CN102386673B - 适用于音像设备的不断电系统与其电源管理方法 - Google Patents

适用于音像设备的不断电系统与其电源管理方法 Download PDF

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Abstract

一种适用于音像设备的不断电系统与其电源管理方法，不断电系统包括电源管理单元、无线收发模块与电流检测单元，其中电流检测单元耦接于电源管理单元的输出以检测不断电系统所输出的负载电流。不断电系统可经由无线收发模块接收与学习红外线遥控信号的无线指令码。当不断电系统检测到所连接的音像设备开启，且不断电系统处于一低电压状态时，不断电系统经由无线收发模块发射无线指令码以关闭音像设备的电源，避免停电对音像设备造成损害。

Description

适用于音像设备的不断电系统与其电源管理方法
技术领域
本发明涉及一种不断电系统(Uninterruptible Power Supply system)，且特别涉及一种适用于音像(audio visual，AV)设备的不断电系统与其电源管理方法。
背景技术
不断电系统简称UPS，主要分为在线式不断电系统(on-line UPS)、离线式不断电系统(off-line UPS)与线上交错式不断电系统(Line-interactive UPS)。不断电系统的工作原理大致相同，都是利用电能储存元件(如电池)来储存电能，并且在输入电源异常时，由电池供给电源至后端的负载设备。
目前，愈来愈多的音像设备置入复杂的运算及网络功能，这些都需要不断电系统来维持供电的稳定性。但是不断电系统的电池供电时间有限，如果，这些音像设备无法在不断电系统的供电时间内关机，音像设备就有可能产生损坏。
发明内容
本发明的主要目的即在于提供一种适用于音像设备的不断电系统与其电源管理方法，当市电发生停电时，若检测到音像设备处于开启状态且不断电系统的电池状态到达一设定值，则不断电系统通过无线收发模块发射出指令码控制该音像设备。
本发明所采取的技术方案为一种适用于音像设备的不断电系统，包括一交流/直流电转换器，耦接于一交流电源；一直流/交流电转换器，耦接于交流/直流电转换器；一电池，耦接于交流/直流电转换器与直流/交流电转换器之间；一电源输出端口，耦接于直流/交流电转换器的输出端；一电流检测单元，耦接于电源输出端口与直流/交流电转换器之间；一控制单元，耦接于交流/直流电压转换器、直流/交流电压转换器与电流检测单元；一无线收发模块，耦接于控制单元；其中，电源输出端口可连接一音像设备，控制单元经由电流检测单元可检测所输出的负载电流，且控制单元储存有控制该音像设备的指令码，当该交流电源停电时，若控制单元检测出该音像设备处于开启状态且该电池状态到达一设定值，则控制单元通过无线收发模块发射出该指令码。
本发明所采取的另一技术方案为一种不断电系统的电源管理方法，该不断电系统适用于音像设备，该电源管理方法至少包括以下步骤：a.不断电系统开机，不断电系统连接于一市电及一音像设备之间；b.不断电系统的电池供电，当该市电停电时，以该电池所转换的交流电供电给该音像设备；c.检测负载是否存在，不断电系统以电源检测单元检测负载电流，并以控制单元判断负载是否存在，若负载不存在则不断电系统关机，若负载存在则接着下一步骤；d.检测该电池的状态，不断电系统以控制单元判断该电池是否到达一设定值，若该电池尚未到达该设定值则继续供电给该音像设备，若该电池已到达该设定值则接着下一步骤；e.不断电系统发射第二指令码，不断电系统以无线收发模块将储存于该控制单元的第二指令码发射，第二指令码是控制该音像设备关机的指令码。
本发明所采取的另一技术方案为一种不断电系统的电源管理方法，该不断电系统适用于音像设备，该电源管理方法至少包括以下步骤：a.一遥控器第一次发射第一指令码；b.不断电系统开机，不断电系统连接于一市电及一音像设备之间，且不断电系统以无线收发模块接收该遥控器第一次所发射的第一指令码后，即执行开机；c.该遥控器第二次发射第一指令码，不断电系统接收该遥控器第二次所发射的第一指令码后，以电源检测单元检测负载电流，并以控制单元判断负载是否存在，若负载不存在则不断电系统关机，若负载存在则接着下一步骤；d.不断电系统发射第二指令码，不断电系统以无线收发模块将储存于该控制单元的第二指令码发射，第二指令码是控制该音像设备关机的指令码；e.等待该音像设备完成关机，不断电系统并判断负载是否不存在，若负载不存在则不断电系统关机，若负载仍存在则继续等待该音像设备完成关机。
本发明所取得的有益效果的在于，当不断电系统检测到音像设备是处于开启的状态，且不断电系统的电池状态到达一设定值时，不断电系统即发射出第二指令码，使音像设备可以在该电池的电源耗尽前，有充裕的时间安全地完成关机程序。
本发明所取得的另一有益效果在于，当不断电系统检测到市电复电时，可以再次发射第二指令码，使音像设备重新开机，并继续供电给音像设备。
本发明所取得的另一有益效果在于，本发明的不断电系统可适用于任何类型的遥控器，当任一类型的遥控器发射任一指令码，只要不断电系统根据该指令码一律执行开机。
本发明所取得的又一有益效果在于，本发明的不断电系统的电源管理方法，可防止遥控器在音像设备开机的情况下关闭不断电系统。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1为根据本发明第一实施例的适用于音像设备的不断电系统的功能方框图。
图2为根据本发明第二实施例的适用于音像设备的不断电系统的方框图。
图3为根据本发明第三实施例的适用于音像设备的不断电系统的功能方框图。
图4至图6为根据本发明第四实施例的电源管理方法的流程图。
图7为根据本发明第五实施例的电源管理方法的流程图。
上述附图中的附图标记说明如下：
110：不断电系统
112：电流检测单元
114：无线收发模块
120：电源管理单元
122：交流/直流电压转换器
124：直流/交流电压转换器
126：电池
127：电源输出端口
128：控制单元
129：开关
130～139：音像设备
140～149：遥控器
310：不断电系统
320：电源管理单元
AC IN：交流电源
S410～S490：步骤
具体实施方式
(第一实施例)
图1为根据本发明第一实施例的适用于音像设备的不断电系统的功能方框图。不断电系统110设置在音像设备130与交流电源(AC IN)之间，用以提供电源至多媒体系统130。音像设备130例如为电视、多媒体家电等音像(audio visual，AV)设备，本实施例并不受限。遥控器140可用来遥控音像设备130，例如为红外线遥控器。
不断电系统110包括电源管理单元120、无线收发模块114与电流检测单元112，其中电源管理单元120耦接于电流检测单元112与无线收发模块114之间，并接收交流电源(AC IN)。电源管理单元120尚包括交流/直流电转换器122、直流/交流电转换器124、电池126、控制单元128与开关129。电池126耦接于交流/直流电转换器122与直流/交流电转换器124之间，开关129耦接于直流/交流电转换器124的输出与交流电源(AC IN)与电流检测单元112，并受控于控制单元128以进行供电模式的切换。控制单元128耦接于交流/直流电转换器122、直流/交流电转换器124、开关129、电流检测单元112与无线收发模块114。
交流/直流电转换器122将交流电源(AC IN)转换为直流电而对电池126充电，且转换后的直流电可经由直流/交流电转换器124转换为交流电，并由电源输出端口127供电给音像设备130。直流/交流电转换器124与电源输出端口127之间则设有电流检测单元112及开关129。开关129例如是一三端开关元件或一多路复用器，其受控于控制单元128，可用来切换供电路径，选择性切换不断电系统110的输出电源是来自于交流电源(AC IN)或电池126所转换的交流电。电流检测单元112用来检测不断电系统110所输出的负载电流，也就是音像设备130所消耗的电流。电源管理单元120根据所检测到的负载电流判断连接于不断电系统110的音像设备130的电源是否开启。举例来说，当不断电系统110所输出的负载电流大于预设值时，表示音像设备130是处于开启的状态。当负载电流为零或小于一预设值时，表示音像设备130的电源是处于关机状态。
无线收发模块114例如为红外线收发模块、RF射频模块、RF4CE射频模块或Bluetooth模块，可用来接收控制器140所发出的控制信号以及发射控制信号以遥控音像设备130。在本实施例中，不断电系统110储存有第一指令码及第二指令码，第一指令码是控制不断电系统110开机及关机的指令码，第二指令码是控制音像设备130关机的指令码，第一、二指令码可由制造商预先定义而储存于控制单元128，或由使用者以人工输入的方式储存于控制单元128，或由使用者输入定义，或由使用者操作遥控器140，使不断电系统110经由无线收发模块114向遥控器140学习而得，并储存于控制单元128。使用者可操作遥控器140，使不断电系统110根据第一指令码进行开机及关机。
不断电系统110开机后，即可对音像设备130供电，当交流电源(AC IN)停电时，若不断电系统110检测到音像设备130是处于开启的状态，且电池126的状态到达一设定值时，不断电系统110会立即通过无线收发模块114发射出第二指令码，使音像设备130执行关机程序，此时，不断电系统110尚未关机，因此，音像设备130可以在电池126的电源耗尽前，有充裕的时间安全地完成关机程序。例如：由控制单元128检测电池126的状态，当电池126的电压低于一预设值或电池126供电时间到达一设定值时，控制单元128即通过无线收发模块114发射出第二指令码，当控制单元128通过电流检测单元112检测到音像设备130已达到关机状态时，不断电系统110才关机。
控制单元128例如为一微处理器，其具有数据储存的功能，可用来执行上述功能，在实施时，上述功能可利用固件的方式实现，但本实施例并不受限于此。
(第二实施例)
上述图1中的不断电系统110可以供电给多个多媒体系统或用电设备，请参照图2，图2为本发明第二实施例的适用于音像设备的不断电系统的方框图。不断电系统110可以具有多个电源输出端口127以分别供电至多个音像设备130～139，电源检测单元112可以用来检测不断电系统110所输出的负载电流，电源管理单元120根据所检测到的负载电流判断连接于不断电系统110的多个音像设备130～139的电源是否开启。不断电系统110储存有第一指令码及多个第二指令码，第一指令码是控制不断电系统110开机及关机的指令码，多个第二指令码是分别控制多个音像设备130～139关机的指令码，第一指令码及多个第二指令码可由制造商预先定义，或由使用者输入定义，或由使用者操作多个遥控器140～149，使不断电系统110经由无线收发模块114向多个遥控器140～149学习而得。使用者可操作任一遥控器140，使不断电系统110根据第一指令码进行开机及关机。当不断电系统110检测到多个音像设备130～139是处于开启的状态，且电池126处于低电量的状态时，不断电系统110会立即通过无线收发模块114发射出多个第二指令码，使多个音像设备130～139逐一执行关机程序，此时，不断电系统110尚未关机，因此，多个音像设备130～139可以在电池126的电源耗尽前，有充裕的时间安全地完成关机程序。
再者，第二实施例也可设有多个电源检测单元112，例如：在多个电源输出端口127的前端都设有电源检测单元112，电源管理单元120可根据各电源检测单元112所检测到的负载电流分别判断多个音像设备130～139的电源是否开启，当任一电源检测单元112检测到所对应的音像设备130是处于开启的状态，且电池126处于低电量的状态时，不断电系统110会立即通过无线收发模块114发射出与该音像设备130所对应的第二指令码，使该音像设备130执行关机程序，当若干电源检测单元112检测到所对应的音像设备130、131、139是处于开启的状态，且电池126处于低电量的状态时，不断电系统110会立即通过无线收发模块114发射出与实施音像设备130，131，139所对应的第二指令码，使实施音像设备130，131，139逐一执行关机程序。
(第三实施例)
本发明中的电源管理单元的架构并不受限于图1，其中电源管理单元120可以利用在线式不断电系统或是线上交错式不断电系统等架构来实现。请参照图3，图3为本发明第三实施例的适用于音像设备的不断电系统的功能方框图。图3与图1的主要差异在于不断电系统310中的电源管理单元320。电源管理单元320的交流电源(AC IN)并未耦接有开关129，所以不断电系统310的输出电源都经由交流/直流电转换器122及直流/交流电压转换器124，以输出稳定的电源。图3的不断电系统310是属于在线式不断电系统的架构，但本实施例并不受限于此。图3的其余电路说明，本技术领域具有通常知识者应可由第一实施例推知其实施方式，在此不加累述。
(第四实施例)
本发明可归纳出第一种电源管理方法，图4至图6为本发明第四实施例的电源管理方法的流程图。请参照图1与图4所示，首先执行步骤S420不断电系统110可由手动方式开机或根据遥控器140所发射的第一指令码开机，接着为步骤S421不断电系统110以市电供电给音像设备130，接着为步骤S422以控制单元128判断市电是否停电，若市电并未停电则继续步骤S421以市电供电给音像设备130，若市电停电则执行步骤S430以电池126所转换的交流电供电给音像设备130，接着为步骤S440以电源检测单元112检测负载是否存在，也就是判断音像设备130是否开启电源，若负载不存在则执行步骤S490将不断电系统110自动关机，若负载存在则执行步骤S450以控制单元128判断电池126是否到达一设定值(例如：电池126的电压低于一预设值或电池126的供电时间到达一设定值)，若电池126尚未到达该设定值则继续步骤S430以电池126转换交流电给音像设备130，若电池126已到达该设定值则执行步骤S461以控制单元128经由无线收发模块114第一次发射第二指令码，令音像设备130关机，并继续步骤S430以电池126转换交流电给音像设备130。
请参照图1与图5所示，在步骤S490之前，可进一步包括步骤S492以等待T秒后再执行步骤S490，也就是当步骤S440判断负载不存在时，控制单元128在T秒内可储存第二指令码发射的次数，或记录用电数据，或记录市电的停电时间，或记录电池126的状态。
请参照图1与图6所示，在步骤S430与步骤S440之间，可进一步包括步骤S431以判断市电是否复电，若市电仍未复电则执行步骤S440，若市电已复电则执行步骤S460以判断是否曾经发射过第二指令码，若未曾发射过第二指令码，即代表音像设备130仍未关机，则继续步骤S421以市电供电给音像设备130，若曾经发射过第二指令码，即代表音像设备130已关机，则执行步骤S462以控制单元128经由无线收发模块114第二次发射第二指令码，令音像设备130重新开机，并继续步骤S421以市电供电给音像设备130。
此外，本实施例也可适用于任何类型的遥控器，例如：在步骤S420中，任一类型的遥控器发射任一指令码，只要不断电系统110根据该指令码一律执行开机即可。
(第五实施例)
本发明可归纳出第二种电源管理方法，图7为本发明第五实施例的电源管理方法的流程图。请参照图1与图7所示，可防止遥控器140在音像设备130开机的情况下关闭不断电系统110，首先执行步骤S410以遥控器140第一次发射第一指令码，接着为步骤S420不断电系统110根据第一次的第一指令码开机，接着为步骤S480以遥控器140第二次发射的第一指令码，此时，不断电系统110不会根据第二次的第一指令码立即关机，而是接着执行步骤S441以电源检测单元112检测负载是否存在，也就是判断音像设备130是否开启电源，若负载不存在才会执行步骤S490将不断电系统110自动关机，若负载存在则执行步骤S463以控制单元128经由无线收发模块114发射第二指令码，令音像设备130先行关机，接着为步骤S470等待音像设备130完成关机，并接着执行步骤S442以电源检测单元112检测负载是否不存在，若负载不存在才会执行步骤S490将不断电系统110自动关机，若负载仍然存在则继续步骤S470等待音像设备130完成关机。

Claims (16)

1.一种适用于音像设备的不断电系统，其特征在于该不断电系统包括：
一交流/直流电转换器，耦接于一交流电源；
一直流/交流电转换器，耦接于交流/直流电转换器；
一电池，耦接于交流/直流电转换器与直流/交流电转换器之间；
一电源输出端口，耦接于直流/交流电转换器的输出端；
一电流检测单元，耦接于电源输出端口与直流/交流电转换器之间；
一控制单元，耦接于交流/直流电压转换器、直流/交流电压转换器与电流检测单元；
一无线收发模块，耦接于控制单元；其中，电源输出端口可连接一音像设备，控制单元经由电流检测单元可检测所输出的负载电流，且控制单元储存有控制该音像设备的指令码，当该交流电源停电时，若控制单元检测出该音像设备处于开启状态且该电池状态到达一设定值，则控制单元通过无线收发模块发射出该指令码，以使该音像设备关机。
2.如权利要求1所述的不断电系统，其特征在于该指令码预先储存于该控制单元，或以人工输入的方式储存于该控制单元。
3.如权利要求1所述的不断电系统，其特征在于该指令码经由无线收发模块向一遥控器学习而得，并储存于该控制单元。
4.如权利要求1所述的不断电系统，其特征在于该电池状态的设定值为一电压值或供电时间。
5.如权利要求1所述的不断电系统，其特征在于该无线收发模块为红外线收发模块、RF射频模块、RF4CE射频模块或Bluetooth模块。
6.如权利要求1所述的不断电系统，其特征在于该不断电系统为在线式、或离线式、或线上交错式。
7.如权利要求1所述的不断电系统，其特征在于该不断电系统具有多个电源输出端口，以连接多个音像设备，且该控制单元储存有多个指令码，以控制多个音像设备。
8.一种不断电系统的电源管理方法，该不断电系统适用于音像设备，其特征在于该电源管理方法至少包括以下步骤：
a.不断电系统开机，不断电系统连接于一市电及一音像设备之间；
b.不断电系统的电池供电，当该市电停电时，以该电池所转换的交流电供电给该音像设备；
c.检测负载是否存在，不断电系统以电源检测单元检测负载电流，并以控制单元判断负载是否存在，若负载不存在则不断电系统关机，若负载存在则接着下一步骤；
d.检测该电池的状态，不断电系统以控制单元判断该电池是否到达一设定值，若该电池尚未到达该设定值则继续步骤b以该电池所转换的交流电供电给该音像设备，若该电池已到达该设定值则接着下一步骤；
e.不断电系统发射控制该音像设备的指令码，不断电系统以无线收发模块发射该指令码，使该音像设备关机，并继续步骤b以该电池所转换的交流电供电给该音像设备。
9.如权利要求8所述的电源管理方法，其特征在于该电池状态的设定值为一电压值或供电时间，该无线收发模块为红外线收发模块、RF射频模块、RF4CE射频模块或Bluetooth模块。
10.如权利要求8所述的电源管理方法，其特征在于步骤c若判断负载不存在则等待T秒后再执行不断电系统关机，以利该控制单元储存该指令码发射的次数，或记录用电数据，或记录市电的停电时间，或记录该电池的状态。
11.如权利要求8所述的电源管理方法，其特征在于该不断电系统为离线式，且步骤a与步骤b之间包括步骤a1，不断电系统直接以市电供电给该音像设备，当该市电停电时，才接着步骤b以该电池所转换的交流电供电给该音像设备。
12.如权利要求8所述的电源管理方法，其特征在于步骤b与步骤c之间包括步骤b1，不断电系统判断该市电是否复电，若该市电仍未复电则接着步骤c，若该市电已复电则接着判断是否曾经发射过该指令码，若未曾发射过该指令码则不断电系统继续供电给该音像设备，若曾经发射过该指令码则再次发射该指令码，使得该音像设备被重新开机，不断电系统并继续供电给该音像设备。
13.如权利要求8所述的电源管理方法，其特征在于步骤a是通过手动方式使不断电系统开机，或是通过一遥控器使不断电系统开机。
14.如权利要求13所述的电源管理方法，其特征在于该控制单元储存有第一、二指令码，第一指令码可控制该不断电系统开机及关机，第二指令码可控制该音像设备开机及关机，且第一、二指令码是经由该无线收发模块向一遥控器学习而得。
15.如权利要求8所述的电源管理方法，其特征在于步骤a是通过任一类型的遥控器使不断电系统开机，不断电系统根据任一类型的遥控器所发射的任一指令码一律执行开机。
16.一种不断电系统的电源管理方法，该不断电系统适用于音像设备，其特征在于该电源管理方法至少包括以下步骤：
a.一遥控器第一次发射第一指令码；
b.不断电系统开机，不断电系统连接于一市电及一音像设备之间，且不断电系统以无线收发模块接收该遥控器第一次所发射的第一指令码后，即执行开机；
c.该遥控器第二次发射第一指令码，不断电系统接收该遥控器第二次所发射的第一指令码后，以电源检测单元检测负载电流，并以控制单元判断负载是否存在，若负载不存在则不断电系统关机，若负载存在则接着下一步骤；
d.不断电系统发射第二指令码，不断电系统以无线收发模块将储存于该控制单元的第二指令码发射，第二指令码是控制该音像设备关机的指令码；
e.等待该音像设备完成关机，不断电系统并判断负载是否不存在，若负载不存在则不断电系统关机，若负载仍存在则继续等待该音像设备完成关机。
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