記プロセッサに結合され、前記ＵＰＳの単相動作および多相動作のいずれが適用可能であるかを示すユーザ選択可能スイッチをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記多相ＡＣ電源から少なくとも２つの対応する電圧信号を受信するために前記ＡＣ電力入力の少なくとも２つのＡＣ入力ラインと前記プロセッサとに結合される位相不均衡モニタをさらに含み、前記不均衡モニタは、前記少なくとも２つの対応する電圧信号の不均衡の不均衡表示を提供するよう構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記プロセッサは、前記ＵＰＳの多相動作が適用可能であるかどうかを前記不均衡表示から判断するよう構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記位相不均衡モニタは、前記少なくとも２つの対応する電圧信号を集め、前記集められた信号を基準と比較するよう構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記プロセッサに結合され、前記ＵＰＳの単相動作および多相動作のうちのどれが適用可能であるかを示すユーザ選択可能スイッチをさらに含み、前記ユーザ選択可能スイッチが多相動作を示し、前記位相不均衡モニタが、前記ＵＰＳの多相動作が適用できないことを示す場合、前記プロセッサは、前記制御可能なスイッチに前記ＤＣ電源を前記出力回路に結合させる、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
対応する入力電圧信号を受信するための前記ＡＣ電力入力の１つのＡＣ入力ラインに結合され、前記入力電圧信号の電圧および周波数のうち少なくとも１つの指標を提供するよう構成される単相電圧モニタをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサは、前記入力電圧信号の電圧の少なくとも１つが許容不可能な電圧値を有し、前記入力電圧信号の周波数が許容不可能な周波数値を有する場合、前記制御可能なスイッチに前記ＤＣ電源を前記出力回路に接続させるよう構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
バッテリを負荷に選択的に結合するための回路であって、
前記バッテリから電力を受けるための入力と、
前記回路から前記負荷に電力を供給するための出力と、
絶縁スイッチと、
前記絶縁スイッチおよび前記出力に結合された抵抗と、
前記入力および前記出力に結合され、前記絶縁スイッチおよび前記抵抗をバイパスしつつ前記入力を前記出力に選択的に結合するよう構成されたバイパススイッチとを含み、
前記絶縁スイッチは、前記入力を前記抵抗に選択的に結合するよう構成される、回路。
【請求項１０】
前記絶縁スイッチは、前記回路に関連付けられるロジック電源がオンであるかどうかを示す信号を受信し、かつ、前記ロジック電源がオンである場合、前記入力を前記抵抗に結合するよう結合される、請求項９に記載の回路。
【請求項１１】
起動電圧しきい値未満の電圧を供給しているＡＣ電源から負荷に電力を供給する方法であって、前記方法は、前記ＡＣ電源またはＤＣ電源から前記負荷に電力を供給し得るシステムにおいて用いられるものであり、
初めに、前記ＤＣ電源から前記負荷に電力を供給するステップと、
前記負荷による消費電力の量を検出するステップと、
前記ＡＣ電源によって供給される電流に対する少なくとも１つの限度内で前記負荷に電力を供給するのに十分な電力を前記ＡＣ電源が供給し得るかどうか判断するステップと、
前記負荷に供給するのに十分な電力を前記ＡＣ電源が供給できる場合、前記ＤＣ電源からの前記負荷への電力供給から、前記ＡＣ電源での前記負荷への電力供給へと切換えるステップとを含み、
前記ＡＣ電源によって供給され得る現在の電圧が、それよりも低いレベルでは前記ＡＣ電源ではなく前記ＤＣ電源を用いて前記負荷に電力を供給し始めるような電圧レベルに対応する起動電圧しきい値未満である、方法。
【請求項１２】
前記ＡＣ電源が前記負荷に電力を供給するのに十分な電力を供給し得るかどうか判断するステップは、前記ＡＣ電源によって供給され得る現在の電圧を所望の電源電圧のさまざまな表示と比較するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
所望の電源電圧の表示は、前記負荷による消費電力の関数として実質的に絶えず変化する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
所望の電源電圧の表示は、約５０％の定格負荷電力から約１００％の定格負荷電力までの前記負荷による消費電力に対してほぼ直線的に変化する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
しきい値電圧未満の電圧を供給しているＤＣ電源またはＡＣ電源から負荷に電力を供給する方法であって、前記方法は、前記ＡＣ電源または前記ＤＣ電源から前記負荷に電力を供給し得るシステムにおいて用いられるものであり、前記方法は、
前記負荷による消費電力の量を検出するステップと、
前記ＡＣ電源が前記負荷に電力を供給する電流量を決定するステップと、
前記ＡＣ電源によって供給されるべき電流に対する少なくとも１つの限度内で前記ＡＣ電源が前記負荷に電力を供給するのに十分な電力を供給し得る場合、前記ＡＣ電源で前記負荷に電力を供給するかまたは供給し続けるよう切換えるステップと、
前記ＡＣ電源によって供給されるべき電流に対する前記少なくとも１つの限度内で前記ＡＣ電源が前記負荷に電力を供給するのに十分な電力を供給することができない場合、前記ＤＣ電源で前記負荷に電力を供給するかまたは供給し続けるよう切換えるステップとを含む、方法。
【請求項１６】
前記ＡＣ電源が前記負荷に電力を供給し得る電流量を決定するステップは、前記負荷による前記消費電力と前記ＡＣ電源の現在の電圧とを分析するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記分析するステップは、前記ＡＣ電源の前記現在の電圧を、前記負荷による消費電力の関数として実質的に絶えず変化する所望の電源電圧の表示と比較するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
所望の電源電圧の前記表示は、約５０％の定格負荷電力から約１００％の定格負荷電力までの前記負荷による消費電力に対してほぼ直線的に変化する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
再プログラミング可能な無停電電源（ＵＰＳ）システムであって、
単相ＡＣ電源または多相ＡＣ電源からＡＣ電力を受けるよう構成されたＡＣ電力入力と、
ＤＣ電源と、
電力出力を含む出力回路と、
前記ＡＣ電力入力および前記ＤＣ電源のうちの１つを前記出力回路に選択的に結合するよう構成された制御可能なスイッチと、
前記制御可能なスイッチに結合され、前記ＡＣ電力入力および前記ＤＣ電源のうちの１つを前記出力回路に選択的に結合するよう前記制御可能なスイッチを制御するよう構成されたプロセッサとを含み、
前記プロセッサは、前記出力回路の前記電力出力を負荷から切断することなく再プログラミングされるよう構成される、システム。
【請求項２０】
データ通信回線に結合するよう構成されたシリアルポートをさらに含み、前記プロセッサは、前記シリアルポートに結合され、前記シリアルポートを介して受信したデータによって再プログラミングされるよう構成される、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記シリアルポートおよび前記プロセッサに結合され、通信ネットワークからデータを受信し、前記通信ネットワークから受信したデータに従って前記プロセッサを再プログラミングするよう前記プロセッサに信号を供給するよう構成されるネットワークインターフェイスをさらに含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ネットワークインターフェイスは、前記プロセッサの再プログラミングを容易にするよう前記通信ネットワークに接続されたユーザインターフェイスをユーザに提供するよう構成される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記プロセッサはフラッシュをベースとするプロセッサである、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２４】
無停電電源（ＵＰＳ）システムにおいて用いられる短絡応答装置であって、
前記ＵＰＳの電力回路の出力に結合されたインバータを含み、前記インバータは、負荷に電力を供給するために前記負荷に結合されるよう構成され、前記装置はさらに、
前記インバータに結合されたプロセッサを含み、前記プロセッサは、インバータ出力が時間のしきい値量よりも長い間に亘って短絡した負荷を示すかどうか判断するよう前記インバータ出力を監視し、かつ、前記インバータが短絡回路に結合されると判断された場合、前記負荷が前記ＵＰＳに結合された電源に接続されるのを防ぐよう構成される、装置。
【請求項２５】
前記プロセッサは、前記インバータが短絡回路に結合されると判断された場合、前記インバータを遮断するよう前記インバータに信号を送信するように構成される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記プロセッサは、前記負荷が短絡回路であると判断された場合、前記電源を前記負荷に直接結合するバイパス構成において前記ＵＰＳが接続されるのを防ぐよう前記インバータに信号を送信するよう構成される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記インバータは、前記負荷に供給される電流を最大電流に制限するよう構成され、前
記装置はさらに、前記インバータおよび前記プロセッサに結合された波形検出器を含み、前記波形検出器は、前記インバータ出力の波形が有効であるかどうかについての波形表示を前記プロセッサに提供するよう構成され、前記負荷に供給される電流が最大電流である場合、前記波形表示は、有効な波形を示すと前記プロセッサが想定するものと、前記波形検出器によって有効な波形を示すようにされるものとのうちの少なくとも１つである、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
無停電電源（ＵＰＳ）システムであって、
前記ＵＰＳの電力供給機能を実現するよう構成された電子部品と、
複数のバッテリを収容するよう構成されたバッテリ区画を備え、前記電子部品を収容するよう構成された電子機器区画を備えるシャーシとを含み、前記シャーシは前記電子機器区画の部分の境界となる第１および第２の壁を含み、前記第１および第２の壁は、前記電子機器区画と前記ＵＰＳの外側との間に流体連通を提供する少なくとも第１および第２の開口部をそれぞれ備えており、前記無停電電源（ＵＰＳ）システムはさらに、
前記バッテリ区画へのアクセスを妨げる閉じられた位置と前記バッテリ区画へのアクセスを可能にする開いた位置との間で前記シャーシに移動可能に結合されるバッテリ区画ドアと、
前記電子部品に結合され、前記電子部品に関する情報を提供するよう構成された制御パネルとを含み、前記制御パネルは前記バッテリ区画ドアに装着される、システム。
【請求項２９】
前記シャーシの前記第１の壁に結合され、前記第１の開口部に対して少なくとも部分的に重なった関係で配置されるファンをさらに含み、前記ファンは、前記ＵＰＳの外部から前記電子機器区画への空気の流れをもたらすよう配置および構成される、請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記ファンは、前記ＵＰＳの外部からアクセス可能な装着手段で前記第１の壁に結合される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記ファンは、前記第１の開口部を通じて前記シャーシに挿入されるよう構成される、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
無停電電源（ＵＰＳ）システムであって、
前記ＵＰＳの電力供給機能を実現するよう構成された電子部品と、
複数のバッテリを収容するよう構成されたバッテリ区画を備え、前記電子部品を収容するよう構成された電子機器区画を備えるシャーシとを含み、前記シャーシは前記電子機器区画の部分の境界となる第１および第２の壁を含み、前記第１および第２の壁は、前記電子機器区画と前記ＵＰＳの外側との間に流体連通を提供する少なくとも第１および第２の開口部をそれぞれ備えており、前記無停電電源（ＵＰＳ）システムはさらに、
前記バッテリ区画へのアクセスを妨げる閉じられた位置と前記バッテリ区画へのアクセスを可能にする開いた位置との間で前記シャーシに移動可能に結合されるバッテリ区画ドアと、
前記シャーシの前記第１の壁に結合され、前記第１の開口部を通じて前記シャーシに挿入されるよう構成されるファンとを含む、システム。
【請求項３３】
前記ファンは、前記第１の開口部に対して少なくとも部分的に重なった関係で配置され、前記ＵＰＳの外部から前記電子機器区画への空気の流れを作り出すよう配置および構成される、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記ファンは、前記ＵＰＳの外部からアクセス可能な装着手段で前記第１の壁に結合される、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
複数の汎用バッテリモジュールとともに使用するための、前記複数の汎用バッテリモジュールを受け、かつ、第１の電位差レベルをもたらすよう前記複数の汎用バッテリモジュールを並列に結合するよう構成される第１の無停電電源（ＵＰＳ）、および、前記複数の汎用バッテリモジュールを受け、かつ、前記第１の電位差レベルとは異なる第２の電位差レベルをもたらすために前記複数の汎用バッテリモジュールを直列に結合するよう構成される第２のＵＰＳ。
【請求項３６】
前記第２の電位差レベルは、前記第１の電位差の大きさに等しい第１の大きさを有する正の電圧と、前記第１の電位差の大きさに等しい第２の大きさを有する負の電圧とを含む、請求項３５に記載の第１および第２のＵＰＳ。
【請求項３７】
前記第１のＵＰＳおよび第２のＵＰＳはともに、前記汎用バッテリモジュールのうちのちょうど２つ、または、前記汎用バッテリモジュールのうちのちょうど４つを受けるよう構成される、請求項３５に記載の第１および第２のＵＰＳ。
【請求項３８】
無停電電源（ＵＰＳ）のためのＤＣ電源回路で障害を判断する方法であって、
前記ＵＰＳのＤＣ電源によって供給される第１の電圧レベルを測定するステップと、
前記ＵＰＳの前記ＤＣ電源によって供給される第２の電圧レベルを測定するステップと、
前記第２の電圧レベルがしきい値電圧レベル未満であるかどうかについて第１の判断を下すステップと、
前記第２の電圧レベルが前記第１の電圧レベル未満であるかどうかについて第２の判断を下すステップと、
前記第２の電圧レベルが、少なくとも障害を起こした回数だけ、前記対応する第１の電圧レベルよりも低かったと判断される場合、ＤＣ電源回路障害表示を提供するステップとを含む、方法。
【請求項３９】
前記第１の電圧レベルを前記第２の電圧レベルと交換するステップと、
前記第２の電圧レベルを繰返し測定し、前記第１および第２の判断を下すステップとを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記対応する第１の電圧レベルよりも低い前記第２の電圧レベルの発生が、前記対応する第１の電圧レベルよりも高い前記第２の電圧レベルの発生を障害分だけ上回った場合にだけ障害表示が提供される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記対応する第１の電圧レベルよりも低い前記第２の電圧レベルの発生が、いずれの発生の場合にも前記第２の電圧レベルが前記しきい値電圧を上回ることなく、前記対応する第１の電圧レベルよりも高い前記第２の電圧レベルの発生を障害分だけ上回った場合にだけ、障害表示が提供される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第２の判断を下すステップと、前記第２の電圧レベルが前記しきい値電圧レベルを上回った場合に前記障害表示を提供するステップとのうちの少なくとも１つをディスエーブルにするステップをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記第２の電圧レベルが前記対応する第１の電圧レベルよりも低いと判断された場合、カウンタを減分するステップと、
前記第２の電圧レベルが前記対応する第１の電圧レベルよりも高いと判断された場合、前記カウンタを増分するステップと、
前記第２の電圧レベルが前記しきい値電圧レベルを上回る場合、前記カウンタをリセッ
ト値にリセットするステップとをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
前記第２の電圧レベルが電圧レベル下限よりも低い場合、前記電源回路の障害を示すステップをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
前記障害表示は、前記ＤＣ電源および前記ＤＣ電源に結合された充電器のうちの少なくとも１つの障害を示す、請求項３９に記載の方法。
【請求項４６】
ミッドレンジ容量無停電電源（ＵＰＳ）システムであって、
シャーシと、
前記シャーシに配置され、ＡＣ入力およびＤＣ入力を負荷に選択的に結合するよう構成された電力電子機器と、
前記シャーシに挿入され、前記ＵＰＳが約３ＫＶＡ〜約１０ＫＶＡのミッドレンジ容量を有するように前記電力電子機器に接続されるよう構成された複数のバッテリパックとを含み、
前記複数のバッテリパックの各々は、一人で持ち上げるための安全基準を満たすよう構成される、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、無停電電源システムの動作および／または設置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
無停電電源（ＵＰＳ）システムは、電力損失から装置を保護するのに有用である。ＵＰＳは、典型的には、ＡＣラインソース、整流および昇圧回路、インバータならびにバッテリのための入力を有する。ＵＰＳは、ＡＣラインソースから負荷またはバッテリから負荷へ選択的に電力を供給し得る。バッテリは、負荷を供給するのに用いられない場合、ＡＣラインソースから電力が充電され得る。ＡＣラインソースは単相または３相であってもよく、ＡＣ電力のどれか一種類を処理するよう構成されたＵＰＳが存在する。ＵＰＳは、典型的には、入力ライン電圧が許容電圧範囲を超えた場合にバッテリに切換えるよう構成される。
【０００３】
ＵＰＳにおいてさまざまなバッテリ構成が用いられてもよく、欠陥のあるＵＰＳを修復し得るようにバッテリ充電器の障害が検出され得る。ＵＰＳは一列（single-string）または複数列（multi-string）のバッテリ構成を用い得る。一列の構成は典型的には正のバッテリ電圧を供給し、複数列の構成は典型的には正および負のバッテリ電圧を供給する。特定のＵＰＳが有する構成を当該ＵＰＳにプログラミングすることにより、ＵＰＳの適切な動作の確保を容易にすることができる。障害を検出するようバッテリを監視してもよく、これは、典型的には、バッテリが消耗してしまったかどうか判断するために、バッテリ電圧や、たとえばバッテリに流れ込むかまたはバッテリから流れ出す電流などの他のパラメータを監視することによってなされる。バッテリは、バッテリバスコンデンサや、バッテリに電気的に接続されている他の構成要素への漏れのために、たとえば保管中に消耗する可能性がある。異なる公称バッテリバス電圧および／または異なるバッテリ構成を備えた別々のＵＰＳは、典型的には異なるバッテリパックを有する。さらに、バッテリまたはバッテリパックを交換するには、少なくともミッドレンジ容量ＵＰＳ（たとえば、約３ＫＶＡ〜約１０ＫＶＡ）については、典型的には、ラインソース電力からＵＰＳを切断し、ＵＰＳをかなり分解してバッテリ／バッテリパックにアクセスする必要がある。
【０００４】
さまざまな障害の状態が検出され、相応の措置がとられ得る。たとえば、インバータ電圧を監視して負荷短絡を検出し得る。短絡が検出された場合、ＵＰＳはバイパスモードに切換わって、ラインソースを負荷に直接接続し得る。ＵＰＳはまた、短絡を検出する機会を得る前に、出力短絡が起動中にラインソースに接続されるようにバイパスモードで始動し得る。
【０００５】
さらに、ＵＰＳのさまざまな構成要素は、障害を起こすおよび／または更新可能になると交換され得る。たとえば、ＵＰＳを冷却するのに用いられるファンおよび／またはＵＰＳを制御するのに用いられるマイクロコントローラは、ＵＰＳを分解することによって交換することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高感度電子機器に安定して確実にかつ連続して電気を供給したり、この電力を供給するための装置を一層小型化したりといった高まりつつある需要を含めて、さまざまな要因がＵＰＳ設計の局面に影響を及ぼす。専有する空間が小さく、かつ、大量の安定電力をたと
えばコンピュータ、サーバおよび他の装置に供給する電力バックアップユニットが必要とされる。ＵＰＳはバックアップ電力を供給するが、典型的には、その際に大量の熱を発生させる。ＵＰＳ構成要素を冷却するために、しばしば１つ以上のファンを用いてＵＰＳに空気を流す。ファンの冷却効果ならびにファンのノイズおよびコストといった競合する利益はそれらの大きさおよび数に比例する。ファンは、典型的にはＵＰＳのハウジング内にあり、（ラックマウント式である場合）ＵＰＳをそのラックから取外すことおよび／またはＵＰＳを分解してファンにアクセスすることによって交換することができる。
【０００７】
ＵＰＳを用いて連続電力を高感度電子装置に供給する場合、当該電子装置に供給される電力を遮断せず、かつ、ＵＰＳの物理的な位置を妨げずにＵＰＳを点検／修理できることが望ましい。たとえば、ＵＰＳをラックから取外さずにラックマウント式ＵＰＳのファンを交換することが望ましい。さらに、ミッドレンジタワー（独立型）またはラックマウント式ＵＰＳは、典型的には、処理するのに二人以上の人および／または持上げ装置を必要とする大きなバッテリ／バッテリパックを備える。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
一般に、一局面において、この発明は無停電電源（ＵＰＳ）システムを提供し、当該無停電電源（ＵＰＳ）システムは、単相ＡＣ電源または多相ＡＣ電源からＡＣ電力を受けるよう構成されたＡＣ電力入力と、ＤＣ電源と、電力出力を含む出力回路と、ＡＣ電力入力およびＤＣ電源のうち少なくとも１つを出力回路に選択的に結合するよう構成された制御可能なスイッチと、出力回路に結合され、ＵＰＳの単相動作および多相動作のうちどれが示されるかに応じて出力回路の動作に影響を及ぼすよう構成されるプロセッサとを含む。
【０００９】
この発明の実現例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。当該システムはさらに、プロセッサに結合され、ＵＰＳの単相動作および多相動作のうちのどれが適用可能であるかを示すユーザ選択可能スイッチを含む。当該システムはさらに、プロセッサと、多相ＡＣ電源から少なくとも２つの対応する電圧信号を受信するためのＡＣ電力入力の少なくとも２つのＡＣ入力ラインとに結合された位相不均衡モニタを含み、当該位相不均衡モニタは、少なくとも２つの対応する電圧信号の不均衡の不均衡表示を提供するよう構成される。プロセッサは、ＵＰＳの多相動作が適用可能であるかどうかを当該不均衡表示から判断するよう構成される。位相不均衡モニタは、少なくとも２つの対応する電圧信号を集め、集められた信号を基準と比較するよう構成される。当該システムはさらに、プロセッサに結合され、ＵＰＳの単相動作および多相動作のうちどれが適用可能であるかを示すユーザ選択可能スイッチを含み、当該ユーザ選択可能スイッチが多相動作を示し、ＵＰＳの多相動作が適用できないことを位相不均衡モニタが示す場合、プロセッサは、制御可能なスイッチにＤＣ電源を出力回路に結合させるようにする。
【００１０】
この発明の実現例はまた、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。当該システムはさらに単相電圧モニタを含み、当該単相電圧モニタは、対応する入力電圧信号を受信するためのＡＣ電力入力の１本のＡＣ入力ラインに結合され、入力電圧信号の電圧および周波数のうち少なくとも１つの指標を提供するよう構成される。入力電圧信号の電圧の少なくとも１つが許容不可能な電圧値を有し、入力電圧信号の周波数が許容できない周波数値を有する場合、プロセッサは、制御可能なスイッチにＤＣ電源を出力回路に接続させるよう構成される。
【００１１】
概して、別の局面においては、この発明は、バッテリを負荷に選択的に結合するための回路を提供し、当該回路は、バッテリから電力を受けるための入力と、電力を回路から負荷に供給するための出力と、絶縁スイッチと、絶縁スイッチおよび出力に結合される抵抗と、入力および出力に結合され、絶縁スイッチおよび抵抗をバイパスしつつ入力を出力に
選択的に結合するよう構成されるバイパススイッチとを含む。当該絶縁スイッチは、入力を抵抗に選択的に結合するよう構成される。
【００１２】
この発明の実現例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。絶縁スイッチは、回路に関連付けられるロジック電源がオンであるかどうかを示す信号を受信するよう結合され、ロジック電源がオンであれば入力を抵抗に結合するよう結合される。
【００１３】
概して、別の局面においては、この発明は、起動電圧しきい値未満の電圧を供給しているＡＣ電源から負荷に電力を供給する方法を提供する。当該方法は、ＡＣ電源またはＤＣ電源から負荷に電力を供給し得るシステムにおいて用いられる。当該方法は、初めに、ＤＣ電源から負荷に電力を供給するステップと、負荷による消費電力の量を検出するステップと、ＡＣ電源によって供給される電流に対する少なくとも１つの限度内で負荷に電力を供給するのに十分な電力をＡＣ電源が供給できるかどうか判断するステップと、負荷に電力を供給するのに十分な電力をＡＣ電源が供給できる場合、ＤＣ電源からの負荷への電力供給から、ＡＣ電源での負荷への電力供給へと切換えるステップとを含み、この場合、ＡＣ電源によって供給され得る電圧の割合は、それよりも低いレベルではＡＣ電源ではなくＤＣ電源を用いて負荷に電力を供給し始めるような電圧レベルに対応する起動電圧しきい値未満である。
【００１４】
この発明の実現例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。ＡＣ電源が負荷に電力を供給するのに十分な電力を供給し得るかどうか判断するステップは、ＡＣ電源によって供給され得る現在の電圧を所望の電源電圧のさまざまな表示と比較するステップを含む。所望の電源電圧の表示は、負荷による消費電力の関数として実質的に絶えず変化する。所望の電源電圧の表示は、約５０％の定格負荷電力から約１００％の定格負荷電力までの負荷による消費電力に対してほぼ直線的に変化する。
【００１５】
概して、別の局面においては、この発明は、しきい値電圧未満の電圧を供給しているＤＣ電源またはＡＣ電源から負荷に電力を供給する方法を提供する。当該方法は、ＡＣ電源またはＤＣ電源から負荷に電力を供給し得るシステムにおいて用いられる。当該方法は、負荷による消費電力の量を検出するステップと、ＡＣ電源が負荷に電力を供給する電流量を決定するステップと、ＡＣ電源によって供給されるべき電流に対する少なくとも１つの限度内でＡＣ電源が負荷に電力を供給するのに十分な電力を供給し得る場合、ＡＣ電源で負荷に電力を供給するかまたは供給し続けるよう切換えるステップと、ＡＣ電源によって供給されるべき電流に対する少なくとも１つの限度内で負荷に電力を供給するのに十分な電力をＡＣ電源が供給することができない場合、ＤＣ電源で負荷に電力を供給するかまたは供給し続けるよう切換えるステップとを含む。
【００１６】
この発明の実現例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。ＡＣ電源が負荷に電力を供給し得る電流量を決定するステップは、負荷による消費電力とＡＣ電源の現在の電圧とを分析するステップを含む。当該分析するステップは、ＡＣ電源の現在の電圧を、負荷による消費電力の関数として実質的に絶えず変化する所望の電源電圧の表示と比較するステップを含む。所望の電源電圧の表示は、約５０％の定格負荷電力から約１００％の定格負荷電力までの負荷による消費電力に対してほぼ直線的に変化する。
【００１７】
概して、別の局面においては、この発明は、再プログラミング可能な無停電電源（ＵＰＳ）システムを提供する。当該再プログラミング可能な無停電電源（ＵＰＳ）システムは、単相ＡＣ電源または多相ＡＣ電源からＡＣ電力を受けるよう構成されたＡＣ電力入力と、ＤＣ電源と、電力出力を含む出力回路と、ＡＣ電力入力およびＤＣ電源のうちの１つを出力回路に選択的に結合するよう構成された制御可能なスイッチと、当該制御可能なスイッチに結合され、ＡＣ電力入力およびＤＣ電源のうちの１つを出力回路に選択的に結合す
るよう当該制御可能なスイッチを制御するよう構成されたプロセッサとを含む。当該プロセッサは、出力回路の電力出力を負荷から切断することなく再プログラミングされるよう構成される。
【００１８】
この発明の実現例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。当該システムはさらに、データ通信回線に結合するよう構成されたシリアルポートを含み、当該プロセッサは、当該シリアルポートに結合され、当該シリアルポートを介して受信したデータによって再プログラミングされるよう構成される。当該システムはさらにネットワークインターフェイスを含み、当該ネットワークインターフェイスは、シリアルポートおよびプロセッサに結合され、通信ネットワークからデータを受信し、通信ネットワークから受信したデータに従ってプロセッサを再プログラミングするようプロセッサに信号を供給するよう構成される。ネットワークインターフェイスは、プロセッサの再プログラミングを容易にするよう通信ネットワークに接続されたユーザインターフェイスをユーザに提供するよう構成される。プロセッサはフラッシュをベースとするプロセッサである。
【００１９】
概して、別の局面においては、この発明は、無停電電源（ＵＰＳ）システムにおいて用いられる短絡応答装置を提供する。当該装置は、ＵＰＳの電力回路の出力に結合されたインバータを含み、当該インバータは、負荷に結合されて負荷に電力を供給するよう構成され、当該装置はさらに、インバータに結合されたプロセッサを含み、当該プロセッサは、インバータ出力が時間のしきい値量よりも長い間に亘って短絡した負荷を示すかどうか判断するようインバータ出力を監視し、かつ、インバータが短絡回路に結合されると判断された場合、ＵＰＳに結合された電源に負荷が接続されるのを防ぐよう構成される。
【００２０】
この発明の実現例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。プロセッサは、インバータが短絡回路に結合されると判断された場合、インバータを遮断するようインバータに信号を送信するように構成される。プロセッサは、負荷が短絡回路であると判断された場合、電源を負荷に直接結合するバイパス構成においてＵＰＳが接続されるのを防ぐようインバータに信号を送信するよう構成される。インバータは、負荷に供給される電流を最大電流に制限するよう構成され、当該装置はさらに、インバータおよびプロセッサに結合された波形検出器を含み、当該波形検出器は、インバータ出力の波形が有効であるかどうかについての波形表示をプロセッサに提供するよう構成される。負荷に供給される電流が最大電流である場合、波形表示は、有効な波形を示すとプロセッサが想定するものと、波形検出器によって有効な波形を示すようにされるものとのうちの少なくとも１つである。
【００２１】
概して、別の局面においては、この発明は、無停電電源（ＵＰＳ）システムを提供する。当該無停電電源（ＵＰＳ）システムは、ＵＰＳの電力供給機能を実現するよう構成された電子部品と、複数のバッテリを収容するよう構成されたバッテリ区画を備え、電子部品を収容するよう構成された電子機器区画を備えるシャーシとを含み、当該シャーシは電子機器区画の部分の境界となる第１および第２の壁を含み、第１および第２の壁は、電子機器区画とＵＰＳの外側との間に流体連通を提供する少なくとも第１および第２の開口部をそれぞれ備えており、当該無停電電源（ＵＰＳ）システムはさらに、バッテリ区画へのアクセスを妨げる閉じられた位置とバッテリ区画へのアクセスを可能にする開いた位置との間でシャーシに移動可能に結合されるバッテリ区画ドアと、電子部品に結合され、電子部品に関する情報を提供するよう構成された制御パネルとを含む。当該制御パネルはバッテリ区画ドアに装着されている。
【００２２】
この発明の実現例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。当該システムはさらに、シャーシの第１の壁に結合され、第１の開口部に対して少なくとも部分的に重なった関係で配置されるファンを含み、当該ファンは、ＵＰＳの外部から電子機器区画への空気の流れをもたらすよう配置および構成される。当該ファンは、ＵＰＳの外部からアクセス可
能な装着手段で第１の壁に結合される。当該ファンは、第１の開口部を通じてシャーシに挿入されるよう構成される。
【００２３】
概して、別の局面においては、この発明は、無停電電源（ＵＰＳ）システムを提供し、当該無停電電源（ＵＰＳ）システムは、ＵＰＳの電力供給機能を実現するよう構成された電子部品と、複数のバッテリを収容するよう構成されたバッテリ区画を備え、電子部品を収容するよう構成された電子機器区画を備えるシャーシとを含み、当該シャーシは電子機器区画の部分の境界となる第１および第２の壁を含み、第１および第２の壁は、電子機器区画とＵＰＳの外側との間に流体連通を提供する少なくとも第１および第２の開口部をそれぞれ備えており、当該無停電電源（ＵＰＳ）システムはさらに、バッテリ区画へのアクセスを妨げる閉じられた位置とバッテリ区画へのアクセスを可能にする開いた位置との間でシャーシに移動可能に結合されるバッテリ区画ドアと、シャーシの第１の壁に結合され、第１の開口部を通じてシャーシに挿入されるよう構成されるファンとを含む。
【００２４】
この発明の実現例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。ファンは、第１の開口部に対して少なくとも部分的に重なった関係で配置され、ＵＰＳの外部から電子機器区画への空気の流れを作り出すよう配置および構成される。当該ファンは、ＵＰＳの外部からアクセス可能な装着手段で第１の壁に結合される。
【００２５】
概して、別の局面においては、複数の汎用バッテリモジュールとともに使用するために、この発明は、複数の汎用バッテリモジュールを受け、かつ、第１の電位差レベルをもたらすよう複数の汎用バッテリモジュールを並列に結合するよう構成された第１の無停電電源（ＵＰＳ）と、複数の汎用バッテリモジュールを受け、かつ、第１の電位差レベルとは異なる第２の電位差レベルをもたらすために複数の汎用バッテリモジュールを直列に結合するよう構成された第２のＵＰＳとを提供する。
【００２６】
この発明の実現例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。第２の電位差レベルは、第１の電位差の大きさに等しい第１の大きさを有する正の電圧と、第１の電位差の大きさに等しい第２の大きさを有する負の電圧とを含む。第１のＵＰＳおよび第２のＵＰＳはともに、汎用バッテリモジュールのうちのちょうど２つ、または、汎用バッテリモジュールのうちのちょうど４つを受けるよう構成される。
【００２７】
概して、別の局面においては、この発明は、無停電電源（ＵＰＳ）のためのＤＣ電源回路で障害を判断する方法を提供する。当該方法は、ＵＰＳのＤＣ電源によって供給される第１の電圧レベルを測定するステップと、ＵＰＳのＤＣ電源によって供給される第２の電圧レベルを測定するステップと、第２の電圧レベルがしきい値電圧レベル未満であるかどうかについて第１の判断を下すステップと、第２の電圧レベルが第１の電圧レベル未満であるかどうかについて第２の判断を下すステップと、第２の電圧レベルが、少なくとも障害を起こした回数だけ、対応する第１の電圧レベルよりも低かったと判断される場合、ＤＣ電源回路障害表示を提供するステップとを含む。
【００２８】
この発明の実現例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。当該方法はさらに、第１の電圧レベルを第２の電圧レベルと交換するステップと、第２の電圧レベルを繰返し測定し、第１および第２の判断を下すステップとを含む。対応する第１の電圧レベルよりも低い第２の電圧レベルの発生が、対応する第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルの発生を障害分だけ上回った場合にだけ障害表示が提供される。対応する第１の電圧レベルよりも低い第２の電圧レベルの発生が、いずれの発生の場合にも第２の電圧レベルがしきい値電圧を上回ることなく、対応する第１の電圧レベルよりも高い第２の電圧レベルの発生を、障害分だけ上回った場合にだけ、障害表示が提供される。
【００２９】
この発明の実現例はまた、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。当該方法はさらに、第２の判断を下すステップと、第２の電圧レベルがしきい値電圧レベルを上回った場合に障害表示を提供するステップとのうちの少なくとも１つをディスエーブルにするステップを含む。当該方法はさらに、第２の電圧レベルが対応する第１の電圧レベルよりも低いと判断された場合、カウンタを減分するステップと、第２の電圧レベルが対応する第１の電圧レベルよりも高いと判断された場合、カウンタを増分するステップと、第２の電圧レベルがしきい値電圧レベルを上回る場合、カウンタをリセット値にリセットするステップとを含む。当該方法はさらに、第２の電圧レベルが電圧レベル下限よりも低い場合、電源回路の障害を示すステップを含む。障害表示は、ＤＣ電源およびＤＣ電源に結合された充電器のうちの少なくとも１つの障害を示す。
【００３０】
概して、別の局面においては、この発明はミッドレンジ容量無停電電源（ＵＰＳ）システムを提供する。当該ミッドレンジ容量無停電電源（ＵＰＳ）システムは、シャーシと、当該シャーシに配置され、ＡＣ入力およびＤＣ入力を負荷に選択的に結合するよう構成された電力電子機器と、当該シャーシに挿入され、ＵＰＳが約３ＫＶＡ〜約１０ＫＶＡのミッドレンジ容量を有するように電力電子機器に接続されるように構成された複数のバッテリパックとを含む。当該複数のバッテリパックの各々は、一人で持ち上げるための安全基準を満たすよう構成される。
【発明の効果】
【００３１】
この発明のさまざまな局面は、以下の利点のうちの１つ以上を提供し得る。ＵＰＳのバッテリ蓄積時間が改善され得る。ＵＰＳにおけるバッテリ充電器の障害は、たとえば時間とともに、バッテリ電圧だけに基づいて判断され得る。ＵＰＳバッテリ充電器の障害は、たとえばバッテリ電圧が低下するために、誤ったアラームに反応して判断され得る。ＵＰＳバッテリ充電器の障害は、バッテリが消耗する前に判断され得る。ＵＰＳバッテリは、バッテリバスコンデンサおよび他の構成要素から電気的に切断され得る。単相および３相のＡＣ電圧は、同じＵＰＳ上で代替可能に用いられ得る。一列または複数列のバッテリ構成は、たとえばバッテリ列構成の指標をプログラミングすることなく自動的に検出され／明らかにされ得る。ＵＰＳファンは、ＵＰＳを分解することなく、たとえばフィールドにおいて交換され得る。許容入力ライン電圧の範囲は、典型的なＵＰＳシステムに比べて広げられてもよい。複数の入力ライン電圧遮断値は、たとえば現在の負荷および／または現在の電力消費に依存している適用可能な遮断値とともに、ＵＰＳにおいて用いられてもよい。ＵＰＳマイクロコントローラは、たとえばＵＰＳの負荷を遮断することなく、回路内およびアプリケーション内において再プログラミングされ得る。ＵＰＳマイクロコントローラは、ＵＰＳの負荷を支持しつつ再プログラミングされ得る。複数のバッテリバス電圧が、単一のバッテリパック構成によって供給され得る。単一のバッテリパックは、さまざまな電圧ＵＰＳへと自動的に構成され得る。ＵＰＳが短絡回路をＵＰＳの入力電源に接続することなく、出力短絡回路がＵＰＳの出力に接続されてもよい。出力密度が向上したＵＰＳが用いられてもよい。以前の設計よりも大きなファンがＵＰＳに設けられてもよい。ＵＰＳにおける空気流が前の設計に比べて改善され得る。ミッドレンジ、たとえば３ＫＶＡ〜１０ＫＶＡ、のＵＰＳは、ＵＰＳをそのライン電源から切断することなく交換可能であり、および／または、一人で交換可能であるバッテリを備えてもよい。ＵＰＳは、連続電力を電子装置に供給しつつ、および／または、ＵＰＳを物理的に移動させることなく点検／修理され得る。
【００３２】
この発明のこれらおよび他の利点は、この発明自体とともに、添付の図面、詳細な説明および添付の特許請求の範囲を検討するとより十分に理解されるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
好ましい実施例の詳細な説明
この発明の実施例は、無停電電源（ＵＰＳ）システムの改善された電気および／または熱動作ならびに改善された設置および／または修理についての技術を提供する。ＵＰＳは単相または３相のＡＣ電源に選択的に結合され、バッテリバックアップ電力に切換えるかどうかと、いつ切換えるかとを決定するよう適切な監視が実行され得る。バックアップバッテリは、スイッチ（たとえば、トランジスタまたはリレー）を通じてバッテリコンデンサに接続される。限流（電流制限）装置は、起動中にバックアップバッテリ列からの電流を制限するよう、バックアップバッテリ列とバッテリコンデンサとの間に接続される。ＵＰＳは、しきい値量未満であるＡＣ電源からの電圧で始められるが、この場合、負荷がバッテリ電力によって供給され、起動後に負荷に電力を供給するのにＡＣ電圧が十分であるかどうかについての判断が下され得る。バッテリ電圧が時間とともに、たとえば周期的に読取られ得、電圧の低下を複数回読取ったことに基づいてバッテリ充電器の障害についての判断が下され得る。複数のバッテリパックを備えた単一のバッテリパック構成は、異なる電圧要件を有する複数のＵＰＳとともに用いることができ、別々のＵＰＳの回路は、バッテリから別々に電力を印加して、それぞれの所要の電圧を供給し得る。バッテリは、一人で取替えられるよう構成されたモジュールに配置される。ＵＰＳのインバータは、出力短絡の検出に応答してオフにされ得る。ＵＰＳファンは、ＵＰＳのハウジングの外側に配置され、ＵＰＳを分解することなくアクセス／交換され得る。ＵＰＳファンは、単独でＵＰＳの電子機器区画の壁に配置され得るが、ＵＰＳの制御パネルがＵＰＳのバッテリ区画へのドアに配置されている。ＵＰＳのマイクロコントローラのプログラミングは、シリアルポート接続またはネットワーク接続を介して更新され得る。他の実施例はこの発明の範囲内である。
【００３４】
図１を参照すると、システム１０は、ＵＰＳ１２、単相ＡＣ電源１４、３相ＡＣ電源１６および電子装置１８を含む。ＵＰＳ１２は、電源１４および１６のうちの１つまたはＵＰＳ１２の１つ以上のバッテリから電子装置１８に商用電力を選択的に供給するよう構成される。電子装置１８は、典型的には、電力遮断が望ましくない装置、たとえばコンピュータまたはサーバである。ＵＰＳ１２は、単相ラインまたは３相ラインおよび中性ラインを電源１４、１６から受けるための４つの入力２０1〜２０4を含む。ＵＰＳ１２はまた、負荷、ここでは電子装置１８に接続するための出力２２を含む。ＵＰＳ１２はまた、シリアルデータ伝送を受信するためのシリアル入力ポート２４を含む。
【００３５】
図２をまた参照すると、ＵＰＳ１２の回路３０は、電源回路３２、力率補正（ＰＦＣ）基準ジェネレータ３４、ＰＦＣ基準選択ロジック３６、単相電圧モニタ３８、位相不均衡モニタ４０、プロセッサ（ここではマイクロプロセッサ）４２、および単相／３相選択スイッチ４４を含む。単相または３相の電力は電源回路３２によって受取られ、整流器部分４６によって整流され、この電力、または正および負のバッテリ切換えスイッチ４８および５０におけるバッテリによって供給される電力は、ＰＦＣ回路５２およびインバータ５４に供給され、負荷５６に出力され得る。回路３０、特にモニタ３８、４０、マイクロプロセッサ４２およびスイッチ４４は、単相または３相のＡＣ入力電力を収容するよう構成される。
【００３６】
モニタ３８、４０、マイクロプロセッサ４２およびスイッチ４４は、ＰＦＣ  ＲＥＦ選択ロジック３６が単相または３相ＡＣ電力のために適切に構成されるように構成される。スイッチ４４は、電圧をマイクロプロセッサ４２に結合するかまたは当該電圧を分離することによって回路３０が単相ＡＣモードまたは３相ＡＣモードで動作すべきかどうかを示すためにユーザによって作動されるよう構成されたユーザ選択可能スイッチである。回路３０は、スイッチ４４が単相位置にあろうと３相位置にあろうと３相ＡＣ電力を受取り得るが、回路３０の動作は、スイッチ４４の位置に基づいて異なる可能性がある。スイッチ４４が単相位置にある場合、マイクロプロセッサ４２は、以下に述べるとおり、位相不均衡モニタ４０の出力信号を無視する可能性がある。スイッチ４４が単相動作を示す場合、
プロセッサ４２は、ＰＦＣ  ＲＥＦ選択ロジック３６の３つの３相／１相スイッチ３７をすべて開かせる。スイッチ４４が３相動作を示す場合、プロセッサ４２は、ＰＦＣ  ＲＥＦ選択ロジック３６の３つの３相／１相スイッチ３７をすべて閉じさせる。スイッチ４４が単相位置にあるかまたは３相位置にあるかどうかにかかわらず、単相電圧モニタ３８は選択された入力ライン上の電圧を監視する。
【００３７】
単相電圧モニタ３８は入力ライン２０1に結合され、プロセッサ４２を監視し、かつ中性ライン２０4に関連してライン２０1上の信号の電圧および周波数についての指標をプロセッサ４２に与えるよう構成される。モニタ３８が接続されるライン２０1は、好ましくはＵＰＳ１２上に示されるように、単相電力を受けるための予め選択されたライン２０である。モニタ３８は、ライン２０1上の信号の電圧品質および周波数を決定するのに用いられるべき出力信号をプロセッサ４２に供給するよう構成される。
【００３８】
位相不均衡モニタ４０は、ライン２０1〜２０3上の電圧の位相不均衡の指標を連続的に検出し、マイクロプロセッサ４２に提供するよう構成される。位相不均衡モニタ４０は演算増幅器６０を含み、その入力の一方は、抵抗器を介して３相電力ライン２０1〜２０3に結合され、その入力のもう一方は、抵抗器を介して中性ライン２０4およびその局所基準に結合される。増幅器６０は、マイクロプロセッサ４２に結合されるフィルタ６２に結合される。ライン２０1〜２０3上の電圧が組合わさり、増幅器６０によって別々に中性ラインと比較される。中性ラインと比較される、３本のライン２０1〜２０3からの累積された電圧の指標はフィルタ６２に与えられ、当該フィルタ６２が、当該指標をフィルタにかけ、フィルタにかけられた指標をマイクロプロセッサ４２に提供する。
【００３９】
プロセッサ４２は、単相電圧モニタ３８、位相不均衡モニタ４０およびスイッチ４４の出力に結合され、これらの装置の各々からの出力信号を処理するよう構成される。スイッチ４４が単相位置にある（たとえば閉じられている）場合、マイクロプロセッサ４２は、位相不均衡モニタ４０の出力信号（位相不均衡信号）を無視し得る。スイッチ４４が３相位置にある（たとえば開いている）場合、マイクロプロセッサ４２は位相不均衡信号を処理する。スイッチ４４の位置にかかわらず、マイクロプロセッサ４２は、単相電圧モニタ３８からの出力信号を処理する。
【００４０】
スイッチ４４が３相ＡＣ電力動作を示すよう位置決めされる場合、ＵＰＳ１２は許容可能な出力電力品質を伝えるが、３相入力電力はプロセッサ４２によって定められる許容限度内である。スイッチ４４が単相または３相のＡＣ電力動作を示すよう位置決めされる場合、プロセッサ４２は、ライン２０1上の信号の絶対電圧および周波数が許容可能である、たとえば許容範囲内であるかどうかと、ライン２０1〜２０3上の電圧の位相の不均衡が許容範囲内であるかどうかとを判断するよう構成される。たとえば、プロセッサ４２は、周波数が約４５Ｈｚ〜６５Ｈｚである（すなわち、たとえばヨーロッパについては５０Ｈｚの公称周波数よりも約１０％低く、米国については６０Ｈｚの公称周波数よりも約１０％高い）かどうかをチェックし、そうでない場合、障害を示し得る。不均衡の決定に関して、理想的な３相信号については、ライン２０1〜２０3上の信号の合計は、ライン２０4に対して常に０になる。プロセッサ４２は、３つの位相の電圧の和がたとえば約１．１Ｖの不均衡欠陥しきい値を上回るかどうかをチェックし得る。上回っている場合、プロセッサ４２は、３相入力の障害を示して、不均衡が許容可能となるまでＡＣ電源１６からバックアップバッテリ電力に切換え得る。プロセッサ４２は、当該プロセッサ４２が障害の表示を終了し、バックアップバッテリ電力から入力ＡＣ電力に切換える前に、総電圧を不均衡欠陥しきい値よりも低い不均衡、たとえば０．９Ｖに戻す必要があるかもしれない。許容可能な入力電圧範囲は、たとえば約１５０ＶＡＣ  ＲＭＳから約２８０ＶＡＣ  ＲＭＳであり得る。周波数、電圧または３相不均衡のいずれについての許容可能な条件／範囲も満たされない場合、すべての条件が満たされるまで負荷５６に電力を供給するために、プ
ロセッサ４２はＵＰＳ１２にバッテリへと切換えさせるだろう。バッテリに切換える判断は、指定された限度のうちの１つ以上を上回る値のうちの１つ以上のサンプルに基づいてなされてもよい。プロセッサ４２は、バッテリバックアップ信号を送信して切換えスイッチ４８（５０）を閉じさせることによってバッテリへの切換えを引起し得る。
【００４１】
プロセッサ４２は、回路３０の動作時に１つ以上の限度内で入力電圧によって負荷５６に適切に電力が供給され得るかどうかを判断するよう構成される。たとえば、回路３０の部分によって用いられる電流が制限される可能性があるので、プロセッサ４２は、負荷が駆動される場合、ＵＰＳ１２によって用いられる電流に対する１つ以上の限度を上回ることなくＡＣ電源１４、１６が適切な電力を供給し得るかどうか判断し得る。ＡＣ電源１４、１６によって供給されるべき電流量は、負荷によって用いられる電力とＡＣ電源１４、１６から得られる電圧とを知っているプロセッサ４２によって推測／判断され得る。こうして、所与のいかなる負荷電力についても、使用可能な電流に制限があるとすれば最小許容電源電圧が存在し得る。
【００４２】
ライン２０1上の許容電圧は、たとえば、最大定格負荷に対する現在の負荷の関数として変化する可能性がある。図３を参照すると、プロット５８は、１０ＫＶＡおよび８ｋＷと見積もられるＵＰＳについて、最大入力電圧が２８０ＶＡＣ  ＲＭＳである場合、最小入力電圧が約１００ＶＡＣ  ＲＭＳ〜約１６０ＶＡＣ  ＲＭＳの間で変動することを示す。図示のとおり、最小電圧は、ＵＰＳ１２について見積もられる最大負荷電力の約５０％未満の電力を引出す負荷に対して約１００ＶＡＣである。ＵＰＳ１２について見積もられる最大負荷電力の約５０％〜１００％を引出す負荷については、最小入力電圧は、約１００ＶＡＣ  ＲＭＳ〜約１６０ＶＡＣ  ＲＭＳの間で直線的に変動する。提供される値は単に例示的なものであり、最小入力電圧の直線的な変動と、それが直線的に変動する範囲とは、同様に例示的なものである。また、プロット５８は連続的なものとして示されているが、ただし、プロット５８は、負荷電力値および入力電圧値の対の多くの離散値の組であり得るという点で、完全にではないが実質的に連続的なものであり得る。最小入力電圧依存の他の変形例はこの発明の範囲内である。
【００４３】
スイッチ４４が単相ＡＣ電力動作を示すよう位置決めされる場合、ＵＰＳ１２は許容可能な出力電力品質を伝えるが、単相ライン２０1入力電力上の電力は、プロセッサ４２によって決定される許容限度内である。これは、電力が単相電源１４によって供給されるかまたは３相電源１６（図１）によって供給されるかにかかわらず当てはまる。スイッチ４４が単相ＡＣ電力動作を示すよう位置決めされる場合、プロセッサ４２は、ライン２０1上の信号が上述の許容限度内の電圧と許容限度内の周波数とを有するかどうか判断する。電圧および／または周波数が許容値の範囲外である場合、プロセッサ４２はＵＰＳ１２をバッテリバックアップに切換えて負荷５６に電力を供給する。さらに、プロセッサ４２は、単相ＡＣ電力を示すよう位置決めされたセレクタスイッチ４４では位相不均衡信号を無視し得るが、それにもかかわらずプロセッサ４２は位相不均衡信号を分析し得る。プロセッサ４２は、たとえば電圧不均衡が許容可能である場合、３相電力が回路３０に供給されていると判断し得、ＰＦＣ  ＲＥＦ選択ロジック３６の３相／１相スイッチを閉じることを含めて、スイッチ４４が３相ＡＣ電力を示すかのように動作し得る。
【００４４】
動作の際に、さらに図１〜図３に関連して図４を参照すると、回路３０を用いて単相電源１４または３相電源１６から負荷５６に電力を供給するためのプロセス７０は図示の段階を含む。しかしながら、プロセス７０は単に例示的なものであり、限定するものではない。プロセス７０は、たとえば段階が追加、削除または再構成されることによって変更され得る。また、（全段階を含む）段階の部分が並行して、同時に、または時間的に重複して実行されてもよい。
【００４５】
段階７２において、単相動作モードまたは３相動作モードが選択される。ユーザは、スイッチ４４が所望のモードに対して適切な位置にあることを確実にし、必要に応じてスイッチ４４の位置を切換えることによってモードを選択する。これにより、選択されたモード（非ゼロ電圧またはゼロ電圧）についての表示がプロセッサ４２に与えられる。単相モード動作が選択される場合、プロセス７０は段階７４および７６に進み、段階７２に戻る。３相モード動作が選択される場合、プロセス７０は段階７４、７６および７８に進み、段階７２に戻る。
【００４６】
段階７４において、単相電圧モニタ３８は、ライン２０1上の信号の電圧および周波数を監視する。モニタ３８は電圧および周波数を検出し、ライン２０1上の信号の電圧および周波数を示す出力信号をプロセッサ４２に送信する。
【００４７】
段階７６において、プロセッサ４２は、ライン２０1上の電圧信号の電圧レベルおよび周波数を分析し、信号が許容可能な特徴を有するかどうか判断する。プロセッサは、位相不均衡モニタ４０によって供給される信号を無視する。単相電圧信号の電圧が許容限度内、たとえば２８０ＶＡＣ  ＲＭＳ未満であり、ＵＰＳ１２から得られる電力について図３に示されるプロット５８によって示される最低値を上回るような許容範囲内であるかどうかをプロセッサ４２が判断する。プロセッサ４２はまた、単相電圧信号の周波数が許容限度内、たとえば約４５Ｈｚ〜約６５Ｈｚまでの許容範囲内であるかどうか判断する。電圧または周波数の基準がいずれも満たされない場合、プロセッサ４２は出力信号（バッテリバックアップ）を生成して、電力回路３２が、スイッチ４８（５０）を閉じることによってバックアップバッテリを用いて負荷５６に電力を供給することを引起す。電圧および周波数の基準がともに満たされる場合、プロセッサ４２は出力を生成することによって応答して、スイッチ４４が単相位置にある場合、電力回路３２が単相電源１４から負荷５２に電力を供給することを引起す。スイッチ４４が単相位置にある場合、プロセス７０は段階７２に戻り、スイッチ４４が３相位置にある場合、プロセス７０は段階７８に進む。
【００４８】
段階７８において、スイッチ４４が３相位置にある場合、位相不均衡モニタ４０は、ライン２０1〜２０3上の電圧信号間の位相不均衡を検出し、均衡／不均衡の指標をプロセッサ４２に与える。位相不均衡モニタ４０はライン２０1〜２０3上の信号を集め、この集まりをライン２０4の中性信号と比較し、位相不均衡の量（たとえば、この集まりの電圧レベル）を示す位相不均衡信号を生成してプロセッサ４２に送信する。
【００４９】
段階８０において、プロセッサは位相不均衡出力を分析する。プロセッサ４２によって判断されるとおり、モニタ４０によって示される位相不均衡が所望の基準を満たし、単相電圧信号が所望の基準を満たす場合、プロセッサ４２は、電力回路が３相電源１６でもって場合によっては負荷５６に電力を供給し続けるかまたは電力供給するよう切換わることを引起す出力を生成する。モニタ４０によって示される位相不均衡が（たとえば約１．１Ｖを上回る）所望の基準を満たさない場合、プロセッサ４２は、電力回路がバッテリでもって場合によっては負荷５６に電力を供給し続けるかまたは電力供給するよう切換わることを引起す出力を生成する。プロセッサ４２は、この不均衡がより厳密な「再通過」基準以内になる（たとえば約０．９Ｖ未満の不均衡）まで、負荷５６のためのバッテリ電力を示し続ける。
【００５０】
図１、図２および図５を参照すると、バッテリソフトスタートおよび低電圧検出回路１００は、バッテリ１０２、バッテリ充電器１０１、絶縁スイッチ１０４、ソフトスタート選択スイッチ１０６、抵抗器１０８、コンデンサ１１０およびプロセッサ４２を含む。回路１００は、システム１０が用いられない場合バッテリ１０２を切断し、ソフトスタートおよび通常の動作を調節し、一列のバッテリがＵＰＳ１２において用いられるかどうか、または複数のバッテリ列がＵＰＳ１２において用いられるかどうかを自動的に判断し、十
分なまたは実質的なバッテリ放電の前にバッテリ／バッテリ充電器の障害を検出するよう構成される。バッテリ充電器１０１は、バッテリ１０２にエネルギを供給してバッテリ１０２を充電するよう構成される。簡潔にするために構成要素が図５に示されない可能性がるので、図５に示される接続部は直接的な接続ではないかもしれない。たとえば、スイッチ１０４および抵抗器１０８からプロセッサ４２まで、ならびにコンデンサ１１０からプロセッサ４２までの接続部は直接的な接続部として示されているが、電圧レベルなどを下げるフィルタなどの他の構成要素を含めて、間接的なものであってもよい。
【００５１】
絶縁スイッチ１０４は、スイッチ１０４が、バッテリ１０２を切断しかつ抵抗器１０８を通じて当該バッテリ１０２をコンデンサ１１０に接続することを引起す使用中信号ＬＰＳ＿ＯＮによって制御される。ＬＰＳ＿ＯＮ信号は、低電力制御回路（たとえばプロセッサ４２）によって用いられるロジック電源がアクティブであるときスイッチ１０４を閉じる。電源が実行中であれば、ＬＰＳ＿ＯＮ信号は、（典型的には一列のバッテリである）バッテリ１０２が抵抗器１０８に電気的に接続されるようにスイッチ１０４を閉じる。電源が実行中でなければ、ＬＳＰ＿ＯＮ信号はスイッチ１０４を開いて、バッテリ１０２を抵抗器１０８から絶縁する。これにより、バッテリ１０２からの漏洩電流が抵抗器１０８、コンデンサ１１０および他の接続された回路を通じて当該バッテリ１０２から流れ出るのを防ぐことが容易になる。これは、たとえば保管中または運搬中に有用であり得る。
【００５２】
プロセッサ４２は、さらに、ＵＰＳ１２が単一のバッテリ列を有するかまたは正および負のバッテリ列を有するかを判断するよう構成される。プロセッサ４２は、１列／２列の信号１１２を受信するようバッテリ列に結合される。信号１１２がたとえば論理ローである場合、ＵＰＳ１２は１つ（正）のバッテリ列しか持たず、信号１１２がたとえば論理ハイである場合、ＵＰＳ１２は２つのバッテリ列を有し、一方はスイッチ４８（図２）への接続に対して正であり、もう一方はスイッチ５０（図２）への接続に対して負である。こうして、プロセッサ４２がＵＰＳ１２のモデルに関する情報を読取る前でも、プロセッサ４２は、ＵＰＳ１２のバッテリ列構成を判断することができる。ＵＰＳ１２が単一のバッテリ列を用いる場合、プロセッサ４２は正の列に対する回路１００を制御および監視する。ＵＰＳ１２が正および負の両方のバッテリ列を有する場合、プロセッサ４２は、回路１００と、バッテリ１０２の極性が反転されている同様の回路（図示せず）とを監視および制御する。
【００５３】
プロセッサ４２は、さらに、バッテリ１０２からコンデンサ１１０への電流の流れを制御するようにソフトスタート選択スイッチ１０６を制御するよう構成される。ソフトスタート中、プロセッサ４２はリレー制御信号ＢＡＴＴ＿ＳＳ＿ＲＬＹをスイッチ１０６に送信して、スイッチ１０６を開いて、電流がバッテリ１０２から（閉じているものとされる）スイッチ１０４および抵抗器１０８を通ってコンデンサ１１０に流れるようにする。抵抗器１０８は、バルク電解コンデンサ１１０を充電するためにソフトスタート中にバッテリ１０２からの電流を制限するよう抵抗を与える。通常の動作の場合、コンデンサ１１０が充電されると、プロセッサ４２はリレー制御信号ＢＡＴＴ＿ＳＳ＿ＲＬＹをスイッチ１０６に送信して、スイッチ１０４および抵抗器１０８がバイパスされるようにスイッチ１０６を閉ざして、バッテリ１０２からの電流が直接コンデンサ１１０に流れるようにする。
【００５４】
プロセッサ４２はさらに、実質的なまたは十分なバッテリ放電の前にバッテリ／バッテリ充電器の障害を検出するよう構成される。正のバッテリ列回路１００だけが図５に示されるが、負のバッテリ列について同様の回路が提供され、正および負のバッテリ列がＵＰＳ１２において用いられる場合、上述のとおり両方の回路が監視／制御される。プロセッサ４２は、絶縁スイッチ１０４と抵抗器１０８との間において回路１００に結合される。プロセッサ４２は、監視されたバッテリ電圧がそれが上昇する以上に低下するか、または
、バッテリ電圧がバッテリ電圧下限未満であるかを判断することによって、バッテリ１０２またはその充電器が破損したかどうかを判断するよう構成される。プロセッサ４２はバッテリ電圧ＢＡＴＴ＿ＶＯＬＴを定期的にサンプリングし、バッテリ電圧がしきい値、たとえばバッテリ１０２の充電「フロート電圧」付近のレベル（たとえば、２１８．５Ｖの最大バッテリ電圧に対して２１０Ｖ）を上回る場合ディスエーブルにされるカウンタを維持する。バッテリ電圧がしきい値を下回る場合、プロセッサ４２は、カウンタしきい値／リセット値（たとえば１０）でカウンタを起動し、読取時のバッテリ電圧が最後の読取に比べて低下した場合にカウンタを減分し、バッテリ電圧が最後の読取に比べて上昇した場合にカウンタを増分する（ただし、最初のカウンタしきい値、たとえば１０を超えない）。カウンタは、さまざまな、場合によっては異なる値のゼロ以外の数の正または負のステップによって増分および減分され得る。たとえば、バッテリ電圧の低下および上昇に対する３の増分および２の減分がそれぞれ用いられてもよい。バッテリ電圧が下限値を超えて上昇する場合、カウンタがリセットされ、ディスエーブルにされる。カウンタが０に達すると、プロセッサ４２は、バッテリ１０２および／またはバッテリ充電器が障害を起こし、バッテリ１０２が十分な電力を供給できない可能性があるという警告をＵＰＳ１２のユーザに与える。この警告に応答して、ユーザは、バッテリ１０２および／または充電器１０１の交換／修理などの適切な対策を取り得る。こうして、プロセッサ４２は、バッテリ１０２が完全にまたは実質的に放電／消耗してしまう前に障害を判断し、これを示し得る。これにより、プロセッサ４２がハードウェアの障害、たとえば切換えスイッチ４８の詰まりや、バッテリ充電器に影響を及ぼした何かを検出するのが容易になり得る。２つのバッテリ列がＵＰＳ１２において用いられる場合、プロセッサは２つの別個のカウンタを各バッテリ列に１つずつ用い、監視する。プロセッサ４２はまた、バッテリ電圧がいかなる読取においても２１８．５Ｖの最大電圧に対して１５０Ｖなどの最小電圧下限よりも低下する場合、障害を示し得る。
【００５５】
動作の際に、さらに図１、図２および図５に関連して図６を参照すると、回路１００を用いてバッテリ充電動作を監視および制御するためのプロセス１２０は図示の段階を含む。しかしながら、プロセス１２０は単に例示的なものであり、限定するものではない。プロセス１２０は、たとえば段階が追加、削除または再構成されることによって変更され得る。
【００５６】
段階１２２において、ＬＰＳ＿ＯＮ信号は、ＵＰＳ１２のロジック電源がオンであるかどうかを示す。ロジック電源がオンでない場合、段階１２４において、ＬＰＳ＿ＯＮ信号がスイッチ１０４を開く。ロジック電源がオンである場合、段階１２６において、ＬＰＳ＿ＯＮ信号がスイッチ１０４を閉じる。
【００５７】
段階１２８において、プロセッサ４２は、ＵＰＳ１２が１つのバッテリ列を有するかまたは２つのバッテリ列を有するかを判断する。プロセッサ４２は、１列／２列の信号１１２が論理ハイであるかまたは論理ローであるかを判断し、信号１１２が１つの列だけを示す場合、プロセッサは、正のバッテリ列のために回路１００だけを監視／制御することを可能にし、信号１１２が２つの列を示す場合、プロセッサ４２は、正および負の両方のバッテリ列の監視および制御を可能にする。
【００５８】
段階１３０において、プロセッサ４２は、コンデンサ１１０が充電されているかどうか判断する。プロセッサ４２は、コンデンサ１１０上の電圧、ＢＡＴＴ＿ＢＵＳを監視する。コンデンサ１１０が充電されていない場合、段階１３２において、プロセッサ４２はリレー制御信号ＢＡＴＴ＿ＳＳ＿ＲＬＹを送信してソフトスタート選択スイッチ１０６を開く。コンデンサ１１０が充電されている場合、段階１３４において、プロセッサ４２はリレー制御信号ＢＡＴＴ＿ＳＳ＿ＲＬＹを送信してソフトスタート選択信号１０６を閉じて、絶縁スイッチ１０４および抵抗器１０８をバイパスする。
【００５９】
段階１３６では、バッテリ電圧が測定され、プロセッサ４２は、バッテリ電圧が電圧下限よりも低いかどうか判断する。バッテリ電圧がこの下限よりも低い場合、プロセス１２０は段階１３８に進み、ここで、プロセッサ４２は、バッテリ１０２および／またはバッテリ充電器１０１が故障しており、バッテリ１０２が負荷５６に十分な電力を供給し得ないことを示す。バッテリ電圧が下限／最小電圧を上回る場合、プロセス１２０は段階１４０に進む。
【００６０】
段階１４０において、プロセッサ４２は、バッテリ電圧がしきい値電圧レベルを下回るかどうか判断する。バッテリ電圧がこのしきい値を下回らない場合、プロセス１２０は段階１３６に戻り、バッテリ電圧のしきい値未満への低下を監視し続ける。バッテリ電圧がこのしきい値を下回った場合、プロセス１２０は段階１４２に進む。
【００６１】
段階１４２では、プロセッサ４２はバッテリ関連の障害を判断するためのカウンタを初期設定する。プロセッサ４２はカウンタをたとえば１０にリセットし、カウンタを（好ましくは、リセットレベル／しきい値を超えずに）増分および減分することを可能にする。
【００６２】
段階１４４において、プロセッサは、必要に応じてカウンタを減分または増分し、バッテリ電圧が変化していない場合、カウンタを元のままにしておく。バッテリ電圧が既にしきい値電圧を上回っていた場合、段階１４４に最初に進んだときに、プロセッサ４２がカウンタを減分するだろう。バッテリ電圧が依然としてしきい値電圧に達しないかまたはこれを上回らない場合、段階１４４に最初に進んだときに、バッテリ電圧が低下したかまたは上昇したかを判断する将来の比較に備えて現在の電圧レベルが記憶される。初めて段階１４４に進んだ後、プロセッサ４２は、現在の読取を以前の読取と比較し、現在の読取が前の読取よりも大きい場合（好ましくはリセットされたレベル／しきい値を超えずに）カウンタを増分し、現在の読取が前の読取よりも小さい場合、カウンタを減分する。バッテリ電圧に（たとえばわずかな許容範囲内で）変化がない場合、カウンタは変化しない。
【００６３】
段階１４６において、プロセッサ４２は、カウンタが０（または他の何らかの指定された値）に達したかどうか判断する。達した場合、プロセス１２０は段階１３８に進んで、バッテリ／バッテリ充電器の障害を示す。カウンタが０に達しなかった場合、プロセス１２０は段階１４８に進む。
【００６４】
段階１４８において、バッテリ電圧が再び測定され、プロセッサ４２が再びバッテリ電圧の相対的な現在のレベルをチェックする。バッテリ電圧がここでしきい値を上回る場合、カウンタはディスエーブルにされ、プロセス１２０は段階１３６に戻ってバッテリ電圧をさらに監視する。バッテリ電圧がしきい値（たとえば、２１８．５Ｖの最大バッテリ電圧に対して２１０Ｖ）未満のままである場合、プロセス１２０は段階１５０に進む。
【００６５】
段階１５０において、プロセッサ４２は、バッテリ電圧が電圧下限を下回るかどうか判断する。バッテリ電圧が下限を下回る場合、プロセス１２０は段階１３８に進み、ここで、プロセッサ４２は、バッテリ１０２および／またはバッテリ充電器１０１が故障していること、ならびにバッテリ１０２が負荷５６に十分な電力を供給し得ないことを示す。バッテリ電圧が下限／最小電圧を上回る場合、プロセス１２０は段階１４４に戻って、必要に応じてカウンタを減分／増分する。
【００６６】
図１〜図３を参照すると、プロセッサ４２は、許容可能な入力電圧の負荷依存範囲を提供するよう構成される。この範囲は、特に負荷に依存している以前のＵＰＳ設計よりも広い可能性がある。ＵＰＳ１２のユーザは、電源１４、１６のうちの１つからのＡＣ電力ではなく、バッテリ列を用いてＵＰＳ１２を「コールドブート（cold boot）」し得る。こ
れは、たとえば、電源が存在しないかまたは当該電源がＵＰＳ１２を始動するのに必要とされるよりも低い場合に実行されてもよい。しかしながら、プロセッサ４２は、ＡＣ電源１４、１６が起動後に供給し得る電力を再評価するよう構成される。プロセッサ４２は、現在用いられている負荷、たとえば最大定格負荷の割合と、現在利用可能であるＡＣ電源１４、１６の電圧レベルとを判断するよう構成される。プロセッサ４２は、図３に関連してこれらの値を用いて、電源電圧が負荷５６に電力を供給するのに十分であるかどうか判断する。現在利用可能な電源電圧が、図３におけるプロット５８からの現在の負荷割合に対応する電圧以上である場合、プロセッサ４２はＵＰＳ１２をバッテリ電力からＡＣライン電力に切換え、それ以外の場合、ＵＰＳ１２をバッテリ電力のままにしておく。
【００６７】
動作の際に、さらに図１〜図３に関連して図１１を参照すると、回路３０を用いて、負荷５６へのバッテリ対ＡＣラインの電力供給を監視および制御するためのプロセス３００は、図示の段階を含む。しかしながら、プロセス３００は単に例示的なものであり、限定するものではない。プロセス３００は、たとえば段階が追加、削除または再構成されることによって変更され得る。
【００６８】
段階３０２において、ＡＣ電源電圧がＵＰＳ１２の起動に対して許容可能／適切であるかどうかについて問合せがなされる。これは、ユーザまたはプロセッサ４２によってなされてもよい。ユーザまたはプロセッサ４２は、許容以上の電流を供給することなく（たとえば、回路３０の構成要素を損なうことなく）ＡＣ電源１４、１６の現在の電圧が負荷５６によって用いられるべき電力を供給することができるかどうか判断する。たとえば、現在のＡＣ電圧が１５０ＶＡＣ  ＲＭＳを下回る場合、ＡＣ電源電圧が許容不可能であるとされる。ＡＣ電源電圧が許容不可能であると判断された場合、段階３０４において、ＤＣ電源を用いてＵＰＳ１２をコールドブートする。ＡＣ電源電圧が許容可能であると判断された場合、段階３０６において、ＡＣ電源１４、１６を用いてＵＰＳ１２をブートする。
【００６９】
段階３０８において、プロセッサ４２がＵＰＳ１２から得られた負荷電力を評価し、変動する負荷に電力を与えるのに十分と思われる負荷依存電圧に対してＡＣ入力電圧レベルを再評価する。ここで、プロセッサ４２は負荷電力を決定し、図３に示されるプロット５８を用いて、ＡＣ電源から許容可能な量を上回る電流を引出すことなく現在の負荷５６に電力を与えるのに十分なＡＣ電源電圧を決定する。現在の入力ＡＣ電圧が、ＵＰＳ１２にさほど電流を流さずに現在の負荷を支持するのに十分なレベルであるとプロセッサ４２が判断した場合、プロセス３００は段階３１０に進み、ここで、プロセッサ４２はＵＰＳ１２をＡＣライン電力に切換えるかまたはＡＣライン電力に接続したままにする。現在の入力ＡＣ電圧が、ＵＰＳ１２にさほど電流を流さずに現在の負荷を支持するには不十分なレベルであるとプロセッサ４２が判断した場合、プロセスは段階３１２に進み、ここで、プロセッサ４２はＵＰＳ１２をバッテリ電力に切換えるかまたはバッテリ電力のままにする。プロセス３００は段階３０８に戻って、現在の負荷電力に対して現在のＡＣ入力電圧をさらに再評価する。
【００７０】
図１〜図２を参照すると、ＵＰＳ１２は、プロセッサ４２を再プログラミングするためのデジタル信号を受信するよう構成されたシリアルポート２６を含む。プロセッサ４２はシリアルポート２６に結合され、当該ポート２６を介して再プログラミング命令を受信し得る。プロセッサの再プログラミング中、ＵＰＳ１２は好ましくはバイパスモードに置かれる。プロセッサ４２は、当該プロセッサ４２を切断することなく、応用の際にＵＰＳ１２がバイパスモードでのＵＰＳとして挙動し続ける状態で、回路内で再プログラミングされ得る。こうして、ＡＣライン電力が負荷５６にとって十分である限り、プロセッサ４２が再度プログラミングされている間ＵＰＳ１２はなおも負荷５６を支持することができる。プロセッサ４２は電気的に再プログラミング可能な（フラッシュをベースとする）コントローラである。プロセッサ４２は、命令セット／プログラムと、プログラムを実行する
よう構成されるマイクロプロセッサとを含む。プロセッサ４２は関連するプログラム／命令セットを変更することによって再プログラミングされるが、ただし、プログラム自体はマイクロプロセッサの外部に配置されてもよい。
【００７１】
ＵＰＳ１２は、オプションのアクセサリスロット２８においてネットワークインターフェイスカード（ＮＩＣ）２７を随意に含み得る。ＮＩＣ２７はシリアルポート２６に接続され、通信ネットワーク２９（たとえば、インターネット）に接続され、かつ当該通信ネットワーク２９と通信するよう構成され、たとえばワールドワイドウェブからダウンロードされるファイルを用いてプロセッサの再プログラミングを実行するためのユーザインターフェイスとして用いられ得る。ＮＩＣ２７は、再プログラミングの問題の発生を防ぐのを容易にするためにエラー検査を行い得る。ＮＩＣ２７は、シリアルポート２６から直接再プログラミングされ得るようにバイパスされてもよい。こうして、プロセッサ４２は、負荷５６を遮断することなく、（ＵＰＳ１２全体をバイパスする）メンテナンスバイパスを設けることなく再プログラミングされ得、フィールド内で容易に実行され得る。
【００７２】
電源回路３２はさらに波形検出器５５を含む。当該検出器５５は、インバータ出力を監視し、インバータ出力信号の波形が許容限度内でありこのため有効であるか、または当該限度外でありこのため無効であるかを判断するよう構成される。検出器５５は、有効／無効出力信号をプロセッサ４２に供給して、インバータ出力信号の波形が有効であるかまたは無効であるかを示すよう構成される。検出器５５はプロセッサ４２とは別個に示されているが、検出器５５はプロセッサ４２に組込まれてもよい。
【００７３】
ＵＰＳ１２は、その出力において短絡を検出し、当該短絡が電源１４、１６に伝わるのを防ぐよう構成される。プロセッサ４２は、インバータ出力ラインを介してインバータ５４の出力に結合され、当該出力を監視し、かつ、インバータ５４がインバータ制御信号を通じて動作可能であるかどうかを制御するよう構成される。起動時に、最初にＵＰＳ出力電力がその限流インバータ５４を通じて供給される。インバータ５４は、（たとえば、所望される以上、たとえばＵＰＳ１２の構成要素が支持し得る以上の電流を引出し得る、および／または、このような構成要素を損ない得る短絡された負荷または他の負荷については）限流モードでその電流出力を最大レベルに制限するよう構成される。インバータ５４が限流モードである場合、波形検出器５５による無効なインバータ電圧出力波形の検出が、（たとえば、起動中に異常なエラー検出を防ぐために）ディスエーブルにされる。この場合、検出器５５は、インバータ出力の波形にかかわらず有効な波形出力信号を供給し得、ならびに／または、プロセッサ４２は、波形有効／無効信号を無視し得、および／もしくは、信号が有効な波形を示すと想定し得る。インバータの出力電力が、所定のしきい値量の時間（たとえば、約５００ｍｓ）にわたって０付近である（たとえば、約４０Ｖを下回る）と検知／判断された場合、プロセッサ４２は、インバータ５４に送信されるインバータ制御信号を用いてインバータ５４をオフにする。他のしきい値時間が用いられてもよいが、好ましくは、この時間は、通常の負荷過渡のために偽の障害が検出されるのを防ぐのに十分に長い（すなわち、負荷過渡を終わらせるのに十分な時間である）。プロセッサ４２がＵＰＳ出力をオフにすることを負荷過渡または起動過渡が引起すのを防ぎ易くするために時間遅延がもたらされる。インバータ５４がオフにされると、負荷における短絡は、電源過電流保護装置（たとえば、ヒューズ、ブレーカ）を作動させ得る電源１４、１６に伝わらないだろう。このような上流のヒューズまたはブレーカは、典型的には手動で交換またはリセットされる必要がある。過電流保護装置のトリガはまた、それらの過電流保護装置を通じて他の電気装置に供給される電力を妨害することとなる。
【００７４】
図７Ａ、図７Ｂおよび図８を参照すると、ＵＰＳ１６０は、ハウジング１６２と、いくつかのバッテリ１６４と、ファン１６６と、制御パネル１６８とを含む。ハウジング１６２は、図示のとおり、ここでは、標準的な１９”機器ラック（図示せず）に挿入される、
たとえば滑り込まされるラックマウント式のハウジングとして、または、図９Ａ〜図９Ｃに示される（安定脚が追加された）スタンドアロンのタワーとして構成され得る。ハウジング１６２はさらに、バッテリ区画１７０にバッテリ１６４を収容し、かつ、電子機器区画１７２に電子機器を収容するよう構成される。電子機器区画１７２は、バッテリ１６４を充電し、バッテリ１６４の放電を制御し、かつ、ＵＰＳ１６０を通じて送出される電力を調節するための電子機器モジュールを収容するよう構成される。ドア１７４は、バッテリ区画１７０に選択的なアクセスを提供するようハウジング１６２に回動可能および／または取外し可能に結合される。ドア１７４は、図７Ａおよび図７Ｂに示される閉じられた位置から図８に示される開いた位置に回転して、バッテリ１６４にアクセスできるようにし得る。代替的には、ドア１７４を取外してバッテリにアクセスできるようにしてもよい。制御パネル１８２は、バッテリ１６４と区画１７２に配置された電子機器とを監視および制御するためにドア１７４に連結される。パネル１８２に結合された通信ケーブルは好ましくは、ドア１７４が開かれ、バッテリ１６４が交換、修理および／またはアクセスされている間、損傷および干渉を防ぎ易くするようドア１７４に沿って配線される。
【００７５】
ファン１６６は、電子機器区画１７２の境界の部分を形成するハウジング１６２の端壁１７６に結合される。端壁１７６は、空気が壁１７６を通るための１つ以上の開口部を備え、ファンは、開口部と流体連通するよう配置される。端壁１７６と反対側の端壁１７８は、空気が区画１７２から流れ出すための１つ以上の開口部を備える。ファン１６６は、端壁１７６を通じて空気を引込み、当該空気を、区画１７２を通じ当該区画１７２に配置された電子機器にめぐらせ、反対側の端壁１７８を通じてハウジング１６２から出すよう構成される。好ましくは、ファン１６６は、端壁１７６の大きさが物理的に制限されているならば可能な限り大きく、好ましくは、実質的に壁１７６の幅１８０全体に亘り、かつこれに部分的に重なる。ファン１６６は、ファン１６６によって覆われる端壁１７６の表面積の量を最大にし、かつ、矢印１８２によって示される前後への空気流を最大にし易くするための１つ以上のファンブレード１８２を含み得る。
【００７６】
ＵＰＳ１６０はさらに、ファン１６６をハウジング／シャーシ１６２に装着するためのブラケット１８４を含む。ブラケット１８４は、空気がファン１６６を通過することを可能にする穴または通路１８６を備える。ブラケット１８４はファン１６６に結合され、装着ハードウェア１８８、たとえばねじで、ハウジング１６２の外側に取付けられ得る。ファン１６６は、ブラケット１８４に取付けられている間、ハウジング１６２の開口部から挿入され、次いで、ブラケット１８４がハウジング端壁１７６の外側に留められる。ファン１６６は、たとえば修理または交換のために、ＵＰＳ１６０を分解することなくハウジング１６２から取外すことができる。ファン１６６を取外すために、装着ハードウェアが解放され（たとえばねじが外され）、ファン１６６が端壁１７６における開口部から引出される。
【００７７】
図９Ａ〜図９Ｃを参照すると、ＵＰＳ１６０は、シャーシ１６２に挿入されかつ当該シャーシ１６２から取外されるよう構成される複数の汎用バッテリモジュール、ここではモジュール２０２および２０４、を含む。当該モジュール２０２、２０４は、それらが複数の異なるＵＰＳ構成に挿入され得、当該複数の異なるＵＰＳ構成とともに用いられ得るという点で一般的である。ドア１７４は図９Ａおよび図９Ｂに示されるが、図９Ｃには示されない。ＵＰＳ１６０は、約３ＫＶＡ〜約１０ＫＶＡ、たとえば３ＫＶＡ、５ＫＶＡ、７．５ＫＶＡまたは１０ＫＶＡの容量を有するミットレンジＵＰＳである。交換可能なバッテリモジュール２０２、２０４は、ＵＰＳ１６０を電気グリッドＡＣ電源から切断することなく容易に交換されるよう構成される。バッテリモジュール２０２、２０４は事前に組立てられてバッテリモジュールハウジング２０６、２０８にされており、適切な安全回路を含む。モジュール２０２、２０４は、１人でも安全に処理ができ、たとえば安全規格機構（たとえば、ＯＳＨＡ）によって決定される重量となるよう構成される。モジュール２
０２、２０４は、それぞれ約４０ｌｂｓ未満の重量、たとえばそれぞれ３８ｌｂｓを有する。図９Ａ〜図９Ｃは、矢印２２０、２２２、２２４によって示されるようにドア１７４を開き、モジュール２０２、２０４を取外すところを示す。モジュール２０２、２０４は、図９Ａ〜図９Ｃに示されるのと逆の手順でＵＰＳ１６０に挿入されてもよい。ハウジングが所望の数のモジュールを受けるよう構成されているＵＰＳにおいて、３つ以上、たとえば４つなどのバッテリモジュールが用いられてもよい。モジュールハウジング２０６、２０８は、モジュール２０２、２０４における通電している物体または危険な物体にユーザ／ハンドラが接触するのを妨げるよう構成され、安全機関の規定、たとえばＵＬおよびＶＤＥ要件に従って指にとって安全なものにされるとみなされ得る。たとえば、ハウジング２０６、２０８は、人が指を差込めるほどに大きな開口部を備えず（開口部がなく）（すなわち、小さ過ぎて開口部に指が入らない）、差込まれた指が通電している物体または危険な物体に届かないように配置される。特に、モジュール２０２、２０４の各々が９６Ｖ  ＤＣの電源であり得る場合、モジュール２０２、２０４は、モジュール２０２、２０４の電気接点が指にとって安全なものとなるように構成される。
【００７８】
図１０Ａ〜図１０Ｃを参照すると、ＵＰＳ１６０の内部のバッテリ接続部は、同じバッテリモジュール２０２、２０４を用いて異なる電圧レベルおよび極性を与えるよう構成される。図１０Ａには、バッテリモジュール２０２、２０４が、ＵＰＳハウジング１６２（図９）に挿入される際に、対応するバッテリ接点２１２、２１４に接続されているのが示される。別々のＵＰＳが、異なる電圧レベルを与えるためにバッテリモジュール２０２、２０４を別々に結合するよう構成される。図９Ｂを参照すると、ＵＰＳ１６０の内部では、バッテリ接点２１２、２１４が接地を介して直列に結合されて、たとえば＋９６ＶＤＣの正のバッテリ電圧と、たとえば−９６ＶＤＣの負のバッテリ電圧とを供給する。図９Ｃを参照すると、ＵＰＳ１６０の内部の別の実施例においては、バッテリ接点２１２、２１４が並列に結合されて、たとえば＋９６ＶＤＣの正のバッテリ電圧を供給する。ＵＰＳにおいて４つのバッテリモジュールが用いられる場合、モジュールは対で直列に結合されてもよい。こうして、図９Ｂおよび図９Ｃにおいて、バッテリ接点２１２および２１４は、直列に結合された対を表わしており、図９Ｂの実施例はたとえば＋１９２ＶＤＣおよび−１９２ＶＤＣを供給し、図９Ｃの実施例は＋１９２ＶＤＣを供給し得る。こうして、異なる電圧定格を与える別々のＵＰＳにおいて、（好ましくはそれら自体が同様または同一の構成である）同じ構成のバッテリモジュール２０２、２０４が用いられ得る。
【００７９】
他の実施例は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内である。たとえば、ソフトウェアの性質のために、上述のプロセッサの機能は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハード配線、またはこれらのいずれかの組合せを用いて実現され得る。機能を実現する特徴はまた、機能の部分が別々の物理的な位置で実現されるように分散されていることを含めて、さまざまな位置に物理的に配置されてもよい。さらに、図２に関する上述の記述は、負荷５６へのＡＣ電力またはＤＣ電力の接続を述べているが、ＡＣ電源およびＤＣ電源はともに、たとえばさまざまな時間にわたって、ならびに／または、電源からの電力をフィルタリングおよび／もしくは低減する程度を変えて、同時に負荷に接続されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】無停電電源（ＵＰＳ）を用いたシステムを示す略図である。
【図２】図１に示されるＵＰＳの電子機器の電力配線、監視および制御を示す回路図である。
【図３】最小入力電圧対定格負荷の割合のプロットを示す図である。
【図４】図２に示される回路を制御するプロセスのブロックフロー図である。
【図５】図１に示されるＵＰＳのバッテリ電圧検出および制御回路を示す回路図である。
【図６】図５に示される回路を用いたプロセスを示すブロックフロー図である。
【図７Ａ】図１に示されるＵＰＳの実施例の上部破断図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示されるＵＰＳの実施例の正面図である。
【図８】ＵＰＳのドアが開いた位置にある、図７Ａに示されるＵＰＳの実施例を示す上部破断図である。
【図９Ａ】ＵＰＳからのバッテリモジュールの取外しを示す、図１に示されるＵＰＳの別の実施例の部分を示す斜視図である。
【図９Ｂ】ＵＰＳからのバッテリモジュールの取外しを示す、図１に示されるＵＰＳの別の実施例の部分を示す斜視図である。
【図９Ｃ】ＵＰＳからのバッテリモジュールの取外しを示す、図１に示されるＵＰＳの別の実施例の部分を示す斜視図である。
【図１０Ａ】ＵＰＳの残りの部分と図９Ａ〜図９Ｃに示されるバッテリモジュールとの電気的接続を示すブロック図である。
【図１０Ｂ】ＵＰＳ内のバッテリモジュール電圧の電気的接続を示す電気図である。
【図１０Ｃ】ＵＰＳ内のバッテリモジュール電圧の電気的接続を示す電気図である。
【図１１】バッテリ電力または商用電力からＵＰＳに電力を供給するプロセスを示すブロックフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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