TWI814132B - 電腦系統和供電方法 - Google Patents

Abstract

一種電腦系統和供電方法，採用混合供電的工作模式及控制策略，可以靈活配置電源供應器和備援電池單元的數量。在電腦系統中，核心模組受直流電流的驅動而運行。電源供應器連接該核心模組，可接收並轉換一交流電流，以供應該直流電流。備援電池單元連接該核心模組和該電源供應器，可根據狀態決定運作模式。當該電源供應器檢測到該直流電流高於電流臨界值時，該電源供應器輸出一恒定直流電流，並通知該備援電池單元輸出一電池電流，使該恒定直流電流和該電池電流共同供電給該核心模組。

Description

電腦系統和供電方法

本申請涉及電腦系統的電源供應器領域，尤其涉及一種以電源供應器和備援電池單元混合供電的方法。

傳統的電腦系統中，基本上會配置一個電源供應器(Power Supply Unit；電源供應器)。電源供應器是一種可將交流電流經過變壓並轉換為直流電流的裝置，使電腦系統中的核心模組和周邊配件可以受到直流電流的驅動。這個電源供應器的輸出電流通常會配置得比電腦系統本身的功耗上限還略高。

在實際應用中發現，電腦系統並不會永遠運作於最高負載的狀態下。相對的，大部份的時間中，電腦系統經常是處於待機狀態或低負載運作。因此，為了少數偶發情況而配置的高輸出電流電源供應器，成為額外的成本浪費。尤其是長時間掛線的伺服器，處於待機狀態的時間比例更是顯著。這些伺服器注重的是維持線上的穩定性，因此會在電腦系統中配置備援電池單元(Battery Backup Unit；備援電池單元)。備援電池單元類似不斷電供應系統(Uninterrupted Power System)，差別在於備援電池單元是配置電腦系統內部，直接供應直流電給電腦系統中的核心模組或周邊配件。換句話說，伺服器的裝機成本極高。除了要負擔規格過高的電源供應器，還要配置備援電池單元。

有鑒於此，一種可降低伺服器裝機成本的電腦系統和改良的供電方法，是有待開發的。

本申請提出一種電腦系統和供電方法，適用於同時包含備援電池單元和電源供應器系統的電腦系統中。本申請的實施例採用一種混合供電的工作模式及控制策略，可以靈活配置電源供應器和備援電池單元的數量。僅需電源供應器和備援電池單元的總輸出電流大於電腦系統的最大負載需求，這將有助於大幅減少電源供應器及備援電池單元的總裝機輸出電流從而降低系統造價。

本申請的其中一實施例提供一種電腦系統。在該電腦系統中，一核心模組，受直流電流的驅動而運行。一電源供應器連接該核心模組，可接收並轉換交流電流，以供應該直流電流。一備援電池單元連接該核心模組和該電源供應器，可根據該電源供應器，該核心模組，及該備援電池單元的狀態決定運作模式。舉例來說，當該電源供應器檢測到該直流電流高於電流臨界值時，該電源供應器輸出恒定直流電流，並通知該備援電池單元輸出電池電流，使該恒定直流電流和該電池電流共同供電給該核心模組。

在進一步的實施例中，該電源供應器的輸出電流上限小於該核心模組的負載電流上限，且該電源供應器和該備援電池單元的加總輸出電流上限不小於該核心模組的該負載電流上限。

在進一步的實施例中，當該備援電池單元的剩餘電量小於電量臨界值，該備援電池單元可傳送低電量通知給該核心模組。

在進一步的實施例中，該核心模組可監測該備援電池單元的剩餘電量。

在進一步的實施例中，當該電源供應器檢測到該直流電流不高於電流臨界值，且該備援電池單元的剩餘電量小於充電臨界值，該備援電池單元接收該電源供應器輸出的該直流電流的一部份，以進行充電。

在進一步的實施例中，當該電源供應器檢測到該直流電流不高於電流臨界值，且該備援電池單元的剩餘電量大於充電臨界值，該電源供應器供電給該核心模組，而該備援電池單元進入待機狀態。更確切地說，當備援電池單元的充電結束時，由於自放電效應，容量會緩步下降。在本實施例中，只要備援電池單元的剩餘電量高於該充電臨界值，就使備援電池單元進入待機狀態，不需保持隨時充電的狀態。

在進一步的實施例中，當該電源供應器無法供應該直流電流時，該核心模組根據該備援電池單元的剩餘電量判斷是否降低運行負載。

本申請的另一實施例是應用於該電腦系統的供電方法。首先，電源供應器接收交流電流並轉換為直流電流以供電給該核心模組，使該核心模組受該直流電流的驅動而運行。當該電源供應器檢測到該直流電流高於電流臨界值時，該電源供應器輸出恒定直流電流，並通知該備援電池單元輸出電池電流，使該恒定直流電流和該電池電流共同供電給該核心模組。

100:電腦系統

110:電源供應器

120:備援電池單元

130:核心模組

#AC:交流電流

#DC:直流電流

#IB:電池放電電流

#IC:電池充電電流

#S:指令

#L:電量通知

210:電池模組

212:電池管理系統

214:電池芯

220:放電模組

230:充電模組

240:微控制器

250:散熱模組

260:輔助電源模組

270:多工器

280:介面模組

301,303,400,500,401,403,405,407,501,503,505,507,509,511:步驟

600:流程圖

601-611:步驟

此處所說明的圖式用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。在圖式中：圖1是本申請實施例的電腦系統架構圖。

圖2是本申請實施例的備援電池單元架構圖。

圖3至圖5是本申請實施例的供電方法流程圖。

圖6是本申請實施例的電池模組剩餘電量監測流程圖600。

下面將結合本申請實施例中的圖式，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本申請保護的範圍。

圖1是本申請實施例的電腦系統100的架構圖。該電腦系統100中，包括一核心模組130，受電流的驅動而運行。核心模組130在此作為一電腦系統100中各種電子元件的統稱，其中至少包括主機板，處理器，南橋晶片，北橋晶片，記憶體，快閃記憶體，顯示卡，記憶體，及/或任何所有附加其上的控制模組和周邊配件。由於核心模組130中可能存在的各種元件已屬現有技術領域，在此不再詳細舉例。核心模組130所需要消耗的電能，又稱為負載，通常是正比於代碼執行資料處理的運算量。需理解的是，負載一般可由消耗的功率(瓦數)來描述。當電壓源為固定值時，負載大小正比於電流，因此也可由工作電流的大小來描述。一般核心模組130的運算能力是有極限的，因此工作電流也會有上限值。

在該電腦系統100的實施例中，除了配置一電源供應器110，也配置了一備援電池單元120。該電源供應器110連接該核心模組130，可接收並轉換交流電流#AC，以供應直流電流#DC給該核心模組130。核心模組130隨著運算量的改變，會不斷改變所消耗的直流電流#DC。因此，對電源供應器110來說，可根據直流電流#DC被消耗的狀況，偵測核心模組130的負載狀態。

在本實施例中提出的備援電池單元120，連接該核心模組130和該電源供應器110，可根據該電源供應器110，該核心模組130，及該備援電池單元120的狀態決定運作模式。備援電池單元120的運作模式，至少可包括充電模式，放電模式，待機模式，以及本申請所提出的混合模式。

備援電池單元120的用途是作為一種備份電源，平時主要處於待機模式(standby mode)。在待機模式中，備援電池單元120不充電也不放電，僅由電源供應器110對核心模組130供電。當電源供應器110因為各種原因而無法接收交流電流#AC時或者無法供應直流電流#DC時，備援電池單元120可進入放電模式(discharge mode)，以保證在一定時間內對核心模組130持續穩定供電。在傳統的電腦系統中，備援電池單元120裝機容量和電源供應器110的最大輸出值皆被要求必須大於核心模組130的負載上限。這種傳統的設計要求使電腦系統的造價大幅增加，在統計上也證明大多數的時間下，剩餘容量都沒有機會完整被利用，導致成本效益的低落。

為了解決成本效益的問題，本申請提出一種混合模式，使電源供應器110和備援電池單元120的裝機規格不需要符合傳統的高容量要求，也能完成電力供應。舉例來說，在直流電流#DC以及交流電流#AC正常供應，且該備援電池單元120的剩餘容量足夠的情況下，當該電源供應器110檢測到該直流電流#DC高於一電流臨界值時，代表核心模組130的負載接近電源供應器110所能負荷的極限。這時該電源供應器110進入一種定電流模式，使輸出的直流電流#DC為一固定值。同時，該電源供應器110通知該備援電池單元120一起加入供電。備援電池單元120於是進入放電模式，開始輸出電池放電電流#IB。換句話說，本申請所提出的混合模式，就是同時由電源供應器110和備援電池單元120供電，將具有固定值的該直流電流#DC和所述電池放電電流#IB共同供電給該核心模組130。備援電池單元120除了共同供電給該核心模組130，也透過控制所述電池放電電流#IB的大小以確保該直流電流#DC的電壓維持穩定範圍。該電源供應器110和該備援電池單元120之間可透過一匯流排連接，以傳遞一指令#S，用於通知該備援電池單元120充電、放電或待機。該電源供應器110和備 援電池單元120之間的匯流排除了用於傳遞指令#S，備援電池單元120也可以利用該匯流排同時監測直流電流#DC經過的節點的電壓跌落來控制備援電池單元120的放電。

可以理解的是，雖然圖1的電腦系統100中顯示了一個電源供應器110和一個備援電池單元120，但物體設計不限定於此。電腦系統100的電源供應器110可以採用多個相同或不同的電源供應器並聯。電腦系統100的備援電池單元120也可以採用多個相同或不同的備援電池並聯。

圖2是本申請實施例的備援電池單元120架構圖。在備援電池單元120中，可包含一或多個電池模組210。每個電池模組210中至少包括一或多個電池芯214。電池芯214可以是，但不限定是鋰離子電池，鋰鐵電池或其他化學反應電池。電池模組210中進一步包含一電池管理系統(Battery Management System；BMS)212，用於監測電池芯214的溫度與電壓，以提供各種保護措施，例如過度充電保護、過度放電保護、高溫保護等。該電池模組210透過一介面模組280對外連接。以圖1的為例，備援電池單元120就是以介面模組280與核心模組130連接。在進一步的實施例中，介面模組280可以提供簡單的電池識別碼，用於防偽，或是記錄充放電累計量等資訊。由於電池模組210的充電和放電是透過同樣的電路傳送，因此需要一個多工器270進行簡單的電流方向控制。在本實施例的多工器270也提供保險絲(Fuse)的功能，以防止過度的電流引發高溫燃點。多工器270也可在特殊的情況下協助電路改道，例如為多個電池模組210的其中之一進行熱切換(Hot Swap)的情況。

在備援電池單元120中包括一個微控制器240，可透過程式控制備援電池單元120在多種模式下運作。舉例來說，在放電模式時，微控制器240啟用放電模組220並關閉充電模組230，使電池模組210透過放電模組220向介面模 組280輸出電池放電電流#IB。相對地，在充電模式時，微控制器240啟用充電模組230並關閉放電模組220，使電池模組210透過充電模組230接收介面模組280輸入的電池充電電流#IC。微控制器240還可進一步控制一散熱模組250。舉例來說，所述散熱模組250可以是包括風扇的散熱葉片組。當溫度上升時，微控制器240可命令所述風扇加快轉速，以加強散熱。備援電池單元120中進一步包含一輔助電源模組260，可將電池模組210的電能轉換為備援電池單元120中各模組的電力來源。輔助電源模組260也可以透過多工器270和介面模組280接收外部輸入的電池充電電流#IC，來驅動備援電池單元120中的各模組。上述備援電池單元120的實施例僅以示意的方式簡單介紹備援電池單元120中可能包括的功能模組和運作模式，並非限定實際製造時可能的架構設計。

圖2中所提的備援電池單元120中的電池芯214可以是可充電的電池，例如前述的鋰離子電池，鋰鐵電池，各類化學反應電池，或超級電容器(Super Capacitor)。電池芯214也可以是不可充電的其他儲能型式，比如燃料電池，飛輪儲能，超導儲能等。在採用可充電電池的情況下，圖2的電源供應器110可提供電池充電電流#IC為該備援電池單元120補充電力。在採用不可充電的電池的情況下，當備援電池單元120電量不足時，可採取補充燃料或替換電池芯214的方式為備援電池單元120補充電力。

在圖2的實施例中，雖然放電模組220和充電模組230以兩個獨立功能模組來描述，實際上並非限定物體電路的設計。可以理解的是，放電模組220和充電模組230可以採用一個雙向變換器模組來實作。在雙向變換器模組中，能量可雙向流動，既可以充電也可放電。因此，當雙向變換器模組運作於充電模式，功能等同於充電模組230。相對地，當雙向變換器模組運作於放電模式，功能等同於放電模組220。

圖3至圖5是本申請實施例的供電方法流程圖。本申請提出的供電方法，適用於同時包含備援電池單元120和電源供應器110系統的電腦系統中。本實施例採用一種混合供電的工作模式及控制策略，可以靈活配置不同供電規格的電源供應器110和備援電池單元120。在確保電源供應器110和備援電池單元120的總供電能力(總輸出電流)能滿足電腦系統100的最大負載需求的前提下，本實施例可避免配置規格過高的電源供應器110及備援電池單元120，從而降低系統造價。

考慮到實際工作中核心模組130的負載電流絕大多數時間小於負載電流上限，因此對於已配置有備援電池單元120的電腦系統100而言，電源供應器110的裝機輸出電流不再需要強制符合核心模組130的最大需求。本申請增設一種混合放電模式(Hybrid discharge mode)，允許電腦系統100安裝規格較低(即輸出電流較低)的電源供應器，以節省裝機成本。當電腦系統100偶爾發生高負載的運算需求時，使備援電池單元120與電源供應器110混合供電給核心模組130，即可低成本地解決負載需求。

由於備援電池單元120的儲存電量是有限制的，所以電腦系統100持續運行於最大負載的時間也是有限制的。在為特定客戶製造電腦系統100的程序中，可事先以大資料分析特定客戶的應用記錄，例如統計最大負載的發生率和持續時間，以決定成本最佳的電源供應器110硬體規格，和/或備援電池單元120容量配置比例。

換句話說，在進一步的電腦系統100實施例中，雖然配置的電源供應器110的輸出電流上限小於該核心模組的負載電流上限，但經過該電源供應器110和該備援電池單元120的配置安排，可確保加總輸出電流上限足以負荷該核心模組的該負載電流上限。

本實施進一步提供降載運行的機制。當核心模組130所需的最大負載電流超過電源供應器110和備援電池單元120的加總輸出能力範圍時，核心模組130可根據特定的監測信號或指令而即時降載運行。

圖3是本申請實施例之供電方法流程圖。本供電方法適用於前述電腦系統100的實施例中。在步驟301中，啟動電腦系統100，開始運行服務。一般正常啟動的前提是交流電源必須能正常供電給電源供應器110。在這種情況下，電源供應器110接收交流電流並轉換為直流電流以供電給該核心模組，使該核心模組受該直流電流的驅動而運行。如果處於停電狀態，即使強制依賴備援電池單元120啟動電腦系統100，也只能以關機為前提進行一些基本的備份任務。

在步驟303中，電腦系統100可判斷電源供應器110是否正常接收交流電流#AC且供應直流電流#DC，及備援電池單元120的存量是否維持在一定水位之上。當步驟303中的電源供應器110和備援電池單元120皆符合條件，則進行步驟400，根據電腦系統100的狀態決定供電模式。相對的，當步驟303中的電源供應器110或備援電池單元120任一者不符合條件，則進行步驟500，根據電源供應器110和備援電池單元120的狀況決定供電模式。

圖4是本申請實施例之步驟400的進一步流程圖。根據電腦系統100的狀態決定供電模式時，首先在步驟401中，判斷電腦系統100的系統負載。舉例來說，電源供應器110在提供直流電流#DC給核心模組130的程序中，可根據直流電流#DC的數值判斷核心模組130的系統負載大小。

在步驟403中，當核心模組130的系統負載大於一總輸出臨界值時，電腦系統100執行步驟405，進入混合供電模式。舉例來說，所述總輸出臨界值可以是該電源供應器110和該備援電池單元120的總輸出能力上限的80%。

在步驟405的混合供電模式中，由電源供應器110和備援電池單元120同時對電腦系統100中的核心模組130供電。更具體地說，當該電源供應器110檢測到輸出的直流電流#DC高於一電流臨界值時，表示核心模組130正運作於高負載狀態，可能超過電源供應器110單獨供電的能力範圍。這時需要啟動備援電池單元120一起供電。該電源供應器110可將輸出的直流電流#DC改為固定的大小，並通知該備援電池單元120輸出電池放電電流#IB，使所述固定大小的直流電流#DC和所述電池放電電流#IB共同供電給該核心模組130。

一般而言，當備援電池單元的充電接近飽和時，由於自放電效應增加，充電效率會緩步下降。因此，只要備援電池單元120的剩餘電量高於一充電臨界值，就不需保持隨時充電的狀態。因此，如果步驟403判斷負載不大，則進行步驟407，只由電源供應器110供電給核心模組130，而備援電池單元120進入待機狀態。換句話說，當該電源供應器110檢測到該直流電流#DC不高於電流臨界值，表示電源供應器110的輸出能力足以單獨承擔核心模組130的負載。如果這時該備援電池單元120的剩餘電量大於充電臨界值，表示電力充足，不需要充電。這時就由該電源供應器110單獨供電給該核心模組，而該備援電池單元120進入待機狀態。

更具體地說，當電源供應器110檢測到直流電流#DC達到事先設定的上限臨界值時，電源供應器110進入恒流工作模式，同時電源供應器110發送信號啟用備援電池單元120，使備援電池單元120脫離待機模式開始放電。這時電源供應器110和備援電池單元120共同向核心模組130供電，並維持核心模組130的電壓穩定。只要電源供應器110和備援電池單元120的供電能力總和大於或等於系統的最大負載需求，即可確保核心模組130維持滿載運作。

隨著備援電池單元120的消耗，核心模組130維持滿載運作的時間是有限的。在一種極端的情況下，核心模組130可能發生超載，消耗超過該電源供應器110和該備援電池單元120的總輸出能力的電流。這時本實施例的電腦系統100會發出立即降載運行的要求至該核心模組130。舉例來說，當該電源供應器110因為故障而無法供應該直流電流#DC時，並且該備援電池單元120的剩餘容量或輸出能力無法獨立應付該核心模組130的需求，也需要立刻要求該核心模組130降載運行。

本實施例的核心模組130設計了一種監測備援電池單元120的機制。核心模組130和備援電池單元120之間可一匯流排連接。當備援電池單元120輸出的電池放電電流#IB低於一電量臨界值時，備援電池單元120可傳送一個電量通知#L給核心模組130。核心模組130可藉此判斷備援電池單元120即將到達放電極限。這個方式使核心模組130可監測備援電池單元120的剩餘電量，以決定何時準備降低運行的負載。

圖5是本申請實施例之步驟500的進一步流程圖。當電源供應器110或備援電池單元120其中之一無法正常供電時，本申請的電腦系統100也支援常規的運作模式切換。在步驟501中，判斷電源供應器110的輸出狀態以及電池存量。電源供應器110的輸出狀態正常的前提是，能夠穩定接收交流電流#AC並輸出直流電流#DC。若是交流電流斷線，或是電源供應器110故障，電源供應器110都無法正常輸出。

在步驟503中，如果判斷電源供應器110可以正常輸出，則執行步驟505，使用電源供應器110供電給核心模組130。換句話說，當該電源供應器110檢測到該直流電流#DC不高於電流臨界值，即表示核心模組130並未運作於滿載狀態。如果這時該備援電池單元120的剩餘電量小於電量臨界值，電源供應 器110還有餘力可以為備援電池單元120充電。舉例來說，在步驟505中，可同時判斷備援電池單元120的存量是否低於一充電臨界值。該充電臨界值可以是最大電量的80%。若備援電池單元120的存量低於充電臨界值，則電源供應器110進一步提供能力所及的多餘電流，例如電池充電電流#IC，為備援電池單元120充電。該備援電池單元120可切換至充電模式，接收該電源供應器110輸出的該直流電流#DC的分流，即電池充電電流#IC，以進行充電。

在步驟507中，如果判斷電源供應器110出現問題，例如停電或故障，而備援電池單元120存量尚足，則執行步驟509，備援電池單元120切換至放電模式，單獨為核心模組130供電。這時，該電源供應器110無法供應該直流電流#DC，該核心模組130還可根據該備援電池單元120的剩餘電量判斷是否降低運行負載。舉例來說，由於這時的備援電池單元120輸出的電池放電電流#IB未必能使核心模組130充分運作，備援電池單元120可透過匯流排通知核心模組130準備降低運行的負載。在這種情況下，本實施例可以設定備援電池單元120的低電量臨界值。當放電電流下降到低電量臨界值以下時，備援電池單元120給核心模組130一個電量通知#L，使核心模組130判斷是否準備降低負載運行。在另一種情況下，如果備援電池單元120輸出電流大於或等於核心模組130的最大負載需求，進入放電模式足以單獨承擔核心模組130的全部所需負載電流，那麼核心模組130無需降低負載運行。

在進一步的情況中，當步驟503和步驟507的判斷皆不符合時，表示交流電源已經停電，而且備援電池單元120也即將耗盡。這時已無法繼續供電給核心模組130，只能執行步驟511，通知電腦系統100準備進入關機或休眠狀態，以減少斷電造成的資料損失。

圖6是本申請實施例的電池模組剩餘電量監測流程圖600。在步驟601中，開始監測備援電池單元120中的剩餘電量。監測機制可以實作在圖2的微控制器240中，或是電池管理系統212中。在圖1至圖5的實施例中，備援電池單元120中的剩餘電量可以是持續受到監測的。而根據剩餘電量的狀況，電腦系統100可提供不同的處理方式。在步驟603中，判斷備援電池單元120中的剩餘電量是否小於一充電臨界值。一般而言，當備援電池單元120的儲存電量接近飽和時，自放電效應會升高，使充電效率緩步下降。在本實施例中，只要備援電池單元120的剩餘電量高於一充電臨界值，就執行步驟605，使備援電池單元605進入待機狀態，不需保持隨時充電的狀態。舉例來說，該充電臨界值可以是，但不限定於最大電量的95%。相對的，如果步驟603判斷備援電池單元120中的剩餘電量小於該充電臨界值，則在步驟607中，判斷備援電池單元120的剩餘電量是否小於一低電量臨界值。該低電量臨界值是備援電池單元120接近電量耗盡的指標，具體數值可以是，但不限定於最大電量的10%或20%。換句話說，低電量臨界值小於上述充電臨界值。

如果備援電池單元120的剩餘電量介於低電量臨界值和充電臨界值之間，則進行步驟609，由電腦系統100控制電源供應器110為該備援電池單元120充電。在進一步實施例中，即使備援電池單元120在步驟607中符合充電條件，還可進一步考慮電腦系統的負載狀況而決定是否執行步驟609。圖3至圖5的實施例已列出各種狀況，在此不再贅述。

如果備援電池單元120的剩餘電量低於低電量臨界值，則表示備援電池單元120即將耗盡，則在步驟611中，傳送低電量通知給核心模組130。在這種情況通常表示核心模組130能夠維持高負載運作的時間也所剩不多。對核心模組130而言最好的應對措拖就是開始準備降低運作負載。因此，本實施例可 由圖1中備援電池單元120傳送一電量通知#L給該核心模組130，使該核心模組130決定是否立即降載運行。

雖然圖6中說明了先檢查備援電池單元120的剩餘電量是否小於充電臨界值，再檢查備援電池單元120的剩餘電量是否小於低電量臨界值。但可以理解的是這些步驟的執行順序並不限定於本實施例。步驟603和607在物體設計中可以是個別執行。除此之外，前述實施例中提到的各種臨界值，可在合理的範圍經由實驗或經驗而決定。本實施例並不限定其具體數值。雖然電源供應器110和備援電池單元120的運作模式提到了充電模式，放電模式，待機模式以及混合供電模式，但是實際應用的組合可以視需要存在其他情況。只要是配置了較低輸出能力的電源供應器110和備援電池單元120所組合的實施例，都屬於本發明精神。需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，並不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

上面結合圖式對本申請的實施例進行了描述，但是本申請並不局限於上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本申請的啓示下，在不脫離本申請宗旨和權利要求所保護的範圍情況下，還可做出很多形式，均屬本申請的保護之內。

120:備援電池單元

210:電池模組

212:電池管理系統

214:電池芯

220:放電模組

230:充電模組

240:微控制器

250:散熱模組

260:輔助電源模組

270:多工器

280:介面模組

Claims (12)

1. 一種電腦系統，包含：一核心模組，受一直流電流驅動；一電源供應器，連接該核心模組，用於接收並轉換一交流電流，以供應該直流電流；以及一備援電池單元，連接該核心模組和該電源供應器，該備援電池單元根據該電源供應器，該核心模組，及該備援電池單元的狀態決定運作模式，該備援電池單元包含：一電池模組；一輔助電源模組，連接該電池模組；其中：當該電源供應器檢測到該直流電流高於一電流臨界值，該電源供應器輸出一恒定直流電流，並通知該備援電池單元輸出一電池電流，使該恒定直流電流和該電池電流共同供電給該核心模組；當該電源供應器無法供應該直流電流，且該電源供應器和該備援電池單元的加總輸出電流無法應付該核心模組的需求時，該核心模組降載運行，並當該電池模組是不可充電且該備援電池單元電量不足時，該輔助電源模組轉換該電池模組的一電力，且對該備援電池單元補充該電力。
2. 如請求項1所述的電腦系統，其中：該電源供應器的輸出電流上限小於該核心模組的一負載電流上限；及該電源供應器和該備援電池單元的加總輸出電流上限不小於該核心模組的該負載電流上限。
3. 如請求項1所述的電腦系統，其中：該備援電池單元是不可充電型電池；及 當該備援電池單元的剩餘電量小於一電量臨界值，該備援電池單元傳送一低電量通知給該核心模組，使該核心模組提示用戶替換電池。
4. 如請求項1所述的電腦系統，其中：該備援電池單元是可充電型電池；該核心模組監測該備援電池單元的剩餘電量；以及當該備援電池單元的剩餘電量小於一低電量臨界值，該備援電池單元傳送一低電量通知給該核心模組。
5. 如請求項4所述的電腦系統，其中當該電源供應器檢測到該直流電流不高於該電流臨界值，且該備援電池單元的剩餘電量小於一充電臨界值，該備援電池單元接收該電源供應器輸出的該直流電流的一部份，以進行充電；其中該充電臨界值大於該低電量臨界值。
6. 如請求項4所述的電腦系統，其中當該電源供應器檢測到該直流電流不高於該電流臨界值，且該備援電池單元的剩餘電量大於一充電臨界值，該電源供應器供電給該核心模組，而該備援電池單元進入待機狀態。
7. 一種供電方法，用於一電腦系統，其中該電腦系統包含一電源供應器，一備援電池單元，及一核心模組；該核心模組連接該電源供應器；該備援電池單元，連接該核心模組，該備援電池單元包含一電池模組及一輔助電源模組，該輔助電源模組連接該電池模組，和該電源供應器；該供電方法包含：該電源供應器接收一交流電流並轉換為一直流電流以供電給該核心模組；該核心模組受該直流電流的驅動而運行；及當該電源供應器檢測到該直流電流高於一電流臨界值，該電源供應器輸出一恒定直流電流，並通知該備援電池單元輸出一電池電流，使該恒定 直流電流和該電池電流共同供電給該核心模組；當該電源供應器無法供應該直流電流時，並且該電源供應器和該備援電池單元的加總輸出電流無法應付該核心模組的需求時，該核心模組降載運行，並當該電池模組是不可充電且該備援電池單元電量不足時，該輔助電源模組轉換該電池模組的一電力，且對該備援電池單元補充該電力。
8. 如請求項7所述的供電方法，其中：該電源供應器的輸出電流上限小於該核心模組的一負載電流上限；及該電源供應器和該備援電池單元的加總輸出電流上限不小於該核心模組的該負載電流上限。
9. 如請求項7所述的供電方法，其中該備援電池單元是不可充電型電池，所述的供電方法進一步包含：當該備援電池單元的剩餘電量小於一電量臨界值，該備援電池單元傳送一低電量通知給該核心模組，使該核心模組提示用戶替換電池。
10. 如請求項7所述的供電方法，其中該備援電池單元是可充電型電池，所述的供電方法進一步包含：該核心模組監測該備援電池單元的剩餘電量；當該備援電池單元的剩餘電量小於一低電量臨界值，該備援電池單元傳送一低電量通知給該核心模組。
11. 如請求項10所述的供電方法，進一步包含：當該電源供應器檢測到該直流電流不高於該電流臨界值，且該備援電池單元的剩餘電量小於一充電臨界值時，該備援電池單元接收該電源供應器輸出的該直流電流的一部份，以進行充電；其中該充電臨界值大於該低電量臨界值。
12. 如請求項11所述的供電方法，進一步包含：當該電源供應器檢測到該直流電流不高於該電流臨界值，且該備援電池單元的剩餘電量大於該充電臨界值時，該電源供應器供電給該核心模組，且該備援電池單元進入待機狀態。