CN202142875U - 在线互动式直流转直流长效型备援电力*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在线互动式直流转直流长效型备援电力***，包含：电源转换器输出转换直流电压；充放电转换控制器，耦接电源转换器，决定是否对转换直流电压进行升压或降压，对第一蓄电池进行充电；外接元件转换控制单元，耦接电源转换器，决定是否对转换直流电压进行升压或降压，对外接元件进行供电；电力来源切换控制单元，耦接电源转换器，切换电源转换器输入电源的来源，选择对外接元件转换控制单元、外接元件、充放电转换控制器、以及蓄电池提供直流电源；微控制器，检测在线互动式直流转直流长效型备援电力***的状态，以进行输入直流电源切换与电压转换；微控器控制充放电转换控制器，调整第一蓄电池对外接元件转换控制单元的一供电机制。

Description

在线互动式直流转直流长效型备援电力***

技术领域

本发明系有关一种在线互动式(Line-Interactive)直流转直流长效型备援电力***，尤指一种能外接多种不同种类的直流电源，可对外接元件供电与对蓄电池进行充放电控制管理，以提高蓄电池使用效率与寿命及控制并保护蓄电池，并可增加备援电力***使用时间，进而维持电子设备运作机制的在线互动式直流转直流长效型备援电力***。

背景技术

由于许多电子设备都采用直流电源为其驱动电子元件的电力来源，但目前传统电力备援***大部分是采用交流电源转换为直流电源，然后再由直流电源转换成交流电源，最后再透过设备端的变压器，再将交流电源转换为直流电源，以对电子设备提供运作的电力。

举例说明，假设第一次交流电源转换直流电源的电力效率约剩85～90％，第二次直流电源转换成交流电源的电力效率约剩80～90％，最后第三次交流电源转换直流电源的电力效率约剩85～90％，故后端电子设备实际得到的电源约为最初电源的57.8％(85％*85％*85％＝57.8％)。

另外，传统电力备援***，若非大***设备或专属特殊应用设计，大都无法提供较有效的电源管理机制，无法针对蓄电池与设备的使用状况，进行各别有效的充电或放电或负载运作的控制管理，造成蓄电池的循环使用的寿命因此降低、或因蓄电池长时间处于过低电压状态下造成永久损坏，间接提高使用者的使用成本负担。

发明内容

因此，为了解决上述问题，本发明的目的之一，是在提供一种直流电源转直流电源的在线互动式(Line-Interactive)直流转直流长效型备援电力***，可直接采用直流电源作为电力来源。

本发明的目的之一，是在提供一种在线互动式直流转直流长效型备援电力***，可远端遥控管理，并采用多种电力来源及分散式***进行充放电的备援电力***。

本发明的目的之一，是在提供一种在线互动式直流转直流长效型备援电力***，可直接对电子设备提供直流电源，并减少不必要的多次交流或直流转换的电能耗损。

本发明的目的之一，是在提供一种在线互动式直流转直流长效型备援电力***，可透过绿色能源所提供的直流电源，来进行备援电力的充电并持续对直流电子设备提供长效电力。

本发明的目的之一是在提供一种在线互动式直流转直流长效型备援电力***，可透过微控制器对多种不同类别的输入电源进行电力检测、电压判断及切换控制等运作机制，达到对备援电力多元输入以充电、以及稳定充放电的效益，并延长电子设备使用时间与增加备援电力***的蓄电容量，进而稳定提供电源及有效应用输入电源。

本发明的目的之一，是在提供一种在线互动式直流转直流长效型备援电力***，透过微控制器进行蓄电池电压与外接元件负载电流判断，以对蓄电池进行不同电压充电、对蓄电池不进行充电、对蓄电池的电压高低判断以决定充电优先排序、充电截止电压保护、过低压停止充电保护及放电截止电压保护、最低终止放电电压保护等运作模式，以提高蓄电池使用效率与对蓄电池运作的保护。

本发明的目的之一，是在提供在线互动式直流转直流长效型备援电力***，搭配电压判断、放电截止电压保护与最低终止放电电压保护等运作模式，以增加蓄电池使用寿命与对蓄电池运作保护。

本发明的目的之一，是在提供在线互动式直流转直流长效型备援电力***，透过独立电源转换、独立充电、及并联方式整合放电机制，可依使用需求搭配至少一蓄电池，发挥***规划效益，以节省能源成本。

本发明的目的之一，是在提供在线互动式直流转直流长效型备援电力***，可依据不同蓄电池的放电与充电特性，以判断不同种类蓄电池，再进行充放电模式控制切换，达到对不同充电模式的蓄电池最佳充电方法与效益。

本发明的目的之一，是在提供在线互动式直流转直流长效型备援电力***，可同时接收多种以不同端口形式的直流电源输入，当做其一备援输入电源，以对蓄电池充电或外接元件端供电。

本发明的目的之一，是在提供在线互动式直流转直流长效型备援电力***，可利用接收多种以不同端口形式的直流电源输入，当做不同***设备间的互相备援输入电源，以对蓄电池充电或外接元件供电。

本发明的目的之一，是在提供在线互动式直流转直流长效型备援电力***，可提供安全长效备援电力***，透过防爆耐高低温蓄电池技术以及未来蓄电池的耐高低温、高容量、及高循环电池寿命特性，并结合绿色能源便利的直流电源***的架设特性，可供应给电子设备具安全且长效的备援电力***。

本发明的一实施例提供一种在线互动式直流转直流长效型备援电力***，包含至少一电源转换器、复数个充放电转换控制器、至少一外接元件转换控制单元、至少一电力来源切换控制单元、以及一微控制器。电源转换器将至少一输入直流电源进行转换，以输出至少一转换直流电压；充放电转换控制器，耦接至电源转换器，依据一第一蓄电池的规格，决定是否对转换直流电压进行升压或降压，并控制转换直流电压对第一蓄电池进行充电；外接元件转换控制单元，耦接至电源转换器，依据一外接元件的规格，决定是否对转换直流电压进行升压或降压，并控制转换电压对外接元件进行供电；电力来源切换控制单元，耦接至电源转换器，以切换电源转换器的该输入电源的来源，并选择对外接元件转换控制单元、外接元件、充放电转换控制器、以及蓄电池提供直流电源；微控制器，检测在线互动式直流转直流长效型备援电力***的状态，并控制输入直流电源的来源与一优先顺序，以进行输入直流电源切换与电压转换；微控器控制充放电转换控制器，以调整第一蓄电池对外接元件转换控制单元的一供电机制。其中，供电机制为微控制器检测电源转换器及电力来源切换控制单元的状态，并对外接元件、第一蓄电池进行充放电与启动/中断电力的控制。

附图说明

图1系本发明直流转直流长效型备援电力***一实施例的示意图。

图2A系本发明一实施例的铅酸蓄电池于室温下进行放电的运作模式。

图2B系本发明一实施例的锂类蓄电池于室温下进行放电的运作模式。

图3系本发明直流转直流长效型备援电力***一实施例的示意图。

主要元件符号说明：

100、300    直流转直流长效型备援电力***

101、102    电源转换器

103、104、105    充放电转换控制器

20、21、22    外接元件

106、107、108    外接元件转换控制单元

109    电力来源切换控制单元

110    微控制器

10、11、12    蓄电池

201、202、203    虚框

51    远端控制端口

61    温度检测单元

IV1    直流电源

IV2    以太网络供直流电源

OV1、OV2    转换直流电压

具体实施方式

请参阅图1，图1系本发明在线互动式(Line-Interactive)直流转直流长效型备援电力***100一实施例的示意图。在线互动式直流转直流长效型备援电力***100包含电源转换器101与102、充放电转换控制器103、104、以及105、外接元件转换控制单元106、107、以及108、一电力来源切换控制单元109、以及一微控制器110。其中，充放电转换控制器103、104、以及105分别耦接至蓄电池10、11、以及12；外接元件转换控制单元106、107、以及108分别与外接元件20、21、以及22耦接。

在此请注意，外接元件20～22可为现有或未来发展使用直流电源的电子设备，本发明不应以为限，且蓄电池与外接元件的数目可视使用者需求自行增减。

110透过在线互动式直流转直流长效型备援电力***100，使用者可依据现地环境所能取得的直流电源IV1、或/及互以太网络供直流电源(Power over Ethernet，POE)IV2，以作为至少一输入直流电源的来源。

在线互动式直流转直流长效型备援电力***100利用各自独立的充放电转换控制器103～105的设计，透过微控制器110进行多样的检测、判断、及选择性的充电与放电机制，可依据至少一输入直流电源转换电力状况，对外接元件20～22与蓄电池10～12，进行多种模式充电与放电管理与控制，并对蓄电池10～12进行充放电保护，使蓄电池10～12的使用寿命与充放电效率大幅提升，亦可使在线互动式直流转直流长效型备援电力***100具有危机管理与防灾应变的能力。

另外，由于蓄电池10～12可为多种不同规格或相同规格的电池所实现，故使用者可依电子设备使用电力特性需求，采用不同种类或相同种类的蓄电池，而得到其蓄电电压及放电特性，换言之，蓄电池10～12不需同一种规格，再透过使用者自行调整微控制器110或由微控制器110透过充放电转换控制器103～105检测蓄电池10～12的特性，以调整其所使用的充电模式与充电电路切换方向，让蓄电池10～12得到最佳充电模式与最佳充电保护方式，达到不同充电电压及电流的充放电高效益。

在本实施例中，电源转换器101与102分别耦接输入直流电源，依据输入直流电源进行转换以输出转换直流电压OV1与OV2。其中，输入直流电源可为一般直流电源IV1所实现，透过电源转换器101转换出转换直流电压OV1另外，输入直流电源可为一以太网络供直流电源IV2所实现，透过电源转换器102转换出转换直流电压OV2。

因电源转换器101与102所搭配的输入电源模式与电压高低有所不同，故所产生的直流电源的电压与电流会有差异，故在线互动式直流转直流长效型备援电力***100可透过微控制器110对电压特性、电流特性、波形、频率及其他电源特性至少其一，进行检测判断。又电力来源切换控制单元109分别耦接至电源转换器101、102与微控制器110，故透过微控制器110控制电力来源切换控制单元109进行电力切换，使在线互动式电源控制***在线互动式直流转直流长效型备援电力***得以将转换后的转换直流电压OV1与OV2、进行切换的程序。

另外，电源转换器101与102的电力来源可为同一种直流电源，但本发明不应以此为限，亦可为多种直流电源同时输入。再者，如转换直流电压OV1的电压为17.8V～18.2V，而透过太阳能电池的直流电源IV1转换成转换直流电压OV1后的电压为18V，但在实际运作时，会因太阳能电池随日照强度随时不同的变化状况，故电压虽不稳定但仍在额定电压范围内，但具有频繁的高低电压起伏特性，例如：直流电压OV1的电压为15.5V～18.5V；透过以太网络供电端口所输入的直流电源转换直流电压OV2后的电压为18V，因属备援电力来源，但实际电压范围约为17V～17.8V，但却是相对于太阳能电池直流电压稳定许多，因此微处理器110可透过上述的特性检测判断电力来源。

在此请注意，针对不同输入直流电源，于本实施例中为直流电源IV1、以太网络供直流电源IV2，其电源转换器101与102可分别具有至少一升压、或/且至少一降压的转换电压电路(图未示)，以提供升压或降压的需求。

在本实施例中，以太网络供直流电源IV2可透过一以太网络电源端口进行供电，亦可反方向的由直流电压OV2直接供电至其他以太网络电源端口或以太网络电源外接单元，举例说明，当直流电源IV1无法供电时，可透过以太网络供直流电源IV2将转换直流电压OV2供电给在线互动式直流转直流长效型备援电力***100；以太网络供直流电源IV2无法进行供电时，可透过直流电源IV1所转换的转换直流电压OV1，透过微控制器110利用电力来源切换控制单元109将转换直流电压OV1转换成转换直流电压OV2供应给电源转换器102，再由电源转换器102将转换直流电压OV2透过以太网络供直流电源IV2的路径，供电至其他以太网络电源端口或以太网络电源外接单元。

透过以太网络进行电力传输，可分为两类端口，其一为供电端端口，其二为受电端端口；本实施例中，以太网络供直流电源IV2，相当于一以太网络受电端端口，可透过外部一以太网络电源供电端端口接入电源；本实施例中，另一以太网络电源端口则扮演供电端端口，依据电力来源切换控制单元109及电源转换控制器102，转换出电力输出，为以太网络供电端端口。

在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的外接元件20～22，在本实施例中，分别耦接于外接元件转换控制单元106～108，并由外接元件转换控制单元106～108所控制，包括电压、电流、负载保护、开启/中断开关等，故，外接元件转换控制单元106～108依据微控制器110的检测结果，以决定外接元件20～22的供电开启/中断。

在此请注意，外接元件转换控制单元106～108为各自独立，可避免任一外接元件20、或21或22故障或短路状况发生时，产生对其他外接元件的正常运作。

外接元件转换控制单元106～108分别耦接至电源转换器101及102，将转换后的直流电压OV1、或OV2或蓄电池10、或/及12所提供的电力，对外接元件20～22进行供电，使外接元件转换控制单元106～108得以控制外接元件20～22。

换言之，在外接的输入直流电源处于未断电状态时，外接元件转换控制单元106～108，可接收转换后的转换直流电压OV1或OV2所提供的直流电源，并且依据微控制器110内建软件程序的设定或使用者的操作，透过外接元件转换控制单元106、107、以及108来控制外接元件20～22的供电。相对应地，在输入的、直流电源IV1、以太网络供直流电源IV2若处于中断供电状态时，则自动改由蓄电池20、或/及21、或/及22进行单独供电或并联共享方式供电，以确保外接元件转换控制单元106～108能够有足够的电力提供给外接元件20～22，并加以控制。

另外，当输入的直流电源IV1处于中断供电状态时，由以太网络供直流电源IV3进行供电。若输入的直流电源IV1所供应电流无法同时负荷外接元件20～22及蓄电池10～12的充电需求，微控制器110将启动维护运作保护程序，中断对蓄电池10～12进行充电，如此一来，电力可保留给外接元件转换控制单元106并对外接元件20～22提供电力，待直流电源IV1恢复供电时，再继续对蓄电池10～12进行充电。

当输入的直流电源IV1处于中断供电状态时，其输入电源系由以太网络供直流电源IV2为主要输入直流电源，换言之，直流电源IV1或以太网络供直流电源IV2为备援输入的直流电源。当输入直流电源IV1所供应电流无法同时应付外接元件20～22及蓄电池10～12的充电需求，微控制器110将启动维护运作保护程序，将输入直流电源由直流电源IV1切换为以太网络供直流电源IV2方式运作，若仍无法同时应付外接元件20～22及蓄电池10～12的充电需求，微控制器110将再次启动维护运作保护程序，中断对蓄电池10～12进行充电，只将电力提供给外接元件转换控制单元106～108，使外接元件转换控制单元106～108能对外接元件20～22进行供电，待直流电源IV1供电时，再恢复对蓄电池10～12进行充电。

举例说明，透过架设太阳能***与以太网络供电所形成的互相备援电力***，当连续阴雨天时间超过太阳能供电***所设计的供电容量时间，若无切换至以太网络互相备援的供电***，在连续白天阴雨情况下因无电源或电压过低造成无法运作；若切换到以太网络互相备援供电***，便可解决这类特殊天候及特殊紧急状况下的供电问题。

在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的蓄电池10～12，在本实施例中，分别由充放电转换控制器41c、42c、43c所控制，针对蓄电池B1、B2、以及B3的充电电压、充电电流、放电电压、放电电流、充电截止电压、放电截止电压保护及最低终止放电电压保护等相关保护机制，依据微控制器110内建软件程序的运作指令，采取应有的应对的程序。相对应地，各自独立的充放电转换控制器106～108，系依据微控制器110内建的软件程序，以对蓄电池10～12进行不同电压充电、充电排除、高低压充电优先排序、过低压停止充电保护及最低终止放电电压保护等运作模式，以提高蓄电池使用效率与对蓄电池运作的保护。

充放电转换控制器106～108，系采取独立充放电控制***模式并分别耦接于蓄电池10～12，由于充放电转换控制器106～108之间存在独立充电与独立放电或并联方式共同放电特性，不会因蓄电池10～12规格不同或特性差异造成故障或短路，使充放电转换控制器106～108故障，故可以达到蓄电池10～12的保护与增加充放电效益。

在此请注意，由于放电截止电压保护与最低终止放电电压保护的运作，其运作时机为蓄电池10～12都因并联方向式放电，并满足微控制器110所设定的放电截止电压值，此时微控制器110将自动控制外接元件转换控制单元106～108，使外接元件转换控制单元106～108分别控制对外接元件20～22中断供电，但蓄电池10～12仍对微控制器110持续供电。当蓄电池10～12并联方向式持续供电给微控制器110，在所有并联的蓄电10～12的电池电压降到微控制器110所设定的最低终止放电电压值，微控制器110将自动关闭在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的所有运作，以保护蓄电池10～12因电压过低但仍持续放电所产生的永久损害的状况发生。

微控制器110分别耦接至电源转换器101、102与充放电转换控制器103～105以及外接元件转换控制单元106～108。微控制器110可检测在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的状态，以控制充放电转换控制器103～105，调整转换后的转换直流电压OV1与OV2，或检测/控制蓄电池10～12，以对外接元件转换控制单元106～108其中之一进行供电。

在此请注意，本发明的蓄电池10～12系可为铅酸蓄电池、锂类蓄电池、以及镍镉蓄电池等，但本发明不应以此为限，亦可由未来所发展的各种蓄电池所实现。

故充放电转换控制器103、104、以及105可经由微控制器110检测蓄电池10～12在室温时进行放电的特性、或/及高低温下进行放电的特性、或/及室温下进行充电的特性、或/及高低温下进行充电的特性、或/及其他不同规格蓄电池的特性，以判断蓄电池10～12种类，并透过充放电转换控制器103、104、以及105调整对蓄电池10～12的充电模式(例如：脉冲方式进行充电或线性方式进行充电)、充电电压、充电电流、充电方法、充电速度、充电时间...等。

须注意者，不同种类的蓄电池需要有不同的充电模式，本发明即可针对不同蓄电池作出相对应的充电控制。一实施例中，假设蓄电池10可为12V的铅酸蓄电池，蓄电池11可为12V锂类蓄电池，请同时参阅图2A与图2B，图2A显示铅酸蓄电池于室温下进行放电的运作模式，图2B显示锂类蓄电池于室温下进行放电的运作模式，其中，横座标显示负载运作时间(T)，纵座标显示负载电压(V)。

由于铅酸电池于放电时，其负载电压的电压值下降非常平均现象，故于铅酸电池放电末期(此时蓄电量约剩5～10％电量时)前，电压值下降速度与负载使用时间，呈现相同对等比例的下降幅度(如虚框201所示)；而锂类电池则在放电初期时，负载电压的电压值下降非常缓慢现象(如虚框202所示)，但于负载放电末期(此时蓄电量约剩5～10％电量时)，电压值却下降速度非常快(如虚框203所示)，故锂类电池的放电末期与初期的电压值下降速度差异相当大，电压下降速度可达约10倍以上。

另外，在线互动式直流转直流长效型备援电力***100包含温度检测单元61，在本实施例中，温度检测单元61分别针对蓄电池10～12的放置空间，及在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的主机板上方空间或其他会产生热能的元件，以进行温度检测。当温度检测单元61所取得的温度资料传输至微控制器110，此时由微控制器110内建的软件程序进行判断，若温度过高时，微控制器110决定中断充放电转换控制器103、104、以及105对蓄电池10～12充电或放电、或中断外接元件转换控制单元106～108对外接元件20～22的供电控制…等程序；当温度降低至在线互动式直流转直流长效型备援电力***100所定义可安全运作温度时，再恢复进行在线互动式直流转直流长效型备援电力***100应有的设备功能运作。如此一来，在线互动式直流转直流长效型备援电力***100透过微控制器110的温度检测管理控制，能有效的保护本身电源控制***的正常运作，进一步保护蓄电池在特殊环境使用及外接元件的供电运作。

故微控制器110可将所测得的温度资讯，依据蓄电池10～12在室温时进行放电的特性、或/及高低温下进行放电的特性、或/及室温下进行充电的特性、或/及高低温下进行充电的特性，例如：对蓄电池10与11预先进行短时间充放电检测后，决定充放电转换控制器103与104的对蓄电池10与11的充电模式(例如：脉冲方式进行充电或线性方式进行充电)。

在未断电状态时，电源转换器101、或/及102将输入电源的直流电源IV1、或/及以太网络供直流电源IV3转换成转换直流电压OV1、或OV2，以对外接元件转换控制单元106～108进行电力提供，蓄电池10～12则透过充放电转换控制器103～105进行充电。

请回复参阅图1，充放电转换控制器103、104、以及105，依据微控制器110的内建软件程序，对蓄电池10、11、以及12进行相关模式的充电运作，以进行对蓄电池的不同电压充电、蓄电池充电排除、蓄电池的蓄电量高低决定充电优先顺序、蓄电池充电截止电压保护、蓄电池因电压过低而停止充电保护。举例说明，例如：蓄电池充电排除为蓄电池10的负载电压为12.9V，超过预设的截止充电负载电压值，故此蓄电池B1时属饱满状态，排除蓄电池10进行充电；若蓄电池12的负载电压为6.8V，低于预设的故障蓄电池负载电压值，蓄电池12属故障状态，排除蓄电池12进行充电。

另外，于一实施例中，先对蓄电量较低的蓄电池进行充电，蓄电池10与11先进行蓄电量比较，若蓄电池11相对于蓄电池10为处于低电压状态，则蓄电池11优先进行充电。举例说明，当停电状态终止(市电恢复供电)，蓄电池12此时的负载电压为10.6V，在蓄电池10、11、以及12其电压为最低，为避免蓄电池12因电压过低造成永久损坏，微控制器110系控制充放电转换控制器105，优先对蓄电池12进行充电，待其蓄电池12的负载电压回复至充电截止电压后，再进行第二次蓄电池10、11、以及12的负载电压比较，以决定新的充电顺序。

如此一来，上述的方法皆可提高蓄电池使用效率与对蓄电池10、11、以及12运作的保护。

在断电状态时，蓄电池10、11、以及12则透过充放电转换控制器103、104、以及105进行蓄电池单独或并联方向式放电，输出转换直流电压OV1～OV2对外接元件转换控制单元106、107、以及108进行供电。

充放电转换控制器103、104、以及105，依据微控制器110的软件程序，对蓄电池10、11、以及12进行相关模式的放电保护，包括放电截止电压保护、最低终止放电电压保护、终止对外接元件20～22放电…等。其中，微控制器110的放电保护包含放电截止电压保护与最低终止放电电压保护，举例说明，当使用者预设的放电截止电压保护的电压为11.5V，最低终止放电的电压为11V，若蓄电池12的负载电压为11.4V，已低于截止保护电压，但尚未达最低终止放电的电压11V，因此不再对外接元件20～22进行供电；若蓄电池12的负载电压为10.9V，已低于最低终止放电的电压，故此时蓄电池12系被设定为不再放电，避免蓄电池12因电压过低永久损坏。

在此请注意，在断电状态时，蓄电池10、11、以及12采取并联共同放电运作模式，透过在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的独特运作放电模式，可延长在停电状态下在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的供电时间，延长备援电力供电时间。

一般而言，电源转换器101、102与电力来源切换控制单元109分别依据微控制器110的讯号，调整转换直流电压OV1～OV3与选择输入直流电源IV1～IV2，以提供稳定及符合外接元件转换控制单元106～108与充放电转换控制器103～105的电压与电流，使外接元件20～22及蓄电池10～12获得最佳负载电压、充电电压与充电电流。但因为电路损耗、或供电电压不稳、或突发大电流负载发生等特殊状况下，造成在供给给充放电转换控制器103或/及104、或/及105的电压过低或不稳，导致充电电压低于蓄电池10、或/及、11、或/及12，或充电电压不稳定情形发生，则在线互动式直流转直流长效型备援电力***100会关闭充放电转换控制器103、或/及、104、或/及105。换言之，此状况下微控制器110可控制充放电转换控制器103～105不进行充电，以避免因突发电流过大或电压不稳或电压过低，造成蓄电池过热而损坏的情况。因此，本发明具有危机管理与防灾应变的能力。

当电源转换器101与102都无法提供转换直流电压OV1～OV2时，蓄电池10、或/及、11或/及12会透过充放电转换控制器103～105自动供电给微控制器110，微控制器110依据检测判断蓄电池10～12电压状况，先采取放电截止电压保护与最低终止放电电压保护机制的程序，再依据处于可使用状态下的蓄电池数量，决定对外接元件转换控制单元106、107、以及108进行单独或并联方式对外接元件转换控制单元106～108进行供电，如此可确保外接元件20～22的正常运作，直到所有蓄电池都放电至截止电压保护的电压值，此时微控制器110与外接元件20～22将自动失去电力而无法运作，如此一来，可维持在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的最长运作时间，同时避免蓄电池10～12在失去充电电源时，因高低电压差而互相充放电特性产生，导致蓄电池10～12因化学作用而产生热能引起电池永久损坏或***等风险。

在此请注意，在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的电路设计采用各自独立模组充电，在未断电状态时并联方式放电，在断电状态时可各自独立模组来控制放电，或可单独或并联方式整合放电，以对外接元件转换控制单元106、107、以及108进行供电，确保外接元件20～22的正常运作。

在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的远端控制端口51，在本实施例中，除了透过一般的RS-232或RS-485的规格来进行远端控制，同时透过以太网络供直流电源的RJ-45端口进行远距离网络连结，达到远端遥控目的。除此之外，电源***管理者或使用者，可透过电脑执行远端控制，举凡微控制器110所检测、判断、控制、执行的状况，皆可由远端控制端口51所取得资料，并由使用者于远端控制器51遥控在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的运作。

在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的电力来源切换控制单元109，在本实施例中，电力来源切换控制单元109、电源转换器101、102、外接元件转换控制单元106～108、及充放电转换控制器103～105耦接，分别由电力来源切换控制单元109对输入电源(直流电源IV1、及以太网络供直流电源IV2至少其一)进行转换，再透过微控制器110对输入电压、输入电流、转换电压、负载电流、波形、频率及其他电源特性至少其一，进行至少一种检测与判断，以决定输入电源所转换出的转换直流电压OV1、或OV2进入在线互动式直流转直流长效型备援电力***100。

在线互动式直流转直流长效型备援电力***100透过微控制器110对蓄电池10～12的充电电压、充电电流、负载电压、负载电流、放电电压、放电电流、波形、频率及其他蓄电池特性至少其一，进行至少一种检测判断，以决定对蓄电池10～12采取微控制器110所设定的不同充电模式，包括脉冲方式进行充电、线性方式进行充电、不同电压值充电、不同电流充电及不同充放电截止电压值等管理控制，因在线互动式直流转直流长效型备援电力***100采用独立充放电转换控制器103、104、以及105充放电转换控制器设计，所以可同时对至少一种或一种以上的不同类型的蓄电池10～12进行充放电模式切换。

在线互动式直流转直流长效型备援电力***100的微控制器110，在本实施例中，负责所有检测、判断、控制、执行、管理、回应等程序，并透过内建所设计的软件程序，对电源转换器101～102、外接元件转换控制单元106～108、充放电转换控制器103～105、以及电力来源切换控制单元109，进行检测、执行、管理、控制，其详细运作说明已于上文论述，在此不再另行赘述。

在此请注意，本发明一实施例的在线互动式直流转直流长效型备援电力***100，所揭示的是独特软硬体运作设计与特殊保护电路模式及各种实务应用所遇到问题，提出可行的解决方法，对于各种耦接的电源转换器、外接元件转换控制单元、外接元件、充放电转换控制器、蓄电池、电源转换切换控制单元、充电模式切换控制单元、温度检测元件、远端控制端口等，并没有限制仅可为单一数目，设计者与使用者可依实务使用需要，增减数量，以达到本发明解决问题目的。

换言之，在线互动式直流转直流长效型备援电力***100可依使用者需求，耦接至任意外接于各种使用直流电电子设备，并在停电状况下由在线互动式直流转直流长效型备援电力***100进行直流电供电，以确保该些电子设备能正常运作。

请参阅图3，图3系本发明在线互动式直流转直流长效型备援电力***100一实施例的示意图，在线互动式直流转直流长效型备援电力***100，可耦接至绿色能源的直流电源***，例如：太阳能电源、风力电源、水利电源等，于本实施例为太阳能的直流电源当作其输入电源，故在线互动式直流转直流长效型备援电力***300可设置于人烟稀少处，但本发明不应以此为限，其余原理与上述相同，为求简洁在此不另行赘述。

综上所述，在线互动式直流转直流长效型备援电力***利用微控制器监控各转换器、控制器、控制单元、切换单元及蓄电池的情况，以调整其充电或放电的方式，并利用复数种外接直流电源(例如：风力电源、太阳能电源、及以太网络供电…等)的组合，避免由单一电源进行供电与充电，达到增加备援电力***使用时间与落实发明可使用性，并提高绿色能源被利用性与蓄电池使用效率的提升。

Claims (8)

1.一种在线互动式直流转直流长效型备援电力***，其特征在于，所述的在线互动式直流转直流长效型备援电力***包含：

至少一电源转换器，将至少一输入直流电源进行转换，以输出至少一转换直流电压；

复数个充放电转换控制器，耦接至该电源转换器，依据一第一蓄电池的规格，决定是否对所述的转换直流电压进行升压或降压，并控制所述的转换直流电压对所述的第一蓄电池进行充电；

至少一外接元件转换控制单元，耦接至所述的电源转换器，依据一外接元件的规格，决定是否对所述的转换直流电压进行升压或降压，并控制所述的转换电压对所述的外接元件进行供电；

至少一电力来源切换控制单元，耦接至所述的电源转换器，以切换所述的电源转换器的所述的输入直流电源的来源，并选择对所述的外接元件转换控制单元、所述的外接元件、所述的充放电转换控制器、以及所述的蓄电池提供所述的转换直流电压；以及

一微控制器，检测所述的在线互动式直流转直流长效型备援电力***中的状态，并控制所述的输入直流电源的来源与一优先顺序，以进行所述的输入直流电源切换与电压转换；所述的微控器控制所述的充放电转换控制器，以调整所述的第一蓄电池对所述的外接元件转换控制单元的一供电机制；

其中，所述的供电机制为所述的微控制器检测所述的电源转换器及所述的电力来源切换控制单元的状态，并对所述的外接元件、以及所述的第一蓄电池进行充放电与启动/中断电力的控制。

2.如权利要求1所述的在线互动式直流转直流长效型备援电力***，其特征在于，所述的输入直流电源包括一直流电源、或/及一以太网络供直流电源。

3.如权利要求2所述的在线互动式直流转直流长效型备援电力***，其特征在于，所述的电源转换器包含至少一升压、或/及至少一降压的转换电压电路，以提供所述的转换直流电压至少一升压或/及至少一降压的功能。

4.如权利要求2所述的在线互动式直流转直流长效型备援电力***，其特征在于，所述的直流电源为第一优先，所述的以太网络供直流电源为第二优先。

5.如权利要求3所述的在线互动式直流转直流长效型备援电力***，其特征在于，所述的转换直流电压可对所述的第一蓄电池充电、或对所述的外接元件供电。 

6.如权利要求1所述的在线互动式直流转直流长效型备援电力***，其特征在于，所述的充放电转换控制器为各自独立或并联方式进行放电。

7.如权利要求1所述的在线互动式直流转直流长效型备援电力***，其特征在于，在线互动式直流转直流长效型备援电力***包含至少一温度侦侧单元，耦接至所述的微控制器，所述的温度侦侧单元侦侧所述的在线互动式直流转直流长效型备援电力***的一环境温度；其中，所述的环境温度包含一蓄电池温度、或一主机板温度、或空间环境温度，当所述的检测环境温度超过微控制器一危险预设温度时，所述的微控制器将禁止所述的充放电转换控制器与外接元件转换控制单元，进行充电或放电运作，待所述的环境温度提升或降低至一安全预设温度时，再恢复充所述的放电转换控制器与所述的外接元件转换控制单元正常运作。

8.如权利要求7所述的在线互动式直流转直流长效型备援电力***，其特征在于，在线互动式直流转直流长效型备援电力***包含一远端控制器，所述的远端控制器耦接至所述的微控制器，且一使用者可透过所述的远端控制器，控制所述的微控制器的程序软件以调整所述的电源转换器、所述的充放电转换控制器、所述的外接元件转换控制单元、以及所述的温度检测单元的参数运作。 

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