不断电电源供应装置及方法 本发明是关于一种电源供应装置及方法，尤指一种不断电电源供应装置及方法。
请参见图1，它为传统不断电电源供应系统的拓朴架构示意图，其中，自图1中我们可观察得知传统作法如欲使一负载装置5不致受到来自一电源信号输入端L所输入供给电源的中断或不稳的影响，需将一信号整流装置(Converter)1、一信号转流装置(Inverter)2、一直流电准位转换装置3以及一备用电源装置4电连接成如图1所示的拓朴架构(其中，标示N为一电源信号接地端)。
又，另一种传统不断电电源供应系统的拓朴架构则如图2所示，请参见图2，图中一信号整流装置1自一电源信号输入端L处输入电源以进行整流动作，其中，该信号整流装置1可包括一整流电路11以及一功率因数校正(PFC)电路12；至于一备用电源装置2则仍如图1中该备用电源装置4所示自该电源信号输入端L处输入该电源以进行充电，然而，图2中该备用电源装置2的输出端21，则改为电连接至该PFC电路12中，当然，关于该PFC电路12的控制动作由一PFC控制电路3来完成；而该PFC电路12的输出信号，则送至一直流电准位转换装置4处，以将该输出信号转换为具电气隔离的同电准位的直流信号输出，其后，并藉由一信号转换装置5将该直流信号转换为交流信号输出，提供一负载装置6稳定且不断电的电源信号。
当然，为进一步说明图2中方块内部的典型电路架构，请参见图2，其为图2中所示该整流电路11、该PFC电路12以及该直流电准位转换装置4的常见典型电路架构，其动作原理应为习知本技术之人士所能轻易得知，在此即不再予以赘述。
综前论述，传统不断电电源供应装置不论为图1或图2所示的拓朴结构，其将皆存在如下所述的缺点：
1.由于传统不断电电源供应系统中具有一电气隔离的直流电准位转换装置，因此整个不断电电源供应系统将占据较大尺寸及重量；
2.再则，传统作法由于电源电力自输入端到负载装置间，皆须经过：交流信号转换为直流信号(AC/DC)、具隔离的直流信号转换为直流信号(DC/DC)以及直流信号转换为交流信号(DC/AC)等连续转换的阶段，因此全面性的转换效率将因转换过于频繁而大为降低；
3.又，传统不断电电源供应系统显然较为复杂，故使用的成本显然偏高且将因而降低系统运作时的可靠度。
为改善上述传统作法的缺点，经发明人潜心研究，遂发展出一种具高稳定度、高效率且具较低成本、较小体积的不断电电源供应装置及方法。
本发明的主要目的在于提供一种具高电力转换效率地不断电电源供应装置及方法。
本发明的另一目的，在于提供一种具高稳定度的不断电电源供应装置及方法。
本发明的次一目的，在于提供一种结构简单且低成本的不断电电源供应装置。
本发明的又一目的，在于减少不断电电源供应装置的体积及重量。
本发明关于一种不断电电源供应装置，其是用以提供一负载装置稳定且不受自外部所输入的电源输入信号存在与否影响的电源供应信号，其中，该不断电电源供应装置可包括将电源输入信号转为直流信号输出的信号整流装置(Converter)、将输入直流信号转为交流信号以供电连接于其后的该负截装置使用的信号转换装置(Invert-er)以及提供该负载装置使用的一备用电源装置；其特征在于该不断电电源供应装置还可包括：一开关控制装置，其根据应该电源输入信号，以产生第一及第二开关控制信号输出；一第一及第二充/放电装置，皆电连接于该信号整流装置以及该备用电源装置，该第一及第二充/放电装置可利用经整流后的电源输入信号及该备用电源装置所输出的一备用电源信号，以进行一充/放电动作；一第一及第二电位供应装置分别电连接于该第一及第二充/放电装置，该第一及第二电位供应装置皆电连接于该信号转换装置且该第二电位供应装置电连接于该第一电位供应装置，该第一及第二电位供应装置用以接收因该放电动作而自该第一或第二充/放电装置所释放出的充电能量，以使该第一或第二电位供应装置皆能随时保持于一固定电准位，并予以输出至该信号转换装置，以供该负载装置使用；以及一第一及第二开关，电连接于该开关控制装置且该第一开关电连接于该第一充/放电装置与该第一电位供应装置，而该第二开关电连接于该第一开关、该第二充/放电装置与该第二电位供应装置，该第一及第二开关用以分别根据该第一及第二开关控制信号，以供作为该第一及第二充/放电装置于进行该充/放电动作时的充/放电路径之用。
当然，其中一电源输入接地信号电连接于该第一及第二开关、该第一及第二电位供应装置、该信号转换装置以及该开关控制装置；且其中该信号整流装置可包括以串接方式电连接于一体的一第一及第二整流二极管。
当然，其中该信号整流装置还可包括一输入电源控制开关，以供该电源输入信号经由该输入电源控制开关而输入至该第一及第二整流二极管间相互电连接处。
当然，其中该备用电源装置还包括一蓄电池。
当然，其中该备用电源装置还包括一备用电源充电装置，其可利用该电源输入信号，以使该蓄电池的电位保持于固定电准位；又，其中该备用电源装置还可包括一备用电源控制开关，且该备用电源装置电连接于该开关控制装置，该备用电源控制开关可决定该备用电源装置是否取代该电源输入信号，以成为该负载装置的电源供应来源。
当然，其中该备用电源装置还可包括一二极管，可用以保护该备用电源控制开关及该蓄电池。
当然，其中该开关控制装置可包括：一电源检测装置，其用以检测该电源输入信号，以产生输出一电源存在反应信号；一相位锁定装置，其可应该电源输入信号，以于该电源信号处于有信号输入状态时，产生与该电源输入信号具同相位的相位锁定信号，且该相位锁定装置于该电源输入信号处于无信号输入状态时，该所输出的相位锁定信号仍能继续保有原相位；以及开关控制信号产生装置，电连接于该电源检测装置以及该相位锁定装置，该开关控制信号产生装置可应该电源存在反应信号与该相位锁定信号，以产生该第一及第二开关控制信号输出，以控制该第一及第二开关。
当然，其中该电源存在反应信号可作为一第三开关控制信号使用，藉以于该电源输入信号处于有信号输入状态时，控制该输入电源控制开关及该备用电源控制开关分别处于开启及关闭状态，且于该电源输入信号处于无信号输入状态时，控制该输入电源控制开关及该备用电源控制开关分别处于开闭及开启状态。
当然，其中该相位锁定装置可为一锁相环路装置。
当然，其中该开关控制信号产生装置可包括：一全波整流电路，其用以将为交流信号的该电源输入信号转换成直流信号输出；一差动放大电路，其用以应该蓄电池两端电位信号而产生一低准位的直流信号输出；一回授补偿电路，其用以应该第一及第二电位供应装置两端的电位信号，以输出一具较低滤波的电位信号；一电流感应装置，其用以应该第一及第二开关的输出信号，以产生一电流感应信号输出；一功率因数校正集成电路，电连接于该全波整流电路、该差动放大电路、该回授补偿电路以及该电流感应电路，以产生输出功率因数校正信号；以及一光耦合驱动信号输出装置，其电连接于该功率因数校正集成电路，该光耦合驱动信号输出装置应该功率因数校正信号，以产生输出该第一及第二开关控制信号输出。
当然，其中该光耦合驱动信号输出装置至少包括两组光耦合驱动器。
当然，其中该第一及第二充/放电装置可皆包括一电感器。
当然，其中该第一及第二电位供应装置可皆包括一电容器。
当然，其中该第一及第二电位供应装置还皆可包括一二极管，用以保护该电容器。
当然，其中该第一及第二开关可皆包括一晶体管开关。
当然，其中该第一及第二开关分别应该第一及第二开关控制信号而处于第一或第二开关状态。
当然，其中该第一及第二开关状态分别为开启及关闭状态。
当然，其中该第一及第二开关皆还可包括一电流感应装置，该电流感应装置可将流经该晶体管开关的电流量变化，反应至其二次侧电路，以使该二次侧电路输出该电流感应信号供该功率因数校正集成电路使用。
关于本发明的一种不断电电源供应方法，其可应用于提供一负载装置稳定且不受自外部所输入的一电源输入信号存在与否影响的不断电电源供应装置，该不断电电源供应装置包括一开关控制装置以及一第一及第二电位供应装置，其中，该开关控制装置可应该电源输入信号而产生相位锁定信号与第一及第二开关控制信号输出，该方法包括下列步骤：a)于该电源输入信号处于有信号输入状态且该相位锁定信号处于第一工作状态时，该第一开关控制信号处于一第一及第二控制状态相互交替周期性变化，且该第二开关控制信号可处于该第一或第二控制状态其中之一，以使该第一电位供应装置提供稳定电源供该负载装置使用；b)于该电源输入信号处于有信号输入状态且该相位锁定信号处于第二工作状态时，该第一开关控制信号可处于该第一或第二控制状态其中之一，且该第二开关控制信号处于该第一及第二控制状态相互交替周期性变化，以使该第二电位供应装置提供一稳定电源供该负载装置使用；c)于该电源输入信号处于无信号输入状态且该相位锁定信号处于第一工作状态时，该第一开关控制信号处于该第一或第二控制状态相互交替周期性变化，且该第二开关控制信号处于该第一控制状态，以使该第一电位供应装置持续提供一稳定电源供该负载装置使用，以及d)于该电源输入信号处于无信号输入状态且该相位锁定信号处于该第二工作状态时，该第一开关控制信号处于该第一控制状态，且该第二开关控制信号处于该第一及第二控制状态相互交替周期性变化，以使该第二电位供应装置持续提供一稳定电源供该负载装置使用。
当然，其中该不断电电源供应装置还可包括：一信号整流装置，其用以将该电源输入信号整流为直流信号输出；一信号转流装置，其用将所输入的直流信号转换为交流信号输出，以供该负载装置使用；一备用电源装置，其用以输出一备用电源信号，供该负载装置使和；一第一及第二充/放电装置，其利用该电源输入信号与该备用电源信号，以进行充/放电动作；以及一第一及第二开关，其用以分别应该第一及第二开关控制信号，以供作为该第一及第二充/放电装置于进行该充/放电动作时的充/放电路径之用。
当然，其中于进行该步骤(a)之前还可包括步骤：a1)检测该电源输入信号，以于该电源输入信号处于有信号输入状态时，该开关控制装置即使该备用电源装置处于断供备用电源状态，且于该电源输入信号处于无信号输入状态时，使该备用电源装置处于供应备用电源状态。
当然，其中该第一开关可应该第一开关控制信号处于该第一及第二控制状态，而分别处于第一及第二开关状态，且该第二开关可应该第二开关控制信号处于该第一及第二控制状态，而分别处于该第一及第二开关状态。
当然，其中该第一及第二开关状态分别为开启及关闭状态。
当然，其中于该步骤(a)中该第一开关处于该开启状态时，该第一充/放电装置输入经整流后的该电源输入信号以进行该充电动作，且该第一开关处于该开闭状态时，该第一充/放电装置进行该放电动作，以将自该电源输入信号处所充得的充电能量提供予该第一电位供应装置，使该第一电位供应装置保持于固定电准位，供应该负载装置使用。
当然，其中于该步骤(b)中该第二开关处于开启状态时，该第二充/放电装置输入经整流后的该电源输入信号以进行该充电动作，且该第二开关为处于该关闭状态时，该第二充/放电装置进行该放电动作，以将自该电源输入信号处所充得的充电能量提供予该第二电位供应装置，使该第二电位供应装置保持于一固定电准位，供应该负载装置使用。
当然，其中于该步骤(c)中该第一及第二开关皆处于该开启状态时，该第一及第二充/放电装置输入该备用电源信号以进行该充电动作，且该第一开关为处于该关闭状态而该第二开关仍处于该开启状态时，该第一及第二充/放电装置进行该放电动作，以将自该备用电源信号处所充得的充电能量提供予该第一电位供应装置，使该第一电位供应装置可持续保持于固定电准位，供应该负载装置使用。
当然，其中于该步骤(d)中该第一及第二开关皆处于该开启状态时，该第一及第二充/放电装置输入该备用电源信号以进行该充电动作，且该第二开关处于该关闭状态而该第一开关仍处于该开启状态时，该第一及第二充/放电装置进行该放电动作，以将自该备用电源装置处所充得的充电能量提供予该第二电位供应装置，使该第二电位供应装置可持续保持于一固定电准位，供应该负载装置使用。
当然，其中该第一及第二工作状态可分别为高电准位状态及低电准位状态；或该第一及第二工作状态可分别为低电准位状态及高电准位状态。
当然，其中该第一及第二控制状态可分别为高电准位状态及低电准位状态；或该第一及第二控制状态系可分别为低电准位状态及高电准位状态。
本发明藉由下列附图及详细说明，得一更深入了解。
图1为传统不断电电源供应系统的拓朴架构示意图。
图2为另一种传统不断电电源供应系统的拓朴架构示意图。
图3为图2中部分方块的典型内部电路示例图。
图4为本发明之一较佳实施例的拓朴架构示意图。
图5为本发明之一较佳实施例装置的实际电路示例图。
图6为本发明之较佳实施例装置中该开关控制信号产生装置的内部电路示例图。
图7(a)、(b)为本发明之一较佳实施例方法中该相位锁定信号与该第一及第二开关控制信号间的信号关系示意图。
图8(a)—(d)为本发明之较佳实施例装置中配合图7所示信号间关系的电路实际动作示意图。
请参阅图4，其为本发明之一较佳实施例的拓朴架构示意图，其中，通过电源信号输入端L及电源信号接地端N将自该电源信号输入端L所输入的电源输入信号送至电源整流处理装置1处，而后，直接经由信号转换装置3即可传送至负载装置4中，同时，备用电源装置2亦仅须通过该信号整流装置1以及该信号转换装置3，即可于该电源输入信号断供时作为该负载装置4的备用电源使用，如此一来，本发明的架构显较诸图1、2所示者更为简单，同时电力转换效率亦将因减少转换层次而大为提高。
请参阅图5，其为本发明之一较佳实施例装置的实际电路示例图，于图5中包括：一电源整流处理装置1、一备用电源装置2、一信号转换装置3以及一负载装置4；其中，该电源整流处理装置1可包括：一信号整流装置11、一开关控制装置12一第一及第二充/放电装置13，14、一第一及第二电位供应装置15，16以及一第一及第二开关17，18；而该信号整流装置11可包括一第一及第二整流二极管D1，D2以及一输入电源控制开关S3。
当然，该第一及第二充/放电装置13，14则皆分别包括一电感器L1及L2；而该第一及第二电位供应装置15，16则皆分别包括使充电电源单向导通的二极管D4，D5与储存电荷以供该负载装置4使用的电容器C1，C2；至于该第一及第二开关17，18则分别具有晶体管开关S1，S2以及感测电流大小的第一级电流感应装置CT1，CT2。
又，该开关控制装置12可包括：产生电源存在感应信号的电源信号检装置121、产生相位锁定信号的相位锁定装置122以及该开关控制信号产生装置123；其中，该相位锁定装置122可为一锁相回路(PLL)；又，该开关控制信号产生装置123可包括一输入该第一及第二电位供应装置电准位信号的电位感应信号输入端B+，B-、第一及第二开关控制信号输出端S11，S21，一电流感应信号输入端CT11，CT12，CT21及CT22、输入该电源存在感应信号的第一及第二电源存在感应信号输入端F，G、一电源信号输入端Lc、一电源信号接地端Nc、一备用电源电位感应端U1，U2以及输入该相位锁定信号的第一及第二相位锁定信号输入端A，B；其中，该第二电源存在感应信号输入端G将所输入的该电源存在感应信号予以经反相处理，且该第二相位锁定信号输入端B亦将所输入的该相位锁定信号予以经反相处理。
至于该备用电源装置2可包括一蓄电池Vb、一备用电源控制开关S4、一电源充电装置21以及保护该蓄电池Vb、该备用电源控制开关S4与该电源充电装置21的二极管D3。
当然，于图5中，该电源检测装置121、该相位锁定装置122、该电源充电装置21以及该信号转换装置3应皆为习知本技术之人士所应熟知的技术，为减少说明书篇幅，在此即不再予以赘述。
当然，其中该开关控制信号产生装置123的内部电路，可请配合参阅图6所示，于图6中，该开关控制信号产生装置123包括：一用于将为交流信号的该电源输入信号转为直流信号的全波整流电路1231、一应自该备用电源电位感应端U1，U2所输入信号的差动放大电路1232、一应自该电位感应信号端B+，B-所输入的信号以进行稳定该电位感应信号端B+、B-电位的回授补偿电路1233、一应该电流感应信号输入端CT11，CT12，CT21及CT22的二次侧电流感应装置1234、一功率因数校正(PFC)集成电路1235以及一光耦合驱动信号输出装置1236；其中，该光耦合驱信号输出装置1236应该功率因数校正集成电路1235的输出信号及该相位锁定信号，并搭配逻辑控制电路12361，以产生第一及第二开关控制信号输出，其中，标示OPT1及OPT2者共为两组光耦合驱动器；至于图6中所示该全波整流电路1231、该差动放大电路1232、该回授补偿电路1233以及该二次侧电流感应装置1234与该PFC IC间的细部信号传递动作，应为习知本技术之人士所熟知的技术，在此亦不再予以赘述。
至于图6中标示S11、S21、F、G、Lc、Nc、A以及B者，分别意指图5中的该第一及第二开关信号输出端S11，S21、该第一及第二电源存在感应信号输入端F，G、该电源信号输入端Lc、该电源信号接地端Nc与该第一及第二相位锁定信号输入端A，B。
当然，关于图5中所示的工作原理，则为如下所述：
(A)于该电源输入信号处于有信号输入状态时：
该相位锁定装置122所输出的该相位锁定信号将应该电源输入信号的相位，并予以送至该开关控制信号产生装置123中以供产生该第一及第二开关控制信号之用；又，利用该电源检测装置121所输出的电源存在感应信号以使该输入电源控制开关S3处于开启状态，并且使该备用电源控制开关S4处于关闭状态；再则，供应该负载装置4使用的电容器C1，C2因须时常保持于固定电准位，故通过进行充/放电动作的该电感器L1，L2，并配合自该第一及第二开关控制信号输出端S11，S12所输出的该第一及第二开关控制信号，予以驱动该晶体管开关S1，S2，以使该电感器L1或L2自处于有信号输入状态的该电源输入信号处充得电源能量，并且，将所充得的电源能量输出至该电容器C1及C2中，如此即可将该电源输入信号提供予该负载装置4使用；
(B)于该电源输入信号处于无信号输入状态时：
该相位锁定装置122所输出的该相位锁定信号仍将保有该电源输入信号处于有信号输入状态时的原相位，并予以送至该开关控制信号产生装置123中以供继续产生同步的该第一及第二开关控制信号，而此时，该电源存在感应信号将使该输入电源控制开关S3处于该关闭状态，且使该备用电源控制开关S4处于该开启状态，如此，则该电感器L1及L2将可配合该晶体管开关S1，S2的开启及关闭动作而改自该蓄电池Vb处进行充电，且将所充得的电源能量输出至该电容器C1及C2中，以持续提供该负载装置4稳定的供应电源。
现将该相位锁定信号与该第一及第二开关控制信号间相互关系予以陈述于图7(a)、(b)中，图中标示PLL者即为该相位锁定信号，而标示SW1及SW2者分别为该第一及第二开关控制信号；其中，图7(a)所示，为该电源输入信号处于有信号输入状态时，该相位锁定信号与该第一及第二开关控制信号间的信号关系图，其中SW1或SW2其中任一处于高、低电准位交互变换时，另一可为固定高电准位(如case1所示)或固定低电准位(如case2所示)；又图7(b)则为该电源输入信号处于无信号输入状态时，该相位锁定信号与该第一及第二开关控制信号间的信号关系图；当然，图7(a)、(b)此信号关系图为本发明之一较佳实施方法，其详细步骤则请参阅前述发明说明的较佳实施方法的说明，相信如此应可更进一步揭露本发明的发明精神。
当然，图7(a)、(b)所示的信号关系，其如何使图5所示电路中的该电容器C1及C2，能于该电源输入信号不论处于有信号输入或无信号输入状态皆能保持于一固定电准位的实际电路工作情形，则请参阅图8(a)—(d)所示，并配合参阅图5及图7(a)、(b)，如此将可更为明了。
于图8(a)所示，其为该相位锁定信号处于高电准位状态，且该输入电源控制开关S3处于开启状态而该备用电源控制开关S4处于关闭状态时，该第一及第二开关S1，S2的动作情形：
由于此时该第二开关S2因该整流二极管D2的关系，不论其为该开启或该关闭状态，皆不致对电容器C1或C2有所影响，故仅该第一开关S1有所动作；其中，当该第一开关S1应该第一开关控制信号SW1处于高电准位状态时，该第一开关S1即为该开启状态且该电感器L1即进行充电，并于该第一开关S1应该第一开关控制信号SW1处于一低电准位状态时，该第一开关S1即处于该关闭状态；当然，此时该电感器L1即将先前所充得的电源能量输出至该电容器C1中；由于，此刻第一开关控制信号SW1系处于高、低电准位交互变换(如图7(a)中标示A处所示)，故将因而促使该第一开关S1亦于该开启及该关闭状态间交互变换，如此该电容器C1的电准位，便能始终保持于固定电准位。
又于图8(b)中所示，其为该相位锁定信号处于低电准位状态，且该输入电源控制开关S3处于该开启状态而该备用电源控制开关S4处于该关闭状态时，该第一及第二开关S1，S2的动作情形：
由于此时该第一开关S1因该整流二极管D1的关系，不论其为该开启及该关闭状态，皆将不致对电容C1或C2有所影响，故仅该第二开关S2有所动作；其中，当该第二开关S2应该第二开关控制信号SW2处于高电准位状态时，该第二开关S2即为该开启状态，且该电感器L2即进行充电，并于该第二开关S2应该第二开关控制信号SW2处于低电准位状态时，该第二开关S2即为该关闭状态，此时该电感器L2即将先前所充得的电源能量输出至该电容器C2中；由于，此刻该第二开关控制信号SW2处于高、低电准位交互变换(如图7(a)中标示B处所示)，故将因而促使该第二开关S2亦处于该开启及该关闭状态间交互变换，如此，该电容器C2的电准位便能始终保持于固定电准位。
至于图8(c)中所示，其为该相位锁定信号处于一高电准位状态，且该输入电源控制开关S3处于该关闭状态而该备用电源控制开关S4处于该开启状态时，该第一及第二开关S1，S2动作情形：
由于此时该第二开关控制信号始终系处于高电准位状态(如图7(b)中标示C处所示)，故该第二开关S2即亦始终处于该开启状态；再则，配合该第一开关控制信号SW1此时处于高、低电准位交互变换，而将使得该第一开关S1亦处于该开启及该关闭状态交互变换状态，如此一来，于该第一开关S1为该开启状态时，该电感器L1及L2皆将自该蓄电池Vb处充得电源能量，且于该第一开关S1关闭时，该电感器L1及L2先前所充得的电源能量亦将释放至该电容器C1中，故电容器C1的电准位，将不致因该电源输入信号处于无信号输入状态即无电力可供该负载装置4使用。
当然，图8(d)中所示，其为该相位锁定信号处于低电准位状态，且输入电源控制开关S3系处于该关闭状态而该备用电源控制开关S4系处于该开启状态时，该第一及第二开关S1，S2的动作情形：
由于此时该第一开关控制信号始终系处于低电准位状态(如图7(b)中标示D处所示)，故该第一开关S1即亦始终处于该开启状态；再则，配合该第二开关控制信号SW2此时处于高、低电准位交互变换，而将使得该第二开关S2亦处于该开启及该关闭状态间交互变换状态，如此一来，于该第二开关S2为该开启状态时，该电感器L1及L2皆将自该蓄电池Vb处充得电源能量，且于该第二开关S2关闭时，该电感器L1及L2先前所充得的电源能量亦将释放至该电容器C2中，故电容器C2的电准位亦将不致因该电源输入信号处于无信号输入状态即无电力可供该负载装置4使用。
综上所述，通过本发明，将可得一具较少成本、重量及体积，且拥有高电力转换交换的不断电电源供应装置及方法。
本发明得由熟悉本技术之人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱所附权利要求所欲保护范围。