不断电系统及其操作方法
【专利摘要】本发明公开了一种不断电系统及其操作方法，该不断电系统包含电源转换装置、开关单元、第一电压检测单元、第二电压检测单元以及比较单元。该电源转换装置接收交流电源，并且转换该交流电源，进而对该交流负载供电。该第一电压检测单元检测该电源转换装置的输入电压，进而产生第一电压信号。该第二电压检测单元检测该开关单元的输出电压，进而产生第二电压信号。当该交流电源失效，该电源转换装置提供备用电力对该交流负载供电时，若该比较单元比较该第一电压信号与该第二电压信号相同时，则检测该开关单元为故障操作。
【专利说明】不断电系统及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明有关一种不断电系统及其操作方法，尤指一种具反馈故障检测功能的不断电系统及其操作方法。
【背景技术】
[0002]不断电系统(或称UPS,即Uninterruptible Power Supply)是在电网异常的情况下不间断的为电器负载设备提供备用电源，以维持电器正常运作的设备。不断电系统常被使用于维持伺服器或交换机等关键性商用设备或精密仪器的不间断运行，防止计算数据遗失、电话通信网路中断或仪器失去控制。此外，不断电系统除了可应付电力中断外，并可在电力线持续过压或持续欠压时提供电压调整。再者，对于抑制其输入电力线的暂态及谐波扰动亦有良好的效果。
[0003]请参见图1A，为现有技术不断电系统备援供电时的系统方块图。该不断电系统主要包含一两级式电源转换器10A、一静态转换开关11A、一电流感测器12A、一电压检测器13A以及一控制器14A所组成。该不断电系统接收一交流电源Vac，并通过该两级式电源转换器IOA将该交流电源Vac转换为一交流输出电压对一交流负载Ld供电。其中，该两级式电源转换器IOA包含一交流转直流转换电路(未图示)、一直流转交流转换电路(未图示)，并且，更包含一电池(未图示)以及对应的一充电电路(未图示)。当该不断电系统的该交流电源Vac失效，而无法对该交流负载Ld供电时，此时，供电的责任则切换为该两级式电源转换器IOA的该电池提供储能对该交流负载Ld供电。如图1A所示，当该静态转换开关IIA为正常操作时,该电压检测器13A可于该静态转换开关IlA的输出端检测到一输出电压Vo，并且，传送一电压信号至该控制器14A。
[0004]然而，一旦该静态转换开关IlA损坏故障时，会因为该静态转换开关IlA两输入端短路，而造成该电池所提供的储能经由一旁通路径反馈(backfeed)至该不断电系统的输入端，进而使得该不断电系统进行停机保护。请参见图1B，为现有技术不断电系统备反馈故障时的系统方块图。现行做法利用该电流感测器12A，通常可为比流器(currenttransformer, CT),检测该旁通路径的电流大小。一旦,该静态转换开关IlA损坏故障(该静态转换开关IlA两输入端短路)，导致反馈故障发生时，除了该电压检测器13A感测到该输出电压Vo之外，该电流感测器12A同时会量测到一大电流值，并且，传送一电流信号至该控制器14A。如此，该控制器14A将根据该电压信号与该电流信号判断出该不断电系统发生该静态转换开关IlA损坏故障，导致反馈故障发生。
[0005]然而，现行所采用比流器形式做为该旁通路径的电流检测时，假若该不断电系统操作于正常的备援供电下，会因为比流器易受干扰而误检测(errordetection)该旁通路径上的大电流，而导致该控制器14A误判为反馈故障发生，使得该不断电系统进入停机保护操作。
[0006]因此，如何设计出一种具反馈故障检测功能的不断电系统及其操作方法，能够减少元件使用、降低成本、简化电路设计、避免干扰而误动作的操作，并且提高该不断电系统反馈故障检测与判断的准确性，乃为本案创作人所欲行克服并加以解决的一大课题。
【发明内容】
[0007]本发明的一目的在于提供一种不断电系统，以克服习知技术的问题。因此本发明的不断电系统包含一电源转换装置、一开关单元、一第一电压检测单元、一第二电压检测单元以及一比较单元。该电源转换装置具有一输入端与一输出端，该输入端接收一交流电源，该电源转换装置转换该交流电源，进而对一交流负载供电。该开关单元具有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，该第二输入端连接该电源转换装置的该输出端，该第一输入端连接该电源转换装置的该输入端。该第一电压检测单元检测该电源转换装置的该输入端具有的一输入电压，进而产生一第一电压信号。该第二电压检测单兀检测该开关单兀的该输出端具有的一输出电压，进而产生一第二电压信号。该比较单兀接收该第一电压信号与该第二电压信号，并且比较该第一电压信号与该第二电压信号。其中，当该交流电源失效，该电源转换装置提供一备用电力对该交流负载供电时，若该第一电压信号与该第二电压信号相同时，则检测该开关单兀为故障操作；若该第一电压信号与该第二电压信号不相同时，则检测该开关单元为正常操作。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种不断电系统的操作方法，以克服习知技术的问题。因此本发明不断电系统的操作方法包含下列步骤:(a)判断该不断电系统是否为备援供电操作；(b)若该不断电系统为备援供电操作时，则判断是否检测到该不断电系统的一旁路输入电压；(c)若检测到该旁路输入电压，则判断该旁路输入电压与该不断电系统的一输出电压是否重合，并且持续超过一设定时间；以及(d)若该旁路输入电压与该输出电压重合，并且持续超过该设定时间，则确定该不断电系统为反馈故障。
[0009]本发明的再另一目的在于提供一种不断电系统的操作方法，以克服习知技术的问题。因此本发明不断电系统的操作方法包含下列步骤:(a)判断是否检测到一旁路输入电压；(b)若检测到该旁路输入电压，则判断该不断电系统是否为备援供电操作；(c)若检测到该旁路输入电压，则判断该旁路输入电压与一输出电压是否重合，并且持续超过一设定时间；以及(d)若该旁路输入电压与该输出电压重合，并且持续超过该设定时间，则确定该不断电系统为反馈故障。
[0010]为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1A为现有技术不断电系统备援供电时的系统方块图；
[0012]图1B为现有技术不断电系统反馈故障时的系统方块图；
[0013]图2为本发明不断电系统的系统方块图；
[0014]图3为本发明不断电系统的电源转换装置的方块示意图；
[0015]图4A为本发明不断电系统第一供电模式的方块示意图；
[0016]图4B为本发明不断电系统第一供电模式的输入电压与输出电压的波形不意图；
[0017]图5A为本发明不断电系统第二供电模式的方块示意图；[0018]图5B为本发明不断电系统第二供电模式的输入电压与输出电压的波形示意图；
[0019]图6A为本发明不断电系统第三供电模式的方块示意图；
[0020]图6B为本发明不断电系统第三供电模式的输入电压与输出电压的波形示意图；
[0021]图7A为本发明不断电系统第四供电模式的方块示意图；
[0022]图7B为本发明不断电系统第四供电模式的输入电压与输出电压的波形示意图；
[0023]图8A为本发明不断电系统第五供电模式的方块示意图；
[0024]图SB为本发明不断电系统第五供电模式的输入电压与输出电压的波形示意图；
[0025]图9为本发明不断电系统操作方法第一实施例的流程图；
[0026]图10为本发明不断电系统操作方法第二实施例的流程图；及
[0027]图11为本发明不断电系统操作方法的输入电压与输出电压的波形示意图。
[0028]其中，附图标记说明如下:
[0029]〔现有技术〕
[0030]Vac交流电源
[0031]IOA两级式电源转换器
[0032]IlA静态转换开关
[0033]12A电流感测器
[0034]13A电压检测器
[0035]14A控制器
[0036]Ld交流负载
[0037]Vo输出电压
[0038]〔本发明〕
[0039]10电源转换装置
[0040]11第一电压检测单元
[0041]12第二电压检测单元
[0042]13开关单元
[0043]14比较单元
[0044]102交流转直流转换装置
[0045]104直流转交流转换装置
[0046]106第一直流转直流转换装置
[0047]108储能装置
[0048]110第二直流转直流转换装置
[0049]10_ip 输入端
[0050]10_op 输出端
[0051]13」pl第一输入端
[0052]13」p2第二输入端
[0053]13_op 输出端
[0054]Ld交流负载
[0055]Vac交流电源
[0056]Vi输入电压[0057]Vo输出电压
[0058]Vdcl第一直流电压
[0059]Vacl第一交流电压
[0060]Vdc2第二直流电压
[0061]Vdc3第三直流电压
[0062]Vdc4第四直流电压
[0063]Svl第一电压信号
[0064]Sv2第二电压信号
[0065]Pb旁通路径
[0066]Pf顺向路径
[0067]Pc充电路径
[0068]Pr释能路径
[0069]t0初始重合时间点
[0070]Ts设定时间
[0071]SlOO ?S106 步骤
[0072]S200 ?S206 步骤
【具体实施方式】
[0073]兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下:
[0074]请参见图2，为本发明不断电系统的系统方块图。该不断电系统包含一电源转换装置10、一开关单兀13、一第一电压检测单兀11、一开关单兀13、一第一电压检测单兀11、一第二电压检测单元12以及一比较单元14。该电源转换装置10具有一输入端10_ip与一输出端10_op,其中，该输入端10_ip接收一交流电源Vac,并且转换该交流电源Vac,进而对一交流负载Ld供电。该开关单兀13具有一第一输入端13_ipl、一第二输入端13_ip2以及一输出端13_op，其中，该第二输入端13_ip2连接该电源转换装置10的该输出端10_op，该第一输入端13_ipl连接该电源转换装置10的该输入端10_ip。该开关单元13可为一静态转换开关(static transfer switch, STS。该第一电压检测单元11检测该电源转换装置10的该输入端10_ip具有的一输入电压Vi,进而产生一第一电压信号Svl。该第二电压检测单元12检测该开关单元13的该输出端13_op具有的一输出电压Vo，进而产生一第二电压信号Sv2。该比较单元14接收该第一电压信号Svl与该第二电压信号Sv2，并且比较该第一电压信号Svl与该第二电压信号Sv2。其中，当该交流电源Vac失效，该电源转换装置10提供一备用电力对该交流负载Ld供电时，若该比较单元14比较该第一电压信号Svl与该第二电压信号Sv2相同时，而检测该开关单元13为故障操作；若该比较单元14比较出该第一电压信号Svl与该第二电压信号Sv2不相同时，而检测该开关单元13为正常操作。
[0075]请参见图3，为本发明不断电系统的电源转换装置的方块示意图。该电源转换装置10包含一交流转直流转换装置102、一直流转交流转换装置104、一第一直流转直流转换装置106、一储能装置108以及一第二直流转直流转换装置110。该交流转直流转换装置102接收该交流电源Vac，并转换该交流电源Vac为一第一直流电压Vdcl。该直流转交流转换装置104接收该第一直流电压Vdcl，并转换该第一直流电压Vdcl为一第一交流电压Vac I。该第一直流转直流转换装置106接收该第一直流电压Vdc I，并转换该第一直流电压Vdcl为一第二直流电压Vdc2。该储能装置108接收该第二直流电压Vdc2，并通过该第二直流电压Vdc2充电储能，以产生一第三直流电压Vdc3。其中，该储能装置108为一充电电池(rechargeable battery),该第一直流转直流转换装置106为一电池充电器,该第一直流转直流转换装置106所产生该第二直流电压Vdc2，为对该储能装置108充电的所需充电电压。该第二直流转直流转换装置110，接收该第三直流电压Vdc3，并转换该第三直流电压Vdc3为一第四直流电压Vdc4。至于该具反馈故障检测功能的不断电系统的操作，将于后文详细说明。
[0076]以下，将针对该不断电系统该多个不同供电模式予以说明，并且揭露该不断电系统的具反馈故障检测功能。请参见图4A，为本发明不断电系统第一供电模式的方块示意图。该不断电系统操作于一第一供电模式，亦即为该交流电源非经旁通路径的正常供电模式。如图4A所示,在该第一供电模式下,该交流电源Vac通过一旁通路径(bypass path)Pb传送至该静态转换开关13的该第一输入端13_ipl (粗实线表示)。此外，该交流电源Vac通过该交流转直流转换装置102与该直流转交流转换装置104所形成的一顺向路径(forwardpath) Pf,经过转换后传送至该静态转换开关13的该第二输入端13_ip2 (粗实线表示)。再者，该交流电源Vac通过该交流转直流转换装置102与该第一直流转直流转换装置106所形成的一充电路径(charging path) Pc,经过转换后对该储能装置108充电(粗实线表示)。值得一提，在该第一供电模式下，该静态转换开关13的该第二输入端13_ip2切换为与该输出端13_op连接，因此，该交流电源Vac经由该顺向路径Pf并通过该静态转换开关13对该交流负载Ld供电。配合参见图4B,为本发明不断电系统第一供电模式的输入电压与输出电压的波形示意图。此时，在该第一供电模式下，该第一电压检测单元11所检测到该电源转换装置10的该输入端10_ip具有的该输入电压Vi (符号+表示)与该第二电压检测单元12检测到该开关单元13的该输出端13_op具有的该输出电压Vo (符号ο表示)所示于图4B中。其中，由于该交流电源Vac非经该旁通路径Pb的正常供电模式，因此，该第一电压检测单元11所检测到该输入电压Vi即为该交流电源Vac，而该第二电压检测单元12所检测到该输出电压Vo即为该交流电源Vac经由该交流转直流转换装置102与该直流转交流转换装置104所转换后对该交流负载Ld供电的电压。该比较单元14比较该第一电压信号Svl与该第二电压信号Sv2后，判断该输入电压Vi与该输出电压Vo两者之间则存在频率、振幅相同，而相位差异的关系。
[0077]请参见图5A，为本发明不断电系统第二供电模式的方块示意图。该不断电系统操作于一第二供电模式，亦即为该交流电源经旁通路径的正常供电模式。如图5A所示，在该第二供电模式下，该交流电源Vac通过该旁通路径Pb传送至该静态转换开关13的该第一输入端13_ipl (粗实线表示)。此外，该交流电源Vac通过该交流转直流转换装置102与该直流转交流转换装置104所形成的该顺向路径Pf，经过转换后传送至该静态转换开关13的该第二输入端13_ip2(粗实线表示)。再者，该交流电源Vac通过该交流转直流转换装置102与该第一直流转直流转换装置106所形成的该充电路径Pc，经过转换后对该储能装置108充电(粗实线表示)。值得一提，在该第二供电模式下，该静态转换开关13的该第一输入端13_ipl切换为与该输出端13_op连接，因此，该交流电源Vac经由该旁通路径Pb并通过该静态转换开关13对该交流负载Ld供电。配合参见图5B，为本发明不断电系统第二供电模式的输入电压与输出电压的波形不意图。此时，在该第二供电模式下，该第一电压检测单元11所检测到该电源转换装置10的该输入端10_ip具有的该输入电压Vi (符号+表示)与该第二电压检测单元12检测到该开关单元13的该输出端13_op具有的该输出电压Vo(符号ο表示)所示于图5B中。其中，由于该交流电源经旁通路径的正常供电模式，因此，该第一电压检测单元11所检测到该输入电压Vi即为该交流电源Vac，而该第二电压检测单元12所检测到该输出电压Vo亦为该交流电源Vac。该比较单元14比较该第一电压信号Svl与该第二电压信号Sv2后，判断该输入电压Vi与该输出电压Vo两者之间则存在频率、振幅与相位三者完全相同的关系，亦即，该输入电压Vi与该输出电压Vo波形重合。
[0078]请参见图6A，为本发明不断电系统第三供电模式的方块示意图。该不断电系统操作于一第三供电模式，亦即为该储能装置108释能提供电力的备援供电模式。如图6A所示，在该第三供电模式下，该交流电源Vac失效，因此，该储能装置108的储能通过该第二直流转直流转换装置110与该直流转交流转换装置104所形成的一释能路径(energy-releasing path) Pr,经过转换后传送至该静态转换开关13的该第二输入端13_ip2(粗实线表示)。值得一提，在该第三供电模式下，该静态转换开关13的该第二输入端13_ip2切换为与该输出端13_op连接，因此，该储能装置108的储能经由该释能路径Pr并通过该静态转换开关13对该交流负载Ld供电(粗实线表示)。配合参见图6B，为本发明不断电系统第三供电模式的输入电压与输出电压的波形示意图。此时，在该第三供电模式下，该第一电压检测单元11所检测到该电源转换装置10的该输入端10_ip具有的该输入电压Vi (符号+表示)与该第二电压检测单元12检测到该开关单元13的该输出端13_op具有的该输出电压Vo (符号ο表示)所示于图6B中。其中，由于该储能装置108释能提供电力的备援供电模式，因此，该第一电压检测单元11所检测到该输入电压Vi即为该交流电源Vac为零电压的状态，而该第二电压检测单元12所检测到该输出电压Vo亦为该储能装置108所产生该第三直流电压Vdc3经由该第二直流转直流转换装置110与该直流转交流转换装置104所转换后对该交流负载Ld供电的电压。该比较单元14比较该第一电压信号Svl与该第二电压信号Sv2后，判断该输入电压Vi与该输出电压Vo两者之间则存在频率、振幅与相位三者完全不相同的关系。
[0079]请参见图7A，为本发明不断电系统第四供电模式的方块示意图。该不断电系统操作于一第四供电模式，亦即为该储能装置108释能提供电力的备援供电模式并且该交流电源经旁通路径的复电模式。如图7A所示，在该第四供电模式下，该交流电源Vac复电初期，该交流电源Vac通过该旁通路径Pb传送至该静态转换开关13的该第一输入端13_ipl (粗实线表示)。此外，该储能装置108的储能通过该第二直流转直流转换装置110与该直流转交流转换装置104所形成的该释能路径Pr，经过转换后传送至该静态转换开关13的该第二输入端13_ip2(粗实线表示)。值得一提，在该第四供电模式下，该静态转换开关13的该第二输入端13_ip2切换为与该输出端13_op连接，因此，该储能装置108的储能经由该释能路径Pr并通过该静态转换开关13对该交流负载Ld供电(粗实线表示)。配合参见图7B，为本发明不断电系统第四供电模式的输入电压与输出电压的波形示意图。此时，在该第四供电模式下，该第一电压检测单元11所检测到该电源转换装置10的该输入端10_ip具有的该输入电压Vi (符号+表示)与该第二电压检测单元12检测到该开关单元13的该输出端13_op具有的该输出电压Vo (符号ο表示)所示于图7B中。其中，由于该储能装置108释能提供电力的备援供电模式并且该交流电源经旁通路径的复电模式，因此，该第一电压检测单元11所检测到该输入电压Vi即为该交流电源Vac，而该第二电压检测单元12所检测到该输出电压Vo亦为该储能装置108所产生该第三直流电压Vdc3经由该第二直流转直流转换装置110与该直流转交流转换装置104所转换后对该交流负载Ld供电的电压。该比较单元14比较该第一电压信号Svl与该第二电压信号Sv2后，判断该输入电压Vi与该输出电压Vo两者之间则存在频率、振幅相同，而相位差异的关系。
[0080]请参见图8A，为本发明不断电系统第五供电模式的方块示意图。该不断电系统操作于一第五供电模式，亦即为该储能装置108释能提供电力的备援供电模式并且发生反馈故障操作模式。如图8A所示，在该第五供电模式下，该交流电源Vac失效，因此，该储能装置108的储能通过该第二直流转直流转换装置110与该直流转交流转换装置104所形成的该释能路径Pr，经过转换后传送至该静态转换开关13的该第二输入端13_ip2(粗实线表示)。值得一提，在该第五供电模式下，该静态转换开关13的该第二输入端13_ip2切换为与该输出端13_op连接，因此，该储能装置108的储能经由该释能路径Pr并通过该静态转换开关13对该交流负载Ld供电(粗实线表示)。然而，由于该开关单元13为故障操作(该第一输入端13_ipl与该第二输入端13_ip2为短路)，因此，由该储能装置108释能提供该交流负载Ld所需的备援电力，则经由该旁通路径Pb反馈回该电源转换装置10的该输入端10_ip (粗实线表示)。配合参见图SB，为本发明不断电系统第五供电模式的输入电压与输出电压的波形示意图。此时，在该第五供电模式下，该第一电压检测单元11所检测到该电源转换装置10的该输入端10_ip具有的该输入电压Vi (符号+表示)与该第二电压检测单元12检测到该开关单元13的该输出端13_op具有的该输出电压Vo (符号ο表示)所示于图SB中。其中，由于该储能装置108释能提供电力的备援供电模式并且发生反馈故障操作模式，因此，该第一电压检测单元11所检测到该输入电压Vi与该第二电压检测单元12所检测到该输出电压Vo皆为该储能装置108所产生该第三直流电压Vdc3经由该第二直流转直流转换装置110与该直流转交流转换装置104所转换后对该交流负载Ld供电的电压。该比较单元14比较该第一电压信号Svl与该第二电压信号Sv2后，判断该输入电压Vi与该输出电压Vo两者之间则存在频率、振幅与相位三者完全相同的关系，亦即，该输入电压Vi与该输出电压Vo波形重合。故此，当该交流电源Vac失效而由该储能装置108提供备用电力供电时，当该第一电压信号Svl的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号Sv2的频率、相位以及振幅三者完全相同时，该第一电压信号Svl与该第二电压信号Sv2相同，则视为该输入电压Vi与该输出电压Vo相同，而检测该开关单元13为故障操作。值得一提，为了更进一步确认该输入电压Vi与该输出电压Vo波形重合因为该开关单元13为故障操作所导致，而非出于巧合，可再判断该输入电压Vi与该输出电压Vo波形重合是否持续超过一设定时间。其中，该设定时间可为多个信号时间周期。因此，若该输入电压Vi与该输出电压Vo波形重合持续超过多个信号时间周期，则可判定该开关单元13为故障操作。
[0081]请参见图9，为本发明不断电系统操作方法第一实施例的流程图。该方法包含下列步骤:首先，判断该不断电系统是否为备援供电操作(S100)。然后，若该不断电系统为备援供电操作时，则判断是否检测到一旁路输入电压(S102)。然后，若检测到该旁路输入电压，则判断该旁路输入电压与一输出电压是否重合，并且持续超过一设定时间(S104)。最后，若该旁路输入电压与该输出电压重合，并且持续超过该设定时间，则确定该不断电系统为反馈故障(S106)。若该旁路输入电压与该输出电压重合，但并未持续超过该设定时间，则确定该不断电系统为正常备援供电操作。
[0082]请参见图10，为本发明不断电系统操作方法第二实施例的流程图。该方法包含下列步骤:首先，判断是否检测到一旁路输入电压(S200)。然后，若检测到该旁路输入电压，则判断该不断电系统是否为备援供电操作(S202)。然后，若该不断电系统为备援供电操作时，则判断该旁路输入电压与一输出电压是否重合，并且持续超过一设定时间(S204)。最后，若该旁路输入电压与该输出电压重合，并且持续超过该设定时间，则确定该不断电系统为反馈故障(S206)。若该旁路输入电压与该输出电压重合，但并未持续超过该设定时间，则确定该不断电系统为正常备援供电操作。
[0083]值得一提，上述该具反馈故障检测功能不断电系统包含一电源转换装置、一开关单元、一第一电压检测单元、一第二电压检测单元以及一比较单元。该电源转换装置接收一交流电源。该开关单元连接该电源转换装置，其中，该开关单元为一静态转换开关(statictransfer switch, STS)。该第一电压检测单元检测该电源转换装置的该旁路输入电压,进而产生一第一电压信号。该第二电压检测单兀检测该开关单兀的该输出电压，进而产生一第二电压信号。该比较单元接收该第一电压信号与该第二电压信号。
[0084]当该交流电源失效而由该电源转换装置提供备用电力供电时，若该比较单元比较该第一电压信号与该第二电压信号相同，并且持续超过该设定时间时，则确定该不断电系统为反馈故障；若该比较单元比较出该第一电压信号与该第二电压信号不相同时，则确定该不断电系统为正常备援供电操作。值得一提，当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅三者完全相同并且持续超过该设定时间时，该第一电压信号与该第二电压信号相同，则视为该输入电压与该输出电压相同，并且持续超过该设定时间时，则确定该不断电系统为反馈故障；当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅有任一者不相同时，该第一电压信号与该第二电压信号不相同，则视为该输入电压与该输出电压不相同，则确定该不断电系统为正常备援供电操作。
[0085]配合参见图11，为本发明不断电系统操作方法的输入电压与输出电压的波形示意图。当该交流电源失效而由该电源转换装置提供备用电力供电时，在一初始重合时间点to之前，该比较单元比较该第一电压信号(亦即该输入电压Vi)与该第二电压信号(亦即该输出电压Vo)，其中，由于该交流电源失效，因此，该输入电压Vi为零电压状态，而该输出电压Vo为该电源转换装置提供备用电力供电该交流负载的电压状态。由于该输入电压Vi与该输出电压Vo不相同，因此，确定该不断电系统为正常备援供电操作。当在该初始重合时间点tO时，该比较单元比较该输入电压Vi与该输出电压Vo相同(波形重合)，并且，经过该设定时间Ts后(假设该设定时间Ts为三个周期)，该输入电压Vi与该输出电压Vo持续重合超过该设定时间Ts，因此，则确定该不断电系统为反馈故障。
[0086]综上所述，本发明具有以下的特征与优点:
[0087]1、由于减少比流器元件使用，可降低成本，并且简化电路设计与使用空间；
[0088]2、利用检测旁路输入电压与输出电压的频率、相位以及振幅，可避免使用比流器做为旁路电流检测之用时，易受干扰而误动作的操作 '及
[0089]3、利用检测旁路输入电压与输出电压的频率、相位以及振幅，可提高该不断电系统反馈故障检测与判断的准确性。
[0090]惟，以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式，惟本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有权利要求范围应以的申请专利权利要求范围为准，凡合于本发明申请专利权利要求范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，任何本领域技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在本案的专利权利要求范围。
【权利要求】
1.一种不断电系统，包含: 一电源转换装置，具有一输入端与一输出端，该输入端接收一交流电源，该电源转换装置转换该交流电源，进而对一交流负载供电； 一开关单兀，具有一第一输入端、一第二输入端以及一输出端，该第二输入端连接该电源转换装置的该输出端，该第一输入端连接该电源转换装置的该输入端； 一第一电压检测单元，检测该电源转换装置的该输入端具有的一输入电压，进而产生一第一电压信号； 一第二电压检测单兀，检测该开关单兀的该输出端具有的一输出电压，进而产生一第二电压信号；及 一比较单元，接收该第一电压信号与该第二电压信号，并且比较该第一电压信号与该第二电压信号； 其中，当该交流电源失效，该电源转换装置提供一备用电力对该交流负载供电时，若该第一电压信号与该第二电压信号相同时，则检测该开关单兀为故障操作；若该第一电压信号与该第二电压信号不相同时，则检测该开关单元为正常操作。
2.如权利要求1所述的不断电系统，其中该电源转换装置包含: 一交流转直流转换装置，接收该交流电源，并转换该交流电源为一第一直流电压； 一直流转交流转换装置，接收该第一直流电压，并转换该第一直流电压为一第一交流电压； 一第一直流转直流转换装置，接收该第一直流电压，并转换该第一直流电压为一第二直流电压； 一储能装置，接收该第二直流电压，并通过该第二直流电压充电储能，以产生一第三直流电压；及 一第二直流转直流转换装置，接收该第三直流电压，并转换该第三直流电压为一第四直流电压。 一电压信号包含该交流电源的频率、相位以及振幅，该第二电压信号包含该输出电压的频率、相位以及振幅，其中当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅三者完全相同时，该第一电压信号与该第二电压信号相同，则视为该输入电压与该输出电压相同，而检测该开关单元为故障操作，并且该不断电系统为反馈故障；当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅有任一者不相同时，该第一电压信与该第二电压信号不相同，则视为该输入电压与该输出电压不相同，而检测该开关单元为正常操作，并且该不断电系统为正常备援供电操作。
3.如权利要求1所述的不断电系统，其中该第一电压信号包含该交流电源的频率、相位以及振幅，该第二电压信号包含该输出电压的频率、相位以及振幅，其中当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅三者完全相同时，该第一电压信号与该第二电压信号相同，则视为该输入电压与该输出电压相同，而检测该开关单元为故障操作，并且该不断电系统为反馈故障；当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅有任一者不相同时，该第一电压信与该第二电压信号不相同，则视为该输入电压与该输出电压不相同，而检测该开关单元为正常操作，并且该不断电系统为正常备援供电操作。
4.如权利要求1所述的不断电系统，其中该第一电压信号包含该交流电源的频率、相位以及振幅，该第二电压信号包含该输出电压的频率、相位以及振幅，其中当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅三者完全相同并且持续超过一设定时间时，该第一电压信号与该第二电压信号相同，则视为该输入电压与该输出电压相同，而检测该开关单元为故障操作，并且该不断电系统为反馈故障；当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅有任一者不相同时，该第一电压信号与该第二电压信号不相同，则视为该输入电压与该输出电压不相同，而检测该开关单元为正常操作，并且该不断电系统为正常备援供电操作。
5.如权利要求2所述的不断电系统，其中当该交流电源失效而由该储能装置释能提供备用电力供电时，若该比较单元比较该第一电压信号与该第二电压信号相同时，而检测该开关单元为故障操作，并且该不断电系统为反馈故障；若该比较单元比较出该第一电压信号与该第二电压信号不相同时，而检测该开关单元为正常操作，并且该不断电系统为正常备援供电操作。
6.如权利要求2所述的不断电系统，其中该储能装置为一充电电池，该第一直流转直流转换装置为一电池充电器，该第一直流转直流转换装置所产生该第二直流电压，为对该储能装置充电的所需充电电压。
7.如权利要求1所述的不断电系统，其中该开关单元为一静态转换开关。
8.—种不断电系统的操作方法，包含下列步骤: (a)判断该不断电系统是否为备援供电操作； (b)若该不断电系统为备援供电操作时，则判断是否检测到该不断电系统的一旁路输入电压； (C)若检测到该旁路输入电压，则判断该旁路输入电压与该不断电系统的一输出电压是否重合，并且持续超过一设定时间；及 (d)若该旁路输入电压与该输出电压重合，并且持续超过该设定时间，则确定该不断电系统为反馈故障。
9.如权利要求8所述的不断电系统操作方法，其中在步骤(d)中，若该旁路输入电压与该输出电压重合，但并未持续超过该设定时间，则确定该不断电系统为正常备援供电操作。
10.如权利要求9所述的不断电系统操作方法，其中该不断电系统包含: 一电源转换装置，接收一交流电源，该电源转换装置转换该交流电源，进而对一交流负载供电； 一开关单元，连接该电源转换装置； 一第一电压检测单元，检测该电源转换装置的该旁路输入电压，进而产生一第一电压信号; 一第二电压检测单元，检测该开关单元的该输出电压，进而产生一第二电压信号 '及 一比较单元，接收该第一电压信号与该第二电压信号，并且比较该第一电压信号与该第二电压信号。
11.如权利要求10所述的不断电系统操作方法，其中当该交流电源失效，该电源转换装置提供一备用电力对该交流负载供电时，若该第一电压信号与该第二电压信号相同，并且持续超过该设定时间时，则检测该开关单元为故障操作，并且该不断电系统为反馈故障；若该第一电压信号与该第二电压信号不相同时，则检测该开关单元为正常操作，并且该不断电系统为正常备援供电操作。
12.如权利要求11所述的不断电系统操作方法，其中该第一电压信号包含该交流电源的频率、相位以及振幅，该第二电压信号包含该输出电压的频率、相位以及振幅，其中当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅三者完全相同并且持续超过该设定时间时，该第一电压信号与该第二电压信号相同，则视为该输入电压与该输出电压相同，并且持续超过该设定时间时，而检测该开关单元为故障操作，并且该不断电系统为反馈故障；当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅有任一者不相同时，该第一电压信号与该第二电压信号不相同，则视为该输入电压与该输出电压不相同，而检测该开关单元为正常操作，并且该不断电系统为正常备援供电操作。
13.如权利要求10所述的不断电系统操作方法，其中该开关单元为一静态转换开关。
14.一种不断电系统的操作方法，包含下列步骤: (a)判断是否检测到该不断电系统的一旁路输入电压； (b)若检测到该旁路输入电压，则判断该不断电系统是否为备援供电操作； (c)若该不断电系统为备援供电操作时，则判断该旁路输入电压与该不断电系统的一输出电压是否重合，并且持续超过一设定时间 '及 (d)若该旁路输入电压与该输出电压重合，并且持续超过该设定时间，则确定该不断电系统为反馈故障。
15.如权利要求14所述的不断电系统操作方法，其中在步骤(d)中，若该旁路输入电压与该输出电压重合，但并未持续超过该设定时间，则确定该不断电系统为正常备援供电操作。
16.如权利要求15所述的不断电系统操作方法，其中该不断电系统包含: 一电源转换装置，接收一交流电源，该电源转换装置转换该交流电源，进而对一交流负载供电； 一开关单元，连接该电源转换装置； 一第一电压检测单元，检测该电源转换装置的该旁路输入电压，进而产生一第一电压信号; 一第二电压检测单元，检测该开关单元的该输出电压，进而产生一第二电压信号，并且比较该第一电压信号与该第二电压信号；及 一比较单元，接收该第一电压信号与该第二电压信号。
17.如权利要求16所述的不断电系统操作方法，其中当该交流电源失效，该电源转换装置提供一备用电力对该交流负载供电时，若该第一电压信号与该第二电压信号相同，并且持续超过该设定时间时，则检测该开关单元为故障操作，并且该不断电系统为反馈故障；若该第一电压信号与该第二电压信号不相同时，则检测该开关单元为正常操作，并且该不断电系统为正常备援供电操作。
18.如权利要求17所述的不断电系统操作方法，其中该第一电压信号包含该交流电源的频率、相位以及振幅，该第二电压信号包含该输出电压的频率、相位以及振幅，其中当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅三者完全相同并且持续超过该设定时间时，该第一电压信号与该第二电压信号相同，则视为该输入电压与该输出电压相同，并且持续超过该设定时间时，而检测该开关单元为故障操作，并且该不断电系统为反馈故障；当该第一电压信号的频率、相位以及振幅对应该第二电压信号的频率、相位以及振幅有任一者不相同时，该第一电压信号与该第二电压信号不相同，则视为该输入电压与该输出电压不相同，而检测该开关单元为正常操作，并且该不断电系统为正常备援供电操作。
19.如权利要求16所述的不断电系统操作方法，其中该开关单元为一静态转换开关。
【文档编号】H02J9/00GK103904767SQ201210583686
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】叶松杰, 沈卫国, 周辉, 刘祖成 申请人:台达电子工业股份有限公司