CN101672900A - 电源装置及电源阵列的测试方法 - Google Patents

Abstract

一种电源装置及电源阵列的测试方法，电源阵列的测试方法适用于测试一包含多数个储能单元的电源阵列，该方法包含以下步骤：(A)将该电源阵列实质均分为两个阵列，且分别判断该二阵列是否有故障；(B)对有故障的阵列判断是否只包含一个储能单元，若是，则判断该储能单元故障，若否，则跳到步骤(C)；(C)将有故障的阵列再实质均分为两个阵列，且分别判断该二阵列是否有故障，然后重复步骤(B)。电源装置，其包含一个电源阵列，包括多数个呈阵列排列的储能单元，且每一个储能单元用以储存电能；一阵列规划器，致能或非致能每一储能单元；及一处理单元，判断致能中的储能单元所形成的一阵列是否有故障；本发明可以大幅缩短该电源阵列的测试时间，可以达到快速测试的目的。

Description

电源装置及电源阵列的测试方法

技术领域

本发明涉及一种电源装置，特别是涉及一种电源装置及电源阵列的测试方法。

背景技术

现今储能元件广泛运用于家电设备、手持式装置(例如：行动电话(Mobile Phone)、个人数位助理(Personal Digital Assistant，PDA)等)及交通工具等产品，以满足人们对独立能源系统的需求。狭义的储能元件主要指电池，包含一次电池及二次电池产品；而广义的储能元件则泛指所有具备储能功能的元件，包括暂时性储能的电容及电感，还有一种介于电池与电容间的超级电容(Super capacitor)也包括在内。

电容是以物理反应的电位能形式来储能，在制作上较为简单，且具有充放电速度快、高功率密度的特性，但是物理储能的效果却不佳(即储能容量较小)，所以只能被当做短暂储能使用。

电池可分为一次电池及二次电池。一次电池仅能使用一次，无法通过充电的方式再补充已被转化掉的化学能。而二次电池主要是要是利用化学能的方式来进行能量储存，因此其能量储存密度将会明显优于一般电容，而可应用于各种电力供应装置，但在此同时，其所能产生的瞬间电力输出会受限于化学反应速率，因此无法快速的充放电或进行高功率输出，且在多次充放电后容量会下降，甚至长时间不使用，也会有容量下降问题。

超级电容是一种介于电池与电容间的元件，又称双电层电容(Electrical Double-Layer Capacitor)，通过部分物理储能、部分化学储能架构，其功率密度及能量密度介于电池与电容间。但是，超级电容因具有化学材料而具化学特性，而易有漏电现象，又加上因还有部份是物理特性的放电速度快的现象，前述两种因素下很快就会没电，且受限于电解质的分解电压(水系电解质1V、有机电解质约2.5V)，所以其耐电压低，再加上受到电极材料的成本影响，超级电容具有比其他电容、电池高的价格能量比。

现有储能元件的技术，皆无法同时达到寿命长(高充放电次数)、高能量储存密度、瞬间高功率的输出、快速充放电等优点，且目前的二次电池及超级电容皆需要电解液以化学的方式储存电能，并无法在一般现今的半导体制程下制造，因此一旦在封装完成后，其储存电能的容量较不易改变，且周边相关的电路在规划上也较不弹性，所以现有技术仍有改良精进之处。

随着电子电路技术的日益成熟，电路设计也趋向多功能整合以及更小的电路面积发展。然而，由于集成电路制程的限制，为了维持品质一致性以达到电源输入后电路运作正常的目的，所以，开发一种在封装之前进行检测，以确保早期品质及封装后的电源输入的稳定性等功效的电源阵列的测试方法提供电源装置使用为由其必要性。

由此可见，上述现有的现有储能元件的技术在结构及方法上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的电源装置及电源阵列的测试方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

有鉴于上述现有的储能元件的技术存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的电源装置及电源阵列的测试方法，能够改进一般现有的现有储能元件的技术，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，解决现有储能元件无法快速检测的技术问题，而提供一种电源阵列的快速测试方法，适用于测试一包含多数个储能单元的电源阵列，且能达到大幅缩短该电源阵列的测试时间的功效，因此非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明电源阵列的测试方法，包含：

(A)将该电源阵列实质均分为两个阵列，且分别判断该二阵列是否有故障；

(B)对有故障的阵列判断是否只包含一个储能单元，若是，则判断该储能单元故障，若否，则跳到步骤(C)；及

(C)将有故障的阵列再实质均分为两个阵列，且分别判断该二阵列是否有故障，然后重复步骤(B)。

此外，本发明的另一目的为提供一种电源装置，该电源装置解决了现有储能元件无法快速检测的技术问题，且能达到大幅缩短测试时间的功效，因此非常适于实用。

本发明的电源装置，包含：

一电源阵列，包括多数个呈阵列排列的储能单元，且每一个储能单元用以储存电能；

一阵列规划器，致能或非致能每一储能单元；及

一处理单元，判断致能中的储能单元所形成的一阵列是否有故障；

其中，该阵列规划器先将该电源阵列实质均分为两个阵列以分成二次致能，且该处理单元分别判断该二阵列是否有故障；

当有故障的阵列只包含一个储能单元时，该处理单元判断该储能单元故障；

当有故障的阵列包含超过一个储能单元时，该阵列规划器将有故障的该阵列再实质均分为两个阵列以分成二次致能，且该处理单元再分别判断该二阵列是否有故障。

借由上述技术方案，本发明电源装置及电源阵列的测试方法至少具有下列优点及有益效果：

本发明的电源装置和测试方法逐次将待测的电源阵列分成二子电源阵列，当一子电源阵列的实际电容值可以符合一误差范围内时，不必再一一对其中的每一个储能单元作测试，换句话说，可以使该电源阵列的测试时间复杂度降低为O(log₂ n)，以大幅缩短该电源阵列的测试时间，因此，可以达到快速测试的功效。

综上所述，本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论在设备及方法或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的现有储能元件具有增进的突出功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

附图说明

图1是本发明的电源装置方框图；

图2是本实施例的磁性电容与其他现有能量储存媒介的比较示意图；

图3是本实施例中磁性电容的结构示意图；

图4是本实施例的磁性电容另一实施例中第一磁性电极的结构示意图；

图5是本发明另一实施例中一储能单元组的示意图；

图6是一电源装置的电源阵列示意图；

图7是当该电源阵列充电时的测试单元示意图；

图8是当该电源阵列放电时的测试单元示意图；

图9是一电源装置的处理单元的方框图；

图10是一电源装置的阵列规划器的示意图；

图11是本发明的测试方法的一实施方式流程图；

图12是本发明的测试方法的一实施方式的子流程图；

图13是一储能单元的树状图范例；

图14是本发明的测试方法的另一实施方式流程图；及

图15是本发明的测试方法的另一实施方式的子流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电源装置及电源阵列的测试方法其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1与图6，本实施例的电源装置包括：一电源阵列1、一测试单元2、一处理单元3，及一阵列规划器4。

本发明中的电源阵列1是由多数个储能单元11所组成，而在本实施例中，该储能单元11为磁性电容单元。因为磁性电容单元是一种新颖的储能元件，且较一般的电池、电容、超级电容具有许多优点，因此以下先对磁性电容单元作一介绍，之后再详述如何针对一电源阵列1中的该等储能单元11进行快速测试。

磁性电容单元介绍

该磁性电容单元可以是单一个磁性电容或是由多数个磁性电容以串联、并联或混合串并联方式组成的一磁性电容组。本实施例应用的磁性电容是一种以硅半导体为原料，在一定的磁场作用下通过物理储能方式实现高密度、大容量储存电能的储能元件。且磁性电容具有输出电流大、体积小、重量轻、超长使用寿命、充放电能力佳及没有充电记忆效应等特性，因此拿来做为备用电源装置的蓄电元件以取代一般铅酸蓄电池组，除了可以减少备用电源装置的体积、重量和制造成本，而且可以实现系统免维护以及提高系统使用寿命等优点。

请参阅图2，由于现有能量储存媒介(例如：传统电池或超级电容)主要是利用化学能的方式来进行能量储存，因此其能量储存密度将会明显优于一般电容，而可应用于各种电力供应装置，但在此同时，其所能产生的瞬间电力输出也会受限于化学反应速率，而无法快速的充放电或进行高功率输出，且充放电次数有限，过度充放时易滋生各种问题。相比于此，由于磁性电容中储存的能量全部以电位能的方式进行储存，因此，除了具有可与一般电池或超级电容匹配的能量储存密度外，更因充分保有电容的特性，而具有寿命长(高充放电次数)、无记忆效应、可进行高功率输出、快速充放电等特点，所以可有效解决当前电池所遇到的各种问题。参阅图3，磁性电容600包含有一第一磁性电极610、一第二磁性电极620，以及位于其间的一介电层630。其中第一磁性电极610与第二磁性电极620是由具磁性的导电材料所构成，并藉由适当的外加电场进行磁化，使第一磁性电极610与第二磁性电极620内分别形成磁偶极(Magenetic Dipole)615与625，以于磁性电容600内部构成一磁场，对带电粒子的移动造成影响，从而抑制磁性电容600的漏电流。

所需要特别强调的是，图3中的磁偶极615与625的箭头方向仅为一示意图。对熟习该项技艺者而言，应可了解到磁偶极615与625实际上是由多个整齐排列的微小磁偶极所迭加而成，且在本发明中，磁偶极615与625最后形成的方向并无限定，例如可指向同一方向或不同方向。介电层630则是用来分隔第一磁性电极610与第二磁性电极620，以于第一磁性电极610与第二磁性电极620处累积电荷，储存电位能。在本发明的一实施例中，第一磁性电极610与第二磁性电极620包含有磁性导电材质，例如稀土元素，介电层630则是由氧化钛(TiO3)、氧化钡钛(BaTiO3)或一半导体层，例如氧化硅(Silicon Oxide)所构成，然而本发明并不限于此，因此第一磁性电极610、第二磁性电极620与介电层630均可视产品的需求而选用适当的其他材料。

比喻说明本发明磁性电容的操作原理如下。物质在一定磁场下电阻改变的现象，称为「磁阻效应」，磁性金属和合金材料一般都有这种磁电阻现象，通常情况下，物质的电阻率在磁场中仅产生轻微的减小；在某种条件下，电阻率减小的幅度相当大，比通常磁性金属与合金材料的磁电阻值高出10倍以上，而能够产生很庞大的磁阻效应。若是进一步结合麦斯威尔-华格纳(Maxwell-Wagner)电路模型，磁性颗粒复合介质中也可能会产生很庞大的磁电容效应。

在一般电容中，电容值C是由电容的面积A、介电层的介电常数ε₀、ε_r及厚度d决定，如下式所示。

$C=\frac{{\mathrm{\ϵ}}_0{\mathrm{\ϵ}}_{r}A}{d}$

然而在本发明中，磁性电容600主要利用第一磁性电极610与第二磁性电极620中整齐排列的磁偶极来形成磁场来，使内部储存的电子朝同一自旋方向转动，进行整齐的排列，所以可在同样条件下，容纳更多的电荷，进而增加能量的储存密度。类比于一般电容，磁性电容600的运作原理相当于藉由磁场的作用来改变介电层630的介电常数，而造成电容值的大幅提升。

此外，在本实施例中，第一磁性电极610与介电层630间的介面631以及第二磁性电极620与介电层630间的介面632均为一不平坦的表面，使得介面631与介面632的面积相比于一般平坦的表面其表面积A更大，而能进一步提升磁性电容600的电容值C。

请参阅图4，本发明的另一实施例中第一磁性电极610的结构示意图。如图4所示，第一磁性电极610为一多层结构，包含有一第一磁性层612、一隔离层614以及一第二磁性层616。其中隔离层614由非磁性材料所构成，而第一磁性层612与第二磁性层616则包含有具磁性的导电材料，并在磁化时，藉由不同的外加电场，使得第一磁性层612与第二磁性层614中的磁偶极613与617分别具有不同的方向，例如在本发明的一较佳实施例中，磁偶极613与617的方向为反向，而能进一步抑制磁性电容600的漏电流。此外，需要强调的是，磁性电极610的结构并不限于前述的三层结构，而可以类似的方式，以多数个磁性层与非磁性层不断交错堆迭，再藉由各磁性层内磁偶极方向的调整来进一步抑制磁性电容600的漏电流，甚至达到几乎无漏电流的效果。

此外，由于现有储能元件多半以化学能的方式进行储存，因此都需要有一定的尺寸，否则往往会造成储量效率的大幅下降。相比于此，本发明的磁性电容600是以电位能的方式进行储存，且因所使用的材料可适用于半导体制程，所以可藉由适当的半导体制程来形成磁性电容600以及周边电路连接，进而缩小磁性电容600的体积与重量，由于此制作方法可使用一般半导体制程达成的，所以在此不予赘述。

请参阅图5，图5为本发明另一实施例中一磁性电容组500的示意图。承前所述，在本实施例中，利用半导体制程于一硅基板上制作多数个小尺寸的磁性电容600，并藉由适当的金属化制程，于该多数个磁性电容600间形成电连接，从而构成一个包含有多个磁性电容600的磁性电容组500，再以磁性电容组500作为能量储存装置或外部装置的电力供应来源。在本实施例中，磁性电容组500内的多数个磁性电容600是以类似阵列的方式电连接，然而本发明并不限于此，而可根据不同的电压或电容值需求，进行适当的串联或并联，以满足各种不同装置的电力供应需求。

电源阵列的测试

参阅图6，该电源阵列1包括m×n个储能单元11、m×n个第一开关12及m×n个第二开关13，且该等储能单元11是以m列及n行交错排列的方式进行配置，其中，每一储能单元11具有一第一端及一第二端，且分别与一个第一开关12、一个第二开关13电连接，当一储能单元11对应的该等第一开关12、第二开关13皆被导通时，表示该储能单元11处于致能(Enable)状态，可以正常进行充放电，反过来说，当一储能单元11对应的该等第一开关12、第二开关13皆不导通时，表示该储能单元11被隔离而处于无法进行充放电的非致能(Disable)状态，意味着其他电路元件将不会受到该储能单元11的影响。

而该电源阵列1可藉由不同的规划(Programming)而动态调整该等开关12、13，以进而控制开关12、13所对应到的储能单元11的致能/非致能状态，因此，不同的规划方式将对应不同的该等储能单元11的排列组合方式(即为串联、并联或串并联的组合方式)，也就是说，该电源阵列1的等效电容值也会随不同的规划方式而改变。

此外，由该电源阵列1的第一输出端14与该电源阵列1的第二输出端15，可以输出该电源阵列1的等效电容值。

参阅图7，该测试单元2包括：一电压比较器21、一充放电处理器22，及一放电开关23。

该电压比较器21具有一第一端、一第二端，及一输出端，且该电压比较器21的第一端与该电源阵列1的第一输出端14电连接，并接收一由定电流源提供的工作电流，且该电源阵列1的第二输出端15接至地，而该电压比较器21的第二端接收一参考电压，然后，该电压比较器21比较该电源阵列1的电压及该参考电压，当该电源阵列1的电压大于该参考电压时，该电压比较器21的输出端输出一高电位讯号(H)至该充放电处理器22，相反地，当该电源阵列1的电压小于该参考电压时，该电压比较器21的输出端输出一低电位讯号(L)至该充放电处理器22，该放电开关23可切换地将该电源阵列1的第一输出端14电连接到地。

当该充放电处理器22由该电压比较器21的输出端接收到一高电位讯号(H)时，该充放电处理器22将控制该放电开关23导通，使得该电源阵列1进行放电动作，而当该充放电处理器22由该电压比较器21的输出端接收到一低电位讯号(L)时，该充放电处理器22将控制该放电开关23不导通，使得该电源阵列1进行充电动作。

因此，该电源阵列1的充放电流程如下所述：初始状态时，因为该电源阵列1尚未充电，因此该电压比较器21的输出端输出一低电讯号(L)，而该充放电处理器22根据该低电位讯号(L)，以控制该放电开关23为不导通，所以，该电源阵列1将接收由该定电流源输入的工作电流，以进行充电动作，参阅图8，当该电源阵列1持续充电至大于该参考电压时，该电压比较器21会改变其输出端的输出讯号为高电位讯号(H)，因此该充放电处理器22便会依据该高电位讯号(H)而控制该放电开关23导通，此时，该电源阵列1会开始进行放电动作，直到该电源阵列1的电压小于该参考电压时，再由该充放电处理器22控制该放电开关23不导通，以完成电源阵列1的一次充放电流程。

同时，在该充放电处理器22中，将记录一段时间内的该电压比较器21的输出讯号的变化频率，并据以计算出该电源阵列1的充放电频率，进而计算出该电源阵列1的等效电容值，其计算方式如下：

其中，C为该电

源阵列1的等效电容值、Q为电源阵列的电量、V为该参考电压、I为该定电流源提供的工作电流，及f为电源阵列的充放电频率。

由上述公式(F.1)可知，该参考电压V及该工作电流I皆为一固定值，因此，当该充放电处理器22计算出该电源阵列1的充放电频率时，即可据此计算出该电源阵列1的实际等效电容值。

参阅图9，该处理单元3包括：一运算器31、一比较器32，及一控制器33。

该运算器31可以依据不同的电源阵列1的规划方式以计算出该电源阵列1的理论等效电容值，并将该理论等效电容值输出至该比较器32中，而该比较器32根据由该充放电处理器22所计算出的电源阵列1的实际等效电容值，与该理论等效电容值作比较，以判断二者的差是否介于一预设的误差范围内，若是，则表示在此种规划情形下的电源阵列1中，每一储能单元11皆为正常状态，若二者的差超过该预设的误差范围时，则表示在此种规划情形下的电源阵列1中，存在有至少一储能单元11发生故障情形。

在该控制器33中预设有一测试策略(Test strategy)，该测试策略用以决定电源阵列的测试方法及对应控制讯号；为了说明的完整性，后续再说明本实施例的测试策略为何，在此先不赘述；该控制器33根据该比较器32输出的结果(即该实际等效电容值与该理论等效电容值的差，是否超出该误差范围)，与该预设的测试策略，以决定下一次进行测试时的控制讯号，其中，该控制器33是根据该测试策略而设定出对应的控制讯号，以决定下一次测试时该电源阵列1的规划方式，且该控制讯号也会传送至该运算器31中，以预先计算出下一次测试时，该电源阵列1的理论等效电容值。

参阅图10，该阵列规划器4是用以控制该电源阵列1中每一储能单元11所对应的开关12、13的导通与否，而该阵列规划器4的规划复杂度与该电源阵列1的阵列大小有关，一般而言，为了扩充性与方便性的考量，会采用一可重复规划的现场可规划闸阵列(FPGA)来实施，但不以此为限。

如图10所示，该阵列规划器4接收由该控制器33输出的控制讯号，并产生对应的开关动作，以切换不同的电源阵列1的规划方式，其中，该阵列规划器4具有多数个胞元(Cell)41分别用以控制对应的储能单元11的第一开关12与第二开关13，也就是说，当一胞元41被设定为致能(Enable)时，该胞元41将控制对应的第一开关12及第二开关13为导通，相反地，当一胞元41被设定为非致能(Disable)时，该胞元41将控制对应的第一开关12及第二开关13为不导通。

电源装置的快速测试方法

本发明中也提出一电源装置的快速测试方法，且其实施于前述的该测试策略中，该测试策略并包括对应该测试方法的控制讯号的规划方式。现说明该测试方法如下：

联合参阅图11及图12，本发明电源阵列的测试方法的较佳实施例包含以下步骤：

步骤90该控制器33将该电源阵列1设为目前阵列；

步骤91是该控制器33将目前阵列平均分为两个阵列，且选取其中一阵列作为目前阵列，并记录另一未选到的阵列为尚未检测的阵列；

步骤92是检测目前阵列中是否有故障发生，若是，则执行步骤93，若否，则跳至步骤95；

且步骤92包括以下子步骤：

步骤921是该控制器33针对目前阵列设定对应的控制讯号，使得该阵列规划器4可开启目前阵列中的所有储能单元11；

步骤922是该测试单元2测得此目前阵列的实际等效电容值，且运算器31也计算出此目前阵列的理论等效电容值；

步骤923是该比较器32比较两电容值；

步骤924是该控制器33基于该比较器32的比较结果判断目前阵列中是否有故障情形发生，若是，则执行步骤93，若否，则跳至步骤95；

步骤93是控制器33判断该目前阵列中是否只包含一储能单元，若是，执行步骤94，若否，则跳至步骤91；

步骤94是控制器33标记该储能单元为故障，并跳至步骤95；及

步骤95是控制器33根据记录，判断是否有尚未检测到的阵列，若否，就结束；若是，则将最近一笔记录到的尚未检测阵列设为目前阵列，且跳到步骤92进行检测。

值得注意的是，步骤95中该尚未检测到的阵列可能包含有多数个阵列，因此，该取用方式为越晚被设定为尚未检测阵列的阵列先被取出以设定为目前阵列。

根据以上流程，我们举一例子加以说明，参阅图13，假设一电源阵列具有8个储能单元，且存在有一个故障储能单元于其中，位于图中F点上。

由步骤90，该控制器33设定该待测电源阵列为目前阵列，再根据步骤91将该目前阵列平均分为二具有4个储能单元的电源阵列，并将其中之一设定为目前阵列，另一设定为尚未检测阵列，然后根据步骤92，该控制器33设定对应的控制讯号，使得该阵列规划器4可导通目前阵列中4个储能单元11，以进行测试；由于目前阵列中存在有故障的储能单元(如图13中F点)，因此，该控制器33可由该比较器32的输出结果，判断出该目前阵列中有故障情形发生，因此，步骤93是该控制器判断该目前阵列仍包括多数个储能单元于其中，于是回到步骤91，再将目前阵列平均分为二具有2个储能单元的电源阵列，并将其中之一设定为目前阵列，另一设定为尚未检测阵列，此时，经由步骤92的测试可以发现目前阵列(图13中D点)没有故障情形发生，因此，跳至步骤95检查出仍有尚未检测的阵列，于是将该尚未检测阵列设定为目前阵列后，重新回到步骤92，经测试后发现目前阵列(图13中的E点)仍有故障情形发生，且该目前阵列仍有2个储能单元，因此再回到步骤91，并重复执行步骤91-93。直到经步骤93判断出该目前阵列(图13中的F点)为一储能单元时，执行步骤94将其标记为故障，并依此方法继续检测其余尚未检测阵列。

总体来说，本发明的测试方法的时间复杂度为：

O(log₂(n·n))＝O(log₂ n²)＝O(2·log₂ n)≈O(log₂ n)

相较于传统将一电源阵列中的每一储能单元逐一测试的方法而言，其测试时间复杂度为O(n)，本发明的测试方法显然可以用相当少的时间，更快速测试出一电源阵列中故障的储能单元。

值得注意的是，当最初电源阵列1所包含的储能单元11为奇数个时，步骤91将目前阵列平均分为两个阵列的方式是将一阵列较另一阵列多1个储能单元11，而较少储能单元的阵列则加上一假(Dummy)储能单元，而使两阵列所包含的储能单元11个数实质相等即可。

上述的测试流程是基于深度优先搜寻(Depth-First-Search)顺序为准，逐一进行测试，因此，图13中的测试顺序为：A、B、D、E、F、G、C。然而，也可以另一种广度优先搜寻(Breadth-First-Search)顺序为主，来决定测试顺序，其测试流程如图14及图15所示：

步骤80是该控制器33将该电源阵列1设为目前阵列；

步骤81是该控制器33将目前阵列平均分为两个阵列，且选取其中一阵列作为目前阵列，并记录另一未选到的阵列为尚未检测的阵列；

步骤82是检测目前阵列中是否有故障发生，若是，则执行步骤83，若否，则跳至步骤86；

且步骤82包括以下子步骤：

步骤821是该控制器33针对目前阵列设定对应的控制讯号，使得该阵列规划器4可开启目前阵列中的所有储能单元11；

步骤822是该测试单元2测得此目前阵列的实际等效电容值，且运算器31也计算出此目前阵列的理论等效电容值；

步骤823是该比较器32比较两电容值；

步骤824是该控制器33基于该比较器32的比较结果判断目前阵列中是否有故障情形发生，若是，则执行步骤83，若否，则跳至步骤86；

步骤83是控制器33判断该目前阵列中是否只包含一储能单元，若是，执行步骤84，若否，则跳至步骤85；

步骤84是控制器33标记该储能单元为故障，并跳至步骤86；

步骤85是控制器将该目前阵列平均分为两个阵列，并将此两阵列设定为尚未检测阵列；及

步骤86是控制器33根据记录，判断是否有尚未检测到的阵列，若否，就结束；若是，则将最早一笔记录到的尚未检测阵列设为目前阵列，且跳到步骤82进行检测。

值得注意的是，步骤86中该尚未检测到的阵列可能包含有多数个阵列，因此，该取用方式为越早被设定为尚未检测阵列的阵列先被取出以设定为目前阵列。

若是以图12为例，经由上述基于广度优先搜寻(Breadth-First-Search)演算法为主的测试方法，该等节点的测试顺序为：A、B、C、D、E、F、G。

值得一提的是，无论是基于深度优先搜寻顺序或是广度优先搜寻顺序为主的测试顺序，仅为本实施例揭露方式其中之一，本发明并不限定是基于上述二种测试顺序的测试方法。

值得注意的是，测试单元2和测试步骤不限于依据电容的充放电频率来判定该储能单元是否发生故障，也可以依据如：储能单元的额定电压、额定电流量，或是内阻抗值等判断条件，以判断该储能单元是否故障，因此，本发明的测试方法可以广泛适用于各种不同的故障电容测试电路。

综上所述，本发明的测试方法逐次将待测的电源阵列分成二子电源阵列，当一子电源阵列的实际电容值可以符合一误差范围内时，不必再一一对其中的每一储能单元作测试，因此，可以大幅降低该电源阵列的测试时间复杂度为O(log₂ n)，并大幅缩短该电源阵列的测试时间，因此，可以达到快速测试的目的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (14)

1、一种电源阵列的测试方法，适用于测试一包含多数个储能单元的电源阵列，其特征在于：该电源阵列的测试方法包含(A)将该电源阵列实质均分为两个阵列，且分别判断该二阵列是否有故障；(B)对有故障的阵列判断是否只包含一个储能单元，若是，则判断该储能单元故障，若否，则跳到步骤(C)；及(C)将有故障的阵列再实质均分为两个阵列，且分别判断该二阵列是否有故障，然后重复步骤(B)。

2、如权利要求1所述的电源阵列的测试方法，其特征在于：判断每一阵列是否有故障包含量测该阵列的一参数的一实际值，且得出该参数的一理论值；比较该实际值和该理论值；及基于比较结果判断该阵列是否有故障。

3、如权利要求1所述的电源阵列的测试方法，其特征在于：还包含致能处于判断中的该阵列所包含的所有储能单元，且非致能其他储能单元。

4、如权利要求2所述的电源阵列的测试方法，其特征在于：该参数是电容值。

5、一种电源装置，其特征在于：该电源装置包含一个电源阵列，包括多数个呈阵列排列的储能单元，且每一个储能单元用以储存电能；一阵列规划器，致能或非致能每一储能单元；及一处理单元，判断致能中的储能单元所形成的一阵列是否有故障；其中，该阵列规划器先将该电源阵列实质均分为两个阵列以分成二次致能，且该处理单元分别判断该二阵列是否有故障；当有故障的阵列只包含一个储能单元时，该处理单元判断该储能单元故障；当有故障的阵列包含超过一个储能单元时，该阵列规划器将有故障的阵列再实质均分为两个阵列以分成二次致能，且该处理单元再分别判断该二阵列是否有故障。

6、如权利要求5所述的电源装置，其特征在于：该处理单元是基于致能中的储能单元所形成的该阵列的一参数来判断该阵列是否有故障。

7、如权利要求5所述的电源装置，其特征在于：还包含一测试单元，该测试单元量测致能中的储能单元所形成的该阵列的该参数的一实际值；且该处理单元计算该阵列的该参数的一理论值，并比较该实际值和该理论值，以判断该阵列是否有故障。

8、如权利要求5所述的电源装置，其特征在于：其中，该电源阵列还包含多数个开关，且分别受该阵列规划器控制以导通或不导通，以进而控制每一储能单元被致能或不被致能。

9、如权利要求7所述的电源装置，其特征在于：该处理单元还包括一比较器，比较该实际值与该理论值，以判断二者的差是否介于一预设的误差范围内，若是，则判断该阵列中的每一储能单元皆为正常状态，若二者的差超过该预设的误差范围时，则判断该阵列中存在有至少一个储能单元发生故障；及一控制器，基于该比较器的比较结果，控制该阵列规划器致能哪一个储能单元或哪些储能单元。

10、如权利要求5所述的电源装置，其特征在于：该储能单元是单一个磁性电容或是由多数个磁性电容以串联、并联或混合串并联方式组成的一磁性电容组。

11、如权利要求10所述的电源装置，其特征在于：该磁性电容包含有一第一磁性电极、一第二磁性电极以及设于其间的一介电层，其中该第一磁性电极与第二磁性电极内具有磁偶极以抑制该磁性电容的漏电流。

12、如权利要求11所述的电源装置，其特征在于：该第一磁性电极包含一第一磁性层，具有排列成第一方向的磁偶极；一第二磁性层，具有排列成第二方向的磁偶极；及一隔离层，包含有非磁性材料，设于该第一磁性层与该第二磁性层间；其中该第一方向与该第二方向互为反向，以抑制该磁性电容的漏电流。

13、如权利要求11所述的电源装置，其特征在于：该第一磁性电极与第二磁性电极包含有稀土元素，该介电层是由氧化钛、氧化钡钛或一半导体层所构成。

14、如权利要求13所述的电源装置，其特征在于：该半导体层为氧化硅。

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