供電方法

2023-09-16 13:12:15

專利名稱：供電方法
技術領域：
本發明涉及一種供電方法，特別涉及一種用於由多個具有額定電動勢的電源單元 組成的供電系統的供電方法。
背景技術：
採用電池等具有額定電動勢的電源單元組成的供電系統供電時，由於供電系統內 部的電源單元之間的連接方式一般固定不變，因此，供電系統的輸出電壓/電流一般也固 定不變，無法滿足不同負載額定電壓/電流的要求。

發明內容
有鑑於此，有必要提供一種可為不同負載供電的供電方法。一種供電方法，用於控制一供電系統對一負載供電。該供電系統包括多個具有額 定電動勢的電源單元、一陽極輸出端及一陰極輸出端。每個電源單元包括一陽極及一陰極。 該供電系統還包括多個陽極開關、多個陰極開關及多個串聯開關。每一陽極開關用於連接 對應一電源單元的陽極至該陽極輸出端。每一陰極開關用於連接對應一電源單元的陰極至 該陰極輸出端。每一串聯開關用於連接對應一電源單元的陰極至另一電源單元的陽極。該 供電方法包括打開該多個陽極開關、多個陰極開關及多個串聯開關，並將該負載連接至該陽極 輸出端及該陰極輸出端；依據公式附=[V/ ε ]及N2 = [IR/ ε -N]計算一電源單元串聯數及一電源單元 並聯數，其中，(m+N2+l) < N，m為該電源單元串聯數，V為該負載的額定電壓，ε為每一 電源單元的額定電動勢，[V/ ε ]表示對V/ ε取整運算，Ν2為該電源單元並聯數，I為該負 載的額定電流，R為該負載的電阻值，[IR/ ε "N]表示對IR/ ε -N取整運算，N為該多個電源 單元的總數目；合上m個串聯開關以串聯(N1+1)個電源單元，該串聯的(N1+1)個電源單元包括 一個未連接的陽極及一個未連接的陰極，合上該串聯的(N1+1)個電源單元中未連接的陽 極開關對應的陽極開關及未連接的陰極對應的陰極開關，以將該串聯的(N1+1)個電源單 元連接至該陽極輸出端及該陰極輸出端；及合上除該串聯的(N1+1)個電源單元外的N2個電源單元對應的陽極開關及陰極開 關，以將該N2個電源單元並聯在該陽極輸出端及該陰極輸出端之間。根據上面的公式m = [V/ ε ]可推知該供電系統在經該供電方法控制後的輸 出電壓為[Ν1+1] ε，等於或略大於負載200的額定電壓V。根據上面的公式W= [V/ε ] 及N2 = [IR/ ε -N]可推知該供電系統經該供電方法控制後流入負載200的電流值為 (Ν1+Ν2+1) ε /R,等於或略大於負載200的額定電流值I。可見，該供電方法可通過控制該供 電系統內的多個陽極開關、多個陰極開關及多個串聯開關開閉狀態，可實現不同電壓及電 流的輸出，滿足該負載額定電壓/電流的要求。


圖1為本發明較佳實施方式的供電方法控制的供電系統及負載的第一狀態示意 圖。圖2為本發明較佳實施方式的供電方法的流程圖。圖3為本發明較佳實施方式的供電方法控制的供電系統及負載的第二狀態示意 圖。圖4為本發明較佳實施方式的供電方法控制的供電系統及負載的第三狀態示意 圖。
具體實施例方式請參閱圖1，本發明較佳實施方式的供電方法用於控制一供電系統100對一負載 200進行供電。供電系統100包括多個電源單元10、多個陽極開關20、多個陰極開關30、多 個串聯開關40、一個陽極輸出端50及一個陰極輸出端60。電源單元10可以為乾電池、充電電池、太陽能電池等。每個電源單元10包括一陽 極12及一陰極14。陽極12及陰極14之間可輸出額定電動勢ε。本實施方式中，電源單 元10的總數目為N。陽極開關20、陰極開關30及串聯開關40可以為按鈕開關、撥動開關、薄膜開關、 水銀開關、槓桿式開關、微動開關、行程開關等雙極類型開關。本實施方式中，多個電源單元 10並列設置。多個陽極開關20、陰極開關30及串聯開關40集成為一程控開關。每一陽極 開關20用於連接對應一個電源單元10的陽極12至陽極輸出端50。每一陰極開關30用於 連接對應一個電源單元10的陰極14至陰極輸出端60。每一串聯開關40用於連接對應一 個電源單元10的陰極14至相鄰一個電源單元10的陽極12。負載200可以為電子裝置，如電子遊戲機。本實施方式中的負載200具有電阻值 R，額定電壓V，額定電流I。請一併參閱圖2，本實施方式的供電方法包括以下步驟310-340 步驟310 打開所有陽極開關20、陰極開關30及串聯開關40，並將負載200連接 至陽極輸出端50及陰極輸出端60。步驟320 計算一電源單元串聯數及一電源單元並聯數。具體的，電源單元並聯數 及電源單元串聯數由以下兩條公式確定(l)m=[V/￡];及(2)N2 二 [IR/ε-N]。其中，附為電源單元串聯數，N2為電源單元並聯數，(N1+N2+1) < N, [V/ ε ]表示 對V/ ε取整運算，[IR/ ε -N]表示對IR/ ε -N取整運算。具體地，供電系統100還包括一計算器70。步驟320由計算器70完成。更加具 體地，計算器70存儲有額定電動勢ε及電源單元10的總數目N，使用者只要輸入負載200 的電阻值R，額定電壓V，額定電流I，計算器70便可確定串聯數m及並聯數N2。請一併參閱圖2及圖3。步驟330 合上附個串聯開關40以串聯(N1+1)個電源單元10，串聯的(N1+1)個電源單元10包括一未連接的陽極及一未連接的陰極。合上串聯的(N1+1)個電源單元10 中未連接的陽極12對應的陽極開關20及未連接的陰極14對應的陰極開關30以將串聯的 (N1+1)個電源單元10連接至陽極輸出端50及陰極輸出端60。請一併參閱圖2及圖4。步驟340 合上除串聯的(N1+1)個電源單元10外的N2個電源單元10對應的陽 極開關20及陰極開關30，以將N2個電源單元10並聯在陽極輸出端50及陰極輸出端60之 間。本實施方式中，由於多個陽極開關20、多個陰極開關30及多個串聯開關40集成為 一程控開關。供電系統100還包括一個控制器80，用於控制程控開關以實現步驟330-340。根據上面的公式(1)可推知供電系統100在經供電方法控制後輸出電壓為 [N1+1] ε，等於或略大於負載200的額定電壓V。根據上面的公式(1)_(2)可推知供電系 統100在經供電方法控制後流入負載200的電流值為(m+N2+l) ε/R，等於或略大於負載 200的額定電流值I。可見，該供電方法可通過控制該供電系統內的多個陽極開關、陰極開 關及串聯開關開閉狀態，以實現不同電壓/電流的輸出，滿足負載額定電壓及電流的要求。本技術領域的普通技術人員應當認識到，以上的實施方式僅是用來說明本發明， 而並非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神範圍之內，對以上實施例所作的 適當改變和變化都落在本發明要求保護的範圍之內。
權利要求
一種供電方法，用於控制一供電系統對一負載供電；該供電系統包括多個具有額定電動勢的電源單元、一陽極輸出端及一陰極輸出端；每個電源單元包括一陽極及一陰極；該供電系統還包括多個陽極開關、多個陰極開關及多個串聯開關；每一陽極開關用於連接對應一電源單元的陽極至該陽極輸出端；每一陰極開關用於連接對應一電源單元的陰極至該陰極輸出端；每一串聯開關用於連接對應一電源單元的陰極至另一電源單元的陽極；該供電方法包括打開該多個陽極開關、多個陰極開關及多個串聯開關，並將該負載連接至該陽極輸出端及該陰極輸出端；依據公式N1＝[V/ε]及N2＝[IR/ε N]計算一電源單元串聯數及一電源單元並聯數，其中，(N1+N2+1)＜N，N1為該電源單元串聯數，V為該負載的額定電壓，ε為每一電源單元的額定電動勢，[V/ε]表示對V/ε取整運算，N2為該電源單元並聯數，I為該負載的額定電流，R為該負載的電阻值，[IR/ε N]表示對IR/ε N取整運算，N為該多個電源單元的總數目；合上N1個串聯開關以串聯(N1+1)個電源單元，該串聯的(N2+1)個電源單元包括一未連接的陽極及一未連接的陽極，合上該串聯的(N1+1)個電源單元中未連接的陽極對應的陽極開關及未連接的陰極對應的陰極開關，以將該串聯的(N1+1)個電源單元連接至該陽極輸出端及該陰極輸出端；及合上除該串聯的(N1+1)個電源單元外的N2個電源單元對應的陽極開關及陰極開關，以將該N2個電源單元並聯在該陽極輸出端及該陰極輸出端之間。
2.如權利要求1所述的供電方法，其特徵在於該電源單元為乾電池、充電電池或太陽 能電池。
3.如權利要求1所述的供電方法，其特徵在於該陽極開關、陰極開關及串聯開關為按 鈕開關、撥動開關、薄膜開關、水銀開關、槓桿式開關、微動開關或行程開關。
4.如權利要求3所述的供電方法，其特徵在於該供電系統還包括一控制器，用於控制 該程控開關以實現該兩合上步驟。
5.如權利要求1所述的供電方法，其特徵在於該多個陽極開關、陰極開關及串聯開關 集成為一程控開關。
6.如權利要求1所述的供電方法，其特徵在於該供電系統還包括一計算器；該計算步 驟由該計算器完成。
全文摘要
本發明提供一種供電方法，用於控制一供電系統對一負載供電。該供電系統包括多個電源單元、多個陽極開關、多個陰極開關、多個串聯開關、一陽極輸出端及一陰極輸出端。該供電方法包括計算一電源單元串聯數N1及一電源單元並聯數N2；合上N1個串聯開關以串聯(N1+1)個電源單元至該陽極輸出端及該陰極輸出端之間；及合上除該串聯的(N1+1)個電源單元外的N2個電源單元對應的陽極開關及陰極開關，以將該N2個電源單元並聯在該陽極輸出端及該陰極輸出端之間。該供電方法可通過控制該供電系統內的多個陽極開關、多個陰極開關及多個串聯開關的開閉狀態，可實現輸出不同的電壓及電流，滿足負載要求。
文檔編號H02J1/00GK101964523SQ20091030457
公開日2011年2月2日 申請日期2009年7月21日 優先權日2009年7月21日
發明者賴志成 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司;鴻海精密工業股份有限公司