JP5767302B2

JP5767302B2 - バッテリー管理装置のバッテリー管理回路

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Application number: JP2013239363A
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Inventors: 富生蔡
Original assignee: 蔡富生
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Description

本発明はバッテリー管理に係り、特に一種の、バッテリーのホットプラグによりパワーアップするバッテリー装置のバッテリー管理回路に関する。

一般に、バッテリー電力供給システム（Battery Power System,BPS）の給電量は、補助バッテリー（auXiliary battery）により全体のバッテリー容量が増加される。たとえば、バッテリー電力供給システムの動作期間に、使用者はメインバッテリー（main battery）が保存する電気量が不足したことに気づくと、補助バッテリーを増加することで、システムのパワーを維持する必要がある。しかしい、加入された補助バッテリーとメインバッテリーの間の電圧差が大きすぎる時、補助バッテリーに対してホットプラグ（hot plugging）することは、比較的大きなサージ電流（surge current）を形成し得て、ひいてはバッテリー電力供給システムを毀損し得る。

このため、新規なバッテリー管理回路により、バッテリーホットプラグが形成する電力供給システムの損壊を防止する必要がある。

これを鑑み、本発明の目的の一つは、バッテリーのホットプラグによりパワーアップできるバッテリー装置のバッテリー管理回路を提供することで上述の問題を解決することにある。

本発明のある実施例によると、一種のバッテリー装置を管理するバッテリー管理回路が提供される。該バッテリー装置は、並列に接続された第１バッテリーユニットと第２バッテリーユニットを少なくとも包含する。該バッテリー管理回路は検出回路及び調整回路を包含し、該検出回路は該第１バッテリーユニットと該第２バッテリーユニットの間の電圧関係を検出することで、第１検出結果を発生する。該調整回路は該検出回路に接続されて、該第１検出結果が、該電圧関係が設定電圧条件を満たさないことを示す時、該第１バッテリーユニットと該バッテリーユニットのうち少なくとも一つの電圧を調整し、これにより該電圧関係に該設定電圧条件を満たさせる。

本発明のある実施例によると、一種のバッテリー管理装置のバッテリー管理方法が提供される。該バッテリー装置は、並列に接続された第１バッテリーユニットと第２バッテリーユニットを少なくとも包含する。該バッテリー管理方法は以下のステップを包含する。該第１バッテリーユニットと該第２バッテリーユニットの間の電圧関係を検出することで、第１検出結果を発生する。該第１検出結果が、該電圧関係が設定電圧条件を満たさないことを示す時、該第１バッテリーユニットと該バッテリーユニットのうち少なくとも一つの電圧を調整し、これにより該電圧関係に該設定電圧条件を満たさせる。

本発明が提供するバッテリー管理装置のバッテリー管理メカニズムは、サージ電流を有効に減少又は消去でき、並びに異なるバッテリー管理モードに適用され、このほか、本発明が提供するバッテリー管理メカニズムは、複数（たとえば三つ以上）のバッテリーユニットを管理するのに応用可能であり、これにより、複数のバッテリーユニットがバッテリー電力供給システムの中でホットプラグされる時に、バッテリー電力供給システムは依然として良好なパワー出力を提供できる。

本発明のバッテリー電力供給システムのある実施例の機能ブロック表示図である。本発明のバッテリー電力供給システムのある実施例の表示図である。図２に示されるバッテリー装置のバッテリー管理方法のある実施例のフローチャートである。図２に示されるバッテリー装置が充電モードで操作される時の具体実施例の表示図である。図２に示されるバッテリー装置が放電モードで操作される時の具体実施例の表示図である。本発明のバッテリー電力供給システムの別の実施例の表示図である。本発明のバッテリー電力供給システムの別の実施例の機能ブロック表示図である。

ホットプラグにより発生する過大なサージ電流を防止するため、本発明は一種のバッテリー管理回路を提供し、それはバッテリー電力供給システム中の複数の電池の間の電圧関係と、バッテリー電力供給システムの当時のバッテリー管理モードを検出することにより、バッテリー電圧に対して適宜調整を行ない、これによりサージ電流を消去又は減らす。本発明について以下にさらに詳しく説明する。

図１を参照されたい。図１は本発明のバッテリーパワーサプライシステム（battery power supply system）のある実施例の機能ブロック表示図である。バッテリー電力供給システム１００は、バッテリー装置１１０及びバッテリー管理回路（battery management circuit）１２０を包含する。そのうち、バッテリー装置１１０はバッテリー管理回路１２０の管理操作により、出力電圧ＶＯＵＴを提供する。この実施例中、バッテリー装置１１０は第１バッテリーユニット１１２₁と第２バッテリーユニット１１２₂を包含し、そのうち、該第１バッテリーユニット１１２₁と該第２バッテリーユニット１１２₂は、端子ＮＰとバッテリー管理回路１２０の間で並列に接続される。該第２バッテリーユニット１１２₂がバッテリー装置１１０に取り付けられる時、第１バッテリーユニット１１２₁はすでにバッテリー装置１１０中に取り付けられている。言い換えると、第１バッテリーユニット１１２₁はバッテリー装置１１０のメインバッテリーと見なされ、及び第２バッテリーユニット１１２₂はバッテリー装置１１０の補助バッテリーと見なされる。これにより、第２バッテリーユニット１１２₂がバッテリー装置１１０に加えられる時、バッテリー管理回路１２０によりバッテリー装置１１０に対してバッテリー管理操作を実行することが必要で、それによりサージ電流によりバッテリー電力供給システム１００が損壊するのを防止できる。

バッテリー管理回路１２０は第１バッテリーユニット１１２₁と第２バッテリーユニット１１２₂の間の電圧関係を検出し、並びにそれに基づき、選択的に、第１バッテリーユニット１１２₁と第２バッテリーユニット１１２₂の両者の少なくとも一方の電圧を調整し、第１バッテリーユニット１１２₁と第２バッテリーユニット１１２₂の間の電圧差が過大となるのを防止し、これによりサージ電流を減少する。具体的には、バッテリー管理回路１２０は、検出回路１２２と調整回路１２６を包含し得る。検出回路１２２は第１バッテリーユニット１１２₁と第２バッテリーユニット１１２₂の間の電圧関係を検出して第１検出結果ＤＲ１を発生するのに用いられる。第１検出結果ＤＲ１が示すのが、該電圧関係が設定電圧条件を満たさないこと（たとえば、二つのバッテリーユニットの間の電圧差が設定電圧範囲を超過する）である時、調整回路１２６は第１バッテリーユニット１１２₁と第２バッテリーユニット１１２₂の少なくとも一方の電圧を調整して、該電圧関係に、該設定電圧条件を満足させる（たとえば、二つのバッテリーユニットの間の電圧差が該設定電圧範囲内にある）。該調整回路１２６が電圧調整操作を完成させる前後或いは全体の過程中に、バッテリー電力供給システム１００は続いて出力電圧ＶＯＵＴを提供できる。

第１バッテリーユニット１１２₁は端子ＮＰと端子Ｎ１の間に接続され、及び、第２バッテリーユニット１１２₂は端子ＮＰと端子Ｎ２の間に接続されるため、検出回路１２２は端子Ｎ１の電圧Ｖ１及び端子Ｎ２の電圧Ｖ２を受け取って第１バッテリーユニット１１２₁と第２バッテリーユニット１１２₂の間の該電圧関係を検出する。注意すべきことは以下のとおりである。ある具体実施例中、検出回路１２２はまた直接電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の間の電圧差により該電圧関係を検出してもよい。

このほか、第１検出結果ＤＲ１が指し示す電圧関係は、並びに複数のバッテリーユニットの間の電圧差に限定されず、設定電圧条件もまた、「電圧差が設定電圧範囲内にある」ことに限定されない。たとえば、第１検出結果ＤＲ１が指し示す電圧関係は、複数のバッテリーユニットの間の電圧比の値とされ得て、設定電圧条件は、「電圧比の値が設定された比の値より小さい」こととされ得る。言い換えると、複数のバッテリーユニットの電圧に対して検出が行え、並びに状況に応じて調整できるバッテリー管理回路でありさえすれば、いずれも本発明の発明の精神に準じ、本発明の範囲内にある。

以上から分かるように、バッテリー管理回路１２０の管理操作により、バッテリー装置１１０の中でバッテリーのホットプラグを実行でき、しかもバッテリー電力供給システム１００を損壊することがない。注意すべきことは以下のとおりである。バッテリー装置１１０が示すバッテリーユニットの個数は本発明を制限するために用いられるべきではなく、すなわち、バッテリー装置１１０はまた、その他のバッテリーユニット（図１には表示されず）を包含する状況で、上述のバッテリー管理メカニズムを応用してサージ電流を消去或いは減少できる。

図１に示されるバッテリー管理回路１２０は、本発明の概念に基づく基本回路構造とされ、これにより、どのように図１に示される回路構造を採用した回路であっても、いずれも本発明の範疇にある。本発明の技術的特徴を理解しやすいように、以下に、ある具体実施例を採用して、本発明のバッテリー管理回路の細部について更なる説明を行う。しかし、図１に示される回路構造に基づくその他の回路もまた実施可能である。図２を参照されたい。それは本発明のバッテリー電力供給システムのある実施例の表示図であり、バッテリー電力供給システム２００は、バッテリー装置２１０とバッテリー管理回路２２０を包含する。そのうち、バッテリー管理回路２２０の構造は、図１に示されるバッテリー管理回路１２０の構造に基づいている。この実施例中、バッテリー装置２１０は第１バッテリーユニット２１２₁及び第２バッテリーユニット２１２₂を包含し、そのうち、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂はそれぞれ相互に直列に接続された複数のバッテリーＢ１₁〜Ｂ１_m及び複数のバッテリーＢ２₁〜Ｂ２_nを包含する。同様に、説明しやすいように、第１バッテリーユニット２１２₁はバッテリー装置２１０のメインバッテリーと見なし、これにより、第２バッテリーユニット２１２₂がバッテリー装置２１０に加えられる時、バッテリー管理回路２２０によりバッテリー装置２１０に対してバッテリー管理操作を行う必要がある。

バッテリー管理回路２２０は検出回路２２２及び調整回路２２６を包含する。そのうち、検出回路２２２は端子Ｎ１の電圧Ｖ１及び端子Ｎ２の電圧Ｖ２に基づき、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の間の電圧関係を検出し、これにより第１検出結果ＤＲ１を発生する。この実施例中、検出回路２２２は、比較ユニット２２４を包含し、該比較ユニット２２４は第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の間の電圧差と、設定電圧範囲を比較し、第１検出結果ＤＲ１を発生する。調整回路２２６は検出回路２２２に接続され、複数の第１スイッチ素子ＣＭ１とＣＭ２と複数の第２スイッチ素子ＤＭ１とＤＭ２を包含する。そのうち、第１スイッチ素子ＣＭ１と第２スイッチ素子ＤＭ１は相互に接続され、第１スイッチ素子ＣＭ２と第２スイッチ素子ＤＭ２は相互に接続される。この実施例中、複数のスイッチ素子ＣＭ１、ＣＭ２、ＤＭ１及びＤＭ２は複数のスイッチトランジスタ（switch transistor）により実施され、これらスイッチトランジスタはそれぞれボデーダイオード（body diode）ＤＤ１、ＤＤ２、ＣＤ１、ＣＤ２を具えている。たとえば、複数のスイッチ素子ＣＭ１、ＣＭ２、ＤＭ１及びＤＭ２のうち少なくとも一つは、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）により実施される。この技術に習熟したものであれば分かるように、複数のスイッチ素子ＣＭ１、ＣＭ２、ＤＭ１及びＤＭ２はその他のタイプのスイッチ素子を採用して実施できる。

第１検出結果ＤＲ１が指し示すのが、該電圧関係が設定電圧条件を満たすこと（たとえば、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の間の電圧差が該設定電圧範囲内にある）であれば、その意味するところは、バッテリー電力供給システム２００はほぼサージ電流の影響を受けないということである。すなわち、複数の第２スイッチ素子ＤＭ１とＤＭ２及び複数の第１スイッチ素子ＣＭ１とＣＭ２はいずれも導通させられる。反対に、第１検出結果ＤＲ１の指し示すのが、該電圧関係が該設定電圧条件を満たさない（たとえば、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の間の電圧差が該設定電圧範囲内にない）時は、その意味するところは、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の少なくとも一方に対して、電圧調整を行うことで、サージ電流のバッテリー電力供給システム２００に対する影響を消去又は減少する必要がある、ということである。これにより、複数の第２スイッチ素子ＤＭ１とＤＭ２及び複数の第１スイッチ素子ＣＭ１とＣＭ２は、第１検出結果ＤＲ１に基づき、選択的に導通させられる。

一般に、バッテリー電力供給システムは複数種類の異なる電源管理モードを提供できる。異なった電源管理モードにおいて、バッテリー装置が必要とするバッテリー管理操作には違いがあり得る。図２に示されるバッテリー電力供給システム２００を例とすると、それはまた充電回路（charging circuit）２３０、直流・直流変換回路（direct current to direct current converter,ＤＣ−ＤＣ converter）２４０、直流・交流変換回路（direct current to alternating current converter,ＤＣ−ＡＣ converter）２５０、及び複数の抵抗Ｒ１とＲ２を包含する。そのうち、複数の抵抗Ｒ１とＲ２は電流を検出するのに用いられる。バッテリー装置２１０はバッテリー管理回路２２０により出力電圧ＶＯＵＴを発生する。充電回路２３０は入力電圧ＶＳを受け取ってそれによりバッテリー装置２１０に対して充電を行う。直流・直流変換回路２４０は出力電圧ＶＯＵＴを直流電圧ＶＤＣに変換するのに用いられ、並びにそれを外接負荷（図示されず）に提供するのに用いられる。直流・交流変換回路２５０は出力電圧ＶＯＵＴを交流電圧ＶＡＣに変換し、並びにそれを外接負荷（図示されず）に提供するのに用いられる。

この実施例中、バッテリー装置２１０が外接電源に電気的に接続される（たとえば、充電回路２３０を介して入力電圧ＶＳに電気的に接続される）時、バッテリー装置２１０は充電モード(charging mode）にある。バッテリー装置２１０が該外接電源に電気的に接続されておらず、しかも出力電圧ＶＯＵＴが外接負荷に提供されていないとき、バッテリー装置２１０はアイドルモード(idle mode）にある。及び、バッテリー装置２１０は該外接電源に未接続で、出力電圧ＶＯＵＴが外接負荷に提供されるとき、バッテリー装置２１０は放電モード(discharging mode）にある。

異なる電源管理モードに応じてバッテリー装置を管理するため、上述の第１検出結果ＤＲ１が指し示すのが、該電圧関係が該設定電圧条件を満足しないことであるとき、検出回路２２２はまたバッテリー装置２１０の当時の電源管理モードを検出して第２検出結果ＤＲ２を発生し、及び調整回路２２６は該第２検出結果ＤＲ２に基づいて、第１バッテリーユニット２１２₁ と第２バッテリーユニット２１２₂のうちの少なくとも一方の電圧を調整する。以下に、異なる電源管理モードでのバッテリー管理回路２２０のバッテリー管理操作を説明する。

図２と共に図３を参照されたい。図３は図２に示されるバッテリー装置２１０のバッテリー管理回路方法のある実施例のフローチャートである。上述したように、第２バッテリーユニット２１２₂（すなわち、補助バッテリー）がバッテリー装置２１０に挿入されるとき（ステップ３１０に示されるとおり）、バッテリー管理回路２２０がバッテリー装置２１０に対してバッテリー管理操作を行う必要がある。まず、検出回路２２２は、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の間の該電圧差が該設定電圧範囲内にあるか否かを検出する（ステップ３２０に示されるとおり）。該電圧差が該設定電圧範囲内にあるときは、第２バッテリーユニット２１２₂の加入がバッテリー電力供給システム２００の動作にあまり影響を与えないことを表示し、これにより、複数の第２スイッチ素子ＤＭ１とＤＭ２及び複数の第１スイッチ素子ＣＭ１とＣＭ２は、第１検出結果ＤＲ１に基づき導通する（ステップ３３０に示されるとおり）。たとえば（ただし本発明は以下に限定されないが）、第１検出結果ＤＲ１は複数のスイッチコントロール信号を包含し、該電圧差が該設定電圧範囲内にあるとき、該複数のスイッチコントロール信号は、それぞれ複数のスイッチ素子ＤＭ１、ＤＭ２、ＣＭ１とＣＭを導通させ、これにより、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂にそれぞれバッテリー管理回路２２０を介して電力出力させる（ステップ３７０に示されるとおり）。言い換えると、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂は相互に電気的に並列に接続されている。

該電圧差が該設定電圧範囲内にないとき、第２バッテリーユニット２１２₂の加入はバッテリー電力供給システム２００に過大のサージ電流を発生させ得ることを表示する。これにより、検出回路２２２はバッテリー装置２１０の当時のバッテリー管理モードを検出し、調整回路２２６に後続の電圧調整操作を行わせる。この実施例中、検出回路２２２は、外接電源がバッテリー装置２１０に接続されているか否かを検出することで、バッテリー装置２１０の当時の電源管理モードを検出する（ステップ３４０に示されるとおり）。そのうち、検出回路２２２が外接電源がバッテリー装置２１０に接続されていることを検出するとき、バッテリー装置２１０は充電モードにある。検出回路２２２は、外接電源がバッテリー装置２１０に接続されていないことを検出するとき、バッテリー装置２１０は放電モード或いはアイドルモードにある。

図３と共に図４を参照されたい。図４は図２に示されるバッテリー装置２１０が充電モードで操作される具体実施例表示図である。説明しやすいように、ここでは第２バッテリーユニット２１２₂の電圧が第１バッテリーユニット２１２₁の電圧より高いと仮定する。バッテリー装置２１０が充電モードで操作されるとき、複数の第１スイッチ素子ＣＭ１とＣＭ２はいずれも導通する。第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の間の該電圧差が小さくなるほど、サージ電流のバッテリー電力供給システム２００に対する影響も小さくなり、これにより、第２スイッチ素子ＤＭ１は導通し第２スイッチ素子ＤＭ２は切断され得て（点線で表示される）、これにより充電回路２３０は僅かに第１バッテリーユニット２１２₁に対して充電し、これにより第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の間の該電圧差を減らす（ステップ３５０に示されるとおり）。充電の過程で、検出回路２２２は続けて該電圧差が該設定電圧範囲内にあるか否かを検出する（ステップ３５４に示されるとおり）。該電圧差が依然として過大であるとき、第２スイッチ素子ＤＭ２は切断状態を保持し、これにより第１バッテリーユニット２１２₁の電圧を続けて上昇させる。反対に、該電圧差がすでに該設定電圧範囲内にあれば、第２スイッチ素子ＤＭ２は導通開始し（ステップ３５８に示されるとおり）、これにより、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂はそれぞれバッテリー管理回路２２０を介して電力を出力する（ステップ３７０に示されるとおり）。

図３と共に図５を参照されたい。図５は図２に示されるバッテリー装置２１０が放電モードで操作されるときの具体実施例の表示図である。説明のために、ここでもまた第２バッテリーユニット２１２₂の電圧が第１バッテリーユニット２１２₁より高いと仮定する。バッテリー装置２１０が放電モードで操作されるとき、複数の第２スイッチ素子ＤＭ１とＤＭ２はいずれも導通する。同様に、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の間の該電圧差を減らすため、第１スイッチ素子ＣＭ２は導通し、第１スイッチ素子ＣＭ１は切断され（点線で表示される）、これにより、わずかに第２バッテリーユニット２１２₂だけが放電し、これにより、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の間の該電圧差が減らされる（ステップ３６０に示されるとおり）。放電の過程で、検出回路２２２は続けて該電圧差が該設定電圧範囲内にあるか否かを検出する（ステップ３６４に示されるとおり）。該電圧差が依然として過大であるとき、第１スイッチ素子ＣＭ１は切断状態を保持し、これにより、第２バッテリーユニット２１２₂の電圧を続けて下降させる。反対に、該電圧差がすでに該設定電圧範囲内にあるときは、第１スイッチ素子ＣＭ１は導通開始し（ステップ３６８に示されるとおり）、これにより第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂にそれぞれバッテリー管理回路２２０を介して電力を出力させる（ステップ３７０に示されるとおり）。このほか、バッテリー装置２１０がアイドルモードにあるとき、対応するバッテリー管理操作と放電モードのバッテリー管理操作はほぼ類似か同じであり、これにより、アイドルモードのバッテリー管理操作についての説明は、重複した説明となるため省略する。

再度図２を参照されたい。以上から分かるように、バッテリー装置の当時のバッテリー管理モードに基づき、バッテリー管理操作を行うメカニズムは、以下のようにまとめられる。第１検出結果ＤＲ１が、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の間の該電圧関係が該設定電圧条件を満足しておらず、且つ第２検出結果ＤＲ２が、バッテリー装置２１０の当時のバッテリー管理モードが充電モードであることを示すとき、調整回路２２６は第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の中、比較的低い電圧を有するバッテリーユニットの電圧をアップさせ、それにより該設定電圧条件を満足させる。第１検出結果ＤＲ１が、第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の間の該電圧関係が該設定電圧条件を満足しておらず、且つ第２検出結果ＤＲ２が、バッテリー装置２１０の当時のバッテリー管理モードが放電モード或いはアイドルモードであることを示すとき、調整回路２２６は第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の中、比較的高い電圧を有するバッテリーユニットの電圧をダウンさせ、それにより該設定電圧条件を満足させる。

ある実施例において、複数の第２スイッチ素子ＤＭ１とＤＭ２及び複数の第１スイッチ素子ＣＭ１とＣＭ２はその他のスイッチ素子により実施可能である。たとえば、各バッテリーユニットに接続された複数のスイッチ素子は、それぞれスイッチユニットに置換され得る。図６を参照されたい。それは本発明のバッテリー電力供給システムの別の実施例の表示図である。バッテリー電力供給システム６００の構造は、図２に示されるバッテリー電力供給システム２００の構造に基づいており、両者の間の主要な違いは、バッテリー管理回路６２０が包含する調整回路６２６が第１スイッチユニット６２８₁と第２スイッチユニット６２８₂を包含し、そのうち、第１スイッチユニット６２８₁は、図２に示される第２スイッチ素子ＤＭ１と第１スイッチ素子ＣＭ１により実施され、第２スイッチユニット６２８₂は図２に示される第２スイッチ素子ＤＭ２と第１スイッチ素子ＣＭ２により実施される。

同様に、第２バッテリーユニット２１２₂がバッテリー装置２１０に挿入されるとき、検出回路２２２は第１バッテリーユニット２１２₁と第２バッテリーユニット２１２₂の間の電圧関係を検出して、第１検出結果ＤＲ１を発生する。続いて、第１スイッチユニット６２８₁と第２スイッチユニット６２８₂はそれぞれ該第１検出結果ＤＲ１により選択的に導通させられる。たとえば、第１検出結果ＤＲ１が、該電圧関係が該設定電圧条件を満足することを示す場合、第１スイッチユニット６２８₁と第２スイッチユニット６２８₂はいずれも導通させられる。

このほか、第１検出結果ＤＲ１が、該電圧関係が該設定電圧条件を満足しないことを示し、検出回路２２２が、バッテリー装置２１０の当時の電源管理モードを検出すると、第１スイッチユニット６２８₁と第２スイッチユニット６２８₂の中の各スイッチユニットは、別に該電源管理モードにより選択的に導通させられる。第２バッテリーユニット２１２₂の電圧が第１バッテリーユニット２１２₁の電圧より高い状況を考慮する。該電源管理モードが充電モードであるとき、第１スイッチユニット６２８₁が導通させられることで、第１バッテリーユニット２１２₁の電圧を調整し、第２スイッチユニット６２８₂は導通させられない。該電源管理モードが放電モード或いはアイドルモードとされるとき、第１スイッチユニット６２８₁は導通させられず、第２スイッチユニット６２８₂は導通させられて該第２バッテリーユニット２１２₂の電圧を調整する。この技術に習熟したものであれば図１〜図５の関係説明を読めば、簡単に図６に示されるバッテリー電力供給システム６００の操作の細部を了解でき、ゆえにさらなる説明はここでは行わない。

上述したように、本発明の提供するバッテリー管理メカニズムは二つのバッテリーユニットのバッテリー管理に限定されない。図７を参照されたい。それは本発明のバッテリー電力供給システムの別の実施例の機能ブロック表示図である。バッテリー電力供給システム７００はバッテリー装置７１０及びバッテリー管理回路７２０を包含する。そのうち、バッテリー装置７１０は複数のバッテリーユニット７１２₁〜７１２_nを包含し、バッテリー管理回路７２０は検出回路７２２と調整回路７２６を包含する。調整回路７２６は検出回路７２２に接続され、複数のスイッチユニット７２８₁〜７２８_nを包含する。そのうち、複数のスイッチユニット７２８₁〜７２８_nはそれぞれ複数のバッテリーユニット７１２₁〜７１２_nに接続される。

説明のために、バッテリー装置７１０はもともとすでにｍ個のバッテリーユニット７１２₁〜７１２_m（相互の電圧はほぼ同じ）（ｍはｎより小さい）が取り付けられおり、さらに（ｎ−ｍ）個のバッテリーユニット７１２_m+1〜７１２_nがバッテリー装置７１０の中に挿入されるものと仮定する。（ｎ−ｍ）個のバッテリーユニット７１２_m+1〜７１２_nがバッテリー装置７１０に挿入されるとき、検出回路７２２は複数のバッテリーユニット７１２₁〜７１２_n の間の電圧関係を検出して、第１検出結果ＤＲ１を発生し、このほか、検出回路７２２はまたバッテリー装置７１０の当時の電源管理モードを検出して第２検出結果ＤＲ２を発生する。第１検出結果ＤＲ１が、該電圧関係が該設定電圧条件を満足させることを示すとき、複数のスイッチユニット７２８₁〜７２８_nはいずれも導通させられる。第１検出結果ＤＲ１が、該電圧関係が該設定電圧条件を満足しないことを示すとき、複数のスイッチユニット７２８₁〜７２８_nは別に、第２検出結果ＤＲ２により選択的に導通させられ、これにより複数のバッテリーユニット７１２₁〜７１２_nの少なくとも一つの電圧を調整する。この技術に習熟したものであれば、図１から図６の関係説明を読めば、簡単に図７に示されるバッテリー電力供給システム７００の操作の細部を了解でき、ゆえに、さらなる説明は行わない。

総合すると、本発明の提供するバッテリー管理メカニズムは有効に、サージ電流を消去或いは減少できるのみならず、異なる電源管理モードに適用され、このほか、本発明の提供するバッテリー管理メカニズムは複数（たとえば、３個以上）のバッテリーユニットに応用可能で、これにより、複数のバッテリーユニットのホットプラグをバッテリー電力供給システム中で行っても、バッテリー電力供給システムは依然として良好な電力出力を提供できる。

以上に述べたことは本発明の好ましい実施例であって、本発明の特許請求の範囲に基づきなし得る同等の修飾と変化は、いずれも本発明のカバーする範囲内にあるものとする。

１００、２００、６００、７００バッテリー電力供給システム
１１０、２１０、７１０バッテリー装置
１１２₁、１１２₂、２１２₁、２１２₂、
７１２₁、７１２_m、７１２_m+1、７１２_n バッテリーユニット
１２０、２２０、６２０、７２０バッテリー管理回路
１２２、２２２、６２２、７２２検出回路
１２６、２２６、６２６、７２６調整回路
２２４比較ユニット
２３０充電回路
２４０直流・直流変換回路
２５０直流・交流変換回路
Ｂ１₁、Ｂ１₂、Ｂ１_m、Ｂ２₁、Ｂ２₂、Ｂ１_n バッテリー
Ｒ１、Ｒ２抵抗
ＮＰ、Ｎ１、Ｎ２端子
ＣＭ１、ＣＭ２、ＤＭ１、ＤＭ２スイッチ素子
ＣＤ１、ＣＤ２、ＤＤ１、ＤＤ２ボデーダイオード
６２８₁、６２８₂、７２８₁、
７２８_m、７２８_m+1、７２８_n スイッチユニット

Claims

バッテリー装置を管理するバッテリー管理回路において、該バッテリー装置は並列に接続された少なくとも一つの第１バッテリーユニットと第２バッテリーユニットを包含し、該バッテリー管理回路は、
検出回路であって、該第１バッテリーユニットと該第２バッテリーユニットの間の電圧関係を検出して、第１検出結果を発生し、該第１検出結果が、該電圧関係が設定電圧条件を満たさないことを示すとき、該バッテリー装置の当時の電源管理モードを検出して第２検出結果を発生する、上記検出回路と、
調整回路であって、該検出回路に接続され、該第２検出結果に基づいて、該第１バッテリーユニットと該第２バッテリーユニット中の少なくとも一方の電圧を調整することで、該電圧関係が該設定電圧条件を満たすようにする、上記調整回路と、
を包含することを特徴とする、バッテリー管理回路。
請求項１記載のバッテリー管理回路において、該検出回路は、
比較ユニットであって、該第１バッテリーユニットと該第２バッテリーユニットの間の電圧差と設定電圧範囲を比較し、それにより該第１検出結果を発生する、上記比較ユニットを包含し、
該第１バッテリーユニットと該第２バッテリーユニットの間の該電圧差が該設定電圧範囲内にあるとき、該第１検出結果は該設定電圧条件が満たされたことを示し、該第１バッテリーユニットと該第２バッテリーユニットの間の該電圧差が該設定電圧範囲内にないとき、該第１検出結果は該設定電圧条件が満たされないことを示すことを特徴とする、バッテリー管理回路。
請求項１記載のバッテリー管理回路において、該検出回路は、外接電源が該バッテリー装置に接続されているか否かを検出することで、該バッテリー装置の当時の該電源管理モードを検出することを特徴とする、バッテリー管理回路。
請求項１記載のバッテリー管理回路において、該第２検出結果が、該電源管理モードが充電モードであることを示すとき、該調整回路は該第１バッテリーユニットと該第２バッテリーユニット中の比較的低い電圧を有するバッテリーユニットの電圧を上げることで、該設定電圧条件を満たすことを特徴とする、バッテリー管理回路。
請求項１記載のバッテリー管理回路において、該第２検出結果が、該電源管理モードが放電モード或いはアイドルモードであることを示すとき、該調整回路は該第１バッテリーユニットと該第２バッテリーユニット中の比較的高い電圧を有するバッテリーユニットの電圧を下げることで、該設定電圧条件を満たすことを特徴とする、バッテリー管理回路。
請求項１記載のバッテリー管理回路において、該調整回路は、
第１スイッチユニットであって、該第１バッテリーユニットに接続されて、該第１検出結果に基づいて選択的に導通する、上記第１スイッチユニットと、
第２スイッチユニットであって、該第２バッテリーユニットに接続されて、該第１検出結果に基づいて選択的に導通する、上記第２スイッチユニットと、
を包含することを特徴とする、バッテリー管理回路。
請求項６記載のバッテリー管理回路において、該第１検出結果が、該電圧関係が該設定電圧条件を満たすことを示すとき、該第１スイッチユニットと該第２スイッチユニットはいずれも導通させられることを特徴とする、バッテリー管理回路。
請求項７記載のバッテリー管理回路において、該第１スイッチユニットと該第２スイッチユニットの中の各一つのスイッチユニットは、第１スイッチ素子と第２スイッチ素子を包含し、該第１スイッチ素子と該第２スイッチ素子は相互に接続され、該第１検出結果は該電圧関係が該設定電圧条件を満たすことを示すとき、該第１スイッチユニットと該第２スイッチユニットの中の各一つのスイッチユニットの該第１スイッチ素子と該第２スイッチ素子はいずれも導通させられることを特徴とする、バッテリー管理回路。
請求項６記載のバッテリー管理回路において、該第１検出結果が、該電圧関係が該設定電圧条件を満たさないことを示すとき、該第１スイッチユニットと該第２スイッチユニットの中の各一つのスイッチユニットはまた、該バッテリー装置の当時の電源管理モードにより選択的に導通させられることを特徴とする、バッテリー管理回路。
請求項９記載のバッテリー管理回路において、該電源管理モードが充電モードとされるとき、該第１スイッチユニットは導通させられ、該第１バッテリーユニットの電圧を調整し、該第２スイッチユニットは導通させられず、該電源管理モードが放電モード或いはアイドルモードとされるとき、該第１スイッチユニットは導通させられず、該第２スイッチユニットは導通させられて、該第２バッテリーユニットの電圧を調整することを特徴とする、バッテリー管理回路。
請求項１０記載のバッテリー管理回路において、該第１スイッチユニットと該第２スイッチユニットの中の各一つのスイッチユニットは、第１スイッチ素子と第２スイッチ素子を包含し、該第１スイッチ素子と該第２スイッチ素子は相互に接続され、該電源管理モードが該充電モードとされるとき、該第１スイッチユニットと該第２スイッチユニットの中の各一つのスイッチユニットの該第１スイッチ素子はいずれも導通させられ、該第１スイッチユニットの該第２スイッチ素子は導通させられ、該第２スイッチユニットの該第２スイッチ素子は切断され、該電源管理モードが該放電モード或いは該アイドルモードとされるとき、該第１スイッチユニットと該第２スイッチユニットの中の各一つのスイッチユニットの該第２スイッチ素子はいずれも導通させられ、該第２スイッチユニットの該第１スイッチ素子は導通させられ、該第１スイッチユニットの該第１スイッチ素子は切断されることを特徴とする、バッテリー管理回路。