CN104716814A - 电源供应系统及其控制方法 - Google Patents
电源供应系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104716814A CN104716814A CN201310680477.4A CN201310680477A CN104716814A CN 104716814 A CN104716814 A CN 104716814A CN 201310680477 A CN201310680477 A CN 201310680477A CN 104716814 A CN104716814 A CN 104716814A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- output capacitance
- value
- control circuit
- change
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
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
- H02J9/061—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
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
- G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
- G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
- G01R27/2605—Measuring capacitance
-
- 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
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
-
- 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
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/345—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering using capacitors as storage or buffering 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0096—Means for increasing hold-up time, i.e. the duration of time that a converter's output will remain within regulated limits following a loss of input power
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
一种控制方法,应用于一电源供应系统,该电源供应系统包含一转换电路、一输出电容及一控制电路。该输出电容提供一输出电源予一负载,该控制方法是在该输出电容提供输出电源予该负载时,执行以下步骤:(A)控制电路产生输出电容的电容估算值;(B)控制电路接收转换电路提供予输出电容所需电力的电压输出目标值,且接收关于输出电容的电压的最低电压容许值,并接收关于输出电容的输出电力的平均功率值;及(C)控制电路依据电压输出目标值、低电压容许值、平均功率值及电容估算值,产生电源供应系统的维持时间估算值。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制方法,特别是指一种电源供应系统的控制方法。
背景技术
目前的电子装置(如电脑、服务器等),通常是由电源供应器接收由外部电源(如市电)转换的电力,或接收其电池、不断电系统(uninterruptible power supply,简称为UPS)等储能装置所提供的电力,以维持运作所需。在一般的情况下,电子装置主要是由电源供应器提供其所需的电力,只会在缺少外部电源供应的情况下使用储能装置的电力。然而,于电子装置使用电源供应器提供的电力时,若发生外部电源突然中断的状况,该电源供应器必须要能够在外部电源中断后,继续提供一段时间的电力输出,让电子装置可以及时切换为由储能装置供应电力,以避免电子装置的运作中断。上述电源供应器于外部电源中断后,能持续供应一定程度的电力输出的时间通常称为维持时间(hold-up time)。
在电子装置的产品规格中,多会规范电源供应器的较佳维持时间(例如10毫秒以上),而电源供应器的维持时间主要由其输出电容(bulkcapacitance,又可称为大电容)决定,并且会受到电源供应器的输出负载影响。一般来说,电源供应器的输出电容的实际电容值与设计时的预估电容值通常存在一定程度的误差(例如存在正负百分之二十的误差),因此估算电源供应器的维持时间时,通常会将输出电容的误差考虑进去,例如以误差范围最大(如负百分之二十)的电容值估算维持时间,并同时考虑电源供应器连接的负载类型,以确保电源供应器的维持时间能符合规定。
上述作法虽然能让电源供应器的维持时间符合需求,但由于此种方法无法显现出电源供应器的实际维持时间及其输出电容的实际电容值,因此在生产制造时不利于电源供应器的生产管理,于后续使用操作时也不便于使用者进行电源管理。
此外,一般电源供应器的输出电容的电容值会随使用时间而衰退,每个电源供应器的电容值衰退程度不一,且其连接的负载可能有所调整。一般来说,在不中断电源供应器电力输出的状态下,使用者不容易进行输出电容的实际电容值检测,所以无法进行电源供应器的维持时间估算,而影响电源供应器的电源管理程序进行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电源供应系统的控制方法,该控制方法可以解决过去无法在维持电源供应系统运作的前提下,对输出电容的电容值及维持时间进行精准估算的问题。
本发明的控制方法,应用于一电源供应系统,该电源供应系统包含一转换电路、一控制电路及一输出电容,该输出电容提供一输出电源予一负载,该控制方法包含以下步骤:(A)该控制电路于该输出电容提供该输出电源予该负载时,产生一关于该输出电容的电容估算值;(B)该控制电路于该输出电容提供该输出电源予该负载时,接收一关于该转换电路提供予该输出电容所需电力的电压输出目标值,且接收一关于该输出电容的电压的最低电压容许值,并接收一关于该输出电容的输出电力的平均功率值;(C)该控制电路依据该电压输出目标值、该最低电压容许值、该平均功率值及该电容估算值,产生一关于该电源供应系统的维持时间估算值。
在特定实施态样中,于步骤(A)该控制电路主要是在一时间区间中,根据该输出电容的电压变化的起始电压值与最终电压值,而产生该电容估算值。
较佳地,于步骤(A)该时间区间是关于该输出电容的放电期间,且该电压变化的该起始电压值大于该最终电压值。
详细来说,上述步骤(A)包括以下子步骤:(A11)该控制电路判断该输出电容的电压是否与一高电压设定值相符,该高电压设定值为该输出电容的电压变化的该起始电压值;(A12)于步骤(A11)若该判断结果为「是」,则该控制电路控制该转换电路停止供应电力予该输出电容而使该输出电容放电,且该控制电路还储存一关于该输出电容开始放电时刻的起始时间,并储存一关于该输出电容于该放电期间的输出电力的平均功率值;(A13)该控制电路判断该输出电容的电压是否降至一低电压设定值,该低电压设定值为该输出电容的电压变化的该最终电压值;(A14)于步骤(A13)若该判断结果为「是」,则该控制电路储存一关于该输出电容放电结束时刻的终止时间;及(A15)该控制电路依据该高电压设定值、该低电压设定值、该平均功率值、该起始时间及该终止时间,产生该输出电容的该电容估算值。
在另一实施态样中,于步骤(A)该时间区间是关于该输出电容的充电期间,且该电压变化的该起始电压值小于该最终电压值。因此,该步骤(A)包含以下子步骤:(A21)该控制电路储存一关于该输出电容于电压变化前的当下电压的起始电压值,并依据一关于该输出电容的电压变化的最终电压值的升压目标值控制该转换电路提供予该输出电容的电力,且储存一关于该输出电容受控充电时刻的起始时间及一关于该输出电容于充电期间所接收电力的电流值;(A22)该控制电路判断该输出电容的电压是否升至该升压目标值;(A23)于步骤(A22)若该判断结果为「是」,则该控制电路储存一关于该输出电容充电完成时刻的终止时间;及(A24)该控制电路依据该起始电压值、该升压目标值、该电流值、该起始时间及该终止时间,产生该输出电容的该电容估算值。
此外,在其他实施态样中,该电源供应系统系接收一外部电源所提供的电力,且该步骤(A)包括以下子步骤:(A31)于该输出电容在提供该输出电源予该负载时,该控制电路储存关于该外部电源的输入电力的一电压值、一电流值及一频率值,并储存一关于该转换电路输出予该输出电容的输出电压值,且储存一关于该输出电容的涟波电压的最大涟波电压值;及(A32)该控制电路依据该外部电源的该电压值、该电流值、该频率值、该转换电路的该输出电压值及该输出电容的最大涟波电压值,产生该输出电容的该电容估算值。
进一步来说,该步骤(C)之后还包含步骤:(D)该控制电路判断该维持时间估算值是否小于一维持时间目标值;及(E)于该步骤(D)若该判断结果为「是」,则该控制电路输出一警示讯号,及/或控制该转换电路供给予该输出电容的电力,使该输出电容的电压上升。
此外,该控制方法还包含一步骤(F):于步骤(D)若该判断结果为「否」,则该控制电路控制该转换电路调整供给予该输出电容的电力,使该输出电容的电压下降。
本发明另一目的,在提出一种应用上述控制方法的电源供应系统。该电源供应系统接收一外部电源的电力,并将该外部电源的电力转换后输出一输出电源予一负载使用,且包含一转换电路、一输出电容及一控制电路。该转换电路电连接于该外部电源并接收该外部电源的电力,且受控将该外部电源的电力转换后输出于外。该输出电容电连接于该转换电路与该负载,其接收该转换电路输出的电力,且受控于该转换电路而充电或放电,并输出该输出电源予该负载。该控制电路电连接于该转换电路与该输出电容,并控制该转换电路的电力输出。
其中,该控制电路于该输出电容提供该输出电源予该负载时,产生一关于该输出电容的电容估算值;随后,该控制电路还于该输出电容提供该输出电源予该负载时,接收一关于该转换电路提供予该输出电容所需电力的电压输出目标值,且接收一关于该输出电容的输出电压的最低电压容许值,并接收一关于该输出电容的输出电力的平均功率值;该控制电路依据该电压输出目标值、该最低电压容许值、该平均功率值及该电容估算值,产生一关于该电源供应系统的维持时间估算值。
根据前述的控制方法,该电容估算值主要是由该控制电路根据该输出电容于一时间区间中的电压变化的起始电压值与最终电压值而产生。
在一实施态样中,该时间区间是关于该输出电容的放电期间,且该电压变化的该起始电压值大于该最终电压值。
具体来说,该电容估算值的产生,是由该控制电路控制该转换电路的输出电力,令该输出电容在提供该输出电源予该负载时,于一关于该起始电压值的高电压设定值与一关于该最终电压值低电压设定值之间进行放电,并由该控制电路储存一关于该输出电容开始放电时刻的起始时间、储存一关于该输出电容放电结束时刻的终止时间及储存一关于该输出电容于放电期间的输出电源的平均功率值,且最终由该控制电路依据该高电压设定值、该低电压设定值、该平均功率值、该起始时间及该终止时间,而对应产生该电容估算值。
或者是,根据前述的另一种控制方法,该时间区间是关于该输出电容的充电期间,且该电压变化的该起始电压值小于该最终电压值。
具体来说,在此实施态样中,该电容估算值的产生,是在该输出电容在提供该输出电源予该负载时,由该控制电路储存一关于该输出电容于电压变化前的当下电压的起始电压值,并控制该转换电路的输出电力,令该输出电容充电至一关于其电压变化的最终电压值升压目标值;该控制电路还储存一关于该输出电容受控充电时刻的起始时间、储存一关于该输出电容充电完成时刻的终止时间及一关于该输出电容于充电期间所接收电力的电流值;最终该控制电路依据该起始电压值、该升压目标值、该电流值、该起始时间及该终止时间,产生该电容估算值。
再者,在不同的实施态样中,该电容估算值的产生,是在该输出电容在提供该输出电源予该负载时,由该控制电路也可以储存关于该外部电源的输入电力的一电压值、一电流值及一频率值,并储存一关于该转换电路输出予该输出电容的输出电压值,且储存一关于该输出电容的涟波电压的最大涟波电压值;该控制电路依据该外部电源的该电压值、该电流值、该频率值、该转换电路的该输出电压值及该输出电容的最大涟波电压值,产生该电容估算值。
另一方面,于前述该维持时间估算值小于该维持时间目标值时,该控制电路输出一警示讯号,及/或控制该转换电路调整供给予该输出电容的电力,使该输出电容的电压上升。
此外,于维持时间估算值大于维持时间目标值时,控制电路控制该转换电路调整供给予该输出电容的电力,使该输出电容的电压下降。
本发明的有益效果在于:通过上述控制方法,电源供应系统可在维持输出电源的状态下,进行输出电容的电容估算值以及电源供应系统的维持时间估算值的自动侦测、估算及回报程序,将电容估算值及维持时间估算值的信息提供予用户参考。此外,上述控制方法还提供维持时间的相关电源管理程序,让用户能便捷地对电源供应系统进行操作使用及电源管理。
附图说明
图1是一系统方块图,说明本发明电源供应系统的较佳实施例;
图2至图4是流程图,分别说明本发明电源供应系统的控制方法。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考图式的一个较佳实施例的详细说明中,将可清楚地呈现。
参阅图1,为本发明电源供应系统1的较佳实施例。电源供应系统1包括一转换电路11、一输出电容12及一控制电路13,其接收一外部电源2的电力,并将该电力转换后输出予一负载3使用。
转换电路11电连接于输出电容12、控制电路13、外部电源2与负载3,其接收外部电源2的电力,并受控于控制电路13,对应调整输出至输出电容12的电力。本实施例中,转换电路11可采用降压型直流对直流电源转换器(buck converter)、升压型直流对直流电源转换器(boost converter)、降压-升压直流对直流电源转换器(buck-boostconverter)等不同类型的转换电路,以实现电源供应系统1的电路功能,但转换电路11的电路类型不以上述电路为限。
输出电容12电连接于转换电路11、控制电路13与负载3,其为转换电路11的主要输出电容,且受控于转换电路11而进行充电、放电程序,以提供一输出电源予负载3使用。
控制电路13电连接于转换电路11、输出电容12、外部电源2与负载3,其控制转换电路11的电力输出运作状态,并可侦测、监控转换电路11、输出电容12、外部电源2与负载3的电压、电流、功率运作状态。例如,控制电路13可内含至少一个微控制器(micro controlunit,简称为MCU)等控制芯片,并主要由微控制器执行上述控制、侦测程序,但视实际状况,控制电路13还可以采用数字信号处理器(digital signal processor,简称为DSP)、数字讯号控制器(digital signalcontroller,简称为DSC)、微处理器(micro processor unit,简称为MPU)、现场可程序门阵列(field programmable gate array,简称为FPGA)或各式模拟控制芯片来进行前述控制、侦测程序,也能达成相同的功效,因此控制电路13的具体电路配置可视需要而对应调整,不以特定电路类型为限。
以下参阅图1与图2,说明本发明电源供应系统1的控制方法的具体执行流程。该控制方法适用于在电源供应系统1持续提供输出电源予负载3的情况下,以在线即时侦测(on-line detection)的方式精确估算输出电容12的电容值以及电源供应系统1的维持时间,以供用户进行电源管理程序时参考。
步骤S01:本发明的控制方法中,第一步骤要先进行输出电容12的电容估算值的在线即时侦测程序。本步骤中,该电容估算值是在输出电容12持续提供输出电源予负载3的情况下进行侦测,本实施例提出三种不同的侦测方法,说明如下。
方法一:放电侦测法。
参阅图3,本方法是通过输出电容12的放电程序计算其电容估算值,该输出电容12的电容估算值可由下列公式求得:
其中,Cbulk代表输出电容12的电容估算值;V1代表输出电容12放电前的高电压设定值;V2代表输出电容12放电后的低电压设定值;ΔT1代表输出电容12的电压从高电压设定值V1经放电程序后降至低电压设定值V2所经过的放电期间,放电期间ΔT1可由下式计算:
ΔT1=T2-T1
上式中,T1代表输出电容12开始放电的起始时间;T2代表输出电容12结束放电的终止时间。
另外,W1代表输出电容12于上述放电期间ΔT1中,其输出电力的平均功率值。
根据上述公式,于步骤S11、S12、S13,控制电路13受控设定输出电容12的高电压设定值V1与低电压设定值V2,并令转换电路11控制输出予输出电容12的电力,使输出电容12的电压达到高电压设定值V1为止。例如,假设输出电容12最初的电压为385V,高电压设定值V1为400V,低电压设定值V2为380V,则控制电路13会控制转换电路11将外部电源2的电力转换后提供予输出电容12,使输出电容12的电压随充电过程逐渐上升。在此充电过程中,控制电路会持续监控、判断输出电容的电压是否与高电压设定值V1(如400V)相符,并于使判断条件成立后,执行后续步骤。
步骤S14、S15、S16:当输出电容12的电压达到高电压设定值V1(如400V)后,控制电路13会控制转换电路11停止供应电力予输出电容12,使输出电容12开始放电程序。于输出电容12的放电起始时刻,控制电路13会储存关于输出电容12开始放电时刻的起始时间T1,并且于输出电容12的放电过程中储存关于输出电容12的输出电力的平均功率值W1。
于上述放电过程中,控制电路13会持续监控、判断输出电容12的电压是否降至低电压设定值V2(如380V),以进行后续程序。
步骤S17:当输出电容12的电压降至低电压设定值V2后,表示控制电路13对输出电容12的放电侦测过程已结束,此时控制电路13会储存关于输出电容12放电结束的终止时间T2,并控制转换电路11开始输出电力予输出电容12,使输出电容12可持续供给对负载3的输出电力。
步骤S18:完成上述步骤S11-S17后,控制电路13可依据不同步骤中储存的高电压设定值V1、低电压设定值V2、平均功率值W1、起始时间T1及终止时间T2,计算产生输出电容12的电容估算值。
于上述过程中,控制电路13预先设定低电压设定值V2并监控输出电容12的放电程序,使输出电容12在检测过程中仍能维持高于低电压设定值V2的电力输出,让负载3能维持正常运作。于检测过程中,控制电路13于不同步骤分别侦测、储存所需的信息,因此本方法确实能实现输出电容12的电容估算值的在线即时侦测程序。
方法二:充电侦测法
参阅图4,本方法是通过输出电容12的充电程序计算其电容估算值,该输出电容12的电容估算值可由下列公式求得:
其中,Cbulk代表输出电容12的电容估算值;V3代表输出电容12未充电前的起始电压值;V4代表输出电容12于充电后预计的升压目标值;ΔT2代表输出电容12从起始电压值V3经充电程序后升至升压目标值V4所经过的充电期间,充电期间ΔT2可由下式计算:
ΔT2=T4-T3
上式中,T3代表输出电容12开始充电的起始时间,T4代表输出电容12结束充电的终止时间。
另外,I代表输出电容12于充电期间ΔT2中,其接收的总电流值。
步骤S21、S22、S23、S24:首先,控制电路13储存关于输出电容12的当下电压的起始电压值V3(例如385V),并依据输出电容12的升压目标值V4(例如400V)控制转换电路11的输出电力,且储存输出电容12受控充电的起始时间T3。
于输出电容12的充电过程中,控制电路13会储存输出电容12所接收电力的电流值I,并判断、监控输出电容12的电压是否升至升压目标值V4,以进行后续程序。
步骤S25:输出电容12的电压升至升压目标值V4(400V)后,代表控制电路13对输出电容12的充电侦测程序已大致完成。此时,控制电路13会储存关于输出电容12充电完成的终止时间T4。
步骤S26:完成步骤S21-S25后,控制电路13可依据前述不同步骤中储存的起始电压值V3、升压目标值V4、电流值I、起始时间T3及终止时间T4,计算、产生输出电容12的电容估算值。
于上述充电检测过程中,输出电容12可持续提供负载3所需的电力,且控制电路13会持续监控输出电容12的充电程序并储存所需的信息,因此本方法确实能实现输出电容12的电容估算值的在线即时侦测。
前述的放电侦测法与充电侦测法,其主要是在输出电容12持续供应输出电源予负载3的前提下,由控制电路13在一段时间区间(即前述的放电期间或充电期间)中,侦测输出电容12于放电期间或充电期间的起始电压值(即放电侦测法的高电压设定值V1或充电侦测法的起始电压值V3)以及最终电压值(即放电侦测法的低电压设定值V2或充电侦测法的升压目标值V4),并同时侦测输出电容12输出或接收的电力,借以求得精确的电容估算值。而在后续的第三种侦测方法中,其运作机制与前述两种方法不尽相同,说明如下。
方法三:涟波电压(ripplevoltage)侦测法
本方法是通过输出电容12的涟波电压侦测,以计算其电容估算值,该输出电容12的电容估算值可由下列公式求得:
其中,Cbulk代表输出电容12的电容估算值;Vin代表外部电源2所输入电力的电压值;Iin代表外部电源2所输入电力的电流值;f代表外部电源2所输入电力的频率值;Vripple代表输出电容12的涟波电压的最大涟波电压值(maximum ripple voltage);Vout代表转换电路11输出予输出电容12的输出电压值。
因此,在本方法中,控制电路13侦测、接收关于外部电源2的输入电力的电压值Vin、电流值Iin及频率值f,并接收该转换电路11输出予输出电容12的输出电压值Vout,且接收关于输出电容12的涟波电压的最大涟波电压值Vripple。
随后,控制电路13可根据上述电压值Vin、电流值Iin、频率值f、输出电压值Vout、最大涟波电压值Vripple,计算、产生输出电容12的电容估算值。
于此方法中,输出电容12的电容估算值的侦测也可以在维持正常电力输出的状态下进行,因此本方法也能确实达成在线即时侦测电容估算值的目的。
续参阅图2,根据上述三种方式,于步骤S01控制电路13可完成输出电容12的电容估算值的在线即时侦测。完成步骤S01后,即可执行后续的流程步骤。
步骤S02:完成前述电容估算值的侦测估算后,于本步骤控制电路13可进一步执行维持时间估算值的计算。该维持时间估算值的计算可参考下列公式:
其中,Thold-up代表电源供应系统1的维持时间估算值;Cbulk代表输出电容12的电容估算值;Vtarget代表转换电路11输出至输出电容12的电压输出目标值;Vbreak代表输出电容12的输出电压的最低电压容许值;W2代表输出电容12的输出电力的平均功率值。
根据上述公式,控制电路13估算出输出电容12的电容估算值Cbulk,并获取电压输出目标值Vtarget、最低电压容许值Vbreak与平均功率值W2等信息后,即可计算出电源供应系统1的维持时间估算值Thold-up,此侦测、计算过程也是在维持电源供应系统1的输出电力的前提下完成。上述电压输出目标值Vtarget、最低电压容许值Vbreak可预先储存在控制电路13之中,也可以由用户根据需要对控制电路13进行设定,不以特定方式为限。
步骤S03、S04、S05、S06:求得维持时间估算值Thold-up后,本发明的控制方法可以进行进一步的电源管理相关程序。例如,用户可输入一维持时间目标值Ttarget,令控制电路13判断维持时间估算值Thold-up是否小于维持时间目标值Ttarget。若判断结果为是,表示电源供应系统1的维持时间过短,因此控制电路13会发出警示讯号,让电源供应系统1可通过内部整合电路(inter integrated circuit,简称为I2C)、通用异步收发传输器(universal asynchronousreceiver/transmitter,简称为UART)、控制器局域网络(controller areanetwork,简称为CAN)、串行外设接口(serial peripheral interface bus,简称为SPI)等通讯协议技术或者是由特定输入输出埠(input-outputport)将上述警示讯号传输至其他外围装置(图中未绘制),并可进一步控制电源供应系统1或外围装置发出提醒用户的讯号(例如以灯号闪烁、警示音提示或在显示屏幕上显示警示信息)。此外,控制电路13还可以设定为在维持时间过短的情况下,自动控制转换电路11调整供给予输出电容12的电力,使输出电容12的电压上升,如此即可延长电源供应系统1的维持时间。
而另一方面,若前述维持时间估算值Thold-up大于维持时间目标值Ttarget,表示电源供应系统1的维持时间可满足系统所需,在此状况下用户可将控制电路13设定为自动控制转换电路11调整供给予输出电容12的电力,使输出电容12的电压下降,在确保维持时间的时间长度符合需求的状态下,延长输出电容12的组件寿命。
综上所述内容,通过本发明的控制方法,电源供应系统1可在维持正常电力输出的状态下,以在线即时侦测的方式估算输出电容12的电容估算值Cbulk以及电源供应系统1的维持时间估算值Thold-up,以提供此等信息予用户参考。此外,本发明的控制方法,还可以自动提示、警示用户电源供应系统1的维持时间、电容估算值等信息,并在维持时间过短或过长的状况下,自动调整输出电容12的电压,有助于用户进行电源管理程序。所以本发明电源供应系统1的控制方法,确实能达成本发明的目的。
以上所述者,仅为本发明的较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明专利的范围。
Claims (18)
1.一种控制方法,应用于一电源供应系统,其特征在于,该电源供应系统包含一转换电路、一控制电路及一输出电容,该输出电容提供一输出电源予一负载,该控制方法包含以下步骤:
(A)该控制电路于该输出电容提供该输出电源予该负载时,产生一关于该输出电容的电容估算值;
(B)该控制电路于该输出电容提供该输出电源予该负载时,接收一关于该转换电路提供予该输出电容所需电力的电压输出目标值,且接收一关于该输出电容的输出电压的最低电压容许值,并接收一关于该输出电容的输出电力的平均功率值;
(C)该控制电路依据该电压输出目标值、该最低电压容许值、该平均功率值及该电容估算值,产生一关于该电源供应系统的维持时间估算值。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:于步骤(A)该控制电路主要是在一时间区间中,根据该输出电容的电压变化的起始电压值与最终电压值,而产生该电容估算值。
3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于:于步骤(A)该时间区间是关于该输出电容的放电期间,且该电压变化的该起始电压值大于该最终电压值。
4.根据权利要求3所述的控制方法,其特征在于:于步骤(A)该输出电容的电容估算值的产生是根据以下子步骤执行:
(A11)该控制电路判断该输出电容的电压是否与一高电压设定值相符,该高电压设定值为该输出电容的电压变化的该起始电压值;
(A12)于步骤(A11)若该判断结果为「是」,则该控制电路控制该转换电路停止供应电力予该输出电容而使该输出电容放电,且该控制电路还储存一关于该输出电容开始放电时刻的起始时间,并储存一关于该输出电容于该放电期间的输出电力的平均功率值;
(A13)该控制电路判断该输出电容的电压是否降至一低电压设定值,该低电压设定值为该输出电容的电压变化的该最终电压值;
(A14)于步骤(A13)若该判断结果为「是」,则该控制电路储存一关于该输出电容放电结束时刻的终止时间;及
(A15)该控制电路依据该高电压设定值、该低电压设定值、该平均功率值、该起始时间及该终止时间,产生该输出电容的该电容估算值。
5.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于:于步骤(A)该时间区间是关于该输出电容的充电期间,且该电压变化的该起始电压值小于该最终电压值。
6.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于:于步骤(A)该输出电容的电容估算值的产生是根据以下子步骤执行:
(A21)该控制电路储存一关于该输出电容于电压变化前的当下电压的起始电压值,并依据一关于该输出电容的电压变化的最终电压值的升压目标值控制该转换电路提供予该输出电容的电力,且储存一关于该输出电容受控充电时刻的起始时间及一关于该输出电容于充电期间所接收电力的电流值;
(A22)该控制电路判断该输出电容的电压是否升至该升压目标值;
(A23)于步骤(A22)若该判断结果为「是」,则该控制电路储存一关于该输出电容充电完成时刻的终止时间;及
(A24)该控制电路依据该起始电压值、该升压目标值、该电流值、该起始时间及该终止时间,产生该输出电容的该电容估算值。
7.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:该电源供应系统系接收一外部电源所提供的电力,且该步骤(A)包括以下子步骤:
(A31)于该输出电容在提供该输出电源予该负载时,该控制电路储存关于该外部电源的输入电力的一电压值、一电流值及一频率值,并储存一关于该转换电路输出予该输出电容的输出电压值,且储存一关于该输出电容的涟波电压的最大涟波电压值;及
(A32)该控制电路依据该外部电源的该电压值、该电流值、该频率值、该转换电路的该输出电压值及该输出电容的最大涟波电压值,产生该输出电容的该电容估算值。
8.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于:该步骤(C)之后还包含步骤:
(D)该控制电路判断该维持时间估算值是否小于一维持时间目标值;及
(E)于该步骤(D)若该判断结果为「是」,则该控制电路输出一警示讯号,及/或控制该转换电路供给予该输出电容的电力,使该输出电容的电压上升。
9.根据权利要求8所述的控制方法,还包含一步骤(F):于步骤(D)若该判断结果为「否」,则该控制电路控制该转换电路调整供给予该输出电容的电力,使该输出电容的电压下降。
10.一种电源供应系统,接收一外部电源的电力,并将该外部电源的电力转换后输出一输出电源予一负载使用,其特征在于,该电源供应系统包含:
一转换电路,电连接于该外部电源并接收该外部电源的电力,且受控将该外部电源的电力转换后输出于外;
一输出电容,电连接于该转换电路与该负载,其接收该转换电路输出的电力,且受控于该转换电路而充电或放电,并输出该输出电源予该负载;及
一控制电路,电连接于该转换电路与该输出电容,并控制该转换电路的电力输出,
其中,该控制电路于该输出电容提供该输出电源予该负载时,产生一关于该输出电容的电容估算值;该控制电路还于该输出电容提供该输出电源予该负载时,接收一关于该转换电路提供予该输出电容所需电力的电压输出目标值,且接收一关于该输出电容的输出电压的最低电压容许值,并接收一关于该输出电容的输出电力的平均功率值;该控制电路依据该电压输出目标值、该最低电压容许值、该平均功率值及该电容估算值,产生一关于该电源供应系统的维持时间估算值。
11.根据权利要求10所述的电源供应系统,其特征在于:该电容估算值主要是由该控制电路根据该输出电容于一时间区间中的电压变化的起始电压值与最终电压值而产生。
12.根据权利要求11所述的电源供应系统,其特征在于:该时间区间是关于该输出电容的放电期间,且该电压变化的该起始电压值大于该最终电压值。
13.根据权利要求12所述的电源供应系统,其特征在于:该电容估算值的产生,是由该控制电路控制该转换电路的输出电力,令该输出电容在提供该输出电源予该负载时,于一关于该起始电压值的高电压设定值与一关于该最终电压值的低电压设定值之间进行放电,并由该控制电路储存一关于该输出电容开始放电时刻的起始时间、储存一关于该输出电容放电结束时刻的终止时间及储存一关于该输出电容于放电期间的输出电力的平均功率值,且最终由该控制电路依据该高电压设定值、该低电压设定值、该平均功率值、该起始时间及该终止时间,而对应产生该电容估算值。
14.根据权利要求11所述的电源供应系统,其特征在于:该时间区间是关于该输出电容的充电期间,且该电压变化的该起始电压值小于该最终电压值。
15.根据权利要求14所述的电源供应系统,其特征在于:该电容估算值的产生,是在该输出电容在提供该输出电源予该负载时,由该控制电路储存一关于该输出电容于电压变化前的当下电压的起始电压值,并控制该转换电路的输出电力,令该输出电容充电至一关于其电压变化的最终电压值的升压目标值;该控制电路还储存一关于该输出电容受控充电时刻的起始时间、储存一关于该输出电容充电完成时刻的终止时间及一关于该输出电容于充电期间所接收电力的电流值;最终该控制电路依据该起始电压值、该升压目标值、该电流值、该起始时间及该终止时间,产生该电容估算值。
16.根据权利要求10所述的电源供应系统,其特征在于:该电容估算值的产生,是在该输出电容在提供该输出电源予该负载时,由该控制电路储存关于该外部电源的输入电力的一电压值、一电流值及一频率值,并储存一关于该转换电路输出予该输出电容的输出电压值,且储存一关于该输出电容的涟波电压的最大涟波电压值;随后该控制电路依据该外部电源的该电压值、该电流值、该频率值、该转换电路的该输出电压值及该输出电容的最大涟波电压值,产生该电容估算值。
17.根据权利要求10所述的电源供应系统,其特征在于:该控制电路还于该维持时间估算值小于一维持时间目标值时,输出一警示讯号,及/或控制该转换电路调整供给予该输出电容的电力,使该输出电容的电压上升。
18.根据权利要求10所述的电源供应系统,其特征在于:该控制电路还于该维持时间估算值大于一维持时间目标值时,控制该转换电路调整供给予该输出电容的电力,使该输出电容的电压下降。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310680477.4A CN104716814B (zh) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | 电源供应系统及其控制方法 |
US14/289,963 US9692255B2 (en) | 2013-12-13 | 2014-05-29 | Power supply system and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310680477.4A CN104716814B (zh) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | 电源供应系统及其控制方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104716814A true CN104716814A (zh) | 2015-06-17 |
CN104716814B CN104716814B (zh) | 2018-10-26 |
Family
ID=53369659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310680477.4A Active CN104716814B (zh) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | 电源供应系统及其控制方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9692255B2 (zh) |
CN (1) | CN104716814B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110758051A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-07 | 广东美的制冷设备有限公司 | 供电方法、供电装置、车载空调及计算机可读存储介质 |
CN112297845A (zh) * | 2019-07-31 | 2021-02-02 | 比亚迪股份有限公司 | 供电控制系统、方法及车辆 |
CN113703561A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-26 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种电容备电单元的控制方法、系统及相关组件 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9658668B2 (en) * | 2015-07-30 | 2017-05-23 | Dell Products L.P. | Systems and methods for programmable system ride-through and hold-up |
US10521305B2 (en) | 2016-04-29 | 2019-12-31 | Toshiba Memory Corporation | Holdup time measurement for solid state drives |
US10338658B2 (en) | 2016-05-13 | 2019-07-02 | Dell Products, L.P. | Power supply unit having an extended hold-up time |
FI128211B (fi) | 2017-05-23 | 2019-12-31 | Abloy Oy | Sähkölukkojärjestely |
US10698817B2 (en) * | 2017-06-12 | 2020-06-30 | Dell Products, L.P. | Method for determining available stored energy capacity at a power supply and system therefor |
CN109633283B (zh) * | 2019-01-31 | 2021-10-01 | 科华数据股份有限公司 | 母线电容容值监测方法、装置及终端设备 |
CN109861378A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 国网浙江慈溪市供电有限公司 | 用于电网的电源热切换方法、系统、电子设备及计算机可读介质 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6275047B1 (en) * | 1999-03-12 | 2001-08-14 | Fluke Corporation | Capacitance measurement |
US6504497B2 (en) * | 2000-10-30 | 2003-01-07 | Delta Electronics, Inc. | Hold-up-time extension circuits |
CN1521928A (zh) * | 2003-02-10 | 2004-08-18 | ��˹̩�˹��ʹ�˾ | 具有保持时间的单转换电源转换器 |
CN101578526A (zh) * | 2007-01-12 | 2009-11-11 | 密克罗奇普技术公司 | 积分时间和/或电容测量系统、方法及设备 |
CN101645660A (zh) * | 2008-07-16 | 2010-02-10 | 康舒科技股份有限公司 | 具维持时间延迟功能的交直流电源转换器 |
CN102804577A (zh) * | 2009-06-25 | 2012-11-28 | 瑞典爱立信有限公司 | 开关模式电源中的电容确定 |
CN102904437A (zh) * | 2011-07-25 | 2013-01-30 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 用于电源转换器的维持时间延长电路 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8004260B2 (en) * | 2009-03-26 | 2011-08-23 | Delta Electronics, Inc. | Method and apparatus for multi-stage power supplies |
AU2012366914B2 (en) * | 2012-01-16 | 2017-01-05 | Schneider Electric Buildings Americas, Inc. | Adjustment of a capacitor charge voltage |
US8957655B2 (en) * | 2012-03-16 | 2015-02-17 | Micrel, Inc. | Last gasp hold-up circuit using adaptive constant on time control |
US9007087B2 (en) * | 2012-10-11 | 2015-04-14 | Hamilton Sundstrand Corporation | System and method for automated failure detection of hold-up power storage devices |
-
2013
- 2013-12-13 CN CN201310680477.4A patent/CN104716814B/zh active Active
-
2014
- 2014-05-29 US US14/289,963 patent/US9692255B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6275047B1 (en) * | 1999-03-12 | 2001-08-14 | Fluke Corporation | Capacitance measurement |
US6504497B2 (en) * | 2000-10-30 | 2003-01-07 | Delta Electronics, Inc. | Hold-up-time extension circuits |
CN1521928A (zh) * | 2003-02-10 | 2004-08-18 | ��˹̩�˹��ʹ�˾ | 具有保持时间的单转换电源转换器 |
CN101578526A (zh) * | 2007-01-12 | 2009-11-11 | 密克罗奇普技术公司 | 积分时间和/或电容测量系统、方法及设备 |
CN101645660A (zh) * | 2008-07-16 | 2010-02-10 | 康舒科技股份有限公司 | 具维持时间延迟功能的交直流电源转换器 |
CN102804577A (zh) * | 2009-06-25 | 2012-11-28 | 瑞典爱立信有限公司 | 开关模式电源中的电容确定 |
CN102904437A (zh) * | 2011-07-25 | 2013-01-30 | 台达电子企业管理(上海)有限公司 | 用于电源转换器的维持时间延长电路 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112297845A (zh) * | 2019-07-31 | 2021-02-02 | 比亚迪股份有限公司 | 供电控制系统、方法及车辆 |
CN112297845B (zh) * | 2019-07-31 | 2022-05-13 | 比亚迪股份有限公司 | 供电控制系统、方法及车辆 |
CN110758051A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-07 | 广东美的制冷设备有限公司 | 供电方法、供电装置、车载空调及计算机可读存储介质 |
CN113703561A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-11-26 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种电容备电单元的控制方法、系统及相关组件 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150171664A1 (en) | 2015-06-18 |
US9692255B2 (en) | 2017-06-27 |
CN104716814B (zh) | 2018-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104716814A (zh) | 电源供应系统及其控制方法 | |
CN104967200A (zh) | 一种快速充电方法及移动终端 | |
US8432071B2 (en) | Method and apparatus for energy harvest from ambient sources | |
CN104967199A (zh) | 快速充电方法及移动终端 | |
US8994321B2 (en) | Method and system for rationing charge or energy provided to a portable device | |
CN104967201A (zh) | 快速充电方法、移动终端及可直充电源适配器 | |
CN103733465B (zh) | 充电装置 | |
CN112821435B (zh) | 一种并离网调度方法、装置及储能供电系统 | |
JP2002218668A (ja) | 携帯型情報処理装置、充電装置及び方法 | |
US9705328B2 (en) | Startup control method, grid interconnection apparatus, and controller | |
JP5267050B2 (ja) | バッテリ残量モニタシステム | |
US20150162768A1 (en) | Control method and control apparatus using the same | |
US9164143B2 (en) | Method and device for detecting state of overcurrent protector for battery | |
CN102222963A (zh) | 一种充电器限流控制方法、装置和不间断电源系统 | |
JP6701922B2 (ja) | 蓄電制御装置 | |
EP3252908B1 (en) | Power management device configured to determine mounting directions of current sensors of a power grid | |
US7166989B2 (en) | Power supply system for supplying power to an electronic apparatus | |
US10491018B2 (en) | Power output management apparatus of battery and managment method thereof | |
US20230080754A1 (en) | Charging control method, energy storage module, and powered device | |
CN107910909A (zh) | 一种pos供电系统及其电量管理方法 | |
WO2016015243A1 (zh) | 一种光伏并网控制方法及光伏并网系统 | |
JP2009254055A (ja) | 充電装置及び充電方法 | |
CN110824253B (zh) | 电池直流阻抗的检测方法及装置、电子设备、计算机存储介质 | |
TWI521334B (zh) | 電源供應系統及其控制方法 | |
TWI598730B (zh) | 供電裝置及供電方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |