电源装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及包括多个电池串联连接而成的电池模块的电源装置。
【背景技术】
[0002]已知有在多个电容器中储存电荷，并将其用作为电子设备等的电力的电源装置。在上述电源装置中，具有如下问题:伴随电容器的充电状态的变动，输出电压发生变动。然后，为了在电容器的充电状态发生变动的情况下获得固定的输出电压，考虑使用例如公知的DC-DC转换器等开关电源。然而，若设置开关电源，则会因此而产生电力损耗，并且也可能导致电源装置的大型化及成本的大幅增加。
[0003]作为鉴于上述情况而不设置开关电源，以抑制伴随电容器的充电状态的变动而产生的输出电压的变动为目的的现有技术，已知有对多个电容器分别设置旁路电路，并根据电容器的充电状态切换多个电容器的连接的电源装置(例如参照专利文献I)。此外，以同样的目的已知有如下电源装置:设有从多个电容器的各连接点经由开关取出电力的多个中间抽头输出端子，根据电容器的电压变动控制各开关，来切换中间抽头输出端子(例如参照专利文献2)。
[0004]在上述那样结构的电源装置中，在该结构上产生多个电容器的充电状态变得不平衡的问题。作为以解决上述问题为目的的现有技术，已知有如下电源装置:例如设有从多个电容器的各连接点经由开关取出电力的多个抽头，充电时，根据充电器电压经由该抽头选择与充电器相连接的电容器(例如参照专利文献3)。此外，已知有具有同样的目的的如下电源装置:设有多个输出用电容器和调整用电容器，通过串联连接或切断输出用电容器和调整用电容器来调整输出电压，并且对不与输出用电容器相连接的状态的调整用电容器进行缓和充电，以抑制因自放电引起的电压下降(例如参照专利文献4)。
现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1:日本专利特开平10-108360号公报专利文献2:日本专利特开2009 - 213242号公报专利文献3:日本专利特开2011 - 55649号公报
专利文献4:日本专利特开2000 - 152495号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0006]例如对于设置于数据中心的服务器等装置，在停电时需要长时间提供电力的备用电源装置中，使用上述电容器的电源装置可能无法向装置提供充足的电力。为了能够利用使用电容器的电源装置来提供充足的电力，需要大量电容器，因此可能导致电源装置的大型化。因此，在上述那样用途的电源装置中，使用镍氢充电电池等充电电池的情况较多。
[0007]然而，在将上述现有技术的电源装置中的多个电容器全部置换成充电电池的情况下，由于多个充电电池的电池间的充电状态变得不平衡，因此充电时，若同时对多个充电电池进行充电，则有可能会导致一部分的电池变为过充电。并且，充电电池与电容器不同，有时会因过充电而产生充放电特性的劣化等。此外，若对于多个充电电池，根据各自的充电状态对各个充电电池进行充电，则有可能导致电路结构变得复杂，成本大幅增加，并且可能会导致充电时间大幅变长。
[0008]本发明是鉴于上述状况完成的，其目的在于，以低成本来提供一种能提供更多电力的电源装置。
解决技术问题所采用的技术手段
[0009]<本发明的第一方式>
本发明的第一方式的特征在于，包括:多个电池串联连接而成的电池模块；负极输出端子，该负极输出端子与所述电池模块的负极端子相连接；正极输出端子，该正极输出端子经由多个开关分别与所述电池模块的正极端子及规定的电池间的连接点相连接；输出电压检测电路，该输出电压检测电路对所述正极输出端子和所述负极输出端子之间的输出电压进行检测；充电电流调整电路，该充电电流调整电路对所述电池模块的充电电流进行调整；充电状态检测电路，该充电状态检测电路对所述电池模块的各电池的充电状态进行检测；以及控制装置，该控制装置对所述电池模块的充放电进行控制，所述控制装置包括:对多个所述开关进行控制以使得所述输出电压处于一定范围内的单元；以及基于所述电池模块的各电池的充电状态对所述充电电流调整电路进行控制的单元。
[0010]放电时，对多个开关进行控制使得输出电压处于一定范围内。更具体而言，选择闭合多个开关的某一个，以使得输出电压处于一定范围内。由此，能够以不设置开关电源的低成本的结构，将输出电压设在一定范围内而无论电池模块的充电状态如何。然而，由此电池模块的各电池的充电状态变得不平衡。因此，若在对电池模块进行充电时以固定的电流值进行恒电流充电，则可能会导致一部分电池变为过充电，从而产生充放电特性劣化等。该情况下，若例如无论电池模块的各电池的充电状态如何均统一地以较低的电流值进行恒电流充电，则降低了因过充电而导致的充放电特性劣化等的可能性。然而，这样的充电控制在使电池模块所有的电池均达到满充电之前需要花费相当多的时间，因此并不现实。
[0011]因此，本发明基于电池模块的各电池的充电状态来控制充电电流调整电路。也就是说，充电时，基于电池模块的各电池的充电状态来调整电池模块的充电电流的电流值。由此，能降低因对电池模块的一部分电池进行过充电而导致的充放电特性劣化等产生的可能性，并且能大幅缩短使电池模块成为满充电所需的时间。
[0012]由此，根据本发明的第一方式，可获得能以低成本来提供一种能提供更多电力的电源装置的作用效果。
[0013]〈本发明的第二方式〉
本发明的第二方式在上述本发明的第一方式中，其特征在于，所述控制装置包括:以所述电池模块的各电池的任一个均未达到满充电的情况为条件，以第一电流值对所述电池模块进行恒电流充电的单元；以及以所述电池模块的各电池的任一个达到了满充电的情况为条件，以比所述第一电流值要小的第二电流值对所述电池模块进行恒电流充电的单元。
[0014]由此，在充电时，在电池模块的各电池的任一个达到满充电之前，以第一电流值对电池模块进行恒电流充电。因此，能高速地对电池模块进行充电。此外，在电池模块的各电池的任一个达到满充电之后，以比第一电流值要小的第二电流值对电池模块进行恒电流充电。由此，对没有达到满充电的电池继续进行充电，并能降低已达到满充电的电池因过充电而导致充放电特性劣化等的可能性。
发明效果
[0015]根据本发明，能以低成本来提供一种能提供更多电力的电源装置。
【附图说明】
[0016]图1是图示出本发明所涉及的电源装置的结构的电路图图2是图示出控制装置的放电控制的步骤的流程图。
图3是图示出通过控制装置的放电控制而产生的输出电压的变化的时序图。
图4是图示出控制装置的充电控制的步骤的流程图。
图5是图示出通过控制装置的充电控制而产生的输出电压的变化的时序图。
【具体实施方式】
[0017]下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
另外，本发明并不特别限定于以下说明的实施例，当然可以在权利要求所记载的发明范围内进行各种变形。
[0018]<电源装置的结构>
参照图1对本发明所涉及的电源装置的结构进行说明。
图1是图示出本发明所涉及的电源装置的结构的电路图
[0019]本发明所涉及的电源装置包括电池模块10、放电电压调整电路20、充电电流调整电路30、输出电压检测电路40及控制装置50。
[0020]电池模块10通过多个电池串联连接而构成，包含以规定个数的电池单位构成的第一电池组11、第二电池组12、第三电池组13。构成第一电池组11、第二电池组12及第三电池组13的电池是能进行充放电的碱性蓄电池等充电电池，更具体而言，例如是镍氢充电电池。
[0021]此外，电池模块10包含作为“充电状态检测电路”的第一热敏电阻14、第二热敏电阻15、第三热敏电阻16。第一热敏电阻14检测第一电池组11的温度。第二热敏电阻15检测第二电池组12的温度。第三热敏电阻16检测第三电池组13的温度。第一热敏电阻14、第二热敏电阻15、第三热敏电阻16的输出信号输出至控制装置50。控制装置50根据第一热敏电阻14、第二热敏电阻15、第三热敏电阻16的输出信号来计算并求得第一电池组11、第二电池组12、第三电池组13的各个充电状态。
[0022]放电电压调整电路20包含三个放电用开关SWl?SW3、三个整流二极管Dl?D3、正极输出端子21、负极输出端子22。放电用开关SWl的一端与第一电池组11和第二电池组12之间的连接点相连接，另一端与整流二极管Dl的阳极端子相连接。放电用开关SW2的一端与第二电池组12和第三电池组13之间的连接点相连接，另一端与整流二极管D2的阳极端子相连接。放电用开关SW3的一端与电池模块10的正极端子(第三电池组13的正极)相连接，另一端与整流二极管D3的阳极端子相连接。正极输出端子21与整流二极管Dl?D3的阴极端子相连接。也就是说，正极输出端子21经由多个放电用开关SWl?SW3分别与电池模块10的正极端子、第一电池组11和第二电池组12之间的连接点、第二电池组12和第三电池组13之间的连接点相连接。负极输出端子22与电池模块10的负极端子(第一电池组13的负极)相连接。正极输出端子21和负极输出端子22连接有例如服务器装置等负载60。由控制装置50对放电用开关SWl?SW3进行开闭控制。
[0023]充电电流调整电路30是对电池模块10的充电电流进行调整的电路，包含两个充电用开关SW4、SW5、以及电流限制电阻R1。充电用开关SW4的一端与电池模块10的正极端子相连接，另一端与充电用电源70相连接。充电用开关SW5的一端与电池模块10的正极端子相连接，另一端与电流限制电阻Rl的一端相连接。电流限制电阻Rl的另一端与充电用电源70相连接。由控制装置50对充电用开关SW4、SW5进行开闭控制。
[0024]输出电压检测电路40是检测输出电压(正极输