CN101257122B

CN101257122B - 电源装置

Info

Publication number: CN101257122B
Application number: CN2008100099454A
Authority: CN
Inventors: 藤田悟朗
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2008-02-15
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2028-02-15
Also published as: US20080203816A1; US8547054B2; JP5110913B2; CN101257122A; JP2008219981A

Abstract

提供一种自动检测连接电源装置自身的可驱动便携式机器的电压的技术。一种电源装置，对连接的机器提供电力，包括：电源；能够将从电源输入的电压转变为规定的电压并向机器输出的变压单元；测量电源装置的输出电流值的电流计；和控制因变压单元而致使电压的改变的控制部，控制部使从电源输出的电压阶段地升压并检测出输出电流值的变化，由此来检测通过变压单元升压的电源装置的输出电压达到了可驱动机器的电压。

Description

电源装置

技术领域

本发明涉及一种电源装置。更具体地涉及一种使用燃料电池作为电源的电源装置。

背景技术

随着信息化社会的进展，利用便携式机器的人也不断增加。这种便携式机器所必需的电源电压大多每个机器都不同。连接外部电源和便携式机器时，就需要将外部电源的电压调整为能够驱动此便携式机器的电压。已提出有一种在外部电源和便携式机器之间连接电压指令机器从而容易进行电压调整的技术(参考专利文献1)。在此电压指令机器中预先存储可驱动对应的便携式机器的电压的信息。通过电压指令机器对外部电源发送此信息，外部电源检测便携式机器所必需的电压，就能够调整输出电压。

专利文献1 JP特开2004-319367号公报

但是，使用电压指令机器的情况下，需要按每一便携式机器分别准备对应的电压指令机器，对于用户而言不能说是便利的。此外，在使用燃料电池作为外部电源的情况下，由于输出功率变化很难使便携式机器稳定地运转。

发明内容

鉴于这样的课题而提出本发明，其目的在于，提供一种自动检测可驱动电源装置自身连接的便携式机器的电压的技术。此外，提供一种在使用燃料电池作为外部电源的情况下容易使连接的便携式机器稳定运转的技术。

本发明的一种方式是对连接的机器提供电力的电源装置。该电源装置包括：电源；将从电源输入的电压转变为规定的电压并向机器输出的变压单元；测量电源装置的输出电流值的电流计；和控制变压单元的可变电压的控制部，其特征在于，控制部使从电源输出的电压阶段地升压，检测输出电流值的变化，由此来检测通过变压单元升压的电源装置的输出电压达到了可驱动机器的电压。

根据上述方式的电源装置，由于自动地检测可驱动连接的机器的电压，因此可容易地作为能够容易地对可驱动电压不同的各种机器提供电力的通用电源使用。用户也不必注意可驱动连接的机器的电压。

在上述方式的电源装置中，控制部也可以在检测到机器到达可驱动电压之后，慢慢地使升压的电压下降并检测出输出电流值的变化，由此来检测可驱动此机器的电压的下限。

根据上述方式的电源装置，能够自动地检测可驱动连接的机器的电压的下限。此外，由于能够得知可驱动电压的下限，所以如果能够在通过使电压升压所检测的可驱动电压和通过降压所检测的可驱动电压的下限之间的范围内调整电压的话，就可容易地使连接的机器稳定地运转。

在上述方式的电源装置中，控制部为了向机器发送涉及电源装置的信息，也可以在检测出的可驱动机器的电压和检测出的可驱动此机器的电压的下限之间的范围内，利用变压单元，使电源装置的输出电压变化。

根据上述方式的电源装置，由于在可驱动连接的机器的电压的范围内使电压变化，所以能够向机器运转状态不变的机器发送信息。此外，由于根据电压的变化发送信息，所以不需要用于发送信息的新的布线或装置等。

在上述方式的电源装置中，还包括：二次电池；将使用了来自二次电池的电力的输出或电源的电力的二次电池的充电成为可能的充放电单元；和测量从电源向变压单元的输入电压值的电压计，控制部也可以对输入电压值和规定的电压值进行比较，当输入电压值比规定的电压值更小时，将对机器的所需电力判定为电源装置的输出电力不足，通过控制充放电单元就能够补充来自二次电池的电力，当输入电压值比规定的电压值更大时，将对机器的所需电力判定为电源装置的输出电力充足，通过控制充放电单元，使用来自电源的电力，就能够进行二次电池的充电。

根据上述方式的电源装置，由于能够使用来自二次电池的输出电力补充电源的输出电力，所以电源装置就能容易地对连接的机器稳定地提供电力。此外，由于使用来自电源的输出电力来自动地对二次电池充电，所以用户的便利性提高了。

在上述方式的电源装置中，还包括测量电源装置的输出电压值的另一个电压计，控制部也可以对电压计中的输入电压值和规定的电压值进行比较，当输入电压值从高于规定的电压值的状态到低于规定的电压值时，参照电流计此时的输出电流值和另一个电压计此时的输出电压值，计算出电源装置的输出电力。

根据上述方式的电源装置，由于能够使用实际的使用环境中的电力值作为电源装置的输出电力的上限目标，所以可容易地获得更正确的输出电力的上限。

在上述方式的电源装置中，还包括：测量二次电池的输出电流值的另一个电流计；和测量电源装置的输出电压值的另一个电压计，控制部将另一个电流计中的输出电流值和规定的电流值进行比较，当此输出电流值从低于规定电流值的状态到高于规定电流值时，参照电流计此时的输出电流值和另一个电压计此时的输出电压值，计算出电源装置的输出电力。

根据上述方式的电源装置，由于能够使用实际的使用环境中的电力值作为电源装置的输出电力的上限目标，所以就可容易地获得更正确的输出电力的上限。

控制部也可以为了向机器发送计算出的输出电力的值而使用规定的函数来将计算出的输出电力的值转换为使输出电压变化的周期的值，使用此周期的值，使电源装置的输出电压变化。

根据上述方式的电源装置，由于能够将计算出的输出电力的值作为电压变化的周期发送，所以在电源装置侧就能够更容易地进行发送，在机器侧就能够更容易地取得接收的信息。

在上述方式的电源装置中，电源也可以是燃料电池。

根据上述方式的电源装置，即使是像燃料电池这样的输出电力变动的电源，用户也可以放心使用机器。

发明效果

根据本发明，能够检测可驱动电源装置自身连接的便携式机器的电压。此外，在使用燃料电池作为外部电源的情况下，容易使连接的便携式机器稳定地工作。

附图说明

图1是示意性地表示实施方式的电源装置的结构图。

图2是表示燃料电池的电流-电力特性及电流-电压特性图。

图3是表示充放电单元的结构例的图。

图4是表示电源装置中的一连串的处理过程的概况的流程图。

图5是表示调查可驱动连接的机器的电压时的处理过程的流程图。

图6是表示调查可驱动机器的电压时的电源装置的输出电压的变迁图。

图7是表示监视电源装置的输出电力时的处理过程的流程图。

图8是表示向机器发送电力的上限目标的值时的电源装置的输出电压的变迁图。

图9是示意性地表示连接于电源装置的机器的一般结构图。

图10是示意性地表示燃料电池是有源型燃料电池时的电源装置结构的结构图。

图11是示意性地表示将电源装置分离为燃料电池部和控制部后的结构的结构图。

图12是将电源装置安装在笔记本型个人计算机中的状态的整体斜视图。

图13是引出电源装置的滑动式支持部的状态的整体斜视图。

图14是燃料电池是有源型燃料电池时的电源装置的斜视图。

图15是示意性地表示电源装置的结构的系统结构图。

图16是详细地表示电源装置的水位计的平衡器(サブタンク)的结构的结构图。

图17是表示燃料电池是无源型燃料电池时的电源装置的内部结构的上面图。

图18是图17的A-A线剖面图。

图19是表示图17的电源装置的构成的(a)上面图、(b)右侧面图、(c)左侧面图、(d)B-B线剖面图。

图20是表示图17的电源装置的外观的(a)上面图、(b)右侧面图、(c)左侧面图、及(d)是前视图。

图21是表示图17的电源系统的电路结构图。

符号说明

10端子、12线圈、14电容器、16放电用开关元件、18充电用开关元件、20电容器、22端子、100电源装置、110燃料电池、120二次电池、130电流计、140充放电单元、150电压计、160变压单元、170电流计、180电压计、190控制部、200机器、210连接器、220电压检查部、230电力控制部、240功耗部、250二次电池

具体实施方式

图1是示意性地表示本实施方式的电源装置100的结构图。电源装置100包括：燃料电池110、二次电池120、电流计130、充放电单元140、电压计150、变压单元160、电流计170、电压计180及控制部190。电源装置100对连接的机器200提供电力。虽然机器200被认为是笔记本型计算机、便携式电话、PDA等便携式机器，但如果能够使用来自电源装置100的电力，也可以是它们之外的机器。

燃料电池110作为电源装置100的主电源对连接在电源装置100上的机器200提供电力。二次电池120通过电流计130与充放电单元140连接，在相对于机器200所需的电力，燃料电池110的输出电力不足的情况下，通过使用二次电池120的电力进行补充，就能够使机器200稳定地运转。电流计130测量从二次电池120输出的、输入到充放电单元140的电流值。测量出的电流值被发送给控制部190。

充放电单元140在相对于机器200所需的电力，燃料电池110的输出电力不足的情况下，根据来自控制部190的指令向放电模式切换，使用二次电池200的电力进行补充。相反，在相对于机器200所需的电力，超过燃料电池110的输出电力的情况下，根据来自控制部190的指令将充放电单元140切换为充电模式，使用燃料电池110的电力对二次电池120进行充电。

充放电单元140被切换为放电模式之后，升压并输出二次电池120的输出电压。在切换成充电模式之后，充放电单元140使来自燃料电池110的输出电压下降，并向二次电池120输出。

接着，说明控制部190如何判断相对于机器200的所需电力、燃料电池110的输出电力的不足·超过。图2是表示本实施方式的燃料电池110的电流-电力特性T_I-P和电流-电压特性T_I-V的图。T_(I-P)1表示燃料电池110稳定运转状态下的电流-电力特性。T_(I-P)2表示诸如启动时的燃料电池110的输出瞬时下降状态下的电流-电力特性。T_(I-P)3表示经过长期使用，输出性能劣化状态下的燃料电池110的电流-电力特性。T_(I-V)1表示对应于T_(I-P)1、燃料电池110稳定运转状态下的电流-电压特性。同样地，T_(I-V)2表示对应于T_(I-P)2的电流-电压特性，T_(I-v)3表示对应于T_(I-P)3的电流-电压特性。

以燃料电池110稳定运转的状态为例进行说明。首先，在T_(I-P)1上测量输出电压为最大的Pmax的值。接着，决定燃料电池110能够安全地运转的比Pmax的值稍低的输出电力Pop₁的值。例如，既可以将相当于Pmax的10分之8的值设为Pop₁，也可以通过实验求最佳值。应当清楚，输出电力为Pop₁时的输出电流是对应于T_(I-P)1的Iop₁，输出电压是对应于T_(I-V)1的Vop。

在燃料电池110中要求的电力比Pop1大的情况下，燃料电池的输出电流就变得比Iop1大(参照电流-电力特性T_(I-P)1)，输出电压就变得比Vop低(参照电流-电压特性T_(I-V)1)。换言之，当输出电压变得比Vop低时，由于输出电力变得比Pop1大，所以，就会担心燃料电池110不能稳定地运转。因此，当燃料电池110的输出电压比Vop低时，将对机器所要求的电力判定为燃料电池的输出电力不足。相反，当燃料电池的输出电压比Vop高时，将对要求的电力判定为超出燃料电池的输出电力。

即使在燃料电池110的输出瞬时下降的状态下，也能根据Vop的值判断输出电力的不足·超过。在要求的电力比Pop2大的情况下，输出电流就变得比Iop2(参照电流-电力特性T_(I-P)2)大，输出电压就变得比Vop低(参照电流-电压特性T_(I-V)1)。当输出电压比Vop低时，判定为输出电力不足，当输出电压比Vop高时，判定为输出电力超过。即使在燃料电池110的输出性能劣化的状态下，也同样能够根据Vop的值判定输出电力的不足·超过。这是因为，通过以稳定运转中的燃料电池110的输出电力为基准，燃料电池110也能够尽可能地发挥输出性能。

预先取得与燃料电池110的Vop相应的电压值，将Vop保存在控制部190中。电压计150测量燃料电池110的输出电压。控制部190通过比较从电压计150发送的电压值和与Vop相应的电压值，来判定相对于机器200的要求电力，燃料电池110的输出电力的不足·超过。

图3是表示充放电单元140的结构例的图。充放电单元140包括：连接到二次电池120(在图3中未示出)的端子10、线圈12、电容器14、放电用开关元件16、充电用开关元件18、电容器20、燃料电池110(图3中未示出)及连接到变压单元160(图3中未示出)的端子22。

放电用开关元件16由MOSFET(绝缘栅型场效应晶体管)及以线圈12侧为负极的二极管构成。此外，充电用开关元件18由MOSFET及以线圈12侧为正极的二极管构成。端子10连接到线圈12的一端及电容器14的一端。线圈12的另一端连接到放电用开关元件16的一端及充电用开关元件18的一端。

电容器14的另一端及放电用开关元件16的另一端与二次电池120及燃料电池110的负极同电位。充电用开关元件18的另一端连接到电容器20的一端及端子22，电容器20的另一端与二次电池120及燃料电池110的负极同电位。

放电模式时，在构成放电用开关元件16的MOSFET导通、且构成充电用开关元件18的MOSFET截止的状态下，根据二次电池120(图3中未示出)的输出电压而在线圈12贮存能量。此之后，在将构成放电用开关元件16的MOSFET切换成截止、同时将构成充电用开关元件18的MOSFET切换成导通时，贮存在线圈12的能量就经构成充电用开关元件18的MOSFET的源-漏间及作为整流元件的二极管，通过电容器20稳定化之后，被提供给连接到端子22的变压单元160(图3中未示出)。如此这样执行升压放电动作。

另一方面，充电模式时，在构成充电用开关元件18的MOSFET导通、且构成放电用开关元件16的MOSFET截止的状态下，从燃料电池110(图3中未示出)输出的电力经线圈12被提供到二次电池129(图3中未示出)，进行充电。此之后，在将构成充电用开关元件18的MOSFET切换成截止、同时将构成放电用开关元件16的MOSFET切换成导通时，电流就流到电容器14、以及构成放电用开关元件16的MOSFET的源-漏间及作为整流元件的二极管，贮存在线圈12中的能量被消除。如此这样执行降压充电动作。

返回图1，继续说明电源装置100。电压计150测量从燃料电池110(在放电模式时燃料电池110及二次电池120)输出的且输入到变压单元160的电压值。测量出的电压值被发送给控制部190。

变压单元160可将从燃料电池110(放电模式时燃料电池110及二次电池120)输入的电压转变为规定的电压并输出。在本发明的实施方式中，作为变压单元160使用DC/DC转换器。再有，DC/DC转换器中在电压的可变的程度、即能够升压或降压输入的电压的范围上有界限。按照来自控制部190的指令，变压单元160调整电压可变的程度。

电流计170测量从变压单元160输出的电流值。为了向机器200提供从变压单元160输出的电流，电流计170就要测量电源装置100的输出电流值。测量出的电流值被发送给控制部190。

电压计180测量从变压单元160输出的电压值。为了向机器200提供从变压单元160输出的电压，电压计180就要测量电源装置100的输出电压值。

测量出的电压值被发送给控制部190。

控制部190通过未图示的布线与构成电源装置100的各部件连接。控制部190参照从电流计或电压计发送的消息，或者对充放电单元140发送放电·充电模式的切换指令，或者对变压单元160发送用于决定电压可变的程度的指令。此外，对应电源装置100的启动·停止，进行燃料电池110的启动·停止的控制，对于通过检测二次电池的充电完成而结束充电模式的指令等也进行控制。

图4是表示电源装置中的一系列的处理过程的概况的流程图。最初，通过用户使电源装置100的启动开关成为接通(ON)，而使得电源装置100启动(S10)。随着电源装置100的启动，控制部190使燃料电池110启动。电源装置100的启动方法也可以是其它的方法，控制部190也可以检测出电源装置100向机器200的连接，使燃料电池110启动。

通过控制部190控制变压单元160而阶段地使从燃料电池110输出的电压升压，调查是否为适合升压到可驱动连接的机器的电压的电压(S12)。在升压的电压在可驱动电压的范围内即是能够向机器提供电力的情况下(S14的Y)，控制部190使电力提供开始进行(S16)。另一方面，在升压的电压在可驱动电压的范围外即是不能够向机器提供电力的情况下(S14的N)，控制部190使电源装置100的运转停止(S22)。利用图5和图6，在此后详细说明适合电压的调查(S12)及电力提供的判定(14)。

电源装置100向机器开始提供电力之后，控制部190监视电源装置100的输出电力(S18)。当控制部190将对机器200的所需电力判定为电源装置100的输出电压为足够的情况下(S20的Y)，继续监视电源装置100的输出电压。另一方面，当将对机器200的所需电力判定为电源装置100的输出电压为不足的情况下(S20的N)，由于不能够使连接的机器200稳定地运转，控制部190就使电源装置100停止(S22)。利用图7，在此后详细说明输出电力的监视(S18)及输出电压的判定(S20)。

图5是表示调查可驱动连接的机器的电压时的处理过程的流程图。图6是表示调查可驱动机器的电压时的电源装置的输出电压的变迁图。电源装置100被启动之后，控制部190向变压单元160发送指令，使燃料电池110的输出电压升压为规定的电压值V₁(S24)。控制部190将从电流计170发送的电流值与规定的范围进行比较(S26)。

在此，说明规定的范围。电源装置100的输出电压即使没有达到可驱动机器200的电压，也常常有微量的电流流过电流计170。与规定的范围的下限相对应的电流值是用于将用电流计170测量的电流与这样的微量的电流区分的电流值。即，如果测量的电流在规定范围的下限以上的话，则不是所谓微量的电流的测量值。通过预先进行实验就能够决定与该下限相对应的电流值。

与电源装置100的上限电力相对应来决定与规定范围的上限相对应的电流值。电源装置100将燃料电池110设为电源，使用变压单元160可变换并输出从燃料电池110输出的电压。因此，电源装置100的电流-电力特性及电流-电压特性就成为与图2所示的形状相同的形状。在燃料电池110稳定运转中，当电源装置100的输出电力为最大时，设电流为I_d、电压为V_d进行说明。

在连接的机器200的所需电力比电源装置100的最大输出大的情况下，电源装置100的输出电流变得比I_d大。此情况下，由于输出电压变得比V_d低，所以电源装置100的输出电力下降，就不能使机器200稳定地运转。应当明白，所谓电源装置100的输出电压变得比V_d低，表明作为电源装置100的电源的燃料电池110的输出电压也会变得比Vop低。控制部190一旦检测到此状况，就将充放电单元140切换成放电模式，由二次电池120补充电力。

难于决定二次电池120到底是用于辅助燃料电池110的电源，还是持续同时使用燃料电池110和二次电池120这两个电源。即，如果在电源装置100的输出电流低于I_d的状态，则电源装置100能够稳定地向连接的机器200提供电力。因此，控制部190预先存储电流值I_d作为规定范围的上限，将电流计170的输出电流值与规定的范围比较(S26)。

返回图5，继续进行说明。在电流计170的测量值比规定的范围小的情况下(S26的右方向)，控制部190调查变压单元160的可升压的上限电压。如上所述，这是因为在变压单元160的可变电压中存在界限。在V₁的值不是上限电压的情况下(S28的N)，控制部190向变压单元160发送指令，使从燃料电池110输入的电压升压成V₂(S24)。控制部190再次将电流计170的值与规定的范围比较(S26)。在电流计170的值与规定的范围相对应之前，都重复此处理，使电压阶段地升压为V₁、V₂、V₃、V₄…。

通常，可驱动连接到外部电源而使用的机器的电压的种类没有那么多。因此，通过阶段地升压电源装置100的输出电压来调查可驱动机器200的电压比通过连续地升压电压来进行调查更有效。

此外，本实施方式的二次电池120除了由一个二次电池构成的情形之外，还可以由多个二次电池构成。在二次电池120由多个二次电池构成的情况下，当使来自燃料电池110的电压提供停止之后，通过阶段地串联连接多个二次电池，不使用变压单元160，也可以使电源装置100的电压阶段地升压。机器200大多使用一般的干电池作为外部电源，可驱动机器200的电压大多被设定为干电池的电压1.5V的倍数。因此，通过使多个二次电池的每一个的电压设为1.5V，就能够调查可驱动机器200的电压。

在升压到某一电压之后，优选尽可能缩短直到向下一电压升压的时间(图6中说明时，从升压为V₁到升压为V₂的时间)。电源装置100能够以更短的时间检测可驱动机器200的电压。在本发明的实施方式中，既可以如上所述将升压的阶段设定为干电池的倍数，也可以认识可驱动机器200的电压的种类来设定。前者的情况下，按3V、6V、9V、12V、15V、18V、21V、24V的顺序阶段地升压，后者的情况下，按5V、10V、15V、20V、25V的顺序阶段地升压。

当阶段地升压的电压达到可驱动电压V_ST时，与规定的范围相对应的电流就流过电流计170。控制部190检测到升压的电压达到了可驱动机器的电压(S26的左方向)，如图6所示，慢慢地使升压的电压下降。当降压的电压变得比V_L低时，用电流计170测量的电流值就会从与规定的范围相对应的状态变化为比规定的范围小的状态。控制部190检测出此变化，检测作为可驱动机器的电压的下限即V_L(S34)。

应当清楚，通过进行这样的处理，为了驱动连接的机器200，来自电源装置100的输出电压也可以在V_ST和V_L之间的范围内。在此之后，控制部190为了使机器200更安全地运转，而使电压一直升压到V_ST(S36)。

另一方面，在电流计170的测量值比规定的范围大的情况下(S26的下方向)，控制部190使用图1中未图示的监视器向用户询问电源装置100的使用继续的意思确认。这是因为，在此种状况不变的情况下，继续使用电源装置100时，存在不能向机器200稳定地提供电力的情形。在即使不能稳定地提供电力而用户也要求继续使用的情况下(S32的Y)，在调查可驱动电压的下限(S34)之后，继续尽可能地提供电力(S36)。另一方面，在用户没有要求继续使用的情况下(S32的N)，控制部190使电源装置100停止(S30)。

图7是表示监视电源装置的输出电力时的处理过程的流程图。控制部190 将测量二次电池120的输出电流的电流计130的值与规定的值进行比较。

在此，说明规定的值。首先，与燃料电池110相同，预先测量二次电池120的最大输出。在如图2所示的燃料电池110中，根据状态而改变最大输出。例如，虽然稳定运转中的最大输出是Pmax，但启动时的最大输出比Pmax低。另一方面，二次电池120的最大输出与燃料电池110相比没有什么变化。由此，以某种程度来决定二次电池120的最大输出。

为了能够稳定地运转二次电池120，决定比其最大输出的值稍低的输出电力的值P_ACC。例如，可以将相当于其最大输出的值的10分之8的值作为P_ACC，也可以通过实验求最佳值。测量输出电力为P_ACC时的输出电流I_ACC，将I_ACC作为规定的值来进行使用。

当相对于要求的电力、燃料电池110的电力不足时，开始来自二次电池120的电力输出。通过提供来自二次电池120的电力，使低于Vop的燃料电池110的输出电压恢复为Vop。在电流计130的测量值不高于规定值的情况下(S38的N)，控制部190继续监视电流计130的值。

当电流计130的值高于规定值时(S38的Y)，即要求的电力比二次电池可安全提供的电力高时，控制部190就使用电流计170和电压计180此时的值来计算出电源装置100的输出电力(S40)。由于计算出的输出电力是燃料电池110和二次电池120能够安全地提供的界限的电力，所以能够作为从电源装置100可安全地输出的电力的上限目标。控制部190使用变压单元160将计算出的上限目标的值发送给机器200(S42)。

再有，在变压单元160已达到可升压的上限电压的情况下(S28的Y)，电源装置100不能提供用于驱动机器200的电压。控制部190使电源装置100停止。

图8是表示向机器发送电力的上限目标的值时的电源装置的输出电压的变迁图。控制部190已经检测可驱动连接的机器200的电压V_ST和可驱动机器200的电压的下限V_L。此外，控制部190能够使用变压单元160转变电源装置100的输出电压。由此，控制部190通过在V_ST和V_L之间的范围内可周期性地改变电源装置100的输出电压，能够向机器200发送信息。

图8所示的t₁～t₂间、t₂～t₃间、t₃～t₄间的间隔全都统一为同一值。换言之，此间隔成为电压的变压周期。控制部190通过使用使电力的上限目标值和变压周期对应的函数，就能将电力的上限目标值转换成对应的变压周期。

如果机器200具有此函数的反函数的信息的话，就能在从电源装置100输入的电压的变化中检测出其变压周期之后，使用反函数将变压周期转换为电源装置100的电力的上限目标值。再有，变压单元160能够以大约20ms转变电压。

如果机器200具有管理在机器200内使用的电力的功能的话，就能够管理使用电力，使其不超过从电源装置100发送的上限目标值。由此，电源装置100能够稳定地向机器200提供电力，用户能够安心地使用机器200。

到此为止，虽然以燃料电池110和二次电池120能够安全地提供电力的界限电力作为电源装置100的输出电力的上限目标值，但也可以以通过其它方法求出的值作为电力的上限目标值。下面说明其它方法。

在图2中，表示燃料电池110的电流-电力特性及电流-电压特性，说明了稳定运转中的燃料电池110的输出电力成为Pop₁时的输出电流为Iop₁、输出电压为Vop的情况。在燃料电池110所要求的电力比Pop₁大的情况下，燃料电池110的输出电流变得比Iop₁大。此情况下，由于输出电压变得比Vop低，所以燃料电池的输出电力下降，不能稳定地运转连接到燃料电池110的机器200。

控制部190将电压计150测量的电压值和Vop进行比较，当测量的电压值比Vop低时，将对机器200的所需电力判定为燃料电池110的输出电力不足，将充放电单元140切换成放电模式。如上所述，由于电源装置100以燃料电池110为电源，所以电源装置100的电流-电力特性及电流-电压特性成为与图2所示的燃料电池110的形状相同的形状。

使用燃料电池110的输出电压从超过Vop的状态到低于Vop时的电流计170和电压计180的值，控制部190计算出电源装置100的输出电力。图7中计算出的输出电力是燃料电池110和二次电池120能够安全提供的界限的电力，此次计算出的输出电力是燃料电池110能够安全地提供的界限的电力。如果认为二次电池的输出电力终归是辅助的电力，就能够将本次计算出的输出电力作为能够从电源装置100安全地输出的电力的上限目标。

电源装置100也可对连接的机器200发送电力的上限目标之外的信息。例如，控制部190也可以通过传感器检测燃料电池110的燃料不足的情况，并向机器200发送燃料不足意思的信息。此情况下，在机器200中设置监视器的情况下，通过此监视器中显示燃料不足的警告，用户就能够尽早对应。

电源装置100也可以具有用于提示信息的监视器或LED等。此外，除燃料电池110的燃料量以外，还可以发送有关燃料电池110的信息，诸如表示需要对二次电池120进行充电的信息，或燃料电池110内的异常等。

图9是示意性地表示连接于电源装置的机器的一般的结构图。机器200包括连接器210、电压检查部220、电力控制部230、功耗部240及二次电池250。连接器210具有将机器200与外部电源连接的功能。连接器210与电压检查部220连接。

电压检查部220检查从外部电源通过连接器220输入的电压是否适合可驱动机器200的电压。在适合的情况下，将来自外部电源的电力向电力控制部230输出，在不适合的情况下，为了防止机器200的故障，不向电力控制部230输出来自外部电源的电力。

电力控制部230将从外部电源输入的电压转换成适合于功耗部240内的各部件的电压，向这些各部件提供电力。功耗部240是在机器200内使用电力的各部件的总称，假设机器200如果是笔记本型个人计算机的话，作为功耗部240内的各部件，可列举CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)或DVD驱动器等。

二次电池250在外部电源未连接到机器200的情况下，具有向电力控制部230提供电力的功能。

如上所述，本发明的实施方式的电源装置100能够向连接的机器发送通过使输出电压变化而成为电力的上限目标值的信息。机器200由于具有电压检查部220，所以能够检测出输入的电压的变化。但是，不能检测出可按规定的周期使电压变化的情况。此外，也不能使用反函数从规定的周期中取得电力的上限目标值。

在机器200是笔记本型计算机的情况下，电力控制部230的管理大多通过软件来进行。为此，可将具有按电压的变化检测出规定的周期、并用于取得电力的上限目标值的功能的软件安装在机器200中。由于在管理电力控制部230的软件中追加新的功能，机器200就能够取得电源装置100的电力的上限目标值。

如上所述，在能够通过软件的更新而在电力控制部230追加功能的情况下，就不需要具有新功能的装置，提高了使用机器200的用户的便利性。此外，由于电力控制部230有效地使用二次电池250的电力，所以常具有管理向功耗部240内的各部件提供的电力的功能。电力控制部230具有这种功能的情况下，如果能取得电力的上限目标值，就能够根据此值有效地使用连接的电源装置100的电力。

电源装置100的电力的上限目标值比机器200的所需电力少的情况下，考虑禁止使用功耗部240内的一些部件(DVD驱动器等没有要求必然使用的部件)。通过这样的处理，用户就能够安心地使用电源装置100的提供电力。

但是，并不是能将具有新功能的软件安装在连接到电源装置100的所有的机器中。例如，由于不用软件进行电力控制部230的管理，所以是通过更新软件也不能取得电力的上限目标值的情形。在这样的情况下，如果相对于机器200的所需电力，电源装置100的输出电力是足够的，则用户可没有问题地使用机器200。

对机器200的所需电力，当电源装置100的输出电力不足的情况下，如图4的流程图所示，控制部190使电源装置100的运转停止。此情况下，机器200不能使用来自电源装置100的电力，会使用二次电池250的电力。

燃料电池也可以是有源型燃料电池。下面，说明燃料电池是有源型燃料电池的情况下的电源装置的一例。特别地，详述燃料电池的结构。

图10是表示电源装置100的结构的上面示意图。电源装置100包括：通过对正极提供甲醇水溶液或纯甲醇来发电的DMFC1010；装入16mol/L以上的高浓度的甲醇水溶液或纯甲醇的甲醇槽1020；将来自甲醇槽1020的甲醇稀释到0.1～2.0mol/L左右的浓度，贮存向DMFC 1010提供的甲醇水溶液(燃料)的缓冲槽1030；进行电力转换装置或辅助机器类的控制的控制部1040；热交换器1050、轴流风扇1060；机框(框体)1070。控制部1040还包括图1所示的控制部190的处理功能。虽然未图示，电源装置100当然还具备充放电单元、变压单元、电流计、电压计。

定期地或者在监视缓冲槽1030内的甲醇水溶液的浓度、检测出低于规定的阈值例如1.0mol/L的时候，从甲醇槽1020向缓冲槽1030补给高浓度的甲醇水溶液或纯甲醇。甲醇槽1020内部容纳具有柔软性、且由具有耐甲醇(乙醇)性的材料构成的箱体(パツク)1021。作为具有柔软性且耐甲醇性的箱体1021的材料，内侧适合聚乙烯或聚四氟乙烯(登记商标)、外侧作为加固材料适合配有尼龙等合成纤维等2层结构的材料。甲醇槽1020的壁面1022(平面1022a、侧面1022b、背面1022c)构成机框1070的一部分，在背面 1022c设置的空气口1074，在甲醇槽1020中的甲醇被消耗、内部的箱体1021的容积变小时，使作为甲醇槽1020的内部、箱体1021外的部分不产生与电源装置100外的差压，同时，还是在电源装置100中装卸甲醇槽1020时起防滑的作用。在箱体1021的底面，设置甲醇取出口1025，通过取出配管1027连接此甲醇取出口1025和接缝1026。取出配管1027为比箱体1021壁厚的透明配管，作为材料，取出配管1027优选用硅胶，接缝1026优选用聚丙烯制作。

在缓冲槽1030的上部的机框1070中设有空气口1073，缓冲槽1030在用作将来自甲醇槽1020的甲醇稀释到规定的浓度(本实施方式中为1.2±0.3mol/L左右)的稀释用槽的同时，还用作热交换器1050中充分冷却流入的空气、生成水、甲醇水溶液、二氧化碳等的气液分离单元。即，利用缓冲槽1030从空气口1073排出气相的空气或二氧化碳。空气口1073中设置未图示的过滤器，在从空气口1073排出空气或二氧化碳时，将蚁酸或甲醛等副生成物吸附在过滤器中。

从空气泵1080向DMFC1010的负极提供空气(氧化剂)，从缓冲槽1030通过第1液体泵1083向正极提供甲醇水溶液。空气泵1080的空气取入口1081设置在本电源装置100的中央部。从空气泵1080的空气取入口1081取入的空气，从空气吐出口1082送入DMFC 1010的负极入口1012。另一方面，第1液体泵1083的结构为：从液体取入口1084取入由缓冲槽1030被稀释成1.2mol/L左右的浓度的甲醇水溶液，从液体吐出口1085向DMFC 1010的正极入口1014送出。此外，第2液体泵1086定期地或者在缓冲槽1030内的甲醇浓度低于规定的阈值浓度时，通过液体取入口1087从甲醇槽1020中取入高浓度的甲醇水溶液或纯甲醇，通过液体吐出口1088向缓冲槽1030提供。

从DMFC 1010的负极排出的空气和生成水从负极出口1016排出，从DMFC1010的正极排出的甲醇水溶液和二氧化碳从正极出口1018排出。从负极出口1016及正极出口1018排出的排出物，被导入热交换器1050中，经合流进入缓冲槽1030。向空气取入口1081及热交换器1050提供比DMFC 1010的工作温度(60±3℃)低5～15℃左右的温度的空气。因此，从DMFC 1010排出的70℃左右的空气、生成水、甲醇水溶液、二氧化碳等由于用热交换器1050充分地凝缩，就不需要从外部补给水分，就能够防止甲醇向外部放出，增加消耗量。

由于DMFC1010发电时的反应是发热反应，所以通过向DMFC1010提供空气和甲醇水溶液，DMFC1010的温度就会上升。因此，在DMFC1010中安装未图示的热敏电阻或限幅器，在DMFC1010的温度接近工作温度(60±3℃)一5℃左右(本实施例的情形为55℃)的时候，开始轴流风扇1060的运转。在机框1070的、与轴流风扇1060相对的位置设置空气口1071，由于在转入DMFC1010的位置设置空气口1072，所以当开始轴流风扇1060的运转时，空气DMFC1010的周围流通，冷却DMFC1010。由此，能够将DMFC1010的温度设定在60±3℃。另外，设置空气口1075。

如图11所示，控制部1040结构为可与燃料电池部1090分离(可分离)。通信部1041电连接燃料电池部1090和控制部1040。为了没有水蒸气等的出入，通信部1041成为在燃料电池部1090中被密封的空间。此外，通信部1041通过连接器1042能够与控制部1040通信及进行电力的授受，连接器1042能够插入控制部1040侧的插入部1043。控制部1040，根据本发明的电源装置100提供电力的对象，能够进行交换，在本实施方式的情况下，如图12所示，为了对笔记本型PC1500提供电力，将笔记本型PC1500的底面放在控制部1040上，将电源电缆(未图示)插入笔记本型PC1500的电源电缆插入部，由此就能够对笔记本型PC1500提供电力了。此外，在甲醇槽1020中设置余量显示窗1024。

此外，如图13所示，在笔记本型PC1500比控制部1040大的情况下(特别是L尺寸大的情况下)或笔记本型PC1500的电源电缆插入部未设置在笔记本型PC1500的侧面而设置在背面这种情况下，由于在将笔记本型PC1500放在控制部1040上时、成为在笔记本型PC1500的底部出现间隙而不稳定的设置，所以将滑板式的支持部1045在靠近自己这边引出，支持笔记本型PC1500。电源开关1047为电源装置100的电源开关，电源装置100在向笔记本型PC1500等电力提供对象提供电力时，首先，按下此电源开关1047而启动电源装置100。此外，锁定解除按钮1028在拆下甲醇槽1020时，解除甲醇槽1020和电源装置100之间的锁定状态。

如上所述，通过构成可分离燃料电池部1090和控制部1040、或与电力提供对象对应可交换控制部1040的结构，就能够使进行发电的燃料电池部1090通用化，能够与各种各样的应用对应。特别地，本发明的电源装置100，不仅能够通过电源电缆1044向笔记本型PC1500等电力提供对象提供电力，还能够通过将二次电池插入设置在控制部1040的二次电池插入部1046作为二次电池的充电器来利用。

二次电池充电用端子1048是用于将AC适配器连接到电源装置100的端子。如上所述，在燃料电池运行、电力有余量的情况下，电源装置100内的二次电池使用燃料电池的电力进行充电，在燃料电池没有启动的情况下，不能对二次电池充电。通过将AC适配器连接到二次电池充电用端子1048，由于与燃料电池的运行无关能够对二次电池进行充电，电源装置100就能够更稳定地提供电力。

此外，当启动电源装置100时，控制部1040使用二次电池的电力使燃料电池启动。因此，在二次电池电力不足时，常常不能启动电源装置100。这种情况下，也可以通过将AC适配器连接到二次电池充电用端子1048，通过向控制部直接提供电力来使电源装置100启动。

电源电缆1044连接作为电力提供对象的机器。这样的机器包括用于连接AC适配器等的外部电源的外部电源用的输入端子。在电源电缆1044的前端设置适合于外部电源用输入端子的形状的输出端子。由于二次电池充电用端子1048也是连接AC适配器的端子，所以能够将电源电缆1044的输出端子插入二次电池充电用端子1048。为了防止这样的误连接，调整电源电缆1044的长度，优选使得不能将电源电缆1044的输出端子插入二次电池充电用端子1048。

说明燃料电池是有源型燃料电池时的电源装置的另一个例子。特别地详述燃料电池的结构。

图14表示电源装置100的斜视图，图15表示电源装置100的结构图。电源装置100是使用甲醇作为液体燃料，通过在燃料电池中使此甲醇和作为氧化剂的空气发生电化学反应来进行发电，所谓直接甲醇燃料电池(DirectMethanol Fuel Cell：DMFC)系统，能够作为可便携式的笔记本型个人电脑的电源使用，全体尺寸紧凑地构成。

电源装置100，在图14所示的外壳2010内的长边方向的一侧搭载燃料电池(组(stack))2020，在其相反侧，与电源装置100可装卸地连接的燃料盒2030，在大致中央部设置辅助机器单元2040。此外，在装载笔记本型个人电脑的托架2050内设置控制部(未图示)和二次电池(未图示)。此控制部还具备图1所示的控制部190的处理功能。同样地，虽然未图示，但电源装置100当然还包括图1所示的充放电单元、变压单元、电流计、电压计。

邻接燃料盒2030设置燃料补充槽(第2燃料贮存部)2080和缓冲槽(第3燃料贮存部)2090，贮存在燃料盒2030内的燃料箱体(第1燃料贮存部)2032中的纯甲醇或高浓度的甲醇水溶液，通过燃料补充槽2080导入缓冲槽2090，在缓冲槽2090中稀释成规定的浓度(1mol/L)。即，燃料补充槽2080具有在检测出燃料箱体2032内的燃料剩余量为0的同时，在装卸燃料盒2030时，脱泡混入燃料提供路2034、2082的空气(气体成分)的功能，缓冲槽2090具有在调整燃料的浓度的同时，向本电源装置100的外部排出从燃料电池2020排出的气体成分(详情后述)的气液分离器的功能。

辅助机器单元2040包含：从燃料箱体2032向燃料补充槽2080提供燃料的甲醇泵(第1液体泵)2041；从燃料补充槽2080向缓冲槽2090提供燃料的甲醇泵(第2液体泵)2042；从缓冲槽2090向燃料电池2020提供燃料的甲醇泵(第3液体泵)2043；和向燃料电池2020提供氧(本实施方式中为空气)的空气泵2044，这些搭载在作为燃料贮存部的燃料盒2030、燃料补充槽2080、缓冲槽2090和燃料电池2020之间。这是为了尽可能地缩短燃料通过路2034、2082、2084、2091、2092，在实现节省空间的同时，快速地向燃料电池2020提供间歇提供的高浓度甲醇。

并且，辅助机器单元2040包含用于混合以从燃料电池2020的正极2021侧排出的液体为主成分的正极排出物(排甲醇+二氧化碳)和以从负极2022侧排出的气体为主成分的负极排出物(排空气+生成水)、并且分离成气体成分和液体成分的气液分离器2045；使通过气液分离器2045分离的气体成分和液体成分流通到不同的配管(2046b、2046a)、并通过用于排出电源装置100内部的空气的冷却风扇2047冷却燃料电池2020的排出物的冷却器2046，它们被搭载在燃料电池2020和缓冲槽2090之间。如此，通过在具有气液分离功能的缓冲槽2090(冷却器2046)的前段搭载气液分离器2045，能够使液体和气体混合的正极排出物和负极排出物合流，使液体成分和气体成分分别向液体成分流通路2046a和气体成分流通路2046b流通、冷却，通过冷却气液混合的流体就能够提高冷却器2046内的热交换效率。

用缓冲槽2090回收的燃料电池2020的排出物中的气体成分，通过气体成分排出路2093，向电源装置100外部排出。此时，尽可能长地配置气体成分排出路2093以便不向外部排出液体成分，并且优选在出口设置排气过滤器 2094。此外，与从缓冲槽2090排出的水蒸气量相比，在燃料电池2020中生成的生成水的量多，考虑到在电源装置100内循环的燃料(甲醇水溶液)从缓冲槽2090中溢流的可能性，在其上部配管(槽连通路2095)连接缓冲槽2090和燃料补充槽2080，在从缓冲槽2090溢流的时候，在燃料补充槽2080起缓冲槽2090的缓冲的作用的同时，还从燃料盒2030向燃料补充槽2080提供燃料，在燃料补充槽2080内的压力暂时上升时，缓冲槽2090起排放燃料补充槽2080内的压力的作用。在燃料补充槽2080和缓冲槽2090之间设置止回阀2096，只有从燃料提供路2091向燃料通过路2084，即从缓冲槽2090向燃料补充槽2080，通过槽连通路2095没有溢流，就能使稀释的甲醇水溶液不逆流。此外，在燃料箱体2032和燃料补充槽2080之间设置盒式接缝2036、2086，通过此盒式接缝2036、2086连接燃料提供路2034和燃料提供路2082。对于此部分，为了保持在用于回收盒装卸时的燃料的泄漏的安全机构或接缝的锁定机构等本体侧，燃料盒2030侧的盒式接缝2036为凸部、燃料补充槽2080侧的盒式接缝2086为凹部。凸部的一方容易装入复杂的机构，燃料盒2030侧成为简单的结构，由此当考虑尺寸及成本方面时变为有利。

而且，为了检测燃料盒2030的装卸状态，在与燃料盒2030接触的电源装置100的本体部分设置限制器LT。由此，检测燃料盒2030在正常状态下是否嵌入电源装置100中，能够在使用中使燃料不从盒式接缝2036、2086部泄漏。检测燃料盒2030的装卸的单元，不限于限制器LT，也可以在燃料盒2030的规定位置埋入IC芯片等，在检测出IC芯片的位置的同时，还能够在和电源装置100的控制部之间授受燃料盒2030的信息、例如容量、浓度、燃料的种类、串行数字等的信息。

燃料盒2030的燃料提供路2034，在燃料箱体2032的底部具有其导入口，按沿燃料盒2030的内壁的边缘上升的方式配置之后，连接到盒式接缝2036。此外，在燃料盒上部(上边的一部分)开设可目视燃料提供路2034的燃料确认窗2038。为了从此燃料确认窗2038确认燃料提供路2034内部，燃料提供路2034优选使用聚四氟乙烯(登记商标)管这样的透明的材料。燃料箱体2032为容积可变化的容器，通过预先在内部和燃料一起封入少量的气体(空气)，就能在贮存在燃料箱体2032内的燃料残留少时，从燃料确认窗2038目视确认液相和气相的界限。在燃料中预先带有颜色时，就更容易确认。

收集上述燃料的流路时，燃料箱体2032内的高浓度的甲醇(或纯甲醇) 通过流过燃料提供路2034向电源装置100的本体提供。燃料盒2032和电源装置100的本体，通过盒式接缝2036、2086连接，燃料箱体2032内的高浓度甲醇，从盒式接缝2086中，借助于在连接到燃料补充槽2080的燃料提供路2082设置的甲醇泵2041的吸引力，被提供给燃料补充槽2080。装卸燃料盒2030时，在气体从盒式接缝2036、2086部混入燃料提供路2034、2082的情况下，由于能够用此燃料补充槽2080进行脱泡，所以从燃料补充槽2080到缓冲槽2090侧就成为不混入这种气泡的结构。

再有，氧化剂提供路2023向空气过滤器2024传输从空气泵2044提供的空气。空气过滤器2024通过催化剂燃烧去除空气中的有机物或吸附阳离子。正极排出路2025向气液分离器2045排出从燃料电池2020的正极2021侧排出的排甲醇和二氧化碳。负极排出路2026向气液分离器2045排出从燃料电池2020的负极侧2022侧排出的排空气和生成水。燃料过滤器2097去除(吸附)混入在从缓冲槽2090提供的甲醇水溶液中的杂质(污染物和阳离子等)。

如图16所示，构成这样的结构：在燃料补充槽2080中，设置在槽高a的1/2以上的高度b的位置检测燃料用尽的液面传感器2081，当检测到燃料补充槽2080内的燃料的水位在液面传感器2081之下时，驱动甲醇泵2041，从燃料箱体2032向燃料补充槽2020追加高浓度的燃料。在即使驱动甲醇泵2041规定时间，燃料补充槽2080的燃料水位也未恢复的情况下，就会向用户进行表示燃料用尽的显示(警报)。在向用户发出表示燃料用尽的显示(警报)之后，即使经过燃料盒2030的交换用中所设定的交换时间，燃料补充槽2080的燃料水位也未恢复的情况下，系统就会采取退避行动。在用户注意到燃料用尽的警报之后，需要在能够保持进行燃料盒2030的交换所需时间的能够运转的量的燃料(本实施方式中，设定为交换时间：约5分钟，交换时间的可运转的燃料量：约5cc)的位置设置此液面传感器2081，在本实施方式中，在槽高(容器中能够容纳燃料的高度)的1/2以上的位置设置液面传感器。燃料补充槽2080内的高浓度甲醇，借助于设置在燃料提供路2084的甲醇泵2042的吸引力，向缓冲槽2090提供。成为这样的结构：燃料提供路2084通过止回阀2096与燃料提供路2091连接，从止回阀2096，缓冲槽2090侧的稀释的甲醇水溶液，常态下不返回燃料补充槽2080。

此外，在燃料补充槽2080中，与槽连通路2095连通的气体吸排气口2101设置在容器顶面，成为容器内的气体可自由地出入的结构。利用此结构，即使容器内的燃料的液面变化，由于容器内的压力不变成加压或减压的状态，所以除提高燃料补充槽2080的安全性外，还能够使液体燃料返流回燃料提供路2082，抑制在规定的计时之外，液体燃料流入燃料提供路2084等动作异常。再有，燃料注入口2102位于燃料提供路2082的端部。燃料排出口2104位于燃料提供路2084的端部。

如图15所示，电源装置100具有多个传感器。TS是用于检测出燃料电池2020的温度异常的温度传感器。FCV是用于检测出燃料电池2020的电压异常的电压检测出单元。LS1是用于检测出燃料补充槽2080的液面的位置的液面传感器。LS2是用于检测出缓冲槽2090的液面的位置的液面传感器。LT是用于检测出燃料盒2030是否在正常状态下嵌入电源装置100中的限制器。

如上所述，通过改变输出的电压，电源装置100能够向连接的机器发送信息。电源装置100也可以向机器发送通过这些传感器取得的燃料电池2020的信息。在机器中设置监视器的情况下，由于在此监视器中显示燃料电池2020的状况，用户就能够尽快对应燃料电池2020的异常。

燃料电池也可以是无源型燃料电池。下面说明燃料电池是无源型燃料电池情形的电源装置的一个例子。

图17是表示本发明的电源装置100的内部结构的上面图，图18是图17中的A-A线剖面图。下面，使用图18详细说明本发明的电源装置100。电源装置100，在由上部机框3012a和下部机框3012b构成的机框3012的内部，大块划分而配置控制部3014、蓄电部3016、发电部3018。在机框3012的内部，虽然未图示，当然也包括图1所示的电流计、电压计。

电源装置100的控制部3014进行选择将由发电部3018发电的电力蓄电在蓄电部3016、或直接提供给未图示的外部的负载这样的电源装置100整体的运转控制。控制部3014还具备图1所示的控制部190的处理功能。

电源装置100的蓄电部3016由能够进行充电及放电的二次电池构成，在本实施方式中，使用锂离子电池(以下，记载为“LIB”(Litium Ion Battery))3020。

电源装置100的发电部3018由燃料电池3022构成，是对未图示的正极直接提供甲醇水溶液或纯甲醇(以下记载为“甲醇燃料”)的甲醇提供型燃料电池(以下记载为“DMFC”(Direct Methanol Fuel Cell))。

(1)内部结构

控制部3014的控制基板3024、LIB3020及燃料电池3022，由保持它们的支持器3026固定位置，通过将支持器3026固定在上部机框3012a上，从而将控制基板3024、LIB3020及燃料电池3022的各部件固定在机框3012内部。在稳定地配置电源装置100时，配置各部件，以使控制基板3024及LIB3020为支持器3026的上侧，燃料电池3022为支持器3026的下侧。在此，所谓稳定地配置(稳定配置)，是指如图20所示，如果有脚3168，在将电源装置100放置在水平或大致水平(±10℃)的台子之上时，使此脚接地在台上来放置电源装置100的状态，如果在没脚的情况下，是以受到振动时不容易翻倒、比较宽的面积的面，即没有按钮或显示装置这样的用户界面的面为底面、接地放置在台子上的状态。

将控制基板3024配置在电源装置100的上侧，是因为在上部具有用户界面对于电源装置100的使用者而言使用更容易，将控制基板3024配置在接近用户界面的位置能够减小布线空间。此外，燃料电池3022由于尽可能增大电极面积可以提高发电能力，所以优选。燃料电池3022虽然运转使得基本上发电固定的电力，但由于除自负载要求大的电力时能够对应外，自负载要求的电力量比燃料电池3022的发电电力小时也能够稳定地发电，所以能够防止由于过负载导致的燃料电池3022的劣化。因此，优选在机框3012内部在电极面积尽可能大的位置配置燃料电池3022。因此，在电源装置100中，在机框3012的上侧配置控制基板3024，在下侧配置燃料电池3022。

图19是表示燃料电池3022的具体结构的(a)上面图、(b)右侧面图、(c)左侧面图、及(d)B-B线剖面图。电源装置100中使用的燃料电池3022使用称为平面型模块的、在一片电解质膜3028上配置多组电极并且串联连接的燃料电池模块3030。燃料电池3022的正极3032提供液体的甲醇燃料，由于作为生成物产生二氧化碳(气体)，在稳定配置时为了能够利用重力圆滑地进行燃料的提供和生成物的排出，配置在电解质膜3028的上面。另一方面，负极3034，作为氧化剂提供空气，作为生成物产生水。此时，相对于甲醇1分子，由于需要1.5倍的氧分子，所以负极3034侧与正极3023侧相比，加大与机框3012b或支持器3026之间的间隙，具体地设定为10d_a≥d_c＞d_a的范围。

是否运转燃料电池3022(发电)，具体地，是否将燃料电池3022连接到负载的直接的运转指令，由燃料电池控制部3036进行。燃料电池控制部3036，也考虑布线空间，在电源装置100的控制部3014的附近，在实施例的燃料电池3022的情况下，在控制部3014的正下方，即燃料电池模块3030的上部配置。在燃料电池模块3030的上部没有燃料电池控制部3036的空间，配置燃料槽3038，在进行空间的有效活用的同时，利用燃料电池控制部3036及燃料槽3038，遮蔽从燃料电池模块3030向控制基板3024或LIB3020传导的热。而且，燃料电池3022和支持器3026设置d_a的间隙，在支持器3026和控制基板3024之间分配空间，LIB3020配置在很难传导热的燃料槽3038之上，支持器3026经除用于布线的空间外的几乎整周被固定在上部机框3012a上，所以构成使支持器3026的上侧和下侧热分离的结构。

如图17及图19所表明的，对于电源装置100及燃料电池3022，相对X轴成为大致对称的配置，相对于Y轴却为非对称的内部结构。这是因为，虽然对于长边方向为非对称配置，但在机框3012的内部容易有温度差，由于此温度梯度而引起对流，从设置在下部机框3012b的通风孔3166空气就容易出入。

(2)外部结构

接着，说明具有以上这种内部结构的电源装置100的外部结构。图20是表示电源装置100的外观的(a)上面图、(b)右侧面图、及(c)左侧面图。电源装置100包括：在一侧面向外部负载提供电力的供电连接器3150，和在另一侧面接受来自商用电源的电力的提供的受电连接器3152。3154是检查按钮，按下检查按钮3154时，如果显示装置(LED)3156点亮，就表示电源装置100可以对外部负载供电，在LED3156熄灭时、或没有点亮时，LIB3020的残余量少，最好进行充电。并且，表示不能对外部负载供电，通过按下检查按钮3154，就能够确认电源装置100的状态。

右侧面的主电源开关3158是插在燃料电池模块3030和燃料电池控制部3036之间的滑板式开关，是将燃料电池模块3030电连接到负载的开关。此外，启动开关3160是使燃料电池3022启动的推进式开关，通过按下启动开关3160，燃料电池3022开始发电，点亮LED3162。即，按下启动开关3160时，如果点亮LED3162，在燃料电池3022能够发电的状态下，LIB3022低于规定电压时，表示进行充电的状态；当LED3162没有点亮时，燃料电池3022处于缺燃料的状态，表示需要向燃料槽3038补充甲醇燃料。

如上所述，在没有点亮LED3162时，需要补充甲醇燃料，为了补充甲醇燃料，在左侧面设置燃料补给孔3164。此燃料补给孔3164连通到内部的燃料槽3038，用注射器这样的燃料补给装置通过燃料补给孔3164可向燃料槽3038提供甲醇燃料。此外，虽然上侧面及下侧面未图示，但在下机框3012b的四面设置通风孔3166，通过通风孔3166从电源装置100的外部流入空气的同时，从内部流出二氧化碳和水。脚3168设置在下部机框3012b的底面，在像桌子这样的台子上稳定配置电源装置100时，在下部机框3012b的底面和桌子之间产生空间。构成通过使空气在此空间流通，能够夺取来自燃料电池3022的热。而且，设置照明传感器3201、触摸板3202、和显示器3204。

(3)控制电路

接着，说明实现上述动作的电路结构。图21是表示本实施方式的电路结构的电路结构图。SW1是与主电源开关3158连动、并连接燃料电池模块3030和DC/DC转换器3170的开关机构，DC/DC转换器3170通过按下启动开关3160而开始工作。在关闭开关机构SW1、电连接包含DC/DC转换器3170的燃料电池控制部3036和燃料电池模块3030时，燃料电池控制部3036检测出燃料电池模块3030的总电压V_FC，根据V_FC的值判断是填充甲醇燃料还是缺燃料状态。即，由于在成为缺燃料状态时V_FC下降，所以预先设定下限阈值，在检测出的V_FC高于下限阈值的情况下，按下启动开关3160时，点亮LED3162，在检测出的V_FC低于下限阈值的情况下，按下启动开关3160时，熄灭LED3162。

燃料电池模块3030通过开关机构SW1、DC/DC转换器3170及整流元件(二极管)3172，在通过作为本分明的充电控制单元的充放电电路3174与LIB3020连接的同时，还通过DC/DC转换器3176与外部负载连接。DC/DC转换器3176能够根据来自控制部3014的指令改变电压。充放电电路3174在LIB3020的电压V_B比设定电压V1低且连接外部负载时，将由燃料电池3022发电的电力提供给外部负载，在LIB3020的电压V_B比设定电压V1低且没有连接外部负载时，为了对LIB3020充电，将由燃料电池3022发电的电力提供给LIB3020。此外，充放电电路3174，在对LIB3020充电且电压V_B比上限电压V2高时，以及在连接外部负载的情况下LIB3020的电压V_B为设定电压V1之上时，虽然处于可向燃料电池3022供电的状态，但也可以为从燃料电池3022向LIB3020或外部负载不提供电力的待机状态。

电压V_B与检查按钮3154及LED3156相连，当按下检查按钮3154时，如果电压V_B为V1以上，则点亮LED3156，如果电压V_B比V1低、并在下限电压 V3之上，则熄灭LED3156，电压V_B比V3低时，不点亮LED3156。此外，本实施方式包括以便能够从商用电源向LIB3020充电的受电连接器3152，还能够连接带便携式电话充电用的AC适配器(AC/DC转换器)的电缆。根据电压V_B 的值可适当进行来自燃料电池3022的供电，通常接通主电源开关3158(开关机构SW1)，对使用者的便利性提高了，但由于未推进用于在可供电的状态(连接到负载的状态)下的发电的反应的状态经长时间的持续，会成为电解质膜劣化的原因，所以优选在LIB3020被足够充电时，切断主电源开关3158(SW1：开)。而且，优选关闭通风孔3166(空气开口部)。

本发明不限于上述实施方式，根据本领域技术人员的知识，不仅可以增加各种的设计变更等的变形，而且可以组合各实施方式，增加这些变形的实施方式也包含在本发明的范围内。

Claims

1.一种电源装置，对连接的机器提供电力，其特征在于，包括：

电源；

能够对从上述电源输入的电压进行转变并向上述机器输出的变压单元；

测量上述电源装置的输出电流值的电流计；和

控制因上述变压单元而致使电压的改变的控制部，

上述控制部使从上述电源输出的电压阶段地升压并检测出上述输出电流值的变化，由此来检测通过上述变压单元升压的上述电源装置的输出电压达到了可驱动上述机器的电压，

当上述控制部检测出达到可驱动上述机器的电压之后，慢慢地使升压的电压下降并检测出上述输出电流值的变化，由此来检测可驱动此机器的电压的下限，

上述控制部，为了向上述机器发送与上述电源装置相关联的信息，在检测出的可驱动上述机器的电压和检测出的可驱动此机器的电压的下限的范围内，通过上述变压单元，使上述电源装置的输出电压变化，与上述电源装置相关联的信息包括能够从上述电源装置安全地输出的电力的上限目标的值。

2.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，还包括：

二次电池；

使从上述二次电池输出电力或使用上述电源的电力对上述二次电池进行充电成为可能的充放电单元；和

测量从上述电源向上述变压单元的输入电压值的电压计，

上述控制部对上述输入电压值和规定的电压值进行比较，

当输入电压值比规定的电压值更小时，将对上述机器的所需电力判定为上述电源装置的输出电力不足，通过控制上述充放电单元，使得能够补充来自上述二次电池的电力，

当输入电压值比规定的电压值更大时，将对上述机器的所需电力判定为上述电源装置的输出电力充足，通过控制上述充放电单元，使用来自上述电源的电力，使得能够进行上述二次电池的充电。

3.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，还包括：

测量上述电源装置的输出电压值的另一个电压计；

上述控制部对上述测量从上述电源向上述变压单元的输入电压值的电压计中的输入电压值和规定的电压值进行比较，当输入电压值从比高于规定的电压值的状态到低于规定的电压值时，参照上述电流计此时的输出电流值和上述另一个电压计此时的输出电压值，计算出上述电源装置的输出电力。

4.根据权利要求2所述的电源装置，其特征在于，还包括：

测量上述二次电池的输出电流值的另一个电流计；和

测量上述电源装置的输出电压值的另一个电压计，

上述控制部，比较上述另一个电流计中的输出电流值和规定的电流值，当此输出电流值从低于规定电流值的状态到高于规定电流值时，参照上述测量上述电源装置的输出电流值的电流计此时的输出电流值和上述另一个电压计此时的输出电压值，计算出上述电源装置的输出电力。

5.根据权利要求3或4所述的电源装置，其特征在于，

上述控制部，为了向上述机器发送计算出的输出电力的值，使用规定的函数将计算出的输出电力的值转换为使输出电压变化的周期的值，使用此周期的值使上述电源装置的输出电压变化。

6.根据权利要求1所述的电源装置，其特征在于，

上述电源是燃料电池。