TWI694326B - Uninterruptible power supply and method of operating the same - Google Patents
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Abstract
Description
本發明係有關一種不斷電電源供應器及其操作方法,尤指一種節省電路架構的不斷電電源供應器及其操作方法。 The invention relates to an uninterruptible power supply and its operating method, in particular to an uninterruptible power supply and its operating method which saves circuit structure.
隨著科技不斷的發展,用電設備對供電品質的要求越來越高,為了確保用電設備的安全,不斷電電源供應器受到高度的重視。且為了滿足使用上的需求,不斷電電源供應器的電路架構逐漸朝向節省成本、縮小體積的方向研製。 With the continuous development of science and technology, the requirements for power supply quality of electrical equipment are becoming higher and higher. In order to ensure the safety of electrical equipment, the continuous power supply is highly valued. In addition, in order to meet the needs of use, the circuit architecture of the uninterruptible power supply is gradually developed in the direction of cost saving and volume reduction.
請參閱圖1,其係為現有技術的不斷電電源供應器之方塊示意圖。現有技術的不斷電電源供應器100A包括切換單元10A、充電單元20A、儲能單元30A、轉換單元40A、開關式電源供應單元SPS及控制單元50A。當具有輸入電源Vin時,充電單元20A接收輸入電源Vin,且轉換輸入電源Vin對儲能單元30A充電,同時,開關式電源供應單元SPS接收充電單元20A的輸出電源,且轉換充電單元20A的輸出電源供應至控制單元50A。當未有輸入電源Vin時,開關式電源供應單元SPS則接收儲能單元30A的輸出電源,且轉換儲能單元30A的輸出電源供應至控制單元50A。
Please refer to FIG. 1, which is a block diagram of a conventional uninterruptible power supply. The conventional
然而,由於儲能單元30A供應至控制單元50A的電力必須再經過一級的轉換電路(在此指的是開關式電源供應單元SPS)的轉換,才能供給穩定且符合控制單元50A正常運作需求的工作電源,因而除了造成不斷電電源供應器的體積無法縮小,且無法降低電路成本的缺點之外,多一級轉換電路的轉換將造成損耗的增加,而無法符合高效率與低損耗的要求。因此,如何設計出一種不斷電電源供應器及其操作方法,利用整合的轉換單元以及特殊的連接關係進而節省一級的轉換電路,乃為本案發明人所欲行克服並加以解決的一大課題。
However, since the power supplied by the
為了解決上述問題,本發明係提供一種不斷電電源供應器,以克服習知技術的問題。因此,本發明不斷電電源供應器,包括接收輸入電源的輸入端,及耦接負載的輸出端,該不斷電電源供應器包括:切換單元,耦接輸入端。充電單元,耦接輸入端與該輸出端。儲能單元,耦接充電單元。轉換單元,耦接充電單元與儲能單元。及控制單元,耦接充電單元。其中,當具有輸入電源時,切換單元切換使輸入電源為第一輸出電源至輸出端,充電單元轉換輸入電源為第一電源,並提供第一電源至控制單元,以及對儲能單元充電,且轉換單元將儲能單元的電力轉換為第二輸出電源,並提供第二輸出電源至輸出端;當未有輸入電源時,轉換單元提供第二電源至充電單元,使充電單元轉換第二電源為第一電源,且提供第一電源至控制單元。 In order to solve the above problems, the present invention provides an uninterruptible power supply to overcome the problems of the conventional technology. Therefore, the uninterruptible power supply of the present invention includes an input terminal receiving input power and an output terminal coupled to the load. The uninterruptible power supply includes a switching unit coupled to the input terminal. The charging unit is coupled to the input terminal and the output terminal. The energy storage unit is coupled to the charging unit. The conversion unit is coupled to the charging unit and the energy storage unit. And a control unit, coupled to the charging unit. Wherein, when there is an input power supply, the switching unit switches the input power supply to the first output power supply to the output terminal, the charging unit converts the input power supply to the first power supply, and provides the first power supply to the control unit, and charges the energy storage unit, and The conversion unit converts the power of the energy storage unit into a second output power supply, and provides the second output power supply to the output terminal; when there is no input power supply, the conversion unit provides the second power supply to the charging unit, so that the charging unit converts the second power supply to The first power supply provides the first power supply to the control unit.
為了解決上述問題,本發明係提供一種不斷電電源供應器之操作方法,以克服習知技術的問題。因此,本發明不斷電電源供應器接收輸入電源,且提供第一輸出電源或第二輸出電源至負載,且該不斷電電源供應器包括切換單元、充電單元、儲能單元、轉換單元及控制單元,操作方法之步驟包括:(a) 當具有輸入電源時,切換單元切換使該輸入電源為第一輸出電源。(b)當具有輸入電源時,充電單元轉換輸入電源為第一電源,且提供第一電源至控制單元,以及對儲能單元充電。(c)當未有輸入電源時,轉換單元將儲能單元的電力轉換為第二輸出電源。及(d)當未有輸入電源時,轉換單元將儲能單元的電力轉換為第二電源,且提供第二電源至充電單元;充電單元轉換第二電源為第一電源,且提供第一電源至控制單元。 In order to solve the above problems, the present invention provides an operation method of an uninterruptible power supply to overcome the problems of the conventional technology. Therefore, the uninterruptible power supply of the present invention receives input power and provides the first output power or the second output power to the load. The uninterruptible power supply includes a switching unit, a charging unit, an energy storage unit, a conversion unit and The control unit, the steps of the operation method include: (a) When there is an input power supply, the switching unit switches so that the input power supply is the first output power supply. (b) When there is an input power source, the charging unit converts the input power source to the first power source, and provides the first power source to the control unit, and charges the energy storage unit. (c) When there is no input power supply, the conversion unit converts the power of the energy storage unit into the second output power supply. And (d) when there is no input power supply, the conversion unit converts the power of the energy storage unit into a second power supply and provides the second power supply to the charging unit; the charging unit converts the second power supply into the first power supply and provides the first power supply To the control unit.
為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效,請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖,相信本發明之目的、特徵與特點,當可由此得一深入且具體之瞭解,然而所附圖式僅提供參考與說明用,並非用來對本發明加以限制者。 In order to further understand the technology, means and effects of the present invention to achieve the intended purpose, please refer to the following detailed description and drawings of the present invention. I believe the purpose, features and characteristics of the present invention can be obtained in depth and For specific understanding, the accompanying drawings are provided for reference and explanation only, and are not intended to limit the present invention.
〔現有技術〕 〔current technology〕
100A:不斷電電源供應器 100A: Uninterruptible power supply
10A:切換單元 10A: Switching unit
20A:充電單元 20A: Charging unit
30A:儲能單元 30A: Energy storage unit
40A:轉換單元 40A: Conversion unit
SPS:開關式電源供應單元 SPS: Switching power supply unit
50A:控制單元 50A: control unit
〔本發明〕 〔this invention〕
100、100’:不斷電電源供應器 100, 100’: Uninterruptible power supply
100-1:輸入端 100-1: input
100-2:輸出端 100-2: output
10、10’:切換單元 10, 10’: Switching unit
12:第二整流單元 12: Second rectifier unit
14:第三直流轉換單元 14: Third DC conversion unit
20:充電單元 20: Charging unit
22:第一整流單元 22: The first rectifier unit
24:第一直流轉換單元 24: The first DC conversion unit
24-1:第一輸入側 24-1: First input side
24-2:第一輸出側 24-2: first output side
24-3:第一變壓元件 24-3: the first transformer element
30:儲能單元 30: Energy storage unit
40、40’:轉換單元 40, 40’: Conversion unit
42、42’:第二直流轉換單元 42, 42’: Second DC conversion unit
42-1:第二輸入側 42-1: Second input side
42-2:第二輸出側 42-2: Second output side
42-3:第二變壓元件 42-3: Second transformer element
42-4:濾波元件 42-4: filter element
44:逆變單元 44: Inverter unit
50:控制單元 50: control unit
52:隔離變壓器 52: Isolation transformer
54:通訊單元 54: Communication unit
56:控制器 56: controller
60:開關單元 60: switch unit
D1:二極體 D1: Diode
200:負載 200: load
Vin:輸入電源 Vin: input power
Vo1、Vo1’:第一輸出電源 Vo1, Vo1’: the first output power
Vo2、Vo2’:第二輸出電源 Vo2, Vo2’: Second output power
V1:第一電源 V1: the first power supply
V2:第二電源 V2: second power supply
V3:第三電源 V3: third power supply
Vc:儲能電源 Vc: energy storage power supply
(S100)~(S160):步驟 (S100)~(S160): Steps
圖1為現有技術的不斷電電源供應器之方塊示意圖;圖2為本發明不斷電電源供應器之方塊示意圖;圖3A為本發明不斷電電源供應器第一實施例之電路圖;圖3B為本發明不斷電電源供應器第二實施例之電路圖;及圖4為本發明不斷電電源供應器操作方法之流程圖。 1 is a block diagram of a conventional uninterruptible power supply; FIG. 2 is a block diagram of the uninterruptible power supply of the present invention; FIG. 3A is a circuit diagram of a first embodiment of the uninterruptible power supply of the present invention; 3B is a circuit diagram of a second embodiment of the uninterruptible power supply of the present invention; and FIG. 4 is a flowchart of an operation method of the uninterruptible power supply of the present invention.
茲有關本發明之技術內容及詳細說明,配合圖式說明如下:請參閱圖2,其係為本發明不斷電電源供應器之方塊示意圖。不斷電電源供應器100具有輸入端100-1與輸出端100-2,輸入端100-1接收輸入電源Vin,且輸出端100-2耦接負載200。不斷電電源供應器100包括切換單元10、充電
單元20、儲能單元30、轉換單元40及控制單元50。切換單元10的一端耦接輸入端100-1,且另一端耦接輸出端100-2。充電單元20的一端耦接輸入端100-1,且另一端耦接儲能單元30與控制單元50。轉換單元40的第一端耦接輸出端100-2,第二端耦接儲能單元30。此外,轉換單元40的第三端耦接充電單元20,並提供第二電源V2至充電單元20。有關轉換單元40耦接充電單元20的具體位置及提供第二電源V2的時機,於下文將有更詳細的描述。
The technical content and detailed description of the present invention are described below in conjunction with the drawings: Please refer to FIG. 2, which is a block diagram of the uninterruptible power supply of the present invention. The
當具有輸入電源Vin時,切換單元10接收輸入電源Vin,且根據輸入電源Vin而提供第一輸出電源Vo1至輸出端100-2,使不斷電電源供應器100提供第一輸出電源Vo1作為負載200運作所需的電力。此時,充電單元20接收輸入電源Vin,轉換輸入電源Vin為第一電源V1,且輸出第一電源V1對儲能單元30充電。同時,充電單元20所輸出的第一電源V1也提供至控制單元50,以提供控制單元50運作所需的電力。
When there is an input power Vin, the switching
當未有輸入電源Vin時,儲能單元30提供儲能電源Vc至轉換單元40,其中,儲能電源Vc係為當具有輸入電源Vin時,經由輸入電源Vin的供電所儲存在儲能單元30的電能。轉換單元40將儲能電源Vc轉換為第二輸出電源Vo2,且提供第二輸出電源Vo2至輸出端100-2,使不斷電電源供應器100提供第二輸出電源Vo2作為負載200運作所需的電力。此時,轉換單元40通過第三端提供第二電源V2至充電單元20,且充電單元20將第二電源V2轉換為第一電源V1,且提供第一電源V1至控制單元50,以提供控制單元50運作所需的電力。
When there is no input power supply Vin, the
不斷電電源供應器100更包括開關單元60,開關單元60的一端耦接充電單元20,且另一端耦接儲能單元30。當開關單元60偵測具有輸入電源Vin時,開關單元60導通,使第一電源V1能夠通過開關單元60導通的路徑對儲能單元30充電。當開關單元60偵測未有輸入電源Vin時,開關單元60關斷而使得充電單元20與儲能單元30之間的路徑為斷路,因此充電單元20所輸出的第一電源V1
無法對儲能單元30充電。值得一提,於本發明之一實施例中,開關單元60導通與否的控制,可通過控制單元50偵測是否具有輸入電源Vin,而輸出控制訊號控制開關單元60。
The
控制單元50包括隔離變壓器52、通訊單元54及控制器56。控制器56控制不斷電電源供應器100的正常運作,且使用者可通過通訊單元54設定不斷電電源供應器100的運作模式或與其他電子裝置的通訊界面通訊。具體而言,隔離變壓器52的一端耦接充電單元20,另一端耦接通訊單元54,使充電單元20提供的第一電源V1通過隔離變壓器52耦合至通訊單元54,以提供通訊單元54運作所需的電力。控制器56耦接充電單元20,且第一電源V1提供控制器56運作所需的電力。進一步而言,通訊單元54通常設置於不斷電電源供應器100的外部(例如但不限於,不斷電電源供應器100的外殼表面),且隔離變壓器52用以作為隔離變壓器52的一次側與二次側之間的電氣隔離,以保護使用者操作不斷電電源供應器100的用電安全。控制器56通常設置於不斷電電源供應器100的內部,且輸出控制訊號來維持不斷電電源供應器100各單元的正常運作。因此,在正常操作下,控制器56通常不會被使用者碰觸到,而可以不用設置隔離變壓器。但是,實際應用上,可根據不斷電電源供應器100的實際使用需求所設置。
The
進一步而言,由於儲能單元30中的電力持續消耗時,會因為儲能單元30中的電力持續消耗而導致儲能電源Vc的電壓值逐漸下降。若是以儲能單元30直接提供儲能電源Vc至控制單元50的情況下,有可能會導致儲能電源Vc的電壓值下降至無法維持控制單元50能夠正常工作。因此,儲能電源Vc必須經過一級轉換單元(在本發明之一實施例中,指的是充電單元20)來維持控制單元50所接收的電源(在本發明之一實施例中,指的是第一電源V1)之電壓值的穩定。
Further, when the power in the
請參閱圖3A,其係為本發明不斷電電源供應器第一實施例之電路圖,復配合參閱圖2。於本實施例中,不斷電電源供應器100為交流輸入-交流輸
出型的不斷電電源供應器,其中,切換單元10為開關元件。當具有輸入電源Vin時,切換單元10導通,使輸入電源Vin即為第一輸出電源Vo1,而由輸出端100-2提供至負載200。當未有輸入電源Vin時,切換單元10關斷,電力由儲能單元30經過轉換單元40提供第二輸出電源Vo2,且通過輸出端100-2提供至負載200。因此,無論是否有輸入電源Vin,負載200皆能夠獲得所需的電力供應。
Please refer to FIG. 3A, which is a circuit diagram of the first embodiment of the uninterruptible power supply of the present invention. In this embodiment, the
充電單元20包括第一整流單元22與第一直流轉換單元24。第一整流單元22的一端耦接輸入端100-1,另一端耦接第一直流轉換單元24。第一直流轉換單元24包括第一輸入側24-1、第一輸出側24-2及第一變壓元件24-3。第一輸入側24-1耦接第一整流單元22與轉換單元40,第一輸出側24-2耦接控制單元50且通過開關單元60耦接儲能單元30。第一變壓元件24-3耦接第一輸入側24-1與第一輸出側24-2之間,且提供第一輸入側24-1的電力以電磁耦合的方式,耦合至第一輸出側24-2。值得一提,於本發明之一實施例中,第一直流轉換單元24為返馳式轉換器(Flyback converter),其主要作為大電源轉換成小電源(例如但不限於,180V轉換成12V),且利用第一變壓元件24-3提供電氣隔離大電源及小電源之用,但不以此為限。換言之,本領域所公知之直流轉換器,皆應包含在本實施例之範疇當中。
The charging
第一整流單元22將輸入電源Vin整流之後,將整流之後的輸入電源Vin提供至第一直流轉換單元24的第一輸入側24-1。第一直流轉換單元24將整流之後的輸入電源Vin轉換成為第一電源V1後,通過第一輸出側24-2輸出第一電源V1。或者,第一直流轉換單元24將儲能單元30提供之電力經由轉換單元40所提供的第二電源V2轉換成為第一電源V1後,通過第一輸出側24-2輸出第一電源V1。
After the
當具有輸入電源Vin時,開關單元60導通。第一直流轉換單元24將整流之後的輸入電源Vin轉換成為第一電源V1後,通過第一輸出側24-2輸出第
一電源V1。第一電源V1由第一輸出側24-2提供至控制單元50,且通過開關單元60對儲能單元30充電。
When there is input power Vin, the switching
當未有輸入電源Vin時,開關單元60關斷而使第一輸出側24-2至儲能單元30之間的路徑為斷路。第一直流轉換單元24將第二電源V2轉換成為第一電源V1後,通過第一輸出側24-2輸出第一電源V1。第一電源V1由第一輸出側24-2提供至控制單元50,但無法對儲能單元30充電。
When there is no input power Vin, the
轉換單元40包括第二直流轉換單元42與逆變單元44,且第二直流轉換單元42包括第二輸入側42-1、第二輸出側42-2及第二變壓元件42-3。第二輸入側42-1耦接儲能單元30,第二輸出側42-2(意即圖1所提及之轉換單元40的第三端)耦接逆變單元44的一端及第一直流轉換單元24的第一輸入側24-1,且逆變單元44的另一端耦接輸出端100-2。第二變壓元件42-3耦接第二輸入側42-1與第二輸出側42-2之間,且提供第二輸入側42-1的電力以電磁耦合的方式,耦合至第二輸出側42-2。
The
當未有輸入電源Vin時,第二直流轉換單元42將儲能單元30提供的儲能電源Vc轉換為第二電源V2,且通過第二輸出側42-2提供至第一輸入側24-1與逆變單元44。逆變單元44將第二電源V2逆變轉換為第二輸出電源Vo2,且通過輸出端100-2提供至負載200。值得一提,於本發明之一實施例中,第二輸出側42-2與第一輸入側24-1之間可加裝二極體D1,以避免第一輸入側24-1的電力回流至第二輸出側42-2。此外,於本發明之一實施例中,第二直流轉換單元42為推挽式轉換器轉換器(Push-pull converter),其主要作為小電源轉換成大電源(例如但不限於,12V轉換成180V),且利用第二變壓元件42-3提供電氣隔離小電源及大電源之用,但不以此為限。換言之,本領域所公知之直流轉換器,皆應包含在本實施例之範疇當中。
When there is no input power Vin, the second
第二直流轉換單元42可包括濾波元件42-4(以虛框表示,例如但不限於為電感),濾波元件42-4耦接第二變壓元件42-3與第二輸出側42-2之間,並對第二電源V2濾波。具體而言,當未加裝濾波元件42-4時,第二直流轉換單元42將直流的儲能電源Vc轉換為方波的第二電源V2,並由第二輸出側42-2將方波的第二電源V2提供至第一輸入側24-1與逆變單元44。逆變單元44將方波的第二電源V2轉換為正負方波(類似弦波)的第二輸出電源Vo2,且提供第二輸出電源Vo2至輸出端100-2。當加裝濾波元件42-4時,濾波元件42-4可將方波的第二電源V2濾波成連續的正半弦波的第二電源V2,並由第二輸出側42-2將連續正半弦波的第二電源V2提供至第一輸入側24-1與逆變單元44。逆變單元44將連續正半弦波的第二電源V2轉換為弦波的第二輸出電源Vo2,且提供第二輸出電源Vo2至輸出端100-2。藉此,若第二直流轉換單元42加裝濾波元件42-4時,可達成提高不斷電電源供應器100的整體效率之功效。
The second
請參閱圖3B,其係為本發明不斷電電源供應器第二實施例之電路圖,復配合參閱圖2~3A。於本實施例中,不斷電電源供應器100’為交流輸入-直流輸出型的不斷電電源供應器,其中,切換單元10’為交流-直流轉換器。當具有輸入電源Vin時,切換單元10’將輸入電源Vin轉換為第一輸出電源Vo1’,且通過輸出端100-2提供第一輸出電源Vo1’至負載200。當未有輸入電源Vin時,切換單元10’不工作,電力由儲能單元30經過轉換單元40’提供第二輸出電源Vo2’,且通過輸出端100-2提供至負載200。
Please refer to FIG. 3B, which is a circuit diagram of the second embodiment of the uninterruptible power supply of the present invention. In this embodiment, the uninterruptible power supply 100' is an AC input-DC output type uninterruptible power supply, wherein the switching unit 10' is an AC-DC converter. When having the input power Vin, the switching unit 10' converts the input power Vin to the first output power Vo1', and supplies the first output power Vo1' to the
切換單元10’包括第二整流單元12與第三直流轉換單元14。第二整流單元12的一端耦接輸入端100-1,另一端耦接第三直流轉換單元14的一端,且第三直流轉換單元14的另一端耦接輸出端100-2。當具有輸入電源Vin時,第二整流單元12將輸入電源Vin整流為第三電源V3,且第三直流轉換單元14將第三電源V3轉換為第一輸出電源Vo1’,並提供第一輸出電源Vo1’至輸出端100-2。
值得一提,於本發明之一實施例中,並不限定第三直流轉換單元14的種類,舉凡本領域所公知之直流轉換器,皆應包含在本實施例之範疇當中。
The switching unit 10' includes a
轉換單元40’包括第二直流轉換單元42’,且第二直流轉換單元42’包括第二輸入側42-1、第二輸出側42-2及第二變壓元件42-3。第二輸入側42-1耦接儲能單元30,第二輸出側42-2(意即圖1所提及之轉換單元40的第三端)耦接輸出端100-2及第一直流轉換單元24的第一輸入側24-1。第二變壓元件42-3耦接第二輸入側42-1與第二輸出側42-2之間,且提供第二輸入側42-1的電力以電磁耦合的方式,耦合至第二輸出側42-2。當未有輸入電源Vin時,第二直流轉換單元42’將儲能電源Vc轉換為第二電源V2,且通過第二輸出側42-2提供至第一輸入側24-1。而且,第二直流轉換單元42’將第二電源V2作為第二輸出電源Vo2’,且提供第二輸出電源Vo2’至輸出端100-2,以提供負載200運作所需的電力。
The conversion unit 40' includes a second DC conversion unit 42', and the second DC conversion unit 42' includes a second input side 42-1, a second output side 42-2, and a second transformer element 42-3. The second input side 42-1 is coupled to the
值得一提,本實施例未提及之充電單元20,其電路結構、連接關係及控制方式同於圖3A。此外,於本發明之一實施例中,第二直流轉換單元42’可為返馳式轉換器(Flyback converter),其電路結構同於圖3A充電單元20的第一直流轉換單元24,因此其電力轉換的功能同於第一直流轉換單元24的轉換功能,但不以此為限。換言之,本領域所公知之直流轉換器,皆應包含在本實施例之範疇當中。
It is worth mentioning that the charging
請參閱圖4,其係為本發明不斷電電源供應器操作方法之流程圖,復配合參閱圖2~3B。不斷電電源供應器接收輸入電源Vin,且提供第一輸出電源Vo1或第二輸出電源Vo2至負載200。不斷電電源供應器之操作方法包括:首先,當具有輸入電源時,切換單元提供第一輸出電源(S100)。當不斷電電源供應器100為交流輸入-交流輸出型的不斷電電源供應器,且具有輸入電源Vin時,切換單元10導通,使輸入電源Vin即為第一輸出電源Vo1,而由輸出端100-2提供至負載200。當不斷電電源供應器100’為交流輸入-直流輸出型的不斷電電源供
應器,且具有輸入電源Vin時,切換單元10’將輸入電源Vin轉換為第一輸出電源Vo1’,且通過輸出端100-2提供第一輸出電源Vo1’至負載200。
Please refer to FIG. 4, which is a flowchart of the operation method of the uninterruptible power supply of the present invention. Refer to FIGS. 2 to 3B for further details. The uninterruptible power supply receives the input power Vin and provides the first output power Vo1 or the second output power Vo2 to the
然後,當具有輸入電源時,充電單元轉換輸入電源為第一電源,且提供第一電源至控制單元,以及對儲能單元充電(S120)。充電單元20包括第一整流單元22與第一直流轉換單元24,第一整流單元22將輸入電源Vin整流之後,將整流之後的輸入電源Vin提供至第一直流轉換單元24的第一輸入側24-1。第一直流轉換單元24將整流之後的輸入電源Vin轉換成為第一電源V1後,通過第一輸出側24-2輸出第一電源V1。當具有輸入電源Vin時,第一直流轉換單元24將整流之後的輸入電源Vin轉換成為第一電源V1後,通過第一輸出側24-2輸出第一電源V1。第一電源V1由第一輸出側24-2提供至控制單元50,且通過開關單元60對儲能單元30充電。
Then, when there is an input power source, the charging unit converts the input power source to the first power source, and provides the first power source to the control unit, and charges the energy storage unit (S120). The charging
然後,當未有輸入電源時,轉換單元將儲能單元的電力轉換為第二輸出電源(S140)。當不斷電電源供應器100為交流輸入-交流輸出型的不斷電電源供應器,且未有輸入電源Vin時,第二直流轉換單元42將儲能電源Vc轉換為第二電源V2,且通過第二輸出側42-2提供至第一輸入側24-1與逆變單元44。逆變單元44將第二電源V2逆變轉換為第二輸出電源Vo2,且通過輸出端100-2提供至負載200。當不斷電電源供應器100’為交流輸入-直流輸出型的不斷電電源供應器,且未有輸入電源Vin時,第二直流轉換單元42’將儲能電源Vc轉換為第二電源V2,且通過第二輸出側42-2提供至第一輸入側24-1。而且,第二直流轉換單元42’將第二電源V2作為第二輸出電源Vo2’,且提供第二輸出電源Vo2’至輸出端100-2,以提供負載200運作所需的電力。
Then, when there is no input power supply, the conversion unit converts the power of the energy storage unit into the second output power supply (S140). When the
最後,當未有輸入電源時,轉換單元將儲能單元的電力轉換為第二電源,且提供第二電源至充電單元;充電單元轉換第二電源為第一電源,且提供第一電源至控制單元(S160)。當未有輸入電源Vin時,第一直流轉換單元24
將第二電源V2轉換成為第一電源V1後,通過第一輸出側24-2輸出第一電源V1。第一電源V1由第一輸出側24-2提供至控制單元50。
Finally, when there is no input power supply, the conversion unit converts the power of the energy storage unit into the second power supply and provides the second power supply to the charging unit; the charging unit converts the second power supply into the first power supply and provides the first power supply to the control Unit (S160). When there is no input power Vin, the first
綜上所述,本發明的一個或多個實施例係具有以下技術特徵與優點:1、本發明的主要目的在於,通過充電單元的第一輸入側與轉換單元的第二輸出側的耦接關係,可使得不斷電電源供應器在運作時,共用充電單元的轉換電路,因此可省去現有技術的不斷電電源供應器中,耦接在充電單元與控制單元之間的開關式電源供應單元的電路,進而達成降低不斷電電源供應器成本及縮小不斷電電源供應器之體積的功效;2、通過開關單元在具有輸入電源時導通,及未有輸入電源時關斷的特性,使得在未有輸入電源時,儲能單元輸出的儲能電源不會通過充電單元回流至儲能單元,因此可達成避免電源不必要的浪費之功效;3、由於控制單元包括一次側與二次側電氣隔離的隔離變壓器,因此可達成保護使用者操作不斷電電源供應器的用電安全之功效;及4、由於轉換單元可包括濾波元件,使濾波元件可將方波的第二電源濾波成連續的正半弦波的第二電源,因此可達成提高不斷電電源供應器的整體效率之功效。 In summary, one or more embodiments of the present invention have the following technical features and advantages: 1. The main purpose of the present invention is to couple the first input side of the charging unit and the second output side of the conversion unit The relationship allows the switching power supply of the uninterruptible power supply to share the conversion circuit of the charging unit during operation, so that the switching power supply coupled between the charging unit and the control unit in the prior art uninterruptible power supply can be omitted The circuit of the supply unit, thereby achieving the effect of reducing the cost of the uninterruptible power supply and reducing the volume of the uninterruptible power supply; 2. The switch unit is turned on when there is input power and turned off when there is no input power , So that when there is no input power, the energy storage power output by the energy storage unit will not return to the energy storage unit through the charging unit, so it can achieve the effect of avoiding unnecessary waste of power; 3. Since the control unit includes a primary side and two Isolation transformer with electrical isolation on the secondary side, so it can achieve the effect of protecting the safety of the user's operation of the uninterruptible power supply; and 4. Since the conversion unit can include a filter element, the filter element can use the second power of the square wave The second power source filtered into a continuous sinusoidal wave can therefore achieve the effect of improving the overall efficiency of the uninterruptible power supply.
惟,以上所述,僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式,惟本發明之特徵並不侷限於此,並非用以限制本發明,本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準,凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例,皆應包括於本發明之範疇中,任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內,可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。 However, the above is only a detailed description and drawings of preferred specific embodiments of the present invention, but the features of the present invention are not limited thereto, and are not intended to limit the present invention. All scope of the present invention should be applied as follows The scope of the patent shall prevail, and all the embodiments which conform to the spirit of the present invention and similar changes shall be included in the scope of the present invention, and anyone who is familiar with this skill in the field of the present invention can easily think about it Changes or modifications can be covered in the patent scope of the following case.
100:不斷電電源供應器 100: Uninterruptible power supply
100-1:輸入端 100-1: input
100-2:輸出端 100-2: output
10:切換單元 10: Switching unit
20:充電單元 20: Charging unit
30:儲能單元 30: Energy storage unit
40:轉換單元 40: Conversion unit
50:控制單元 50: control unit
52:隔離變壓器 52: Isolation transformer
54:通訊單元 54: Communication unit
56:控制器 56: controller
60:開關單元 60: switch unit
200:負載 200: load
Vin:輸入電源 Vin: input power
Vo1:第一輸出電源 Vo1: the first output power
Vo2:第二輸出電源 Vo2: second output power
V1:第一電源 V1: the first power supply
V2:第二電源 V2: second power supply
Vc:儲能電源 Vc: energy storage power supply
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