專利名稱：不斷電電源供應(yīng)器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種電源供應(yīng)器及其控制方法，尤其有關(guān)于一種不斷電電
源供應(yīng)器(Uninterruptible Power Supply, UPS)及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著信息工業(yè)與高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，大部分的精密電子儀器與設(shè)備 需要依賴高品質(zhì)的電源供應(yīng)來維持正常的運作。在各種供電方式中，不斷電 電源供應(yīng)器除了可以確保電源不會斷電外，還可以提供高品質(zhì)電源，所以不 斷電電源供應(yīng)器己經(jīng)成為現(xiàn)今提供高品質(zhì)電源的一種最佳方案。由于不同類 型的不斷電電源供應(yīng)器有不一樣的電源轉(zhuǎn)換效率，所以不斷電電源供應(yīng)器整 個年度正常運轉(zhuǎn)下來，會造成所需的電費增加例如約10%~30%。
請參閱圖1，其為公知不斷電電源供應(yīng)器的電路示意圖。如圖所示，公
知不斷電電源供應(yīng)器1包含交流/直流轉(zhuǎn)換器11、充電電路12、電池模塊
13、直流/直流轉(zhuǎn)換器14、逆變器(Inverter) 15、控制器16、靜態(tài)切換開關(guān)(Static Transfer Switch, S.T.S.) 17以及旁路回路(bypass)18。此傳統(tǒng)不斷電電源供應(yīng) 器l的各元件功能、連接關(guān)系以及其控制方法說明如下。
當輸入的市電Vin正常時，控制器16會控制交流/直流轉(zhuǎn)換器11將市電 Vin的交流式電壓轉(zhuǎn)換為具有預(yù)定電壓電位的直流電，并將此直流電提供給 充電電路12及逆變器15。此時，控制器16會控制逆變器15將此直流電轉(zhuǎn) 換為標準且穩(wěn)定的交流電，再通過靜態(tài)切換開關(guān)17將逆變器15的輸出電壓 Vl提供給負載19使用(此時負載電壓Vout亦即為逆變器15的輸出電壓Vl)， 同時充電電路12會將交流/直流轉(zhuǎn)換器11輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為電池模塊 13可以接受的電壓，以對電池模塊13充電。
當市電Vin發(fā)生異常例如中斷或是電壓不足等問題造成用電品質(zhì)不佳 時，控制器16會控制直流/直流轉(zhuǎn)換器14將電池模塊13的電壓轉(zhuǎn)換為逆變 器15需要的直流電壓，再由逆變器15轉(zhuǎn)換為交流電，并通過靜態(tài)切換開關(guān)17供電給負載19使用。此時負載19所使用的電能是由電池模塊13提供， 其中電池模塊13可以是多個電池組成，且電池數(shù)目越多可以供電的時間就 越久。
在市電Vin正常時，不斷電電源供應(yīng)器1會先由交流/直流轉(zhuǎn)換器11將 輸入的市電Vin轉(zhuǎn)換成直流電，然后利用逆變器15將直流電逆變成標準且 穩(wěn)定的交流電，再通過靜態(tài)切換開關(guān)17將逆變器15的輸出電壓VI提供給 負載19使用。由于交流/直流轉(zhuǎn)換器11及逆變器15在市電Vin正常時會持 續(xù)輸出電能，因此交流/直流轉(zhuǎn)換器11及逆變器15的轉(zhuǎn)換效率會影響用電效 率，使得用電效率降低。
為了提高用電效率，另一種公知的不斷電電源供應(yīng)器的運作方式被提 供。該運作方式是在輸入之市電Vin正常時，控制器16會控制靜態(tài)切換開 關(guān)17將輸入的市電Vin直接提供給負載19使用，也就是在一切都正常的情 況下，輸入的市電Vin通過旁路回路18供電給負載19使用。此時，逆變器 15 —樣會轉(zhuǎn)換交流電至靜態(tài)切換開關(guān)17，而逆變器15的輸出電壓VI的峰 值電壓為固定的額定峰值電壓Vpl。同時充電電路12會將交流/直流轉(zhuǎn)換器 11輸出的直流電轉(zhuǎn)換為電池模塊13可以接受的電壓，以對電池模塊13充電。
當輸入的市電Vin的峰值電壓或頻率發(fā)生異常時，例如峰值電壓增加或 減少額定峰值電壓Vpl的±10%，或頻率增加或減少額定頻率的±5%，控制 器16會控制靜態(tài)切換開關(guān)17，以將逆變器15的輸出電壓VI通過靜態(tài)切換 開關(guān)17供電給負載19使用(此時負載電壓Vout亦即為逆變器15的輸出電壓 Vl)，由此增加用電效率，此種控制模式的不斷電電源供應(yīng)器即稱為經(jīng)濟型 模式(economicmode,ECOmode)的不斷電電源供應(yīng)器。然而，此種控制方式 與結(jié)構(gòu)卻只能使用在非電感性負載及非馬達性負載，若使用在電感性負載或 馬達性負載，當輸入的市電Vin的峰值電壓或頻率發(fā)生異常，靜態(tài)切換開關(guān) 17切換供電回路，將逆變器15的輸出電壓V1供電給負載19使用時，市電 Vin與逆變器15的輸出電壓VI之間的相位差值若很大時，例如約大于20 度，不斷電電源供應(yīng)器1會發(fā)生不同步轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生突波電流(Inrush current), 甚至造成不斷電電源供應(yīng)器損毀，使得不斷電電源供應(yīng)器停止對負載19供 電，造成負載19斷電。
請參閱圖2，其顯示公知不斷電電源供應(yīng)器不同步轉(zhuǎn)換的波形圖。如圖所示，在時間tl時輸入的市電Vin的峰值電壓、頻率或相位發(fā)生異常，此時 控制器16會控制靜態(tài)切換開關(guān)17切換供電回路，以將逆變器15的輸出電 壓V1供電給負載19使用。但是，在時間tl市電Vin與逆變器15的輸出電 壓V1之間的相位差值很大，例如約大于20度，使得負載電壓Vout與逆變 器15的輸出電壓VI有很大的電壓差，在此不同步且負載19為電感性負載 或馬達性負載的情況下，靜態(tài)切換開關(guān)17切換供電回路將會導(dǎo)致負載電流 Iout有很大的突波電流，甚至造成不斷電電源供應(yīng)器損毀，使不斷電電源供 應(yīng)器停止對負載19供電。
因此，如何發(fā)展一種可改善上述公知技術(shù)缺陷的不斷電電源供應(yīng)器及其 控制方法，是相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域人員目前所迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種不斷電電源供應(yīng)器及其控制方法， 一方 面，當市電正常時，不斷電電源供應(yīng)器可由旁路回路供電給負載使用，以增 加用電效率，而逆變器的輸出電壓的峰值電壓、相位及頻率會隨著市電改變。 另一方面，當市電發(fā)生不穩(wěn)定初期，在市電與逆變器的輸出電壓的相位差值 所造成的電壓差值未變大前，將逆變器的輸出電壓供電給負載使用。因此， 使用在電感性負載或馬達性負載時，不會產(chǎn)生很大的突波電流，從而避免不 斷電電源供應(yīng)器燒毀的情形發(fā)生。
為達到上述目的，本發(fā)明的優(yōu)選實施例為提供一種不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其適用于不斷電電源供應(yīng)器，該不斷電電源供應(yīng)器包含電源輸 入端，用于接收第一交流電壓；電池模塊；交流/直流轉(zhuǎn)換器，用于接收該電 源輸入端的該第一交流電壓并轉(zhuǎn)換為直流電壓；充電電路；逆變器，用以將 該直流電壓轉(zhuǎn)換為第二交流電壓；旁路回路；切換開關(guān)；控制器以及電源輸 出端。該不斷電電源供應(yīng)器的控制方法包括步驟(a)判斷選自該第一交流電 壓的峰值電壓、該第一交流電壓的頻率、該第一交流電壓與該第二交流電壓 之間的相位差值以及其組合所組成的群族其中之一是否異常；以及(b)于判斷 為正常時，該第一交流電壓通過該旁路回路及該切換開關(guān)輸出到該電源輸出端，以及判斷為異常時，切換該切換開關(guān)，以將該第二交流電壓輸出到該電 源輸出端。如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中在該步驟(b)中，在判斷 為正常時，該第二交流電壓的峰值電壓、相位及頻率實質(zhì)上與該第一交流電 壓相同。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中在該步驟(b)中，在判斷 為異常時，該第二交流電壓的峰值電壓及頻率調(diào)整為該第一交流電壓的額定 峰值電壓及額定頻率。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該步驟(a)中，在該第一
交流電壓的峰值電壓增加或減少該第一交流電壓的額定峰值電壓的特定電 壓變化百分比時，判斷該第一交流電壓為異常。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該特定電壓變化百分比
實質(zhì)上為±10%。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該步驟(a)中，在該第一 交流電壓的頻率增加或減少該第一交流電壓的額定頻率的特定頻率變化百 分比時，判斷該第一交流電壓的頻率為異常。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該特定頻率變化百分比 實質(zhì)上為±5%。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該步驟(a)中，在該相位 差值超過特定相位差設(shè)定值時，判斷該第一交流電壓與該第二交流電壓之間 的該相位差值為異常。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該特定相位差設(shè)定值實 質(zhì)上為10度。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該電池模塊系用以儲存 電能；該充電電路連接于該交流/直流轉(zhuǎn)換器及該電池模塊，用以對該電池模 塊充電；該逆變器連接于該交流/直流轉(zhuǎn)換器及該充電電路，用以將該直流電 壓轉(zhuǎn)換為該第二交流電壓；該旁路回路連接于該電源輸入端；該切換開關(guān)連 接于該旁路回路、該逆變器及該電源輸出端；以及該控制器連接于該電源輸 入端、該交流/直流轉(zhuǎn)換器、該充電電路及該逆變器，用以控制該不斷電電源 供應(yīng)器的運作。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該不斷電電源供應(yīng)器還 包含直流/直流轉(zhuǎn)換器，其連接于該電池模塊、該控制器及該逆變器，用以將該電池模塊的電壓轉(zhuǎn)換為該逆變器所需的電壓。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中于該第一交流電壓正常 且該電池模塊電量不足時，該充電電路將該直流電壓轉(zhuǎn)換為該電池模塊所需 的電壓，以對該電池模塊充電。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該切換開關(guān)由選自硅控 整流器、三極管交流開關(guān)、絕緣柵雙載體晶體管、金氧半晶體管以及繼電器 所構(gòu)成的群族其中之一所組成。
如上所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該第一交流電壓為市 電，而該電源輸出端連接于負載，且該負載為電感性負載與馬達性負載其中 之一。
為達到上述目的，本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例為提供一種不斷電電源供應(yīng) 器，至少包含電池模塊，用以儲存電能；交流/直流轉(zhuǎn)換器，用以接收電源 輸入端的第一交流電壓并轉(zhuǎn)換為直流電壓；充電電路，其連接于該交流/直流 轉(zhuǎn)換器及該電池模塊，用以對該電池模塊充電；逆變器，其連接于該交流/ 直流轉(zhuǎn)換器及該充電電路，用以將該直流電壓轉(zhuǎn)換為第二交流電壓；旁路回 路，其連接于該電源輸入端；切換開關(guān)，其連接于該旁路回路、該逆變器及 電源輸出端；以及控制器，其連接于該電源輸入端、該交流/直流轉(zhuǎn)換器、該 充電電路及該逆變器，用以控制該不斷電電源供應(yīng)器，從而使該不斷電電源 供應(yīng)器進行下列控制程序(a)判斷選自該第一交流電壓的峰值電壓、該第一 交流電壓的頻率、該第一交流電壓與該第二交流電壓之間的相位差值以及其 組合所組成的群族其中之一是否異常；以及(b)在判斷為正常時，該第一交流 電壓通過該旁路回路及該切換開關(guān)輸出到該電源輸出端，以及在判斷為異常 時，切換該切換開關(guān)，以將該第二交流電壓輸出到該電源輸出端。
因此，本發(fā)明使用在電感性負載或馬達性負載時，不會產(chǎn)生很大的突波 電流而將不斷電電源供應(yīng)器燒毀，負載也不會發(fā)生斷電的情況，同時改善了 用電效率。


圖1為公知不斷電電源供應(yīng)器的電路示意圖。
圖2為公知不斷電電源供應(yīng)器不同步轉(zhuǎn)換的波形圖。圖3為本發(fā)明優(yōu)選實施例的不斷電電源供應(yīng)器的電路示意圖。 圖4為本發(fā)明不斷電電源供應(yīng)器的控制步驟流程圖。 圖5為本發(fā)明的不斷電電源供應(yīng)器電源轉(zhuǎn)換的波形圖。 其中，附圖標記說明如下
1、3:不斷電電源供應(yīng)器11、31:交流-直流轉(zhuǎn)換器
12、32:充電電路13、33:電池模塊
14、34:直流-直流轉(zhuǎn)換器15、35:逆變器
16、36:控制器17、37:靜態(tài)切換開關(guān)
18、38:旁路回路19、39:負載
VI:輸出電壓11:輸出電流
Vout:負載電壓 lout:負載電流
31a:電源輸入端 37a:電源輸出端
31b:直流總線 Vin:市電
S10 S17:不斷電電源供應(yīng)器的控制流程步驟
具體實施例方式
體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。 應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的方案上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明 的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。
請參閱圖3，其為本發(fā)明優(yōu)選實施例的不斷電電源供應(yīng)器的電路示意圖。 如圖3所示，本發(fā)明的不斷電電源供應(yīng)器3包含交流/直流轉(zhuǎn)換器31、充 電電路32、電池模塊33、直流/直流轉(zhuǎn)換器34、逆變器35、控制器36、切 換開關(guān)37、電源輸入端31a、直流總線(DCbus)31b、電源輸出端37a以及 旁路回路38。本發(fā)明的不斷電電源供應(yīng)器3各元件的功能、連接關(guān)系以及其 控制方法說明如下。
在此實施例中，電源輸入端31a用于接收市電Vin，亦即第一交流電壓。 交流/直流轉(zhuǎn)換器31連接于電源輸入端31a與直流總線31b之間，用以將電 源輸入端31a的市電Vin轉(zhuǎn)換為具有預(yù)定電壓電位的直流電。充電電路32 連接于直流總線31b與電池模塊33之間，其將交流/直流轉(zhuǎn)換器31輸出的直 流電壓，轉(zhuǎn)換為電池模塊33可以接受的電壓，以對電池模塊33充電。直流/直流轉(zhuǎn)換器34連接于電池模塊33與直流總線31b之間，用以將電池模塊 33的電壓轉(zhuǎn)換為逆變器35需要的直流電壓。逆變器35連接于直流總線31b 與切換開關(guān)37之間，其將直流總線31b的直流電壓轉(zhuǎn)換為標準且穩(wěn)定的輸 出電壓VI，亦即第二交流電壓。切換開關(guān)37連接于旁路回路38、逆變器 35及電源輸出端37a，可以由例如硅控整流器(Silicon-Controlled Rectifier, SCR)、三極管交流開關(guān)(The triode AC switch, TRIAC)、絕緣柵雙極晶體管 (Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)、金屬iU七物半導(dǎo)^本場效應(yīng)晶體管 (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)或繼電器組成。 旁路回路38連接于切換開關(guān)37與電源輸入端31a之間，而控制器36連接 于電源輸入端31a、交流/直流轉(zhuǎn)換器31、充電電路32、直流/直流轉(zhuǎn)換器34 及逆變器35，用以控制不斷電電源供應(yīng)器3的運作。
請參閱圖4，其顯示本發(fā)明不斷電電源供應(yīng)器的控制步驟流程圖。如圖 4所示，其控制步驟如下
步驟S10:開始不斷電電源供應(yīng)器的控制程序；
步驟S11:判斷市電Vin的峰值電壓是否異常，在本實施例中若市電Vin 的峰值電壓增加或減少額定峰值電壓Vpl的特定電壓變化百分比，例如± 10%，則認定為異常，若市電Vin的峰值電壓異常則執(zhí)行步驟S16;
步驟S12:判斷市電Vin的頻率是否異常，在本實施例中若市電Vin的 頻率增加或減少額定頻率的特定頻率變化百分比，例如±5%，則認定為異常， 若市電Vin的頻率異常則執(zhí)行步驟S16;
步驟S13:判斷市電Vin與逆變器35的輸出電壓V1之間的相位差值是 否異常，在本實施例中若相位差值大于例如10度則認定為異常，若市電Vin 與逆變器35的輸出電壓V1之間的相位差值異常，則執(zhí)行步驟S16;
步驟S14:通過切換開關(guān)37將市電Vin提供給負載39使用，也就是通 過旁路回路38將市電Vin提供給負載39使用，此時負載電壓Vout亦即為 市電Vin;
步驟S15:將逆變器35的輸出電壓V1的峰值電壓及相位控制為與市電 Vin相同，也就是說，逆變器35的輸出電壓V1的峰值電壓及相位會隨著市 電Vin改變，在一些實施例中，逆變器35的輸出電壓V1的頻率為市電Vin 的頻率，使得逆變器35的輸出電壓V1的頻率一樣會隨著市電Vin改變。然后，繼續(xù)回到步驟S11;
步驟S16:通過切換開關(guān)37將逆變器35的輸出電壓VI提供給負載39 使用，此時負載電壓Vout亦即為逆變器35的輸出電壓VI;
步驟S17:將逆變器35的輸出電壓V1的峰值電壓調(diào)整為額定峰值電壓 Vpl，在一些實施例中亦會將逆變器35的輸出電壓V1的頻率調(diào)整為額定頻 率。然后，繼續(xù)回到步驟Sll。
由于上述控制流程步驟會持續(xù)進行，因而使不斷電電源供應(yīng)器可以穩(wěn)定 的供電給負載39使用。當然，在其他實施例中，步驟S11 步驟S13的前后 順序可調(diào)整變化，并不受限定。
圖5顯示本發(fā)明不斷電電源供應(yīng)器電源轉(zhuǎn)換的波形圖。如圖3與圖5所 示，在時間t2之前市電Vin(亦即第一交流電壓)正常供電，控制器36會控制 切換開關(guān)37將市電Vin直接提供給負載39使用，也就是通過旁路回路38 將市電Vin提供給負載39使用。同時，交流/直流轉(zhuǎn)換器31會將市電Vin轉(zhuǎn) 換為直流電壓，然后利用逆變器35將此直流電壓逆變?yōu)榉€(wěn)定的輸出電壓 Vl(亦即第二交流電壓)，在一些實施例中，逆變器35的輸出電壓V1與市電 Vin的頻率相同，使得逆變器35的輸出電壓V1的頻率隨著市電Vin改變， 此外，控制器36.會控制逆變器35，使逆變器35的輸出電壓V1的峰值電壓 及相位與市電Vin相同，也就是說，逆變器35輸出電壓V1的峰值電壓及相 位會隨著市電Vin改變。此時，若電池模塊33電量不足，充電電路32可以 將交流/直流轉(zhuǎn)換器31輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為電池模塊33可以接受的電壓， 以對電池模塊33充電。
在此實施例中，雖然逆變器35仍在運作，但是負載39是由市電Vin直 接供電，逆變器35的輸出電流I1為零安培(A)，因此整個不斷電電源供應(yīng)器 3只有電池模塊33充電時才會消耗電能，所以用電效率相當高。
請再參閱圖3與圖5，在時間t2以前市電Vin(亦即第一交流電壓)的峰 值電壓維持在額定峰值電壓Vpl，但是在時間t2市電Vin的峰值電壓變小， 由額定峰值電壓Vpl變?yōu)榈诙逯惦妷篤p2，且相位及頻率發(fā)生太快的變化， 使得逆變器35的輸出電壓Vl(亦即第二交流電壓)無法與市電Vin同步。然 而，因為市電Vin的相位及頻率快速變化，造成市電Vin與逆變器35的輸 出電壓VI之間有相位差值，所以在時間t2市電Vin與逆變器35的輸出電壓Vl之間有第一相位差值dl，隨著市電Vin持續(xù)不穩(wěn)定，相位差值隨著時 間增加而變大，于是在時間t3市電Vin與逆變器35的輸出電壓VI之間的 第二相位差值d2超過特定相位差設(shè)定值例如10度時，控制器36會控制切 換開關(guān)37切換供電回路，以將逆變器35的輸出電壓VI供電給負載39使用。
由于逆變器35的輸出電壓V1的峰值電壓是隨著市電Vin變化，在一些 實施例中，逆變器35的輸出電壓V1的頻率亦會隨著市電Vin改變，所以在 時間t3市電Vin與逆變器35的輸出電壓VI之間的電壓差值，就是第二相 位差值d2所造成，控制器35可以利用市電Vin與逆變器35的輸出電壓VI 之間的電壓差值，來判斷市電Vin是否有不穩(wěn)定的情況發(fā)生，在市電Vin與 逆變器35的輸出電壓VI之間的相位差值變大前，控制切換開關(guān)37切換供 電回路，將逆變器35的輸出電壓V1供電給負載39使用。此時，第二相位 差值d2造成市電Vin與逆變器35的輸出電壓V1之間的電壓差不大。雖然 負載39為電感性負載或馬達性負載，在時間t3切換開關(guān)37切換供電回路以 將逆變器35的輸出電壓VI供電給負載39使用時，負載電流Iout及逆變器 35的輸出電流Il不會產(chǎn)生很大的突波電流，所以不會使不斷電電源供應(yīng)器3 燒毀的情形發(fā)生，負載39也不會發(fā)生斷電的情況。
在切換供電回路后，也就是時間t3之后，控制器36會控制逆變器35將 輸出電壓V1的峰值電壓調(diào)整為額定峰值電壓Vpl，在一些實施例中亦會將 逆變器35的輸出電壓VI的頻率調(diào)整為額定頻率。此時，負載電壓Vout的 峰值電壓及頻率是標準的額定峰值電壓Vpl及額定頻率。即使在市電Vin中 斷時，直流/直流轉(zhuǎn)換器34會將電池模塊33的電壓轉(zhuǎn)換為逆變器35需要的 直流電壓，使本發(fā)明的不斷電電源供應(yīng)器3穩(wěn)定供電給負載39。在一些實施 例中，電池模塊33可以由多個電池組成，而電池數(shù)目越多可以供電的時間 就越久。當然，在其他實施例中，不斷電電源供應(yīng)器可不具有直流/直流轉(zhuǎn)換 器，在此結(jié)構(gòu)中，不斷電電源供應(yīng)器的電池模塊會直接連接于直流總線上， 并通過開關(guān)元件控制電池模塊是否供電到直流總線上(未圖示)。
另一種情況是只有市電Vin的峰值電壓降低或升高，降低或升高到負載 39無法接受的電壓，在本施實例中為降低或升高額定峰值電壓Vpl的例如 約±10%，此時控制器36會控制切換開關(guān)37切換供電回路，以將逆變器35 的輸出電壓V1供電給負載39使用。在切換供電回路后，控制器36—樣會控制逆變器35將輸出電壓V1的峰值電壓調(diào)整為額定峰值電壓Vpl，在一些 實施例中也會將逆變器35的輸出電壓V1的頻率調(diào)整為額定頻率。由于逆變 器35的輸出電壓V1的峰值電壓是隨著市電Vin變化，且在一些實施例中逆 變器35的輸出電壓V1的頻率亦會隨著市電Vin改變，所以市電Vin與逆變 器35的輸出電壓VI之間的電壓差值相對不大，雖然負載39為電感性負載 或馬達性負載，在切換開關(guān)37切換供電回路，以將逆變器35的輸出電壓 VI供電給負載39使用時，負載電流Iout及逆變器35的輸出電流Il不會產(chǎn) 生很大的突波電流，所以不會有不斷電電源供應(yīng)器3燒毀的情形發(fā)生，負載 39也不會發(fā)生斷電的情況。
同樣地，在經(jīng)過一段時間后，市電Vin的峰值電壓回到正常后，逆變器 35的輸出電壓Vl會與市電Vin同步，也就是相位差為零，峰值電壓及頻率 相同，如圖5中時間t4以后所示的波形。此時，控制器36會控制切換開關(guān) 37將市電Vin通過旁路回路38提供給負載39使用。
綜上所述，本發(fā)明的不斷電電源供應(yīng)器及其控制方法是在市電Vin正常 時，不斷電電源供應(yīng)器通過旁路回路38供電給負載39使用，以增加用電效 率，而逆變器35的輸出電壓V1的峰值電壓及相位或頻率則隨著市電Vin改 變。當市電Vin發(fā)生不穩(wěn)定的初期，市電Vin與逆變器35的輸出電壓Vl會 不同步而產(chǎn)生相位差值，在此相位差值造成的電壓差未變大前，控制器36 會控制切換開關(guān)37切換供電回路，以將逆變器35的輸出電壓VI供電給負 載39使用。因此，使用在電感性負載或馬達性負載時，不會產(chǎn)生很大的突 波電流而將不斷電電源供應(yīng)器燒毀，負載也不會發(fā)生斷電的情況，同時改善 了用電效率。
本發(fā)明可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員進行各種修飾，但都不脫離權(quán)利要求書所 要求保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其適用于不斷電電源供應(yīng)器，該不斷電電源供應(yīng)器包含電源輸入端，用于接收第一交流電壓；電池模塊；交流/直流轉(zhuǎn)換器，用于接收該電源輸入端的該第一交流電壓并轉(zhuǎn)換為直流電壓；充電電路；逆變器，用以將該直流電壓轉(zhuǎn)換為第二交流電壓；旁路回路；切換開關(guān)；控制器以及電源輸出端；該不斷電電源供應(yīng)器的控制方法包括步驟(a)判斷選自該第一交流電壓的峰值電壓、該第一交流電壓的頻率、該第一交流電壓與該第二交流電壓之間的相位差值以及其組合所組成的群族其中之一是否異常；以及(b)在判斷為正常時，該第一交流電壓通過該旁路回路及該切換開關(guān)輸出到該電源輸出端，以及在判斷為異常時，切換該切換開關(guān)，以將該第二交流電壓輸出到該電源輸出端。
2. 如權(quán)利要求1所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中在該步驟(b) 中，在判斷為正常時，該第二交流電壓的峰值電壓、相位及頻率實質(zhì)上與該 第一交流電壓相同。
3. 如權(quán)利要求1所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中在該步驟(b) 中，在判斷為異常時，該第二交流電壓的峰值電壓及頻率調(diào)整為該第一交流 電壓的額定峰值電壓及額定頻率。
4. 如權(quán)利要求1所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該步驟(a) 中，在該第一交流電壓的峰值電壓增加或減少該第一交流電壓的額定峰值電 壓的特定電壓變化百分比時，判斷該第一交流電壓為異常。
5. 如權(quán)利要求4所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該特定電壓 變化百分比實質(zhì)上為±10%。
6. 如權(quán)利要求1所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該步驟(a) '中，在該第一交流電壓的頻率增加或減少該第一交流電壓的額定頻率的特定 頻率變化百分比時，判斷該第一交流電壓的頻率為異常。
7. 如權(quán)利要求6所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該特定頻率 變化百分比實質(zhì)上為±5%。
8. 如權(quán)利要求1所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該步驟(a)中，在該相位差值超過特定相位差設(shè)定值時，判斷該第一交流電壓與該第二 交流電壓之間的該相位差值為異常。
9. 如權(quán)利要求8所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該特定相位 差設(shè)定值實質(zhì)上為10度。
10. 如權(quán)利要求1所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該電池模塊用以儲存電能；該充電電路連接于該交流/直流轉(zhuǎn)換器及該電池模塊，用以 對該電池模塊充電；該逆變器連接于該交流/直流轉(zhuǎn)換器及該充電電路，用以 將該直流電壓轉(zhuǎn)換為該第二交流電壓；該旁路回路連接于該電源輸入端；該 切換開關(guān)連接于該旁路回路、該逆變器及該電源輸出端；以及該控制器連接 于該電源輸入端、該交流/直流轉(zhuǎn)換器、該充電電路及該逆變器，用以控制該 不斷電電源供應(yīng)器的運作。
11. 如權(quán)利要求IO所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該不斷電 電源供應(yīng)器還包含直流/直流轉(zhuǎn)換器，其連接于該電池模塊、該控制器及該逆 變器，用以將該電池模塊的電壓轉(zhuǎn)換為該逆變器所需的電壓。
12. 如權(quán)利要求IO所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中于該第一 交流電壓正常且該電池模塊電量不足時，該充電電路將該直流電壓轉(zhuǎn)換為該 電池模塊所需的電壓，以對該電池模塊充電。
13. 如權(quán)利要求IO所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該切換開 關(guān)由選自硅控整流器、三極管交流開關(guān)、絕緣柵雙載體晶體管、金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管以及繼電器所構(gòu)成的群族其中之一所組成。
14. 如權(quán)利要求1所述的不斷電電源供應(yīng)器的控制方法，其中該第一交 流電壓為市電，而該電源輸出端連接于負載，且該負載為電感性負載與馬達 性負載其中之一。
15. —種不斷電電源供應(yīng)器，至少包含 電池模塊，用以儲存電能；交流/直流轉(zhuǎn)換器，用以接收電源輸入端的第一交流電壓并轉(zhuǎn)換為直流電壓；充電電路，其連接于該交流/直流轉(zhuǎn)換器及該電池模塊，用以對該電池模 塊充電；逆變器，其連接于該交流/直流轉(zhuǎn)換器及該充電電路，用以將該直流電壓轉(zhuǎn)換為第二交流電壓；旁路回路，其連接于該電源輸入端；切換開關(guān)，其連接于該旁路回路、該逆變器及電源輸出端；以及 控制器，其連接于該電源輸入端、該交流/直流轉(zhuǎn)換器、該充電電路及該逆變器，用以控制該不斷電電源供應(yīng)器，從而使該不斷電電源供應(yīng)器進行下列控制程序(a) 判斷選自該第一交流電壓的峰值電壓、該第一交流電壓的頻率、該 第一交流電壓與該第二交流電壓之間的相位差值以及其組合所組成的群族 其中之一是否異常；以及(b) 在判斷為正常時，該第一交流電壓通過該旁路回路及該切換開關(guān)輸 出到該電源輸出端，以及在判斷為異常時，切換該切換開關(guān)，以將該第二交 流電壓輸出到該電源輸出端。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于一種不斷電電源供應(yīng)器及其控制方法，該控制方法包括步驟在第一交流電壓正常時，該第一交流電壓通過旁路回路及切換開關(guān)輸出到電源輸出端，且逆變器轉(zhuǎn)換與第一交流電壓實質(zhì)上相同峰值電壓、相位及頻率的第二交流電壓；以及在第一交流電壓的頻率或相位變化，使得第二交流電壓的相位與第一交流電壓不同步而產(chǎn)生相位差值，且相位差值超過特定相位差設(shè)定值時，切換開關(guān)切換第二交流電壓輸出到電源輸出端。因此，本發(fā)明使用在電感性負載或馬達性負載時，不會產(chǎn)生很大的突波電流而將不斷電電源供應(yīng)器燒毀，負載也不會發(fā)生斷電的情況，同時改善了用電效率。
文檔編號H02J7/02GK101291073SQ200710097030
公開日2008年10月22日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者廖仁詮, 李升修, 王學(xué)政 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司