TWI383167B

TWI383167B - 檢測一電源儲存裝置之運作情形的方法及其相關電源儲存裝置

Info

Publication number: TWI383167B
Application number: TW097136457A
Authority: TW
Inventors: Po Hsine Li; Chih Hung Chen; Chia Hung Chen
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2013-01-21
Also published as: TW201013207A; US20100073176A1; US8013753B2

Description

檢測一電源儲存裝置之運作情形的方法及其相關電源儲存裝置

本發明係指一種檢測一電源儲存裝置之運作情形的方法及其相關電源儲存裝置，尤指一種可偵測電源儲存裝置之故障情形的方法及其相關電源儲存裝置。

電源儲存裝置是一種可重複進行充放電運作的裝置，經常用於手機、個人數位助理、筆記型電腦等可攜式電子產品，如可充電電池(Rechargeable)。除此之外，由於電源儲存裝置可即時提供備用電力，避免相關系統因斷電而產生不正常的運作問題，因此電源儲存裝置也常應用於備援電力系統，如不斷電電源供應器(Uninterruptible Power Supply)、備援電池單元(Battery Backup Unit)等。

舉例來說，磁碟陣列系統(Redundant Array of Independent Disks，RAID)係將多個硬碟組合成為單一邏輯磁區，使作業系統將其視為單一硬碟。因此，當系統斷電時，磁碟陣列系統需將相關配置資訊或暫存(即尚未完成寫入)的資料儲存於一記憶體模組中，以確保重開機時磁碟陣列系統得以正常運作。為了提升操作速度，此記憶體模組通常為一揮發式記憶體(Volatile Memory)，如隨機存取記憶體(Random Access Memory)。由於揮發式記憶體所儲存的資料會隨著電源的中斷而抹除，因此，當系統因關機或其它因素(如停電)而不供電時，磁碟陣列系統需透過額外的電源儲存裝置，如備援電池單元(Battery Backup Unit)，提供電力至記憶體模組中，使記憶體模組可持續保存資料。

因此，透過可重複充放電之電源儲存裝置，磁碟陣列系統可確保斷電時，記憶體模組可持續保存資料，以維持後續正常運作。然而，習知電源儲存裝置僅有充放電之功能，無法偵測是否發生故障。換句話說，當電源儲存裝置發生故障而使用者未察覺時，磁碟陣列系統可能因斷電而造成不正常運作。

簡言之，在習知技術中，電源儲存裝置僅有充放電之功能，無法偵測是否發生故障，可能造成相關系統的不正常運作。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種檢測一電源儲存裝置之運作情形的方法及其相關電源儲存裝置。

本發明揭露一種檢測一電源儲存裝置之運作情形的方法，該電源儲存裝置包含一儲電元件，用來儲存一電子裝置所輸出之電源或輸出電源至該電子裝置，該方法包含有偵測該儲電元件與該電子裝置間之電流，以判斷該儲電元件是否故障而造成短路；以及於該儲電元件故障而造成短路時，產生一警示訊號。

本發明另揭露一種可檢測運作情形之電源儲存裝置，用以接收一電子裝置所輸出之電源或輸出電源至該電子裝置，該電源儲存裝置包含有一儲電元件，用來儲存電力或輸出所儲存之電力；一切換模組，耦接於該儲電元件與該電子裝置之間，用來根據該儲電元件與該電子裝置間之電流，控制該儲電元件與該電子裝置間之連結；一檢測單元，耦接於該儲電元件、該切換模組及該電子裝置，用來於該切換模組切斷該儲電元件與該電子裝置間之連結時，檢測該儲電元件之電流，以產生一檢測結果；以及一警示單元，耦接於該檢測單元，用來根據該檢測結果，產生一警示訊號。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例檢測一電源儲存裝置之運作情形的一流程10之示意圖。該電源儲存裝置包含一儲電元件，如一電容，用來儲存一電子裝置所輸出之電源或輸出電源至該電子裝置。流程10包含有以下步驟：步驟100：開始。

步驟102：偵測該儲電元件與該電子裝置間之電流，以判斷該儲電元件是否故障而造成短路。

步驟104：於該儲電元件故障而造成短路時，產生一警示訊號。

步驟106：結束。

根據流程10，本發明係偵測儲電元件與電子裝置間之電流，以判斷儲電元件是否故障而造成短路；若儲電元件故障而造成短路時，則產生警示訊號，如光源，以告知使用者相關故障資訊。

換言之，當電源儲存裝置發生故障時，本發明可即時偵測出故障情形，並產生警示訊號，以通知使用者，避免因斷電而造成後續不正常運作。同時，本發明亦可於儲電元件故障而造成短路時，產生一檢測結果至電子裝置，以進行相關保護措施；或者，切斷儲電元件與電子裝置間之連結，以避免影響其它元件。

因此，透過流程10，使用者可即時得知電源儲存裝置是否發生故障，避免系統因斷電而造成後續不正常運作。

關於流程10之實現，請參考第2圖，第2圖為本發明實施例可檢測運作情形之一電源儲存裝置20之示意圖。電源儲存裝置20用以接收一電子裝置200所輸出之電源或輸出電源至電子裝置200，其包含有一儲電元件202、一切換模組204、一檢測單元206、一警示單元208及一電阻R。儲電元件202較佳地為一電容，用來儲存電力或輸出所儲存之電力。切換模組204耦接於儲電元件202與電子裝置200之間，用來根據儲電元件202與電子裝置200間之電流，控制儲電元件202與電子裝置200間之連結。檢測單元206則可於切換模組204切斷儲電元件202與電子裝置200間之連結時，透過電阻R，檢測儲電元件202之電流，以產生一檢測結果至警示單元208，使警示單元208據以產生一警示訊號。

簡單來說，在電源儲存裝置20中，切換模組204可根據儲電元件202與電子裝置200間之電流，控制儲電元件202與電子裝置200間之連結，使得檢測單元206可適時檢測儲電元件202的電流，以判斷儲電元件202是否故障而發生短路。若檢測單元206所產生的檢測結果顯示儲電元件202已故障，則警示單元208可產生警示訊號，以通知使用者相關故障情形，避免因斷電而造成後續不正常運作。此外，檢測單元206亦可透過另一介面，如內部整合電路(Inter-Integrated Circuit，I2C)，將所產生的檢測結果傳送至電子裝置200中，使電子裝置200進行相關保護措施。

需注意的是，第2圖所示之電源儲存裝置20係為本發明實施例之示意圖，本領域具通常知識者當可據以做不同之修飾，而不限於此。舉例來說，警示單元208可以是一發光元件，如發光二極體(Light Emitting Diode)，用來根據檢測單元206所產生的檢測結果，產生光源，以通知使用者儲電元件202發生故障。另一方面，關於切換模組204的實現亦不限於特定方式或架構，凡能根據儲電元件202與電子裝置200間的電流，控制儲電元件202與電子裝置200間之連結的電路或元件皆用來實現切換模組204。舉例來說，如第3圖所示，切換模組204係由一熱熔性元件300及一節點302所組成。節點302係形成於儲電元件202、電阻R與熱熔性元件300之間。熱熔性元件300可以是一保險絲，其係由特定材質所形成，熔點較低，因此，當電子裝置200至節點302之電流大於一預設值時，熱熔性元件300會熔斷，進而切斷節點302與電子裝置200間之連結。

另外，在第4圖中，切換模組204係由一電流感測單元400、一控制單元402及一開關單元404所組成。電流感測單元400包含有一感測器406、一或閘408及電阻R_S 、R_L 。感測器406跨接於電阻R_S ，用來感測流經電阻R_S 之電流，以判斷儲電元件202與電子裝置200間之電流。電阻R_L 可將感測器406所感測之電流轉換為電壓，以透過或閘408與地端電壓進行或運算。控制單元402可根據或閘408的運算結果，控制開關單元404，以將儲電元件202耦接至電流感測單元400或耦接至檢測單元206。開關單元404係由PMOS電晶體Q1、Q2及一反相器410所組成。當控制單元402所輸出之訊號為高位準，則PMOS電晶體Q1關閉而PMOS電晶體Q2打開；相反地，當控制單元402所輸出之訊號為低位準，則PMOS電晶體Q1打開而PMOS電晶體Q2關閉。透過上述的操作，控制單元402可適時透過檢測單元206檢測儲電元件202是否正常運作。亦即，當流過電阻R_S 之電流小於一預設值時，控制單元402可輸出高位準訊號，以將儲電元件202耦接至檢測單元206，以進行檢測；相反地，當流過電阻R_S 之電流大於預設值時，控制單元402可輸出低位準訊號，以將儲電元件202透過電流感測單元400耦接至電子裝置200，以進行充放電。因此，透過電流感測單元400、控制單元402及開關單元404，電源儲存裝置20可適時檢測儲電元件202之運作情形，以適時通知使用者相關故障情形，避免因斷電而造成後續不正常運作。

特別注意的是，第3圖及第4圖係用以說明切換模組204之不同實施例，本領域具通常知識者當可據以做不同變化，而不限於此。例如，若檢測單元206係以一複雜可編程邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device)所實現，則控制單元402亦可與檢測單元206整合在一起。另外，前述說明皆是以單一儲電元件做說明，實際上，本領域具通常知識者亦可衍生至多個儲電元件之應用，如第5圖所示。

第5圖為本發明實施例可檢測運作情形之一電源儲存裝置50之示意圖。電源儲存裝置50係由第2圖之電源儲存裝置20衍生而得，用以接收一電子裝置500所輸出之電源或輸出電源至電子裝置500。為求簡潔，第5圖僅繪出電源儲存裝置50之一儲電模組502及一檢測單元504，其它元件或單元可參考第2圖之電源儲存裝置20。在電源儲存裝置50中，儲電模組502包含有電池卡B1~Bn，每一電池卡包含四個電容(CAP_B1_1~CAP_B1_4…CAP_Bn_1~CAP_Bn_4)及對應的四個發光二極體(LED_B1_1~LED_B1_4…LED_Bn_1~LED_Bn_4)。電容CAP_B1_1~CAP_B1_4…CAP_Bn_1~CAP_Bn_4之作用即第2圖之儲電元件202，而發光二極體LED_B1_1~LED_B1_4…LED_Bn_1~LED_Bn_4之作用則是警示單元208。檢測單元504可檢測電池卡B1~Bn之每一電容的運作情形，以控制對應發光二極體之明滅。舉例來說，若電池卡B1的電容CAP_B1_4故障而發生短路，則檢測單元504可開啟發光二極體LED_B1_4，以通知使用者電容CAD_B1_4已故障，並輸出相關訊息給電子裝置500，進行相關保護措施。在此情形下，使用者可於發光二極體LED_B1_4被點亮時，得知電容CAP_B1_4已故障。因此，當電池卡B1~Bn中任一電容發生故障時，由於本發明可點亮對應的發光二極體，使得使用者可即時察覺，以避免系統因斷電而造成不正常運作。

在習知技術中，電源儲存裝置僅有充放電之功能，無法偵測是否發生故障，可能造成相關系統的不正常運作。相較之下，在本發明中，電源儲存裝置可偵測故障情形，並透過警示單元告知使用者相關故障訊息，使得使用者可據以做相關處置。另外，本發明之電源儲存裝置亦可將故障訊息傳送至相關系統，以進行相關保護措施。

綜上所述，本發明之電源儲存裝置可偵測故障情形，並透過警示單元告知使用者相關故障訊息，或將故障訊息傳送至相關系統，以進行相關保護措施，避免系統因斷電而造成不正常運作。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10‧‧‧流程

100、102、104、106‧‧‧步驟

20、50‧‧‧電源儲存裝置

200、500‧‧‧電子裝置

202‧‧‧儲電元件

204‧‧‧切換模組

206、504‧‧‧檢測單元

208‧‧‧警示單元

R、R_S 、R_L ‧‧‧電阻

300‧‧‧熱熔性元件

302‧‧‧節點

400‧‧‧電流感測單元

402‧‧‧控制單元

404‧‧‧開關單元

406‧‧‧感測器

408‧‧‧或閘

Q1、Q2‧‧‧PMOS電晶體

410‧‧‧反相器

502‧‧‧儲電模組

B1~Bn‧‧‧電池卡

CAP_B1_1~CAP_B1_4…CAP_Bn_1~CAP_Bn_4‧‧‧電容

LED_B1_1~LED_B1_4…LED_Bn_1~LED_Bn_4‧‧‧發光二極體

第1圖為本發明實施例檢測一電源儲存裝置之運作情形的一流程之示意圖。

第2圖為本發明實施例可檢測運作情形之一電源儲存裝置之示意圖。

第3圖及第4圖為本發明之變化實施例之示意圖。

第5圖為本發明實施例可檢測運作情形之一電源儲存裝置之示意圖。

10‧‧‧流程

100、102、104、106‧‧‧步驟

Claims

一種檢測一電源儲存裝置之運作情形的方法，該電源儲存裝置包含一儲電元件，用來儲存一電子裝置所輸出之電源或輸出電源至該電子裝置，以及一切換模組，耦接於該儲電元件與該電子裝置之間，用來根據該儲電元件與該電子裝置間之電流，控制該儲電元件與該電子裝置間之連結，其中該切換模組包含有一電流感測單元，包含有一第一端耦接於該電子裝置，一第二端及一第三端，該電流感測單元用來感測該第一端與該第二端間之電流，以透過該第三端輸出一感測結果，一控制單元，耦接於該電流感測單元之該第三端，用來根據該感測結果，輸出一控制訊號，以及一開關單元，耦接於該電流感測單元之該第二端、該儲電元件、該控制單元及該檢測單元，用來根據該控制單元所輸出之該控制訊號，將該儲電元件耦接至該電流感測單元或耦接至該檢測單元，該方法包含有：偵測該儲電元件與該電子裝置間之電流，以判斷該儲電元件是否故障而造成短路；以及於該儲電元件故障而造成短路時，產生一警示訊號。
如請求項1所述之方法，其中於該儲電元件故障而造成短路時產生該警示訊號，係於該儲電元件故障而造成短路時，產生一光源。
如請求項1所述之方法，其另包含：於該儲電元件故障而造成短路時，產生一檢測結果；以及輸出該檢測結果至該電子裝置。
如請求項1所述之方法，其另包含於該儲電元件故障而造成短路時，切斷該儲電元件與該電子裝置間之連結。
一種可檢測運作情形之電源儲存裝置，用以接收一電子裝置所輸出之電源或輸出電源至該電子裝置，該電源儲存裝置包含有：一儲電元件，用來儲存電力或輸出所儲存之電力；一切換模組，耦接於該儲電元件與該電子裝置之間，用來根據該儲電元件與該電子裝置間之電流，控制該儲電元件與該電子裝置間之連結；一檢測單元，耦接於該儲電元件、該切換模組及該電子裝置，用來於該切換模組切斷該儲電元件與該電子裝置間之連結時，檢測該儲電元件之電流，以產生一檢測結果；以及一警示單元，耦接於該檢測單元，用來根據該檢測結果，產生一警示訊號；其中，該切換模組包含有：一電流感測單元，包含有一第一端耦接於該電子裝置，一第二端及一第三端，該電流感測單元用來感測該第一端與該第二端間之電流，以透過該第三端輸出一感測結果；一控制單元，耦接於該電流感測單元之該第三端，用來根據該感測結果，輸出一控制訊號；以及一開關單元，耦接於該電流感測單元之該第二端、該儲電元件、該控制單元及該檢測單元，用來根據該控制單元所輸出之該控制訊號，將該儲電元件耦接至該電流感測單元或耦接至該檢測單元。
如請求項5所述之電源儲存裝置，其中該儲電元件係一電容。
如請求項5所述之電源儲存裝置，其中該切換模組包含有：一節點，形成於該儲電元件與該檢測單元之間；以及一熱熔性元件，耦接於該節點與該電子裝置之間，用來於該節點與該電子裝置間之電流大於一預設值時，切斷該節點與該電子裝置間之連結。
如請求項7所述之電源儲存裝置，其中該熱熔性元件係一保險絲。
如請求項5所述之電源儲存裝置，其中該電流感測單元包含有：一第一電阻，耦接於該第一端與該第二端之間；一感測器，耦接於該第一端與該第二端之間，用來感測流經該第一電阻之電流；一第二電阻，其一端耦接於該感測器，另一端耦接於一地端，用來根據該感測器所感測之電流，產生一第一電壓；以及一或閘，耦接於該第三端及該感測器與該第二電阻之間，用來對該第一電壓及一預設電壓進行或運算，以透過該第三端輸出該感測結果。
如請求項9所述之電源儲存裝置，其中該預設電壓係該地端之電壓。
如請求項5所述之電源儲存裝置，其中該控制單元係於該感測結果顯示該第一端與該第二端間之電流小於一預設值時，輸出該控制訊號至該開關單元，以將該儲電元件耦接至該檢測單元，從而透過該檢測單元檢測該儲電元件之電流，以產生該檢測結果。
如請求項5所述之電源儲存裝置，其中該控制單元係於該感測結果顯示該第一端與該第二端間之電流大於一預設值時，輸出該控制訊號至該切換模組，以將該儲電元件耦接至該電流感測單元，使該儲電元件輸出電源至該電子裝置或儲存該電子裝置所輸出之電源。
如請求項5所述之電源儲存裝置，其中該開關單元包含有：一反相器，耦接於該控制單元，用來輸出該控制訊號之一反相結果；一第一電晶體，其一閘極耦接於該反相器之該反相結果，一汲極耦接於該儲電元件，及一源極耦接於該電流感測單元之該第二端；以及一第二電晶體，其一閘極耦接於該控制單元之該控制訊號，一汲極耦接於該儲電元件，及一源極耦接於該檢測單元。
如請求項13所述之電源儲存裝置，其中該第一電晶體與該第二電晶體皆為P型金屬氧化半導體電晶體。
如請求項5所述之電源儲存裝置，其中該控制單元與該檢測單元係整合於一複雜可編程邏輯裝置(Complex Programmable Logic Device)。
如請求項5所述之電源儲存裝置，其中該警示單元係一發光元件。
如請求項16所述之電源儲存裝置，其中該警示訊號係一光源。
如請求項5所述之電源儲存裝置，其另包含一介面，耦接於該檢測單元與該電子裝置之間，用來將該檢測單元所產生之該檢測結果輸出至該電子裝置。
如請求項5所述之電源儲存裝置，其另包含一電阻，其一端耦接於該切換模組及該儲電元件，另一端耦接於該檢測單元。