输出功率追踪控制方法与装置制造方法及图纸

一种输出功率追踪控制方法与装置，该装置包括有一电源转换模块、一检测单元及一运算单元，电源转换模块耦接于电池与负载，从电池接收一输出电压、一输出电流及一电池电压，并转送输出电流给该负载；检测单元耦接于电源转换模块、电池及负载，检测取得输出电压、输出电流及电池电压，并且输出一检测信号；运算单元耦接于电源转换模块与检测单元，接收检测信号，运算单元根据检测信号运算出一电池内阻与一负载阻抗和一设备内阻的总和，并且调整设备内阻，使负载阻抗与设备内阻的总和大于或等于电池内阻。本发明专利技术可以有效的改善传统能量输出设备内部电池的能量变成热量所引起内部温度过高的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种输出功率追踪控制方法与装置，尤指一种电源端与负载端之间功率传输的控制方法与控制装置。
技术介绍
参照图1与图2。图1为传统能量输出设备的输出电压Vout与输出电流Iload的关系曲线示意图。图2为传统能量输出设备与负载之间的阻抗关系示意图。一般来说，具有内部电池10的能量输出设备1，例如，不断电系统(UPS)，有其固有设计的最大输出功率P-max(自电池10端看过去)。最大输出功率P-max与输出电压Vout、输出电流Iload的关系为公式(1)。P-max＝Vout×Iload...(1)根据公式(1)，当最大输出功率P-max为常数时，输出电压Vout与输出电流Iload为反比关系，如图1所示。然而，在现实状况下，能量输出设备1中的电池10不是理想直流(DC)电源，其存在有一个电池内阻Rbat，同时，能量输出设备1本身亦存在一设备内阻Runit。因此，随着负载Rload的变化，能量输出设备1的输出电流Iload将会增大，进而电池电流Ibat也会相应增大。此时，电池10自身的电池内阻Rbat所消耗的能量(Pbat＝Rbat×Ibat×Ibat)也相应随之增加。再参考图2，根据欧姆定理的推算，可以根据公式(2)推算输出电流Iload。Vbat＝(Runit+Rload)×Iload+Rbat×Ibat...(2)再参照图2，由电路关系，可知Iload与Ibat成正比关系，可假设系数为α，而电池电流Ibat与输出电流Iload之间的关系为Ibat＝α×Iload。整理公式(2)后，可以得到公式(3)，根据公式(3)可以推算出总负载阻抗(Runit+Rload)。(Runit+Rload)＝Vbat/Iload-α×Rbat...(3)根据欧姆定理，总负载阻抗(Runit+Rload)实际所接收到的输出功率Pout与输出电流Iload之间的关系如公式(4)Pout＝(Runit+Rload)×Iload2...(4)整理公式(3)与(4)可以得知公式(5)Pout＝(Vbat/Iload-α×Rbat)×Iload2...(5)并且，整理公式(5)后，可以得知公式(6)Pout＝Vbat×Iload-α×Rbat×Iload2...(6)根据前述公式(6)，假设：Rbat＝4μΩ，的情况下，可绘制出输出电流Iload与总负载阻抗(Runit+Rload)实际所接收到的输出功率Pout的关系波形示意图，如图3所示。参考图3可以得知，在波形示意图的前期，总负载阻抗实际所接收到的输出功率Pout会随着输出电流Iload的增加而增大，在P-max点，总负载阻抗实际所接收到的输出-->功率Pout达到最大值。随后，输出电流Iload越大，总负载阻抗实际所接收到的输出功率Pout反而越小。因此，根据前述波形示意图，可以得知，当输出电流Iload过大时，电池10本身所消耗的能量将会远远大过对总负载阻抗所提供的能量，因而造成总负载阻抗实际所接收到的输出功率Pout降低，而进入输出效率降低状态的情况。在现实生活中，不同特性的负载，对前端能量输出设备的能力要求及影响都不同。部分特殊的负载，在其运作的初期，需要较大的启动能量，如马达性负载，若前端能量输出设备无法提供马达性负载所需的启动能量，则此马达性负载将长时间无法正常工作。传统的电源产品，如果负载实际所接收的功率在其超载能力(overload)的范围内时，常规采取超过额定输出(over rating output)的方式，直至其系统无法支持，而进入当机(shutdown)。因为采取超过额定输出的方式，所以，当能量输出设备输出电流为正常状态的数倍时，将会进入输出效率降低状态，自身损耗远大于对负载的输出功率。如此，能量输出设备内部的电池所提供的能量大部分会在内部变成热量，引起能量输出设备内部温升过高，而不是提供给负载作有用的功。所以，传统的做法，将会降低能量的有效使用，并且不利于环保节能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种输出功率追踪控制方法及其装置，本专利技术的输出功率追踪控制装置判断一设备内阻与一负载阻抗的总和是否小于一电池内阻，并且，当设备内阻与负载阻抗的总和小于电池内阻时，加以调整设备电阻的大小，以使设备内阻与负载阻抗的总和大于或等于电池内阻，进而让电池提供最大输出功率给一设备与负载使用。本专利技术较佳实施例的输出功率追踪控制方法步骤为，首先，侦测一电池的电池电压、输出电压及输出电流。接着，根据电池电压、输出电压及输出电流计算出电池内阻与设备内阻和负载阻抗的总和。然后，判断设备内阻与负载阻抗的总和是否大于或等于电池内阻，当设备内阻与负载阻抗的总和等于电池内阻时，电池对外提供最大输出功率。判断中，如果设备内阻与负载阻抗的总和小于电池内阻，则进行增加设备内阻，使设备内阻与负载阻抗的总和大于或等于电池内阻。换句话说，本专利技术提供一种输出功率追踪控制方法，适用于一电池、一能量输出设备及一负载之间的功率传输，步骤包括：侦测取得该电池内部的一电池电压，以及该电池输出的一输出电压与一输出电流；运算该输出电压、该输出电流及该电池电压，以取得一电池内阻与一负载阻抗和一设备内阻的总和；判断该负载阻抗和该设备内阻的总和是否小于电池内阻；及如果是，则调整该设备内阻，使该负载阻抗与该设备内阻的总和大于或等于电池内阻，让该电池提供一最大输出功率给该能量输出设备与该负载。另外，本专利技术较佳实施例的输出功率追踪控制装置耦接于一电池与一负载，是从电池接收一输出电压与一输出电流，并且将输出电流转送给负载。输出功率追踪控制装置包括有一电源转换模块、一检测单元及一运算单元，其中，电源转换模块具有一设备内阻。设备内阻耦接于电池与负载，并从电池接收输出电流与输出电压，以及转送出输出电流给负载。同时，检测单元耦接于电池与负载，用来检测该输出电流、输出电压及电池电压，以及输出一检测信号。运算单元耦接于电源转换模块中的设备内阻与检测单元，系接收检测信号，并且-->根据检测信号加以判断设备内阻与负载阻抗之总和是否小于电池内阻。然后，运算单元再根据判断为是的结果，加以调升电源转换模块中的设备内阻的大小，以让电池对外提供最大输出功率。其中，设备内阻与负载阻抗之总和小于电池内阻时，运算单元将调整设备内阻，以增加设备内阻，使设备内阻与负载阻抗之总和大于或等于电池内阻。换句话说，本专利技术还一种输出功率追踪控制装置，耦接于一电池与一负载，包括：一电源转换模块，耦接于该电池与该负载，从该电池接收一输出电压、一输出电流及一电池电压，并转送该输出电流给该负载；一检测单元，耦接于该电源转换模块、该电池及该负载，检测取得该输出电压、该输出电流及该电池电压，并且输出一检测信号；及一运算单元，耦接于该电源转换模块与该检测单元，接收该检测信号，该运算单元根据该检测信号运算出一电池内阻与一负载阻抗和一设备内阻的总和，并且调整该设备内阻，使该负载阻抗与该设备内阻的总和大于或等于电池内阻。综上所述，本专利技术的输出功率追踪控制方法借助检测一电池的输出电压、电池的输出电流及电池电压，加以判断电源转换模块中的设备内阻与负载阻抗的总和是否小于电池内阻。然后，再根据判断为是的结果加以调升设备内阻的大小，以让电池对外提供最大输出功率。如此，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输出功率追踪控制方法，其特征在于，适用于一电池、一能量输出设备及一负载之间的功率传输，步骤包括：侦测取得该电池内部的一电池电压，以及该电池输出的一输出电压与一输出电流；运算该输出电压、该输出电流及该电池电压，以取得一电池内阻与一负载阻抗和一设备内阻的总和；判断该负载阻抗和该设备内阻的总和是否小于电池内阻；及如果是，则调整该设备内阻，使该负载阻抗与该设备内阻的总和大于或等于电池内阻，让该电池提供一最大输出功率给该能量输出设备与该负载。

【技术特征摘要】
1.一种输出功率追踪控制方法，其特征在于，适用于一电池、一能量输出设备及一负载之间的功率传输，步骤包括：侦测取得该电池内部的一电池电压，以及该电池输出的一输出电压与一输出电流；运算该输出电压、该输出电流及该电池电压，以取得一电池内阻与一负载阻抗和一设备内阻的总和；判断该负载阻抗和该设备内阻的总和是否小于电池内阻；及如果是，则调整该设备内阻，使该负载阻抗与该设备内阻的总和大于或等于电池内阻，让该电池提供一最大输出功率给该能量输出设备与该负载。2.如权利要求1所述的输出功率追踪控制方法，其特征在于，该设备内阻为该能量输出设备的内阻，并且，该能量输出设备是一电源转换模块。3.如权利要求1所述的输出功率追踪控制方法，其特征在于，该电池内阻由该电池电压减去该输出电压后，再除以该输出电流运算取得。4.如权利要求3所述的输出功率追踪控制方法，其特征在于，该负载阻抗和该设备内阻的总和由该电池电压与该输出电流的乘积减去该输出电流平方与该电池内阻的乘积，再除以该输出电流平方运算取得。5.如权利要求2所述的输出功率追踪控制方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢卓明，
申请(专利权)人：旭隼科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]