电源供应转换系统及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种电源供应转换系统接收一外部电源，并且对一负载进行供电。该电源供应转换系统包含至少一主电源装置、至少一辅助电源装置、一主开关、一辅助开关以及一控制单元。当该控制单元检测该外部电源恢复正常供电时，该控制单元导通该主开关以复归该外部电源，并且维持该辅助电源装置共同对该负载供电。其中，该控制单元控制该主电源装置的输出电压大于该辅助电源装置的输出电压。当该控制单元检测该主电源装置完全对该负载供电时，该控制单元关断该辅助电源装置对该负载供电。
【专利说明】电源供应转换系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明有关一种电源供应转换系统及其控制方法，尤指一种对负载供电软性转换的电源供应转换系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]为了维持供电的稳定度与可靠度，能够当电源发生不正常中断或是不稳定供电时，还能够担负起暂时紧急供应电源的能力，因此，除了主电源供应之外，还需要有备用电源的支援，才能够达到不断电的供电方式。当主电源(通常为市电)正常供电时，该主电源对负载供电，同时，该主电源也对该备用电源(可为充电电池)进行充电或储能的操作，以因应当该主电源发生异常供电时，能够即时地切换为该备用电源对负载提供持续性供应。再者，一旦该主电源恢复正常供电时，对负载供电的任务则由该备用电源转换回该主电源负责。
[0003]惟，在现有实务操作中，通常由于直接瞬间地由该备用电源切换回该主电源供电，以对负载提供总系统负载所需，然而，由于瞬间切断该备用电源所产生的暂态涌浪电流(inrush current),并且造成输入电源产生电压骤降(voltage dip),导致系统当机(shutdown)而必须重新开机所引起的弹跳(re-bounce)异常,甚至造成对系统使用寿命的损害。
[0004]因此，如何设计出一种电源供应转换系统及其控制方法，通过对负载供电软性转换，以提高供电稳定度与可靠度、降低电源切换所产生的暂态涌浪电流，以提高系统使用寿命，并且提高对该负载供电的强韧性，乃为本发明创作人所欲行克服并加以解决的一大课题。
【发明内容】
[0005]本发明的一目的在于提供一种电源供应转换系统，以克服现有技术的问题。因此本发明的该电源供应转换系统接收一外部电源，并且对一负载进行供电。该电源供应转换系统包含至少一主电源装置、至少一辅助电源装置、一主开关、一辅助开关以及一控制单元。该主开关连接于该外部电源与该主电源装置之间。该辅助开关连接于该辅助电源装置与该负载之间。其中，当该控制单元检测到该外部电源正常供电时，该控制单元导通该主开关，使得该主电源装置接收该外部电源，并且转换该外部电源对该负载供电；当该控制单元检测到该外部电源异常供电时，该控制单元截止该主开关以关断该外部电源对该负载供电，并且切换该辅助电源装置对该负载供电；当该控制单元检测该外部电源恢复正常供电时，该控制单元导通该主开关以复归该外部电源，并且维持该辅助电源装置共同对该负载供电；其中，该控制单元控制该主电源装置的输出电压大于该辅助电源装置的输出电压；当该控制单元检测该主电源装置完全对该负载供电时，该控制单元关断该辅助电源装置对该负载供电。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种电源供应转换系统的控制方法，以克服现有技术的问题。因此本发明的该电源供应转换系统接收一外部电源，并且对一负载供电，其中，该电源供应转换系统包含至少一主电源装置、至少一辅助电源装置以及一控制单元。该控制方法包含下列步骤:首先，当该控制单元检测到该外部电源正常供电时，该主电源装置接收该外部电源，并且转换该外部电源对该负载供电；然后，当该控制单元检测到该外部电源异常供电时，该控制单元关断该外部电源对该负载供电，并且切换该辅助电源装置对该负载供电；然后，当该控制单元检测该外部电源恢复正常供电时，该控制单元复归该外部电源，并且维持该辅助电源装置共同对该负载供电；其中，该控制单元控制该主电源装置的输出电压大于该辅助电源装置的输出电压；最后，当该控制单元检测该主电源装置完全对该负载供电时，该控制单元关断该辅助电源装置对该负载供电。
[0007]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】
[0008]图1为本发明电源供应转换系统第一实施例的示意方块图；
[0009]图2为本发明电源供应转换系统第二实施例的示意方块图；
[0010]图3为本发明电源供应转换系统控制的时序图；
[0011]图4为本发明电源供应转换系统第三实施例的示意方块图；
[0012]图5为本发明电源供应转换系统第四实施例的示意方块图；及
[0013]图6为本发明电源供应转换系统控制方法的流程图。
[0014]其中，附图标记说明如下:
[0015]〔本发明〕
[0016]Vin 外部电源
[0017]Ld负载
[0018]10电源供应转换系统
[0019]102主电源装置
[0020]104 辅助电源装置
[0021]106 主开关
[0022]108 辅助开关
[0023]110控制单元
[0024]1102 负载检测器
[0025]1104 负载信号放大器
[0026]1106 通信信号产生器
[0027]1108 参考电压信号产生器
[0028]1110 操作电压信号产生器
[0029]1022 输入滤波整流电路
[0030]1024 直流/直流转换电路
[0031]1026 输出滤波整流电路
[0032]1042 充电电路
[0033]1044 充电电池
[0034]1046放电电路
[0035]Smc主开关控制信号
[0036]Sac辅助开关控制信号
[0037]Pd电源检测信号
[0038]Vom主电源装置输出电压
[0039]Voa辅助电源装置输出电压
[0040]1m主电源装置输出电流
[0041]1a辅助电源装置输出电流
[0042]Sod负载信号
[0043]Soda负载放大信号
[0044]Scm通信信号
[0045]Srv参考电压信号
[0046]Sdv操作电压信号
[0047]10’电源供应转换系统
[0048]102’ 第一主电源装置
[0049]104’ 第一辅助电源装置
[0050]106’ 主开关
[0051]108’ 辅助开关
[0052]110’ 第一控制单元
[0053]102” 第二主电源装置
[0054]104” 第二辅助电源装置
[0055]110” 第二控制单元
[0056]Smc ’ 主开关控制信号
[0057]Sac’ 辅助开关控制信号
[0058]Voml第一主电源装置输出电压
[0059]Voal第一辅助电源装置输出电压
[0060]Vom2第二主电源装置输出电压
[0061]Tl?TlO 时间点
[0062]Vl第一电压值
[0063]V2第二电压值
[0064]V3第三电压值
[0065]Voa2第二辅助电源装置输出电压
[0066]SlO ?S40 步骤
【具体实施方式】
[0067]兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下:
[0068]请参见图1为本发明电源供应转换系统第一实施例的示意方块图。该电源供应转换系统10接收一外部电源Vin，并且对一负载Ld进行供电。该电源供应转换系统10包含至少一主电源装置102、至少一辅助电源装置104、一主开关106、一辅助开关108以及至少一控制单元110。该主开关106连接于该外部电源Vin与该至少一主电源装置102之间。该辅助开关108连接于该至少一辅助电源装置104与该负载Ld之间。其中，该主开关106或该辅助开关108为断路器，但不以此为限，该主开关106或该辅助开关108亦可为功率开关或其他类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中。该控制单元110连接该主电源装置102与该辅助电源装置104，该控制单元110接收一电源检测信号Pd来检测该外部电源Vin供电是否为正常或异常。此外,该外部电源Vin为一交流电源(AC power source)或一直流电源(DC power source)，但不以此为限。惟，为方便说明，在本发明中，以该外部电源Vin为该交流电源为例加以说明。
[0069]当该控制单元110检测到该外部电源Vin正常供电时，该控制单元110输出一主开关控制信号Smc导通该主开关106，其中，该主开关控制信号Smc可为高电平信号以导通该主开关106，但不以此为限，因此，使得该主电源装置102接收该外部电源Vin，并且转换该外部电源Vin对该负载Ld供电。此时，该控制单元110也输出一辅助开关控制信号Sac以截止该辅助开关108，其中，该辅助开关控制信号Sac可为低电平信号以截止该辅助开关108，但不以此为限。换言之，当该控制单元110检测到该外部电源Vin正常供电时，该控制单元110输出该主开关控制信号Smc，并且通过该主电源装置102转换该外部电源Vin为该负载Ld所需的电压电平。
[0070]当该控制单元110检测到该外部电源Vin异常供电时，该控制单元110输出该主开关控制信号Smc截止该主开关106，其中，该主开关控制信号Smc可为低电平信号以截止该主开关106，但不以此为限，以关断该外部电源Vin对该负载Ld供电，并且该控制单元110也输出该辅助开关控制信号Sac以导通该辅助开关108，其中该辅助开关控制信号Sac可为高电平信号以导通该辅助开关108，但不以此为限，以切换该辅助电源装置104对该负载Ld供电。其中，上述该外部电源Vin异常供电意指该外部电源Vin因故障、检修或其他无法提供正常供电的操作状况。
[0071]当该控制单元110检测该外部电源Vac恢复正常供电时，该控制单元110再次输出高电平的该主开关控制信号Smc以导通该主开关106，进而复归该外部电源Vin，并且维持该辅助电源装置104共同对该负载Ld供电。此时，该主开关106与该辅助开关108同时为导通状态。在此操作状态下，该控制单元110控制该主电源装置102的输出电压Vom大于该辅助电源装置104的输出电压Voa，使得该主电源装置102与该辅助电源装置104共同对该负载Ld供电的状况下，该主电源装置102对该负载Ld提供输出能量的比例逐渐上升，而该辅助电源装置104对该负载Ld提供输出能量的比例逐渐下降，亦即，该主电源装置102的输出电流1m逐渐增加，而该辅助电源装置104的输出电流1a逐渐减少。最后，当该控制单元110检测该主电源装置102完全对该负载Ld供电时，该控制单元110再次输出低电平的该辅助开关控制信号Sac以截止该辅助开关108，进而关断该辅助电源装置104对该负载Ld供电。
[0072]请参见图2为本发明电源供应转换系统第二实施例的示意方块图。该第二实施例与上述第一实施例最大的差异在于该电源供应转换系统10’具有多组主电源装置、辅助电源装置以及控制单元。为了方便说明，在本实施例中以两组主电源装置、辅助电源装置以及控制单元为例，亦即，该电源供应转换系统10’包含一第一主电源装置102’、一第一辅助电源装置104’、一第一控制单元110’、一第二主电源装置102”、一第二辅助电源装置104”、一第二控制单元110”、一主开关106’以及一辅助开关108’。值得一提，对于第二实施例的多组架构，每一控制单元与一主电源装置以及一辅助电源装置形成一组架构，亦即，该第一控制单元110’搭配该第一主电源装置102’与该第一辅助电源装置104’操作；而该第二控制单元110”搭配该第二主电源装置102”与该第二辅助电源装置104”操作。至于该主开关106’与该辅助开关108’可由该第一控制单元110’所产生一主开关控制信号Smc’与一辅助开关控制信号Sac’控制，或者，该主开关控制信号Smc’与该辅助开关控制信号Sac’可由该第二控制单元110”所产生以控制该主开关106’与该辅助开关108’。通过该电源供应转换系统10’的多组架构操作，可对该负载Ld提供更多输出能量以提高供电稳定度(stability)与可靠度(reliability)。
[0073]至于该多组架构的该电源供应转换系统10’操作与上述第一实施例相似，为方便说明，以该第一控制单元110’为主要控制单元为例加以说明。惟，该第二控制单元110”亦可提供相同的操作，因此，不以该第一控制单元110’为主要控制单元为限制。当该检测到该外部电源Vin正常供电时，输出高电平的该主开关控制信号Smc’以导通该主开关106’，因此，该外部电源Vin同时通过该第一主电源装置102’与该第二主电源装置102”转换以对该负载Ld供电。换言之，在此操作状态下，该第一主电源装置102’与该第二主电源装置102”为并联连接对该负载Ld供电。
[0074]当该第一控制单元110’检测到该外部电源Vin异常供电时，该第一控制单元110’输出该主开关控制信号Smc ’截止该主开关106 ’，以关断该外部电源Vin对该负载Ld供电，并且该第一控制单元110’也输出高电平的该辅助开关控制信号Sac’以导通该辅助开关108’，因此，该第一辅助电源装置104’与该第二辅助电源装置104”同时对该负载Ld供电。换言之，在此操作状态下，该第一辅助电源装置104’与该第二辅助电源装置104”为并联连接对该负载Ld供电。
[0075]当该第一控制单元110’检测该外部电源Vin恢复正常供电时，该第一控制单元110’再次输出高电平的该主开关控制信号Smc’以导通该主开关106’，进而复归该外部电源Vin，并且维持该第一辅助电源装置104’与该第二辅助电源装置104”共同对该负载Ld供电。此时，该主开关106’与该辅助开关108’同时为导通状态。在此操作状态下，该第一控制单元110’控制该第一主电源装置102’的输出电压Voml大于该第一辅助电源装置104’的输出电压Voa’，以及控制该第二主电源装置102”的输出电压Vom2大于该第二辅助电源装置104”的输出电压Voa”，使得该第一主电源装置102’与该第一辅助电源装置104’以及该第二主电源装置102”与该第二辅助电源装置104”共同对该负载Ld供电的状况下，该第一主电源装置102’与该第二主电源装置102”对该负载Ld提供输出能量的比例逐渐上升，而该第一辅助电源装置104’与该第二辅助电源装置104”对该负载Ld提供输出能量的比例逐渐下降，亦即，该第一主电源装置102’的输出电流1ml与该第二主电源装置102”的输出电流1m2逐渐增加，而该第一辅助电源装置104’的输出电流1al与该第二辅助电源装置104”的输出电流1a2逐渐减少。最后，当该第一控制单元110’检测该第一主电源装置102’与该第二主电源装置102”完全对该负载Ld供电时，该第一控制单元110’再次输出低电平的该辅助开关控制信号Sac’以截止该辅助开关108’，进而关断该第一辅助电源装置104’与该第二辅助电源装置104”对该负载Ld供电。
[0076]请参见图3为本发明电源供应转换系统控制的时序图。对于该电源供应转换系统时序控制以一组该主电源装置102、该辅助电源装置104以及该控制单元110为例说明。如图所示，由上而下的波形分别表示该外部电源电压状态Vin、该外部电源电压状态Iin、该负载电流状态IcU该辅助电源装置电流状态1a、该主电源装置电流状态1m、该负载电压状态Vd、该辅助电源装置电压状态Voa、该主电源装置电压状态Vom。值得一提，图上所表示的波形图仅为该些装置的电气状态，用以示意该些装置的操作状态，非为实际的电气参数值大小。
[0077]配合参见图1，在第一时间点Tl之前，当该控制单元110检测到该外部电源Vin正常供电时，该控制单元110导通该主开关106，使得该主电源装置102接收该外部电源Vin，并且转换该外部电源Vin对该负载Ld供电。换言之，当该外部电源Vin正常供电时，该电源供应转换系统10由该主电源装置102提供主要供电责任，而该辅助电源装置104为待机备援状态。在第一时间点Tl时，该控制单元110检测到该外部电源Vin异常供电，该控制单元110截止该主开关106，以关断该外部电源Vin对该负载Ld供电，并且切换该辅助电源装置104对该负载Ld供电。换言之，当该外部电源Vin异常供电时，该辅助电源装置104则扮演主要供电责任，而该主电源装置102则无法再提供系统负载，此时，可对该外部电源Vin进行检修或更新。
[0078]假设该第二时间点T2时，该控制单元110检测该外部电源Vin恢复正常供电，该控制单元110导通该主开关106，使得该主电源装置102接收到该外部电源Vin。在第三时间点T3时，该主电源装置102完成电压建立并提供输出电压以对该负载Ld供电。值得一提，此时，该主电源装置102与该辅助电源装置104共同对该负载Ld供电。
[0079]在第四时间点T4时，该控制单元110控制该主电源装置102的输出电压Vom大于该辅助电源装置104的输出电压Voa，换言之，在第四时间点T4时，该主电源装置102的输出电压Vom大小由一第一电压值Vl拉高为一第三电压值V3,而该辅助电源装置104的输出电压Voa大小则维持为一第二电压值V2，其中，V3>V2。由于该主电源装置102的输出电压Vom大于该辅助电源装置104的输出电压Voa，使得该主电源装置102与该辅助电源装置104共同对该负载Ld供电的状况下，该主电源装置102对该负载Ld提供输出能量的比例逐渐上升，而该辅助电源装置104对该负载Ld提供输出能量的比例逐渐下降，亦即，假设维持对该负载Ld提供的总系统负载为定值时，该主电源装置102的输出电流1m逐渐增加，使得提供该负载Ld的系统负载逐渐增加；而该辅助电源装置104的输出电流1a逐渐减少，使得提供该负载Ld的系统负载逐渐减少。如图上第四时间点T4至第十时间点TlO即为该主电源装置102与该辅助电源装置104共同对该负载Ld供电的状况下，该主电源装置102的输出电流1m逐渐增加,而该辅助电源装置104的输出电流1a逐渐减少的示意图。
[0080]最后，在第四时间点TlO时，当该控制单元110检测该主电源装置102完全对该负载Ld供电时，该控制单元110系关断该辅助电源装置104对该负载Ld供电。
[0081]值得一提，本发明该电源供应转换系统的控制策略具有下列的特点:
[0082]一、通过延长该主电源装置102与该辅助电源装置104共同对该负载Ld供电的时间，例如上述实施例中的第四时间点T4至第十时间点T10，即可称为能量转换区间(energytransformat1n area),也就是说,在能量转换区间中，该主电源装置102的输出电流能力逐渐提升，使得该主电源装置102提供该负载Ld的系统负载比例(相较于该辅助电源装置104)逐渐增加，以实现该主电源装置102与该辅助电源装置104之间供电的软性转换(softtransformat1n)或称平滑转换(smooth transformat1n),如此,能以克服当该外部电源Vin恢复正常供电时，由于直接切换该主电源装置102对该负载Ld供电，而瞬间切断该辅助电源装置104所产生的暂态涌浪电流(inrush current)，并且造成输入电源产生电压骤降(voltage dip),导致系统当机(shut down)而必须重新开机所引起的弹跳(re-bounce)异常，再者，甚至造成对系统使用寿命的损害。
[0083]二、通过线性时变(linear and time-varying control)的方式控制该主电源装置102逐渐提升输出电流能力，并且逐渐降低该辅助电源装置104输出电流能力，换言之，该主电源装置102的输出电流能力可通过固定的百分比递增，例如从第四时间点T4为0%逐渐增加至第十时间点TlO为100%，亦即，每个时间区间，该主电源装置102固定递增14.29%的输出电流能力，以完成该主电源装置102与该辅助电源装置104之间供电的平滑转换。当然，上述时间区间并非限定第四时间点T4至第十时间点T10，可依实际需要延长该主电源装置102与该辅助电源装置104共同供电的能量转换区间，以达到完全平滑(软性)的供电转换，如此，可提高对该负载Ld供电的强韧性(robustness)。
[0084]请参见图4为本发明电源供应转换系统第三实施例的示意方块图。值得一提，图4所记载的内容为当该电源供应转换系统10操作于该主电源装置102与该辅助电源装置104共同供电的能量转换区间，亦即，该主开关106与该辅助开关108为导通状态，因此不特别标不出来。在该实施例中，该控制单兀I1系包含一负载检测器1102、一负载信号放大器1104、一通信信号产生器1106、一参考电压信号产生器1108以及一操作电压信号产生器1110。该负载检测器1102连接该负载Ld用以检测该负载Ld状况，具体而言，该负载检测器1102可检测该负载Ld所需的总系统负载大小，并且输出一负载信号Sod，再通过该负载信号放大器1104将该负载信号Sod放大，并且输出一负载放大信号Soda。该通信信号产生器1106连接该辅助电源装置104用以负责该主电源装置102与该辅助电源装置104两者之间的通信工作，具体而言，该通信信号产生器1106负责当该主电源装置102与该辅助电源装置104共同对该负载Ld供电时，对于该负载Ld提供系统负载比例调整的通信工作，以确保完全平滑(软性)的供电转换。其中，该通信信号产生器1106检测该辅助电源装置104的供电状况，并输出一通信信号Scm。该参考电压信号产生器1108连接该辅助电源装置104，用以检测该辅助电源装置104，并且输出一参考电压信号Srv，以控制该主电源装置102输出电压大于该辅助电源装置104输出电压。该操作电压信号产生器1110连接该负载信号放大器1104、该通信信号产生器1106以及该参考电压信号产生器1108，并且分别接收该负载放大信号Soda、该通信信号Scm以及该参考电压信号Srv。该操作电压信号产生器1110根据该负载信号放大器1104取得该负载Ld的总系统负载大小，并根据该通信信号Scm取得该辅助电源装置104的供电状况，再根据该参考电压信号Srv取得该辅助电源装置104的输出电压大小，因此，输出一操作电压信号Sdv，以控制该主电源装置102的输出电压，使得该主电源装置102与该辅助电源装置104共同对该负载Ld供电的状况下，该主电源装置102对该负载Ld提供输出能量的比例逐渐上升，而该辅助电源装置104对该负载Ld提供输出能量的比例逐渐下降，以达到完全平滑(软性)的供电转换。
[0085]请参见图5为本发明电源供应转换系统第四实施例的示意方块图。如图5所示，该主电源装置102包含一输入滤波整流电路1022、一直流/直流转换电路1024以及一输出滤波整流电路1026。该辅助电源装置104包含一充电电路1042、一充电电池1044以及一放电电路1046。当该主开关106导通时，该输入滤波整流电路1022接收该外部电源Vin，并且对该外部电源Vin进行滤波与整流。该直流/直流转换电路1024则接收该滤波与整流后的直流电压，并且对该直流电压进行电压电平的控制，再通过该输出滤波整流电路1026进行滤波与整流后，提供该负载Ld所需的电压电平进行供电。
[0086]在本实施例中，该辅助电源装置104由充电电池与其充放电电路所组成。当该外部电源Vin正常供电时，该主电源装置102接收该外部电源Vin，并且转换该外部电源Vin对该负载Ld供电。此外，该外部电源Vin进一步提供该辅助电源装置104，通过该充电电路1042对该充电电池1044进行充电，以实现待机电力备援的功能。一旦该外部电源Vin异常供电时，该辅助电源装置104则扮演主要供电责任，通过该放电电路1046对该负载提供所需总系统负载，以确保该电源供应转换系统10持续性地对该负载Ld供电。
[0087]请参见图6为本发明电源供应转换系统控制方法的流程图。该电源供应转换系统接收一外部电源，并且对一负载供电，其中，该电源供应转换系统包含至少一主电源装置、至少一辅助电源装置、一主开关、一辅助开关以及一控制单元。该主开关连接于该外部电源与该至少一主电源装置之间。该辅助开关连接于该至少一辅助电源装置与该负载之间。该控制单元连接该主电源装置与该辅助电源装置。该控制方法包含下列步骤:首先，当该控制单元检测到该外部电源正常供电时，该控制单元导通该主开关，使得该主电源装置接收该外部电源，并且转换该外部电源对该负载供电(SlO)。然后，当该控制单元检测到该外部电源异常供电时，该控制单元截止该主开关，以关断该外部电源对该负载供电，并且导通该辅助开关以切换该辅助电源装置对该负载供电(S20)。其中，上述该外部电源异常供电意指该外部电源因故障、检修或其他无法提供正常供电的操作状况。
[0088]然后，当该控制单元检测该外部电源恢复正常供电时，该控制单元导通该主开关以复归该外部电源，并且维持该辅助电源装置共同对该负载供电(S30)。此时，该主开关与该辅助开关同时为导通状态。在此操作状态下，该控制单元控制该主电源装置的输出电压大于该辅助电源装置的输出电压，使得该主电源装置与该辅助电源装置共同对该负载供电的状况下，该主电源装置对该负载提供输出能量的比例逐渐上升，而该辅助电源装置对该负载提供输出能量的比例逐渐下降，亦即，该主电源装置的输出电流逐渐增加，而该辅助电源装置的输出电流逐渐减少。最后，当该控制单元检测该主电源装置完全对该负载供电时，该控制单元截止该辅助开关以关断该辅助电源装置对该负载供电(S40)。
[0089]综上所述，本发明具有以下的特征与优点:
[0090]1、通过该电源供应转换系统10的多组架构操作，可对该负载Ld提供更多输出能量以提高供电稳定度(stability)与可靠度(reliability)；
[0091]2、通过延长该主电源装置102与该辅助电源装置104共同对该负载Ld供电的时间，在能量转换区间中，该主电源装置102的输出电流能力逐渐提升，使得该主电源装置102提供该负载Ld的系统负载比例逐渐增加，以实现该主电源装置102与该辅助电源装置104之间供电的软性转换(soft transformat1n)或称平滑转换(smoothtransformat1n),如此,能以克服当该外部电源Vin恢复正常供电时，由于直接切换该主电源装置102对该负载Ld供电，而瞬间切断该辅助电源装置104所产生的暂态涌浪电流，并且造成输入电源产生电压骤降，导致系统当机而必须重新开机所引起的弹跳异常，再者，甚至造成对系统使用寿命的损害；
[0092]3、通过线性时变的方式控制该主电源装置102逐渐提升输出电流能力，并且逐渐降低该辅助电源装置104输出电流能力，以完成该主电源装置102与该辅助电源装置104之间供电的平滑转换，如此，能以达到完全平滑(软性)的供电转换，并且可提高对该负载Ld供电的强韧性(robustness);及
[0093]4、根据该控制单元110检测该外部电源Vin为正常供电或异常供电，使得该主电源装置102或该辅助电源装置104转换供电任务，以确保该电源供应转换系统10持续性地对该负载Ld供电。
[0094]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，本发明的所有范围应以所述的权利要求为准，凡合于本发明权利要求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发明的权利要求范围。
【权利要求】
1.一种电源供应转换系统,接收一外部电源,并且对一负载进行供电；该电源供应转换系统包含: 至少一主电源装置； 至少一辅助电源装置； 一主开关，连接于该外部电源与该主电源装置之间； 一辅助开关，连接于该辅助电源装置与该负载之间； 一控制单元，连接该主电源装置与该辅助电源装置；及 其中，当该控制单元检测到该外部电源正常供电时，该控制单元导通该主开关，使得该主电源装置接收该外部电源，并且转换该外部电源对该负载供电；当该控制单元检测到该外部电源异常供电时，该控制单元截止该主开关以关断该外部电源对该负载供电，并且切换该辅助电源装置对该负载供电；当该控制单元检测该外部电源恢复正常供电时，该控制单元导通该主开关以复归该外部电源，并且维持该辅助电源装置共同对该负载供电；其中，该控制单元控制该主电源装置的输出电压大于该辅助电源装置的输出电压；当该控制单元检测该主电源装置完全对该负载供电时，该控制单元关断该辅助电源装置对该负载供电。
2.如权利要求1所述的电源供应转换系统，其中，该控制单元控制该主电源装置的输出电压大于该辅助电源装置的输出电压，使得该主电源装置与该辅助电源装置共同对该负载供电的状况下，该主电源装置对该负载提供输出能量的比例逐渐上升，而该辅助电源装置对该负载提供输出能量的比例逐渐下降。
3.如权利要求2所述的电源供应转换系统，其中，当该主电源装置与该辅助电源装置共同对该负载供电的时间为一能量转换区间，在该能量转换区间中，该主电源装置对该负载提供输出能量的比例逐渐上升，使得主电源装置提供该负载的系统负载比例逐渐增加。
4.如权利要求3所述的电源供应转换系统，其中，在该能量转换区间，该控制单元控制该主电源装置对该负载提供输出能量的比例通过固定的百分比递增。
5.如权利要求4所述的电源供应转换系统，其中，该控制单元将该能量转换区间均分成多个时间区间，并且控制该主电源装置在每个时间区间递增对该负载提供输出能量的百分比。
6.如权利要求1所述的电源供应转换系统，其中，当该控制单元检测该主电源装置完全对该负载供电时，该控制单元关断该辅助电源装置对该负载供电，使得软性地、平滑地转换为该主电源装置对该负载供电。
7.如权利要求1所述的电源供应转换系统，其中，该主电源装置包含一输入滤波整流电路、一直流/直流转换电路以及一输出滤波整流电路；该辅助电源装置包含一充电电路、一充电电池以及一放电电路。
8.如权利要求1所述的电源供应转换系统，其中，该主开关或该辅助开关为断路器或功率开关。
9.如权利要求1所述的电源供应转换系统，其中，该外部电源为一交流电源或一直流电源。
10.一种电源供应转换系统的控制方法,该电源供应转换系统接收一外部电源，并且对一负载供电，其中，该电源供应转换系统包含至少一主电源装置、至少一辅助电源装置以及一控制单元；该控制方法包含下列步骤: (a)当该控制单元检测到该外部电源正常供电时，该主电源装置接收该外部电源，并且转换该外部电源对该负载供电； (b)当该控制单元检测到该外部电源异常供电时，该控制单元关断该外部电源对该负载供电，并且切换该辅助电源装置对该负载供电； (C)当该控制单元检测该外部电源恢复正常供电时，该控制单元复归该外部电源，并且维持该辅助电源装置共同对该负载供电；其中，该控制单元控制该主电源装置的输出电压大于该辅助电源装置的输出电压；及 (d)当该控制单元检测该主电源装置完全对该负载供电时，该控制单元关断该辅助电源装置对该负载供电。
11.如权利要求10所述的电源供应转换系统控制方法，其中在步骤(c)中，该控制单元控制该主电源装置的输出电压大于该辅助电源装置的输出电压，使得该主电源装置与该辅助电源装置共同对该负载供电的状况下，该主电源装置对该负载提供输出能量的比例逐渐上升，而该辅助电源装置对该负载提供输出能量的比例逐渐下降。
12.如权利要求10所述的电源供应转换系统控制方法，其中该电源供应转换系统还包含: 一主开关，连接于该外部电源与该主电源装置之间 '及 一辅助开关，连接于该辅助电源装置与该负载之间。
13.如权利要求12所述的电源供应转换系统控制方法，其中，当该控制单元检测到该外部电源正常供电时，该控制单元导通该主开关，使得该主电源装置接收该外部电源，并且转换该外部电源对该负载供电；当该控制单元检测到该外部电源异常供电时，该控制单元截止该主开关以关断该外部电源对该负载供电，并且切换该辅助电源装置对该负载供电；当该控制单元检测该外部电源恢复正常供电时，该控制单元导通该主开关以复归该外部电源，并且维持该辅助电源装置共同对该负载供电；其中，该控制单元控制该主电源装置的输出电压大于该辅助电源装置的输出电压；当该控制单元检测该主电源装置完全对该负载供电时，该控制单元关断该辅助电源装置对该负载供电。
14.如权利要求13所述的电源供应转换系统控制方法，其中，该控制单元控制该主电源装置的输出电压大于该辅助电源装置的输出电压，使得该主电源装置与该辅助电源装置共同对该负载供电的状况下，该主电源装置对该负载提供输出能量的比例逐渐上升，而该辅助电源装置对该负载提供输出能量的比例逐渐下降。
15.如权利要求14所述的电源供应转换系统控制方法，其中，当该主电源装置与该辅助电源装置共同对该负载供电的时间为一能量转换区间，在该能量转换区间中，该主电源装置对该负载提供输出能量的比例逐渐上升，使得主电源装置提供该负载的系统负载比例逐渐增加。
16.如权利要求15所述的电源供应转换系统控制方法，其中，在该能量转换区间，该控制单元控制该主电源装置对该负载提供输出能量的比例通过固定的百分比递增。
17.如权利要求16所述的电源供应转换系统控制方法，其中，该控制单元将该能量转换区间均分成多个时间区间，并且控制该主电源装置在每个时间区间递增对该负载提供输出能量的百分比。
18.如权利要求10所述的电源供应转换系统控制方法，其中，当该控制单元检测该主电源装置完全对该负载供电时，该控制单元关断该辅助电源装置对该负载供电，使得软性地、平滑地转换为该主电源装置对该负载供电。
19.如权利要求10所述的电源供应转换系统控制方法，其中，该主电源装置包含一输入滤波整流电路、一直流/直流转换电路以及一输出滤波整流电路；该辅助电源装置包含一充电电路、一充电电池以及一放电电路。
20.如权利要求12所述的电源供应转换系统控制方法，其中，该主开关或该辅助开关为断路器或功率开关。
【文档编号】H02J9/06GK104426236SQ201310403869
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】牛信中, 李元升, 薛博文 申请人:台达电子工业股份有限公司