TWI416846B - 適用於影音設備的不斷電系統與其電源管理方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種不斷電系統(Uninterruptible Power Supply system),且特別是有關於一種適用於影音(audio visual,AV)設備的不斷電系統與其電源管理方法。
不斷電系統簡稱UPS,主要分為在線式不斷電系統(on-line UPS)、離線式不斷電系統(off-line UPS)與線上交錯式不斷電系統(Line-interactive UPS)。不斷電系統的工作原理大致相同,都是利用電能儲存元件(如電池)來儲存電能,並且在輸入電源異常時,由電池供給電源至後端的負載設備。
目前,愈來愈多的影音設備置入複雜的運算及網路功能,這些都需要不斷電系統來維持供電的穩定性。但是不斷電系統的電池供電時間有限,如果,這些影音設備無法在不斷電系統的供電時間內關機,影音設備就有可能產生損壞。
本發明之主要目的,即在於提供一種適用於影音設備的不斷電系統與其電源管理方法,當市電發生停電時,若偵測到影音設備處於開啟狀態且不斷電系統的電池狀態到達一設定值,則不斷電系統藉由無線收發模組發射出指令碼控制該影音設備。
本發明所採取的技術手段為一種適用於影音設備的不斷電系統,包括:一交流/直流電轉換器,耦接於一交流電源;一直流/交流電轉換器,耦接於交流/直流電轉換器;一電池,耦接於交流/直流電轉換器與直流/交流電轉換器之間;一電源輸出埠,耦接於直流/交流電轉換器的輸出端;一電流偵測單元,耦接於電源輸出埠與直流/交流電轉換器之間;一控制單元,耦接於交流/直流電壓轉換器、直流/交流電壓轉換器與電流偵測單元;一無線收發模組,耦接於控制單元;其中,電源輸出埠可連接一影音設備,控制單元經由電流偵測單元可偵測所輸出的負載電流,且控制單元儲存有控制該影音設備的指令碼,當該交流電源停電時,若控制單元偵測出該影音設備處於開啟狀態且該電池狀態到達一設定值,則控制單元藉由無線收發模組發射出該指令碼。
本發明所採取的另一技術手段為一種不斷電系統的電源管理方法,該不斷電系統適用於影音設備,該電源管理方法至少包括以下步驟:
a.不斷電系統開機,不斷電系統連接於一市電及一影音設備之間;
b.不斷電系統之電池供電,當該市電停電時,以該電池所轉換的交流電供電給該影音設備;
c.偵測負載是否存在,不斷電系統以電源偵測單元偵測負載電流,並以控制單元判斷負載是否存在,若負載不存在則不斷電系統關機,若負載存在則接續下一步驟;
d.偵測該電池的狀態,不斷電系統以控制單元判斷該電池是否到達一設定值,若該電池尚未到達該設定值則繼續供電給該影音設備,若該電池已到達該設定值則接續下一步驟;
e.不斷電系統發射第二指令碼,不斷電系統以無線收發模組將儲存於該控制單元之第二指令碼發射,第二指令碼是控制該影音設備關機之指令碼。
本發明所欲增益之功效在於,當不斷電系統偵測到影音設備是處於開啟的狀態,且不斷電系統的電池狀態到達一設定值時,不斷電系統即發射出第二指令碼,使影音設備可以在該電池之電源耗盡前,有充裕的時間安全地完成關機程序。
本發明所欲增益之次一功效在於,當不斷電系統偵測到市電復電時,可以再次發射第二指令碼,使影音設備重新開機,並繼續供電給影音設備。
本發明所欲增益之另一功效在於,本發明之不斷電系統可適用於任何類型之遙控器,當任一類型之遙控器發射任一指令碼,只要不斷電系統根據該指令碼一律執行開機。
本發明所欲增益之又一功效在於,本發明之不斷電系統的電源管理方法,可防止遙控器在影音設備開機之情況下關閉不斷電系統。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文持舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
圖1為根據本發明第一實施例之適用於影音設備的不斷電系統的功能方塊圖。不斷電系統110設置在影音設備130與交流電源(AC IN)之間,用以提供電源至多媒體系統130。影音設備130例如為電視、多媒體家電等影音(audio visual,AV)設備,本實施例並不受限。遙控器140可用來遙控影音設備130,例如為紅外線遙控器。
不斷電系統110包括電源管理單元120、無線收發模組114與電流偵測單元112,其中電源管理單元120耦接於電流偵測單元112與無線收發模組114之間,並接收交流電源(AC IN)。電源管理單元120尚包括交流/直流電轉換器122、直流/交流電轉換器124、電池126、控制單元128與開關129。電池126耦接於交流/直流電轉換器122與直流/交流電轉換器124之間,開關129耦接於直流/交流電轉換器124的輸出與交流電源(AC IN)與電流偵測單元112,並受控於控制單元128以進行供電模式的切換。控制單元128耦接於交流/直流電轉換器122、直流/交流電轉換器124、開關129、電流偵測單元112與無線收發模組114。
交流/直流電轉換器122將交流電源(AC IN)轉換為直流電而對電池126充電,且轉換後之直流電可經由直流/交流電轉換器124轉換為交流電,並由電源輸出埠127供電給影音設備130。直流/交流電轉換器124與電源輸出埠127之間則設有電流偵測單元112及開關129。開關129例如是一三端開關元件或一多工器,其受控於控制單元128,可用來切換供電路徑,選擇性切換不斷電系統110的輸出電源是來自於交流電源(AC IN)或電池126所轉換的交流電。電流偵測單元112用來偵測不斷電系統110所輸出的負載電流,也就是影音設備130所消耗的電流。電源管理單元120根據所偵測到的負載電流判斷連接於不斷電系統110的影音設備130的電源是否開啟。舉例來說,當不斷電系統110所輸出的負載電流大於預設值時,表示影音設備130是處於開啟的狀態。當負載電流為零或小於一預設值時,表示影音設備130的電源是處於關機狀態。
無線收發模組114例如為紅外線收發模組、或RF射頻模組、或RF4CE射頻模組、或Bluetooth模組,可用來接收控制器140所發出的控制信號以及發射控制信號以遙控影音設備130。在本實施例中,不斷電系統110儲存有第一指令碼及第二指令碼,第一指令碼是控制不斷電系統110開機及關機之指令碼,第二指令碼是控制影音設備130關機之指令碼,第一、二指令碼可由製造商預先定義而儲存於控制單元128,或由使用者以人工輸入之方式儲存於控制單元128,或由使用者輸入定義,或由使用者操作遙控器140,使不斷電系統110經由無線收發模組114向遙控器140學習而得,並儲存於控制單元128。使用者可操作遙控器140,使不斷電系統110根據第一指令碼進行開機及關機。
不斷電系統110開機後,即可對影音設備130供電,當交流電源(AC IN)停電時,若不斷電系統110偵測到影音設備130是處於開啟的狀態,且電池126的狀態到達一設定值時,不斷電系統110會立即藉由無線收發模組114發射出第二指令碼,使影音設備130執行關機程序,此時,不斷電系統110尚未關機,因此,影音設備130可以在電池126之電源耗盡前,有充裕的時間安全地完成關機程序。例如:由控制單元128偵測電池126的狀態,當電池126之電壓低於一預設值或電池126供電時間到達一設定值時,控制單元128即藉由無線收發模組114發射出第二指令碼,當控制單元128藉由電流偵測單元112偵測到影音設備130已達到關機狀態時,不斷電系統110才關機。
控制單元128例如為一微處理器,其具有資料儲存的功能,可用來執行上述功能,在實務上,上述功能可利用韌體的方式實現,但本實施例並不受限於此。
上述圖1中的不斷電系統110可以供電給多個多媒體系統或用電設備,請參照圖2,圖2為本發明第二實施例之適用於影音設備的不斷電系統的方塊圖。不斷電系統110可以具有複數電源輸出埠127以分別供電至複數影音設備130~139,電源偵測單元112可以用來偵測不斷電系統110所輸出的負載電流,電源管理單元120根據所偵測到的負載電流判斷連接於不斷電系統110的複數影音設備130~139的電源是否開啟。。不斷電系統110儲存有第一指令碼及複數第二指令碼,第一指令碼是控制不斷電系統110開機及關機之指令碼,複數第二指令碼是分別控制複數影音設備130~139關機之指令碼,第一指令碼及複數第二指令碼可由製造商預先定義,或由使用者輸入定義,或由使用者操作複數遙控器140~149,使不斷電系統110經由無線收發模組114向複數遙控器140~149學習而得。使用者可操作任一遙控器140,使不斷電系統110根據第一指令碼進行開機及關機。當不斷電系統110偵測到複數影音設備130~139是處於開啟的狀態,且電池126處於低電量的狀態時,不斷電系統110會立即藉由無線收發模組114發射出複數第二指令碼,使複數影音設備130~139逐一執行關機程序,此時,不斷電系統110尚未關機,因此,複數影音設備130~139可以在電池126之電源耗盡前,有充裕的時間安全地完成關機程序。
再者,第二實施例亦可設有複數電源偵測單元112,例如:在複數電源輸出埠127之前端皆設有電源偵測單元112,電源管理單元120可根據各電源偵測單元112所偵測到的負載電流各別判斷複數影音設備130~139的電源是否開啟,當任一電源偵測單元112偵測到所對應的影音設備130是處於開啟的狀態,且電池126處於低電量的狀態時,不斷電系統110會立即藉由無線收發模組114發射出與該影音設備130所對應的第二指令碼,使該影音設備130執行關機程序,當若干電源偵測單元112偵測到所對應的影音設備130,131,139是處於開啟的狀態,且電池126處於低電量的狀態時,不斷電系統110會立即藉由無線收發模組114發射出與該等影音設備130,131,139所對應的第二指令碼,使該等影音設備130,131,139逐一執行關機程序。
本發明中之電源管理單元的架構並不受限於圖1,其中電源管理單元120可以利用在線式不斷電系統或是線上交錯式不斷電系統等架構來實現。請參照圖3,圖3為本發明第三實施例之適用於影音設備的不斷電系統的功能方塊圖。圖3與圖1的主要差異在於不斷電系統310中的電源管理單元320。電源管理單元320的交流電源(AC IN)並未耦接有開關129,所以不斷電系統310的輸出電源皆經由交流/直流電轉換器122及直流/交流電壓轉換器124,以輸出穩定的電源。圖3的不斷電系統310是屬於在線式不斷電系統的架構,但本實施例並不受限於此。圖3的其餘電路說明,本技術領域具有通常知識者應可由第一實施例推知其實施方式,在此不加累述。
本發明可歸納出第一種電源管理方法,圖4至圖6為本發明第四實施例之電源管理方法的流程圖。請參照圖1與圖4所示,首先執行步驟S420不斷電系統110可由手動方式開機或根據遙控器140所發射的第一指令碼開機,接續為步驟S421不斷電系統110以市電供電給影音設備130,接續為步驟S422以控制單元128判斷市電是否停電,若市電並未停電則繼續步驟S421以市電供電給影音設備130,若市電停電則執行步驟S430以電池126所轉換的交流電供電給影音設備130,接續為步驟S440以電源偵測單元112偵測負載是否存在,也就是判斷影音設備130是否開啟電源,若負載不存在則執行步驟S490將不斷電系統110自動關機,若負載存在則執行步驟S450以控制單元128判斷電池126是否到達一設定值(例如:電池126之電壓低於一預設值或電池126之供電時間到達一設定值),若電池126尚未到達該設定值則繼續步驟S430以電池126轉換交流電給影音設備130,若電池126已到達該設定值則執行步驟S461以控制單元128經由無線收發模組114第一次發射第二指令碼,令影音設備130關機,並繼續步驟S430以電池126轉換交流電給影音設備130。
請參照圖1與圖5所示,在步驟S490之前,可進一步包括步驟S492以等待T秒後再執行步驟S490,也就是當步驟S440判斷負載不存在時,控制單元128在T秒內可儲存第二指令碼發射的次數,或記錄用電數據,或記錄市電的停電時間,或記錄電池126的狀態。
請參照圖1與圖6所示,在步驟S430與步驟S440之間,可進一步包括步驟S431以判斷市電是否復電,若市電仍未復電則執行步驟S440,若市電已復電則執行步驟S460以判斷是否曾經發射過第二指令碼,若未曾發射過第二指令碼,即代表影音設備130仍未關機,則繼續步驟S421以市電供電給影音設備130,若曾經發射過第二指令碼,即代表影音設備130已關機,則執行步驟S462以控制單元128經由無線收發模組114第二次發射第二指令碼,令影音設備130重新開機,並繼續步驟S421以市電供電給影音設備130。
此外,本實施例亦可適用於任何類型之遙控器,例如:在步驟S420中,任一類型之遙控器發射任一指令碼,只要不斷電系統110根據該指令碼一律執行開機即可。
本發明可歸納出第二種電源管理方法,圖7為本發明第五實施例之電源管理方法的流程圖。請參照圖1與圖7所示,可防止遙控器140在影音設備130開機之情況下關閉不斷電系統110,首先執行步驟S410以遙控器140第一次發射第一指令碼,接續為步驟S420不斷電系統110根據第一次的第一指令碼開機,接續為步驟S480以遙控器140第二次發射的第一指令碼,此時,不斷電系統110不會根據第二次的第一指令碼立即關機,而是接續執行步驟S441以電源偵測單元112偵測負載是否存在,也就是判斷影音設備130是否開啟電源,若負載不存在才會執行步驟S490將不斷電系統110自動關機,若負載存在則執行步驟S463以控制單元128經由無線收發模組114發射第二指令碼,令影音設備130先行關機,接續為步驟S470等待影音設備130完成關機,並接續執行步驟S442以電源偵測單元112偵測負載是否不存在,若負載不存在才會執行步驟S490將不斷電系統110自動關機,若負載仍然存在則繼續步驟S470等待影音設備130完成關機。
110‧‧‧不斷電系統
112‧‧‧電流偵測單元
114‧‧‧無線收發模組
120‧‧‧電源管理單元
122‧‧‧交流/直流電壓轉換器
124‧‧‧直流/交流電壓轉換器
126‧‧‧電池
127‧‧‧電源輸出埠
128‧‧‧控制單元
129‧‧‧開關
130~139‧‧‧影音設備
140~149‧‧‧遙控器
310‧‧‧不斷電系統
320‧‧‧電源管理單元
AC IN‧‧‧交流電源
S410~S490‧‧‧步驟
圖1為根據本發明第一實施例之適用於影音設備的不斷電系統的功能方塊圖。
圖2為根據本發明第二實施例之適用於影音設備的不斷電系統的方塊圖。
圖3為根據本發明第三實施例之適用於影音設備的不斷電系統的功能方塊圖。
圖4至6為根據本發明第四實施例之電源管理方法的流程圖。
圖7為根據本發明第五實施例之電源管理方法的流程圖。
110...不斷電系統
112...電流偵測單元
114...無線收發模組
120...電源管理單元
122...交流/直流電轉換器
124...直流/交流電轉換器
126...電池
127...電源輸出埠
128...控制單元
129...開關
130...影音設備
140...遙控器
ACIN...交流電源
Claims (16)
- 一種適用於影音設備的不斷電系統,包括:一交流/直流電轉換器,耦接於一交流電源;一直流/交流電轉換器,耦接於交流/直流電轉換器;一電池,耦接於交流/直流電轉換器與直流/交流電轉換器之間;一電源輸出埠,耦接於直流/交流電轉換器的輸出端;一電流偵測單元,耦接於電源輸出埠與直流/交流電轉換器之間;一控制單元,耦接於交流/直流電壓轉換器、直流/交流電壓轉換器與電流偵測單元;一無線收發模組,耦接於控制單元;其中,電源輸出埠可連接一影音設備,控制單元經由電流偵測單元可偵測所輸出的負載電流,且控制單元儲存有控制該影音設備的指令碼,當該交流電源停電時,若控制單元偵測出該影音設備處於開啟狀態且該電池狀態到達一設定值,則控制單元藉由無線收發模組發射出該指令碼,使該影音設備關機。
- 如申請專利範圍第1項所述之不斷電系統,其中該指令碼係預先儲存於該控制單元,或以人工輸入之方式儲存於該控制單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之不斷電系統,其中該指令碼係經由無線收發模組向一遙控器學習而得,並儲存於該控制單元。
- 如申請專利範圍第1項所述之不斷電系統,其中該電池狀態的設定值係為一電壓值或供電時間。
- 如申請專利範圍第1項所述之不斷電系統,其中該無線收發模組係為紅外線收發模組、或RF射頻模組、或RF4CE射頻模組、或Bluetooth模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之不斷電系統,其中該不斷電系統係為在線式(on-line UPS)、或離線式(off-line UPS)、或線上交錯式(Line-interactive UPS)。
- 如申請專利範圍第1項所述之不斷電系統,其中該不斷電系統具有複數電源輸出埠,以連接複數影音設備,且該控制單元儲存有複數指令碼,以控制複數影音設備。
- 一種不斷電系統的電源管理方法,該不斷電系統適用於影音設備,該電源管理方法至少包括以下步驟:a.不斷電系統開機,不斷電系統連接於一市電及一影音設備之間;b.不斷電系統之電池供電,當該市電停電時,以該電池所轉換的交流電供電給該影音設備;c.偵測負載是否存在,不斷電系統以電源偵測單元偵測負載電流,並以控制單元判斷負載是否存在,若負載不存在則不斷電系統關機,若負載存在則接續下一步驟;d.偵測該電池的狀態,不斷電系統以控制單元判斷該電池是否到達一設定值,若該電池尚未到達該設定值則繼續步驟b以該電池所轉換的交流電供電給該影音設備,若該電池已到達該設定值則接續下一步驟;e.不斷電系統發射控制該影音設備之指令碼,不斷電系統以無線收發模組發射該指令碼,使該影音設備關機,並繼續步驟b以該電池所轉換的交流電供電給該影音設備。
- 如申請專利範圍第8項所述之電源管理方法,其中該電池狀態的設定值係為一電壓值或供電時間,該無線收發模組係為紅外線收發模組、或RF射頻模組、或RF4CE射頻模組、或Bluetooth模組。
- 如申請專利範圍第8項所述之電源管理方法,其中步驟c若判斷負載不存在則等待T秒後再執行不斷電系統關機,以利該控制單元儲存該指令碼發射的次數,或記錄用電數據,或記錄市電的停電時間,或記錄該電池的狀態。
- 如申請專利範圍第8項所述之電源管理方法,其中該不斷電系統為離線式(off-line UPS),且步驟a與步驟b之間包括步驟a1,不斷電系統直接以市電供電給該影音設備,當該市電停電時,才接續步驟b以該電池所轉換的交流電供電給該影音設備。
- 如申請專利範圍第8項所述之電源管理方法,其中步驟b與步驟c之間包括步驟b1,不斷電系統判斷該市電是否復電,若該市電仍未復電則接續步驟c,若該市電已復電則接續判斷是否曾經發射過該指令碼,若未曾發射過該指令碼則不斷電系統繼續供電給該影音設備,若曾經發射過該指令碼則再次發射該指令碼,使得該影音設備被重新開機,不斷電系統並繼續供電給該影音設備。
- 如申請專利範圍第8項所述之電源管理方法,其中步驟a是藉由手動方式使不斷電系統開機,或是藉由一遙控器使不斷電系統開機。
- 如申請專利範圍第13項所述之電源管理方法,其中該控制單元儲存有第一、二指令碼,第一指令碼可控制該不斷電系統開機及關機,第二指令碼可控制該影音設備開機及關機,且第一、二指令碼是經由該無線收發模組向一遙控器學習而得。
- 如申請專利範圍第8項所述之電源管理方法,其中步驟a是藉由任一類型之遙控器使不斷電系統開機,不斷電系統根據任一類型之遙控器所發射的任一指令碼一律執行開機。
- 一種不斷電系統的電源管理方法,該不斷電系統適用於影音設備,該電源管理方法至少包括以下步驟:a.一遙控器第一次發射第一指令碼;b.不斷電系統開機,不斷電系統連接於一市電及一影音設備之間,且不斷電系統以無線收發模組接收該遙控器第一次所發射的第一指令碼後,即執行開機;c.該遙控器第二次發射第一指令碼,不斷電系統接收該遙控器第二次所發射的第一指令碼後,以電源偵測單元偵測負載電流,並以控制單元判斷負載是否存在,若負載不存在則不斷電系統關機,若負載存在則接續下一步驟;d.不斷電系統發射第二指令碼,不斷電系統以無線收發模組將儲存於該控制單元之第二指令碼發射,第二指令碼是控制該影音設備關機之指令碼;e.等待該影音設備完成關機,不斷電系統並判斷負載是否不存在,若負載不存在則不斷電系統關機,若負載仍存在則繼續等待該影音設備完成關機。
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