專利名稱：避免電池浮充的控制系統(tǒng)及供電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本創(chuàng)作關(guān)于一種避免電池浮充的控制系統(tǒng)及供電系統(tǒng)，特別是一種可于電池對電子設(shè)備進(jìn)行供電時，使電子設(shè)備獲得最大功率的避免電池浮充的控制系統(tǒng)及供電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于鋰離子電池具有高能量密度、輸出功率大、無記憶效應(yīng)及體積小等優(yōu)點，該類電池目前已被廣泛應(yīng)用于各項可攜式電子產(chǎn)品中。在鋰離子電池的優(yōu)勢的強大吸引下，以往大多使用鉛酸電池的不斷電系統(tǒng)(Uninterruptible PowerSupply, UPS)設(shè)備，也已逐漸改用鋰離子電池作為其備用的電源。鋰離子電池雖具有前述的各項優(yōu)點，惟一旦對鋰離子電池過度充電時，將導(dǎo)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，實為重要的課題之一。中國大陸專利申請案公開號第CN201750138揭露一種避免電池浮充的控制電路，該控制電路可于鋰電池放電至保護(hù)設(shè)定值時控制充電路徑導(dǎo)通，以使外接電源對鋰電池進(jìn)行充電。當(dāng)電池充飽電以后，再透過控制電路的控制，使原本的充電路徑斷開，避免外接電源對電池繼續(xù)充電，以達(dá)到避免電池浮充的目的。前述的控制電路雖可達(dá)成避免電池浮充的目的，惟一旦外接電源停止供電后，電池將透過二極管開關(guān)的導(dǎo)通而開始對負(fù)載進(jìn)行供電；由于二極管為被動元件，因此，將其置于放電路徑上將導(dǎo)致電池對負(fù)載供電時的功率無法達(dá)到最大化，且供電時間變短，造成系統(tǒng)供電效率不佳。

實用新型內(nèi)容本創(chuàng)作的主要目的在提供一種避免電池浮充的控制系統(tǒng)。本創(chuàng)作的再一主要目的在提供一種避免電池浮充的供電系統(tǒng)。為達(dá)成上述的目的，本創(chuàng)作的避免電池浮充的控制系統(tǒng)可應(yīng)用于供電系統(tǒng)。該供電系統(tǒng)電性連接電子設(shè)備及電源供應(yīng)端，該電源供應(yīng)端用以對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，該供電系統(tǒng)可透過其內(nèi)部設(shè)置的電池對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。該控制系統(tǒng)包括電流調(diào)節(jié)模塊及電池管理系統(tǒng)，其中該電流調(diào)節(jié)模塊電性連接該電池、該電源供應(yīng)端及該電子設(shè)備，該電流調(diào)節(jié)模塊包括一開關(guān)元件及一二極管，該二極管與該開關(guān)元件并聯(lián)連接；該電池管理系統(tǒng)電性連接該電池及該電流調(diào)節(jié)模塊，其用以監(jiān)測該電池的容量，借以控制該電流調(diào)節(jié)模塊，以使該電源供應(yīng)端經(jīng)由該電流調(diào)節(jié)模塊提供一充電電流對該電池充電；其中當(dāng)該電池的容量達(dá)到一預(yù)設(shè)值時，該電池管理系統(tǒng)控制該電流調(diào)節(jié)模塊的該開關(guān)元件斷開，使該電源供應(yīng)端停止對該電池繼續(xù)充電，且當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，該電池先經(jīng)由該二極管對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該電池管理系統(tǒng)再控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，借以使該電池經(jīng)由該開關(guān)元件而對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。上述的控制系統(tǒng)，其中該開關(guān)元件可為一常閉合式的控制開關(guān)。上述的控制系統(tǒng)，其中該電池管理系統(tǒng)進(jìn)一步監(jiān)測該電池的溫度，以根據(jù)該電池的狀態(tài)控制該電流調(diào)節(jié)模塊來調(diào)整給予該電池的該充電電流。上述的控制系統(tǒng)，其中該電流調(diào)節(jié)模塊更包括一微控制單元，與該開關(guān)元件電性連接，用以控制該開關(guān)元件導(dǎo)通或斷開的程度；其中當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，該電池先經(jīng)由該二極管對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該電池管理系統(tǒng)再通過該微控制單元以控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，以使該電池經(jīng)由該開關(guān)元件而對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。上述的控制系統(tǒng)，其中該開關(guān)元件可為一金屬氧化物半導(dǎo)體場效電晶體或一雙極性接面型電晶體。本創(chuàng)作的供電系統(tǒng)電性連接電子設(shè)備及電源供應(yīng)端，其用以當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。該供電系統(tǒng)包括有電池及前述的控制系統(tǒng)。上述的供電系統(tǒng)，其中該開關(guān)元件可為一常閉合式的控制開關(guān)。上述的供電系統(tǒng)，其中該電池管理系統(tǒng)進(jìn)一步監(jiān)測該電池的溫度，以根據(jù)該電池的狀態(tài)控制該電流調(diào)節(jié)模塊來調(diào)整給予該電池的該充電電流。上述的供電系統(tǒng)，其中該電流調(diào)節(jié)模塊更包括一微控制單元，與該開關(guān)元件電性連接，用以控制該開關(guān)元件導(dǎo)通或斷開的程度；其中當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，該電池先經(jīng)由該二極管對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該電池管理系統(tǒng)再通過該微控制單元以控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，以使該電池經(jīng)由該開關(guān)元件而對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。上述的供電系統(tǒng)，其中該開關(guān)元件可為一雙極性接面型電晶體或一金屬氧化物半導(dǎo)體場效電晶體。由于本創(chuàng)作供電時，于供電路徑上并無耗能元件，因此電池于放電時，并不會有多余的能量損耗，從而，可使該電池對于該電子設(shè)備的供電功率達(dá)于最大化，故解決先前技術(shù)的缺失。

圖1為本創(chuàng)作的控制系統(tǒng)應(yīng)用于供電系統(tǒng)中的系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2為本創(chuàng)作的控制系統(tǒng)的第一實施例示意圖；圖3為本創(chuàng)作的避免電池浮充的第一實施例的步驟流程圖；圖4為本創(chuàng)作的控制系統(tǒng)的第二實施例示意圖；圖5為本創(chuàng)作的避免電池浮充的第二實施例的步驟流程圖。其中，附圖標(biāo)記1控制系統(tǒng)2 供電系統(tǒng)10、10a、IOb 電流調(diào)節(jié)模塊 11、11a、Ilb 開關(guān)元件12 二極管13 微控制單元20 電池管理系統(tǒng)30 接點70 電池80 電源供應(yīng)端81 交直流轉(zhuǎn)換模塊82 直交流轉(zhuǎn)換模塊90 電子設(shè)備B 基極C 集極E 射極電阻Rl、R2、RS具體實施方式
為讓本創(chuàng)作的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出本創(chuàng)作的具體實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。請先參考圖1為關(guān)于本創(chuàng)作的控制系統(tǒng)應(yīng)用于供電系統(tǒng)中的系統(tǒng)架構(gòu)圖。如圖1所示，于本創(chuàng)作的一實施例中，本創(chuàng)作的避免電池浮充的控制系統(tǒng)I可應(yīng)用于一供電系統(tǒng)2中，該供電系統(tǒng)2電性連接于一電子設(shè)備90及一電源供應(yīng)端80，該電源供應(yīng)端80經(jīng)由該供電系統(tǒng)2以對該電子設(shè)備90進(jìn)行供電，或是在該電源供應(yīng)端80停止供電時，利用該供電系統(tǒng)2內(nèi)部設(shè)置的電池70直接對該電子設(shè)備90進(jìn)行供電。于本創(chuàng)作的一實施例中，該供電系統(tǒng)2為不斷電系統(tǒng)(Uninterruptible Power Supply, UPS),本創(chuàng)作并不以此為限。此外，需注意的是，圖1雖僅顯示一種在線式不斷電系統(tǒng)(On-Line UPS)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可輕易理解，本創(chuàng)作的控制系統(tǒng)I不以應(yīng)用于在線式不斷電系統(tǒng)為限，其也可應(yīng)用在他種形式的不斷電系統(tǒng)中，如線上交錯式不斷電系統(tǒng)(Line-1nteractive UPS)與離線式不斷電系統(tǒng)(Off-Line UPS)。該供電系統(tǒng)2包括有交直流轉(zhuǎn)換模塊81、直交流轉(zhuǎn)換模塊82、控制系統(tǒng)I及電池70。該交直流轉(zhuǎn)換模塊81可包括整流器與充電芯片等元件，用以將該電源供應(yīng)端80產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電；而該直交流轉(zhuǎn)換模塊82可包括轉(zhuǎn)換器、逆變器及濾波器等元件，用以將直流電轉(zhuǎn)換回交流電，電子設(shè)備可為交流或直流負(fù)載，因此直交流轉(zhuǎn)換模塊82將視電子設(shè)備特性而定。由于交流電轉(zhuǎn)換成直流電及直流電轉(zhuǎn)換回交流電為目前電子領(lǐng)域中常見的公知技術(shù)，且其可用的元件的電路結(jié)構(gòu)及作用原理亦散見于許多專利與公開技術(shù)文獻(xiàn)中，并非為本案的可專利性的技術(shù)重點，故在此不擬贅述。如圖1所示，于本創(chuàng)作的一實施例中，本創(chuàng)作的控制系統(tǒng)I包括有電流調(diào)節(jié)模塊10及電池管理系統(tǒng)20。該電流調(diào)節(jié)模塊10電性連接該電池70，并經(jīng)由接點30電性連接至該電源供應(yīng)端80及該電子設(shè)備90。該電流調(diào)節(jié)模塊10包括一開關(guān)元件11與一二極管12，該開關(guān)元件11與該二極管12并聯(lián)連接。而關(guān)于該電流調(diào)節(jié)模塊10的電路架構(gòu)于之后圖2及圖4的說明中會有詳細(xì)敘述，故在此先不贅述。該電源供應(yīng)端80可經(jīng)由該電流調(diào)節(jié)模塊10的該開關(guān)元件11的導(dǎo)通而對該電池70進(jìn)行充電，并且當(dāng)該電源供應(yīng)端80停止供電時，使該電池70可先經(jīng)由該二極管12，再通過該開關(guān)元件11的導(dǎo)通而對該電子設(shè)備90進(jìn)行供電。該電池管理系統(tǒng)20由一硬件、一硬件結(jié)合固件或一硬件結(jié)合軟件所架構(gòu)而成，但本創(chuàng)作并不限于此。該電池管理系統(tǒng)20電性連接該電池70及該電流調(diào)節(jié)模塊10，用以監(jiān)測該電池70的電壓或溫度等數(shù)值，以及判斷是否持續(xù)自該電源供應(yīng)端80接收充電電流，以借此控制該電流調(diào)節(jié)模塊10的該開關(guān)元件11導(dǎo)通或斷開的程度，來調(diào)整通過該電流調(diào)節(jié)模塊10的電流大小。請繼續(xù)參考圖1，并一并參考圖2關(guān)于本創(chuàng)作的控制系統(tǒng)的第一實施例示意圖。如圖1及圖2所示，于本創(chuàng)作的第一實施例中，電流調(diào)節(jié)模塊IOa包括開關(guān)元件Ila及二極管12，以經(jīng)由接點30電性連接至該電源供應(yīng)端80及該電子設(shè)備90。該開關(guān)元件Ila為一常閉合式的控制開關(guān)，但本創(chuàng)作并不限于此。該常閉合式的控制開關(guān)的特征在于當(dāng)供予通過該控制開關(guān)內(nèi)部的電流未達(dá)其激磁電流時，該控制開關(guān)為導(dǎo)通狀態(tài)(也可說是控制開關(guān)的接點為閉合狀態(tài))，此時開關(guān)兩端為通路狀態(tài)；反的，當(dāng)供予該控制開關(guān)的電流已達(dá)其激磁電流時，該控制開關(guān)會因電磁效應(yīng)而斷開(也可說是控制開關(guān)的接點被開啟)，此時開關(guān)兩端為斷路狀態(tài)。于本創(chuàng)作的具體實施例中，供予通過該開關(guān)元件Ila內(nèi)部的電流可由該電池70提供，本創(chuàng)作并不以此為限，該電流也可通過該電源供應(yīng)端80或其他電源來供應(yīng)。該二極管12電性連接該電池70及該電子設(shè)備90而與該開關(guān)元件Ila并聯(lián)。該二極管12的正極電性連接于電池70正極；負(fù)極電性連接于接點30。該二極管12用以當(dāng)該電源供應(yīng)端80停止供電而該開關(guān)元件Ila未及時導(dǎo)通或無法導(dǎo)通時，使該電池70可先行透過該二極管12的導(dǎo)通而對該電子設(shè)備90進(jìn)行供電。如圖1及圖2所示，本創(chuàng)作的電池管理系統(tǒng)20可用以控制該開關(guān)元件Ila導(dǎo)通或斷開。當(dāng)該電源供應(yīng)端80為正常供電狀態(tài)時，該電池管理系統(tǒng)20控制該開關(guān)元件Ila導(dǎo)通，使該電池70持續(xù)充電。此時由于該二極管12的負(fù)極電壓大于正極電壓，使得該二極管12處于逆向偏壓狀態(tài)；亦即接點30電壓大于電池70電壓，因此該二極管12為不導(dǎo)通狀態(tài)。在此同時該電池管理系統(tǒng)20可根據(jù)測量該電池70的容量是否已達(dá)到一預(yù)設(shè)值，以判斷該電池70的電量是否已達(dá)飽和狀態(tài)。而此處所述的預(yù)設(shè)值可為電壓值或是庫倫值，但本創(chuàng)作并不以上面所提到的單位為限。當(dāng)該電池70的容量已達(dá)到該預(yù)設(shè)值時，該電池管理系統(tǒng)20控制該開關(guān)元件Ila斷開，以停止對該電池70充電。另一方面，當(dāng)該電源供應(yīng)端80無法正常供電時，此時由于該電池70供予該二極管12的正極電壓會大于其可作動的電壓值(一般而言為O. 7伏特)，因此該二極管12導(dǎo)通。同時該電池管理系統(tǒng)20控制該開關(guān)元件Ila導(dǎo)通。接著再透過該開關(guān)元件Ila旁路該二極管12，而使該電池70可透過該開關(guān)元件I Ia對該電子設(shè)備90進(jìn)行供電。如此一來，該電池70可經(jīng)由非被動元件的該開關(guān)元件Ila來進(jìn)行放電，即可避免能量的損耗。前述該電池管理系統(tǒng)20控制該開關(guān)元件Ila的具體方式，于以下說明中會有更詳細(xì)的解說。接著請參考圖3，并一并參考圖1與圖2，其中圖3本創(chuàng)作避免電池浮充的第一實施例的步驟流程圖。需注意的是，以下雖以前述第一實施例的控制系統(tǒng)I為例，說明本創(chuàng)作所揭露的避免電池浮充的方法，本方法并不以使用于前述第一實施例的控制統(tǒng)I為限。首先進(jìn)行步驟301 :自該電源供應(yīng)端接收一充電電流以對該電池進(jìn)行充電。首先本創(chuàng)作的供電系統(tǒng)2與該電源供應(yīng)端80電性連接，以自該電源供應(yīng)端80接收充電電流。由于在本創(chuàng)作的第一實施例中，該電流調(diào)節(jié)模塊IOa的開關(guān)元件Ila為常閉合式的控制開關(guān)，因此開關(guān)元件Ila會導(dǎo)通，以使該電池70可接收充電電流來進(jìn)行充電。其次進(jìn)行步驟302 :監(jiān)測該電池的容量。其次該電池管理系統(tǒng)20電性連接該電池70的兩端，以監(jiān)測該電池70的容量。接著進(jìn)行步驟303 :判斷該電池的容量是否低于一預(yù)設(shè)值。接著該電池管理系統(tǒng)20判斷該電池70的容量是否低于一預(yù)設(shè)值，借以依據(jù)測得的容量狀態(tài)判斷該電池70的電量是否已經(jīng)達(dá)到飽和。再進(jìn)一步?jīng)Q定控制該開關(guān)元件Ila導(dǎo)通或斷開(即控制常閉合式的控制開關(guān)的接點接合或開啟)，以避免該電池70浮充。因此當(dāng)該電池70的容量仍然低于預(yù)設(shè)值時，進(jìn)行步驟304 :控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，借以使該電源供應(yīng)端經(jīng)由該開關(guān)元件而持續(xù)對該電池進(jìn)行充電。于本創(chuàng)作的第一實施例中，當(dāng)該電池70的容量未達(dá)預(yù)設(shè)值時，即表示該電池70的電量并未達(dá)飽和狀態(tài)。因此當(dāng)該電池管理系統(tǒng)20監(jiān)測到該電池70的容量未達(dá)預(yù)設(shè)值時，該電池管理系統(tǒng)20控制該開關(guān)元件Ila導(dǎo)通(即控制該開關(guān)元件Ila的接點接合)。如此一來，該電源供應(yīng)端80產(chǎn)生的充電電流持續(xù)經(jīng)由該開關(guān)元件Ila而傳遞至該電池70，以對該電池70進(jìn)行充電。并須注意的是，該電池管理系統(tǒng)20可進(jìn)一步在監(jiān)測到該電池70的容量降低至一最低預(yù)設(shè)值時才控制該開關(guān)元件Ila導(dǎo)通，使該電源供應(yīng)端80經(jīng)由該開關(guān)元件Ila而對該電池70進(jìn)行充電，其中該最低預(yù)設(shè)值小于該預(yù)設(shè)值，借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(shù)，以更有效率地進(jìn)行充電流程。而當(dāng)該電池70的容量達(dá)到預(yù)設(shè)值時，代表該電池70的電量已經(jīng)飽和，因此即進(jìn)行步驟305 :控制該開關(guān)元件斷開，以避免該電源供應(yīng)端對該電池繼續(xù)充電。于本創(chuàng)作的第一實施例中，一旦該電池70充飽電之后，為避免對該電池70浮充，該電池管理系統(tǒng)20控制該開關(guān)元件Ila斷開(即控制該開關(guān)元件Ila的接點開啟)。此時由于該開關(guān)元件Ila兩端為斷路狀態(tài)，因此即可避免該電源供應(yīng)端80繼續(xù)透過該開關(guān)元件Ila而對該電池70充電，以達(dá)到避免對該電池70浮充的目的。最后進(jìn)行步驟306:當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，先經(jīng)由該二極管對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，再控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，借以使該電池經(jīng)由該開關(guān)元件而對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。當(dāng)該電源供應(yīng)端80停止供電至該電池70及該電子設(shè)備90時，該電池管理系統(tǒng)20控制該電流調(diào)節(jié)模塊IOa導(dǎo)通，借以使該電池70經(jīng)由該電流調(diào)節(jié)模塊IOa而對該電子設(shè)備90進(jìn)行供電。而于本創(chuàng)作的第一實施例中，本創(chuàng)作的該電流調(diào)節(jié)模塊IOa包括開關(guān)元件Ila與二極管12，兩者之間互相并聯(lián)連接。該二極管12的正極電性連接于電池70正極；負(fù)極電性連接于接點30。當(dāng)該電源供應(yīng)端80有供電時，由于該二極管12的負(fù)極電壓大于正極電壓，使該二極管12處于逆向偏壓狀態(tài)，亦即接點30電壓大于電池電壓，因此，該二極管12不導(dǎo)通。一旦該電源供應(yīng)端80停止供電后，由于該電源供應(yīng)端80產(chǎn)生的壓降消失，且該電池70的電壓大于該二極管12的導(dǎo)通電壓值，因此該二極管12導(dǎo)通，此時該電池70產(chǎn)生的放電電流便可通過該二極管12而傳遞至該電子設(shè)備90，以對該電子設(shè)備90進(jìn)行供電，達(dá)到使該電子設(shè)備90不斷電的目的。而接著一旦該電池管理系統(tǒng)20監(jiān)測到該電池70處于放電狀態(tài)時，便會立即控制該開關(guān)元件Ila導(dǎo)通。此時，由于該開關(guān)元件Ila的接點阻抗非常微小(遠(yuǎn)小于二極管12的阻抗)，因此當(dāng)該開關(guān)元件Ila導(dǎo)通后，將會旁路該二極管12，使得該電池70產(chǎn)生的放電電流不再流經(jīng)該二極管12，而改由流經(jīng)該開關(guān)元件11a，以傳遞至該電子設(shè)備90，以使電子設(shè)備90達(dá)到最大使用功率。于此需注意的是，理論上，當(dāng)該電源供應(yīng)端80停止供電時，二極管12導(dǎo)通的速度會快于該開關(guān)元件Ila的速度；就巨觀而論，該開關(guān)元件Ila的速度是可以滿足既有的不斷電系統(tǒng)所要求的復(fù)電速度的，因此，本創(chuàng)作的控制系統(tǒng)I中的二極管12是可以被省略的。另外，使用該二極管12除可提升系統(tǒng)復(fù)電速度外，更可提供備位的充電路徑，借以當(dāng)該開關(guān)元件Ila故障而無法導(dǎo)通時，使該電池70產(chǎn)生的放電電流依然可透過該二極管12而傳遞至該電子設(shè)備90。接著請參考圖4關(guān)于本創(chuàng)作的控制系統(tǒng)的第二實施例示意圖。于本創(chuàng)作的第二實施例中，本創(chuàng)作的該電流調(diào)節(jié)模塊IOa包括開關(guān)元件lib、二極管12及微控制單元13，以經(jīng)由接點30電性連接至該電源供應(yīng)端80及該電子設(shè)備90。該開關(guān)元件Ilb同樣地與該二極管12并聯(lián)連接，并電性連接至該微控制單元13。該開關(guān)元件Ilb可為一雙極性接面型電晶體(Bipolar JunctionTransistor, BJT)。于本創(chuàng)作的第二實施例中，該開關(guān)元件Ilb的集極C電性連接至接點30，而該開關(guān)元件Ilb的射極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由一硬件、一硬件結(jié)合固件或一硬件結(jié)合軟件所架構(gòu)而成，但本創(chuàng)作并不限于此。該微控制單元13與該電池管理系統(tǒng)20電性連接，因此該電池管理系統(tǒng)20可依據(jù)測得電池70的容量狀態(tài)的不同，而控制該微控制單元13調(diào)整基極B電壓大小。如此一來，即可借以控制該開關(guān)元件Ilb的射極E與集極C兩端之間導(dǎo)通或不導(dǎo)通的程度，達(dá)到與第一實施例相同的目的功效并增加控制電流大小的功效。由于電晶體的集極C與射極E間的導(dǎo)通與基極B電壓間的關(guān)系及原理，為本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易知悉，故在此即不多做贅述。此外，該開關(guān)元件Ilb亦可為金屬氧化物半導(dǎo)體場效電晶體(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET),由于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，由于該電池70的效能及安全性會受到溫度的影響，因此該電池管理系統(tǒng)20還進(jìn)一步地監(jiān)測該電池70的溫度，以根據(jù)電池70的溫度控制該微控制單元13來調(diào)整給予電池70的充電電流。當(dāng)該電池70高溫的時候，該電池管理系統(tǒng)20通過該微控制單元13來控制該開關(guān)元件Ilb的基極B，以調(diào)整該開關(guān)元件Ilb的射極E與集極C可流通的電流，來縮小給予該電池70的充電電流或者讓該電池70停止充電。而當(dāng)該電池70為低溫的時候，該電池管理系統(tǒng)20同樣通過該微控制單元13來控制該開關(guān)元件Ilb的基極B，以調(diào)整該開關(guān)元件Ilb的射極E與集極C可流通的電流。如此一來，即可適時地提升給予該電池70的充電電流，增加充電的效率。需注意的是，上述各實施方式僅例示本創(chuàng)作的較佳實施例，為避免贅述，并未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領(lǐng)域的通常知識者應(yīng)可理解，上述元件未必皆為必要。且為實施本創(chuàng)作，亦可能包含其他較細(xì)節(jié)的公知元件。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(hù)各元件不被電流燒毀，各元件之間會設(shè)有被動元件，即電阻Rl、R2及RS。接著請參考圖5，并一并參考圖1與圖4，其中圖5為本創(chuàng)作避免電池浮充的第二實施例的步驟流程圖。需注意的是，以下雖以前述第二實施例的控制系統(tǒng)I為例，說明本創(chuàng)作所揭露的避免電池浮充的方法，本方法并不以使用于前述第二實施例的控制系統(tǒng)I為限。首先進(jìn)行步驟501 :自該電源供應(yīng)端接收一充電電流以對該電池進(jìn)行充電。首先本創(chuàng)作的供電系統(tǒng)2與該電源供應(yīng)端80電性連接，以自該電源供應(yīng)端80接收充電電流，并經(jīng)由該電流調(diào)節(jié)模塊IOb的開關(guān)元件IIb傳輸該充電電流至該電池70，來對該電池70進(jìn)行充電。其次進(jìn)行步驟502 :監(jiān)測該電池的容量，以判斷該電池的容量是否低于一預(yù)設(shè)值。其次該電池管理系統(tǒng)20電性連接該電池70的兩端，以監(jiān)測該電池70的容量，并判斷該電池70的容量是否低于一預(yù)設(shè)值，借以依據(jù)測得的容量狀態(tài)判斷該電池70的電量是否已經(jīng)達(dá)到飽和。由于步驟502類似于步驟302與步驟303，故在此不再贅述。因此當(dāng)步驟502中，該電池管理系統(tǒng)20判定該電池70的容量仍然低于預(yù)設(shè)值時，則進(jìn)行步驟503:通過該微控制單元以控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，借以使該電源供應(yīng)端經(jīng)由該開關(guān)元件而持續(xù)對該電池進(jìn)行充電。[0070]當(dāng)該電池管理系統(tǒng)20監(jiān)測到該電池70的容量未達(dá)預(yù)設(shè)值時，該電池管理系統(tǒng)20通過該微控制單元13控制該開關(guān)元件Ilb的基極B，以使得該開關(guān)元件Ilb的集極C與射極E導(dǎo)通。使得充電電流持續(xù)經(jīng)由該開關(guān)元件Ilb而傳遞至該電池70，以對該電池70進(jìn)行充電。同樣地，該電池管理系統(tǒng)20亦可進(jìn)一步在監(jiān)測到該電池70的容量低于一最低預(yù)設(shè)值時才控制該開關(guān)元件Ilb導(dǎo)通，使該電源供應(yīng)端80經(jīng)由該開關(guān)元件Ilb而對該電池70進(jìn)行充電，其中該最低預(yù)設(shè)值小于該預(yù)設(shè)值。而當(dāng)步驟502中，若該電池管理系統(tǒng)20判定該電池70的容量達(dá)到預(yù)設(shè)值時，代表該電池70的電量已經(jīng)飽和，因此即進(jìn)行步驟504 :通過該微控制單元以控制該開關(guān)元件斷開，以避免該電源供應(yīng)端對該電池繼續(xù)充電。為避免對該電池70浮充，該電池管理系統(tǒng)20通過該微控制單元13控制該開關(guān)元件Ilb的基極B，以使得該開關(guān)元件Ilb的集極C與射極E之間斷路。此時由于該開關(guān)元件Ilb兩端為斷路狀態(tài)，因此即可避免該電源供應(yīng)端80繼續(xù)經(jīng)由該開關(guān)元件Ilb而對該電池70充電，以達(dá)到避免對該電池70浮充的目的。接著進(jìn)行步驟505:當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，先經(jīng)由該二極管對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，再通過該微控制單元以控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，借以使該電池經(jīng)由該開關(guān)元件而對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。與本創(chuàng)作的第一實施例類似，本創(chuàng)作的第二實施例的該電流調(diào)節(jié)模塊IOb包括開關(guān)元件Ilb與二極管12，兩者之間互相并聯(lián)連接。因此一旦該電源供應(yīng)端80停止供電后，該二極管12會先導(dǎo)通，此時該電池70產(chǎn)生的放電電流便可通過該二極管12而傳遞至該電子設(shè)備90，以對該電子設(shè)備90進(jìn)行供電。而之后該電池管理系統(tǒng)20再通過該微控制單元13控制該開關(guān)元件Ilb的基極B，以使得該開關(guān)元件Ilb的集極C與射極E導(dǎo)通，該電池70即可經(jīng)由該開關(guān)元件Ilb而對該電子設(shè)備90進(jìn)行供電。同時以旁路該二極管12，使得該電池70產(chǎn)生的放電電流不再流經(jīng)該二極管12，而改由流經(jīng)該開關(guān)元件11b，以傳遞至該電子設(shè)備90。最后進(jìn)行步驟506 :監(jiān)測該電池的溫度，根據(jù)該電池的狀態(tài)，以控制該電流調(diào)節(jié)模塊來調(diào)整給予該電池的充電電流。最后該電池管理系統(tǒng)20還進(jìn)一步地監(jiān)測該電池70的溫度，以根據(jù)電池70的狀態(tài)控制該微控制單元13來調(diào)整給予電池70的充電電流。因此當(dāng)該電池70高溫的時候，該電池管理系統(tǒng)20控制該微控制單元13來調(diào)整該開關(guān)元件11b，以縮小對該電池70的充電電流或者讓該電池70停止充電。而當(dāng)該電池70為低溫的時候，該電池管理系統(tǒng)20控制該微控制單元13來調(diào)整該開關(guān)元件11b，以適時地提升給予該電池70的充電電流，增加充電的效率。需注意的是，本創(chuàng)作所揭露避免電池浮充的方法并不以上述第一實施例或第二實施例的步驟次序為限，只要能達(dá)成本創(chuàng)作的目的，上述的步驟次序亦可加以改變。通過上述說明可知，本創(chuàng)作的控制系統(tǒng)I可當(dāng)該供電系統(tǒng)2中，該電池70電壓達(dá)到浮充電壓時，透過該電池管理系統(tǒng)20的控制，使充電路徑斷開，以避免該電源供應(yīng)端80繼續(xù)對該電池70充電。且當(dāng)該電源供應(yīng)端80停止供電時，透過該電池管理系統(tǒng)20的控制，導(dǎo)通該開關(guān)元件Ila或該開關(guān)元件11b，以使該電池70可經(jīng)由該開關(guān)元件Ila或該開關(guān)元件Ilb而對該電子設(shè)備90進(jìn)行供電。由于本創(chuàng)作供電時，于供電路徑上并無耗能元件，因此該電池70于放電時，并不會有多余的能量損耗，從而，可使該電池70對于該電子設(shè)備90的供電功率達(dá)于最大化，故解決先前技術(shù)的缺失。綜上所陳，本創(chuàng)作無論就目的、手段及功效，在在顯示其迥異于公知技術(shù)的特征，懇請貴審查委員明察，早日授權(quán)。應(yīng)注意的是，上述諸多實施例僅為便于說明而舉例而已，本創(chuàng)作所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)，而非僅限于上述實施例。
權(quán)利要求1.一種避免電池浮充的控制系統(tǒng)，其特征在于，用于一供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)電性連接一電子設(shè)備及一電源供應(yīng)端，該電源供應(yīng)端用以對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該供電系統(tǒng)用以當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，透過該供電系統(tǒng)的一電池對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該控制系統(tǒng)包括 一電流調(diào)節(jié)模塊，電性連接該電池、該電源供應(yīng)端及該電子設(shè)備，該電流調(diào)節(jié)模塊包括一開關(guān)元件及一二極管，該二極管與該開關(guān)元件并聯(lián)連接；以及 一電池管理系統(tǒng)，電性連接該電池及該電流調(diào)節(jié)模塊，該電池管理系統(tǒng)用以監(jiān)測該電池的容量，借以控制該電流調(diào)節(jié)模塊，以使該電源供應(yīng)端經(jīng)由該電流調(diào)節(jié)模塊提供一充電電流對該電池充電；其中當(dāng)該電池的容量達(dá)到一預(yù)設(shè)值時，該電池管理系統(tǒng)控制該電流調(diào)節(jié)模塊的該開關(guān)元件斷開，以使該電源供應(yīng)端停止對該電池充電；當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，該電池先經(jīng)由該二極管對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該電池管理系統(tǒng)再控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，借以使該電池經(jīng)由該開關(guān)元件而對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。
2.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，該開關(guān)元件可為一常閉合式的控制開關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，該電池管理系統(tǒng)進(jìn)一步監(jiān)測該電池的溫度，以根據(jù)該電池的狀態(tài)控制該電流調(diào)節(jié)模塊來調(diào)整給予該電池的該充電電流。
4.如權(quán)利要求1或3所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，該電流調(diào)節(jié)模塊更包括一微控制單元，與該開關(guān)元件電性連接，用以控制該開關(guān)元件導(dǎo)通或斷開的程度；其中當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，該電池先經(jīng)由該二極管對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該電池管理系統(tǒng)再通過該微控制單元以控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，以使該電池經(jīng)由該開關(guān)元件而對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。
5.如權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，該開關(guān)元件可為一金屬氧化物半導(dǎo)體場效電晶體或一雙極性接面型電晶體。
6.一種供電系統(tǒng)，其特征在于，電性連接一電子設(shè)備及一電源供應(yīng)端，該電源供應(yīng)端用以對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該供電系統(tǒng)用以當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該供電系統(tǒng)包括 一電池；以及 一控制系統(tǒng)，包括 一電流調(diào)節(jié)模塊，電性連接該電池、該電源供應(yīng)端及該電子設(shè)備，該電流調(diào)節(jié)模塊包括一開關(guān)元件及一二極管，該二極管與該開關(guān)元件并聯(lián)連接；以及 一電池管理系統(tǒng)，電性連接該電池及該電流調(diào)節(jié)模塊，該電池管理系統(tǒng)用以監(jiān)測該電池的容量，借以控制該電流調(diào)節(jié)模塊，以使該電源供應(yīng)端經(jīng)由該電流調(diào)節(jié)模塊提供一充電電流對該電池充電；其中當(dāng)該電池的容量達(dá)到一預(yù)設(shè)值時，該電池管理系統(tǒng)控制該電流調(diào)節(jié)模塊的該開關(guān)元件斷開，以使該電源停止對該電池充電；且當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，該電池先經(jīng)由該二極管對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該電池管理系統(tǒng)再控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，借以使該電池經(jīng)由該開關(guān)元件而對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。
7.如權(quán)利要求6所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，該開關(guān)元件可為一常閉合式的控制開關(guān)。
8.如權(quán)利要求6所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，該電池管理系統(tǒng)進(jìn)一步監(jiān)測該電池的溫度，以根據(jù)該電池的狀態(tài)控制該電流調(diào)節(jié)模塊來調(diào)整給予該電池的該充電電流。
9.如權(quán)利要求6或8所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，該電流調(diào)節(jié)模塊更包括一微控制單元，與該開關(guān)元件電性連接，用以控制該開關(guān)元件導(dǎo)通或斷開的程度；其中當(dāng)該電源供應(yīng)端停止供電時，該電池先經(jīng)由該二極管對該電子設(shè)備進(jìn)行供電，該電池管理系統(tǒng)再通過該微控制單元以控制該開關(guān)元件導(dǎo)通，以使該電池經(jīng)由該開關(guān)元件而對該電子設(shè)備進(jìn)行供電。
10.如權(quán)利要求9所述的供電系統(tǒng)，其特征在于，該開關(guān)元件可為一雙極性接面型電晶體或一金屬氧化物半導(dǎo)體場效電晶體。
專利摘要一種避免電池浮充的控制系統(tǒng)及供電系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)電性連接電子設(shè)備及電源供應(yīng)端?？刂葡到y(tǒng)包括電流調(diào)節(jié)模塊及電池管理系統(tǒng)。電流調(diào)節(jié)模塊電性連接電源供應(yīng)端、電子設(shè)備及一電池，電流調(diào)節(jié)模塊包括并聯(lián)連接的一開關(guān)元件及一二極管；電池管理系統(tǒng)電性連接電池及電流調(diào)節(jié)模塊，其用以監(jiān)測電池的容量，并控制開關(guān)元件；其中當(dāng)電池的容量達(dá)到一預(yù)設(shè)值時，電池管理系統(tǒng)控制開關(guān)元件以停止對電池繼續(xù)充電。當(dāng)電源供應(yīng)端停止供電時，電池先經(jīng)由二極管，再經(jīng)由開關(guān)元件對電子設(shè)備進(jìn)行供電。
文檔編號H02J7/10GK202856431SQ201220558518
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者賴秋助, 梁正冠, 施文杰 申請人:光寶動力儲能科技股份有限公司