專(zhuān)利名稱(chēng)：電池充電/放電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)試裝置，尤其涉及與針對(duì)電池設(shè)計(jì)的測(cè)試裝置相關(guān)的電池充電/放 電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著科技發(fā)展進(jìn)步，近年來(lái)各種商用、家用以及個(gè)人的電子產(chǎn)品皆日益普及。除了 功能與外觀之外，產(chǎn)品的安全性和耐用性也受到相當(dāng)?shù)闹匾?。如何延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命并 避免使用者因產(chǎn)品的損壞受到傷害，皆為產(chǎn)品設(shè)計(jì)者和制造商關(guān)注的議題。一般而言，產(chǎn)品 在出廠銷(xiāo)售之前都必須經(jīng)過(guò)質(zhì)量檢驗(yàn)的程序。舉例來(lái)說(shuō)，在生產(chǎn)電子產(chǎn)品中所包含的電池時(shí)，制造者必須針對(duì)電池進(jìn)行充電及 放電的化成測(cè)試，以確保電池的充電/放電過(guò)程正常，且其容量能符合產(chǎn)品規(guī)格的要求。在為電池進(jìn)行放電測(cè)試的過(guò)程中，由電池排出的電能如果未經(jīng)回收處理，會(huì)轉(zhuǎn)化 為大量的熱能。這些熱能非但形成驚人的能源浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)測(cè)試機(jī)臺(tái)、甚至是整個(gè)周邊測(cè)試 環(huán)境帶來(lái)棘手的散熱問(wèn)題。有鑒于此，安全法規(guī)規(guī)定的測(cè)試條件愈來(lái)愈完整嚴(yán)格，開(kāi)始對(duì)回 收電池放電產(chǎn)生的能量一事有所規(guī)范?，F(xiàn)有的電池充電/放電測(cè)試系統(tǒng)通常包含多個(gè)充電/放電裝置。請(qǐng)參閱圖1，圖1 即為這種系統(tǒng)架構(gòu)的示意圖。如圖1所示，兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的充電/放電裝置IOA和IOB各 自為電池12A、12B進(jìn)行充電/放電測(cè)試。電池12A于放電測(cè)試中排出的電能僅限于回收至 充電/放電裝置IOA中的電源供應(yīng)器。同樣地，電池12B于放電測(cè)試中排出的電能也僅限 于回收至充電/放電裝置IOB中的電源供應(yīng)器。這種架構(gòu)的缺點(diǎn)在于未能達(dá)到最有效利用 回收電能的效果。此外，現(xiàn)有的電能回收系統(tǒng)大多是以交流電形式將電能回收至電力系統(tǒng)， 這樣的做法容易造成電力質(zhì)量因素降低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電池充電/放電系統(tǒng)。通過(guò)整合多個(gè)電池充電/ 放電控制器，根據(jù)本發(fā)明的電池充電/放電系統(tǒng)除了可有效回收并利用電池在放電過(guò)程中 釋放的電量，也可進(jìn)而減少測(cè)試設(shè)備中的散熱問(wèn)題。此外，根據(jù)本發(fā)明的電池充電/放電系 統(tǒng)是以直流電形式回收電能，因此可解決現(xiàn)有技術(shù)中電力質(zhì)量因素受到回收電力負(fù)面影響 的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例為一電池充電/放電系統(tǒng)，該電池充電/放電系統(tǒng)包 含一回收電纜(recycling cable)和多個(gè)充電/放電控制器。每一個(gè)充電/放電控制器各 自對(duì)應(yīng)于一電池。當(dāng)該電池處于一放電模式，該電池輸出的一放電電流通過(guò)該充電/放電 控制器流向該回收電纜。當(dāng)該電池充電/放電系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，該回收電纜具有一回收電壓， 并且該回收電壓為一直流電壓。本發(fā)明的有益效果在于，通過(guò)整合多個(gè)電池充電/放電控制器，本發(fā)明的電池充 電/放電系統(tǒng)除了提升能源利用率并降低整個(gè)電池充電/放電系統(tǒng)的耗能之外，還可以減少由未被有效利用的電能轉(zhuǎn)換而成的熱能，進(jìn)而解決系統(tǒng)中的散熱問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明的電池充電/放電系統(tǒng)適用于各種不同大小或不同容量的電池，也不 僅限應(yīng)用于測(cè)試設(shè)備中。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過(guò)以下的發(fā)明詳述及所附附圖得 到進(jìn)一步的了解。


圖1所示為傳統(tǒng)的電池充電/放電系統(tǒng)。圖2A圖示根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中的電池充電/放電系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖2B圖示根據(jù)本發(fā)明的充電/放電模塊包含升壓電路的實(shí)施范例。圖2C圖示根據(jù)本發(fā)明的電池充電/放電系統(tǒng)包含兩個(gè)充電/放電群組，且進(jìn)一步 包含一中央控制模塊的實(shí)施例。圖2D為根據(jù)本發(fā)明的另一電池充電/放電系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下10AU0B 充電/放電裝置20:電池充電/放電系統(tǒng)26:回收電纜29、248A:單向開(kāi)關(guān)30A.30B 充電/放電群組
12AU2B 電池
24A、24B 充電/放電控制器 28、246A 電源供應(yīng)器 242A 升壓電路 32 中央控制模塊
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖2A，圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一具體實(shí)施例中的電池充電/放電系統(tǒng)的方框 圖。實(shí)際應(yīng)用中，這個(gè)系統(tǒng)20可為一電池充電/放電測(cè)試設(shè)備，但不以此為限。于此實(shí)施 例中，該系統(tǒng)包含多個(gè)充電/放電控制器(為方便說(shuō)明，此圖中僅繪示兩個(gè)控制器24A、24B 做為代表)、一回收電纜26、一電源供應(yīng)器28以及一單向開(kāi)關(guān)29。于實(shí)際應(yīng)用中，回收電纜 26可以用金屬銅材制成，但不以此為限。如圖2A所示，本實(shí)施例中的每一個(gè)充電/放電控制器各自對(duì)應(yīng)于一電池(12A、 12B)。電池12A與電池12B的規(guī)格及被充電時(shí)所需要的電壓不必相同。也如圖2A所示，所 述電池各自通過(guò)其所對(duì)應(yīng)的充電/放電控制器連接至回收電纜26。更明確地說(shuō)，當(dāng)電池12A 處于放電模式，電池12A所輸出的放電電流會(huì)通過(guò)充電/放電控制器24A被導(dǎo)向回收電纜 26。同樣地，當(dāng)電池12B處于放電模式，充電/放電控制器24B會(huì)將電池12B輸出的放電電 流導(dǎo)向回收電纜26。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)圖2A所示的電池充電/放電系統(tǒng)20在運(yùn)行時(shí)，回收電 纜26上的回收電壓為一直流電壓。在這個(gè)實(shí)施例中，電源供應(yīng)器28分別連接至充電/放電控制器24A和24B，用以通 過(guò)各充電/放電控制器為處于充電模式的電池12A和12B充電。各充電/放電控制器也可 以為電池提供調(diào)整電壓的功能。舉例而言，假設(shè)電源供應(yīng)器28輸出的電源電壓固定為24 伏特，而電池12A所需要的充電電壓為5伏特，則充電/放電控制器24A可負(fù)責(zé)將自己收到 的電源電壓先調(diào)降為5伏特再提供給電池12A。于實(shí)際應(yīng)用中，單向開(kāi)關(guān)29可利用二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖2A所示，單向開(kāi)關(guān)29連 接于回收電纜26與電源供應(yīng)器28之間。當(dāng)單向開(kāi)關(guān)29處于導(dǎo)通狀態(tài)，單向開(kāi)關(guān)29僅容許由回收電纜26流向電源供應(yīng)器28的電流通過(guò)。易言之，單向開(kāi)關(guān)29并不允許電流由電 源供應(yīng)器28流向回收電纜26。除了提供限定電流流向的作用之外，單向開(kāi)關(guān)29還可以針對(duì)流向電源供應(yīng)器28 的電流提供一電流量限制，借此避免電源供應(yīng)器28因無(wú)法負(fù)荷突然流入的大量電流而損 壞。此外，當(dāng)電池充電/放電系統(tǒng)20處于初步啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，單向開(kāi)關(guān)29可以先被關(guān)閉，待 電池充電/放電系統(tǒng)20開(kāi)始穩(wěn)定運(yùn)行之后，再將單向開(kāi)關(guān)29開(kāi)啟。值得注意的是，當(dāng)電源供應(yīng)器28通過(guò)單向開(kāi)關(guān)29由回收電纜26接受回收電力供 給時(shí)，電源供應(yīng)器28本身為電池12A、12B充電的所需消耗的電量就可被降低。此外，即使 不是電源供應(yīng)器28正在對(duì)電池12A、12B充電的情況，電源供應(yīng)器28也可先將由回收電纜 26接受電力，供給充電/放電控制器24A、24B或其他周邊電路做為運(yùn)行所需的電力。請(qǐng)參閱圖2B，圖2B為充電/放電控制器24A的一實(shí)施范例。在這個(gè)范例中，充電 /放電控制器24A包含一升壓電路242A。升壓電路242A的功用在于提高由電池12A輸出 至回收電纜26的電壓。舉例而言，假設(shè)電源供應(yīng)器28輸出的電源電壓的電壓值為VI，且 單向開(kāi)關(guān)29導(dǎo)通時(shí)單向開(kāi)關(guān)29兩端的跨壓值為V2。當(dāng)電池12A處于放電模式，升壓電路 242A可將電池12A提供至回收電纜26的放電電壓提高為(V1+V2)，借此補(bǔ)償電池12A的放 電電壓和電源供應(yīng)器28輸出的電源電壓間的壓差，并且補(bǔ)償單向開(kāi)關(guān)29在回收電纜26和 電源供應(yīng)器28之間所造成的壓降。電池充電/放電系統(tǒng)20中的其他充電/放電控制器(例如充電/放電控制器24B) 也可以包含如圖2B所示的升壓電路242A。由于各個(gè)充電/放電控制器的工作原理大致相 同，因此不再贅述。根據(jù)本發(fā)明，若電池充電/放電系統(tǒng)20包含的充電/放電控制器數(shù)量較多，所述 多個(gè)充電/放電控制器可以被分配為多個(gè)群組。舉例而言，假設(shè)電池充電/放電系統(tǒng)20包 含例如兩千個(gè)如同充電/放電控制器24A的充電/放電控制器，每一百個(gè)充電/放電控制 器可以被分配為一個(gè)群組，并且每個(gè)群組中的充電/放電控制器共用一個(gè)電源供應(yīng)器。換 句話說(shuō)，每一個(gè)充電/放電群組各自包含一個(gè)電源供應(yīng)器?；蛘?，上述兩千個(gè)如同充電/放 電控制器24A的充電/放電控制器也可共用一個(gè)電源供應(yīng)器。請(qǐng)參閱圖2C，圖2C圖示根據(jù)本發(fā)明的電池充電/放電系統(tǒng)包含兩個(gè)充電/放電 群組，且進(jìn)一步包含一中央控制模塊的實(shí)施例。中央控制模塊32用以控制充電/放電群組 30A、30B輪流進(jìn)入充電模式。更明確地說(shuō)，中央控制模塊32的作用在于安排、調(diào)節(jié)各個(gè)充電 /放電群組中的電池的充電/放電時(shí)間順序，以達(dá)到將能量最充分利用的效果。舉例而言， 當(dāng)充電/放電群組30A正在對(duì)自己本身所對(duì)應(yīng)的多個(gè)電池充電時(shí)，中央控制模塊32可令充 電/放電群組30B中的電池進(jìn)入放電狀態(tài)，并將電池排放出的電量導(dǎo)向回收電纜26。相對(duì) 地，當(dāng)充電/放電群組30B正在對(duì)自己本身所對(duì)應(yīng)的多個(gè)電池充電時(shí)，中央控制模塊32可 令充電/放電群組30A中的電池進(jìn)入放電狀態(tài)，并將電池排放出的電量導(dǎo)向回收電纜26。 借此，這兩個(gè)群組可以互相利用對(duì)方放電時(shí)排出的電能為自己的充電過(guò)程節(jié)省耗能。由于在根據(jù)本發(fā)明的電池充電/放電系統(tǒng)中，能源的循環(huán)回收利用不再局限于單 一充放電裝置，因此可以大幅提升電能的利用率。實(shí)際應(yīng)用中，中央控制模塊28可以利用 一電腦系統(tǒng)或一單芯片微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但不以此為限。請(qǐng)參閱圖2D，圖2D為根據(jù)本發(fā)明的另一電池充電/放電系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖。于此實(shí)施例中，每一個(gè)充電/放電控制器內(nèi)部各自包含一個(gè)電源供應(yīng)器，而非多個(gè)充電/放電 控制器共用一電源供應(yīng)器。當(dāng)充電/放電控制器24A所對(duì)應(yīng)的電池12A處于充電模式，電 源供應(yīng)器246A為電池12A充電。如圖2D所示，充電/放電控制器24A中也包含一單向開(kāi) 關(guān)248A，連接于回收電纜26與該電源供應(yīng)器246A之間。當(dāng)單向開(kāi)關(guān)248A處于一導(dǎo)通狀 態(tài)，單向開(kāi)關(guān)248A容許由回收電纜26流向電源供應(yīng)器246A的一電流通過(guò)。與先前幾個(gè)實(shí) 施例相同的是，圖2D中的電源供應(yīng)器246A可以由回收電纜26接收其他電池放電所產(chǎn)生的 回收電力，借此節(jié)省為電池12A所需耗費(fèi)的電量。相對(duì)地，電池12A放電時(shí)排出的電量，也 可以供做其他電池的充電電力。如上所述，通過(guò)整合多個(gè)電池充電/放電控制器，根據(jù)本發(fā)明的電池充電/放電系 統(tǒng)及方法除了提升能源利用率并降低整個(gè)電池充電/放電系統(tǒng)的耗能之外，還可以減少由 未被有效利用的電能轉(zhuǎn)換而成的熱能，進(jìn)而解決系統(tǒng)中的散熱問(wèn)題。此外，根據(jù)本發(fā)明的系 統(tǒng)系以直流電形式回收電能，因此可解決現(xiàn)有技術(shù)中電力質(zhì)量因素受到回收電力負(fù)面影響 的問(wèn)題。根據(jù)本發(fā)明的電池充電/放電系統(tǒng)及電池充電/放電方法適用于各種不同大小或 不同容量的電池，也不僅限應(yīng)用于測(cè)試設(shè)備中。通過(guò)以上較佳具體實(shí)施例的詳述，希望能更加清楚描述本發(fā)明的特征與精神，而 并非以上述所揭示的較佳具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍加以限制。相反地，其目的是 希望能涵蓋各種改變及等同替代于本發(fā)明申請(qǐng)的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池充電/放電系統(tǒng)，包含 一回收電纜；以及多個(gè)充電/放電控制器，其中的每一個(gè)充電/放電控制器各自對(duì)應(yīng)于一電池，當(dāng)該電池 處于一放電模式，該電池所輸出的一放電電流通過(guò)該充電/放電控制器流向該回收電纜；其中當(dāng)該電池充電/放電系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，該回收電纜具有一回收電壓，并且該回收電 壓為一直流電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電池充電/放電系統(tǒng)，其特征在于，該電池充電/放電系統(tǒng)還包含一電源供應(yīng)器，分別連接至各充電/放電控制器，用以通過(guò)各充電/放電控制器為各充 電/放電控制器所對(duì)應(yīng)的該電池充電。
3.如權(quán)利要求2所述的電池充電/放電系統(tǒng)，其特征在于，該電池充電/放電系統(tǒng)還包含一單向開(kāi)關(guān)，連接于該回收電纜與該電源供應(yīng)器之間，當(dāng)該單向開(kāi)關(guān)處于一導(dǎo)通狀態(tài)， 該單向開(kāi)關(guān)容許由該回收電纜流向該電源供應(yīng)器的一電流通過(guò)。
4.如權(quán)利要求3所述的電池充電/放電系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)該電池充電/放電系統(tǒng)處 于一穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，該單向開(kāi)關(guān)被開(kāi)啟；當(dāng)該電池充電/放電系統(tǒng)處于一初步啟動(dòng)狀態(tài)，該 單向開(kāi)關(guān)被關(guān)閉。
5.如權(quán)利要求3所述的電池充電/放電系統(tǒng)，其特征在于，該單向開(kāi)關(guān)包含一二極管。
6.如權(quán)利要求3所述的電池充電/放電系統(tǒng)，其特征在于，該單向開(kāi)關(guān)針對(duì)流向該電源 供應(yīng)器的該電流提供一電流量限制。
7.如權(quán)利要求2所述的電池充電/放電系統(tǒng)，其特征在于，該電源供應(yīng)器為所述多個(gè)充 電/放電控制器提供一電源電壓，并且每一個(gè)充電/放電控制器各自包含一升壓電路，當(dāng)該充電/放電控制器所對(duì)應(yīng)的該電池處于該放電模式，該升壓電路將 該電池提供至該回收電纜的一放電電壓提高為高于該電源電壓。
8.如權(quán)利要求2所述的電池充電/放電系統(tǒng)，其特征在于，該電池充電/放電系統(tǒng)進(jìn)一 步包含一中央控制模塊，用以通過(guò)該多個(gè)充電/放電控制器控制所述多個(gè)電池被充電或放電的一順序。
9.如權(quán)利要求1所述的電池充電/放電系統(tǒng)，其特征在于，每一個(gè)充電/放電控制器各 自包含一電源供應(yīng)器，當(dāng)該充電/放電控制器所對(duì)應(yīng)的該電池處于一充電模式，該電源供 應(yīng)器為該電池充電。
10.如權(quán)利要求9所述的電池充電/放電系統(tǒng)，其特征在于，每一個(gè)充電/放電控制器 各自還包含一單向開(kāi)關(guān)，連接于該回收電纜與該電源供應(yīng)器之間，當(dāng)該單向開(kāi)關(guān)處于一導(dǎo)通狀態(tài)， 該單向開(kāi)關(guān)容許由該回收電纜流向該電源供應(yīng)器的一電流通過(guò)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池充電/放電系統(tǒng)，該電池充電/放電系統(tǒng)包含一回收電纜以及多個(gè)充電/放電控制器。每一個(gè)充電/放電控制器各自對(duì)應(yīng)于一電池。當(dāng)該電池處于一放電模式，該電池輸出的一放電電流通過(guò)該充電/放電控制器流向該回收電纜。當(dāng)該電池充電/放電系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，該回收電纜具有一回收電壓，并且該回收電壓為一直流電壓。本發(fā)明除了提升能源利用率并降低整個(gè)電池充電/放電系統(tǒng)的耗能之外，還可以減少由未被有效利用的電能轉(zhuǎn)換而成的熱能，進(jìn)而解決系統(tǒng)中的散熱問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102136740SQ201010105989
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者吳程遠(yuǎn), 廖漢洲, 王耀南, 簡(jiǎn)裕昌 申請(qǐng)人:致茂電子股份有限公司