[发明专利]不断电电源供电模块

说明书

技术领域

本发明是关于一种不断电电源供电模块；特别是关于一种具有一辅助开关 元件的不断电电源供电模块。

背景技术

随着供电技术的进步，不断电电源供电模块(uninterruptible power supply) 已成为供电系统中不可或缺的一部份，其主要的特性在于，在一主要供电电源 (一般为一交流电压源)供电正常时，不断电电源供电模块是接收由主要供电 电源所提供的一交流电压，通过一控制臂桥模块调节后输出一交流电压以作为 提供至一负载的电压，但在主要供电电源发生断电或供电超过预定电压异常 时，不断电电源供电模块便通过本身的一切换元件，切换线路至本身的直流电 压源(如电池)，以将直流电压源所提供一直流电压通过控制臂桥模块调节后 输出一交流电压作为提供至负载的电压，通过此种电源切换的方式，保持负载 的供电来源的持续性，但现有不断电电源供电模块通常具有体积过大及重量过 重的问题。

为了解决上述问题，美国专利公告号第6104104号揭示一种不断电电源供 电模块，此不断电电源供电模块采用了新的控制方法，即用小电容代替了传统 用于不断电电源供电模块的电解电容储能环节。这种变化大大减少了电容的体 积和重量，提高了不断电电源供电模块的可靠性。

但上述不断电电源供电模块的切换元件皆为一毫秒级(milli second)机械 式切换元件，其有需要较长的切换时间，在完成由主要供电电源切换至电池动 作前，美国专利公告号第6104104号所提到的小电容，在切换过程中不能为负 载提供足够的能量，因此，在切换过程中，输出电压将不可避免存在着暂时中 断的情况，对负载的可靠运行带来了极大的危害，并且在用利用机械式切换元 件实现切换过程中，较大的电流可能会使切换失败，甚至在接触点处形成电弧， 烧坏不断电电源供电模块的切换元件。

综上所述，如何使不断电电源供电模块的切换过程可安全可靠的进行，进 而使不断电电源供电模块可持续提供品质稳定的电流至负载，即成为此领域的 产业亟需努力的目标。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种不断电电源供电模块，耦接至一交流电压 源，以接收一由该交流电压源所提供的输入交流电压，并提供一输出交流电压 至一负载，该不断电电源供电模块包含一直流电压源、一控制模块、一控制臂 桥模块、一电感元件、一切换元件及一开关元件。该直流电压源用以提供一直 流电压。该控制模块耦接至该交流电压源，用以侦测该输入交流电压的一电压 值，并相应于该电压值产生一控制信号。该电感元件耦接至该交流电压源及该 直流电压源，用以接收该直流电压与该输入交流电压其中之一。该控制臂桥模 块耦接至该电感元件及该负载，用以将该直流电压与该输入交流电压其中之一 调节为该输出交流电压传递至该负载。该切换元件耦接至该电感元件，该切换 元件包含一交流输入端及一直流输入端，该交流输入端耦接至该交流电压源， 该直流输入端耦接至该直流电压源，该切换元件用以相应于该控制信号，使该 电感元件连接至该交流输入端与该直流输入端其中之一，以通过该电感元件， 将该输入交流电压与该直流电压其中之一，通过该控制臂桥模块调节后，作为 该输出交流电压，提供至该负载。该开关元件耦接至该直流电压源与该控制臂 桥模块，用以在该切换元件使该电感元件连接至该直流输入端前，相应于该控 制信号导通，以将该直流电压通过该控制臂桥模块调节后，作为该输出交流电 压，提供至该负载，并在该切换元件使该电感元件连接至该直流输入端后关断， 即，使该切换元件不导通。

此外，开关元件还用以在该切换元件使该电感元件连接至该交流输入端 前，相应于该控制信号导通，以将该直流电压通过该控制臂桥模块调节后，作 为该输出交流电压，提供至该负载，并在该切换元件使该电感元件连接至该交 流输入端后关断。

本发明借助一开关元件，在不断电电源供电模块的切换元件切换于交流输 入端以及直流输入端的过程中，防止切换元件因交流电压与直流电压切换时的 电流突变，并经过控制臂桥模块处理产生输出交流电压连续地向负载提供高品 质电源，而且能够优化切换元件的开关状态。

交流输入端以及直流输入端的切换过程是一个零电流的开通过程，优化了 切换元件的电流应力，以延长该切换元件的使用寿命，以提高不断电电源供电 模块的可靠性。此外，控制臂桥模块包含一电容，本发明的不断电电源供电模 块还能维持电容的电压稳定，进而解决现有不断电电源供电模块的缺点。