JP5565603B2 - 電力供給システムおよび電子機器 - Google Patents
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Description
1.第1の実施の形態(電力供給部における接続切換用の基本構成例)
2.第2の実施の形態(電力供給部における接続切換用の多段構成例)
3.第3の実施の形態(2次電池を用いた場合の充放電両用の構成例)
4.変形例および適用例(燃料電池システムへの適用例等)
[電力供給システムの全体構成例]
図1は、本発明の一実施の形態に係る電力供給システム(電力供給システム4)の全体構成を表すものである。この電力供給システム4は、負荷6を駆動するための電力を、出力端子T2を介して供給するものであり、電力供給部2と、DC/DCコンバータ33と、2次電池34とから構成されている。
次に、本実施の形態の電力供給システム4の作用および効果について詳細に説明する。
この電力供給システム4では、電力供給デバイス1A,1Bにおける端子間電圧V1A,V1Bに基づいて、電力供給電部2から電流(発電電流)I1が取り出される。この電流I1に基づく端子間電圧(直流電圧)V1は、DC/DCコンバータ33によって電圧変換がなされ、直流電圧V2となる。この直流電圧V2は、2次電池34または負荷(例えば、電子機器本体)へ供給される。そして、2次電池34へ直流電圧V2が供給された場合、この電圧に基づいて2次電池34に蓄電がなされる一方、出力端子T2を介して負荷6へ直流電圧V2が供給された場合、負荷6が駆動され、所定の動作がなされる。
ここで、本実施の形態の接続切換動作について説明する前に、図2を参照して、まず、比較例に係る電力供給部における接続切換動作について説明する。図2は比較例に係る電力供給部の構成を表したものであり、図2(A)は比較例1に係る電力供給部102を、図2(B)は比較例2に係る電力供給部202を、それぞれ表している。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図8は、本実施の形態の電力供給部(電力供給部2B)の回路構成を表すものである。この電力供給部2Bは、第1の実施の形態の電力供給部2において、スイッチング素子と前述した制御回路部とを含んで構成される選択回路部が、複数設けられているようにしたものである。そして、これら複数の選択回路部によってそれぞれ選択出力された端子間電圧のうち、更に最も高い端子間電圧が選択出力されるように、選択回路部が多段構成となっているようにしたものである。
このような構成により本実施の形態の電力供給部2Bでは、スイッチング素子と前述した制御回路部とを含んで構成される各選択回路部では、第1の実施の形態と同様の作用により同様の効果を生ずる。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、第1または第2の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図11は、本実施の形態の電力供給部(電力供給部2D)の回路構成を表すものである。この電力供給部2Dでは、電力供給デバイスが、リチウムイオン電池などの2次電池(2次電池7A,7B)となっている。また、前述した制御回路部は、第1および第2の実施の形態で説明した放電回路部に加え、充電回路部を有している。放電回路部は、各2次電池7A,7Bの端子間電圧V7A,V7Bに基づいて、2つの2次電池7A,7Bのうち、端子間電圧が高いほうの2次電池に対応するスイッチング素子のみをオン状態として、その2次電池の端子間電圧を選択的に出力して放電させる回路である。一方、充電回路部は、端子間電圧V7A,V7Bに基づいて、2つの2次電池7A,7Bのうち、端子間電圧が低いほうの2次電池に対応するスイッチング素子のみをオン状態として、その2次電池に対して外部から充電電圧を選択的に入力して充電させる回路である。
このような構成により本実施の形態の電力供給部2Dでは、放電時には端子間電圧の高い2次電池7Aのみが繋がり、充電時には端子間電圧の低い2次電池7Bのみが繋がるように動作する。
具体的には、放電時には、V7A>V7Bの期間には、例えば図12に示したようにして放電電流I7A1が流れる。一方、V7A<V7Bの期間には、例えば図13に示したようにして、放電電流I7B1が流れる。
また、充電時には、V7A>V7Bの期間には、例えば図14に示したようにして、充電電流I7B2が流れる。一方、V7A<V7Bの期間には、例えば図15に示したようにして、充電電流I7A2が流れる。
以上、第1〜第3の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
Claims (8)
- 2次電池からなる複数の電力供給デバイスと、
前記複数の電力供給デバイスに対してそれぞれ直列接続されたスイッチング素子と、
各電力供給デバイスの端子間電圧に基づいて、各スイッチング素子のオン・オフ状態を制御する制御回路部と
を備え、
前記制御回路部は、
各電力供給デバイスの端子間電圧に基づいて、前記複数の電力供給デバイスのうち、前記端子間電圧が最も高い電力供給デバイスである最高電圧電力供給デバイスに対応するスイッチング素子を選択的にオン状態とすると共に、それ以外の電力供給デバイスに対応するスイッチング素子をいずれもオフ状態とすることにより、前記最高電圧電力供給デバイスにおける前記端子間電圧を選択的に出力して放電を行う放電回路部と、
各電力供給デバイスの端子間電圧に基づいて、前記複数の電力供給デバイスのうち、前記端子間電圧が最も低い電力供給デバイスである最低電圧電力供給デバイスに対応するスイッチング素子を選択的にオン状態とすると共に、それ以外の電力供給デバイスに対応するスイッチング素子をいずれもオフ状態とすることにより、前記最低電圧電力供給デバイスに対して外部からの充電電圧を選択的に入力して充電を行う充電回路部と
を有すると共に、
前記放電回路部と前記充電回路部とが、互いに共通化されて単一の回路からなり、
前記放電を行うための放電専用端子と、
前記充電を行うための充電専用端子と、
前記放電および前記充電のうちの一方を行うための充放電兼用端子と、
前記放電の際と前記充電の際とで、前記充放電兼用端子における端子機能の切り換えを行うための切換回路と
を更に備えた
電力供給システム。 - 前記スイッチング素子と前記制御回路部とを含んで構成される選択回路部が複数設けられ、
複数の前記選択回路部によってそれぞれ選択出力された前記端子間電圧のうち、更に最も高い端子間電圧が選択出力されるように、前記選択回路部がトーナメント型の多段構成となっている
請求項1に記載の電力供給システム。 - 前記2次電池が、リチウムイオン電池である
請求項1または請求項2に記載の電力供給システム。 - 前記放電回路部は、2つの前記電力供給デバイスのうち、前記端子間電圧が高いほうの電力供給デバイスに対応するスイッチング素子が選択的にオン状態となると共に、前記端子間電圧が低いほうの電力供給デバイスに対応するスイッチング素子がオフ状態となるように、各スイッチング素子のオン・オフ状態を制御する
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の電力供給システム。 - 前記制御回路部は、2つの前記電力供給デバイス同士の端子間電圧差に応じて、各スイッチング素子のオン・オフ状態の接続切換を行うようになっており、
前記接続切換の際の前記端子間電圧差における閾値電圧が、前記端子間電圧差の増加傾向時と減少傾向時とで、互いに異なる値となっている
請求項4に記載の電力供給システム。 - 前記複数の電力供給デバイスに対してそれぞれ、容量素子が並列接続されている
請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の電力供給システム。 - 前記スイッチング素子が、電界効果型トランジスタ(FET)またはリレーにより構成されている
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の電力供給システム。 - 電力供給システムを備え、
前記電力供給システムは、
2次電池からなる複数の電力供給デバイスと、
前記複数の電力供給デバイスに対してそれぞれ直列接続されたスイッチング素子と、
各電力供給デバイスの端子間電圧に基づいて、各スイッチング素子のオン・オフ状態を制御する制御回路部と
を備え、
前記制御回路部は、
各電力供給デバイスの端子間電圧に基づいて、前記複数の電力供給デバイスのうち、前記端子間電圧が最も高い電力供給デバイスである最高電圧電力供給デバイスに対応するスイッチング素子を選択的にオン状態とすると共に、それ以外の電力供給デバイスに対応するスイッチング素子をいずれもオフ状態とすることにより、前記最高電圧電力供給デバイスにおける前記端子間電圧を選択的に出力して放電を行う放電回路部と、
各電力供給デバイスの端子間電圧に基づいて、前記複数の電力供給デバイスのうち、前記端子間電圧が最も低い電力供給デバイスである最低電圧電力供給デバイスに対応するスイッチング素子を選択的にオン状態とすると共に、それ以外の電力供給デバイスに対応するスイッチング素子をいずれもオフ状態とすることにより、前記最低電圧電力供給デバイスに対して外部からの充電電圧を選択的に入力して充電を行う充電回路部と
を有すると共に、
前記放電回路部と前記充電回路部とが、互いに共通化されて単一の回路からなり、
前記放電を行うための放電専用端子と、
前記充電を行うための充電専用端子と、
前記放電および前記充電のうちの一方を行うための充放電兼用端子と、
前記放電の際と前記充電の際とで、前記充放電兼用端子における端子機能の切り換えを行うための切換回路と
を更に備えた
電子機器。
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