CN101960692B

CN101960692B - 用于不间断电源控制的系统和方法

Info

Publication number: CN101960692B
Application number: CN200980108129.1A
Authority: CN
Inventors: D·克里基克; P·M·普瑞萨德; R·格霍什; M·阿格拉沃尔
Original assignee: Schneider Electric Ltd
Current assignee: Schneider Electric Ltd; Schneider Electric IT Corp
Priority date: 2008-02-07
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2029-02-05
Also published as: BRPI0908059A2; TWI472124B; US8116105B2; TW200941897A; WO2009100185A1; CN101960692A; US20090201703A1; EP2245720A1

Abstract

这项发明提供用来通过控制有反相器(315)和滤波器(320)的不间断电源(300)把功率分配给负荷(340)的系统和方法，其中滤波器有电感线圈(325)和电容器(330)。这些系统和方法把脉宽调制控制信号加给反相器，抽取反相器电感线圈电流(IL)子样并且将电感线圈电流与参考电流进行比较。调整脉宽调制控制信号的工作循环把第二抽样时间的电感线圈电流驱动到实质上等于第一抽样时间参考电流的值。这些系统和方法能将来自输出信号的谐波畸变滤掉而且能控制不间断电源输出。

Description

用于不间断电源控制的系统和方法

发明领域

本发明的实施方案一般地涉及不间断电源电压和电流控制。更明确地说，至少一个实施方案涉及不间断电源反相器的预计的电压或预计的电流控制。

背景技术

不间断电源(UPS)用来把可靠的电力提供给许多不同类型的电子设备。时常，这电子的设备需要来自UPS的特定的电压和/或电流输入。UPS功率输出的意外变动可能损害用电设备，导致生产力的损失而且可能需要昂贵的维修或更换用电元件。

图1提供把稳定功率和备用功率提供给负荷140的典型的在线UPS 100的方框图。类似于图1所示者的UPS可从WestKingston，RI.的美国能量变换公司(APC)购买。UPS 100包括整流器/升压转换器110、反相器120、控制器130和电池150。UPS有输入112和114分别与交流电源的输入线和中性线连接而且有输出116和118提供通向负荷140的输出线和中性线。

在线路操作模式中，在控制器130的控制下，整流器/升压转换器110接受输入的交流电压并且以输出线121和122相对于公用线124提供正的和负的直流输出电压。在电池操作模式中，在失去输入的交流功率之时，整流器/升压转换器110产生来自电池150的直流电压。公用线124可能被接到输入中性线114和输出中性线118上以便通过UPS 100提供连续的中性线。反相器120接受来自整流器/升压转换器110的直流电压并且以线路116和118提供输出交流电压。

现有的用来控制UPS功率输出的方案利用比例积分型电压和电流控制器，有超前滞后补偿器补偿数字落实的计算延迟。然而，这种类型的UPS功率控制并非没有缺点，因为这些控制系统通常属于复杂且昂贵的设计。

发明内容

在此揭示的系统和方法控制不间断电源对负荷的分配。为了提高效率，预计的电压控制和预计的电流控制管理UPS输出电压和/或电流。这将改善可靠性和降低成本。此外，减少总的谐波畸变输出水平是令人想要的。本发明的至少一个方面指向使用不间断电源把功率分配给负荷的方法。不间断电源包括输出反相器和滤波器，而滤波器包括电感线圈和电容器。将脉宽调制控制信号应用于输出反相器，而电感线圈电流将在第一抽样时间和在第二抽样时间被定期地抽取子样。第一抽样时间的电感线圈电流将与第一抽样时间的参考电流进行比较，而脉宽调制控制信号的工作循环将被调整以便将第二抽样时间的电感线圈电流向实质上等于第一抽样时间的参考电流的值驱动，而且不间断电源的输出电压将被应用于负荷。

本发明的至少一个其它方面指向不间断电源。该不间断电源包括输出反相器和滤波器，而该滤波器包括电感线圈和电容器。不间断电源包括配置成把脉宽调制控制信号应用于输出反相器并且在第一抽样时间和第二抽样时间定期地抽取电感线圈电流子样的处理器。该处理器被进一步配置成将第一抽样时间的电感线圈电流与第一抽样时间的参考电流进行比较。脉宽调制控制信号的工作循环通过调整把第二抽样时间的电感线圈电流向实质上等于第一抽样时间的参考电流的值驱动，而且不间断电源把输出电压应用于负荷。

在本发明的至少一个其它方面中，不间断电源包括配置成接受脉宽调制控制信号的输入模块。该不间断电源包括有输出反相器和滤波器的控制模块和与输入模块和脉宽调制控制信号两者耦合响应该脉宽调制控制信号把输出功率提供给负荷的输出模块。该不间断电源包括用来调整脉宽调制控制信号的工作循环把通过电感线圈的电流向实质上等于某时段的参考电流值的值驱动的装置，其中所述时段小于或等于与脉宽调制控制信号相关联的载波信号的开关周期时段。

这些方面的各种不同的实施方案可能包括在第一抽样时间在电容器两端抽取电压子样并且至少部分地根据第一抽样时间的电容器电压和电感线圈电流获得第一抽样时间的参考电流。在实施方案中，第一抽样时间的参考电流在第二抽样时间的电感线圈电流值的10％之内，而不间断电源的电感线圈电流可能供应给负荷。在各种不同的实施方案中，第一抽样时间是在与脉宽调制控制信号相关联的载波信号的第一峰值的10％之内的时间，第二抽样时间是在载波信号的第二峰值的10％之内的时间。第一和第二峰值可能是载波信号的相继峰值，而工作循环的调整可能每次在载波信号波谷的10％之内开始。在实施方案中，参考电流是通过实现部份地基于电容器电压的预计的电压控制和部份地基于电感线圈电流的预计的电流控制的任何组合确定的。在一个实施方案中，调整工作循环将第二抽样时间的电容器电压向等于第一抽样时间的参考电压的值驱动。在一个实施方案中，应用脉宽调制控制信号、定期地抽取电感线圈电流子样、把电感线圈电流与参考电流进行比较、调整工作循环和应用输出电压是由处理器完成的而且是在储存在计算机可读的媒体之中由处理器运行的程序中实现的。此外，在各种不同的实施方案中都将谐波畸变从输出反相器滤掉。

在此揭示的系统和方法的其它方面和优势通过结合附图仅仅作为范例举例说明本发明的原则的下列详细描述将变得明显。

附图说明

这些附图不打算依比例绘制。在这些附图中，在各种不同的附图中举例说明的每个同一的或几乎同一的组成部分是用相似的数字表现的。为了清楚，并非每个组成部分可能在每幅附图中都被分标注出来。在这些附图中：

图1是举例说明不间断电源处于工作状态的功能方框图；

图2是举例说明在工作状态下把功率分配给负荷的方法的流程图；

图3是举例说明不间断电源处于工作状态的功能方框图；

图4是举例说明来自工作状态下不间断电源的非线性负荷电流输出的曲线图；

图5是举例说明工作状态下不间断电源的输出反相器的电路图；

图6是举例说明与工作状态下不间断电源相关联的控制信号脉冲的曲线图；

图7是举例说明在工作状态期间不间断电源的反相器输出电压的电路图；

图8是举例说明在不间断电源工作状态期间在转换周期内电感线圈电流变化的开关图；

图9是举例说明工作状态下不间断电源的电路图；

图10是举例说明工作状态下不间断电源的替代电路图；

图11是举例说明工作状态下不间断电源滤波器的电感线圈电流变化的曲线图；

图12是举例说明不间断电源滤波器在工作状态下抽样的电感线圈电流的曲线图；

图13是举例说明工作状态下不间断电源的预计的电流控制的方框图；

图14是举例说明工作状态下不间断电源的电感线圈电流跟踪的曲线图；

图14a是举例说明工作状态下不间断电源的电感线圈电流跟踪的曲线图；

图15是举例说明工作状态下不间断电源滤波器的电路图；

图16是举例说明工作状态下不间断电源的预计的电压控制的方框图；

图17是举例说明工作状态下不间断电源的电容器电压跟踪的曲线图；

图17a是举例说明工作状态下不间断电源的电容器电压跟踪的曲线图；

图18是举例说明工作状态下不间断电源的预计的电流控制和预计的电压控制的方框图；

图19是举例说明工作状态下不间断电源的输出电容器电压和负荷电流的曲线图；

图20是举例说明工作状态下不间断电源的负荷电流的曲线图；

图21是举例说明用于工作状态下不间断电源的负荷电流推断法的曲线图；

图22是举例说明用于工作状态下不间断电源的负荷电流推断法的曲线图；

图23是举例说明包括负荷电流推断法的工作状态下不间断电源的预计的电流控制和预计的电压控制的方框图在；

图24是举例说明工作状态下不间断电源的电容器参考电压的曲线图；

图25是举例说明工作状态下不间断电源的电容器参考电压的曲线图；而

图26是举例说明工作状态下不间断电源的包括负荷电流推断法和均方根电压校正在内的预计的电流控制和预计的电压控制的方框图。

具体实施方式

这项发明在其应用方面不局限于在下列的描述中陈述的和在附图中举例说明的组成部分的构造和安排的细节。本发明能够有其它实施方案和以各种不同的方式实践或实施。

本发明的至少一个实施方案在，举例来说，图1的不间断电源中，提供改良的对负荷的功率分配。然而，本发明的实施方案不局限于供不间断电源使用，而是通常可以用于其它的电源或其它的系统。

如用于举例说明的附图所示，本发明可以体现在使用不间断电源把功率分配给负荷的系统和方法之中。这些系统和方法能调整脉冲宽度控制信号的工作循环改变输出功率、电压和/或电流。在此揭示的系统和方法的实施方案考虑到谐波畸变的滤除。

简单扼要地说，图2是依照本发明的一个实施方案描绘把功率分配给负荷的方法200的流程图。在操作模式中，方法200包括带输出反相器和滤波器的不间断电源，而滤波器包括电感线圈和电容器。在一个实施方案中，方法200包括把控制信号应用于输出反相器的行为(ACT205)。在一个实施方案中，这个应用行为(ACT205)能包括产生脉宽调制(PWM)控制信号的脉宽调制信号发生器。诸如PWM控制信号之类的控制信号可能是，举例来说，其工作循环被调制从而导致波形平均值变化的方波。在各种不同的实施方案中，应用PWM控制信号(ACT205)包括把控制信号输入输出反相器。举例来说，应用PWM控制信号(ACT205)可能包括产生或接收所产生的PWM控制作信号并且把该PWM控制信号传送到输出反相器。在这个说明性实施方案中，输出反相器接收足以使输出反相器能够操作的控制信号。

在一个实施方案中，当PWM控制信号应用于输出反相器的时候(ACT205)，电流流过输出反相器。这个反相器输出电流可能被称为电感线圈电流，而且在这个范例中，被输入滤波器，例如包括电感线圈和电容器的低通滤波器。继续讨论这个说明性的实施方案，方法200可能包括定期抽取电感线圈电流子样的行为(ACT210)。定期抽取电感线圈电流子样(ACT210)包括，举例来说，在第一抽样时间抽取电感线圈电流子样和在第二抽样时间抽取电感线圈电流子样。定期抽取电感线圈电流子样(ACT210)可能包括在第一抽样时间和在第二抽样时间测量或接受在与PWM控制信号相关联的载波信号的峰值期间输出反相器的电感线圈电流的指示。在一个实施方案中，这包括在抽样时间[即在或作为替代在载波信号峰值的10％之内]抽取电感线圈电流子样(ACT210)。然而，人们将领会到电感线圈电流可能是在载波信号波形的任何瞬间被抽样的(ACT210)，包括在或接近载波信号峰值、载波信号波谷的时间，或在后续载波信号峰值之间的任何瞬间。

在一种操作模式中，方法200包括在第一抽样时间抽取电容器电压子样的行为(ACT215)。抽取电容器电压子样(ACT215)的电容器通常是与滤波器相关联的电容器。抽取电容器电压子样(ACT215)通常包括及时取得、获得或接受电容器两端的电压测量结果。在一些实施方案中，抽取电容器电压子样(ACT215)可能包括估计电容器电压数值，而抽取电感线圈电流子样(ACT210)可能包括估计电感线圈电流数值。关于电感线圈电流的周期性抽样(ACT210)，在各种不同的实施方案中，抽取电容电压子样(ACT215)发生在载波信号的任何瞬间，包括在或接近载波信号波形的峰值或波谷。

在一个实施方案中，方法200能包括对负荷电流I_负荷进行抽样的行为(ACT217)。通常，对负荷电流I_负荷进行抽样的行为(ACT217)可能发生在任何抽样时间，而且可能包括在载波信号的任何瞬间取得、获得或接受负荷电流I_负荷的测量结果。在一些实施方案中，抽取负荷电流I_负荷子样可能包括估计或推断I_负荷的数值。

方法200可能还包括在第一抽样时间获得参考电流的行为(ACT220)。在一个包括这个行为的实施方案中，获得参考电流(ACT220)包括在第一抽样时间至少部分地根据第一抽样时间的电感线圈电流和第一抽样时间的电容器电压获得参考电流。依照在此进一步的讨论，参考电流通常是后续抽样时间的预计的电感线圈电流。举例来说，电感线圈参考电流(I_L ^*)可能是第n个抽样时间的预计的电感线圈电流I_L(n+1)。换句话说，在第一抽样时间已经抽取电感线圈电流子样(I_L(n))(ACT210)，电感线圈参考电流可能包括在第(n+1)个或下一个抽样时间确定电感线圈电流的数值。给出在第一抽样时间抽取的电感线圈电流的数值(ACT210)和开关周期或抽样周期内电感线圈电流上升或下降的斜率，就能相对于负荷比Dn确定参考电流(I_L ^*)，其中负荷比是脉冲持续时间(例如，PWM控制信号非零的时候)和控制信号周期(例如，矩形波波形)之比。

再一次依照在此进一步的讨论，在一个实施方案中，抽取电容电压(v_c)的子样(ACT215)而且能部份地基于抽取(ACT215)的电容电压(v_c)确定参考电容器电流I_C(n) ^*。因为通常在诸如LC滤波器之类的滤波器中电感线圈电流I_L＝I_负荷+I_C，它遵循电感线圈参考电流I_L(n) ^*＝I_负荷+I_C(n) ^*。在这个说明性的范例中，人们能看到参考电流I_L(n) ^*可以至少部分地根据在第一抽样时间抽取(ACT210)的电感线圈电流(I_L)、在第一抽样时间抽取(ACT215)的电容电压(v_c)或在第一抽样时间抽取(ACT217)的负荷电流I_负荷获得(ACT220)。

在实施方案中，方法200包括将第一抽样时间的电感线圈电流与在第一抽样时间经过电感线圈的参考电流进行比较的行为(ACT225)。将电感线圈电流与电感线圈参考电流进行比较(ACT225)通常包括确定这两个电流的差异，在此称之为电流误差值。举例来说，比较(ACT225)可能包括对两个电流数值完成逻辑或处理操作确定它们相对于对方的差异的逻辑装置。在说明性的实施方案中，除了将第一抽样时间的电感线圈电流与第一抽样时间的参考电流进行比较(ACT225)之外，方法200包括调整PWM控制信号的工作循环把第二抽样时间的电感线圈电流向实质上等于第一抽样时间的参考电流的数值驱动(ACT230)。

在一个实施方案中，调整PWM控制信号工作循环(ACT230)包括把第二抽样时间的电容器电压向实质上等于第一抽样时间的电容器参考电压的数值驱动。通常，调整工作循环(ACT230)导致电感线圈电流I_L(n)调整到实质上等于第一抽样时间(T_(n))之后和第二抽样时间(T_(N+1))之前的某个时间点的电感线圈参考电流I_L(n)*的数值驱动。继续讨论这个范例，在第二抽样时间T_(N+1)，电感线圈参考电流I_L(n+1) ^*可能由于，举例来说，非线性负荷的功率需求有不同于电感线圈参考电流I_L(n) ^*的数值。然而，调整PWM控制信号工作循环(ACT230)在实施方案中导致第(n+1)个抽样时间的电感线圈电流I_L(n+1)实质上等于第n个抽样时间的电感线圈参考电流I_L(n) ^*。同样，在各种不同的实施方案中，电感线圈电流或电容器电压或两者都可能被分别地驱动向或跟随电感线圈参考电流或电容器参考电压一个抽样周期，即，一个开关周期的延迟。

在一些实施方案中，在第n个抽样时间电感线圈电流I_L(n)和电感线圈参考电流I_L(n) ^*之间的差异可以被称为电流误差e_I(n)。因为在各种不同的实施方案中，许多负荷就电流或耗电量而论以非线性的方式操作，所以负荷所需的负荷电流I_负荷可能频繁地改变。作为结果，电感线圈电流IL通常必须得到控制和调整，以便控制送给负荷的输出功率。一般地说，当电流误差e_I(n)是零的时候，负荷电流I负荷在适合负荷起作用的数值。因为依照前面的讨论电感线圈参考电流I_L(n) ^*能相对于工作循环Dn表达，所以PWM控制信号的工作循环Dn能在获取第(n+1)个子样(例如，第二抽样时间的子样)之前被调整成在第n个抽样时间把电流误差e_I(n)向零驱动。以这种方式改变工作循环Dn通常把第一抽样时间的电感线圈电流I_L驱动到实质上等于第一抽样时间之后和第二抽样时间之前的电感线圈参考电流I_L(n) ^*的水平。通常，新的电流误差e_I(n)可能发生在第二抽样时间。然而，继续这个说明性的实施方案，在第二抽样时间，电感线圈电流I_L(n)已经被控制或驱动到接近第一抽样时间的电感线圈参考电流水平I_L(n) ^*的数值。因此，依照在此更详细的讨论，在一个实施方案中，调整PWM控制信号的工作循环(ACT230)导致电感线圈电流I_L用一次抽样延迟跟踪电感线圈参考电流I_L ^*。

人们将领会到在各种不同的实施方案中第二抽样时间的电感线圈参考电流或电容器电压并非精确地等于第一抽样时间的电感线圈电流或电容器电压。在各种不同的实施方案中，这两个数值可能实质上相等。举例来说，在一个实施方案中，第二抽样时间的电感线圈电流驱向在第一抽样时间的参考电流的10％(即正负10％)之内的数值。在各种不同的其它实施方案中，这些数值可能彼此偏离±10％以上而且依照本文的定义仍然实质上相等。

此外，在实施方案中，调整PWM控制信号的工作循环(ACT230)包括在载波信号波谷的10％之内的某个时间点将工作循环的调整初始化的行为。在一个实施方案中，抽取滤波器的电感线圈电流子样(ACT210)在载波信号的峰值初始化，而调整PWM控制信号的工作循环(ACT230)在载波信号的波谷初始化。在这个说明性的实施方案中，电感线圈电流抽样(ACT210)和工作循环调整(ACT230)的之间的延迟s时间实质上是开关周期的一半，即，Ts/2。把这个时间延迟减少到Ts/2将减少计算的延迟和导致有效的电流和电压控制。人们将领会到在其它的实施方案中这个调整能在载波信号峰值的10％之内或在载波信号的任何其它瞬间初始化。这个瞬间通常可能被称为更新瞬间。在一个实施方案中，电感线圈电流能在调整控制信号(ACT230)的瞬间被预测。

在一些实施方案中，方法200包括滤除来自输出反相器的谐波畸变的行为(ACT235)。通常，谐波畸变包括反相器产生的开关频率电压谐波，而滤除谐波畸变(ACT235)可能包括使用低通滤波器。滤除谐波畸变(ACT235)通常通过除去不想要的噪音或其它干扰改善反相器输出信号。在一个实施方案中，滤除谐波畸变(ACT235)包括把谐波畸变水平滤除到小于反相器输出的4.4％的水平。在替代实施方案中，谐波畸变被滤除到8％以下的水平，在一些实施方案中，滤除谐波畸变(ACT235)可能包括滤除来自信号的反相器输出，以便谐波畸变组成小于3％的反相器输出。在一个实施方案中，推断更新瞬间的负荷电流I_负荷能把谐波畸变总水平减少到小于或等于反相器输出的3.4％。

在一种操作状态中，方法200包括把不间断电源的输出电压应用于负荷的行为(ACT240)。在一个实施方案中，这包括反相器输出电压，而在另一个实施方案中，这包括滤除来自电压信号的谐波畸变(ACT235)之后反相器输出电压。将输出电压应用于负荷(ACT240)通常包括将不间断电源输出电压输出或输送到任何负荷，在这种情况下负荷接受这个电压作为输入。在一个实施方案中，将输出电压应用于负荷(ACT240)包括将输出电压应用于二极管桥式整流器，或可能作为负荷部份被包括在内的任何其它整流电路。在一个实施方案中，应用输出电压(ACT240)包括使输出电压变成负荷可得的，不管该负荷是否实际存在。

方法200在一个实施方案中还包括将不间断电源的输出电流应用于负荷的行为(ACT245)。应用输出电流(ACT245)可能但不需要包括将诸如LC滤波器之类的滤波器的输出电流应用于负荷。在各种不同的实施方案中，将输出电流应用于负荷(ACT245)包括使输出电流通过二极管桥式整流电路或其它整流电路。在一个实施方案中，应用输出电流(ACT245)包括使输出电流变成负荷可得的，不管该负荷是否实际存在。

简单扼要地说，图3是依照本发明的实施方案不间断电源300的功率的功能方框图。不间断电源(UPS)300通常包括维持对各种不同的负荷的连续的或几乎连续的电力供应的装置。UPS300可能是在线或脱机多样性的。本发明的实施方案不局限于在不间断电源中使用，而是通常可以用于其它的电源或其它的系统。

在一个实施方案中，UPS 300包括至少一个处理器305。处理器305可能包括有足以完成在此揭示的逻辑运算的处理能力的任何装置。处理器305可能但不需要被整合到UPS 300之中。举例来说，处理器305可以实际上被包括在UPS 300之内，或作为替代，处理器305可能是远程的但是与UPS 300相关联。在一个实施方案中，可能有众多处理器305，这些处理器可能位于UPS300的壳体之内，UPS 300之外或一些处理器305可能在UPS 300里面而其它的处理器305位于UPS 300之外。处理器305可能包括任何输入模块、控制模块或输出模块。

在一个实施方案中，处理器305包括至少一个控制信号发生器310。控制信号发生器310可能与处理器305成一整体或相关联，而且在一个实施方案中控制信号发生器310包括至少一个载波信号。通常，控制信号发生器310是能够创造、形成或输出诸如脉宽调制(PWM)控制信号之类控制信号的装置。在各种不同的实施方案中，控制信号发生器310或任何处理器305能够调整PWM控制信号的工作循环把第二抽样时间的电感线圈电流向第一抽样时间的参考电流值驱动。在一个实施方案中，控制信号发生器310包括至少一个适合输出脉宽信号的数字电路。控制信号发生器310可能包括，举例来说，用相交法(intersective method)、Δ法(delta method)、∑-Δ法(sigma delta method)或其它产生和操纵波形的形式之中的任何一种产生PWM控制信号的电路或其它发生器。

在一个实施方案中，控制信号发生器310把诸如PWM控制信号之类的控制信号供应给至少一个输出反相器315。输出反相器315可能是构成UPS 300不可缺少的部分或者是外部的但与UPS300相关联。输出反相器315通常接受直流(DC)电压输入并且把交流(AC)电压输出提供给负荷，该负荷可能包括，举例来说，非线性负荷，例如，计算机负荷。在各种不同的实施方案中，输出反相器315包括三相反相器或单相反相器。在一个实施方案中，输出反相器315可能包括至少一个三级反相器(three levelinverter)，例如，在此通过引证将其揭示并入的两份授权给Nielsen的美国专利第6,838,925号和第7,126,409号所揭示的那些。

输出反相器315的输出在一个实施方案中被馈送给至少一个滤波器320。在各种不同的实施方案中，滤波器320可能包括无源的、有源的、模拟的或数字式的滤波器。在一个实施方案中，滤波器320包括有至少一个电感线圈325和至少一个电容器330的低通LC滤波器，虽然可能使用电感线圈、电容器和电阻的其它组合。滤波器320通常是配置成修改信号的谐波内容的装置。举例来说，滤波器320可能滤掉开关频率电压谐波，包括输出反相器315产生的全部谐波畸变。在一个实施方案中，滤波器320的输出馈送给至少一个整流电路335。整流电路335通常包括把交流输入(例如，来自滤波器320)转换成直流输出的装置。在各种不同的实施方案中，整流电路335可能提供半波或全波整流。但是，滤波器320可能无需对UPS 300来说是内在的。

在一个实施方案中，UPS 300的整流电路335把电压和/或电流输出到至少一个负荷340。负荷340可能包括直流负荷或非线性负荷或线性负荷，而且在一个实施方案中负荷340可以包括整流电路335。举例来说，负荷340可能包括计算机、服务器或其它需要输入功率的用电设备。在各种不同的实施方案中，滤波器320、整流电路335或其它的UPS 300部件可能把电压或电流供应给负荷340。

图3举例说明的UPS 300描绘输出反相器315把电压和/或电流供应给负荷340的操作模式，其中负荷包括，举例来说，非线性负荷，例如，计算机负荷。在各种不同的实施方案中，负荷340包括服务器、计算机、通信设备、数据存储设备、插件模块或任何需要功率的用电装置或设备。在这个说明性的实施方案中，滤波器320包括由电感线圈325和电容器330组成的低通滤波器，以便滤除输出反相器315产生的开关频率谐波或其它不想要的畸变。如图3所示，V_I代表输出反相器315的电极电压，v_c代表横跨电容器330两端的电压，I_L代表电感线圈325的电流，I_C代表电容器330充电电流，而I_负荷代表在此用方程(1)表示的负荷电流。

I_L＝I_负荷+I_C (1)

在说明性的实施方案中，参照方程(1)，I_C可能小于I_负荷，虽然不需要总是这种情形。

图4是举例说明依照本发明的实施方案从不间断电源300输出的正弦曲线电容器电压v_c和非线性负荷电流I_负荷的曲线图。如同图4的实施方案举例说明的那样，I_负荷包括非线性负荷电流，Vc包括正弦曲线电压。在一个实施方案中，I_负荷包括滤波器320的电流I_L减电容器330的电流I_C，而v_c包括电容器330的电压。

简单扼要地说，图5包括依照本发明的实施方案按某种操作模式举例说明输出反相器315的电路图。在一个实施方案中，输出反相器315包括三级反相器。图5举例说明在某种操作模式中输出反相器315的相位，其中输出反相器315包括电压V_I，在这个说明性的实施方案中，该电压是幅度V_dc的控制信号(例如，PWM)脉冲的函数，如图6所示。图6包括举例说明输出反相器315的电压V_I和输出反相器参考电压V_I ^*的曲线图。在一个实施方案中，图6的控制信号脉冲是由控制信号发生器310产生的。在图6的正半周的说明性实施方案中，反相器开关S1和S2如图5所示永久地以与开关S3断开互补的方式被接通(即，被选通)和断开。相反，在图6的负半周的说明性实施方案中，图5的反相器开关S3和S2以与开关S1断开互补的方式被接通。

图7是依照本发明的实施方案包括图6所描绘的正半周期间的反相器315的输出电压V_I的电路图的说明性实施方案。举例来说，在一个实施方案中，开关周期Ts＝1/f_sw(其中f_sw是开关频率)。在这个范例中，开关S1被接通特定的持续时间(T_ON)，开关S2被接通该时间间隔的剩余部分[即(T_S-T_ON)]，D是开关S1的工作循环。继续这个说明性的实施方案，图8依照本发明的实施方案举例说明有开关周期Ts的输出反相器315的开关图。图8依照本发明的实施方案举例说明包括在开关周期Ts范围内电感线圈325的电流IL的说明性变化的开关图。在这个说明性的实施方案中，输入量是在抽样瞬间抽取的，该抽样瞬间在载波信号的峰值处或在其附近，控制信号的工作循环(即工作状态D)是在图示的载波波谷处或其附近调整的，从而导致输入抽样和工作循环调整之间有Ts/2的时间延迟。

在各种不同的实施方案中，被抽样的输入量(例如，电感线圈325的电流I_L和/或被抽样的电容器330电压v_c)可能是在载波信号的任何时间点抽样的，而且控制信号的工作循环也可能从载波信号的任何时间点开始调整。在此抽样的数值(例如，负荷电流、电感线圈电流或电容器电压)可能是用电流或电压传感器抽样的。在图8举例说明的范例中，电感线圈325的电流I_L在开关S1接通的时候增加并且开关S1断开的时候减少。这个范例的电路图是分别用图9和图10举例说明的，其中图9举例说明当图5的开关S1接通而开关S2断开的时候不间断电源300的电路图；图10举例说明当图5的开关S1断开而开关S2接通的时候不间断电源300的电路图，全部依照本发明的各种不同实施方案。

简单扼要地说，图11是依照本发明的实施方案举例说明不间断电源滤波器320在某工作状态下电感线圈电流IL的变化的曲线图。在图11举例说明的实施方案中，I_L ^*是参考电流，I_L是电感线圈325的抽样电流，而e_I(n)是第n个抽样时间的电流误差。通过调整控制信号的工作循环D_n，在接下来的第n+1个抽样时间到达之前，例如，在一个开关周期Ts时限(即，一个抽样周期)之后，电流误差ei(n)能被驱向零。然而，在有非线性负荷340的实施方案中，通过在第n+1个抽样时间之前将e_I(n)向或朝零驱动，可能在第n+1个抽样时间有新的电流误差(e_I(n+1))，这个范例的电感线圈325的抽样电流I_L用一个抽样时间跟踪电感线圈参考电流I_L ^*，如图12的曲线图所示。

举例来说，参照图8，在第n个抽样时间抽取电感线圈325的电流的子样I_L(n)。在这个说明性的实施方案中，为了在开关周期Ts内估计第(n+1)个抽样时间的电感线圈电流I_L(n+1)的数值，人们将领会到电感线圈电流I_L以斜率(V_DC-v_c)/L上升(见图9)和以斜率-v_c/L(见图10)下降。继续这个范例，I_L(n+1)的表达是如方程(2)所示导出的。

(2), I_{L (n + 1)} = I_{L (n)} - \frac{(1 - D_{n - 1}) T_{s}}{2} (\frac{v_{c (n)}}{L}) + \frac{(D_{n} + D_{n - 1}) T_{s}}{2} (\frac{V_{dc (n)} - v_{c (n)}}{L}) - \frac{(1 - D_{n}) T_{s}}{2} (\frac{v_{c (n)}}{L})

方程(2)可以被进一步简化，得到如方程(3)-(6)所示的工作循环Dn的表达。

(3), (I_{L (n + 1)} - I_{L (n)}) = \frac{T_{s}}{2 L} [- ({1 - D}_{n - 1}) v_{c (n)} + (D_{n} + D_{n - 1}) (V_{dc (n)} - v_{c (n)}) - (1 - D_{n}) v_{c (n)}]

(4), (I_{L (n + 1)} - I_{L (n)}) = \frac{T_{s}}{2 L} [- v_{c (n)} + D_{n - 1} v_{c (n)} + (D_{n} + D_{n - 1}) V_{dc (n)} - D_{n} v_{c (n)} - D_{n - 1} v_{c (n)} - v_{c (n)} + D_{n} v_{c (n)}]

(5), (I_{L (n + 1)} - I_{L (n)}) = \frac{T_{s}}{2 L} [- 2 v_{c (n)} + (D_{n} + D_{n - 1}) V_{dc (n)}]

(6), D_{n} = - D_{n - 1} + \frac{2 L}{V_{dc (n)} T_{s}} [I_{L (n + 1)} - I_{L (n)}] + \frac{2 v_{c (n)}}{V_{dc (n)}}

在这个范例中，直流总线电压V_DC被视为常数，而第n个开关周期的预计的电感线圈电流I_L(n+1)可以用电感线圈参考电流I_L(n) ^*代替(见图11)。所以，方程(6)的工作循环Dn可以如方程(7)所示被写出。

(7), D_{n} = - D_{n - 1} + (\frac{2 L}{V_{dc} T_{s}}) [{I_{L (n)}}^{*} - I_{L (n)}] + (\frac{2}{V_{dc}}) v_{c (n)}

简明扼要地说，图13依照本发明的实施方案举例说明对应于方程(7)的预计的电流控制方框图。如图12所示，图13的电感线圈电流I_L通常落后电感线圈参考电流I_L(n) ^*一个子样周期(即，一个子样延迟或连续抽样瞬间之间的时间)。换句话说，处理器305中通常如同图13举例说明的那样和如同方程(7)描述的那样调整工作循环Dn，以便把电感线圈325的电流I_L(n)向电感线圈参考电流I_L(n) ^*驱动，偏移一个子样周期(n)。图14包括举例说明这个实施方案的曲线图。如同人们能在该曲线图和图14A的放大插图中看到的那样，电感线圈电流I_L(n)被驱向电感线圈参考电流I_L(n) ^*，在这个实施方案中落后它一个子样周期。人们将领会到在各种不同的实施方案中电感线圈电流I_L(n)可能以多于或少于一个抽样时限的延迟被驱向电感线圈参考电流I_L(n) ^*。换句话说，在各种不同的实施方案中，I_L(n)可能被驱向实质上等于I_L(n) ^*的数值，偏移两个、三个或任何个抽样周期(即，切换循环周期Ts)。在一个实施方案中，I_L(n) ^*是在PWM控制信号调整瞬间预测的，例如，在载波信号波形的波谷的10％处或在载波信号波形的波谷的10％范围内。

在一个实施方案中，I_L(n) ^*是部份地通过实现预计的电压控制确定的。参照通常依照本发明的实施方案描绘滤波器320的LC(即电感线圈/电容器)安排的图15，I_C是通过电容器330的电流，而v_c是电容器330两端之间的电压。在一个实施方案中，电流I_C的变动用来控制电压v_c。在一个说明性的实施方案中，第n个抽样时间的输出电压误差是Δv_c(n)。与电流误差e_I(n)类似，在一个实施方案中，电压误差Δv_c(n)在一段时间Δt＝Ts(即，一个抽样周期)内被驱向零。这导致电容器参考电流I_C(n)如方程(8)所示。

(8), {I_{c (n)}}^{*} = C \frac{Δ v_{c} (n)}{Δt} = (\frac{C}{Ts}) [{v_{c (n)}}^{*} - v_{c (n)}]

继续这个说明性的范例，电感线圈参考电流I_L(n) ^*可以如方程(9)所示至少部分地根据抽样的电容器电压v_C使用方程(1)获得。

(9)I_L(n) ^*＝I_负荷(n)+I_C(n) ^*

简明扼要地说，图16依照本发明的实施方案描绘预计的电压控制器的方框图。如图16所示，在一个实施方案中，负荷电流I_负荷(n)和电容器电压v_c(n)能被测量出来而且可以用来计算电感线圈参考电流I_L(n)。图17是举例说明图16描绘的范例中的预计的电压控制实施方案的曲线图。如同能在图17及其放大插图图17A中看到的那样，这个实施方案的电容器电压v_c(n)被驱向电容器参考电压V_c(n) ^*，落后它大约一个子样时间(即，大约一个开关循环周期Ts)。

在各种不同的实施方案中，电容器330的预计的电压控制(例如，图16举例说明的)和电感线圈325的预计的电流控制(例如，图13举例说明的)两者都可能作为处理器305的一部分或受处理器305控制的部分被包括在内。此外，在一个实施方案中，电容器330的电压控制和电感线圈325的电流控制可能结合在一起成为一个预计的控制器，如图18所示。在一个实施方案中，图18描绘的控制器是处理器305的一部份。在图18举例说明的实施方案中，PWM控制信号的工作循环D_n受到调整，以便把第二抽样时间(n+1)的电感线圈电流向实质上等于第一抽样时间(n)的参考电流的数值驱动。图19是举例说明电容器电压输出v_c和负荷电流输出I_负荷的实施方案的曲线图。在各种不同的实施方案中，电压和/或电流输出能应用于一个或多个负荷340，而且电流和电压的数值可能是靠使用装置(例如，电流传感器和电压传感器)获得的，或者他们可能是估计的。

人们将领会到如同图18举例说明的和在方程(9)中看到的那样，电感线圈参考电流I_L(n) ^*能被确定，举例来说，基于抽样的负荷电流I_负荷和电容器参考电流I_C(n) ^*。在与上述的方程(7)-(9)有关的一个实施方案中，V_DC、v_c和I_负荷在开关周期Ts内能被视为常数。然而，在另一个实施方案中，I_负荷在开关周期Ts内能改变。举例来说，这可能发生在反相器315应用于非线性计算机负荷的时候。

图20举例说明负荷电流I_负荷变化的范例。在图20举例说明的实施方案中，真实的负荷电流I_负荷在开关周期Ts内可能不同于实测的负荷电流I_负荷(n)，在一个实施方案中该实测的负荷电流可能是在每个抽样瞬间(例如，第(n-1)个、第(n)个或第(n+1)个抽样瞬间)测量的。在图20举例说明的实施方案中，这个误差可以在更新抽样瞬间看到，在这个范例中，该瞬间发生在开关周期Ts的中央(即，Ts/2)。在一些实施方案中，这个误差能影响电感线圈参考电流I_L(n) ^*的确定。

换句话说，就图20举例说明的实施方案而论，在第n个抽样瞬间，I_负荷和I_负荷(n)可能有相同的数值。在一个实施方案中，足以使电感线圈电流I_L(n)驱向参考电流I_L(n) ^*的工作循环Dn不可能适用于第n个抽样瞬间。相反，在这个说明性的实施方案中，工作循环Dn能适用于第n个控制信号更新瞬间，该瞬间在图20举例说明的实施方案中可能发生在第n个抽样瞬间之后大约一半开关周期(即，Ts/2)的位置。在这个说明性的实施方案中，第n个抽样瞬间的I_负荷可能不同于第n个更新瞬间的I_负荷，该瞬间可能晚半个开关周期。在这个范例中，在I_负荷(n)的抽样和工作循环Dn的应用之间有半个载波周期的延迟(Ts/2)，而且在这个延迟期间I_负荷的数值可能已经改变。(例如，这个变化反映在图20举例说明的实施方案指出的误差数值之中。这个误差数值能反映在电感线圈参考电流I_L(n) ^*之中，以便电感线圈参考电流I_L(n) ^*在第n个更新瞬间能不同于方程(9)确定的电感线圈参考电流。这可能导致，举例来说，电容器330的不受欢迎的放电或过度充电。

为了消除或最大限度地减少这个误差数值的影响，在一个实施方案中，I_负荷能在更新瞬间用插补法确定。因为与第n个相对应的负荷电流I_负荷通常在第n个抽样瞬间是不可得的，所以这个数值能如同，举例来说，方程(10)指出的那样被推断出来，在这里I_负荷 _{_ex(n)}是针对第n个开关周期推断的负荷电流。

图21描绘举例说明针对不间断电源在工作状态下第n个开关周期Ts确定方程(10)的I_{负荷_ex(n)}的负荷电流插补法的曲线图。图22通常描绘真实的和推断的负荷电流在若干开关周期TS里的变化。在图22举例说明的实施方案中，人们将领会到I_{负荷_ex(n)}在每个更新瞬间与I_负荷(n)相交。

图23通常描绘举例说明在负荷电流I负荷(n)包括推断的负荷电流I_{负荷_ex(n)}的实施方案中不间断电源的预计的电流控制和预计的电压控制的方框图。在一个实施方案中，推断负荷电流I_{负荷_ex(n)}确定在载波信号的波谷或波谷附近的第n个更新瞬间的负荷电流数值能进一步减少不间断电源控制方案的总谐波畸变(THD)的水平，在这里I_负荷是在位于载波信号的峰值或峰值附近的第n个抽样瞬间抽样的。在一个范例中，以这种方式推断负荷电流能将THD水平进一步减少0.4-1.0％达到反相器315输出的大约3.5％或更少。

在一个实施方案中，电容器330的稳定态均方根(RMS)电压v_c能在UPS输出功率增加之时从无负荷数值(例如，120V)逐渐减少。这可能发生在包括非线性负荷340(例如，计算机)的实施方案中。在一个实施方案中，RMS输出电压校正可以应用于vc，以避免或最大限度地减少这个减少。举例来说，使用比例型(P型)电压控制器代替比例-积分型(PI型)控制器能导致RMS v_c从120V减少到满负荷时的大约116-117V。一个举例说明这种电压损失的实施方案是在适于P型控制器的图24中和适于PI型控制器的图25中描绘的。如同这两张附图描绘的那样，v_c在满负荷电流I_负荷条件下或该条件附近从参考电压的v_c ^*下降。如图25所示，在一个实施方案中，PI控制器的积分作用能导致使用P型控制器时不发生的一些附加的v_c增益。然而，在两种情况下，一些v_c损失可能发生，虽然通常v_c损失在使用P型控制器的时候大于使用使用PI型控制器的时候。

在一个实施方案中，RMSv_c的下降能使用图26所示的RMS校正回路校正。RMS校正回路在实施方案中这样调整参考电压v_c ^*，以便稳定态RMSv_c在满负荷下保持在120V。在一个实施方案中，v_c能在无负荷情况下是120V，大于或等于在满负荷情况下的119V。为了这么做，举例来说，RMS电压校正回路的带宽可能被设计成比预计的电压控制回路的带宽少一个数量级。这能避免不受欢迎的RMS电压校正回路和预计的电压和电流控制回路之间的交互作用。人们将从图26领会到在一个实施方案中RMS电压校正回路可以包括补偿v_c的稳定态下降和保持v_c在任何负荷条件(包括用于非线性负荷340的满负荷条件)下都等于或接近v_c ^*的整体型控制器。

在至少一个实施方案中，UPS 300的元素包括UPS 100的元素。举例来说，在各种不同的实施方案中，处理器305包括控制器130；输出反相器315包括反相器120；负荷340包括负荷140，等等。进一步显而易见的是在一个实施方案中UPS 300包括与图1的元素相对应但没有展示的元素，例如，电池150或多样的输入线、输出线或中性线。

请注意，在图1到图26中，所列举的项目是作为个别元素展示的。然而，在本文描述的系统和方法的真实落实中，它们可能是其它电子装置(例如，数字计算机)的不可分的组成部分。因此，上述的行为可能是在软件中实现的，该软件可能体现在把程序存储媒体包括在内的制品中。程序存储媒体包括体现在一个或多个载波、计算机盘片(磁盘或光盘(例如，CD或DVD，或两者)、非易失性存储器、磁带、系统存储器和计算机硬盘驱动器中的数据信号。

从上文，人们将领会到在此描述的系统和方法提供把功率分配给负荷的简单有效的方法。这些系统和方法依照各种不同的实施方案能够调整PWM控制信号的工作循环控制不间断电源的电压和电流输出，而且能够滤除来自这些输出的谐波畸变。这将提高效率、可靠性和兼容性，而且将降低成本。

关于在此以单数提及的系统和方法的实施方案或元素或行为的任何引证也可能包含包括众多这些元素的实施方案，而以复数呈现的关于任何实施方案、或元素或行为的任何引证在此也可能包含只包单一元素的实施方案。单数或复数形式的引证不倾向于限制目前揭示的系统或方法、它们的组成部分，行为或元素。

在此揭示的任何实施方案都可能与任何其它的实施方案结合，而且诸如“实施方案”、“一些实施方案”、“替代实施方案”、“各种不同的实施方案”之类的提法并非一定相互排斥。任何实施方案都可能以与在此揭示的对象、目标和需要一致的任何方式与任何其它的实施方案结合。

在任何权力要求中提到的技术特征都有参考符号跟在后面，这些参考符号已经单纯地为了增加该权力要求的可理解性被包括在内，因此，无论有没有参考符号都没有对任何权力要求元素范围的任何限制性影响。

熟悉这项技术的人将认识到在此描述的系统和方法可以在不脱离其精神或基本特征的情况下以其它特定的形式体现。举例来说，在此描述的输入和输出可能包括多样的连接以便分别与电压来源和负荷耦合。所以，上述的实施方案在所有的方面都被视为说明性的而不是对所描述的系统和方法的限制。因此，在此描述的系统和方法的范围是用权利要求书指出的而不是前面的描述，并因此在权利要求书的等价文件的意义和范围内出现的所有的变化都倾向于被包括在内。

Claims

1.一种使用有输出反相器和滤波器的不间断电源把功率分配给负荷的方法，其中滤波器有电感线圈和电容器，该方法包括：

把脉宽调制控制信号应用于输出反相器；

在一个开关周期开始的第一抽样时间和一个开关周期结尾的第二抽样时间抽取电感线圈电流子样，一个开关周期具有的时间段从一个开关周期的开始延续到一个开关周期的结尾；

将第一抽样时间的电感线圈电流与第一抽样时间的参考电流进行比较；

在上述时间段中调整脉宽调制控制信号的工作循环把第二抽样时间的电感线圈电流向第一抽样时间的参考电流的数值驱动；以及

把不间断电源的输出电压应用于负荷。

2.根据权利要求1的方法，进一步包括：

滤掉来自输出反相器的谐波畸变。

3.根据权利要求2的方法，其中谐波畸变输出小于或等于反相器输出信号的3.4%。

4.根据权利要求1的方法，进一步包括：

在第一抽样时间对电容器的电压进行采样；

至少部份地根据第一抽样时间的电感线圈电流和第一抽样时间的电容器电压获得在第一抽样时间的参考电流。

5.根据权利要求4的方法，进一步包括：

在载波信号波形的第一波谷的10%范围内在第一时间对工作循环进行初始化调整；以及

在载波信号波形的第二波谷的10%范围内在第二时间获得参考电流的更新值。

6.根据权利要求4的方法，进一步包括：

在第二抽样时间对电容器电压进行抽样；

其中调整工作循环包括在第二抽样时间将电容器电压向实质上等于第一抽样时间的电容器参考电压的数值驱动。

7.根据权利要求6的方法，进一步包括：

调整参考电压以将输出电压向无负荷电压驱动。

8.根据权利要求7的方法，其中无负荷电压大于119V。

9.根据权利要求1的方法，其中第一抽样时间的参考电流是在第二抽样时间的电感线圈电流的10%的范围内。

10.根据权利要求1的方法，进一步包括：

把不间断电源的负荷电流应用于负荷。

11.根据权利要求1的方法，其中第一抽样时间包括载波信号第一峰值的10%范围内的时间；以及其中第二抽样时间包括载波信号第二峰值的10%范围内的时间。

12.根据权利要求11的方法，其中调整工作循环包含：

在第二抽样时间之后，在小于或等于载波信号转换周期一半的时段内初始化工作循环的调整。

13.根据权利要求11的方法，其中第一峰值和第二峰值是载波信号连续的峰值。

14.根据权利要求13的方法，其中调整工作循环包括：

每次在载波信号波谷的10%之内初始化工作循环的调整。

15.根据权利要求14的方法，进一步包括：

在第一抽样时间对来自不间断电源的负荷电流输出进行抽样；以及

至少部份地根据该负荷电流的估值确定参考电流。

16.根据权利要求14的方法，进一步包括：

在第一抽样时间对来自不间断电源的负荷电流输出进行抽样；

推断负荷电流以确定在载波信号波谷的负荷电流值；以及

至少部分地根据推断的负荷电流的估值确定参考电流。

17.根据权利要求1的方法，其中第一抽样时间包括在载波信号第一波谷的10%之内的时间；而第二抽样时间包括在载波信号的第二波谷的10%之内的时间。

18.根据权利要求17的方法，其中第一波谷和第二波谷是载波信号的连续的波谷。

19.根据权利要求18的方法，其中调整工作循环包括：

在载波信号的峰值的10%之内的一个时间对工作循环的调整进行初始化。

20.根据权利要求19的方法，进一步包括：

至少部分地根据负荷电流的估值确定参考电流。

21.根据权利要求19的方法，进一步包括：

在第一抽样时间对来自不间断电源的负荷电流的输出进行抽样；

推断负荷电流以确定在载波信号峰值的负荷电流值；以及

至少部分地根据推断的负荷电流的估值确定参考电流。

22.根据权利要求1的方法，其中调整工作循环包括通过下列方法确定参考电流：

至少部分地根据电容器的电容电压实现预计的不间断电源反相器电压控制；以及

至少部分地根据电感线圈电流实现预计的不间断电源反相器电流控制。

23.根据权利要求1的方法，其中定期对电感线圈电流进行抽样包括用至少一个电流传感器定期地对电感线圈电流进行抽样。

24.根据权利要求1的方法，其中负荷包括计算机。

25.根据权利要求1的方法，其中应用脉宽调制控制信号、周期性的对电感线圈电流抽样、把电感线圈电流与参考电流进行比较、调整工作循环和应用输出电压是用处理器来完成的，而且其中所述的方法是由存储在计算机可读媒体中的程序来实现的并由处理器来执行的。

26.一种具有输出反相器和滤波器的不间断电源，其中滤波器有电感线圈和电容器，该不间断电源包括：

配置成把脉宽调制控制信号应用于输出反相器上的处理器；

配置成在一个开关周期开始的第一抽样时间和一个开关周期结尾的第二抽样时间对电感线圈电流子样进行抽样的处理器，一个开关周期具有的时间段从一个开关周期的开始延续到一个开关周期的结尾；

配置成把第一抽样时间的电感线圈电流与第一抽样时间的参考电流进行比较的处理器；

配置成在上述时间段中调整脉宽调制控制信号的工作循环把第二抽样时间的电感线圈电流向第一抽样时间的参考电流的值驱动的处理器；以及

配置成把不间断电源的输出电压应用于负荷的电源。

27.根据权利要求26的不间断电源，进一步包括：

适合滤除来自输出反相器的谐波畸变的滤波器。

28.根据权利要求27的不间断电源，其中谐波畸变输出大于或等于反相器输出信号的3.4%。

29.根据权利要求26的不间断电源，进一步包括：

配置成在第一抽样时间对电容器电压进行抽样的处理器；

配置成至少部分地根据第一抽样时间的电感线圈电流和第一抽样时间的电容器电压确定第一抽样时间的参考电流的处理器。

30.根据权利要求29的不间断电源，其中电容器电压实质上等于输出电压。

31.根据权利要求29的不间断电源，进一步包括：

配置成在载波信号波形的第一波谷的10%之内的第一时间将工作循环的调整进行初始化的处理器；以及

配置成在载波信号波形的第二波谷的10%之内第二时间确定参考电流的更新值的处理器。

32.根据权利要求29的不间断电源，其中第一峰值发生在实质上为在第一波谷之后载波信号转换周期一半的时段内。

33.根据权利要求29的不间断电源，进一步包括：

配置成在第二抽样时间对电容器电压进行抽样的处理器；

其中处理器调整工作循环把第二抽样时间的电容器电压朝实质上等于第一抽样时间的电容器参考电压的值驱动。

34.根据权利要求26的不间断电源，其中第一抽样时间包括载波信号的第一峰值的10%之内的时间；而第二抽样时间包括载波信号的第二峰值的10%之内的时间。

35.根据权利要求34的不间断电源，其中第一峰值和第二峰值是载波信号的连续的峰值。

36.根据权利要求34的不间断电源，其中处理器配置成每次在载波信号的波谷10%之内将工作循环的调整进行初始化。

37.根据权利要求34的不间断电源，其中处理器在第一抽样时间之后在小于或等于载波信号的转换周期一半的时段内调整工作循环。

38.根据权利要求26的不间断电源，其中输出电压实质上等于120V。

39.根据权利要求26的不间断电源，其中第一抽样时间包括在载波信号的第一波谷的10%之内的时间；而第二抽样时间包括载波信号的第二波谷的10%之内的时间。

40.根据权利要求39的不间断电源，其中第一波谷和第二波谷是载波信号的连续的波谷。

41.根据权利要求39的不间断电源，其中处理器配置成每次在载波信号的峰值10%之内将工作循环的调整初始化。

42.根据权利要求26的不间断电源，其中负荷包括计算机。

43.根据权利要求26的不间断电源，进一步包括：

至少一个与处理器相关联并且配置成在第一抽样时间或在第二抽样时间对电感线圈电流进行抽样的电流传感器。

44.根据权利要求26的不间断电源，其中不间断电源包括三相不间断电源。

45.一种不间断电源，其中包括：

配置成接受脉宽调制控制信号的输入模块；

包括输出反相器和滤波器的控制模块，其中滤波器有电感线圈；

与输入模块和控制模块耦合响应脉宽调制控制信号把输出功率提供给负荷的输出模块；以及

一种装置，其用来调整脉宽调制控制信号的工作循环从而把通过电感线圈的电流在小于或等于与脉宽调制控制信号相关联的载波信号的转换周期时段的时段内向实质上等于参考电流的值驱动。

46.一种用来把功率分配给负荷的系统，该系统有输出反相器和滤波器，该滤波器有电感线圈和电容器，该系统包括：

配置成把脉宽调制控制信号应用于输出反相器的处理器；

配置成在一个开关周期开始的第一抽样时间和一个开关周期结尾的第二抽样时间定期抽取电感线圈电流子样的处理器，其中一个开关周期具有的时间段从一个开关周期的开始延续到一个开关周期的结尾；

配置成将第一抽样时间的电感线圈电流与第一抽样时间的参考电流进行比较的处理器；

配置成把输出电压应用于负荷的处理器。

47.根据权利要求46的系统，进一步包括：

配置成在第一抽样时间对电容器电压进行抽样的处理器；

48.根据权利要求46的系统，进一步包括：

配置成在载波信号波形的第一波谷的10%之内的第一时间将工作循环的调整初始化的处理器；以及