TWI799046B - 智慧穩定供電系統 - Google Patents

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黃世男
張豪傑
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群光電能科技股份有限公司
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Abstract

一種智慧穩定供電系統包含第一電源輸入模組、第一逆止閥模組、主動式脈波產生單元、直流電處理單元以及控制單元。當控制單元判斷第一電壓值低於第一預設值或高於第二預設值，且第二電壓值介於第一預設值與第二預設值之間時，控制單元依序先控制第一逆止閥模組由導通狀態轉為截止狀態，再控制第二逆止閥模組由截止狀態轉為導通狀態，以使第二電源輸入模組的電源訊號流入主動式脈波產生單元與直流電處理單元處理後輸出直流電訊號。

Description

智慧穩定供電系統
本發明係有關一種智慧穩定供電系統，尤指一種提供維持時間持續供電之智慧穩定供電系統。
隨著物聯網(Internet of Things,IoT)的興起，伺服器及雲端硬碟的需求與日俱增，其發展趨勢日益確立。其相關電子設備經常需要儲存重要資料及傳輸相關數據，該些電子設備需要隨時保持穩定的電力。台灣的市電固然相對穩定，然全球化的趨勢下，雲端數據中心通常設在世界各地，而各國的市電穩定度不盡相同，故伺服器及雲端硬碟等相關電子設備的電源是否能穩定供電存在不確定性，尤其新興國家或地區的電力公司因發電不足、發電設備維修、無預警停電或意外停電時，該些電子設備將無法運作而中斷，進而造成跨國性的數位資訊災難。
為了避免因市電供應異常或不穩定而使電子設備被迫中斷的情況，習知作法是直接在該電子設備的電源供應系統連接一不斷電系統，當市電電網無法穩定供電時，由該不斷電系統輸出一直流電源供給電子設備使用。
惟傳統不斷電系統的控制十分複雜且成本較高，為此，如何設計出一種智慧穩定供電系統，尤指一種提供維持時間持續供電之智慧穩定供電系統，解決現有技術所存在的問題與技術瓶頸，乃為本案發明人所研究的重要課題。
本發明一目的在於提供一種智慧穩定供電系統，解決現有技術之問題。
為達成前揭目的，本發明所提出的智慧穩定供電系統包含第一電源輸入模組、第一逆止閥模組、主動式脈波產生單元、直流電處理單元以及控制單元。第一逆止閥模組連接第一電源輸入模組主動式脈波產生單元以輸入端連接第一逆止閥模組，主動式脈波產生單元將自輸入端接收的電源訊號的正半週波或負半週波翻轉成同方向的半週波，然後輸出連續的脈波訊號。直流電處理單元用以接收並處理脈波訊號後輸出直流電訊號。直流電處理單元包含維持時間電路，維持時間電路在電源保持時間內提供電壓以維持直流電訊號的輸出。控制單元接收偵測單元回傳的第一電源輸入模組的第一電壓值與第二電源輸入模組的第二電壓值。當控制單元判斷第一電壓值低於第一預設值或高於第二預設值，且第二電壓值介於第一預設值與第二預設值之間時，控制單元依序先控制第一逆止閥模組由導通狀態轉為截止狀態，以防止第二電源輸入模組的電源訊號流入第一電源輸入模組，再控制連接於第二電源輸入模組的第二逆止閥模組由截止狀態轉為導通狀態，以使第二電源輸入模組的電源訊號流入主動式脈波產生單元與直流電處理單元處理後輸出直流電訊號。主動式脈波產生單元的輸入端所接收來自第一電源輸入模組與第二電源輸入模組的電源訊號的電流強度和電流方向具有週期性變化，且第一電源輸入模組與第二電源輸入模組的電源訊號在一個週期內的平均電流值趨近於零。自第一逆止閥模組截止至第二逆止閥模組導通的時間小於或等於電源保持時間。
本發明另一目的在於提供一種智慧穩定供電系統，解決現有技術之問題。
為達成前揭目的，本發明所提出的智慧穩定供電系統包含第一電源輸入模組、第一逆止閥模組、第二電源輸入模組、第二逆止閥模組、第三電源輸入模組、第三逆止閥模組、主動式脈波產生單元、直流電處理單元以及控制單元。第一逆止閥模組連接第一電源輸入模組。第二逆止閥模組連接第二電源輸入模組。第三逆止閥模組連接第三電源輸入模組。當第一逆止閥模組為導通狀態時，第二逆止閥模組與第三逆止閥模組為截止狀態，當第二逆止閥模組為導通狀態時，第一逆止閥模組與第三逆止閥模組為截止狀態，當第三逆止閥模組為導通狀態時，第一逆止閥模組與第二逆止閥模組為截止狀態。主動式脈波產生單元分別連接第一逆止閥模組、第二逆止閥模組以及第三逆止閥模組，接收自第一電源輸入模組、第二電源輸入模組或第三電源輸入模組輸入，且流經第一逆止閥模組、第二逆止閥模組或第三逆止閥模組的第一電源訊號、第二電源訊號或第三電源訊號，並使輸入的第一電源訊號、第二電源訊號或第三電源訊號的正半週波或負半週波翻轉成同方向的半週波，然後輸出連續的脈波訊號。直流電處理單元用以接收並處理脈波訊號後輸出直流電訊號。直流電處理單元包含維持時間電路，維持時間電路在電源保持時間內提供電壓以維持直流電訊號的輸出。控制單元接收偵測單元回傳的第一電源輸入模組的第一電壓值、第二電源輸入模組的第二電壓值與第三電源輸入模組的第三電壓值。當控制單元判斷第一電壓值低於第一預設值或高於第二預設值時，控制單元依序先控制第一逆止閥模組截止，再控制第二逆止閥模組或第三逆止閥模組其中之一導通，以使第二電源訊號或第三電源訊號流入主動式脈波產生單元與直流電處理單元處理後輸出直流電訊號。第一電源訊號、第二電源訊號以及第三電源訊號的電流強度和電流方向具有週期性變化，且第一電源訊號、第二電源訊號以及第三電源訊號在一個週期內的平均電流值趨近於零。自第一逆止閥模組截止至第二逆止閥模組或第三逆止閥模組導通的時間小於或等於電源保持時間。
本發明再另一目的在於提供一種智慧穩定供電系統，解決現有技術之問題。
為達成前揭目的，本發明所提出的智慧穩定供電系統包含第一電源輸入模組、第一逆止閥模組、第二電源輸入模組、第二逆止閥模組、主動式脈波產生單元、直流電處理單元以及控制單元。第一電源輸入模組用以輸出第一電源訊號。第一逆止閥模組連接第一電源輸入模組。第二電源輸入模組用以輸出第二電源訊號。第二逆止閥模組連接第二電源輸入模組。第一逆止閥模組與第二逆止閥模組分別為導通或截止狀態。主動式脈波產生單元分別連接第一逆止閥模組與第二逆止閥模組，用以將第一電源訊號或第二電源訊號的正半週波或負半週波翻轉成同方向的半週波，然後輸出連續的脈波訊號。直流電處理單元用以接收並處理脈波訊號後輸出直流電訊號。控制單元接收偵測單元回傳的第一電源訊號的第一電壓值與第二電源訊號的第二電壓值。當控制單元判斷預設條件發生時，控制單元依序先控制第一逆止閥模組由導通狀態轉為截止狀態，再控制第二逆止閥模組由截止狀態轉為導通狀態，以使第二電源訊號流入主動式脈波產生單元後再經直流電處理單元處理輸出直流電訊號。
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。
91:第一電源輸入模組
92:第二電源輸入模組
93:第三電源輸入模組
11:第一逆止閥模組
12:第二逆止閥模組
13:第三逆止閥模組
20:主動式脈波產生單元
30:直流電處理單元
31:維持時間電路
40:偵測單元
100:控制單元
111:第一逆止閥
111L:第一L逆止閥
111N:第一N逆止閥
D11L:第一L本體二極體
D11N:第一N本體二極體
112:第二逆止閥
112L:第二L逆止閥
112N:第二N逆止閥
D12L:第二L本體二極體
D12N:第二N本體二極體
121:第三逆止閥
121L:第三L逆止閥
121N:第三N逆止閥
D21L:第三L本體二極體
D21N:第三N本體二極體
122:第四逆止閥
122L:第四L逆止閥
122N:第四N逆止閥
D22L:第四L本體二極體
D22N:第四N本體二極體
131:第五逆止閥
131L:第五L逆止閥
131N:第五N逆止閥
D31L:第五L本體二極體
D31N:第五N本體二極體
132:第六逆止閥
132L:第六L逆止閥
132N:第六N逆止閥
D32L:第六L本體二極體
D32N:第六N本體二極體
411,421:第一電阻
413,423:第二電阻
414,424:第三電阻
415,425:第一電容
S1:第一電源訊號
S2:第二電源訊號
S3:第三電源訊號
V1:第一電壓值
V2:第二電壓值
V3:第三電壓值
NIN:輸入端
SP:脈波訊號
SD:直流電訊號
SC1:第一控制信號
SC2:第二控制信號
SC3:第三控制信號
VTH1:第一預設值
VTH2:第二預設值
S111~S120:步驟
S211~223:步驟
圖1：係為本發明智慧穩定供電系統之第一實施例的方塊圖。
圖2：係為本發明智慧穩定供電系統之第一實施例的具體方塊圖。
圖3：係為本發明智慧穩定供電系統之第二實施例的具體方塊圖。
圖4：係為本發明偵測單元的方塊圖。
圖5：係為本發明控制單元處於第一模式操作的流程圖。
圖6：係為本發明控制單元處於第二模式操作的流程圖。
圖7：係為本發明逆止閥模組之間轉換的示意圖。
圖8：係為本發明逆止閥之間轉換的示意圖。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。
請參見圖1與圖2，係分別為本發明智慧穩定供電系統之第一實施例的方塊圖與具體方塊圖。智慧穩定供電系統包含第一電源輸入模組91、第二電源輸入模組92、第一逆止閥模組11、第二逆止閥模組12、主動式脈波產生單元20、直流電處理單元30、偵測單元40以及控制單元100。
第一逆止閥模組11連接第一電源輸入模組91，第二逆止閥模組12連接第二電源輸入模組92。主動式脈波產生單元20以輸入端NIN連接第一逆止閥模組11。主動式脈波產生單元20將自輸入端NIN接收的電源訊號的正半週波或負半週波翻轉成同方向的半週波，然後輸出連續的脈波訊號SP。
直流電處理單元30包含維持時間電路31。直流電處理單元30用以接收並處理脈波訊號SP後輸出直流電訊號SD。維持時間電路31在電源保持時間(hold-up time)內提供電壓以維持直流電訊號SD的輸出。藉此，使得智慧穩定供電系統發生關機或是斷電時，即經由第一電源輸入模組91或第二電源輸入模組92提供的輸入電源發生異常時，可以在一期間內正常保持(維持)智慧穩定供電系統的輸出電壓在特定的輸出準位，以使智慧穩定供電系統在電源保持時間內仍 能維持有效的輸出電壓。在一實施例中，維持時間電路31可為設置於輸出側的輸出電容(bulk capacitor)所實現，然不以此為限制本發明。
控制單元100接收偵測單元40回傳的第一電源訊號S1的第一電壓值V1與第二電源訊號S2的第二電壓值V2。當控制單元100判斷第一電壓值V1的絕對值低於第一預設值VTH1(配合參見圖7或圖8所示，例如第一電源訊號S1為電源中斷或電壓瞬降的狀況)或高於第二預設值VTH2(如圖7或圖8所示，例如第一電源訊號S1為電壓瞬升的狀況)，且第二電壓值V2介於第一預設值VTH1與第二預設值VTH2之間(如圖7或圖8所示，例如第二電源訊號S2為正常供電的狀況)時，控制單元100依序先控制第一逆止閥模組11由導通狀態轉為截止狀態(例如控制第一逆止閥模組11的訊號SC1由高準位轉為低準位)，以防止第二電源訊號S2流入第一電源輸入模組91。再控制連接於第二電源輸入模組92的第二逆止閥模組12由截止狀態轉為導通狀態(例如控制第二逆止閥模組12的訊號SC2由低準位轉為高準位)，以使第二電源訊號S2流入主動式脈波產生單元20與直流電處理單元30處理後輸出直流電訊號SD。
主動式脈波產生單元20的輸入端NIN所接收的第一電源訊號S1與第二電源訊號S2的電流強度和電流方向具有週期性變化，且第一電源訊號S1與第二電源訊號S2在一個週期內的平均電流值趨近於零。其中，自第一逆止閥模組11截止至第二逆止閥模組12導通的時間小於或等於電源保持時間(hold-up time)。使得當第一電源訊號S1為電源中斷或電壓瞬降的狀況時，由正常的第二電源訊號S2接續供電，以維持智慧穩定供電系統持續處於正常提供輸出電壓狀態。
此外，當控制單元100判斷第一電壓值V1與第二電壓值V2皆低於第一預設值VTH1或高於第二預設值VTH2或分別低於第一預設值與高於第二預設值時，控制單元100控制第一逆止閥模組11及第二逆止閥模組12維持各別操作 現有的導通或截止狀態，使得維持時間電路31在電源保持時間內提供電壓以維持直流電訊號SD的輸出。
如圖2所示，在一實施例中，第一逆止閥模組11具有彼此串接的第一逆止閥111與第二逆止閥112，其中第一逆止閥111具有第一L逆止閥111L、第一N逆止閥111N，第二逆止閥112具有第二L逆止閥112L、第二N逆止閥112N。第二逆止閥模組12具有彼此串接的第三逆止閥121與第四逆止閥122，其中第三逆止閥121具有第三L逆止閥121L、第三N逆止閥121N，第四逆止閥122具有第四L逆止閥122L、第四N逆止閥122N。
其中，第一L逆止閥111L包含並聯的第一L本體二極體D11L、第一N逆止閥111N包含並聯的第一N本體二極體D11N，第二L逆止閥112L包含並聯的第二L本體二極體D12L、第二N逆止閥112N包含並聯的第二N本體二極體D12N。其中，第一L本體二極體D11L的陽極串聯耦接第二L本體二極體D12L的陽極，或者第一L本體二極體D11L的陰極串聯耦接第二L本體二極體D12L的陰極。第一N本體二極體D11N的陽極串聯耦接第二N本體二極體D12N的陽極，或者第一N本體二極體D11N的陰極串聯耦接第二N本體二極體D12N的陰極。
在一實施例中，第一逆止閥模組11進一步包含具有彼此串接的第一逆止閥111與第二逆止閥112，其電路架構與上述實施例類似，其中第一電源訊號的L線與上述電路架構相同，差異為第一電源輸入模組91的N線以導線連接至主動式脈波產生單元20(未圖示)。第二逆止閥模組12的架構與第一逆止閥模組11相同，在此不再多加贅述。
在一實施例中，第一逆止閥111、第二逆止閥112可為電晶體開關，然不以此為限。其中第一逆止閥111與第一電源輸入模組91連接，第二逆止閥112與主動式脈波產生單元20連接。
同理，第二逆止閥模組12具有彼此串接的第三逆止閥121與第四逆止閥122，其電路特性及架構與第一逆止閥模組11相同，請參閱圖2所示，在此不再多加贅述。
配合如圖8所示，當發生前述電源中斷或電壓瞬降的狀況時，先控制第一逆止閥模組11由導通狀態轉為截止狀態，再控制第二逆止閥模組12由截止狀態轉為導通狀態，因第一逆止閥模組11包含彼此串接的第一逆止閥111與第二逆止閥112，且分別具有並聯的二極體，在各別電晶體截止時會形成並聯於電晶體的高阻抗路徑，因此若任由第一逆止閥模組11中彼此串接的第一逆止閥111及第二逆止閥112隨控制訊號的速度，隨機控制先後導通或截止，必然有很高的機會走高阻抗的二極體路徑。
在一實施例中，例如，第一逆止閥模組11欲截止時，第一L逆止閥111L比第二L逆止閥112L先收到截止訊號時，或第一逆止閥模組11欲導通時，第一L逆止閥111L比第二L逆止閥112L晚收到導通訊號時，在一期間內第一電源訊號S1會通過第一L本體二極體D11L及第二L逆止閥112L的路徑流向主動式脈波產生單元20，而增加能量損耗。
因此，欲控制第一逆止閥模組11由導通狀態轉為截止狀態，並解決上述困擾，控制單元100依序先控制第二逆止閥112的第二L逆止閥112L及第二N逆止閥112N截止後，再控制第一逆止閥111的第一L逆止閥111L及第一N逆止閥111N截止，藉此使第一逆止閥模組11截止。再者，欲控制第二逆止閥模組12由截止狀態轉為導通狀態，控制單元100依序先控制第三逆止閥121的第三L逆止閥121L及第三N逆止閥121N導通後，再控制第四逆止閥122的第四L逆止閥122L及第四N逆止閥122N導通，藉此使第二逆止閥模組12導通。
具體地，當處於第一逆止閥模組11截止且第二逆止閥模組12導通狀態時，且控制單元100判斷第一電壓值V1介於第一預設值VTH1與第二預設值VTH2之間時，控制單元100依序先控制第二逆止閥模組12截止，再控制第一逆止閥模組11導通，以使第一電源訊號S1流入主動式脈波產生單元20與直流電處理單元30處理後輸出直流電訊號SD。其中第二逆止閥模組12截止至第一逆止閥模組11導通的時間小於或等於電源保持時間。
換言之，當第一電源恢復正常時，由於先控制第二逆止閥模組12由導通狀態轉為截止狀態(如圖7所示)，再控制第一逆止閥模組11由截止狀態轉為導通狀態(如圖7所示)，因此，欲控制第二逆止閥模組12由導通狀態轉為截止狀態，控制單元100依序先控制第四逆止閥122的第四L逆止閥122L及第四N逆止閥122N截止後，再控制第三逆止閥121的第三L逆止閥121L及第三N逆止閥121N截止(如圖8所示)，藉此使第二逆止閥模組12截止。再者，欲控制第一逆止閥模組11由截止狀態轉為導通狀態，控制單元100依序先控制第一逆止閥111的第一L逆止閥111L及第一N逆止閥111N導通後，再控制第二逆止閥112的第二L逆止閥112L及第二N逆止閥112N導通(如圖8所示)，藉此使第一逆止閥模組11導通。
在一實施例中，當預設事件發生時，控制單元100依序先控制該第一逆止閥模組11由導通狀態轉為截止狀態，再控制該第二逆止閥模組12由截止狀態轉為導通狀態，以使該第二電源訊號S2流入該主動式脈波產生單元20後再經該直流電處理單元30處理輸出該直流電訊號SD。
預設事件發生的條件，例如，電壓變動、特定時間或市電價格的變動等條件，但不以此為限。所謂電壓變動是指第一電壓值V1低於第一預設值VTH1或高於第二預設值VTH2。所謂特定時間指使用者設定的時間點。所謂市電價格的變動是指尖峰/離峰用電的價格差異，或當另一市電供應商提供的電價比操作中 的現有電力供應商提供的電價便宜時，至於電價的波動可透過程式於網路自動搜尋或人工設定。
當上述預設事件發生時，且第二電壓值介於第一預設值VTH1與第二預設值VTH2之間，控制單元100才會依序先控制該第一逆止閥模組11由導通狀態轉為截止狀態，再控制該第二逆止閥模組12由截止狀態轉為導通狀態。
請參見圖4所示，其係為本發明偵測單元的方塊圖。對相應第一電源輸入模組91的偵測單元40而言，偵測單元40包含第一電阻411、第二電阻413、第三電阻414以及第一電容415。第一電阻411耦接於第二電阻413與第一電源輸入模組91之間。第三電阻414串接第一電容415後再並聯第二電阻413。第三電阻414與第一電容415之間的接點耦接控制單元100。對相應第二電源輸入模組92的偵測單元40而言，偵測單元40包含第一電阻421、第二電阻423、第三電阻424以及第一電容425。第一電阻421耦接於第二電阻423與第二電源輸入模組92之間。第三電阻424串接第一電容425後再並聯第二電阻423。第三電阻424與第一電容425之間的接點耦接控制單元100。因此，偵測單元40具有偵測電路部分(包含第一電阻、第二電阻)與屏蔽電路部分(包含第三電阻、第一電容)。再者，屏蔽電路透過積分作用可以達到屏蔽雜訊的目的。設計者可依實務需求透過第三電阻的阻值與第一電容的容值組合，達到設計者要求的啟動時間，例如，當電壓下降至UVLO(under voltage lockout)或最低啟動電壓(minimum startup voltage)後持續經過2~3個脈波再啟動變換至另一個輸入電壓源的指令。藉此，偵測單元40設置以偵測第一電源輸入模組91輸出的第一電源訊號S1或第二電源輸入模組92輸出的第二電源訊號S2，並排除干擾雜訊。
請參見圖3所示，係為本發明智慧穩定供電系統之第二實施例的具體方塊圖。相較於圖1或圖2所示的第一實施例，圖3的第二實施例更包含第三電源輸入模組93與第三逆止閥模組13。其中，第三逆止閥模組13包含第 五逆止閥131與第六逆止閥132。第五逆止閥131包含第五L逆止閥131L、第五N逆止閥131N、第五L本體二極體D31L以及第五N本體二極體D31N。第六逆止閥132包含第六L逆止閥132L、第六N逆止閥132N、第六L本體二極體D32L以及第六N本體二極體D32N。由於第三逆止閥模組13的動作原理與第一逆止閥模組11、第二逆止閥模組12相同，因此在此不再多加贅述。附帶一提，圖3所示的三組電源輸入模組與逆止閥模組有別於圖1或圖2所示的兩組電源輸入模組與逆止閥模組的運作方式，換言之，只要三組以上的電源輸入模組與逆止閥模組，其運作的原則與精神皆可對應於圖3所示的架構所實現。因此，相同於第一實施例的電路架構或運作，則不再多加贅述。
當第一逆止閥模組11為導通狀態時，第二逆止閥模組12與第三逆止閥模組13為截止狀態。當第二逆止閥模組12為導通狀態時，第一逆止閥模組11與第三逆止閥模組13為截止狀態。同樣地，當第三逆止閥模組13為導通狀態時，第一逆止閥模組11與第二逆止閥模組12為截止狀態。
主動式脈波產生單元20分別連接第一逆止閥模組11、第二逆止閥模組12以及第三逆止閥模組13，接收自第一電源輸入模組91、第二電源輸入模組92或第三電源輸入模組93輸出，且流經第一逆止閥模組11、第二逆止閥模組12或第三逆止閥模組13的第一電源訊號S1、第二電源訊號S2或第三電源訊號S3，並使接收的第一電源訊號S1、第二電源訊號S2或第三電源訊號S3的正半週波或負半週波翻轉成同方向的半週波，然後輸出連續的脈波訊號SP。
控制單元100接收偵測單元40回傳的第一電源訊號S1的第一電壓值V1、第二電源訊號S2的第二電壓值V2與第三電源訊號S3的第三電壓值V3。
當控制單元100判斷第一電壓值V1低於第一預設值VTH1或高於第二預設值VTH2時，控制單元100依序先控制第一逆止閥模組11截止(例如控制第一逆止閥模組11的第一控制訊號SC1由高準位轉為低準位)，再控制第二逆止閥 模組12或第三逆止閥模組13其中之一導通(例如控制第二逆止閥模組12的第二控制訊號SC2或第三逆止閥模組13的第三控制訊號SC3由低準位轉為高準位)，以使第二電源訊號S2或第三電源訊號S3流入主動式脈波產生單元20與直流電處理單元30處理後輸出直流電訊號SD。
第一電源訊號S1、第二電源訊號S2以及第三電源訊號S3的電流強度和電流方向具有週期性變化，且第一電源訊號S1、第二電源訊號S2以及第三電源訊號S3在一個週期內的平均電流值趨近於零。其中，自第一逆止閥模組11截止至第二逆止閥模組12或第三逆止閥模組13導通的時間小於或等於電源保持時間。
對於第二實施例的智慧穩定供電系統而言，可提供至少兩種模式的操作控制。具體說明如下。
配合參見圖5所示，當控制單元100處於第一模式(亦可稱為輪詢模式(polling))，且控制單元100判斷第一電壓值V1低於第一預設值VTH1或高於第二預設值VTH2時(對應步驟S112)，控制單元100依序先控制第一逆止閥模組11截止(對應步驟S117)，並控制單元100接收偵測單元40回傳的第二電壓值V2。當控制單元100判斷第二電壓值V2介於第一預設值VTH1與第二預設值VTH2之間時，再控制第二逆止閥模組12導通(對應步驟S119)。
當控制單元100判斷第二電壓值V2低於第一預設值VTH1或高於第二預設值VTH2時(對應步驟S118)，控制單元100依序先控制第二逆止閥模組12截止(對應步驟S120)，控制單元100接收偵測單元40回傳的第三電壓值V3。當控制單元100判斷第三電壓值V3介於第一預設值VTH1與第二預設值VTH2之間時，再控制第三逆止閥模組13導通(對應步驟S119)。
當控制單元100判斷第一電壓值V1回復至介於第一預設值VTH1與第二預設值VTH2之間時，控制單元100依序先控制運作中的第二逆止閥模組12 或第三逆止閥模組13截止(對應步驟S116)，再控制第一逆止閥模組11導通(對應步驟S114)，以使第一電源訊號S1流入主動式脈波產生單元20與直流電處理單元30處理後輸出直流電訊號SD。
配合參見圖6所示，當控制單元100處於第二模式(亦可稱為優權模式(weighting priority))時，控制單元100已先預設各電源訊號的優先權重，例如但不以此為限，第一電源訊號S1>第二電源訊號S2>第三電源訊號S3。控制單元100接收偵測單元40同時回傳的第一電壓值V1、第二電壓值V2以及第三電壓值V3(對應步驟S212)。當控制單元100判斷第一電壓值V1低於第一預設值VTH1或高於第二預設值VTH2時(對應步驟S213)，且第二電壓值V2與第三電壓值V3皆介於第一預設值VTH1與第二預設值VTH2之間時，控制單元100依序先控制第一逆止閥模組11截止(對應步驟S216)，再控制優先順序高的(或權重高的)第二逆止閥模組12或第三逆止閥模組13導通。
當控制單元100判斷第一電壓值V1回復至介於第一預設值VTH1與第二預設值VTH2之間時(對應步驟S213)，控制單元100依序先控制運作中的第二逆止閥模組12或第三逆止閥模組13(即優先順序高的第二逆止閥模組12或第三逆止閥模組13)截止(對應步驟S223)，再控制第一逆止閥模組11導通(對應步驟S214)，以使第一電源訊號S1流入主動式脈波產生單元20與直流電處理單元30處理後輸出直流電訊號SD。
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，皆應包含於本發明之範疇中，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。
91:第一電源輸入模組
92:第二電源輸入模組
11:第一逆止閥模組
12:第二逆止閥模組
20:主動式脈波產生單元
30:直流電處理單元
31:維持時間電路
40:偵測單元
100:控制單元
S1:第一電源訊號
S2:第二電源訊號
V1:第一電壓值
V2:第二電壓值
NIN:輸入端
SP:脈波訊號
SD:直流電訊號
SC1:第一控制信號
SC2:第二控制信號

Claims (20)

  1. 一種智慧穩定供電系統，包含：一第一電源輸入模組；一第一逆止閥模組，連接該第一電源輸入模組；一主動式脈波產生單元，以一輸入端連接該第一逆止閥模組，該主動式脈波產生單元將自該輸入端接收的電源訊號的正半週波或負半週波翻轉成同方向的半週波，然後輸出連續的一脈波訊號；一直流電處理單元，用以接收並處理該脈波訊號後輸出一直流電訊號，包含一維持時間電路，該維持時間電路在一電源保持時間內提供電壓以維持該直流電訊號的輸出；以及一控制單元，接收一偵測單元回傳的該第一電源輸入模組的一第一電壓值與一第二電源輸入模組的一第二電壓值；其中，當該控制單元判斷該第一電壓值低於一第一預設值或高於一第二預設值，且該第二電壓值介於該第一預設值與該第二預設值之間時，該控制單元依序先控制該第一逆止閥模組由導通狀態轉為截止狀態，以防止該第二電源輸入模組的電源訊號流入該第一電源輸入模組，再控制連接於該第二電源輸入模組的一第二逆止閥模組由截止狀態轉為導通狀態，以使該第二電源輸入模組的電源訊號流入該主動式脈波產生單元與該直流電處理單元處理後輸出該直流電訊號；其中，該主動式脈波產生單元的該輸入端所接收來自該第一電源輸入模組與該第二電源輸入模組的電源訊號的電流強度和電流方向具有週期性變化，且該第一電源輸入模組與該第二電源輸入模組的電源訊號在一個週期內的平均電流值趨近於零； 其中，自該第一逆止閥模組截止至該第二逆止閥模組導通的時間小於或等於該電源保持時間。
  2. 如請求項1所述之智慧穩定供電系統，其中當該控制單元判斷該第一電壓值與該第二電壓值皆低於該第一預設值或高於該第二預設值時，該控制單元控制該第一逆止閥模組維持導通狀態，以及控制該第二逆止閥模組維持截止狀態。
  3. 如請求項1所述之智慧穩定供電系統，其中該第一逆止閥模組進一步包含一第一逆止閥與一第二逆止閥，其中該第一逆止閥與該第一電源輸入模組連接，該第二逆止閥與該主動式脈波產生單元連接，該控制單元依序先控制該第二逆止閥截止後，再控制該第一逆止閥截止，藉此使該第一逆止閥模組截止。
  4. 如請求項3所述之智慧穩定供電系統，其中該第一逆止閥具有一第一本體二極體，該第二逆止閥具有一第二本體二極體；該第一本體二極體的陽極串聯耦接該第二本體二極體的陽極，或者該第一本體二極體的陰極串聯耦接該第二本體二極體的陰極。
  5. 如請求項1所述之智慧穩定供電系統，其中當處於該第一逆止閥模組截止且該第二逆止閥模組導通狀態時，且該控制單元判斷該第一電壓值介於該第一預設值與該第二預設值之間時，該控制單元依序先控制該第二逆止閥模組截止，再控制該第一逆止閥模組導通，以使一第一電源訊號流入該主動式脈波產生單元與該直流電處理單元處理後輸出該直流電訊號，其中，該第二逆止閥模組截止至該第一逆止閥模組導通的時間小於或等於該電源保持時間。
  6. 如請求項5所述之智慧穩定供電系統，其中該第一逆止閥模組進一步包含一第一逆止閥與一第二逆止閥，其中該第一逆止閥與該第一電源輸入模組連接，該第二逆止閥與該主動式脈波產生單元連接，該控制單元依序先控制該第一逆止閥導通後，再控制該第二逆止閥導通，藉此使該第一逆止閥模組導通。
  7. 如請求項6所述之智慧穩定供電系統，其中該第一逆止閥具有一第一本體二極體，該第二逆止閥具有一第二本體二極體；該第一本體二極體的陽極串聯耦接該第二本體二極體的陽極，或者該第一本體二極體的陰極串聯耦接該第二本體二極體的陰極。
  8. 如請求項1所述之智慧穩定供電系統，其中該偵測單元包含一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻以及一第一電容；其中該第一電阻耦接於該第二電阻與該第一電源輸入模組或該第二電源輸入模組之間，該第三電阻串接該第一電容後再並聯該第二電阻，該第三電阻與該第一電容之間的接點耦接該控制單元，該偵測單元設置以偵測該第一電源輸入模組或該第二電源輸入模組，並排除干擾雜訊。
  9. 一種智慧穩定供電系統，包含：一第一電源輸入模組；一第一逆止閥模組，連接該第一電源輸入模組；一第二電源輸入模組；一第二逆止閥模組，連接該第二電源輸入模組；一第三電源輸入模組；一第三逆止閥模組，連接該第三電源輸入模組； 其中當該第一逆止閥模組為導通狀態時，該第二逆止閥模組與該第三逆止閥模組為截止狀態，當該第二逆止閥模組為導通狀態時，該第一逆止閥模組與該第三逆止閥模組為截止狀態，當該第三逆止閥模組為導通狀態時，該第一逆止閥模組與該第二逆止閥模組為截止狀態；一主動式脈波產生單元，分別連接該第一逆止閥模組、該第二逆止閥模組以及該第三逆止閥模組，接收自該第一電源輸入模組、該第二電源輸入模組或該第三電源輸入模組輸入，且流經該第一逆止閥模組、該第二逆止閥模組或該第三逆止閥模組的一第一電源訊號、一第二電源訊號或一第三電源訊號，並使輸入的該第一電源訊號、該第二電源訊號或該第三電源訊號的正半週波或負半週波翻轉成同方向的半週波，然後輸出連續的一脈波訊號；一直流電處理單元，用以接收並處理該脈波訊號後輸出一直流電訊號，包含一維持時間電路，該維持時間電路在一電源保持時間內提供電壓以維持該直流電訊號的輸出；以及一控制單元，接收一偵測單元回傳的該第一電源輸入模組的一第一電壓值、該第二電源輸入模組的一第二電壓值與該第三電源輸入模組的一第三電壓值；其中，當該控制單元判斷該第一電壓值低於一第一預設值或高於一第二預設值時，該控制單元依序先控制該第一逆止閥模組截止，再控制該第二逆止閥模組或該第三逆止閥模組其中之一導通，以使該第二電源訊號或該第三電源訊號流入該主動式脈波產生單元與該直流電處理單元處理後輸出該直流電訊號；其中，該第一電源訊號、該第二電源訊號以及該第三電源訊號的電流強度和電流方向具有週期性變化，且該第一電源訊號、該第二電源訊號以及該第三電源訊號在一個週期內的平均電流值趨近於零； 其中，自該第一逆止閥模組截止至該第二逆止閥模組或該第三逆止閥模組導通的時間小於或等於該電源保持時間。
  10. 如請求項9所述之智慧穩定供電系統，其中當該控制單元處於一第一模式，且該控制單元判斷該第一電壓值低於該第一預設值或高於該第二預設值時，該控制單元接收該偵測單元回傳的該第二電壓值，當該控制單元判斷該第二電壓值介於該第一預設值與該第二預設值之間時，該控制單元依序先控制該第一逆止閥模組截止，再控制該第二逆止閥模組導通。
  11. 如請求項10所述之智慧穩定供電系統，其中當該控制單元判斷該第二電壓值低於該第一預設值或高於該第二預設值時，該控制單元接收該偵測單元回傳的該第三電壓值，當該控制單元判斷該第三電壓值介於該第一預設值與該第二預設值之間時，該控制單元依序先控制該第二逆止閥模組截止，再控制該第三逆止閥模組導通。
  12. 如請求項11所述之智慧穩定供電系統，其中當該控制單元判斷該第一電壓值介於該第一預設值與該第二預設值之間時，該控制單元依序先控制該第二逆止閥模組或該第三逆止閥模組截止，再控制該第一逆止閥模組導通。
  13. 如請求項9所述之智慧穩定供電系統，其中當該控制單元處於一第二模式時，該控制單元接收該偵測單元同時回傳的該第一電壓值、該第二電壓值以及該第三電壓值，當該控制單元判斷該第一電壓值低於該第一預設值或高於該第二預設值時，且該第二電壓值與該第三電壓值皆介於該第一預設值與該第二預設值之間時，該控制單元依序先控制該第一逆止閥模組截止，再控制優先順序高的該第二逆止閥模組或該第三逆止閥模組導通。
  14. 如請求項13所述之智慧穩定供電系統，其中當該控制單元判斷該第一電壓值介於該第一預設值與該第二預設值之間時，該控制單元依序先控制該第二逆止閥模組或該第三逆止閥模組截止，再控制該第一逆止閥模組導通。
  15. 如請求項14所述之智慧穩定供電系統，其中該第一逆止閥模組進一步包含一第一逆止閥與一第二逆止閥，其中該第一逆止閥與該第一電源輸入模組連接，該第二逆止閥與該主動式脈波產生單元連接，該控制單元依序先控制該第二逆止閥截止後，再控制該第一逆止閥截止，藉此使該第一逆止閥模組截止。
  16. 如請求項15所述之智慧穩定供電系統，其中該第一逆止閥具有一第一本體二極體，該第二逆止閥具有一第二本體二極體；該第一本體二極體的陽極串聯耦接該第二本體二極體的陽極，或者該第一本體二極體的陰極串聯耦接該第二本體二極體的陰極。
  17. 一種智慧穩定供電系統，包含：一第一電源輸入模組，用以輸出一第一電源訊號；一第一逆止閥模組，連接該第一電源輸入模組；一第二電源輸入模組，用以輸出一第二電源訊號；一第二逆止閥模組，連接該第二電源輸入模組，其中，該第一逆止閥模組與該第二逆止閥模組分別為導通或截止狀態；一主動式脈波產生單元，分別連接該第一逆止閥模組與該第二逆止閥模組，用以將該第一電源訊號或該第二電源訊號的正半週波或負半週波翻轉成同方向的半週波，然後輸出連續的一脈波訊號； 一直流電處理單元，用以接收並處理該脈波訊號後輸出一直流電訊號；以及一控制單元，接收一偵測單元回傳的該第一電源訊號的一第一電壓值與該第二電源訊號的一第二電壓值；其中，當該控制單元判斷一預設條件發生時，該控制單元依序先控制該第一逆止閥模組由導通狀態轉為截止狀態，再控制該第二逆止閥模組由截止狀態轉為導通狀態，以使該第二電源訊號流入該主動式脈波產生單元後再經該直流電處理單元處理輸出該直流電訊號。
  18. 如請求項17所述之智慧穩定供電系統，更包含：一維持時間電路，該維持時間電路在該第一逆止閥模組截止至該第二逆止閥模組導通時間內提供電壓以維持該直流電訊號的輸出。
  19. 如請求項17所述之智慧穩定供電系統，其中該預設條件為該第一電壓值低於一第一預設值或高於一第二預設值，且該第二電壓值介於該第一預設值與該第二預設值之間。
  20. 如請求項17所述之智慧穩定供電系統，其中該預設條件為在一特定時間點，且該第二電壓值介於該第一預設值與該第二預設值之間。
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