TW201828563A

TW201828563A - 可檢測電池均衡狀態的不斷電系統

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Publication number: TW201828563A
Application number: TW106102001A
Authority: TW
Inventors: 謝宏明; 彭勇皓; 陳大鵬
Original assignee: 碩天科技股份有限公司
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2018-08-01
Also published as: TWI608685B

Abstract

本發明係關於一種可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，包括一處理器、一電壓量測模組、一電壓控制模組、一電池組及一顯示單元，該電壓量測模組及該電壓控制模組分別與該電池組及該處理器連接，該處理器與該顯示單元連接，該處理器根據該電壓量測模組所量到該電池組的多個電壓值產生一電壓指標值，根據該電壓指標值及一組指標範圍資訊產生一電壓狀態資訊，根據多個電壓值通過該電壓控制模組控制該電池組的充電，並且重新取得新的電池狀態資訊，並在一狀態持續時間內皆取得相同電池狀態資訊，則通過該顯示單元顯示給使用者參考，藉此達到顯示電池的電壓均衡狀態的目的。

Description

可檢測電池均衡狀態的不斷電系統

本發明涉及一種不斷電系統，特別涉及一種可檢測電池均衡狀態的不斷電系統。

目前市面上有販售一種不斷電系統(Uninterruptible Power Supply)，是用來當市電停電時，提供臨時電源給電子設備如電腦、伺服器等，以提供電腦、伺服器即時進行資料的保存，以避免音資料流失所造成的經濟、資料的損失，因此，對於UPS的電池的使用可靠性就成了關注的重點。

現有技術中如中國申請第CN200910231060.3號(公布第CN102109577A號)專利(以下簡稱前案一)，公開一種基於灰色統計理論的鉛酸蓄電池電量均衡顯示方法，通過定期連續放電時鉛酸蓄電池組的各單體放電端電壓，各單體放電電流和各單體溫度，計算鉛酸蓄電池組的各單體放電端電壓統一極性後的序列，鉛酸蓄電池組的各單體放電電流統一極性後的序列，鉛酸電池組的各單體溫度統一極性後的序列，屬於電量滿、高電量、中電量、低電量和電量不足各能級狀態灰色類的權，根據鉛酸蓄電池組放電時各採樣參數，依據電量滿、高電量、中電量、低電量和電量不足五個能級狀態構件能極樣本，以提供電量顯示的可靠性、穩定性和提高電量顯示的精確度。

前案一雖然計算了鉛酸蓄電池組的電壓、電流和溫度，但是前案一僅提供準確的電量顯示，確無法得知鉛酸蓄電池組的電池健康狀態，即便能準確的顯示目前鉛酸蓄電池組的電量，也無法從電量得知電池的健康狀態。

現有技術中如中國申請第CN201120529526.0號(公布第CN202395480U號)專利(以下簡稱前案二)，公開一種具有均衡顯示功能的鋰電池保護板，其特徵在於LED顯示燈、發光二級管、檢測電阻和鋰電池保護板的電路板依序組成電路迴路，通過鋰電池保護板自帶均衡顯示功能，安裝者可通過均衡LED的亮滅顯示知道當前均衡功能是否正確，以提高均衡檢測效率及電池組的組裝成功率。

前案二雖然揭示通過LED的亮滅顯示，以讓安裝者得知鋰電池是否正常安裝，但是即便得知鋰電池的正常安裝，也無法得知鋰電池是否是健康狀態，即鋰電池的使用效能是否是正常的。

現有技術中如PCT(Patent Cooperation Treaty, PCT, 專利合作條約)申請第WO2013181121A1專利(以下簡稱前案三)，公開一種電池串均衡方法，其公開一種電池串的均衡方法，主要包括一充電電池模組，該充電電池模組包括至少一電池串，並且由該充電電池模組進行充電，直到該充電電池模組的第一個單一電池串充電到預設最大電壓，再來減少或給予脈衝的充電電流至至少一電池串，並且重複前述步驟，使得電池模組的充電特性曲線顯示凹下去的狀態，以增大充電電荷或電壓分佈。

前案三通過改變充電的狀態，使電池模組的特性曲線呈現凹下去的狀態，以增加充電電荷或電壓分佈，但是並無法顯示電池模組的健康狀態，更無法讓使用者得知何時需要更換電池模組。

有鑑於上述現有技術所存在的問題，本發明的主要目的係提供一種可檢測電池均衡狀態的不斷電系統及其狀態判斷方法，通過顯示檢測電池的電壓均衡狀態，並且控制電池的充電使電池恢復電壓均衡狀態，當電池無法恢復電壓均衡狀態時，藉由顯示電池狀態讓使用者得知，以方便使用者更換電池藉此達到提升電池使用可靠性的目的。

為達成上述目的所採取的技術手段，是令前述可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其包括：一交流電源輸入埠，其用以接收一交流電；一電池充電單元，其與該交流電源輸入埠連接；一直流對交流轉換器，其與該電池充電單元連接；一切換開關，其包括一第一接點、一第二接點及一切換端，該第一接點與該交流電源輸入埠連接，該第二接點與該直流對交流轉換器連接，該切換開關接收訊號以控制切換端切換與該第一接點或者該第二接點連接；一交流電源輸出埠，其與該切換開關的切換端連接，以供與一外部電子設備連接，並提供交流電源；一處理器，其包括有多個輸入端及多個輸出端，該處理器的輸入端連接該交流電源輸入埠，該處理器的輸出端連接該切換開關，該處理器根據是否接收到一交流訊號，以發送一控制訊號令該切換開關進行切換，該處理器包括有一訊號轉換單元，用以將訊號進行轉換為一數值；一顯示單元，其與該處理器的輸出端連接，該顯示單元用以顯示資訊；一電池組，其分別與該電池充電單元及該直流對交流轉換器連接，並且用以提供直流電源，以及接收來自該電池充電單元所傳來電源並且進行充電；一電壓量測模組，其包括多個輸入端及多個輸出端，該電壓量測模組的輸出端與該處理器的輸入端連接，該電壓量測模組的輸入端與該電池組連接，並且用以量測該電池組的電壓；一電壓控制模組，其包括多個輸入端及多個輸出端，該電壓控制模組的輸入端與該處理器的輸出端連接，該電壓控制模組的輸出端分別與該電池組及該電壓量測模組的輸入端連接；其中，該處理器根據該電壓量測模組量測到該電池組的多個電壓值，產生一電壓指標值，並且根據該電壓指標值以及一組指標範圍資訊產生一電壓狀態資訊，該處理器根據各個電壓值令該電壓控制模組控制該電池組的充電，並且重新取得新的電池狀態資訊，並在一狀態持續時間內皆產生相同的電池狀態資訊，則令該顯示單元顯示所產生的電池狀態資訊。

通過上述構造可知，該處理器根據各個電壓值產生一電壓指標值後，再根據該組指標範圍資訊及產生的電壓指標值，產生一電壓狀態資訊後，令該電壓控制模組控制該電池組的充電，並且重新取得新的多個電壓值，以產生新的電壓指標值，再根據新的電壓指標值及該組指標範圍資訊產生新的電池狀態資訊，並且在該狀態時間內所取的電池狀態資訊都一樣時，就通過該顯示單元顯示該電池狀態資訊給使用者參考，以讓使用者得知該電池組的電壓均衡狀態，方便使用者得知何時要更換該電池組，藉此達到顯示電池的電壓均衡狀態的目的。

關於本發明可檢測電池均衡狀態的不斷電系統的第一較佳實施例，請參閱圖1所示，其包括一交流電源輸入埠11、一電池充電單元12、一直流對交流轉換器13、一切換開關14、一交流電源輸出埠15、一第一處理器16、一顯示單元17、一電池組、一電壓量測模組30及一電壓控制模組40，在本實施例中，進一步包括一突波抑制器18及一濾波器19。

該電池充電單元12的輸入端與該交流電源輸入埠11連接，該電池充電單元12的輸出端分別連接該直流對交流轉換器13的輸入端以及該電池組，該電池充電單元12接收來自該交流電源輸入埠11的交流電源，並且轉換成直流電源，以提供給該電池組進行充電。

該突波抑制器18的輸入端與該交流電源輸入埠11連接，該突波抑制器18的輸出端與該濾波器19的輸入端連接，該突波抑制器18用來抑制突波電源，該濾波器19用來濾除不必要的訊號。

該切換開關14包括有一第一接點141、一第二接點142及一切換端143，該第一接點141與該濾波器19的輸出端連接，該第二接點142與該直流對交流轉換器13的輸出端連接，該切換端143連接該交流電源輸出埠15。

該第一處理器16包括有多個輸入端及多個輸出端，該第一處理器16的輸出端與該切換開關14及該顯示單元17連接，該第一處理器16的輸入端連接至該交流電源輸入埠11，該第一處理器16包括有一第一訊號轉換單元161，用以將一類比訊號轉換為一數值。

在本實施例中，該電池組包括有依序串聯的一第一電池21、一第二電池22及一第三電池23，該第一電池21的正端連接至該直流對交流轉換器13的輸入端；本實施例中，該第一電池21、該第二電池22及該第三電池23皆為相同電池，並且具有同樣的一額定電壓，所以將該額定電壓直接定義為一額定電壓基準值，即額定電壓等於額定電壓基準值；在本實施例中，該第一電池21、該第二電池22及該第三電池23的數量僅是舉例並非加以限制，實際上該電池組的電池可依照需求串聯有一個或多個電池。

該交流電源輸入埠11用以連接市電，當該第一處理器16由該交流電源輸入埠11取得一交流感測訊號時，該第一處理器16控制該切換開關14的切換端143切換至與該第一接點141連接，使市電直接供應給該交流電源輸出埠15連接的一外部電子裝置(圖中未示)，當該第一處理器16沒有取得該交流感測訊號時，則控制該切換開關14的切換端143切換至與該第二接點142連接，使電池組的電源經由該直流對交流轉換器13輸出到該交流電源輸出埠15，以提供給該外部電子裝置。

請參閱圖1、2所示，該電壓量測模組30包括有一第一量測電路31、一第二量測電路32及一第三量測電路33。

該第一量測電路31包含有一第一電阻R1及一第二電阻R2，該第一電阻R1的一端分別連接與該第一電池21的正端、該直流對交流轉換器13的輸入端，該第二電阻R2的一端與該第一電阻R1的另一端以及該第一處理器16的輸入端連接。

該第二量測電路32包含有一第三電阻R3及一第四電阻R4，該第三電阻R3的一端與該第二電池22的正端連接，該第四電阻R4的一端與該第三電阻的另一端以及該第一處理器16的輸入端連接。

該第三量測電路33包含有一第五電阻R5及一第六電阻R6，該第五電阻R5的一端與該第三電池23的正端連接，該第六電阻R6的一端與該第五電阻R5的另一端以及該第一處理器16的輸入端連接，該第二電阻R2、該第四電組R4及該第六電阻R6的另一端共同連接至該第三電池23的負端連接。

該第一量測電路31用以擷取該第一電池21、該第二電池22及該第三電池23的總電壓值，並且傳送至該第一處理器16，該第二量測電路32用以擷取該第二電池22及該第三電池23的總電壓值，並且傳送至該第一處理器16，該第三量測電路33用以擷取該第三電池23的電壓值，並且傳送至該第一處理器16，該第一處理器16的第一訊號轉換單元161將該第一量測電路31、該第二量測電路32及該第三量測電路33所傳送的類比形式的電壓值轉換成對應的數值，該第一處理器16將該第三電池23的電壓值經過轉換後產生一第三電壓值，該第一處理器16將該第二量測電路32所傳送的電壓值進行轉換後，再減去該第三電壓值，以產生對應該第二電池22的一第二電壓值，該第一處理器16將該第一量測電路31所傳送的電壓值進行轉換後，再減去該第二電壓值及該第三電壓值後，產生對應該第一電池21的一第一電壓值，該第一處理器16根據轉換的第一電壓值、第二電壓值及第三電壓值進行處理。

請進一步參考圖1、3所示，該電壓控制模組40，其包括一第一晶體開關單元41、一第二晶體開關單元42、一第三晶體開關單元43、一第一訊號開關單元44及一第二訊號開關單元45。

該第一晶體開關單元41包括有一第一電晶體Q1、一第七電阻R7、一第八電阻R8及一第九電阻R9，該第一電晶體Q1的一第一端(E端)分別連接該第七電阻R7的一端、該第一電池21的正端，該第一電晶體Q1的一第二端(B端)與該第七電阻R7的另一端及該第八電阻R8的一端連接，該第一電晶體Q1的一第三端(C端)與該第九電阻R9的一端連接。

該第二晶體開關單元42包括有一第二電晶體Q2、一第十電阻R10、一第十一電阻R11及一第十二電阻R12，該第二電晶體Q2的一第一端(E端)分別連接該第十電阻R10的一端、該第二電池22的正端以及第一晶體開關單元41的第九電阻R9的另一端，該第二電晶體Q2的一第二端(B端)連接該第十電阻R10的另一端及該第十一電阻R11的一端，該第二電晶體的一第三端(C端)連接該第十二電阻R12的一端。

該第三晶體開關單元43包括有一第三電晶體Q3、一第十三電阻R13、一第十四電阻R14及一第十五電阻R15，該第三電晶體Q3的一第一端(E端)分別連接至該第三電池23的負端及該第十四電阻R14的一端，該第三電晶體Q3的一第二端(B端)分別連接該第十四電阻R14的另一端及該第十五電阻R15的一端，該第三電晶體Q3的一第三端(C端)連接該第十三電阻R13的一端，該第十三電阻R13的另一端連接該第十二電阻R12的另一端以及該第三電池23的正端。

該第一訊號開關單元44包括有一第四電晶體Q4、一第十六電阻R16及一第十七電阻R17，該第四電晶體Q4的一第一端(E端)分別連接該第十七電阻R17的一端、該第三電池23的負端、該第三電晶體Q3的第一端(E端)及該第十四電阻R14的一端，該第四電晶體Q4的一第二端(B端)分別連接該第十六電阻R16的一端及該第十七電阻R17的另一端，該第四電晶體Q4的一第三端(C端)連接該第八電阻R8的另一端，該第十六電阻R16的另一端連接該第一處理器16的輸出端。

該第二訊號開關單元45包括有一第五電晶體Q5、一第十八電阻R18及一第十九電阻R19，該第五電晶體Q5的一第一端(E端)分別連接該第十八電阻R18的一端、該第三電池23的負端、該第三電晶體Q3的第一端(E端)及該第十四電阻R14的一端，該第五電晶體Q5的一第二端(B端)分別連接該第十八電阻R18的另一端及該第十九電阻R19的一端，該第五電晶體Q5的一第三端(C端)連接該第十一電阻R11的另一端，該第十九電阻R19的另一端連接該第一處理器16的輸出端。

請參閱圖3，當要調節對該第一電池21的充電，以達到使該第一電池21、該第二電池22及該第三電池23的電壓達到均衡時，通過該第一處理器16發送對應的控制訊號令該第一訊號開關單元44的第四電晶體Q4導通，並同時導通該第一晶體開關單元41的第一電晶體Q1，使小部份的電流流向該第一電池21，而大部份的電流經由該第一電晶體Q1、該第九電阻R9流至該第二電池22及該第三電池23進行充電。

請參閱圖4，當要調節對該第二電池22的充電，以達到使該第一電池21、該第二電池22及該第三電池23的電壓達到均衡時，通過該第一處理器16發送對應的控制訊號令該第二訊號開關單元45的第五電晶體Q5導通，並且同時導通該第二晶體開關單元42的第二電晶體Q2導通，使電流流過該第一電池21進行充電後，小部份的電流對該第二電池22充電，而大部份的電流再經過該第二電晶體Q2、第十二電阻R12流向該第三電池23進行充電。

請參閱圖5，當要調節對該第三電池23的充電，使該第一電池21及該第二電池22進行充電，以達到使該第一電池21、該第二電池22及該第三電池23的電壓達到均衡時，通過該第一處理器16發送對應的控制訊號令該第三電晶體開關單元43的第三電晶體Q3導通，使電流流過該第一電池21、該第二電池22進行充電時，小部份的電流對該第三電池23充電，而大部份的電流流過該第十三電阻R13及該第三電晶體Q3。

當要檢測該電池組的電壓均衡狀態時，通過該電壓量測模組30擷取該第一電池21的第一電壓值、該第二電池22的第二電壓值及該第三電池23的第三電壓值，並且傳送至該第一處理器16進行處理；本實施例中，該第一處理器16處理電壓值有三種處理方式，第一種處理方式是，將最大的電壓值與最小的電壓值相減後，再除以該額定電壓基準值，以產生一電壓指標值，如該第一電壓值為最大的電壓值，該第三電壓值為最小的電壓值，則將該第一電壓值與該第三電壓值相減後，再除以該額定電壓基準值，以產生該電壓指標值，該第一處理器16根據一組指標範圍資訊判斷該電壓指標值對應的指標範圍，以產生一電池狀態資訊，在第一種處理方式中，該組指標範圍資訊包括一第一指標範圍是該電壓指標值為小於0.5%(電壓指標值＜0.5%)的範圍、一第二指標範圍是該電壓指標值為0.5%以上且小於1%(0.5%≦電壓指標值＜1%)的範圍、一第三指標範圍是該電壓指標值為1%以上且小於2%(1%≦電壓指標值＜2%)的範圍、一第四指標範圍是該電壓指標值為2%以上且小於4%(2%≦電壓指標值＜4%)的範圍，及一第五指標範圍是該電壓指標值為4%以上(4%≦電壓指標值)的範圍。

第二種處理方式是將數值最小的電壓值接除以數值最大的電壓，如該第一電壓值的數值最小，該第三電壓值的數值最大，則將該第一電壓值與該第三電壓值相除，以產生對應的電壓指標值，該第一處理器16根據該組指標範圍資訊判斷該電壓指標值對應的指標範圍，以產生該電池狀態資訊，本實施例中，第二種處理方式所對應的指標範圍資訊包括有，一第一指標範圍是該電壓指標值為大於0.995(0.995＜電壓指標值)的範圍、一第二指標範圍是該電壓指標值為大於0.99且0.995以下(0.99＜電壓指標值≦0.995)的範圍、一第三指標範圍是該電壓指標值為大於0.98且0.99以下(0.98＜電壓指標值≦0.99)的範圍、一第四指標範圍是該電壓指標值為大於0.96且0.98以下(0.96＜電壓指標值≦0.98)的範圍，及一第五指標範圍是該電壓指標值為0.96以下(電壓指標值≦0.96)的範圍。

第三種處理方式是將該第一電壓值、該第二電壓值及該第三電壓值相加後取平均值以得到一電壓平均值，並且將該第一電壓值、該第二電壓值及該第三電壓值分別與該電壓平均值相減後分別取絕對值，以分別對應產生一電壓計算值，並且根據各個電壓計算值取數值最大的電壓計算值產生該電壓指標值，該第一處理器16根據該組指標範圍資訊判斷該電壓指標值落在的那一個對應的指標範圍，以產生該電池狀態資訊，本實施例中，第三種處理方式所對應的指標範圍資訊包括有，一第一指標範圍是該電壓指標值為小於25mV(milli Volt, 毫伏, 以下簡稱mV)(電壓指標值＜25mV)的範圍、一第二指標範圍是該電壓指標值為25mV以上且小於50mV(25mV≦電壓指標值＜50mV)的範圍、一第三指標範圍是該電壓指標值為50mV以上且小於100mV(50mV≦電壓指標值＜100mV)的範圍、一第四指標範圍是該電壓指標值為100mV以上且小於200mV(100mV≦電壓指標值＜200mV)的範圍，及一第五指標範圍是該電壓指標值為200mV以上(200mV≦電壓指標值)的範圍。

本實施例中，當該電壓指標值落在該第一指標範圍則產生代表該電池組的電壓均衡狀態為優秀(Excellent)的電池狀態資訊，落在該第二指標範圍則產生代表該電池組的電壓均衡狀態為良好(Good)的電池狀態資訊，落在該第三指標範圍則產生代表該電池組的電壓均衡狀態為普通(Usual)的電池狀態資訊，落在該第四指標範圍則產生代表該電池組的電壓均衡狀態較差(Not Good)的電池狀態資訊，落在該第五指標範圍則產生代表該電池組的電壓均衡狀態為很差(Bad)的電池狀態資訊。

該第一處理器16根據各個電壓值，通過該電壓控制模組40控制該第一電池21、該第二電池22及該第三電池23的充電，使該電池組緩慢恢復到電壓均衡狀態，並且該第一處理器16在一檢測時間到達時，重新檢測該電池組以得到新的電池狀態資訊，當該第一處理器16在設定的一狀態持續時間皆產生相同的電池狀態資訊時，則通過該顯示單元17將該電池狀態資訊顯示供使用者參考；本實施例中，該狀態持續時間可為至少5天、至少7天或至少10天，該狀態持續時間僅是舉例並非加以限制，實際上可根據使用環境由使用者自行設定。

本實施例中，該顯示單元17可為一顯示器並且以文字方式顯示該電池狀態資訊，當該電池狀態資訊落在該第一指標範圍時，以Excellent文字呈現供使用者參考；當該電池狀態資訊落在該第二指標範圍時，以Good文字呈現供使用者參考；當該電池狀態資訊落在該第三指標範圍時，以Usual文字呈現供使用者參考；該電池狀態資訊落在該第四指標範圍時，以Not Good文字呈現供使用者參考；當該電池狀態資訊落在該第五指標範圍時，以Bad文字呈現供使用者參考。

本實施例中，該顯示單元17可為一顯示器並且以背光顏色顯示該電池狀態資訊，當該電池狀態資訊落在該第一指標範圍時，以綠色背光呈現供使用者參考；當該電池狀態資訊落在該第二指標範圍時，以藍色背光呈現供使用者參考；當該電池狀態資訊落在該第三指標範圍時，以黃色背光呈現供使用者參考；該電池狀態資訊落在該第四指標範圍時，以橙色背光呈現供使用者參考；當該電池狀態資訊落在該第五指標範圍時，以紅色背光呈現供使用者參考。

本實施例中，該顯示單元17包括多個LED，並且分別顯示對應的電池狀態資訊，當該電池狀態資訊落在該第一指標範圍時，以第一個LED呈現供使用者參考；當該電池狀態資訊落在該第二指標範圍時，以第二個LED呈現供使用者參考；當該電池狀態資訊落在該第三指標範圍時，以第三個LED呈現供使用者參考；該電池狀態資訊落在該第四指標範圍時，以第四個LED呈現供使用者參考；當該電池狀態資訊落在該第五指標範圍時，以第五個LED呈現供使用者參考。

請參閱圖6所示，為本發明第二較佳實施例，第二較佳實施例與第一較佳實施例大致上相同，惟第二較佳實施例的第一處理器16、該電壓量測模組30及該電壓控制模組40之間進一步設有一第二處理器16A，該第二處理器16A包括有一第二訊號轉換單元161A、多個輸入端及多個輸出端，該第二處理器16A與該第一處理器16連接，以相互傳遞及接收訊號，該第二處理器16A的輸入端與該電壓量測模組30連接，該第二處理器16A的輸出端與該電壓控制模組40連接，該第二處理器16A接收該電壓量測模組30所量測到的電壓值，並且由該第二訊號轉換單元161A進行轉換，以傳送到該第一處理器16進行處理。

本實施例中，由於該第二處理器16A包括有該第二訊號轉換單元161A，因此該電壓量測模組30所量測到的電壓值，都由該第二處理器16A的第二訊號轉換單元161A進行處理，所以該第一處理器16可以不需要有該第一訊號轉換單元161，或者為了減輕該第二處理器161A的運作負擔，該第一處理器16也可以有該第一訊號轉換單元161，以協助處理訊號轉換。

本實施例中，也可由該第二處理器16A對接收到的電壓進行處理，以產生該電壓狀態資訊，並且回傳至該第一處理器16，並且通過該第一處理器16令該顯示單元17顯示。

本實施例中，該第二處理器16A可以根據該電壓量測模組30所傳送的電壓值，直接發送控制訊號至該電壓控制模組40，以用來控制對該電池組的充電，使該電池組達到電池電壓平衡，藉由該第二處理器16A設置在該第一處理器16、該電壓量測模組30及該電壓控制模組40之間，可避免該電壓量測模組30及該電壓控制模組40需要拉設大量電路到該第一處理器16，藉此簡化電路佈置。

請參閱圖7所示，為本發明第三較佳實施例，第三較佳實施例與第二較佳實施例大致上相同，惟第三較佳實施例考量到不斷電系統的配置問題，該電池組、該電壓量測模組30、該電壓控制模組40及該第二處理器16A可能會裝設在不同的殼體內，所以第三較佳實施例進一步包括一第一直流傳輸介面埠51、一第二直流傳輸介面埠52、一第一通訊介面埠53及一第二通訊介面埠54。

該第一直流傳輸介面埠51連接該直流對交流轉換器13的輸入端，該第二直流傳輸介面埠52連接該第一電池21正端及該電壓量測模組30，該第一直流傳輸介面埠51與該第二直流傳輸介面埠52連接。

該第一通訊介面埠53與該第一處理器16連接，該第二通訊介面埠54與該第二處理器16A連接，該第一通訊介面埠53連接該第二通訊介面埠54。

本實施例中，當該電池組的任一電池發生電池老化時，即便通過該電壓控制模組40控制該電池組的充電，也無法改善該電池組的電壓均衡狀態，因此，藉由檢測該電池組的電壓均衡狀態，以得到該電池狀態資訊，並且在該狀態持續時間內皆得到相同的電池狀態資訊時，通過該顯示單元17顯示給使用者參考，藉此達到顯示電池的電壓均衡狀態的目的，並且提升檢測該電池組的電壓均衡狀態的可靠性。

11‧‧‧交流電源輸入埠

12‧‧‧電池充電單元

13‧‧‧直流對交流轉換器

14‧‧‧切換開關

141‧‧‧第一接點

142‧‧‧第二接點

143‧‧‧切換端

15‧‧‧交流電源輸出埠

16‧‧‧第一處理器

161‧‧‧第一訊號轉換單元

16A‧‧‧第二處理器

161A‧‧‧第二訊號轉換單元

17‧‧‧顯示單元

18‧‧‧突波抑制器

19‧‧‧濾波器

21‧‧‧第一電池

22‧‧‧第二電池

23‧‧‧第三電池

30‧‧‧電壓量測模組

31‧‧‧第一量測電路

32‧‧‧第二量測電路

33‧‧‧第三量測電路

40‧‧‧電壓控制模組

41‧‧‧第一晶體開關單元

42‧‧‧第二晶體開關單元

43‧‧‧第三晶體開關單元

44‧‧‧第一訊號開關單元

45‧‧‧第二訊號開關單元

51‧‧‧第一直流傳輸介面埠

52‧‧‧第二直流傳輸介面埠

53‧‧‧第一通訊介面埠

54‧‧‧第二通訊介面埠

圖1 是本發明不斷電系統的第一較佳實施例的系統架構方塊圖。圖2 是本發明不斷電系統的第一較佳實施例的電壓量測模組的架構方塊圖。圖3 是本發明不斷電系統的第一較佳實施例的電壓控制模組的架構方塊及電流示意圖。圖4 是本發明不斷電系統的第一較佳實施例的電壓控制模組的另一電流示意圖。圖5 是本發明不斷電系統的第一較佳實施例的電壓控制模組的又一電流示意圖。圖6 是本發明不斷電系統的第二較佳實施例的系統架構方塊圖。圖7 是本發明不斷電系統的第三較佳實施例的系統架構方塊圖。

Claims

一種可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其包括：一交流電源輸入埠，其用以接收一交流電；一電池充電單元，其與該交流電源輸入埠連接；一直流對交流轉換器，其與該電池充電單元連接；一切換開關，其包括一第一接點、一第二接點及一切換端，該第一接點與該交流電源輸入埠連接，該第二接點與該直流對交流轉換器連接，該切換開關接收訊號以控制切換端切換與該第一接點或者該第二接點連接；一交流電源輸出埠，其與該切換開關的切換端連接，以供與一外部電子設備連接，並提供交流電源；一第一處理器，其包括有多個輸入端及多個輸出端，該第一處理器的輸入端連接該交流電源輸入埠，該第一處理器的輸出端連接該切換開關，該第一處理器根據是否接收到一交流訊號，以發送一控制訊號令該切換開關進行切換，該第一處理器包括有一第一訊號轉換器，用以將一類比訊號轉換為一數值；一顯示單元，其與該第一處理器的輸出端連接，該顯示單元用以顯示資訊；一電池組，其分別與該電池充電單元及該直流對交流轉換器連接，並且用以提供直流電源；一電壓量測模組，其包括多個輸入端及多個輸出端，該電壓量測模組的輸出端與該第一處理器的輸入端連接，該電壓量測模組的輸入端與該電池組連接，並且用以量測該電池組的電壓；一電壓控制模組，其包括多個輸入端及多個輸出端，該電壓控制模組的輸入端與該第一處理器的輸出端連接，該電壓控制模組的輸出端分別與該電池組及該電壓量測模組的輸入端連接；其中，該第一處理器根據該電壓量測模組量測到該電池組的多個電壓值，產生一電壓指標值，並且根據該電壓指標值以及一組指標範圍資訊產生一電壓狀態資訊，該第一處理器根據各個電壓值令該電壓控制模組控制該電池組的充電，使該電池組恢復均衡狀態後，該第一處理器重新取得新的電池狀態資訊，並在一狀態持續時間內皆產生相同的電池狀態資訊，則令該顯示單元顯示所產生的電池狀態資訊。
如請求項1所述之可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中該第一處理器將各個電壓值中數值最大的電壓值及數值最小的電壓值相減後，再除以該電池組的一額電電壓基準值，以產生該電壓指標值。
如請求項2所述之可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中該組指標範圍資訊包括一第一指標範圍是該電壓指標值為小於0.5%的範圍、一第二指標範圍是該電壓指標值為0.5%以上且小於1%的範圍、一第三指標範圍是該電壓指標值為1%以上且小於2%的範圍、一第四指標範圍是該電壓指標值為2%以上且小於4%的範圍，一第五指標範圍是該電壓指標值為4%以上的範圍，該第一處理器根據該電壓指標值對應的指標範圍，以產生對應的電壓狀態資訊。
如請求項1所述之可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中該第一處理器將各個電壓值中數值最小的電壓值及數值最大的電壓值相除，以產生該電壓指標值。
如請求項4所述之可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中該組指標範圍資訊包括一第一指標範圍是該電壓指標值為大於0.995的範圍、一第二指標範圍是該電壓指標值為大於0.99且0.995以下的範圍、一第三指標範圍是該電壓指標值為大於0.98且0.99以下的範圍、一第四指標範圍是該電壓指標值為大於0.96且0.98以下的範圍，一第五指標範圍是該電壓指標值為0.96以下的範圍，該第一處理器根據該電壓指標對應的指標範圍，以產生對應的電壓狀態資訊。
如請求項1所述之可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中該第一處理器將各個電壓值相加並取平均以產生一電壓平均值，並且將各該電壓值分別與該電壓平均值相減後取絕對值，以分別對應產生一電壓計算值，該第一處理器根據各個電壓計算值中數值最大的的電壓計算值產生該電壓指標值。
如請求項6所述之可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中該組指標範圍資訊包括一第一指標範圍是該電壓指標值為小於25毫伏的範圍、一第二指標範圍是該電壓指標值為25毫伏以上且小於50毫伏的範圍、一第三指標範圍是該電壓指標值為50毫伏以上且小於100毫伏的範圍、一第四指標範圍是該電壓指標值為100毫伏以上且小於200毫伏的範圍，一第五指標範圍是該電壓指標值為200毫伏以上的範圍，該第一處理器根據該電壓指標值對應的指標範圍，以產生對應的電壓狀態資訊。
如請求項1至7中任一項所述的可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中該顯示單元為一顯示器，並且以文字的方式呈現所產生的電池狀態資訊。
如請求項1至7中任一項所述的可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中該顯示單元為一顯示器，並且以背光顏色呈現所產生的電池狀態資訊。
如請求項1至7中任一項所述的可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中該顯示單元包括多個LED，並且以各個LED呈現所產生的電池狀態資訊。
如請求項1至7中任一項所述的可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中進一步包括一第二處理器，該第二處理器包括一第二訊號轉換單元、多個輸入端及多個輸出端，該第二處理器設置在該電壓量測模組、該電壓控制模組及該第一處理器之間，該第二處理器用以接收該電壓量測模組量測到該電池組的電壓值，並且由該第二訊號轉換單元將各個電壓值分別轉換成一數值以傳送至該第一處理器。
如請求項11所述之可檢測電池均衡狀態的不斷電系統，其中進一步包括一第一直流傳輸介面埠、一第二直流傳輸介面埠、一第一通訊介面埠及一第二通訊介面埠，該第一直流傳輸介面埠與該直流對交流轉換器連接，該第二直流傳輸介面埠與該電池組及該電壓量測模組連接，該第一直流傳輸介面埠與該第二直流傳輸介面埠連接；該第一通訊介面埠分別連接該第一處理器及該第二通訊介面埠，該第二通訊介面埠連接該第二處理器。