專利名稱：能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，特別是有關(guān)一種利用磁電容的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大多數(shù)的電子系統(tǒng)是借著化學(xué)電池以單一電池的結(jié)構(gòu)來(lái)提供電能，較新的電池 -超級(jí)電容混合式結(jié)構(gòu)以化學(xué)電池為主要的供電組件，以超級(jí)電容為尖峰電力的供 電組件(可在極短時(shí)間內(nèi)提供高電能)，亦有電子系統(tǒng)是借著多個(gè)化學(xué)電池的結(jié)構(gòu)來(lái) 提供電能。
然而，上述的供能結(jié)構(gòu)存在著許多問(wèn)題。就單一電池的結(jié)構(gòu)而言，為了能符合 提供偶發(fā)性的尖峰電力及持續(xù)不斷供電的需求，通常會(huì)使用大型電池，然而這種設(shè) 計(jì)對(duì)于持續(xù)供電的需求來(lái)說(shuō)，并非是最佳化的設(shè)計(jì)，此外，必須在大型電池與高需 能次系統(tǒng)間使用高線規(guī)而增加了重量及體積。
就多個(gè)化學(xué)電池的結(jié)構(gòu)而言，會(huì)根據(jù)不同次系統(tǒng)的負(fù)載需求而使用不同尺寸的 電池來(lái)提供能量，雖然比單一電池的結(jié)構(gòu)有效率，卻也增加了重量及體積，此結(jié)構(gòu) 還需要復(fù)雜的電路說(shuō)計(jì)來(lái)使電池之間的電荷等化，如此多電池結(jié)構(gòu)的性能表現(xiàn)才不 會(huì)受限于最弱的電池。此外，當(dāng)使用不同的化學(xué)電池及不同的充/放電設(shè)定以達(dá)到 次系統(tǒng)的需求時(shí)，會(huì)使得電路設(shè)計(jì)更加復(fù)雜。
就電池-超級(jí)電容混合式結(jié)構(gòu)而言，超級(jí)電容是用以提供偶發(fā)的尖峰電力需求， 電池仍然是系統(tǒng)的主要儲(chǔ)能裝置，因此對(duì)系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間及系統(tǒng)重量并沒(méi)有多大的改 善，此外也需要復(fù)雜的電路來(lái)維持電容組的電荷等化，因而增加了重量及能量管理 系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
因此需要一種新的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)來(lái)改進(jìn)上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種利用磁電容的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，可帶來(lái)更佳的使 用效益，更長(zhǎng)的運(yùn)作時(shí)間，亦可降低系統(tǒng)體積及重量。依據(jù)本發(fā)明的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，包括充電器及數(shù)個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置。充電器與直流 /交流電流源連接，能量?jī)?chǔ)存裝置分別耦合于充電器與次系統(tǒng)之間。其中每一能量 儲(chǔ)存裝置包括磁電容及過(guò)電流保護(hù)裝置。磁電容與充電器連接，并提供電能給與磁 電容所屬的能量?jī)?chǔ)存裝置連接的次系統(tǒng)，過(guò)電流保護(hù)裝置檢測(cè)從磁電容流至次系統(tǒng) 的電流量，以避免供應(yīng)次系統(tǒng)過(guò)量電流。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下將配合附圖對(duì) 本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中
圖1是繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分布式能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的方塊圖。 圖2是繪示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的分布式能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的方塊圖。
具體實(shí)施例方式
接下來(lái)請(qǐng)參照本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，其中所提到的范例會(huì)連同附圖一 同進(jìn)行說(shuō)明。在任何可能的情況下，附圖及說(shuō)明中所使用的相同標(biāo)號(hào)都代表了相同 或類似的部件。
圖1是繪示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的分布式能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的方塊圖。一種能量?jī)?chǔ)
存系統(tǒng)包括電池充電器110、數(shù)個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置120、 130、 140以及160。電池充 電器110與直流/交流電流源105連接，能量?jī)?chǔ)存裝置120、 130、 140、以及160 分別耦合于電池充電器110與數(shù)個(gè)次系統(tǒng)171、 172、 173、以及174之間。其中， 每一個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置包括磁電容及過(guò)電流保護(hù)裝置，例如圖中所示的能量?jī)?chǔ)存裝置 120包括磁電容1及過(guò)電流保護(hù)裝置1。每個(gè)磁電容與提供其電能來(lái)源的電池充電 器110連接，且每個(gè)磁電容提供電能給與磁電容所屬的能量?jī)?chǔ)存裝置連接的次系 統(tǒng)。例如磁電容1與電池充電器IIO連接并提供電能給與磁電容1所屬的能量?jī)?chǔ)存 裝置120連接的次系統(tǒng)1，磁電容2與電池充電器IIO連接并提供電能給與磁電容 2所屬的能量?jī)?chǔ)存裝置130連接的次系統(tǒng)2。
根據(jù)次系統(tǒng)各自的不同需求，磁電容l、磁電容2、磁電容3、至磁電容x可 能有不同的電能儲(chǔ)存容量以達(dá)到各個(gè)次系統(tǒng)的需求。能量?jī)?chǔ)存裝置120、 130、 140、 以及160各自包括過(guò)電流保護(hù)裝置1、 2、 3、以及x，用以檢測(cè)從磁電容l、 2、 3、 x流至次系統(tǒng)l、 2、 3、 x的電流量，以避免供應(yīng)次系統(tǒng)過(guò)量的電流。
磁電容在電流源不同時(shí)所扮演角色不同，當(dāng)直流/交流電流源提供直流電流時(shí)，磁電容扮演電池的角色，而當(dāng)直流/交流電流源提供交流電流時(shí)，磁電容扮演超級(jí) 電容的角色。
圖2是繪示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的分布式能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的方塊圖。此能量?jī)?chǔ) 存系統(tǒng)與圖1所示的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)的不同之處為圖2中的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)還包括耦合
于充電器110的可選能量?jī)?chǔ)存裝置220，可選能量?jī)?chǔ)存裝置220包括主磁電容222 及磁電容保護(hù)裝置224。相較于提供次系統(tǒng)能量的磁電容1、 2、 3、及x，主磁電 容222可儲(chǔ)存更高的能量且根據(jù)整體電子系統(tǒng)的需求來(lái)提供電能，而磁電容保護(hù)裝 置224是用以保護(hù)電容免受過(guò)量電流。
在一些實(shí)施例中，所有的能量?jī)?chǔ)存裝置都使用磁電容來(lái)提供能量給次系統(tǒng)。在 其它實(shí)施例中，只有部分的能量?jī)?chǔ)存裝置使用磁電容。
在一些實(shí)施例中，因?yàn)榇烹娙莸捏w積及重量極小，可直接置于次系統(tǒng)的印刷電 路板上，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的重量或尺寸影響極小，因此可降低成本、提高 產(chǎn)量及良率。在其它實(shí)施例中，磁電容可使用系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)(System-in-a-Package, SiP)加以封裝。
此發(fā)明將磁電容這種能量?jī)?chǔ)存裝置加以實(shí)際應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)電容的儲(chǔ)存容 量，在相同的體積及重量條件下，磁電容的容量可增加109倍，因此可帶來(lái)更佳的 使用效益。
上述實(shí)施例中磁電容的充放電壽命次數(shù)達(dá)十萬(wàn)次以上而不致使其性能降低，而 一般充電電池壽命僅300-2000次，在較佳的情況下，可提供無(wú)限制的充放電次數(shù)。
相較于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，上述實(shí)施例可提供系統(tǒng)更長(zhǎng)的運(yùn)作時(shí)間，亦可降低系統(tǒng)的體積
及重量。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉 此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種等同的改變或替換，因此 本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的本申請(qǐng)權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，包含一充電器，與一直流/交流電流源連接；以及多個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置，分別耦合于該充電器與多個(gè)次系統(tǒng)之間，每一所述能量?jī)?chǔ)存裝置包含一磁電容，與該充電器連接，并提供電能給與該磁電容所屬的能量?jī)?chǔ)存裝置連接的一次系統(tǒng)；以及一過(guò)電流保護(hù)裝置，檢測(cè)從該磁電容流至該次系統(tǒng)的電流量，以避免供應(yīng)該次系統(tǒng)過(guò)量電流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該直流/交流電流源提 供直流電流時(shí)，該磁電容是一電池。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該直流/交流電流源提 供交流電流時(shí)，該磁電容是一超級(jí)電容。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，其特征在于還包含一可選能量?jī)?chǔ)存 裝置，耦合至該充電器，該可選能量?jī)?chǔ)存裝置包含一主磁電容以及一磁電容保護(hù)裝置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，其特征在于該磁電容是置于該次系 統(tǒng)的印刷電路板上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，其特征在于該磁電容是以系統(tǒng)級(jí)封 裝技術(shù)封裝。
7. —種能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，包含 一充電器，與一直流/交流電流源連接；一主能量?jī)?chǔ)存裝置，耦合至該充電器，該主能量?jī)?chǔ)存裝置包含一主磁電容以及一磁電容保護(hù)裝置；以及多個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置，分別耦合于該充電器與多個(gè)次系統(tǒng)之間，每一所述能量?jī)?chǔ) 存裝置包含一磁電容，與該充電器連接，并提供電能給與該磁電容所屬的能量?jī)?chǔ)存裝置連 接的一次系統(tǒng)；以及一過(guò)電流保護(hù)裝置，檢測(cè)從該磁電容流至該次系統(tǒng)的電流量，以避免供應(yīng)該次 系統(tǒng)過(guò)量電流。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該直流/交流電流源提 供直流電流時(shí)，該磁電容是一電池。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)該直流/交流電流源提 供交流電流時(shí)，該磁電容是一超級(jí)電容。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，其特征在于該磁電容是置于該次系 統(tǒng)的印刷電路板上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，其特征在于該磁電容是以系統(tǒng)級(jí)封 裝技術(shù)封裝。
全文摘要
本發(fā)明是一種能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)，包括充電器及數(shù)個(gè)能量?jī)?chǔ)存裝置。充電器與直流/交流電流源連接，能量?jī)?chǔ)存裝置分別耦合于充電器與次系統(tǒng)之間。其中每一能量?jī)?chǔ)存裝置包括磁電容及過(guò)電流保護(hù)裝置。磁電容與充電器連接，并提供電能給與磁電容所屬的能量?jī)?chǔ)存裝置連接的次系統(tǒng)，過(guò)電流保護(hù)裝置檢測(cè)從磁電容流至次系統(tǒng)的電流量，以避免供應(yīng)次系統(tǒng)過(guò)量電流。
文檔編號(hào)H02J15/00GK101599664SQ200910137489
公開日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者馮凱雋, 锜 賴 申請(qǐng)人:北極光股份有限公司