JP2007129898A

JP2007129898A - 電力供給システム

Info

Publication number: JP2007129898A
Application number: JP2007006383A
Authority: JP
Inventors: Shinya Takagi; 晋也高木; Toshio Matsushima; 敏雄松島; Kiyoshi Murooka; 清室岡; Kenichi Nemoto; 健一根本
Original assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd; NTT Facilities Inc
Current assignee: Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd; NTT Facilities Inc
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2007-01-15
Publication date: 2007-05-24
Also published as: KR20060107532A; CN100433498C; US20070103118A1; JP2005160251A; CN1883098A; EP1689063A1; KR100825512B1; WO2005053132A1

Abstract

【課題】過充電による単電池の保護あるいはリチウムイオン組電池の容量低下を防ぎ、リチウムイオン組電池の接続切替えまたは切り離しを不要とした常時接続を実現した電力供給システムを提供する。
【解決手段】リチウムイオン組電池に直列に接続される充電電流制限回路が、リチウムイオン組電池の充電経路に負荷変動に依存しない任意の値の充電電流を供給し、スイッチにより、リチウムイオン組電池を直流出力供給装置もしくは負荷装置からの切り離し、もしくは接続を行う。また、リチウムイオン電池を構成する直列接続された複数個の単電池毎並列に接続された電圧調整回路により、それぞれの単電池の満充電電圧を検出して充電流をバイパスし、充電時におけるリチウムイオン組電池内の個々の単電池の充電電圧のばらつきを調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックアップ用のリチウムイオン電池が直流出力供給装置と負荷装置に並列に接続されて成る電力供給システムに関する。

通信機器等の負荷装置に電力を供給する電力供給システムに、バックアップ用としてシール鉛蓄電池が主に使用されている。このシール鉛蓄電池が通信機器のために広く使われてきた理由として、価格が安いことに加え、一定電圧に維持することで容量保存に必要な維持充電や停電後の回復充電も行えるというシステム構成上のメリットがあげられる。
一方、近年、電源システムの小型化やバックアップ時間の短縮化といた要求がある。このような要求に対応するために従来から使用されているシール鉛蓄電池を用いた場合、大電流放電時の電流値に制限があるため電池の小型化に限界があった。このため電力供給システムの小型化にも制限が生じていた。

シール鉛蓄電池の小型化のためには、高エネルギー密度であると共に、大電流放電にも耐えうる特徴を持つ二次電池の適用が有効である。リチウムイオン電池は、上記のような特徴を備えると共に、シール鉛蓄電池のように定電圧充電にも適するという特徴を有している。従って、リチウムイオン電池を使用することで、小型化、大容量化が可能となる電力供給システムが実現できる。
リチウムイオン電池を使用する場合、電池を充電する際に充電装置に接続し、満充電時には充電装置から切り離す、または負荷装置に接続を切替えることで電力を供給していた（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−３３１４２５号公報

ところで、通信機器等へ電力供給するシステムには無瞬断が要求されており、上記した特許文献１による充電方法では、充電装置である直流出力供給装置および負荷装置からリチウムイオン電池の接続の切替え、または切り離しが必要となり、無瞬断で電力供給を行う電力供給システムを実現することができなかった。
一方、図１０に示す電力供給システム内に、単にリチウムイオン電池１１１を配置することが考えられるが、停電後に整流器等の直流電力供給装置１１２から負荷装置１１３に対し電力供給が行われた際に、リチウムイオン電池１１１に電池の許容電流値を越える電流が流れ、電池の破損が生じることがあった。また、リチウムイオン電池１１１は、電池の安全上の観点から内蔵のセル電圧を監視し、上限値を越える場合には電池容量の低下等を来たすため電池の保護が必要であった。しかしながら従来この様な対策を採った電力供給システムは実現されていなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、過充電による電池の保護あるいはリチウムイオン電池の容量低下を防ぎ、リチウムイオン電池の接続切替えまたは切り離しを不要とした常時接続を実現した電力供給システムを提供することを目的とする。また、個々のリチウムイオン電池に対する充電中のセル電圧のばらつき防止をはかった電力供給システムを提供することも目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、バックアップ用のリチウムイオン組電池が直流出力供給装置と負荷装置に並列に接続され、前記直流出力供給装置の出力電圧と等しい電圧で前記リチウムイオン組電池が浮動充電方式で充電される電力供給システムであって、前記リチウムイオン組電池に直列に接続され、当該リチウムイオン組電池の充電経路に供給される充電電流の最大値を電池容量の値以下に定める充電電流制限回路と、前記リチウムイオン組電池を、前記直流出力供給装置もしくは負荷装置から切り離し、もしくは接続を行うスイッチと、前記リチウムイオン組電池を構成する直列接続された複数個の単電池毎に接続され、直流出力供給装置の出力電圧を単電池数で除した値を、満充電電圧とし、前記それぞれの単電池の電圧が、前記直流電圧出力供給装置の出力電圧を単電池全数で除した値と等しくなったら、これを検出して前記で定められた充電電流の最大値以下の電流をバイパスさせる機能を有する電圧調整回路と、前記充電経路の電圧値および電流値を監視し、前記充電電流制限回路に対して前記で定められた任意の値の充電電流の最大値を設定するための基準電圧および前記電圧調整回路に対する満充電の基準電圧の設定、ならびに充電中に所定の電圧値を越えたときに前記スイッチの開放をする制御回路と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、リチウムイオン組電池に直列に接続される充電電流制限回路が、リチウムイオン組電池の充電経路に負荷変動に依存しない任意の値を最大値とする充電電流を供給し、スイッチにより、リチウムイオン組電池を直流出力供給装置もしくは負荷装置からの切り離し、もしくは接続を行うことで、直流出力供給装置および負荷装置からリチウムイオン組電池の接続を切替えまたは切り離しを不要とした常時接続が可能となり、リチウムイオン組電池の充電電流を任意の電流値に制限し、設置したリチウムイオン組電池の容量に合わせた最適な充電電流で回復充電を行うことができる。

また、本発明によれば、複数個の単電池が直列に接続されて成るリチウムイオン組電池の単電池毎並列に接続された電圧調整回路により、それぞれの単電池の満充電電圧を検出して充電電流をバイパスし、充電時におけるリチウムイオン組電池を構成する単電池の個々の充電電圧のばらつきを調整し、過充電を回避することができ、過充電による容量低下を回避することができる。
更に、リチウムイオン組電池は、直流出力供給装置および負荷装置に常時接続されているが、リチウムイオン組電池が満充電時において、単電池の内部インピーダンスの変化により個々の単電池の充電電圧にばらつきが生じた場合、電圧調整回路が動作して全ての単電池の充電電圧を均一な充電電圧に調整することができる。

図１は、本発明の電力供給システムの一実施形態を示すブロック図である。本発明の電力供給システムは、バックアップ用のリチウムイオン電池１が直流出力供給装置２と負荷装置３に並列に接続され、更に、充電電流制限回路４と、複数の電圧調整回路５と、スイッチ６と、制御回路７で構成される。ここでは、直流出力供給装置２は、複数台設けられ、リチウムイオン電池１については、組電池が適用される。
充電電流制限回路４はリチウムイオン電池１に直列に接続され、リチウムイオン電池１の充電経路に、負荷変動に依存しない一定の値を最大値とする充電電流で充電するために充電電流を制限する。スイッチ６は、リチウムイオン電池１を直流出力供給装置２もしくは負荷装置３から切り離しもしくは接続を行う。また、電圧調整回路５は、複数直列に接続されて成るリチウムイオン電池１の単セル（単電池）毎並列に接続され、それぞれの単セルの満充電電圧を検出して充電電流をバイパスさせる機能を持つ。

制御回路７はマイコンで構成され、充電経路の電圧値および電流値を電流計測部８および電圧計測部９を介して監視し、充電電流制限回路４に対して任意の充電電流値を設定するための基準電圧、および電圧調整回路５に対する満充電の基準電圧の設定、ならびに充電時に所定の電圧値を越えたときにスイッチ６を切替える機能を持つ。
上記したリチウムイオン電池１の過充電または過放電の保護用に用いられるスイッチ６は、リチウムイオン電池１の充放電経路に直列に接続されている。スイッチ６は、リチウムイオン電池１保護のための回路切離しが主目的であり、セル電圧が電池の破損につながるような電圧まで上昇した際に“開”となる。また、過放電によるリチウムイオン電池１の保護にも使用可能であり、放電中、任意の単セルの電圧が所定の値まで低下すると、リチウムイオン電池１の保護のために“開”となる。
過充電で動作する電圧としては、例えば４．５Ｖ等が挙げられ、過放電で動作する電圧値としては、例えば３．０Ｖ等が挙げられる。これらの電圧は、使用するリチウムイオン電池の種類によって変化するため、使用するリチウムイオン電池に必要となる値を設定すればよい。
なお、スイッチ６が動作した場合の復帰につき、過充電の場合のスイッチ６は手動復帰、過放電の場合は自動復帰される。

なお、直流出力供給装置２は１台構成でも良いが、ここでは、通信機器のシステムとして冗長構成をとっている。また、電圧調整回路５の基準電圧や充電電流制限回路４の限界電流値は、マイコンで構成される制御回路７から設定される。更に、制御回路７は、電力供給システムの各部位の電圧および電流を計測する機能も備え、例えば、電流計測部８はシャント抵抗器などを使用して電流を検出し、制御回路７で監視している。
また、制御回路７は、各セル電圧の監視が可能であるため、充電時にセル電圧がリチウムイオン電池１の安全範囲を越えた場合にはこれを検出し、リチウムイオン電池１の充放電経路に設置されたスイッチ６を“開”とし、このことにより、リチウムイオン電池１の安全性の確保が可能である。

上記構成により、リチウムイオン電池１を直流出力供給装置２および負荷装置３から切替え、あるいは切り離すことなく常時接続を実現し、リチウムイオン電池１の充電電流を任意の電流値に制限し、設置したリチウムイオン電池１の容量に合わせた最適な充電電流で回復充電を行うことができる。
また、複数のリチウムイオン電池１を直列に接続して充電する場合、リチウムイオン電池１の充電状態のばらつきにより何れかのリチウムイオン電池１が早く満充電状態となるが、単セル毎並列に接続された電圧調整回路５を動作させ、充電電流をバイパスさせることで、充電時のリチウムイオン電池１における個々の充電電圧のばらつきを調整し、過充電状態から回避することができる。
更に、リチウムイオン電池１は、直流出力供給装置２および負荷装置３に常時接続されているが、リチウムイオン電池１が満充電時において、リチウムイオン電池１の内部インピーダンスの変化により個々のリチウムイオン電池１の充電電圧にばらつきが生じた場合、電圧調整回路５が動作して全てのリチウムイオン電池１の充電電圧を均一な充電電圧に調整することができる。

図４に組電池が放電した後に充電を行った際の電力供給システムの電力供給状態をグラフで示してある。図４からわかるように、直流出力供給装置２は、負荷装置３に電力を供給するとともにリチウムイオン電池１を充電するが、負荷装置３の電力供給状態によってリチウムイオン電池１への充電電流が変動してしまう。
リチウムイオン電池１の充電は、定電流定電圧充電が充電方法として一般的であり、リチウムイオン電池１に許容された電流値以上の電流が流れたり、時間変動した電流による充電は、リチウムイオン電池１の性能低下を誘引することになる。また負荷装置３への供給電力が微小の場合に、直流出力供給装置２の出力最大電流がリチウムイオン電池１の充電電流となり過大な電流で充電されてしまい、やはりリチウムイオン電池１の性能低下を誘引する。

このため、本発明では、リチウムイオン電池１の充電経路に充電電流制限回路４を接続し、任意の充電電流を最大値とする電流値を設定し、負荷装置３の電力供給状態が変動しても前記の一定の充電電流値を最大値として充電できるようにした。図５に充電電流制限回路持つ電力供給システムの充電時の電力供給状態をグラフ表示してある。
図５に示されるように、負荷装置３への供給電力が微小であっても充電電流は充電電流制限回路４で設定された任意の最大電流値以上は流れない。充電電流制限回路４の充電電流値は、リチウムイオン電池１の状態または容量によって任意に設定できる。一般的に、リチウムイオン電池の場合、大電流放電が可能であり、公称容量の５〜６倍の電流での放電も可能である（蓄電池容量が５０Ａｈの場合、おのおの、２５０Ａ〜３００Ａ）が、充電の場合、公称容量の０．１〜１倍の電流値が許容される最大値になる（蓄電池容量が５０Ａｈの場合、おのおの、５Ａ〜５０Ａ）。そこで、上記した充電電流制限回路４の充電電流値は、設置したリチウムイオン電池１の容量に基づいて設定される。

図２に、図１に示す充電電流制限回路４の一実施形態を示す。充電電流制御回路４は、誤差増幅器Ａ（４１）と、当該誤差増幅器Ａ（４１）出力と任意の充電電流を設定する基準電圧とを入力とする誤差増幅器Ｂ（４２）と、例えばトランジスタ等の充電電流制御素子４３と、例えば抵抗等の充電電流検出素子４４とで構成される。
上記した構成において、充電電流を充電電流検出素子４４で検出し、その値を誤差増幅器Ａ（４１）で所定の値に増幅したあと、任意に設定する電流値の基準になるように誤差増幅器Ｂ（４２）に入力し、その出力で充電電流制御素子４３を制御することで一定の電流値となる。

当然のことながらリチウムイオン電池１が満充電状態に近づいて充電電流が任意に設定した電流値以下になった場合、充電電流制御素子４３は電流を制限しなくなる。また、放電時は、負荷装置３に必要とされる電流がリチウムイオン電池１から放電されるが、そのとき充電電流制限回路４は、放電電流を制限することはない。放電時は、図２に示す充電電流制限回路４をバイパスする、例えばダイオード等を接続すれば良い。
なお、停電後、リチウムイオン組電池１が放電した状態で復電すると、充電電流制限回路４でリチウムイオン電池１の充電電流を制限しながら充電するが、その充電過程において、複数のリチウムイオン電池１は、個々の充電状態がばらつくことが予測される。その様子が図６に充示す充電時および満充電時におけるリチウムイオン電池１の電流電圧の状態図として示されている。ここでは、簡単のためにリチウムイオン電池１に単セル２個を用いた場合が例示されている。詳細は、図３に示す電圧調整回路５の構成と共に説明する。

図３に、電圧調整回路の一実施形態を示す。電圧調整回路５は、誤差増幅器Ｃ（５１）と、バイパス電流制御素子５２１およびバイパス電流制限素子５２２が直列に接続される充電電流バイパス回路５２で構成される。
図６において、個々のリチウムイオン電池（Ａ、Ｂ）に並列に接続された電圧調整回路５は充電電圧を検出し、例えば、リチウムイオン電池Ａが早く満充電状態になった場合、電圧調整回路５内の充電電流バイパス回路５２で満充電になったリチウムイオン電池Ａの充電電流をバイパスさせて過充電状態を回避している。

充電電流バイパス回路５２は、バイパス電流最大値を決定するバイパス電流制限素子５２２である、例えば、抵抗等と、バイパス電流の電流値を制御するバイパス電流制御素子５２１例えばトランジスタ等で構成されている。ここで、トランジスタが完全にオンしていれば、バイパス電流は電流制限素子５２２で決定される最大電流が流れる。また完全にオフしていればバイパス電流は流れない。
更に、トランジスタを増幅領域（不飽和領域）で使用することでトランジスタが可変抵抗と同じ状態となり、この場合、バイパス電流値は連続の値で変動できる。バイパス電流制御素子５２１を連続で使用できることは、リチウムイオン電池１が満充電に近づいた場合に充電電流は微小な電流値になるが、微小な充電電流もバイパスできることを意味している。

バイパス電流の量は電圧調整回路５で制御される。すなわち、満充電の基準電圧と個々のリチウムイオン電池１における充電電圧の検出値を誤差増幅器Ｃ（５１）に入力することで、充電電流バイパス回路５２の電流制御素子５２１を制御する。このように、個々のリチウムイオン電池１が満充電電圧以上の電圧にならないように充電電流バイパス回路５２で充電電流を必要量だけ連続的にバイパスさせる。
このように、複数のリチウムイオン電池１の充電電圧にばらつきがあった場合でも全てのリチウムイオン電池が満充電になるまで充電電流制限回路４で設定された充電電流が流れ、早く満充電になったリチウムイオン電池Ａは、全てのリチウムイオン電池１が満充電になるまで電圧調整回路５が動作し、充電電流バイパス回路５２で充電電流をバイパスさせる。

全てのリチウムイオン電池が満充電になった場合でも、リチウムイオン電池１は直流出力供給回路２および負荷装置３と接続されている。この状態でリチウムイオン電池１は、充電および放電をしていないが、直流出力供給装置２に接続されていることで、満充電状態を維持している。電圧調整回路５も個々のリチウムイオン電池１から切り離すことなく接続されているため、全てのリチウムイオン電池１は均一な充電電圧で維持されている。
リチウムイオン電池１が均一な充電電圧で維持されている状態で、個々のリチウムイオン電池１に何らかの原因で内部インピーダンスに変動が生じた場合、充電電圧は均一でなくなる可能性がある。この場合も、電圧調整回路５が動作することで、充電電圧は均一に維持される。

図６では、リチウムイオン電池Ａが満充電状態時に内部インピーダンスが変動し大きくなってしまった場合、充電電圧が上昇してしまうが満充電電圧を基準としている電圧調整回路５が動作し、充電電流バイパス回路５２を動作させ上昇した分だけバイパス電流で放電する。そのため、充電電圧が上昇しようとしたリチウムイオン電池Ａは、満充電電圧に維持され、個々のリチウムイオン電池の充電電圧は均一状態を維持できる。リチウムイオン電池１が常に均一な充電電圧であることは、負荷装置３に電力を供給する場合でも、リチウムイオン電池１の性能を最大限利用することができる。

図７に充電電流制限回路４の実施例を示す。充電電流検出素子４４には抵抗器Ｒ１００、充電電流制御素子４３にはＱ１００（ＦＥＴ：電界効果トランジスタ）を使用している。Ｑ１００は、損失に応じて複数個並列接続され用いられる。また、放電時は、Ｑ１００を完全にＯＮ状態にするか、Ｑ１００をＯＦＦ状態にしてＱ１００が持つ寄生ダイオードＤ１００を使用することで放電経路としている。

具体的に、抵抗器Ｒ１００で検出した充電電流は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４および誤差増幅器Ａで構成される差動増幅器に入力され、あらかじめ決められた値に増幅する。その出力を、抵抗器Ｒ７を通して誤差増幅器Ｂの反転入力端子に入力する。誤差増幅器Ｂの非反転入力には充電電流を設定する基準電圧が制御回路７から抵抗器Ｒ５、Ｒ６で分割され入力される。抵抗器Ｒ８、Ｒ９およびコンデンサＣ１は、充電電流の制御を安定にするために誤差増幅器Ｂに接続される。誤差増幅器Ｂの出力は抵抗器Ｒ１０を通してトランジスタＱ１のベースに入力される。また、トランジスタＱ１は、抵抗器Ｒ１１を介して充電電流制御素子Ｑ１００のゲートに信号を与え、Ｑ１００で充電電流を制御する。抵抗器Ｒ１２およびコンデンサＣ２はＱ１００を安定に動作させるためにＱ１００のゲートおよびソース間に接続する。またダイオードＤ１は誤差増幅器Ｂの入力保護用のダイオードである。

図８に電圧調整回路５の実施例を示す。ここでは、電圧調整回路５内の充電電流バイパス回路５２で、バイパス電流制限素子５２２に抵抗器、バイパス電流制御素子５２１に電界効果トランジスタＱ２００を使用している。

ここでは、リチウムイオン電池１の電圧を検出し、抵抗器Ｒ１５を通して誤差増幅器Ｃの反転入力に入力し、制御回路７からの基準電圧を抵抗器Ｒ１３、Ｒ１４およびコンデンサＣ３を通して誤差増幅器Ｃの非反転入力端子に入力している。ここで、誤差増幅器Ｃは、２つの入力が同じ値になるように出力信号を出す。出力信号は、抵抗器Ｒ１８を通してトランジスタＱ２のべースに入力される。
トランジスタＱ２は、バイパス電流制御素子Ｑ２００のゲートに抵抗器R１９を通して信号を与え、バイパス電流を制御し、リチウムイオン電池の電圧が設定された基準電圧に同じになるように制御する。また、誤差増幅器Ｃには制御を安定にするための抵抗器Ｒ１６、Ｒ１７およびコンデンサＣ４が接続されている。なお、ダイオードＤ２は誤差増幅器Ｃの入力保護用に用いられる。また、抵抗器Ｒ２０およびコンデンサＣ５は、電界効果型トセンジスタＱ２００を安定に動作させるためにＱ２００のゲートおよびソース間に接続するものとする。

以上の説明は、負荷装置３が通信機器であることを想定して本発明の電力供給システムを適用する場合について説明したが、負荷装置３がノート型パソコン（ＰＣ）である場合にも同様に適用できる。図９にその構成が示されている。
図９に示されるように、ＡＣアダプタ９０は、外部から１００Ｖ商用電源の供給を受け、ＡＣ／ＤＣコンバータ９１を介して１６．４Ｖの直流電圧に変換し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０２によりＣＰＵ等負荷装置１０３に応じた電圧（５〜１５Ｖ）を作り出し、ＰＣ本体１００における負荷装置１０３に供給する。
一方、充電装置９２は、ＰＣ本体１００内に無く、ＡＣアダプタ９０内に設けることでＰＣ本体１００の重量の増加を防いでいる。ＰＣ本体１００に内蔵されるリチウムイオン電池１０１は、単三電池のような円筒状の単セルがここでは４本直列接続され（４．１Ｖ×４本）、それぞれ充電装置９２から充電を受け、負荷装置１０３に対して電力供給を行う。また、リチウムイオン電池１０１のそれぞれに上記した電圧調整回路（図示せず）が並列に接続されており、このため繰り返し充電されても過充電されることはなく、リチウムイオン電池１０１の容量が減少することを防げるため、連続使用によるパソコン駆動時間の短縮を回避できる。

以上説明のように本発明は、リチウムイオン電池１に直列に接続された充電電流制限回路４が、負荷変動に依存しない一定の電流で充電されるためにリチウムイオン電池の充電経路に任意の値の充電電流を流し、スイッチ６により、リチウムイオン電池１を直流出力供給装置２もしくは負荷装置３から切り離しもしくは接続を行うことで、直流出力供給装置２および負荷装置３からリチウムイオン電池１の接続を切替えまたは切り離しが不要で常時接続が可能となり、リチウムイオン電池１の充電電流を任意の電流値に制限し、かつ、リチウムイオン電池１の容量に合わせた最適な充電電流で回復充電を行うことができる。

以上説明のように本発明は、リチウムイオン電池１（１０１）に直列に接続された充電電流制限回路４が、負荷変動に依存しない一定の電流で充電されるためにリチウムイオン電池の充電経路に任意の値の充電電流を流し、スイッチ６により、リチウムイオン電池１を直流出力供給装置２もしくは負荷装置３から切り離しもしくは接続を行うことで、直流出力供給装置２および負荷装置３からリチウムイオン電池１（１０１）の接続を切替えまたは切り離しが不要で常時接続が可能となり、リチウムイオン電池１（１０１）の充電電流を任意の電流値に制限し、かつ、リチウムイオン電池１（１０１）の容量に合わせた最適な充電電流で回復充電を行うことができる。

また、本発明は、複数直列に接続されて成るリチウムイオン電池１（１０１）の単セル毎並列に接続された電圧調整回路５により、それぞれの単セルの満充電電圧を検出して充電流をバイパスすることによって充電時におけるリチウムイオン電池１における単セルの個々の充電電圧のばらつきを調整し、過充電を回避することができる。更に、リチウムイオン電池１（１０１）は、直流出力供給装置２および負荷装置３に常時接続されているが、リチウムイオン電池１（１０１）が満充電時において、リチウムイオン電池１（１０１）の内部インピーダンスの変化により個々のリチウムイオン電池１（１０１）の充電電圧にばらつきが生じた場合、電圧調整回路５が動作して全てのリチウムイオン電池１（１０１）の充電電圧を均一な充電電圧に調整することができる。

本発明の電力供給システムの一実施形態を示すブロック図である。図１に示す充電電流制限回路の一実施形態を示す図である。図１に示す電圧調整回路の一実施形態を示す図である。充電時の電力供給状態を説明するために引用した図である。充電電流制限回路を持つ場合の電力供給状態を説明するために引用した図である。充電時、満充電時の電圧電流の状態を説明するために引用した図である。図２に示す充電電流制限回路の回路実施例を示す図である。図３に示す電圧調整回路の回路実施例を示す図である。本発明の電力供給システムの他の実施形態を示すブロック図である。従来の電力供給システムの一例を示す図である。

符号の説明

１（１０１）…リチウムイオン電池、２…直流出力供給装置、３…負荷装置、４…充電電流制限回路、５…電圧調整回路、６…スイッチ、７…制御回路、４１…誤差増幅器Ａ、４２…誤差増幅器Ｂ、４３…充電電流制御素子、４４…充電電流検出素子、５１…誤差増幅器Ｃ、５２…充電電流バイパス回路、５２１…バイパス電流制御素子、５２２…バイパス電流制限素子

Claims

バックアップ用のリチウムイオン組電池が直流出力供給装置と負荷装置に並列に接続され、前記直流出力供給装置の出力電圧と等しい電圧で前記リチウムイオン組電池が浮動充電方式で充電される電力供給システムであって、
前記リチウムイオン組電池に直列に接続され、当該リチウムイオン組電池の充電経路に供給される充電電流の最大値を電池容量の値以下に定める充電電流制限回路と、
前記リチウムイオン組電池を、前記直流出力供給装置もしくは負荷装置から切り離し、もしくは接続を行うスイッチと、
前記リチウムイオン組電池を構成する直列接続された複数個の単電池毎に接続され、直流出力供給装置の出力電圧を単電池数で除した値を、満充電電圧とし、前記それぞれの単電池の電圧が、前記直流電圧出力供給装置の出力電圧を単電池全数で除した値と等しくなったら、これを検出して前記で定められた充電電流の最大値以下の電流をバイパスさせる機能を有する電圧調整回路と、
前記充電経路の電圧値および電流値を監視し、前記充電電流制限回路に対して前記で定められた任意の値の充電電流の最大値を設定するための基準電圧および前記電圧調整回路に対する満充電の基準電圧の設定、ならびに充電中に所定の電圧値を越えたときに前記スイッチの開放をする制御回路と、
を備えたことを特徴とする電力供給システム。