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技術 オンデマンド無停電電源装置

出願人 ベルキン・インターナショナル・インコーポレーテッド
発明者 ジョン・レプケ
出願日 2008年3月19日 (13年8ヶ月経過) 出願番号 2008-072175
公開日 2008年11月6日 (13年0ヶ月経過) 公開番号 2008-271778
状態 特許登録済
技術分野 予備電源装置
主要キーワード かん高い 交流電源コード 構成設定値 直流電池 交流電源ケーブル 交流電源プラグ 早期消耗 サージサプレッサ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年11月6日)のものです。
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図面 (7)

課題

バックアップ電源を備える無停電電源装置(「UPS」)であって、ユーザ入力に基づく調節可能予備電力レベルを有する装置を提供する。

解決手段

本UPSは予備電力を提供し、前記予備電力は、シャットダウンすなわち非活動化状態が生じた後、予備電力に対するユーザ要求を受信したときに、本UPSを再活動化するため後で利用する。本UPSは充電式電池を利用し、前記充電式電池は、交流電力線入力電圧レベル閾値レベル未満に降下し、そして運転が停止したときに、蓄積した交流電力を供給することができる。ユーザは、その入力に比例して前記予備レベルを調整することができ、そしてユーザは、一定の期間蓄積した交流電力を供給するため、本UPSを後で再活動化することができる。一実施形態では、ユーザはそのコンピュータ上でコンピュータコードを実行することができ、それによって、前記予備電力レベルであって本UPSから利用可能な前記バックアップ電力測定値に基づいたレベル遠隔調整することができる。

概要

背景

電子デバイスは、その適切な作動のためには連続した電力を必要とするものがほとんどである。例えばコンピュータは、費用のかかる故障時間を回避し、そしてより重要なことには、データの紛失を防止するために、連続した電力を受給しなければならない。ボイスオーバインターネットプロトコル(「VoIP」)などのインターネットをベースとする電話ステムでは、電力は通常、交流電力線すなわち交流電源を介してこの電話システムに供給している。しかしながらこの電話システムは、例えば停電中、緊急事態の場合にUPSなどの補助電力源を使用して、高い信頼性で作動することが重要になることがある。電子デバイスおよび/またはコンピュータに連続して電力を提供するためには、「ブラウンアウト」または「ブラウン・パワー」として知られる特定の線路電圧よりの偏りから、完全な電力喪失に至る範囲の、予測不可能電力線攪乱を除去することが望ましい。

また、交流電力線はそう頻繁には故障しないため、ユーザは、UPSの内部電池電流状態および予備電力容量に気が付かないことがしばしばである。したがって停電中、UPSをこのバックアップ電力源に切り替える前にUPSの電流予備容量を知ることは重要であり、そうであればUPSに接続しているデバイス(例えばVoIP電話システム)の使用状況に従ってUPSは計画を立てることができる。また、VoIPシステムがUPSなどの補助電力源からの予備電池電力で作動している間は、残りの予備時間容量をユーザに知らせることも重要である。さらに、UPSに接続しているデバイスが補助電力で作動している間は、残り時間の正確な予測値をユーザに提供することが望ましい。さらにまた、利用可能な代替電力源がないときに電池交換を判定するのではなく、予備容量が不十分になった時点で電池の交換をユーザに知らせることが重要である。

一般的なタイプのUPSは、予備電力を供給するオンボード蓄積デバイスまたは電池のアレイを、電源線線路攪乱または電力不足が存在するときに利用する。これらは一般的に、「スタンバイUPS」すなわちオフラインUPS設計として知られている。これら蓄積デバイスは、内部電池を充電する必要が生じるまでのごく短期間、適切な電力を提供しているにすぎない。したがって、交流電源電力から内部電池による予備電力への、交流電源電力線電圧閾値未満に降下したときの瞬時切り換えは、場合によっては利用可能な電池電力早期消耗の原因となっている。

もう1つの一般的なタイプのUPSは、交流−直流インバータを常に本UPSの出力線に接続するよう設計している。この設計は、「ラインインタラクティブUPS」として知られている。交流入力電力が存在するとき、このインバータは内部電池を充電するために反転作動している。交流入力電力に障害が生じると、本UPSはこのインバータからの電力の流れを反転させ、負荷に電力を提供する。この設計は、このインバータが常に負荷と接続しているため、スタンバイUPSより良好なフィルタリングを提供する。しかしながら、このラインインタラクティブUPSは、蓄積デバイスが内部電池を充電する必要が生じるまでのごく短期間適切な電力を提供しているにすぎない、という欠点を依然として抱えている。

UPSに複数の個別予備電力供給源を持たせるか、あるいは1つ以上の予備電力供給源からの電池予備電力の一部を予め備えておくすなわち確保しておく能力を持たせることが有用である状況が存在している。この方法によれば、初期電池予備電力を使い果たした後、ユーザは、もう一度本UPSを活動化し、第2の追加期間、取り付けているデバイスに予備電力を供給することができる。例えばユーザは、そのコンピュータ上で電子メールを送信し、あるいは電子メールをチェックする必要のある場合があり、そして単に、そのコンピュータを短時間立ち上げる、すなわち活動化する必要のある場合がある。あるいはユーザは、交流電力源復旧する前にそのコンピュータ上でインターネットにアクセスし、タスクを完了する能力を必要とする場合がある。ますます重要性増している領域の1つは、上で言及したVoIPシステムに関する領域であり、ユーザは、交流電力源に障害が生じた場合でも、このシステムを介して電話を掛けることができることを期待している。このVoIPは、ユーザのインターネットハブ、ルータケーブルモデム、および/またはADSLモデムを利用しており、これらは多くの場合、交流電源によって電力を供給している。このことは、ユーザが消防署警察署救急車または911サービスなどの緊急通話を必要とする非常事態が生じた場合に、致命的である可能性がある。

概要

バックアップ電源を備える無停電電源装置(「UPS」)であって、ユーザ入力に基づく調節可能予備電力レベルを有する装置を提供する。本UPSは予備電力を提供し、前記予備電力は、シャットダウンすなわち非活動化状態が生じた後、予備電力に対するユーザ要求を受信したときに、本UPSを再活動化するため後で利用する。本UPSは充電式電池を利用し、前記充電式電池は、交流電力線入力電圧レベル閾値レベル未満に降下し、そして運転が停止したときに、蓄積した交流電力を供給することができる。ユーザは、その入力に比例して前記予備レベルを調整することができ、そしてユーザは、一定の期間蓄積した交流電力を供給するため、本UPSを後で再活動化することができる。一実施形態では、ユーザはそのコンピュータ上でコンピュータコードを実行することができ、それによって、前記予備電力レベルであって本UPSから利用可能な前記バックアップ電力の測定値に基づいたレベル遠隔調整することができる。

目的

したがって、ユーザに電池またはオンボード蓄積デバイスの予備電力レベルを調整する能力を付与し、それによって、供給した最初の予備電力を使い果たした後、ユーザが後でUPSを再活動化し、そして取り付けている電子デバイスを使用することができるようなUPS設計が必要である。また、本UPSは内部電池から利用可能なバックアップ電力の正確な予測値をユーザに提供する能力を有するが、その能力によってユーザは予備電力レベルを正しく調整することができる。このレベルはバックアップ電力に対するユーザ要求を受信したときに、本UPSを再活動化するための適切な電力を提供するためのものであり、この予測値は取り付けているデバイスの負荷を考慮したものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

バックアップ電力の利用を制御するための方法であって、予め備えておく電力の量に関するユーザ入力を受信するステップと、前記ユーザ入力に基づいて予備レベルを設定するステップと、利用可能な前記バックアップ電力のレベルを測定するステップと、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たすかどうかを判定するステップと、停電が存在するかどうかを判定するステップと、前記停電中、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなった時点でシャットダウンを生じさせるステップと、そして前記バックアップ電力に対するユーザ要求を受信すると、前記バックアップ電力を利用するステップとを含む方法。

請求項2

ユーザ入力を受信するステップが、複数の定義済み設定値から選んだユーザ選択設定値を受信するステップを含む、請求項1に記載の方法。

請求項3

ユーザ入力を受信するステップが、ユーザ定義予備レベルを受信するステップを含む、請求項1に記載の方法。

請求項4

予備レベルを設定するステップが、前記ユーザ入力に比例する前記予備レベルを設定するステップを含む、請求項1に記載の方法。

請求項5

予備レベルを設定するステップが、定義済み予備レベルのテーブルから前記予備レベルを選択するステップを含む、請求項1に記載の方法。

請求項6

停電が存在するかどうかを判定するステップが、入力電圧モニタするステップと、前記入電圧遮断を検出するステップとを含む、請求項1に記載の方法。

請求項7

停電が存在するかどうかを判定するステップが、前記遮断が最小遮断期間を超えているかどうかを判定するステップと、前記遮断が前記最小遮断期間より長く継続しているときに前記停電が生じていることを判定するステップとをさらに含む、請求項6に記載の方法。

請求項8

シャットダウンを生じさせるステップが、スリープモードに移行させるステップと、そして前記スリープモードで作動させるステップとを含む、請求項1に記載の方法。

請求項9

前記停電中、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなるまで前記バックアップ電力を使用するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。

請求項10

バックアップ電力の利用を制御するための方法であって、予め備えておく電力の量に対応する予備レベルを設定するステップと、利用可能な前記バックアップ電力のレベルを測定するステップと、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たすかどうかを判定するステップと、電力遮断が存在するかどうかを判定するステップと、前記電力遮断中、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなった時点でシャットダウンを生じさせるステップと、そして前記バックアップ電力に対するユーザ要求を受信すると、前記バックアップ電力を利用するステップとを含む方法。

請求項11

予備レベルを設定するステップが、ユーザ入力を受信するステップを含む、請求項10に記載の方法。

請求項12

ユーザ入力を受信するステップが、複数の定義済み設定値から選んだユーザ選択設定値を受信するステップを含む、請求項11に記載の方法。

請求項13

ユーザ入力を受信するステップが、ユーザ定義予備レベルを受信するステップを含む、請求項11に記載の方法。

請求項14

予備レベルを設定するステップが、前記ユーザ入力に比例する前記予備レベルを設定するステップを含む、請求項11に記載の方法。

請求項15

予備レベルを設定するステップが、定義済み予備レベルのテーブルから前記予備レベルを選択するステップを含む、請求項10に記載の方法。

請求項16

電力遮断が存在するかどうかを判定するステップが、入力電圧をモニタするステップと、前記入力電圧の変化を検出するステップとを含む、請求項10に記載の方法。

請求項17

電力遮断が存在するかどうかを判定するステップが、前記入力電圧の前記変化が最小期間より長く継続しているかどうかを判定するステップと、前記変化が前記最小期間より長く継続しているときに前記電力遮断が生じていることを判定するステップとをさらに含む、請求項16に記載の方法。

請求項18

シャットダウンを生じさせるステップが、スリープモードに移行させるステップと、そして前記スリープモードで作動させるステップとを含む、請求項10に記載の方法。

請求項19

前記電力遮断中、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなるまで前記バックアップ電力を使用するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。

請求項20

バックアップ電力の利用を制御するためのシステムであって、ユーザ入力を受信するための入力デバイスと、前記ユーザ入力デバイスに作動上結合したプロセッサモジュールと、前記プロセッサモジュールに作動上結合したメモリモジュールとを備え、前記メモリモジュールは前記プロセッサモジュールによって作動可能な実行可能コードを含み、前記コードは、前記受信したユーザ入力に基づいて予備レベルを設定し、利用可能な前記バックアップ電力のレベルを測定し、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たすかどうかを判定し、電力遮断が存在するかどうかを判定し、前記電力遮断中、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなった時点でシャットダウンを生じさせ、前記電力遮断中、前記バックアップ電力に対するユーザ要求を受信すると、前記バックアップ電力を利用するように作動可能である、システム。

請求項21

前記ユーザ入力が、複数の定義済み設定値から選んだユーザ選択設定値を含む、請求項20に記載のシステム。

請求項22

前記ユーザ入力が、ユーザ定義予備レベルを含む、請求項20に記載のシステム。

請求項23

前記プロセッサモジュールが、前記ユーザ入力に比例する前記予備レベルを設定する、請求項20に記載のシステム。

請求項24

前記プロセッサモジュールが、定義済み予備レベルのテーブルから前記予備レベルを選択する、請求項20に記載のシステム。

請求項25

前記プロセッサモジュールが、入力電圧をモニタし、前記入力電圧の変化を検出することによって電力遮断が存在するかどうかを判定する、請求項20に記載のシステム。

請求項26

前記プロセッサモジュールが、前記入力電圧の前記変化が最小期間より長く継続しているかどうかを判定し、前記変化が前記最小期間より長く継続しているときに前記電力遮断が生じていることを判定することによって電力遮断が存在するかどうかを判定する、請求項25に記載のシステム。

請求項27

前記プロセッサモジュールが、スリープモードに移行させ、そして前記スリープモードで作動させることによってシャットダウンを生じさせる、請求項20に記載のシステム。

請求項28

前記メモリモジュールが、前記プロセッサモジュールのための実行可能コードであって、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなるまで前記バックアップ電力を使用するための前記実行可能コードをさらに含む、請求項20に記載のシステム。

請求項29

バックアップ電力の利用を制御するためのシステムであって、ユーザ入力デバイスと、前記ユーザ入力デバイスに作動上結合したプロセッサモジュールと、前記プロセッサモジュールに作動上結合したメモリモジュールとを備え、前記メモリモジュールは前記プロセッサモジュールによって作動可能な実行可能コードを含み、前記コードは、予備レベルを設定し、利用可能な前記バックアップ電力のレベルを測定し、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たすかどうかを判定し、電力遮断が存在するかどうかを判定し、前記電力遮断中、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなった時点でシャットダウンを生じさせ、前記電力遮断中、前記バックアップ電力に対するユーザ要求を受信すると、前記バックアップ電力を利用するように作動可能である、システム。

請求項30

前記プロセッサモジュールが、ユーザ入力を受信することによって予備レベルを設定する、請求項29に記載の方法。

請求項31

前記ユーザ入力が、複数の定義済み設定値から選ぶユーザ選択設定値を含む、請求項30に記載のシステム。

請求項32

前記ユーザ入力が、ユーザ定義予備レベルを含む、請求項30に記載のシステム。

請求項33

前記プロセッサモジュールが、前記ユーザ入力に比例する前記予備レベルを設定する、請求項30に記載のシステム。

請求項34

前記プロセッサモジュールが、定義済み予備レベルのテーブルから前記予備レベルを選択する、請求項29に記載のシステム。

請求項35

前記プロセッサモジュールが、入力電圧をモニタし、前記入力電圧の遮断を検出することによって停電が存在するかどうかを判定する、請求項29に記載のシステム。

請求項36

前記プロセッサモジュールが、前記遮断が最小遮断期間を超えているかどうかを判定し、前記遮断が前記最小遮断期間より長く継続しているときに前記停電が生じていることを判定することによって停電が存在するかどうかを判定する、請求項35に記載のシステム。

請求項37

前記プロセッサモジュールが、スリープモードに移行させ、そして前記スリープモードで作動させることによってシャットダウンを生じさせる、請求項29に記載のシステム。

請求項38

前記メモリモジュールが、前記プロセッサモジュールのための実行可能コードであって、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなるまで前記バックアップ電力を使用するための前記実行可能コードをさらに含む、請求項29に記載のシステム。

技術分野

0001

本発明は概して無停電電源装置(「UPS」)に関し、より詳細には、UPSであって、調整可能予備電力レベルを有し、最小期間を超える間にわたって入力電力源がユーザによって選択された閾値電圧レベル未満に降下したときに、取り付けている負荷装置電力を提供することができるUPSに関する。

背景技術

0002

電子デバイスは、その適切な作動のためには連続した電力を必要とするものがほとんどである。例えばコンピュータは、費用のかかる故障時間を回避し、そしてより重要なことには、データの紛失を防止するために、連続した電力を受給しなければならない。ボイスオーバインターネットプロトコル(「VoIP」)などのインターネットをベースとする電話ステムでは、電力は通常、交流電力線すなわち交流電源を介してこの電話システムに供給している。しかしながらこの電話システムは、例えば停電中、緊急事態の場合にUPSなどの補助電力源を使用して、高い信頼性で作動することが重要になることがある。電子デバイスおよび/またはコンピュータに連続して電力を提供するためには、「ブラウンアウト」または「ブラウン・パワー」として知られる特定の線路電圧よりの偏りから、完全な電力喪失に至る範囲の、予測不可能電力線攪乱を除去することが望ましい。

0003

また、交流電力線はそう頻繁には故障しないため、ユーザは、UPSの内部電池電流状態および予備電力容量に気が付かないことがしばしばである。したがって停電中、UPSをこのバックアップ電力源に切り替える前にUPSの電流予備容量を知ることは重要であり、そうであればUPSに接続しているデバイス(例えばVoIP電話システム)の使用状況に従ってUPSは計画を立てることができる。また、VoIPシステムがUPSなどの補助電力源からの予備電池電力で作動している間は、残りの予備時間容量をユーザに知らせることも重要である。さらに、UPSに接続しているデバイスが補助電力で作動している間は、残り時間の正確な予測値をユーザに提供することが望ましい。さらにまた、利用可能な代替電力源がないときに電池交換を判定するのではなく、予備容量が不十分になった時点で電池の交換をユーザに知らせることが重要である。

0004

一般的なタイプのUPSは、予備電力を供給するオンボード蓄積デバイスまたは電池のアレイを、電源線線路攪乱または電力不足が存在するときに利用する。これらは一般的に、「スタンバイUPS」すなわちオフラインUPS設計として知られている。これら蓄積デバイスは、内部電池を充電する必要が生じるまでのごく短期間、適切な電力を提供しているにすぎない。したがって、交流電源電力から内部電池による予備電力への、交流電源電力線電圧閾値未満に降下したときの瞬時切り換えは、場合によっては利用可能な電池電力早期消耗の原因となっている。

0005

もう1つの一般的なタイプのUPSは、交流−直流インバータを常に本UPSの出力線に接続するよう設計している。この設計は、「ラインインタラクティブUPS」として知られている。交流入力電力が存在するとき、このインバータは内部電池を充電するために反転作動している。交流入力電力に障害が生じると、本UPSはこのインバータからの電力の流れを反転させ、負荷に電力を提供する。この設計は、このインバータが常に負荷と接続しているため、スタンバイUPSより良好なフィルタリングを提供する。しかしながら、このラインインタラクティブUPSは、蓄積デバイスが内部電池を充電する必要が生じるまでのごく短期間適切な電力を提供しているにすぎない、という欠点を依然として抱えている。

0006

UPSに複数の個別予備電力供給源を持たせるか、あるいは1つ以上の予備電力供給源からの電池予備電力の一部を予め備えておくすなわち確保しておく能力を持たせることが有用である状況が存在している。この方法によれば、初期電池予備電力を使い果たした後、ユーザは、もう一度本UPSを活動化し、第2の追加期間、取り付けているデバイスに予備電力を供給することができる。例えばユーザは、そのコンピュータ上で電子メールを送信し、あるいは電子メールをチェックする必要のある場合があり、そして単に、そのコンピュータを短時間立ち上げる、すなわち活動化する必要のある場合がある。あるいはユーザは、交流電力源復旧する前にそのコンピュータ上でインターネットにアクセスし、タスクを完了する能力を必要とする場合がある。ますます重要性増している領域の1つは、上で言及したVoIPシステムに関する領域であり、ユーザは、交流電力源に障害が生じた場合でも、このシステムを介して電話を掛けることができることを期待している。このVoIPは、ユーザのインターネットハブ、ルータケーブルモデム、および/またはADSLモデムを利用しており、これらは多くの場合、交流電源によって電力を供給している。このことは、ユーザが消防署警察署救急車または911サービスなどの緊急通話を必要とする非常事態が生じた場合に、致命的である可能性がある。

発明が解決しようとする課題

0007

したがって、ユーザに電池またはオンボード蓄積デバイスの予備電力レベルを調整する能力を付与し、それによって、供給した最初の予備電力を使い果たした後、ユーザが後でUPSを再活動化し、そして取り付けている電子デバイスを使用することができるようなUPS設計が必要である。また、本UPSは内部電池から利用可能なバックアップ電力の正確な予測値をユーザに提供する能力を有するが、その能力によってユーザは予備電力レベルを正しく調整することができる。このレベルはバックアップ電力に対するユーザ要求を受信したときに、本UPSを再活動化するための適切な電力を提供するためのものであり、この予測値は取り付けているデバイスの負荷を考慮したものである。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、調整可能予備バックアップ電源を備えたUPSを提供し、前記予備レベルはユーザからの入力に基づく。本UPSは、前記バックアップ電力に対するユーザ要求を受信すると、後ほど「オンデマンドで」シャットダウン状態から再活動化することができる。本UPSは、蓄積した交流電力を供給し、それによってユーザは、交流電力線入力電圧レベルが降下し、最小時間期間より長い間閾値電圧レベル未満となり、そして本UPSがシャットダウンを生じさせるとき、本UPSを再活動化し、蓄積した交流電力を接続しているデバイスに供給することができる。利用可能な前記予備電力レベルは、テーブルに記憶している複数の定義済みの値または設定値に基づくことも、あるいはユーザ入力に比例することができる。ユーザは、本UPS上のパネルから、あるいは本UPSと通信するユーザのコンピュータ上で実行するソフトウェアを介して、前記予備電力レベル設定値を調整または選択することができる。本UPSは、1つ以上の予備電力源からの予備電力の総量を配給することができる。

0009

一実施形態では、本発明は修正スタンバイUPS設計を利用することができ、一方別の実施形態では、本発明は修正ラインインタラクティブUPS設計を利用することができる。また、本発明は他のUPS設計で動作するように適合させることも可能である。

0010

別の実施形態では、ユーザは残り時間の予測値に基づいて、遠隔で前記予備電力レベルを調整することができ、よって前記予備バックアップ供給は、その時点で本UPSの出力端子と接続しているデバイスに、電力を適切に供給することができる。ユーザは、信号コマンドを使用して遠隔で本UPSを再活動化することができる。さらに別の実施形態では、ユーザは利用可能な電池電力の1パーセントまで前記予備電力レベルを調整することができる。

0011

本明細書において説明している実施形態の一態様に従い、バックアップ電力の利用を制御するための方法であって、予め備えておく電力の量に関するユーザ入力を受信する方法を提供する。そのとき、予備レベルは前記ユーザ入力に基づき設定する。利用可能な前記バックアップ電力のレベルを測定し、本システムは前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たすかどうか、および停電かどうかを判定する。前記停電中、本システムは前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなった時点で、本システムと接続しているデバイスにシャットダウンを生じさせる。前記バックアップ電力は、前記バックアップ電力に対するユーザ要求を本システムが受信したときに、後で利用することができる。

0012

本明細書において説明している実施形態の別の態様に従い、バックアップ電力の利用を制御するためのシステムを提供する。本システムは、ユーザ入力を受信する入力デバイスと、前記ユーザ入力デバイスと接続しているプロセッサモジュールと、前記プロセッサモジュールと接続しているメモリモジュールとを備えている。前記メモリモジュールは実行可能コードを記憶し、前記実行可能コードは前記プロセッサモジュールによって、前記受信したユーザ入力に基づき予備レベルを設定するよう、実行すなわち動作することができる。そのとき利用可能な前記バックアップ電力のレベルを測定し、そして前記プロセッサは、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たすかどうかを判定する。それから前記プロセッサは、停電かどうかを判定する。前記停電中、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなったことを前記プロセッサが判定すると、前記プロセッサは本システムと接続しているデバイスにシャットダウンを生じさせる。後ほど前記プロセッサが、前記バックアップ電力を利用するためのユーザ要求を受信したことを判定すると、本システムは前記バックアップ電力を利用する。

0013

本明細書において説明している実施形態のさらに別の態様に従い、コンピュータネットワークにおけるバックアップ電力の利用を制御するためのシステムを提供する。本システムは、前記コンピュータネットワークと接続しているサーバと、前記サーバと連携して実行するアプリケーションとを備えている。これらが相俟って、本システムは予め備えておく電力の量に関するユーザ入力を受信し、前記ユーザ入力に基づき予備レベルを設定し、そして利用可能な前記バックアップ電力のレベルを測定することができる。それから本システムは、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たすかどうかを判定し、そして停電かどうかを判定する。前記停電中、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなった時点で、本システムは、本システムと接続しているデバイスにシャットダウンを生じさせる。後ほど本システムが、前記バックアップ電力を利用するためのユーザ要求を受信したことを判定すると、本システムは前記バックアップ電力を利用する。

0014

業者は、好ましい実施形態についての続く詳細な説明を考察することにより、オンデマンドに再活動化することができる本UPSをより完全に理解し、かつ追加利点および目的を実現させることができよう。以下の説明は、添付の図面を参照している。

発明を実施するための最良の形態

0015

本発明は、予備電力を提供することができる調整可能予備電源を備えたUPSを提供し、前記予備電力は、取り付けている電気的負荷を駆動するために、ユーザによる「オンデマンド」で、後ほど活動化することができる。本UPSは、少なくとも1つの充電式電池を利用し、前記充電式電池は、交流電力線入力電圧レベルが閾値レベル未満に降下し、そしてシャットダウンが生じたとき、調整可能な時間期間、蓄積した交流電力を供給することができる。ユーザは前記予備電力レベルを、本UPS上のパネルから、またはソフトウェアを介して調整することが可能である。前記ソフトウェアはユーザのコンピュータ上で実行し、そして本UPSと通信するものである。ユーザは本UPSを再活動化し、蓄積した交流電力を接続しているデバイスに供給するよう、UPS上のパネルから、あるいはユーザのコンピュータが送信するコンピュータコマンドを介して、本UPSに要求することができる。本発明は、修正スタンバイUPS設計および修正ラインインタラクティブUPS設計で利用することができる。続く詳細な説明では、1つ以上の図に出現する同様の構成要素は、同様の構成要素数を使用して指し示している

0016

図1は、オンデマンド予備電力を備えたUPS102の一実施形態を示す図であり、コンピュータシステムもしくはPCまたはワークステーション108、およびVoIPシステム106と相互接続している。UPS102は、交流電源プラグ104を介して交流電力源に接続しており、そして1つの内部充電式電池または複数の電池のセットを備えている。図1では、UPS102は、交流電源ケーブル114およびデータ通信ケーブル116によってコンピュータシステム108に接続している。ケーブル116および120は、イーサネットネットワークケーブルおよびUSBケーブルを含む。またUPS102は、交流電源ケーブル118およびデータ通信ケーブル120によってインターネット電話またはVoIPシステム122と接続している。VoIPシステム122は、コード型IP電話110およびコードレスIP電話112を備えている。

0017

UPS102は交流電源ケーブル114および118に供給する交流電力を調節し、そしてフィルタし、同様に交流電源プラグ104と接続している交流主電源が、最小プリセット時間期間を超える期間にわたって最小プリセット閾値電圧レベル未満に降下し、あるいは遮断されると、内部電池(図示せず)から予備電力を供給する。またUPS102は、通信ケーブル116および120に生じる可能性のある電圧スパイクおよび線路雑音をフィルタする。同様の交流電源ケーブル(図示せず)をUPS102の利用可能な交流電力アウトレット308b(図3参照)と接続することによる電力線保護およびフィルタのために、ホームシアター設備家庭用ステレオなどの追加タイプのデバイスからの交流電源ケーブルをUPS102と接続することが可能である。図2および3に関して以下でさらに説明するように、電話線ファックス装置モデムおよび電話用)および同軸ケーブル(ケーブルモデム用)などの他のタイプの通信ケーブルをUPS102と接続することも可能である。

0018

もう一度図1を参照すると、コンピュータシステム108は、コンピュータコードを実行すること、あるいはソフトウェアすなわちコンピュータプログラム(図示せず)を動作することによって、UPS102の構成および設定値を制御することができる。前記ソフトウェアすなわちコンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体ハードディスクドライブなど)に記憶されており、それはPC108の内部であっても外部であってもよい。そのために、コンピュータシステム108はケーブル116を介してUPS102と通信している。同様にUPS102は、ケーブル116を介してPC108とインタフェースしているメモリモジュール(図示せず)およびプロセッサモジュール(図示せず)を備えている。UPS102は、フラッシュメモリデバイスなどの内部不揮発性メモリユニットに記憶しているコンピュータプログラムもしくはソフトウェアすなわち実行可能コード(図示せず)を利用しており、それによりUPS102は、バックアップ電力の利用を制御することができる。

0019

PC108上の前記ソフトウェアは、メモリにロードすることができ、そしてロードされたプログラムを実行すなわち動作することができる。PC108は、このプログラムにより、ヒューマンマシン・インタフェース(「HMI」)デバイス(マウスまたはキーボードなど)からユーザ入力を受け取り、ユーザが所望する予備電力レベルを設定することができる。PC108は、UPS102内のプロセッサモジュールまたはコントローラ(図示せず)と通信し、利用可能なバックアップ電力の測定値を取得することができる。より詳細には、利用可能な予備電力の量すなわちレベルを2つの予備電力量に分割すなわち分配し、1つ以上の電池から供給することができる。このことによりUPS102は、交流電力源に障害が生じた後直ちに、第1の予備電力量が使い果たされるまでの間、交流電源ケーブル114および118と接続しているPC108およびVoIPアダプタ106(同様にUPS102と接続している他のすべての同様のデバイス)それぞれに、この予備電力を供給することができる。UPS102は、第1の予備電力量が完全に使い果たされる前に、ケーブル116を介してPC108にシャットダウン信号を送信し、いわゆる「適切なエグジット」を実行するべく、動作中のすべてのプログラムおよびオペレーティングシステムから抜け出るようPC108に命令することができる。またUPS102は、スリープモードまたはスタンバイモード信号をPC108に送信し、それにより動作中のすべてのプログラムから抜け出て、電力を節約するスリープモードに入るようにPC108に命令することもできる。

0020

別の実施形態では、バックアップ電力の測定レベルが予備レベルを満たしているかどうかをPC108が判定する。前記バックアップ電力の測定レベルはUPS102からケーブル116を介してPC108に伝達し、前記予備レベルはユーザが選択する。UPS102は、利用可能なバックアップ電力の100%未満の予備電力レベルをユーザが選択している限り、たとえ瞬時電力障害であっても、バックアップ電源からの予備電力の供給を自動的に開始することができる。PC108は、UPS102からのモニタリングデータを使用して停電が継続中かを判定し、そして停電中、前記測定した電力レベルがユーザによって設定された前記予備電力レベルを満たさなくなったときにシャットダウンを生じさせる。

0021

図1に示している実施形態をもう一度参照すると、UPS102は定義済み時間期間中、十分な電力をPC108に供給するために、第1の予備電力量の一部を予備している。前記定義済み時間期間がその終わりに近づくと、UPS102は、コネクタ104と接続している交流電力源が速やかに復旧するか、あるいは第2の予備電力量をユーザが活動化しない限り、間もなくPC108にシャットダウン信号を送信することになるということをユーザに警告するべく、表示ライトを点滅させ、および/または大きな音を発生させることができる。PC108がスリープモードにある間、ユーザは、短い時間期間だけ、PC108をウェイクさせる、つまり通常の作動モードを再活動化してHMIデバイスからコマンドを入力することができ、それにより第2の予備電力量を使用して自身を再活動化するようにUPS102に要求すなわちリクエストすることができる。またユーザは、UPS102の外部ケースに取り付けているコントロールから、または他の実施形態では、有線または無線ローカルエリアネットワークを介して送信した遠隔信号から、第2の予備電力量を活動化することができる。また、PC108上で動作しているソフトウェアを使用して、図2に関して以下で説明するように、UPS102のフロントパネルを介してなされた設定値に対応するUPS102の構成設定値を設定し、そして調整することも可能である。

0022

第2の予備電力量が活動化すると、ユーザは、そのVoIP電話ルータシステム122を作動させて、緊急または非常電話を掛け、あるいは受けることができる。あるいはユーザは、ユーザのPC108を通常の作動モードに戻し、そして電子メールメッセージを送信または受信することができる。PC108および/またはVoIPシステム122の作動は、第2の予備電力レベルが使い果たされるまで(この時点でPC108は、UPS108によるシャットダウン命令を再度受信することになる)、あるいはコネクタ104と接続している交流電力源が復旧するまで継続させることができる。

0023

別の実施形態では、ユーザはUPS102の利用可能な予備電力から所定の予備電力量を予め備えておくことができる。ユーザは、この電力量を予め備えておくかしないかを、UPS102の外部の利用可能なコントロール(図2および以下の説明参照)を介して、あるいはユーザのPC108上で動作しているソフトウェアを介して、選択することができる。さらに別の実施形態では、単一の所定量の予備電力を提供するが、ユーザはUPS102からのこの単一の所定量の予備電力の使用を変更または無効にすることができない。

0024

図2および3は、本発明を組み込んだUPS102の一実施形態の外観を斜視図で示したものである。図2は、UPS102のフロントパネル200上のコントロールおよびディスプレイを示したものであり、一方図3は、UPS102のリアパネル312に取り付けている様々なコネクタを示したものである。図2では、フロントパネル200は、表示器214〜220、グラフィックディスプレイユニット210、テキストディスプレイユニット204、電源タン202、並びに制御ボタンまたはスイッチ206〜208および222〜226を備えている。表示器214〜220は、様々な色で点灯することによってUPS102の状態および作動に関する様々なメッセージをユーザに表示することができる。例えば、表示器214は、UPS102が交流電力で作動していることを指し示すことができる。表示器216は、UPS102が第1の予備電力量で作動していることを指し示すことができ、そして表示器218は、UPS102が第2の予備電力量で作動していることを指し示すことができる。表示器220は、内部充電式電池を正しく充電することができず、そして直ぐに交換する必要があることを指し示すことができる。表示器214〜220は、電力過負荷であること(つまりUPS102と接続しているデバイスがUPS102の予備電力出力容量超過していること)、あるいは交流電力電圧レベルが低いすなわち降下していること(例えばブラウン・アウト)などの他のメッセージを、同様にユーザに指し示すことも可能であることは当業者には認識されよう。

0025

図2では、グラフィックディスプレイユニット210はバーグラフディスプレイ222を備えており、第1および/または第2の予備電力レベルすなわち量に対する利用可能な残りの予備電力の百分率を表示することができる。バーグラフディスプレイ210は、制御ボタン222を押すことにより、第1と第2の予備電力量の間で切り換えることができる。他の実施形態では、グラフィックディスプレイ222は第1および/または第2の予備電力量の分単位の残りの予測時間などの他の情報をユーザに指し示すことができ、この電力量はPC108、VoIPシステム222(図1参照)、または交流出力コネクタ308b(図3参照)と接続している他のデバイスに電池電力を供給するためのものである。この時間予測は、UPS102による内部計算に基づいており、308bと接続しているデバイス(すなわち電力負荷)によって消費される予測電力を含んでいる。ディスプレイユニット210は、本発明の精神および範囲の範疇で、アナログメータまたはゲージなどの他のタイプのディスプレイユニットを備えることができることは当業者には認識されよう。

0026

電源ボタン202は、複数の機能を果たすことができる。例えば、素早くボタン202を押し、そして離すことにより、UPS102は電源オン状態電源オフ状態を切り換え、一方電源ボタン202を押し、そして所定の時間押下モードを維持することにより、UPS102は自己診断試験を動作させることができる。

0027

テキストディスプレイユニット204は、第1および第2の予備電力量の残りの予備電力の分単位の予測時間、または第1および第2の電力量に対してユーザが設定することができる利用可能な予備レベル百分率のディジタル表現などの様々なテキスト文字メッセージを表示することができる。ユーザは、制御ボタン222〜224を使用して所望の予備電力レベルおよび/または様々な構成設定値をディジタル設定することによって本UPSにディジタル入力を提供することができ、あるいは図1に関して上で説明したように、ユーザはそのPC108上で動作しているソフトウェアを使用して遠隔で前記構成設定値を設定することができる。他の実施形態では、制御ボタン222〜226は代わりに回転ノブを備えることも可能である。その場合、ユーザは制御ボタン222〜226を回転させることによるUPSへのアナログ入力の提供によって、前記予備電力レベルを設定することができ、グラフィックディスプレイユニット210上で前記所望の設定値を見ることができる。

0028

図2に示している実施形態をもう一度参照すると、制御ボタン206および208を使用して、第1の予備電力量と第2の予備電力量の間で予備電力量の百分率分配を調整することも可能である。図に示すように、制御ボタン206および208は、それらの機能をユーザに指示するために「矢印の形」になっているが、単純な丸いボタンなどの他のボタンの形も本発明の精神および範囲の範疇である。前記調整は、対応する定義済み値のテーブル(例えばルックアップテーブル)の中で定義している2分または5パーセントの増分などの複数の定義済みステップで実施することができる。他の実施形態においてこのステップは、所望の分またはパーセントがディスプレイユニット204に表示されるまでボタンを押し続けることにより、利用可能な連続する設定値の範囲から選択することができる。電源コネクタ104(図1および3参照)と接続している交流電力が、最小遮断期間より長い間最小プリセット閾値電圧レベル未満に降下すると、シャットダウン信号またはスリープモード信号をPC108に送信するように、UPS102は制御ボタン222〜224を使用して構成することができる。このような状況が生じると、UPS102は予備電力を供給する電池に切り替える。

0029

図3では、リアパネル312は、電話、ファックスまたはモデムコネクタ304aおよび304b、データポートコネクタ302a、302b、306aおよび306b、交流電力アウトレット308b、USBポートコネクタ310、RS232ポートコネクタ314、交流電源コード300ならびに交流電源プラグ104を備えている。電源プラグ104は電源ケーブル300に取り付けており、そしてユーザの家庭または仕事場交流電源線からUPS102に交流電力を供給する。図に示す電力源は120V交流であるが、本発明は同様に、220V交流での作動にも容易に適合させることができる。PC108およびVoIPシステム122のための交流電力は、交流電源ケーブル114および118を交流電力アウトレット308bと接続することによって供給することができる。ホームシアターシステムなどの他の互換性あるデバイスも、それらの交流電源ケーブル(図示せず)を利用可能な交流電力アウトレット308bと接続することにより、UPS102によって同様に保護することができる。UPS102と接続しているすべてのデバイスが引き出す総電力は、UPS102の特定の電圧アンペア定格を超えてはならず、さもなければ、電池が供給する予備電力であってこの接続しているデバイスを作動するための電力は、せいぜい数分間で不足することになる(つまり過負荷状態になる)。また、表示器214〜220のうちの1つをトリガし、過負荷状態であることをユーザに知らせることも可能である。他の実施形態では、可聴警報をトリガし、フロントパネル200への視覚アクセスを有することができないユーザの注意喚起することも可能である。

0030

USBポートコネクタ310またはRS232ポートコネクタ314は、UPS102とPC108の間で通信するために使用することができ、そしてUPS102は、データポートコネクタ302a、302b、306aまたは306bのうちの1つを介してVoIPシステム122と通信することができる。特に、ケーブル116はUSBポートコネクタ310またはRS232ポートコネクタ314と接続することができ、そしてケーブル120はデータポートコネクタ302a、302b、306aまたは306bのうちの1つと接続することができる。シャットダウン信号およびスリープモード信号は、これらの同じポートコネクタおよびケーブルを介してPC108およびVoIPシステム122に送信することができる。また、図1に関して上で説明したように、PC108上で動作しているソフトウェアは、USBポートコネクタ310またはRS232ポートコネクタ314経由で遠隔にUPS102を制御し、かつ構成することができる。別の実施形態(図示せず)では、有線、または802.11xシリーズなどの工業規格プロトコルを使用した無線ローカルエリアネットワーク(LAN)などのコンピュータネットワークにUPS102を接続することができる。UPS102は、USBポートコネクタ310またはRS232ポートコネクタ314を利用してPC108と通信する代わりに、LAN接続での遠隔信号を介してPC108および/またはVoIPシステム122と通信することができる。

0031

モデムコネクタ304aおよび304bは、工業規格RJ−11コネクタを備えており、そしてデータポートコネクタ302a、302b、306aおよび306bは、工業規格RJ−45コネクタを備えている。コネクタ302a、302b、306aおよび306bは、本発明の精神および範囲の範疇で他のタイプのデータポートコネクタ(BNCコネクタなど)を備えることも可能であることは当業者には認識されよう。同様に、コネクタ304aおよび304bは、2回線電話をサポートするRJ−14コネクタなどの他のタイプのコネクタを備えることができる。これら6つのコネクタは、3対のコネクタからなっており、個々の対の一方のコネクタは入力側コネクタであり、そして残りの3つは通信ケーブル116および120に取り付ける出力側コネクタである。UPS102は、所望でない電圧スパイクを抑制し、そしてコネクタ302a〜308bからなる入りコネクタセットに存在する電子雑音フィルタ除去し、そしてその結果雑音のない信号線をコネクタ302a〜308bの出力側と接続する。

0032

図4は、オンデマンド予備電力を備えた、スタンバイUPS設計に基づくUPS102の一実施形態の機能ブロック図である。UPS102に対する外部接続は、交流入力接続すなわち入力402、予備レベル入力404、コンピュータ接続410、HMI出力406および交流出力接続すなわち出力408からなっている。交流入力402は、120V交流である利用可能な交流電源線電気アウトレットと接続するが、本発明は、220V交流などの他の電圧レベルの使用に適合させることができる。交流入力402は、交流電源コード300および交流電源プラグ104と接続することができる(図3参照)。交流出力408は、交流電力アウトレット308b(図3参照)などの交流電力アウトレットコネクタの少なくとも1つのセットと接続することができ、前記交流電力アウトレットコネクタは、雑音をフィルタし、かつ電圧スパイクを抑制した交流電力を提供し、前記交流電力は、電池または複数の電池のセット422からの電池バックアップ電力によって供給することができる。予備レベル入力接続404は、図2および3に関して上で説明したように、ユーザによる第1の予備電力量と第2の予備電力量間の利用可能な予備電池量の調整または平衡化を可能にする入力デバイスである。予備レベル入力接続404を制御ボタン206〜208および222〜226(図2参照)または遠隔スイッチ(図示せず)と接続し、この予備電力量を調整することができる。予備レベル入力404は、連続的に変化させることができるか、あるいは不揮発性メモリのテーブルで記憶しているプリセット値からなることができる。

0033

コンピュータ接続410は任意選択であり、そしてUSBポートコネクタ310またはRS232ポートコネクタ314(図3参照)および通信ケーブル116(図1参照)を使用したユーザのPC108(図1参照)の使用によって、ユーザがUPS102の設定値を遠隔制御および調整することを可能にしている。HMI出力406も任意選択であり、そして視覚および/または可聴情報ならびにフィードバックをユーザに提供し、それによりユーザによる予備電力量の設定を補助し、かつUPS102の作動状態の変化をユーザに知らせることができる。例えばHMI出力406は、表示器214〜220、グラフィックディスプレイユニット210および/またはテクスチャルディスプレイユニット204(図2参照)と接続することができる。これら表示器は、UPS102が電池電力で作動しているとき、残りの予備電力の現在量、または内部電池バックアップを正しく充電できず、そして交換が必要なことなどのユニットの状態を知らせることができる。同様に、可聴警報を利用してUPS102のこのような変化する作動状態を表示することも可能である(例えば、必ずしもUPSフロントパネル表示器を視覚的にモニタするとは限らないユーザの注意を喚起するために、震音またはかん高い音を発することができる)。また、HMI出力406を任意選択のコンピュータ接続410と相互接続し、ユーザのPC108を介してユーザに通知を提供することも可能である(例えばポップアップメッセージ、あるいは可聴警報)。

0034

図4に示す内部コンポーネントは、サージサプレッサおよびフィルタ400、状態検出ユニット412、AC/DCコンバータ414、電池充電器416、電池モニタ試験回路418、通信回路420、予備レベルスイッチ428、コントローラ426、DC−ACインバータ、電池422、PCインタフェース430および切換えスイッチ424を備えている。これらコンポーネントが、追加構成要素および特徴を備えたスタンバイUPSを形成している。本スタンバイUPSは通常、PCと共に使用される。図4に示す修正スタンバイUPSブロック図では、切り替えスイッチ424は、サージサプレッサおよびフィルタ400から出力するフィルタした交流入力を一次電力源として選択し、そして交流入力402が供給する一次電力源に障害が生じると、電池422が供給するDC−ACインバータ432に切り換える。このことは、交流電源の電圧レベルがプリセット電圧レベル未満に降下するか、あるいはプリセット時間期間より長い間遮断していると生じる。次に切り換えスイッチ424は、負荷を電池422およびインバータ432出力バックアップ電力源に切り換える。インバータ432は、直流電池電圧出力を120V交流に変換し、そして電力障害が生じたときのみ作動する。それゆえ、「スタンバイ」と呼ぶ。

0035

コントローラ426は、UPS102の電子頭脳であり、プロセッサモジュール、マイクロプロセッサ中央処理装置(「CPU」)またはより一般的には、不揮発性メモリモジュール(例えばROMまたはフラッシュメモリデバイス)などの内部メモリを備えたマイクロコントローラユニット(「MCU」)を備えることができる。コントローラ426は、サージサプレッサおよびフィルタ400、状態検出ユニット412、予備レベルスイッチ428、PCインタフェース430、切り替えスイッチ424および通信回路420からデータを受信し、かつ送信している。このコントローラは内部メモリに記憶している実行可能コードに基づいて判定することができ、この実行可能コードは製造時点でプログラムし、そしてコンピュータ接続410によってPC108と相互接続しているPCインタフェース430を介して更新または修正することができるものである。コントローラ426は、図1に関して上で説明したように、交流出力接続408を第1および/または第2の予備電力量に切り換えるような事態が生じたこと、そしてPC108またはVoIPシステム122にシャットダウンまたはスリープモードコマンド発行するような事態が生じたことを論理的に判定する。状態検出ユニット412は、前記サージサプレッサおよびフィルタ400からの交流入力402の交流線状態をモニタし、そして交流入力402と接続している交流主電源の遮断を検出している。状態検出ユニット412は、モニタリングデータをコントローラ426に報告し、それによってコントローラ426は停電が生じたことを判定することができる。このデータは、通信回路420およびHMI出力406を介してユーザに伝達することができる。予備レベルスイッチ428は、関係する予備レベルデータ入力データを予備レベル入力接続404から受信し、そしてコントローラ426と共に、切り替えスイッチ424に、交流電源線からの電力源を電池422およびDC−ACインバータ432を介して供給する予備電力に切り換えている。この「切り替え」は適切な時点で生じ、そしてユーザが選択する所望の第1の予備電力量および第2の予備電力量に対応する継続期間にわたって持続する。

0036

電池422は、交流入力402と接続している交流主電源に障害が生じない限り、電池充電器416と接続している。電池充電器416は、AC/DCコンバータ414と共に、電池422の過充電を防止するように機能している。電池の直流出力レベルすなわち充電状態は、電池モニタ/試験回路418が周期的にモニタすなわち測定し、その結果は、通信回路420を介してユーザに、およびコントローラ426に報告することができる。コントローラ426は、この測定情報を使用して、利用可能なバックアップ電力のレベルを予測し、そしてその時点で交流電力アウトレット308bに取り付けているデバイス(すなわち取り付けている電気的負荷)を第1および第2の予備電力量で作動することができる時間を予測する。調整可能な予備バックアップ電源を提供するUPS102の構成要素の編成および相互接続の変形は、本発明の精神および範囲の範疇である。

0037

図5は、オンデマンド予備電力を備えたUPS102の別の実施形態の機能ブロック図であり、ラインインタラクティブUPS設計に基づく。UPS102に対する外部接続は、図4に関して説明したものと本質的に同じであり、本質的に同じように作動するが、図に示した対応する任意選択コンピュータ接続410が存在せず、そして12V直流出力440を追加した点を除く。コンピュータ接続410は、図4に関して上で説明したように、コントローラ426と接続しているPCインタフェース430と共にUPS102の本実施形態に適合させることができる。図5に示すUPS102の内部構成要素は、図4に関して説明したものと同様の多くの構成要素を備えているが、PCインタフェース430を(上で言及したように)削除しており、サージサプレッサおよびフィルタ400、AC/DCコンバータ414およびDC−ACインバータ432を削除している点を除く。これら構成要素は、図4に関して説明したようにそれぞれ作動するが、図5では若干別様に相互接続している。UPS102の追加内部構成要素は、自動電圧調整器438、AC/DCインバータ/コンバータ436、スイッチ434、および12V直流出力440である。12V直流出力440は、他の実施形態では異なる直流電圧レベルを備えることができる。リアパネル312(図3参照)上の適切なコネクタ(図示せず)を通じて電源ケーブル118を直流出力440と接続することにより、交流出力408の代わりに直流出力440を使用してVoIPシステム122に電力を供給することができる。

0038

ラインインタラクティブUPS設計は、小規模ビジネスウェブおよびデパートメンタルサーバに対して使用する最も一般的な設計である。図5に示す修正ラインインタラクティブUPSブロック図では、電池422はスイッチ434と接続しており、スイッチ434はAC/DCインバータ/コンバータ436と接続している。標準ラインインタラクティブUPSの場合、AC/DCインバータ/コンバータ436は、常に交流出力408接続と接続していることになる。しかしながら図5に示す設計では、スイッチ434(コントローラ426によって制御している)は、残りのエネルギーレベルがユーザの選択する第1の予備電力量と一致すると、交流出力接続408および直流出力440の両方に対する電池の予備電力の供給を停止する。したがって、図4に関して説明したように、ユーザが選択した第2の予備電力量を後で利用してUPS102を再活動化することができる。交流入力402と接続している入力交流電源線が正常に作動している間、AC/DCインバータ/コンバータ436のインバータ部分が反転して作動することにより、電池422を充電するための電力を電池充電器416を介して提供しているが、この電池は直流出力440を介してVoIPシステム122に電力を供給する。電池充電器416は、交流電源線による電池422の過充電を防止している。

0039

交流入力402と接続している交流電源線に障害が生じると、切り替えスイッチ424が開き、そしてスイッチ434を介して電池422から交流出力408へ電力が流れる。インバータは常にオンであり、かつ交流出力408と接続しているため、この設計は追加フィルタリングを提供し、また図4に示すスタンバイUPS設計と比較して低減されたスイッチングトランジェントをもたらす。また、図5に示すラインインタラクティブ設計は自動電圧調整器438を追加しており、自動電圧調整器438は交流入力402に低電圧状態が存在する間、交流出力408への電圧レベル出力を昇圧する。そうでないと、低電圧状態は、交流出力408へ提供するこの出力電圧を昇圧させようとする結果、UPS102が電池電力に移行する原因になることがある。このようなアクションは、電池422の第1および/または第2の予備電力量を早期に使い果たすこととなる。AC/DCインバータ/コンバータ436はまた、故障が生じた場合に、交流入力402から交流出力408へ依然として電力を流すことができるように構成することも可能である。このアクションにより、一点故障の可能性が除去され、そして事実上、交流出力接続408への2つの独立した電力経路(つまり交流入力402からの経路およびAC/DCインバータ/コンバータ436を介した電池422からの経路)を提供する。

0040

本発明は、図4に示すスタンバイUPSおよび図5に示すラインインタラクティブUPS以外の他のタイプのUPS設計、例えばスタンバイ・オンラインインタラクティブUPS、スタンバイフェロUPS、ダブルコンバージョン・オンラインUPSおよびデルタコンバージョン・オンラインUPSなどに適合させることができることは当業者には認識されよう。

0041

図6は、調整可能予備電力量を備えたUPS102をユーザに提供する方法を流れ図で示したものである。ステップ500で、ユーザは、内部電池が供給する利用可能な予備電力量から所望の予備レベルを設定する。図に示す方法は、図4に示す修正スタンバイUPS設計に最適であるが、図5に示す修正ラインインタラクティブUPS設計または他のUPS設計と共に動作するように容易に適合させることができる。ステップ502で、本UPSへの交流電源電力入力に障害が生じる。ステップ504で、本UPSは本UPSの第1の予備量から交流出力接続408へ、交流出力電力の供給を開始する。この電力は、第1の予備電力量がステップ506で使い果たされるまで継続する。

0042

ステップ508で、本UPSは、ユーザが第1の予備電力量すなわちレベルをゼロ設定値より大きく設定したかどうかを判定する。この論理質問に対する答えすなわちノーである場合、本UPSは、その量の予備電力がバックアップ電源からほぼ使い果たされるまで、本UPSの交流出力接続への第1の予備電力量からの電力の提供を継続する。次に、ステップ514にてシャットダウン手順を開始し、相互接続しているコンピュータまたはVoIPシステムに信号を送信し、動作中のすべてのソフトウェアが終了し、続いてオペレーティングシステムから抜け出る。以上で上記方法は終了する。

0043

ステップ508で、論理質問に対する答えが真すなわちイエスである場合、本方法はステップ510へ進行し、ステップ500でユーザが設定した予備電力レベルを満たすまで、UPSの交流出力接続端子への交流電力の供給は継続する。ステップ516にて、ステップ514で説明したシャットダウン手順を開始する。ステップ518で、本UPSは、第2の予備電力量を利用したUPSの再活動化をユーザが要求すなわちリクエストしたかどうかを判定する。この論理質問に対する答えが偽すなわちノーである場合、本UPSは、UPSと接続している交流電源線が復旧するか、あるいはステップ518における判定で、第2の予備電力量によるUPSの再活動化をユーザが要求したことを確認するまで、ステップ520にてシャットダウンを維持する。

0044

ステップ518で、この論理質問に対する答えが真すなわちイエスである場合、本方法はステップ522へ進行し、そして第2の予備電力量を利用してUPSは再活動化する。第2の予備電力量は、ステップ512と同様、ステップ524で予備電源がほぼ使い果たされるまで、交流出力接続408への電力の供給を継続する。次に、ステップ514にて上で説明したように、手順を開始し、そして本方法は終了する。

0045

図6に示す方法は、ステップ514、516および526におけるシャットダウン手順の使用を示しているが、この方法は、相互接続しているコンピュータがスリープモードに入るようにトリガするべく適合させることも可能であり、それによって前記第2の予備電源が使い果たされる前に、相互接続しているユーザのコンピュータから、ユーザは遠隔でUPSを再活動化することができる。それから本方法は、第2の予備電力量がほぼ使い果たされたときに、その前に交流主電源線が復旧しない限り、最終的にはステップ526でユーザのコンピュータのシャットダウン手順をトリガすることができる。

0046

本発明の別の実施形態(図示せず)では、コンピュータネットワーク内におけるバックアップ電力の利用を制御するためのシステムを提供する。本システムは、コンピュータネットワークと接続するサーバと、このサーバと連携して実行するアプリケーションとを備えている。これらが相俟って、本システムは、予め備えておく電力の量に関するユーザ入力を受信し、このユーザ入力に基づいて予備レベルを設定し、そして利用可能なバックアップ電力のレベルを測定することができる。本システムは次に、測定したレベルが設定した予備レベルを満たすかどうかを判定し、かつ停電かどうかどうかを判定する。停電中、本システムは、前記測定したレベルが前記設定した予備レベルを満たさなくなった時点で、本システムと接続しているデバイスにシャットダウンを生じさせる。バックアップ電力を利用するためのユーザ要求を受信したことを後に本システムが判定すると、本システムはこのバックアップ電力を利用する。

0047

以上、調整可能予備電力レベルを備えたUPSであって、取り付けられている電気的負荷にユーザからの要求に応じて本UPSの内部電池から予備電力を提供することができるUPSの好ましい実施形態について説明したが、本発明の特定の利点が達成されたことは当業者には明らかであろう。例えば、ユーザは、その時点でUPSと接続している電気的負荷に適切な電力を供給するために、電池の残り時間の予測値に基づいて、バックアップ電源の所望の予備電力レベルを遠隔で調整することができる。また、本発明の範囲および精神の範疇で、様々な修正、適合およびそれらの代替実施形態をなすことが可能であることは理解されたい。例えば、本UPSの運転が停止した後に再活動化するための遠隔信号コマンドは、無線ネットワークを介して伝達することができる。

0048

本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義する。

図面の簡単な説明

0049

オンデマンド予備電力を備えた、コンピュータおよびVoIPシステムと相互接続しているUPSの一実施形態を示す線図である。
本発明を組み込んだUPSの一実施形態の外観を示す斜視図である。
本発明を組み込んだUPSの一実施形態の外観を示す別の斜視図である。
オンデマンド予備電力を備えた、スタンバイUPS設計に基づくUPSの一実施形態の機能ブロック図である。
オンデマンド予備電力を備えた、ラインインタラクティブUPS設計に基づくUPSの他の実施形態の機能ブロック図である。
調整可能予備電力量を備えたUPSをユーザに提供する方法を示す流れ図である。

符号の説明

0050

102UPS
104交流電源プラグ
106VoIPアダプタ/ルータ(VoIPシステム)
108コンピュータシステムもしくはPCまたはワークステーション
110コード型IP電話
112コードレスIP電話
114、118交流電源ケーブル
116、120データ通信ケーブル
122インターネット電話またはVoIPシステム
200 UPSのフロントパネル
202電源ボタン
204テキストディスプレイユニット
206〜208、222〜226制御ボタンまたはスイッチ
210グラフィックディスプレイユニット
214〜220表示器
222バーグラフディスプレイ
300交流電源コード
302a、302b、306a、306bデータポートコネクタ
304a、304b電話、ファックスまたはモデムコネクタ
308b交流電力アウトレット(交流出力コネクタ)
310USBポートコネクタ
312 UPSのリアパネル
314 RS232ポートコネクタ
400サージサプレッサおよびフィルタ
402交流入力
404予備レベル入力
406 HMI出力
408 交流出力または交流出力接続
410コンピュータ接続
412状態検出ユニット
414 AC/DCコンバータ
416電池充電器
418電池モニタ/試験回路
420通信回路
422電池
424切り替えスイッチ
426コントローラ
428 予備レベルスイッチ
430PCインタフェース
432 DC−ACインバータ
434 スイッチ
436 AC/DCインバータ/コンバータ
438自動電圧調整器
440 12V直流出力

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