CN115395634A - 不断电***及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种不断电***及其操作方法。所述不断电***包括直流‑交流转换电路、多个开关、多个感测单元、多个输出埠与控制单元。每一开关的第一端皆电性耦接直流‑交流转换电路的输出端。每一感测单元电性耦接于其中一输出埠与其中一开关的第二端之间。控制单元电性耦接上述开关的控制端。控制单元用以依据***设定而自上述输出埠中定义出至少一群组的成员，并依据***设定而自每一群组中定义出有哪些成员是非关键输出埠。控制单元还用以依据***设定来设定每一群组中的所有非关键输出埠同时停止供电的至少一条件，并据以控制对应的开关的操作。

Description

不断电***及其操作方法
技术领域
本发明涉及电源供应领域，特别是涉及一种不断电***及其操作方法。
背景技术
就目前而言，市面上已出现具有多个输出埠的不断电***(uninterruptiblepower system，UPS)，这种不断电***的输出埠被划分成多个群组(即所谓的group或bank)以分别进行控制。然而，由于这种不断电***的输出埠群组都是在制造时就已经定义好，因而使得这种不断电***在使用上缺少弹性。
发明内容
本发明的其中一目的在于提供一种不断电***，其可依用户输入的***设定而自多个输出埠中定义出至少一群组的成员，进而提高不断电***在使用上的弹性。
本发明的另一目的在于提供一种对应于上述不断电***的操作方法。
为达上述目的，本发明提供一种不断电***，其包括直流-交流转换电路、多个开关、多个感测单元、多个输出埠与控制单元。每一开关具有第一端、第二端与控制端，且每一开关的第一端皆电性耦接直流-交流转换电路的输出端。每一感测单元的输入端电性耦接其中一开关的第二端，并用以感测电压与电流中的至少其中之一。每一输出埠电性耦接其中一感测单元的输出端。控制单元电性耦接直流-交流转换电路、上述各开关的控制端与上述各感测单元。此控制单元用以依据***设定而自上述输出埠中定义出至少一群组的成员，并依据***设定而自每一群组中定义出有哪些成员是非关键输出埠。此控制单元还用以依据***设定来设定每一群组中的所有非关键输出埠同时停止供电的至少一条件，并据以控制对应的开关的操作。
为达上述目的，本发明另提供一种不断电***的操作方法。所述不断电***包括有直流-交流转换电路、多个开关、多个感测单元与多个输出埠。每一开关具有第一端、第二端与控制端，且每一开关的第一端皆电性耦接直流-交流转换电路的输出端。每一感测单元的输入端电性耦接其中一开关的第二端，并用以感测电压与电流中的至少其中之一。每一输出埠电性耦接其中一感测单元的输出端。所述操作方法包括下列步骤：依据***设定而自上述输出埠中定义出至少一群组的成员；依据***设定而自每一群组中定义出有哪些成员是非关键输出埠；以及依据***设定来设定每一群组中的所有非关键输出埠同时停止供电的至少一条件，并据以控制对应的开关的操作。
为了让上述目的、技术特征以及实际实施后的增益性更为明显易懂，于下文中将以较佳的实施范例辅佐对应相关的图式来进行更详细的说明。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为依照本发明一实施例的不断电***。
图2为依照本发明另一实施例的不断电***。
图3为依照本发明再一实施例的不断电***。
图4为依照本发明一实施例的不断电***的操作方法的流程图。
具体实施方式
为更清楚了解本发明的特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围。
本发明的优点、特征以及达到的技术方法将参照例示性实施例及所附图式进行更详细地描述而更容易理解，且本发明或可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对所属技术领域具有通常知识者而言，所提供的实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴，且本发明将仅为所附加的申请专利范围所定义。
图1为依照本发明一实施例的不断电***。请参照图1，此不断电***100乃是一在线式不断电***(On-line UPS)。此不断电***100包括有滤波单元102、开关单元104、功率因子校正电路(power factor correction circuit，PFC circuit)106、直流-交流转换电路108、滤波单元110、充电电路112、直流-直流转换电路114、电池116、旁路路径118、控制单元120、输入界面122、通讯接口124、感温单元126、感测单元128、开关140_1～140_N、感测单元150_1～150_N以及输出埠160_1～160_N，其中N为正整数。
如图1所示，开关单元104与充电电路112的输入端皆透过滤波单元102电性耦接交流电源(AC mains)，且开关单元104亦透过旁路路径118电性耦接滤波单元110的输入端与直流-交流转换电路108的输出端。在此例中，开关单元104乃是由至少一开关所组成。功率因子校正电路106的输入端电性耦接开关单元104，而功率因子校正电路106的输出端电性耦接直流-交流转换电路108的输入端。充电电路112的输出端电性耦接电池116。直流-直流转换电路114的输入端电性耦接电池116，而直流-直流转换电路114的输出端电性耦接直流-交流转换电路108的输入端。开关140_1～140_N皆具有第一端、第二端与控制端，且这些开关的第一端皆电性耦接滤波单元110的输出端。感测单元150_1～150_N中的每一感测单元的输入端电性耦接其中一开关的第二端，并用以感测电压与电流中的至少其中之一。每一输出埠电性耦接感测单元150_1～150_N中的其中一感测单元的输出端，且每一输出埠用以供电给至少一负载(未绘示)。
此外，感温单元126与感测单元128皆电性耦接电池116。在此例中，感温单元126用以感测电池116的温度、不断电***100的内部温度与不断电***100的外部的环境温度中的至少其中之一。而感测单元128则用以感测电池116的剩余电量。控制单元120电性耦接开关单元104、功率因子校正电路106、直流-交流转换电路108、充电电路112与直流-直流转换电路114，并用以提供控制讯号C1～C5以分别控制它们的操作。举例来说，控制单元120可利用控制讯号C1来控制开关单元104的操作，以便使开关单元104将滤波单元102的输出端电性耦接至旁路路径118，或是将滤波单元102的输出端电性耦接至功率因子校正电路106的输入端。控制单元120亦电性耦接开关140_1～140_N中的每一开关的控制端，并用以提供控制讯号D1～DN以分别控制这些开关的操作。举例来说，控制单元120可利用控制讯号D1来控制开关104_1呈现导通状态(on state)或是呈现关闭状态(off state)。
控制单元120还电性耦接感测单元150_1～150_N，以控制它们的操作，并接收感测单元150_1～150_N所分别取得的感测数据S1～SN。如此，控制单元120便可依据感测数据S1～SN来计算对应负载的功耗大小。控制单元120亦电性耦接感温单元126与感测单元128，以控制它们的操作，并接收感温单元126与感测单元128所分别取得的感测数据T与感测数据Q。此外，控制单元120还电性耦接输入界面122、通讯接口124与滤波单元102的输入端。在此例中，控制单元120亦用以接收滤波单元102的输入端上的讯号A，并据以判断交流电源(即市电)是否失效。此外，在此例中，控制单元120还用以透过输入界面122来接收用户所输入的***设定(详后述)。此输入界面122可采用一触控面板(touch panel)或多个实体按键来实现，然此并非用以限制本发明。
在接收到上述的***设定之后，控制单元120便依据此***设定而自输出埠160_1～160_N中定义出至少一群组的成员，并依据此***设定而自每一群组中定义出有哪些成员是非关键输出埠(non-critical output port)。以8个输出埠为例，假设控制单元120所接收到的***设定用以建立群组1与群组2这二个群组，且在此***设定中，群组1由输出埠160_1、160_3、160_4、160_5与160_6所组成，群组2由输出埠160_2、160_7与160_8所组成，而其中输出埠160_1～160_4为非关键输出埠，那么控制单元120便会依据此***设定而将输出埠160_1、160_3、160_4、160_5与160_6定义为群组1的成员，并将输出埠160_2、160_7与160_8定义为群组2的成员。此外，控制单元120还会依据此***设定而将群组1中的输出埠160_1、160_3与160_4定义为非关键输出埠，并将群组2中的输出埠160_2定义为非关键输出埠。至于群组1中的其他输出埠与群组2中的其他输出埠，控制单元120则会自动把它们定义为关键输出埠(critical output port)。
接下来，控制单元120还会依据接收到的***设定来设定每一群组中的所有非关键输出埠同时停止供电的至少一条件，并据以控制对应的开关的操作。上述这些条件所考虑的参数包括负载的功耗大小、市电是否失效、电池116的剩余电量、电池116的温度、不断电***100的内部温度、不断电***100的外部的环境温度以及用户设定的计数时间中的至少其中之一。
假设控制单元120所接收到的***设定乃是对群组1与群组2各设置了三个条件，如下：
群组1(Load>M Watt||L2B||BatCap<40％)
群组2(Load>M Watt||L2B||BatCap<60％)
其中Load表示对应群组的所有负载的总功耗大小，L2B表示市电失效，BatCap表示电池116的剩余电量，M为正数(即大于0的实数)。那么以群组1而言，当群组1的所有负载的总功耗大于M瓦特(Watt)时，或者市电失效时，又或者是电池116的剩余电量小于百分之四十时，控制单元120就会控制开关140_1、140_3与140_4的操作而使这些开关呈现关闭状态，进而使得群组1中的所有非关键输出埠(即输出埠160_1、160_3与160_4)同时停止供电。而以群组2而言，当群组2的所有负载的总功耗大于M瓦特(Watt)时，或者市电失效时，又或者是电池116的剩余电量小于百分之六十时，控制单元120就会控制开关140_2的操作而使其呈现关闭状态，进而使得群组2中的所有非关键输出埠(即输出埠160_2)同时停止供电。
必须说明的是，以上所述的***设定仅是用以举例，并非用以限制本发明。本领域的通常知识者应知，上述***设定的内容当可依照实际的需求而更改。举例来说，***设定可以仅建立一个群组，或是建立三个以上的群组。再举例来说，***设定可以是将至少一群组中的所有成员皆定义为非关键输出埠，或是使至少一群组中的所有成员皆定义为关键输出埠。此外，由对应于群组1的三个条件与对应于群组2的三个条件可知，这些条件所考虑的参数包括负载的功耗大小、市电是否失效以及电池116的剩余电量，然此亦非用以限制本发明。本领域的通常知识者应知，上述条件的数量以及所考虑的参数皆可依照实际的需求而更改。举例来说，***设定可以是对其中一群组设置单一个条件，而此条件所考虑的参数例如是用户所设定的计数时间。因此，当计数时间达到用户所设定的计数时间(例如是四个小时)，那么控制单元120就会控制此群组中的所有非关键输出埠的对应开关的操作，进而使得此群组中的所有非关键输出埠同时停止供电。
此外，尽管在上述说明中，控制单元120乃是透过输入界面122来接收用户所输入的***设定，然此亦非用以限制本发明。举例来说，假设控制单元120更用以执行网页服务器程序(web server program)以提供网络用户界面(web-based user interface)，而此网络用户界面用以供用户输入***设定，那么控制单元120便可透过通讯接口124来接收用户所输入的***设定。当然，所述的网络用户界面包括是Web界面、SNMP界面(simple networkmanagement protocol interface)或Telnet界面。另外，通讯接口124可为有线通讯接口或无线通讯接口，本发明对此亦不限定。
值得一提的是，在此例中，滤波单元102、滤波单元110、直流-直流转换电路114、输入界面122、通讯接口124、感温单元126与感测单元128皆可依照实际的需求来决定是否采用。此外，设计者亦可依照实际的需求来决定是否将控制单元120电性耦接至滤波单元102的输入端。
类似地，前述不断电***100所执行的功能亦可运用在不同架构的不断电***，分别以图2与图3来说明之。图2为依照本发明另一实施例的不断电***。在图2中，其标示与图1中的标示相同者表示为相同构件。而如图2所示，此不断电***200乃是一离线式不断电***(Off-line UPS)。相较于图1所示的不断电***100，图2所示的不断电***200由于未采用功率因子校正电路，因此不断电***200的控制单元220并不需要提供控制讯号C2。在此例中，控制单元220用以依据用户所输入的***设定而自输出埠160_1～160_N中定义出至少一群组的成员，并依据此***设定而自每一群组中定义出有哪些成员是非关键输出埠。此外，控制单元220还用以依据此***设定来设定每一群组中的所有非关键输出埠同时停止供电的至少一条件，并据以控制对应的开关的操作。
图3为依照本发明再一实施例的不断电***。在图3中，其标示与图2中的标示相同者表示为相同构件。而如图3所示，此不断电***300乃是一在线交互式不断电***(Line-interactive UPS)。相较于图2所示的不断电***200，由于图3所示的不断电***300额外采用了自动电压调整电路(automatic voltage regulation circuit，AVR circuit)130，因此不断电***300的控制单元320需要额外提供控制讯号C6，以便控制自动电压调整电路130的操作。在此例中，控制单元320用以依据用户所输入的***设定而自输出埠160_1～160_N中定义出至少一群组的成员，并依据此***设定而自每一群组中定义出有哪些成员是非关键输出埠。此外，控制单元320还用以依据此***设定来设定每一群组中的所有非关键输出埠同时停止供电的至少一条件，并据以控制对应的开关的操作。
根据以上说明，本领域的通常知识者当可归纳出本发明的不断电***的一些基本操作步骤，以图4来说明之。图4为依照本发明一实施例的不断电***的操作方法的流程图。所述不断电***包括有直流-交流转换电路、多个开关、多个感测单元与多个输出埠。每一开关具有第一端、第二端与控制端，且每一开关的第一端皆电性耦接直流-交流转换电路的输出端。每一感测单元的输入端电性耦接其中一开关的第二端，并用以感测电压与电流中的至少其中之一。每一输出埠电性耦接其中一感测单元的输出端。请参照图4，首先，不断电***中的控制单元会判断是否接收到用户输入的***设定(如步骤S402所示)。当判断为否时，控制单元便回到步骤S402；反之，当判断为是时，控制单元便依据接收到的***设定而自所述输出埠中定义出至少一群组的成员(如步骤S404所示)。
在执行完步骤S404之后，控制单元会依据此***设定而自每一群组中定义出有哪些成员是非关键输出埠(如步骤S406所示)。然后，控制单元会还会依据此***设定来设定每一群组中的所有非关键输出埠同时停止供电的至少一条件，并据以控制对应的开关的操作(如步骤S408所示)。
当然，在步骤S408中，所述条件所考虑的参数包括负载的功耗大小、市电是否失效、不断电***的电池的剩余电量、不断电***的电池的温度、不断电***的内部温度、不断电***的外部的环境温度以及设定的计数时间中的至少其中之一。
综上所述，由于本发明的不断电***可依用户输入的***设定而自多个输出埠中定义出至少一群组的成员，因此本发明的不断电***在使用上的弹性较习知不断电***在使用上的弹性来得高。
以上所述的实施例仅为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本创作的内容并据以实施，当不能以之限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种不断电***，其特征在于，所述不断电***包括：
直流-交流转换电路；
多个开关，每一开关具有第一端、第二端与控制端，且所述第一端皆电性耦接所述直流-交流转换电路的输出端；
多个感测单元，每一感测单元的输入端电性耦接所述第二端的其中之一，并用以感测电压与电流中的至少其中之一；
多个输出埠，每一输出埠电性耦接其中一感测单元的输出端；以及
控制单元，电性耦接所述直流-交流转换电路、所述控制端与所述感测单元，所述控制单元用以依据***设定而自所述输出埠中定义出至少一群组的成员，并依据所述***设定而自每一群组中定义出有哪些成员是非关键输出埠，所述控制单元还用以依据所述***设定来设定每一群组中的所有非关键输出埠同时停止供电的至少一条件，并据以控制对应的开关的操作。
2.根据权利要求1所述的不断电***，其特征在于所述条件所考虑的参数包括负载的功耗大小、市电是否失效、所述不断电***的电池的剩余电量、所述不断电***的电池的温度、所述不断电***的内部温度、所述不断电***的外部的环境温度以及设定的计数时间中的至少其中之一。
3.根据权利要求1所述的不断电***，其特征在于其更包括输入界面，且所述控制单元更电性耦接所述输入界面，以透过所述输入界面接收所述***设定。
4.根据权利要求3所述的不断电***，其特征在于所述输入界面包括触控面板。
5.根据权利要求1所述的不断电***，其特征在于其更包括通讯接口，且所述控制单元更电性耦接所述通讯接口，以透过所述通讯接口接收所述***设定。
6.根据权利要求5所述的不断电***，其特征在于所述控制单元更用以执行网页服务器程序以提供网络用户界面，所述网络用户界面用以供用户输入所述***设定。
7.根据权利要求6所述的不断电***，其特征在于所述网络用户界面包括是Web界面、SNMP界面或Telnet界面。
8.根据权利要求1所述的不断电***，其特征在于所述不断电***为在线式不断电***、离线式不断电***或在线交互式不断电***。
9.一种不断电***的操作方法，所述不断电***包括有直流-交流转换电路、多个开关、多个感测单元与多个输出埠，每一开关具有第一端、第二端与控制端，且所述第一端皆电性耦接所述直流-交流转换电路的输出端，每一感测单元的输入端电性耦接所述第二端的其中之一，并用以感测电压与电流中的至少其中之一，每一输出埠电性耦接其中一感测单元的输出端，其特征在于，所述操作方法包括下列步骤：
依据***设定而自所述输出埠中定义出至少一群组的成员；
依据所述***设定而自每一群组中定义出有哪些成员是非关键输出埠；以及
依据所述***设定来设定每一群组中的所有非关键输出埠同时停止供电的至少一条件，并据以控制对应的开关的操作。
10.根据权利要求9所述的不断电***的操作方法，其特征在于所述条件所考虑的参数包括负载的功耗大小、市电是否失效、所述不断电***的电池的剩余电量、所述不断电***的电池的温度、所述不断电***的内部温度、所述不断电***的外部的环境温度以及设定的计数时间中的至少其中之一。
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