TW201409900A - 智慧充放電控制的電器負載電力管理系統 - Google Patents

Abstract

一種智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，包括有一電源路徑選擇電路，連接於一常規電源、一第一電池、一第二電池，該電源路徑選擇電路在一控制單元所產生的電源選擇信號的控制之下，選擇該常規電源、第一電池或第二電池之一供應電能至該電器負載。該電力管理系統還包括有一充電電路及一充電路徑切換電路，可將常規電源所供應的充電電能供應至該第一電池或該第二電池進行充電。控制單元透過該電壓偵測電路偵測該常規電源、第一電池及第二電池之供電狀況，據以產生該電源選擇信號至該電源路徑選擇電路，以選擇該常規電源、第一電池或第二電池供應電能至該電器負載。

Description

智慧充放電控制的電器負載電力管理系統

本發明係關於一種智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，特別是關於一種可偵測一常規電源、一第一電池及第二電池之供電狀況，據以選擇其中一電源供應電能至智慧充放電控制的電器負載電力管理系統。

照明設備是目前工商業社會相當重要的裝置。在現有的技術中，為了要能夠在光照明突然中斷時，仍維持基本的光照明，故設計了具有緊急照明功能的產品。此類緊急照明燈一般都是在燈具內部內置了電池或電瓶，以在停電時，由電池或電瓶提供緊急照明。此類緊急照明燈一般都是獨立地安裝在緊急出口、門口、或樓梯間中。

這些緊急照明燈雖然方便，但在日後維修、保養時卻甚為麻煩，故有人設計出在一般照明燈具中加裝電池，以使萬一停電時，可由電池提供緊急照明的功能。

雖然現有將電池結合在照明燈具中作為緊急照明的產品中，確可達到預期的功效，但在實際使用時，由於電池是長期處在充電狀況，且若常規電源並非經常異常狀況，故電池並無適時放電的機會。探究一般電池的等性，需有適當的充放電運作，以長保電池的使用狀況及其壽命。但 在傳統的設計中，由於並無適當的控制機制，故電池的使用壽命即會受到影響。

再者，電池放電時，若僅是單純地將電池的電能予以放電，不僅需特別設計一控制電路及負載來使電池電能進行放電，且浪費了原先已充至電池中的電能。在節約電能的需求下，實不理想。

再就目前電器裝置的控制技術而言，已由傳統的單燈或單一個電器裝置的控制轉變為具有位址碼定址的功能，透過此一功能，可以由一遠端控制器或由一主控電腦辨識及控制各個電器設備的開/關、調節、時間控制、回饋信號...等功能。但在目前的緊急照明燈具中並無此項功能。

綜合目前傳統具有停電或緊急照明功能的燈具特性，其存在的缺失為不具有智慧判斷電池的充電狀況、不具有適時對電池進行充放電控制。

緣此，本發明之一目的即是提供一種智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，可智慧判別在電力供應異常時，由兩組電池之一供應電器設備所需電力的控制系統。當常規電源正常時，其可供應充電電能至第一電池或第二電池進行充電。一控制單元透過該電壓偵測電路偵測該常規電源、第一電池及第二電池之供電狀況，據以產生電源選擇信號至該電源路徑選擇電路，以選擇該常規電源、第一電池或第二電池供應電能至該電器負載。

本發明為達成上述目的，利用一電源路徑選擇電路，連接於一常規電源、一第一電池、一第二電池，該電源路 徑選擇電路在一控制單元所產生的電源選擇信號的控制之下，選擇該常規電源、第一電池或第二電池之一供應電能至該電器負載。該電力管理系統還包括有一充電電路及一充電路徑切換電路，可將常規電源所供應的充電電能供應至該第一電池或該第二電池進行充電。控制單元透過該電壓偵測電路偵測該常規電源、第一電池及第二電池之供電狀況，據以產生該電源選擇信號至該電源路徑選擇電路，以選擇該常規電源、第一電池或第二電池供應電能至該電器負載。

本發明所能產生的功效方面，可智慧判別在電力供應狀況，本發明提供一控制機制，使兩組電池可適時地進行充電及放電控制。而在放電時，不會浪費原先已充至電池中的電能，而是由控制單元控制路徑將電池的電能供應至電器負載作為電能。

再者，本發明的控制電路將電器裝置結合了位址碼定址的功能，更擴增了電器負載的多變化控制功能。本發明的控制電路亦結合了感測器可進一步控制電器負載的開或關或調節，透過感測器的選用亦可以將環境狀況傳送至控制單元。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

請參閱第1圖及第2圖，本發明電力管理系統100， 係主要包括有一電源路徑選擇電路1、一電源匯整電路2、一電壓偵測電路3、一控制單元4、一充電電路5、一充電路徑切換電路6。

電源路徑選擇電路1連接於常規電源PS、第一電池B1、第二電池B2，並在一電源選擇信號PW_SEL的控制之下，可切換選擇之路徑，以選擇常規電源PS、第一電池B1或第二電池B2之一供應電能PS-V、B1-V或B2-V至電器負載7。圖式中的實施例中，常規電源PS、第一電池B1或第二電池B2所供應的電能PS-V、B1-V或B2-V先經一電源轉換電路71(Blaster)，再由電源轉換電路71供應至電器負載7。而該電源轉換電路71可在控制單元4所產生的一燈具開關信號BL_EN的控制之下，控制電器負載7的開或關。

第一電池B1、第二電池B2可包括有一個或數個電池，且可自由選擇鉛酸電池、鋰電池、鎳氫電池或其它可儲存電力的單元。

控制單元4會依據預設的條件而產生該電源選擇信號PW_SEL來控制電源路徑選擇電路1的動作，而選擇常規電源PS、第一電池B1或第二電池B2之一供應電能PS-V、B1-V或B2-V至電器負載7。

電源匯整電路2連接於常規電源PS、第一電池B1、第二電池B2，並由該常規電源PS、第一電池B1或第二電池B2之一取得工作電壓V+供應至控制單元4在工作時所需的電能。同時參閱第2圖所示，其顯示電源匯整電路2 的較佳實施例，其係包括有三個二極體21、22、23，各個二極體的正端分別連接至常規電源PS、第一電池B1及第二電池B2，而負端則共同連接後，經由一連接線將工作電壓V+供應至控制單元4。故只要常規電源PS、第一電池B1、第二電池B2任一個有電壓輸出，則控制單元4即可獲得工作時所需的工作電壓V+。

電壓偵測電路3連接於常規電源PS、第一電池B1及第二電池B2，用以偵測該常規電源PS、第一電池B1及第二電池B2之供電狀況。控制單元4透過該電壓偵測電路3，可以偵測常規電源PS、第一電池B1及第二電池B2的供電狀態。

參閱第3圖所示，充電電路5係連接至常規電源PS，以在該常規電源PS正常供電時，供應一充電電能。一充電路徑切換電路6連接該充電電路5，該充電電路5及充電路徑切換電路6在控制單元4所產生的一充電路徑切換信號CH_SEL及充電致能信號CH_EN的控制下，將該常規電源PS所供應的充電電能供應至該第一電池B1或該第二電池B2進行充電。

控制單元4另連接有一操作開關81、一感測器82。使用者可以透過操作開關81產生開關信號SW_USER送至控制單元4，再由控制單元4產生燈具開關信號BL_EN以控制電器負載7的開或關。感測器82可以是目前習用的紅外線人體感測器(PIR)，當感測到人體接近至有效感測範圍時，感測器82會產生一感測器信號SEN-IN送至控制單元 4，而由控制單元4產生燈具開關信號BL-EN至電源轉換電路71，以自動控制電器負載7的開或關。感測器82亦可以是一環境感測器(例如亮度感測器)，以將感測到的環境狀況傳送至控制單元4。

控制單元4也可以連接有一位址碼傳輸單元83，以將遠端控制器或主控制器(未示)所傳送的負載位址碼信號Addr_IN傳送至控制單元4，也可以將控制單元4中所儲存的位址碼傳送至遠端控制器或主控制器。有了位址碼傳輸單元83的功能，即可達到智慧控制電器負載7的開或關的功能。而透過該位址碼儲存與傳輸的功能，亦可以將感測器82所感測到的環境狀況信號傳送至遠端控制器或主控制器。

在常規電源PS正常供應電能時，控制單元4透過電壓偵測電路3偵測到該常規電源PS正常供應電能，電源路徑選擇電路1的接點接通常規電源PS及電源轉換電路71，由常規電源PS供應電能至該電源轉換電路71。此時，充電電路5在控制單元4所產生的一充電路徑切換信號CH_SEL的控制下，將該常規電源PS所供應的充電電能供應至該第一電池B1及/或該第二電池B2進行充電。

而當控制單元4透過該電壓偵測電路3偵測到該常規電源PS未正常供應電能時，該控制單元4產生該電源選擇信號PW_SEL至該電源路徑選擇電路1，選擇該第一電池B1或第二電池B2供應電能至該電器負載7。此時，如果第一電池B1是滿電狀態而第二電池B2呈待充電狀態， 即由第一電池B1供應電能至該電源轉換電路71，如果第二電池B2是滿電狀態而第一電池B1呈待充電狀態，即由第二電池B2供應電能至該電源轉換電路71。

如前所述，控制單元4會依據預設的供電邏輯條件而選擇常規電源PS、第一電池B1、第二電池B2之一供應電能至電器負載7，而其供電邏輯條件例如可為： (a)當第一電池B1、第二電池B2呈滿電狀態(Full Charged)或備電狀態(Standby)時，由常規電源PS供電至電器負載7； (b)當第一電池B1設定在備電狀態，而第二電池B2設定在放電狀態(Discharge)時，當使用者打開操作開關81時，則由第二電池B2供電至電器負載7； (c)當第一電池B1設定在備電狀態，而第二電池B2設定在充電狀態時，當使用者打開操作開關81時，則由常規電源PS供電至電器負載7； (d)當第一電池B1設定在放電狀態，而第二電池B2設定在備電狀態時，當使用者打開操作開關81時，則由第一電池B1供電至電器負載7。

上列的供電邏輯條件僅為列舉實施例而已，並不局限於這些實施例條件。在實際產品化應用時，可以加入更多的供電邏輯條件，以達到更實用、智慧判斷的功能。

以上之實施例說明僅為本發明之較佳實施例說明，凡習於此項技術者當可依據本發明之上述實施例說明而作其它種種之改良及變化。然而這些依據本發明實施例所作的 種種改良及變化，當仍屬於本發明之發明精神及以下所界定之專利範圍內。

100‧‧‧電力管理系統

1‧‧‧電源路徑選擇電路

2‧‧‧電源匯整電路

21、22、23‧‧‧二極體

3‧‧‧電壓偵測電路

4‧‧‧控制單元

5‧‧‧充電電路

6‧‧‧充電路徑切換電路

7‧‧‧電器負載

71‧‧‧電源轉換電路

81‧‧‧操作開關

82‧‧‧感測器

83‧‧‧位址碼傳輸單元

PS‧‧‧常規電源

B1‧‧‧第一電池

B2‧‧‧第二電池

PS_V‧‧‧常規電能

B1_V‧‧‧第一電池電能

B2_V‧‧‧第二電池電能

V+‧‧‧工作電壓

PW_SEL‧‧‧電源選擇信號

BL_EN‧‧‧燈具開關信號

CH_SEL‧‧‧充電路徑切換信號

CH_EN‧‧‧充電致能信號

SW_USER‧‧‧開關信號

SEN-IN‧‧‧感測器信號

Addr_IN‧‧‧負載位址碼信號

第1圖 顯示本發明之一較佳實施例之電路圖。

第2圖 顯示第1圖中電源匯整電路的較佳實施例電路圖。

第3圖 顯示本發明中充電電路的較佳實施例電路圖。

100‧‧‧電力管理系統

1‧‧‧電源路徑選擇電路

2‧‧‧電源匯整電路

3‧‧‧電壓偵測電路

4‧‧‧控制單元

7‧‧‧電器負載

71‧‧‧電源轉換電路

81‧‧‧操作開關

82‧‧‧感測器

83‧‧‧位址碼傳輸單元

PS‧‧‧常規電源

B1‧‧‧第一電池

B2‧‧‧第二電池

PS_V‧‧‧常規電能

B1_V‧‧‧第一電池電能

B2_V‧‧‧第二電池電能

V+‧‧‧工作電壓

PW_SEL‧‧‧電源選擇信號

BL_EN‧‧‧燈具開關信號

CH_SEL‧‧‧充電路徑切換信號

CH_EN‧‧‧充電致能信號

SW_USER‧‧‧開關信號

SEN-IN‧‧‧感測器信號

Addr_IN負載位址碼信號

Claims (9)

1. 一種智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，用以供應一電器負載所需的電能，該電力供應系統包括：一常規電源，用以供應一常規電能；一第一電池，用以供應一第一電池電能；一第二電池，用以供應一第二電池電能；一控制單元；一電壓偵測電路，連接於該常規電源、第一電池及第二電池，用以偵測該常規電源、第一電池及第二電池之供電狀況；一電源路徑選擇電路，連接於該常規電源、第一電池、第二電池，並在一電源選擇信號的控制之下，選擇該常規電源、第一電池或第二電池之一供應電能至該電器負載；一充電電路，連接至該常規電源，以在該常規電源正常供電時，供應一充電電能；一充電路徑切換電路連接該常規電源、第一電池及該第二電池，該充電電路在該控制單元所產生的一充電路徑切換信號的控制下，將該常規電源所供應的充電電能供應至該第一電池或該第二電池進行充電；其中該控制單元透過該電壓偵測電路偵測該常規電源、第一電池及第二電池之供電狀況，據以產生該電源選擇信號至該電源路徑選擇電路，以選擇該常規電源、第一 電池或第二電池之一供應電能至該電器負載。
2. 如申請專利範圍第1項所述之智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，更包括有一操作開關，連接至該控制單元，使用者透過該操作開關控制電器負載的開或關。
3. 如申請專利範圍第1項所述之智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，更包括有至少一感測器，連接至該控制單元，用以感測人體或環境信號之一。
4. 如申請專利範圍第1項所述之智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，更包括有一位址碼傳輸單元，連接至該控制單元，以將至少一位址碼傳送至控制單元或將該控制單元所儲存的位址碼傳送出。
5. 一種智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，用以供應一電器負載所需的電能，該電力供應系統包括：一常規電源，用以供應一常規電能；一第一電池，用以供應一第一電池電能；一第二電池，用以供應一第二電池電能；一控制單元；一電壓偵測電路，連接於該常規電源、第一電池及第二電池，用以偵測該常規電源、第一電池及第二電池之供電狀況；一電源路徑選擇電路，連接於該常規電源、第一電池、第二電池，並在一電源選擇信號的控制之下，選擇該常規電源、第一電池或第二電池之一供應電能至該電器負載； 一電源匯整電路，連接於該常規電源、第一電池、第二電池，並由該常規電源、第一電池或第二電池之一取得工作電壓供應至該控制單元；其中該控制單元透過該電壓偵測電路偵測該常規電源、第一電池及第二電池之供電狀況，據以產生該電源選擇信號至該電源路徑選擇電路，以選擇該常規電源、第一電池或第二電池之一供應電能至該電器負載。
6. 如申請專利範圍第5項所述之智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，更包括有：一充電電路，連接至該常規電源，以在該常規電源正常供電時，供應一充電電能；一充電路徑切換電路連接該常規電源、第一電池及該第二電池，該充電電路在該控制單元所產生的一充電路徑切換信號的控制下，將該常規電源所供應的充電電能供應至該第一電池或該第二電池進行充電。
7. 如申請專利範圍第5項所述之智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，更包括有一操作開關，連接至該控制單元，使用者透過該操作開關控制電器負載的開或關。
8. 如申請專利範圍第5項所述之智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，更包括有至少一感測器，連接至該控制單元，用以感測人體或環境信號之一。
9. 如申請專利範圍第5項所述之智慧充放電控制的電器負載電力管理系統，更包括有一位址碼傳輸單元，連接至該控制單元，以將至少一位址碼傳送至控制單元或將該 控制單元所儲存的位址碼傳送出。