電源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及包括多個電池串聯(lián)連接而成的電池模塊的電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]已知有在多個電容器中儲存電荷，并將其用作為電子設(shè)備等的電力的電源裝置。在上述電源裝置中，具有如下問題:伴隨電容器的充電狀態(tài)的變動，輸出電壓發(fā)生變動。然后，為了在電容器的充電狀態(tài)發(fā)生變動的情況下獲得固定的輸出電壓，考慮使用例如公知的DC-DC轉(zhuǎn)換器等開關(guān)電源。然而，若設(shè)置開關(guān)電源，則會因此而產(chǎn)生電力損耗，并且也可能導(dǎo)致電源裝置的大型化及成本的大幅增加。
[0003]作為鑒于上述情況而不設(shè)置開關(guān)電源，以抑制伴隨電容器的充電狀態(tài)的變動而產(chǎn)生的輸出電壓的變動為目的的現(xiàn)有技術(shù)，已知有對多個電容器分別設(shè)置旁路電路，并根據(jù)電容器的充電狀態(tài)切換多個電容器的連接的電源裝置(例如參照專利文獻I)。此外，以同樣的目的已知有如下電源裝置:設(shè)有從多個電容器的各連接點經(jīng)由開關(guān)取出電力的多個中間抽頭輸出端子，根據(jù)電容器的電壓變動控制各開關(guān)，來切換中間抽頭輸出端子(例如參照專利文獻2)。
[0004]在上述那樣結(jié)構(gòu)的電源裝置中，在該結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生多個電容器的充電狀態(tài)變得不平衡的問題。作為以解決上述問題為目的的現(xiàn)有技術(shù)，已知有如下電源裝置:例如設(shè)有從多個電容器的各連接點經(jīng)由開關(guān)取出電力的多個抽頭，充電時，根據(jù)充電器電壓經(jīng)由該抽頭選擇與充電器相連接的電容器(例如參照專利文獻3)。此外，已知有具有同樣的目的的如下電源裝置:設(shè)有多個輸出用電容器和調(diào)整用電容器，通過串聯(lián)連接或切斷輸出用電容器和調(diào)整用電容器來調(diào)整輸出電壓，并且對不與輸出用電容器相連接的狀態(tài)的調(diào)整用電容器進行緩和充電，以抑制因自放電引起的電壓下降(例如參照專利文獻4)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻
[0005]專利文獻1:日本專利特開平10-108360號公報專利文獻2:日本專利特開2009 - 213242號公報專利文獻3:日本專利特開2011 - 55649號公報
專利文獻4:日本專利特開2000 - 152495號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0006]例如對于設(shè)置于數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器等裝置，在停電時需要長時間提供電力的備用電源裝置中，使用上述電容器的電源裝置可能無法向裝置提供充足的電力。為了能夠利用使用電容器的電源裝置來提供充足的電力，需要大量電容器，因此可能導(dǎo)致電源裝置的大型化。因此，在上述那樣用途的電源裝置中，使用鎳氫充電電池等充電電池的情況較多。
[0007]然而，在將上述現(xiàn)有技術(shù)的電源裝置中的多個電容器全部置換成充電電池的情況下，由于多個充電電池的電池間的充電狀態(tài)變得不平衡，因此充電時，若同時對多個充電電池進行充電，則有可能會導(dǎo)致一部分的電池變?yōu)檫^充電。并且，充電電池與電容器不同，有時會因過充電而產(chǎn)生充放電特性的劣化等。此外，若對于多個充電電池，根據(jù)各自的充電狀態(tài)對各個充電電池進行充電，則有可能導(dǎo)致電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，成本大幅增加，并且可能會導(dǎo)致充電時間大幅變長。
[0008]本發(fā)明是鑒于上述狀況完成的，其目的在于，以低成本來提供一種能提供更多電力的電源裝置。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)手段
[0009]<本發(fā)明的第一方式>
本發(fā)明的第一方式的特征在于，包括:多個電池串聯(lián)連接而成的電池模塊；負極輸出端子，該負極輸出端子與所述電池模塊的負極端子相連接；正極輸出端子，該正極輸出端子經(jīng)由多個開關(guān)分別與所述電池模塊的正極端子及規(guī)定的電池間的連接點相連接；輸出電壓檢測電路，該輸出電壓檢測電路對所述正極輸出端子和所述負極輸出端子之間的輸出電壓進行檢測；充電電流調(diào)整電路，該充電電流調(diào)整電路對所述電池模塊的充電電流進行調(diào)整；充電狀態(tài)檢測電路，該充電狀態(tài)檢測電路對所述電池模塊的各電池的充電狀態(tài)進行檢測；以及控制裝置，該控制裝置對所述電池模塊的充放電進行控制，所述控制裝置包括:對多個所述開關(guān)進行控制以使得所述輸出電壓處于一定范圍內(nèi)的單元；以及基于所述電池模塊的各電池的充電狀態(tài)對所述充電電流調(diào)整電路進行控制的單元。
[0010]放電時，對多個開關(guān)進行控制使得輸出電壓處于一定范圍內(nèi)。更具體而言，選擇閉合多個開關(guān)的某一個，以使得輸出電壓處于一定范圍內(nèi)。由此，能夠以不設(shè)置開關(guān)電源的低成本的結(jié)構(gòu)，將輸出電壓設(shè)在一定范圍內(nèi)而無論電池模塊的充電狀態(tài)如何。然而，由此電池模塊的各電池的充電狀態(tài)變得不平衡。因此，若在對電池模塊進行充電時以固定的電流值進行恒電流充電，則可能會導(dǎo)致一部分電池變?yōu)檫^充電，從而產(chǎn)生充放電特性劣化等。該情況下，若例如無論電池模塊的各電池的充電狀態(tài)如何均統(tǒng)一地以較低的電流值進行恒電流充電，則降低了因過充電而導(dǎo)致的充放電特性劣化等的可能性。然而，這樣的充電控制在使電池模塊所有的電池均達到滿充電之前需要花費相當(dāng)多的時間，因此并不現(xiàn)實。
[0011]因此，本發(fā)明基于電池模塊的各電池的充電狀態(tài)來控制充電電流調(diào)整電路。也就是說，充電時，基于電池模塊的各電池的充電狀態(tài)來調(diào)整電池模塊的充電電流的電流值。由此，能降低因?qū)﹄姵啬K的一部分電池進行過充電而導(dǎo)致的充放電特性劣化等產(chǎn)生的可能性，并且能大幅縮短使電池模塊成為滿充電所需的時間。
[0012]由此，根據(jù)本發(fā)明的第一方式，可獲得能以低成本來提供一種能提供更多電力的電源裝置的作用效果。
[0013]〈本發(fā)明的第二方式〉
本發(fā)明的第二方式在上述本發(fā)明的第一方式中，其特征在于，所述控制裝置包括:以所述電池模塊的各電池的任一個均未達到滿充電的情況為條件，以第一電流值對所述電池模塊進行恒電流充電的單元；以及以所述電池模塊的各電池的任一個達到了滿充電的情況為條件，以比所述第一電流值要小的第二電流值對所述電池模塊進行恒電流充電的單元。
[0014]由此，在充電時，在電池模塊的各電池的任一個達到滿充電之前，以第一電流值對電池模塊進行恒電流充電。因此，能高速地對電池模塊進行充電。此外，在電池模塊的各電池的任一個達到滿充電之后，以比第一電流值要小的第二電流值對電池模塊進行恒電流充電。由此，對沒有達到滿充電的電池繼續(xù)進行充電，并能降低已達到滿充電的電池因過充電而導(dǎo)致充放電特性劣化等的可能性。
發(fā)明效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，能以低成本來提供一種能提供更多電力的電源裝置。
【附圖說明】
[0016]圖1是圖示出本發(fā)明所涉及的電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖圖2是圖示出控制裝置的放電控制的步驟的流程圖。
圖3是圖示出通過控制裝置的放電控制而產(chǎn)生的輸出電壓的變化的時序圖。
圖4是圖示出控制裝置的充電控制的步驟的流程圖。
圖5是圖示出通過控制裝置的充電控制而產(chǎn)生的輸出電壓的變化的時序圖。
【具體實施方式】
[0017]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
另外，本發(fā)明并不特別限定于以下說明的實施例，當(dāng)然可以在權(quán)利要求所記載的發(fā)明范圍內(nèi)進行各種變形。
[0018]<電源裝置的結(jié)構(gòu)>
參照圖1對本發(fā)明所涉及的電源裝置的結(jié)構(gòu)進行說明。
圖1是圖示出本發(fā)明所涉及的電源裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖
[0019]本發(fā)明所涉及的電源裝置包括電池模塊10、放電電壓調(diào)整電路20、充電電流調(diào)整電路30、輸出電壓檢測電路40及控制裝置50。
[0020]電池模塊10通過多個電池串聯(lián)連接而構(gòu)成，包含以規(guī)定個數(shù)的電池單位構(gòu)成的第一電池組11、第二電池組12、第三電池組13。構(gòu)成第一電池組11、第二電池組12及第三電池組13的電池是能進行充放電的堿性蓄電池等充電電池，更具體而言，例如是鎳氫充電電池。
[0021]此外，電池模塊10包含作為“充電狀態(tài)檢測電路”的第一熱敏電阻14、第二熱敏電阻15、第三熱敏電阻16。第一熱敏電阻14檢測第一電池組11的溫度。第二熱敏電阻15檢測第二電池組12的溫度。第三熱敏電阻16檢測第三電池組13的溫度。第一熱敏電阻14、第二熱敏電阻15、第三熱敏電阻16的輸出信號輸出至控制裝置50。控制裝置50根據(jù)第一熱敏電阻14、第二熱敏電阻15、第三熱敏電阻16的輸出信號來計算并求得第一電池組11、第二電池組12、第三電池組13的各個充電狀態(tài)。
[0022]放電電壓調(diào)整電路20包含三個放電用開關(guān)SWl?SW3、三個整流二極管Dl?D3、正極輸出端子21、負極輸出端子22。放電用開關(guān)SWl的一端與第一電池組11和第二電池組12之間的連接點相連接，另一端與整流二極管Dl的陽極端子相連接。放電用開關(guān)SW2的一端與第二電池組12和第三電池組13之間的連接點相連接，另一端與整流二極管D2的陽極端子相連接。放電用開關(guān)SW3的一端與電池模塊10的正極端子(第三電池組13的正極)相連接，另一端與整流二極管D3的陽極端子相連接。正極輸出端子21與整流二極管Dl?D3的陰極端子相連接。也就是說，正極輸出端子21經(jīng)由多個放電用開關(guān)SWl?SW3分別與電池模塊10的正極端子、第一電池組11和第二電池組12之間的連接點、第二電池組12和第三電池組13之間的連接點相連接。負極輸出端子22與電池模塊10的負極端子(第一電池組13的負極)相連接。正極輸出端子21和負極輸出端子22連接有例如服務(wù)器裝置等負載60。由控制裝置50對放電用開關(guān)SWl?SW3進行開閉控制。
[0023]充電電流調(diào)整電路30是對電池模塊10的充電電流進行調(diào)整的電路，包含兩個充電用開關(guān)SW4、SW5、以及電流限制電阻R1。充電用開關(guān)SW4的一端與電池模塊10的正極端子相連接，另一端與充電用電源70相連接。充電用開關(guān)SW5的一端與電池模塊10的正極端子相連接，另一端與電流限制電阻Rl的一端相連接。電流限制電阻Rl的另一端與充電用電源70相連接。由控制裝置50對充電用開關(guān)SW4、SW5進行開閉控制。
[0024]輸出電壓檢測電路40是檢測輸出電壓(正極輸