CN116526655A - 备援切换装置 - Google Patents

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CN116526655A CN202310553963.3A CN202310553963A CN116526655A CN 116526655 A CN116526655 A CN 116526655A CN 202310553963 A CN202310553963 A CN 202310553963A CN 116526655 A CN116526655 A CN 116526655A
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彭德智
罗铭翔
张家豪
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Abstract

本发明公开了一种备援切换装置，备援切换装置对后级电路提供不间断供电的切换。备援切换装置包含耦接主电源的主回路开关、耦接备用电源的备用回路开关、第一开关组、第二开关组以及控制单元，该第一开关组包含第一双向开关和第一旁路开关，该第二开关组包含第二双向开关和第二旁路开关。控制单元分别提供开关信号控制该第一双向开关、该第一旁路开关、该第二双向开关以及该第二旁路开关，使后级电路由主电源供电或由备用电源供电。

Description

备援切换装置
本申请是申请日为2018年08月30日、申请号为201811002986.0、发明名称为“备援切换装置及其控制方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明是有关一种切换装置，尤指一种备援切换装置。
背景技术
目前备援系统已经被广泛地应用于各式各样的数据中心(data center)与伺服电源输入级，其目的用以提高供电的可靠度与使用的弹性。近年来在系统空间与设备容量使用率的要求下，备援电路已从系统的个别单元，逐渐地整合进入电源单元。惟现行备援系统不但体积大且成本高，因此，对于整合电源的设计，必须予以考虑。
因此，如何设计出一种备援切换装置，通过减少控制电路及简化控制方式，实现具高效率及成本效益的功效，乃为本案发明人所欲行克服并加以解决的一大课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种备援切换装置，解决低电源切换效率与高电路成本的问题。
为达成前揭目的，本发明所提出的备援切换装置，对后级电路提供不间断供电的切换。备援切换装置包含主回路开关、备用回路开关、第一开关组、第二开关组以及控制单元。主回路开关耦接主电源。备用回路开关耦接备用电源，其中,主回路开关与备用回路开关分别对应主电源与备用电源设置。第一开关组耦接主回路开关与备用回路开关，第一开关组包含第一双向开关与并联耦接第一双向开关的第一旁路开关。第二开关组耦接主回路开关与备用回路开关，第二开关组包含第二双向开关与并联耦接第二双向开关的第二旁路开关。控制单元分别提供开关信号控制第一双向开关、第一旁路开关、第二双向开关以及第二旁路开关，使后级电路由主电源供电或由备用电源供电。
藉由所提出的备援切换装置，能够降低开关的导通应力，提高开关的可靠度、适用包含零电流开关的电路拓朴以及实现后级电路的小型化与兼顾足够的断电后供电时间。
本发明的另一目的在于提供一种备援切换装置，对一后级电路提供不间断供电的切换。
为达成前揭目的，本发明所提出的备援切换装置包含：一主回路开关，耦接一主电源的一第一火线端与一第一中性线端；一备用回路开关，耦接一备用电源的一第二火线端与一第二中性线端；一第一开关组，经由主回路开关耦接第一火线端、经由备用回路开关耦接第二火线端及耦接后级电路；一第二开关组，经由主回路开关耦接第一中性线端、经由备用回路开关耦接第二中性线端及耦接后级电路；及一控制单元；其中，控制单元用以控制相应于主电源的一第一供电路径的导通或断开，及控制相应于备用电源的一第二供电路径的导通或断开，使后级电路由主电源供电或由备用电源供电。
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。
附图说明
图1为本发明备援切换装置的电路方块图。
图2为本发明备援切换装置操作于正常开机的时序波形图。
图3A为本发明备援切换装置操作于异常掉电压的供电切换的时序波形图。
图3B为本发明备援切换装置操作于异常欠电压的供电切换的时序波形图。
图4为本发明备援切换装置的零电流开关方法第一实施例的流程图。
图5为本发明备援切换装置的零电流开关方法第二实施例的流程图。
其中，附图标记
11主回路开关
12,12’备用回路开关
21第一开关组
211第一双向开关
212第一旁路开关
22第二开关组
221第二双向开关
222第二旁路开关
30控制单元
40后级电路
Vm主电源
Vb,Vb’备用电源
S1第一开关信号
S2第二开关信号
SBD双向开关信号
SBP旁路开关信号
Lm主电源的火线端
Nm主电源的中性线端
Lb,Lb’备用电源的火线端
Nb,Nb’备用电源的中性线端
t1～t3时间点
t1’～t5’时间点
t1”～t7”时间点
S11～S18步骤
S21～S29步骤
具体实施方式
兹有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下。
请参见图1所示，其为本发明备援切换装置的电路方块图。所述备援切换装置包含主回路开关11、备用回路开关12、第一开关组21、第二开关组22以及控制单元30。主回路开关11耦接主电源Vm，其中主电源Vm可例如为交流市电(AC utility)或发电机装置(generator)，然不以此为限制，即主电源Vm用以作为对后级电路40供电的主要电源。备用回路开关12耦接备用电源Vb，其中备用电源Vb除可例如为另一组交流市电(AC utility)或发电机装置(generator)，亦可为再生能源(例如太阳能、风力能、水力能、地热能…等等)经直流对交流的电源转换后所得到的交流备用电源。换言之，当主电源Vm发生异常而无法对后级电路40供电时，则切换为备用电源Vb接续对后级电路40的不间断供电，使后级电路40能正常工作。图1中所示包含多组备用电源Vb、Vb’…，然以下的内容说明将以一组备用电源Vb为例，合先叙明。
第一开关组21耦接主回路开关11与备用回路开关12。第一开关组21包含第一双向开关211与并联耦接第一双向开关211的第一旁路开关212。第二开关组22耦接主回路开关11与备用回路开关12。第二开关组22包含第二双向开关221与并联耦接第二双向开关221的第二旁路开关222。其中，主回路开关11、备用回路开关12、第一旁路开关212与第二旁路开关222可为继电器开关(relay switch)或半导体组件；第一双向开关与第二双向开关可为两个半导体开关反向并接所构成，其中每个半导体开关可为金属氧化物半导体场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor,MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)或者由两个反向并接的硅控整流器(silicon controlled rectifier,SCR)所构成，然不以此为限制。
控制单元30提供多个开关信号对应地控制上述开关，包含提供第一开关信号S1用以控制主回路开关11，提供第二开关信号S2用以控制备用回路开关12，提供双向开关信号SBD用以控制第一双向开关211与第二双向开关221，以及提供旁路开关信号SBP用以控制第一旁路开关212与第二旁路开关222。
本发明备援切换装置进一步包含电源检知单元(图未示)。电源检知单元可通过检知主电源Vm的电压(电流、频率或其他电气参数)，并将检知的信息(结果)提供至控制单元30，使得控制单元30得知主电源Vm的供电状态。同样地，电源检知单元亦可检知备用电源Vb，并将检知的信息提供至控制单元30，使得控制单元30得知备用电源Vb的待命供电状态。
当主电源Vm能够正常供电时，控制单元30导通主回路开关11、第一开关组21与第二开关组22，使得主电源Vm对后级电路40供电。反之，当主电源Vm无法正常供电时，例如发生异常掉电压或异常欠电压，控制单元30则关断第一开关组21与第二开关组22，再关断主回路开关11，最后再导通备用回路开关12，并且导通第一开关组21与第二开关组22，使得后级电路40切离异常的主电源Vm，并由备用电源Vb接续供电，以维持电源对后级电路40的不间断供电，使后级电路40能正常工作，容后详细说明。
以下，分别针对备援切换装置操作于正常开机与操作于电源切换进行说明。请参见图2所示，其为本发明备援切换装置操作于正常开机的时序波形图。补充说明，本说明书中的开关信号以高准位使开关导通(turn-on)，低准位使开关关断(turn-off)为例，然不以此为限制，实际可依据电路设计改为低准位使开关导通，高准位使开关关断。当控制单元30得知主电源Vm为正常供电时，控制单元30于时间点t1提供高准位的第一开关信号S1导通主回路开关11。由于主回路开关11导通前，主电源Vm与后级电路40为解耦的状态，再者，当主回路开关11使用继电器开关时，其导通时间点会受到电路延迟的影响，因此，时间点t1可为任意的时间点，但基本上会控制时间点t1为对应主电源Vm为零电压或低电压时的时间点。
然后，控制单元30确认主电源Vm维持正常供电后，于时间点t2提供高准位的双向开关信号SBD同时导通第一双向开关211与第二双向开关221，使得主电源Vm开始对后级电路40供电。由于第一双向开关211与第二双向开关221导通前，主电源Vm已为待命供电状态，再者，第一双向开关211与第二双向开关221为半导体开关，即其导通时间点没有延迟的现象，则可准确地控制导通时间点，因此，时间点t2可为主电源Vm为零电压时的时间点，使得第一双向开关211与第二双向开关221可为零电压导通，相应地导通瞬间零电流流经第一双向开关211与第二双向开关221，以降低开关的导通应力，提高开关的可靠度。此时，主电源Vm即可对后级电路40供电。
因此，当主电源Vm为正半周时，供电路径为主电源Vm的火线端Lm、主回路开关11、第一双向开关211、后级电路40、第二双向开关221、主回路开关11以及主电源Vm的中性线端Nm。反之，当主电源Vm为负半周时，供电路径为主电源Vm的中性线端Nm、主回路开关11、第二双向开关221、后级电路40、第一双向开关211、主回路开关11以及主电源Vm的火线端Lm。
然后，控制单元30再于时间点t3提供高准位的旁路开关信号SBP同时导通第一旁路开关212与第二旁路开关222。由于第一旁路开关212与第二旁路开关222导通前，第一双向开关211与第二双向开关221已为导通状态，因此第一双向开关211与第二双向开关221极小的导通电压(约为0.2～0.7伏特)分别跨于第一旁路开关212与第二旁路开关222两端。故此，控制单元30控制第一旁路开关212与第二旁路开关222导通时，使得第一旁路开关212与第二旁路开关222可在较小跨压下导通，相应地导通瞬间较小的电流流经第一旁路开关212与第二旁路开关222，以降低开关的导通应力，提高开关的可靠度。
由于第一旁路开关212与第二旁路开关222的阻抗远较第一双向开关211与第二双向开关221为小，因此，当第一旁路开关212与第二旁路开关222导通后，回路电流则改流经第一旁路开关212与第二旁路开关222。再者，由于第一旁路开关212与第二旁路开关222的阻抗远较第一双向开关211与第二双向开关221为小，因此控制单元30可以不用再刻意提供双向开关信号SBD控制第一双向开关211与第二双向开关221。
此时，当主电源Vm为正半周时，供电路径为主电源Vm的火线端Lm、主回路开关11、第一旁路开关212、后级电路40、第二旁路开关222、主回路开关11以及主电源Vm的中性线端Nm。反之，当主电源Vm为负半周时，供电路径为主电源Vm的中性线端Nm、主回路开关11、第二旁路开关222、后级电路40、第一旁路开关212、主回路开关11以及主电源Vm的火线端Lm。
请参见图3A所示，其为本发明备援切换装置操作于异常掉电压的供电切换的时序波形图。所谓”异常掉电压的供电切换”指当主电源Vm发生异常掉电压时，需要切换由备用电源Vb接续对后级电路40的不间断供电，使后级电路40能正常工作，具体说明如下。
在时间点t1’之前，主电源Vm对后级电路40正常供电。承前图2备援切换装置操作于正常开机的说明，因此，在时间点t1’之前，高准位的第一开关信号S1导通主回路开关11、高准位的双向开关信号SBD导通第一双向开关211与第二双向开关221以及高准位的旁路开关信号SBP导通第一旁路开关212与第二旁路开关222。再者，低准位的第二开关信号S2关断备用回路开关12。
在时间点t1’时，电源检知单元检知主电源Vm发生异常掉电压。附带一提，控制单元30可根据检知结果对此掉电压现象进行确定。若此掉电压现象仅为瞬时的瞬间电压降，旋即主电源Vm又恢复正常供电电压时，控制单元30则确认此掉电压现象非为主电源Vm发生异常掉电压。反之，若在一足够的判断时间，此掉电压现象仍然存在，控制单元30则确认主电源Vm发生异常掉电压。因此，在时间点t2’时，控制单元30同时提供低准位的第一开关信号S1关断主回路开关11、低准位的双向开关信号SBD关断第一双向开关211与第二双向开关221以及低准位的旁路开关信号SBP关断第一旁路开关212与第二旁路开关222。换言之，由于主电源Vm已发生异常掉电压，因此控制单元30可控制上述该等开关为同时关断的状态，或以任意顺序关断上述该等开关。
亦即，时间点t1’至时间点t2’的时间区间，经控制单元30确认主电源Vm发生异常掉电压，控制单元30解耦主电源Vm与后级电路40之间的供电回路。此时，可通过后级电路40，例如功率因数校正电路(power factor corrector)本身的输出电容(bulk capacitor)的储能进行放电，使得主电源Vm与后级电路40为解耦状态，且备用电源Vb尚未接续对后级电路40供电的期间，仍能维持(即有足够的维持时间(hold-up time))使后级电路40能正常工作。
当控制单元30关断主回路开关11、第一双向开关211与第二双向开关221以及第一旁路开关212与第二旁路开关222的同时(例如时间点t2’)，亦提供高准位的第二开关信号S2导通备用回路开关12，使得备用电源Vb为待命供电状态。惟实际应用上，为避免发生异常的主电源Vm与备用电源Vb同时供电所造成两电源之间短路的问题，因此，会于时间点t2’之后增加延迟时间，例如在时间点t3’导通备用回路开关12，如此以先断后通(breakbeforemake)的开关，实现不同输入电源之间的不间断切换。同样地，由于备用回路开关12导通前，备用电源Vb与后级电路40为解耦的状态，再者，当备用回路开关12使用继电器开关时，其导通时间点会受到电路延迟的影响，因此，时间点t3’可为任意的时间点，但基本上会控制时间点t3’为对应备用电源Vb为零电压或低电压时的时间点。
然后，控制单元30确认备用电源Vb为待命供电状态后，于时间点t4’提供高准位的双向开关信号SBD同时导通第一双向开关211与第二双向开关221，使得备用电源Vb开始对后级电路40供电。由于第一双向开关211与第二双向开关221导通前，备用电源Vb已为待命供电状态，再者，第一双向开关211与第二双向开关221为半导体开关，即其导通时间点没有延迟的现象，则可准确地控制导通时间点，因此，时间点t4’可为备用电源Vb为零电压时的时间点，使得第一双向开关211与第二双向开关221可为零电压导通，相应地导通瞬间零电流流经第一双向开关211与第二双向开关221，以降低开关的导通应力，提高开关的可靠度。此时，备用电源Vb即可对后级电路40供电。
此时，当备用电源Vb为正半周时，供电路径为备用电源Vb的火线端Lb、备用回路开关12、第一双向开关211、后级电路40、第二双向开关221、备用回路开关12以及备用电源Vb的中性线端Nb。反之，当备用电源Vb为负半周时，供电路径为备用电源Vb的中性线端Nb、备用回路开关12、第二双向开关221、后级电路40、第一双向开关211、备用回路开关12以及备用电源Vb的火线端Lb。
然后，控制单元30再于时间点t5’提供高准位的旁路开关信号SBP同时导通第一旁路开关212与第二旁路开关222。由于第一旁路开关212与第二旁路开关222导通前，第一双向开关211与第二双向开关221已为导通状态，因此第一双向开关211与第二双向开关221极小的导通电压(约为0.2～0.7伏特)分别跨于第一旁路开关212与第二旁路开关222两端。故此，控制单元30控制第一旁路开关212与第二旁路开关222导通时，使得第一旁路开关212与第二旁路开关222可在较小跨压下导通，相应地导通瞬间较小的电流流经第一旁路开关212与第二旁路开关222，以降低开关的导通应力，提高开关的可靠度。
由于第一旁路开关212与第二旁路开关222的阻抗远较第一双向开关211与第二双向开关221为小，因此，当第一旁路开关212与第二旁路开关222导通后，回路电流则改流经第一旁路开关212与第二旁路开关222。再者，由于第一旁路开关212与第二旁路开关222的阻抗远较第一双向开关211与第二双向开关221为小，因此控制单元30可以不用再刻意提供双向开关信号SBD控制第一双向开关211与第二双向开关221。
此时，当备用电源Vb为正半周时，供电路径为备用电源Vb的火线端Lb、备用回路开关12、第一旁路开关212、后级电路40、第二旁路开关222、备用回路开关12以及备用电源Vb的中性线端Nb。反之，当备用电源Vb为负半周时，供电路径为备用电源Vb的中性线端Nb、备用回路开关12、第二旁路开关222、后级电路40、第一旁路开关212、备用回路开关12以及备用电源Vb的火线端Lb。
请参见图3B所示，其为本发明备援切换装置操作于异常欠电压的供电切换的时序波形图。所谓”异常欠电压的供电切换”指当主电源Vm发生异常欠电压时，需要切换由备用电源Vb接续对后级电路40的不间断供电，使后级电路40能正常工作。至于异常欠电压的供电切换与图3A的异常掉电压的供电切换相同的技术内容将不再重复赘述，合先叙明。
在时间点t1”之前，主电源Vm对后级电路40正常供电。在时间点t1”时，电源检知单元检知主电源Vm发生异常欠电压。若在一足够的判断时间，此欠电压现象仍然存在，控制单元30则确认主电源Vm发生异常欠电压。亦即，时间点t1”至时间点t2”的时间区间，经控制单元30确认主电源Vm发生异常欠电压，控制单元30解耦主电源Vm与后级电路40之间的供电回路。
因此，在时间点t2”时，由于此时第一旁路开关212与第二旁路开关222的跨压较小，因此控制单元30先提供低准位的旁路开关信号SBP关断第一旁路开关212与第二旁路开关222。然后，在时间点t3”时，控制单元30提供低准位的双向开关信号SBD关断第一双向开关211与第二双向开关221，最后在时间点t4”时，控制单元30提供低准位的第一开关信号S1关断主回路开关11，藉此解耦主电源Vm与后级电路40之间的供电回路。
在时间点t4”之后增加延迟时间，例如在时间点t5”时控制单元30提供高准位的第二开关信号S2导通备用回路开关12，使得备用电源Vb为待命供电状态。然后，控制单元30确认备用电源Vb为待命供电状态后，于时间点t6”(为备用电源Vb为零电压时的时间点)提供高准位的双向开关信号SBD同时导通第一双向开关211与第二双向开关221，使得备用电源Vb开始对后级电路40供电。最后，于时间点t7”提供高准位的旁路开关信号SBP同时导通第一旁路开关212与第二旁路开关222。藉此，达成发生异常欠电压时切换备用电源Vb接续对后级电路40的不间断供电，使后级电路40能正常工作。
综上说明，本发明的备援切换装置可通过在图3A的时间点t4’或图3B的时间点t6”，即备用电源Vb为零电压时的时间点导通第一双向开关211与第二双向开关221，达到零电流的开关，因此，本发明的备援切换装置的输出可适用包含零电流开关的拓朴。除此之外，本发明的备援切换装置亦可提早在备用电源Vb为零电压时的时间点(即时间点t4’或t6”)之前，即减少切换时间的控制方式，在非零电压时导通第一双向开关211与第二双向开关221，同样能够实现备援切换装置的输出可适用包含零电流开关的拓朴的功效，具体说明如下。
请参见图4所示，其为本发明备援切换装置的零电流开关方法第一实施例的流程图。零电流开关方法的步骤如下。在主回路的主电源Vm正常供电(S11)时，控制单元30判断主电源Vm是否为正常供电(S12)。若是，则主电源Vm持续对后级电路40供电。若否，则表示主电源Vm发生异常。此时，控制单元30或备援切换装置的其他控制单元，提供通知信号至后级电路40，通知后级电路40停止工作(S13)，使后级电路40停止工作(S14)而产生零电流状态。
由于后级电路40为零电流状态，因此控制单元30提供低准位的双向开关信号SBD关断第一双向开关211与第二双向开关221、提供低准位的旁路开关信号SBP关断第一旁路开关212与第二旁路开关222，以及提供低准位的第一开关信号S1关断主回路开关11(S15)，藉此解耦主电源Vm与后级电路40之间的供电回路。再者，由于后级电路40为零电流状态，因此第一双向开关211与第二双向开关221、第一旁路开关212与第二旁路开关222以及主回路开关11的关断先后顺序没有特别限制。
然后，控制单元30提供高准位的第二开关信号S2导通备用回路开关12(S16)。然后，控制单元30提供通知信号至后级电路40，以通知后级电路40使其恢复工作(S17)。最后，控制单元30提供高准位的双向开关信号SBD同时导通第一双向开关211与第二双向开关221，使得备用电源Vb开始对后级电路40供电(S18)，藉此完成备用电源Vb接续对后级电路40供电，以维持对后级电路40的不间断供电，使后级电路40能正常工作。
请参见图5所示，其为本发明备援切换装置的零电流开关方法第二实施例的流程图。承前所述，为减少切换时间，使得能够提早在零电压时的时间点之前导通第一双向开关211与第二双向开关221，以实现备援切换装置的输出可适用包含零电流开关的拓朴的功效，因此，零电流开关方法的步骤如下。在备用回路开关12导通(S21)后，控制单元30判断备用电源Vb是否为待命供电状态(S22)。若否，则持续执行步骤(S22)。当备用电源Vb为待命供电状态时，即步骤(S22)判断为是，控制单元30或备援切换装置的其他控制单元，提供通知信号至后级电路40，以通知后级电路40停止工作(S23)，使得后级电路40停止工作(S24)，而产生零电流状态。
附带一提，在图4的控制方法中，备援切换装置提供通知信号至后级电路40，通知后级电路40停止工作(S13)以及后级电路40停止工作(S14)的步骤在于当主电源Vm发生异常时，即步骤(S12)判断为否时，接续执行。相较于此，在图5的控制方法中，备援切换装置提供通知信号至后级电路40，通知后级电路40停止工作(S23)以及后级电路40停止工作(S24)的步骤亦可在当备用电源Vb为待命供电状态时，即步骤(S22)判断为是时，接续执行。
当后级电路40停止工作(S24)后，则提供确认信号至控制单元30，使控制单元30确认后级电路40已停止工作(S25)。当控制单元30确认为零电流状态时，则提供高准位的双向开关信号SBD同时导通第一双向开关211与第二双向开关221，使得备用电源Vb开始对后级电路40供电(S26)，藉此，达到零电流导通第一双向开关211与第二双向开关221。然后，控制单元30再提供通知信号至后级电路40，以通知后级电路40使其恢复工作(S27)。当后级电路40恢复工作(S28)后，则提供确认信号至控制单元30，使控制单元30确认后级电路40已恢复工作(S29)。以功率因数校正电路为后级电路40为例，为达到第一双向开关211与第二双向开关221为零电流导通，因此，通过备援切换装置的控制单元30与后级电路40(即功率因数校正电路)之间传送的通知信号与确认信号，在第一双向开关211与第二双向开关221导通之前使功率因数校正电路停止工作，使其在零电流状态下，导通第一双向开关211与第二双向开关221，最后在第一双向开关211与第二双向开关221完成零电流导通后，使功率因数校正电路恢复工作。
上述步骤(S21)对应图3A的时间点t3’或图3B的时间点t5”，而步骤(S22)～步骤(S29)则是在图3A的时间点t4’或图3B的时间点t6”(备用电源Vb为零电压时的时间点)之前完成。换言之，只要确定备用电源Vb为待命供电状态，以及确定后级电路40停止工作后，即可导通第一双向开关211与第二双向开关221，如此，无须等到备用电源Vb的零电压时的时间点才导通第一双向开关211与第二双向开关221，藉此，可实现零电流切换，并且有效地减少切换时间。基于此，使得当主电源Vm与后级电路40为解耦状态，且备用电源Vb尚未接续对后级电路40供电的时间能够大幅度地缩减，故此能够减少后级电路40的输出电容的容量与体积，且容易实现后级电路40的小型化，同时兼顾足够的断电后供电保持时间。
综上所述，本发明具有以下的特征与优点：
1、通过第一双向开关与第二双向开关的零电流导通控制，可减少开关的电流应力，提高开关的可靠度。
2、通过减少切换时间的控制方式，在非零电压导通第一双向开关与第二双向开关，能够实现备援切换装置的输出可适用包含零电流开关的拓朴的功效。
3、通过减少切换时间的控制方式，能够减少后级电路的输出电容的容量与体积，且容易实现后级电路的小型化，同时兼顾足够的断电后供电时间。
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下述的申请专利范围为准，凡合于本发明申请专利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，任何熟悉本领域的相关技术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案所附权利要求的保护范围。

Claims (20)

1.一种备援切换装置，其特征在于，对一后级电路提供不间断供电的切换，该备援切换装置包含：
一主回路开关，耦接一主电源；
一备用回路开关，耦接一备用电源；其中,该主回路开关与该备用回路开关分别对应该主电源与该备用电源设置；
一第一开关组，耦接该主回路开关与该备用回路开关，该第一开关组包含：
一第一双向开关；及
一第一旁路开关，并联耦接该第一双向开关；
一第二开关组，耦接该主回路开关与该备用回路开关，该第二开关组包含：
一第二双向开关；及
一第二旁路开关，并联耦接该第二双向开关；及
一控制单元；
其中，该控制单元分别提供开关信号控制该第一双向开关、该第一旁路开关、该第二双向开关以及该第二旁路开关，使该后级电路由该主电源供电或由该备用电源供电。
2.如权利要求1所述的备援切换装置，其特征在于，该控制单元提供一第一开关信号控制该主回路开关，一第二开关信号控制该备用回路开关，一双向开关信号控制该第一双向开关与该第二双向开关，以及一旁路开关信号控制该第一旁路开关与该第二旁路开关。
3.如权利要求1所述的备援切换装置，其特征在于，当该主电源异常供电时，该控制单元先关断该主回路开关、该第一双向开关与该第二双向开关以及该第一旁路开关与该第二旁路开关，再导通该备用回路开关，该第一双向开关与该第二双向开关以及该第一旁路开关与该第二旁路开关。
4.如权利要求3所述的备援切换装置，其特征在于，在关断该主回路开关、该第一双向开关与该第二双向开关以及该第一旁路开关与该第二旁路开关之前，该后级电路停止工作。
5.如权利要求3所述的备援切换装置，其特征在于，在导通该备用回路开关之后，且在导通该第一双向开关与该第二双向开关之前，该后级电路停止工作。
6.如权利要求4或5所述的备援切换装置，其特征在于，该控制单元提供一通知信号至该后级电路，通知该后级电路停止工作。
7.如权利要求1所述的备援切换装置，其特征在于，当该主电源异常供电且该备用电源为待命供电状态时，该控制单元先导通该第一双向开关与该第二双向开关，再导通该第一旁路开关与该第二旁路开关。
8.如权利要求1所述的备援切换装置，其特征在于，该主回路开关、该备用回路开关、该第一旁路开关以及该第二旁路开关为一继电器开关。
9.如权利要求1所述的备援切换装置，其特征在于，该第一双向开关与该第二双向开关为两个半导体开关反向并接所构成。
10.如权利要求9所述的备援切换装置，其特征在于，该半导体开关为一金属氧化物半导体场效晶体管、绝缘栅双极晶体管或硅控整流器。
11.如权利要求1所述的备援切换装置，其特征在于，该后级电路为一功率因数校正电路。
12.如权利要求1所述的备援切换装置，其特征在于，该备用电源为一再生能源经转换后的交流备用电源。
13.一种备援切换装置，其特征在于，对一后级电路提供不间断供电的切换，该备援切换装置包含：
一主回路开关，耦接一主电源的一第一火线端与一第一中性线端；
一备用回路开关，耦接一备用电源的一第二火线端与一第二中性线端；
一第一开关组，经由该主回路开关耦接该第一火线端、经由该备用回路开关耦接该第二火线端及耦接该后级电路；
一第二开关组，经由该主回路开关耦接该第一中性线端、经由该备用回路开关耦接该第二中性线端及耦接该后级电路；及
一控制单元；
其中，该控制单元用以控制相应于该主电源的一第一供电路径的导通或断开，及控制相应于该备用电源的一第二供电路径的导通或断开，使该后级电路由该主电源供电或由该备用电源供电。
14.如权利要求13所述的备援切换装置，其特征在于，
该第一开关组包含：一第一双向开关；及一第一旁路开关，并联耦接该第一双向开关；
该第二开关组包含：一第二双向开关；及一第二旁路开关，并联耦接该第二双向开关。
15.如权利要求14所述的备援切换装置，其特征在于，该第一供电路径为该第一火线端、该主回路开关、该第一双向开关、该后级电路、该第二双向开关、该主回路开关及该第一中性线端。
16.如权利要求14所述的备援切换装置，其特征在于，该第一供电路径为该第一火线端、该主回路开关、该第一旁路开关、该后级电路、该第二旁路开关、该主回路开关及该第一中性线端。
17.如权利要求14所述的备援切换装置，其特征在于，该第二供电路径为该第二火线端、该备用回路开关、该第一双向开关、该后级电路、该第二双向开关、该备用回路开关及该第二中性线端。
18.如权利要求14所述的备援切换装置，其特征在于，该第二供电路径为该第二火线端、该备用回路开关、该第一旁路开关、该后级电路、该第二旁路开关、该备用回路开关及该第二中性线端。
19.如权利要求14所述的备援切换装置，其特征在于，当该主电源异常供电且该备用电源为待命供电状态时，该控制单元先同时导通该第一双向开关与该第二双向开关，再同时导通该第一旁路开关与该第二旁路开关。
20.如权利要求13所述的备援切换装置，其特征在于，当该控制单元判断该主电源异常时或当该控制单元判断该备用电源为待命供电状态时，提供一通知信号至该后级电路，以通知该后级电路停止工作。
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