УСТРОЙСТВО, СИСТЕМА И СПОСОБ ИСТОЧНИКА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ Российский патент 2014 года по МПК H02J9/06 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к источникам бесперебойного питания. В частности, по меньшей мере, один вариант осуществления относится к устройству, системе и способу независимого управления розетками питания источника бесперебойного питания.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время источники бесперебойного питания («ИБП») иногда включают в себя одну или более выходных розеток, которые могут быть изолированы с помощью ИБП, например, для отключения подключенной нагрузки до полной разрядки аккумуляторных батарей ИБП. Другие ИБП могут изолировать одну или более выходных розеток, когда нагрузка, запитываемая от главной розетки, которая не переключается, падает ниже минимального значения. В других ИБП используется сеть последовательной связи для обеспечения ИБП с индикацией того, что нагрузки, подключенные к множеству выходных розеток, выключены, чтобы после этого сам ИБП мог выключиться. Однако при таком подходе множество выходных розеток и соответствующее множество электрических нагрузок рассматриваются как одна нагрузка. В результате конфигурация последовательности действий по отключению нагрузки не настраивается под отдельные электрические нагрузки. Во многих случаях нагрузка включает в себя один или более серверов, которые в идеале отключаются определенным образом, чтобы исключить потери данных, и перезагружаются в соответствующий момент времени после восстановления питания. Таким образом, известные системы ИБП в достаточной степени не обеспечивают индивидуализированного подхода к отключению, изолированию и последующей перезагрузке серверов.

Например, некоторые из существующих ИБП включали в себя множество выходных розеток, с которых питание подавалось на отдельные электрические нагрузки через отдельные цепи питания, при этом, например, каждая выходная розетка подключалась к одной из соответствующих нагрузок. Такой ИБП может входить в систему, которая включает в себя также устройство связи. В соответствии с одним подходом, устройство связи позволяет осуществлять передачу данных с одного последовательного порта на одно устройство, которое может осуществлять связь с множеством электрических нагрузок, например, компьютеров и/или серверов. Одна или более выходных розеток могут переключаться таким образом, что питание может быть отключено для одной или более нагрузок на основании заданного набора условий, в который может входить условие для ИБП и/или условие для нагрузки.

В соответствии с вышеизложенным, существующие подходы обеспечивают одну конфигурацию отключения и не позволяют ИБП осуществлять независимое управление переключаемыми выходными розетками. То есть устройство связи может обеспечивать на ИБП сигнал, указывающий на то, что все подключенные нагрузки готовы к отключению. Затем ИБП может отключать питание, подаваемое на выходные розетки. Таким образом, существующие системы неспособны осуществлять индивидуальную связь с множеством электрических нагрузок и, следовательно, неспособны независимо отключать питание одной выходной розетки или группы выходных розеток. Вместо этого такие существующие системы отключают питание всех переключаемых выходных розеток (или групп выходных розеток), входящих в ИБП.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, в настоящем изобретении предлагается ИБП, который включает в себя множество конфигураций отключения питания, подаваемого на переключаемые выходные розетки в ИБП, причем, например, первая конфигурация связана с первой выходной розеткой (розетками), а вторая конфигурация связана со второй выходной розеткой (розетками). Дополнительно, такие конфигурации могут обеспечить осуществление отключения первой выходной розетки (розеток) и второй выходной розетки (розеток) независимо от состояния (подключена, отключена, протекание тока и пр.) остальных. В результате, в соответствии с одним вариантом осуществления, конфигурации могут быть настроены, например, на установление приоритетности отключения подключенных нагрузок, чтобы обеспечить работу наиболее важных нагрузок в течение более продолжительных интервалов времени после потери первичного электропитания, подаваемого на ИБП.

В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, ИБП включает в себя вход, сконфигурированный для подключения к источнику питания переменного тока, источник питания постоянного тока, выход, сконфигурированный для приема питания, по меньшей мере, от одного из источника питания переменного тока и источника питания постоянного тока, первую переключаемую выходную розетку, подключенную к выходу и сконфигурированную для подключения к первой электрической нагрузке, и вторую выходную розетку, подключенную к выходу и сконфигурированную для подключения ко второй электрической нагрузке. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, ИБП также включает в себя блок управления, сконфигурированный для обеспечения первой конфигурации, связанной с первой переключаемой выходной розеткой, причем первая конфигурация используется блоком управления для управления подключением первой переключаемой выходной розетки к выходу независимо от второй выходной розетки. В дополнительном варианте осуществления блок управления управляет подключением первой переключаемой выходной розетки независимо от состояния второй электрической нагрузки. В другом варианте осуществления блок управления управляет подключением первой переключаемой выходной розетки независимо от состояния подключения второй выходной розетки к выходу ИБП.

В соответствии с другим вариантом осуществления, в настоящем изобретении предлагается способ независимого управления, по меньшей мере, первой розеткой питания, входящей в ИБП, относительно второй розетки питания, входящей в ИБП, причем первая розетка питания подключена к выходу ИБП и подает питание на первую электрическую нагрузку, а вторая розетка питания подключена к выходу ИБП и подает питание на вторую электрическую нагрузку. В некоторых вариантах осуществления данный способ включает в себя этап, на котором конфигурируют ИБП на выполнение действий по отключению питания первой розетки питания на основании первого условия, которое не зависит от второй розетки питания и второй электрической нагрузки, причем первое условие относится, по меньшей мере, к одному из состояния ИБП и состояния первой электрической нагрузки.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения, машиночитаемый носитель хранит последовательности команд, включающие в себя команды, которые обеспечивают выполнение процессором способа изолирования первой розетки питания, входящей в ИБП, от выхода ИБП, причем ИБП также включает в себя вторую розетку питания, сконфигурированную для подключения к электрической нагрузке. В некоторых вариантах осуществления данный способ включает в себя этап, на котором принимают информацию о конфигурации, включая информацию, относящуюся к первому условию, независимому от второй розетки питания и второй электрической нагрузки, и определяют отключать ли первую розетку питания от выхода на основании первого условия. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления, первая розетка питания сконфигурирована для подачи питания на первую электрическую нагрузку, а первое условие относится, по меньшей мере, к одному из состояния ИБП и состояния первой электрической нагрузки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг.1 изображает систему, включающую в себя ИБП, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 изображает вид сверху внешней части кожуха ИБП в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 изображает блок-схему высокого уровня ИБП в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 изображает блок-схему блока управления в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение не ограничивается в своих применениях деталями конструкции и расположением компонентов, изложенными в нижеследующем описании или изображенными на чертежах. Настоящее изобретение допускает другие варианты осуществления и применение или осуществление различными способами. Кроме того, фразеология и терминология используются здесь с целью описания и не должны рассматриваться как ограничительные. Использование терминов «включающий в себя», «содержащий» или «имеющий», «включающий» и их вариаций предполагает охват перечисленных после этого элементов и их эквивалентов, а также дополнительных элементов.

На фиг.1 изображена система 10 в соответствии с одним вариантом осуществления. Данная система включает в себя ИБП 12, источник 14 питания переменного тока и электрическую нагрузку 16. В изображенном варианте осуществления ИБП 12 включает в себя входную цепь 18, аккумуляторную батарею 20 и выходную цепь 22. Кроме того, ИБП включает в себя первую выходную розетку 24, вторую выходную розетку 26 и третью выходную розетку 28. В различных вариантах осуществления каждая из первой розетки 24, второй розетки 26 и третьей розетки 28 может включать в себя множества выходных розеток, например, как показано на фиг.1. В соответствии с одним вариантом осуществления, ИБП 12 также включает в себя одно или более переключающих устройств, например, первое переключающее устройство 30 и второе переключающее устройство 32. В некоторых вариантах осуществления все входящие в ИБП выходные розетки могут запитываться через переключающее устройство, то есть все розетки могут быть переключаемыми розетками. В то же время, в других вариантах осуществления некоторые из выходных розеток, например, выходная розетка 28, могут быть непереключаемыми. ИБП 12 может также включать в себя блок 34 управления и интерфейс 36.

В изображенном варианте осуществления входная цепь включает в себя вход 38 и выход 40. Дополнительно, выходная цепь может включать в себя вход 42 и выход 44. В соответствии с одним вариантом осуществления, выход 44 включен в выход ИБП 12. ИБП 12 также включает в себя шину 21 постоянного тока, подключенную к аккумуляторной батарее 20. В соответствии с одним вариантом осуществления, вход 38 входной цепи 18 подключен к источнику 14 питания переменного тока, а выход 40 подключен к шине 21 постоянного тока. В дополнительном варианте осуществления шина 21 постоянного тока подключена к входу 42 выходной цепи 22, а выход 44 подключен к одной или более выходных розеток 24, 26 и 28. В некоторых вариантах осуществления выход 44 выходной цепи 22 подключен к одной или более выходных розеток через переключающее устройство, например, переключающие устройства 30 и 32, изображенные на фиг.1.

В некоторых вариантах осуществления ИБП 12 включает в себя линию 46 связи, соединяющую блок 34 управления с одним или более из входной цепи 18, выходной цепи 22, интерфейса 36, первого переключающего устройства 30 и второго переключающего устройства 32. В соответствии с одним вариантом осуществления, линия 46 связи включает в себя две или более отдельных линий связи. Например, связь между блоком 34 управления и переключающими устройствами 30, 32 включает в себя дискретные устройства ввода-вывода. В альтернативном варианте осуществления связь между блоком 34 управления и переключающими устройствами 30, 32 может быть осуществлена с помощью микропроцессорной шины другого типа, такой как SPI, I2C и RS-232. В дополнительном варианте осуществления любое из вышеописанного может быть осуществлено в сочетании с отдельной связью между блоком 34 управления и интерфейсом 36. То есть блок 34 управления и переключающие устройства 30, 32 могут осуществлять связь по микропроцессорной шине, в то время как блок 34 управления и интерфейс 36 реализуют протокол связи более высокого уровня, работающий через последовательный или параллельный интерфейс. В одном варианте осуществления для связи между блоком 34 управления и интерфейсом 36 используется протокол Micro-link, работающий через универсальный асинхронный приемопередатчик (UART). В различных вариантах осуществления линия 46 связи позволяет осуществлять двустороннюю связь между блоком 34 управления и интерфейсом 36, например, двустороннюю связь между блоком 34 управления и нагрузкой 16 через интерфейс 36 и сеть связи. Дополнительно, в соответствии с одним вариантом осуществления, интерфейс 36 может быть включен в блок 34 управления.

В соответствии с одним вариантом осуществления, система 10 может также включать в себя сеть 48 связи, которая соединяет интерфейс 36 ИБП 12 с одной или более электрических нагрузок 16. В различных вариантах осуществления сеть связи может включать в себя одну или более из локальной вычислительной сети или глобальной вычислительной сети, либо совокупности вышеуказанных и дополнительных сетей связи. В соответствии с одним вариантом осуществления сеть 48 связи включает в себя Интернет. В другом варианте осуществления сеть связи включает в себя сеть Ethernet, например, с многократными сеансами для подключенных нагрузок. Еще в одном варианте осуществления сеть 48 связи может включать в себя множество выделенных последовательных линий, из которых, например, первая последовательная линия выделена для нагрузки 1, вторая последовательная линия выделена для нагрузки 2, а третья последовательная линия выделена для нагрузки 4.

В одном варианте осуществления каждая из входной цепи 18 и выходной цепи 22 включает в себя схему преобразования мощности. Например, в одном варианте осуществления входная цепь 18 содержит выпрямитель и регулятор мощности для преобразования входной мощности переменного тока в выходную мощность постоянного тока, подаваемую на шину 21 постоянного тока. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления, выходная цепь включает в себя инвертор и схему фильтра для преобразования постоянного тока, подаваемого на вход 42, в мощность переменного тока, получаемую на выходе 44. Настоящее изобретение не ограничивается какой-либо конкретной конструкцией или типом схемы преобразования мощности, и схема, изображенная на фиг.1, носит чисто иллюстративный характер. Например, на фиг.1 в общих чертах иллюстрируется конфигурация ИБП постоянного включения, однако ИБП 12 не обязательно должен быть ИБП постоянного включения, и варианты осуществления могут быть реализованы с другими конструкциями и типами источников бесперебойного питания. Дополнительно, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, ИБП 12 включает в себя обходной контур, позволяющий пользователю обходить всю или некоторый участок входной цепи 18 и входной цепи 22 для подключения источника 14 питания переменного тока к одной или более выходных розеток 24, 26, 28. Дополнительно, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, аккумуляторная батарея 20 может быть расположена вне ИБП 12. В дополнительном варианте осуществления ИБП 12 включает в себя встроенные аккумуляторные батареи 20 в сочетании с дополнительными внешними аккумуляторными батареями.

Как правило, ИБП 12 продолжает подавать питание в выходные розетки 24, 26, 28 даже в отсутствие источника 14 питания переменного тока (первичного источника питания). В изображенном варианте осуществления аккумуляторная батарея 20 используется для подачи питания на выходные розетки через выходную цепь 22. Однако в соответствии с некоторыми вариантами осуществления аккумуляторные батареи либо не используются (при наличии, например, резервного источника питания переменного тока или альтернативного источника питания постоянного тока), либо используются в сочетании с другим источником питания постоянного тока, например, топливным элементом.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, блок 34 управления является микроконтроллером, например, цифровым сигнальным процессором (“DSP”). В одном варианте осуществления блок 34 управления включает в себя DSP типа TMS320F2810, изготавливаемый компанией Texas Instruments. В соответствии с одним вариантом осуществления блок 34 управления осуществляет управление работой любой из входной цепи 18 и выходной цепи 22 или обеих вместе, например, для управления питанием, получаемым от источника 14 питания переменного тока, напряжением постоянного тока, формируемым шиной 21 постоянного тока, и питанием переменного тока, формируемым на выходе 44. В частности, блок управления может управлять работой схемы, включающей в себя одно или более переключающих устройств, например, твердотельных переключающих устройств, расположенных в любой из входной цепи 18 и выходной цепи 22 или в обеих вместе.

В различных вариантах осуществления блок 34 управления включает в себя аппаратное обеспечение, программное обеспечение или совокупность аппаратного обеспечения и программного обеспечения. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, блок 34 управления включает в себя память для хранения одного или более алгоритмов, выполняемых для определения необходимости срабатывания любого из первого переключающего устройства 30 и второго переключающего устройства 32 или обоих вместе с целью отключения первой выходной розетки и второй выходной розетки 24 от выхода 44 на основании первого набора условий. В одном варианте осуществления блок 34 управления генерирует сигнал, передаваемый по линии связи 46 на первое переключающее устройство 30 для срабатывания первого переключающего устройства при достижении первого набора условий. В дополнительном варианте осуществления блок 34 управления может быть сконфигурирован для хранения множества конфигураций, причем каждая конфигурация включает в себя условие или условия, связанные с изолированием выходной розетки. Например, блок 34 управления может включать в себя первую конфигурацию, включающую в себя первое условие или набор условий, наступление которых приводит к передаче сигнала от устройства управления к переключающему устройству 30 для размыкания данного переключающего устройства с целью отключения первой выходной розетки 24 от выхода 44. Кроме того, блок 34 управления может включать в себя вторую конфигурацию, включающую в себя второе условие или набор условий, наступление которых приводит к передаче сигнала от устройства управления к переключающему устройству 32 для размыкания данного переключающего устройства с целью отключения второй выходной розетки 26 от выхода 44.

В некоторых вариантах осуществления вышеупомянутые срабатывания первого переключающего устройства 30 и второго переключающего устройства 32 происходят независимо от срабатывания другого переключающего устройства. Таким образом, первое переключающее устройство 30 может срабатывать для изолирования первой выходной розетки 24 от выхода 44, в то время как второе переключающее устройство 32 остается замкнутым. В результате нагрузка 2 и нагрузка 3, подключенные ко второй выходной розетке 26, остаются подключенным к выходу 44 через второе переключающее устройство 32. В соответствии с различными вариантами осуществления, независимое управление подключением первой выходной розетки 24 и второй выходной розетки 26 позволяет ИБП 12 работать в течение более длительного интервала времени после нарушения энергоснабжения переменным током на входе 38.

Дополнительно, блок управления может быть также запрограммирован на отключение второй выходной розетки 26 от выхода 44 независимо от управления первой выходной розеткой 24. В соответствии с одним вариантом осуществления, срабатывание второго переключающего устройства 32 основано на втором наборе условий, который может совпадать с первым набором условий или отличаться от него.

В соответствии с одним вариантом осуществления каждое из переключающих устройств 30, 32 включает в себя реле, например, реле с электромеханическим срабатыванием. В другом варианте осуществления переключающие устройства 30, 32 включают в себя электронное переключающее устройство, такое как силовой транзистор, полевой МОП-транзистор и т.д.

Выходные розетки 24, 26, 28 иллюстрируют выходные розетки в соответствии с одним вариантом осуществления и являются одним примером. Однако конструкция и тип выходных розеток 24, 26, 28 могут отличаться в соответствии с вариантом осуществления, и настоящее изобретение не ограничивается использованием какой-либо одной конструкции или типа выходной розетки. Например, в одном варианте осуществления выходные розетки соответствуют одному из стандартов Международной электротехнической комиссии (IEC), например, IEC 320-C19 или IEC 320-C13. В другом варианте осуществления одна или более выходных розеток соответствуют стандартам Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA). Кроме того, хотя ИБП 12 включает в себя выходные розетки, в альтернативном варианте осуществления он может включать в себя разъемы, так что нагрузка или соответствующий сетевой шнур включает в себя выходную розетку, подходящую для подключения к разъему, входящему в ИБП. Различие между предыдущими подходами состоит в расположении вилочных выводов. Дополнительно, выходная розетка не обязательно должна быть подходящей только для разъемов, в которых используется вилка ножевого типа, но может также быть сконфигурирована для штепсельного соединения.

В соответствии с одним вариантом осуществления, каждая из нагрузки 1, нагрузки 2, нагрузки 3 и нагрузки 4, соответственно, подключаются к соответствующей выходной розетке с помощью сетевого шнура, например, сетевого шнура 50.

ИБП 12 может использоваться с любым типом нагрузки, для подачи питания на которую он имеет соответствующую емкость. Например, нагрузка может включать в себя один или более компьютеров, например, серверов. Нагрузка также может включать в себя периферийные устройства, относящиеся к компьютеру, например, принтеры или другие устройства. В случае если выходная розетка включает в себя множество розеток (например, выходную розетку 26) и подключенных нагрузок (например, нагрузку 2 и нагрузку 3), ИБП может осуществлять связь только с одной из нагрузок, запитываемых от группы розеток, как показано на чертеже. В альтернативном варианте осуществления сеть 48 может позволять осуществлять связь между ИБП и каждой из подключенных нагрузок, например, и с нагрузкой 2, и с нагрузкой 3. В соответствии с одним вариантом осуществления, каждая из нагрузки 2 и нагрузки 3 осуществляет связь с ИБП через сеть 48, однако они одновременно отключаются от выхода ИБП 12 (и повторно подключаются к нему), поскольку они запитываются от розеток, входящих в общую группу выходных розеток.

В соответствии с различными вариантами осуществления интерфейс 36 может осуществлять связь с нагрузкой 16 по одной или более локальной вычислительной сети, глобальной вычислительной сети, либо совокупности вышеуказанных и каких-либо дополнительных сетей связи. В соответствии с одним вариантом осуществления сеть использует Web-протокол, такой как HTTP или SNMP. Могут также использоваться другие протоколы, включая Ethernet или Wi-Fi. В другом варианте осуществления используется фирменный протокол на базе UDP.

В некоторых вариантах осуществления интерфейс 36 позволяет выполнять программирование блока 34 управления по сети 48, например, с помощью Web-протокола. В соответствии с одним вариантом осуществления удаленный от ИБП 12 пользователь программирует блок управления на одну или более конфигураций (и соответствующих условий) по сети с помощью Web-протокола.

В некоторых вариантах осуществления интерфейс 36 обеспечивает подключение для последовательной связи. В другом варианте осуществления интерфейс 36 может включать в себя пользовательский интерфейс (например, графический интерфейс пользователя), позволяющий пользователю локально конфигурировать блок 34 управления в ИБП.

Как видно из фиг.2, на ней изображен ИБП 12. В соответствии с изображенным вариантом осуществления, ИБП 12 включает в себя кожух 52, первую выходную розетку 24, вторую выходную розетку 26, третью выходную розетку 28, сетевой интерфейс 54 и последовательный порт 56 связи. В соответствии с одним вариантом осуществления, выходные розетки расположены на наружной поверхности кожуха 52. В результате пользователю обеспечивается удобный доступ к переключаемым выходным розеткам, встроенным в ИБП. В соответствии с одним вариантом осуществления, выходные розетки 24, 26, 28 установлены заподлицо с наружной поверхностью. В другом варианте осуществления выходные розетки 24, 26, 28 установлены не заподлицо, а вместо этого могут быть утоплены в наружную поверхность или выступать над ней. Кроме того, и сетевой интерфейс 54, и последовательный порт 56 связи могут быть также расположены на наружной поверхности кожуха. В соответствии с одним вариантом осуществления, ИБП 12 включает в себя сетевой интерфейс, но не включает в себя последовательный порт 56 связи. В альтернативном варианте осуществления ИБП 12 включает в себя последовательный порт 56 связи, но не включает в себя сетевой интерфейс 54.

В соответствии с вышеупомянутым, в некоторых вариантах осуществления ИБП 12 может включать в себя специальные конфигурации, используемые для управления работой переключающих устройств 30, 32 с целью управления подключением электрической нагрузки к выходу ИБП. В соответствии с одним вариантом осуществления, указанные конфигурации могут включать в себя условия, относящиеся к одному из состояния электрической нагрузки и состояния ИБП или к обоим вместе. В соответствии с одним вариантом осуществления, состояние ИБП может включать в себя наличие питания переменного тока на входе 38. Дополнительно, указанные конфигурации могут быть установлены для определения приоритетности подачи питания на первую выходную розетку и вторую выходную розетку по отношению друг к другу. Например, указанные конфигурации могут включать в себя срабатывание одного выбранного переключающего устройства для размыкания переключающего устройства и отключения подключенной к ней нагрузки, при этом срабатывание происходит: 1) сразу после потери первичного источника питания переменного тока; 2) после потери первичного источника питания переменного тока, как только подключенная нагрузка сообщает о своей готовности к отключению; или 3) на основании степени зарядки и/или емкости источника питания постоянного тока. В соответствии с одним вариантом осуществления, вышеперечисленное называется условиями отключения, то есть при выполнении указанных условий выбранная выходная розетка (выходные розетки) отключается.

Дополнительно, указанные конфигурации могут включать в себя зависящие от времени условия, при которых устанавливается один или более таймеров, так что работа переключающих устройств 30, 32 осуществляется в определенной последовательности или в результате определенного набора условий, например, условий эксплуатации, относящихся либо к ИБП 12, либо к электрической нагрузке 16, либо к обоим вместе. В некоторых вариантах осуществления предпочтительно, чтобы ИБП 12 мог выполнять процедуры отключения без осуществления непрерывной связи с подключенной нагрузкой. То есть, ИБП может выполнять процедуру по отключению выходной розетки (розеток) после начала этой процедуры. Вышеуказанное верно даже для процедур, которые запускаются по условиям электрической нагрузки, поскольку данная процедура может выполняться после ее начала без дополнительной информации о состоянии электрической нагрузки (когда, например, дополнительная связь по сети с нагрузкой отсутствует). В соответствии с дополнительным вариантом осуществления, после того, как ИБП запрограммирован с условиями отключения, связь по сети не требуется.

В дополнительном варианте осуществления ИБП 12 может быть сконфигурирован для повторного замыкания переключающего устройства для повторного подключения выходной розетки (розеток) к выходу при восстановлении энергоснабжения переменным током, например, на входе 38. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, блок управления может также быть сконфигурирован для множества вариантов перезапуска. Например, первая выходная розетка (розетки) может быть повторно подключена к выходу ИБП только после восстановления энергоснабжения переменным током на входе 38 (это может являться условием, устанавливаемым для наиболее критичной электрической нагрузки). Кроме того, вторая выходная розетка (розетки) может быть повторно подключена к выходу ИБП по истечении заданного интервала времени работы после восстановления энергоснабжения переменным током на входе 38. в другом варианте, выходная розетка (розетки) может быть повторно подключена к выходу ИБП при достижении состоянием зарядки источника питания постоянного тока заданного порога. При использовании множества переключаемых выходных розеток предыдущие условия могут быть настроены, например, на обеспечение согласованного и постепенного восстановления энергоснабжения в отдельных группах нагрузок.

Описанный выше подход может позволить ИБП включать в себя множество отдельных конфигураций, при этом каждая конфигурация используется для независимого управления одной или более выходными розетками, отдельными от других выходных розеток, которые также могут переключаться независимо. В результате один ИБП может обеспечивать уровень управления переключаемыми выходными розетками, который с концептуальной точки зрения обеспечивает множество «виртуальных» ИБП в пределах одного ИБП.

В соответствии с фиг.3, система 60 включает в себя ИБП 62, который включает в себя первую выходную розетку 64, вторую выходную розетку 66 и третью выходную розетку 68. Данная система включает в себя также первую электрическую нагрузку 74, вторую электрическую нагрузку 76 и третью электрическую нагрузку 78, электрические проводники 84, электрические проводники 86 и электрические проводники 88. В изображенном варианте осуществления первая выходная розетка 64 подает питание с ИБП на первую электрическую нагрузку через электрические проводники 84, вторая выходная розетка 66 подает питание с ИБП на вторую электрическую нагрузку 76 через электрические проводники 86, а третья выходная розетка 68 подает питание с ИБП на третью электрическую нагрузку 78 через электрические проводники 88. В соответствии с одним вариантом осуществления, один или более электрических кабелей включает в себя подключаемый сетевой шнур. В соответствии с одним вариантом осуществления сеть 70 связи соединяет ИБП 62 с каждой из первой электрической нагрузки 74, второй электрической нагрузки 76 и третьей электрической нагрузки 78 для обеспечения связи между ИБП 62 и указанными электрическими нагрузками по сети с использованием Web-протокола.

В соответствии с одним вариантом осуществления ИБП 62 включает в себя первую конфигурацию 94, связанную с отключением питания первой выходной розетки 64, вторую конфигурацию 96, связанную с отключением питания второй выходной розетки 66 и третью конфигурацию 98, связанную с отключением питания третьей выходной розетки 68. В соответствии с одним вариантом осуществления первая конфигурация 94, вторая конфигурация 96 и третья конфигурация 98 входят в блок управления, например, блок 34 управления, изображенный на фиг.1. Дополнительно, каждая из конфигураций отключения может быть реализована независимо от других, так что ИБП 62 может быть описан как включающий в себя множество виртуальных ИБП, например, первый виртуальный ИБП 57, второй виртуальный ИБП 58 и третий виртуальный ИБП 59. В частности, с точки зрения изолирования отдельных электрических нагрузок 74, 76, 78, каждая электрическая нагрузка может быть отключена независимо от каких-либо других электрических нагрузок, которые могут также быть подключены к другим переключаемым выходным розеткам.

Как правило, конфигурации 94, 96, 98 могут включать в себя одно или более условий, которые оцениваются для определения необходимости отключения отдельной выходной розетки или соответствующей группы из множества выходных розеток (или, если они были отключены ранее, повторного подключения к выходу ИБП). Указанные условия могут включать в себя условия, относящиеся к состоянию электрической нагрузки, подключенной к выходной розетке, состоянию ИБП, состоянию и ИБП и электрической нагрузки, подключенной к выходной розетке, а также любую иную информацию, которая может относиться к определению того, служат ли данные условия основанием для отключения электрической нагрузки, подключенной к выходной розетке (розеткам), связанной с данной конфигурацией. Как отмечено выше, условия, которые могли бы служить основанием для такого отключения, могут быть настроены под конкретное применение, поэтому один ИБП может включать в себя условия отключения, которые настроены под каждый виртуальный ИБП, обеспечиваемый ИБП 62.

Некоторые условия, касающиеся ИБП, которые могут относиться к возможности отключения электрической нагрузки, включают в себя ожидаемое время работы ИБП, например, ожидаемое время работы ИБП при токовой нагрузке, когда ИБП работает от аккумуляторной батареи и не питается входным переменным током. Кроме того, в любую из конфигураций 94, 96, 98 могут входить другие условия, включая напряжение аккумуляторной батареи, степень зарядки аккумуляторной батареи, емкость аккумуляторной батареи, состояние входного переменного тока, мгновенная нагрузка на ИБП и условия, касающиеся условий окружающей среды ИБП, например, температура ИБП (или наружная температура окружающей среды). Приведенные выше условия являются примерами и не ограничиваются перечисленными. Могут использоваться и другие условия.

Условия, касающиеся ИБП, могут также относиться к возможности повторного подключения электрической нагрузки к ИБП. В некоторых вариантах осуществления для определения времени, прошедшего с момента восстановления энергоснабжения на входе 38, используются таймеры. В одном варианте осуществления выходные розетки повторно подключаются по истечении заданного временного интервала после восстановления энергоснабжения переменным током на входе. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления розетки, от которых запитывают менее критичные электрические нагрузки, повторно подключаются через некоторое время после подключения розеток, от которых запитывают более критичные электрические нагрузки.

Условия, касающиеся нагрузки, которая может быть значимой, могут включать в себя задаваемые пользователем условия. Например, виртуальный ИБП может отключаться на основании времени суток (например, периодическое отключение, планируемое в интересах экономии энергии в течение интервалов времени, когда подключенная нагрузка не используется конечными потребителями). В частности, в случае если электрической нагрузкой является компьютер, в течение суток могут быть заданы интервалы времени, например, вечером или рано утром, когда требуются не все вычислительные ресурсы, так что для сохранения энергии или снижения энергопотребления один или более подключенных компьютеров могут быть выключены. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления розетка или группа розеток не отключаются до тех пор, пока ИБП не получит от подключенной электрической нагрузки указания о том, что она готова к отключению питания. Например, сервер может выключиться, а затем сигнализировать о том, что он готов к отключению питания.

Помимо описанного выше, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, специфические конфигурации, имеющиеся для каждого из виртуальных ИБП 57, 58, 59, позволяют пользователю дополнительно настраивать работу электрической нагрузки, не влияя на остальные электрические нагрузки, подключенные к ИБП 62.

Поскольку сеть позволяет осуществлять прямую связь между ИБП 62 и каждой из отдельных электрических нагрузок 74, 76, 78, состояние подключенных нагрузок может быть обеспечено на блок управления для определения отключать ли соответствующий виртуальный ИБП питания, который питает выходную розетку (розетки), входящую в данный виртуальный ИБП. Однако в соответствии с некоторыми вариантами осуществления, состояние электрической нагрузки не входит в условия отключения.

Как упоминалось выше, в соответствии с одним вариантом осуществления, профили 94, 96, 98 конфигураций могут входить в блок управления в ИБП. На фиг.4 блок 100 управления изображен в соответствии с одним вариантом осуществления. Как показано на фиг.4, блок управления входит в ИБП, подающий питание на первую электрическую нагрузку 102, вторую электрическую нагрузку 104 и третью электрическую нагрузку 106. В соответствии с одним вариантом осуществления, ИБП включает в себя первую выходную розетку 107, первое переключающее устройство 108, вторую выходную розетку 109, второе переключающее устройство 110, третью выходную розетку 111 и третье переключающее устройство 112. Дополнительно, питание от ИБП подается на каждую из электрических нагрузок 102, 104, 106, соответственно, через первую выходную розетку 107 и первое переключающее устройство 108, вторую выходную розетку 109 и второе переключающее устройство 110, третью выходную розетку 111 и третье переключающее устройство 112. Как объяснялось выше, подаваемое от ИБП питание является питанием переменного тока, получаемым на выходе ИБП, а переключающие устройства срабатывают для изолирования соответствующей выходной розетки или группы выходных розеток от выхода ИБП, например, для отключения питания электрической нагрузки.

В соответствии с фиг.4, каждое из переключающих устройств 108, 110, 112 срабатывает на основании конфигурации, которая может быть настроена под нагрузку, к которой подключено соответствующее переключающее устройство. В соответствии с этим, блок 100 управления включает в себя первый модуль 114, который включает в себя первую конфигурацию, второй модуль 116, который включает в себя вторую конфигурацию и третий модуль 118, который включает в себя третью конфигурацию. Дополнительно, несмотря на то, что каждый модуль включает в себя отдельную конфигурацию, которая может быть настроена на конкретную выходную розетку (розетки) и электрическую нагрузку (нагрузки), каждый из первого модуля 114, второго модуля 116 и третьего модуля 118 может включать в себя специфические конфигурации либо одну и ту же конфигурацию.

В изображенном варианте осуществления каждый модуль включает в себя, по меньшей мере, два входа, причем первый вход касается состояния ИБП, а второй вход касается состояния нагрузки, подключенной к выходной розетке или группе выходных розеток, которая подключена к переключающему устройству, связанному с модулем. Дополнительно, как описано выше, в каждой конфигурации могут использоваться условия для инициирования срабатывания переключающего устройства для отключения питания подключенной нагрузки на основании состояния подключенной нагрузки и/или состояния ИБП, либо любые из предыдущих или прочих условий, относящихся к работе нагрузки и/или ИБП во взаимодействии. Дополнительно, указанные модули и соответствующая конфигурация могут также использоваться для включения подачи питания в подключенную нагрузку.

В качестве одного из примеров может быть установлена приоритетность работы электрических нагрузок, при этом Нагрузка 1 имеет высший приоритет, Нагрузка 2 имеет средний приоритет, а Нагрузка 3 106 имеет низший приоритет. В этом примере состояние ИБП и ожидаемое время работы используются для определения необходимости срабатывания одного или более переключающих устройств с целью изолирования соответствующей электрической нагрузки. В первом примере потеря энергоснабжения переменным током на входе, которым запитывается ИБП, может использоваться вторым модулем 116 и третьим модулем 118 для по существу мгновенного формирования выходного сигнала, заставляющего переключающее устройство 110 и переключающее устройство 112, соответственно, отключать выходные розетки - вторую выходную розетку 109 и третью выходную розетку 111 (и, в результате, вторую электрическую нагрузку 104 и третью электрическую нагрузку 106) от выхода ИБП. Кроме того, первый модуль 114 может включать в себя конфигурацию, позволяющую первой электрической нагрузке 102 продолжать работу и оставаться подключенной к выходу ИБП до тех пор, пока, например, ожидаемое время работы ИБП не станет ниже заданного порога. В соответствии с одним вариантом осуществления, такой подход используется для обеспечения того, чтобы заряд аккумуляторных батарей, входящих в ИБП, не падал ниже заданного порога.

В дополнительном варианте осуществления модули 114, 116, 118 могут быть сконфигурированы различным образом, так что устанавливаются три отдельных заданных порога, например, первый порог на основании первого значения ожидаемого времени работы, второй порог на основании второго значения ожидаемого времени работы и третий порог на основании третьего значения ожидаемого времени работы. В соответствии с одним примером этого варианта осуществления, модуль 1 срабатывает для обеспечения сигнала на размыкание первого переключающего устройства 108 при достижении первого порога, модуль 2 срабатывает для обеспечения сигнала на размыкание второго переключающего устройства 110 при достижении второго порога, а модуль 3 срабатывает для обеспечения сигнала на размыкание третьего переключающего устройства 112 при достижении третьего порога. Например, первый модуль 114 может быть сконфигурирован для отключения питания, подаваемого на первую электрическую нагрузку 102, при уменьшении ожидаемого времени работы до девяноста процентов от номинального, второй модуль 116 может быть сконфигурирован для отключения питания, подаваемого на вторую электрическую нагрузку 104, при уменьшении ожидаемого времени работы до семидесяти процентов, а третий модуль 118 может быть сконфигурирован для отключение питания, подаваемого на третью электрическую нагрузку 106, при уменьшении ожидаемого времени работы до пятидесяти процентов. Таким образом, ИБП может обеспечить питание критичной нагрузки в течение некоторого временного интервала после отключения остальных нагрузок.

В различных вариантах осуществления модули 114, 116, 118 могут включать в себя аппаратное обеспечение, программное обеспечение или совокупность аппаратного обеспечения и программного обеспечения. Например, в одном варианте осуществления модули 114, 116, 118 включают в себя алгоритмы, в которых используются условия, задаваемые для отключения, соответственно, нагрузок 102, 104 и 106 с целью определения наступило ли условие отключения. В одном варианте осуществления каждый модуль включает в себя отдельный алгоритм, в то время как в альтернативном варианте осуществления с помощью единого алгоритма обрабатываются условия/переменные, обеспечиваемые каждым из модулей 114, 116, 118 с целью определения инициировать ли срабатывание модуля (либо размыкания, либо замыкания) переключающего устройства, с которым он связан. В дополнительном варианте осуществления функциональные свойства модулей 114, 116, 118 обеспечиваются в едином модуле. В соответствии с одним вариантом осуществления, единый модуль включает в себя алгоритм, который может оперировать одним набором переменных или множеством наборов переменных, например, первым набором переменных, соответствующим первой конфигурации для первой выходной розетки (розеток) и вторым набором переменных, соответствующим второй конфигурации для второй выходной розетки (розеток).

Описанные здесь варианты осуществления могут быть реализованы с различными типами электрической нагрузки, питаемой от ИБП. Например, могут быть реализованы варианты осуществления с нагрузкой в виде центра обработки данных, включающего в себя компьютеры, серверы, принтеры и прочее периферийное оборудование, оборудование отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, освещение и сетевые розетки и т.д.

В некоторых вариантах осуществления конфигурация ИБП может быть реализована с программным обеспечением, например, программным обеспечением, которое может загружаться на ИБП 12. В соответствии с этим, в некоторых вариантах осуществления на машиночитаемом носителе хранятся последовательности команд, включающие в себя команды, которые обеспечивают выполнение процессором способа изолирования первой выходной розетки, входящей в ИБП, от выхода ИБП, причем ИБП также включает в себя вторую выходную розетку, сконфигурированную для подключения к электрической нагрузке. В некоторых вариантах осуществления данный способ включает в себя этапы, на которых принимают информацию о конфигурации, включая информацию, относящуюся к первому условию, независимому от второй выходной розетки и второй электрической нагрузки, и определяют отключать ли первую выходную розетку от выхода на основании первого условия. В соответствии с другим вариантом осуществления, первая выходная розетка сконфигурирована для подачи питания на первую электрическую нагрузку, а первое условие относится, по меньшей мере, к одному из состоянию ИБП или состоянию первой электрической нагрузки.

Вышеописанное является всего лишь одним примером такого варианта осуществления. Другие варианты осуществления, включая варианты осуществления, направленные на конфигурирование одного или более модулей с конфигурациями для независимого изолирования выходных розеток ИБП, также могут быть аналогичным образом сохранены в памяти и реализованы.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение независимого управления выходными розетками. Источник (12) бесперебойного питания включает в себя вход (18), сконфигурированный для подключения к источнику (14) питания переменного тока, источник (20) питания постоянного тока, выход (22), сконфигурированный для приема питания, по меньшей мере, от одного из источника (14) питания переменного тока и источника (20) питания постоянного тока, первую переключаемую выходную розетку (24), подключенную к выходу (22) и сконфигурированную для подключения к первой электрической нагрузке (16), и вторую выходную розетку (26), подключенную к выходу (22) и сконфигурированную для подключения ко второй электрической нагрузке (16). Источник бесперебойного питания также включает в себя блок (34) управления, сконфигурированный для обеспечения первой конфигурации, связанной с первой переключаемой выходной розеткой (24), причем первая конфигурация используется блоком управления (34) для управления подключением первой переключаемой выходной розетки (24) к выходу (22) независимо от второй выходной розетки (26). 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Источник бесперебойного питания (12, 62), содержащий: вход, сконфигурированный для подключения к источнику (14) питания переменного тока; источник (20) питания постоянного тока; выход (44), сконфигурированный для приема питания, по меньшей мере, от одного из источника питания переменного тока и источника питания постоянного тока; первую переключаемую выходную розетку (24, 64, 107), подключенную к выходу и сконфигурированную для подключения к первой электрической нагрузке (74, 102); вторую выходную розетку (26, 66, 109), подключенную к выходу и сконфигурированную для подключения ко второй электрической нагрузке (76, 104); и блок (34) управления, сконфигурированный для обеспечения первой конфигурации (94), связанной с первой переключаемой выходной розеткой (24, 64, 107) и второй конфигурации (96), связанной со второй переключаемой выходной розеткой (26, 66, 109), причем первая конфигурация (94) используется блоком (34) управления для управления подключением первой переключаемой выходной розетки (34) к выходу (44) на основании первого состояния источника бесперебойного питания и состояния первой электрической нагрузки, и причем вторая конфигурация (96) используется блоком (34) управления для управления подключением второй переключаемой выходной розетки (26, 66, 109) к выходу (44) на основании второго состояния источника бесперебойного питания и состояния второй электрической нагрузки.

2. Источник бесперебойного питания по п.1, дополнительно содержащий кожух (52), в котором размещен источник бесперебойного питания, причем каждая из первой переключаемой выходной розетки и второй переключаемой выходной розетки (32, 110) расположены на наружной поверхности кожуха и/или в котором, по меньшей мере, одна из первой переключаемой выходной розетки и второй переключаемой выходной розетки включает в себя множество переключаемых выходных розеток.

3. Источник бесперебойного питания по п.1, дополнительно содержащий интерфейс, связанный с блоком управления, причем интерфейс сконфигурирован для использования при конфигурировании блока управления в первую конфигурацию.

4. Источник бесперебойного питания по п.3, в котором интерфейс сконфигурирован для обеспечения конфигурации блока управления по сети с помощью Web-протокола.

5. Источник бесперебойного питания по п.1, в котором блок управления сконфигурирован для отключения первой переключаемой выходной розетки от выхода на основании первой конфигурации.

6. Источник бесперебойного питания по любому из пп.1-5, в котором источник питания постоянного тока включает в себя аккумуляторную батарею, при этом состояние источника бесперебойного питания оценивается, по меньшей мере, отчасти по емкости аккумуляторной батареи, или состоянию заряда аккумуляторной батареи и/или в котором состояние первой электрической нагрузки включает в себя состояние включения-выключения первой электрической нагрузки.

7. Источник бесперебойного питания по п.1, в котором источник бесперебойного питания дополнительно содержит: первое переключающее устройство, подключенное к выходу и к первой переключаемой выходной розетке; и второе переключающее устройство, подключенное к выходу и ко второй переключаемой выходной розетке, при этом блок управления дополнительно сконфигурирован для управления работой первого переключающего устройства и работой второго переключающего устройства.

8. Источник бесперебойного питания по п.7, в котором блок управления формирует сигнал на основании, по меньшей мере, выполнения условия, входящего в первую конфигурацию, при этом первым переключающим устройством принимается данный сигнал, который воздействует на работу первого переключающего устройства для отключения первой переключаемой выходной розетки от выхода после приема упомянутого сигнала.

9. Способ независимого управления первой розеткой питания и второй розеткой питания, входящими в источник бесперебойного питания, причем первая розетка питания подключена к выходу источника бесперебойного питания и подает питание на первую электрическую нагрузку, а вторая розетка питания подключена к выходу источника бесперебойного питания и подает питание на вторую электрическую нагрузку, при этом способ содержит этапы, на которых конфигурируют источник бесперебойного питания на выполнение действий по отключению питания первой розетки питания на основании первого условия, которое относится к первому состоянию источника бесперебойного питания и состоянию первой электрической нагрузки, и конфигурируют источник бесперебойного питания на выполнение действий по отключению питания второй розетки питания на основании второго условия, которое относится ко второму состоянию источника бесперебойного питания и состоянию второй электрической нагрузки.

10. Способ по п.9, в котором источник бесперебойного питания включает в себя вход переменного тока, сконфигурированный для приема питания от источника питания переменного тока, при этом состояние источника бесперебойного питания включает в себя наличие питания переменного тока на входе переменного тока.

11. Способ по п.9, в котором этап конфигурирования включает в себя этап конфигурирования источника бесперебойного питания по сети с помощью Web-протокола, и/или в котором источник бесперебойного питания включает в себя интерфейс, при этом этап конфигурирования включает в себя этап, на котором используют интерфейс для конфигурирования источника бесперебойного питания.

12. Способ по п.11, дополнительно содержащий этап передачи информации о состоянии от первой электрической нагрузки на источник бесперебойного питания по сети.

13. Способ по п.9, дополнительно содержащий этапы, на которых: конфигурируют источник бесперебойного питания для отключения питания первого множества розеток питания на основании первого условия, причем первая розетка питания входит в первое множество розеток питания; конфигурируют источник бесперебойного питания для отключения питания второго множества розеток питания на основании второго условия, причем вторая розетка питания входит во второе множество розеток питания.

14. Способ по п.9, в котором источник бесперебойного питания включает в себя источник питания постоянного тока, причем способ дополнительно включает в себя этапы, на которых определяют выполнение первого условия на основании, по меньшей мере, отчасти ожидаемого времени работы источника бесперебойного питания, подающего питание на первую электрическую нагрузку и вторую электрическую нагрузку из источника питания постоянного тока, и определяют выполнение второго условия на основании, по меньшей мере, отчасти ожидаемого времени работы источника бесперебойного питания, подающего питание на первую электрическую нагрузку и вторую электрическую нагрузку из источника питания постоянного тока, и/или в котором источник бесперебойного питания включает в себя блок управления, содержащий память, и способ дополнительно включает в себя этапы, на которых сохраняют первую конфигурацию отключения для первой розетки питания в памяти и конфигурируют источник бесперебойного питания для отключения питания первой розетки питания на основании первой конфигурации отключения независимо от наличия подключения источника бесперебойного питания к сети, или в котором способ дополнительно включает в себя этапы, на которых сохраняют первую конфигурацию отключения и вторую конфигурацию отключения в памяти, и конфигурируют источник бесперебойного питания для выборочного отключения питания первой розетки питания и второй розетки питания на основании первой конфигурации отключения и второй конфигурации отключения соответственно независимо от наличия подключения источника бесперебойного питания к сети.

15. Машиночитаемый носитель, содержащий хранимые на нем последовательности команд, включающие в себя команды, которые побуждают процессор выполнять способ изолирования каждой из первой розетки питания и второй розетки питания, входящих в источник бесперебойного питания, от выхода источника бесперебойного питания, причем первая розетка питания сконфигурирована для подключения к первой электрической нагрузке и вторая розетка питания сконфигурирована для подключения к второй электрической нагрузке, причем способ, содержащий этапы, на которых: принимают информацию о конфигурации, включающую первое условие, относящееся к первому состоянию источника бесперебойного питания и состоянию первой электрической нагрузки, и также включающую второе условие, относящееся к второму состоянию источника бесперебойного питания и состоянию второй электрической нагрузки; определяют, отключать ли первую розетку питания от выхода на основании первого условия, и определяют, отключать ли вторую розетку питания от выхода на основании второго условия.