CN100429857C - 不间断电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够根据电子设备的工作状态供给备用电源、避免无端的电力消耗的不间断电源装置。适合于安装在个人用电脑等电子设备中，备有Li离子电池或Ni-MH电池等二次电池。而且还具备有为检测电子设备的电源装置输出的电子设备本体的待机动作所必需的第1直流电(待机用电)、以及电子设备本体的正常工作所必需的第2直流电(工作用电)的供给状态或上述电源装置的电力负荷量，判断电子设备本体的工作状态，只在上述电子设备本体正常工作状态下供给备用电源的备用控制单元。

Description

不间断电源装置
技术领域
本发明涉及安装于计算机等电子设备中，在交流电停电时可作为备用电源使用的适用性好的不间断电源装置。
背景技术
就电源而言，使用商业电源(交流电)的个人电脑、服务器等电子设备，一旦在运行过程中发生瞬间停电，运行动作本身就会产生错误，造成贵重的处理数据损失等不良结果。因此，该技术对在这类电子设备中安装以二次电池为主体构成的不间断电源装置(电池盒)，以便在商业电源停电时对电子设备的运行动作进行补偿，并保护其处理数据的功能的问题上进行了种种尝试(例如，参照特许文献1、2)。
【特许文献1】
特开2002-27683号公报
【特许文献2】
特开2002-258993号公报
发明内容
(发明要解决的课题)
然而，在个人电脑等电子设备中，例如在其运行动作按所定的时间暂停时，由于对该电子设备本体正常工作所需的电路部分停止供电，而只对实行待机动作的电路部分进行供电，所以就实现了节约用电的目的。这样的工作状态被称之为备用(待机)。附带说明的是，实行上述待机动作的电路部分具有在电子设备处于待机状态时可以通过操作键盘等输入单元，检测输入的信息，而解除该电子设备的待机状态，使其恢复正常工作的功能。
然而，以往安装在这种电子设备中的一般的不间断电源装置(电池盒)是以专门连接该电子设备的电源装置为条件的，只起备用作用。而且，是监控交流电向电源装置进行输入的状态，在检测到停电时，令上述电源装置通过对上述的二次电池充电的电能向电子设备本体进行供电。
具体而言，过去的电池盒，不管电子设备是处于工作停止状态之中、待机状态之中、还是处于正常的工作状态之中，始终经常监视着交流电向上述电源装置进行输入的状况，因而电池盒内的电力消耗增大，这是不能否认的。特别是，即使在电子设备本体处于待机状态、不进行通常的工作时，电池盒也向电子设备本体提供备用电源，所以电力消耗存在着很大的浪费。
本发明充分考虑到了这些问题，其目的是要提供能够根据电子设备本体动作的状态，恰当地提供备用电源、能够避免电力消费的无端浪费、实用性高的不间断电源装置。
(解决课题的手段)
为实现上述目的的有关本发明的不间断电源装置，被安装在电子设备中，该电子设备包括：电子设备主体，执行规定运行动作；和电源装置，由交流电源分别生成为上述电子设备主体的待机动作所必需的第1直流电和为上述电子设备主体的正常工作所必需的第2直流电，在向上述电子设备主体进行上述第1直流电的供电的同时，根据上述电子设备主体的工作状态对上述第2直流电向上述电子设备主体的供电进行控制；该不间断电源装置包括：二次电池，由上述电源装置进行充电，在上述交流电源停电时作为上述电子设备主体的备用电源；备用控制单元，在检测到上述第2直流电在供电时，启动该不间断电源装置对上述电子设备主体的备用动作功能，在检测到上述第1直流电在供电而未检测到上述第2直流电的供电时，上述电子设备主体为上述待机动作，停止该不间断电源装置的上述备用动作功能。
与本发明有关的另一不间断电源装置，被安装在电子设备中，该电子设备包括：电子设备主体，执行规定运行动作；和电源装置，控制由交流电源变换的直流电向上述电子设备主体的供电。该不间断电源装置包括：二次电池，由上述电源装置进行充电，在上述交流电源停电时作为上述电子设备主体的备用电源；备用控制单元，检测上述电源装置的电力负荷量，判断上述电子设备主体是处于待机状态还是处于工作状态，并在判断为待机状态时，停止该不间断电源装置的备用动作功能。
附图说明
图1示出关于本发明的一实施方式的不间断电源装置与电子设备的电源装置间的接线关系。
图2示出如图1所示的不间断电源装置中的电子设备本体的动作判断顺序的一个示例。
图3示出如图1所示的不间断电源装置中的电子设备本体的动作判断顺序的另一个示例。
其中，符号说明：
10-电源装置；12-交流/直流变换器；13-第1直流/直流变换器；14-第2直流/直流变换器；15-控制电路；17-充电用电源；18-交流检测器；20-电池盒(不间断电源装置)；21-二次电池；22-充电控制电路；24-运算处理装置(CPU)。
具体实施方式
下面按照附图就与本发明的一实施方式有关的不间断电源装置进行说明。
该不间断电源装置为商用电源(交流电)的电力源。例如，安装在个人电脑等电子设备中，是在上述商用电源停电时，对保证电子设备本体的运行有良好作用的装置；备有Li离子电池或Ni-MH电池等二次电池。具体而言，该不间断电源装置是连接在电子设备中的电源装置上进行使用的。而且，该不间断电源装置还具有在接受上述电源装置生成的直流电对二次电池进行充电的同时，在商用电源(交流电)停电时，通过上述的电源装置，向电子设备本体供给已在上述二次电池充电的电能，以保证上述电子设备本体运行的功能。
参照图1就电子设备本体的电源装置10和有关该实施方式的不间断电源装置(电池盒)20进行说明。电子设备本体的电源装置10基本上应是将交流的商用电源(AC)经滤波器11进行输入的，并在经交流/直流变换器(AC/DC)12生成直流电的同时，进而向电子设备(无图示)本体供应该直流电。例如，将多种不同电压的直流电通过直流/直流变换器(DC/DC)13，14，再分别生成。
特别是第1的直流/直流变换器13，在启动设在电子设备本体中的电源开关(无图示)时，就会生成为该电子设备本体的待机动作所必需的该第1直流电(待机用电)VS，该第1直流电VS被设计为可向电子设备本体恒定供电的模式。另外，该第1的直流电(待机用电)VS在输出时，与后述的PS-ON的端子信号无关。即使在待机时，电源也会由所需的电路进行供电。另外，第2直流/直流变换器14被设计为，可根据电子设备本体的工作状态，生成该电子设备本体正常工作所需的第2直流电(工作用电)VDC，并将该第2直流电VDC向电子设备本体供电的模式。具体而言，该第2直流-直流变换器14受控制电路15的控制，通过可闭合-断开的开关16，由交流-直流变换器12供给直流电进行工作。上述开关16被设计为只在闭合工作状态向上述电子设备本体供电。
另外，控制电路15，例如在电子设备本体按设定的时间处于休止状态时，因上述的开关16处于断开状态而使第2直流/直流变换器14的动作停止。而且，由第2直流/直流变换器14向电子设备本体供应的第2直流电(工作用电)VDC也就停止。这样，就由于使电子设备本体转为工作待机(待机)状态，而具有了抑制电子设备本体中电力无端浪费的功能。即在这种状态下，只有由上述电源装置10向电子设备本体供给上述的第1的直流电(待机用电)VS。结果，电子设备本体只接受第1的直流电(待机用电)VS而处于待机状态。这样，将电子设备本体的休止、或待机状态作为向电源装置10通讯的端子，在控制电路15中备有图1所示的PS-ON的端子。由于是将该PS-ON端子的信号作为[H]电平，所以只有电源装置10向电子设备本体供给第1直流电(待机用电)VS。反之，如果由电子设备本体方面发出将该PS-ON端子的信号维持在COM(0V)状态的指令时，则上述电源装置10就转而向电子设备本体供给第2直流电VDC。
而且，控制电路15中，由电源装置10向电子设备本体的输出一旦上升到额定电压的约95％的时候，就由图1中以PWR-OK表示的端子输出[H]电平的信号。电子设备本体就通过监视该[H]电平信号的PWR-OK信号来判断是否在正确地供给电源。
同时，上述控制电路15也在监视着如键盘或其他输入设备等的操作。特别是，控制电路15在上述的电子设备本体处于工作待机(待机)状态时，通过输入设备等对电子设备本体发出某种动作指令时，就可以将其检测出来，并令上述开关16闭合，启动上述第2直流/直流变换器14。并且具备有通过再次恢复由该第2的直流/直流变换器14向上述电子设备本体供给上述的第2直流电，使该电子设备本体恢复正常工作状态的功能。
上述电源装置10在这些基本功能的基础上，针对不间断电源装置(电池盒)20配有为生成给二次电池充电的直流电C+的充电用电源17和监视上述的交流电的输入状态的交流检测器(AC检测器)18。由于该交流检测器18是经滤波器11监控叠加在交流/直流变换器(AC/DC)12的交流电，因而具有对交流电输入，即交流电停电进行监视的功能。而且，交流检测器18在交流电输入时，可输出设定的交流检测信号AC-DET。
另一方面，与上述的电源装置10连接，作为对电子设备本体备用电源使用的不间断电源装置(电池盒)20，配有如图1所示的Li离子电池和Ni-MH电池等二次电池(BTA)21。该二次电池21设计为，通过充电控制电路22，将其正极与上述充电用电源17的充电用输出端子C+相连接的同时，通过分流电阻23将负极接地，由上述充电用电源17进行充电。特别是，对上述二次电池21进行充电的前提条件是，经由上述电源装置10通过二次电池21的分流电阻23进行接地、且不间断电源装置(电池盒)20对电源装置10已进行了可靠的连接。
另外，二次电池21的正极，同时通过放电用电源线DCHG与电源装置10相连接。该电源装置10中，经开关19和二极管D2的串联，与该电源装置10中的直流电源线相连接。开关19是在上述的交流电的输入停止(停电)时，在上述的控制电路15的控制下导通的。这样，充电于二次电池21的电能就可以释放，向电源装置10供电。而且，由该二次电池21释放的电能(直流电)，还可以分别向上述的第1和第2的直流/直流变换器13、14供电。通过这些直流/直流变换器13、14，分别向电子设备本体提供作为上述的第1直流电(待机用电)VS和第2直流电(工作用电)VDC的供电。
另外，二极管D2是与接插在上述的交流/直流变换器12和第1及第2直流/直流变换器13、14之间的二极管D1协调动作的。具有阻止来自二次电池21的放电电流向充电用电源17的蔓延的作用。还有，二极管D2具有阻止由上述交流/直流变换器12生成的直流电直接对上述的二次电池21进行充电的作用。另外，假如开关19在停电以外的时段里发生了该二极管D2非本意性的启动，那末对二次电池21的充电也只是通过上述充电控制电路22来进行。而且，通过该充电控制电路22的下面的二次电池21的充电控制，还可防止二次电池21的过度充电于未然。
然而，安装于不间断电源装置(电池盒)20中具有备用控制功能的运算处理装置(CPU)24，基本上是根据对电源装置10的工作状态的检测去对该不间断电源装置(电池盒)20进行控制的。上述的CPU24基本上是在对由充电控制电路22发出的有关二次电池21的充电状态的信息以及由电源装置10的交流检测器18发出的交流电的输入状态(停电信息)的信息进行检测。而且，CPU24是在因电源开关启动，电子电路本体在动作(运行)过程中交流电的输入中途中断时，向上述的控制电路15输出显示可由二次电池21进行供电指令的信号S-D的。控制电路15因接受了该信号S-D而打开开关19，将蓄积在电池21中的电能释放出来。这样，电池和(二次电池21)就具有了在交流电停电时，对电子设备本体进行支持的备用电源的功能。
采用上述结构的不间断电源装置(电池盒)20的本发明的特点之处在于，在上述的CPU24中，在分别监视上述第1和第2的直流/直流变换器13、14各自输出的第1直流电(待机用电)VS和第2直流电(工作用电)VDC的同时，监视显示通过上述的控制电路15监视的电源装置10的电力负荷状态的信号POW。而且还在于，CPU24是根据上述直流电VS、VDC对电子设备本体的供给状况和电源装置10的电力负荷状态控制，对由如下所示的二次电池21对电子设备本体的备用电源供给进行控制的。
即，CPU24在判断如图2所示的电源装置10，是否在对电子设备本体输出第1直流电VS的同时(步骤S1)，进而判断是否在进行第2直流电VDC(步骤S2)的输出。而且，在上述电源装置10向电子设备本体输出第2直流电VDC时，CPU24判断为上述的电子设备本体处于正常工作状态(步骤S3)。另外，如果上述的电源装置10未对电子设备本体输出第2直流电VDC，而只是处于供给第1直流电VS的状态的话，CPU24即将此判断为电子设备本体处于待机动作(待机)状态(步骤S4)。而在未由上述的电源装置输出第2直流电VDC时，CPU24关闭电源开关，判断为电子设备本体处于动作停止状态(步骤S5)。
而且，电池盒20中的CPU24是在电子设备本体处于正常工作状态之时，启动其上述的备用动作功能。并且只在该状态下检测出来自上述交流检测信号AC-DET的交流信号的输入中断时，才对电源装置10输出上述的信号S-D。由此，就将二次电池21中蓄积的电能作为对电子设备本体的备用电源源进行释放。另外，在电子设备本体处于待机动作(待机)过程中，却尚未停止动作之时，CPU24在停止上述的检测信号AC-DET的监控的同时，也令其停止对电子设备本体的备用动作功能。在该备用动作功能停止的状态下，由二次电源21对电源装置10的供电就被来自CPU24的信号所终止。
另外，在上述的CPU24监视如图3所示的显示电源装置10的电力负荷状况的信号POW、判断该电源装置10的电力负荷是否为[0](步骤S11)的同时，也可以在电力负荷存在的情况下，判断其电力负荷是否是超过了预设判断水平的大负荷(步骤S12)。
而在电源装置10中的电负荷为[0]的情况下，CPU24判断电源开关为断开状态；电子设备本体处于工作停止状态(步骤S13)。另外，在电源装置10的电力负荷大的情况下，判断电子设备本体处于正常工作状态(步骤S14)；电力负荷小的情况下，则判断电子设备本体处于待机动作中(待机)(步骤S15)。而且CPU24也能够具有，在检测出上述电子设备本体处于正常工作状态的条件下，启动备用动作功能；检测出交流电停电的情况下，就应该如前所述，会令二次电池21中蓄积的电能作为对上述电子设备本体的备用电源进行电能释放的功能。即，在判断电子设备本体处于待机状态时，最好能够令其停止其备用动作功能。
这样，通过有了具有检测电源10中的第1和第2的直流电VS、VDC向电子设备本体的输出状态、或电源装置10对电子设备本体的电力负荷状态POW，判断电子设备本体的工作状态是处于正常工作状态还是处于待机状态(待机)的功能的无停电电源(电池盒)，就使只处于正常工作状态下的该电子设备本体有可能启动其备用功能。而且，在电子设备本体处于待机状态(待机)过程中或停止运行过程中，即使交流电的输入中断，电池盒也不会向电子设备本体供给备用电源。
因而，由于只是根据电子设备本体的运行状态，仅在交流电停电，真正有必要为保证其工作状态而向电子设备本体供应备用电源之际，才令电池盒20启动其功能，所以就有可能减轻电池盒20中的负荷。而且，由于电源装置10能在充分发挥原有功能的基础上，由该电源装置10的工作状态监控电子设备本体的工作状态，并没有使其结构复杂化，所以可以简单而准确地判断电子设备本体的工作状态。结果，由于可在充分确保其动作可靠性的基础上，避免不必要的备用动作，从而减少了电池盒20中的电力消耗，进而可以减少装有电池盒20的电子设备总体的电力消耗。
另外，本发明并不仅限定于上述的实施方式范围内。例如，就电池盒20中的充电控制电路22的充电控制方式而言，是可以合理地采用过去一直提倡的各种方式的；CPU24中，只要使作为备用电源的二次电池21在为发挥其功能蓄积充足的电能的情况下，能够对电子设备本体进行如前所述的供电就足够了。另外，CPU24中，只要能够检测第1和第2的直流电VS、VDC对电子设备本体的输出状态，或者电源装置10对电子设备本体的电力负荷状态POW的任何一方即可。此外，本发明可以在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形设计。
(发明的效果)
如上所述，采用有关本发明的不间断电源装置，可以根据由交流电生成直流电，对电子设备本体进行供电的电源装置的第1和第2的直流电VS、VDC的输出状态，或者电源装置对电子设备本体的电力负荷状态，判断电子设备本体的工作状态，并根据判断的结果控制对电子设备本体实施备用电源的供电。因而，可以避免电子设备本体处于动作待机状态(待机)或是处于动作停止状态时的不间断电源装置(电池盒)的无用动作、抑制无端的电力消耗。而且由于可以由电源装置的工作状态，简单而准确地判断电子设备本体的工作状态，因而可以期待在其动作的可靠性能够得以充分的提高等方面，有极为实用的效果。

Claims (1)

1、一种不间断电源装置，被安装在电子设备中，该电子设备包括：
电子设备主体，执行规定运行动作；和
电源装置，由交流电源分别生成为上述电子设备主体的待机动作所必需的第1直流电和为上述电子设备主体的正常工作所必需的第2直流电，在向上述电子设备主体进行上述第1直流电的供电的同时，根据上述电子设备主体的工作状态对上述第2直流电向上述电子设备主体的供电进行控制；
该不间断电源装置包括：
二次电池，由上述电源装置进行充电，在上述交流电源停电时作为上述电子设备主体的备用电源；
备用控制单元，在检测到上述第2直流电在供电时，启动该不间断电源装置对上述电子设备主体的备用动作功能，在检测到上述第1直流电在供电而未检测到上述第2直流电的供电时，上述电子设备主体为上述待机动作，停止该不间断电源装置的上述备用动作功能。
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