TWI547062B - DC power supply recovery system - Google Patents

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TWI547062B
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Jia-An Ye
Wei-Liang Lin
Kun-Zhan Peng
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Description

直流電源備援系統
本創作是關於一種電源備源系統，特別是指直流電源備援系統。
電源供應器是一種將交流電源轉換為直流電源的電壓轉換裝置，其輸入端連接市電電網以接收一交流電源，而輸出端連接一電子設備的電源輸入端，該電源供應器係將該交流電源轉換為一直流電源後，將該直流電源輸出至該電子設備，以作為該電子設備的工作電源。
諸如網路伺服器、雲端硬碟的電子設備因操作時係處於與網路連線的狀態，常有重要數據資料的傳輸，故該些電子設備有高度的電力需求。然而，市電電網是否能穩定供電存在不確定性，若電力公司因發電設備維修、無預警停電或意外停電時，該些電子設備將面臨無電可用的情況。為了避免因市電電網無法供電而使電子設備無電可用的情況，習知作法是直接在該電子設備的電源輸入端連接一電池裝置，以在當該市電電網無法穩定供電時，由該電池裝置輸出一直流電給電子設備使用。
然而，由於該電子設備的工作電壓為低壓，一般為12V，因此該電池裝置所提供的直流電壓為低壓，若電池裝置的輸出功率為P，根據電功率功式：P=IV，I為電池裝置的輸出電流，V為電池裝置的輸出電壓，因為電池裝置的輸出電壓V與輸出電流I呈反比，故在此低壓之情況下將導致輸出電流I的提升。如此一來，若電池裝置與電子設備之間的線路阻抗表示為RLINE，RLINE為一常數，該電池裝置與電子設備之間的線路損失表示為PLOSS，則PLOSS=I2× RLINE，可見較大的輸出電流I會提高線路損失PLOSS，從而降低電池裝置的供電效果。
因此本創作的主要目的是提供一種直流電源備援系統，將由電池裝置提供高壓之直流電，相對降低電池裝置的輸出電流，故能有效降低電池裝置與電子設備之間的線路損失。
本創作直流電源備援系統供連接一電網供電單元與至少一交/直流轉換器，該至少一交/直流轉換器供連接直流負載且包含有一交流輸入端，該直流電源備援系統包含有：至少一自動切換開關元件，包含有一第一電源輸入端、一第二電源輸入端與一電源輸出端，該第一電源輸入端供連接該電網供電單元，該電源輸出端供連接該至少一交/直流轉換器的交流輸入端，當該電網供電單元供電異常時，該電源輸出端係切換連接到該第二電源輸入端；至少一直流電源備援模組，包含有一直流輸出端，該直流輸出端連接該至少一自動切換開關元件的第二電源輸入端，以在當該至少一自動切換開關元件的電源輸出端切換連接到該第二電源輸入端時，提供一直流備援電源給該至少一交/直流轉換器，其中該直流備援電源係大於該至少一交/直流轉換器的一最低工作電壓。
根據本創作的系統架構，當該電網供電單元供電異常時，使得自動切換開關元件之電源輸出端係切換連接到該第二電源輸入端，讓該至少一直流電源備援模組與交/直流轉換器形成連線，如此一來，該直流電源備援模組所產生的直流備援電源即可提供給交/直流轉換器，交/直流轉換器將該直流備援電源轉換為電子設備的工作電壓後，以供電子設備使用。由於該直流電源備援模組所提供的直流備援電源大於該交/直流轉換器的最低工作電壓，一般交/ 直流轉換器的最低工作電壓係至少為90V，相較於先前技術是提高許多，故相對能減少直流電源備援模組的輸出電流。是以，一旦直流電源備援模組的輸出電流降低，線路損失亦隨之降低，該直流電源備援模組所提供的電源可有效達到電子設備，提高直流電源備援模組的供電效果。
10‧‧‧直流電源備援模組
11‧‧‧電池裝置
110‧‧‧電池串
111‧‧‧電池
12‧‧‧充電裝置
121‧‧‧整流單元
122‧‧‧第一隔離變壓器
123‧‧‧第一電子開關
124‧‧‧第一同步整流開關單元
125‧‧‧第一濾波器
13‧‧‧放電裝置
131‧‧‧第二隔離變壓器
132‧‧‧第二電子開關
133‧‧‧第二同步整流開關單元
134‧‧‧第二濾波器
135‧‧‧控制器
20‧‧‧電網供電單元
21‧‧‧發電機
22‧‧‧電網自動切換開關元件
23‧‧‧市電電網
31‧‧‧電子設備
310‧‧‧交/直流轉換器
311‧‧‧整流單元
312‧‧‧整流單元
313‧‧‧控制器
40‧‧‧自動切換開關元件
400‧‧‧開關單元
401‧‧‧第一電源檢測器
402‧‧‧第二電源檢測器
403‧‧‧切換控制器
50‧‧‧輔助直流電供電單元
501‧‧‧綠能裝置
502‧‧‧電源轉換裝置
503‧‧‧第三隔離變壓器
504‧‧‧第三電子開關
505‧‧‧第三同步整流開關單元
506‧‧‧第三濾波器
51‧‧‧第一切換開關
52‧‧‧第一切換開關
60‧‧‧交流匯流排
61‧‧‧電池供電匯流排
62‧‧‧負載匯流排
63‧‧‧均流控制線路
64‧‧‧均流補償單元
圖1：本創作直流電源備援系統較佳實施例的電路方塊示意圖。
圖2：本創作中該自動切換開關元件的電路方塊示意圖。
圖3：本創作中該電池裝置的示意圖。
圖4：本創作中該充電裝置的電路方塊示意圖。
圖5：本創作中該放電裝置的電路方塊示意圖。
圖6：本創作中該放電裝置提供直流備援電源給包含有全橋式整流器的交/直流轉換器的參考圖(一)。
圖7：本創作中該放電裝置提供直流備援電源給包含有全橋式整流器的交/直流轉換器的參考圖(二)。
圖8：本創作中該放電裝置提供直流備援電源給包含有無橋式整流器的交/直流轉換器的參考圖(一)。
圖9：本創作中該放電裝置提供直流備援電源給包含有無橋式整流器的交/直流轉換器的參考圖(二)。
圖10：本創作直流電源備援系統另一較佳實施例的電路方塊示意圖。
圖11：本創作中該輔助直流電供電單元之電源轉換裝置電路方塊示意圖。
圖12：本創作中直流電源模組與交/直流轉換器分別通過電池供電匯流排與負載匯流排而連接自動切換開關元件的電路方塊示意圖。
圖13：本創作之均流控制流程示意圖。
圖14：本創作中自動切換開關元件通過電池供電匯流排與負載匯流排分別連接直流電源備援模組與電網供電單元的電路方塊示意圖。
請參考圖1所示本創作之直流電源備援系統，係用以連接一電網供電單元20與至少一交/直流轉換器310，本創作直流電源備援系統包含有至少一直流電源備援模組10與至少一自動切換開關元件(Automatic Transfer Switch,ATS)40。
該交/直流轉換器310包含有一交流輸入端與一直流輸出端，其直流輸出端供連接一電子設備31，該電子設備31為直流負載，該交/直流轉換器310可為電源供應器(power supply)。該交/直流轉換器310於其交流輸入端所接收的一電源需大於該交/直流轉換器310的一最低工作電壓(至少為90伏特)，使該交/直流轉換器310能工作而產生一直流驅動電壓給電子設備31；否則，當該交/直流轉換器310所接收的電源低於其最低工作電壓時，該交/直流轉換器310無法受到足夠電源的驅動而無法工作。
所述直流電源備援模組10、電子設備31、交/直流轉換器310與自動切換開關元件40可設於用戶端的機房中。圖1僅以一個直流電源備援模組10、一個電子設備31、一個交/直流轉換器310與一個自動切換開關元件(Automatic Transfer Switch,ATS)40為例進行說明，但不以此為限。
該電網供電單元20包含有一發電機21、一電網自動切換開關元件(Automatic Transfer Switch,ATS)22與一市電電網23。該電網自動切換開關元件22包含有一第一電源輸入端、一第二電源輸入端與一電源輸出端，該第一電源輸入端連接該市電電網23，該第二電源輸入端連接該發電機21，該電源輸出端作為該電網供電單元20的輸出端。當該市電電網23穩定供電時，該電源輸出端係連接該第一電源輸入端，使該市電電網23經由該電網自動切換開關元件22 對外傳輸一交流電源，此時該發電機21處於待機狀態而未運轉。當該市電電網23停止供電或無法穩定供電時，該電網自動切換開關元件22的電源輸出端係自動切換連接到該第二電源輸入端，由該發電機23啟動以產生交流電源，使該發電機21對外傳輸交流電源。
該自動切換開關元件40的電路架構與電網自動切換開關元件22的電路架構相同。以該自動切換開關元件40為例，請配合參考圖2所示，該自動切換開關元件40包含有一開關單元400、一第一電源檢測器401、一第二電源檢測器402與一切換控制器403。該開關單元400包含有一第一電源輸入端A1、一第二電源輸入端A2與一電源輸出端A3，該第一電源輸入端A1連接該電網供電單元20的輸出端，該第二電源輸入端A2連接該直流電源備援模組10，該電源輸出端A3連接該交/直流轉換器310的輸入端。該第一與第二電源檢測器401、402分別連接該第一與第二電源輸入端A1、A2以分別檢測該電網供電單元20與直流電源備援模組10的供電狀況，該切換控制器403連接該第一電源檢測器401、第二電源檢測器402與開關單元400。當該電網供電單元20穩定供電時，該切換控制器403係根據該第一電源檢測器401的檢測結果判斷出電網供電單元20供電正常，係將該電源輸出端A3連接該第一電源輸入端A1，使該電網供電單元20的交流電源通過該自動切換開關元件40而傳送給該交/直流轉換器310。本較佳實施例中，當該切換控制器403判斷該電網供電單元20所輸出的交流電源大於該交/直流轉換器310的最低工作電壓時，代表該電網供電單元20為供電正常。
請參考圖1，該直流電源備援模組10包含有一交直流輸入端AC/DC與一直流輸出端DCout，該交直流輸入端AC/DC連接該自動切換開關元件40的第一電源輸入端A1，藉此與該電網供電單元20形成連接，以利用該電網供電單元20所輸出的交流電源進行充電；該直流輸出端DCout連接該自動切換 開關元件40的第二電源輸入端A2。如圖1所示，本較佳實施例中，該直流電源備援模組10包含有一電池裝置11、一充電裝置12與一放電裝置13。
請參考圖1與圖3所示，該電池裝置11具有一連接端Vb，該電池裝置11可包含有複數電池串110，每個電池串110包含有複數串聯連接的電池111，該些電池串110彼此並聯且連接該連接端Vb。並聯之電池串110數量或每個電池串110中串聯的電池111數量係依電子設備31的需求而定。舉例而言，各電池串110的輸出電壓應達到該交/直流轉換器310所需的最低工作電壓，則各電池串110應串聯對應的數量的電池111以達到該交/直流轉換器310的最低工作電壓，另一方面，並聯較多數量的電池串110可提供較大的電量給該電子設備31。
請參考圖1，該充電裝置12包含有一充電輸出端Vcharge與該交直流輸入端AC/DC，該充電輸出端Vcharge連接該電池裝置11的連接端Vb，該充電裝置12將該電網供電單元20所提供的交流電源轉換為一直流充電電源後，透過該充電輸出端Vcharge對該電池模組11進行充電。請參考圖4所示，該充電裝置12以隔離式電路為例，其包含一整流單元121、一第一隔離變壓器122、一第一電子開關123、一第一同步整流開關單元124與一第一濾波器125，該整流單元121的輸入端為所述的交直流輸入端AC/DC，該第一隔離變壓器122包含有一次側與二次側，該一次側連接該整流單元121的輸出端，以將從該整流單元121接收的電源轉換為該直流充電電源後，由二次側輸出；該第一電子開關123連接該第一隔離變壓器122的一次側；該第一同步整流開關單元124的輸入端連接該第一隔離變壓器122的二次側，而輸出端為所述的充電輸出端Vcharge，該第一同步整流開關單元124負責將該第一隔離變壓器122之二次側所輸出的直流充電電源進行整流，該第一濾波器125連接該第一同步整流開關單元124以對該直流充電電源進行濾波。
請參考圖1，該放電裝置13包含有一直流輸入端DCin與該直流輸出端DCout，該直流輸入端DCin連接該電池裝置11的連接端Vb，以將該電池裝置11的一輸出電源轉換為一直流備援電源，且該直流備援電源大於該交/直流轉換器310的最低工作電壓。請參考圖5所示，該放電裝置13以隔離式電路為例，其包含有一第二隔離變壓器131、一第二電子開關132、一第二同步整流開關單元133、一第二濾波器134與一控制器135，該第二隔離變壓器131包含一次側與二次側，該一次側為該直流輸入端DCin以連接該電池裝置11的連接端Vb；該第二電子開關132連接該第二隔離變壓器131的一次側，且該控制器135連接該第二電子開關132，可以脈寬寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)手段控制該第二電子開關132的導通週期以達到穩壓功能，且令該第二隔離變壓器131將從該電池裝置11接收到的電源轉換為直流備援電源後，由二次側輸出；該第二同步整流開關單元133的輸入端連接該第二隔離變壓器131的二次側，而輸出端為所述的直流輸出端DCout，該第二同步整流開關單元133負責將該第二隔離變壓器131二次側所輸出的直流備援電源進行整流，該第二濾波器134連接該第二同步整流開關單元133以對該直流備援電源進行濾波。
如前所揭示，當該電網供電單元20穩定供電時，該自動切換開關元件40的電源輸出端A3連接第一電源輸入端A1。惟當該電網供電單元20供電異常時，例如該自動切換開關元件40的切換控制器403根據該第一電源檢測器401之檢測結果判斷出交流電源低於該交/直流轉換器310的最低工作電壓時，該切換控制器403係將該開關單元400的電源輸出端A3切換連接到該第二電源輸入端A2。如此一來，該交/直流轉換器310與該電網供電單元20中斷連接，而改為與該直流電源備援模組10連接，使該放電裝置13所產生的直流備援電源通過該自動切換開關元件40而提供給該交/直流轉換器310。
值得注意的是，該直流電源備援模組10所提供的直流備援電源可達到至少90伏特，根據電功率公式：P=IV，P為放電裝置13的輸出功率，I為放電裝置13的輸出電流，V為放電裝置13的輸出電壓，是以，當放電裝置13的輸出功率P為固定時，輸出電壓V為高壓而能相對降低輸出電流I，若線路阻抗表示為RLINE，RLINE為一常數，則線路損失PLOSS=I2×RLINE，可見較低的輸出電流I可有效降低線路損失PLOSS。又由於該放電裝置13所產生的直流備援電源沒有諧波成份，不會回饋到電網供電單元20，故該自動切換開關元件40的切換動作自然不會影響到該電網自動切換開關元件22，不會有誤動作的情況發生。
請配合參考圖6所示，該交/直流轉換器310包含有一整流單元311，該整流單元311可為一全橋式整流器且包含有所述的交流輸入端與直流輸出端，該整流單元311是由四個整流二極體D1~D4所構成。由於從該直流電源備援模組10的直流輸出端DCout所輸出的直流備援電源為直流電，故根據該直流備援電源的極性可決定導通的第一、第四整流二極體D1、D4或第二、第三整流二極體D2、D3。如圖6所示，該整流單元311中僅有第一與第四整流二極體D1、D4為順偏偏壓而為導通狀態，逆偏偏壓的第二與第三整流二極體D2、D3則為開路狀態，使直流備援電源能通過第一與第四整流二極體D1、D4而供應給交/直流轉換器310。請參考圖7所示，若該直流備援電源的極性與圖6所示的極性相反，則第二與第三整流二極體D2、D3為順偏偏壓，使直流備援電源能通過第二與第三整流二極體D2、D3而供應給交/直流轉換器310。是以，不論該直流備援電源的極性為何，都可提供給交/直流轉換器310使用。同樣地，請配合參考圖8所示，該交/直流轉換器310包含有一整流單元312與一控制器313，該整流單元312可為一無橋式整流器，是由兩個整流二極體Da、Db與兩個整流開關Sa、Sb所構成，該控制器313連接該整流單元312的輸出端與該兩整流開關Sa、Sb，並根據該直流備援電源的極性，可導通第一整流二極體Da與第二整流 開關Sb，以及透過一脈寬調變信號(PWM)驅動該第一整流開關Sa交替的導通與截止以進行穩壓；或參考圖9所示，該控制器313係導通第二整流二極體Db與第一整流開關Sa，以及透過一脈寬調變信號(PWM)驅動該第二整流開關Sb交替的導通與截止以進行穩壓。
請參考圖10所示本創作的第二較佳實施例，進一步包含有一輔助直流電供電單元50、一第一切換開關51與一第一切換開關52。該輔助直流電供電單元50包含有一綠能裝置501與一電源轉換裝置502，該綠能裝置501係指由綠色能源(太陽能或燃料電池)產生電源的裝置，請參考圖11所示，該電源轉換裝置502包含有一第三隔離變壓器503、一第三電子開關504、一第三同步整流開關單元505與一第三濾波器506，該第三隔離變壓器503包含一次側與二次側，該一次側為一輸入端Vin以連接該綠能裝置501，該第三電子開關504連接該第三隔離變壓器503的一次側；該第三同步整流開關單元505的輸入端連接該第三隔離變壓器503的二次側，而輸出端作為該輔助直流電供電單元50的輸出端Vout以輸出一輔助直流電源，該第三同步整流開關單元505負責將該第三隔離變壓器503所輸出的輔助直流電源進行整流，該第三濾波器506連接該第三同步整流開關單元503以對該輔助直流電源進行濾波。
該第一與第二切換開關51、52的電路架構與前述自動切換開關元件40相同，在此不贅述。請參考圖10，該第一切換開關51主要包含有一第一端B1、一第二端B2與一第三端B3，該第二切換開關52主要包含有一第一端C1、一第二端C2與一第三端C3。該第一切換開關51的第一端B1連接該電網供電單元20的輸出端，該第三端B3連接該自動切換開關元件40的第一電源輸入端A1。該第二切換開關52的第一端C1連接該第一切換開關51的第二端B2，第三端C3連接該輔助直流電供電單元50的輸出端Vout，第二端C2連接該電池裝置11 的連接端Vb。該第二切換開關52可執行一手動模式，由使用者操作以將其第三端C3切換連接到第一端C1或第二端C2。
當該電網供電單元20穩定供電時，該第一切換開關51的第三端B3係連接到第一端B1，故該輔助直流電供電單元50未與該電網供電單元20併聯，此時使用者可手動將該第二切換開關52的第三端C3切換連接到第二端C2，使該輔助直流電供電單元50所輸出的輔助直流電源可作為該電池裝置11的充電電源，並於充電完成後，將該第二切換開關52的第三端C3切換連接到第一端C1。
當該電網供電單元20無法供電時，例如在市電電網23停電或發電機21處於啟動期間或發生故障時，該第一切換開關51的切換控制器從其第一電源檢測器檢知供電異常，係自動將第三端B3切換連接到第二端B2，又該第二切換開關52的第三端C3已連接到第一端C1，如此一來，該輔助直流電供電單元50所輸出的輔助直流電源即可通過該第一與第二切換開關51、52與自動切換開關元件40而輸出到該交/直流轉換器310，同時該充電裝置12的交直流輸入端AC/DC亦可接收該輔助直流電供電單元50所輸出的輔助直流電源，該輔助直流電源類似於正半週的情況，故該充電裝置12根據該輔助直流電源轉換為充電電源後對該電池裝置12進行充電。
已上僅以一個直流電源備援模組10、一個電子設備31與一個自動切換開關元件40為例進行說明。請參考圖12之較佳實施例，係包含有一個自動切換開關元件40、複數個直流電源備援模組10與連接到複數電子設備的複數交/直流轉換器310，該自動切換開關元件40的第一電源輸入端A1連接該電網供電單元20與一交流匯流排60，第二電源輸入端A2連接一電池供電匯流排61，該些直流電源備援模組10的直流輸出端DCout分別連接該電池供電匯流排61而與該第二電源輸入端A2形成連接，且該些直流電源備援模組10的交直流輸入端 AC/DC分別連接該交流匯流排60而與該第一電源輸入端A1形成連接；該自動切換開關元件40的電源輸出端A3連接一負載匯流排62，該些交/直流轉換器310的輸入端分別連接該負載匯流排62而與電源輸出端A3形成連接。該些直流電源備援模組10、自動切換開關元件40、交流匯流排60、電池供電匯流排61與該負載匯流排62可設於一機櫃中。
在該電網供電單元20穩定供電時，該自動切換開關元件40的電源輸出端A3係連接該第一電源輸入端A1，以使該電網供電單元20通過該自動切換開關元件40與負載匯流排62而提供交流電源給該複數交/直流轉換器310，同時該些直流電源備援模組10可接收電網供電單元20的電源進行充電。當該電網供電單元20供電異常時，則該自動切換開關元件40將其電源輸出端A3自動切換連接到該第二電源輸入端A2，各直流電源備援模組10的放電裝置13即將該電池裝置11的輸出電源轉換為直流備援電源後，該直流備援電源通過直流輸出端DCout、該電池供電匯流排61、自動切換開關元件40與負載匯流排62而提供給各交/直流轉換器310，藉此達到備援電源的功效。
請參考圖12與圖13，該些直流電源備援模組10可進一步通過一均流控制線路63彼此電性連，以實施均流控制。該些直流電源備援模組10的放電裝置13已設有預設電壓參數，故每個放電裝置13的控制器135能根據預設電壓參數控制第二電子開關132的導通週期以產生該直流備援電源。在實施均流控制時，各放電裝置13的輸出端DCout串接一超級二極體Ds、一電阻器R與一均流補償單元64，該均流補償單元64連接該控制器135，該超級二極體Ds回授一輸出電流信號I1，以及由該電阻器R產生一均流信號Ishare，該均流信號Ishare是在該均流控制線路63中傳遞，又該均流控制線路63連接到每個直流電源備援模組10，故每個直流電源備援模組10可視該均流信號Ishare為一基準值，以將充電裝置13的輸出電流I根據該均流信號Ishare進行調整。該均流補償單元64根 據該輸出電流信號I1與該均流信號Ishare的差值產升一均流補償參數，並將該均流補償參數傳送給該控制器135，則該控制器135進一步根據該預設電壓參數與均流補償參數控制該第二電子開關132的導通週期，使每個直流電源備援模組10所輸出的電流能平均化，避免部分直流電源備援模組10的輸出電流較高而部分直流電源備援模組10的輸出電流較低，故均流控制可提升該些直流電源備援模組10電源供應效率。
請參考圖14所示之較佳實施例，係包含有複數自動切換開關元件40、複數個直流電源備援模組10與連接到複數電子設備的複數交/直流轉換器310，或進一步包含一如前所述的均流控制線路63以達到均流控制的功能。該些自動切換開關元件40的電源輸出端A3分別連接到該些交/直流轉換器310的輸入端，該些自動切換開關元件40的第一電源輸入端A1分別連接一負載匯流排62，該些自動切換開關元件40的第二電源輸入端A2分別連接一電池供電匯流排61。該電網供電單元20連接該負載匯流排62而與第一電源輸入端A1形成連接，該些直流電源備援模組10中放電裝置13的直流輸出端DCout分別連接該電池供電匯流排61而與第二電源輸入端A2形成連接，且該些直流電源備援模組10的交直流輸入端AC/DC分別連接該負載匯流排62而與第一電源輸入端A1形成連接。該些直流電源備援模組10、自動切換開關元件40、電池供電匯流排61與該負載匯流排62可設於一機櫃中。
在該電網供電單元20穩定供電時，該些自動切換開關元件40的電源輸出端A3係連接該第一電源輸入端A1，以使該電網供電單元20通過該負載匯流排62與該些自動切換開關元件40而提供交流電源給該複數交/直流轉換器310，同時該些直流電源備援模組10可接收電網供電單元20的電源進行充電。當該電網供電單元20供電異常時，該些自動切換開關元件40將其電源輸出端A3自動切換連接到該第二電源輸入端A2，各直流電源備援模組10的放電裝置13即 將該電池裝置11的輸出電源轉換為直流備援電源後，該直流備援電源通過該電池供電匯流排61與該些自動切換開關元件40而分別提供給該些交/直流轉換器310，藉此達到備援電源的功效。
10‧‧‧直流電源備援模組
11‧‧‧電池裝置
12‧‧‧充電裝置
13‧‧‧放電裝置
20‧‧‧電網供電單元
21‧‧‧發電機
22‧‧‧電網自動切換開關元件
23‧‧‧市電電網
31‧‧‧電子設備
310‧‧‧交/直流轉換器
40‧‧‧自動切換開關元件

Claims (12)

  1. 一種直流電源備援系統，供連接一電網供電單元與至少一交/直流轉換器，該至少一交/直流轉換器供連接直流負載且包含有一交流輸入端，該直流電源備援系統包含有：至少一自動切換開關元件，包含有一第一電源輸入端、一第二電源輸入端與一電源輸出端，該第一電源輸入端供連接該電網供電單元，該電源輸出端供連接該至少一交/直流轉換器的交流輸入端，當該電網供電單元供電異常時，該電源輸出端係切換連接到該第二電源輸入端，以使該第二電源輸入端電性連接該至少一交/直流轉換器的交流輸入端；至少一直流電源備援模組，包含有一直流輸出端，該直流輸出端連接該至少一自動切換開關元件的第二電源輸入端，以在當該至少一自動切換開關元件的電源輸出端切換連接到該第二電源輸入端時，該至少一直流電源備援模組提供一直流備援電源給該至少一交/直流轉換器的交流輸入端，其中該直流備援電源係大於該至少一交/直流轉換器的一最低工作電壓。
  2. 如請求項1所述之直流電源備援系統，所述直流電源備援模組包含：一電池裝置，具有一連接端；一放電裝置，包含有一直流輸入端與該直流輸出端，該直流輸入端連接該電池裝置的連接端，以將該電池裝置的輸出電源轉換為該直流備援電源後提供給該至少一交/直流轉換器。
  3. 如請求項2所述之直流電源備援系統，所述直流電源備援模組包含有一交直流輸入端，該交直流輸入端連接該自動切換開關元件的第一電源輸入端，以利用該電網供電單元所提供的交流電源進行充電。
  4. 如請求項3所述之直流電源備援系統，所述直流電源備援模組包含一充電裝置，該充電裝置包含有一充電輸出端與該交直流輸入端，該充電輸出端連接該電池裝置的連接端，以將該市電電網的交流電源轉換為一直流充電電源後對該電池模組進行充電。
  5. 如請求項4所述之直流電源備援系統，所述充電裝置包含：一整流單元，其輸入端為所述的交直流輸入端；一第一隔離變壓器，包含有一次側與二次側，該一次側連接該整流單元的輸出端，以將從該整流單元接收的電源轉換為該直流充電電源後，由其二次側輸出；一第一電子開關，連接該第一隔離變壓器的一次側；一第一同步整流開關單元，其輸入端連接該第一隔離變壓器的二次側，而輸出端為所述的充電輸出端，該第一同步整流開關單元負責將該第一隔離變壓器所輸出的直流充電電源進行整流；一第一濾波器，連接該第一同步整流開關單元以對該直流充電電源進行濾波。
  6. 如請求項2所述之直流電源備援系統，所述放電裝置包含：一第二隔離變壓器，包含一次側與二次側，該一次側為該直流輸入端，以將從該電池裝置接收到的電源轉換為該直流備援電源後，由其二次側輸出；一第二電子開關，連接該第二隔離變壓器的一次側；一第二同步整流開關單元，其輸入端連接該第二隔離變壓器的二次側，而輸出端為所述的直流輸出端，該第二同步整流開關單元負責將該第二隔離變壓器所輸出的直流備援電源進行整流；一第二濾波器，連接該第二同步整流開關單元以對該直流備援電源進行濾波。
  7. 如請求項2所述之直流電源備援系統，該電池裝置包含有複數並聯而連接到該開關電路中該第二電源埠的電池串，且每個電池串包含有複數串聯連接的電池。
  8. 如請求項3所述之直流電源備援系統，所述直流電源備援模組為複數個，該些直流電源備援模組的直流輸出端係通過一電池供電匯流排而連接該自動切換開關元件的第二電源輸入端，且該些直流電源備援模組的交直流輸入端通過一交流匯流排而連接該自動切換開關元件的第一電源輸入端，該自動切換開關元件的電源輸出端係通過一負載匯流排而連接該至少一交/直流轉換器的輸入端。
  9. 如請求項3所述之直流電源備援系統，所述直流電源備援模組與自動切換開關元件分別為複數個，該些直流電源備援模組的直流輸出端係通過一電池供電匯流排而連接該自動切換開關元件的第二電源輸入端，該些自動切換開關元件的第一電源輸入端連接一負載匯流排以供連接該電網供電單元，且該些直流電源備援模組的交直流輸入端連接該負載匯流排。
  10. 如請求項8或9所述之直流電源備援系統，該些直流電源備援模組通過一均流控制線路彼此電性連。
  11. 如請求項4所述之直流電源備援系統，進一步包含有：一輔助直流電供電單元，包含有一綠能裝置與一電源轉換裝置，該綠能裝置為由綠色能源產生電源的裝置，該電源轉換裝置的輸入端連接該綠能裝置的輸出端；一第一切換開關，包含有一第一端、一第二端與一第三端，該第一端供連接該電網供電單元，該第三端連接該至少一自動切換開關元件的第一電源輸入端； 一第二切換開關，包含有一第一端、一第二端與一第三端，該第一端連接該第一切換開關的第二端，該第三端連接該輔助直流電供電單元中該電源轉換裝置的輸出端，該第二端連接該電池裝置的連接端。
  12. 如請求項11所述之直流電源備援系統，該輔助直流電供電單元之電源轉換裝置包含有一第三隔離變壓器、一第三電子開關、一第三同步整流開關單元與一第三濾波器，該第三隔離變壓器包含一次側與二次側，該一次側連接該綠能裝置，該第三電子開關連接該第三隔離變壓器的一次側，該第三同步整流開關單元的輸入端連接該第三隔離變壓器的二次側，該第三同步整流開關單元負責將該第三隔離變壓器所輸出的一輔助直流電源進行整流，該第三濾波器連接該第三同步整流開關單元以對該輔助直流電源進行濾波。
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