电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电源装置。电源装置具备：内置串联连接了多个二次电池（３）的组合电池（１）和为该组合电池（１）充电的充电电路（９）。组合电池（１）具备：切断放电电流的放电电流切断ＦＥＴ（４）和若任一电池电压比最低电压还低，则将放电电流切断ＦＥＴ（４）从导通切换到截止的最低电压检测部（６）。充电电路（９）具备充电电流切换部（１０），其检测组合电池（１）的输出电压，切换充电电流，以便在输出电压比设定电压还高时进行主充电，在比设定电压还低时以比主充电还小的电流进行预充电。充电电流切换部（１０）在输入表示放电电流切断ＦＥＴ（４）的截止状态的截止信号的状态下，即使在组合电池（１）的输出电压比设定电压还高的状态也进行预充电。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括将多个二次电池串联连接的组合电池和对该组合电池充电的充电电路的电源装置。
技术介绍
图1示出了内置串联连接着的多个电池23的组合电池21的电路图。该组合电池21内置防止各电池23过放电的过放电保护电路26。过放电保护电路26检测各电池23的电压，如果任何一个电池的电压比最低电压还低，则将放电电流切断FET24切换为截止。由于切换为截止的放电电流切断FET24切断放电电流，故停止放电。该组合电池21连接到充电器22进行充电。充电电流通过放电电流切断FET24的寄生二极管25流到电池23。因为放电电流切断FET24在逆方向为并联连接寄生二极管25的等效电路，故即使可以切断顺向的电流，也不能切断逆向的电流。因此，放电电流切断FET24即使处于在截止状态下禁止放电的状态，也成为可以通过充电电流的状态，成为可以给组合电池21充电的状态。但是，寄生二极管的缺点是与电流沿顺向流过导通状态的FET的状态相比，电力损耗相当大。寄生二极管在沿顺向流过电流的状态下产生比较大的电压降。虽然寄生二极管的电力损耗与电压降和电流之积成比例增大，但寄生二极管的电压降比导通状态的放电电流切断FET大，寄生二极管的电力损耗变大。因此，如果在截止状态的FET中介由寄生二极管流过充电电流，以给组合电池充电，则FET的发热量显著变大。因此，会产生由给组合电池充电时的充电电流造成放电电流切断FET被热破坏或劣化等损害。然而，作为充电器，正在开发在充电前检测组合电池的输出电压，以输出电压的高低来控制充电电流的充电器。该充电器对于输出电压比设定电压还低的组合电池，不进行快速充电，而以小电流进行预充电，如果预充电后输出电压变得比设定电压还高，则切换到快速充电，以大电流进行充电。该充电器的特征是由于不以大电流对因输出电压低而有可能故障了的组合电池进行快速充电，故可安全地给组合电池充电。但是，如图1所示，即使为该充电器，若以各电池电压给将放电电流切断FET24切换为导通/截止的组合电池充电，则有时放电电流切断FET24在截止状态下开始快速充电。通常设定电压，以使FET充分导通之后才可以移动到快速充电。但是，会带来电池平衡崩溃的问题。例如，虽然任一个电池电压比最低电压还低，放电电流切断FET处于截止状态，但输出电压比开始快速充电的设定电压还高的组合电池从最初就被快速充电。任一个电池电压比最低电压还低的组合电池，输出电压比设定电压还低的可能性升高。但是，组合电池随着串联连接的二次电池的个数增多，一个电池的电压对输出电压的影响减小。因此，即使任一个电池电压比最低电压还低，组合电池整体的输出电压有时也比开始快速充电的设定电压还高。如果处于该状态的组合电池被快速充电，则处于截止状态的放电电流切断FET使充电电流流过寄生二极管。若寄生二极管中流过快速充电的大电流，则如前所述，放电电流切断FET的发热变大，成为热失控故障的原因。为了消除在放电电流切断FET的寄生二极管中因流过大电流而发热的弊端，正在开发将截止状态的放电电流切断FET切换到导通并进行快速充电的装置(参照专利文献1)。专利文献1特开2001-57743号公报该公报中记载的装置，在对使放电电流切断FET为截止状态的组合电池进行充电时，将放电电流切断FET从截止切换到导通并快速充电。由于在该状态下被快速充电的组合电池没有寄生二极管，而是介由导通状态的放电电流切断FET通电，故可以消除由寄生二极管造成的发热。由于与寄生二极管并联连接的导通状态的放电电流切断FET与寄生二极管相比，电压降很小，故电力消耗减少。但是，由于该装置是将截止状态的放电电流切断FET强制切换为导通状态并以大电流快速充电，故即使可以防止FET的发热，也不能安全地给所有的组合电池充电。这是因为对任何一个电池电压比最低电压还低的组合电池都以大电流进行快速充电的缘故。电池电压比最低电压还低的电池是异常电池或是深度放电过的电池中的一种。不是异常电池而仅仅是深度放电过的电池，若以小电流进行预充电，则使电池电压变得比最低电压还高。电池本身存在异常的电池，即使预充电，电池电压也不会变得比最低电压还高。因此，任何一个电池电压比最低电压还低的电池最初均以小电流预充电，确认了所有的电池电压均比最低电压还高后，也就是说在确认不是异常电池后可快速充电。但是，在充电时将放电电流切断FET强制从截止切换到导通并快速充电的装置，具有因对包含异常电池的组合电池快速充电而造成的不能安全充电的缺点。
技术实现思路
本专利技术是以进一步解决该缺点为目的而进行开发的。本专利技术的重要目的是提供一种由组合电池和充电电路组成的电源装置，该装置对包含异常电池或与其他电池相比电池电压低的电池的组合电池进行安全充电的同时，可有效防止由寄生二极管的发热造成的FET故障。本专利技术的电源装置具备内置串联连接了多个二次电池3的组合电池1、和为该组合电池充电的充电电路9。组合电池1具备与二次电池3串联连接并切断放电电流的放电电流切断FET4；和将各电池电压与最低电压比较，若任何一个电池电压比最低电压还低，则将放电电流切断FET4从导通切换到截止，以切断放电电流的最低电压检测部6。充电电路9具备充电电流切换部10，该充电电流切换部检测组合电池1的输出电压，切换充电电流，以便在输出电压比设定电压还高时进行主充电，在比设定电压还低时以比主充电还小的电流进行预充电。再者，组合电池1和充电电路9由将表示放电电流切断FET4的截止状态的截止信号传送到充电电流切换部10的信号线11连接，同时，充电电流切换部10在从信号线11输入截止信号的状态中，即使在组合电池1的输出电压比设定电压还高的状态下也要进行预充电。充电电流切换部10在组合电池1的输出电压比设定电压还高的状态中，而且从信号线11没有输入截止信号的状态下，可使组合电池1的充电状态成为主充电状态。充电电路2可将主充电中的充电电流设为0.5～4C，将预充电的充电电流设为主充电的充电电流未满值。组合电池1可具备相互串联连接而成的锂电池。而且，组合电池1可用作自行车的电动机驱动用或电动工具用。本专利技术的电源装置的特长是在对包含异常电池或与其他电池相比电池电压低的电池的组合电池进行安全充电的同时，可有效防止由寄生二极管的发热造成的FET故障。这是因为本专利技术的电源装置检测组合电池1的输出电压，由充电电路的充电电流切换部切换充电电流，以便在输出电压比设定电压还高时进行主充电，在比设定电压还低时以比主充电还小的电流进行预充电，该充电电流切换部在组合电池的任何一个电池电压比最低电压还低的状态下，即使在组合电池的输出电压比设定电压还高的状态下也可进行预充电。该结构的电源装置即使在组合电池的输出电压比设定电压还高的状态下，任何一个电池电压比最低电压还低的状态、即放电电流切断FET为截止的状态下不进行主充电，而是以比主充电还小的电流进行预充电。因此，可防止在截止状态的放电电流切断FET中流过大的充电电流，可有效防止主充电中的放电电流切断FET的热破坏。再者，本专利技术的电源装置在放电电流切断FET截止的状态下，不像现有的组合电池那样将放电电流切断FET从截止切换到导通并以大充电电流进行主充电，而是以比主充电还小的电流进行预充电。因此，对任何一个电池电压比最低电压还低的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源装置，其中具备：内置串联连接了多个二次电池（３）的组合电池（１）、和为该组合电池充电的充电电路（９），其特征在于，组合电池（１）具备：与二次电池（３）串联连接并切断放电电流的放电电流切断ＦＥＴ（４）；和将各电池电压与最低电压 进行比较，若任一个电池电压比最低电压还低则将放电电流切断ＦＥＴ（４）从导通切换到截止，以切断放电电流的最低电压检测部（６）；充电电路（９）具备充电电流切换部（１０），其检测组合电池（１）的输出电压，切换充电电流，以便在输出电压比设定 电压还高时进行主充电，在比设定电压还低时以比主充电还小的电流进行预充电。另外，组合电池（１）和充电电路（９）由将表示放电电流切断ＦＥＴ（４）的截止状态的截止信号传送到充电电流切换部（１０）的信号线（１１）连接，同时，充电电流切换部（ １０）在从信号线（１１）输入截止信号的状态中，即使在组合电池（１）的输出电压比设定电压还高的状态下也进行预充电。

【技术特征摘要】
JP 2003-12-26 2003-4342551.一种电源装置，其中具备内置串联连接了多个二次电池(3)的组合电池(1)、和为该组合电池充电的充电电路(9)，其特征在于，组合电池(1)具备与二次电池(3)串联连接并切断放电电流的放电电流切断FET(4)；和将各电池电压与最低电压进行比较，若任一个电池电压比最低电压还低则将放电电流切断FET(4)从导通切换到截止，以切断放电电流的最低电压检测部(6)；充电电路(9)具备充电电流切换部(10)，其检测组合电池(1)的输出电压，切换充电电流，以便在输出电压比设定电压还高时进行主充电，在比设定电压还低时以比主充电还小的电流进行预充电。另外，组合电池(1)和充电电路(9)由将表示放电电流切断FE...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉井干隆，山本洋由，山口昌男，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]