TWI476578B - 電源供應裝置及其切換方法 - Google Patents

Description

電源供應裝置及其切換方法

一種電源供應裝置及其切換方法，特別關於一種可切換不 同供應電源且具放電功能之電源供應裝置及其切換方法。

在常見之可自動切換電源配置的電源供應裝置中，此電源供應裝置的一次側大都是以兩組交流電源來選擇切換，其中一組為一般常見之市電交流電源，另一組則是由備源的交流發電機來提供交流電源。一般電源供應裝置在正常運作時，都是選擇市電為裝置運作之預設電源，而當市電供應中斷時，此電源供應裝置中的控制電路會切換由發電機之交流電源來提供電源供應裝置運作所需電力。

而此方法在當市電中斷後，電源供應裝置便將電源的供應來源由市電電源切換至發電機電源，轉由發電機來提供電源供應裝置運作所需電源。但此方法之缺點為當電源供應裝置由市電切換至發電機供電過程中，發電機從啟動到穩定正常供電的時間需要數十秒，這會造成電源供應裝置的供電短暫中斷。

因此，使用此方法設計之電源供應裝置則必須在負載端增加直流的備援裝置(例如一電池)或不斷電系統設備來穩定電源，但此方法所需費用較高，而且備援系統會占用較大的空間，整體系統的效率也較低。

本發明可以提供一種電源供應裝置及其切換方法，解決在切換兩供電來源時會造成供電暫時中斷的問題。

本發明提出一種電源供應裝置，包括供電單元、切換單元、放電單元以及控制單元。供電單元用以接收第一電源或第二電源，用以輸出第三電源。切換單元耦接供電單元，用以接收第一電源以及第二電源，以選擇輸出第一電源或第二電源至供電單元。放電單元耦接供電單元，用以依據控制訊號，以對供電單元進行放電。控制單元耦接切換單元與放電單元用以當判斷出第一電源之電壓是否小於第一電壓，控制單元控制切換單元，以停止輸出第一電源至供電單元，且控制單元產生控制訊號，使放電單元將供電單元進行放電，以降低供電單元之電壓，而控制單元控制切換單元，以輸出第二電源至供電單元。

在一實施例中，前述當判斷第一電源之電壓大於或等於第一電壓時，控制單元控制切換單元，以將第一電源輸出至供電單元。

在一實施例中，前述切換單元包括第一切換單元以及第二切換單元。第一切換單元耦接供電單元，用以控制第一電源是否輸出至供電單元。第二切換單元耦接供電單元，用以控制第二電源是否輸出至供電單元。

在一實施例中，前述電源供應裝置更包括蓄電單元。蓄電單元耦接供電單元，用以穩定供電單元之電壓。

在一實施例中，前述第一電源為交流電源，第二電源為直流電源。

本發明之一種電源供應裝置之切換方法，包括下列步驟。 輸出第一電源至供電單元。判斷第一電源之電壓是否小於第一電壓。當判斷第一電源之電壓小於第一電壓時，停止輸出第一電源至供電單元。執行放電程序。輸出第二電源至供電單元。

在一實施例中，當判斷第一電源之電壓大於或等於第一電壓時，輸出第一電源至供電單元。

在一實施例中，前述放電程序之步驟包括下列步驟。執行一放電，以降低供電單元之電壓。判斷供電單元之電壓是否小於第二電壓。當判斷供電單元之電壓小於第二電壓時，停止執行放電。當判斷供電單元之電壓大於或等於第二電壓時，輸出第二電源至供電單元。

在一實施例中，前述輸出第二電源至供電單元之步驟之後更包括下列步驟。判斷第一電源之電壓是否大於第三電壓。當第一電源之電壓大於第三電壓時，停止輸出第二電源至供電單元。當第一電源之電壓小於或等於第三電壓時，輸出第二電源至供電單元。

在一實施例中，前述停止輸出第二電源至供電單元之步驟之後更包括下列步驟。輸出第一電源至供電單元。

本發明所提供之電源供應裝置及其切換方法，藉由當判斷在供應至供電單元之第一電源中斷時，執行一放電程序，再切換輸出第二電源至供電單元。如此一來，可以解決在切換兩供電來源時會造成供電暫時中斷的問題，同時可以節省設備建置成本，提高整體系統運作效率。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利 範圍。

100‧‧‧電源供應裝置

110‧‧‧切換單元

112‧‧‧第一切換單元

114‧‧‧第二切換單元

120‧‧‧控制單元

130‧‧‧放電單元

140‧‧‧供電單元

150‧‧‧蓄電單元

160‧‧‧第一電源

170‧‧‧第二電源

180‧‧‧負載

第1圖為本發明之電源供應裝置的示意圖。

第2圖為本發明電源供應裝置之切換方法的流程圖。

第3圖為第2圖之步驟S240的詳細流程圖。

第4圖為本發明之電源供應裝置之切換方法之另一流程圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

請參照「第1圖」其為依據本發明之電源供應裝置的示意圖。電源供應裝置100包括切換單元110、控制單元120、放電單元130以及供電單元140。切換單元110用以接收第一電源160以及第二電源170，以選擇輸出第一電源160或第二電源170。供電單元140耦接切換單元110，用以接收切換單元110所輸出之第一電源160或第二電源170。並且，供電單元140可以將所接收的第一電源160或第二電源170轉換輸出為第三電源，並將第三電源輸出至負載180，以供負載180使用。

在本實施例中，切換單元110還包括第一切換單元112以及第二切換單元114。第一切換單元112耦接供電單元140，並受控於控制單元120，以控制第一電源160是否輸出至供電單元140。第二切換單元114 耦接供電單元140，並受控於控制單元120，以控制第二電源170是否輸出至供電單元140。放電單元130耦接供電單元140，用以依據控制訊號，以對供電單元140進行一放電。

控制單元120耦接切換單元110與放電單元130，用以當判斷出第一電源160之電壓是否小於第一電壓，控制單元120控制切換單元110，以停止輸出第一電源160至供電單元140，且控制單元120產生控制訊號，使放電單元130對供電單元140進行放電，以降低供電單元140之電壓，而控制單元120控制切換單元110，以輸出第二電源170至供電單元140。

首先，當第一電源160正常輸出時，控制單元120會控制切換單元110，以選擇第一電源160輸出至供電單元140。據此，供電單元140則依據第一電源160，而產生對應第一電源160的第三電源給負載180。接著，控制單元120會判斷第一電源160的供電狀態，亦即判斷第一電源160是否小於第一電壓。

當判斷出第一電源160之電壓小於第一電壓(例如第一電源160之供應被中斷)時，控制單元120會控制切換單元110，以停止輸出第一電源160至供電單元140。也就是說，控制單元120控制切換單元110的第一切換單元112，以停止輸出第一電源160至供電單元140，亦即斷開第一電源160與供電單元140之間的連接。

接著，控制單元120控制放電單元130，以對供電單元140進行放電，進而降低供電單元140之電壓。在本實施例中，第一電源160例如為一交流電源或一市電。放電單元130例如為一電阻器或一耗能元件，但並不以此為限。

之後，當供電單元140之電壓降低至一預設準位時，控制單元120會控制切換單元110，以選擇第二電源170輸出至供電單元140。據此，供電單元140會依據第二電源170，而產生對應第二電源170的第三電源給負載180。而在本實施例中，第二電源170例如為一直流電源。負載180例如為一伺服器，但並不以此為限。

另外，本實施例之電源供應裝置100還包括蓄電單元150，此蓄電單元150耦接供電單元140與負載180之間，用以穩定供電單元140與負載180間的電壓。其中，蓄電單元150例如為電池、電容器或蓄電元件。

請參照「第2圖」，其為本發明之電源供應裝置之切換方法的流程示意圖。前述實施例之電源供應裝置100可執行此切換方法。首先，控制單元120致能第一切換單元112，以輸出第一電源160至供電單元140(步驟210)。接著，控制單元120會判斷第一電源160之電壓是否小於第一電壓(步驟220)。

當判斷第一電源160之電壓小於第一電壓時，控制單元120會控制第一切換單元112，以停止輸出第一電源160至供電單元140(步驟230)。也就是說，控制單元120會禁能第一切換單元112，以斷開第一電源160與供電單元140之的連接，使得切換單元110不會輸出第一電源160。由於第一電源160與供電單元140之間的連接斷開後，供電單元140仍然暫時存在著與第一電源160相近之電壓，控制單元120控制放電單元130運作，以執行一放電程序(步驟240)。

之後，控制單元120致能第二切換單元114，以輸出第二電源170至供電單元140(步驟250)。承接上述步驟S220，當判斷第一電源160 之電壓大於或等於第一電壓時，回到步驟S210，控制單元120持續致能第一切換單元112，以輸出第一電源160至供電單元140。

請繼續參照「第3圖」，其為「第2圖」之步驟S240的詳細流程圖。控制單元120控制放電單元130，以執行放電操作，進而降低供電單元140之電壓(步驟310)。接著，控制單元120會判斷供電單元140之電壓是否小於第二電壓(步驟320)。

當判斷供電單元140之電壓小於第二電壓時，控制單元120控制放電單元130，以停止放電(步驟330)。承接上述步驟S320，當判斷供電單元140之電壓大於或等於第二電壓時，表示供電單元140之暫存電壓還未降低至第二電壓，則回到步驟S310，控制單元120仍會控制放電單元130，以持續進行放電操作。

請參照「第4圖」，其為本發明之電源供應裝置之切換方法之另一流程圖。首先，控制單元120致能第一切換單元112，以輸出第一電源160至供電單元140(步驟410)。接著，控制單元120判斷第一電源160之電壓是否小於第一電壓(步驟420)。當判斷第一電源160之電壓大於或等於第一電壓時，回到步驟S410，控制單元120持續致能第一切換單元112，以輸出第一電源160至供電單元140。

另一方面，當判斷第一電源160之電壓小於第一電壓時，控制單元120會控制第一切換單元112，以停止輸出第一電源160至供電單元140(步驟430)。接著，控制單元120控制放電單元130，以執行放電程序(步驟440)。之後，控制單元120致能第二切換單元114，以輸出第二電源170至供電單元140(步驟450)。

接著，控制單元120會進一步判斷第一電源160之電壓是否大於第三電壓(步驟S460)。當第一電源160之電壓小於或等於第三電壓時，表示第一電源160尚未回復正常，則回到步驟S450，控制單元120仍致能第二切換單元114，以持續輸出第二電源160輸出致供電單元140。

另一方面，當判斷第一電源160之電壓大於第三電壓時，控制單元120禁能第二切換單元114，以停止輸出第二電源170至供電單元140(步驟S470)。之後，例如可再回到步驟S410，控制單元120再次致能第一切換單元112，以選擇輸出第一電源160至供電單元140。

本發明之實施例所揭露之電源供應裝置及其切換方法，藉當判斷在供應至供電單元之第一電源中斷時，執行一放電程序，再切換輸出第二電源至供電單元。如此一來，可以解決在切換兩供電來源時會造成供電暫時中斷的問題，同時可以節省設備建置成本，提高整體系統運作效率。

100‧‧‧電源供應裝置

110‧‧‧切換單元

112‧‧‧第一切換單元

114‧‧‧第二切換單元

120‧‧‧控制單元

130‧‧‧放電單元

140‧‧‧供電單元

150‧‧‧蓄電單元

160‧‧‧第一電源

170‧‧‧第二電源

180‧‧‧負載

Claims (10)

1. 一種電源供應裝置，包括：一供電單元，用以接收一第一電源或一第二電源，以輸出一第三電源；一切換單元，耦接該供電單元，用以接收該第一電源以及該第二電源，以選擇輸出該第一電源或該第二電源；一放電單元，耦接該供電單元，用以依據一控制訊號，以對該供電單元進行一放電；以及一控制單元，耦接該切換單元與該放電單元，用以當判斷出該第一電源之電壓是否小於一第一電壓，該控制單元控制該切換單元，以停止輸出該第一電源至該供電單元，且該控制單元產生該控制訊號，使該放電單元對該供電單元進行該放電，以降低該供電單元之電壓，而該控制單元控制該切換單元，以輸出該第二電源至該供電單元。
2. 如請求項1所述之電源供應裝置，其中當判斷該第一電源之電壓大於或等於該第一電壓時，該控制單元控制該切換單元，以將該第一電源輸出至該供電單元。
3. 如請求項1所述之電源供應裝置，其中該切換單元包括：一第一切換單元，耦接該供電單元，用以控制該第一電源是否輸出至該供電單元；以及一第二切換單元，耦接該供電單元，用以控制該第二電源是否輸出至該供電單元。
4. 如請求項1所述之電源供應裝置，更包括一蓄電單元，該蓄電單元耦接該供電單元，用以穩定該供電單元之電壓。
5. 如請求項1所述之電源供應裝置，其中該第一電源為交流電源，而該第二電源為直流電源。
6. 一種電源供應裝置之切換方法，包括：輸出一第一電源至一供電單元；判斷該第一電源之電壓是否小於一第一電壓；當判斷該第一電源之電壓小於該第一電壓時，停止輸出該第一電源至該供電單元；執行一放電程序；以及輸出一第二電源至該供電單元。
7. 如請求項6所述之電源供應裝置之切換方法，更包括：當判斷該第一電源之電壓大於或等於該第一電壓時，輸出該第一電源至該供電單元。
8. 如請求項7所述之電源供應裝置之切換方法，其中該放電程序之步驟包括：執行一放電，以降低該供電單元之電壓；判斷該供電單元之電壓是否小於一第二電壓；當判斷該供電單元之電壓小於該第二電壓時，停止執行該放電；以及當判斷該供電單元之電壓大於或等於該第二電壓時，輸出該第二電源至該供電單元。
9. 如請求項8所述之電源供應裝置之切換方法，其中輸出該第二電源至該供電單元之步驟之後更包括：判斷該第一電源之電壓是否大於一第三電壓；當該第一電源之電壓大於該第三電壓時，停止輸出該第二電源至該供電單元；以及當該第一電源之電壓小於或等於該第三電壓時，輸出該第二電源至該供電單元。
10. 如請求項9所述之電源供應裝置之切換方法，其中停止輸出該第二電源至該供電單元之步驟之後更包括：輸出該第一電源至該供電單元。