电源电路、电源电路控制方法和使用电源电路的电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种能够提高化学电池使用效率的电源电路。当一个电容器的电压高于参考电压，并且当通过转换负载电流获得的电压低于另一参考电压时，把电压从化学电池提供到电容器，致使电容器充电，并把电压以及积累在电容器中的电能提供到负载。当通过负载电流的转换获得的电压高于另一参考值时，仅把积累在电容器中的电能提供到负载。当电容器的电压低于参考电压，并且通过负载电流的转换获得的电压低于另一参考值时，把限制为预定水平的电流从化学电池提供到电容器，并且把化学电池的电压提供到负载上。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用化学电池的电源电路，更具体地讲，涉及适合于在向功率消耗间歇变化的负载(例如，内置于便携蜂窝电话中的用于发射无线电波的功率放大器)提供电力时使用的电源电路，和一种控制电源电路的方法，以及使用上述电源电路的电子装置。本申请要求2000年10月18日申请的第2000-318310号日本专利申请的优先权，该专利申请结合于此作为参考。如图5中所示，这种类型的惯用电源电路包括一个化学电池1，和一个与化学电池1并联连接的电容器2，以及一个与化学电池1和电容器2连接的负载L。化学电池1是由例如诸如镍-镉电池、镍-氢电池、或锂离子电池之类的二次电池，或碱性原电池构成的。这种化学电池1存储预定量的能量，根据存储的能量产生电动势(即，电压V1)，并把它提供给负载L。化学电池1具有内部阻抗1a。电容器2是由例如一种双电荷层电容器构成的，并且被化学电池1的电压V1充电，从而积累电能，然后把积累的电能提供给负载L。电容器2具有内部阻抗2a。负载L例如是一个镶嵌在便携蜂窝电话之类的装置中的、用于发射无线电波的功率放大器，它的功率消耗间歇地改变，并且其中有脉冲式负载电流IL流过。图6是解释图5惯用电源电路的操作的时序图，其中电流或电压在作图中作为纵坐标，而时间作为横坐标。参考图6说明图5的电源电路的操作。在时间t1，负载电流IL瞬时增大，并且化学电池1的电压V1从电压电平Va降低到电压电平Vb。在这点，电源电路的内部阻抗Z由下式给出Z＝R1×R2/(R1+R2)其中R1代表内部阻抗1a的值，R2代表内部阻抗2a的值。内部阻抗Z小于内部阻抗1a的值R1。因此，电压Vb的降低率低于在电源电路仅由化学电池1构成时发生的电压Vc的降低速率。在时间t2，脉冲式负载电流IL瞬时减小，电压V1从电压电平Vb返回到电压电平Va。电容器2的电压V2以与电压V1相同的方式改变。因此，当把电容器2并联连接到化学电池1时，由于电压Vb的降低率低于电压Vc的降低速率，所以使得每次充电化学电池1可以被使用的时间比电源电路仅由化学电池1构成的情况下更长。此外，当化学电池1是由内部阻抗比较高的碱性原电池构成时，使得化学电池1的寿命比电源电路仅由化学电池1构成的情况下更长。但是，上述惯用电源电路具有以下问题。即，在一个具有图5中所示电源电路的电子装置中，由于对化学电池1的剩余容量的判断是根据电压V1的压降作出的，因而在一些情况下，甚至根据电压V1中的瞬时电压降也可能作出化学电池1没有剩余容量的判断。但是，当化学电池1是由例如碱性原电池构成的时候，即使在一个电子装置中判断化学电池1没有剩余容量，在一些情况下，该化学电池1仍能够在另一个电子装置中使用。这种现象表明化学电池1没有完全用尽它的容量。结果，化学电池1的放电深度(放电容量与额定容量的比率)仍然很浅的状态下，化学电池1被判断为达到其寿命终点，因而造成化学电池1电能使用效率降低。另一方面，当化学电池1是由例如镍-镉电池、镍-氢电池或锂离子电池之类的二次电池构成时，存在着如下问题如果化学电池1尚未完全用完容量，那么每次化学电池1充电后可以被使用的时间变得大大短于最初化学电池1的容量可以提供的可用时间。此外，当把电容器2并联连接到化学电池1时，如果电容器2还没有充电，那么由于一个大的瞬时起峰电流从化学电池1流入电容器2，在一些情况下会发生烧毁用于连接化学电池1与电容器2的布线线路、和/或化学电池1和电容器2的退化等问题。特别是，当化学电池1是由其中嵌入了电流控制电路的锂离子二次电池构成时，在电流控制电路中将产生故障。专利技术综述由于上述原因，本专利技术的一个目的是要提供能够提高化学电池中电能使用效率和即使在把没有充电的电容器并联连接到化学电池时也能防止瞬时起峰电流从化学电池流入电容器的电源电路，和一种控制上述电源电路的方法，以及一种使用该电源电路的电子装置。根据本专利技术的第一方面，提供了一个电源电路，包括用于存储预定量的能量化学电池，其根据能量产生电动势，和把电动势提供给负载；电容器，通过化学电池产生的电动势充电和积累电能并把积累的电能提供给负载；控制部分；和其中，当电容器的电压高于第一参考值时和当流过负载的负载电流小于第二参考值时，控制部分把化学电池产生的电压从化学电池施加到电容器，以给电容器充电，并同时把化学电池产生的电动势和积累在电容器上的电能提供给负载，并且，在负载电流大于第二参考值时，仅把电容器中积累的电能提供到负载，在电容器电压低于第一参考值和流过负载的负载电流小于第二参考值时，把限制为预定水平的电流从化学电池提供到电容器，给电容器充电，和把化学电池产生的电动势提供给负载。在上述电源电路中，一种优选的模式是其中控制部分包括电容器电压检测单元，电容器电压检测单元将电容器的电压与第一参考值比较，当电容器电压低于第一参考值时，输出有效模式的第一检测信号，当电容器的电压高于第一参考值时，输出无效模式的第一检测信号；负载电流检测单元，负载电流检测单元检测负载电流，当负载电流高于第二参考值时，输出有效模式的第二检测信号，当负载电流小于第二参考值时，输出无效模式的第二检测信号；和供电和充电单元，其在第一检测信号是无效模式并且第二检测信号是无效模式时，把化学电池产生的电压从化学电池提供到电容器，给电容器充电，并同时把化学电池产生的电动势和积累在电容器中的电能提供到负载，当第二检测信号处于有效模式时，仅把电容器中积累的电能提供到负载，当第一检测信号处于有效模式并且第二检测信号处于无效模式时，把限制为一预定水平的电流从化学电池提供到电容器，给电容器充电，并且同时把化学电池产生的电动势提供给负载。一种优选模式可以是，其中电容器是由一个双电荷层电容器构成的，其内部阻抗低于化学电池的内部阻抗。此外，一种优选模式可以是，其中，在仅把电容器中积累的电能提供到负载时，电容器存储了超过在第二检测信号为有效模式时负载消耗的电能的电能。根据本专利技术的第二方面，提供了一种控制电源电路的方法，该电源电路具有用于存储预定能量以根据能量产生电动势并把电动势提供给负载的化学电池，由化学电池产生的电动势充电和积累电能并把积累的电能提供给负载的电容器，以及控制部分，该方法包括如下步骤在电容器的电压高于第一参考值并且流过负载的负载电流小于第二参考值时，利用控制部分把化学电池产生的电压从化学电池施加到电容器，给电容器充电，并同时把化学电池产生的电动势和电容器中积累的电能提供给负载，当负载电流大于第二参考值时，仅把积累在电容器中的电能提供到负载，和当电容器的电压低于第一参考值和当流过负载的负载电流小于第二参考值时，把限制为一预定水平的电流从化学电池施加到电容器给电容器充电，和把化学电池产生的电动势提供给负载。根据本专利技术的第三方面，提供了一种控制电源电路的方法，该电源电路具有用于存储预定能量以根据能量产生电动势并且把电动势提供给负载的化学电池，由化学电池产生的电动势充电和积累电能并且把积累的电能施加到负载的电容器，和控制部分，该方法包括安装步骤，把电容器电压检测单元，负载电流检测单元，和供电和充电单元安装到控制单元中；电容器电压检测步骤，利用电容器电压检测单元，检测电容器的电压，将检测的电压与第一参考值比较，当电容器电压低于第一参考值时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源电路，包括： 用于存储预定能量的化学电池，其根据所述能量产生电动势和把所述电动势提供到负载； 电容器，其由所述化学电池产生的电动势充电和积累电能，并且把所述积累的电能提供给所述负载； 控制部分；和 其中，在所述电容器的电压高于第一参考值和当流过所述负载的负载电流小于第二参考值时，所述控制部分把所述化学电池产生的电压从所述化学电池施加到所述电容器，给所述电容器充电，并同时把所述化学电池产生的所述电动势和所述电容器中的所述积累电能提供到所述负载，在所述负载电流大于所述第二参考值时，仅把积累在所述电容器中的所述电能提供到所述负载，在所述电容器的电压低于所述第一参考值并且流过所述负载的所述负载电流小于所述第二参考值时，将其电平被限制为预定水平的电流从所述化学电池提供到所述电容器，给所述电容器充电，并且把所述化学电池产生的所述电动势提供给所述负载。

【技术特征摘要】
JP 2000-10-18 318310/20001.一种电源电路，包括用于存储预定能量的化学电池，其根据所述能量产生电动势和把所述电动势提供到负载；电容器，其由所述化学电池产生的电动势充电和积累电能，并且把所述积累的电能提供给所述负载；控制部分；和其中，在所述电容器的电压高于第一参考值和当流过所述负载的负载电流小于第二参考值时，所述控制部分把所述化学电池产生的电压从所述化学电池施加到所述电容器，给所述电容器充电，并同时把所述化学电池产生的所述电动势和所述电容器中的所述积累电能提供到所述负载，在所述负载电流大于所述第二参考值时，仅把积累在所述电容器中的所述电能提供到所述负载，在所述电容器的电压低于所述第一参考值并且流过所述负载的所述负载电流小于所述第二参考值时，将其电平被限制为预定水平的电流从所述化学电池提供到所述电容器，给所述电容器充电，并且把所述化学电池产生的所述电动势提供给所述负载。2.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述控制部分包括电容器电压检测单元，其把所述电容器的电压与所述第一参考值比较，当所述电容器的所述电压低于所述第一参考值时，输出有效模式的第一检测信号，当所述电容器的所述电压高于所述第一参考值时，输出无效模式的所述第一检测信号；负载电流检测单元，其检测所述负载电流，当所述负载电流大于所述第二参考值时，输出有效模式的第二检测信号，当所述负载电流小于所述第二参考值时，输出无效模式的所述第二检测信号；和供电和充电单元，其在所述第一检测信号为所述无效模式并且所述第二检测信号为所述无效模式时，将所述化学电池产生的电压从所述化学电池提供到所述电容器，给所述电容器充电，并同时把所述化学电池产生的所述电动势和所述电容器中的所述积累电能提供到所述负载，当所述第二检测信号为所述有效模式时，仅把所述电容器中的所述积累电能提供到所述负载，当所述第一检测信号为所述有效模式和所述第二检测信号为所述无效模式时，把限制为一预定水平的电流从所述化学电池提供到所述电容器，给所述电容器充电，并同时把所述化学电池产生的所述电动势提供给所述负载。3.根据权利要求1所述的电源电路，其中所述电容器是由双电荷层电容器构成的，其内部阻抗比所述化学电池的内部阻抗低。4.根据权利要求1所述的电源电路，其中，在仅把所述电容器中的所述积累电能提供到所述负载时，所述电容器存储了超过在所述第二检测信号为所述有效模式时所述负载消耗的电能的电能。5.一种控制电源电路的方法，该电源电路具有用于存储预定能量以根据所述能量产生电动势和把所述电动势提供给负载的化学电池；由所述化学电池产生的所述电动势充电和积累电能并...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木浩，
申请(专利权)人：NEC东金株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]