CN113765205A - 电子系统的备用电源与其操作方法 - Google Patents

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Abstract

电子系统的备用电源的操作方法，该备用电源包括一保险丝，该操作方法包括：预估一读取电压误差值与该保险丝的一电阻值；读取一即时电池放电电流；读取与计算该保险丝的一两端电压差；以及根据该保险丝的该两端电压差、该读取电压误差值、该保险丝的该电阻值与该即时电池放电电流，判断是否发出一更换保险丝消息给该电子系统。

Description

电子系统的备用电源与其操作方法
【技术领域】
本发明是有关于一种电子系统的备用电源。
【背景技术】
服务器最好情况是24小时不停地运转为用户提供服务。然而难免会遇到意外断电情况，造成服务器无法提供服务。为解决此问题，以目前做法而言，每台服务器都配有备用电源(备用电池模块)，以备断电时使用。电池模块会具备保险丝，以当成保护。当保险丝烧断时，系统也会因为断电而无法正常运作。
目前常用方法是用比较器电路来检测保险丝是否烧断。此方法虽然方便，但缺点是，等到保险丝被烧断，系统才会被通知。
【发明内容】
根据本案一实例，提出一种电子系统的备用电源的操作方法，该备用电源包括一保险丝，该操作方法包括：预估一读取电压误差值与该保险丝的一电阻值；读取一即时电池放电电流；读取与计算该保险丝的一两端电压差；以及根据该保险丝的该两端电压差、该读取电压误差值、该保险丝的该电阻值与该即时电池放电电流，判断是否发出一更换保险丝消息给该电子系统。
根据本案一实例，提出电子系统的备用电源包括：一电池串，提供电力给该电子系统；一保险丝耦接至该电池串；一电池监测保护单元耦接至该电池串与该保险丝，用以监测和保护该备用电源；以及一微控制器处理单元，耦接至该电池监测保护单元与该电子系统，其中，该微控制器处理单元预估一读取电压误差值与该保险丝的一电阻值；该微控制器处理单元读取一即时电池放电电流；该微控制器处理单元读取与计算该保险丝的一两端电压差；根据该保险丝的该两端电压差、该读取电压误差值、该保险丝的该电阻值与该即时电池放电电流，该微控制器处理单元判断是否发出一更换保险丝消息给该电子系统。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：
【附图说明】
图1绘示根据本案一实施例的备用电源的系统架构图。
图2绘示依照本案一实施例的误差校正流程图。
图3绘示依照本案一实施例的保险丝判断流程图。
【符号说明】
50:电子系统
100:备用电源 110:电池串
115:保险丝 120:电池监测保护单元
125:分压单元 130:电流传感器
135:晶体管群组 140:微控制器处理单元
R1～R2:电阻
205～245:步骤
310～360:步骤
【具体实施方式】
本说明书的技术用语是参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释是以本说明书的说明或定义为准。本揭露的各个实施例分别具有一或多个技术特征。在可能实施的前提下，本技术领域具有通常知识者可选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地将该多个实施例中部分或全部的技术特征加以组合。
图1绘示根据本案一实施例的备用电源的系统架构图。如图1所示，本案一实施例的备用电源100可提供备用电力给电子系统(例如但不受限于服务器设备)50。
备用电源100包括：电池串110、保险丝115、电池监测保护单元120、分压单元125、电流传感器130、晶体管群组135与微控制器处理单元140。
电池串110包括至少一电池芯。电池串110可提供电力给电子系统50。
保险丝115耦接至电池串110，用以保护备用电源100。在本案实施例中，可预估保险丝115的电阻值。
电池监测保护单元120耦接至电池串110与保险丝115，用以负责监测和保护备用电源100的安全。此外，电池监测保护单元120可以读取电池电压(亦即，保险丝115的第一端电压V1)。
分压单元125耦接至保险丝115与微控制器处理单元140。分压单元125将保险丝115的第二端电压V2分压，并将分压后电压V3传送至微控制器处理单元140。在本案实施例中，微控制器处理单元140不适合接收太高的电压，故而，将保险丝115的第二端电压V2分压。分压单元125例如包括串接的二电阻R1与R2。所以，微控制器处理单元140所接收的电压V3可表示如下：V3＝V2*R2/(R1+R2)。
电流传感器130耦接于电池串110与电子系统50之间，用以感测从电池串110所流出的电流。
晶体管群组135耦接至保险丝115。
微控制器处理单元140耦接至分压单元125、电池监测保护单元120与电子系统50。当检测到保险丝异常时，微控制器处理单元140发出控制信号给电子系统50，以让系统管理者能据以进行后续处理，例如更换保险丝等。微控制器处理单元140与电池监测保护单元120之间可通过通信接口而彼此通信。
在本案实施例中，可以检测到保险丝的两端电压V1与V2，其中，电压V1是电池监测保护单元120读取到的电压值，电压V2则可以从微控制器处理单元140读取到的电压值V3来得到。
在本案实施例中，可以估测保险丝115在正常情况下的电阻值R，及电池监测保护单元120和微控制器处理单元140的读取电压误差ΔV。现将分别说明之。
图2绘示依照本案一实施例的误差校正流程图。
假设保险丝115在正常情况下的电阻值是R。当有电流值I流经保险丝115时，V1与V2两者关系可表示如下：
V2＝V1-I*R (1)
在步骤205中，设定电池串110的放电电流为I1(例如但不受限于，100A)。于步骤210中，测量保险丝115的两端电压V1与V2。电池监测保护单元120将所读取到的电压值V1通过通信接口而传送至微控制器处理单元140。
理想上，V1-V2＝I*R，将电压差(V1-V2)除以I，就可得到保险丝115的电阻值R。但是电池监测保护单元120和微控制器处理单元140在读取电压值时可能会有误差，假设读取电压误差值为ΔV，因此把读取电压误差值ΔV考量进去后，得到
(V1-V2)+ΔV＝I*R (2)
为得到精确的R，需要把ΔV扣除。
故而，在步骤210中，得到V1-V2＝Vx+ΔV的电压差(设定电池串110的放电电流I1)，其中，Vx代表所读取到的保险丝115的两端电压差。
V1-V2＝Vx+ΔV＝I1*R (3)
在步骤215中，将电池串110的放电电流设为I2。在步骤220中，得到V1-V2＝Vy+ΔV的电压差(设定电池串110的放电电流I2)，其中，Vy代表所读取到的保险丝115的两端电压差：
Vy+ΔV＝I2*R (4)
在步骤225中，从(3)式和(4)式可以得到R值如下：
R＝Vx-Vy/(I1-I2) (5)
在步骤230中，由微控制器处理单元140计算I1*R。
在步骤235中，由微控制器处理单元140判断Vx-I1*R＝0是否成立。
如果步骤235为是，则代表ΔV为0(步骤240)。
如果步骤235为否，则由微控制器处理单元140依下式得到ΔV(步骤245)。
微控制器处理单元140将R值代入(3)式或(4)式计算得到读取误差ΔV。
ΔV＝(I2Vx-I1Vy)/(I1-I2) (6)
利用图2的校正误差可以估测出保险丝115的电阻值R及读取误差ΔV。
现将说明本案实施例如何判断保险丝115是否老化需要更换。图3绘示依照本案一实施例的保险丝判断流程图。图3的判断流程可依需要而定期或不定期由微控制器处理单元140执行的。
于步骤310中，微控制器处理单元140读取电池串的放电电流值I。
于步骤320中，微控制器处理单元140读取保险丝115的两端电压V1与V2。
于步骤330中，微控制器处理单元140计算两端电压差V1-V2。
于步骤340中，微控制器处理单元140计算I*R+ΔV的值，其中，R与ΔV的值可依图2得到。
于步骤350中，微控制器处理单元140判断(V1-V2)是否大于I*R+ΔV。
当保险丝115产生老化时，此时保险丝115的实际电阻值大于图2所得到的估测值R，则(V1-V2)会变大，因为更大的实际电阻值造成两端电压差变大。如此一来，将使得(V1-V2)大于I*R+ΔV。
相反地，当保险丝115未产生老化时，此时保险丝115的实际电阻值仍视为相等于图2所得到的估测值R，将使得(V1-V2)不大于I*R+ΔV。
所以，如果步骤350为是，则流程接续至步骤360，微控制器处理单元140发出更换保险丝消息给电子系统50。则系统操作员可根据此更换保险丝消息来进行保险丝更换。
所以，如果步骤350为否，则代表仍不需更换保险丝，流程回至步骤310。
在本案实施例中，当微控制器处理单元140判断出保险丝115已有老化损坏的征兆时，于是就能够在备用电源100还未发生断电前，先发出警示消息，让系统操作员更换新的保险丝115，达到预先检测的目的。
在已知技术中，通常需要额外比较器IC来进行判断是否需要更换保险丝，故其电路成本较高。相较之下，本案实施例能让微控制器处理单元140(通常的备用电源都会包括微控制器处理单元140)进行是否需更换保险丝的判断，本案实施例无需要额外比较器IC，则有省节比较器IC成本的优点。
此外，本案实施例以软件方式(微控制器处理单元140)来判断是否需要更换保险丝，精准度更好。
综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (8)

1.一种电子系统的备用电源的操作方法，该备用电源包括一保险丝，其特征在于，该操作方法包括：
预估一读取电压误差值与该保险丝的一电阻值；
读取一即时电池放电电流；
读取与计算该保险丝的一两端电压差；以及
根据该保险丝的该两端电压差、该读取电压误差值、该保险丝的该电阻值与该即时电池放电电流，判断是否发出一更换保险丝消息给该电子系统。
2.如权利要求1所述的操作方法，其特征在于，在判断是否发出该更换保险丝消息给该电子系统时，判断该保险丝的该两端电压差是否大于I*R+ΔV，其中，I、R与ΔV分别代表该即时电池放电电流、该保险丝的该电阻值与该读取电压误差值。
3.如权利要求2所述的操作方法，其特征在于，当判断该保险丝的该两端电压差大于I*R+ΔV时，判断要发出该更换保险丝消息给该电子系统。
4.如权利要求1所述的操作方法，其特征在于，预估该读取电压误差值与该保险丝的该电阻值的该步骤包括：
设定一第一放电电流；
测量该保险丝的一第一两端电压差，其中，该第一两端电压差包括该读取电压误差值；
设定一第二放电电流；
测量该保险丝的一第二两端电压差，其中，该第二两端电压差包括该读取电压误差值；以及
根据该第一两端电压差，该第二两端电压差，该第一放电电流与该第二放电电流，预估该读取电压误差值与该保险丝的该电阻值。
5.一种电子系统的备用电源，其特征在于，包括：
一电池串，提供电力给该电子系统；
一保险丝耦接至该电池串；
一电池监测保护单元耦接至该电池串与该保险丝，用以监测和保护该备用电源；以及
一微控制器处理单元，耦接至该电池监测保护单元与该电子系统，
其中，
该微控制器处理单元预估一读取电压误差值与该保险丝的一电阻值；
该微控制器处理单元读取一即时电池放电电流；
该微控制器处理单元读取与计算该保险丝的一两端电压差；
根据该保险丝的该两端电压差、该读取电压误差值、该保险丝的该电阻值与该即时电池放电电流，该微控制器处理单元判断是否发出一更换保险丝消息给该电子系统。
6.如权利要求5所述的备用电源，其中，该微控制器处理单元在判断是否发出该更换保险丝消息给该电子系统时，该微控制器处理单元判断该保险丝的该两端电压差是否大于I*R+ΔV，其中，I、R与ΔV分别代表该即时电池放电电流、该保险丝的该电阻值与该读取电压误差值。
7.如权利要求6所述的备用电源，其特征在于，当该微控制器处理单元判断该保险丝的该两端电压差大于I*R+ΔV时，该微控制器处理单元判断要发出该更换保险丝消息给该电子系统。
8.如权利要求5所述的备用电源，其特征在于，当该微控制器处理单元预估该读取电压误差值与该保险丝的该电阻值时，该微控制器处理单元执行：
设定一第一放电电流；
测量该保险丝的一第一两端电压差，其中，该第一两端电压差包括该读取电压误差值；
设定一第二放电电流；
测量该保险丝的一第二两端电压差，其中，该第二两端电压差包括该读取电压误差值；以及
根据该第一两端电压差，该第二两端电压差，该第一放电电流与该第二放电电流，预估该读取电压误差值与该保险丝的该电阻值。
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