[go: up one dir, main page]

TWI893541B - 切換控制系統 - Google Patents

切換控制系統

Info

Publication number
TWI893541B
TWI893541B TW112145436A TW112145436A TWI893541B TW I893541 B TWI893541 B TW I893541B TW 112145436 A TW112145436 A TW 112145436A TW 112145436 A TW112145436 A TW 112145436A TW I893541 B TWI893541 B TW I893541B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
transistor
switch unit
power
power switch
control
Prior art date
Application number
TW112145436A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202522860A (zh
Inventor
賴炎生
呂建樺
曾昱憲
Original Assignee
群光電能科技股份有限公司
國立臺北科技大學
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 群光電能科技股份有限公司, 國立臺北科技大學 filed Critical 群光電能科技股份有限公司
Priority to TW112145436A priority Critical patent/TWI893541B/zh
Priority to CN202311760002.6A priority patent/CN120033825A/zh
Priority to US18/426,960 priority patent/US20250175172A1/en
Publication of TW202522860A publication Critical patent/TW202522860A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI893541B publication Critical patent/TWI893541B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/068—Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/10—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
    • H03K17/102—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC
    • H02M5/04—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters
    • H02M5/22—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/293—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/66—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/79—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

一種切換控制系統，包含：多個開關單元，經配置以分別接收多個交流電中的一個以及耦接一負載；偵測單元，經配置以偵測交流電的每一個；以及控制單元，經配置以在接收到切換訊號後，響應於偵測到交流電中的供電交流電以及備用交流電皆處於一個極性半週期內且兩者之電壓差小於預設電壓，執行：關閉供電開關單元的第一導通方向；開啟備用開關單元的第二導通方向；關閉供電開關單元的第二導通方向；以及開啟備用開關單元的第一導通方向；其中第一導通方向相反於極性半週期的方向，第二導通方向相同於極性半週期的方向。

Description

切換控制系統
本揭露係有關於一種切換控制系統，特別是應用雙向開關的切換控制系統。
為了確保電子設備的供電穩定以及供電成本的最小化，通常需要對電源進行管理，自動切換開關為電源管理的核心之一。然而，自動切換開關在傳統上以繼電器作為其開關，受限於繼電器的機械結構特性，容易發生切換時間過長，以及無法承受較大暫態電流的問題。另外，依據發明人所知，一些自動切換開關架構由繼電器、矽控制整流器（Silicon Controlled Rectifier，SCR）、以及二極體所組成，此架構以SCR承受暫態電流，並利用導通路徑上加入二極體，二極體順向偏壓與內阻抑制暫態電流，此架構使得元件數量增多；一些自動切換開關架構由繼電器、SCR、電晶體開關以及二極體所組成，其中電晶體開關具備大電流流通下截止能力以及更短的切換時間，二極體用以來防止逆向電流，此架構需要額外二極體防止逆向電流流經電晶體開關，因此增加元件數量；一些自動切換開關架構由整流電路以及兩組電晶體開關並聯二極體所組成，交流電源經整流電路整流成電壓較小的直流電，這可使電路元件承受較低電壓，但此架構需要考慮整流電路元件。
有鑑於此，本發明一些實施例提供一種切換控制系統，透過其架構與控制電路使電路在切換過程中可維持正常運作，達到不間斷供電，以改善現有技術問題。
本發明一些實施例提供一種切換控制系統，包含：多個開關單元，經配置以分別接收多個交流電中的一個以及耦接負載；偵測單元，經配置以偵測該些交流電的每一個；以及控制單元，經配置以在接收到切換訊號後，響應於偵測到該些交流電中的供電交流電以及備用交流電皆處於一個極性半週期內並且兩者之電壓差小於預設電壓，執行：關閉供電交流電的供電開關單元的第一導通方向；開啟備用交流電的備用開關單元的第二導通方向；關閉供電開關單元的第二導通方向；以及開啟備用開關單元的第一導通方向；其中供電開關單元以及備用開關單元的第一導通方向相反於極性半週期的方向，供電開關單元以及備用開關單元的第二導通方向相同於極性半週期的方向，供電開關單元以及備用開關單元包含於該些開關單元。
本發明一些實施例由電晶體開關對反向串聯組成雙向開關單元，取代傳統繼電器、SCR。
基於上述，本發明一些實施例提供的一種切換控制系統，藉由先關閉供電交流電的供電開關單元的第一導通方向並同時在備用交流電的備用開關單元的第二導通方向開啟前維持供電開關單元的第二導通方向開啟，可防止供電交流電短路並同時在切換過程中維持正常運作，達到不間斷供電的功效。另由於切換控制系統使用了雙向開關取代傳統繼電器（relay）以及矽控制整流器（silicon controlled rectifier，SCR），其架構簡單，因此透過前述切換控制系統可使供電交流電與備用交流電快速切換，實現備援功能。本發明一些實施例由電晶體開關對反向串聯組成雙向開關單元，取代傳統繼電器、SCR，不需額外二極體防止逆向電流。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。圖式中各元件的厚度或尺寸，係以誇張或省略或概略的方式表示，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，且每個元件的尺寸並未完全為其實際的尺寸，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均仍應落在本發明所揭示之技術內容涵蓋之範圍內。在所有圖式中相同的標號將用於表示相同或相似的元件。
圖1係依據本發明一實施例所繪示的切換控制系統方塊圖。請參閱圖1，切換控制系統100包含多個開關單元101-1~101-N、偵測單元102以及控制單元103，其中N為正整數。多個開關單元101-1~101-N經配置以分別接收多個交流電105-1~105-N中的一個，例如開關單元101-1耦接交流電105-1，開關單元101-2耦接交流電105-2。開關單元101-1~101-N經配置耦接負載104。控制單元103可以數位微控制器或是類比控制器實現，本發明並不予以限定。偵測單元102經配置以偵測交流電105-1~105-N的每一個的電壓以及電流。
多個開關單元101-1~101-N的每一個皆具有兩個導通方向。舉例來說，開關單元101-1的兩個導通方向為：交流電105-1至負載104的方向以及負載104至交流電105-1的方向。其他開關單元101-1~101-N的兩個導通方向以此類推。控制單元103可經由發出控制訊號開啟以及關閉多個開關單元101-1~101-N的每一個的兩個導通方向。舉例來說，控制單元103可經由發出控制訊號同時開啟開關單元101-1交流電105-1至負載104的方向以及負載104至交流電105-1的方向；控制單元103也可經由發出控制訊號開啟開關單元101-1交流電105-1至負載104的方向但關閉負載104至交流電105-1的方向。
交流電105-1~105-N的每一個皆為相同頻率以及相同振幅的交流電，但交流電105-1~105-N彼此的相位（phase）可能不相同。在本發明一些實施例中，N=2並且交流電105-1以及交流電105-2的相位相差 。
以下即配合圖式詳細說明本發明一些實施例之切換控制方法以及切換控制系統100之各模組之間如何協同運作。
圖37係依據本發明一些實施例所繪示的切換控制方法流程圖。請同時參閱圖1與圖37，在本實施例中，控制單元103經配置以在接收到一切換訊號後執行圖37所繪示的步驟S3701~S3706。在步驟S3701中，控制單元103透過偵測單元102偵測交流電105-1~105-N中的供電交流電以及備用交流電。其中，供電交流電為正在為負載104供電的電源，備用交流電為將替代供電交流電供電給負載104的電源。在以下的說明中，將以交流電105-1為供電交流電，交流電105-2為備用交流電為例進行說明。在步驟S3702中，控制單元103判斷偵測到供電交流電以及備用交流電是否皆處於一極性半週期內並且兩者之電壓差小於一個預設電壓（亦即，偵測兩電壓的相近點）。若是，控制單元103響應於偵測到供電交流電以及備用交流電皆處於一極性半週期內並且兩者之電壓差小於一個預設電壓，執行步驟S3703，其中前述極性半週期選取自由一正半週期以及一負半週期所組成之群組中之一，也就是說，極性半週期為交流電的正半週期或者是交流電的負半週期。在本發明一些實施例中，控制單元103在執行步驟S3701前先會選擇（或被一外部訊號設定）正半週期或負半週期其中之一作為前述極性半週期，以在步驟S3702中判斷供電交流電以及備用交流電皆處於一極性半週期內。
若控制單元103沒有偵測到供電交流電以及備用交流電皆處於相同的極性半週期內（例如皆處於正半週期內或者是皆處於負半週期內）並且兩者之電壓差小於一個預設電壓（也就是供電交流電以及備用交流電沒有處於相同的極性半週期內或是兩者之電壓差並不小於前述預設電壓），則控制單元103繼續偵測到供電交流電以及備用交流電。其中，在此實施例中，控制單元103透過偵測單元102得到供電交流電的電壓以及備用交流電的電壓，控制單元103再計算供電交流電的電壓以及備用交流電的電壓兩者的電壓差，控制單元103再判斷前述電壓差是否小於前述預設電壓。控制單元103透過偵測單元102得到供電交流電的電流以及備用交流電的電流的流向以判斷供電交流電以及備用交流電是否皆處於一極性半週期內。
在本發明的一些實施例中，當控制單元103接收到前述切換訊號後，在交流電105-1~105-N中選擇一個作為備用交流電。
在步驟S3703中，控制單元103關閉供電交流電（交流電105-1）的供電開關單元的第一導通方向，其中供電交流電的供電開關單元為耦接供電交流電的開關單元，在此例子中為開關單元101-1。其中供電交流電的供電開關單元的第一導通方向相反於極性半週期的方向。前述第一導通方向相反於極性半週期的方向表示供電開關單元的第一導通方向與極性半週期的電流流向相反。請再參考圖1，舉例來說，若極性半週期為正半週期，則供電開關單元的第一導通方向為負載104至交流電105-1的方向；若極性半週期為負半週期，則供電開關單元的第一導通方向為交流電105-1至負載104的方向。
在步驟S3704中，控制單元103開啟備用交流電（交流電105-2）的備用開關單元的第二導通方向，其中備用交流電的備用開關單元為耦接備用交流電的開關單元，在此例子中為開關單元101-2。其中備用交流電的備用開關單元的第二導通方向相同於極性半週期的方向。前述備用交流電的備用開關單元的第二導通方向相同於極性半週期的方向表示備用開關單元的第二導通方向與極性半週期的電流流向相同。請再參考圖1，舉例來說，若極性半週期為正半週期，則備用開關單元的第二導通方向為交流電105-1至負載104的方向；若極性半週期為負半週期，則備用開關單元的第二導通方向為負載104至交流電105-1的方向。
在步驟S3705中，控制單元103關閉供電開關單元的第二導通方向，其中供電交流電的供電開關單元的第二導通方向相同於極性半週期的方向。在步驟S3706中，控制單元103開啟備用開關單元的第一導通方向；其中備用開關單元的第一導通方向相反於極性半週期的方向。
在前述實施例中，先關閉供電交流電的供電開關單元的第一導通方向並同時在備用交流電（交流電105-2）的備用開關單元的第二導通方向開啟前維持供電開關單元的第二導通方向開啟，可防止供電交流電短路並同時在切換過程中維持正常運作，達到不間斷供電的功效。另由於切換控制系統100使用了雙向開關取代傳統繼電器以及矽控制整流器，其架構簡單，因此透過切換控制系統100與圖37所記載切換控制方法，可使供電交流電與備用交流電快速切換，實現備援功能。
圖2係依據本發明一些實施例所繪示的切換控制系統電路方塊圖。請同時參閱圖1以及圖2，在圖2所繪示的實施例中，切換控制系統100從外部接收交流電105-1作為供電交流電，從外部接收交流電105-2作為備用交流電。切換控制系統100包含第一相線201、第二相線202以及中性線203。第一相線201以及中性線203經配置以接收供電交流電（交流電105-1），第二相線202以及中性線203經配置以接收備用交流電（交流電105-2）。在此實施例中，供電交流電的供電開關單元為開關單元101-1，備用交流電的備用開關單元為開關單元101-2。跨過負載104的電壓為Vin，流經負載104的電流為Iin。
在此實施例中，偵測單元102包含電壓偵測模組102-1以及電壓偵測模組102-2。電壓偵測模組102-1經配置以偵測交流電105-1的電壓，電壓偵測模組102-2經配置以偵測交流電105-2的電壓。
供電開關單元（開關單元101-1）包含電晶體10111（為說明方便，以下也稱為供電開關單元的第一電晶體）以及電晶體10112（為說明方便，以下也稱為供電開關單元的第二電晶體）；備用開關單元包含電晶體10121（為說明方便，以下也稱為備用開關單元的第一電晶體）以及電晶體10122（為說明方便，以下也稱為備用開關單元的第二電晶體），其中供電開關單元的第一電晶體以及第二電晶體位於第一相線201上並且反向串聯，備用開關單元的第一電晶體以及第二電晶體位於第二相線202上並且反向串聯。
圖3係依據本發明一些實施例所繪示的開關單元控制示意圖。圖4係依據本發明一些實施例所繪示的電壓及電流切換示意圖。圖38A以及圖38B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。圖40A以及圖40B係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元控制方法示意圖。請同時參閱圖2、圖3、圖4、圖38A以及圖40A，在本發明一些實施例中，前述極性半週期為正半週期。供電開關單元的第一電晶體（電晶體10111）以及第二電晶體（電晶體10112）皆為NMOS，並且供電開關單元的第一電晶體的汲極接收供電交流電，供電開關單元的第一電晶體的源極與供電開關單元的第二電晶體的源極連接，供電開關單元的第二電晶體的汲極連接負載（以上供電開關單元的第一電晶體（電晶體10111）以及第二電晶體（電晶體10112）的連接方法稱為共源極（common source）連接）。備用開關單元的第一電晶體（電晶體10121）以及第二電晶體（電晶體10122）皆為NMOS，備用開關單元的第一電晶體的汲極接收備用交流電，備用開關單元的第一電晶體的源極與備用開關單元的第二電晶體的源極連接，備用開關單元的第二電晶體的汲極連接負載（亦即備用開關單元的第一電晶體（電晶體10121）以及第二電晶體（電晶體10122）亦採用共源極連接）。
在此實施例中，前述步驟S3703包含第一步驟，前述步驟S3705包含第二步驟；述步驟S3704包含第三步驟，前述步驟S3706包含第四步驟（前述第一步驟、第二步驟、第三步驟以及第四步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）。在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖38A所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極以截止供電開關單元中的第一控制電晶體，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元的第一控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體。在此實施例中，前述截止訊號為一低電壓訊號。如圖3所示，t代表時間，在時間點t1時，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體10112）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第二電晶體（電晶體10112）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第二電晶體（電晶體10112）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於正半週期的方向）被關閉。值得說明的是，此時由於供電開關單元中的第一電晶體依然導通（如圖38A所繪示「○」），所以供電開關單元的第二導通方向依然是開啟的。
在第二步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖38A所繪示「╳」）給供電開關單元中的第二控制電晶體的閘極以截止供電開關單元中的第二控制電晶體，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元的第二控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體。如圖3所示，在時間點t3時，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體10111）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第一電晶體（電晶體10111）從時間點t3後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體10111）以及第二電晶體（電晶體10112）皆為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被關閉。
在第三步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖40A所繪示「○」）給備用開關單元中的第一控制電晶體的閘極以導通備用開關單元中的第一控制電晶體，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元的第一控制電晶體為備用開關單元的第一電晶體（電晶體10121）。在此實施例中，前述導通訊號為一高電壓訊號。如圖3所示，在時間點t2時，備用開關單元的第一電晶體（電晶體10121）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體10121）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第一電晶體（電晶體10121）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於正半週期的方向）被開啟。值得說明的是，此時由於備用開關單元中的第二電晶體（電晶體10112）依然截止（如圖40A所繪示「╳」），所以備用開關單元的第一導通方向依然是關閉的。
在第四步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖40A所繪示「○」）給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極以導通備用開關單元中的第二控制電晶體，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元的第二控制電晶體為備用開關單元的第二電晶體（電晶體10122）。如圖3所示，在時間點t4時，備用開關單元的第二電晶體（電晶體10122）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體10122）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體10121）以及第二電晶體（電晶體10122）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
請參閱圖4，由於控制單元103在時間點tw前接收到切換訊號，並在時間點tw時偵測到供電交流電以及備用交流電皆處於正半週期內並且兩者之電壓差小於一個預設電壓，因此執行前述切換控制方法S3703~S3706。由電壓Vin及電流Iin的切換波型可以看出在切換期間並不間斷供電。
圖5係依據本發明一些實施例所繪示的開關單元控制示意圖。圖6係依據本發明一些實施例所繪示的電壓及電流切換示意圖。請同時參閱圖2、圖5、圖6、圖38B以及圖40B，在本發明一些實施例中，前述極性半週期為負半週期，前述步驟S3703包含第一步驟，前述步驟S3705包含第二步驟；述步驟S3704包含第三步驟，前述步驟S3706包含第四步驟。在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖38B所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極以截止供電開關單元中的第一控制電晶體，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元的第一控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體。在此實施例中，前述截止訊號為一低電壓訊號。如圖5所示，在時間點t1時，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體10111）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第一電晶體（電晶體10111）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體10111）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於負半週期的方向）被關閉。值得說明的是，此時由於供電開關單元中的第二電晶體依然導通（如圖38B所繪示「○」），所以供電開關單元的第二導通方向（即相同於負半週期的方向）依然是開啟的。
在第二步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖38B所繪示「╳」）給供電開關單元中的第二控制電晶體的閘極以截止供電開關單元中的第二控制電晶體，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元的第二控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體。如圖5所示，在時間點t3時，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體10112）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第二電晶體（電晶體10112）從時間點t3後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體10111）以及第二電晶體（電晶體10112）皆為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被關閉。
在第三步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖40B所繪示「○」）給備用開關單元中的第一控制電晶體的閘極以導通備用開關單元中的第一控制電晶體，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元的第一控制電晶體為備用開關單元的第二電晶體（電晶體10122）。在此實施例中，前述導通訊號為一高電壓訊號。如圖5所示，在時間點t2時，備用開關單元的第二電晶體（電晶體10122）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體10122）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第二電晶體（電晶體10122）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於負半週期的方向）被開啟。值得說明的是，此時由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體10121）依然截止（如圖40B所繪示「╳」），所以備用開關單元的第一導通方向依然是關閉的。
在第四步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖40B所繪示「○」）給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極以導通備用開關單元中的第二控制電晶體，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元的第二控制電晶體為備用開關單元的第一電晶體（電晶體10121）。如圖5所示，在時間點t4時，備用開關單元的第一電晶體（電晶體10121）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體10121）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體10121）以及第二電晶體（電晶體10122）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
請參閱圖6，由於控制單元103在時間點ts前接收到切換訊號，並在時間點ts時偵測到供電交流電以及備用交流電皆處於負半週期內並且兩者之電壓差小於一個預設電壓，因此執行前述切換控制方法S3703~S3706。由電壓Vin及電流Iin的切換波型可以看出在切換期間並不間斷供電。
在前述實施例中，供電開關單元以及備用開關單元皆採用共源極連接。然而，供電開關單元以及備用開關單元也可各別採用共汲極連接或是共源極連接，只是供電開關單元第一電晶體以及第二電晶體的截止順序以及備用開關單元的第一電晶體以及第二電晶體的導通順序需要對應調整。具體的實施方式將在以下的實施例中說明。
圖7係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元電路方塊圖。圖8係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。圖9係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。圖39A以及圖39B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。請同時參閱圖7、圖8、圖9、圖39A以及圖39B，在本發明一些實施例中，供電開關單元（開關單元101-1）包含電晶體701（以下也稱為供電開關單元的第一電晶體）以及電晶體702（以下也稱為供電開關單元的第二電晶體）。供電開關單元的第一電晶體（電晶體701）以及第二電晶體（電晶體702）皆為NMOS，並且供電開關單元的第一電晶體的源極接收供電交流電，供電開關單元的第一電晶體的汲極與供電開關單元的第二電晶體的汲極連接，供電開關單元的第二電晶體的源極連接負載（以上供電開關單元的第一電晶體（電晶體701）以及第二電晶體（電晶體702）的連接方法稱為共汲極（common drain）連接）。
若供電開關單元採用共汲極（common drain）連接，則前述步驟S3703包含第一步驟，前述步驟S3705包含第二步驟（前述第一步驟以及第二步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）。
在極性半週期為正半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖39A所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極以截止供電開關單元中的第一控制電晶體，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元的第一控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體。在此實施例中，前述截止訊號為一低電壓訊號。如圖8所示，在時間點t1時，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體701）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第一電晶體（電晶體701）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體701）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於正半週期的方向）被關閉。值得說明的是，此時由於供電開關單元中的第二電晶體依然導通（如圖39A所繪示「○」），所以供電開關單元的第二導通方向依然是開啟的。在第二步驟中，控制單元103發送截止訊號給供電開關單元中的第二控制電晶體的閘極以截止供電開關單元中的第二控制電晶體，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元的第二控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體。如圖8所示，在時間點t3時，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體702）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第二電晶體（電晶體702）從時間點t3後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體701）以及第二電晶體（電晶體702）皆為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被關閉。
在極性半週期為負半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖39B所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極以截止供電開關單元中的第一控制電晶體，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元的第一控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體。如圖9所示，在時間點t1時，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體702）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第二電晶體（電晶體702）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第二電晶體（電晶體702）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於負半週期的方向）被關閉。值得說明的是，此時由於供電開關單元中的第一電晶體依然導通（如圖39B所繪示「○」），所以供電開關單元的第二導通方向依然是開啟的。在第二步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖39B所繪示「╳」）給供電開關單元中的第二控制電晶體的閘極以截止供電開關單元中的第二控制電晶體，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元的第二控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體。如圖9所示，在時間點t3時，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體701）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第一電晶體（電晶體701）從時間點t3後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體701）以及第二電晶體（電晶體702）皆為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被關閉。
圖10係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元電路方塊圖。圖11係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。圖12係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。圖41A以及圖41B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。請同時參閱圖10、圖11、圖12、圖41A以及圖41B，在本發明一些實施例中，備用開關單元（開關單元101-2）包含電晶體1001（以下也稱為備用開關單元的第一電晶體）以及電晶體1002（以下也稱為備用開關單元的第二電晶體）。備用開關單元的第一電晶體（電晶體1001）以及第二電晶體（電晶體1002）皆為NMOS，並且備用開關單元的第一電晶體的源極接收供電交流電，備用開關單元的第一電晶體的汲極與備用開關單元的第二電晶體的汲極連接，備用開關單元的第二電晶體的源極連接負載（亦即，在此實施例中備用開關單元採用共汲極（common drain）連接）。
若備用開關單元採用共汲極（common drain）連接，則前述步驟S3704包含第一步驟，前述步驟S3706包含第二步驟（前述第一步驟以及第二步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）。
在極性半週期為正半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖41A所繪示「○」）給備用開關單元中的第一控制電晶體的閘極以導通備用開關單元中的第一控制電晶體，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元的第一控制電晶體為備用開關單元中的第二電晶體。在此實施例中，前述導通訊號為一高電壓訊號。如圖11所示，在時間點t2時，備用開關單元的第二電晶體（電晶體1002）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體1002）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第二電晶體（電晶體1002）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於正半週期的方向）被開啟。值得說明的是，此時由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體1001）依然截止（如圖41A所繪示「╳」），所以備用開關單元的第一導通方向依然是關閉的。在第二步驟中，控制單元103發送導通訊號給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極以導通備用開關單元中的第二控制電晶體，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元的第二控制電晶體為備用開關單元的第一電晶體（電晶體1001）。如圖11所示，在時間點t4時，備用開關單元的第一電晶體（電晶體1001）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體1001）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體1001）以及第二電晶體（電晶體1002）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
在極性半週期為負半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖41B所繪示「○」）給備用開關單元中的第一控制電晶體的閘極以導通備用開關單元中的第一控制電晶體，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元的第一控制電晶體為備用開關單元的第一電晶體（電晶體1001）。如圖12所示，在時間點t2時，備用開關單元的第一電晶體（電晶體1001）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體1001）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第一電晶體（電晶體1001）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於負半週期的方向）被開啟。值得說明的是，此時由於備用開關單元中的第二電晶體（電晶體1002）依然截止（如圖41B所繪示「╳」），所以備用開關單元的第一導通方向依然是關閉的。在第二步驟中，控制單元103發送導通訊號給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極以導通備用開關單元中的第二控制電晶體，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元的第二控制電晶體為備用開關單元的第二電晶體（電晶體1002）。如圖12所示，在時間點t4時，備用開關單元的第二電晶體（電晶體1002）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體1002）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體1001）以及第二電晶體（電晶體1002）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
在實現供電開關單元以及備用開關單元時，可各別採用共源極連接或是共汲極連接，只要對應使用上述實施例所記載的供電開關單元第一電晶體以及第二電晶體的截止順序以及備用開關單元的第一電晶體以及第二電晶體的導通順序即可。以下以一實施例來說明供電開關單元採用共汲極連接，備用開關單元採用共源極連接，以及極性半週期為正半週期時切換控制系統100的運作過程。
圖13係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元以及備用開關單元電路方塊圖。圖14係依據本發明一些實施例所繪示的開關單元控制示意圖。請同時參閱圖13以及圖14，在本發明一些實施例中，前述極性半週期為正半週期。供電開關單元的第一電晶體（電晶體1301）以及第二電晶體（電晶體1302）皆為NMOS，並採用共汲極的連接方式；備用開關單元的第一電晶體（電晶體1303）以及第二電晶體（電晶體1304）皆為NMOS，並採用共源極的連接方式。
如圖14所繪示，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元採用共汲極連接，備用開關單元採用共源極連接，因此供電開關單元的第一電晶體（電晶體1301）以及第二電晶體（電晶體1302）的控制訊號相同於圖8所繪示控制訊號，備用開關單元的第一電晶體（電晶體1303）以及第二電晶體（電晶體1304）的控制訊號相同於圖3的電晶體10121以及電晶體10122的控制訊號。
圖15係依據本發明一些實施例所繪示的切換控制系統電路方塊圖。請同時參閱圖1以及圖15，在圖15所繪示的實施例中，相較於圖2，切換控制系統100從外部接收交流電105-1作為供電交流電，從外部接收交流電105-2作為備用交流電；切換控制系統100包含第一相線1509、第一中性線1510、第二相線1511以及第二中性線1512。第一相線1509以及第一中性線1510經配置以接收供電交流電，第二相線1511以及第二中性線1512經配置以接收備用交流電。
在此實施例中，偵測單元102包含電壓偵測模組102-1以及電壓偵測模組102-2。電壓偵測模組102-1經配置以偵測交流電105-1的電壓，電壓偵測模組102-2經配置以偵測交流電105-2的電壓。
供電開關單元（開關單元101-1）包含電晶體1501（以下也稱為供電開關單元的第一電晶體）、電晶體1502（以下也稱為供電開關單元的第二電晶體）、電晶體1503（以下也稱為供電開關單元的第三電晶體）以及電晶體1504（以下也稱為供電開關單元的第四電晶體）。供電開關單元的第一電晶體以及第二電晶體位於第一相線1509上並反向串聯，供電開關單元的第三電晶體以及第四電晶體位於第一中性線1510上並且反向串聯。備用開關單元（開關單元101-2）包含電晶體1505（以下也稱為備用開關單元的第一電晶體）、電晶體1506（以下也稱為備用開關單元的第二電晶體）、電晶體1507（以下也稱為備用開關單元的第三電晶體）以及電晶體1508（以下也稱為備用開關單元的第四電晶體）。備用開關單元的第一電晶體以及第二電晶體位於第二相線1511上並且反向串聯，以及備用開關單元的第三電晶體以及第四電晶體位於第二中性線1512上並且反向串聯。
圖16係依據本發明一些實施例所繪示的開關單元控制示意圖。圖42A以及圖42B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。圖46A以及圖46B係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元控制方法示意圖。請同時參閱圖2、圖16、圖42A以及圖46A，在本發明一些實施例中，前述極性半週期為正半週期。供電開關單元的第一電晶體（電晶體1501）、第二電晶體（電晶體1502）、第三電晶體（電晶體1503）以及第四電晶體（電晶體1504）皆為NMOS，並且供電開關單元的第一電晶體（電晶體1501）以及第二電晶體（電晶體1502）以共源極的方式連接；供電開關單元的第三電晶體（電晶體1503）以及第四電晶體（電晶體1504）以共源極的方式連接。備用開關單元的第一電晶體（電晶體1505）、第二電晶體（電晶體1506）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）皆為NMOS，並且備用開關單元的第一電晶體（電晶體1505）以及第二電晶體（電晶體1506）以共源極的方式連接；備用開關單元的第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）以共源極的方式連接。
在此實施例中，前述步驟S3703包含第一步驟，前述步驟S3705包含第二步驟；述步驟S3704包含第三步驟，前述步驟S3706包含第四步驟（前述第一步驟、第二步驟、第三步驟以及第四步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）。在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖42A所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元中的第一控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體。在此實施例中，前述截止訊號為一低電壓訊號。如圖16所繪示，在時間點t1時，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體1502）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第二電晶體（電晶體1502）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第二電晶體（電晶體1502）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於正半週期的方向）被關閉。值得說明的是，此時由於供電開關單元中的第一電晶體、第三電晶體以及第四電晶體依然導通（如圖42A所繪示「○」），所以供電開關單元的第二導通方向依然是開啟的。
在第二步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖42A所繪示「╳」）給供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元的多個第二控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1501）、第三電晶體（電晶體1503）以及第四電晶體（電晶體1504），如圖16所示，在時間點t3時，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1501）、第三電晶體（電晶體1503）以及第四電晶體（電晶體1504）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1501）、第二電晶體（電晶體1502）、第三電晶體（電晶體1503）以及第四電晶體（電晶體1504）從時間點t3後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1501）、第二電晶體（電晶體1502）、第三電晶體（電晶體1503）以及第四電晶體（電晶體1504）皆為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被關閉。
在第三步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖46A所繪示「○」）給備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元中的第一控制電晶體為備用開關單元中的第一電晶體（電晶體1505）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）。在此實施例中，前述導通訊號為一高電壓訊號。如圖16所示，在時間點t2時，備用開關單元中的第一電晶體（電晶體1505）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體1505）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第一電晶體（電晶體1505）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於正半週期的方向）被開啟。值得說明的是，此時由於備用開關單元中的第二電晶體（電晶體1506）依然截止（如圖46A所繪示「╳」），所以備用開關單元的第一導通方向依然是關閉的。
在第四步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖46A所繪示「○」）給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元中的第二控制電晶體為備用開關單元中的第二電晶體（電晶體1506）。如圖16所示，在時間點t4時，備用開關單元的第二電晶體（電晶體1506）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體1506）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體1505）、第二電晶體（電晶體1506）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
圖17係依據本發明一些實施例所繪示的開關單元控制示意圖。請同時參閱圖2、圖17、圖42B以及圖46B，在本發明一些實施例中，前述極性半週期為負半週期。在此實施例中，前述步驟S3703包含第一步驟，前述步驟S3705包含第二步驟（前述第一步驟、第二步驟、第三步驟以及第四步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）；述步驟S3704包含第三步驟，前述步驟S3706包含第四步驟。在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖42B所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元中的第一控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體。在此實施例中，前述截止訊號為一低電壓訊號。如圖17所示，在時間點t1時，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1501）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1501）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1501）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於負半週期的方向）被關閉。值得說明的是，此時由於供電開關單元中的第二電晶體、第三電晶體以及第四電晶體依然導通（如圖42B所繪示「○」），所以供電開關單元的第二導通方向（即相同於負半週期的方向）依然是開啟的。
在第二步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖42B所繪示「╳」）給供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元的多個第二控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體、第三電晶體以及第四電晶體。在此實施例中，前述截止訊號為一低電壓訊號。如圖17所示，在時間點t3時，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體1502）、第三電晶體（電晶體1503）以及第四電晶體（電晶體1504）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第二電晶體（電晶體1502）、第三電晶體（電晶體1503）以及第四電晶體（電晶體1504）從時間點t3後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1501）、第二電晶體（電晶體1502）、第三電晶體（電晶體1503）以及第四電晶體（電晶體1504）皆為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被關閉。
在第三步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖46B所繪示「○」）給備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元中的第一控制電晶體為備用開關單元中的第二電晶體（電晶體1506）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）。在此實施例中，前述導通訊號為一高電壓訊號。如圖17所示，在時間點t2時，備用開關單元的第二電晶體（電晶體1506）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體1506）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第二電晶體（電晶體1506）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於負半週期的方向）被開啟。值得說明的是，此時由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體1505）依然截止（如圖46B所繪示「╳」），所以備用開關單元的第一導通方向依然是關閉的。
在第四步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖46B所繪示「○」）給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元中的第二控制電晶體為備用開關單元中的第一電晶體（電晶體1505）。如圖17所示，在時間點t4時，備用開關單元的第一電晶體（電晶體1505）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體1505）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體1505）、第二電晶體（電晶體1506）、第三電晶體（電晶體1507）以及第四電晶體（電晶體1508）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
在前述實施例中，供電開關單元以及供電開關單元的第一電晶體與第二電晶體以及第三電晶體與第四電晶體，皆採用共源極連接。然而，供電開關單元以及備用開關單元的第一電晶體與第二電晶體以及第三電晶體與第四電晶體也可各別採用共汲極連接或是共源極連接，只是供電開關單元的第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體以及第四電晶體的截止順序以及備用開關單元的第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體以及第四電晶體的導通順序需要對應調整。具體的實施方式將在以下的實施例中說明。
圖18係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元電路方塊圖。圖19係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。圖20係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。圖43A以及圖43B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。請同時參閱圖18、圖19、圖20、圖43A以及圖43B，在本發明一些實施例中，供電開關單元（開關單元101-1）包含電晶體1801（以下也稱為供電開關單元的第一電晶體）、電晶體1802（以下也稱為供電開關單元的第二電晶體）、電晶體1803（以下也稱為供電開關單元的第三電晶體）以及電晶體1804（以下也稱為供電開關單元的第四電晶體），前述電晶體皆為NMOS。供電開關單元的第一電晶體以及第二電晶體以共源極的連接方法連接；供電開關單元的第三電晶體以及第四電晶體以共汲極的連接方法連接。
若供電開關單元採用前述連接方法連接，則前述步驟S3703包含第一步驟，前述步驟S3705包含第二步驟（前述第一步驟以及第二步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）。
在極性半週期為正半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖43A所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元中的第一控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體。如圖19所示，在時間點t1時，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體1802）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第二電晶體（電晶體1802）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第二電晶體（電晶體1802）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於正半週期的方向）被關閉。在第二步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖43A所繪示「╳」）給供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元中的第二控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1801）、第三電晶體（電晶體1803）以及第四電晶體（電晶體1804）。如圖19所示，在時間點t3時，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1801）、第三電晶體（電晶體1803）以及第四電晶體（電晶體1804）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1801）、第三電晶體（電晶體1803）以及第四電晶體（電晶體1804）從時間點t3後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1801）、第二電晶體（電晶體1802）、第三電晶體（電晶體1803）以及第四電晶體（電晶體1804）皆為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被關閉。
在極性半週期為負半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖43B所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元中的第一控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體。在此實施例中。如圖20所示，在時間點t1時，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1801）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1801）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體1801）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於負半週期的方向）被關閉。在第二步驟中，發送截止訊號給供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元中的第二控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體（電晶體1802）、第三電晶體（電晶體1803）以及第四電晶體（電晶體1804）。如圖20所示，在時間點t3時，供電開關單元中的第二電晶體、第三電晶體以及第四電晶體的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第二電晶體（電晶體1802）、第三電晶體（電晶體1803）以及第四電晶體（電晶體1804）從時間點t3後開始截止。
圖21係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元電路方塊圖。圖22係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。圖23係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。圖44A以及圖44B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。請同時參閱圖21、圖22、圖23、圖44A以及圖44B，在本發明一些實施例中，供電開關單元（開關單元101-1）包含電晶體2101（以下也稱為供電開關單元的第一電晶體）、電晶體2102（以下也稱為供電開關單元的第二電晶體）、電晶體2103（以下也稱為供電開關單元的第三電晶體）以及電晶體2104（以下也稱為供電開關單元的第四電晶體），前述電晶體皆為NMOS。供電開關單元的第一電晶體以及第二電晶體以共汲極的連接方法連接；供電開關單元的第三電晶體以及第四電晶體以共源極的連接方法連接。
若供電開關單元採用前述連接方法連接，則前述步驟S3703包含第一步驟，前述步驟S3705包含第二步驟（前述第一步驟以及第二步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）。
在極性半週期為正半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖44A所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元中的第一控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體。如圖22所示，在時間點t1時，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2101）的閘極所接收到的電壓為低電壓，則供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2101）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2101）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於正半週期的方向）被關閉。在第二步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖44A所繪示「╳」）給供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元中的第二控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體（電晶體2102）、第三電晶體（電晶體2103）以及第四電晶體（電晶體2104）。如圖22所示，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體2102）、第三電晶體（電晶體2103）以及第四電晶體（電晶體2104）從時間點t3後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2101）、第二電晶體（電晶體2102）、第三電晶體（電晶體2103）以及第四電晶體（電晶體2104）皆為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被關閉。
在極性半週期為負半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖44B所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元中的第一控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體。在此實施例中。如圖23所示，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體2102）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第二電晶體（電晶體2102）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於負半週期的方向）被關閉。在第二步驟中，發送截止訊號（如圖44B所繪示「╳」）給供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元中的第二控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2101）、第三電晶體（電晶體2103）以及第四電晶體（電晶體2104）。如圖23所示，在時間點t3時，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2101）、第三電晶體（電晶體2103）以及第四電晶體（電晶體2104）從時間點t3後開始截止。
圖24係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元電路方塊圖。圖25係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。圖26係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。圖45A以及圖45B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。請同時參閱圖24、圖25、圖26、圖45A以及圖45B，在本發明一些實施例中，供電開關單元（開關單元101-1）包含電晶體2401（以下也稱為供電開關單元的第一電晶體）、電晶體2402（以下也稱為供電開關單元的第二電晶體）、電晶體2403（以下也稱為供電開關單元的第三電晶體）以及電晶體2404（以下也稱為供電開關單元的第四電晶體），前述電晶體皆為NMOS。供電開關單元的第一電晶體以及第二電晶體以共汲極的連接方法連接；供電開關單元的第三電晶體以及第四電晶體也以共汲極的連接方法連接。
若供電開關單元採用前述連接方法連接，則前述步驟S3703包含第一步驟，前述步驟S3705包含第二步驟（前述第一步驟以及第二步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）。
在極性半週期為正半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖45A所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元中的第一控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體。如圖25所示，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2401）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2401）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於正半週期的方向）被關閉。在第二步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖45A所繪示「╳」）給供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，供電開關單元中的第二控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體（電晶體2402）、第三電晶體（電晶體2403）以及第四電晶體（電晶體2404）。如圖25所示，在時間點t3時，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體2402）、第三電晶體（電晶體2403）以及第四電晶體（電晶體2404）從時間點t3後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2401）、第二電晶體（電晶體2402）、第三電晶體（電晶體2403）以及第四電晶體（電晶體2404）皆為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被關閉。
在極性半週期為負半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送截止訊號（如圖45B所繪示「╳」）給供電開關單元中的第一控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元中的第一控制電晶體為供電開關單元中的第二電晶體。在此實施例中。如圖26所示，供電開關單元中的第二電晶體（電晶體2402）從時間點t1後開始截止。此時，由於供電開關單元中的第二電晶體（電晶體2402）為截止狀態，因此，供電開關單元的第一導通方向（即相反於負半週期的方向）被關閉。在第二步驟中，發送截止訊號（如圖45B所繪示「╳」）給供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，供電開關單元中的第二控制電晶體為供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2401）、第三電晶體（電晶體2403）以及第四電晶體（電晶體2404）。如圖26所示，供電開關單元中的第一電晶體（電晶體2401）、第三電晶體（電晶體2403）以及第四電晶體（電晶體2404）從時間點t3後開始截止。
圖27係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元電路方塊圖。圖28係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。圖29係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。圖47A以及圖47B係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元控制方法示意圖。請同時參閱圖27、圖28、圖29、圖47A以及圖47B，在本發明一些實施例中，備用開關單元（開關單元101-2）包含電晶體2701（以下也稱為備用開關單元的第一電晶體）、電晶體2702（以下也稱為備用開關單元的第二電晶體）、電晶體2703（以下也稱為備用開關單元的第三電晶體）以及電晶體2704（以下也稱為備用開關單元的第四電晶體），前述電晶體皆為NMOS。備用開關單元的第一電晶體以及第二電晶體以共源極的連接方法連接；備用開關單元的第三電晶體以及第四電晶體以共汲極的連接方法連接。
若備用開關單元採用前述連接方法連接，則前述步驟S3704包含第一步驟，前述步驟S3706包含第二步驟（前述第一步驟以及第二步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）。
在極性半週期為正半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖47A所繪示「○」）給備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元中的第一控制電晶體為備用開關單元中的第一電晶體（電晶體2701）、第三電晶體（電晶體2703）以及第四電晶體（電晶體2704）。在此實施例中，前述導通訊號為一高電壓訊號。如圖28所示，在時間點t2時，備用開關單元中的第一電晶體（電晶體2701）、第三電晶體（電晶體2703）以及第四電晶體（電晶體2704）所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體2701）、第三電晶體（電晶體2703）以及第四電晶體（電晶體2704）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第一電晶體（電晶體2701）、第三電晶體（電晶體2703）以及第四電晶體（電晶體2704）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於正半週期的方向）被開啟。值得說明的是，此時由於備用開關單元中的第二電晶體（電晶體2702）依然截止（如圖47A所繪示「╳」），所以備用開關單元的第一導通方向依然是關閉的。
在第二步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖47A所繪示「○」）給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元中的第二控制電晶體為備用開關單元中的第二電晶體（電晶體2702）。如圖28所示，在時間點t4時，備用開關單元的第二電晶體（電晶體2702）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體2702）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體2701）、第二電晶體（電晶體2702）、第三電晶體（電晶體2703）以及第四電晶體（電晶體2704）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
在極性半週期為負半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖47B所繪示「○」）給備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元中的第一控制電晶體為備用開關單元中的第二電晶體（電晶體2702）、第三電晶體（電晶體2703）以及第四電晶體（電晶體2704）。如圖29所示，在時間點t2時，備用開關單元的第二電晶體（電晶體2702）、第三電晶體（電晶體2703）以及第四電晶體（電晶體2704）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體2702）、第三電晶體（電晶體2703）以及第四電晶體（電晶體2704）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第二電晶體（電晶體2702）、第三電晶體（電晶體2703）以及第四電晶體（電晶體2704）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於負半週期的方向）被開啟。值得說明的是，此時由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體2701）依然截止（如圖47B所繪示「╳」），所以備用開關單元的第一導通方向依然是關閉的。
在第二步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖47B所繪示「○」）給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元中的第二控制電晶體為備用開關單元中的第一電晶體（電晶體2701）。如圖29所示，在時間點t4時，備用開關單元的第一電晶體（電晶體2701）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體2701）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體2701）、第二電晶體（電晶體2702）、第三電晶體（電晶體2703）以及第四電晶體（電晶體2704）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
圖30係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元電路方塊圖。圖31係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。圖32係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。圖48A以及圖48B係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元控制方法示意圖。請同時參閱圖30、圖31、圖32、圖48A以及圖48B，在本發明一些實施例中，備用開關單元（開關單元101-2）包含電晶體3001（以下也稱為備用開關單元的第一電晶體）、電晶體3002（以下也稱為備用開關單元的第二電晶體）、電晶體3003（以下也稱為備用開關單元的第三電晶體）以及電晶體3004（以下也稱為備用開關單元的第四電晶體），前述電晶體皆為NMOS。備用開關單元的第一電晶體以及第二電晶體以共汲極的連接方法連接；備用開關單元的第三電晶體以及第四電晶體以共源極的連接方法連接。
若備用開關單元採用前述連接方法連接，則前述步驟S3704包含第一步驟，前述步驟S3706包含第二步驟（前述第一步驟以及第二步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）。
在極性半週期為正半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖48A所繪示「○」）給備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元中的第一控制電晶體為備用開關單元中的第二電晶體（電晶體3001）、第三電晶體（電晶體3003）以及第四電晶體（電晶體3004）。在此實施例中，前述導通訊號為一高電壓訊號。如圖31所示，在時間點t2時，備用開關單元中的第二電晶體（電晶體3002）、第三電晶體（電晶體3003）以及第四電晶體（電晶體3004）所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體3002）、第三電晶體（電晶體3003）以及第四電晶體（電晶體3004）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第二電晶體（電晶體3002）、第三電晶體（電晶體3003）以及第四電晶體（電晶體3004）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於正半週期的方向）被開啟。
在第二步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖48A所繪示「○」）給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元中的第二控制電晶體為備用開關單元中的第一電晶體（電晶體3001）。在此實施例中，前述導通訊號為一高電壓訊號。如圖31所示，在時間點t4時，備用開關單元的第一電晶體（電晶體3001）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體3001）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體3001）、第二電晶體（電晶體3002）、第三電晶體（電晶體3003）以及第四電晶體（電晶體3004）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
在極性半週期為負半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖48B所繪示「○」）給備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元中的第一控制電晶體為備用開關單元中的第一電晶體（電晶體3001）、第三電晶體（電晶體3003）以及第四電晶體（電晶體3004）。如圖32所示，在時間點t2時，備用開關單元的第一電晶體（電晶體3001）、第三電晶體（電晶體3003）以及第四電晶體（電晶體3004）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體3001）、第三電晶體（電晶體3003）以及第四電晶體（電晶體3004）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第一電晶體（電晶體3001）、第三電晶體（電晶體3003）以及第四電晶體（電晶體3004）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於負半週期的方向）被開啟。
在第二步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖48B所繪示「○」）給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元中的第二控制電晶體為備用開關單元中的第二電晶體（電晶體3002）。如圖32所示，在時間點t4時，備用開關單元的第二電晶體（電晶體3002）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體3002）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體3001）、第二電晶體（電晶體3002）、第三電晶體（電晶體3003）以及第四電晶體（電晶體3004）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
圖33係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元電路方塊圖。圖34係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。圖35係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。圖49A以及圖49B係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元控制方法示意圖。請同時參閱圖33、圖34、圖35、圖49A以及圖49B，在本發明一些實施例中，備用開關單元（開關單元101-2）包含電晶體3301（以下也稱為備用開關單元的第一電晶體）、電晶體3302（以下也稱為備用開關單元的第二電晶體）、電晶體3303（以下也稱為備用開關單元的第三電晶體）以及電晶體3304（以下也稱為備用開關單元的第四電晶體），前述電晶體皆為NMOS。備用開關單元的第一電晶體以及第二電晶體以共汲極的連接方法連接；備用開關單元的第三電晶體以及第四電晶體以共汲極的連接方法連接。
若備用開關單元採用前述連接方法連接，則前述步驟S3704包含第一步驟，前述步驟S3706包含第二步驟（前述第一步驟以及第二步驟僅是用以區分各步驟，並不具有順序上的意義）。
在極性半週期為正半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖49A所繪示「○」）給備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元中的第一控制電晶體為備用開關單元中的第二電晶體（電晶體3302）、第三電晶體（電晶體3303）以及第四電晶體（電晶體3304）。在此實施例中，前述導通訊號為一高電壓訊號。如圖34所示，在時間點t2時，備用開關單元中的第二電晶體（電晶體3301）、第三電晶體（電晶體3303）以及第四電晶體（電晶體3304）所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體3302）、第三電晶體（電晶體3303）以及第四電晶體（電晶體3304）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第二電晶體（電晶體3302）、第三電晶體（電晶體3303）以及第四電晶體（電晶體3304）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於正半週期的方向）被開啟。
在第二步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖49A所繪示「○」）給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為正半週期，備用開關單元中的第二控制電晶體為備用開關單元中的第一電晶體（電晶體3301）。如圖34所示，在時間點t4時，備用開關單元的第一電晶體（電晶體3301）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體3301）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體3301）、第二電晶體（電晶體3302）、第三電晶體（電晶體3303）以及第四電晶體（電晶體3304）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
在極性半週期為負半週期的情況下，在第一步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖49B所繪示「○」）給備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元中的第一控制電晶體為備用開關單元中的第一電晶體（電晶體3301）、第三電晶體（電晶體3303）以及第四電晶體（電晶體3304）。如圖35所示，在時間點t2時，備用開關單元的第一電晶體（電晶體3301）、第三電晶體（電晶體3303）以及第四電晶體（電晶體3304）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第一電晶體（電晶體3301）、第三電晶體（電晶體3303）以及第四電晶體（電晶體3304）從時間點t2後開始導通。此時，由於備用開關單元的第一電晶體（電晶體3301）、第三電晶體（電晶體3303）以及第四電晶體（電晶體3304）為導通狀態，因此，備用開關單元的第二導通方向（即相同於負半週期的方向）被開啟。
在第二步驟中，控制單元103發送導通訊號（如圖49B所繪示「○」）給備用開關單元中的第二控制電晶體的閘極，其中，由於極性半週期為負半週期，備用開關單元中的第二控制電晶體為備用開關單元中的第二電晶體（電晶體3302）。如圖35所示，在時間點t4時，備用開關單元的第二電晶體（電晶體3302）的閘極所接收到的電壓為高電壓，則備用開關單元的第二電晶體（電晶體3302）從時間點t4後開始導通。此時，由於備用開關單元中的第一電晶體（電晶體3301）、第二電晶體（電晶體3302）、第三電晶體（電晶體3303）以及第四電晶體（電晶體3304）皆為導通狀態，因此，備用開關單元的第一導通方向以及第二導通方向皆被開啟。
在前述實施例中，由於使用反向串聯的半導體開關，可快速導通或截止訊號，從而達到快速切換電源的功效。
圖36係依據本發明一些實施例所繪示的電壓偵測電路電路圖。請參考圖36，在本發明一些實施例中，電壓偵測電路3600可包含於前述電壓偵測模組102-1以及電壓偵測模組102-2中以偵測交流電105-1以及交流電105-2的電壓。電壓偵測電路3600包含放大器（amplifier）3601、放大器3602，電阻3603、電阻3604、電阻3605、電阻3606。電阻3603、電阻3604的電阻值為R1，電阻3605、電阻3606的電阻值為R2。放大器3601、放大器3602接收電壓偵測電路3600的供電電壓Vcc，電壓偵測電路3600經由電阻3605連接參考電壓Vref。放大器3601、電阻3603、電阻3604、電阻3605、電阻3606經由圖36所示的連接方式構成差動放大器，用以衰減偵測電壓至微處理器可處理的電壓範圍。放大器3602經由圖36所示的連接方式構成電壓隨耦器，作為阻抗匹配使用（高輸出阻抗）。
請再參閱圖1，在本發明一些實施例中，控制單元103經配置以響應於偵測到交流電105-1~105-N中的供電交流電的電壓小於一個閾值後，執行緊急切換步驟以使交流電105-1~105-N中的備用交流電取代交流電105-1~105-N中的供電交流電以對負載104供電。
在本發明一些實施例中，緊急切換步驟包含前述步驟S3701~S3706。
基於上述，本發明一些實施例提供一種切換控制系統，藉由先關閉供電交流電的供電開關單元的第一導通方向同時在備用交流電的備用開關單元的第二導通方向開啟前維持供電開關單元的第二導通方向開啟，可防止供電交流電短路並同時在切換過程中維持正常運作，達到不間斷供電的功效。另由於切換控制系統使用了雙向開關取代傳統繼電器以及矽控制整流器，其架構簡單，因此透過切換控制系統與前述實施例所記載切換控制方法，可使供電交流電與備用交流電快速切換，實現備援功能。本發明一些實施例由電晶體開關對反向串聯組成雙向開關單元，取代傳統繼電器、SCR，不需額外二極體防止逆向電流。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:切換控制系統 101-1~101-N:開關單元 N:正整數 102:偵測單元 103:控制單元 104:負載 105-1~105-N:交流電 102-1, 102-2:電壓偵測模組 10111, 10112, 10121, 10122, 701, 702, 1001, 1002, 1301, 1302, 1303, 1304, 1501, 1502, 1503, 1504, 1505, 1506, 1507, 1508, 1801, 1802, 1803, 1804, 2101, 2102, 2103, 2104, 2401, 2402, 2403, 2404, 2701, 2702, 2703, 2704, 3001, 3002, 3003, 3004, 3301, 3302, 3303, 3304:電晶體 201, 1509:第一相線 202, 1511:第二相線 203:中性線 Vin:電壓 Iin:電流 t:時間 t1, t2, t3, t4, tw, ts:時間點 1510:第一中性線 1512:第二中性線 3600:電壓偵測電路 3601, 3602:放大器 3603, 3604, 3605, 3606, R1, R2:電阻 Vcc:供電電壓 Vref:參考電壓 S3701~S3706:步驟
圖1係依據本發明一實施例所繪示的切換控制系統方塊圖。 圖2係依據本發明一些實施例所繪示的切換控制系統電路方塊圖。 圖3係依據本發明一些實施例所繪示的開關單元控制示意圖。 圖4係依據本發明一些實施例所繪示的電壓及電流切換示意圖。 圖5係依據本發明一些實施例所繪示的開關單元控制示意圖。 圖6係依據本發明一些實施例所繪示的電壓及電流切換示意圖。 圖7係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元電路方塊圖。 圖8係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。 圖9係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。 圖10係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元電路方塊圖。 圖11係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。 圖12係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。 圖13係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元以及備用開關單元電路方塊圖。 圖14係依據本發明一些實施例所繪示的開關單元控制示意圖。 圖15係依據本發明一些實施例所繪示的切換控制系統電路方塊圖。 圖16係依據本發明一些實施例所繪示的開關單元控制示意圖。 圖17係依據本發明一些實施例所繪示的開關單元控制示意圖。 圖18係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元電路方塊圖。 圖19係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。 圖20係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。 圖21係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元電路方塊圖。 圖22係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。 圖23係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。 圖24係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元電路方塊圖。 圖25係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。 圖26係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。 圖27係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元電路方塊圖。 圖28係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。 圖29係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。 圖30係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元電路方塊圖。 圖31係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。 圖32係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。 圖33係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元電路方塊圖。 圖34係依據本發明一些實施例所繪示的正半週開關單元控制示意圖。 圖35係依據本發明一些實施例所繪示的負半週開關單元控制示意圖。 圖36係依據本發明一些實施例所繪示的電壓偵測電路電路圖。 圖37係依據本發明一實施例所繪示的切換控制方法流程圖。 圖38A以及圖38B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。 圖39A以及圖39B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。 圖40A以及圖40B係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元控制方法示意圖。 圖41A以及圖41B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。 圖42A以及圖42B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。 圖43A以及圖43B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。 圖44A以及圖44B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。 圖45A以及圖45B係依據本發明一些實施例所繪示的供電開關單元控制方法示意圖。 圖46A以及圖46B係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元控制方法示意圖。 圖47A以及圖47B係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元控制方法示意圖。 圖48A以及圖48B係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元控制方法示意圖。 圖49A以及圖49B係依據本發明一些實施例所繪示的備用開關單元控制方法示意圖。
100:切換控制系統
101-1~101-N:開關單元
N:正整數
102:偵測單元
103:控制單元
104:負載
105-1~105-N:交流電

Claims (18)

  1. 一種切換控制系統，包含： 多個開關單元，經配置以分別接收多個交流電中的一個以及耦接一負載； 一偵測單元，經配置以偵測該些交流電的每一個；以及 一控制單元，經配置以在接收到一切換訊號後，響應於偵測到該些交流電中的一供電交流電以及一備用交流電皆處於一極性半週期內並且兩者之一電壓差小於一預設電壓，執行： （a）關閉該供電交流電的一供電開關單元的一第一導通方向； （b）開啟該備用交流電的一備用開關單元的一第二導通方向； （c）關閉該供電開關單元的一第二導通方向；以及 （d）開啟該備用開關單元的一第一導通方向；其中該供電開關單元以及該備用開關單元的該第一導通方向相反於該極性半週期的一方向，該供電開關單元以及該備用開關單元的該第二導通方向相同於該極性半週期的該方向，該供電開關單元以及該備用開關單元包含於該些開關單元。
  2. 如請求項1所述之切換控制系統，其中該極性半週期選取自由一正半週期以及一負半週期所組成之群組中之一。
  3. 如請求項1所述之切換控制系統，其中，該切換控制系統包含一第一相線、一第二相線以及一中性線，該第一相線以及該中性線經配置以接收該供電交流電，該第二相線以及該中性線經配置以接收該備用交流電，該供電開關單元以及該備用開關單元皆包含一第一電晶體以及一第二電晶體，該供電開關單元的該第一電晶體以及該第二電晶體位於該第一相線上並且反向串聯，該備用開關單元的該第一電晶體以及該第二電晶體位於該第二相線上並且反向串聯。
  4. 如請求項3所述之切換控制系統，其中該供電開關單元的該第一電晶體以及該第二電晶體為NMOS，該供電開關單元的該第一電晶體的一汲極接收該供電交流電，該供電開關單元的該第一電晶體的一源極與該供電開關單元的該第二電晶體的一源極連接，該供電開關單元的該第二電晶體的一汲極連接該負載，前述步驟（a）包含發送一截止訊號給該供電開關單元中的一第一控制電晶體的一閘極，以及前述步驟（c）包含發送該截止訊號給該供電開關單元中的一第二控制電晶體的一閘極；其中，當該極性半週期為一正半週期時，該供電開關單元的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體，該供電開關單元的該第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體；以及當該極性半週期為一負半週期時，該供電開關單元的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體，該供電開關單元的該第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體。
  5. 如請求項3所述之切換控制系統，其中該供電開關單元的該第一電晶體以及該第二電晶體為NMOS，該供電開關單元的該第一電晶體的一源極接收該供電交流電，該供電開關單元的該第一電晶體的一汲極與該供電開關單元的該第二電晶體的一汲極連接，該供電開關單元的該第二電晶體的一源極連接該負載，前述步驟（a）包含發送一截止訊號給該供電開關單元中的一第一控制電晶體的一閘極，以及前述步驟（c）包含發送該截止訊號給該供電開關單元中的一第二控制電晶體的一閘極；其中，當該極性半週期為一正半週期時，該供電開關單元的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體，該供電開關單元的該第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體；以及當該極性半週期為一負半週期時，該供電開關單元的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體，該供電開關單元的該第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體。
  6. 如請求項4或請求項5之任一項中所述之切換控制系統，其中該備用開關單元的該第一電晶體以及該第二電晶體為NMOS，該備用開關單元的該第一電晶體的一汲極接收該備用交流電，該備用開關單元的該第一電晶體的一源極與備用開關單元的該第二電晶體的一源極連接，該備用開關單元的該第二電晶體的一汲極連接該負載，前述步驟（b）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的一第一控制電晶體的一閘極，前述步驟（d）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的一第二控制電晶體的一閘極；其中，當該極性半週期為該正半週期時，該備用開關單元的該第一控制電晶體為該備用開關單元的該第一電晶體，該備用開關單元的該第二控制電晶體為該備用開關單元的該第二電晶體；以及當該極性半週期為該負半週期時，該備用開關單元的該第一控制電晶體為該備用開關單元中的該第二電晶體，該備用開關單元的該第二控制電晶體為該備用開關單元中的該第一電晶體。
  7. 如請求項4或請求項5之任一項中所述之切換控制系統，其中該備用開關單元的該第一電晶體以及該第二電晶體為NMOS，該備用開關單元的該第一電晶體的一源極接收該備用交流電，該備用開關單元的該第一電晶體的一汲極與備用開關單元的該第二電晶體的一汲極連接，該備用開關單元的該第二電晶體的一源極連接該負載，前述步驟（b）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的一第一控制電晶體的一閘極，前述步驟（d）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的一第二控制電晶體的一閘極；其中，當該極性半週期為該正半週期時，該備用開關單元的該第一控制電晶體為該備用開關單元的該第二電晶體，該備用開關單元的該第二控制電晶體為該備用開關單元的該第一電晶體；以及當該極性半週期為該負半週期時，該備用開關單元的該第一控制電晶體為該備用開關單元中的該第一電晶體，該備用開關單元的該第二控制電晶體為該備用開關單元中的該第二電晶體。
  8. 如請求項1所述之切換控制系統，其中，該切換控制系統包含一第一相線、一第一中性線、一第二相線以及一第二中性線，該第一相線以及該第一中性線經配置以接收該供電交流電，該第二相線以及該第二中性線經配置以接收該備用交流電，該供電開關單元以及該備用開關單元皆包含一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體以及一第四電晶體，該供電開關單元的該第一電晶體以及該第二電晶體位於該第一相線上並反向串聯，該供電開關單元的該第三電晶體以及該第四電晶體位於該第一中性線上並且反向串聯，該備用開關單元的該第一電晶體以及該第二電晶體位於該第二相線上並且反向串聯，以及該備用開關單元的該第三電晶體以及該第四電晶體位於該第二中性線上並且反向串聯。
  9. 如請求項8所述之切換控制系統，其中該供電開關單元的該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體為NMOS，該供電開關單元的該第一電晶體的一汲極以及該供電開關單元的該第三電晶體的一汲極接收該供電交流電，該供電開關單元的該第一電晶體的一源極與該供電開關單元的該第二電晶體的一源極連接，該供電開關單元的該第三電晶體的一源極與該供電開關單元的該第四電晶體的一源極連接，該供電開關單元的該第二電晶體的一汲極以及該供電開關單元的該第四電晶體的一汲極連接該負載，前述步驟（a）包含發送一截止訊號給該供電開關單元中的一第一控制電晶體的一閘極，以及前述步驟（c）包含發送該截止訊號給該供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自一閘極；其中，當該極性半週期為一正半週期時，該供電開關單元中的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體，該供電開關單元中的該些第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體；以及當該極性半週期為一負半週期時，該供電開關單元中的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體，該供電開關單元中的該些第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體。
  10. 如請求項8所述之切換控制系統，其中該供電開關單元的該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體為NMOS，該供電開關單元的該第一電晶體的一汲極以及該供電開關單元的該第三電晶體的一源極接收該供電交流電，該供電開關單元的該第一電晶體的一源極與該供電開關單元的該第二電晶體的一源極連接，該供電開關單元的該第三電晶體的一汲極與該供電開關單元的該第四電晶體的一汲極連接，該供電開關單元的該第二電晶體的一汲極以及該供電開關單元的該第四電晶體的一源極連接該負載，前述步驟（a）包含發送一截止訊號給該供電開關單元中的一第一控制電晶體的一閘極，以及前述步驟（c）包含發送該截止訊號給該供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的一閘極；其中，當該極性半週期為一正半週期時，該供電開關單元中的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體，該供電開關單元中的該些第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體；以及當該極性半週期為一負半週期時，該供電開關單元中的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體，該供電開關單元中的該些第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體。
  11. 如請求項8所述之切換控制系統，其中該供電開關單元的該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體為NMOS，該供電開關單元的該第一電晶體的一源極以及該供電開關單元的該第三電晶體的一汲極接收該供電交流電，該供電開關單元的該第一電晶體的一汲極與該供電開關單元的該第二電晶體的一汲極連接，該供電開關單元的該第三電晶體的一源極與該供電開關單元的該第四電晶體的一源極連接，該供電開關單元的該第二電晶體的一源極以及該供電開關單元的該第四電晶體的一汲極連接該負載，前述步驟（a）包含發送一截止訊號給該供電開關單元中的一第一控制電晶體的一閘極，以及前述步驟（c）包含發送該截止訊號給該供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的一閘極；其中，當該極性半週期為一正半週期時，該供電開關單元中的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體，該供電開關單元中的該些第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體；以及當該極性半週期為一負半週期時，該供電開關單元中的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體，該供電開關單元中的該些第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體。
  12. 如請求項8所述之切換控制系統，其中該供電開關單元的該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體為NMOS，該供電開關單元的該第一電晶體的一源極以及該供電開關單元的該第三電晶體的一源極接收該供電交流電，該供電開關單元的該第一電晶體的一汲極與該供電開關單元的該第二電晶體的一汲極連接，該供電開關單元的該第三電晶體的一汲極與該供電開關單元的該第四電晶體的一汲極連接，該供電開關單元的該第二電晶體的一源極以及該供電開關單元的該第四電晶體的一源極連接該負載，前述步驟（a）包含發送一截止訊號給該供電開關單元中的一第一控制電晶體的一閘極，以及前述步驟（c）包含發送該截止訊號給該供電開關單元中的多個第二控制電晶體各自的一閘極；其中，當該極性半週期為一正半週期時，該供電開關單元中的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體，該供電開關單元中的該些第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體；以及當該極性半週期為一負半週期時，該供電開關單元中的該第一控制電晶體為該供電開關單元中的該第二電晶體，該供電開關單元中的該些第二控制電晶體為該供電開關單元中的該第一電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體。
  13. 如請求項9、10、11或12之任一項中所述之切換控制系統，其中該備用開關單元的該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體為NMOS，該備用開關單元的該第一電晶體的一汲極以及該備用開關單元的該第三電晶體的一汲極接收該備用交流電，該備用開關單元的該第一電晶體的一源極與備用開關單元的該第二電晶體的一源極連接，該備用開關單元的該第三電晶體的一源極與該備用開關單元的該第四電晶體的一源極連接，該備用開關單元的該第二電晶體的一汲極以及該備用開關單元的該第四電晶體的一汲極連接該負載，前述步驟（b）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的一閘極，前述步驟（d）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的一第二控制電晶體的一閘極；其中，當該極性半週期為該正半週期時，該備用開關單元中的該些第一控制電晶體為該備用開關單元中的該第一電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體，該備用開關單元中的該第二控制電晶體為該備用開關單元中的該第二電晶體；以及當該極性半週期為該負半週期時，該備用開關單元中的該些第一控制電晶體為該備用開關單元中的該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體，該備用開關單元中的該第二控制電晶體為該備用開關單元中的該第一電晶體。
  14. 如請求項9、10、11或12之任一項中所述之切換控制系統，其中該備用開關單元的該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體為NMOS，該備用開關單元的該第一電晶體的一汲極以及該備用開關單元的該第三電晶體的一源極接收該備用交流電，該備用開關單元的該第一電晶體的一源極與備用開關單元的該第二電晶體的一源極連接，該備用開關單元的該第三電晶體的一汲極與該備用開關單元的該第四電晶體的一汲極連接，該備用開關單元的該第二電晶體的一汲極以及該備用開關單元的該第四電晶體的一源極連接該負載，前述步驟（b）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的一閘極，前述步驟（d）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的一第二控制電晶體的一閘極；其中，當該極性半週期為該正半週期時，該備用開關單元中的該些第一控制電晶體為該備用開關單元中的該第一電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體，該備用開關單元中的該第二控制電晶體為該備用開關單元中的該第二電晶體；以及當該極性半週期為該負半週期時，該備用開關單元中的該些第一控制電晶體為該備用開關單元中的該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體，該備用開關單元中的該第二控制電晶體為該備用開關單元中的該第一電晶體。
  15. 如請求項9、10、11或12之任一項中所述之切換控制系統，其中該備用開關單元的該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體為NMOS，該備用開關單元的該第一電晶體的一源極以及該備用開關單元的該第三電晶體的一汲極接收該備用交流電，該備用開關單元的該第一電晶體的一汲極與備用開關單元的該第二電晶體的一汲極連接，該備用開關單元的該第三電晶體的一源極與該備用開關單元的該第四電晶體的一源極連接，該備用開關單元的該第二電晶體的一源極以及該備用開關單元的該第四電晶體的一汲極連接該負載，前述步驟（b）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的一閘極，前述步驟（d）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的一第二控制電晶體的一閘極；其中，當該極性半週期為該正半週期時，該備用開關單元中的該些第一控制電晶體為該備用開關單元中的該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體，該備用開關單元中的該第二控制電晶體為該備用開關單元中的該第一電晶體；以及當該極性半週期為該負半週期時，該備用開關單元中的該些第一控制電晶體為該備用開關單元中的該第一電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體，該備用開關單元中的該第二控制電晶體為該備用開關單元中的該第二電晶體。
  16. 如請求項9、10、11或12之任一項中所述之切換控制系統，其中該備用開關單元的該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體為NMOS，該備用開關單元的該第一電晶體的一源極以及該備用開關單元的該第三電晶體的一源極接收該備用交流電，該備用開關單元的該第一電晶體的一汲極與備用開關單元的該第二電晶體的一汲極連接，該備用開關單元的該第三電晶體的一汲極與該備用開關單元的該第四電晶體的一汲極連接，該備用開關單元的該第二電晶體的一源極以及該備用開關單元的該第四電晶體的一源極連接該負載，前述步驟（b）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的多個第一控制電晶體各自的一閘極，前述步驟（d）包含發送一導通訊號給該備用開關單元中的一第二控制電晶體的一閘極；其中，當該極性半週期為該正半週期時，該備用開關單元中的該些第一控制電晶體為該備用開關單元中的該第二電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體，該備用開關單元中的該第二控制電晶體為該備用開關單元中的該第一電晶體；以及當該極性半週期為該負半週期時，該備用開關單元中的該些第一控制電晶體為該備用開關單元中的該第一電晶體、該第三電晶體以及該第四電晶體，該備用開關單元中的該第二控制電晶體為該備用開關單元中的該第二電晶體。
  17. 如請求項1所述之切換控制系統，其中該控制單元經配置以響應於偵測到該供電交流電的一電壓小於一閾值後，執行一緊急切換步驟以使該備用交流電取代該供電交流電以對該負載供電。
  18. 如請求項17所述之切換控制系統，其中該緊急切換步驟包含：響應於偵測到該些交流電中的該供電交流電以及該備用交流電皆處於該極性半週期內並且兩者之該電壓差小於該預設電壓，執行前述步驟（a）~（d）。
TW112145436A 2023-11-23 2023-11-23 切換控制系統 TWI893541B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW112145436A TWI893541B (zh) 2023-11-23 2023-11-23 切換控制系統
CN202311760002.6A CN120033825A (zh) 2023-11-23 2023-12-20 切换控制系统
US18/426,960 US20250175172A1 (en) 2023-11-23 2024-01-30 Switching control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW112145436A TWI893541B (zh) 2023-11-23 2023-11-23 切換控制系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202522860A TW202522860A (zh) 2025-06-01
TWI893541B true TWI893541B (zh) 2025-08-11

Family

ID=95730447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112145436A TWI893541B (zh) 2023-11-23 2023-11-23 切換控制系統

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20250175172A1 (zh)
CN (1) CN120033825A (zh)
TW (1) TWI893541B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024137260A (ja) * 2023-03-24 2024-10-07 株式会社東芝 半導体回路

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5182464A (en) * 1991-01-09 1993-01-26 Techmatics, Inc. High speed transfer switch
US5536977A (en) * 1993-11-30 1996-07-16 Siliconix Incorporated Bidirectional current blocking MOSFET for battery disconnect switching
US6483682B1 (en) * 2001-06-21 2002-11-19 Northrop Grumman Corporation Electric power distribution system employing a fight-through switch
US20040178766A1 (en) * 2000-09-21 2004-09-16 Constantin Bucur Power management topologies
US20050184592A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-25 Marwali Mohammad N. Static transfer switch device and method
CN101290931A (zh) * 2008-05-30 2008-10-22 中国电力科学研究院 一种大功率自冷式晶闸管阀及其安装用车
US20140132074A1 (en) * 2012-11-13 2014-05-15 Liebert Corporation Techniques for improving operation of static transfer switches during voltage disturbances
US20150035358A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-05 Ragingwire Data Centers, Inc. Electrical power management system and method
EP2876800A1 (en) * 2013-11-14 2015-05-27 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Matrix converter and method for compensating for output voltage error
CN104811020A (zh) * 2014-01-27 2015-07-29 台达电子企业管理（上海）有限公司 电源系统及供电方法
US20160233720A1 (en) * 2013-12-31 2016-08-11 Lite-On, Inc. Dual input power supply system and method
WO2018012155A1 (ja) * 2016-07-15 2018-01-18 住友電気工業株式会社 給電装置及び給電システム
US10097017B2 (en) * 2015-06-24 2018-10-09 Apple Inc. Systems and methods for bidirectional two-port battery charging with boost functionality
EP3961856A1 (en) * 2020-05-15 2022-03-02 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Uninterruptible power system and driving method therefor
CN115313332A (zh) * 2022-08-12 2022-11-08 杭州云电科技能源有限公司 有源限流电路、电源装置、供电系统以及控制方法
WO2022255711A1 (ko) * 2021-06-01 2022-12-08 (주)신아이엔지 독립적인 바이패스 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105373205B (zh) * 2014-08-15 2018-05-22 光宝电子(广州)有限公司 电源方案系统及方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5182464A (en) * 1991-01-09 1993-01-26 Techmatics, Inc. High speed transfer switch
US5536977A (en) * 1993-11-30 1996-07-16 Siliconix Incorporated Bidirectional current blocking MOSFET for battery disconnect switching
US20040178766A1 (en) * 2000-09-21 2004-09-16 Constantin Bucur Power management topologies
US6483682B1 (en) * 2001-06-21 2002-11-19 Northrop Grumman Corporation Electric power distribution system employing a fight-through switch
US20050184592A1 (en) * 2004-02-10 2005-08-25 Marwali Mohammad N. Static transfer switch device and method
CN101290931A (zh) * 2008-05-30 2008-10-22 中国电力科学研究院 一种大功率自冷式晶闸管阀及其安装用车
US20140132074A1 (en) * 2012-11-13 2014-05-15 Liebert Corporation Techniques for improving operation of static transfer switches during voltage disturbances
US20150035358A1 (en) * 2013-08-05 2015-02-05 Ragingwire Data Centers, Inc. Electrical power management system and method
EP2876800A1 (en) * 2013-11-14 2015-05-27 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Matrix converter and method for compensating for output voltage error
US20160233720A1 (en) * 2013-12-31 2016-08-11 Lite-On, Inc. Dual input power supply system and method
CN104811020A (zh) * 2014-01-27 2015-07-29 台达电子企业管理（上海）有限公司 电源系统及供电方法
US10097017B2 (en) * 2015-06-24 2018-10-09 Apple Inc. Systems and methods for bidirectional two-port battery charging with boost functionality
WO2018012155A1 (ja) * 2016-07-15 2018-01-18 住友電気工業株式会社 給電装置及び給電システム
EP3961856A1 (en) * 2020-05-15 2022-03-02 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Uninterruptible power system and driving method therefor
WO2022255711A1 (ko) * 2021-06-01 2022-12-08 (주)신아이엔지 독립적인 바이패스 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치
CN115313332A (zh) * 2022-08-12 2022-11-08 杭州云电科技能源有限公司 有源限流电路、电源装置、供电系统以及控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN120033825A (zh) 2025-05-23
TW202522860A (zh) 2025-06-01
US20250175172A1 (en) 2025-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4495733B2 (ja) Ｓｃｒベースのスタティック切換えスイッチ装置および方法
US4626954A (en) Solid state power controller with overload protection
US4567425A (en) Method of and apparatus for half-cycle-average or R.M.S. load voltage control
CN102868291B (zh) 二极管中点箝位型三电平逆变器限流控制方法及相关电路
CN104638615A (zh) 具有直流故障隔离能力的模块化多电平换流器及其子模块
US10468972B2 (en) Power converter including a plurality of converter cells connected in multiple series
TWI893541B (zh) 切換控制系統
CN105375796B (zh) 具有电压检测的整流器
CN110008069A (zh) 电源切换控制电路及控制方法
CN111431423A (zh) 一种电流采样电路和图腾柱无桥电路系统
TWI578664B (zh) 備用電源控制電路及使用其之備用電源供應系統
JPH1195846A (ja) 電圧調整装置
CN103944545A (zh) 一种具有内部限流电路的电源开关
TW202329600A (zh) 同步全橋整流器電路及其整流開關控制器
JP4643225B2 (ja) 瞬時電圧低下防止装置及び瞬時電圧低下防止方法
CN110086162A (zh) 具有自检互锁抗干扰功能的直流电源防反接电路
CN211880312U (zh) 一种电流采样电路和图腾柱无桥电路系统
JP6736986B2 (ja) 電源切換装置
JP3126951U (ja) １段力率補正回路
JPH07250483A (ja) 電子インバータの案内系
JPWO2021111823A5 (zh)
CN107196309B (zh) 轮换式级联h桥型动态电压恢复及有源滤波电路和方法
TWI885743B (zh) 雙電源切換系統及其操作方法
CN113258552A (zh) 一种防反接控制电路及其应用装置
CN111865056A (zh) 电源变换器与电流比较反馈电路