不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其包括具有至少二相互并聯(lián)的開關(guān)組的一第一開關(guān)單元及至少一第二開關(guān)單元，這些開關(guān)組分別為二反向并聯(lián)的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件，這些第一開關(guān)單元一端分別連接所述旁路電源、另一端連接至負(fù)載端，所述第二開關(guān)單元為串聯(lián)的至少二開關(guān)組或串聯(lián)的至少二電磁開關(guān)，所述第二開關(guān)單元一端連接一不斷電系統(tǒng)主單元的輸出端、另一端連接至負(fù)載端。本發(fā)明以構(gòu)造單純的靜態(tài)切換開關(guān)電路提升單機(jī)式或多機(jī)式不斷電系統(tǒng)靜態(tài)切換開關(guān)的可靠度。
【專利說明】不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種不斷電系統(tǒng)用的靜態(tài)切換開關(guān)電路，尤其是指一種可提高既有不斷電系統(tǒng)靜態(tài)切換開關(guān)可靠度的電路。

【背景技術(shù)】
[0002]以往大家普遍都知道要裝設(shè)不斷電系統(tǒng)來保障供電質(zhì)量，現(xiàn)有不斷電系統(tǒng)I的基本架構(gòu)如圖1所示，包括一具有整流電路11、一儲(chǔ)能電路12、一換流電路13的主單元A及一電源切換裝置15，其中，所述整流電路11接受一外部交流電源14的電力并整流為直流電，所述儲(chǔ)能電路12連接整流電路11并接收整流后的電力儲(chǔ)存電能，所述換流電路13連接儲(chǔ)能電路12，用來將直流轉(zhuǎn)換成交流電源輸出，所述電源切換裝置15連接一作為另一供電來源的旁路電源16，而所述電源切換裝置15中具有多個(gè)手動(dòng)開關(guān)17，用以在維修不斷電系統(tǒng)時(shí)可切換至所述旁路電源16供電。
[0003]其中，所述電源切換裝置15包括靜態(tài)切換開關(guān)151及152，當(dāng)遇到不斷電系統(tǒng)的主單元A輸出側(cè)電路發(fā)生輕故障如換流電路13或?yàn)V波電路(圖未示出)的輸出電壓波形失真，或不斷電系統(tǒng)的主單元A輸出側(cè)電路發(fā)生接地短路故障、相間短路故障等重大故障，雖不斷電系統(tǒng)的監(jiān)控器都會(huì)自動(dòng)判別上述事故，并緊急采先投入靜態(tài)切換開關(guān)151后，再切離靜態(tài)切換開關(guān)152的方式來做緊急的轉(zhuǎn)供電，惟近數(shù)十年來仍時(shí)常聽聞所述靜態(tài)切換開關(guān)151、152容易失效的情況。
[0004]例如，當(dāng)不斷電系統(tǒng)遇上述事故時(shí)，監(jiān)控器應(yīng)先投入所述靜態(tài)切換開關(guān)151，使旁路電源16可馬上提供緊急支持電力給負(fù)載，然實(shí)際上卻常有遇見所述靜態(tài)切換開關(guān)151沒有順利投入，而造成負(fù)載停電或設(shè)備損壞的情況，或者，所述監(jiān)控器應(yīng)再馬上接續(xù)打開所述靜態(tài)切換開關(guān)152，但卻沒有切離，導(dǎo)致無法重新提供另一個(gè)健全的備用電源給負(fù)載繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0005]即使，用戶為了再進(jìn)一步提升供電可靠度，而再投入較高成本，將單機(jī)模式的不斷電系統(tǒng)增設(shè)為雙機(jī)或多機(jī)并聯(lián)供電，但仍存在上述靜態(tài)切換開關(guān)切換失效的情形，即同樣可能會(huì)再發(fā)生負(fù)載斷電或設(shè)備損壞的狀況。
[0006]因此，如何提高不斷電系統(tǒng)靜態(tài)切換開關(guān)的可靠度，是一亟需解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的在于提供一種不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，提高不斷電系統(tǒng)靜態(tài)切換開關(guān)可靠度。
[0008]為實(shí)現(xiàn)前述目的，本發(fā)明提出一種不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，包括:
[0009]具有至少二相互并聯(lián)的開關(guān)組的一第一開關(guān)單元及至少一第二開關(guān)單元，所述第一開關(guān)單元一端分別連接至一旁路電源、另一端連接至負(fù)載端，這些開關(guān)組分別為二反向并聯(lián)的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件，所述第二開關(guān)單元一端連接一不斷電系統(tǒng)主單元的輸出端、另一端連接至負(fù)載端，所述第二開關(guān)單元為串聯(lián)的至少二開關(guān)組，所述開關(guān)組分別為二反向并聯(lián)的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件。
[0010]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其中，更包括至少一電磁開關(guān)與所述第二開關(guān)單元并聯(lián)。
[0011]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其中，所述第一開關(guān)單元及負(fù)載端之間更串聯(lián)至少一電磁開關(guān)。
[0012]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其中，更包括至少一電磁開關(guān)與所述第二開關(guān)單元并聯(lián)，所述第一開關(guān)單元及負(fù)載端之間更串聯(lián)至少一電磁開關(guān)。
[0013]此外，本發(fā)明還提供一種不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，包括:具有至少二相互并聯(lián)的開關(guān)組的一第一開關(guān)單元，這些開關(guān)組分別為二反向并聯(lián)的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件，所述第一開關(guān)單元一端分別連接至一旁路電源、另一端連接至負(fù)載端；至少一第二開關(guān)單元，所述第二開關(guān)單元一端連接一不斷電系統(tǒng)主單元的輸出端、另一端連接至負(fù)載端，所述第二開關(guān)單元為串聯(lián)的至少二電磁開關(guān)。
[0014]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其中，更包括至少一電磁開關(guān)與所述第二開關(guān)單元并聯(lián)。
[0015]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其中，所述第一開關(guān)單元及負(fù)載端之間更串聯(lián)至少一電磁開關(guān)。
[0016]進(jìn)一步地，本發(fā)明所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其中，更包括至少一電磁開關(guān)與所述第二開關(guān)單元并聯(lián)，所述第一開關(guān)單元及負(fù)載端之間更串聯(lián)至少一電磁開關(guān)。
[0017]本發(fā)明特點(diǎn)在于:
[0018]1.提升不斷電系統(tǒng)靜態(tài)切換開關(guān)電路的可靠度。
[0019]2.電路構(gòu)造單純。
[0020]3.可應(yīng)用于單組或多組或既有的不斷電系統(tǒng)。
[0021 ] 4.可依照需求設(shè)置半導(dǎo)體開關(guān)元件或電磁開關(guān)，投資成本低。
[0022]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為現(xiàn)有不斷電系統(tǒng)供電架構(gòu)圖。
[0024]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例電路圖。
[0025]圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例電路圖。
[0026]圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例電路圖。
[0027]圖5為本發(fā)明第四實(shí)施例電路圖(一)。
[0028]圖6為本發(fā)明第四實(shí)施例電路圖(二)。
[0029]圖7為本發(fā)明第五實(shí)施例電路圖。
[0030]圖8為本發(fā)明第六實(shí)施例電路圖。
[0031]其中，附圖標(biāo)記:
[0032]A主單元
[0033]I不斷電系統(tǒng)11整流電路
[0034]12儲(chǔ)能電路13換流電路
[0035]14外部交流電源15電源切換裝置
[0036]151、152靜態(tài)切換開關(guān)16旁路電源
[0037]17手動(dòng)開關(guān)
[0038]2不斷電系統(tǒng)主單元3旁路電源
[0039]4靜態(tài)切換開關(guān)電路40第一開關(guān)單元
[0040]41開關(guān)組411反向并聯(lián)的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件
[0041]412、422、423電磁開關(guān)42第二開關(guān)單元
[0042]421保險(xiǎn)絲5負(fù)載端
[0043]65電源切換裝置651、652靜態(tài)切換開關(guān)
[0044]71手動(dòng)開關(guān)
[0045]TRl第一隔離變壓器TR2第二隔離變壓器
[0046]B不斷電系統(tǒng)C不斷電系統(tǒng)
[0047]Cl主單元C2~C3主單元

【具體實(shí)施方式】
[0048]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明以限制。
[0049]需先敘明的是，本實(shí)施方式中將敘及的不斷電系統(tǒng)，可為離線式不斷電系統(tǒng)或在線式不斷電系統(tǒng)，并不加以限制，皆可適于本發(fā)明的靜態(tài)切換開關(guān)電路，以下的實(shí)施例以在線式不斷電系統(tǒng)為例說明，并且，為方便本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀，附圖中標(biāo)記的“Vout”、“Μ.C.”、“N.0.”、“N.C.” 分別代表“電壓輸出(Voltage 0ut)，，、“ 電磁開關(guān)(MagneticContactor)”、“常開(Normally Open)”、“常閉(Normally Closed)”,也先在此敘明。
[0050] 請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，以其設(shè)于單機(jī)式的在線式不斷電系統(tǒng)為第一實(shí)施例，其中，所述在線式不斷電系統(tǒng)包括一不斷電系統(tǒng)主單元2、一旁路電源3，而一靜態(tài)切換開關(guān)電路4分別與所述不斷電系統(tǒng)的主單元2及旁路電源3連接，其中，所述不斷電系統(tǒng)主單元2包括自其輸入端依序連接至其輸出端的一整流電路、一儲(chǔ)能電路、以及一換流電路以及一濾波電路(圖未示出)，所述整流電路、儲(chǔ)能電路、換流電路及濾波電路的功能分別為AC (交流電)轉(zhuǎn)DC (直流電)、電池組儲(chǔ)能、DC (直流電)轉(zhuǎn)AC(交流電)、濾除所述換流電路輸出電壓的諧波，此皆為不斷電系統(tǒng)普遍的基本架構(gòu)，在此不再贅述；所述旁路電源3為當(dāng)不斷電系統(tǒng)故障時(shí)作為備援用的電源。
[0051]承上段，當(dāng)需要切換為旁路電源3作備援時(shí),為采先投后切(make beforebreak)的方式，即，需在負(fù)載端5可容許的短暫斷電時(shí)間內(nèi)，快速地將旁路電源3投入負(fù)載端5使負(fù)載端5持續(xù)運(yùn)作，而因?yàn)橄忍焐喜粩嚯娤到y(tǒng)主單元2本身的換流電路無法提供大電流讓線路的保護(hù)裝置，如無熔絲開關(guān)或熔絲，進(jìn)行動(dòng)作將故障清除，故需通過旁路電源3投入，由旁路電源3協(xié)助清除故障。
[0052]因此，本發(fā)明的靜態(tài)切換開關(guān)電路4，是包括具有二相互并聯(lián)的開關(guān)組41的一第一開關(guān)單元40，這些開關(guān)組41分別為二反向并聯(lián)的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件411，這些第一開關(guān)單元40 —端分別連接所述旁路電源3、另一端連接至負(fù)載端5，所述第一開關(guān)單元40用以切換旁路電源3投入負(fù)載端5，而設(shè)置二開關(guān)組41，是避免僅設(shè)置單一組靜態(tài)切換開關(guān)而發(fā)生旁路電源3無法投入的狀況，又，所述靜態(tài)切換開關(guān)電路4更包括一第二開關(guān)單元42，所述第二開關(guān)單元42為串聯(lián)一保險(xiǎn)絲421的至少二相互串聯(lián)的開關(guān)組41，這些開關(guān)組41分別為二反向并聯(lián)的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件411，所述第二開關(guān)單元42 —端連接所述不斷電系統(tǒng)主單元2輸出端、另一端連接至負(fù)載端5，所述第二開關(guān)單元42用以將不斷電系統(tǒng)主單元2回路隔離。
[0053]在第一實(shí)施例中，為了在故障時(shí)達(dá)到迅速且順利地投入旁路電源3的動(dòng)作，故采用如閘流體(SCR)型式的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件，但在對(duì)不斷電系統(tǒng)主單元2端切斷的速度相對(duì)于投入的速度，則不需那么快，故如圖3所示的第二實(shí)施例，所述第二開關(guān)單元42可改以串聯(lián)一保險(xiǎn)絲421的至少二相互串聯(lián)的電磁開關(guān)422來實(shí)施，一方面，可同樣完成故障清除的動(dòng)作，并降低整體電路的成本，另一方面，因電磁開關(guān)422元件有壓降小的特性，更可提升不斷電系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。
[0054]請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，本發(fā)明不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，以雙機(jī)式(亦可為多機(jī)式)的在線式不斷電系統(tǒng)為第三實(shí)施例，而第三實(shí)施例的動(dòng)作方式與前述實(shí)施例皆相同，以下僅對(duì)其結(jié)構(gòu)說明；
[0055]第三實(shí)施例中，包括二不斷電系統(tǒng)主單元2、一旁路電源3以及一靜態(tài)切換開關(guān)電路4，在本實(shí)施例中，這些不斷電系統(tǒng)主單元2是共享一個(gè)旁路電源3，靜態(tài)切換開關(guān)電路4中的第二開關(guān)單元42是對(duì)應(yīng)不斷電系統(tǒng)主單元2的數(shù)量設(shè)置為兩組，并以較低成本的電磁開關(guān)422實(shí)施。
[0056]此外，平時(shí)由在線式的不斷電系統(tǒng)主單元2供電，當(dāng)發(fā)生故障狀況時(shí)，則由如第一、第二實(shí)施例所述狀況處理，但當(dāng)要從旁路電源3切換回由不斷電系統(tǒng)主單元2供電時(shí)，為避免這些電磁開關(guān)422因以串聯(lián)連接發(fā)生故障而失效，故如圖5及圖6所示，為本發(fā)明的靜態(tài)切換開關(guān)電路4的第四實(shí)施例，本發(fā)明更包括至少一設(shè)為常開(Normally Open)狀態(tài)的電磁開關(guān)423與所述第二開關(guān)單元42并聯(lián)，當(dāng)這些電磁開關(guān)422的其一故障而無法投入時(shí)，可緊急再投入(導(dǎo)通)所述電磁開關(guān)423，以順利恢復(fù)由不斷電系統(tǒng)主單元2正常供電；
[0057]同理，為避免所述第一開關(guān)單元40無法正常關(guān)閉(開路)，導(dǎo)致旁路電源3與不斷電系統(tǒng)主單元2并聯(lián)過久而造成不斷電系統(tǒng)主單元2的損壞，所述第一開關(guān)單元40及負(fù)載端5之間更串聯(lián)至少一設(shè)為常閉(Normally Closed)的電磁開關(guān)412，當(dāng)這些開關(guān)組41的其一異常而無法完全切離時(shí)，則可緊急關(guān)閉所述電磁開關(guān)412而斷開旁路電源3對(duì)負(fù)載端5的供電，以確保不斷電系統(tǒng)主單元2的供電安全。
[0058]本發(fā)明的第五實(shí)施例，簡言之，為將第四實(shí)施例實(shí)施在既有如圖1的單機(jī)式不斷電系統(tǒng)上，請(qǐng)參照?qǐng)D7，所述第二開關(guān)單元42的一端通過一第一隔離變壓器TRl連接至既有不斷電系統(tǒng)B的輸出端、另一端連接至負(fù)載端5，而所述第一開關(guān)單元40的一端通過一第二隔離變壓器TR2連接至旁路電源3、另一端連接至負(fù)載端5而與既有不斷電系統(tǒng)B并接，此夕卜，又另可有多個(gè)手動(dòng)開關(guān)71分別設(shè)于不同回路上，以供維修用；
[0059]當(dāng)既有不斷電系統(tǒng)B內(nèi)發(fā)生故障，或電源切換裝置65中的靜態(tài)切換開關(guān)651、652切換失敗，而導(dǎo)致既有不斷電系統(tǒng)B的輸出端停電時(shí)，可借由本發(fā)明在不更動(dòng)原有電源切換裝置65，以在外部另外并接一靜態(tài)開關(guān)電路4的方式，而達(dá)到提升既有不斷電系統(tǒng)的供電可靠度。
[0060]本發(fā)明的第六實(shí)施例，為將第五實(shí)施例的不斷電系統(tǒng)B改良，如圖8的示意圖所示，即，可在一既有的多機(jī)并聯(lián)式不斷電系統(tǒng)C的輸出端并接靜態(tài)開關(guān)電路4，其中，所述不斷電系統(tǒng)C的主單元Cl并聯(lián)多組與主單元Cl結(jié)構(gòu)相同的主單元C2?C3 (本實(shí)施例亦得以不設(shè)置第一隔離變壓器TRl及第二隔離變壓器TR2的方式實(shí)施);借由所述靜態(tài)開關(guān)電路4，避免既有多機(jī)并聯(lián)式的不斷電系統(tǒng)C內(nèi)發(fā)生任何故障而導(dǎo)致其輸出端停電，提升既有不斷電系統(tǒng)的供電可靠度。
[0061]綜上所述，本發(fā)明借由靜態(tài)切換開關(guān)電路中由可控半導(dǎo)體開關(guān)元件或電磁開關(guān)組成的第一開關(guān)單元以及第二開關(guān)單元，來提升不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)的可靠度，而本發(fā)明的靜態(tài)切換開關(guān)電路亦可使用在既有的不斷電系統(tǒng)上，提升既有不斷電系統(tǒng)的可靠度。
[0062]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其特征在于，包括 具有至少二相互并聯(lián)的開關(guān)組的一第一開關(guān)單元，所述開關(guān)組分別為二反向并聯(lián)的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件，所述第一開關(guān)單元一端分別連接至一旁路電源、另一端連接至負(fù)載端；以及 至少一第二開關(guān)單元，所述第二開關(guān)單元為串聯(lián)的至少二所述開關(guān)組，所述開關(guān)組分別為二反向并聯(lián)的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件，所述第二開關(guān)單元一端連接一不斷電系統(tǒng)主單元的輸出端、另一端連接至負(fù)載端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其特征在于，更包括至少一電磁開關(guān)與所述第二開關(guān)單元并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其特征在于，所述第一開關(guān)單元及負(fù)載端之間更串聯(lián)至少一電磁開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其特征在于，更包括至少一電磁開關(guān)與所述第二開關(guān)單元并聯(lián)，所述第一開關(guān)單元及負(fù)載端之間更串聯(lián)至少一電磁開關(guān)。
5.一種不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其特征在于，包括 具有至少二相互并聯(lián)的開關(guān)組的一第一開關(guān)單元，所述開關(guān)組分別為二反向并聯(lián)的可控半導(dǎo)體開關(guān)元件，所述第一開關(guān)單元一端分別連接至一旁路電源、另一端連接至負(fù)載端；以及 至少一第二開關(guān)單元，所述第二開關(guān)單元一端連接一不斷電系統(tǒng)主單元的輸出端、另一端連接至負(fù)載端，所述第二開關(guān)單元為串聯(lián)的至少二電磁開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其特征在于，更包括至少一電磁開關(guān)與所述第二開關(guān)單元并聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其特征在于，所述第一開關(guān)單元及負(fù)載端之間更串聯(lián)至少一電磁開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不斷電系統(tǒng)用靜態(tài)切換開關(guān)電路，其特征在于，更包括至少一電磁開關(guān)與所述第二開關(guān)單元并聯(lián)，所述第一開關(guān)單元及負(fù)載端之間更串聯(lián)至少一電磁開關(guān)。
【文檔編號(hào)】H02J9/04GK104079059SQ201410024205
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月26日
【發(fā)明者】謝旻璟 申請(qǐng)人:謝旻璟