電源裝置及電源陣列的測試方法
2023-06-12 20:38:56
專利名稱：電源裝置及電源陣列的測試方法
技術領域：
本發明涉及一種電源裝置，特別是涉及一種電源裝置及電源陣列的測 試方法。
背景技術：
現今儲能元件廣泛運用於家電設備、手持式裝置(例如行動電話 (Mobile Phone )、個人數位助理(Personal Digital Assistant, PDA )等) 及交通工具等產品，以滿足人們對獨立能源系統的需求。狹義的儲能元件 主要指電池，包含一次電池及二次電池產品；而廣義的儲能元件則泛指所 有具備儲能功能的元件，包括暫時性儲能的電容及電感，還有一種介於電 池與電容間的超級電容(Super capacitor)也包括在內。
電容是以物理反應的電位能形式來儲能，在製作上較為簡單，且具有 充放電速度快、高功率密度的特性，但是物理儲能的效果卻不佳(即儲能容 量較小)，所以只能被當做短暫儲能使用。
電池可分為一次電池及二次電池。 一次電池僅能使用一次，無法通過 充電的方式再補充已被轉化掉的化學能。而二次電池主要是要是利用化學 能的方式來進行能量儲存，因此其能量儲存密度將會明顯優於一般電容，而 可應用於各種電力供應裝置，但在此同時，其所能產生的瞬間電力輸出會 受限於化學反應速率，因此無法快速的充放電或進行高功率輸出，且在多 次充放電後容量會下降，甚至長時間不使用，也會有容量下降問題。
超級電容是一種介於電池與電容間的元件，又稱雙電層電容 (Electrical Double-Layer Capacitor),通過部分物理儲能、部分化學儲 能架構，其功率密度及能量密度介於電池與電容間。但是，超級電容因具 有化學材料而具化學特性，而易有漏電現象，又加上因還有部份是物理特 性的放電速度快的現象，前述兩種因素下很快就會沒電，且受限於電解質 的分解電壓(水系電解質IV、有機電解質約2.5V),所以其耐電壓低，再 加上受到電極材料的成本影響，超級電容具有比其他電容、電池高的價格 能量比。
現有儲能元件的技術，皆無法同時達到壽命長(高充放電次數)、高能 量儲存密度、瞬間高功率的輸出、快速充放電等優點，且目前的二次電池及 超級電容皆需要電解液以化學的方式儲存電能，並無法在一般現今的半導 體製程下製造，因此一旦在封裝完成後，其儲存電能的容量較不易改變，且周邊相關的電路在規劃上也較不彈性，所以現有技術仍有改良精進之處。
隨著電子電路技術的日益成熟，電路設計也趨向多功能整合以及更小 的電路面積發展。然而，由於集成電路製程的限制，為了維持品質一致性 以達到電源輸入後電路運作正常的目的，所以，開發一種在封裝之前進行 檢測，以確保早期品質及封裝後的電源輸入的穩定性等功效的電源陣列的 測試方法提供電源裝置使用為由其必要性。
由此可見，上述現有的現有儲能元件的技術在結構及方法上，顯然仍 存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題,相 關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被 發展完成，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新的 電源裝置及電源陣列的測試方法，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當 前業界極需改進的目標。
有鑑於上述現有的儲能元件的技術存在的缺陷，本發明人基於從事此 類產品設計製造多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，積極 加以研究創新，以期創設一種新的電源裝置及電源陣列的測試方法，能夠 改進一般現有的現有儲能元件的技術，使其更具有實用性。經過不斷的研 究、設計，並經反覆試作及改進後，終於創設出確具實用價值的本發明。
發明內容
本發明的目的在於，解決現有儲能元件無法快速檢測的技術問題，而 提供一種電源陣列的快速測試方法，適用於測試一包含多數個儲能單元的 電源陣列，且能達到大幅縮短該電源陣列的測試時間的功效，因此非常適 於實用。
本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。
本發明電源陣列的測試方法，包含 (A)將該電源陣列實質均分為兩個陣列，且分別判斷該二陣列是否有 故障；
(B) 對有故障的陣列判斷是否只包含一個儲能單元，若是，則判 斷該儲能單元故障，若否，則跳到步驟(C);及
(C) 將有故障的陣列再實質均分為兩個陣列，且分別判斷該二陣 列是否有故障，然後重複步驟(B)。
此外，本發明的另 一 目的為提供一種電源裝置，該電源裝置解決了現有 儲能元件無法快速檢測的技術問題，且能達到大幅縮短測試時間的功效，因 此非常適於實用。
本發明的電源裝置，包含
一電源陣列，包括多數個呈陣列排列的儲能單元，且每一個儲能單元
5用以儲存電能；
一陣列規劃器，致能或非致能每一儲能單元；及
一處理，元，i判，，能中的儲，單元^"形成^j一陣列是否有"障:、
致能，且該處理單元分別判斷該二陣列是否有故障；
當有故障的陣列只包含一個儲能單元時，該處理單元判斷該儲能單元 故障；
當有故障的陣列包含超過一個儲能單元時，該陣列規劃器將有故障的 該陣列再實質均分為兩個陣列以分成二次致能，且該處理單元再分別判斷 該二陣列是否有故障。
藉由上述技術方案，本發明電源裝置及電源陣列的測試方法至少具有 下列優點及有益效果
本發明的電源裝置和測試方法逐次將待測的電源陣列分成二子電源 陣列，當一子電源陣列的實際電容值可以符合一誤差範圍內時，不必再一 一對其中的每一個儲能單元作測試，換句話說，可以使該電源陣列的測試 時間複雜度降低為OGog2"),以大幅縮短該電源陣列的測試時間，因此，可 以達到快速測試的功效。
綜上所述，本發明具有上述諸多優點及實用價值，其不論在設備及方 法或功能上皆有較大改進，在技術上有顯著的進步，並產生了好用及實用 的效果，且較現有的現有儲能元件具有增進的突出功效，從而更加適於實 用，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
圖1是本發明的電源裝置方框圖2是本實施例的磁性電容與其他現有能量儲存媒介的比較示意圖； 圖3是本實施例中磁性電容的結構示意圖4是本實施例的磁性電容另 一實施例中第一磁性電極的結構示意圖;
圖5是本發明另一實施例中一儲能單元組的示意圖6是一電源裝置的電源陣列示意圖7是當該電源陣列充電時的測試單元示意圖8是當該電源陣列放電時的測試單元示意圖9是一電源裝置的處理單元的方框圖IO是一電源裝置的陣列規劃器的示意圖11是本發明的測試方法的一實施方式流程圖12是本發明的測試方法的一實施方式的子流程圖13是一儲能單元的樹狀圖範例；圖14是本發明的測試方法的另一實施方式流程圖；及 圖15是本發明的測試方法的另一實施方式的子流程圖。
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的電源裝置及電源陣列 的測試方法其具體實施方式
、方法、步驟、結構、特徵及其功效，詳細說 明如後。
請參閱圖1與圖6，本實施例的電源裝置包括 一電源陣列1、 一測試 單元2、 一處理單元3，及一陣列規劃器4。
本發明中的電源陣列1是由多數個儲能單元11所組成，而在本實施例 中，該儲能單元11為^f茲性電容單元。因為^f茲性電容單元是一種新穎的儲能 元件，且較一般的電池、電容、超級電容具有許多優點，因此以下先對磁 性電容單元作一介紹，之後再詳述如何針對一電源陣列1中的該等儲能單 元11進行快速測試。
》茲性電容單元介紹
該-茲性電容單元可以是單一個》茲性電容或是由多數個^茲性電容以串 聯、並聯或混合串並聯方式組成的一》茲性電容組。本實施例應用的磁性電 容是一種以矽半導體為原料，在一定的磁場作用下通過物理儲能方式實現 高密度、大容量儲存電能的儲能元件。且磁性電容具有輸出電流大、體積 小、重量輕、超長使用壽命、充放電能力佳及沒有充電記憶效應等特性，因 此拿來做為備用電源裝置的蓄電元件以取代一般鉛酸蓄電池組，除了可以 減少備用電源裝置的體積、重量和製造成本，而且可以實現系統免維護以 及提高系統使用壽命等優點。
請參閱圖2，由於現有能量儲存媒介(例如傳統電池或超級電容)主 要是利用化學能的方式來進行能量儲存，因此其能量儲存密度將會明顯優 於一般電容，而可應用於各種電力供應裝置，但在此同時，其所能產生的 瞬間電力輸出也會受限於化學反應速率，而無法快速的充放電或進行高功 率輸出，且充放電次數有限，過度充放時易滋生各種問題。相比於此，由於 磁性電容中儲存的能量全部以電位能的方式進行儲存，因此，除了具有可與 一般電池或超級電容匹配的能量儲存密度夕卜，更因充分保有電容的特性，而 具有壽命長(高充放電次數)、無記憶效應、可進行高功率輸出、快速充放 電等特點，所以可有效解決當前電池所遇到的各種問題。參閱圖3,磁性電容
600包含有一第一磁性電極610、 一第二磁性電極620，以及位於其間的一 介電層630。其中第一-茲性電極610與第二》茲性電極620是由具磁性的導電 材料所構成，並藉由適當的外加電場進行磁化，使第一磁性電極610與第二》茲性電極620內分別形成》茲偶才及(Magenetic Dipole) 615與625,以於 磁性電容600內部構成一磁場，對帶電粒子的移動造成影響，從而抑制磁 性電容600的漏電流。
所需要特別強調的是，圖3中的磁偶極615與625的箭頭方向僅為一 示意圖。對熟習該項技藝者而言，應可了解到磁偶極615與625實際上是 由多個整齊排列的微小磁偶極所迭加而成，且在本發明中，磁偶極615與 625最後形成的方向並無限定，例如可指向同一方向或不同方向。介電層 630則是用來分隔第一磁性電極610與第二磁性電極620，以於第一磁性電 極610與第二^f茲性電極620處累積電荷，儲存電位能。在本發明的一實施 例中，第 一磁性電極61 與第二磁性電極62 0包含有磁性導電材質，例如 稀土元素，介電層630則是由氧化鈦(Ti03)、氧化鋇鈦(BaTi03)或一半 導體層，例如氧化石圭(Silicon Oxide)所構成，然而本發明並不限於此，因 此第一磁性電極610、第二磁性電極620與介電層630均可視產品的需求而 選用適當的其他材料。
比喻說明本發明》茲性電容的操作原理如下。物質在一定^茲場下電阻改 變的現象，稱為「磁阻效應」，磁性金屬和合金材料一般都有這種磁電阻現 象，通常情況下，物質的電阻率在磁場中僅產生輕微的減小；在某種條件 下，電阻率減小的幅度相當大，比通常磁性金屬與合金材料的磁電阻值高 出10倍以上，而能夠產生很龐大的磁阻效應。若是進一步結合麥斯威爾-華格納(Maxwell-Wagner)電路模型，磁性顆粒複合介質中也可能會產生 很龐大的磁電容效應。
在一般電容中，電容值C是由電容的面積A、介電層的介電常數s。 、 ~ 及厚度d決定，如下式所示。
—d
然而在本發明中，磁性電容600主要利用第一磁性電極610與第二磁 性電極620中整齊排列的磁偶極來形成磁場來，使內部儲存的電子朝同一 自旋方向轉動，進行整齊的排列，所以可在同樣條件下，容納更多的電荷，進 而增加能量的儲存密度。類比於一般電容，磁性電容600的運作原理相當 於藉由磁場的作用來改變介電層630的介電常數，而造成電容值的大幅提 升。
此外，在本實施例中，第一》茲性電極610與介電層630間的介面631 以及第二石茲性電極620與介電層630間的介面632均為一不平坦的表面，使 得介面631與介面632的面積相比於一^:平坦的表面其表面積A更大，而 能進一步提升磁性電容600的電容值C。
請參閱圖4,本發明的另一實施例中第一》茲性電極610的結構示意圖。如圖4所示，第一》茲性電才及610為一多層結構，包含有一第一》茲性層612、 一隔 離層614以及一第二磁性層616。其中隔離層614由非磁性材料所構成，而 第一磁性層612與第二》茲性層616則包含有具;茲性的導電材料，並在石茲化 時，藉由不同的外加電場，使得第一磁性層612與第二磁性層614中的磁 偶極613與617分別具有不同的方向，例如在本發明的一較佳實施例中，磁 偶極613與617的方向為反向，而能進一步抑制磁性電容600的漏電流。此 外，需要強調的是，磁性電極610的結構並不限於前述的三層結構，而可 以類似的方式，以多數個磁性層與非磁性層不斷交錯堆迭，再藉由各磁性 層內磁偶極方向的調整來進一步抑制磁性電容600的漏電流，甚至達到幾 乎無漏電流的效果。
此外，由於現有儲能元件多半以化學能的方式進行儲存，因此都需要 有一定的尺寸，否則往往會造成儲量效率的大幅下降。相比於此，本發明 的磁性電容600是以電位能的方式進行儲存，且因所使用的材料可適用於 半導體製程，所以可藉由適當的半導體製程來形成》茲性電容600以及周邊 電路連接，進而縮小;茲性電容600的體積與重量，由於此製作方法可使用 一般半導體製程達成的，所以在此不予贅述。
請參閱圖5，圖5為本發明另一實施例中一磁性電容組500的示意圖。承 前所述，在本實施例中，利用半導體製程於一矽基板上製作多數個小尺寸 的磁性電容600,並藉由適當的金屬化製程，於該多數個磁性電容600間形 成電連接，從而構成一個包含有多個》茲性電容600的；茲性電容組500,再以 磁性電容組500作為能量儲存裝置或外部裝置的電力供應來源。在本實施 例中，磁性電容組500內的多數個磁性電容600是以類似陣列的方式電連 接，然而本發明並不限於此，而可根據不同的電壓或電容值需求，進行適 當的串聯或並聯，以滿足各種不同裝置的電力供應需求。
電源陣列的測試
參閱圖6,該電源陣列1包括mxn個儲能單元11、 mxn個第一開關 12及m x n個第二開關13，且該等儲能單元11是以m列及n行交錯排列的 方式進行配置，其中，每一儲能單元11具有一第一端及一第二端，且分別 與一個第一開關12、 一個第二開關13電連接，當一儲能單元ll對應的該 等第一開關12、第二開關13皆被導通時，表示該儲能單元11處於致能 (Enable)狀態，可以正常進行充放電，反過來說，當一儲能單元ll對應 的該等第一開關12、第二開關13皆不導通時，表示該儲能單元ll被隔離 而處於無法進行充放電的非致能(Disable)狀態，意味著其他電路元件將 不會受到該儲能單元11的影響。
而該電源陣列l可藉由不同的規劃(Programming)而動態調整該等開 關12、 13,以進而控制開關12、 13所對應到的儲能單元11的致能/非致能
9狀態，因此，不同的規劃方式將對應不同的該等儲能單元11的排列組合方 式(即為串聯、並聯或串並聯的組合方式)，也就是說，該電源陣列l的等 效電容值也會隨不同的規劃方式而改變。
此外，由該電源陣列1的第一輸出端14與該電源陣列1的第二輸出端
15，可以輸出該電源陣列1的等效電容值。
參閱圖7，該測試單元2包括 一電壓比較器21、 一^i文電處理器22,及 一放電開關23。
該電壓比較器21具有一第一端、 一第二端，及一輸出端，且該電壓比 較器21的第一端與該電源陣列1的第一輸出端14電連接，並接收一由定 電流源提供的工作電流，且該電源陣列1的第二輸出端15接至地，而該電 壓比較器21的第二端接收一參考電壓，然後，該電壓比較器21比較該電源 陣列1的電壓及該參考電壓，當該電源陣列1的電壓大於該參考電壓時，該 電壓比較器21的輸出端輸出一高電位訊號(H)至該充放電處理器22，相 反地，當該電源陣列1的電壓小於該參考電壓時，該電壓比較器21的輸出 端輸出一低電位訊號(L)至該充放電處理器22，該;改電開關23可切換地 將該電源陣列1的第一輸出端14電連接到地。
當該充放電處理器22由該電壓比較器21的輸出端接收到一高電位訊 號(H)時，該充放電處理器22將控制該放電開關23導通，使得該電源陣 列1進行放電動作，而當該充放電處理器22由該電壓比較器21的輸出端 接收到一低電位訊號(L)時，該充放電處理器22將控制該放電開關23不 導通，使得該電源陣列1進行充電動作。
因^該電源P輛l11的^^丈電伊uf呈如下所逸^T7^狀態時，因為該電源卩衫'J 1尚未充 電，因此該電壓tM交器21的輸出^^出H氐電位訊號(L)，而該充放電處理器22根 據該低電位訊號(L)，以控制該放電開關23為不導通，所以，該電源陣列 1將接收由該定電流源輸入的工作電流，以進行充電動作，參閱圖8，當該 電源陣列l持續充電至大於該參考電壓時，該電壓比較器21會改變其輸出 端的輸出訊號為高電位訊號(H),因此該充放電處理器22便會依據該高電 位訊號(H)而控制該放電開關23導通，此時，該電源陣列1會開始進行 放電動作，直到該電源陣列1的電壓小於該參考電壓時，再由該充放電處 理器22控制該放電開關23不導通，以完成電源陣列1的一次充放電流程。
同時，在該充放電處理器22中，將記錄一段時間內的該電壓比較器21 的輸出訊號的變化頻率，並據以計算出該電源陣列1的充放電頻率，進而 計算出該電源陣列1的等效電容值，其計算方式如下
其中，C為該電 源陣列1的等效電容值、e為電源陣列的電量、r為該參考電壓、/為該定電流源提供的工作電流，
及,為電源陣列的充;^文電頻率。
由上述公式(F山可知，該參考電壓r及該工作電流/皆為一固定值，因 此，當該充放電處理器22計算出該電源陣列1的充放電頻率時，即可據此 計算出該電源陣列1的實際等效電容值。
參閱圖9,該處理單元3包括 一運算器31、 一比較器32,及一控制 器33。
該運算器31可以依據不同的電源陣列1的規劃方式以計算出該電源陣 列1的理論等效電容值，並將該理論等效電容值輸出至該比較器32中，而 該比較器32根據由該充放電處理器22所計算出的電源陣列1的實際等效 電容值，與該理論等效電容值作比較，以判斷二者的差是否介於一預設的 誤差範圍內，若是，則表示在此種規劃情形下的電源陣列1中，每一儲能 單元ll皆為正常狀態，若二者的差超過該預設的誤差範圍時，則表示在此 種規劃情形下的電源陣列1中，存在有至少一儲能單元ll發生故障情形。
在該控制器33中預設有一測試策略(Test strategy),該測試策略用 以決定電源陣列的測試方法及對應控制訊號；為了說明的完整性，後續再說 明本實施例的測試策略為何，在此先不贅述；該控制器33根據該比較器32 輸出的結果(即該實際等效電容值與該理論等效電容值的差，是否超出該誤 差範圍)，與該預設的測試策略，以決定下一次進行測試時的控制訊號，其 中，該控制器33是才艮據該測試策略而設定出對應的控制訊號，以決定下一 次測試時該電源陣列1的規劃方式，且該控制訊號也會傳送至該運算器31 中，以預先計算出下一次測試時，該電源陣列1的理論等效電容值。
參閱圖10,該陣列規劃器4是用以控制該電源陣列1中每一儲能單元 11所對應的開關12、 13的導通與否，而該陣列規劃器4的規劃複雜度與該 電源陣列1的陣列大小有關， 一般而言，為了擴充性與方便性的考量，會 釆用一可重複規劃的現場可規劃閘陣列(FPGA)來實施，但不以此為限。
如圖IO所示，該陣列規劃器4接收由該控制器33輸出的控制訊號，並 產生對應的開關動作，以切換不同的電源陣列1的M^劃方式，其中，該陣 列規劃器4具有多數個胞元(Cell ) 41分別用以控制對應的儲能單元11的 第一開關12與第二開關13,也就是說，當一胞元41被設定為致能(Enable) 時，該胞元41將控制對應的第一開關12及第二開關13為導通，相反地，當 一胞元41^皮設定為非致能(Disable)時，該胞元41將控制對應的第一開 關12及第二開關13為不導通。
電源裝置的快速測試方法
技術領域：
本發明中也提出一電源裝置的快速測試方法，且其實施於前述的該測 試策略中，該測試策略並包括對應該測試方法的控制訊號的*見劃方式。現
iii兌明該測i式方法J;口下
聯合參閱圖11及圖12,本發明電源陣列的測試方法的較佳實施例包含 以下步驟
步驟90該控制器33將該電源陣列1設為目前陣列；
步驟91是該控制器33將目前陣列平均分為兩個陣列，且選取其中一 陣列作為目前陣列，並記錄另 一未選到的陣列為尚未檢測的陣列；
步驟92是檢測目前陣列中是否有故障發生，若是，則執行步驟93，若 否，則跳至步驟95;
且步驟92包括以下子步驟
步驟921是該控制器33針對目前陣列設定對應的控制訊號，使得該陣 列規劃器4可開啟目前陣列中的所有儲能單元11;
步驟922是該測試單元2測得此目前陣列的實際等效電容值，且運算 器31也計算出此目前陣列的理論等效電容值；
步驟923是該比較器32比較兩電容值；
步驟924是該控制器33基於該比較器32的比較結果判斷目前陣列中 是否有故障情形發生，若是，則執行步驟93,若否，則跳至步驟95;
步驟93是控制器33判斷該目前陣列中是否只包含一儲能單元，若是,執 行步驟94，若否，則跳至步驟91;
步驟94是控制器33標記該儲能單元為故障，並跳至步驟95;及
步驟95是控制器33根據記錄，判斷是否有尚未檢測到的陣列，若否，就 結束；若是，則將最近一筆記錄到的尚未檢測陣列設為目前陣列，且跳到 步驟92進行檢測。
值得注意的是，步驟95中該,未檢^到的卩衫'J可能包含有多數，陣列，因
前陣列。
根據以上流程，我們舉一例子加以說明，參閱圖13,假設一電源陣列 具有8個儲能單元，且存在有一個故障儲能單元於其中，位於圖中F點上。
由步驟90，該控制器33設定該待測電源陣列為目前陣列，再根據步驟 91將該目前陣列平均分為二具有4個儲能單元的電源陣列，並將其中之一 設定為目前陣列，另一設定為尚未檢測陣列，然後根據步驟92,該控制器 33設定對應的控制訊號，使得該陣列規劃器4可導通目前陣列中4個儲能 單元ll，以進行測試；由於目前陣列中存在有故障的儲能單元(如圖13中 F點)，因此，該控制器33可由該比較器32的輸出結果，判斷出該目前陣 列中有故障情形發生，因此，步驟93是該控制器判斷該目前陣列仍包括多 數個儲能單元於其中，於是回到步驟91,再將目前陣列平均分為二具有2 個儲能單元的電源陣列，並將其中之一設定為目前陣列，另一設定為尚未檢測陣列，此時，經由步驟92的測試可以發現目前陣列(圖13中D點) 沒有故障情形發生，因此，跳至步驟95檢查出仍有尚未檢測的陣列，於是 將該尚未檢測陣列設定為目前陣列後，重新回到步驟92，經測試後發現目 前陣列(圖13中的E點)仍有故障情形發生，且該目前陣列仍有2個儲能 單元，因此再回到步驟91，並重複執行步驟91—93。直到經步驟93判斷出 該目前陣列(圖13中的F點)為一儲能單元時，執行步驟94將其標記為 故障，並依此方法繼續檢測其餘尚未檢測陣列。
總體來說，本發明的測試方法的時間複雜度為
(9(log2 (" ")) = 0(log2 "2) = <9(2 ■ log2 ") <9(log2 ")
相較於傳統將一電源陣列中的每一儲能單元逐一測試的方法而言，其 測試時間複雜度為O("),本發明的測試方法顯然可以用相當少的時間，更 快速測試出一電源陣列中故障的儲能單元。
值得注意的是，當最初電源陣列1所包含的儲能單元11為奇數個時，步 驟91將目前陣列平均分為兩個陣列的方式是將一陣列較另 一陣列多1個儲 能單元ll,而較少儲能單元的陣列則加上一假(Dummy )儲能單元，而使兩 陣列所包含的儲能單元11個數實質相等即可。
上述的測試流程是基於深度優先搜尋(D印th-First-Search)順序為 準，逐一進行測試，因此，圖13中的測試順序為A、 B、 D、 E、 F、 G、 C。 然而，也可以另一種廣度優先4叟尋(Breadth-First-Search)順序為主， 來決定測試順序，其測試流程如圖14及圖15所示
步驟80是該控制器33將該電源陣列1設為目前陣列；
步驟81是該控制器33將目前陣列平均分為兩個陣列，且選取其中一 陣列作為目前陣列，並記錄另 一未選到的陣列為尚未檢測的陣列；
步驟82是檢測目前陣列中是否有故障發生，若是，則執行步驟83,若 否，則跳至步驟86;
且步驟82包括以下子步驟
步驟821是該控制器33針對目前陣列設定對應的控制訊號，使得該陣 列規劃器4可開啟目前陣列中的所有儲能單元11;
步驟822是該測試單元2測得此目前陣列的實際等效電容值，且運算 器31也計算出此目前陣列的理論等效電容值；
步驟823是該比較器32比較兩電容值；
步驟824是該控制器33基於該比較器32的比較結果判斷目前陣列中 是否有故障情形發生，若是，則執行步驟83，若否，則跳至步驟86;
步驟83是控制器33判斷該目前陣列中是否只包含一儲能單元，若是，執
13行步驟84,若否，則跳至步驟85;
步驟84是控制器33標記該儲能單元為故障，並跳至步驟86;
步驟85是控制器將該目前陣列平均分為兩個陣列，並將此兩陣列設定 為尚未檢測陣列；及
步驟86是控制器33根據記錄，判斷是否有尚未檢測到的陣列，若否，就 結束；若是，則將最早一筆記錄到的尚未檢測陣列設為目前陣列，且跳到 步驟82進行一全測。
值得注意的是，步驟86中該尚未;^則到的陣列可能包含有多數個陣列，因
前陣列。
若是以圖12為例，經由上述基於廣度優先搜尋 (Breadth-First-Search )演算法為主的測試方法，該等節點的測試順序 為A、 B、 C、 D、 E、 F、 G。
值得一提的是，無論是基於深度優先搜尋順序或是廣度優先搜尋順序 為主的測試順序，僅為本實施例揭露方式其中之一，本發明並不限定是基 於上述二種測試順序的測試方法。
值得注意的是，測試單元2和測試步驟不限於依據電容的充放電頻率 來判定該儲能單元是否發生故障，也可以依據如儲能單元的額定電壓、額 定電流量，或是內阻抗值等判斷條件，以判斷該儲能單元是否故障，因此，本 發明的測試方法可以廣泛適用於各種不同的故障電容測試電路。
綜上所述，本發明的測試方法逐次將待測的電源陣列分成二子電源陣 列，當一子電源陣列的實際電容值可以符合一誤差範圍內時，不必再—— 對其中的每一儲能單元作測試，因此，可以大幅降4氐該電源陣列的測試時 間複雜度為0(10&"),並大幅縮短該電源陣列的測試時間，因此，可以達 到快速測試的目的。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式 上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發 明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利 用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1、一種電源陣列的測試方法，適用於測試一包含多數個儲能單元的電源陣列，其特徵在於該電源陣列的測試方法包含(A)將該電源陣列實質均分為兩個陣列，且分別判斷該二陣列是否有故障；(B)對有故障的陣列判斷是否只包含一個儲能單元，若是，則判斷該儲能單元故障，若否，則跳到步驟(C)；及(C)將有故障的陣列再實質均分為兩個陣列，且分別判斷該二陣列是否有故障，然後重複步驟(B)。
2、 如權利要求1所述的電源陣列的測試方法，其特徵在於判斷每一 陣列是否有故障包含量測該陣列的一參數的一實際值，且得出該參數的一理論值；比較該實際值和該理論值；及基於比較結果判斷該陣列是否有故障。
3、 如權利要求1所述的電源陣列的測試方法，其特徵在於還包含致 能處於判斷中的該陣列所包含的所有儲能單元，且非致能其他儲能單元。
4、 如權利要求2所述的電源陣列的測試方法，其特徵在於該參數是 電容值。
5、 一種電源裝置，其特徵在於該電源裝置包含一個電源陣列，包括 多數個呈陣列排列的儲能單元，且每一個儲能單元用以儲存電能； 一陣列 規劃器，致能或非致能每一儲能單元；及一處理單元，判斷致能中的儲能 單元所形成的一陣列是否有故障；其中，該陣列規劃器先將該電源陣列實 質均分為兩個陣列以分成二次致能，且該處理單元分別判斷該二陣列是否 有故障；當有故障的陣列只包含一個儲能單元時，該處理單元判斷該儲能 單元故障；當有故障的陣列包含超過一個儲能單元時，該陣列規劃器將有 故障的陣列再實質均分為兩個陣列以分成二次致能，且該處理單元再分別 判斷該二陣列是否有故障。
6、 如權利要求5所述的電源裝置，其特徵在於該處理單元是基於致 能中的儲能單元所形成的該陣列的一參數來判斷該陣列是否有故障。
7、 如權利要求5所述的電源裝置，其特徵在於還包含一測試單元，該 測試單元量測致能中的儲能單元所形成的該陣列的該參數的一實際值；且 該處理單元計算該陣列的該參數的一理論值，並tb4支該實際值和該理論值，以 判斷該陣列是否有故障。
8、 如權利要求5所述的電源裝置，其特徵在於其中，該電源陣列還 包含多數個開關，且分別受該陣列規劃器控制以導通或不導通，以進而控 制每一儲能單元被致能或不被致能。
9、 如權利要求7所述的電源裝置，其特徵在於該處理單元還包括一 比較器，比較該實際值與該理論值，以判斷二者的差是否介於一預設的誤差範圍內，若是，則判斷該陣列中的每一儲能單元皆為正常狀態，若二者 的差超過該預設的誤差範圍時，則判斷該陣列中存在有至少一個儲能單元發生故障；及一控制器，基於該比較器的比較結果，控制該陣列規劃器致 能哪一個儲能單元或哪些儲能單元。
10、 如權利要求5所述的電源裝置，其特徵在於該儲能單元是單一 個磁性電容或是由多數個磁性電容以串聯、並聯或混合串並聯方式組成的 一{茲性電容組。
11、 如權利要求IO所述的電源裝置，其特徵在於該磁性電容包含有 一第一磁性電極、 一第二磁性電極以及設於其間的一介電層，其中該第一 磁性電極與第二磁性電極內具有磁偶極以抑制該磁性電容的漏電流。
12、 如權利要求11所述的電源裝置，其特徵在於該第一磁性電極包 含一第一磁性層，具有排列成第一方向的磁偶極； 一第二磁性層，具有排 列成第二方向的磁偶極；及一隔離層，包含有非磁性材料，設於該第一磁 性層與該第二磁性層間；其中該第一方向與該第二方向互為反向，以抑制 該/磁性電容的漏電 流。
13、 如權利要求11所述的電源裝置，其特徵在於該第一磁性電極與 第二磁性電極包含有稀土元素，該介電層是由氧化鈦、氧化鋇鈦或一半導 體層所構成。
14、 如權利要求13所述的電源裝置，其特徵在於該半導體層為氧化矽。
全文摘要
一種電源裝置及電源陣列的測試方法，電源陣列的測試方法適用於測試一包含多數個儲能單元的電源陣列，該方法包含以下步驟(A)將該電源陣列實質均分為兩個陣列，且分別判斷該二陣列是否有故障；(B)對有故障的陣列判斷是否只包含一個儲能單元，若是，則判斷該儲能單元故障，若否，則跳到步驟(C)；(C)將有故障的陣列再實質均分為兩個陣列，且分別判斷該二陣列是否有故障，然後重複步驟(B)。電源裝置，其包含一個電源陣列，包括多數個呈陣列排列的儲能單元，且每一個儲能單元用以儲存電能；一陣列規劃器，致能或非致能每一儲能單元；及一處理單元，判斷致能中的儲能單元所形成的一陣列是否有故障；本發明可以大幅縮短該電源陣列的測試時間，可以達到快速測試的目的。
文檔編號G01R31/40GK101672900SQ20081021182
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月9日 優先權日2008年9月9日
發明者曹旭明 申請人:光寶科技股份有限公司