专利名称：电子模块不断电电源供应电路及方法
技术领域：
本发明相关于包括电容式能量储存的电子模块的不断电电源供应电路及方法，特别是用于在计算机系统中的用途。
背景技术：
在计算机系统中，能量供应的非想望中断，即使其是在几毫秒的范围，通常即足以对计算机系统的功能造成损害，在计算机系统的例子中，为了实现避免重要计算机数据遗失的受控关闭程序，其必须在不断电电源供应的帮助下桥接针对适当关闭计算机系统所需期间的常规能量供应的故障，在此桥接时间内，计算机系统可接着关闭打开的档案，例如，具敏感性的数据库，并储存重要计算机数据在非挥发性只读存储器中。特别地是，不断电电源供应例如亦被用于通常包括将可充电电池作为能量储存的计算机系统，然而，此类充电电池具有高充电时间，再者，在充电电池的情况下电流强度是受限的，对计算机系统而言，特别是用于自动化技术者，较佳地是将不断电电源供应设计为插入式卡，或是作为计算机主机板的一部份，然而，作为能量储存的充电电池却有高空间需求，因而使得将具有充电电池的不断电电源供应与计算机系统整合产生困难。既然在计算机系统的例子中，一般而言仅数秒的常规能量供应中断需要进行桥接，因为此保持时间对计算机系统的受控关闭而言通常是足够的，因此，可在短时间内获得高电流强度且以所需空间小为特征的电容式能量储存渐增地受到使用，所谓的双层电容器(具有高效率以及长使用期限)是适合用于不断电电源供应中的电容式能量储存。具有电容式能量储存的不断电电源供应(主要是被使用于计算机系统中时)的一个重要需求是快速的起始，以在常规能量供应若是崩溃时，可靠地确保受控的关闭或重要计算机数据的储存，当使用电容式能量储存时，其通常需要使不断电电源供应的储存组件的电压规格适应计算机的供应电压，再者，当使用电容式能量储存时，其必须确认个别组件的充电或放电的统一发生，以避免对于电容式能量储存的损害或破坏，再者，不断电电源供应，特别是当其被用于计算机系统中时，必须被设计为让错误的充电或放电程序以及有缺陷的电容式能量储存能够可靠地被发现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种藉由电容式能量储存帮助的电子模块不断电电源供应电路以及方法，其能够以简单方式适应将被供以能量的所连接主要系统的供应电压、所需保持时间以及通信协议，以及确保对于常规能量供应中断的可靠及快速反应桥接。此目的是依据本发明并藉由根据权利要求I的电路、根据权利要求11的主机板以及根据权利要求12的方法而达成，较佳的发展详述于附属权利要求中。根据本发明，用于不断电电源供应的电路包括电容式能量储存，该电路连接在能量供应以及负载之间，在此情形下，能量供应以及电容式能量储存被连接至转换开关，转换开关被设计为若第一预定电压降在电压经由能量供应而进行施加时发生，则从经由能量供应而对负载供应能量转换为由电容式能量储存对负载供应能量。不断电电源供应电路进一步包括充电装置，其连接于能量供应以及电容式能量储存之间，并用于充电电容式能量储存，该充电装置连接至充电控制装置，以监控电容式能量储存并在故障被确定时关闭充电装置，再者，电压监控装置被配置在不断电电源供应电路之中，若第二预定电压降于电压经由能量供应而进行施加时发生，且第二预定电压降少于第一预定电压降时，该电压监控装置输出故障讯号，在电压监控装置的故障讯号的基础上，连接至电容式能量储存的放电装置接着藉由对电容式能量储存进行放电而使得转换开关可获得供应负载所需的能量。根据本发明的不断电电源供应电路以及此电源供应进行操作的方式使得电路的使用具有弹性，以及可藉由在电路系统 或设备中的些微变化而执行对于不同输入以及外部通信的供应电压、所需保持时间期间以及不同协议的适应。根据本发明，电容式能量储存的能量为转换开关所可得，转换开关在经由能量供应所施加的电压若下降第一预定数值时，从经由能量供应对负载供应能量转换为由电容式能量储存对负载供应能量，而若是早在前端的时候能量供应的电压下降至低于比第一数值小的第二数值，如此的结果是，不断电电源供应的反应速度显著的缩短，以及在常规能量供应崩溃之后，对于能量供应的桥接可立即并且没有波动地进行提供，这是因为不断电电源供应的电容式能量储存的能量已经在转换的时间点出现在转换开关，而非仅在转换后才由电容式能量储存获得，其可能导致延迟以及因此在转换期间能量供应中所不想要的波动。根据本发明的不断电电源供应电路进一步的特征在于小空间需求以及因此与电源供应单元及主处理器一起直接整合在主机板上的可能性，根据本发明之电容式能量储存的充电以及放电程序的控制的结果是，特别是藉由对电容式能量储存的电压评估而对充电程序的不间断监控的结果是，可为电容式能量储存提供可靠的运作以及长使用期限。根据一较佳实施例，电容式能量储存是由多个蓄电池所构成，其中，用于使充电一致的补偿电路被连接于所述蓄电池的上游，以及充电控制装置会比较个别蓄电池的电压，以在过大偏差被确认时关闭该充电装置，此程序确保了相同的电压被施加至所有的电容式储存组件，以及因此，储存组件被充电至其全容量，在此情形下，充电程序受到监控，且在个别电容式储存组件的电压发生大偏移时被关闭，因而可以避免对于电容式储存组件的损害。根据更进一步的较佳实施例，充电控制装置被设计为使得个别的蓄电池可被开启或关闭，如此的结果是，例如，当损害已在此发生时，交换电容式储存组件的可能性，在操作期间或者利用另外的储存组件更新不断电电源供应，进而增加储存容量以及因此增加保持时间。根据更进一步的较佳实施例，充电控制装置被设计为，其藉由比较电容式能量储存的电压以及充电控制装置的供应电压而连续地监控不断电电源供应的电容式能量储存的总充电状态，不断电电源供应可因此连续地输出有关储存组件的状态的信息、或有关保持时间期间的信息，比较电容式储存组件的电压以及充电控制装置的供应电压作为参考电压的程序提供简单以及可靠的评估。根据更进一步的较佳实施例，充电装置具有电流及电压限制器，以及较佳地，亦为电源消耗限制器，此确保了缓和的充电程序以及因此电容式能量储存的长使用期限，再者，电源消耗的限制可靠地保护能量供应不受过度负载影响，以及因此保护连接于下游的负载不受能量供应中不想要的波动的影响。根据更进一步的较佳实施例，充电装置具有阻断装置，用于阻止能量反馈进入能量供应，如此的结果是，由于来自电容式能量储存的能量反馈进入能量供应的结果所造成的充电遗失受到阻止的关系，可达成加速的充电程序。根据更进一步的较佳实施例，放电装置被实现为电压转换器，用于使电容式能量储存所供应的电压适应为负载的供应电压，此使得不断电电源供应可简单且快速地适应连接于下游的负载的所需供应电压，再者，较佳地是，放电装置在正常操作时处于待机模式或关闭模式，而当电压监控装置施加故障讯号时，也就是说，若经由能量供应而施加的电压下降了小于转换开关的临界值的第一数值时，其切换至活动模式，此电路设计确保了放电装置对于常规能量供应的中断的快速反应，以及因此电容式能量储存的能量对转换开关的快速施加，再者，待机模式或关闭模式确保了在正常操作时，伴随着运作中的常规能量供应，仅少量的能量会从电容式能量储存流走，藉此而可阻止过早的放电，以及因此避免因不必要的充电程序而增加的电源需求，同时，因为电容式能量储存的储存容量通常在特定次数的充电以及放电程序后减少，因而亦可达成电容式能量储存的使用期限的增长。根据更进一步的较佳实施例，转换开关具有阻断装置，用于阻止来自电容式能量储存的能量反馈进入能量供应，藉此可阻止电容式能量储存的快速放电。
本发明于接下来参考所附图式而有更详细的解释，其中图I :显示根据本发明的不断电电源供应的方块图；以及图2 :显示用于监控电容式储存组件或其充电装置的充电控制装置的流程图。
具体实施例方式不断电电源供应被用来在电力网(electrical power grid)中出现扰乱的情形下确保对于关键电负载的能量供应，因此，例如，在计算机系统的例子中，特别是对于控制自动技术脉络中的机器以及安装者，提供不断电电源供应以避免当电源供应出现中断时的数据遗失，在计算机系统中，即使是毫秒范围的电源故障都可以导致计算机系统的崩溃，若是发生电源故障时，为了给计算机系统足够的时间来进行受控的关闭，进而重要计算机数据可被储存在非挥发性只读存储器中，能量供应在不断电电源供应的帮助下而以没有波动的方式进行维持。根据本发明的不断电电源供应将以使用于计算机系统中的例子作为基础而进行解释，以及在此例子中作为包括主处理器的主机板的一部份，在如计算机系统中的受控关闭所需的桥接时间，通常是属于秒的范围，因而使得根据本发明的不断电电源供应被设计为具有相对应的保持时间，然而，作为替代计算机系统，也有可能将根据本发明的不断电电源供应使用于连接在下游、需要较长或较短的保持时间的其它负载。图I显示主机板1，其配备有电源供应单元2，主处理器3，内存4，以及不断电电源供应5，在此例子中，电源供应单元2经由供应线6而供应主处理器3能量，而不断电电源供应5即介于其间，显示在图I中的不断电电源供应5被设计为在电源供应单元2的常规电压供应故障后，使连接在下游的主处理器3继续几秒的短时间，以让主处理器3能够以受控、的方式关闭，以及在此情形下，例如，从挥发性工作内存将重要的处理器资料储存至非挥发性内存4，更进一步的组件，例如，BIOS芯片，接口零件，以及扩充卡，例如，显示卡，声卡，或网络卡，可以设置在主机板I上，这些更进一步的组件通常是以类似于主处理器3的方式经由不断电电源供应5而被连接至电源供应单元2以供以能量，然而，亦有可能的是，若更进一步的组件并非是其能量供应在电力网中若发生扰乱时须确保为无波动的关键负载，则该等零件被直接连接至电源供应单元2时会绕过不断电电源供应。作为替代，电源供应单元2亦可以具体实现为分开的零件，以取代设置在主机板I上，在计算机的例子中 ，电源供应单元2的电源通常是介于200W以及600W之间，但亦可以根据需求而显著的更高，电源供应单元2可更进一步地设计为使其可以利用不同的电压进行操作，在此情形下，不同电压间的转换则是能够手动或自动地实现，因此，计算机电源供应单元可以，例如，藉由100V到250V间的电源供应AC电压，或是例如，藉由24V的DC电压而进行操作，再者，电源供应单元2通常被设计为AC/DC转换器，并且可以供应不同的输出电压，例如，用于显示卡以及驱动的12V，用于主处理器以及外部连接的5V，以及用于内存的 3. 3V。不断电电源供应的转换开关51被配置于电源供应单元2以及下游供应关键负载(在图I中为主处理器3)间的供应线6上，转换开关51具有电源开关512，其在正常操作时，即电源供应单元2的电源供应无扰乱的情形，会将电源供应单元的电源切换至下游主处理器3，然而，若在供应线6上的主处理器3来自电源供应单元2的所需供应电压下降至低于预定临界值时，转换开关51转换为由不断电电源供应5来对主处理器3供应能量。为了这个目的，转换开关51具有比较器512，其取样供应线6上来自电源供应单元2的电压，并与所储存的临界值进行比较，并且当供应电压下降至低于临界值时，触发相对应的故障讯号，其接着造成转换开关51中的电源开关511从由电源供应单元2供应能量转换为由不断电电源供应5供应能量，在此情形下，在转换开关51中的比较器512被设计为，只要由电源供应单元2所供应的供应电压再次超过预定临界值，其就会从由不断电电源供应5供应主处理器3能量切换回由电源供应单元2供应能量。再者，转换开关51具有阻断装置513，其阻止来自不断电电源供应5的能量供给进入电源供应单元2以及因此进入电力网，转换开关51的此抗反馈设计确保了在经由不断电电源供应的负载供应期间的电源遗失的避免，再者，在转换开关51中的电源开关511会产生状态讯号，以经由数据接口 514而对所连接的负载(在图I中为主处理器3)指示，所实现的能量供应是经由电源供应单元2或是藉由不断电电源供应5。不断电电源供应5的中心零件为电容式能量储存52，电容式能量储存的特征是藉由小量自行放电而在没有化学转换程序下的能量储存，如此的结果是，可以达成高效率以及长使用期限，电容式能量储存52较佳地是由电容式蓄电池521的结合所构成，在此情形下，首先，特征为小空间需求、长使用期限、以及小量自行放电的所谓双层电容器即适合作为电容式蓄电池，透过电容式蓄电池521以串联及/或并联电路形式的适当相互连接，正如在图I中所示意阐明，就有可能设定所欲的电源参数，特别是保持时间以及电源输出，也因此有可能将保持时间设定在数秒之间，例如，一般而言足以让不断电电源供应对如在图I中所显示的主处理器3的电源故障进行桥接的时间，以使得该主处理器可以受控的方式关闭，以及在数十分钟间，以确保，例如，在自动系统中的关键电负载的供应。
补偿电路522被连接在电容式蓄电池521的结合的上游，该补偿电路提供电容式蓄电池521—致的充电，也就是说，确保在充电期间，是相同的电压被施加至所有的电容式蓄电池521，以使得能够完全地充电电容式蓄电池，当不同的充电电压被施加至电容式蓄电池521时，就会有个别蓄电池被过度充电的风险，其则会导致该蓄电池的破坏，在此情形下，补偿电路522被设计为对通常由生产所掌控之方式而稍微不同的蓄电池521内部阻抗进行补偿，以在个别的蓄电池提供相同的充电电压。再者，电容式能量储存52具有交换装置523，此后亦称之为热抽换电路，其在能量供应是经由电源供应单元而实现时，让在不断电电源供应的正常操作期间改变或开启或关闭个别电容式蓄电池521成为可能，因此，热抽换电路523特别适合用于具有并联蓄电池的电容式能量储存52中，藉由热抽换电路523，个别的蓄电池分支可接着被断开或加入，因此，热抽换电路523使得即使是在操作期间(例如，若不断电电源供应被使用在如控制计算机的自动系统的脉络中)也可以让交换故障电容式蓄电池成为可能，或者使不断电电源供应能够有弹性地适应已改变的使用条件，例如，增长的保持时间。用来经由电源供应单元2而对能量储存52的电容式蓄电池进行充电的充电装置53被连接在不断电电源供应中的电容式能量储存52的上游，充电装置53较佳地是一抗反馈电压及电流调节器，其可将电源供应单元2的供应电压调适为电容式蓄电池521的充电电压，在此情形下，如果电源供应单元2的供应电压必须要上升以对电容式蓄电池521进行充电时，电压及电流调节器53被设计为所谓的升压调节器，当电源供应单元2的供应电压高于电容式蓄电池521的充电电压时则作为降压调节器，或是若电源供应单元2的供应电压可以大于或少于电容式蓄电池521的充电电压时，则作为单端初级电感转换器(Sepicconverter)。利用充电装置53的帮助而使供应电压成为电容式能量储存的充电电压的电压适应的结果是，不断电电源供应可具弹性且简单地利用能量供应的不同供应电压而进行操作。充电装置53的抗反馈设计是利用阻断装置531来达成，其阻止来自电容式能量储存52的能量流回电源供应单元2或能量供应，再者，充电装置53具有电压及电流限制器532，以确保电容式能量储存52的缓和充电程序，因而达成电容式能量储存的增长使用期限，再者，较佳地是，亦在充电装置53中提供电源消耗限制器533，该电源消耗限制器保护电源供应单元2免于过度负载，以及因此保护连接在下游的负载免于能量供应中的不稳定。再者，放电装置54被设置在电容式能量储存52以及转换开关51之间，该放电装置依次被设计为升压、降压或Speci致能电压转换器，其取决于连接于下游的负载(在图I中的主处理器3，若负载经由不断电电源供应进行供应)的供应电压是高于或低于电容式能量储存所供应的电压，或者电容式能量储存所供应的电压是大于或少于负载的供应电压。在从经由电源供应单元2的能量供应转换为不断电电源供应5后，放电装置54将电容式能量储存52所供应的电压施加至转换开关51的电源开关511 (开关接着会转换该电压)，通过到达下游负载，以及因此供应负载能量，直到电容式能量储存52被放电为止，在此情形下，放电装置54被设计为，在正常操作下，若负载是由电源供应单元2所供应以及不断电电源供应5未活化时，使放电装置54被关闭或处于待机状态，此达成了放电装置54、在正常操作时从电容式能量储存52汲取尽可能小能量的效果，因此，就可以避免对于电容式能量储存的不想要的持续重新充电，其提供了电容式能量储存52较长的使用期限，因为电容式能量储存通常仅能承受有限数量的充电以及放电循环。为了达成不断电电源供应对于经由电源供应单元2的常规能量供应的崩溃的高反应速度，正如特别是在用来桥接主处理器3能量供应的例子中所需要的一样，即使是电压供应中的小量波动亦可能导致崩溃以及因此数据遗失，因此提供了电压监控装置55，其永久地监控在供应线6上或是在电源供应单元2中的电压，在此情形下，电压监控装置55通常直接在电源供应单元2上游的能量供应处对所施加的供应电压进行分流，然而，若供应电压为在电源供应单元2中被转换为DC电压的AC电压，则供应电压是在电源供应单元2的下游处被监控，若没有电源供应单元出现，以及下流负载的供应电压是由外部供应，则供应电压是在供应点处进行测量。
电压监控装置55具有比较器551，其将所测量的供应电压与临界值进行比较，并且在电压值下降至低于该临界值时触发故障讯号，就所欲数值而言，此第二临界值相对于转换开关51所预定的第一临界值具有较小的差异，因而使得电压监控装置55在转换开关51由电源供应单元所供应的供应电压转换至不断电电源供应之前即讯号通知常规能量供应中的故障。作为临界值比较的一个替代，电压监控装置55的比较器551亦可以被设计为，如果在供应电压中的下降被确定时，触发故障讯号，其中，电压监控装置55在供应电压中的下降(由转换开关所确认)导致从正常能量供应至不断电电源供应的转换程序之前就已经发送了故障讯号。
电压监控装置55将故障讯号施加至放电装置54，随后放电装置即经历从关闭或待机模式至活动模式的过渡，并且，立即将电容式能量储存52所供应的电压施加至转换开关51，此程序确保了不断电电源供应的电容式能量储存52的电压在从常规能量供应至不断电电源供应的真实转换程序之前即已经出现在转换开关处，以及因此，就可以确保在转换期间的无波动过渡，其接着为下游负载提供了可靠的能量供应。再者，不断电电源供应具有状态监控装置56，较佳地是连接至电压监控装置55的微控制器，若在正常能量供应中的扰乱已被确定时，电压监控装置55将故障讯号传送至状态监控装置56，状态监控装置56作为不断电电源供应的外部通信，以及为了此目的(如在图I中所示)而具有相对应的数据接口 561以用于外部分流，然而，特别地是，状态监控装置56将不断电电源供应连接至下游负载(在此为主处理器3)，以使得能够提早以讯号通知负载常规能量供应中即将发生的崩溃，再者，状态监控装置56可具有更进一步的功能，例如，总操作时间的计数器，操作时间的计数器，温度测量装置等，以实现对于不断电电源供应的功能性监控，特别地是，也有可能将状态监控装置56设计为，在不断电电源供应为活动的情形下，使得环境变量(例如主机板上的操作温度)被决定以为了接着让这些数据对经由内存中的外接接口的接续读出而言为可得，以为了接着能够由此确定例如常规能量供应崩溃的原因。再者，状态监控装置56可以被设计为，若来自电压监控装置55的故障讯号出现时，经由相对应的控制装置来根据设想的时间安排而关闭连接于下游的个别负载零件，以因此确保在不断电电源供应活化后，仅供应关键负载会马上受到供应，进而避免不断电电源供应的不必要负载，以及达成较长的保持时间，在不断电电源供应进行转换前，及早讯号通知常规能量供应的崩溃的结果是，主处理器3可以提早开始利用受控关闭拯救只读存储器4中重要数据，因而达成防范数据遗失的安全性增加。再者，不断电电源供应5具有连接至电容式能量储存52以及充电装置33的充电控制装置57，充电控制装置57，较佳地为微控制器，被设计来藉由评估电容式能量储存的电压而监控电容式能量储存52的充电状态，以及当故障被确定时关闭充电装置53，若在此情形下的充电控制装置57在电容式能量储存52的蓄电池521处注意到了电压降时，也就是说，在该蓄电池的电压下降至 低于其它蓄电池处的电压以及出现在个别蓄电池521处的电压不平衡因此发生时，充电控制装置57确保经由充电装置53的进一步充电程序的结束，以避免其它蓄电池受到过度充电的破坏。再者，充电控制装置57被连接至状态监控装置56，以连续地传送有关电容式能量储存52以及因此其蓄电池的状态信息，以及在此情形下，特别是有关蓄电池521的充电状态的信息，至状态监控装置56，接着，状态监控装置56可以依次将充电控制装置57所传送的信息讯号发送至，例如，主处理器，以让主处理器拥有有关不断电电源供应的功能性或效能的最新信息，因而使得主处理器于接下来能够据此而进行反应。充电控制装置57可同时执行电容式能量储存52的个别蓄电池521之间的电压或充电电容差异测量，以确认是否所有的蓄电池皆正确地运作，或是哪一个蓄电池发生错误，以及实行决定电容式能量储存52的总充电状态的绝对测量，对该绝对测量而言，较佳地是使用充电控制装置的供应电压(其由比较器571额外进行监控)做为参考，再者，充电控制装置57被电压监控装置55供以故障讯号，以接着关闭充电装置53。再者，充电控制装置57具有用于本质保护的内部监控装置572，在故障的情形下，假若充电控制装置中发生功能性故障，内部监控装置572重置充电控制装置，以接着再次重新开始电容式能量储存52的功能性监控。图2显示充电控制装置57所实行的功能性监控的流程图，在此情形中，监控循环通常持续少于I毫秒，充电控制装置57的内部监控装置572被设计为，若正常产生的内部讯号并未规律地在特定的时间(例如，20ms)内被触发时，即进行充电控制装置57的重置，如此的重置可以例如藉由充电控制装置57的内部软件的崩溃或运作失常而被触发。在充电控制装置的功能性监控开始后，立即在第一步骤SI中定义初始状态，此牵涉到定义测量回路的数量，在图2所显示的示范性实施例中i = 10，以及因此定义监控循环的长度，再者，输出电压数值(M_0LD = 0)被定下来，以及假设常规能量供应为正常操作(STATUS = 0)。在步骤S2中，充电控制装置决定电容式能量储存的总电压M(i)以及个别蓄电池的电荷CS，接着，步骤S3涉及藉由差异计算的帮助而确认个别蓄电池的已测量电荷是否大约相等或是落在预定的容许范围TOL内，若结果为“否”，在步骤S4，充电装置被关闭，以及在步骤S5，较佳地是，蓄电池的功能性故障FAIL被讯号发送至状态监控装置，接着，监控结束于步骤S6。若差异计算的结果为“是”，则在步骤S7中决定常规能量供应的状态，为了这个目的，将电压监控装置所供应的以及用来发送常规电压供应的正常操作(S = 0)或崩溃(S=I)的讯号与储存在充电装置中的状态数值进行比较，若比较结果为“否”，在步骤S8，储存在充电控制装置中的状态数值STATUS被设定为电压监控装置所传送的状态数值，接着，步骤S9涉及检查该状态数值是否讯号发送了常规能量供应的崩溃(STATUS = 1)，若结果为“是”，在步骤S10，较佳地是，故障讯号FAIL被发送至状态监控装置，若结果为“否”，相反地，在步骤Sll中指示正常操作0K。在步骤SlO或步骤Sll之后，步骤S12涉及藉由充电控制装置的比较器的帮助而检查预定的供应电压VS是否存在，若常规能量供应与在步骤S7中所预先储存数值间的状态比较结果指示为一致，则顺序直接到达步骤S12，若充电控制装置的供应电压VS并未具有所欲数值W，则在步骤S13中，此即藉由讯号FAIL而较佳地被发送至状态监控装置，以及接着顺序继续至步骤S2。若充电控制装置的所欲供应电压VS被确定，步骤S14涉及检查预先储存在充电控制装置中的电压数值M_0LD是否为0，也就是说是否为重置初始数值，若为“是”，则在步骤S15中，电压数值1_00)被设定为在步骤S2中所测量的电压数值M(i)，且接着顺序继续至步骤S2。若结果为“否”，也就是说，储存在充电控制装置中的电压数值1_00)并未对应于重置初始数值0，则步骤S16即涉及检查测量回路的预定数量是否已经用尽，也就是说，回路变量为0，若结果为“是”，在步骤S17中，回路变量i被减1，以及顺序继续至步骤S2。若测量回路的预定数量已用尽，也就是说，回路变量i为0，则步骤S18即涉及比较已储存的电压数值M_0LD是否对应于当前的已测量电压数值M(i)，若比较结果为“是”，其表示电容式能量储存并未改变，则回路变量i再次于步骤S19中被重置(i = 10)，以及新的监控循环于步骤S2被起始。若比较结果为“否”，也就是说，当前所测量电压数值M (i)并未对应于充电控制装置的已储存电压数值M_0LD，则步骤S20即涉及检查当前的电压数值M(i)是否大于已储存的电压数值M_0LD，若结果为“否”，步骤S21即涉及讯号发送较佳地至状态监控装置，以使电容式能量储存进行放电，若结果为“是”，亦即，所测量的电压数值落在已储存电压数值上方，则在步骤S22中即指示一充电程序。在步骤S21或步骤S22之后，在步骤S23中，充电控制装置的已储存电压数值被设定为当前测量的电压数值，以及顺序接着继续至步骤S19，其中，测量回路的数量再次地被设定为10,也就是重置。藉由如参考图2所阐明的充电控制装置的功能监控方案，就可以实现对于电容式能量储存的简单以及可靠监控，藉由根据本发明的用于不断电电源供应的电路，以及藉由此电路所展现的操作，就可提供对于桥接用于负载的常规能量供应中断的可靠及快速反应，在此情形下，电路可简单且具弹性地适应将被供以能量的已连接负载的供应电压、已设计保持时间以及通信协议。权利要求
1.一种不断电电源供应电路(5)，其能够连接至一能量供应(2)以及一负载(3)，并且包括 一电容式能量储存(52)，连接至该能量供应； 一转换开关(51)，连接至该能量供应以及该电容式能量储存，该转换开关被设计为，若一第一预定电压降在一电压经由该能量供应而进行施加时发生，则从经由该能量供应对该负载供给能量转换为由该电容式能量储存对该负载供给能量； 一充电装置(53)，连接于该能量供应以及该电容式能量储存之间，以及用于充电该电容式能量储存； 一充电控制装置(57)，连接至该电容式能量储存以及该充电装置，该充电控制装置被设计为藉由评估该电容式能量储存的一电压而监控该电容式能量储存，以及当一故障被确定时关闭该充电装置； 一电压监控装置(55)，连接至该能量供应，以及若一第二预定电压降于该电压经由该能量供应而进行施加时发生，则用于以一故障讯号的形式来决定以及讯号发送，该第二预定电压降少于该第一预定电压降；以及 一放电装置(54)，连接于该电容式能量储存以及该转换开关之间，以及连接至该电压监控装置，该放电装置被设计为，当该电压监控装置的该故障讯号出现时，藉由对该电容式能量储存进行放电而使得该转换开关可获得供给该负载所需的能量。
2.根据权利要求I所述的电路，其中该电容式能量储存(52)包括多个蓄电池(521)以及一补偿电路(522)，该补偿电路(522)连接于该充电装置以及所述蓄电池之间，并用于对所述蓄电池进行一致的充电，其中该充电控制装置(57)比较个别储存组件的电压，以在一过大偏差被确认时关闭该充电装置。
3.根据权利要求2所述的电路，其中一交换电路(523)被提供以用于开启或关闭蓄电池。
4.根据权利要求I至3其中任一项所述的电路，其中该充电控制装置(57)将该电容式能量储存(52)的电压与该充电控制装置的一供应电压进行比较，以决定该电容式能量储存的充电状态。
5.根据权利要求I至4其中任一项所述的电路，其中该充电装置(53)具有一电流及电压限制器(532)，及/或一电源消耗限制器(533)。
6.根据权利要求I至5其中任一项所述的电路，其中该充电装置(53)具有一阻断装置(531)，用于阻止能量的一反馈进入该能量供应。
7.根据权利要求I至6其中任一项所述的电路，其中该放电装置(54)被设计为一电压转换器，用于使该电容式能量储存所供给的电压适应为该负载的该供给电压。
8.根据权利要求I至7其中任一项所述的电路，其中该放电装置(54)被设计为，当该电压监控装置(55)的该故障讯号出现时，由一待机模式或关闭模式改变为一活动模式。
9.根据权利要求I至8其中任一项所述的电路，其中该转换开关(51)具有一阻断装置(513)，用于阻止来自该电容式能量储存(52)的一能量的供给进入该能量供应(2)。
10.根据权利要求I至9其中任一项所述的电路，包括一状态监控装置(56)连接至该电压监控装置(55)，该状态监控装置被设计为，当该电压监控装置的该故障讯号出现时，关闭该负载的零件及/或提供有关该电路的信息。
11.一种主机板(1)，包括一电源供应单元(2)，一主处理器(3)，以及根据权利要求I至10其中任一项所述、设置于该电源供应单元以及该主处理器之间的一电路(5)。
12.—种用于一负载的不断电电源供应的方法， 其中，连接至一能量供应(2)的一电容式能量储存(52)被充电； 其中，该电 容式能量储存的该充电是藉由对于该电容式能量储存的一电压的评估而受到监控，并且当一故障被确认时被终止； 其中，若一第一预定电压降在一电压经由该能量供应而进行施加时发生，则供给该负载所需的一能量是藉由该电容式能量储存的放电而为可得；以及 其中，若一第二预定电压降在该电压经由该能量供应而进行施加时发生，且该第二预定电压降大于该第一预定电压降时，则进行从经由该能量供应对该负载供给能量至由该电容式能量储存对该负载供给能量的转换。
13.根据权利要求12所述的方法，其中该电容式能量储存(52)包括多个蓄电池(521)，其中个别储存组件的电压于充电期间进行比较，以在一过大偏差被确认时关闭该充电程序。
14.根据权利要求13所述的方法，其中蓄电池(521)能够被开启或关闭。
15.根据权利要求12至14其中任一项所述的方法，其中，若该第一预定电压降在经由该能量供应(2)而施加的该电压中发生时，该负载的零件被关闭，及/或使有关来自该电容式能量储存(52)的该能量供给的信息成为可得。
全文摘要
连接至能量供应(2)的电容式能量累积器(52)被充电，以用于负载的不断电电源供应，电容式能量累积器的充电是藉由评估该电容式能量累积器的电压而进行监控以及在侦测到错误后马上中止，其中，若第一预定电压降发生在经由能量供应所施加的电压处时，供应负载所需的能量是藉由对电容式能量累积器进行放电而提供，以及其中，若第二预定电压降发生在经由能量供应所施加的电压处且超过第一预定电压降时，经由能量供应而对负载的能量的供应被切换为由来自电容式能量累积器的能量对负载进行供应。
文档编号G06F1/30GK102741776SQ201080015751
公开日2012年10月17日 申请日期2010年3月11日 优先权日2009年4月6日
发明者A·托姆, H·倍福 申请人:德商倍福自动化有限公司