CN107546837B - 不断电系统、不断电系统控制单元及不断电系统控制方法 - Google Patents

Abstract

一种不断电系统包括：电源转换电路、开关单元及控制单元。电源转换电路接收市电电压，并输出交流转换电压；开关单元是接收市电电压以及交流转换电压，且于市电模式时输出市电电压，于电池模式时输出交流转换电压；于市电模式时，控制单元是依据市电电压产生基础三角波信号，于电池模式操作且检测市电恢复后，控制单元判断于市电零交越点时，基础三角波信号的交越值是否在预定范围内；若在预定范围内，则控制单元控制开关单元由输出交流转换电压切换为输出市电电压。

Description

不断电系统、不断电系统控制单元及不断电系统控制方法

技术领域

本发明是有关一种不断电系统、不断电系统控制单元及不断电系统控制方法，特别涉及一种离线式方波输出不断电系统、不断电系统控制单元及不断电系统控制方法。

背景技术

随着社会的不断发展，用电设备对供电质量的要求越来越高，为了确保用电设备的安全，不断电系统受到高度的重视。其中离线式不断电系统电源体积小、重量轻、价格便，应用非常广泛。

请参阅图1是为现有离线式不断电系统(off－line uninterruptible powersupply)的电路方块示意图，主要包括一电源转换电路2，接收一市电电压Vac，并输出一交流转换电压Vo；一开关单元3，接收该市电电压Vac以及该交流转换电压Vo；一控制单元4，是感测该交流转换电压Vo以及该市电电压Vac，并控制该电源转换电路2以及该开关单元3。该电源转换电路2包含一充电单元21，电性连接一电池单元22、一直流-直流转换单元23，电性连接该电池单元22和一直流-交流转换单元24。当该市电电压Vac正常时，该市电电压Vac经由该开关单元3输出至一负载，且由该市电电压Vac对该电源转换电路2内部的该电池单元22充电；当该控制单元4于一检测点X检测到该市电电压Vac中断或市电异常时，则该电源转换电路2的该电池单元22经由该直流-直流转换单元23以及该直流-交流转换单元24输出交流转换电压Vo，该开关单元3将该交流转换电压Vo输出至该负载。

一般而言，该离线式不断电系统所输出的交流转换电压Vo波形可能为一方波或是一正弦波型态，但由于应用及成本的考量，因此前者目前较常使用。然而，上述该些现有的离线式不断电系统，存在有以下的缺陷：

1、传统离线式不断电系统在大多数控制中未实现该市电电压Vac输出与该电源转换电路2之间锁相切换的功能，在切换过程中会有交流瞬间短路的危险。

2、开关单元3切换时会与实际控制单元4下的命令会有一延迟时间，若控制单元4欲使开关单元3于市电零交越点切换，但因开关单元3具有该延迟时间而非于市电零交越点切换时，容易导致该开关单元3因过大的切换应力而损毁。

因此，如何设计出一种不断电系统、不断电系统控制单元及不断电系统控制方法，利用锁相切换功能，以在切换过程中避免交流瞬间短路的危险，并避免开关单元非于市电零交越点切换时，导致开关单元因过大的切换应力而损毁，乃为本发明所欲行克服并加以解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明是提供一种不断电系统，以克服现有技术的问题。因此，本发明的该不断电系统，是具有一市电模式以及一电池模式，并接收一市电电压，该不断电系统是包括：一电源转换电路，是接收该市电电压，并输出一交流转换电压；一开关单元，是接收该市电电压以及该交流转换电压，且于市电模式时输出该市电电压，于该电池模式时输出该交流转换电压；以及一控制单元，是感测该交流转换电压以及该市电电压，并控制该电源转换电路以及该开关单元；其中，于该市电模式时，该控制单元是依据该市电电压产生一基础三角波信号，于该电池模式操作且检测市电恢复后，该控制单元判断于市电零交越点时，该基础三角波信号的一交越值是否在一预定范围内。若在该预定范围内，则该控制单元控制该开关单元由输出该交流转换电压切换为输出该市电电压。

于一实施例中，其中若该控制单元判断于市电零交越点时，该交越值不在该预定范围内，则该控制单元调整该基础三角波信号的频率。同时，若该基础三角波信号是在下降缘且该交越值小于该预定范围，则减少该基础三角波信号的频率；若该基础三角波信号是在下降缘且该交越值大于该预定范围，或是该基础三角波信号是在上升缘，则增加该基础三角波信号的频率。

于一实施例中，其中该预定范围为该基础三角波信号的中间值上下的一误差容许范围内，该误差容许范围为该基础三角波信号的波峰与波谷之间的电压差绝对值的10％。

于一实施例中，其中于该市电模式时，该控制单元是依据该市电电压的上升缘零交越点或该市电电压的下降缘零交越点为该基础三角波信号的中间值而产生该基础三角波信号，且当由该市电模式切换至该电池模式时，该控制单元是控制该电源转换电路接续输出与该市电电压的频率以及波峰及波谷位置相同的该交流转换电压。

于一实施例中，其中该控制单元是包括：一载波控制单元，是接收该市电电压，并输出该基础三角波信号以及一开关触发信号。以及一脉冲控制单元，是接收该交流转换电压以及该开关触发信号，并输出一脉冲宽度调变控制信号以及一开关控制信号，该脉冲宽度调变控制信号是控制该电源转换电路，该开关控制信号是控制该开关单元。

于一实施例中，其中该脉冲控制单元还包括：一反馈控制单元，是接收该交流转换电压，并输出一转换控制电压信号。以及一脉冲宽度调变单元，是接收该基础三角波信号以及该转换控制电压信号，并输出该脉冲宽度调变控制信号。其中，该脉冲宽度调变单元是于该电池模式时，输出该脉冲宽度调变控制信号。

于一实施例中，其中该载波控制单元还包括：一市电感测单元，是接收该市电电压，并依据该市电电压的市电零交越点输出一市电零交越信号。一载波产生单元，是接收该市电零交越信号，并输出该基础三角波信号。一基础三角波电压值取样单元，是接收该基础三角波信号，并输出一取样电压值。以及一判断单元，是接收该市电零交越信号以及该取样电压值，并输出该开关触发信号以及输出一判断信号至该载波产生单元，并判断于市电零交越点时的该交越值是否在该预定范围内。

于一实施例中，其中该载波产生单元还包括：一载波计数重置单元，是接收该市电零交越信号以及该频率调整信号，并输出该基础三角波信号。以及一频率调整单元，是接收该判断信号，并输出一频率调整信号。其中，在该电池模式操作且恢复为该市电模式时，该频率调整单元是依据该判断信号调整该基础三角波信号的频率。

于一实施例中，其中该脉冲控制单元还包括一开关控制单元，该开关控制单元是接收该开关触发信号，并输出该开关控制信号以控制该开关单元。其中该开关控制单元还包括一开关延迟时间表，该开关延迟时间表是依据该开关单元的不同种类提供一开关延迟时间，当该不断电系统由该电池模式操作且欲恢复为该市电模式前，该开关控制单元是提前该开关延迟时间切换该开关单元。

为了解决上述问题，本发明另提供一种不断电系统控制单元，以克服现有技术的问题。因此，本发明的该不断电系统控制单元，该控制单元是具有一市电模式以及一电池模式，其中该控制单元是包括：一载波控制单元，是接收一市电电压，并输出一基础三角波信号以及一开关触发信号。以及一脉冲控制单元，是接收一电源转换电路输出的一交流转换电压以及该开关触发信号，并输出一脉冲宽度调变控制信号以及一开关控制信号，该脉冲宽度调变控制信号是控制该电源转换电路，该开关控制信号是控制一开关单元。其中，于该市电模式时，该控制单元是依据该市电电压产生一基础三角波信号，于该电池模式操作且检测该市电恢复后，该控制单元判断于市电零交越点时，该基础三角波信号的一交越值是否在一预定范围内；若在该预定范围内，则该控制单元控制该开关单元由输出该交流转换电压切换为输出该市电电压。

为了解决上述问题，本发明再提供一种不断电系统的控制方法，以克服现有技术的问题。因此，本发明的不断电系统的控制方法中，该不断电系统是具有一市电模式以及一电池模式，该不断电系统是包含一电源转换电路，是转换一市电电压为一交流转换电压，并电性连接一开关单元以及一控制单元；该控制方法是包含下列步骤：(a)于该市电模式时，该控制单元是依据该市电电压产生一基础三角波信号；(b)在该电池模式操作且检测为市电恢复后，该控制单元判断于市电零交越点时，该基础三角波信号的一交越值是否在一预定范围内；(c)若该交越值在该预定范围内，则该控制单元控制该开关单元由输出该交流转换电压切换为输出该市电电压。

为了能更进一步了解本发明为实现预定目的所采取的技术、手段及技术效果，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，然而说明书附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1是为现有离线式不断电系统的电路方块示意图。

图2是为依据本发明的一较佳具体实例的不断电系统的电路方块示意图。

图3是为控制单元内部方块图。

图4是为不断电系统市电模式-电池模式波形图。

图5A是为不断电系统电池模式-市电模式切换时机判断波形图。

图5B是为不断电系统电池模式-市电模式波形图。

图6是为不断电系统市电模式-电池模式-市电模式波形图。

图7是为不断电系统电池模式切换市电模式流程图。

图8是为不断电系统的控制单元预知开关单元的延迟时间波形图。

附图标记说明：

﹝现有技术﹞

100…不断电系统

2…电源转换电路

21…充电单元

22…电池单元

23…直流-直流转换单元

24…直流-交流转换单元

3…开关单元

4…控制单元

Vac…市电电压

Vo…交流转换电压

X…检测点

﹝本发明﹞

100…不断电系统

LM…市电模式

BM…电池模式

2…电源转换电路

3…开关单元

4…控制单元

41…载波控制单元

411…市电感测单元

412…载波产生单元

4121…载波计数重置单元

4122…频率调整单元

413…基础三角波电压值取样单元

414…判断单元

42…脉冲控制单元

421…反馈控制单元

422…脉冲宽度调变单元

423…开关控制单元

4231…开关延迟时间表

Vac…市电电压

Vo…交流转换电压

Sc…基础三角波信号

Rt…开关触发信号

PWM…脉冲宽度调变控制信号

Rc…开关控制信号

Sz…市电零交越信号

Vs…取样电压值

Vc…转换控制电压信号

Vzc…交越值

Sd…判断信号

Sf…频率调整信号

Cr…预定范围

A…第一三角波

B…第二三角波

C…第三三角波

D…第四三角波

E…第五三角波

Tadj…频率调整区间

DT…延迟时间

zc…市电零交越点

zu…上升缘零交越点

zd…下降缘零交越点

mu…上升缘中点

md…下降缘中点

S100～S132…步骤

具体实施方式

兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合附图说明如下：

请参阅图2是为依据本发明的一较佳具体实例的不断电系统的电路方块示意图。该不断电系统100，是可操作于一市电模式(Line Mode；LM)以及一电池模式(BatteryMode；BM)，并接收一市电电压Vac。当该市电电压Vac的频率与方均根值正常时，该不断电系统100是进入该市电模式LM，当市电故障时，该不断电系统100是进入该电池模式BM。如图2所示，该不断电系统100是包括：一电源转换电路2，是接收该市电电压Vac，并输出一交流转换电压Vo；一开关单元3，是接收该市电电压Vac以及该交流转换电压Vo，且于该市电模式LM时输出该市电电压Vac，于该电池模式BM时输出该交流转换电压Vo。值得一提，本发明是以单刀双掷式继电器作为该开关单元3，但不以此为限制，举凡可以实现此技术效果的电气元件皆应包含在本实施例的范畴中。该不断电系统100还包含一控制单元4，是感测该交流转换电压Vo以及该市电电压Vac，并控制该电源转换电路2以及该开关单元3。该控制单元4是包括：一载波控制单元41，是接收该市电电压Vac，并输出一基础三角波信号Sc以及一开关触发信号Rt；及一脉冲控制单元42，是接收该交流转换电压Vo、该基础三角波信号Sc以及该开关触发信号Rt，并输出一脉冲宽度调变控制信号PWM以及一开关控制信号Rc，该脉冲宽度调变控制信号PWM是控制该电源转换电路2，该开关控制信号Rc是控制该开关单元3。

图3是为控制单元4内部方块图，复配合参阅图2，该载波控制单元41还包括：一市电感测单元411，是接收该市电电压Vac，并依据该市电电压Vac的市电零交越点zc输出一市电零交越信号Sz；一载波产生单元412，是接收该市电零交越信号Sz，并输出该基础三角波信号Sc。该载波控制单元41还包括一基础三角波电压值取样单元413，是接收该基础三角波信号Sc，并记录一取样电压值Vs。一判断单元414，是接收该市电零交越信号Sz，并输出该开关触发信号Rt以及输出一判断信号Sd至该载波产生单元412。该载波产生单元412还包括：一频率调整单元4122，是接收该判断信号Sd，并输出一频率调整信号Sf；及一载波计数重置单元4121，是接收该市电零交越信号Sz以及该频率调整信号Sf，并输出该基础三角波信号Sc。至于该控制单元4以及判断单元414的详细操作方式以及判断方法，将于后文有进一步说明。请参阅图3，复配合参阅图2，该脉冲控制单元42还包括：一反馈控制单元421，是接收该交流转换电压Vo，并输出一转换控制电压信号Vc。一脉冲宽度调变单元422，是接收该基础三角波信号Sc以及该转换控制电压信号Vc，并输出该脉冲宽度调变控制信号PWM。一开关控制单元423，该开关控制单元423是接收该开关触发信号Rt，并输出该开关控制信号Rc以控制该开关单元3。

图4是为不断电系统市电模式-电池模式波形图，复配合参阅图2～3，当有市电电压Vac时，该不断电系统100是为市电模式LM。当未有市电电压Vac时，该不断电系统100是由该市电模式LM切换为该电池模式BM。于该市电模式LM时，该市电感测单元411是以该市电电压Vac的上升缘零交越点zu以及下降缘零交越点zd为基础，产生该市电零交越信号Sz，该市电零交越信号Sz是为一连续方波信号，且该市电零交越信号Sz的上升缘及下降缘是分别对应该市电电压Vac的上升缘零交越点zu以及下降缘零交越点zd。该载波产生单元412是接收该市电零交越信号Sz并产生一基础三角波信号Sc，该基础三角波信号Sc是为一连续三角波信号，且该基础三角波信号Sc是依据该市电零交越信号Sz的上升缘为该基础三角波信号Sc的下降缘中点md，以及依据该市电零交越信号Sz的下降缘为该基础三角波信号Sc的上升缘中点mu而产生。此外，以该市电电压Vac的上升缘零交越点zu延迟90度相位角，为该控制单元4延迟1/4周期重置该基础三角波信号Sc的依据。该载波计数重置单元4121于该市电模式LM中，是会持续做该基础三角波信号Sc的计数(Count)和重置(Reset)，以保持该开关单元3在切换到该电池模式BM时，所输出的该交流转换电压Vo能与该市电电压Vac同相位。于该市电模式时，该脉冲宽度调变单元422并未输出该脉冲宽度调变控制信号PWM，因此，该电源转换电路2并未输出该交流转换电压Vo。如图4的该市电模式LM所示，是以虚线表示未有输出该交流转换电压Vo。当未有市电或市电感测单元411检测到市电异常时，该市电感测单元411是产生连续高电平的该市电零交越信号Sz，但不以此为限，仅以方便说明为例。换言之，只要该市电感测单元411送出能使该控制单元4判断未有市电或市电异常的该市电零交越信号Sz，皆应包含在本实施例的范畴当中。如图4所示，当未有市电或市电感测单元411检测到市电异常时，该不断电系统100是由该市电模式LM切换为该电池模式BM。该载波计数重置单元4121是会依据原先的该市电电压Vac所产生的该基础三角波信号Sc，持续做计数和重置。此时，该脉冲宽度调变单元422是会依据该转换控制电压信号Vc以及该基础三角波信号Sc输出该脉冲宽度调变控制信号PWM，该脉冲宽度调变控制信号PWM是控制该电源转换电路2接续输出与该市电电压Vac的频率相同以及波峰及波谷位置相同的该交流转换电压Vo。该判断单元414是会依据该市电感测单元411所感测到未有该市电电压Vac输入，而产生该开关触发信号Rt至该开关控制单元423。该开关控制单元423是会输出该开关控制信号Rc控制该开关单元3，以使该开关单元3由输出该市电电压Vac切换输出该交流转换电压Vo。值得一提，市电异常代表市电电压异常或市电频率异常，且为避免控制单元4因市电电压Vac输入时所产生的噪声而误动作。因此，于本实施例中，设定市电电压异常为市电电压的有效值(RMS)未于设定值90Vac～145Vac内为最佳，且设定市电频率异常为市电频率未于设定值±5Hz内为最佳。

请参阅图5A是为不断电系统电池模式-市电模式切换时机判断波形图。复配合参阅图2～3，当未有该市电电压Vac时，该不断电系统100是为该电池模式BM，该脉冲宽度调变单元422是会依据该转换控制电压信号Vc以及该基础三角波信号Sc输出该脉冲宽度调变控制信号PWM，该脉冲宽度调变控制信号PWM是控制该电源转换电路2输出该交流转换电压Vo。当市电恢复时，该市电感测单元411是会输出该市电零交越信号Sz，此时该基础三角波电压值取样单元413，是接收该基础三角波信号Sc，并输出最为接近该零交越点zc时的该取样电压值Vs以及一交越值Vzc。该判断单元414是判断该取样电压值Vs与该交越值Vzc之间的斜率是否小于零，其中于该市电零交越点zc时的该基础三角波信号Sc的电压值为该交越值Vzc，若斜率小于零，该判断单元414更进一步判断该交越值Vzc是否在一预定范围Cr内。值得一提，该取样电压值Vs是为每300μSec取样该基础三角波信号Sc的电压值，但不以此为限，仅为方便说明为例。此外，为判断该基础三角波信号Sc于该市电零交越点zc的斜率，因此该基础三角波电压值取样单元413所输出的该取样电压值Vs是可为至少一个以上，例如，该基础三角波电压值取样单元413是可输出2个该取样电压值Vs，以更精准判断该基础三角波信号Sc于该市电零交越点zc的斜率。如图5A所示，该电池模式BM与该市电模式LM的转换是以该市电电压Vac的上升缘零交越点zu以及该基础三角波信号Sc的下降缘中点md为判断依据，但实际的电路应用上并不以上述判断依据为限制。换言之，例如，该电池模式BM与该市电模式LM的转换可以为该市电电压Vac的下降缘零交越点zd以及该基础三角波信号Sc的上升缘中点mu为判断依据。因此，未详细展示或描述选定的功能以避免不必要地混淆本发明的实施例的描述。

图5B是为不断电系统电池模式-市电模式判断波形图，复配合参阅图2～4，本发明是以彼此有相位差的第一～五三角波A～E作为说明，该第一三角波A是超前该第二三角波B，而该第三～五三角波C～E是落后该第二三角波B。如图5B所示，该第一三角波A是超前该第二三角波B，且该第一三角波A的下降缘中点md是为超前目前所恢复的市电电压Vac的市电零交越点zc。在目前所恢复的市电电压Vac的市电零交越点zc时，该第二三角波B的下降缘中点md是在该预定范围Cr内。该第三～五三角波C～E是落后该第二三角波B，且该第三～五三角波C～E的下降缘中点md是为落后目前所恢复的市电电压Vac的市电零交越点zc。于市电恢复时，若该基础三角波信号Sc为该第二三角波B，则该基础三角波信号Sc的下降缘中点md在该预定范围Cr内，且该脉冲宽度调变单元422是会停止输出该脉冲宽度调变控制信号PWM。此时，该判断单元414是会产生该开关触发信号Rt至该开关控制单元423。该开关控制单元423是会输出该开关控制信号Rc控制该开关单元3，以使该开关单元3由输出该交流转换电压Vo切换输出该市电电压Vac。值得一提，该预定范围Cr为该基础三角波信号Sc的中间值上下的一误差容许范围内，该误差容许范围为该基础三角波信号Sc的波峰与波谷之间的电压差绝对值的10％，但不以此为限，仅为方便说明为例。换言之，为求更精准的判断，可限定该误差容许范围小于10％，或是为了容忍更大的市电零交越而切换该开关单元3的时机，则可限定该误差容许范围大于10％。

请参阅图5B，复配合参阅图2～3。于市电恢复时，该市电感测单元411是会输出该市电零交越信号Sz，此时该基础三角波电压值取样单元413是接收该基础三角波信号Sc，并输出最为接近该零交越点zc时的该取样电压值Vs。该判断单元414是判断该取样电压值Vs与该交越值Vzc之间的斜率是否小于零。若斜率非小于零，代表为如图5B所示的第四～五三角波D～E，且该第四～五三角波D～E是落后该第二三角波B；此时，若该判断单元414判断该交越值Vzc不在该预定范围Cr内，则该判断单元414是会送出增加该基础三角波信号Sc的频率的该判断信号Sd至该频率调整单元4122，且该频率调整单元4122是输出该频率调整信号Sf至该载波计数重置单元4121以增加该基础三角波信号Sc的频率。若斜率小于零，则该判断单元414是判断该交越值Vzc是否在该预定范围Cr内；若该交越值Vzc不在预定范围Cr内时，代表为如图5B所示的第一三角波A或第三三角波C；若该基础三角波信号Sc的下降缘中点md超前目前所恢复的该市电电压Vac的该市电零交越点zc时，代表为超前该第二三角波B的该第一三角波A，因此该交越值Vzc小于该预定范围Cr，该判断单元414是会送出减少该基础三角波信号Sc的频率的该判断信号Sd至该频率调整单元4122；该频率调整单元4122是输出该频率调整信号Sf至该载波计数重置单元4121以减少该基础三角波信号Sc的频率；若该基础三角波信号Sc的下降缘中点md落后目前所恢复的该市电电压Vac的该市电零交越点zc时，代表为落后该第二三角波B的该第三三角波C，因此该交越值Vzc大于该预定范围Cr；该判断单元414是会送出增加该基础三角波信号Sc的频率的该判断信号Sd至该频率调整单元4122；该频率调整单元4122是输出该频率调整信号Sf至该载波计数重置单元4121以增加该基础三角波信号Sc的频率。

图6是为不断电系统市电模式-电池模式-市电模式波形图，复配合参阅图2～3，该不断电系统100于该市电模式LM切换该电池模式BM与图4的叙述相同，在此不再赘述。值得一提，该市电模式LM与该电池模式BM的转换是以该市电电压Vac的上升缘零交越点zu以及该基础三角波信号Sc的下降缘中点md为判断依据，但实际的电路应用上并不以上述判断依据为限制。换言之，例如，该市电模式LM与该电池模式BM的转换可以为该市电电压Vac的下降缘零交越点zd以及该基础三角波信号Sc的上升缘中点mu为判断依据。因此，未详细展示或描述选定的功能以避免不必要地混淆本发明的实施例的描述。如图6所示，于市电恢复时，该不断电系统100是具有一频率调整区间Tadj，于该频率调整区间Tadj期间，该不断电系统100调整该基础三角波信号Sc，以在该市电电压Vac的上升缘零交越点zu时，该基础三角波信号Sc的下降缘中点md会于该预定范围Cr内。当该市电电压Vac的上升缘零交越点zu时，该基础三角波信号Sc的下降缘中点md于该预定范围Cr内时，该不断电系统100是由该电池模式BM切换为该市电模式LM。因此该不断电系统100于该频率调整区间Tadj内时，是增加或减少该基础三角波信号Sc的频率。由于该频率调整区间Tadj内，该基础三角波信号Sc的频率增加或减少，使得该电源转换电路2随着该基础三角波信号Sc的频率增加或减少，而对应增加或减少该交流转换电压Vo的频率。如图6所示，假设在该频率调整区间Tadj的初期，该基础三角波信号Sc的波形为图5B的该第一三角波A；于市电恢复时，该市电感测单元411是会输出该市电零交越信号Sz，此时该基础三角波电压值取样单元413是接收该基础三角波信号Sc，并取样输出该取样电压值Vs。该判断单元414是判断该取样电压值Vs与该交越值Vzc之间的斜率小于零，且该交越值Vzc小于该预定范围Cr。因此，该判断单元414是会送出减少该基础三角波信号Sc的频率的该判断信号Sd至该频率调整单元4122。该频率调整单元4122是输出该频率调整信号Sf至该载波计数重置单元4121以减少该基础三角波信号Sc的频率。当经过多个三角波后，在该市电电压Vac的上升缘零交越点zu时，该基础三角波信号Sc的下降缘中点md在该预定范围Cr内时，该脉冲宽度调变单元422是会停止输出该脉冲宽度调变控制信号PWM。此时，该判断单元414是会产生该开关触发信号Rt至该开关控制单元423。该开关控制单元423是会输出该开关控制信号Rc控制该开关单元3，以使该开关单元3由输出该交流转换电压Vo切换输出该市电电压Vac，该不断电系统100是由该电池模式BM切换为该市电模式LM。值得一提，图6是以图5B的该第一三角波A为实施例，但不以此为限，举凡图5B的该第一～五三角波A～E皆可依本发明的相同手段调整该基础三角波信号Sc的频率，故在此不再赘述。如图6该电池模式BM切换该市电模式LM所示，是以虚线表示未有输出该交流转换电压Vo。于该市电模式LM时，该市电感测单元411是以该市电电压Vac的上升缘零交越点zu以及下降缘零交越点zd为基础，产生该市电零交越信号Sz，该市电零交越信号Sz是为一连续方波信号，且该市电零交越信号Sz的上升缘以及下降缘是分别对应该市电电压Vac的上升缘零交越点zu以及下降缘零交越点zd。该载波产生单元412是接收该市电零交越信号Sz并产生一基础三角波信号Sc，该基础三角波信号Sc是为一连续三角波信号，且该基础三角波信号Sc是依据该市电零交越信号Sz的上升缘为该基础三角波信号Sc的下降缘中点md，以及依据该市电零交越信号Sz的下降缘为该基础三角波信号Sc的上升缘中点mu而产生。此外，以该市电电压Vac的上升缘零交越点zu延迟90度相位角，为该控制单元4延迟1/4周期重置该基础三角波信号Sc的依据。因此图6该电池模式BM切换为该市电模式LM时，该控制单元4延迟1/4周期重置该基础三角波信号Sc，使得该基础三角波信号Sc出现一小段三角突波。此时，该载波计数重置单元4121于该市电模式LM中，是会持续做该基础三角波信号Sc的计数(Counter)和重置(Reset)，以保持该开关单元3在切换到该电池模式BM时，所输出的该交流转换电压Vo能与该市电电压Vac同相位。

图7是为不断电系统电池模式切换市电模式流程图，复配合参阅图2～3、5。于该电池模式BM时(S100)，该控制单元4内部的该载波控制单元41是会持续检测该市电零交越信号Sz。且当该载波控制单元41检测到该市电零交越信号Sz时，判断市电恢复(S110)。此时，该载波控制单元41内部的该判断单元414是会判断该基础三角波信号Sc的该取样电压值Vs与该交越值Vzc之间的斜率是否小于零(S112～S120)。若斜率非小于零，且判断该交越值Vzc不在该预定范围Cr内(S124)，则该判断单元414是会输出增加该基础三角波信号Sc的频率的该判断信号Sd至该频率调整单元4122(S128)，该不断电系统100是保持在该电池模式BM。若斜率小于零，则判断该交越值Vzc是否在该预定范围Cr内(S122)；若该交越值Vzc在该预定范围Cr内时，则不断电系统100由该电池模式BM切换为该市电模式LM(S132)；若该交越值Vzc不在该预定范围Cr内时，则判断该交越值Vzc是否大于该预定范围Cr(S126)；若该交越值Vzc大于该预定范围Cr时，该判断单元414是会输出增加该基础三角波信号Sc频率的该判断信号Sd至该频率调整单元4122(S128)，且该不断电系统100是保持在该电池模式BM；若该交越值Vzc小于该预定范围Cr时，该判断单元414是会输出减少该基础三角波信号Sc的频率的该判断信号Sd至该频率调整单元4122(S130)，且该不断电系统100是保持在该电池模式BM。

图8是为不断电系统的控制单元预知开关单元的延迟时间波形图，复配合参阅图2～3。该不断电系统100于该电池模式BM切换至该市电模式LM且该控制单元4送出该开关控制信号Rc至该开关单元3的反应时，是具有一延迟时间DT。因此，可能会造成该控制单元4于该市电交越点zc时送出该开关控制信号Rc至该开关单元3，但该开关单元3经过该延迟时间DT后才做该电池模式BM切换至该市电模式LM。造成该不断电系统100实际上未于该市电交越点zc时切换该开关单元3，使得该开关单元3于动作时，承受较大的该市电电压Vac。因此，该开关控制单元423是依据该开关单元3的不同种类提供一开关延迟时间表4231，当该不断电系统100由该电池模式BM操作且欲恢复为该市电模式LM前，该开关控制单元423是依据该开关延迟时间表4231，提供目前所使用的开关单元3的该延迟时间DT，该开关控制单元423是提前该延迟时间DT切换该开关单元3。如图8所示，于市电恢复时，该不断电系统100欲由该电池模式BM切换至该市电模式LM，若该基础三角波信号Sc的斜率小于零，且该交越值Vzc在该预定范围Cr内时。该控制单元4是延迟一个三角波后做该电池模式BM切换至该市电模式LM，且该开关控制单元423于该延迟三角波的欲切换点，提前该延迟时间DT送出该开关控制信号Rc至该开关单元3。以使该不断电系统100于该电池模式BM切换至该市电模式LM时，该开关单元3可于该市电交越点zc时切换。

综上所述，本发明是具有以下的优点：

(1)实现不断电系统的锁相控制策略，利用锁相切换功能，以在切换过程中避免交流瞬间短路的危险，且易于做实现并广泛利用；

(2)以该控制单元感测到同相时做切换的时间点，再加上下命令的时间差来做该开关单元的切换，达到于市电零交越点切换该开关单元，以避免该开关单元因过大的切换应力而损毁的技术效果。

而，以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与附图，而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下述的权利要求为准，凡合于本发明权利要求的精神与其类似变化的实施例，皆应包括于本发明的范畴中，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以下本发明的专利范围。

Claims (34)

1.一种不断电系统，是具有一市电模式以及一电池模式，并接收一市电电压，该不断电系统是包括：

一电源转换电路，是接收该市电电压，并输出一交流转换电压；

一开关单元，是接收该市电电压以及该交流转换电压，且于该市电模式时输出该市电电压，于该电池模式时输出该交流转换电压；以及

一控制单元，是感测该交流转换电压以及该市电电压，并控制该电源转换电路以及该开关单元；

其中，于该市电模式时，该控制单元是依据该市电电压产生一基础三角波信号，于该电池模式操作且检测市电恢复后，该控制单元判断于市电零交越点时，该基础三角波信号的一交越值是否在一预定范围内；若在该预定范围内，则该控制单元控制该开关单元由输出该交流转换电压切换为输出该市电电压。

2.如权利要求1所述的不断电系统，其中该预定范围为该基础三角波信号的中间值上下的一误差容许范围内。

3.如权利要求1所述的不断电系统，其中于该市电模式时，该控制单元是依据该市电电压的上升缘零交越点或该市电电压的下降缘零交越点为该基础三角波信号的中间值产生该基础三角波信号，且当由该市电模式切换至该电池模式时，该控制单元是控制该电源转换电路接续输出与该市电电压的频率以及波峰及波谷位置相同的该交流转换电压。

4.如权利要求1所述的不断电系统，其中若该控制单元判断于市电零交越点时，该交越值不在该预定范围内，则该控制单元调整该基础三角波信号的频率。

5.如权利要求4所述的不断电系统，其中该基础三角波信号是在下降缘且该交越值小于该预定范围时，则减少该基础三角波信号的频率。

6.如权利要求4所述的不断电系统，其中该基础三角波信号是在下降缘且该交越值大于该预定范围时，或是该基础三角波信号是在上升缘且该交越值不在该预定范围时，则增加该基础三角波信号的频率。

7.如权利要求1所述的不断电系统，其中该控制单元是包括：

一载波控制单元，是接收该市电电压，并输出该基础三角波信号以及一开关触发信号；以及

一脉冲控制单元，是接收该交流转换电压以及该开关触发信号，并输出一脉冲宽度调变控制信号以及一开关控制信号，该脉冲宽度调变控制信号是控制该电源转换电路，该开关控制信号是控制该开关单元。

8.如权利要求7所述的不断电系统，其中该脉冲控制单元还包括：

一反馈控制单元，是接收该交流转换电压，并输出一转换控制电压信号；

一脉冲宽度调变单元，是接收该基础三角波信号以及该转换控制电压信号，并输出该脉冲宽度调变控制信号；

其中，该脉冲宽度调变单元是于该电池模式时，输出该脉冲宽度调变控制信号。

9.如权利要求7所述的不断电系统，其中该载波控制单元还包括：

一市电感测单元，是接收该市电电压，并依据该市电电压的市电零交越点输出一市电零交越信号；

一载波产生单元，是接收该市电零交越信号，并输出该基础三角波信号；及

一基础三角波电压值取样单元，是接收该基础三角波信号，并输出一取样电压值；

一判断单元，是接收该市电零交越信号以及该取样电压值，并输出该开关触发信号以及输出一判断信号至该载波产生单元，且判断于市电零交越点时的该交越值是否在该预定范围内。

10.如权利要求9所述的不断电系统，其中该载波产生单元还包括：

一频率调整单元，是接收该判断信号，并输出一频率调整信号；以及

一载波计数重置单元，是接收该市电零交越信号以及该频率调整信号，并输出该基础三角波信号；

其中，于该电池模式操作且恢复为该市电模式时，该频率调整单元是依据该判断信号调整该基础三角波信号的频率。

11.如权利要求7所述的不断电系统，其中该脉冲控制单元还包括一开关控制单元，该开关控制单元是接收该开关触发信号，并输出该开关控制信号以控制该开关单元。

12.如权利要求11所述的不断电系统，其中该开关控制单元还包括一开关延迟时间表，该开关延迟时间表是依据该开关单元的不同种类提供一开关延迟时间，当该不断电系统由该电池模式操作且欲恢复为该市电模式前，该开关控制单元是提前该开关延迟时间切换该开关单元。

13.一种不断电系统控制单元，是具有一市电模式以及一电池模式，其中该控制单元是包括：

一载波控制单元，是接收一市电电压，并输出一基础三角波信号以及一开关触发信号；以及

一脉冲控制单元，是接收一电源转换电路输出的一交流转换电压以及该开关触发信号，并输出一脉冲宽度调变控制信号以及一开关控制信号，该脉冲宽度调变控制信号是控制该电源转换电路，该开关控制信号是控制一开关单元；

其中，于该市电模式时，该控制单元是依据该市电电压产生该基础三角波信号，于该电池模式操作且检测市电恢复后，该控制单元判断于市电零交越点时，该基础三角波信号的一交越值是否在一预定范围内；若在该预定范围内，则该控制单元控制该开关单元由输出该交流转换电压切换为输出该市电电压。

14.如权利要求13所述的不断电系统控制单元，其中该脉冲控制单元还包括：

一反馈控制单元，是接收该交流转换电压，并输出一转换控制电压信号；

一脉冲宽度调变单元，是接收该基础三角波信号以及该转换控制电压信号，并输出该脉冲宽度调变控制信号；

其中，该脉冲宽度调变单元是于该电池模式时，输出该脉冲宽度调变控制信号。

15.如权利要求13所述的不断电系统控制单元，其中该预定范围为该基础三角信号波的中间值上下的一误差容许范围内。

16.如权利要求13所述的不断电系统控制单元，其中于该市电模式时，该控制单元是依据该市电电压的上升缘零交越点或该市电电压的下降缘零交越点为该基础三角波信号的中间值而产生该基础三角波信号，且当由该市电模式切换至该电池模式时，该控制单元是控制该电源转换电路接续输出与该市电电压的频率以及波峰及波谷位置相同的该交流转换电压。

17.如权利要求13所述的不断电系统控制单元，其中该载波控制单元还包括：

一市电感测单元，是接收该市电电压，并输出一市电零交越信号；

一载波产生单元，是接收该市电零交越信号，并输出该基础三角波信号；以及

一基础三角波电压值取样单元，是接收该基础三角波信号，并输出一取样电压值；

一判断单元，是接收该市电零交越信号以及该取样电压值，并输出该开关触发信号以及输出一判断信号至该载波产生单元，并判断于市电零交越点时的该交越值是否在该预定范围内。

18.如权利要求17所述的不断电系统控制单元，其中该载波产生单元还包括：

一频率调整单元，是接收该判断信号，并输出一频率调整信号；以及

一载波计数重置单元，是接收该市电零交越信号以及该频率调整信号，并输出该基础三角波信号；

其中，在该电池模式操作且恢复为该市电模式时，该频率调整单元是依据该判断信号调整该基础三角波信号的频率。

19.如权利要求13所述的不断电系统控制单元，其中该控制单元还包括一开关控制单元，该开关控制单元是接收该开关触发信号，并输出该开关控制信号以控制该开关单元。

20.如权利要求19所述的不断电系统控制单元，其中该开关控制单元还包括一开关延迟时间表，该开关延迟时间表是依据该开关单元的不同种类提供一开关延迟时间，当该不断电系统由该电池模式操作且欲恢复为该市电模式前，该开关控制单元是提前该开关延迟时间切换该开关单元。

21.如权利要求13所述的不断电系统控制单元，其中若该控制单元判断于市电零交越点时，该交越值不在该预定范围内，则该控制单元调整该基础三角波信号的频率。

22.如权利要求21所述的不断电系统控制单元，其中该基础三角波信号是在下降缘且该交越值小于该预定范围时，则减少该基础三角波信号的频率。

23.如权利要求21所述的不断电系统控制单元，其中该基础三角波信号是在下降缘且该交越值大于该预定范围时，或是该基础三角波信号是在上升缘且该交越值不在该预定范围时，则增加该基础三角波信号的频率。

24.一种不断电系统的控制方法，该不断电系统具有一市电模式以及一电池模式，该不断电系统是包含一电源转换电路，是转换一市电电压为一交流转换电压，并电性连接一开关单元以及一控制单元；该控制方法是包含下列步骤：

(a)于该市电模式时，该控制单元是依据该市电电压产生一基础三角波信号；

(b)在该电池模式操作且检测该市电恢复后，该控制单元判断于市电零交越点时，该基础三角波信号的一交越值是否在一预定范围内；

(c)若该交越值在该预定范围内，则该控制单元控制该开关单元由输出该交流转换电压切换为输出该市电电压。

25.如权利要求24所述的不断电系统的控制方法，其中，在步骤(c)还包含：

(c1)提供一开关延迟时间表，该开关延迟时间表是依据该开关单元的不同种类提供一开关延迟时间，当该不断电系统由该电池模式操作且欲恢复为该市电模式前，该控制单元是提前该开关延迟时间切换该开关单元。

26.如权利要求24所述的不断电系统的控制方法，其中，在步骤(a)还包含：

(a1)于该市电模式时，该控制单元是依据该市电电压的上升缘零交越点或该市电电压的下降缘零交越点为该基础三角波信号的中间值而产生该基础三角波信号；

(a2)当由该市电模式切换至该电池模式时，该控制单元是控制该电源转换电路接续输出与该市电电压的频率以及波峰及波谷位置相同的该交流转换电压。

27.如权利要求24所述的不断电系统的控制方法，其中该预定范围为该基础三角信号波的中间值上下的一误差容许范围内。

28.如权利要求24所述的不断电系统的控制方法，其中，在步骤(b)之后，还包含：

(b1)若该控制单元判断于市电零交越点时，该交越值不在该预定范围内，则该控制单元调整该基础三角波信号的频率。

29.如权利要求28所述的不断电系统的控制方法，其中，在步骤(b1)还包含：

(b11)若该基础三角波信号是在下降缘且该交越值小于该预定范围，则减少该基础三角波信号的频率；

(b12)若该基础三角波信号是在下降缘且该交越值大于该预定范围，或是该基础三角波信号是在上升缘且该交越值不在该预定范围时，则增加该基础三角波信号的频率。

30.如权利要求24所述的不断电系统的控制方法，其中该控制单元是包括：

一载波控制单元，是接收该市电电压，并输出该基础三角波信号以及一开关触发信号；以及

一脉冲控制单元，是接收该交流转换电压以及该开关触发信号，并输出一脉冲宽度调变控制信号以及一开关控制信号，该脉冲宽度调变控制信号是控制该电源转换电路，该开关控制信号是控制该开关单元。

31.如权利要求30所述的不断电系统的控制方法，其中该脉冲控制单元还包括：

一反馈控制单元，是接收该交流转换电压，并输出一转换控制电压信号；

一脉冲宽度调变单元，是接收该基础三角波信号以及该转换控制电压信号，并输出该脉冲宽度调变控制信号；

其中，该脉冲宽度调变单元是于该电池模式时，输出该脉冲宽度调变控制信号。

32.如权利要求30所述的不断电系统的控制方法，其中该控制单元还包括一开关控制单元，该开关控制单元是接收该开关触发信号，并输出该开关控制信号以控制该开关单元。

33.如权利要求30所述的不断电系统的控制方法，其中该载波控制单元还包括：

一市电感测单元，是接收该市电电压，并依据该市电电压的市电零交越点输出一市电零交越信号；

一载波产生单元，是接收该市电零交越信号，并输出该基础三角波信号；以及

一基础三角波电压值取样单元，是接收该基础三角波信号，并输出一取样电压值；

一判断单元，是接收该市电零交越信号以及该取样电压值，并输出该开关触发信号以及输出一判断信号至该载波产生单元，并判断于市电零交越点时的该交越值是否在该预定范围内。

34.如权利要求33所述的不断电系统的控制方法，其中该载波产生单元还包括：

一频率调整单元，是接收该判断信号，并输出一频率调整信号；以及

一载波计数重置单元，是接收该市电零交越信号以及该频率调整信号，并输出该基础三角波信号；

其中，在该电池模式操作且恢复为该市电模式时，该频率调整单元是依据该判断信号调整该基础三角波信号的频率。

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