CN108736566A - 备援式电源供应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种备援式电源供应装置，包含有第一、第二电源输入端及二次侧控制单元，第一电源输入端透过第一电源供应单元及第一开关单元连接至电源输出端，第二电源输入端透过第二电源供应单元及第二开关单元连接至电源输出端。二次侧控制单元分别连接至第一、第二开关单元。当第一交流电源供电正常时，控制第一开关单元导通，而当第一交流电源供电异常时，控制第二开关单元导通。如此一来，当第一交流电源供电异常时，便可透过正常供电的第二交流电源持续供应正常的直流电源至负载，使负载能持续且稳定地运作。

Description

备援式电源供应装置
技术领域
本发明有关于一种电源供应装置，尤指一种备援式电源供应装置。
背景技术
如图5所示，现有技术的备援式电源供应器领域中，通常透过一开关装置51连接多个独立的输入电源，如一第一输入电源AC1及一第二输入电源AC2，且由所述开关装置51选择其中一个输入电源(例如第一输入电源AC1)作为主要输入电源，并且将其他输入电源(例如第二输入电源AC2)作为备援输入电源。当作为主要输入电源的第一输入电源AC1正常操作时，所述第一输入电源AC1供电至一电源供应单元52，并由所述电源供应单元52将所述第一输入电源AC1供应的电源转换为一工作电源后，由所述工作电源对一负载50供电。若所述第一输入电源AC1无法满足供电要求与标准，例如失效或供电异常时，则切换所述开关装置51以选择能够满足正常操作要求的作为备援输入电源的第二输入电源AC2，使所述第二输入电源AC2供应的电源能够供应至所述电源供应单元52。所述供电要求或标准可以根据所测量的交流电压准位或直流电压准位、交流频率或其他的追踪方法进行判断。
基于安全的考量，所述第一输入电源AC1及所述第二输入电源AC2不能透过电气路径直接或间接地连接在一起，以避免所述第一输入电源AC1及所述第二输入电源AC2的输出端同时瞬间接通造成短路。
然而，前述开关装置51为机械式开关结构，因此使用的可靠度不高，再者，因接触焊接或有限工作温度范围的因素，更容易发生机械故障，因此，现有技术采用机械式开关装置51的备援式电源有必要作进一步改良。
发明内容
有鉴于现有技术的备援式电源的开关装置是机械结构，容易发生机械故障的问题，本发明提供一种备援式电源供应装置，以解决机械式开关容易发生机械故障的问题。
本发明备援式电源供应装置包含有：
一第一电源输入端；
一第一电源供应单元，且连接至所述第一电源输入端；
一第一开关单元，且连接至所述第一电源供应单元；
一第二电源输入端；
一第二电源供应单元，且连接至所述第二电源输入端；
一第二开关单元，且连接至所述第二电源供应单元；
一电源输出端；其中所述第一电源输入端透过所述第一电源供应单元及所述第一开关单元连接至所述电源输出端，而所述第二电源输入端透过所述第二电源供应单元及所述第二开关单元连接至所述电源输出端；及
一二次侧控制单元，连接至所述第一开关单元及所述第二开关单元，以分别控制所述第一开关单元及所述第二开关单元的导通与否；
其中，所述第一开关单元与所述第二开关单元是电子开关。
如前所述的备援式电源供应装置，所述第一电源供应单元包含有：一第一整流单元，连接至所述第一电源输入端；一第一功因校正单元，连接至所述第一整流单元；及一第一变压单元，连接至所述第一功因校正单元；所述第一交流电源供应的交流电源依序通过所述第一电源供应单元的第一整流单元、第一功因校正单元及第一变压单元后，转换成一稳定的第一直流电源；当所述第一交流电源供电正常时，所述二次侧控制单元控制所述第一开关单元导通，并控制所述第二开关单元断开，且所述第一电源供应单元通过所述第一开关元件及所述电源输出端供应所述第一直流电源至所述负载；所述第二电源供应单元包含有：一第二整流单元，连接至所述第二电源输入端；一第二功因校正单元，连接至所述第二整流单元；及一第二变压单元，连接至所述第一功因校正单元；所述第二交流电源供应的交流电源依序通过所述第二电源供应单元的第二整流单元、第二功因校正单元及第二变压单元后，转换成一稳定的第二直流电源；当所述第一交流电源供电异常，而所述第二交流电源供电正常时，所述二次侧控制单元控制所述第一开关单元断开，并控制所述第二开关单元导通，而所述第二电源供应单元通过所述第二开关元件及所述电源输出端供应所述第二直流电源至所述负载。
如前所述的备援式电源供应装置，所述第一功因校正单元及所述第二升压式功因校正单元分别是一升压式转换器(boost convertor)；所述第一变压单元及所述第二变压单元分别是一全桥式双向直流/直流转换器。
如前所述的备援式电源供应装置，所述第一电源供应单元包含有：一第一整流单元，连接至所述第一电源输入端；及一第一转换单元，连接至所述第一整流单元；所述第一交流电源供应的交流电依序通过所述第一电源供应的第一整流单元及第一转换单元后，转换成一稳定的第一直流电源；当所述第一交流电源供电正常时，所述二次侧控制单元控制所述第一开关单元导通，并控制所述第二开关单元断开，且所述第一电源供应单元通过所述第一开关元件及所述电源输出端供应所述第一直流电源至所述负载；所述第二电源供应单元包含有：一第二整流单元，连接至所述第二电源输入端；及一第二转换单元，连接至所述第二整流单元；而所述第二交流电源供应的交流电依序通过所述第二电源供应单元的第二整流单元及第二转换单元后，转换成一稳定的第二直流电源；当所述第一交流电源供电异常，而所述第二交流电源供电正常时，所述二次侧控制单元控制所述第一开关单元断开，并控制所述第二开关单元导通，而所述第二电源供应单元通过所述第二开关元件及所述电源输出端供应所述第二直流电源至所述负载。
如前所述的备援式电源供应装置，所述第一转换单元及所述第二转换单元分别是一隔离式功因校正器。
如前所述的备援式电源供应装置，所述隔离式功因校正器是一丘克转换器(convertor)或一返驰式转换器(Flyback convertor)。
如前所述的备援式电源供应装置，所述电子开关是一金属氧化物半导体场效电晶体。
如前所述的备援式电源供应装置，进一步包括一壳体；所述第一电源输入端、所述第二电源输入端、所述电源输出端设置于所述壳体表面；所述第一电源供应单元、所述第一开关单元、所述第二电源供应单元、所述第二开关单元、所述二次侧控制单元设置于所述壳体内。
由于本发明的备援式电源供应装置分别透过所述第一开关单元及所述第二开关单元决定所述电源输出端的电源供应来源是来自所述第一电源输入端或是所述第二电源输入端，所述第一开关单元与所述第二开关单元是电子开关，所以本发明并未使用机械式开关，以提高备援式电源供应装置操作时的可靠度。
附图说明
图1是本发明的一实施例的立体外观示意图。
图2是本发明的一实施例的方块示意图。
图3是本发明的一实施例的电路图。
图4是本发明的另一实施例的电路图。
图5是现有备援式电源供应器的电路图。
附图标记说明：
10 备援式电源供应装置
100 壳体
111 第一电源供应单元 1111 第一整流单元
1112 第一功因校正单元 1113 第一变压单元
1114 第一转换单元
112 第一开关单元
121 第二电源供应单元 1211 第二整流单元
1212 第二功因校正单元 1213 第二变压单元
1214 第二转换单元
122 第二开关单元
13 二次侧控制单元
21 第一交流电源 22 第二交流电源
30 负载
40 使用者介面
50 负载
51 开关装置
52 电源供应单元
具体实施方式
以下配合附图及本发明的实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
请参阅图1及图2所示，本发明为一种备援式电源供应装置10，包含有一壳体100、一第一电源输入端I/P1、一第一电源供应单元111、一第一开关单元112、一第二电源输入端I/P2、一第二电源供应单元121、一第二开关单元122、一电源输出端O/P及一二次侧控制单元13。
所述第一电源输入端I/P1、所述第二电源输入端I/P2及所述电源输出端O/P设置于所述壳体100表面。所述第一电源供应单元111、所述第一开关单元112、所述第二电源供应单元121、所述第二开关单元122及所述二次侧控制单元13设置于所述壳体100内。在本实施例中，所述二次侧控制单元13是一积体电路，其编号为PIC 16F883。
所述第一电源供应单元111的输入端连接所述第一电源输入端I/P1，所述第一开关单元112的输入端连接所述第一电源供应单元111的输出端，而使所述第一电源输入端I/P1通过所述第一电源供应单元111及所述第一开关单元112连接至所述电源输出端O/P。
而所述第二电源供应单元121的输入端连接至所述第二电源输入端I/P2，所述第二开关单元122的输入端连接至所述第二电源供应单元121的输出端，且所述第二电源输入端I/P2透过所述第二电源供应单元121及所述第二开关单元122连接至所述电源输出端O/P。
所述二次侧控制单元13的两输出控制端分别连接至所述第一开关单元112及所述第二开关单元122的控制端，以分别控制所述第一开关单元112及所述第二开关单元122的导通与否。
在本实施例中，所述第一开关单元112及所述第二开关单元122分别是电子开关，例如金属氧化物半导体场效电晶体(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor；MOS)，但不以此为限。
本发明的备援式电源供应装置于使用时，所述第一电源输入端I/P1连接至外部的一第一交流电源21，而所述第二电源输入端I/P2则连接至外部的一第二交流电源22，并由所述电源输出端O/P输出一稳定的直流电源供应至一负载30。
此外，所述二次侧控制单元13的一连接端可连接至一使用者介面40，供一使用者透过所述使用者介面40确认目前是由所述第一交流电源21还是由所述第二交流电源22进行所述负载30的电源供应。
本发明透过所述二次侧控制单元13分别控制所述第一开关单元112及所述第二开关单元122的导通与否，决定由所述第一交流电源21还是由所述第二交流电源22供电，且若所述第一交流电源21或所述第二交流电源22供电异常时，则切换成能正常供电的电源进行供电，以提高供电可靠度。
举例来说，若所述第一交流电源21正常供电时，所述二次侧控制单元13导通所述第一开关单元112及断开所述第二开关单元122，使所述第一交流电源21能透过所述第一电源供应单元111及所述第一开关单元112供应电源至所述负载30。而当所述第一交流电源21供电异常时，所述二次侧控制单元13则断开所述第一开关单元112并导通所述第二开关单元122，使能正常供电的所述第二交流电源22能透过所述第二电源供应单元121及所述第二开关单元122供应电源至所述负载30。且因为所述第一开关单元112已断开，能避免供电异常的第一交流电源21供应异常电源而导致负载30损坏的状况。
如此一来，即便所述第一交流电源21供电异常，透过本发明的备援式电源供应装置10还能让能正常供电的第二交流电源22接替供电，能稳定且持续地对所述负载30供电。同时因为本发明并未使用机械式开关，故本发明确能提高援式电源供应装置操作时的可靠度。
请参阅图3所示，在本发明实施例中，所述第一电源供应单元111包含有一第一整流单元1111、一第一功因校正单元1112及一第一变压单元1113，而所述第二电源供应单元121包含有一第二整流单元1211、一第二功因校正单元1212及一第二变压单元1213。
所述第一电源供应单元111的第一整流单元1111的输入端连接至所述第一电源输入端I/P1，所述第一功因校正单元1112的输入端连接至所述第一整流单元1111的输出端，且所述第一变压单元1113的输入端连接至所述第一功因校正单元1112的输出端。
所述第二电源供应单元121的第二整流单元1211的输入端连接至所述第二电源输入端I/P2，所述第二功因校正单元1212的输入端连接至所述第二整流单元1211的输出端，且所述第二变压单元1213的输入端连接至所述第一功因校正单元1212的输出端。
且在本实施例中，所述第一功因校正单元1111及所述第二升压式功因校正单元1211分别是一升压式转换器(boost convertor)，所述第一变压单元1113及所述第二变压单元1213分别是一全桥式双向直流/直流转换器。
所述第一交流电源21供应的交流电源依序通过所述第一电源供应单元111的第一整流单元1111、第一功因校正单元1112及第一变压单元1113后，转换成一稳定的第一直流电源。
当所述第一交流电源21供电正常时，所述二次侧控制单元13控制所述第一开关单元112导通，并控制所述第二开关单元122断开，且所述第一电源供应单元111通过所述第一开关元件112及所述电源输出端O/P供应所述第一直流电源至所述负载30。
而所述第二交流电源22供应的交流电源依序通过所述第二电源供应单元121的第二整流单元1211、第二功因校正单元1212及第二变压单元1213后，转换成一稳定的第二直流电源。
当所述第一交流电源21供电异常，而所述第二交流电源22供电正常时，所述二次侧控制单元13控制所述第一开关单元112断开，并控制所述第二开关单元122导通，而所述第二电源供应单元121通过所述第二开关元件122及所述电源输出端O/P供应所述第二直流电源至所述负载30。
如此一来，当所述第一交流电源21供电异常时，便可透过正常供电的第二交流电源22持续供应正常的直流电源至所述负载30，使所述负载30能持续且稳定地运作。
请参阅图4所示，在本发明另一实施例中，所述第一电源供应单元111包含有所述第一整流单元1111及一第一转换单元1114，而所述第二电源供应单元121包含有所述第二整流单元1211及一第二转换单元1214。
所述第一电源供应单元111的第一整流单元1111的输入端连接至所述第一电源输入端I/P1，且所述第一转换单元1114的输入端连接至所述第一整流单元1111的输出端。
所述第二电源供应单元121的第二整流单元1211的输入端连接至所述第二电源输入端I/P2，且所述第二转换单元1214的输入端连接至所述第二整流单元1211的输出端。
在本发明的另一实施例中，所述第一转换单元1114及所述第二转换单元1214分别是一隔离式功因校正器，例如丘克转换器(convertor)，此外，所述第一转换单元1114及所述第二转换单元1214亦可分别为一返驰式转换器(Flyback convertor)。
所述第一交流电源21供应的交流电依序通过所述第一电源供应单元111的第一整流单元1111及第一转换单元1114后，转换成稳定的第一直流电源。
当所述第一交流电源21供电正常时，所述二次侧控制单元13控制所述第一开关单元112导通，并控制所述第二开关单元122断开，且所述第一电源供应单元111通过所述第一开关元件112及所述电源输出端O/P供应所述第一直流电源至所述负载30。
而所述第二交流电源22供应的交流电依序通过所述第二电源供应单元121的第二整流单元1211及第二转换单元1214后，转换成稳定的第二直流电源。
当所述第一交流电源21供电异常，而所述第二交流电源22供电正常时，所述二次侧控制单元13控制所述第一开关单元112断开，并控制所述第二开关单元122导通，而所述第二电源供应单元121通过所述第二开关元件122及所述电源输出端O/P供应所述第二直流电源至所述负载30。
如此一来，当所述第一交流电源21供电异常时，便可透过正常供电的第二交流电源22持续供应正常的直流电源至所述负载30，使所述负载30能持续且稳定地运作。
以上所述仅是本发明的实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种备援式电源供应装置，其特征在于，包含有：
一第一电源输入端；
一第一电源供应单元，连接至所述第一电源输入端；
一第一开关单元，连接至所述第一电源供应单元；
一第二电源输入端；
一第二电源供应单元，连接至所述第二电源输入端；
一第二开关单元，连接至所述第二电源供应单元；
一电源输出端，连接至一外部的负载；其中所述第一电源输入端透过所述第一电源供应单元及所述第一开关单元连接至所述电源输出端，而所述第二电源输入端透过所述第二电源供应单元及所述第二开关单元连接至所述电源输出端；及
一二次侧控制单元，连接至所述第一开关单元及所述第二开关单元，以分别控制所述第一开关单元及所述第二开关单元的导通与否；
其中，所述第一开关单元与所述第二开关单元是电子开关。
2.根据权利要求1所述的备援式电源供应装置，其特征在于：
所述第一电源供应单元包含有：
一第一整流单元，连接至所述第一电源输入端；
一第一功因校正单元，连接至所述第一整流单元；及
一第一变压单元，连接至所述第一功因校正单元；
所述第一交流电源供应的交流电源依序通过所述第一电源供应单元的第一整流单元、第一功因校正单元及第一变压单元后，转换成一稳定的第一直流电源；
当所述第一交流电源供电正常时，所述二次侧控制单元控制所述第一开关单元导通，并控制所述第二开关单元断开，且所述第一电源供应单元通过所述第一开关元件及所述电源输出端供应所述第一直流电源至所述负载；
所述第二电源供应单元包含有：
一第二整流单元，连接至所述第二电源输入端；
一第二功因校正单元，连接至所述第二整流单元；及
一第二变压单元，连接至所述第一功因校正单元；
所述第二交流电源供应的交流电源依序通过所述第二电源供应单元的第二整流单元、第二功因校正单元及第二变压单元后，转换成一稳定的第二直流电源；
当所述第一交流电源供电异常，而所述第二交流电源供电正常时，所述二次侧控制单元控制所述第一开关单元断开，并控制所述第二开关单元导通，而所述第二电源供应单元通过所述第二开关元件及所述电源输出端供应所述第二直流电源至所述负载。
3.根据权利要求2所述的备援式电源供应装置，其特征在于：
所述第一功因校正单元及所述第二升压式功因校正单元分别是一升压式转换器；
所述第一变压单元及所述第二变压单元分别是一全桥式双向直流/直流转换器。
4.根据权利要求1所述的备援式电源供应装置，其特征在于：
所述第一电源供应单元包含有：
一第一整流单元，连接至所述第一电源输入端；及
一第一转换单元，连接至所述第一整流单元；
所述第一交流电源供应的交流电依序通过所述第一电源供应的第一整流单元及第一转换单元后，转换成一稳定的第一直流电源；
当所述第一交流电源供电正常时，所述二次侧控制单元控制所述第一开关单元导通，并控制所述第二开关单元断开，且所述第一电源供应单元通过所述第一开关元件及所述电源输出端供应所述第一直流电源至所述负载；
所述第二电源供应单元包含有：
一第二整流单元，连接至所述第二电源输入端；及
一第二转换单元，连接至所述第二整流单元；
而所述第二交流电源供应的交流电依序通过所述第二电源供应单元的第二整流单元及第二转换单元后，转换成一稳定的第二直流电源；
当所述第一交流电源供电异常，而所述第二交流电源供电正常时，所述二次侧控制单元控制所述第一开关单元断开，并控制所述第二开关单元导通，而所述第二电源供应单元通过所述第二开关元件及所述电源输出端供应所述第二直流电源至所述负载。
5.根据权利要求4所述的备援式电源供应装置，其特征在于：
所述第一转换单元及所述第二转换单元分别是一隔离式功因校正器。
6.根据权利要求5所述的备援式电源供应装置，其特征在于：所述隔离式功因校正器是一丘克转换器或一返驰式转换器。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的备援式电源供应装置，其特征在于：所述电子开关是一金属氧化物半导体场效电晶体。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的备援式电源供应装置，其特征在于：进一步包括一壳体；
所述第一电源输入端、所述第二电源输入端、所述电源输出端设置于所述壳体表面；
所述第一电源供应单元、所述第一开关单元、所述第二电源供应单元、所述第二开关单元、所述二次侧控制单元设置于所述壳体内。
9.根据权利要求7所述的备援式电源供应装置，其特征在于：进一步包括一壳体；
所述第一电源输入端、所述第二电源输入端、所述电源输出端设置于所述壳体表面；
所述第一电源供应单元、所述第一开关单元、所述第二电源供应单元、所述第二开关单元、所述二次侧控制单元设置于所述壳体内。
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