CN100590916C - 液体型燃料电池系统及其控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种液体型燃料电池系统，具有：输出第1功率的液体型燃料起电单元(1)；对该液体型燃料起电单元(1)，供给液体燃料的燃料供给单元(4)；利用上述液体型燃料起电单元(1)输出的第1功率进行充电，输出被充电的第2功率的辅助电源单元(3)；以及控制燃料供给用的控制电路(10A)。而且，利用该控制电路(10A)监视上述辅助电源单元(3)的充电状态，根据该监视结果，控制上述燃料供给单元(4)对上述液体型燃料起电单元(1)的液体燃料供给。

Description

液体型燃料电池系统及其控制电路
技术领域
本发明涉及液体型燃料电池系统，特别涉及不采用泵等输液机构、就将液体燃料从燃料箱自发提供给起电单元的液体型燃料电池系统及其控制电路。
背景技术
近年来，开发出直接从甲醇和乙醇等液体燃料提取质子进行发电的液体型燃料电池系统。这种燃料电池不需要重整器并且燃料容积小就可以解决问题，因此被期待作为便携式个人计算机和PDA(个人数字助理)、便携式电话机、视频或音频播放器、游戏机等便携式电子设备的电源。
可是，在这种系统中，有使用输液泵、控制由燃料箱对起电单元供给液体燃料的类型；以及不使用输液泵等而是自发进行供给的类型。其中，前一种类型可以根据负载侧要求的功率值，利用输液泵对液体燃料的提供进行最佳控制。
而后一种的自发供给的类型与负载侧要求的功率值的大小无关，又与负载是否工作无关，其燃料稳定地提供给起电单元。因此往往浪费燃料，导致燃费低下。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在自发提供燃料的类型的系统中减少燃料的浪费，从而可以提高燃费，延长连续发电时间的液体燃料型电池系统及其控制电路。
为了达到上述目的，本发明一种形态的液体型燃料电池系统，具有输出第1功率的液体型燃料起电单元；对该液体型燃料起电单元，提供液体燃料的燃料供给单元；利用上述液体型燃料起电单元输出的第1功率进行充电，输出被充电的第2功率的辅助电源单元；以及控制燃料的供给用的控制电路。而且，利用控制电路监视上述辅助电源单元的充电状态，根据该监视结果，控制上述燃料供给单元对上述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
附图说明
图1是本发明的液体型燃料电池系统的第1实施形态即直接型甲醇燃料电池的概略构成图。
图2是图1所示的直接型甲醇燃料电池系统的电路结构的框图。
图3是表示图2所示的直接型甲醇燃料电池系统中的控制电路的控制步骤和控制内容的流程图。
图4是示出本发明的液体型燃料电池系统的第2实施形态即直接型甲醇燃料电池的电路结构的框图。
图5是示出图4所示的直接型甲醇燃料电池系统的控制电路的控制步骤和控制内容的流程图。
图6是示出本发明的液体型燃料电池系统的第3实施形态即直接型甲醇燃料电池的电路结构的框图。
图7是示出图6所示的直接型甲醇燃料电池系统中的控制电路的控制步骤和控制内容的流程图。
具体实施方式
首先，概要说明本发明的各种实施形态。
本发明的第1种形态的液体型燃料电池系统，具有输出第1功率的液体型燃料起电单元；对该液体型燃料起电单元，提供液体燃料的燃料供给单元；利用上述液体型燃料起电单元输出的第1功率进行充电，输出被充电的第2功率的辅助电源单元；以及控制燃料供给的控制电路。而且，利用该控制电路监视上述辅助电源单元的充电状态，根据该监视结果，控制上述燃料供给单元对上述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
因此，根据辅助电源单元的充电状态、例如辅助电源单元的充电电压或电流的值，控制燃料供给单元对上述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。因而与例如负载侧要求的功率值的大小无关，与燃料稳定地供给起电单元的情况相比，燃料的浪费减少，从而可以提高燃费，延长连续发电时间。
作为用于实现上述第1种形态的具体构成，考虑以下两种构成。
第1种构成是将辅助电源单元的充电电压与第1阈值比较，在辅助电源单元的充电电压大于等于第1阈值时，限制燃料供给单元对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
采用这样的结构，则辅助电源单元的充电状态达到充电已满乃至于接近充电已满的充电状态时，限制对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。通常，辅助电源单元被充电到充电已满或接近充电已满的充电状态时，可以用辅助电源单元应对负载设备要求的功率，因而无需使液体型燃料起电单元全力工作。因此，即使限制对液体型燃料起电单元的液体燃料供给，也不会造成障碍，以此抑制了燃料的浪费，从而可以提高燃费乃至延长连续发电时间。
第2种构成是将辅助电源单元的充电电压与小于第1阈值的第2阈值进行比较，辅助电源单元的充电电压小于等于第2阈值时，限制燃料供给等于对液体型燃料起电等于的液体燃料供给。
采用这样的结构，则辅助电源单元的充电状态达到放电状态时，限制对液体型燃料起电等于的液体燃料供给。通常，辅助电源单元放电到放电状态时，仅用液体型燃料起电单元无法满足负载设备要求的功率。因此，即使限制对液体型燃料起电单元的液体燃料供给，实质上也不是不理想，因此燃料的浪费受到抑制，从而可以提高燃费乃至延长连续发电时间。
又，本发明的第2种形态是，在控制电路中，监视液体型燃料电池系统相对于负载设备的安装和卸下，根据该监视结果，控制燃料供给单元对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。具体地说，在检测出液体型燃料电池系统已经从负载设备上拆下时，控制燃料供给单元对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
采用这样的结构，则在负载设备上没有安装液体型燃料电池系统的状态下，限制(例如停止)对液体型燃料起电单元的燃料供给。因此，在液体型燃料电池系统无需工作的状态下的燃料的浪费受到阻止，因此可以提高燃费乃至延长连续发电时间。
此外，本发明的第3种形态具有接收表示负载设备有无工作的工作表示信号的接收部和控制电路。而且，在该控制电路中，根据上述接收部接收的工作表示信号，控制燃料供给单元对上述液体型燃料起电单元的液体燃料的供给。更具体地说，在接收部接收的工作表示信号表示负载设备的处于工作状态时，限制燃料供给单元对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
采用这样的结构，则形成即使例如负载设备中电源开关被断开或被接通也实质上不工作的睡眠状态时，根据由负载设备输出的工作表示信号，限制对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。因此，在这种情况下也能够防止燃料的浪费，以此能够提高燃费乃至延长连续发电时间。
第1实施形态
本发明的第1实施形态在由燃料箱对起电单元自发供给液体燃料的类型的直接型甲醇燃料电池系统中，新设置燃料供给控制电路。该燃料供给控制电路分别将辅助电源单元的充电电压与第1和第2阈值分别进行比较。然后，在该比较结果是辅助电源的充电电压大于等于第1阈值时、或者辅助电源电压的充电电压小于等于第2阈值时，切断燃料箱对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
图1是本发明的液体型燃料电池系统的第1实施形态、即直接型甲醇燃料电池(后面称为DMFC)系统的概略构成图。该DMFC系统在壳体内收装DMFC起电单元1、控制单元2、辅助电源单元3、以及燃料箱4。
DMFC起电单元1都在由集电体和催化剂层组成的阳极和阴极之间配置电解质膜。然后，将甲醇作为燃料提供给阳极催化剂层，利用催化反应，产生质子。另一方面，对阴极供给空气。然后，使通过上述电解质的质子与上述被提供的空气中所含的氧气在阴极催化剂层中发生反应以进行发电。
将作为燃料的甲醇收装在燃料箱4内。该甲醇通过具有电磁阀(示于下述图2)12的供给路径，提供给上述DMFC起电单元1的阳极催化剂层。另外，在燃料箱4上设置注入口5。在该注入口5上可装卸自如地安装燃料元件(未图示)，由燃料元件对燃料箱4补充燃料。
辅助电源单元3具有二次电池。该二次电池利用由上述DMFC起电单元1输出的电力进行充电。辅助电源单元3根据作为馈电对象的电子设备(未图示)的负载，将补充上述DMFC起电单元1输出的功率的不足部分的辅助电力由上述二次电池提供给电子设备。再者，电子设备可以设想是便携式个人计算机和PDA(个人数字助理)、便携式音频、视频播放器、便携式电话机等。
控制单元2控制对电子设备供给的电源电压，形成如下所述结构。图2是主要表示该控制单元2的结构的电路框图。
即、控制单元2具有升压电路8、升压控制电路9、燃料供给控制电路10A、以及馈电开关11。这些电路形成于1枚电路基板上。升压电压8由例如DC-DC变换器构成。
升压控制电路9，将DMFC起电单元1的输出电压(对升压电路8的输入电压)与阈值进行比较。然后，在该比较的结果是，对升压电路8的输入电压小于阈值时，对升压电路8的输出电压进行控制，从而使上述DMFC起电单元1的输出电压最佳化。还有，升压控制电路9将升压电路8的输出电压与其它阈值进行比较。然后，根据其差对升压电路8的输出电压进行反馈控制，从而使升压电路8的输出电压稳定。
燃料供给控制电路10A，具有模拟/数字(A/D)变换器、微型计算机、以及数字/模拟(D/A)变换器。模拟/数字(A/D)变换器对辅助电源单元3的两端之间的充电电压值进行检测，输出被测出的充电电压值的数字信号。数字/模拟(D/A)变换器将由上述微型计算机输出的阀门打开控制信号和阀门关闭控制信号变换成模拟信号供给电磁阀12。
微型计算机按照预先存储的燃料供给控制程序执行燃料供给控制。该燃料供给控制将上述被测出的充电电压值与预先设定的第1和第2阈值进行比较。然后，根据该比较结果，有选择地输出阀门打开控制信号或阀门关闭控制信号。
接着，对如上所述构成的DMFC系统的工作进行说明。
将DMFC用作电源时，将输出终端7的+端子7a和-端子7b连接于电子设备的电源端子上(未图示)。于是，由DMFC起电单元1输出的电压VB1由升压电路8升压后，从上述输出终端7的+端子7a和-端子7b提供给电子设备。另外，这时若上述电子设备的负载产生变动，仅用上述升压电路8的输出电压无法提供必要的电力，则其不足部分由辅助电源单元3的二次电池提供给上述电子设备。即对电子设备实施混合方式的电源供给。
在该状态下燃料供给控制电路10A如下所述执行燃料供给控制。图3是表示该控制步骤和控制内容的流程图。
即，燃料供给控制电路10A利用步骤3a定期嵌入辅助电源单元3的充电电压值VB2。每一次取入新的充电电压值VB2时，就在步骤3b和步骤3c将该充电电压值VB2与分别第1和第2阈值Tha、Thb进行比较。这时，第1和第2阈值Tha、Thb分别被设定为辅助电源单元3充电已满的电压值和放电电压值。
假定上述比较结果为：充电电压值VB2小于第1阈值Tha且大于第2阈值Thb。在这种情况下，燃料供给控制电路10A判定辅助电源单元3的充电状态合适，利用步骤3d维持阀门打开控制信号VS1的输出。因此，电磁阀12保持打开状态，继续由燃料箱4对DMFC起电单元1供给燃料。
另一方面，假定上述比较结果为，充电电压值VB2大于等于第1阈值Tha、或充电电压值VB2小于等于第2阈值Thb。在这种情况下，燃料供给控制电路10A判定辅助电源单元3形成充电已满的状态、或形成充分放电的状态。然后，利用步骤3e输出阀门关闭控制信号VS2。该阀门关闭控制信号VS2由D/A变换器变换成模拟信号之后，提供给电磁阀12。其结果是，电磁阀12被关闭，之后由燃料箱4对DMFC起电单元1的燃料供给被切断。
这样，第1实施形态在自发供给燃料类型的DMFC系统中，利用燃料供给控制电路10A检测辅助电源单元3的充电电压VB2，将该被检测出的充电电压VB2与第1和第2阈值Tha、Thb分别进行比较。然后，在辅助电源单元3的充电电压值VB2大于等于第1阈值Tha、或辅助电源单元3的充电电压值VB2小于等于第2阈值Thb时，切断燃料箱4对DMFC起电单元1的燃料供给。
因此，如果辅助电源单元3的充放电状态为充电已满的状态或充分放电的状态，则自动切断燃料箱4对DMFC起电单元1的燃料供给。因此，燃料供给的浪费被停止，从而可以谋求提高燃费乃至延长连续发电时间。
第2实施形态
本发明第2实施形态新具备检测有无对电子设备安装DMFC系统的安装检测器和燃料供给控制电路。而且，在利用上述安装检测器检测出DMFC系统已经从电子设备上拆下时，利用上述燃料供给控制电路，切断燃料箱对DMFC起电单元的燃料供给。
图4是本发明液体型燃料电池系统的第2实施形态的电路框图，BT表示作为液体型燃料电池系统的DMFC系统，TM表示便携式个人计算机或PDA、便携式电话机等电子设备。另外，在该图中对与所述图2相同的部分标注相同的符号，并省略详细说明。
DMFC系统BT中新具备安装检测器13、燃料供给控制电路10B。安装检测器13由例如将DMFC系统BT安装于电子设备TM时形成导通状态的机械开关或光开关构成，将其通断信号CS提供给燃料供给控制电路10B。
燃料供给控制电路10B具有接口、微型计算机、以及D/A变换器。接口接收由上述安装检测器13提供的通断信号CS。微型计算机按照预先存储的燃料供给控制程序，执行燃料供给控制。D/A变换器将由上述微型计算机输出的阀门打开控制信号和关闭控制信号变换成模拟信号，提供给电磁阀12。
微型计算机根据由上述安装检测器13供给的通断信号，判断有无对电子设备TM安装DMFC系统BT。然后，根据该判断结果有选择地输出阀门打开控制信号VS1或阀门关闭控制信号VS2，对电磁阀进行开关控制。
由于是这样的结构，因此在DMFC系统BT被安装于电子设备TM上的状态下，燃料供给控制电路10如图5所示首先利用步骤5a定期取入由安装检测器13输出的通断信号CS。然后，根据该取入的通断信号CS，通过步骤5b判断有无对电子设备TM安装DMFC系统BT。
于是，其判断结果是，判断出DMFC系统BT安装在电子设备TM上。在这种情况下，燃料供给控制电路10B根据步骤5c维持阀门打开控制信号VS1的输出。因此，电磁阀12保持打开状态，继续由燃料箱4对DMFC起电单元1供给燃料。
另一方面，现在假定用户已将DMFC系统BT从电子设备TM上拆下。于是，由安装检测器13输出的信号CS成为断开信号。因此，燃料供给控制电路10B判断为DMFC系统BT已经从电子设备TM上被拆下，由步骤5d输出阀门关闭控制信号VS2。该阀门关闭控制信号VS2由D/A变换器变换成模拟信号之后，提供给电磁阀12。其结果是，电磁阀12被关闭，之后由燃料箱4对DMFC起电单元1的燃料供给被切断。而且，与此同时，燃料供给控制电路10A将馈电开关设定成断开。因此，其后停止辅助电源单元3的充放电，从而确保辅助电源单元3的安全性。
因此，如果采用第2实施形态，若DMFC系统BT从电子设备TM上被拆下，则自动切断燃料箱4对DMFC起电单元1的燃料供给。因此，燃料供给的浪费受到阻止，从而可以谋求提高燃费乃至延长连续发电时间。
第3实施形态
本发明第3实施形态在电子设备上设置产生表示工作状态的信号的电路和对外部输出由该电路产生的工作表示信号的输出端子时，在DMFC系统上新设置上述工作表示信号的输入端子和燃料供给控制电路。然后，利用燃料供给控制电路，根据由电子设备输出的工作表示信号，判断电子设备处于工作状态还是处于非工作状态，在处于非工作状态时，切断由燃料箱对DMFC起电单元的液体燃料供给。
图6是本发明的液体型燃料电池系统的第3实施形态的电路框图。还有，在该图中对与上述图2或图4相同的部分标注相同符号，省略其详细说明。
在电子设备TM上设置工作表示信号发生电路14和输出端子16。输出端子16对外部输出由上述工作表示信号发生电路14产生的工作表示信号DS。工作表示信号发生电路14在电子设备TM的用户可以操作的工作开关(例如电源开关)15被接通时，输出表示该意思的工作表示信号DS。
另一方面，在DMFC系统BT上新设置上述工作表示信号DS的输入端子17和燃料供给控制电路10C。燃料供给控制电路10C具有接口、微型计算机、以及D/A变换器。接口通过上述输入端子17接收输入的工作表示信号DS。微型计算机按照预先存储的燃料供给控制程序，执行燃料供给控制。D/A变换器将由上述微型计算机输出的阀门打开控制信号VS1和关闭控制信号VS2变换成模拟信号，提供给电磁阀12。
微型计算机根据由电子设备TM输出的工作表示信号DS，判断电子设备TM处于工作状态还是处于非工作状态。然后，根据该判断结果有选择地输出阀门打开控制信号VS1或阀门关闭控制信号VS2，对电磁阀12进行开关控制。
由于是这样的结构，因此在DMFC系统BT安装于电子设备TM的状态下，燃料供给控制电路10C如图7所示在步骤5a中定期取入由电子设备TM输出的工作表示信号DS。然后，根据该取入的工作表示信号DS，通过步骤7b判断电子设备TM处于工作状态还是处于非工作状态。
然后假定判断结果是，判断出电子设备TM处于工作状态。在这种情况下，燃料供给控制电路10C利用步骤7c维持阀门打开控制信号VS1的输出。因此，电磁阀12保持打开状态，继续由燃料箱4对DMFC起电单元1供给燃料。
另一方面，现在假定用户为了使电子设备的工作停止而在电子设备TM上对工作开关(电源开关)15进行断开操作。于是，工作表示信号DS为断开，因此，燃料控制电路10C判断为电子设备TM处于非工作状态，根据步骤7d输出阀门关闭控制信号VS2。该阀门关闭控制信号VS2通过D/A变换器变换成模拟信号之后，提供给电磁阀12。其结果是，电磁阀12被关闭，其后燃料箱4对DMFC起电单元1的燃料供给被切断。另外，非工作时完全停止电力供给没有关系时，与此同时，燃料供给控制电路10A将馈电开关11设定成断开。因此，其后停止辅助电源单元3的充放电，以此确保辅助电源单元3的安全性。
因此，如果采用第3实施形态，若电子设备TM中工作开关15被断开，处于非工作状态，则DMFC系统BT自动遮断燃料箱4对DMFC起电单元1的燃料供给。因此，燃料供给的浪费受到阻止，从而可以谋求提高燃费乃至延长连续发电时间。
又，即使仍然将DMFC系统BT安装在电子设备TM上，也可以与电子设备TM上的工作开关15的断开操作连动，停止DMFC系统BT的发电工作。因此，用户无需对电子设备TM装卸DMFC系统BT，从而可以提高DMFC系统BT的操作性能。
再有，本实施形态在由电子设备TM输出的工作表示信号DS被切断时，判断为电子设备TM处于非工作状态，切断对DMFC起电单元1的燃料供给。因此，即使在将DMFC系统BT从电子设备TM上拆下时，也可以切断对DMFC起电单元1的燃料供给。
其它实施形态
所述第1、第2和第3实施形态，分别为根据：(1)辅助电源单元3的充放电的状态、(2)有无对电子设备TM安装DMFC系统BT、以及(3)电子设备TM处于工作状态还是非工作状态，对燃料的供给进行控制。然而，并非局限于此，也可以根据(1)和(2)对燃料的供给进行控制，还也可以根据(1)和(3)对燃料的供给进行控制，又可以根据(2)和(3)对燃料的供给进行控制。此外，当然也可以根据(1)、(2)及(3)对燃料的供给进行控制。
又，上述实施形态根据(1)、(2)及(3)对燃料的供给进行通断控制，但也可以用3个以上的阈值多阶段地对例如辅助电源单元3的充放电状态的变化进行监视，根据该监视结果适当地对燃料的供给进行可变控制。这样一来，就能够根据辅助电源单元3的充放电状态经常提供最合适的数量的燃料，以此可以进一步减少燃料供给的浪费，更进一步提高燃费。
再有，在上述各实施形态中，设置具有微型计算机的馈电控制电路10A、10B、以及10C，利用微型计算机执行馈电控制处理。但并非局限于此，当然也可以利用由比较器和逻辑电路组成的硬件构成馈电控制电路10A、10B、以及10C。
再有，所述第1实施形态通过检测辅助电源单元3的充电电压值VB2，判断辅助电源单元3的充电状态。但是也可以检测充电电流值，根据该检测值判断辅助电源单元3的充电状态。
再有，所述第3实施形态根据电子设备TM上的工作开关(电源开关)15的通断状态，控制燃料箱4对DMFC起电单元1的燃料供给。但并非局限于此，电子设备TM的工作状态在类似于电源开关断开时的睡眠模式时，也可以切断燃料箱4对DMFC起电单元1的燃料供给。另外，电子设备具有电池节电模式时，也可以将燃料箱4对DMFC起电单元1的燃料供给限制成比正常模式时的供给量更少。
再有，在上述各实施形态中，以将甲醇用作燃料的DMFC系统为例进行说明。但并非局限于此，作为液体燃料，也可以使用例如乙醇、二乙醚、二甲基氧甲烷、甲醛、甲酸、甲基甲酸、甲基原甲酸、三聚甲醛、1-丙醇、2-丙醇、3-丙醇、乙二醇、乙二醛、丙三醇的各水溶液，还可以使用上述各化学物质的化合物的水溶液。
此外，电子设备的种类及其构成、液体型燃料电池系统的种类及其构成、第1和第2阈值Tha、Thb的值、燃料供给阀门的种类、燃料供给控制步骤及其内容等在不离开本发明的要旨的范围内可以实施各种变形。
总之，本发明并非局限于上述各种实施形态的原样，在实施阶段也可以在不离开本发明的要旨的范围内对构成要素作具体改变。另外，利用上述各实施形态中揭示了多个构成要素的适当组合，可以形成各种发明。例如也可以将若干构成要素从各实施形态中所示的全部构成要素中删除。还可以将涉及不同实施形态的构成要素适当加以组合。
工业上的实用性
因此，本发明的液体燃料电池系统，由于是自发供给燃料类型的系统，因此可以做成小型结构，而且虽然是自发供给类型的系统，但是燃费高，可以延长连续发电时间。
因此，可以用作移动通信终端和便携式个人计算机、PDA(个人数字助理)、便携式视频或音频播放器、以及便携式游戏机等便携式电子设备的电源。

Claims (10)

1.一种设置于便携式电子设备用的液体型燃料电池系统中的控制电路，所述液体型燃料电池系统包括：从液体燃料取出质子进行发电，输出发电得到的第1功率的液体型燃料起电单元；将所述液体燃料供给所述液体型燃料起电单元的燃料供给单元；以及利用所述液体型燃料起电单元输出的第1功率进行充电并输出被充电的第2功率的辅助电源单元，所述便携式电子设备将所述第1和第2功率作为电源供给负载设备，其特征在于，所述控制电路具有
监视所述液体型燃料电池系统相对于所述负载设备的装卸的监视部件；以及
根据所述监视部件的监视结果，控制所述燃料供给单元对所述液体型燃料起电单元的液体燃料供给的控制部件。
2.如权利要求1所述的设置于便携式电子设备用的液体型燃料电池系统中的控制电路，其特征在于，
所述控制部件利用所述监视部件检测出所述液体燃料电池系统已经从所述负载设备上拆下时，限制所述燃料供给单元对所述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
3.如权利要求1所述的设置于便携式电子设备用的液体型燃料电池系统中的控制电路，其特征在于，还具备
监视所述辅助电源单元的充电状态的监视部件；以及
根据所述监视部件的监视结果，控制所述燃料供给单元对所述液体型燃料起电单元的液体燃料供给的控制部件。
4.如权利要求3所述的设置于便携式电子设备用的液体型燃料电池系统中的控制电路，其特征在于，所述监视部件将所述辅助电源单元的充电电压与对应于过量充电状态设定的第1阈值进行比较，判断所述辅助电源单元的充电电压是否大于等于第1阈值，
所述控制部件判断为所述辅助电源单元的充电电压或电流值大于等于第1阈值时，限制所述燃料供给单元对所述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
5.如权利要求3所述的设置于便携式电子设备用的液体型燃料电池系统中的控制电路，其特征在于，所述监视部件将所述辅助电源单元的充电电压与对应于过量放电状态设定的第2阈值进行比较，判断辅助电源单元的充电电压是否小于等于第2阈值，
所述控制部件判断为所述辅助电源单元的充电电压小于等于第2阈值时，限制所述燃料供给单元对所述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
6.一种便携式电子设备用的液体型燃料电池系统，所述液体型燃料电池系统对负载设备供给电源，其特征在于，所述液体型燃料电池系统具有
从液体燃料取出质子进行发电，输出发电得到的第1功率的液体型燃料起电单元；
将所述液体燃料供给所述液体型燃料起电单元的燃料供给单元；
利用所述液体型燃料起电单元输出的第1功率进行充电，输出被充电的第2功率的辅助电源单元；
检测所述液体型燃料电池系统相对于负载设备进行的装卸的检测器；以及
根据所述检测器的检测结果，控制所述燃料供给单元对液体型燃料起电单元的液体燃料供给的控制电路。
7.如权利要求6所述的液体型燃料电池系统，其特征在于，
所述控制电路在检测出所述液体型燃料电池系统已经从所述负载设备上被拆下时，限制所述燃料供给单元对液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
8.如权利要求6所述的便携式电子设备用的液体型燃料电池系统，其特征在于，所述控制电路还包括监视所述辅助电源单元的充电状态的监视部件，以及根据所述监视部件的监视结果，控制所述燃料供给单元对所述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
9.如权利要求6所述的便携式电子设备用的液体型燃料电池系统，其特征在于，所述控制电路将所述辅助电源单元的充电电压与对应于过量充电状态设定的第1阈值进行比较，当所述辅助电源单元的充电电压或电流值大于等于第1阈值时，限制所述燃料供给单元对所述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
10.如权利要求6所述的便携式电子设备用的液体型燃料电池系统，其特征在于，所述控制电路将所述辅助电源单元的充电电压与对应于过量放电状态设定的第2阈值进行比较，当所述辅助电源单元的充电电压小于等于第2阈值时，限制所述燃料供给单元对所述液体型燃料起电单元的液体燃料供给。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5105770B2 (ja) * 2005-05-13 2012-12-26 キヤノン株式会社 電子機器、その制御方法及びプログラム
JP4749088B2 (ja) * 2005-08-26 2011-08-17 三洋電機株式会社 燃料電池発電装置の運転方法
JPWO2007116693A1 (ja) 2006-03-28 2009-08-20 株式会社東芝 電子機器及び燃料電池システム
JPWO2007148628A1 (ja) * 2006-06-20 2009-11-19 株式会社東芝 電子機器
JPWO2008065934A1 (ja) * 2006-11-27 2010-03-04 株式会社東芝 電子機器
US8806271B2 (en) 2008-12-09 2014-08-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Auxiliary power supply and user device including the same

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002141073A (ja) 2000-10-31 2002-05-17 Nissan Motor Co Ltd 移動体用燃料電池システム
US6916565B2 (en) * 2000-12-21 2005-07-12 Casio Computer Co., Ltd. Power supply system, fuel pack constituting the system, and device driven by power generator and power supply system
JP3909662B2 (ja) * 2001-01-19 2007-04-25 カシオ計算機株式会社 電源システム
US20020136939A1 (en) * 2001-02-15 2002-09-26 Grieve M. James Fuel cell and battery voltage controlling method and system
JP4547554B2 (ja) * 2001-06-13 2010-09-22 ヤマハ発動機株式会社 電動車両
JP3698101B2 (ja) * 2001-12-25 2005-09-21 日産自動車株式会社 燃料改質型燃料電池システムの制御装置

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