TWI438999B - 供電方法 - Google Patents

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Description

供電方法
本發明涉及一種供電方法，特別涉及一種用於由複數具有額定電動勢的電源單元組成的供電系統的供電方法。
採用電池等具有額定電動勢的電源單元組成的供電系統供電時，由於供電系統內部的電源單元之間的連接方式一般固定不變，因此，供電系統的輸出電壓/電流一般也固定不變，無法滿足不同負載額定電壓/電流的要求。
有鑒於此，有必要提供一種可為不同負載供電的供電方法。
一種供電方法，用於控制一供電系統對一負載供電。該供電系統包括複數具有額定電動勢的電源單元、一陽極輸出端及一陰極輸出端。每個電源單元包括一陽極及一陰極。該供電系統還包括複數陽極開關、複數陰極開關及複數串聯開關。每一陽極開關用於連接對應一電源單元的陽極至該陽極輸出端。每一陰極開關用於連接對應一電源單元的陰極至該陰極輸出端。每一串聯開關用於連接對應一電源單元的陰極至另一電源單元的陽極。該供電方法包括：
打開該複數陽極開關、複數陰極開關及複數串聯開關，並將該負載連接至該陽極輸出端及該陰極輸出端；
依據公式N1=[V/ε]及N2=[IR/ε-N]計算一電源單元串聯數及一電源單元並聯數，其中，(N1+N2+1)<N，N1為該電源單元串聯數，V為該負載的額定電壓，ε為每一電源單元的額定電動勢，[V/ε]表示對V/ε取整運算，N2為該電源單元並聯數，I為該負載的額定電流，R為該負載的電阻值，[IR/ε-N]表示對IR/ε-N取整運算，N為該複數電源單元的總數目；
合上N1個串聯開關以串聯(N1+1)個電源單元，該串聯的(N1+1)個電源單元包括一個未連接的陽極及一個未連接的陰極，合上該串聯的(N1+1)個電源單元中未連接的陽極開關對應的陽極開關及未連接的陰極對應的陰極開關，以將該串聯的(N1+1)個電源單元連接至該陽極輸出端及該陰極輸出端；及
合上除該串聯的(N1+1)個電源單元外的N2個電源單元對應的陽極開關及陰極開關，以將該N2個電源單元並聯在該陽極輸出端及該陰極輸出端之間。
根據上面的公式N1=[V/ε]可推知：該供電系統在經該供電方法控制後的輸出電壓為[N1+1]ε，等於或略大於負載200的額定電壓V。根據上面的公式N1=[V/ε]及N2=[IR/ε-N]可推知：該供電系統經該供電方法控制後流入負載200的電流值為(N1+N2+1)ε/R，等於或略大於負載200的額定電流值I。可見，該供電方法可通過控制該供電系統內的複數陽極開關、複數陰極開關及複數串聯開關開閉狀態，可實現不同電壓及電流的輸出，滿足該負載額定電壓/電流的要求。
請參閱圖1，本發明較佳實施方式的供電方法用於控制一供電系統100對一負載200進行供電。供電系統100包括複數電源單元10、複數陽極開關20、複數陰極開關30、複數串聯開關40、一個陽極輸出端50及一個陰極輸出端60。
電源單元10可以為乾電池、充電電池、太陽能電池等。每個電源單元10包括一陽極12及一陰極14。陽極12及陰極14之間可輸出額定電動勢ε。本實施方式中，電源單元10的總數目為N。
陽極開關20、陰極開關30及串聯開關40可以為按鈕開關、撥動開關、薄膜開關、水銀開關、杠杆式開關、微動開關、行程開關等雙極類型開關。本實施方式中，複數電源單元10並列設置。複數陽極開關20、陰極開關30及串聯開關40集成為一程式控制開關。每一陽極開關20用於連接對應一個電源單元10的陽極12至陽極輸出端50。每一陰極開關30用於連接對應一個電源單元10的陰極14至陰極輸出端60。每一串聯開關40用於連接對應一個電源單元10的陰極14至相鄰一個電源單元10的陽極12。
負載200可以為電子裝置，如電子遊戲機。本實施方式中的負載200具有電阻值R，額定電壓V，額定電流I。
請一併參閱圖2，本實施方式的供電方法包括以下步驟310-340：
步驟310：打開所有陽極開關20、陰極開關30及串聯開關40，並將負載200連接至陽極輸出端50及陰極輸出端60。
步驟320：計算一電源單元串聯數及一電源單元並聯數。具體的，電源單元並聯數及電源單元串聯數由以下兩條公式確定：
(1) N1=[V/ε]；及
(2) N2=[IR/ε-N]。
其中，N1為電源單元串聯數，N2為電源單元並聯數，(N1+N2+1)<N，[V/ε]表示對V/ε取整運算，[IR/ε-N]表示對IR/ε-N取整運算。
具體地，供電系統100還包括一計算器70。步驟320由計算器70完成。更加具體地，計算器70存儲有額定電動勢ε及電源單元10的總數目N，使用者只要輸入負載200的電阻值R，額定電壓V，額定電流I，計算器70便可確定串聯數N1及並聯數N2。
請一併參閱圖2及圖3。
步驟330：合上N1個串聯開關40以串聯(N1+1)個電源單元10，串聯的(N1+1)個電源單元10包括一未連接的陽極及一未連接的陰極。合上串聯的(N1+1)個電源單元10中未連接的陽極12對應的陽極開關20及未連接的陰極14對應的陰極開關30以將串聯的(N1+1)個電源單元10連接至陽極輸出端50及陰極輸出端60。
請一併參閱圖2及圖4。
步驟340：合上除串聯的(N1+1)個電源單元10外的N2個電源單元10對應的陽極開關20及陰極開關30，以將N2個電源單元10並聯在陽極輸出端50及陰極輸出端60之間。
本實施方式中，由於複數陽極開關20、複數陰極開關30及複數串聯開關40集成為一程式控制開關。供電系統100還包括一個控制器80，用於控制程式控制開關以實現步驟330-340。
根據上面的公式(1)可推知：供電系統100在經供電方法控制後輸出電壓為[N1+1]ε，等於或略大於負載200的額定電壓V。根據上面的公式(1)-(2)可推知：供電系統100在經供電方法控制後流入負載200的電流值為(N1+N2+1)ε/R，等於或略大於負載200的額定電流值I。可見，該供電方法可通過控制該供電系統內的複數陽極開關、陰極開關及串聯開關開閉狀態，以實現不同電壓/電流的輸出，滿足負載額定電壓及電流的要求。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，例如該散射部可包括由複數第一條形凹槽圍成且分佈規律的格子圖案及沿該鏡片光軸向外呈放射螺旋狀的複數第二條形凹槽組成的螺旋圖案等，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧供電系統
40‧‧‧串聯開關
10‧‧‧電源單元
50‧‧‧陽極輸出端
12‧‧‧陽極
60‧‧‧陰極輸出端
14‧‧‧陰極
70‧‧‧計算器
20‧‧‧陽極開關
80‧‧‧控制器
30‧‧‧陰極開關
200‧‧‧負載
310,320,330,340‧‧‧步驟
圖1為本發明較佳實施方式的供電方法控制的供電系統及負載的第一狀態示意圖。
圖2為本發明較佳實施方式的供電方法的流程圖。
圖3為本發明較佳實施方式的供電方法控制的供電系統及負載的第二狀態示意圖。
圖4為本發明較佳實施方式的供電方法控制的供電系統及負載的第三狀態示意圖。
310,320,330,340‧‧‧步驟

Claims (6)

  1. 一種供電方法，用於控制一供電系統對一負載供電；該供電系統包括複數具有額定電動勢的電源單元、一陽極輸出端及一陰極輸出端；每個電源單元包括一陽極及一陰極；該供電系統還包括複數陽極開關、複數陰極開關及複數串聯開關；每一陽極開關用於連接對應一電源單元的陽極至該陽極輸出端；每一陰極開關用於連接對應一電源單元的陰極至該陰極輸出端；每一串聯開關用於連接對應一電源單元的陰極至另一電源單元的陽極；該供電方法包括：
    打開該複數陽極開關、複數陰極開關及複數串聯開關，並將該負載連接至該陽極輸出端及該陰極輸出端；
    依據公式N1=[V/ε]及N2=[IR/ε-N]計算一電源單元串聯數及一電源單元並聯數，其中，(N1+N2+1)<N，N1為該電源單元串聯數，V為該負載的額定電壓，ε為每一電源單元的額定電動勢，[V/ε]表示對V/ε取整運算，N2為該電源單元並聯數，I為該負載的額定電流，R為該負載的電阻值，[IR/ε-N]表示對IR/ε-N取整運算，N為該複數電源單元的總數目；
    合上N1個串聯開關以串聯(N1+1)個電源單元，該串聯的(N2+1)個電源單元包括一未連接的陽極及一未連接的陽極，合上該串聯的(N1+1)個電源單元中未連接的陽極對應的陽極開關及未連接的陰極對應的陰極開關，以將該串聯的(N1+1)個電源單元連接至該陽極輸出端及該陰極輸出端；及
    合上除該串聯的(N1+1)個電源單元外的N2個電源單元對應的陽極開關及陰極開關，以將該N2個電源單元並聯在該陽極輸出端及該陰極輸出端之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的供電方法，其中，該電源單元為乾電池、充電電池或太陽能電池。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的供電方法，其中，該陽極開關、陰極開關及串聯開關為按鈕開關、撥動開關、薄膜開關、水銀開關、杠杆式開關、微動開關或行程開關。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的供電方法，其中，該供電系統還包括一控制器，用於控制該程式控制開關以實現該兩合上步驟。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的供電方法，其中，該複數陽極開關、陰極開關及串聯開關集成為一程式控制開關。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的供電方法，其中，該供電系統還包括一計算器；該計算步驟由該計算器完成。
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