专利名称：电力调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源调节器的设计，特别涉及一种电力调节装置。
背景技术：
随着科技的快速发展，电子装置越来越为精密。这些被广泛地应用在高科技产业中的精密电子装置均有赖高质量的电力供应以维持其正常运作。另一方面，计算机设备也被大量的使用，而高质量的电力亦是维持计算机设备正常运作的重要条件。若电力不符合电子装置的供电需求、电力不稳定、或是电力有突波的产生，皆可能 会造成电子装置运作失常。若电力问题的情况严重的话，则可能会使电子装置的电路受损、或是内部的储存数据遗失。因此，诸如供应电力的电压/电流的准确度的提高、电力稳定度的维持、电力突波的降低、及诸如此类等课题，都是十分值得关注的。为了解决这类的问题，现有技术中会在电子装置与电源之间提供一保护装置，以将供应电力稳定在一定的电压、电流范围内之后，再提供至电子装置使用。然而，现有的保护装置调节电力能力有限，对于各种供电上的问题实无法充分应对，故在维持高质量的电力供应上仍有需改善之处。
发明内容
鉴于以上所述，现有保护装置的调节能力有限，难以提供及维持能够满足精密电子装置所需的高质量电力。缘此，本发明的目的是为了提供一种电力调节装置，用以调节一交流电源以供应一交流或直流负载所需的高质量电力。本发明为解决已知技术的问题提供的一种电力调节装置，连接在一交流电源与一直流负载之间，用以调节交流电源以供直流负载使用。电力调节装置包括一第一电力调节机构、一交流至直流转换机构、一电力储存机构、及一第二电力调节机构。第一电力调节机构，其输入端连接交流电源，以将交流电源调节为一第一输出交流电压且/或交流电流。交流至直流转换机构将第一输出交流电压且/或交流电流予以转换为一第二输出直流电压且/或直流电流，并于其输出端将第二输出直流电压且/或直流电流予以供应至直流负载。电力储存机构用以储存或送出电力。第二电力调节机构具有一连接至第一电力调节机构的充电输入端、一连接至交流至直流转换机构的输出端的放电输出端、以及一连接至电力储存机构的电力存取端。在本发明的一实施例中，直流负载可自第二电力调节机构接收交流电源的一电力状态，而由第二电力调节机构根据直流负载的一负载需求而控制第二电力调节机构自电力储存机构所传送至直流负载的电力。在本发明的一实施例中，第一电力调节机构为一交流(AC)电力调节电路，第二电力调节机构为一直流(DC)电力调节电路。在本发明的一实施例中，第一电力调节机构调节以减低输入的交流电源的突波。
在本发明的一实施例中，当第一电力调节机构所调节出的电力处于正常电源位准的范围内时，第二电力调节机构将来自充电输入端的电力传送至电力储存机构，以储存电力于电力储存机构。在本发明的一实施例中，第二电力调节机构依据来自一安全管理单元的一安全管理信号而决定是否将电力储存机构予以隔离。在本发明的一实施例中，第二电力调节机构由一电源管理单元依据来自第一电力调节机构的一电力状态及其它电力需求而决定电力储存机构的放电与否。在本发明的一实施例中，第二电力调节机构提供电力储存机构的一电力状态信号予直流负载。再者，本发明提供的另一种电力调节装置，连接在一交流电源与一交流负载之间，用以调节交流电源以供交流负载使用。电力调节装置包括一第一电力调节机构、一交流电力控制机构、一电力储存机构、及一第二电力调节机构。第一电力调节机构，其输入端连接 交流电源，以将交流电源调节为一第一输出交流电压且/或交流电流。交流电力控制机构将第一输出交流电压且/或交流电流或是经由一直流至交流转换机构所转换的交流电力，予以供应至交流负载。电力储存机构用以储存或送出电力。第二电力调节机构具有一连接至第一电力调节机构的充电输入端、一连接至直流至交流转换机构的放电输出端、以及一连接至电力储存机构的电力存取端。在本发明的一实施例中，交流负载自第二电力调节机构接收交流电源的一电力状态，而由第二电力调节机构根据交流负载的一负载需求而控制第二电力调节机构自电力储存机构所传送至交流负载的电力。在本发明的一实施例中，第一电力调节机构为一交流(AC)电力调节电路，第二电力调节机构为一直流(DC)电力调节电路。在本发明的一实施例中，第一电力调节机构调节以减低输入的交流电源的突波。在本发明的一实施例中，当第一电力调节机构所调节出的电力处于正常电源位准的范围内时，第二电力调节机构将来自充电输入端的电力传送至电力储存机构，以储存电力于电力储存机构。在本发明的一实施例中，第二电力调节机构依据来自一安全管理单元的一安全管理信号而决定是否将电力储存机构予以隔离。 在本发明的一实施例中，第二电力调节机构由一电源管理单元依据来自第一电力调节机构的一电力状态及其它电力需求而决定电力储存机构的放电与否。在本发明的一实施例中，第二电力调节机构提供电力储存机构的一电力状态信号予交流负载。经由本发明所采用的技术手段，可以调节交流电源以供一交流或直流负载使用。在交流电源在电力减损或电力不稳的情况时，第二电力调节机构会激活并透过利用电力储存机构进行电力调节。在本发明的一些实施例中，电力调节装置还具有电力监测及负载管理的功能。一方面可藉由其电力判断功能而对电力储存机构的充电或放电进行智能型控制，另一方面可藉由智能型的负载以根据电力储存机构的电力状态而从事负载管理。如此，经由本发明所提供的电力调节装置所调节的电源能够满足精密电子装置所需的高质量电力。本发明所采用的具体实施例，将藉由以下的实施例及附图作进一步的说明。
图I为本发明的第一实施例的电路功能方框图；图2为本发明的第二实施例的电路功能方框图；图3为本发明的第三实施例的电路功能方框图；
图4为本发明的第四实施例的电路功能方框图。附图标记输入端11 ；输出端12 ； 第一电力调节机构I ;充电输入端21 ;放电输出端22 ；电力储存机构3 ；电力存取端23 ;直流负载LI ；安全管理单元51 ；输出端41 ；交流负载L2 ； 电源管理单元52 ；电源Pl ；交流电源P ; 第二电力调节机构2 ；电源P1’ ；安全管理信号Sf ;交流至直流转换机构4 ；电源P2 ；电力状态信号Sl ;交流电力控制机构6 ；电源P2’ ；电力状态信号Sp ； 直流至交流转换机构7 ；控制信号S/。
具体实施例方式注意,在本说明书中所述的“电源(power) ”及“电力(electric power)”的用词皆是指一种由电路所传输的电能量(electrical energy)。因此，电源可改换措辞为电力，以及电力可改换措辞为电源。参阅图1，为本发明的第一实施例的电路功能方框图。如图I所示，本发明的第一实施例中所提供的一电力调节装置连接在一交流电源P与一直流负载LI之间，用以调节交流电源P以供此直流负载LI使用。输入的交流电源P可为一单相电源，例如星形接法的相线对中性线或是三角形接法的相线对另一相线的单相电源。直流负载LI可为任意的电子装置，诸如一中央处理单元、一网络交换装置、一数据储存装置、一算术协同处理器、一可程序逻辑控制器、一直接数字控制器、直流至交流换流器、一数字信号处理器、或其它类似装置。本发明的第一实施例的电力调节装置包括一第一电力调节机构I、一第二电力调节机构2、一电力储存机构3、及一交流至直流转换机构4。第一电力调节机构I的一输入端11连接于交流电源P。第一电力调节机构I用以将交流电源P调节为一第一输出交流电压且/或交流电流(电源PD，并将调节后的电源Pl自输出端12输出。第一电力调节机构I可调节以减低输入的交流电源P的突波。在此一实施例中，第一电力调节机构I为一交流(AC)电力调节电路。第二电力调节机构2具有一充电输入端21、一放电输出端22、及一电力存取端23。充电输入端21连接至第一电力调节机构I，放电输出端22连接至交流至直流转换机构4的一输出端41、以及电力存取端23连接至电力储存机构3。第二电力调节机构2调节来自充电输入端21的电力，并导引此电力至电力储存机构3以对电力储存机构3充电。在此一实施例中，第二电力调节机构2为一直流(DC)电力调节电路。电力储存机构3用以储存或送出电力。电力储存机构3可以为一电池，诸如铅酸电池、镍金属氢化物电池、镍镉电池、碱性电池、锂离子电池、或其它电池。交流至直流转换机构4连接于第一电力调节机构I的输出端，用以将第一输出交流电压且/或交流电流(电源PD予以转换为第二输出直流电压且/或直流电流(电源P1’)，并于其输出端41将此 电源P1’予以供应至直流负载Li。藉由两个电力调节机构(第一电力调节机构I及第二电力调节机构2)，电力调节装置在交流电源P处于各种状况时皆能够提供直流负载LI所需的高质量电力。当输入的交流电源P处于一正常电源位准时，第二电力调节机构2会工作于一待命状态(standby mode)。此时，由第一电力调节机构I调节输入的交流电源P，并将调节后的电源Pl自输出端12输出至交流至直流转换机构4。调节后的电源Pl经由交流至直流转换机构4转换为具有第二输出直流电压且/或直流电流的电源P1’后，予以供应至直流负载LI。当第一电力调节机构I所调节出的电力处于正常电源位准的范围内时，第二电力调节机构2将利用来自充电输入端21的电力传送并储存至电力储存机构3。注意，在本说明书中，正常电源位准并不限于为一固定值，其不仅可以为一变动值，亦可以为一范围区间。当输入的交流电源P低于正常电源位准(例，电力减损或电力不稳)时，第二电力调节机构2会激活。此时，第二电力调节机构2自电力存取端23导引电力储存机构3的电力，依据负载需求而将电力(电源P2)由放电输出端22输出，以将电力储存机构3的电力供应至直流负载LI。藉此，可维持使直流负载LI获得正常的电力供应。当输入的交流电源P回复至正常电源位准的范围内时，第二电力调节机构2将电力储存机构3与直流负载LI之间的连接予以切断，而回复成工作于待命状态。附加地，第二电力调节机构2可接收来自一安全管理单元51的一安全管理信号Sf,以依据安全需要而决定是否将电力储存机构3予以隔离。附加地，在直流负载LI有处理器、控制器之类的智能型电子装置时，第二电力调节机构2可提供电力储存机构3的一电力状态信号予直流负载LI。藉此，直流负载LI可依电力储存状态而从事负载管理。附加地，电力调节装置可如图2所示，除了第一电力调节机构I、第二电力调节机构2、电力储存机构3、及一交流至直流转换机构4之外，还包括一电源管理单元52。电源管理单元52可接收来自第一电力调节机构I的一电力状态信号SP，并依据此电力状态信号Sp及其它电力需求信号产生一控制信号S/并传送至第二电力调节机构2。第二电力调节机构2依据此控制信号S/而决定电力储存机构3的放电与否。、参阅图3，为本发明的第三实施例的电路功能方框图。此一实施例中所提供的电力调节装置与前述第一实施例相似，故相同的组件以相同的组件符号标示。如图3所示，本发明的第三实施例中所提供的电力调节装置连接在交流电源P与一交流负载L2之间，用以调节交流电源P以供此交流负载L2使用。与前述实施例相同，输入的交流电源P可为一单相电源，例如星形接法的相线对中性线或是三角形接法的相线对另一相线的单相电源。交流负载L2可为任意的电子装置，诸如一速度控制风扇马达、一速度控制帮浦马达、或其它类似装置。本发明的第三实施例中所提供的电力调节装置包括第一电力调节机构I、第二电力调节机构2、电力储存机构3、一交流电力控制机构6、及一直流至交流转换机构7。相同于第一实施例，第一电力调节机构I的输入端11连接交流电源P，以将交流电源P调节为一第一输出交流电压且/或交流电流。第一电力调节机构I可调节以减低输入的交流电源P的突波。第二电力调节机构2具有一连接至第一电力调节机构I的充电输入端21、以及一连接至电力储存机构3的电力存取端23。第二电力调节机构2用以调节来自充电输入端21的电力，并导引此电力至电力储存机构3以对电力储存机构3充电。相异于第一实施例，第二电力调节机构2的放电输出端22连接于直流至交流转换机构7。 交流电力控制机构6用以将自第一电力调节机构I所输出的交流电源P1、或是将经由直流至交流转换机构7所转换出的交流电力(电源P2’ )供应至交流负载L2。直流至交流转换机构7用以将第二电力调节机构2的放电输出端22所输入的直流电压且/或直流电流(电源P2)予以转换成为交流电力(电源P2’)，并将此交流电力予以传送至交流电力控制机构6。当输入的交流电源P处于正常电源位准时，第二电力调节机构2会工作于待命状态。此时，由第一电力调节机构I调节输入的交流电源P，并将调节后的电源Pl自输出端12输出至交流电力控制机构6，以将电力供应至交流负载L2。当第一电力调节机构I所调节出的电力处于正常电源位准的范围内时，第二电力调节机构2将利用来自充电输入端21的电力传送并储存至电力储存机构3。当输入的交流电源P低于正常电源位准时，第二电力调节机构2会激活。此时，第二电力调节机构2依据负载需求而将电力储存机构3的电力导引连接至直流至交流转换机构7，并经由交流电力控制机构6将电力储存机构3的电力供应至交流负载L2。藉此，可维持交流负载L2获得正常的电力供应。当输入的交流电源P回复至正常电源位准的范围内时，第二电力调节机构2回复成工作于待命状态，而将电力储存机构3与直流至交流转换机构7之间的连接予以切断。附加地，第二电力调节机构2可接收来自安全管理单元51的安全管理信号SF，以依据安全需要而决定是否将电力储存机构3予以隔离。附加地，在交流负载L2有处理器、控制器的类的智能型电子装置时，第二电力调节机构2可提供电力储存机构3的一电力状态信号予交流负载L2。藉此,交流负载L2可依电力储存状态而从事负载管理。附加地，电力调节装置可如图4所示，除了第一电力调节机构I、第二电力调节机构2、交流电力控制机构6、及直流至交流转换机构7之外，还包括电源管理单元52。与前述第二实施例相同，电源管理单元52可接收来自第一电力调节机构I的一电力状态信号Sp，并依据此电力状态信号Sp及其它电力需求信号产生一控制信号SP，并传送至第二电力调节机构2。从而，第二电力调节机构2依据此控制信号S/而决定电力储存机构3的放电与否。藉由上述的实施方式，经由本发明所提供的电力调节装置所调节的电源能够满足精密电子装置所需的高质量电力。此外，在上述各实施例中，各单元(例，电力调节机构、电力转换机构、电力控制机构、及电源管理单元)不仅可以为一独立功能的单元，亦可以视情况而整合成具有多个功能的同一 单元。以上所述，仅为本发明的较佳实施例，不能以此限制本发明实施的范围。任何所属技术领域中的普通技术人员，当可作任意的更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种电力调节装置，连接在一交流电源与一直流负载之间，用以调节该交流电源以供该直流负载使用，该电力调节装置包括 一第一电力调节机构，其输入端连接该交流电源，以将该交流电源调节为一第一输出交流电压且/或交流电流； 一交流至直流转换机构，将该第一输出交流电压且/或交流电流予以转换为一第二输出直流电压且/或直流电流，并于其输出端将该第二输出直流电压且/或直流电流予以供应至该直流负载； 一电力储存机构，用以储存或送出电力；以及 一第二电力调节机构，具有一连接至该第一电力调节机构的充电输入端、一连接至该交流至直流转换机构的该输出端的放电输出端、以及一连接至该电力储存机构的电力存取 端， 其中该第二电力调节机构调节来自该充电输入端的电力，并导引该电力至该电力储存机构以对该电力储存机构充电， 其中当该输入的交流电源低于一正常电源位准时，该第二电力调节机构将该电力储存机构的电力导引至该放电输出端，以将该电力储存机构的电力供应至该直流负载， 其中在该输入的交流电源回复至该正常电源位准的范围内时，该第二电力调节机构将该电力储存机构与该直流负载之间的连接予以切断。
2.根据权利要求I所述的电力调节装置，其中该直流负载自该第二电力调节机构接收该交流电源的一电力状态，而由该第二电力调节机构根据该直流负载的一负载需求而控制该第二电力调节机构自该电力储存机构所传送至该直流负载的电力。
3.根据权利要求I所述的电力调节装置，其中该第一电力调节机构为一交流电力调节电路，该第二电力调节机构为一直流电力调节电路。
4.根据权利要求I所述的电力调节装置，其中该第一电力调节机构调节以减低该输入的交流电源的突波。
5.根据权利要求I所述的电力调节装置，其中当第一电力调节机构所调节出的电力处于该正常电源位准的范围内时，该第二电力调节机构将来自该充电输入端的电力传送至该电力储存机构，以储存电力于该电力储存机构。
6.根据权利要求I所述的电力调节装置，其中该第二电力调节机构依据来自一安全管理单元的一安全管理信号而决定是否将该电力储存机构予以隔离。
7.根据权利要求I所述的电力调节装置，其中该第二电力调节机构由一电源管理单元依据来自该第一电力调节机构的一电力状态及其电力需求而决定该电力储存机构的放电与否。
8.根据权利要求I所述的电力调节装置，其中该第二电力调节机构提供该电力储存机构的一电力状态信号予该直流负载。
9.一种电力调节装置，连接在一交流电源与一交流负载之间，用以调节该交流电源以供该交流负载使用，该电力调节装置包括 一第一电力调节机构，其输入端连接该交流电源，以将该交流电源调节为一第一输出交流电压且/或交流电流； 一交流电力控制机构，将该第一输出交流电压且/或交流电流或是经由一直流至交流转换机构所转换的交流电力，予以供应至该交流负载； 一电力储存机构，用以储存或送出电力；以及 一第二电力调节机构，具有一连接至该第一电力调节机构的充电输入端、一连接至该直流至交流转换机构的放电输出端、以及一连接至该电力储存机构的电力存取端， 其中该直流至交流转换机构，将该第二电力调节机构的放电输出端所输入的直流电压且/或直流电流予以转换成为该交流电力，并将该交流电力予以传送至该交流电力控制机构， 其中该第二电力调节机构调节来自该充电输入端的电力，并导引该电力至该电力储存机构以对该电力储存机构充电， 其中当该输入的交流电源低于一正常电源位准时，该第二电力调节机构将该电力储存机构的电力导弓I连接至该直流至交流转换机构，并经由该交流电力控制机构将该电力储存机构的电力供应至该交流负载， 其中当该输入的交流电源回复至该正常电源位准的范围内时，该第二电力调节机构将该电力储存机构与该直流至交流转换机构之间的连接予以切断。
10.根据权利要求9所述的电力调节装置，其中该交流负载自该第二电力调节机构接收该交流电源的一电力状态，而由该第二电力调节机构根据该交流负载的一负载需求而控制该第二电力调节机构自该电力储存机构所传送至该交流负载的电力。
11.根据权利要求9所述的电力调节装置，其中该第一电力调节机构为一交流电力调节电路，该第二电力调节机构为一直流电力调节电路。
12.根据权利要求9所述的电力调节装置，其中该第一电力调节机构调节以减低该输入的交流电源的突波。
13.根据权利要求9所述的电力调节装置，其中当该第一电力调节机构所调节出的电力处于该正常电源位准的范围内时，该所调节出的电力经由该第二电力调节机构而传送至该电力储存机构，以储存电力于该电力储存机构。
14.根据权利要求9所述的电力调节装置，其中该第二电力调节机构依据来自一安全管理单元的一安全管理信号而决定是否将该电力储存机构予以隔离。
15.根据权利要求9所述的电力调节装置，其中该第二电力调节机构由一电源管理单元依据来自该第一电力调节机构的一电力状态及其电力需求而决定该电力储存机构的放电与否。
16.根据权利要求9所述的电力调节装置，其中该第二电力调节机构提供该电力储存机构的一电力状态信号予该交流负载。
全文摘要
本发明公开一种电力调节装置，连接在一交流电源与一负载之间，用以调节此交流电源以供负载使用，此电力调节装置包括一在交流电源处于正常电源位准时调节此交流电源的第一电力调节机构、以及一在交流电源低于正常电源位准时利用一电力储存机构供应电力的第二电力调节机构，以在各种情况中提供能够满足电子装置所需的高质量电力。
文档编号H02J3/14GK102738814SQ201110084449
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月1日 优先权日2011年4月1日
发明者孙世玮, 蔡朝进 申请人:孙世玮, 蔡朝进