TWI477017B - 避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法 - Google Patents

避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI477017B
TWI477017B TW101126664A TW101126664A TWI477017B TW I477017 B TWI477017 B TW I477017B TW 101126664 A TW101126664 A TW 101126664A TW 101126664 A TW101126664 A TW 101126664A TW I477017 B TWI477017 B TW I477017B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
battery
power supply
switching element
electronic device
power
Prior art date
Application number
TW101126664A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201405992A (zh
Inventor
Chiou Chu Lai
Cheng Kuan Liang
Wen Chien Shih
Original Assignee
Lite On Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lite On Technology Corp filed Critical Lite On Technology Corp
Priority to TW101126664A priority Critical patent/TWI477017B/zh
Priority to TW101214408U priority patent/TWM451737U/zh
Priority to US13/631,423 priority patent/US20140028103A1/en
Priority to EP20120187719 priority patent/EP2690747A3/en
Priority to CN2012205585183U priority patent/CN202856431U/zh
Priority to CN201210421102.1A priority patent/CN103580261A/zh
Publication of TW201405992A publication Critical patent/TW201405992A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI477017B publication Critical patent/TWI477017B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302Overcharge protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法
本發明係關於一種避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法,特別是一種可於電池對電子設備進行供電時,使電子設備獲得最大功率之避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法。
由於鋰離子電池具有高能量密度、輸出功率大、無記憶效應及體積小等優點,該類電池目前係已被廣泛應用於各項可攜式電子產品中。在鋰離子電池之優勢的強大吸引下,以往大多使用鉛酸電池之不斷電系統(Uninterruptible Power Supply,UPS)設備,也已逐漸改用鋰離子電池作為其備用之電源。
鋰離子電池雖具有前述之各項優點,惟一旦對鋰離子電池過度充電時,將導致其壽命減短,影響電池使用效率。因此,如何避免鋰離子電池過度浮充,實為重要之課題之一。
中國大陸專利申請案公開號第CN201750138係揭露一種避免電池浮充之控制電路,該控制電路可於鋰電池放電至保護設定值時控制充電路徑導通,以使外接電源對鋰電池進行充電。當電池充飽電以後,再透過控制電路之控制,使原本的充電路徑斷開,避免外接電源對電池繼續充電,以達到避免電池浮充之目的。
前述之控制電路雖可達成避免電池浮充之目的,惟一 旦外接電源停止供電後,電池將透過二極體開關之導通而開始對負載進行供電;由於二極體為被動元件,因此,將其置於放電路徑上將導致電池對負載供電時之功率無法達到最大化,且供電時間變短,造成系統供電效率不彰。
本發明之主要目的係在提供一種避免電池浮充之控制系統。
本發明之另一主要目的係在提供一種避免電池浮充之方法。
本發明之再一主要目的係在提供一種避免電池浮充之供電系統。
為達成上述之目的,本發明之避免電池浮充之控制系統可應用於供電系統。該供電系統係電性連接電子設備及電源供應端,該電源供應端係用以對該電子設備進行供電,當該電源供應端停止供電時,該供電系統可透過其內部設置之電池對該電子設備進行供電。該控制系統包括電流調節模組及電池管理系統,其中該電流調節模組係電性連接該電池、該電源供應端及該電子設備,該電流調節模組包括一開關元件及一二極體,該二極體係與該開關元件並聯連接;該電池管理系統係電性連接該電池及該電流調節模組,其係用以監測該電池之容量,藉以控制該電流調節模組,以使該電源供應端經由該電流調節模組提供一充電電流對該電池充電;其中當該電池之容量達到一預設值時,該電池管理系統係控制該電流調節模組之該開關元件斷開,使該電源供應端停止對該電池繼續充電,且當該電 源供應端停止供電時,該電池係先經由該二極體對該電子設備進行供電,該電池管理系統再控制該開關元件導通,藉以使該電池經由該開關元件而對該電子設備進行供電。
本發明之避免電池浮充之方法可用於供電系統,該供電系統係電性連接電子設備及電源供應端,並具有一電流調節模組,該電流調節模組包括一開關元件及一二極體,該電源供應端係用以對該電子設備進行供電;當該電源供應端停止供電時,該供電系統則用以透過其內部設置之電池對該電子設備進行供電。該避免電池浮充之方法包括有以下步驟:自該電源供應端接收一充電電流以對該電池進行充電;監測該電池之容量,以判斷該電池之容量是否低於一預設值;若該電池之容量達到該預設值時,係控制該之該開關元件斷開,以避免該電源供應端對該電池繼續充電;以及當該電源供應端停止供電時,係先經由該二極體對該電子設備進行供電,再控制該開關元件導通,藉以使該電池經由該開關元件而對該電子設備進行供電。
本發明之供電系統係電性連接電子設備及電源供應端,其係用以當該電源供應端停止供電時,對該電子設備進行供電。該供電系統包括有電池及前述之控制系統。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉出本發明之具體實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
請先參考圖1係關於本發明之控制系統應用於供電系統中之系統架構圖。
如圖1所示,於本發明之一實施例中,本發明之避免電池浮充之控制系統1可應用於一供電系統2中,該供電系統2係電性連接於一電子設備90及一電源供應端80,該電源供應端80係經由該供電系統2以對該電子設備90進行供電,或是在該電源供應端80停止供電時,利用該供電系統2內部設置之電池70直接對該電子設備90進行供電。於本發明之一實施例中,該供電系統2為不斷電系統(Uninterruptible Power Supply,UPS),惟本發明並不以此為限。此外,需注意的是,圖1雖僅顯示一種在線式不斷電系統(On-Line UPS),惟本領域具有通常知識者應可輕易理解,本發明之控制系統1不以應用於在線式不斷電系統為限,其也可應用在他種形式之不斷電系統中,如:線上交錯式不斷電系統(Line-Interactive UPS)與離線式不斷電系統(Off-Line UPS)。
該供電系統2包括有交直流轉換模組81、直交流轉換模組82、控制系統1及電池70。該交直流轉換模組81可包括整流器與充電晶片等元件,係用以將該電源供應端80產生之交流電轉換成直流電;而該直交流轉換模組82可包括轉換器、逆變器及濾波器等元件,用以將直流電轉換回交流電,惟電子設備可為交流或直流負載,因此直交流轉換模組82將視電子設備特性而定。由於交流電轉換成直流電及直流電轉換回交流電係為目前電子領域中常見之習知技術,且其可用之元件之電路結構及作用原理亦散見於許多專利與公開技術文獻中,並非為本案之可專利性之技術重點,故在此不擬贅述。
如圖1所示,於本發明之一實施例中,本發明之控制系統1包括有電流調節模組10及電池管理系統20。
該電流調節模組10係電性連接該電池70,並經由接點30電性連接至該電源供應端80及該電子設備90。該電流調節模組10包括一開關元件11與一二極體12,該開關元件11與該二極體12係並聯連接。而關於該電流調節模組10之電路架構於之後圖2及圖4之說明中會有詳細敘述,故在此先不贅述。該電源供應端80可經由該電流調節模組10之該開關元件11之導通而對該電池70進行充電,並且當該電源供應端80停止供電時,使該電池70可先經由該二極體12,再藉由該開關元件11之導通而對該電子設備90進行供電。
該電池管理系統20係由一硬體、一硬體結合韌體或一硬體結合軟體所架構而成,但本發明並不限於此。該電池管理系統20係電性連接該電池70及該電流調節模組10,用以監測該電池70之電壓或溫度等數值,以及判斷是否持續自該電源供應端80接收充電電流,以藉此控制該電流調節模組10之該開關元件11導通或斷開的程度,來調整通過該電流調節模組10之電流大小。
請繼續參考圖1,並一併參考圖2係關於本發明之控制系統之第一實施例示意圖。
如圖1及圖2所示,於本發明之第一實施例中,電流調節模組10a包括開關元件11a及二極體12,以經由接點30電性連接至該電源供應端80及該電子設備90。該開關元件11a為一常閉合式之控制開關,但本發明並不限於此。 該常閉合式之控制開關之特徵在於當供予通過該控制開關內部之電流未達其激磁電流時,該控制開關係為導通狀態(也可說是控制開關之接點為閉合狀態),此時開關兩端為通路狀態;反之,當供予該控制開關之電流已達其激磁電流時,該控制開關會因電磁效應而斷開(也可說是控制開關之接點被開啟),此時開關兩端為斷路狀態。於本發明之具體實施例中,供予通過該開關元件11a內部之電流可由該電池70提供,惟本發明並不以此為限,該電流也可藉由該電源供應端80或其他電源來供應。
該二極體12係電性連接該電池70及該電子設備90而與該開關元件11a並聯。該二極體12之正極電性連接於電池70正極;負極電性連接於接點30。該二極體12用以當該電源供應端80停止供電而該開關元件11a未及時導通或無法導通時,使該電池70可先行透過該二極體12之導通而對該電子設備90進行供電。
如圖1及圖2所示,本發明之電池管理系統20可用以控制該開關元件11a導通或斷開。當該電源供應端80為正常供電狀態時,該電池管理系統20係控制該開關元件11a導通,使該電池70持續充電。此時由於該二極體12之負極電壓大於正極電壓,使得該二極體12處於逆向偏壓狀態;亦即接點30電壓大於電池70電壓,因此該二極體12為不導通狀態。在此同時該電池管理系統20可根據測量該電池70之容量是否已達到一預設值,以判斷該電池70之電量是否已達飽和狀態。而此處所述的預設值可為電壓值或是庫倫值,但本發明並不以上面所提到的單位為限。當 該電池70之容量已達到該預設值時,該電池管理系統20係控制該開關元件11a斷開,以停止對該電池70充電。
另一方面,當該電源供應端80無法正常供電時,此時由於該電池70供予該二極體12之正極電壓會大於其可作動之電壓值(一般而言為0.7伏特),因此該二極體12導通。同時該電池管理系統20係控制該開關元件11a導通。接著再透過該開關元件11a旁路該二極體12,而使該電池70可透過該開關元件11a對該電子設備90進行供電。如此一來,該電池70可經由非被動元件之該開關元件11a來進行放電,即可避免能量的損耗。前述該電池管理系統20控制該開關元件11a之具體方式,於以下說明中會有更詳細之解說。
接著請參考圖3,並一併參考圖1與圖2,其中圖3係本發明避免電池浮充之第一實施例的步驟流程圖。惟需注意的是,以下雖以前述第一實施例之控制系統1為例,說明本發明所揭露之避免電池浮充之方法,惟本方法並不以使用於前述第一實施例之控制系統1為限。
首先進行步驟301:自該電源供應端接收一充電電流以對該電池進行充電。
首先本發明之供電系統2係與該電源供應端80電性連接,以自該電源供應端80接收充電電流。由於在本發明之第一實施例中,該電流調節模組10a之開關元件11a為常閉合式之控制開關,因此開關元件11a會導通,以使該電池70可接收充電電流來進行充電。
其次進行步驟302:監測該電池之容量。
其次該電池管理系統20係電性連接該電池70之兩端,以監測該電池70之容量。
接著進行步驟303:判斷該電池之容量是否低於一預設值。
接著該電池管理系統20係判斷該電池70之容量是否低於一預設值,藉以依據測得之容量狀態判斷該電池70之電量是否已經達到飽和。再進一步決定控制該開關元件11a導通或斷開(即控制常閉合式之控制開關之接點接合或開啟),以避免該電池70浮充。
因此當該電池70之容量仍然低於預設值時,係進行步驟304:控制該開關元件導通,藉以使該電源供應端經由該開關元件而持續對該電池進行充電。
於本發明之第一實施例中,當該電池70之容量未達預設值時,即表示該電池70之電量並未達飽和狀態。因此當該電池管理系統20監測到該電池70之容量未達預設值時,該電池管理系統20係控制該開關元件11a導通(即控制該開關元件11a之接點接合)。如此一來,該電源供應端80產生之充電電流係持續經由該開關元件11a而傳遞至該電池70,以對該電池70進行充電。並須注意的是,該電池管理系統20可進一步在監測到該電池70之容量降低至一最低預設值時才控制該開關元件11a導通,使該電源供應端80經由該開關元件11a而對該電池70進行充電,其中該最低預設值係小於該預設值,藉此可避免太過頻繁地對該電池70充電,減少對該電池70充電的次數,以更有效 率地進行充電流程。
而當該電池70之容量達到預設值時,係代表該電池70之電量已經飽和,因此即進行步驟305:控制該開關元件斷開,以避免該電源供應端對該電池繼續充電。
於本發明之第一實施例中,一旦該電池70充飽電之後,為避免對該電池70浮充,該電池管理系統20係控制該開關元件11a斷開(即控制該開關元件11a之接點開啟)。此時由於該開關元件11a兩端為斷路狀態,因此即可避免該電源供應端80繼續透過該開關元件11a而對該電池70充電,以達到避免對該電池70浮充之目的。
最後進行步驟306:當該電源供應端停止供電時,係先經由該二極體對該電子設備進行供電,再控制該開關元件導通,藉以使該電池經由該開關元件而對該電子設備進行供電。
當該電源供應端80停止供電至該電池70及該電子設備90時,該電池管理系統20係控制該電流調節模組10a導通,藉以使該電池70經由該電流調節模組10a而對該電子設備90進行供電。而於本發明之第一實施例中,本發明之該電流調節模組10a包括開關元件11a與二極體12,兩者之間係互相並聯連接。該二極體12之正極電性連接於電池70正極;負極電性連接於接點30。當該電源供應端80有供電時,由於該二極體12之負極電壓大於正極電壓,使該二極體12處於逆向偏壓狀態,亦即接點30電壓大於電池電壓,因此,該二極體12不導通。一旦該電源供應端 80停止供電後,由於該電源供應端80產生之壓降消失,且該電池70之電壓大於該二極體12之導通電壓值,因此該二極體12導通,此時該電池70產生之放電電流便可通過該二極體12而傳遞至該電子設備90,以對該電子設備90進行供電,達到使該電子設備90不斷電之目的。而接著一旦該電池管理系統20監測到該電池70處於放電狀態時,便會立即控制該開關元件11a導通。此時,由於該開關元件11a之接點阻抗非常微小(遠小於二極體12之阻抗),因此當該開關元件11a導通後,將會旁路該二極體12,使得該電池70產生之放電電流不再流經該二極體12,而改由流經該開關元件11a,以傳遞至該電子設備90,以使電子設備90達到最大使用功率。
於此需注意的是,理論上,當該電源供應端80停止供電時,二極體12導通之速度會快於該開關元件11a之速度;惟就巨觀而論,該開關元件11a之速度是可以滿足既有之不斷電系統所要求之復電速度的,因此,本發明之控制系統1中之二極體12是可以被省略的。另外,使用該二極體12除可提升系統復電速度外,更可提供備位之充電路徑,藉以當該開關元件11a故障而無法導通時,使該電池70產生之放電電流依然可透過該二極體12而傳遞至該電子設備90。
接著請參考圖4係關於本發明之控制系統之第二實施例示意圖。
於本發明之第二實施例中,本發明之該電流調節模組10a包括開關元件11b、二極體12及微控制單元13,以經由 接點30電性連接至該電源供應端80及該電子設備90。該開關元件11b同樣地與該二極體12並聯連接,並電性連接至該微控制單元13。該開關元件11b可為一雙極性接面型電晶體(Bipolar Junction Transistor,BJT)。於本發明之第二實施例中,該開關元件11b之集極C電性連接至接點30,而該開關元件11b之射極E電性連接該電池70,基極B則電性連接至該微控制單元13。該微控制單元13係由一硬體、一硬體結合韌體或一硬體結合軟體所架構而成,但本發明並不限於此。該微控制單元13係與該電池管理系統20電性連接,因此該電池管理系統20可依據測得電池70之容量狀態的不同,而控制該微控制單元13調整基極B電壓大小。如此一來,即可藉以控制該開關元件11b之射極E與集極C兩端之間導通或不導通的程度,達到與第一實施例相同之目的功效並增加控制電流大小之功效。由於電晶體之集極C與射極E間之導通與基極B電壓間之關係及原理,為本領域具有通常知識者可輕易知悉,故在此即不多做贅述。此外,該開關元件11b亦可為金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET),由於其作用與雙極性接面型電晶體類似,故在此不再贅述。
另一方面,由於該電池70之效能及安全性會受到溫度的影響,因此該電池管理系統20還進一步地監測該電池70之溫度,以根據電池70之溫度控制該微控制單元13來調整給予電池70之充電電流。當該電池70高溫的時候,該電池管理系統20係藉由該微控制單元13來控制該開關元件11b之基極B,以調整該開關元件11b之射極E與集極C可流通之 電流,來縮小給予該電池70之充電電流或者讓該電池70停止充電。而當該電池70為低溫的時候,該電池管理系統20係同樣藉由該微控制單元13來控制該開關元件11b之基極B,以調整該開關元件11b之射極E與集極C可流通之電流。如此一來,即可適時地提升給予該電池70之充電電流,增加充電的效率。
需注意的是,上述各實施方式僅例示本發明之較佳實施例,為避免贅述,並未詳加記載所有可能的變化組合。然而,本領域之通常知識者應可理解,上述元件未必皆為必要。且為實施本發明,亦可能包含其他較細節之習知元件。各元件皆可能視需求加以省略或修改,且任兩元件間未必不存在其他元件。舉例而言,如圖4所示,為保護各元件不被電流燒毀,各元件之間會設有被動元件,即電阻R1 、R2 及RS
接著請參考圖5,並一併參考圖1與圖4,其中圖5係本發明避免電池浮充之第二實施例的步驟流程圖。惟需注意的是,以下雖以前述第二實施例之控制系統1為例,說明本發明所揭露之避免電池浮充之方法,惟本方法並不以使用於前述第二實施例之控制系統1為限。
首先進行步驟501:自該電源供應端接收一充電電流以對該電池進行充電。
首先本發明之供電系統2係與該電源供應端80電性連接,以自該電源供應端80接收充電電流,並經由該電流調節模組10b之開關元件11b傳輸該充電電流至該電池70,來對該電池70進行充電。
其次進行步驟502:監測該電池之容量,以判斷該電池之容量是否低於一預設值。
其次該電池管理系統20係電性連接該電池70之兩端,以監測該電池70之容量,並判斷該電池70之容量是否低於一預設值,藉以依據測得之容量狀態判斷該電池70之電量是否已經達到飽和。由於步驟502類似於步驟302與步驟303,故在此不再贅述。
因此當步驟502中,該電池管理系統20判定該電池70之容量仍然低於預設值時,則進行步驟503:藉由該微控制單元以控制該開關元件導通,藉以使該電源供應端經由該開關元件而持續對該電池進行充電。
當該電池管理系統20監測到該電池70之容量未達預設值時,該電池管理系統20係藉由該微控制單元13控制該開關元件11b之基極B,以使得該開關元件11b之集極C與射極E導通。使得充電電流係持續經由該開關元件11b而傳遞至該電池70,以對該電池70進行充電。同樣地,該電池管理系統20亦可進一步在監測到該電池70之容量低於一最低預設值時才控制該開關元件11b導通,使該電源供應端80經由該開關元件11b而對該電池70進行充電,其中該最低預設值係小於該預設值。
而當步驟502中,若該電池管理系統20判定該電池70之容量達到預設值時,係代表該電池70之電量已經飽和,因此即進行步驟504:藉由該微控制單元以控制該開關元件斷開,以避免該電源供應端對該電池繼續充電。
為避免對該電池70浮充,該電池管理系統20係藉由 該微控制單元13控制該開關元件11b之基極B,以使得該開關元件11b之集極C與射極E之間斷路。此時由於該開關元件11b兩端為斷路狀態,因此即可避免該電源供應端80繼續經由該開關元件11b而對該電池70充電,以達到避免對該電池70浮充之目的。
接著進行步驟505:當該電源供應端停止供電時,係先經由該二極體對該電子設備進行供電,再藉由該微控制單元以控制該開關元件導通,藉以使該電池經由該開關元件而對該電子設備進行供電。
與本發明之第一實施例類似,本發明之第二實施例之該電流調節模組10b包括開關元件11b與二極體12,兩者之間係互相並聯連接。因此一旦該電源供應端80停止供電後,該二極體12會先導通,此時該電池70產生之放電電流便可通過該二極體12而傳遞至該電子設備90,以對該電子設備90進行供電。而之後該電池管理系統20再藉由該微控制單元13控制該開關元件11b之基極B,以使得該開關元件11b之集極C與射極E導通,該電池70即可經由該開關元件11b而對該電子設備90進行供電。同時以旁路該二極體12,使得該電池70產生之放電電流不再流經該二極體12,而改由流經該開關元件11b,以傳遞至該電子設備90。
最後進行步驟506:監測該電池之溫度,根據該電池之狀態,以控制該電流調節模組來調整給予該電池之充電電流。
最後該電池管理系統20還進一步地監測該電池70之溫度,以根據電池70之狀態控制該微控制單元13來調整給予電池70之充電電流。因此當該電池70高溫的時候,該電池管理系統20係控制該微控制單元13來調整該開關元件11b,以縮小對該電池70之充電電流或者讓該電池70停止充電。而當該電池70為低溫的時候,該電池管理系統20係控制該微控制單元13來調整該開關元件11b,以適時地提升給予該電池70之充電電流,增加充電的效率。
需注意的是,本發明所揭露避免電池浮充之方法並不以上述第一實施例或第二實施例之步驟次序為限,只要能達成本發明之目的,上述之步驟次序亦可加以改變。
藉由上述說明可知,本發明之控制系統1係可當該供電系統2中,該電池70電壓達到浮充電壓時,透過該電池管理系統20之控制,使充電路徑斷開,以避免該電源供應端80繼續對該電池70充電。且當該電源供應端80停止供電時,透過該電池管理系統20之控制,導通該開關元件11a或該開關元件11b,以使該電池70可經由該開關元件11a或該開關元件11b而對該電子設備90進行供電。由於本發明供電時,於供電路徑上並無耗能元件,因此該電池70於放電時,並不會有多餘的能量損耗,從而,可使該電池70對於該電子設備90之供電功率達於最大化,故解決先前技術之缺失。
綜上所陳,本發明無論就目的、手段及功效,在在顯示其迥異於習知技術之特徵,懇請 貴審查委員明察,早日賜准專利,俾嘉惠社會,實感德便。惟應注意的是,上述諸多實施例僅為便於說明而舉例而已,本發明所主張之 權利範圍自應以申請專利範圍所述為準,而非僅限於上述實施例。
1‧‧‧控制系統
2‧‧‧供電系統
10、10a、10b‧‧‧電流調節模組
11、11a、11b‧‧‧開關元件
12‧‧‧二極體
13‧‧‧微控制單元
20‧‧‧電池管理系統
30‧‧‧接點
70‧‧‧電池
80‧‧‧電源供應端
81‧‧‧交直流轉換模組
82‧‧‧直交流轉換模組
90‧‧‧電子設備
B‧‧‧基極
C‧‧‧集極
E‧‧‧射極
R1 、R2 、Rs‧‧‧電阻
圖1係本發明之控制系統應用於供電系統中之系統架構圖。
圖2係本發明之控制系統之第一實施例示意圖。
圖3係本發明之避免電池浮充之第一實施例之步驟流程圖。
圖4係本發明之控制系統之第二實施例示意圖。
圖5係本發明之避免電池浮充之第二實施例之步驟流程圖。
1‧‧‧控制系統
2‧‧‧供電系統
10‧‧‧電流調節模組
11‧‧‧開關元件
12‧‧‧二極體
20‧‧‧電池管理系統
30‧‧‧接點
70‧‧‧電池
80‧‧‧電源供應端
81‧‧‧交直流轉換模組
82‧‧‧直交流轉換模組
90‧‧‧電子設備

Claims (17)

  1. 一種避免電池浮充之控制系統,係用於一供電系統,該供電系統係電性連接一電子設備及一電源供應端,該電源供應端係用以對該電子設備進行供電,該供電系統係用以當該電源供應端停止供電時,透過該供電系統之一電池對該電子設備進行供電,該控制系統包括:一電流調節模組,係電性連接該電池、該電源供應端及該電子設備,該電流調節模組包括一開關元件及一二極體,該二極體係與該開關元件並聯連接;以及一電池管理系統,係電性連接該電池及該電流調節模組,該電池管理系統係用以監測該電池之容量,藉以控制該電流調節模組,以使該電源供應端經由該電流調節模組提供一充電電流對該電池充電;其中當該電池之容量達到一預設值時,該電池管理系統係控制該電流調節模組之該開關元件斷開,以使該電源供應端停止對該電池充電;當該電源供應端停止供電時,該電池係先經由該二極體對該電子設備進行供電,該電池管理系統再控制該開關元件導通,藉以使該電池經由該開關元件而對該電子設備進行供電。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之控制系統,其中該開關元件可為一常閉合式之控制開關。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之控制系統,其中該電池管理系統係進一步監測該電池之溫度,以根據該電池之狀態控制該電流調節模組來調整給予該電池之該充電電流。
  4. 如申請專利範圍第1或3項所述之控制系統,其中該電流調節模組更包括一微控制單元,係與該開關元件電性連接,用以控制該開關元件導通或斷開之程度;其中當該電源供應端停止供電時,該電池係先經由該二極體對該電子設備進行供電,該電池管理系統再藉由該微控制單元以控制該開關元件導通,以使該電池經由該開關元件而對該電子設備進行供電。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之控制系統,其中該開關元件可為一金屬氧化物半導體場效電晶體或一雙極性接面型電晶體。
  6. 一種避免電池浮充之方法,係用於一供電系統,該供電系統係電性連接一電子設備及一電源供應端,並具有一電流調節模組,該電流調節模組包括一開關元件及一二極體,該電源供應端係用以對該電子設備進行供電,該供電系統係用以當該電源供應端停止供電時,透過該供電系統之一電池以經由該電流調節模組對該電子設備進行供電,該避免電池浮充之方法包括以下步驟:自該電源供應端接收一充電電流以對該電池進行充電;監測該電池之容量,以判斷該電池之容量是否低於一預設值;若該電池之容量達到該預設值時,係控制該開關元件斷開,以避免該電源供應端對該電池繼續充電;以及當該電源供應端停止供電時,係先經由該二極體對該電子設備進行供電,再控制該開關元件導通,藉以使該電池經由該開關元件而對該電子設備進行供電。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之避免電池浮充之方法,更包括以下步驟:若該電池之容量低於該預設值時,係控制該電流調節模組之該開關元件導通,藉以使該電源供應端經由該開關元件而持續對該電池進行充電。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之避免電池浮充之方法,更包括以下步驟:若該電池之容量低於該預設值且低於一最低預設值時,才控制該開關元件導通,藉以使該電源供應端經由該開關元件而持續對該電池進行充電;其中該最低預設值係小於該預設值。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之避免電池浮充之方法,其中該第一開關元件可為一常閉合式之控制開關。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之避免電池浮充之方法,更包括以下步驟:監測該電池之溫度;以及根據該電池之狀態,以控制該電流調節模組來調整給予該電池之該充電電流。
  11. 如申請專利範圍第6或10項所述之避免電池浮充之方法,其中該電流調節模組包括一微控制單元該方法更包括以下步驟:藉由該微控制單元以控制該開關元件導通或斷開的程度;以及當該電源供應端停止供電時,係先經由該二極體對該電 子設備進行供電,再控制該開關元件導通,以使該電池經由該開關元件而對該電子設備進行供電。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之避免電池浮充之方法,其中該開關元件可為一雙極性接面型電晶體或一金屬氧化物半導體場效電晶體。
  13. 一種供電系統,係電性連接一電子設備及一電源供應端,該電源供應端係用以對該電子設備進行供電,該供電系統係用以當該電源供應端停止供電時,對該電子設備進行供電,該供電系統包括:一電池;以及一控制系統,包括:一電流調節模組,係電性連接該電池、該電源供應端及該電子設備,該電流調節模組包括一開關元件及一二極體,該二極體係與該開關元件並聯連接;以及一電池管理系統,係電性連接該電池及該電流調節模組,該電池管理系統係用以監測該電池之容量,藉以控制該電流調節模組,以使該電源供應端經由該電流調節模組提供一充電電流對該電池充電;其中當該電池之容量達到一預設值時,該電池管理系統係控制該電流調節模組之該開關元件斷開,以使該電源停止對該電池充電;且當該電源供應端停止供電時,該電池係先經由該二極體對該電子設備進行供電,該電池管理系統再控制該開關元件導通,藉以使該電池經由該開關元件而對該電子設備進行供電。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之供電系統,其中該開關元件可為一常閉合式之控制開關。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之供電系統,其中該電池管理系統係進一步監測該電池之溫度,以根據該電池之狀態控制該電流調節模組來調整給予該電池之該充電電流。
  16. 如申請專利範圍第13或15項所述之供電系統,其中該電流調節模組更包括一微控制單元,係與該開關元件電性連接,用以控制該開關元件導通或斷開之程度;其中當該電源供應端停止供電時,該電池係先經由該二極體對該電子設備進行供電,該電池管理系統再藉由該微控制單元以控制該開關元件導通,以使該電池經由該開關元件而對該電子設備進行供電。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之供電系統,其中該開關元件可為一雙極性接面型電晶體或一金屬氧化物半導體場效電晶體。
TW101126664A 2012-07-24 2012-07-24 避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法 TWI477017B (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101126664A TWI477017B (zh) 2012-07-24 2012-07-24 避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法
TW101214408U TWM451737U (zh) 2012-07-24 2012-07-25 避免電池浮充之控制系統及供電系統
US13/631,423 US20140028103A1 (en) 2012-07-24 2012-09-28 Control system, power supply system, and method for preventing a floating charge of a battery
EP20120187719 EP2690747A3 (en) 2012-07-24 2012-10-09 Control system, power supply system, and method for preventing a floating charge of battery
CN2012205585183U CN202856431U (zh) 2012-07-24 2012-10-29 避免电池浮充的控制系统及供电系统
CN201210421102.1A CN103580261A (zh) 2012-07-24 2012-10-29 避免电池浮充的控制系统、供电系统及方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101126664A TWI477017B (zh) 2012-07-24 2012-07-24 避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法
TW101214408U TWM451737U (zh) 2012-07-24 2012-07-25 避免電池浮充之控制系統及供電系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201405992A TW201405992A (zh) 2014-02-01
TWI477017B true TWI477017B (zh) 2015-03-11

Family

ID=52011496

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101126664A TWI477017B (zh) 2012-07-24 2012-07-24 避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法
TW101214408U TWM451737U (zh) 2012-07-24 2012-07-25 避免電池浮充之控制系統及供電系統

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101214408U TWM451737U (zh) 2012-07-24 2012-07-25 避免電池浮充之控制系統及供電系統

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20140028103A1 (zh)
EP (1) EP2690747A3 (zh)
CN (2) CN202856431U (zh)
TW (2) TWI477017B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI477017B (zh) * 2012-07-24 2015-03-11 Lite On Technology Corp 避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法
JP6260106B2 (ja) * 2013-04-25 2018-01-17 株式会社Gsユアサ 蓄電装置
CN103812199B (zh) * 2014-03-05 2017-03-01 联想(北京)有限公司 充电控制方法和充电控制设备
US10637264B2 (en) * 2014-09-24 2020-04-28 Powertec Solutions International Llc Portable switching power supply with attachable battery pack and enclosure
JP2019068659A (ja) * 2017-10-03 2019-04-25 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源供給システム
JP2019068662A (ja) * 2017-10-03 2019-04-25 株式会社オートネットワーク技術研究所 電源供給システム
CN107863794A (zh) * 2017-10-26 2018-03-30 努比亚技术有限公司 终端和终端电池控制方法
CN108599353A (zh) * 2018-04-05 2018-09-28 宁波兆科新能源科技有限公司 一种高压锂电池储能柜并联扩容系统
CN108847707A (zh) * 2018-06-26 2018-11-20 广州供电局有限公司 变电站直流供电系统和蓄电控制方法
CN109599921A (zh) * 2019-01-22 2019-04-09 珠海银隆电器有限公司 电源系统
CN112187026A (zh) * 2020-09-02 2021-01-05 安徽绿沃循环能源科技有限公司 储能电路及储能装置
CN117639471B (zh) * 2024-01-25 2024-04-02 北京交通大学 一种供配电电压转换电路

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200411202A (en) * 2002-12-23 2004-07-01 Zone Technology Inc Battery detection device
TW200746582A (en) * 2006-02-08 2007-12-16 Sanyo Electric Co Control method of pack battery
TW200934045A (en) * 2008-01-28 2009-08-01 Delta Electronics Inc High efficiency charging circuit and power supplying system
CN201750138U (zh) * 2010-08-06 2011-02-16 许晓华 一种模拟接口保护电路
US20110148194A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Delta Electronics, Inc. High voltage direct current uninterruptible power supply system with multiple input power sources
TW201125258A (en) * 2010-01-08 2011-07-16 Simplo Technology Co Ltd Method for charging a battery

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172478B1 (en) * 2000-02-23 2001-01-09 Telxon Corporation Power distribution in a portable device
US7564220B2 (en) * 2000-09-21 2009-07-21 O2Micro International Ltd. Method and electronic circuit for efficient battery wake up charging
US6864669B1 (en) * 2002-05-02 2005-03-08 O2Micro International Limited Power supply block with simplified switch configuration
JP2005160251A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Ntt Power & Building Facilities Inc 電力供給システム
US20070273216A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Farbarik John M Systems and Methods for Reducing Power Losses in a Medical Device
US7535201B2 (en) * 2006-10-05 2009-05-19 Densei-Lambda Kabushiki Kaisha Uninterruptible power supply system
FR2926934B1 (fr) * 2008-01-29 2010-09-17 Saft Groupe Sa Systeme electronique pour batterie
TW201121195A (en) * 2009-12-02 2011-06-16 Giga Byte Tech Co Ltd An electronic device which has a parallel circuit for battery
TWI477017B (zh) * 2012-07-24 2015-03-11 Lite On Technology Corp 避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200411202A (en) * 2002-12-23 2004-07-01 Zone Technology Inc Battery detection device
TW200746582A (en) * 2006-02-08 2007-12-16 Sanyo Electric Co Control method of pack battery
TW200934045A (en) * 2008-01-28 2009-08-01 Delta Electronics Inc High efficiency charging circuit and power supplying system
US20110148194A1 (en) * 2009-12-17 2011-06-23 Delta Electronics, Inc. High voltage direct current uninterruptible power supply system with multiple input power sources
TW201125258A (en) * 2010-01-08 2011-07-16 Simplo Technology Co Ltd Method for charging a battery
CN201750138U (zh) * 2010-08-06 2011-02-16 许晓华 一种模拟接口保护电路

Also Published As

Publication number Publication date
US20140028103A1 (en) 2014-01-30
CN103580261A (zh) 2014-02-12
CN202856431U (zh) 2013-04-03
EP2690747A2 (en) 2014-01-29
EP2690747A3 (en) 2014-12-03
TW201405992A (zh) 2014-02-01
TWM451737U (zh) 2013-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI477017B (zh) 避免電池浮充之控制系統、供電系統及方法
US9647493B2 (en) Control device and power distribution system
US9692257B2 (en) Control device, conversion device, control method, and electricity distribution system
JP6068366B2 (ja) 蓄電システム及び二次電池パックの制御方法
AU2015249050A1 (en) Systems And Methods For Battery Management
US8008807B2 (en) Uninterruptible power supply with low power loss
TWI415366B (zh) 具整合式充放電路之直流不斷電電源電路
TW201838282A (zh) 不斷電智能充電裝置及其操作方法
CN101222179A (zh) 电极转换电路
TWI552483B (zh) 電池模組、電池模組供電管理方法及其裝置
TWI661642B (zh) 不斷電運行裝置
WO2020238735A1 (zh) 离线式不间断电源及其控制方法
CN206698005U (zh) 双输入双启动输出稳压型不间断开关电源
TWI472775B (zh) 直流型不斷電系統及其電壓異常偵測方法
US7230353B2 (en) Charging circuit in uninterruptible power supply system
TW202005225A (zh) 雙電壓雙電池行動電力調控系統
TWI491143B (zh) 再生能源供電系統及其具蓄電池保護功能之電源供應裝置與控制方法
CN106787664A (zh) 软起动电路
CN202978315U (zh) 电池能量均衡电路、装置及储能系统
CN219018501U (zh) 电池包及不间断电源装置
TW201412004A (zh) 不斷電電源轉換器
TWM642975U (zh) 不斷電供電系統
TWI705650B (zh) 具無橋式功率因數修正功能之直流對直流轉換器
CN101227093A (zh) 正负组合脉冲充电机的自动停充控制电路
CN207801519U (zh) 宽范围输入源的小型直流不间断电源

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees