專利名稱：電池充電/放電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測試裝置，尤其涉及與針對電池設(shè)計的測試裝置相關(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，近年來各種商用、家用以及個人的電子產(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)計者和制造商關(guān)注的議題。一般而言，產(chǎn)品 在出廠銷售之前都必須經(jīng)過質(zhì)量檢驗的程序。舉例來說，在生產(chǎn)電子產(chǎn)品中所包含的電池時，制造者必須針對電池進(jìn)行充電及 放電的化成測試，以確保電池的充電/放電過程正常，且其容量能符合產(chǎn)品規(guī)格的要求。在為電池進(jìn)行放電測試的過程中，由電池排出的電能如果未經(jīng)回收處理，會轉(zhuǎn)化 為大量的熱能。這些熱能非但形成驚人的能源浪費，還會對測試機臺、甚至是整個周邊測試 環(huán)境帶來棘手的散熱問題。有鑒于此，安全法規(guī)規(guī)定的測試條件愈來愈完整嚴(yán)格，開始對回 收電池放電產(chǎn)生的能量一事有所規(guī)范。現(xiàn)有的電池充電/放電測試系統(tǒng)通常包含多個充電/放電裝置。請參閱圖1，圖1 即為這種系統(tǒng)架構(gòu)的示意圖。如圖1所示，兩個獨立運行的充電/放電裝置IOA和IOB各 自為電池12A、12B進(jìn)行充電/放電測試。電池12A于放電測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
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種電池充電/放電系統(tǒng)。通過整合多個電池充電/ 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程中 釋放的電量，也可進(jìn)而減少測試設(shè)備中的散熱問題。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 的問題。根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例為一電池充電/放電系統(tǒng)，該電池充電/放電系統(tǒng)包 含一回收電纜(recycling cable)和多個充電/放電控制器。每一個充電/放電控制器各 自對應(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)在運行時，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，通過整合多個電池充電/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)用于測試設(shè)備中。關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(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)包含兩個充電/放電群組，且進(jìn)一步 包含一中央控制模塊的實施例。圖2D為根據(jù)本發(fā)明的另一電池充電/放電系統(tǒng)實施例的示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下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
具體實施例方式請參閱圖2A，圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一具體實施例中的電池充電/放電系統(tǒng)的方框 圖。實際應(yīng)用中，這個系統(tǒng)20可為一電池充電/放電測試設(shè)備，但不以此為限。于此實施 例中，該系統(tǒng)包含多個充電/放電控制器(為方便說明，此圖中僅繪示兩個控制器24A、24B 做為代表)、一回收電纜26、一電源供應(yīng)器28以及一單向開關(guān)29。于實際應(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，本實施例中的每一個充電/放電控制器各自對應(yīng)于一電池(12A、 12B)。電池12A與電池12B的規(guī)格及被充電時所需要的電壓不必相同。也如圖2A所示，所 述電池各自通過其所對應(yīng)的充電/放電控制器連接至回收電纜26。更明確地說，當(dāng)電池12A 處于放電模式，電池12A所輸出的放電電流會通過充電/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在運行時，回收電 纜26上的回收電壓為一直流電壓。在這個實施例中，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。于實際應(yīng)用中，單向開關(guān)29可利用二極管來實現(xiàn)。如圖2A所示，單向開關(guān)29連 接于回收電纜26與電源供應(yīng)器28之間。當(dāng)單向開關(guān)29處于導(dǎo)通狀態(tài)，單向開關(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。易言之，單向開關(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，單向開關(guān)29還可以針對流向電源供應(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處于初步啟動狀態(tài)時，單向開關(guān)29可以先被關(guān)閉，待 電池充電/放電系統(tǒng)20開始穩(wěn)定運行之后，再將單向開關(guān)29開啟。值得注意的是，當(dāng)電源供應(yīng)器28通過單向開關(guān)29由回收電纜26接受回收電力供 給時，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行所需的電力。請參閱圖2B，圖2B為充電/放電控制器24A的一實施范例。在這個范例中，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 單向開關(guān)29導(dǎo)通時單向開關(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，并且補償單向開關(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 多個充電/放電控制器可以被分配為多個群組。舉例而言，假設(shè)電池充電/放電系統(tǒng)20包 含例如兩千個如同充電/放電控制器24A的充電/放電控制器，每一百個充電/放電控制 器可以被分配為一個群組，并且每個群組中的充電/放電控制器共用一個電源供應(yīng)器。換 句話說，每一個充電/放電群組各自包含一個電源供應(yīng)器?；蛘撸鲜鰞汕€如同充電/放 電控制器24A的充電/放電控制器也可共用一個電源供應(yīng)器。請參閱圖2C，圖2C圖示根據(jù)本發(fā)明的電池充電/放電系統(tǒng)包含兩個充電/放電 群組，且進(jìn)一步包含一中央控制模塊的實施例。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，中央控制模塊32的作用在于安排、調(diào)節(jié)各個充電 /放電群組中的電池的充電/放電時間順序，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正在對自己本身所對應(yīng)的多個電池充電時，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 地，當(dāng)充電/放電群組30B正在對自己本身所對應(yīng)的多個電池充電時，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，這兩個群組可以互相利用對方放電時排出的電能為自己的充電過程節(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實現(xiàn)，但不以此為限。請參閱圖2D，圖2D為根據(jù)本發(fā)明的另一電池充電/放電系統(tǒng)實施例的示意圖。于此實施例中，每一個充電/放電控制器內(nèi)部各自包含一個電源供應(yīng)器，而非多個充電/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 關(guān)248A，連接于回收電纜26與該電源供應(yīng)器246A之間。當(dāng)單向開關(guān)248A處于一導(dǎo)通狀 態(tài)，單向開關(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。與先前幾個實 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所需耗費的電量。相對地，電池12A放電時排出的電量，也 可以供做其他電池的充電電力。如上所述，通過整合多個電池充電/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)用于測試設(shè)備中。通過以上較佳具體實施例的詳述，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施例來對本發(fā)明的保護范圍加以限制。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)明申請的專利保護范圍內(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；以及多個充電/放電控制器，其中的每一個充電/放電控制器各自對應(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)在運行時，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，用以通過各充電/放電控制器為各充 電/放電控制器所對應(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)該單向開關(guān)處于一導(dǎo)通狀態(tài)， 該單向開關(guān)容許由該回收電纜流向該電源供應(yīng)器的一電流通過。
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)定運行狀態(tài)，該單向開關(guān)被開啟；當(dāng)該電池充電/放電系統(tǒng)處于一初步啟動狀態(tài)，該 單向開關(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，該單向開關(guān)針對流向該電源 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)器為所述多個充 電/放電控制器提供一電源電壓，并且每一個充電/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，用以通過該多個充電/放電控制器控制所述多個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，每一個充電/放電控制器 各自還包含一單向開關(guān)，連接于該回收電纜與該電源供應(yīng)器之間，當(dāng)該單向開關(guān)處于一導(dǎo)通狀態(tài)， 該單向開關(guān)容許由該回收電纜流向該電源供應(yīng)器的一電流通過。
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充電/放電控制器。每一個充電/放電控制器各自對應(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)在運行時，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)中的散熱問題。
文檔編號H02J7/00GK102136740SQ201010105989
公開日2011年7月27日 申請日期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, 簡裕昌 申請人:致茂電子股份有限公司