TW201419709A - 電源供應系統及電源供應控制器 - Google Patents

電源供應系統及電源供應控制器 Download PDF

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TW201419709A
TW201419709A TW102132625A TW102132625A TW201419709A TW 201419709 A TW201419709 A TW 201419709A TW 102132625 A TW102132625 A TW 102132625A TW 102132625 A TW102132625 A TW 102132625A TW 201419709 A TW201419709 A TW 201419709A
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TW102132625A
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Akihiro Shibata
Tatsunori Kanai
Koichi Fujisaki
Nobuo Shibuya
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Toshiba Kk
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Abstract

根據一實施例，一種電源供應系統包括一電力儲存單元、一切換單元，及一控制單元。該電力儲存單元經組態以儲存由一電力產生單元產生之電力。該切換單元經組態以在一負載連接至該電力產生單元之一第一狀態與該負載連接至該電力儲存單元但不連接至該電力產生單元之一第二狀態之間切換。該控制單元經組態以在藉由自該電力產生單元饋送之電力之一值減去一第一值而獲得之一值不小於饋送至該負載之電力之一值時，執行控制以切換至該第一狀態。否則，該控制單元經組態以執行控制以切換至該第二狀態。

Description

電源供應系統及電源供應控制器 相關申請案之交叉參考
本申請案係基於且主張來自2012年9月19日申請之日本專利申請案第2012-205829號之優先權權利；該案之全部內容以引用方式併入本文中。
本文所描述之實施例大體而言係關於一種電源供應系統及一種電源供應控制器。
具有將除了電以外之能量轉換成電力之能量轉換單元及電容器之電源供應系統習知上已為吾人所知。存在具有並聯連接之太陽能電池及電容器之太陽能電池系統，而作為上文所描述之電源供應系統之一個實例。
然而，當太陽能電池與電容器並聯連接時，來自具有高輸出電壓之太陽能電池系統之電力饋送至負載，而不管電力供應能力如何。特定言之，在背景技術中，不能夠明確地選擇至負載之電源供應源(太陽能電池、電容器)(換言之，不能夠適當地選擇電源供應源)。因此，連接至電源供應系統之負載限於最大消耗電力不多於太陽能電池之最大所產生電力的負載。
實施例之一目標為提供一種能夠操作最大消耗電力超過可由諸 如太陽能電池之能量轉換單元轉換之最大電力的負載之電源供應系統。
根據一實施例，一種電源供應系統包括一電力產生單元、一電力儲存單元、一切換單元、一第一量測單元、一第二量測單元，及一控制單元。該電力儲存單元經組態以儲存由該電力產生單元產生之電力。該切換單元經組態以在一第一狀態與一第二狀態之間切換，在該第一狀態中該電力產生單元與一負載連接以將由該電力產生單元產生之該電力饋送至該負載，且在該第二狀態中該電力產生單元與該負載不連接但該電力儲存單元與該負載連接以將儲存於該電力儲存單元中之該電力饋送至該負載。該第一量測單元經組態以量測饋送至該負載之電力。該第二量測單元經組態以量測自該電力產生單元饋送之電力。該控制單元經組態以在藉由自該第二量測單元所量測之該電力之值減去第一值而獲得的值不小於藉由該第一量測單元量測之該電力之值時執行控制以切換至該第一狀態。該控制單元經組態以在藉由自該第二量測單元所量測之該電力之該值減去該第一值而獲得的該值小於藉由該第一量測單元量測之該電力之該值時執行控制以切換至該第二狀態。
根據上文所描述之電源供應系統，可操作最大消耗電力超過可藉由一能量轉換單元(諸如，電力產生單元)轉換之最大電力的負載。
10‧‧‧能量轉換單元
20‧‧‧電力儲存單元
30‧‧‧切換單元
40‧‧‧第一變壓器
50‧‧‧第二變壓器
60‧‧‧第一量測單元
61‧‧‧分路電阻
62‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)
63‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)
64‧‧‧計算器
65‧‧‧儲存單元
66‧‧‧放大器
67‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)
68‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)
69‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)
70‧‧‧第二量測單元
80‧‧‧控制單元
81‧‧‧第一獲取單元
82‧‧‧第二獲取單元
83‧‧‧第三獲取單元
84‧‧‧切換控制單元
90‧‧‧霍爾元件
91‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)
92‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)
93‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)
94‧‧‧放大器
100‧‧‧電源供應系統
101‧‧‧電源供應線
105‧‧‧計時器
110‧‧‧第三量測單元
111‧‧‧類比/數位轉換器(ADC)
113‧‧‧計算器
115‧‧‧儲存單元
200‧‧‧負載
800‧‧‧控制單元
1000‧‧‧電源供應系統
D1‧‧‧二極體
D3‧‧‧二極體
ND1‧‧‧節點
ND2‧‧‧節點
ND3‧‧‧節點
ND4‧‧‧節點
ND5‧‧‧節點
ND11‧‧‧節點
SW1‧‧‧第一開關
SW2‧‧‧第二開關
SW3‧‧‧第三開關
SW11‧‧‧開關
圖1為說明根據第一實施例的電源供應系統之組態之實例的圖解；圖2為說明根據第一實施例的第一量測單元之組態之實例的圖解；圖3為說明根據修改的第一量測單元之組態之實例的圖解；圖4為說明根據修改的第一量測單元之組態之實例的圖解； 圖5為說明根據修改的第一量測單元之組態之實例的圖解；圖6為說明根據修改的第一量測單元之組態之實例的圖解；圖7為說明根據修改的第一量測單元之組態之實例的圖解；圖8為說明根據修改的第一量測單元之組態之實例的圖解；圖9為說明根據第一實施例的第三量測單元之組態之實例的圖解；圖10為說明根據修改的第三量測單元之組態之實例的圖解；圖11為說明根據第一實施例的控制單元之組態之實例的圖解；圖12為說明根據第一實施例的切換程序之一個實例的流程圖；圖13為說明根據第一實施例的切換程序之一個實例的流程圖；圖14為說明根據第二實施例的電源供應系統之組態之實例的圖解；圖15為說明根據第二實施例的控制單元之組態之實例的圖解；圖16為說明根據第二實施例的切換程序之一個實例的流程圖；圖17為說明根據修改的電源供應系統之組態之實例的圖解；圖18為說明根據修改的電源供應系統之組態之實例的圖解；圖19為說明根據修改的電源供應系統之組態之實例的圖解；圖20為說明根據修改的電源供應系統之組態之實例的圖解；圖21為說明根據修改的電源供應系統之組態之實例的圖解；圖22為說明根據修改的電源供應系統之組態之實例的圖解；圖23為說明根據修改的電源供應系統之組態之實例的圖解；圖24為說明根據第一實施例之修改的電源供應系統之組態之實例的圖解；及圖25為說明根據第二實施例之修改的電源供應系統之組態之實例的圖解。
將在下文參看隨附圖式來詳細描述根據本發明之電源供應系統、電源供應控制器及程式之實施例。
第一實施例
圖1為說明將電力饋送至負載200之電源供應系統100之組態之實例的方塊圖。如圖1中所說明，電源供應系統100包括能量轉換單元10、電力儲存單元20、切換單元30、第一變壓器40、第二變壓器50、第一量測單元60、第二量測單元70、第三量測單元110，及控制單元80。
能量轉換單元10將自電源供應系統100之外部接收的除了電以外之能量轉換成電力(電能)。能量轉換單元10包括(例如)太陽能電池(太陽能面板)，但其不限於此。在此實施例中，能量轉換單元10可被稱作電力產生單元。
電力儲存單元20儲存在能量轉換單元10中轉換之電力。在本實施例中，電力儲存單元20包括電容器。電容器之一電極連接至稍後所描述之第二開關SW2及第三開關SW3，而另一電極連接至電源供應線101(其連接至接地電位)。電容器為儲存電荷(電能)或使電荷(電能)放電之被動式元件。用於本實施例中之電容器之實例包括電子雙層電容器、氧化還原電容器，及在兩個電極中之一者上使用電子雙層且在另一電極上使用氧化還原反應(氧化-還原反應)之混合電容器(例如，鋰離子電容器)。可使用任何電容器。電力儲存單元20不限於電容器，只要其可充電及放電即可。可用電力儲存單元20之實例包括鉛蓄電池、鋰離子二次蓄電池、鋰粒子聚合物二次蓄電池、鎳-氫蓄電池、鎳-鎘蓄電池、鎳-鋅蓄電池，及氧化銀-鋅蓄電池。
切換單元30可在第一狀態與第二狀態之間切換，在第一狀態中能量轉換單元10與負載200連接以將由能量轉換單元10轉換之電力饋送至負載200，在第二狀態中能量轉換單元10與負載不連接，但電力 儲存單元20與負載200連接以將儲存於電力儲存單元20中之電力饋送至負載200。在本實施例中，切換單元30包括第一開關SW1、第二開關SW2，及第三開關SW3。
第一開關SW1串聯地連接至能量轉換單元10及負載200。當第一開關SW1接通時，自能量轉換單元10至負載200之電流路徑得以形成(能量轉換單元10與負載200連接)，使得能量轉換單元10中轉換之電力經饋送至負載200。第二開關SW2及第三開關SW3配置於電力儲存單元20與負載200之間。在本實施例中，第二開關SW2之一末端連接至為電力儲存單元20的電容器之一個電極，而第二開關SW2之另一末端在自第一開關SW1至負載200之電流路徑上連接至節點ND1。第三開關SW3之一末端連接至電容器之一個電極，而第三開關SW3之另一末端連接至節點ND1與負載200之間的節點ND2。
控制單元80控制第一開關SW1、第二開關SW2及第三開關SW3中每一者之接通/關斷。此等開關中每一者可藉由如下各者組態：雙極電晶體、場效電晶體、絕緣閘雙極電晶體、接地渠溝MOS輔助雙極模式FET、光電晶體、靜態感應電晶體、電力雙極電晶體、逆導閘流體、閘極輔助關斷閘流體、閘極關斷閘流體、閘極換向關斷閘流體、光觸發閘流體，及雙向閘流體。
控制單元80控制第一開關SW1、第二開關SW2及第三開關SW3中每一者之接通/關斷。為了設定上文所描述之「第一狀態」，控制單元80接通第一開關SW1及第二開關SW2，且關斷第三開關SW3。因此，能量轉換單元10與負載200連接以產生能量轉換單元10中所轉換之電力饋送至負載200之狀態(第一狀態)。為了設定上文所描述之「第二狀態」，控制單元80在本實施例中關斷第一開關SW1及第二開關SW2，且接通第三開關SW3。因此，能量轉換單元10與負載200不連接，但電力儲存單元20與負載200連接以產生儲存於電力儲存單元20 中之電力饋送至負載200之狀態(第二狀態)。
第一變壓器40將來自能量轉換單元10之輸出電壓變換成預定電壓值。在本實施例中，第一變壓器40將來自能量轉換單元10之輸出電壓變換成負載200所需要之電壓(經預定)。第一變壓器40可包括線性調節器或開關式調節器。存在用於使輸入電壓步降至任意電壓之步降調節器、用於使輸入電壓步升至任意電壓之步升調節器，及藉由將此兩種類型組合而形成之步升/步降調節器。可使用任何調節器。當自太陽能電池(能量轉換單元10之一個實例)提取電力時，負載200所需要之電壓低於來自該太陽能電池之輸出電壓。因此，針對第一變壓器40常常使用步降調節器。
第二變壓器50將來自電力儲存單元20之輸出電壓變換成預定電壓值。在本實施例中，第二變壓器50將來自能量轉換單元10之輸出電壓變換成負載200所需要之電壓(經預定)。因為電容器之輸出電壓隨著放電而降低，所以針對第二變壓器50較佳使用步升調節器。步升調節器提供於電力儲存單元20與負載200之間的組態可解決儲存於電容器中之電力未經輸出之問題，且由於由用作電力儲存單元20之電容器之放電造成的電壓降而使許多電荷保持於電容器中。
第一量測單元60量測饋送至負載200之電力。在圖1中，第一量測單元60配置於切換單元30(節點ND2)與負載200之間。
圖2為說明第一量測單元60之組態之實例的圖解。如圖2中所說明，第一量測單元60包括分路電阻61、類比/數位轉換器(下文中被稱作「ADC」)62、ADC 63，及計算器64。分路電阻61配置於自第二節點ND2至負載200之電流路徑(未被說明)上。ADC 62將分路電阻61之一個端子(接近第二節點ND2之端子)之電壓之類比值轉換成數位資料。ADC 63將分路電阻61之另一端子(接近負載200之端子)之電壓之類比值轉換成數位資料。計算器64根據來自控制單元80之請求而量測 饋送至負載200之電力，且將量測結果報告給控制單元80。舉例而言，控制單元80可週期性地向計算器64請求電力之量測，或可在發生一些改變時(例如，在負載200之使用條件改變時)請求電力之量測。其可經組態而使得當發生一些改變時(例如，當由於負載200之使用條件改變而使藉由第一量測單元60量測之電力值超過預定臨限值時)，第一量測單元60將結果報告給控制單元80。可在自第一量測單元60接收報告時開始稍後描述之切換程序(藉由將來自第一量測單元60之報告用作觸發)。
第一量測單元60之量測方法將予以詳細地描述。計算器64獲取由ADC 62轉換之數位資料及由ADC 63轉換之數位資料，且自所獲取數位資料之間的差而獲取分路電阻61之端子之間的電壓差。計算器64使分路電阻61之端子之間的電壓差除以分路電路61之預定電阻值，藉此計算流經分路電阻61之電流之值。計算器64將自ADC 62或ADC 63獲取之值指定為輸出電壓，且藉由使該輸出電壓乘以所計算電流值而獲得饋送至負載200之電力之值。
舉例而言，第一量測單元60可包括用於儲存由計算器64進行之計算結果(量測結果)之儲存單元65(如圖3中所說明)。在此狀況下，計算器64可週期性地計算饋送至負載200之電力，且將計算結果寫入至儲存單元65。在此組態中，每當計算器64進行計算時，儲存於儲存單元65中之計算結果就得以更新。控制單元80可根據需要而讀取儲存於儲存單元65中之值。舉例而言，控制單元80可週期性地讀取儲存於儲存單元65中之值，或可在發生一些改變時讀取儲存於儲存單元65中之值。
如圖4中所說明，第一量測單元60可包括用於放大(例如)分路電阻61之兩個端子之間的電壓差之放大器66。因為分路電阻61之電阻值小，所以產生於分路電阻61上之電壓差(分路電阻61之兩個端子之間 的電壓差)不可避免地變得極小。因為ADC之解析度有限，所以存在電壓差由於具有量化誤差之值之捨入而被視為零的可能性。此關注問題藉由由放大器66放大分路電阻61之兩個端子之間的電壓差而得以避免。在圖4之實例中，第一量測單元60包括將藉由放大器66放大之電壓差之類比值轉換成數位資料的ADC 67，以及將分路電阻61之另一端子(接近負載200之端子)上之電壓之類比值轉換成數位資料的ADC 68。計算器64根據來自控制單元80之請求而獲取由ADC 67轉換之數位資料，且藉由將所獲取數位資料除以分路電阻61之預定電阻值而獲得流經分路電阻61之電流之值。計算器64獲取由ADC 68轉換之數位資料作為輸出電壓，且藉由使該所獲取輸出電壓乘以所計算電流值而獲得饋送至負載200之電力之值。當***放大器66時(如圖4中之實例中)，在AD轉換之後的值變成由放大器66放大之值。因此，正確電流值為藉由除以放大器66之增益而獲得之值。因此，當獲得流經分路電阻61之電流之值時或當獲得饋送至負載200之電力之值時，計算器64除以放大器66之增益。甚至在使用放大器之另一實例中，除以放大器66之增益亦為必要的以便獲取正確的量測值。如圖3中所說明，可(例如)提供用於儲存藉由計算器64進行之計算結果之儲存單元65。
在圖4中之實例中，分路電阻61之另一端子(接近負載200之端子)上之電壓用作輸出電壓以用於計算電力。然而，如圖5中所說明，分路電阻61之一個端子(接近第二節點ND2之端子)上之電壓可用作輸出電壓以用於計算電力。在圖5中之實例中，提供將分路電阻61之一個端子上之電壓之類比值轉換成數位資料的ADC 69來代替圖4中之ADC 68。其他組態與圖4中之組態相同。
如圖6中所說明，第一量測單元60可包括霍爾元件90而非分路電阻61。霍爾元件90使用霍爾效應作為其原理，且輸出與流經該元件之電流之值成正比的電壓。因此，可根據指示流經霍爾元件90之電流之 值與電壓值之間的關係之特性表來計算電流值。在圖6之實例中，第一量測單元60包括將霍爾元件90之輸出電壓之類比值轉換成數位資料的ADC 91，以及將在自霍爾元件90至負載200之電流路徑上的節點ND3上之電壓之類比值轉換成數位資料的ADC 92。計算器64根據來自控制單元80之請求而獲取由ADC 91轉換之數位資料，且獲得對應於由自預先製備之特性表(例如，此表可儲存於未說明之記憶體中)獲取之數位資料指示之電壓值的電流值(流經霍爾元件90之電流之值)。計算器64獲取由ADC 92轉換之數位資料作為輸出電壓，且藉由使該所獲取輸出電壓乘以所計算電流值而獲得饋送至負載200之電力之值。
在圖6中之實例中，自霍爾元件90至負載200之電流路徑上的節點ND3上之電壓用作輸出電壓以用於計算電力。然而，在自第二節點ND2(未說明)至霍爾元件90之電流路徑上的節點ND4上之電壓可用作輸出電壓以用於計算電力，如(例如)圖7中所說明。在圖7中之實例中，提供將節點ND4上之電壓之類比值轉換成數位資料之ADC 93來代替圖6中之ADC 92。其他組態係與圖6中之組態相同。
因為自霍爾元件90輸出之電壓極小，所以用於放大霍爾元件90之輸出電壓之放大器94可提供於霍爾元件90與ADC 91之間，如圖8中所說明。
返回參看圖1繼續描述。第二量測單元70量測自能量轉換單元10饋送之電力。在圖1中之實例中，第二量測單元70配置於第一變壓器40與切換單元30之間。第二量測單元70之組態與第一量測單元60之組態相同。
第三量測單元110量測儲存於電力儲存單元20中之電荷量(經儲存電力之量)。圖9為說明第三量測單元110之組態之實例的圖解。如圖9中所說明，第三量測單元110包括ADC 111及計算器113。ADC 111將 用作電力儲存單元20之電容器之一個電極上的電壓之類比值轉換成數位資料。在圖9中之實例中，電容器之另一電極連接至電源供應線101(其連接至接地電位)。因此，由ADC 111轉換之數位資料表示電容器之兩個電極之間的電壓(施加至電容器之電壓)。計算器113根據來自控制單元80之請求而量測電力儲存單元20中儲存之電力之量，且將量測結果報告給控制單元80。舉例而言，控制單元80可週期性地向計算器113請求經儲存電力量之量測，或可在發生一些改變時(例如，在負載200之使用條件改變時)請求經儲存電力量之量測。
第三量測單元110之量測方法將予以詳細地描述。在圖9中之實例中，計算器113獲取由ADC 111轉換之數位資料，且自經獲取數位資料指定施加至電容器之電壓之值。計算器113接著藉由使電容器之預定電容乘以指定電壓值而獲得電容器之經儲存電力量(Q=C×V)。
舉例而言，第三量測單元110可包括用於儲存由計算器113進行之計算結果(量測結果)的儲存單元115，如圖10中所說明。在此狀況下，計算器113可週期性地計算電力儲存單元20中之儲存的電力量，且將計算結果寫入至儲存單元115。在此組態中，每當計算器113進行計算時，儲存於儲存單元115中之計算結果(經儲存電力之量測量)就得以更新。控制單元80可根據需要而讀取儲存於儲存單元115中之值。舉例而言，控制單元80可週期性地讀取儲存於儲存單元115中之值，或可在發生一些改變時讀取儲存於儲存單元115中之值。第三量測單元110之組態不限於上述組態。可使用任何器件，只要其可量測電力儲存單元20中之儲存的電力量即可。舉例而言，可使用庫侖計數器或氣體壓力計。
返回參看圖1繼續描述。當藉由自第二量測單元70所量測之電力值減去第一值而獲得的值不小於藉由第一量測單元60量測的電力值時，控制單元80執行控制以切換至第一狀態。另一方面，當藉由自第 二量測單元70所量測之電力值減去第一值而獲得的值小於藉由第一量測單元60量測的電力值時，控制單元80執行控制以切換至第二狀態。本實施例設定如下條件：其中由第三量測單元110量測之經儲存電力量小於第一臨限值，且藉由自第二量測單元70所量測之電力值減去第一值而獲得的值不小於藉由第一量測單元60量測的電力值。當滿足該等條件時，控制單元80切換至第一狀態。當該等條件未得以滿足時，控制單元80切換至第二狀態。將在下文中描述控制單元80之特定細節。
圖11為說明控制單元80之組態之實例的方塊圖。如圖11中所說明，控制單元80包括第一獲取單元81、第二獲取單元82、第三獲取單元83，及切換控制單元84。
第一獲取單元81獲取藉由第一量測單元60量測之電力值。舉例而言，第一獲取單元81可將請求饋送至負載200之電力之量測結果之信號傳輸至第一量測單元60，且接收回應於該信號對電力之量測結果。當藉由第一量測單元60進行之量測結果儲存於儲存單元中時，第一獲取單元81存取儲存單元以獲取儲存於該儲存單元中之值。
第二獲取單元82獲取藉由第二量測單元70量測之電力值。舉例而言，第二獲取單元82可將請求自能量轉換單元10饋送之電力之量測結果的信號傳輸至第二量測單元70，且接收回應於該信號對自能量轉換單元10饋送之該電力之量測結果。當藉由第二量測單元70進行之量測結果儲存於儲存單元中時，第二獲取單元82存取儲存單元以獲取儲存於該儲存單元中之值。
第三獲取單元83獲取藉由第三量測單元110量測之經儲存電力量。舉例而言，第三獲取單元83可將請求經儲存電力量之量測結果之信號傳輸至第三量測單元110，且接收回應於該信號對經儲存電力量之量測結果。當藉由第三量測單元110進行之量測結果儲存於儲存單 元中時，第三獲取單元83存取儲存單元以獲取儲存於該儲存單元中之值。
切換控制單元84控制切換單元30之操作。在本實施例中，切換控制單元84判定由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量是否不小於第一臨限值。當由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量不小於第一臨限值時，切換控制單元84判定出上文所描述之條件未得以滿足，藉此執行控制以切換至第二狀態。僅在由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量小於第一臨限值時，由第二獲取單元82獲取之電力值才可被視為藉由能量轉換單元10中之轉換而獲得之電力(所產生電力)。下文將描述詳細原因。當電力儲存單元20未完全充電時(或當電力儲存單元20未幾乎完全充電時，例如，當經儲存電力量不小於第一臨限值時)，不僅由能量轉換單元10產生之電力饋送至負載200，而且藉由自能量轉換單元10所產生之電力減去饋送至負載200之電力而獲得的電力(剩餘電力)饋送至電力儲存單元20，此係因為在自第一變壓器40之輸出電壓與電力儲存單元20之電壓之間存在電壓差。另一方面，當電力儲存單元20完全充電時，僅負載200所需要之電力自能量轉換單元10饋送至負載200。特定言之，當電力儲存單元20完全充電時，不能夠量測能量轉換單元10之所產生電力量。當電力儲存單元20未完全充電時，藉由第二量測單元70進行之量測結果可被視為自能量轉換單元10產生之電力量。因此，僅藉由量測自能量轉換單元10饋送之電力不能夠正確地量測能量轉換單元10之所產生電力(藉由能量轉換單元10進行之轉換而獲得的電力)的問題可如下文所描述予以解決。控制單元80藉由使用由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量來監視電力儲存單元20之狀態。僅在經儲存電力量小於第一臨限值時，控制單元80才將由第二獲取單元82獲取之電力值(藉由第二量測單元70量測之電力值)視為自能量轉換單元10產生之電力，且在經儲存電力量不小於第一臨限值 時，其進行控制以選擇相比於能量轉換單元10可饋送更多電力的電力儲存單元20作為電源供應源，此係因為自能量轉換單元10產生之電力不確定。
另一方面，當由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量小於第一臨限值時，切換控制單元84判定由第二獲取單元82獲取之電力值是否可涵蓋由第一獲取單元81獲取之電力值(亦即，饋送至負載200之電力值)。當電力儲存單元20之儲存之電力量小於第一臨限值時(當電力儲存單元20具有用以儲存電力之電容時)，自能量轉換單元10饋送之電力在第一狀態中分配至電力儲存單元20及負載200。在本實施例中，切換控制單元84比較藉由自第二獲取單元82所獲取之電力值減去第一值而獲得的值與由第一獲取單元81獲取之電力值。當藉由自第二獲取單元82所獲取之電力值減去第一值而獲得的值不小於藉由第一獲取單元81獲取之電力值時，切換控制單元84判定出由第二獲取單元82獲取之電力可涵蓋由第一獲取單元81獲取之電力。在本實施例中，舉例而言，假定第一值為固定值。然而，本實施例不限於此。第一值可動態地改變。舉例而言，可根據自能量轉換單元10饋送之電力值可變地設定第一值。
當藉由自第二獲取單元82所獲取之電力值減去第一值而獲得的值不小於藉由第一獲取單元81獲取之電力值時，切換控制單元84判定出條件得以滿足且執行控制以切換至第一狀態。更特定言之，切換控制單元84接通第一開關SW1及第二開關SW2，且關斷第三開關SW3。當藉由自第二獲取單元82所獲取之電力值減去第一值而獲得的值小於藉由第一獲取單元81獲取之電力值時，切換控制單元84判定出條件未得以滿足且執行控制以切換至第二狀態。更特定言之，切換控制單元84關斷第一開關SW1及第二開關SW2，且接通第三開關SW3。
條件可經設定成僅包括藉由自第二獲取單元82所獲取之電力值 減去第一值而獲得的值不小於藉由第一獲取單元81獲取之電力值的狀況。在此狀況下，當切換控制單元84判定出藉由自第二獲取單元82所獲取之電力值減去第一值而獲得的值不小於藉由第一獲取單元81獲取之電力值時，其可執行控制以切換至第一狀態，而不管電力儲存單元20中之儲存之電力量。另一方面，當切換控制單元84判定出藉由自第二獲取單元82所獲取之電力值減去第一值而獲得的值小於藉由第一獲取單元81獲取之電力值時，其可執行控制以切換至第二狀態，而不管電力儲存單元20中之儲存之電力量。
在本實施例中，控制單元80經組態為包括CPU(中央處理單元)、ROM及RAM之電腦。第一獲取單元81、第二獲取單元82、第三獲取單元83及切換控制單元84中每一者之功能可藉由擴充且執行儲存於(諸如)ROM中之程式的CPU來實現。本實施例不限於此。舉例而言，第一獲取單元81、第二獲取單元82、第三獲取單元83及切換控制單元84之一些功能可藉由專用硬體電路實現。
接下來將描述藉由控制單元80執行之切換程序。圖12為說明藉由控制單元80執行之第一切換程序之一個實例的流程圖。在此實例中，假定電源供應系統100之初始狀態(預設狀態)經設定為第一狀態。如圖12中所說明，第三獲取單元83首先獲取藉由第三量測單元110量測之經儲存電力量(步驟S11)。接著，切換控制單元84判定步驟S11中獲取之經儲存電力量是否不小於第一臨限值(步驟S12)。當判定出步驟S11中獲取之經儲存電力量不小於第一臨限值(步驟S12中之結果：是)時，切換控制單元84判定出上文所描述之條件未得以滿足，且執行控制以切換至第二狀態(步驟S13)。
當判定出步驟S11中獲取之經儲存電力量小於第一臨限值(步驟S12中之結果：否)時，切換控制單元84請求第二獲取單元82獲取藉由第二量測單元70進行之量測結果。在接收到此請求時，第二獲取單元 82獲取藉由第二量測單元70量測之電力值(自能量轉換單元10饋送之電力之量測值)(步驟S14)。接下來，切換控制單元84請求第一獲取單元81獲取藉由第一量測單元60進行之量測結果。在接收到此請求時，第一獲取單元81獲取藉由第一量測單元60量測之電力(饋送至負載200之電力之量測值)(步驟S15)。可顛倒步驟S14及步驟S15之次序。
接下來，切換控制單元84判定藉由自步驟S14中獲取之電力值減去第一值而獲得的值是否不小於步驟S15中獲取之電力值(步驟S16)。當藉由自步驟S14中獲取之電力值減去第一值而獲得的值不小於步驟S15中獲取之電力值(步驟S16之結果：是)時，切換控制單元84判定出條件得以滿足且執行控制以切換至第一狀態(步驟S17)。另一方面，當藉由自步驟S14中獲取之電力值減去第一值而獲得的值小於步驟S15中獲取之電力值(步驟S16之結果：否)時，切換控制單元84判定出條件未得以滿足且執行控制以切換至第二狀態(步驟S18)。此為藉由控制單元80執行之特定第一切換程序(在開始之後的第一切換程序)。
圖13為說明藉由控制單元80執行之第二及後續切換程序之一個實例的流程圖。如圖12中所說明，第三獲取單元83首先獲取藉由第三量測單元110量測之經儲存電力量(步驟S21)。接著，切換控制單元84判定步驟S21中獲取之經儲存電力量是否不小於第一臨限值(步驟S22)。當判定出步驟S21中獲取之經儲存電力量不小於第一臨限值(步驟S22中之結果：是)時，切換控制單元84判定出上文所描述之條件未得以滿足，且執行控制以切換至第二狀態(步驟S23)。
當在步驟S22中判定出步驟S21中獲取之經儲存電力量小於第一臨限值(步驟S22中之結果：否)時，切換控制單元84判定電源供應系統100之當前狀態是否為第一狀態(步驟S24)。當判定出當前電源供應系統100之狀態為第一狀態(步驟S24中之結果：是)時，切換控制單元84請求第二獲取單元82獲取藉由第二量測單元70進行之量測結果。在 接收到此請求時，第二獲取單元82獲取藉由第二量測單元70量測之電力值(步驟S25)。接下來，切換控制單元84請求第一獲取單元81獲取藉由第一量測單元60進行之量測結果。在接收到此請求時，第一獲取單元81獲取藉由第一量測單元60量測之電力值(步驟S26)。接下來，切換控制單元84判定藉由自步驟S25中獲取之電力值減去第一值而獲得的值是否不小於步驟S26中獲取之電力值(步驟S27)。此程序與圖12中之步驟S16中之程序相同。
當在步驟S27中藉由自步驟S25中獲取之電力值減去第一值而獲得的值不小於步驟S26中獲取之電力值(步驟S27之結果：是)時，切換控制單元84判定出條件得以滿足且執行控制以切換至第一狀態(步驟S28)。當在步驟S27中藉由自步驟S25中獲取之電力值減去第一值而獲得的值小於步驟S26中獲取之電力值(步驟S27之結果：否)時，切換控制單元84判定出條件未得以滿足且執行控制以切換至第二狀態(步驟S29)。
另一方面，當在步驟S24中判定出電源供應系統100之當前狀態不為第一狀態時(亦即，當當前狀態為第二狀態(步驟S24之結果：否)時)，切換控制單元84請求第一獲取單元81獲取藉由第一量測單元60進行之量測結果。在接收到此請求時，第一獲取單元81獲取藉由第一量測單元60量測之電力(饋送至負載200之電力之量測值)(步驟S30)。接著，切換控制單元84判定步驟S30中獲取之電力值是否不小於第二臨限值(步驟S31)。此程序之細節將在稍後描述之第二實施例中予以描述。當判定出步驟S30中獲取之電力值不小於第二臨限值(步驟S31中之結果：是)時，切換控制單元84判定出上文所描述之條件未得以滿足，且執行控制以切換至第二狀態(步驟S29)。當判定出步驟S30中獲取之電力值小於第二臨限值(步驟S31中之結果：否)時，切換控制單元84判定出上文所描述之條件得以滿足，且執行控制以切換至第一 狀態(步驟S28)。此為藉由控制單元80執行之特定第二及後續切換程序。
在本實施例中，電源供應系統100之初始狀態(預設狀態)經設定為第一狀態。然而，本實施例不限於此。舉例而言，電源供應系統100恰在其被停止之前的狀態可經設定為後來開始時的電源供應系統100之初始狀態。在此狀況下之切換程序可為圖13中之流程圖中所說明的切換程序，而不管其為第一切換程序抑或第二及隨後切換程序。
如上文所描述，本實施例中之電源供應系統100包括：切換單元30，其將電源供應系統之狀態改變至第一狀態(其中能量轉換單元10與負載200連接以將藉由能量轉換單元10轉換之電力饋送至負載200)，以及改變至第二狀態(其中能量轉換單元10與負載200不連接，但電力儲存單元20與負載200連接以將儲存於電力儲存單元20中之電力饋送至負載200)；及控制單元80，其控制切換單元30之操作。當電力儲存單元20之儲存之電力量(藉由第三量測單元110量測之電力值)小於第一臨限值且藉由自自能量轉換單元10饋送之電力值(藉由第二量測單元70量測之電力值)減去第一值獲得的值不小於饋送至負載200之電力值(藉由第一量測單元60量測之電力值)的條件得以滿足時，控制單元80執行控制以將電源供應系統改變至第一狀態。當該等條件未得以滿足時，控制單元80執行控制以將電源供應系統改變至第二狀態。
舉例而言，當電力儲存單元20之儲存之電力量不小於第一臨限值時，本實施例中之條件未得以滿足，使得控制單元80執行控制以切換至第二狀態。當電力儲存單元20之儲存之電力量不小於第一臨限值時，電力儲存單元20可將大於可藉由能量轉換單元10轉換之最大電力的電力饋送至負載200。在第二狀態中，能量轉換單元10與負載200不連接，但電力儲存單元20與負載200連接。因此，即使電力儲存單元 20之輸出電壓低於能量轉換單元10之輸出電壓，儲存於電力儲存單元20中之電力亦可饋送至負載200。特定言之，電力儲存單元20可經選擇為電源供應源，而不取決於能量轉換單元10及電力儲存單元20之各別輸出電壓。因此，可操作最大消耗電力超過可藉由能量轉換單元(例如，太陽能電池)10轉換之最大電力的負載200。
舉例而言，當藉由自饋送至能量轉換單元10之電力值減去第一值而獲得的值小於饋送至負載200之電力值時，本實施例中之條件未得以滿足。因此，控制單元80執行控制以切換至第二狀態。特定言之，在此狀況下，控制單元80判定出負載200之電力消耗不能夠由來自能量轉換單元10之電力涵蓋，且選擇可饋送大於來自能量轉換單元10之電力的電力之電力儲存單元20作為電源供應源。當電力儲存單元20之儲存之電力量小於第一臨限值且藉由自自能量轉換單元10饋送之電力減去第一值而獲得的值不小於饋送至負載200之電力值時，本實施例之條件得以滿足。因此，控制單元80執行控制以切換至第一狀態。特定言之，在此狀況下，控制單元80判定出負載200之電力消耗可由來自能量轉換單元10之電力涵蓋，且選擇能量轉換單元10作為電源供應源。如上文所描述，根據本實施例，可選擇適當電源供應源(能量轉換單元10、電力儲存單元20)作為電源供應源，而不取決於能量轉換單元10及電力儲存單元20之各別輸出電壓。因此，可操作最大消耗電力超過可藉由能量轉換單元(例如，太陽能電池)10轉換之最大電力的負載200。
第二實施例
圖14為說明根據第二實施例的電源供應系統1000之組態之實例的圖解。在第二實施例中之電源供應系統1000中，不提供上文所描述之第二量測單元70，且控制單元800在藉由第一量測單元60量測之電力值小於第二臨限值時執行控制以切換至第一狀態，且在藉由第一量 測單元60量測之電力值不小於第二臨限值時執行控制以切換至第二狀態。細節將在下文更特定地予以描述。
圖15為說明控制單元800之組態之實例的方塊圖。如圖15中所說明，控制單元800包括第一獲取單元81、第三獲取單元83，及切換控制單元84。在本實施例中，切換控制單元84判定由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量是否不小於第一臨限值。當由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量不小於第一臨限值時，切換控制單元84判定出上文所描述之條件未得以滿足，藉此執行控制以切換至第二狀態。另一方面，當由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量小於第一臨限值時，切換控制單元84判定由第一獲取單元81獲取之電力值是否不小於第二臨限值。當由第一獲取單元81獲取之電力值不小於第二臨限值時，切換控制單元84判定出條件未得以滿足，且執行控制以切換至第二狀態。另一方面，當由第一獲取單元81獲取之電力值小於第二臨限值時，切換控制單元84判定出條件得以滿足，且執行控制以切換至第一狀態。
條件可經設定為僅包括由第一獲取單元81獲取之值小於第二臨限值的狀況。在此狀況下，當切換控制單元84判定出由第一獲取單元81獲取之值小於第二臨限值時，其可執行控制以切換至第一狀態，而不管電力儲存單元20中之儲存之電力量。另一方面，當切換控制單元84判定出由第一獲取單元81獲得之值不小於第二臨限值時，其可執行控制以切換至第二狀態，而不管電力儲存單元20中之儲存之電力量。
接下來將參看圖16描述由控制單元800執行之切換程序。圖16為說明切換程序之一個實例的流程圖。如圖16中所說明，第三獲取單元83首先獲取由第三量測單元110量測之經儲存電力量(步驟S31)。接著，切換控制單元84判定步驟S31中獲取之經儲存電力量是否不小於第一臨限值(步驟S32)。當判定出步驟S31中獲取之經儲存電力量不小於第一臨限值(步驟S32中之結果：是)時，切換控制單元84判定出條 件未得以滿足，且執行控制以切換至第二狀態(步驟S33)。更特定言之，切換控制單元84關斷第一開關SW1及第二開關SW2，且接通第三開關SW3。因此，電源供應系統處於第二狀態中，在該第二狀態中能量轉換單元10與負載200不連接但電力儲存單元20與負載200連接，以將儲存於電力儲存單元20中之電力饋送至負載200。
另一方面，當判定出步驟S31中獲取之經儲存電力量小於第一臨限值(步驟S32中之結果：否)時，切換控制單元84請求第一獲取單元81獲取由第一量測單元60進行之量測結果。在接收到此請求時，第一獲取單元81獲取由第一量測單元60量測之電力(饋送至負載200之電力之量測值)(步驟S34)。接著，切換控制單元84判定步驟S34中獲取之電力值是否不小於第二臨限值(步驟S35)。當判定出步驟S34中獲取之經儲存電力量不小於第二臨限值(步驟S35中之結果：是)時，切換控制單元84判定出條件未得以滿足，且執行控制以切換至第二狀態(步驟S36)。
當在步驟S35中判定出步驟S34中獲取之電力值小於第二臨限值(步驟S35中之結果：否)時，切換控制單元84判定出上文所描述之條件得以滿足，且執行控制以切換至第一狀態(步驟S37)。更特定言之，切換控制單元84接通第一開關SW1及第二開關SW2，且關斷第三開關SW3。因此，電源供應系統處於能量轉換單元10與負載200連接以將由能量轉換單元10轉換的電力饋送至負載200的狀態(第一狀態)中。
控制單元800重複執行上文所描述之切換程序。藉由計時器之週期性中斷或負載200之狀態改變之偵測可用作重複切換程序之觸發(定時)。
如上文所描述，當指示電力儲存單元20中儲存之電力量小於第一臨限值且饋送至負載200之電力值(藉由第一量測單元60量測之電力 值，亦即，由第一獲取單元81獲取之電力值)小於第二臨限值的條件得以滿足時，根據本實施例之控制單元800執行控制以切換至第一狀態。另一方面，當上文所描述之條件未得以滿足時，控制單元800執行控制以切換至第二狀態。
舉例而言，當電力儲存單元20中之儲存之電力量不小於第一臨限值時，本實施例中之條件未得以滿足，使得控制單元800執行控制以切換至第二狀態。當電力儲存單元20中之儲存之電力量不小於第一臨限值時，電力儲存單元20可將大於可由能量轉換單元10轉換之最大電力的電力饋送至負載200。在第二狀態中，能量轉換單元10與負載200不連接，但電力儲存單元20與負載200連接。因此，即使電力儲存單元20之輸出電壓低於能量轉換單元10之輸出電壓，儲存於電力儲存單元20中之電力亦可饋送至負載200。特定言之，可選擇電力儲存單元20作為電源供應源，而不取決於能量轉換單元10及電力儲存單元20之各別輸出電壓。因此，可操作最大消耗電力超過可藉由能量轉換單元(例如，太陽能電池)10轉換之最大電力的負載200。
舉例而言，當饋送至負載200之電力值不小於第二臨限值時，本實施例中之條件未得以滿足，使得控制單元80執行控制以切換至第二狀態。特定言之，在此狀況下，控制單元800判定出負載200之電力消耗不能夠由來自能量轉換單元10之電力涵蓋，且選擇可饋送大於來自能量轉換單元10之電力的電力之電力儲存單元20作為電源供應源。當電力儲存單元20中之儲存之電力量小於第一臨限值且饋送至負載200之電力值小於第二臨限值時，本實施例之條件得以滿足。因此，控制單元80執行控制以切換至第一狀態。特定言之，在此狀況下，控制單元800判定出負載200之電力消耗可由來自能量轉換單元10之電力涵蓋，且選擇能量轉換單元10作為電源供應源。如上文所描述，根據本實施例，可選擇適當電源供應源(能量轉換單元10、電力儲存單元20) 作為電源供應源，而不取決於能量轉換單元10及電力儲存單元20之各別輸出電壓。因此，可操作最大消耗電力超過可藉由能量轉換單元(例如，太陽能電池)10轉換之最大電力的負載200。
將在下文描述修改。上文所描述之實施例及下文所描述之修改可相互組合。
修改1
在上文所描述之第二實施例中，藉由使用藉由第一量測單元60量測之電力值來選擇負載200之電源供應源(能量轉換單元10、電力儲存單元20)。然而，本發明不限於此。舉例而言，可藉由使用饋送至負載200之電流值來選擇電源供應源。在此狀況下，第一量測單元60(計算器64)可不計算饋送至負載200之電力值，但可藉由將分路電阻61之端子之間的電壓差除以分路電阻61之預定電阻值來僅計算流經分路電阻61之電流之值。在此狀況下，第一量測單元60用作量測饋送至負載200之電流之電流量測單元。總之，其可經組態成包括量測饋送至負載200之電流之電流量測單元。在此修改中，控制單元800包括獲取藉由電流量測單元量測之電流值之電流值獲取單元，且切換控制單元84在由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量小於第一臨限值且由電流值獲取單元獲取之電流值小於第三臨限值時執行控制以切換至第一狀態。另一方面，當由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量小於第一臨限值且由電流值獲取單元獲取之電流值小於第三臨限值的條件未得以滿足時，切換控制單元84執行控制以切換至第二狀態。當由電流值獲取單元獲取之電流值小於第三臨限值時，切換控制單元84執行控制以切換至第一狀態(而不管電力儲存單元20中之儲存之電力量)，且當由電流值獲取單元獲取之電流值不小於第三臨限值時，切換控制單元84執行控制以切換至第二狀態(而不管電力儲存單元20中之儲存之電力量)。
修改2
在上文所描述之第一實施例中，藉由使用藉由第一量測單元60量測之電力值及藉由第二量測單元70量測之電力值來選擇負載200之電源供應源(能量轉換單元10、電力儲存單元20)。因為來自第一變壓器40之輸出電壓及來自第二變壓器50之輸出電壓在以上實施例中相同，所以其可經組態成使得可藉由使用電流值來選擇電源供應源。在此狀況下，第一量測單元60可不計算饋送至負載200之電力值，但可藉由將分路電阻61之端子之間的電壓差除以分路電阻61之預定電阻值來僅計算流經分路電阻61之電流之值。在此狀況下，第一量測單元60用作量測饋送至負載200之電流之電流量測單元。相似地，第二量測單元70可不計算自能量轉換單元10饋送之電力值，但可藉由將配置於能量轉換單元10(第一變壓器40)與切換單元30之間的分路電阻之端子之間的電壓差除以該分路電阻之預定電阻值來僅計算流經該分路電阻之電流之值。在此狀況下，第二量測單元70用作量測自能量轉換單元10輸出之電流之電流值量測單元。
總之，其可經組態成包括量測自能量轉換單元10輸出之電流之第一電流量測單元，及量測饋送至負載200之電流之第二電流量測單元。在此實例中，控制單元包括獲取藉由第一電流量測單元量測之電流值之第一電流值獲取單元，及獲取藉由第二電流量測單元量測之電流值之第二電流值獲取單元，且切換控制單元可在由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量小於第一臨限值且藉由自第一電流值獲取單元所獲取之電流值減去第二值(固定值或動態改變值)而獲得的值不小於藉由第二電流值獲取單元獲取之電流值時執行控制以切換至第一狀態。另一方面，當由第三獲取單元83獲取之經儲存電力量小於第一臨限值且藉由自第一電流值獲取單元所獲取之電流值減去預定值而獲得的值小於藉由第二電流值獲取單元獲取之電流值時，切換控制單元84可執 行控制以切換至第二狀態。當藉由自第一電流值獲取單元所獲取之電流值減去預定值而獲得的值不小於藉由第二電流值獲取單元獲取之電流值時，切換控制單元84可執行控制以切換至第一狀態，而不管電力儲存單元20中之儲存之電力量。另一方面，當藉由自第一電流值獲取單元所獲取之電流值減去預定值而獲得的值小於藉由第二電流值獲取單元獲取之電流值時，切換控制單元84可執行控制以切換至第二狀態，而不管電力儲存單元20中之儲存之電力量。
修改3
在上文所描述之第一實施例中，第二量測單元70配置於第一變壓器40之後。然而，本發明不限於此。舉例而言，第二量測單元70可配置於第一變壓器40之前，如圖17中所說明。
修改4
舉例而言，可提供與第一開關SW1並聯之二極體D1，且可提供與第三開關SW3並聯之二極體D3，如圖18中所說明。假定此組態應用於第一實施例中之電源供應系統100。然而，此組態可應用於第二實施例中之電源供應系統1000。舉例而言，在第一開關SW1及第二開關SW2接通且第三開關SW3關斷之第一狀態中，自第二變壓器50至負載200之輸出電壓由於與第三開關SW3並聯連接之二極體D3而降低，且自第一變壓器40至負載200之輸出電壓未降低，此係因為其不通過二極體D1。因此，自第一變壓器40至負載200之輸出電壓高於自第二變壓器50至負載200之輸出電壓，使得來自能量轉換單元10之電力饋送至負載200。
甚至在由能量轉換單元10產生之電力太差而不能涵蓋負載200所需要之電力且在切換控制單元84執行控制以將狀態自第二狀態改變至第一狀態時來自第一變壓器40之輸出電壓未達到負載200之最小操作電壓的情況下，儲存於電力儲存單元20中之電力亦經由與第三開關 SW3並聯連接之二極體D3而饋送至負載200，此係因為來自第二變壓器50之輸出電壓超過來自第一變壓器40之輸出電壓。因此，可防止至負載200之電源供應之瞬時關斷。在由能量轉換單元10產生之電力較小且在切換控制單元84執行控制以將狀態自第二狀態改變至第一狀態時電力儲存單元20之端子電壓小於負載200所需要之電壓的狀況下，可停止至負載200之電源供應。然而，在圖18中之實例中，電力儲存單元20之端子電壓藉由第二變壓器50而增加至負載200所需要之電壓。此組態可防止至負載200之電源供應被瞬時關斷。
修改5
在上文所描述之第一實施例中，第二變壓器50與第一變壓器40彼此並聯連接，如圖1中所說明。然而，第二變壓器50與第一變壓器40可串聯連接，如圖19中所說明。在圖19中之實例中，第二變壓器50配置於切換單元30與第一量測單元60之間。
當電壓藉由(例如)調節器而改變時，發生電力損耗。因此，如圖19中所說明，用作第二變壓器50之調節器配置成與用作第一變壓器40之調節器串聯。當自太陽能電池(能量轉換單元10之一個實例)產生之電力直接饋送至負載200(在上文所描述之第一狀態之狀況下)時，在用作第一變壓器40之調節器中及在用作第二變壓器50之調節器中發生電力損耗兩次，直至電力自太陽能電池饋送至負載200為止。另一方面，在圖1中所說明之配置中，僅發生在用作第一變壓器40之調節器上之電力損耗，直至由太陽能電池產生之電力饋送至負載200為止。因此，圖1中所說明之配置可帶來相比於圖19中所說明之配置幾乎不受調節器之電力損耗影響的有利效應。
在圖19中之實例中，第二變壓器50配置於切換單元30與第二量測單元70之間。然而，本發明不限於此。舉例而言，第二變壓器50可配置於第二量測單元70與負載200之間，如圖20中所說明。如圖20中 所說明，切換單元30可包括僅一個開關SW11。在圖20中之實例中，開關SW11串聯地連接至能量轉換單元10及負載200，且配置於第二量測單元70與第一量測單元60之間。在圖20中之實例中，形成電力儲存單元20之電容器之一個電極連接至自開關SW1至第一量測單元60之電流路徑上的節點ND11。
在此實例中，控制單元80接通開關SW11以便將電源供應系統帶入至第一狀態中。因此，電源供應系統處於能量轉換單元10與負載200連接以將藉由能量轉換單元10轉換之電力饋送至負載200的狀態(第一狀態)中。控制單元80關斷開關SW11以便將電源供應系統帶入至第二狀態中。因此，電源供應系統處於第二狀態中，在該第二狀態中能量轉換單元10與負載200不連接，但電力儲存單元20與負載200連接以將儲存於電力儲存單元20中之電力饋送至負載200。在圖20中之實例中，至負載200之電源供應源之選擇可藉由單一開關SW11實現，此情形簡化組態。
在上文所描述之每一實施例中，儲存於電力儲存單元20中之所有電力由第二變壓器50用完。然而，本發明不限於此。可如圖21中所說明來提供第二變壓器50，只要可選擇電源供應源即可。
總之，電源供應系統可僅經組態成包括：切換單元，其將電源供應系統改變至第一狀態(其中能量轉換單元10與負載200連接以將藉由能量轉換單元10轉換之電力饋送至負載200)，以及改變至第二狀態(其中能量轉換單元10與負載200不連接，但電力儲存單元20與負載200連接以將儲存於電力儲存單元20中之電力饋送至負載200)，其中控制單元80在條件得以滿足時執行控制以將狀態改變至第一狀態，且在條件未得以滿足時執行控制以將狀態改變至第二狀態。
修改6
形成切換單元30之三個開關(SW1、SW2、SW3)之配置不限於圖 1中所描述之配置。舉例而言，此等開關可如圖22中所說明來配置。在圖22中之實例中，第二開關SW2之一末端連接至用作電力儲存單元20之電容器之一個電極，而第二開關SW2之另一末端連接至***於第一變壓器40與第一開關SW1之間的節點ND5。
修改7
舉例而言，可提供計時器105，且控制單元80可在自計時器105接收到中斷時開始上文所描述之切換程序，如圖23中所說明。計時器105可包括於控制單元80中，或可與控制單元80分開地提供。組態不限於計時器105。可使用任何結構，只要上文所描述之切換程序係藉由使用一些中斷(諸如，自負載200之中斷)作為觸發而開始即可。
修改8
在上文所描述之每一實施例中，饋送至負載200之電力值藉由第一量測單元60來量測。然而，本發明不限於此。舉例而言，形成第一量測單元60之ADC或計算器64可包括於控制單元80中，且控制單元80可計算電力值。相似地，形成第二量測單元70之ADC或計算器可包括於控制單元80中。
修改9
在上文所描述之實施例中，儲存於用作電力儲存單元20之電容器中之電力量(經儲存電力量)藉由第三量測單元110來量測，且控制單元80獲取結果。然而，本發明不限於此。舉例而言，形成第三量測單元110之ADC或計算器113可包括於控制單元80中，且控制單元80可計算經儲存電力量。
修改10
在流經分路電阻61之電流之值與電阻之間的電壓之間存在正比關係。在流經霍爾元件90之電流之值與自霍爾元件90輸出之電壓之間亦存在正比關係。因此，若相同組件用於第一量測單元60及用於第二 量測單元70，則可比較分路電阻之端子電壓或霍爾元件之輸出電壓以選擇電源供應源，而無需藉由計算器或控制單元來計算電力(或電流)。
修改11
在儲存於用作電力儲存單元20之電容器中之電力量(經儲存電力量)與電容器之端子電壓之間存在正比關係。因此，可將電容器之端子電壓視為經儲存電力量，而無需藉由計算器113或控制單元80來計算經儲存電力量。
修改12
在第一實施例中，可不提供第一變壓器40及第二變壓器50，使得自能量轉換單元10饋送之電力可直接輸入至第二量測單元70，且來自電力儲存單元20之輸出電壓可直接輸入至切換單元30，如圖24中所說明。如圖24中所說明，可不提供第三量測單元110。總之，第一實施例中之電源供應系統100可經組態成包括能量轉換單元10，其將除了電以外之能量轉換成電力；電力儲存單元20，其儲存藉由能量轉換單元10轉換之電力；切換單元30，其將電源供應系統之狀態改變至第一狀態或第二狀態；第一量測單元60，其量測饋送至負載200之電力；第二量測單元70，其量測自能量轉換單元10饋送之電力；及控制單元80，其在藉由自第二量測單元70所量測之電力值減去第一值而獲得的值不小於藉由第一量測單元60量測之電力值時將電源供應系統之狀態改變至第一狀態，且在藉由自第二量測單元70所量測之電力值減去第一值而獲得的值小於藉由第一量測單元60量測之電力值時將狀態改變至第二狀態。
相似地，在第二實施例中，可(例如)不提供第一變壓器40、第二變壓器50及第三量測單元110，如圖25中所說明。總之，根據第二實施例之電源供應系統1000可經組態成包括：能量轉換單元10，其將除 了電以外之能量轉換成電力；電力儲存單元20，其儲存藉由能量轉換單元10轉換之電力；切換單元30，其將電源供應系統之狀態改變至第一狀態或第二狀態；第一量測單元60，其量測饋送至負載200之電力；及控制單元800，其在藉由第一量測單元60量測之電力值小於第二臨限值時將狀態改變至第一狀態，且在藉由第一量測單元60量測之電力值不小於第二臨限值時將狀態改變至第二狀態。
又或者，待由上文所描述之控制單元(80、800)執行之程式可儲存於連接至諸如網際網路之網路之電腦系統上，且藉由經由網路而下載之方式予以提供。又或者，待由上文所描述之控制單元(80、800)執行之程式可經由諸如網際網路之網路而提供或分配。又或者，待由上文所描述之控制單元(80、800)執行之程式可預先儲存於諸如CD、DVD及ROM之電腦可讀儲存媒體中且提供為電腦程式產品。
根據上文所描述之至少一實施例之電源供應系統，電源供應系統包括一電力產生單元、一電力儲存單元、一切換單元、一第一量測單元、一第二量測單元，及一控制單元。該電力儲存單元經組態以儲存由該電力產生單元產生之電力。該切換單元經組態以在第一狀態與第二狀態之間切換，在該第一狀態中該電力產生單元與一負載連接以將由該電力產生單元產生之電力饋送至該負載，且在該第二狀態中該電力產生單元與該負載不連接但該電力儲存單元與該負載連接以將儲存於該電力儲存單元中之該電力饋送至該負載。該第一量測單元經組態以量測饋送至負載之電力。該第二量測單元經組態以量測自該電力產生單元饋送之電力。該控制單元經組態以在藉由自該第二量測單元所量測之該電力之值減去第一值而獲得的值不小於藉由該第一量測單元量測之該電力之值時執行控制以切換至該第一狀態。該控制單元經組態以在藉由自該第二量測單元所量測之該電力之值減去該第一值而獲得的值小於藉由該第一量測單元量測之該電力之值時執行控制以切 換至該第二狀態。因此，可操作最大消耗電力超過可藉由能量轉換單元(諸如電力產生單元)轉換之最大電力的負載。
雖然已描述某些實施例，但此等實施例已僅藉由實例而呈現，且不意欲限制本發明之範疇。實際上，本文所描述之新穎實施例可以多種其他形式體現；此外，可在不脫離本發明之精神的情況下作出對本文所描述之實施例之形式的各種省略、替代及改變。隨附申請專利範圍及其等效者意欲涵蓋如將落在本發明之範疇及精神內的此等形式或修改。
10‧‧‧能量轉換單元
20‧‧‧電力儲存單元
30‧‧‧切換單元
40‧‧‧第一變壓器
50‧‧‧第二變壓器
60‧‧‧第一量測單元
70‧‧‧第二量測單元
80‧‧‧控制單元
100‧‧‧電源供應系統
101‧‧‧電源供應線
110‧‧‧第三量測單元
200‧‧‧負載
ND1‧‧‧節點
ND2‧‧‧節點
SW1‧‧‧第一開關
SW2‧‧‧第二開關
SW3‧‧‧第三開關

Claims (9)

  1. 一種電源供應系統，其包含：一電力產生單元；一電力儲存單元，其經組態以儲存由該電力產生單元產生之電力；一切換單元，其經組態以在一第一狀態與一第二狀態之間切換，在該第一狀態中該電力產生單元與一負載連接，以將由該電力產生單元產生之該電力饋送至該負載，且在該第二狀態中該電力產生單元與該負載不連接但該電力儲存單元與該負載連接，以將儲存於該電力儲存單元中之該電力饋送至該負載；一第一量測單元，其經組態以量測饋送至該負載之電力；一第二量測單元，其經組態以量測自該電力產生單元饋送之電力；及一控制單元，其經組態以在藉由自該第二量測單元所量測之該電力之一值減去一第一值而獲得之一值不小於藉由該第一量測單元量測之該電力之一值時，執行控制以切換至該第一狀態；及在藉由自該第二量測單元所量測之該電力之該值減去該第一值而獲得之該值小於藉由該第一量測單元量測之該電力之該值時，執行控制以切換至該第二狀態。
  2. 如請求項1之系統，進一步包含：一第三量測單元，其經組態以量測該電力儲存單元中之一儲存之電力量，其中該控制單元經組態以在藉由該第三量測單元量測之該經儲存電力量小於一第一 臨限值且藉由自該第二量測單元所量測之該電力之該值減去該第一值而獲得之該值不小於藉由該第一量測單元量測之該電力之該值的條件得以滿足時，執行控制以切換至該第一狀態，及在該等條件未得以滿足時，執行控制以切換至該第二狀態。
  3. 如請求項2之系統，進一步包含一變壓器，該變壓器經組態以使該電力儲存單元之一輸出電壓步升至一預定電壓，該變壓器係配置於該電力儲存單元與該負載之間。
  4. 一種電源供應系統，其包含：一電力產生單元；一電力儲存單元，其經組態以儲存由該電力產生單元產生之電力；一切換單元，其經組態以在一第一狀態與一第二狀態之間切換，在該第一狀態中該電力產生單元與一負載連接，以將由該電力產生單元產生之該電力饋送至該負載，且在該第二狀態中該電力產生單元與該負載不連接但該電力儲存單元與該負載連接，以將儲存於該電力儲存單元中之該電力饋送至該負載；一第一量測單元，其經組態以量測饋送至該負載之電力；及一控制單元，其經組態以在藉由該第一量測單元量測之該電力之一值小於一第二臨限值時，執行控制以切換至該第一狀態，及在藉由該第一量測單元量測之該電力之該值不小於該第二臨限值時，執行控制以切換至該第二狀態。
  5. 如請求項4之系統，進一步包含：一第三量測單元，其經組態以量測該電力儲存單元中之一儲 存之電力量，其中該控制單元經組態以在藉由該第三量測單元量測之該經儲存電力量小於一第一臨限值且藉由該第一量測單元量測之該電力之該值小於該第二臨限值的條件得以滿足時，執行控制以切換至該第一狀態，及在該等條件未得以滿足時，執行控制以切換至該第二狀態。
  6. 一種電源供應控制器，其包含：一第一獲取單元，其經組態以獲取饋送至一負載之電力之一值；一第二獲取單元，其經組態以獲取自一電力產生單元饋送之電力之一值；及一切換控制單元，其經組態以控制一切換單元，該切換單元在一第一狀態與一第二狀態之間切換，在該第一狀態中該電力產生單元與該負載連接，以將由該電力產生單元產生之該電力饋送至該負載，且在該第二狀態中該電力產生單元與該負載不連接但經組態以儲存由該電力產生單元產生之電力之一電力儲存單元與該負載連接，以將儲存於該電力儲存單元中之該電力饋送至該負載；在藉由自該第二獲取單元所獲取之該電力之該值減去一第一值而獲得之一值不小於藉由該第一獲取單元獲取之該電力之該值時，執行控制以切換至該第一狀態；及在藉由自該第二獲取單元所獲取之該電力之該值減去該第一值而獲得之該值小於藉由該第一獲取單元獲取之該電力之該值時，執行控制以切換至該第二狀態。
  7. 如請求項6之控制器，進一步包含：一第三獲取單元，其經組態以獲取該電力儲存單元中之一儲存之電力量，其中該切換控制單元經組態以在由該第三獲取單元獲取之該經儲存電力量小於一第一臨限值且藉由自該第二獲取單元所獲取之該電力之該值減去該第一值而獲得之該值不小於藉由該第一獲取單元獲取之該電力之該值的條件得以滿足時，執行控制以切換至該第一狀態，及在該等條件未得以滿足時，執行控制以切換至該第二狀態。
  8. 一種電源供應控制器，其包含：一第一獲取單元，其經組態以獲取饋送至一負載之電力之一值；及一切換控制單元，其經組態以控制一切換單元，該切換單元在一第一狀態與一第二狀態之間切換，在該第一狀態中一電力產生單元與該負載連接，以將由該電力產生單元產生之電力饋送至該負載，且在該第二狀態中該電力產生單元與該負載不連接但經組態以儲存由該電力產生單元產生之電力之一電力儲存單元與該負載連接，以將儲存於該電力儲存單元中之該電力饋送至該負載；在由該第一獲取單元獲取之該電力之一值小於一第二臨限值時，執行控制以切換至該第二狀態，及在由該第一獲取單元獲取之該電力之該值不小於該第二臨限值時，執行控制以切換至該第二狀態。
  9. 如請求項8之控制器，進一步包含： 一第三獲取單元，其經組態以獲取該電力儲存單元中之一儲存之電力量，其中該切換控制單元經組態以在由該第三獲取單元獲取之該經儲存電力量小於一第一臨限值且由該第一獲取單元獲取之該電力之該值小於該第二臨限值的條件得以滿足時，執行控制以切換至該第一狀態，及在該等條件未得以滿足時，執行控制以切換至該第二狀態。
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