TWI754909B - 具有自動切換開關之電源供電系統 - Google Patents

具有自動切換開關之電源供電系統 Download PDF

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吳志銘
麥綺明
曾昱叡
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台達電子工業股份有限公司
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Abstract

一種具有自動切換開關之電源供電系統包含兩主電源開關裝置、兩備用電源開關裝置以及控制單元。各該主電源開關裝置包含第一主繼電器開關與第一開關組。第一開關組包含第一旁路開關、第一半控式開關以及第一全控式開關。各該備用電源開關裝置包含第二主繼電器開關與第二開關組。第二開關組包含第二旁路開關、第二半控式開關以及第二全控式開關。控制單元控制該等主電源開關裝置與該等備用電源開關裝置對負載提供不間斷地供電。

Description

具有自動切換開關之電源供電系統
本發明係有關一種電源供電系統，尤指一種具有自動切換開關之電源供電系統。
自動切換開關(Automatic Transfer Switch, ATS)，是一種電源迴路自動切換開關，用於提供主電源與備用電源之切換，使得提供單一電源輸出。當主電源供電電力不足、中斷或異常時，自動切換開關會自動將電源切換至備用電源，繼續提供不間斷供電的穩定電力，使設備端獲得最完整之電力保護。
請參見圖1所示。該供電系統係具有雙電源迴路結構，並且，透過多組繼電器S1_R,S1_R’,S2_R,S2_R’來進行雙電源迴路之切換，以對一負載Load提供不間斷地正常供電。
當主電源V1能夠正常供電時，主電源側的第一端的繼電器S1_R與第二端的繼電器S1_R’係為導通(turned-on)狀態，使得主電源V1對負載Load供電。反之，當主電源V1無法正常供電時，主電源側的第一端的繼電器S1_R與第二端的繼電器S1_R’係為關斷(turned-off)狀態，同時，切換備用電源側的第一端(例如，但不限於火線端)的繼電器S2_R與第二端(例如，但不限於中性線端)的繼電器S2_R’係為導通(turned-on)狀態。藉此，當主電源V1供電電力不足、中斷或異常時，自動切換開關會自動將電源切換至備用電源V2，繼續提供不間斷供電的穩定電力，使設備端獲得最完整之電力保護。
然而，受限於繼電器的機械結構特性，在電源切換的過程，容易發生切換時間不夠快，以及無法承受較大瞬間電流(即大電流時的可靠度不佳)的問題，因此，在應用上，進一步地會搭配半控式開關(semi-controllable switch)，例如，但不限於矽控整流器(SCR)作為開關使用。
請參見圖2所示。由於矽控整流器具有可承受較大瞬間電流之能力，並且，也不若繼電器具有機械壽命之限制，因此，可避免繼電器開關在進行切換時，若有瞬間大電流流經繼電器開關，在非控制下產生的電弧，可能對繼電器開關接點造成的損傷；且於此情況下多次切換使用後，恐會造成繼電器開關啟閉失效之虞，進而導致該主電源V1 與該備用電源V2 切換失敗或誤動作之情事發生。具體的操作應用可配合參見圖3所示。然在本案中，不僅以電壓中斷為限制，舉凡主電源發生異常或失效，例如電壓驟升、驟降…等，皆能夠實現主電源與備用電源自動切換的技術精神。
雖然採用圖2的電路架構進行自動切換開關的切換控制，然而，在切斷電源的過程，由於半控式開關(例如矽控整流器)具有關斷不可控的特性，亦即矽控整流器的關斷無法透過施加外部控制信號所能實現，因此電路的切斷仍需要以繼電器來執行，因此，仍舊存在切斷時間不夠快，以及大電流操作可靠度不佳的問題。
本發明之一目的在於提供一種具有自動切換開關之電源供電系統，以克服習知技術的問題。
因此本發明之具有自動切換開關之電源供電系統，以對一負載提供不間斷供電之切換。具有自動切換開關之電源供電系統包含兩主電源開關裝置、兩備用電源開關裝置以及一控制單元。該兩主電源開關裝置分別耦接於一主電源之一第一端與該主電源之一第二端，各該主電源開關裝置包含一第一主繼電器開關與一第一開關組。該第一主繼電器開關電性耦接一主電源。該第一開關組電性耦接該第一主繼電器開關與該負載之間。該第一開關組包含一第一旁路開關、一第一半控式開關以及一第一全控式開關。該第一半控式開關並聯耦接該第一旁路開關。該第一全控式開關並聯耦接該第一半控式開關。該兩備用電源開關裝置分別耦接於一備用電源之一第一端與該備用電源之一第二端，各該備用電源開關裝置包含一第二主繼電器開關與一第二開關組。該第二主繼電器開關電性耦接該備用電源。該第二開關組電性耦接該第二主繼電器開關與該負載之間。該第二開關組包含一第二旁路開關、一第二半控式開關以及一第二全控式開關。該第二半控式開關並聯耦接該第二旁路開關。該第二全控式開關並聯耦接該第二半控式開關。該控制單元控制該等主電源開關裝置與該等備用電源開關裝置，使該負載由該主電源供電或該備用電源供電。
本發明之另一目的在於提供一種具有自動切換開關之電源供電系統，以克服習知技術的問題。
因此本發明之具有自動切換開關之電源供電系統，以對一負載提供不間斷供電之切換。具有自動切換開關之電源供電系統包含一主電源開關裝置、一備用電源開關裝置以及一控制單元。該主電源開關裝置包含一第一主繼電器開關與一第一開關組。該第一主繼電器開關電性耦接一主電源。該第一開關組電性耦接該第一主繼電器開關與該負載之間。該第一開關組包含一第一旁路開關、一第一半控式開關以及一第一全控式開關。該第一半控式開關並聯耦接該第一旁路開關。該第一全控式開關並聯耦接該第一半控式開關。該備用電源開關裝置包含一第二主繼電器開關與一第二開關組。該第二主繼電器開關電性耦接一備用電源。該第二開關組電性耦接該第二主繼電器開關與該負載之間。該第二開關組包含一第二旁路開關、一第二半控式開關以及一第二全控式開關。該第二半控式開關並聯耦接該第二旁路開關。該第二全控式開關並聯耦接該第二半控式開關。該控制單元控制該等主電源開關裝置與該等備用電源開關裝置，使該負載由該主電源供電或該備用電源供電。
本發明之再另一目的在於提供一種具有自動切換開關之電源供電系統的控制方法，以克服習知技術的問題。
因此本發明之具有自動切換開關之電源供電系統的控制方法，以對一負載提供不間斷供電之切換。具有自動切換開關之電源供電系統包含一主電源開關裝置與一備用電源開關裝置，該主電源開關裝置包含一第一主繼電器開關與具有一第一旁路開關、一第一半控式開關以及一第一全控式開關的一第一開關組；該備用電源開關裝置包含一第二主繼電器開關與具有一第二旁路開關、一第二半控式開關以及一第二全控式開關的一第二開關組。該控制方法包含：當一主電源正常時，先控制該第一主繼電器開關導通，然後控制該第一旁路開關導通，並且控制該第一半控式開關與該第一全控式開關導通，使該主電源對該負載供電；當偵測一備用電源正常時，控制該第二主繼電器開關導通；當該主電源異常時，先控制該第一旁路開關關斷，然後控制該第一主繼電器開關關斷，然後控制該第一全控式開關關斷，使該主電源移除對該負載供電；以及控制該第二旁路開關導通，並且控制該第二半控式開關與該第二全控式開關導通，使該備用電源對該負載供電。
藉由所提出的具有自動切換開關之電源供電系統以及控制方法，利用絕緣柵雙極電晶體或者金屬氧化物半導體場效電晶體具備能夠在大電流流通的情況下關斷的能力，並且具有更短之切換時間、可控制開關狀態，而達到更精確的電路通斷切換控制，進而可提高電源切換之供電品質與供電可靠度。
請參見圖4所示。本發明具有自動切換開關之電源供電系統係用以對一負載Load提供不間斷供電之切換。所述具有自動切換開關之電源供電系統包含兩主電源開關裝置10,10’、兩備用電源開關裝置20,20’以及一控制單元30。該兩主電源開關裝置10,10’分別耦接於一第一端與一第二端。該兩備用電源開關裝置20,20’分別耦接於一第一端與一第二端。其中當不間斷供電切換之一主電源V1與一備用電源V2為單相交流電源時，該主電源V1之該第一端為該主電源V1之一火線端，該主電源V1之該第二端為該主電源V1之一中性線端；該備用電源V2之該第一端為該備用電源V2之一火線端，該備用電源V2之該第二端為該備用電源V2之一中性線端。當該主電源V1與該備用電源V2為三相交流電源，且為三角形(Δ)接法時，該主電源V1之該第一端與該第二端係為該主電源V1之任兩火線端；該備用電源V2之該第一端與該第二端係為該備用電源V2之任兩火線端；當該主電源V1與該備用電源V2為三相交流電源，且為星形(Y)接法時，該主電源V1之該第一端為該主電源V1之一火線端，該主電源V1之該第二端為該主電源V1之一中性線端；該備用電源V2之該第一端為該備用電源V2之一火線端，該備用電源V2之該第二端為該備用電源V2之一中性線端。為方便說明，在本案中係以該主電源V1與該備用電源V2為單相交流電源為例。
該主電源開關裝置10包含一第一主繼電器開關S1_M 與一第一開關組。該第一主繼電器開關S1_M 電性耦接該主電源V1之該第一火線端L1。該第一開關組電性耦接該第一主繼電器開關S1_M 與該負載Load之間。該第一開關組包含一第一旁路開關S1_B 、一第一半控式開關S1_S 以及一第一全控式開關S1_Q 。該第一半控式開關S1_S 並聯耦接該第一旁路開關S1_B 。該第一全控式開關S1_Q 並聯耦接該第一半控式開關S1_S 。該第一開關組更包含一第一二極體D1，其係串聯耦接該第一全控式開關S1_Q ，其係用以保護該第一全控式開關S1_Q ，以防止逆向電流流經該第一全控式開關S1_Q 而損壞該第一全控式開關S1_Q 。
該主電源開關裝置10’包含一第一主繼電器開關S1_M ’與一第一開關組。該第一主繼電器開關S1_M ’電性耦接該主電源V1之該第一中性線端N1。該第一開關組電性耦接該第一主繼電器開關S1_M ’與該負載Load之間。該第一開關組包含一第一旁路開關S1_B ’、一第一半控式開關S1_S ’以及一第一全控式開關S1_Q ’。該第一半控式開關S1_S ’並聯耦接該第一旁路開關S1_B ’。該第一全控式開關S1_Q ’並聯耦接該第一半控式開關S1_S ’。該第一開關組更包含一第一二極體D1’，其係串聯耦接該第一全控式開關S1_Q ’，其係用以保護該第一全控式開關S1_Q ’，以防止逆向電流流經該第一全控式開關S1_Q ’而損壞該第一全控式開關S1_Q ’。
該備用電源開關裝置20包含一第二主繼電器開關S2_M 與一第二開關組。該第二主繼電器開關S2_M 電性耦接該備用電源V2之該第二火線端L2。該第二開關組電性耦接該第二主繼電器開關S2_M 與該負載Load之間。該第二開關組包含一第二旁路開關S2_B 、一第二半控式開關S2_S 以及一第二全控式開關S2_Q 。該第二半控式開關S2_S 並聯耦接該第二旁路開關S2_B 。該第二全控式開關S2_Q 並聯耦接該第二半控式開關S2_S 。該第二開關組更包含一第二二極體D2，其係串聯耦接該第二全控式開關S2_Q 。
該備用電源開關裝置20’包含一第二主繼電器開關S2_M ’與一第二開關組。該第二主繼電器開關S2_M ’電性耦接該備用電源V2之該第二中性線端N2。該第二開關組電性耦接該第二主繼電器開關S2_M ’與該負載Load之間。該第二開關組包含一第二旁路開關S2_B ’、一第二半控式開關S2_S ’以及一第二全控式開關S2_Q ’。該第二半控式開關S2_S ’並聯耦接該第二旁路開關S2_B ’。該第二全控式開關S2_Q ’並聯耦接該第二半控式開關S2_S ’。該第二開關組更包含一第二二極體D2’，其係串聯耦接該第二全控式開關S2_Q ’。
該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’、該第二旁路開關S2_B ,S2_B ’係為繼電器開關；該第一半控式開關S1_S ,S1_S ’、該第二半控式開關S2_S ,S2_S ’為矽控整流器開關；該第一全控式開關S1_Q ,S1_Q ’、該第二全控式開關S2_Q ,S2_Q ’係為絕緣柵雙極電晶體(IGBT)開關或者金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)開關。然，本發明不以上述開關種類為限制。
該控制單元30控制該主電源開關裝置10,10’與該備用電源開關裝置20,20’，使該負載Load由該主電源V1供電或該備用電源V2供電。該控制單元30電性連接該主電源開關裝置10,10’與該備用電源開關裝置20,20’，並且產生複數個控制信號Srs1,Srq1,Srp1,Srs2,Srq2,Srp2，以分別控制該第一主繼電器開關S1_M ,S1_M ’、該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’、該第一半控式開關S1_S ,S1_S ’、該第一全控式開關S1_Q ,S1_Q ’；以及該第二主繼電器開關S2_M ,S2_M ’、該第二旁路開關S2_B ,S2_B ’、該第二半控式開關S2_S ,S2_S ’以及該第二全控式開關S2_Q ,S2_Q ’。
請參見圖5所示，供電過程分為三部分。在第一供電過程中，時間點t1時主電源V1為正常供電狀態，此時備用電源V2未必已備妥可供電。當主電源V1為正常供電時，該控制單元30在時間點t2時，提供高準位的第一主繼電器控制信號Srs1控制該第一主繼電器開關S1_M ,S1_M ’導通。然後，在時間點t3時，提供高準位的第一旁路繼電器控制信號Srp1控制該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’導通，同時提供高準位的第一功率開關控制信號Srq1控制該第一半控式開關S1_S ,S1_S ’與該第一全控式開關S1_Q ,S1_Q ’導通。由於該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’為機械式繼電器，因此該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’導通的時間會較該第一半控式開關S1_S ,S1_S ’與該第一全控式開關S1_Q ,S1_Q ’為晚，如此可避免瞬間大電流先流經繼電器開關(該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’)而造成繼電器開關接點的損傷，造成繼電器開關啟閉失效之虞。藉此，正常供電的該主電源V1可對該負載Load提供所需要的電力。
為使該備用電源V2能夠在該主電源V1發生異常時即早地進行供電，以維持供電品質與供電可靠度，因此，在時間點t4之前，一當偵測該備用電源V2已備妥為可供電狀態時，該控制單元30即可在時間點t4時，提供高準位的第二主繼電器控制信號Srs2控制該第二主繼電器開關S2_M ,S2_M ’導通。在此狀態下，由於該第二旁路開關S2_B ,S2_B ’、該第二半控式開關S2_S ,S2_S ’以及該第二全控式開關S2_Q ,S2_Q ’尚未導通，因此，該備用電源V2則處於備妥(ready)可供電的狀態。
當在時間點t5，即第二供電過程中，由於偵測到該主電源V1發生電壓失效(drop-out)的異常，為維持對該負載Load的不間斷供電，因此，必需將發生異常的該主電源V1移除，並且將已備妥可供電狀態的該備用電源V2投入。該控制單元30在時間點t6時，提供低準位的該第一旁路繼電器控制信號Srp1控制該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’關斷。然後，在時間點t7時，提供低準位的該第一主繼電器控制信號Srs1控制該第一主繼電器開關S1_M ,S1_M ’關斷。然後，在時間點t8時，提供低準位的該第一功率開關控制信號Srq1控制該第一全控式開關S1_Q ,S1_Q ’關斷。由於該第一主繼電器開關S1_M ,S1_M ’及該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’為機械式繼電器，因此各開關實際關斷順序應為該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’先關斷，使得該主電源V1迴路上流經該第一開關組的電流改為流經該第一全控式開關S1_Q ,S1_Q ’；接著該第一全控式開關S1_Q ,S1_Q ’關斷，造成該主電源V1與該負載Load之間的迴路被切斷；最後則為該第一主繼電器開關S1_M ,S1_M ’關斷。藉此，透過將該第一主繼電器開關S1_M ,S1_M ’、該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’以及該第一全控式開關S1_Q ,S1_Q ’關斷，使得發生電壓失效異常的該主電源V1被成功地移除。
如前述將該主電源V1被成功地移除後，該控制單元30在該備用電源V2已備妥可供電狀態下，在時間點t9提供高準位的第二旁路繼電器控制信號Srp2控制該第二旁路開關S2_B ,S2_B ’導通，同時提供高準位的第二功率開關控制信號Srq2控制該第二半控式開關S2_S ,S2_S ’與該第二全控式開關S2_Q ,S2_Q ’導通。由於該第二旁路開關S2_B ,S2_B ’為機械式繼電器，因此該第二旁路開關S2_B ,S2_B ’導通的時間會較該第二半控式開關S2_S ,S2_S ’與該第二全控式開關S2_Q ,S2_Q ’為晚，如此可避免瞬間大電流先流經繼電器開關(該第二旁路開關S2_B ,S2_B ’)而造成繼電器開關接點的損傷，造成繼電器開關啟閉失效之虞。藉此，將正常供電的該備用源V2取代該主電源V1對該負載Load供電，以維持對該負載Load的不間斷供電。
一旦在時間點t10之前偵測到該主電源V1已恢復正常供電時，即第三供電過程中，該控制單元30同樣可在時間點t10時先將該第一主繼電器開關S1_M ,S1_M ’導通，即在該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’、該第一半控式開關S1_S ,S1_S ’以及該第一全控式開關S1_Q ,S1_Q ’尚未導通之前，先將該第一主繼電器開關S1_M ,S1_M ’導通，可使得該主電源V1能夠復歸為主導供電的狀態前，先處於備妥可供電的狀態。同樣地，再藉著關斷該第二旁路開關S2_B ,S2_B ’與該第二全控式開關S2_Q ,S2_Q ’，以及導通該第一旁路開關S1_B ,S1_B ’、該第一半控式開關S1_S ,S1_S ’以及該第一全控式開關S1_Q ,S1_Q ’，使得該主電源V1成功地取代該備用電源V2，重新主導對該負載Load的供電任務。
請參見圖6所示。該控制方法包含步驟如下：當主電源正常時，先控制第一主繼電器開關導通，然後控制第一旁路開關導通，並且控制第一半控式開關與第一全控式開關導通，使主電源對負載供電(S10)。當偵測備用電源正常時，控制第二主繼電器開關導通(S20)。當主電源異常時，先控制第一旁路開關關斷，然後控制第一主繼電器開關關斷，然後控制第一全控式開關關斷，使主電源移除對負載供電(S30)。控制第二旁路開關導通，並且控制第二半控式開關與第二全控式開關導通，使備用電源對負載供電(S40)。
綜上所述，本發明係具有以下之特徵與優點：
1、矽控整流器(SCR)具有可承受較大瞬間電流之能力，能以取代繼電器具有機械壽命之限制，可避免繼電器開關在進行切換時，若有瞬間大電流流經繼電器開關，在非控制下產生的電弧，將造成繼電器開關接點的損傷，也使得多次切換使用後，將造成繼電器開關啟閉失效之虞，而導致該主電源V1 與該備用電源V2 切換失敗或的動作之情事發生。
2、絕緣柵雙極電晶體(IGBT)或者金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)具備能夠在大電流流通的情況下關斷的能力，即有較佳的切斷大電流的能力，並且具有更短之切換時間、可控制開關狀態，而達到更精確的電路通斷切換控制，因此可提高電源切換之供電品質與供電可靠度。
V1:主電源
V2:備用電源
10,10’:主電源開關裝置
20,20’:備用電源開關裝置
30:控制單元
Load:負載
L1:第一火線端
N1:第一中性線端
L2:第二火線端
N2:第二中性線端
S1_M ,S1_M ’:第一主繼電器開關
S1_B ,S1_B ’:第一旁路開關
S1_S ,S1_S ’:第一半控式開關
S1_Q ,S1_Q ’:第一全控式開關
D1,D1’:第一二極體
S2_M ,S2_M ’:第二主繼電器開關
S2_B ,S2_B ’:第二旁路開關
S2_S ,S2_S ’:第二半控式開關
S2_Q ,S2_Q ’:第二全控式開關
D2,D2’:第二二極體
Srs1:第一主繼電器控制信號
Srq1:第一功率開關控制信號
Srp1:第一旁路繼電器控制信號
Srs2:第二主繼電器控制信號
Srq2:第二功率開關控制信號
Srp2:第二旁路繼電器控制信號
t1~t10:時間點
S10~S40:步驟
圖1：為現有技術以繼電器作為自動切換開關之電源供電系統的電路示意圖。
圖2：為現有技術以繼電器與矽控整流器作為自動切換開關之電源供電系統的電路示意圖。
圖3：為現有技術具有自動切換開關之供電系統於電壓中斷操作時之時序示意圖。
圖4：為本發明具有自動切換開關之電源供電系統的電路示意圖。
圖5：為本發明具有自動切換開關之電源供電系統於主電源中斷操作時之時序示意圖。
圖6：為本發明具有自動切換開關之電源供電系統的控制方法的流程圖。
V1:主電源
V2:備用電源
10,10’:主電源開關裝置
20,20’:備用電源開關裝置
30:控制單元
Load:負載
L1:第一火線端
N1:第一中性線端
L2:第二火線端
N2:第二中性線端
S1_M ,S1_M ’:第一主繼電器開關
S1_B ,S1_B ’:第一旁路開關
S1_S ,S1_S ’:第一半控式開關
S1_Q ,S1_Q ’:第一全控式開關
D1,D1’:第一二極體
S2_M ,S2_M ’:第二主繼電器開關
S2_B ,S2_B ’:第二旁路開關
S2_S ,S2_S ’:第二半控式開關
S2_Q ,S2_Q ’:第二全控式開關
D2,D2’:第二二極體
Srs1:第一主繼電器控制信號
Srq1:第一功率開關控制信號
Srp1:第一旁路繼電器控制信號
Srs2:第二主繼電器控制信號
Srq2:第二功率開關控制信號
Srp2:第二旁路繼電器控制信號
t1~t10:時間點

Claims (11)

  1. 一種具有自動切換開關之電源供電系統，該系統包含： 兩主電源開關裝置，分別耦接於一主電源之一第一端及一第二端，各該主電源開關裝置包含： 一第一主繼電器開關，電性耦接該主電源；及 一第一開關組，電性耦接該第一主繼電器開關與一負載之間，該第一開關組包含： 一第一旁路開關； 一第一半控式開關，並聯耦接該第一旁路開關；及 一第一全控式開關，並聯耦接該第一半控式開關； 兩備用電源開關裝置，分別耦接於一備用電源之一第一端及一第二端，各該備用電源開關裝置，包含： 一第二主繼電器開關，電性耦接該備用電源；及 一第二開關組，電性耦接該第二主繼電器開關與該負載之間，該第二開關組包含： 一第二旁路開關； 一第二半控式開關，並聯耦接該第二旁路開關；及 一第二全控式開關，並聯耦接該第二半控式開關；及 一控制單元，控制該等主電源開關裝置與該等備用電源開關裝置，使該負載由該主電源供電或該備用電源供電。
  2. 如請求項1所述之具有自動切換開關之電源供電系統，其中該第一開關組更包含一第一二極體，該第一二極體串聯耦接該第一全控式開關，以防止逆向電流流經該第一全控式開關；該第二開關組更包含一第二二極體，該第二二極體串聯耦接該第二全控式開關，以防止逆向電流流經該第二全控式開關。
  3. 如請求項1所述之具有自動切換開關之電源供電系統，其中當該主電源與該備用電源為單相交流電源時，該主電源之該第一端為該主電源之一火線端，該主電源之該第二端為該主電源之一中性線端；該備用電源之該第一端為該備用電源之一火線端，該備用電源之該第二端為該備用電源之一中性線端。
  4. 如請求項1所述之具有自動切換開關之電源供電系統，其中當該主電源與該備用電源為三相交流電源，且為三角形接法時，該主電源之該第一端與該第二端係為該主電源之任兩火線端；該備用電源之該第一端與該第二端係為該備用電源之任兩火線端；當該主電源與該備用電源為三相交流電源，且為星形接法時，該主電源之該第一端為該主電源之一火線端，該主電源之該第二端為該主電源之一中性線端；該備用電源之該第一端為該備用電源之一火線端，該備用電源之該第二端為該備用電源之一中性線端。
  5. 如請求項1所述之具有自動切換開關之電源供電系統，其中該第一旁路開關與該第二旁路開關為繼電器開關；該第一半控式開關與該第二半控式開關為矽控整流器開關；該第一全控式開關與該第二全控式開關為絕緣柵雙極電晶體開關或金屬氧化物半導體場效電晶體開關。
  6. 一種具有自動切換開關之電源供電系統，該系統包含： 一主電源開關裝置，包含： 一第一主繼電器開關，電性耦接一主電源；及 一第一開關組，電性耦接該第一主繼電器開關與一負載之間，該第一開關組包含： 一第一旁路開關； 一第一半控式開關，並聯耦接該第一旁路開關；及 一第一全控式開關，並聯耦接該第一半控式開關； 一備用電源開關裝置，包含： 一第二主繼電器開關，電性耦接一備用電源；及 一第二開關組，電性耦接該第二主繼電器開關與該負載之間，該第二開關組包含： 一第二旁路開關； 一第二半控式開關，並聯耦接該第二旁路開關；及 一第二全控式開關，並聯耦接該第二半控式開關；及 一控制單元，控制該主電源開關裝置與該備用電源開關裝置，使該負載由該主電源供電或該備用電源供電。
  7. 如請求項6所述之具有自動切換開關之電源供電系統，其中該第一開關組更包含一第一二極體，該第一二極體串聯耦接該第一全控式開關，以防止逆向電流流經該第一全控式開關；該第二開關組更包含一第二二極體，該第二二極體串聯耦接該第二全控式開關，以防止逆向電流流經該第二全控式開關。
  8. 如請求項6所述之具有自動切換開關之電源供電系統，其中該第一旁路開關與該第二旁路開關為繼電器開關；該第一半控式開關與該第二半控式開關為矽控整流器開關；該第一全控式開關與該第二全控式開關為絕緣柵雙極電晶體開關或金屬氧化物半導體場效電晶體開關。
  9. 一種具有自動切換開關之電源供電系統的控制方法，以對一負載提供不間斷供電之切換；該具有自動切換開關之電源供電系統包含一主電源開關裝置與一備用電源開關裝置，該主電源開關裝置包含一第一主繼電器開關與具有一第一旁路開關、一第一半控式開關以及一第一全控式開關的一第一開關組；該備用電源開關裝置包含一第二主繼電器開關與具有一第二旁路開關、一第二半控式開關以及一第二全控式開關的一第二開關組；該控制方法包含： 當一主電源正常時，先控制該第一主繼電器開關導通，然後控制該第一旁路開關導通，並且控制該第一半控式開關與該第一全控式開關導通，使該主電源對該負載供電； 當偵測一備用電源正常時，控制該第二主繼電器開關導通； 當該主電源異常時，先控制該第一旁路開關關斷，然後控制該第一主繼電器開關關斷，然後控制該第一全控式開關關斷，使該主電源移除對該負載供電；及 控制該第二旁路開關導通，並且控制該第二半控式開關與該第二全控式開關導通，使該備用電源對該負載供電。
  10. 如請求項9所述之具有自動切換開關之電源供電系統的控制方法，其中該第一開關組更包含一第一二極體，該第一二極體串聯耦接該第一全控式開關，以防止逆向電流流經該第一全控式開關；該第二開關組更包含一第二二極體，該第二二極體串聯耦接該第二全控式開關，以防止逆向電流流經該第二全控式開關。
  11. 如請求項9所述之具有自動切換開關之電源供電系統的控制方法，其中該第一旁路開關與該第二旁路開關為繼電器開關；該第一半控式開關與該第二半控式開關為矽控整流器開關；該第一全控式開關與該第二全控式開關為絕緣柵雙極電晶體開關或金屬氧化物半導體場效電晶體開關。
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