JP4407107B2 - Secondary battery serial connection device and control method for secondary battery connected in series - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直列接続された２次電池の制御を適切に行うための２次電池直列接続装置および直列接続された２次電池の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、携帯可能なようにされた電話端末装置やオーディオ再生装置、ノート型パーソナルコンピュータなどの普及により、充電可能な２次電池の重要性が増している。しかも、これらの携帯可能な機器の高機能化などにより、機器の消費電力が増加し、より長時間にわたり高出力を維持できることが求められている。一方で、２次電池は、構造的に、取り出せる最高の電圧値が決まっている。そのため、より高電圧が必要とされる場合は、数個乃至十数個の２次電池を直列接続することが行われる。
【０００３】
なお、２次電池は、近年では、リチウム・イオン電池やポリマー・リチウム電池といったリチウム系電池を用いるのが主流になりつつある。
【０００４】
２次電池を直列接続して用いる場合、電力の消費による電池容量の消耗などにより、接続された電池それぞれの出力電圧が異なり、電池バランスが崩れることがある。直列接続では、一方の電池の負極に他方の電池の正極が接続されるが、電池バランスが崩れると、出力電圧の高い電池から低い電池に対して、逆充電、すなわち極性の異なる電極による充電が起きてしまう。したがって、電池バランスが崩れた状態で放置しておくと、逆充電により出力電圧が低い方の電池が危険な状態になるおそれがある。
【０００５】
また、電池バランスが崩れた状態で、直列接続された２次電池に対して充電を行う場合にも、問題が生じる。例えば、共に容量が４．２Ｖの２次電池が２個、直列接続された電池パックに対して充電を行うことを考える。２個の２次電池のうち一方は、出力電圧が４．０Ｖに低下しているものとする。他方の電池の出力電圧は、４．２Ｖのままである。電池パック自体の出力電圧は、８．２Ｖとなっている。
【０００６】
充電器は、電池パック本来の出力電圧である８．４Ｖになるように、０．２Ｖ分が電池パックに充電されるように、充電を制御する。その結果、一方及び他方の電池にそれぞれ０．１Ｖずつが充電され、出力が低下していた一方の電池が４．１Ｖに、出力が低下していない他方の電池が４．３Ｖに、それぞれ充電される。したがって、他方の電池が本来の容量である４．２Ｖに対して過充電になってしまい、過充電された側が危険な状態になるおそれがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような、電池バランスが崩れることによる問題を防止するために、直列接続された２次電池それぞれの電池電圧を検出すると共に、検出された電圧に基づき電池バランスをとる必要がある。電池電圧の検出方法としては、直列接続された２次電池それぞれの電圧を単独で検出する方法と、２箇所以上で電圧値を計測し、計算により検出する方法とがある。
【０００８】
図３９は、従来技術による、直列接続された２次電池それぞれの電圧を検出し、電池バランスをとる一例の構成を示す。２次電池Ｅ３００およびＥ３０１が直列接続されている。これら２次電池Ｅ３００およびＥ３０１の電圧は、検出回路３００および３０１によりそれぞれ検出される。検出結果は、制御回路３０３にそれぞれ供給される。放電回路３０４および３０５は、制御回路３０３の制御に基づき、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１をそれぞれ放電させる。制御回路３０３の電源は、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１の直列接続の電圧出力を、電圧ダウン回路３０２で所定の電圧まで降下させることで得られる。電圧ダウン回路３０２は、電圧の安定化の役目も担っている。
【０００９】
図３９の構成では、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１の電圧を検出回路３００および３０１でそれぞれ検出し、検出結果に基づき制御回路３０３の制御により、放電回路３０４および３０５で２次電池Ｅ３００およびＥ３０１をそれぞれ放電させ、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１の電池バランスをとる。
【００１０】
この方法では、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１をそれぞれ放電させながら電池バランスをとるため、バランスが取れるまで時間がかかるという問題点があった。
【００１１】
図４０は、図３９における、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１のバランスをとるための一例の構成を概略的に示す。２次電池Ｅ３００に対して、スイッチＳＷ３０５を介して抵抗Ｒ３００が接続される。同様に、２次電池Ｅ３０１に対して、スイッチＳＷ３０６を介して抵抗Ｒ３０１が接続される。２次電池Ｅ３００およびＥ３０１のバランスをとるためには、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１それぞれの電圧を検出しつつスイッチＳＷ３０５およびＳＷ３０６を制御し、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１を抵抗Ｒ３００およびＲ３０１を用いて放電させる。この方法では、抵抗Ｒ３００およびＲ３０１による放電損失があるため、放電電流を大きくすることができず、２次電池Ｅ３００およびおよびＥ３０１のバランスを取るのに時間がかかる。
【００１２】
また、制御回路３０３の電源を、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１を直列させた出力を電圧ダウン回路３０２で降圧することで供給しているため、損失が多くなってしまうという問題点があった。
【００１３】
さらに、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１の電圧検出にも問題があった。図４１は、図３９の電圧検出部分を抜き出した図である。このように、従来の方法では、電圧を検出するための検出回路が検出回路３００および３０１というように、２個、用いられていた。そのため、検出回路３００および３０１の検出特性のバラツキが発生し、制御回路３０３による２次電池Ｅ３００およびＥ３０１の放電を正確に制御することができないという問題点があった。
【００１４】
また、この方法では、２次電池Ｅ３００の電圧を検出する際に、検出部分がアース電位から浮くことになる。そのため、２次電池Ｅ３０１の電圧が上乗せされた状態で２次電池Ｅ３００の電圧が検出されることになり、検出結果に誤差が生じてしまうという問題点があった。
【００１５】
これを避けるために、単独の検出回路で２次電池Ｅ３００およびＥ３０１の出力電圧をそれぞれ計測することも可能である。図４２は、単独の検出回路を用いた場合の構成を示す。２次電池Ｅ３００の電圧を検出するときには、スイッチＳＷ３００およびＳＷ３０２をオン、スイッチＳＷ３０１およびＳＷ３０３をオフとする。２次電池Ｅ３０１の電圧を検出するときには、ＳＷ３０１およびＳＷ３０３をオンとし、ＳＷ３００およびＳＷ３０２をオフとする。このようにスイッチを制御することで、単独の検出回路３０２により、２次電池Ｅ３００およびＥ３０１の電圧をそれぞれ検出することができる。
【００１６】
しかしながら、この方法でも、２次電池Ｅ３００の電圧を検出する際に、上述の図４１の構成の場合と同様に、検出部分がアース電位から浮き、２次電池Ｅ３０１の電圧が上乗せされた状態で２次電池Ｅ３００の電圧が検出されることになり、検出結果に誤差が生じてしまうという問題点があった。
【００１７】
したがって、この発明の目的は、直列接続された２次電池の制御を適切に行うことができる２次電池直列接続装置および直列接続された２次電池の制御方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、上述した課題を解決するために、直列接続された第１および第２の２次電池のうち、片側がアース電位に接続されない第１の２次電池と第１のコンデンサとを並列接続する第１の接続手段と、第１のコンデンサと片側がアース電位に接続された第２のコンデンサとを並列接続する第２の接続手段と、第１および第２の接続手段による接続のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段と、制御手段に電源を供給する回路電源供給手段とを有し、制御手段は、第１の２次電池と第１のコンデンサとが並列接続され第１のコンデンサが第１の２次電池により充電されるように、第１の接続手段をＯＮとするように制御し、第１のコンデンサが充電された場合に、第１のコンデンサと第２のコンデンサとが並列接続され第１のコンデンサに充電された電荷が第２のコンデンサに移動し、第２のコンデンサから電圧が取り出されるように、第１の接続手段をＯＦＦとするとともに第２の接続手段をＯＮとするように制御し、回路電源供給手段は、第２のコンデンサから取り出された電圧を電源電圧として用いる２次電池直列接続装置である。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、直列接続された第１および第２の２次電池のうち、片側がアース電位に接続されない第１の２次電池と第１のコンデンサとを第１の接続手段で並列接続する第１の接続のステップと、第１のコンデンサと片側がアース電位に接続された第２のコンデンサとを第２の接続手段で並列接続する第２の接続のステップと、第１および第２の接続手段による接続のＯＮ／ＯＦＦを制御手段により制御する制御のステップと、制御手段に電源を供給する回路電源供給のステップとを有し、制御のステップは、第１の２次電池と第１のコンデンサとが並列接続され第１のコンデンサが第１の２次電池により充電されるように、第１の接続手段をＯＮとするように制御し、第１のコンデンサが充電された場合に、第１のコンデンサと第２のコンデンサとが並列接続され第１のコンデンサに充電された電荷が第２のコンデンサに移動し、第２のコンデンサから電圧が取り出されるように、第１の接続手段をＯＦＦとするとともに第２の接続手段をＯＮとするように制御し、回路電源供給のステップは、第２のコンデンサから取り出された電圧を電源電圧として用いる直列接続された２次電池の制御方法である。
【００２８】
上述したように、請求項１または８に記載の発明は、直列接続された第１および第２の２次電池のうち、片側がアース電位に接続されない第１の２次電池と第１のコンデンサとが並列接続され、また、第１のコンデンサと片側がアース電位に接続された第２のコンデンサとが並列接続され、第２のコンデンサから電圧が取り出されるようにされているため、第１のコンデンサに並列接続された２次電池の出力電圧に対応する電圧を安定的に取り出すことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の第１の形態による２次電池電圧検出を行う一例の構成を示す。２次電池Ｅ１およびＥ２が直列接続され、２次電池Ｅ２の負極がアース電位に接続される。２次電池Ｅ１の正極がトランジスタなどの半導体によるスイッチング素子からなるスイッチＳＷ１の一方の端子に接続され、スイッチＳＷ１の他方の端子は、コンデンサＣ１の一方の端子に接続されると共に、スイッチＳＷ４およびスイッチＳＷ６の一方の端子にそれぞれ接続される。スイッチＳＷ４の他方の端子は、片側をアース電位に接続されたコンデンサＣ２に接続される。コンデンサＣ１の他方の端子は、スイッチＳＷ３を介してアース電位に接続される。
【００３４】
２次電池Ｅ１の負極および２次電池Ｅ２の正極の接続点がスイッチＳＷ６の他方の端子、スイッチＳＷ２およびＳＷ５の一方の端子にそれぞれ接続される。スイッチＳＷ２の他方の端子は、コンデンサＣ１およびスイッチＳＷ３の接続点に接続される。スイッチＳＷ５の他方の端子は、スイッチＳＷ４およびコンデンサＣ２の接続点に接続される。
【００３５】
コンデンサＣ２の両端が電池電圧検出・回路電源供給部１０に接続される。すなわち、電池電圧検出・回路電源供給部１０の検出端子がスイッチＳＷ４およびコンデンサＣ２の接続点に接続され、アース端子がアース電位に接続される。
【００３６】
この図１に示される構成によれば、スイッチＳＷ１〜ＳＷ６のオン／オフを適切に制御することで、２次電池Ｅ１に関して、２次電池Ｅ１とコンデンサＣ１とを他と独立させて並列接続可能にされ、さらに、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２とを他と独立させて並列接続することが可能とされる。一方、２次電池Ｅ２については、他と独立させてコンデンサＣ１およびＣ２とそれぞれ並列接続することが可能とされる。
【００３７】
したがって、２次電池Ｅ１とコンデンサＣ１とを並列接続して、コンデンサＣ１を２次電池Ｅ１の出力電圧により充電し、その後、コンデンサＣ１とＣ２とを並列接続することで、コンデンサＣ１によりコンデンサＣ２が充電される。この充電によりコンデンサＣ１およびＣ２の電荷が平衡された後に、コンデンサＣ２の両端の電位を検出する。検出されたコンデンサＣ２の電位に基づき、２次電池Ｅ１の出力電圧を求めることができる。コンデンサＣ２は、一端がアース電位に接続されているため、電位の検出を安定的に行うことができる。
【００３８】
すなわち、２次電池Ｅ１の電圧を求めるときには、先ず、スイッチＳＷ１およびＳＷ２をオン、他のスイッチＳＷ３およびＳＷ４をオフにする。なお、スイッチＳＷ５およびＳＷ６は、常時オフである。コンデンサＣ１が２次電池Ｅ１により充電されたら、スイッチＳＷ１およびＳＷ２をオフ、スイッチＳＷ３およびＳＷ４をオンにする。コンデンサＣ１およびＣ２の平衡が取れたら、スイッチＳＷ３をオフにして、電池電圧検出／回路電源供給部１０によりコンデンサＣ２の電位を検出する。検出後は、例えば電池電圧検出／回路電源供給部１０により、コンデンサＣ２を放電させる。
【００３９】
２次電池Ｅ２についても、同様である。すなわち、２次電池Ｅ２とコンデンサＣ１とを並列接続して上述と同様の処理を行い、コンデンサＣ２の電位を検出することで、２次電池Ｅ２の出力電圧を求めることができる。
【００４０】
すなわち、２次電池Ｅ２の電圧を求めるときには、先ず、スイッチＳＷ１およびＳＷ２、ならびに、スイッチＳＷ５およびＳＷ４をオフ、スイッチＳＷ３およびＳＷ４をオンにする。コンデンサＣ１が２次電池Ｅ２により充電されたら、スイッチＳＷ６をオフ、スイッチＳＷ４をオンとする。コンデンサＣ１およびＣ２の平衡が取れたら、スイッチＳＷ３をオフにして、電池電圧検出／回路電源供給部１０によりコンデンサＣ２の電位を検出する。検出後は、例えば電池電圧検出／回路電源供給部１０により、コンデンサＣ２を放電させる。
【００４１】
なお、２次電池Ｅ２は、負極がアース電位に接続されているため、スイッチＳＷ５のみをオンとしてコンデンサＣ２を充電し、その後、スイッチＳＷ５をオフにして、電圧検出／回路電源供給部１０によりコンデンサＣ２の電位を検出してもよい。このとき、スイッチＳＷ６、ＳＷ２を用いてコンデンサＣ１を予め放電させておき、スイッチＳＷ５をオンとしてコンデンサＣ２を充電した後にスイッチＳＷ５をオフ、スイッチＳＷ３およびＳＷ４をオンとしてコンデンサＣ２およびＣ１の平衡を取って、コンデンサＣ２の電位を検出するようにしてもよい。
【００４２】
この発明では、このように、２次電池の出力電圧をコンデンサに充電される電荷に変換し、その電荷を、片側がアース電位に接続された他のコンデンサにさらに移動させる。そして、当該他のコンデンサの電位を検出することで、２次電池の出力電圧を求めている。そのため、直列接続された２次電池のうちアース電位に接続されていない側の２次電池の出力電圧を、安定的に求めることができる。
【００４３】
また、直列接続された２次電池Ｅ１およびＥ２それぞれの出力電圧は、電池電圧検出／回路電源供給部１０により共通して求められる。そのため、２次電池Ｅ１およびＥ２の出力電圧それぞれの出力電圧を、少ない誤差で求めることができる。
【００４４】
さらに、図１には示されていないが、上述のようにして、直列接続された２次電池Ｅ１およびＥ２のそれぞれについて検出された出力電圧に基づき、２次電池Ｅ１およびＥ２の放電および充電を制御することで、２次電池Ｅ１およびＥ２の電池バランスを取ることができる。
【００４５】
なお、図１では、２個の２次電池Ｅ１およびＥ２が直列接続された例について説明したが、これはこの例に限定されない。すなわち、直列接続される２次電池の数が３個以上になっても、この実施の第１の形態を適用することができる。
【００４６】
図２は、この発明の実施の第１の形態の変形例による２次電池電圧検出を行う一例の構成を示す。この図２の構成においては、図１を用いて上述した実施の第１の形態による充電装置から、スイッチＳＷ６が省略されている。なお、図２において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４７】
この図２に一例が示される構成では、スイッチＳＷ１およびＳＷ２のみをオンとすると、２次電池Ｅ１およびコンデンサＣ１が並列接続される。スイッチＳＷ３およびＳＷ４のみをオンとすると、コンデンサＣ１およびＣ２が並列接続される。スイッチＳＷ５のみをオンとすると、２次電池Ｅ２およびコンデンサＣ２が並列接続される。
【００４８】
先ず、２次電池Ｅ１の出力電圧を求める場合について説明する。先ず、スイッチＳＷ１およびＳＷ２をオン、他のスイッチすなわちスイッチＳＷ３、ＳＷ４およびＳＷ５をオフにする。すると、２次電池Ｅ１およびコンデンサＣ１が並列接続され、２次電池Ｅ１の出力電圧によりコンデンサＣ１が充電される。コンデンサＣ１が完全に充電されると、スイッチＳＷ１およびＳＷ２がオフ、スイッチＳＷ３およびＳＷ４がオンにされる。スイッチＳＷ５はオフのままである。コンデンサＣ１およびＣ２が並列接続され、コンデンサＣ１およびＣ２が平衡状態となるまで、コンデンサＣ１の電荷によりコンデンサＣ２が充電される。
【００４９】
この、２次電池Ｅ１およびコンデンサＣ１の並列接続と、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２の並列接続の動作を繰り返すことで、コンデンサＣ２の電位が２次電池Ｅ１の出力電圧と略等しくなる。このことについて、概略的に説明する。例えば、コンデンサＣ１およびＣ２の容量が等しく、共にＣであるとする。また、コンデンサＣ２には、最初、電荷は充電されていないものとする。
【００５０】
最初の２次電池Ｅ１（出力電圧をＥとする）による充電で、Ｃ×Ｅ＝Ｑの電荷がコンデンサＣ１に充電される。ここで、コンデンサＣ１およびＣ２を並列接続することで、コンデンサＣ１およびＣ２の電位が同電位Ｅ’になるように電荷が移動され、平衡が取られる。電荷Ｑの総量には変化は無いため、Ｑ＝ＣＥ’（コンデンサＣ１）＋ＣＥ’（コンデンサＣ２）であり、コンデンサＣ１およびＣ２それぞれに充電される電荷は、Ｑ／２となる。
【００５１】
次に、コンデンサＣ１およびＣ２を切り離すと共に、コンデンサＣ１を２次電池Ｅ１と並列接続させる。すると、コンデンサＣ１には、電荷がＣ×Ｅ＝Ｑとなるように再び充電される。この状態で、コンデンサＣ１を２次電池Ｅ１との並列接続からコンデンサＣ２との並列接続に切り換える。コンデンサＣ２には、上述した、前回の動作により既にＱ／２の電荷が充電されているため、コンデンサＣ１およびコンデンサＣ２全体の電荷は、Ｑ＋Ｑ／２となる。この電荷に基づきコンデンサＣ１およびＣ２が同電位となるようにコンデンサＣ１およびＣ２間で平衡が取られ、コンデンサＣ１およびＣ２それぞれの電荷は、３／４×Ｑとなる。
【００５２】
この動作を繰り返すことで、コンデンサＣ２に充電される電荷は、次第にＱに近づくことになり、コンデンサＣ２の電位が２次電池Ｅ１の出力電圧と略等しくなる。したがって、コンデンサＣ２の電位を電圧検出器１１で検出することで、２次電池Ｅ１の出力電圧を検出するのと同等な結果を得ることができる。なお、コンデンサＣ２の電位の検出の際には、少なくともスイッチＳＷ４およびＳＷ５をオフにするとよい。
【００５３】
実際には、スイッチ制御により並列接続されたコンデンサＣ１およびＣ２の平衡が取れたときに電圧検出器１１でコンデンサＣ２の電位を検出する動作を、上述の動作の繰り返し毎に行い、コンデンサＣ２の電圧に変化が無くなったタイミングで検出されたコンデンサＣ２の電位を、２次電池Ｅ１の出力電圧であるとする。これに限らず、予めコンデンサＣ２の電位が略飽和する繰り返し回数を求めておき、この繰り返し回数を超えたときのコンデンサＣ２の電位を２次電池Ｅ１の出力電圧としてもよい。
【００５４】
ここでは、コンデンサＣ１およびＣ２の容量を等しいとして説明したが、コンデンサＣ１およびＣ２の容量が異なっていても、上述の動作は成り立つことは明らかである。
【００５５】
一方、２次電池Ｅ２の出力電圧を求める際には、先ず、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３およびＳＷ４をオフ、スイッチＳＷ５をオンにし、２次電池Ｅ２およびコンデンサＣ２を並列接続する。２次電池Ｅ２の出力電圧によりコンデンサＣ２が充電されたら、スイッチＳＷ５をオフにして、電圧検出器１１でコンデンサＣ２の電位を検出する。検出されたコンデンサＣ２の電位が２次電池Ｅ２の出力電圧に対応する。
【００５６】
上述した図１の構成では、コンデンサＣ１およびＣ２の電荷を平衡させて、コンデンサＣ２の電位を検出していた。すなわち、例えばコンデンサＣ１およびＣ２の容量が同一であれば、コンデンサＣ２の電位は、求める２次電池Ｅ１や２次電池Ｅ２の出力電圧の１／２の値となるはずである。しかしながら、実際には、コンデンサＣ１やＣ２の容量のバラツキなどにより、上述の１／２の値に対して誤差が生じてしまう。
【００５７】
この実施の第１の形態の変形例の構成では、コンデンサＣ１およびＣ２の容量とは無関係に２次電池Ｅ１およびＥ２の出力電圧を検出できるという利点がある。また、２次電池Ｅ１およびＥ２の出力電圧の検出を、共通の電圧検出器１１により行うので、２次電池Ｅ１およびＥ２それぞれの検出結果のバラツキが小さくなるという利点がある。
【００５８】
図３は、上述の図２におけるスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の一例の動作タイミングを示すタイムチャートである。２次電池Ｅ１によるコンデンサＣ１の充電が終了すると、スイッチＳＷ１およびＳＷ２がオフされ、スイッチＳＷ３およびＳＷ４がオンされる。このとき、スイッチＳＷ３およびＳＷ４のオンのタイミングは、図３に一例が示されるように、スイッチＳＷ１およびＳＷ２がオフされてから所定の時間ΔＴだけ遅らされる。同様に、スイッチＳＷ３およびＳＷ４がオフされてΔＴだけ遅らされて、スイッチＳＷ５がオンされる。
【００５９】
このように、スイッチのオフから次のスイッチのオンまでの間にΔＴの遅延を設け、スイッチのオン状態がタイミング的に重ならないようにすることで、コンデンサに対して電荷が急激に流れ込むのを防ぐことができる。このスイッチオン／オフのタイミング制御は、後述する各例において同様に適用される。
【００６０】
図４は、図３の制御を行う際の一例の動作を示すフローチャートである。スイッチＳＷ１およびＳＷ２がオンされた状態（Ｓ４０）からオフに制御が切り替わる。スイッチＳＷ１およびＳＷ２のオフ状態が検出されたら（Ｓ４１）、時間ΔＴ後に、スイッチＳＷ３およびＳＷ４がオン制御される（Ｓ４２）。スイッチＳＷ３およびＳＷ４がオンのときは、スイッチＳＷ５はオフとされる。スイッチＳＷ３およびＳＷ４がオフ制御に切り替えられ、スイッチＳＷ３およびＳＷ４のオフ状態が検出されたら（Ｓ４３）、時間ΔＴ後にスイッチＳＷ５がオン制御される（Ｓ４５）。スイッチＳＷ５がオフに切り替えられ、スイッチＳＷ５のオフ状態が検出されたら（Ｓ４６）、動作はステップＳ４０に戻され、時間ΔＴ後にスイッチＳＷ１およびＳＷ２がオン制御される。このように、あるシーケンスでスイッチがオンしてオフされたことが確認されたら、次のスイッチのオン制御を行う。
【００６１】
上述の図２では、２個の２次電池Ｅ１およびＥ２が直列接続された例について説明したが、これはこの例に限定されない。すなわち、直列接続される２次電池の数が３個以上になっても、この実施の第１の形態の変形例を適用することができる。
【００６２】
図５は、３個の２次電池Ｅ１１、Ｅ１２およびＥ１３が直列接続された場合の、直列接続された２次電池の電池電圧を検出する一例の構成を示す。この図５にに一例が示される構成では、スイッチＳＷ１１およびＳＷ１２のみをオンとすると、２次電池Ｅ１１およびコンデンサＣ１１が並列接続される。スイッチＳＷ１３およびＳＷ１４のみをオンとすると、２次電池Ｅ１２およびコンデンサＣ１２が並列接続される。スイッチＳＷ１５のみをオンとすると、２次電池Ｅ１３およびコンデンサＣ１３が並列接続される。スイッチＳＷ１６およびＳＷ１９のみをオンとすると、コンデンサＣ１１およびＣ１３が並列接続される。スイッチＳＷ１７およびＳＷ１８のみをオンとすると、コンデンサＣ１２およびＣ１３が並列接続される。
【００６３】
２次電池Ｅ１１の出力電圧を検出する場合は、先ず、スイッチＳＷ１６およびＳＷ１９をオフ、スイッチＳＷ１１およびＳＷ１２をオンに制御することで２次電池Ｅ１１およびコンデンサＣ１１を並列に接続してコンデンサＣ１１を充電し、次いでスイッチＳＷ１１およびＳＷ１２をオフ、スイッチＳＷ１６およびＳＷ１９をオンに制御してコンデンサＣ１１およびコンデンサＣ１３を並列接続し、コンデンサＣ１１およびＣ１３間で電荷を移動させて平衡を取る。この動作を繰り返し、コンデンサＣ１３の電位が２次電池Ｅ１１の出力電圧と略等しくなったところで、スイッチＳＷ１６およびＳＷ１９をオフにし、コンデンサＣ１３の電位を電圧検出器１２で検出する。
【００６４】
なお、２次電池Ｅ１１の出力電圧の検出動作中は、スイッチＳＷ１３、ＳＷ１４、ＳＷ１５、ＳＷ１７およびＳＷ１８は、オフ状態に制御される。
【００６５】
２次電池Ｅ１２の出力電圧を検出する場合は、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１５、ＳＷ１６およびＳＷ１９をオフ状態に制御する。その状態で、先ず、スイッチＳＷ１７およびＳＷ１８をオフ、スイッチＳＷ１３およびＳＷ１４をオンに制御することで２次電池Ｅ１２およびコンデンサＣ１２を並列に接続してコンデンサＣ１２を充電し、次いでスイッチＳＷ１３およびＳＷ１４をオフ、スイッチＳＷ１７およびＳＷ１８をオンに制御してコンデンサＣ１２およびコンデンサＣ１３を並列接続し、コンデンサＣ１２およびＣ１３間で電荷を移動させて平衡を取る。この動作を繰り返し、コンデンサＣ１３の電位が２次電池Ｅ１２の出力電圧と略等しくなったところで、スイッチＳＷ１７およびＳＷ１８をオフにし、コンデンサＣ１３の電位を電圧検出器１２で検出する。
【００６６】
２次電池Ｅ１３の出力電圧を検出する場合には、スイッチＳＷ１５のみをオン、スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、ＳＷ１３、ＳＷ１４、ＳＷ１６、ＳＷ１７、ＳＷ１８およびＳＷ１９を全てオフとして、２次電池Ｅ１３およびコンデンサ１３を並列接続する。コンデンサ１３が２次電池Ｅ１３の出力電圧により充電されたら、スイッチＳＷ１５をオフにして、電圧検出器１２によりコンデンサＣ１３の電位を検出する。
【００６７】
このようにして、スイッチ制御により、負極がアース電位に接続されていない２次電池とコンデンサとの並列接続をそれぞれ構成すると共に、当該コンデンサと、電位検出のために電圧検出器の直前に設けられたコンデンサとの並列接続をそれぞれ構成する。このようにすることで、３個以上の２次電池が直列接続された場合でも、この発明を適用することができる。
【００６８】
次に、この発明の実施の第２の形態について説明する。この発明の実施の第２の形態は、直列接続された複数の２次電池間で、電池バランスを取る方法に関するものである。例えば直列接続された２個の２次電池の電池バランスが崩れている場合、電池容量の大きい方の２次電池から小さい方の２次電池へと充電すればよい。上述したようにして、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧すなわち電池容量を検出し、検出結果に基づき２次電池それぞれの放電および充電を制御することで、電池バランスを取る。
【００６９】
図６は、直列接続された２個の２次電池Ｅ２１およびＥ２２の電池バランスを取る一例の構成を示す。なお、この図６の構成は、上述した図２の検出系の構成と共に用いられるものであるが、ここでは、繁雑さを避けるために、検出系の構成を省略する。
【００７０】
２次電池Ｅ２１の負極および２次電池Ｅ２２の正極が接続され、これら２次電池Ｅ２１およびＥ２２が直列接続される。２次電池Ｅ２１の正極がスイッチＳＷ２１の一方の端子に接続され、スイッチＳＷ２１の他方の端子がコンデンサＣ２１の一方の端子およびスイッチＳＷ２７の一方の端子にそれぞれ接続される。スイッチＳＷ２７の他方の端子がスイッチＳＷ２６の一方の端子に接続されると共に、スイッチＳＷ２２およびＳＷ２３の一方の端子、ならびに、２次電池Ｅ２１およびＥ２２の接続点にそれぞれ接続される。
【００７１】
スイッチＳＷ２６の他方の端子は、コンデンサＣ２２の一方の端子およびスイッチＳＷ２４の他方の端子に接続される。コンデンサＣ２２の他方の端子がスイッチＳＷ２３の他方の端子に接続される。２次電池Ｅ２１およびスイッチＳ２１の接続点がスイッチＳＷ２５を介してコンデンサＣ２２およびスイッチＳＷ２３の接続点に接続される。２次電池Ｅ２２およびスイッチＳＷ２４の接続点がスイッチＳＷ２８を介してコンデンサＣ２１およびスイッチＳＷ２２の接続点に接続される。
【００７２】
すなわち、この図６の構成では、スイッチＳＷ２１およびＳＷ２２のみをオンとすると、２次電池Ｅ２１およびコンデンサＣ２１が並列接続される。スイッチＳＷ２５およびＳＷ２６のみをオンとすると、２次電池Ｅ２１およびコンデンサＣ２２が並列接続される。スイッチＳＷ２７およびＳＷ２８のみをオンとすると、２次電池Ｅ２２およびコンデンサＣ２１が並列接続される。スイッチＳＷ２３およびＳＷ２４のみをオンとすると、２次電池Ｅ２２およびコンデンサＣ２２が並列接続される。
【００７３】
このような構成において、２次電池Ｅ２１およびＥ２２の出力電圧（それぞれＶ２１およびＶ２２とする）を検出した結果がＶ２１＞Ｖ２２である場合について説明する。この場合、出力電圧の高い２次電池Ｅ２１を放電させ、出力電圧の低い２次電池Ｅ２２を充電させるように各スイッチを制御する。すなわち、２次電池Ｅ２１の出力電圧でコンデンサＣ２１を充電し、その後、コンデンサＣ２１の電荷で２次電池Ｅ２２を充電するように、各スイッチを制御する。
【００７４】
より具体的には、先ず、スイッチＳＷ２１およびＳＷ２２のみをオンとして、２次電池Ｅ２１の出力電圧でコンデンサＣ２１を充電する。２次電池Ｅ２１が放電され、コンデンサＣ２１は、２次電池Ｅ２１の出力電圧と同電位になるように充電される。充電後スイッチＳＷ２１およびＳＷ２２をオフにして、所定の時間ΔＴ後にスイッチＳＷ２７およびＳＷ２８のみをオンにする。コンデンサＣ２１は、Ｖ２１＞Ｖ２２である２次電池Ｅ２１と同電位に充電されているため、コンデンサＣ２１に充電された電荷を用いて２次電池Ｅ２２を充電することができる。
【００７５】
２次電池Ｅ２１およびＥ２２の出力電圧の検出結果がＶ２１＜Ｖ２２である場合も、同様にして２次電池Ｅ２１およびＥ２２の放電および充電が行われる。すなわち、出力電圧の高い２次電池Ｅ２２でコンデンサＣ２２を充電し、コンデンサＣ２２の電荷で２次電池Ｅ２１を充電するように、各スイッチを制御する。
【００７６】
より具体的には、先ず、スイッチＳＷ２３およびＳＷ２４のみをオンとして、２次電池Ｅ２２を放電させてコンデンサＣ２２を充電する。充電後、スイッチＳＷ２３およびＳＷ２４をオフにして、所定の時間ΔＴ後にスイッチＳＷ２５およびＳＷ２６のみをオンにして、コンデンサＣ２２に充電された電荷を用いて２次電池Ｅ２１を充電する。
【００７７】
この、２次電池Ｅ２１およびＥ２２の、コンデンサＣ２２を用いた充電および放電を、２次電池Ｅ２１およびＥ２２の出力電圧を常に監視しながら、略Ｖ２１＝Ｖ２２になるまで継続することで、２次電池Ｅ２１およびＥ２２の電池バランスを取ることができる。
【００７８】
例えば、最初に２次電池Ｅ２１およびＥ２２の出力電圧をそれぞれ検出する。検出の結果、２次電池Ｅ２１およびＥ２２の電池バランスが崩れていると判断されれば、各スイッチを所定に制御して、検出結果に基づき出力電圧の高い方の２次電池（２次電池Ｅ２１とする）を上述した方法によりコンデンサＣ２１に対して放電し、コンデンサ２１により出力電圧の低い２次電池（２次電池Ｅ２２）に充電する。充電が終了したら、２次電池Ｅ２１およびＥ２２の出力電圧をそれぞれ検出し、検出結果に基づき電池バランスが取れていると判断されれば、動作が停止され、電池バランスが崩れていると判断されれば、再び２次電池Ｅ２１およびＥ２２の放電および充電が行われる。
【００７９】
図７は、この発明の実施の第２の形態の変形例である、直列接続された３個の２次電池Ｅ３１、Ｅ３２およびＥ３３の電池バランスを取る構成において、両方向性スイッチを用いた一例の構成を示す。上述の図６の構成では、各スイッチＳＷ２１〜ＳＷ２８には、それぞれ一方向にしか電流が流れないように構成されている。そのため、各スイッチＳＷ２１〜ＳＷ２８としては、オン状態で一方向にしか電流が流れない、一方向性スイッチを用いることができる。スイッチとして、オン状態で両方向に電流を流すことができる両方向性スイッチを用いることができると、回路構成をより簡素なものとすることができる。
【００８０】
図７の構成では、スイッチＳＷ３１およびＳＷ３３のみをオンとすることで、２次電池Ｅ３１およびコンデンサＣ３１が並列接続される。スイッチＳＷ３２およびＳＷ３５のみをオンとすることで、２次電池Ｅ３２およびコンデンサＣ３１が並列接続される。スイッチＳＷ３３およびＳＷ３６のみをオンとすることで、２次電池Ｅ３３およびコンデンサＣ３１が並列接続される。
【００８１】
このような構成において、例えばＶ３１＝Ｖ３２＞Ｖ３３である場合について考える。この場合には、例えば、２次電池Ｅ３１からコンデンサＣ３１を介して２次電池Ｅ３３に電荷を移動させ、次に、２次電池Ｅ３２からコンデンサＣ３１を介して２次電池Ｅ３３に電荷を移動させる。この動作を、２次電池Ｅ３１、Ｅ３２およびＥ３３の出力電圧を上述のようにして検出しつつ行い、検出結果に基づき、略Ｖ３１＝Ｖ３２＝Ｖ３３になるまで繰り返す。
【００８２】
より具体的には、先ず、スイッチＳＷ３１およびＳＷ３３のみをオンとして、２次電池Ｅ３１の出力電圧でコンデンサＣ３１を充電する。充電後スイッチＳＷ３１およびＳＷ３３をオフし、所定の時間ΔＴ後にスイッチＳＷ３４およびＳＷ３６をオンして、コンデンサＣ３１に充電された電荷によって２次電池Ｅ３３を充電する。充電後、スイッチＳＷ３４およびＳＷ３６をオフし、時間ΔＴ後にスイッチＳＷ３２およびＳＷ３５をオンして、２次電池Ｅ３２の出力電圧でコンデンサＣ３１を充電する。充電後スイッチＳＷ３２およびＳＷ３５をオフし、所定の時間ΔＴ後にスイッチＳＷ３４およびＳＷ３６をオンして、コンデンサＣ３１に充電された電荷によって２次電池Ｅ３３を充電する。その後、スイッチＳＷ３４およびＳＷ３６をオフし、時間ΔＴ後に、再び、スイッチＳＷ３１およびＳＷ３３のみをオンとして、２次電池Ｅ３１の出力電圧でコンデンサＣ３１を充電する。この動作を、略Ｖ３１＝Ｖ３２＝Ｖ３３になるまで繰り返す。
【００８３】
このように、両方向性スイッチを用いた場合は、充電用のコンデンサがコンデンサＣ３１の１個で済み、簡素な構成が実現できる。なお、図８に一例が示されるように、２個の一方向性スイッチを互いに逆方向に接続し、電流の方向によりオン／オフするスイッチを適切に制御することで、両方向性スイッチと同等の機能を実現することができる。このように一組の一方向性スイッチで構成されたスイッチを、上述の図７の例に適用することができる。２次電池Ｅ３１、Ｅ３２およびＥ３３からコンデンサＣ３１へ充電を行うときと、コンデンサＣ３１から２次電池Ｅ３１、Ｅ３２およびＥ３３へ充電のときとで異なる方向性のスイッチが選択される。
【００８４】
次に、この発明の実施の第３の形態について説明する。この発明の実施の第３の形態は、制御回路や電圧検出回路などへの回路電源の供給方法に関するものである。２次電池を直列接続した場合に、各２次電池の出力電圧を検出する。そして、検出結果に基づき、出力電圧の高い２次電池から優先的に、回路電源の供給を行うようにする。
【００８５】
図９は、この実施の第３の形態による、２次電池Ｅ４１、Ｅ４２およびＥ４３の３個が直列接続された場合において、出力電圧の高い２次電池から優先的に回路電源の供給を行うようにした一例の構成を示す。この場合も、上述した２次電圧それぞれの電圧検出や、電池バランスの例と同様に、各２次電池Ｅ４１、Ｅ４２およびＥ４３により先ずコンデンサＣ４１を充電し、そのコンデンサＣ４１でコンデンサＣ４２を充電する。そして、コンデンサＣ４２により、制御回路や電圧検出回路などの回路電源１３を供給する。
【００８６】
直列接続された２次電池Ｅ４１、Ｅ４２およびＥ４３において、２次電池Ｅ４３の負極がアース電位に接続される。２次電池Ｅ４１の正極がスイッチＳＷ４１を介してスイッチＳＷ４２、コンデンサＣ４１およびスイッチＳＷ４７それぞれの一方の端子に接続される。２次電池Ｅ４１およびＥ４２の接続点がスイッチＳＷ４２の他方の端子およびスイッチＳＷ４３の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ４３の他方の端子がスイッチＳＷ４４の一方の端子およびコンデンサＣ４１の他方の端子に接続されると共に、スイッチＳＷ４６を介してアース電位に接続される。２次電池Ｅ４２およびＥ４３の接続点がスイッチＳＷ４４の他方の端子およびスイッチＳＷ４５の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ４５の他方の端子がスイッチＳＷ４７の他方の端子に接続されると共に、片側がアース電位に接続されたコンデンサＣ４２に接続される。コンデンサＣ４２の両端から回路電源１３が供給される。
【００８７】
図９に示す構成により回路電源１３を供給する方法は、以下のようになる。２次電池Ｅ４１で回路電源１３を供給する場合には、先ず、スイッチＳＷ４１およびＳＷ４３のみをオンとし、２次電池Ｅ４１の出力電圧によりコンデンサＣ４１を充電する。コンデンサＣ４１の充電が終了したら、スイッチＳＷ４１およびＳＷ４３をオフ、スイッチＳＷ４６およびＳＷ４７をオンとし、コンデンサＣ４１の電荷によりコンデンサＣ４２を充電する。このコンデンサＣ４２に充電された電荷が回路電源１３として供給される。なお、コンデンサＣ４２の充電が終了したら、スイッチＳＷ４６およびＳＷ４７をオフにすると好ましい。
【００８８】
２次電池Ｅ４２により回路電源１３を供給する場合も、２次電池Ｅ４１で供給する場合と同様である。この場合、先ず、スイッチＳＷ４２およびＳＷ４４のみをオンとし、２次電池Ｅ４２の出力電圧によりコンデンサＣ４１を充電する。コンデンサＣ４１の充電が終了したら、スイッチＳＷ４２およびＳＷ４４をオフ、スイッチＳＷ４６およびＳＷ４７をオンとし、コンデンサＣ４１の電荷によりコンデンサＣ４２を充電する。２次電池Ｅ４３で回路電源１３を供給する場合には、スイッチＳＷ４５のみをオンとして、２次電池Ｅ４３の出力電圧によりコンデンサＣ４２を充電する。
【００８９】
このように各スイッチＳＷ４１〜ＳＷ４７が制御されて２次電池Ｅ４１、Ｅ４２およびＥ４３のそれぞれにより回路電源１３が供給される際に、各２次電池Ｅ４１、Ｅ４２およびＥ４３それぞれの出力電圧が図示されない電圧検出回路により検出される。検出結果に基づき、２次電池Ｅ４１、Ｅ４２およびＥ４３のうち出力電圧の高い方から優先的に、コンデンサＣ４２に対して多く充電を行うようにする。これにより、直列接続された各２次電池Ｅ４１、Ｅ４２およびＥ４３の電池バランスを保ちながら、回路電源１３を供給することができる。
【００９０】
図１０は、この実施の第３の形態の変形例である、直列接続された各２次電池Ｅ５１およびＥ５２それぞれの出力電圧を検出しながら、回路電源１４を供給するようにした一例の構成を示す。この図１０に示される構成は、上述の図２に示される電圧検出回路と、電圧検出回路と同等の構成によりなる回路電源供給回路とが１の回路にまとめられている。
【００９１】
この図１０の構成によれば、２次電池Ｅ５１およびＥ５２それぞれの出力電圧を検出し、その検出結果に基づき回路電源１４の供給を行う。このとき、出力電圧の高い方の２次電池から優先的に回路電源１４の供給を行うことで、回路電源１４の供給と共に、２次電池Ｅ５１およびＥ５２の電池バランスを取ることができる。
【００９２】
電圧検出回路側から説明する。直列接続された２次電池Ｅ５１およびＥ５２において、２次電池Ｅ５２の負極がアース電位に接続される。２次電池Ｅ５１の正極がスイッチＳＷ５１およびＳＷ５２の一方の端子に接続される。このうち、スイッチＳＷ５２側が電圧検出回路である。スイッチＳＷ５２の他方の端子がコンデンサＣ５１およびスイッチＳＷ５５の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ５１およびＥ５２の接続点がスイッチＳＷ５３、ＳＷ５４、ＳＷ５７およびＳＷ５８の一方の端子に接続される。これらのうち、スイッチＳＷ５３およびＳＷ５８が電圧検出回路である。スイッチＳＷ５３の他方の端子がコンデンサＣ５１の他方の端子に接続されると共に、スイッチＳＷ５９を介してアース電位に接続される。スイッチＳＷ５８の他方の端子がスイッチＳＷ５５の他方の端子に接続されると共に、片側がアース電位に接続されるコンデンサＣ５３に接続される。コンデンサＣ５３の両端が電圧検出器１５に接続される。電圧検出器１５の検出結果は、スイッチ（ＳＷ）制御回路１６に供給される。
【００９３】
次に、回路電源供給回路側について説明する。上述したスイッチＳＷ５１の他方の端子がコンデンサＣ５２およびスイッチＳＷ５６の一方の端子に接続される。また、上述したスイッチＳＷ５４の他方の端子がコンデンサＣ５２の他方の端子に接続されると共に、スイッチＳＷ６０を介してアース電位に接続される。さらに、上述したスイッチＳＷ５７の他方の端子がスイッチＳＷ５６の他方の端子に接続されると共に、片側がアース電位に接続されたコンデンサＣ５４に接続される。コンデンサＣ５４の両端から回路電源１４に供給される。回路電源１４は、例えばスイッチ制御回路１６の駆動用の電源である。
【００９４】
このような構成において、２次電池Ｅ５１の出力電圧の検出は、上述の図２における２次電池Ｅ１の出力電圧の検出と同様にして行われる。先ず、スイッチＳＷ５２およびＳＷ５３のみをオンとして、２次電池Ｅ５１の出力電圧によりコンデンサＣ５１を充電する。コンデンサＣ５１が充電されたら、スイッチＳＷ５２およびＳＷ５３をオフとし、時間ΔＴ後にスイッチＳＷ５５およびＳＷ５９をオンとして、コンデンサＣ５１の電荷により、コンデンサＣ５１およびコンデンサＣ５３が平衡状態となるまでコンデンサＣ５３を充電する。この２次電池Ｅ５１によるコンデンサＣ５１の充電と、コンデンサＣ５１によるコンデンサＣ５３の充電の動作が所定回数、繰り返され、２次電池Ｅ５１の出力電圧とコンデンサＣ５３の電位とが略等しくなったところで、電圧検出器１５によりコンデンサＣ５３の電位が検出される。
【００９５】
２次電池Ｅ５２の出力電圧の検出も、上述の図２における２次電池Ｅ２の出力電圧の検出と同様にして行われる。すなわち、スイッチＳＷ５８のみがオンとされ、２次電池Ｅ５２によりコンデンサＣ５３が充電される。コンデンサＣ５３が充電されると、スイッチＳＷ５８がオフとされ、電圧検出器１５によりコンデンサＣ５３の電位が検出される。
【００９６】
電圧検出器１５による２次電池Ｅ５１およびＥ５２の出力電圧の検出結果は、スイッチ制御回路１６に供給される。スイッチ制御回路１６では、供給された検出結果に基づき、スイッチＳＷ５１〜ＳＷ６０のオン／オフをそれぞれ制御する。
【００９７】
回路電源１４の供給も、上述の２次電池Ｅ５１およびＥ５２の電圧検出と略同様にして行われる。２次電池Ｅ５１による回路電源１４の供給は、先ず、スイッチＳＷ５１およびＳＷ５４のみをオンとして、２次電池Ｅ５１によりコンデンサＣ５２を充電する。コンデンサＣ５２が充電されたら、スイッチＳＷ５１およびＳＷ５４をオフとし、時間ΔＴ後にスイッチＳＷ５６およびＳＷ６０をオンとして、コンデンサＣ５２の電荷によりコンデンサＣ５４を充電する。コンデンサＣ５４が充電されたら、スイッチＳＷ５６およびＳＷ６０をオフとして、コンデンサＣ５４の電荷により回路電源１４を供給する。なお、スイッチＳＷ５６およびＳＷ６０をオンとした時点で回路電源１４の供給を開始するようにしてもよい。
【００９８】
２次電池Ｅ５２による回路電源１４の供給は、スイッチＳＷ５７のみがオンとされ、２次電池Ｅ５２によりコンデンサＣ５４が充電される。コンデンサＣ５４が充電されると、スイッチＳＷ５７がオフとされ、コンデンサＣ５４の電荷により回路電源１４が供給される。
【００９９】
既に述べたように、この、２次電池Ｅ５１およびＥ５２による回路電源１４の供給を、上述の２次電源Ｅ５１およびＥ５２の出力電圧の検出結果に基づき、２次電池Ｅ５１およびＥ５２のうち出力電圧の高い方から優先的に行うことで、２次電池Ｅ５１およびＥ５２の電池バランスを取ることができる。ここで、２次電池Ｅ５１およびＥ５２の出力電圧の検出は、他の方法を用いて行ってもよいが、この実施の一形態による検出方法の方が、より正確に電圧の検出ができて好ましい。
【０１００】
また、図１０では、電圧検出の回路と回路電源供給回路とが１の回路中に並列的に設けられているが、これはこの例に限らず、両者を共通的に構成することも可能である。しかしながら、回路および検出インピーダンスが低いと、電圧検出において誤動作を起こす場合があるため、図１０のように電圧検出回路と回路電源供給回路とを別個に設けるのがより好ましい。
【０１０１】
図１１、図１２および図１３は、図１０の構成における動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１１、図１２および図１３において、符号Ａ、ＢおよびＣは、図１１、図１２および図１３間において対応する符号に処理が移行することを示す。この図１１、図１２および図１３のフローチャートによる動作は、例えば２次電池Ｅ５１およびＥ５２の充電または放電動作をさせた際に行われる。また例えば、２次電池Ｅ５１およびＥ５２において電池のアンバランスが生じた際に行われるようにもできる。
【０１０２】
図１１において、フローチャートの処理に先立って、電池バランスを検出する場合は、電圧検出回路が例えば所定の間隔で動作され、２次電池Ｅ５１およびＥ５２の出力電圧が監視される。２次電池Ｅ５１およびＥ５２の放電および充電動作を行うか、または、電池アンバランスが大きい、すなわち電池バランスが崩れている際の動作を行う場合（ステップＳ１０）、電圧検出回路が動作されて２次電池Ｅ５１およびＥ５２それぞれの出力電圧が求められ、電池バランスが検出される（ステップＳ１１）。次のステップＳ１２では、電池バランスの検出結果に基づき２次電池Ｅ５１およびＥ５２の出力電圧にアンバランスが存在するか否かが判断される。
【０１０３】
その結果、電池バランスが取れており、アンバランスが無いと判断されれば、動作は図１２のステップＳ２０に移行され、回路電源１４の供給を、２次電池Ｅ５１およびＥ５２それぞれから平均的に行うものとされる。回路電源供給回路により、２次電池Ｅ５１およびＥ５２が順に切り替えられて、回路電源１４が供給される。
【０１０４】
回路電源１４が供給されると、ステップＳ２１で各２次電池Ｅ５１およびＥ５２の出力電圧がそれぞれ検出されて電池バランスが検出され、次のステップＳ２２で、電池バランスが取れているかどうかが判断される。
【０１０５】
若し、電池バランスが取れていなければ、図６を用いて説明したようにして、コンデンサを介して、２次電池Ｅ５１およびＥ５２のうち出力電圧が高い方の２次電池が放電され、出力電圧が低い方の２次電池に充電される。なお、図１０では、図６の充電／放電のための構成は、繁雑さを避けるために、省略されている。２次電池Ｅ５１およびＥ５２の充電／放電が終了したら、動作はステップＳ２１に戻され、再び電池バランスが検出される。
【０１０６】
一方、ステップＳ２２で、電池バランスが取れていると判断されれば、動作はステップＳ２３に移行され、２次電池Ｅ５１およびＥ５２の充電／放電動作が停止され、ステップＳ２４で、回路の動作が停止される。
【０１０７】
なお、図１２に点線で示されるように、２次電池Ｅ５１およびＥ５２の充電／放電動作無しで電池バランスが取れている場合は、動作は、ステップＳ２４に移行され、回路の動作が停止される。その後、動作は図１１のステップＳ１０に戻され、再び電池バランス検出などの動作が繰り返される。
【０１０８】
上述のステップＳ１２で、電池バランスの検出結果に基づき２次電池Ｅ５１およびＥ５２の出力電圧にアンバランスが存在とされた場合、動作は図１３のステップＳ３０に移行される。ステップＳ３０では、回路電源１４の供給を、出力電圧の高い方の２次電池により行うものとされ、２次電池Ｅ５１およびＥ５２のうち出力電圧の高い方が選択され、図１０を用いて上述したような方法により、回路電源１４が供給される。
【０１０９】
次のステップＳ３１で２次電池Ｅ５１およびＥ５２の出力電圧がそれぞれ検出され、ステップＳ３２で、電池バランスが取れたか否かが判断される。
【０１１０】
若し、電池バランスが取れていなければ、図６を用いて説明したようにして、コンデンサを介して、２次電池Ｅ５１およびＥ５２のうち出力電圧が高い方の２次電池が放電され、出力電圧が低い方の２次電池に充電される。２次電池Ｅ５１およびＥ５２の充電／放電が終了したら、動作はステップＳ３１に戻され、再び電池バランスが検出される。
【０１１１】
一方、ステップＳ３２で、電池バランスが取れていると判断されれば、動作はステップＳ３３に移行され、２次電池Ｅ５１およびＥ５２の充電／放電動作が停止され、ステップＳ３５で、回路の動作が停止される。その後、動作は図１１のステップＳ１０に戻され、再び電池バランス検出などの動作が繰り返される。
【０１１２】
なお、上述のステップＳ３２において、一度もステップＳ３１に戻ること無しにステップＳ３３に移行した場合には、充電・放電動作無しで電池バランスが取れたとされる（ステップＳ３４）。
【０１１３】
また、図１２のステップＳ２２や図１３のステップＳ３２において、電池バランスが取れたとされた場合、回路の動作が互いの動作フローに移行される。すなわち、ステップＳ２２で電池バランスが取れたとされた場合には、ステップＳ２３以降の動作が行われると共に、図１３のステップＳ３０の動作に移行される。同様に、ステップＳ３２で電池バランスが取れたとされた場合には、ステップＳ３３以降の動作が行われると共に、図１２のステップＳ２０の動作に移行される。
【０１１４】
次に、この発明の実施の第４の形態について説明する。この発明の実施の第４の形態では、直列接続された複数の２次電池の電池バランスを取る際に、充電器による充電を利用するようにしている。図１４は、この実施の第４の形態による、充電器による充電を利用して電池バランスを取る一例の構成を示す。なお、図１４では、繁雑さを避けるために、２次電池Ｅ７１およびＥ７２それぞれの出力電圧を検出する電圧検出手段が省略されている。電圧検出手段としては、例えば上述の図１に示される構成を適用することができる。
【０１１５】
充電器２０は、電源Ｅ３７の出力により２次電池Ｅ７１（出力電圧をＶ７１とする）および２次電池Ｅ７２（出力電圧をＶ７２とする）の充電を行う。充電器２０の制御端子は、アース電位に接続される。充電器２０の出力端がスイッチＳＷ７７を介してコンデンサＣ７１の一方の端子に接続され、コンデンサＣ７１の他方の端子がスイッチＳＷ７８を介して、片側がアース電位に接続されたコンデンサＣ７２に接続される。
【０１１６】
スイッチＳＷ７７およびコンデンサＣ７１の接続点がスイッチＳＷ７１、ＳＷ７３およびＳＷ７５の一方の端子にそれぞれ接続される。コンデンサＣ７１およびスイッチＳＷ７８の接続点がスイッチＳＷ７２、ＳＷ７４およびＳＷ７６の一方の端子にそれぞれ接続される。スイッチＳＷ７６の他方の端子は、アース電位に接続される。
【０１１７】
直列接続された２次電池Ｅ７１およびＥ７２において、２次電池Ｅ７１の正極がスイッチＳＷ７１の他方の端子に接続される。２次電池Ｅ７１およびＥ７２の接続点がスイッチＳＷ７２およびＳＷ７３の他方の端子にそれぞれ接続される。２次電池Ｅ７２の負極がスイッチＳＷ７４の他方の端子に接続される。
【０１１８】
このような構成において、先ず、スイッチＳＷ７７およびＳＷ７８のみがオンとされ、充電器２０によりコンデンサＣ７１およびＣ７２が充電される。所定の時間Ｔ後に、スイッチＳＷ７７およびＳＷ７８がオフされる。ここで、電圧検出手段による検出結果に基づき、Ｖ７１＜Ｖ７２であるとされれば、スイッチＳＷ７５およびＳＷ７６、ならびに、スイッチＳＷ７１およびＳＷ７２がそれぞれオンとされ、コンデンサＣ７２の電荷により２次電池Ｅ７１が充電される。
【０１１９】
ここで、電圧検出手段により２次電池Ｅ７１およびＥ７２それぞれの出力電圧が検出され、電池バランスが取れていない、すなわち、Ｖ７１＜Ｖ７２であれば、スイッチＳＷ７１、ＳＷ７２、ＳＷ７５およびＳＷ７６がオフ、スイッチＳＷ７７およびＳＷ７８がオンとされ、再びコンデンサＣ７１およびＣ７２が充電され、上述の手順に従って各スイッチが制御されて、略Ｖ７１＝Ｖ７２になるまで２次電池Ｅ７１が充電される。
【０１２０】
すなわち、図１５に一例が示されるように、２次電池Ｅ７１の出力電圧Ｖ７１が２次電池Ｅ７２の出力電圧Ｖ７２を下回っている間、上述したスイッチＳＷ７７およびＳＷ７８、ならびに、スイッチＳＷ７１、ＳＷ７２、ＳＷ７５およびＳＷ７６によるスイッチング動作が繰り返される。電圧Ｖ７１とＶ７２とが略等しくなったら、スイッチング動作が停止され、充電が完了される。
【０１２１】
電圧検出手段による検出結果により、Ｖ７１＞Ｖ７２である場合も、同様にして２次電池Ｅ７２の充電が行われる。すなわち、スイッチＳＷ７７およびＳＷ７８のみがオンとされ、充電器２０によりコンデンサＣ７１およびＣ７２が充電される。所定の時間Ｔ後に、スイッチＳＷ７７およびＳＷ７８がオフされる。そして、スイッチＳＷ７５およびＳＷ７６、ならびに、スイッチＳＷ７３およびＳＷ７４がそれぞれオンとされ、コンデンサＣ７２の電荷により２次電池Ｅ７２が充電される。
【０１２２】
ここで、電圧検出手段により２次電池Ｅ７１およびＥ７２それぞれの出力電圧が検出され、電池バランスが取れていない、すなわち、Ｖ７１＞Ｖ７２であれば、スイッチＳＷ７３、ＳＷ７４、ＳＷ７５およびＳＷ７６がオフ、スイッチＳＷ７７およびＳＷ７８がオンとされ、再びコンデンサＣ７１およびＣ７２が充電され、上述の手順に従って各スイッチが制御されて、略Ｖ７１＝Ｖ７２になるまで２次電池Ｅ７２が充電される。
【０１２３】
図１４の構成において、２次電池Ｅ７１およびＥ７２それぞれの充電を、電源Ｅ７３から充電器２０を介してコンデンサＣ７１およびＣ７２に充電した電荷を用いて行う場合、コンデンサＣ７１およびＣ７２により、２次電池Ｅ７１およびＥ７２をそれぞれ充電しながら電池バランスを取るようにしてもよい。
【０１２４】
例えば、最初スイッチＳＷ７７およびＳＷ７８のみをオンし、電源Ｅ７３から充電器２０を介してコンデンサＣ７１およびＣ７２をそれぞれ充電する。時間Ｔ後にスイッチＳＷ７７およびＳＷ７８がオフされ、コンデンサＣ７１が２次電池Ｅ７１を、コンデンサＣ７２が２次電池Ｅ７２を、それぞれ充電するように、スイッチＳＷ７１〜ＳＷ７６が制御される。
【０１２５】
一例として、先ずスイッチＳＷ７１およびＳＷ７２のみをオンとして、コンデンサＣ７１により２次電池Ｅ７１を充電し、次にスイッチＳＷ７１およびＳＷ７２をオフ、スイッチＳＷ７３およびＳＷ７５、ならびに、スイッチＳＷ７４およびＳＷ７６をオンとして、コンデンサＣ７２で２次電池Ｅ７２を充電する。コンデンサＣ７１およびＣ７２による充電が終了したら、再びスイッチＳＷ７７およびＳＷ７８のみがオンとされ、コンデンサＣ７１およびＣ７２が充電される。この動作を、２次電池Ｅ７１およびＥ７２が所定の容量に充電されるまで、繰り返す。
【０１２６】
このときに、コンデンサＣ７１およびＣ７２の容量を等しくすれば、コンデンサＣ７１およびＣ７２の電圧バランスが取れるため、安全に充電することができる。
【０１２７】
図１４の構成において、電源Ｅ７３により、コンデンサＣ７１およびＣ７２に直接的に充電可能な期間がある。電池容量が少ない充電の場合で、２次電池Ｅ７１およびＥ７２がフル充電に近くなった場合に、充電器２０後、すなわち、コンデンサＣ７１およびＣ７２に充電された電荷を用いて２次電池Ｅ７１およびＥ７２の充電を行う。２次電池Ｅ７１がフル充電近くなったら、電源Ｅ７３による充電を停止し、コンデンサＣ７１およびＣ７２を用いて充電し、２次電池Ｅ７１に対する充電が足りない分を埋めるようにする。
【０１２８】
このとき、例えば、最初は図１４に点線で示されるように、充電器２０の出力端を２次電池Ｅ７１の正極に直接的に接続することができる。スイッチＳＷ７４およびＳＷ７６のみをオンとして２次電池Ｅ７２の負極をアース電位に接続することで、電源Ｅ７３および充電器２０により、２次電池Ｅ７１およびＥ７２を直接的に充電することができる。
【０１２９】
図１４の構成の変形例として、図１６に一例が示されるように、充電器２０を制御して２次電池Ｅ７１およびＥ７２の電池バランスを取るように構成することができる。なお、図１６において、上述の図１４を共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１３０】
図１６では、図１４の構成に対し、２次電池Ｅ７１およびＥ７２の出力電圧をそれぞれ検出可能な電池電圧検出器２２が設けられている。電池電圧検出器２２の検出結果は、充電器２０の制御信号として充電器２０に供給される。電池電圧検出器２２により、直列接続された２次電池Ｅ７１およびＥ７２それぞれの出力電圧を検出する。検出結果に基づき、直列接続された２次電池の中で最も出力電圧が高いものと略同一の出力電圧になるように他の２次電池を充電するように、充電器２０の動作を制御する。
【０１３１】
なお、スイッチＳＷ７１〜ＳＷ７８は、充電器２０により充電される２次電池に応じて、上述の図１４の例と同様にしてオン／オフが制御される。このとき、充電器２０によりコンデンサＣ７１およびＣ７２を充電する際には、スイッチＳＷ７７およびＳＷ７８がオンとされると共に、スイッチＳＷ８０がオンとされる。
【０１３２】
また、この場合、充電器２０の出力電圧は、２次電池Ｅ７１およびＥ７２を直列接続して充電した場合に電池バランスを取る際の電圧とは異なる。そのため、図１６において、充電器２１をさらに設け、点線で示されるように、充電器２１の出力端を２次電池Ｅ７１の正極に接続するようにできる。スイッチＳＷ７１、ＳＷ７２、ＳＷ７３およびＳＷ７４、ならびに、スイッチＳＷ８０をオフとすることにより、充電器２１により、電源Ｅ７３での充電を２次電池Ｅ７１およびＥ７２に対して直列的に行うことができる。
【０１３３】
なお、上述では、図１に示す実施の第１の形態の一例の構成において、２次電池Ｅ１またはＥ２の電荷を一旦コンデンサＣ１に充電し、コンデンサＣ１に蓄積された電荷をコンデンサＣ２に移動させ、その後、コンデンサＣ２の電位を検出することで、２次電池Ｅ１またはＥ２の電圧を検出している。これは、この例に限定されず、例えば図１の構成においてコンデンサＣ２を用いないで、２次電池Ｅ１またはＥ２の電圧を検出するようにできる。
【０１３４】
図１７は、上述の図１の構成からコンデンサＣ２を省いた、この発明の実施の第１の形態の他の変形例の一例の構成を示す。なお、図１７において、図１と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１３５】
この図１７の構成において、２次電池Ｅ１の出力電圧を求める場合には、先ず、スイッチＳＷ１およびＳＷ２をオン、他のスイッチＳＷ３〜ＳＷ６をオフにする。コンデンサＣ１が２次電池Ｅ１により充電されたら、スイッチＳＷ１およびＳＷ２をオフ、ＳＷ３およびＳＷ４をオンとして、電池電圧検出／回路電源供給部１０によりコンデンサＣ１の電位を検出する。検出されたコンデンサＣ１の電位が２次電池Ｅ１の出力電圧に対応する。検出後は、例えば電池電圧検出／回路電源供給部１０により、コンデンサＣ１を放電させる。
【０１３６】
２次電池Ｅ２の出力電圧を求めるときには、先ず、スイッチＳＷ６およびＳＷ３をオン、他のスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ４およびＳＷ５をオフにする。このようにすることで、２次電池Ｅ２によりコンデンサＣ１が充電される。コンデンサＣ１が２次電池Ｅ２により充電されたら、スイッチＳＷ６およびＳＷ３をオフ、スイッチＳＷ３およびＳＷ４をオンとして、電池電圧検出／回路電源供給部１０によりコンデンサＣ１の電位を検出する。検出されたコンデンサＣ１の電位が２次電池Ｅ２の出力電圧に対応する。検出後は、例えば電池電圧検出／回路電源供給部１０により、コンデンサＣ１を放電させる。
【０１３７】
この図１７の例でも、電池電圧検出／回路電源供給部１０によるコンデンサＣ１の電位検出の際には、コンデンサＣ１の一端がアース電位に接続されているため、安定的に電位を検出することができる。
【０１３８】
なお、この図１７の構成においては、上述の実施の第３の形態で説明したような、２次電池Ｅ１およびＥ２による回路電源のコンデンサを介しての供給は、難しい。
【０１３９】
次に、この発明の実施の第５の形態について説明する。上述した、例えばこの発明の実施の第２の形態では、直列接続された複数の２次電池間の電池バランスの調整を、出力電圧の高い方の２次電池から低い方の２次電池へと充電することで行っていた。図１８を用いて概略的に説明すると、２次電池Ｅ８１およびＥ８２の出力電圧をＶ₈₁およびＶ₈₂とし、Ｖ₈₁＞Ｖ₈₂であるとき、先ず、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８３をオン、スイッチＳＷ８２、ＳＷ８４をオフとして、コンデンサＣ８１を２次電池Ｅ８１の出力電圧で充電し、次に、スイッチＳＷ８１、ＳＷ８３をオフ、スイッチＳＷ８２、ＳＷ８４をオンとして、コンデンサＣ８１の電荷で２次電池Ｅ８２を充電する。この方法では、各２次電池Ｅ８１、Ｅ８２間の出力電圧の差が例えば０．５Ｖ以下といったように比較的小さい場合、コンデンサＣ８１の電荷による２次電池Ｅ８２の充電が上手くいかないおそれがある。
【０１４０】
そこで、この発明の実施の第５の形態では、直列接続された複数の２次電池間の電池バランスを、充電される２次電池の電圧よりも明らかに高い電圧を用いて調整する。この実施の第５の形態では、１個の２次電池からその２次電池の出力電圧よりも高い電圧を得るために、チャージポンプを用いる。チャージポンプは、周知のように、例えば並列接続された複数のコンデンサにそれぞれ充電した後、充電された複数のコンデンサの接続を切り換えて直列接続にして、充電時の電圧よりも高い電圧を取り出すことができるようにしたものである。
【０１４１】
図１９は、このようなチャージポンプ２００の一例の構成を示す。端子２０１がスイッチＳＷ２０１およびＳＷ２０３の一方の端子にそれぞれ接続される。スイッチＳＷ２０１の他方の端子がコンデンサＣ２０２の一方の端子およびスイッチＳＷ２０５の一方の端子にそれぞれ接続される。スイッチＳＷ２０５の他方の端子がコンデンサＣ２０１の一方の端子に接続される。コンデンサＣ２０２の他方の端子がスイッチＳＷ２０２およびＳＷ２０４の一方の端子に接続され、スイッチＳＷ２０４の他方の端子がスイッチＳＷ２０３の他方の端子およびコンデンサＣ２０３の一方の端子に接続される。コンデンサＣ２０３の他方の端子がスイッチＳＷ２０２の他方の端子およびコンデンサＣ２０１の他方の端子それぞれに接続されると共に、端子２０２に接続される。コンデンサＣ２０１は、チャージポンプ２００の出力電圧が取り出される出力コンデンサである。
【０１４２】
このような構成において、端子２０１および２０２間に電圧Ｖ_INを印可する。このとき、スイッチＳＷ２０１、ＳＷ２０２、ＳＷ２０３をオン、スイッチＳＷ２０４および２０５をオフとして、コンデンサＣ２０２およびＣ２０３を並列接続し、コンデンサＣ２０２およびＣ２０３をそれぞれ電圧Ｖ_INで充電する。充電が完了したら、スイッチＳＷ２０１、ＳＷ２０２およびＳＷ２０３をオフ、スイッチＳＷ２０４およびＳＷ２０５をオンとして、充電されたコンデンサＣ２０２およびＣ２０３を直列接続する。例えばコンデンサＣ２０２およびＣ２０３の容量が等しい場合、直列接続された両端の電圧は、理論値で２×Ｖ_INとなる。
【０１４３】
直列接続されたコンデンサＣ２０２およびＣ２０３でコンデンサＣ２０１を充電し、スイッチＳＷ２０２、ＳＷ２０３およびＳＷ２０４をオフ、スイッチＳＷ２０１およびＳＷ２０５をオンとすることで、出力コンデンサであるコンデンサＣ２０１が端子２０１および２０２と接続され、端子２０１および２０２から、理論値で２×Ｖ_INの電圧を取り出すことができる。このように、チャージポンプ２００を用いることで、入力時の電圧よりも高い電圧を取り出すことができる。
【０１４４】
なお、図１９中、「■（四角）」で示される各端子ａ〜ｄは、後述するチャージポンプ２００を用いた構成において同一の符号が付される各端子にそれぞれ対応する。また、チャージポンプ２００における上述のようなスイッチ制御は、例えば図示されないマイクロコンピュータ（以下、マイコン）や、所定の制御回路により制御される。
【０１４５】
図２０は、この実施の第５の形態による、チャージポンプ２００を用いて電池バランスを調整する一例の構成を示す。なお、図２０では、図１９に一例が示されるチャージポンプ２００の構成のうち、出力コンデンサＣ２０１、コンデンサＣ２０２およびＣ２０３がチャージポンプ２００の外部に接続されるように示されている。
【０１４６】
２次電池Ｅ２０１およびＥ２０２（それぞれ出力電圧がＶ₂₀₁およびＶ₂₀₂とする）が直列接続される。２次電池Ｅ２０１の正極がスイッチＳＷ２１１の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ２０１およびＥ２０２の接続点がスイッチＳＷ２１２およびＳＷ２１３それぞれの一方の端子に接続される。２次電池Ｅ２０２の負極がスイッチＳＷ２１４の一方の端子に接続される。
【０１４７】
スイッチＳＷ２１１の他方の端子がチャージポンプ２００の端子２０１と、スイッチＳＷ２１５の一方の端子とに接続される。それと共に、スイッチＳＷ２１１の他方の端子がスイッチＳＷ２１２の他方の端子およびコンデンサＣ２１１の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ２１５の他方の端子がチャージポンプ２００の端子ｄに接続されると共に、出力コンデンサＣ２０１の一方の端子に接続される。チャージポンプ２００の端子ｃがコンデンサＣ２０３の一方の端子に接続される。コンデンサＣ２０２の両端が端子ａおよびｂにそれぞれ接続される。
【０１４８】
チャージポンプ２００の端子２０２がコンデンサＣ２０１およびＣ２０３それぞれの他方の端子に接続される。それと共に、チャージポンプ２００の端子２０２がコンデンサＣ２１１、スイッチＳＷ２１３およびＳＷ２１４それぞれの他方の端子に接続される。
【０１４９】
なお、２次電池Ｅ２０１の正極が端子２０２に、２次電池Ｅ２０２の負極が端子２０３にそれぞれ接続される。端子２０２および２０３から２次電池Ｅ２０１およびＥ２０２の直列接続の出力電圧が取り出される。端子２０２および２０３を介して２次電池Ｅ２０１およびＥ２０２を充電することもできる。
【０１５０】
ここで、出力コンデンサＣ２０１の容量は、コンデンサＣ２０２、Ｃ２０３およびＣ２１１の何れの容量よりも大きいものとする。すなわち、コンデンサＣ２０１、Ｃ２０２、Ｃ２０３、Ｃ２１１の容量をそれぞれＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃、Ｃ₄としたとき、Ｃ₁＞Ｃ₂、且つ、Ｃ₁＞Ｃ₃、且つ、Ｃ₁＞Ｃ₄である。
【０１５１】
このような構成において、Ｖ₂₀₁＞Ｖ₂₀₂の場合に、２次電池Ｅ２０１およびＥ２０２の電池バランスを取る際には、各スイッチＳＷ２１１〜ＳＷ２１５およびチャージポンプ２００を次のように制御する。先ず、スイッチＳＷ２１１およびＳＷ２１３をオン、スイッチＳＷ２１２、ＳＷ２１４、ＳＷ２１５をオフとし、２次電池Ｅ２０１の出力電圧でコンデンサＣ２１１を充電する。
【０１５２】
次に、スイッチＳＷ２１１〜ＳＷ２１５をオフとして、コンデンサＣ２１１の出力電圧により上述のチャージポンプ２００での動作を行う。すなわち、チャージポンプ２００においてスイッチＳＷ２０１〜ＳＷ２０５が上述のようにして制御され、コンデンサＣ２１１の電荷により、並列的に接続されたコンデンサＣ２０２およびＣ２０３がそれぞれ充電され、所定のタイミングの後にコンデンサＣ２０２およびＣ２０３が直列接続とされ、直列接続されたコンデンサＣ２０２およびＣ２０３により出力コンデンサＣ２０１が充電される。
【０１５３】
チャージポンプ２００の動作により出力コンデンサＣ２０１が充電されると、スイッチＳＷ２１１およびＳＷ２１３がオフ、スイッチＳＷ２１５、ＳＷ２１２およびＳＷ２１４がオンとされ、コンデンサＣ２０１の出力電圧により２次電池Ｅ２０２が充電される。出力コンデンサＣ２０１は、チャージポンプ２００の動作により、２次電池Ｅ２０１の出力電圧に対して略２倍の電圧で充電されているので、２次電池Ｅ２０２は、所定の電圧まで速やかに充電される。
【０１５４】
なお、図２１に一例が示されるように、図２０に対してコンデンサＣ２１１を用いない構成でも、上述の図２０の場合と同様にして、チャージポンプ２００を用いた電池バランスの調整を行うことができる。この場合、図２０を用いて説明したようにしてスイッチＳＷ２１１〜ＳＷ２１５が制御され、チャージポンプ２００の充電時には、２次電池Ｅ２０１またはＥ２０２のうち出力電圧の高い２次電池が選択され、出力電圧がチャージポンプ２００の端子２０１および２０２に直接的に供給される。チャージポンプ２００の出力コンデンサＣ２０１による２次電池Ｅ２０１またはＥ２０２の充電も、同様にして行われる。
【０１５５】
図２２を用いて、この発明の実施の第５の形態によるチャージポンプ２００の動作について、より詳細に説明する。図２２に概略的に示されるチャージポンプ２００の構成において、コンデンサＣ₁は、出力コンデンサであって、上述の出力コンデンサＣ２０１に対応し、コンデンサＣ₂、Ｃ₃が上述のコンデンサＣ２０２およびＣ２０３にそれぞれ対応する。１個の２次電池により、コンデンサＣ₂およびＣ₃が並列的に充電される。その後、充電に用いた２次電池が切り離され、スイッチＳＷ−Ｂがオンにされると、コンデンサＣ₂およびＣ₃が直列接続される。さらにスイッチＳＷ−Ａがオンにされると、直列接続されたコンデンサＣ₂およびＣ₃により、コンデンサＣ₁が充電される。
【０１５６】
この実施の第５の形態では、コンデンサＣ₁、Ｃ₂およびＣ₃の容量を、次式（１）に示される条件を満たすように選定する。
（Ｃ₂×Ｃ₃）／（Ｃ₂＋Ｃ₃）≦Ｃ₁ ・・・（１）
すなわち、コンデンサＣ₂およびＣ₃を直列接続したときの合成容量よりも、出力コンデンサＣ₁の容量の方が大きくなるように、コンデンサＣ₁、Ｃ₂およびＣ₃の容量を選定する。この式（１）の条件を満たしながら、コンデンサＣ₁、Ｃ₂およびＣ₃の容量をそれぞれ適当に選定することで、コンデンサＣ₁により得られる電圧を選択することができる。
【０１５７】
直列接続の両端の電圧は、実際には、コンデンサＣ₂およびＣ₃にそれぞれ充電されたときの電圧の２倍とはならず、２倍以下の電圧となる。しかしながら、１個の２次電池による充電時の電圧より明らかに高い電圧が得られる。上述のようにしてコンデンサＣ₁、Ｃ₂およびＣ₃の容量を適当に選定することで、使用条件に適合する電圧を得ることができる。
【０１５８】
また、出力コンデンサＣ₁から得られる電圧は、チャージポンプ２００による出力コンデンサＣ₁に対する充電回数でも変化する。図２３は、充電回数によるコンデンサＣ₁の電圧変化について概略的に示す。このように、チャージポンプ２００により出力コンデンサＣ₁に充電を行う毎に、コンデンサＣ₁により得られる電圧がコンデンサＣ₂、Ｃ₃を直列接続した際の、直列接続の両端で得られる電圧に近づく。出力コンデンサＣ₁に対する充電を繰り返すと、出力コンデンサＣ₁で得られる電圧は、コンデンサＣ₂、Ｃ₃を直列接続した際の、直列接続の両端で得られる電圧と略等しくなる。すなわち、チャージポンプ２００による出力コンデンサＣ₁に対する充電回数により、出力コンデンサＣ₁から得られる電圧を制御することができる。
【０１５９】
さらに、図２４に示されるように、同じ充電回数において、出力コンデンサＣ₁の容量によってコンデンサＣ₁から得られる電圧値が変化する。出力コンデンサＣ₁の容量がより小さい（Ｃ₁’＜Ｃ₁）ときは、より少ない充電回数で、出力コンデンサＣ₁から得られる電圧値を、コンデンサＣ₂、Ｃ₃を直列接続した際の、直列接続の両端で得られる電圧と略等しくできる。一方、出力コンデンサＣ₁の容量が大きい（Ｃ₁”＞Ｃ₁）ときは、出力コンデンサＣ₁から得られる電圧値を、コンデンサＣ₂、Ｃ₃を直列接続した際の、直列接続の両端で得られる電圧と略等しくするためには、より多くの充電回数が必要とされる。
【０１６０】
この、チャージポンプ２００を構成するコンデンサＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃の容量や、コンデンサＣ₁に充電する回数を適当に選定することで、電池バランスの調整を制御することができる。また、同様にして、回路への電源供給を制御することができる。
【０１６１】
例えば、上述した図２０の例では、直列接続で用いられる２次電池Ｅ２０１、Ｅ２０２の仕様に応じて、適当と思われるコンデンサＣ２０１、Ｃ２０２、Ｃ２０３の容量を予め設定する。実際の使用に際しては、２次電池Ｅ２０１およびＥ２０２の出力電圧をそれぞれ検出し、充電が必要な方の２次電池を求めると共に、当該２次電池に充電すべき電圧を求める。そして、求められた電圧を充電するのに最適になるように、出力コンデンサＣ２０１への充電回数を制御する。この充電回数の制御は、例えば図示されないマイコンなどにより、チャージポンプ２００が制御され、行われる。
【０１６２】
図２５は、この実施の第５の形態の第１の応用例の一例の構成を示す。図２５は、チャージポンプ２００を用いて、直列接続された２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３の電池バランスを調整すると共に、回路電源を供給する場合の例である。２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３が直列接続される。２次電池Ｅ２１１の正極がスイッチ回路２１０の端子ｐに接続される。２次電池Ｅ２１１およびＥ２１２の接続点がスイッチ回路２１０の端子ｑに、２次電池Ｅ２１２およびＥ２１３の接続点がスイッチ回路２１０の端子ｒに、それぞれ接続される。直列接続の負極がスイッチ回路２１０の端子ｔ、検出回路２１１の第２入力端およびコンデンサＣ２２０の一方の端子、回路電源２１２の第２入力端およびコンデンサＣ２２１の一方の端子にそれぞれ接続される。
【０１６３】
スイッチ回路２１０の端子ｖおよびｕがチャージポンプ２００の端子２０１および２０２にそれぞれ接続される。スイッチ回路２１０の端子ｓが検出回路２１１の第１入力端およびコンデンサＣ２２０の他方の端子に接続される。スイッチ回路２１０の端子ｓ’が回路電源２１２の第１入力端およびコンデンサＣ２２１の他方の端子に接続される。チャージポンプ２００、出力コンデンサＣ２０１、コンデンサＣ２０２およびＣ２０３の接続は、上述の図２０と同一であるので、繁雑さを避けるため、説明を省略する。
【０１６４】
なお、２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３の直列接続の正極および負極が端子２１３および２１４にそれぞれ接続される。２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３の直列接続の出力電圧が端子２１３および２１４から取り出される。また、端子２１３および２１４を介して２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３を充電することもできる。
【０１６５】
図２５において、スイッチ回路（ＳＷ回路）２１０は、直列接続された２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３をそれぞれ独立して選択することが可能とされたものである。図２６は、スイッチ回路２１０の一例の構成を示す。端子ｐがスイッチＳＷ２２０の一方の端子に接続される。端子ｑがスイッチＳＷ２２１およびＳＷ２２３それぞれの一方の端子に接続され、端子ｒがスイッチＳＷ２２２およびＳＷ２２４それぞれの一方の端子に接続される。スイッチＳＷ２２０、ＳＷ２２１およびＳＷ２２２の他方の端子は、端子ｖに接続されると共に、それぞれスイッチＳＷ２２６、ＳＷ２２７およびＳＷ２２８を介して端子ｗ、ｓ’およびｓに接続される。スイッチＳＷ２２３およびＳＷ２２４の他方の端子は、端子ｕに接続されると共に、スイッチＳＷ２２５を介して端子ｔに接続される。
【０１６６】
このような構成において、例えばスイッチＳＷ２２１、ＳＷ２２４をオン、他をオフとすれば、例えば図２５の例で２次電池Ｅ２１２の出力電圧を端子ｕ、ｖから取り出すことができる。また、必要に応じてスイッチＳＷ２２７やＳＷ２２８をオンすることで、端子ｓ’や端子ｓからも、選択された２次電池の出力電圧を取り出すことができる。
【０１６７】
図２５の説明に戻り、検出回路２１１は、スイッチ回路２１０で選択された２次電池の出力電圧を検出するための回路である。この検出回路２１１では、上述した実施の第１の形態の他の変形例による電圧検出方法が適用される。すなわち、先ず検出回路２１１とコンデンサＣ２２０とが図示されないスイッチ手段により切り離され、スイッチ回路２１０の端子ｓおよびｔの出力電圧により、検出回路２１１の直前に設けられたコンデンサＣ２２０が充電される。次に、スイッチ回路２１０においてスイッチＳＷ２２５およびＳＷ２２８がオフとされると共に、コンデンサＣ２２０と検出回路２１１とが接続され、検出回路２１１により、充電されたコンデンサＣ２２０の電圧が検出され、スイッチ回路２１０で選択された２次電池の出力電圧が求められ、端子２１１Ａから出力される。
【０１６８】
検出回路２１１の検出結果を用いて２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３の電池バランスを取るときには、例えば、スイッチ回路２１０において２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３が順次選択されると共に、スイッチＳＷ２２８がオンされ、検出回路２１１の端子２１１Ａからの出力に基づき、２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３のうち出力電圧の最も低いもの（２次電池Ｅ２１２とする）が検出される。それと共に、スイッチ回路２１０により、２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３のうち何れか、例えば検出回路２１１により出力電圧が最も高いとされた２次電池の出力電圧が選択され、チャージポンプ２００に供給される。
【０１６９】
チャージポンプ２００では、上述したようにして、先ずコンデンサＣ２０２およびＣ２０３が並列接続され、スイッチ回路２１０から供給された２次電池出力により並列接続されたコンデンサＣ２０２およびＣ２０３がそれぞれ充電される。その後、それぞれ充電されたコンデンサＣ２０２およびＣ２０３が直列接続され、直列接続されたコンデンサＣ２０２およびＣ２０３により出力コンデンサＣ２０１が充電される。出力コンデンサＣ２０１が充電されると、スイッチ回路２１０において、スイッチＳＷ２２６、ＳＷ２２１およびＳＷ２２４をオン、他をオフとして２次電池Ｅ２１２が選択され、出力コンデンサＣ２０１により２次電池Ｅ２１２が充電される。
【０１７０】
また、回路電源２１２は、スイッチ回路２１０で選択された２次電池の出力電圧を用いて、例えば図２５に示される回路の全体に対して電源を供給するための回路である。図２５の例では、上述した実施の第３の形態の変形例による電源供給方法を適用することができる。すなわち、スイッチ回路２１０により２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３を順次選択し、検出回路２１１により２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３それぞれの出力電圧が検出される。この検出結果に基づき、２次電池２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３のうち最も出力電圧の高いもの（２次電池Ｅ２１１とする）が選択される。
【０１７１】
スイッチ回路２１０においてスイッチＳＷ２２０、ＳＷ２２３、ＳＷ２２５およびＳＷ２２７がオン、他のスイッチＳＷがオフとされると共に、回路電源２１２とコンデンサＣ２２１とが図示されないスイッチ手段により切り離され、スイッチ回路２１０で選択された２次電池Ｅ２１１の出力電圧が回路電源２１２の第１および第２の入力端に接続されたコンデンサＣ２２１が充電される。次に、スイッチ回路２１０においてスイッチＳＷ２２７およびＳＷ２２８がオフとされると共に、コンデンサＣ２２１と回路電源２１２とが接続され、回路電源２１２により、コンデンサＣ２２１に充電された電荷を用いて、回路全体に供給する電源電圧が生成される。
【０１７２】
図２７は、この実施の第５の形態の第２の応用例の一例の構成を示す。図２７は、チャージポンプ２００における出力コンデンサＣ２０１の電圧および出力電流を検出し、検出結果に基づきチャージポンプ２００での出力コンデンサＣ２０１に対する充電回数を制御する場合の例である。なお、この図２７において、上述した図２５と対応する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１７３】
出力コンデンサＣ２０１の両端の電圧が検出回路２１８により検出されると共に、出力コンデンサＣ２０１による出力電流が電流検出回路２１９により検出される。検出回路２１８および電流検出回路２１９による検出結果がチャージポンプ制御回路２１７に供給される。回路電源２１２の出力電圧および電流が検出回路２１５および電流検出回路２１６でそれぞれ検出され、検出結果がチャージポンプ制御回路２１７に供給される。
【０１７４】
チャージポンプ制御回路２１７では、検出回路２１５および２１８、ならびに、電流検出回路２１６および２１９の検出結果に基づき、チャージポンプ２００における各スイッチのオン／オフを制御することで出力コンデンサＣ２０１への充電回数が制御される。図２３および図２４を用いて既に説明したように、出力コンデンサＣ２０１への充電回数を制御することで、出力コンデンサＣ２０１から所望の電圧を取り出すことができる。
【０１７５】
例えば、チャージポンプ２００における出力コンデンサＣ２０１への充電回数を、検出回路２１８および電流検出回路２１９の検出結果に基づき制御することで、２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３のうちスイッチ回路２１０で選択された２次電池に対する充電の制御を行うことができる。
【０１７６】
このとき、スイッチ回路２１０で選択された２次電池に対する充電後にスイッチ回路２１０により２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３を順次選択し、選択された２次電池の出力電圧を検出回路２１１により検出して検出結果をチャージポンプ制御回路２１７に供給することで、電池バランスの調整を行うことができる。
【０１７７】
また、出力コンデンサＣ２０１への充電回数を、検出回路２１５および電流検出回路２１６の検出結果に基づき制御することで、回路電源２１２により回路に供給される電源の制御を行うことができる。
【０１７８】
図２８は、上述の図２７の構成における、チャージポンプ２００によるコンデンサＣ２０１への充電回数を制御する一例の処理を示すフローチャートである。電池バランス調整および回路電源供給が開始されると、最初のステップＳ５０で、チャージポンプ２００の動作が開始される。すなわち、ステップＳ５０では、（１）コンデンサＣ２０２およびＣ２０３の並列接続によるコンデンサＣ２０２およびＣ２０３への充電、（２）コンデンサＣ２０２およびＣ２０３を並列接続から直列接続へ、接続変更、（３）直列接続されたコンデンサＣ２０２およびＣ２０３による、出力コンデンサＣ２０１への充電、の一連の処理が行われる。
【０１７９】
電池バランスの調整処理では、スイッチ回路２１０により巡回的に選択された２次電池Ｅ２１１、Ｅ２１２およびＥ２１３の出力電圧が順次、検出回路２１１で検出され（ステップＳ５１）、出力電圧が基準電圧値以下の２次電池があるか否かが判断される（ステップＳ５２）。若し、出力電圧が基準電圧値以下の２次電池があると判断されたら、処理はステップＳ５３に移行される。ステップＳ５３では、上述のステップＳ５１およびＳ５２での検出回路２１１による２次電池の出力電圧の検出結果に基づき、チャージポンプ２００における出力コンデンサＣ２０１の充電回数が設定される。
【０１８０】
一方、回路電源供給処理では、回路電源２１２の出力電圧および電流が検出回路２１５および電流検出回路２１６により検出され（ステップＳ５５）、出力電圧および／または電流が基準値以下であるか否かが判断される（ステップＳ５６）。若し、回路電源２１２の出力電圧および／または電流が基準値以下であった場合、処理はステップＳ５７に移行される。ステップＳ５７では、上述のステップＳ５５およびＳ５６での検出回路２１５および電流検出回路２１６による回路電源２１２の出力電圧および／または電流の検出結果に基づき、チャージポンプ２００における出力コンデンサＣ２０１の充電回数が設定される。
【０１８１】
なお、上述のステップＳ５１〜Ｓ５３による電池バランスに関する処理と、ステップＳ５５〜５７による回路電源に関する処理は、並列的に実行することができる。
【０１８２】
上述のステップＳ５３およびＳ５７で、それぞれの処理における、チャージポンプ２００によるコンデンサＣ２０１の充電回数が設定されたら、処理はステップＳ５８に移行される。ステップＳ５８では、ステップＳ５３およびＳ５７で設定された充電回数が制御回路、例えば図示されないマイコンに渡され、ステップＳ５３およびＳ５７でそれぞれ設定された充電回数に基づき、実際に出力コンデンサＣ２０１を充電する回数が決定される。
【０１８３】
ステップＳ５８での、出力コンデンサＣ２０１に対する充電回数の設定方法は、様々に考えられる。例えば、ステップＳ５３およびＳ５７で設定された充電回数のうち多い方、あるいは、少ない方を実際の充電回数に決定する、処理の優先順位と設定された充電回数の多寡により実際の充電回数を決定する、などが考えられる。実際に出力コンデンサＣ２０１を充電する回数を決定する方法は、これに限られない。さらに、例えば、ステップＳ５１および／またはＳ５５の検出結果を充電回数決定のための情報として用いることもできる。
【０１８４】
次のステップＳ５９で、ステップＳ５８で決定された充電回数で以てチャージポンプ２００での出力コンデンサＣ２０１の充電が行われるように、チャージポンプ制御回路２１７が設定される。そして、処理はステップＳ５０に戻され、ステップＳ５９でチャージポンプ２００による出力コンデンサＣ２０１の充電回数が設定されたチャージポンプ制御回路２１７により、チャージポンプ２００が制御される。
【０１８５】
次に、この発明の実施の第５の形態の変形例について説明する。上述した実施の第５の形態では、充電される２次電池の電圧よりも明らかに高い電圧を得るために、チャージポンプを用いている。この実施の第５の形態の変形例では、直列接続された複数の２次電池の電池バランスを、複数の２次電池を直列接続して得られた電圧を用いて、電圧の低い１個の２次電池を充電することで調整する。
【０１８６】
図２９は、この実施の第５の形態の変形例により、直列接続された２個の２次電池Ｅ２２０およびＥ２２１の電池バランスを調整する一例の構成を示す。２次電池Ｅ２２０（出力電圧をＶ₂₂₀とする）およびＥ２２１（出力電圧をＶ₂₂₁とする）が直列接続される。２次電池Ｅ２２０の正極がスイッチＳＷ２４０の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ２２０およびＥ２２１の接続点がスイッチＳＷ２４１およびＳＷ２４２の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ２２１の負極がスイッチＳＷ２４３の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ２４０およびＳＷ２４１の他方の端子がコンデンサＣ２３０の一方の端子に接続され、スイッチＳＷ２４２およびＳＷ２４３の他方の端子がコンデンサＣ２３０の他方の端子に接続される。
【０１８７】
なお、２次電池Ｅ２２０およびＥ２２１の直列接続の正極および負極は、充電器２７０の出力端にも接続され、２次電池Ｅ２２０およびＥ２２１は、充電器２７０により充電される。
【０１８８】
このような構成において、２次電池Ｅ２２０およびＥ２２１の電池バランスを調整する場合、先ず、スイッチＳＷ２４０およびＳＷ２４３をオン、スイッチＳＷ２４１およびＳＷ２４２をオフとして、直列接続された２次電池Ｅ２２０およびＥ２２１によりコンデンサＣ２３０を充電する。すなわち、コンデンサＣ２３０は、電圧（Ｖ₂₂₀＋Ｖ₂₂₁）で充電されることになる。
【０１８９】
そして、例えばＶ₂₂₀＜Ｖ₂₂₁の場合、スイッチＳＷ２４０およびＳＷ２４２をオン、スイッチＳＷ２４１およびＳＷ２４３をオフとして、コンデンサＣ２３０の電荷で２次電池Ｅ２２０を充電する。また例えば、Ｖ₂₂₀＞Ｖ₂₂₁の場合、スイッチＳＷ２４１およびＳＷ２４３をオン、スイッチＳＷ２４０およびＳＷ２４３をオフとして、コンデンサＣ２３０の電荷で２次電池Ｅ２２１を充電する。
【０１９０】
２個の２次電池Ｅ２２０およびＥ２２１を用いて電圧（Ｖ₂₂₀＋Ｖ₂₂₁）で充電されたコンデンサＣ２３０により、１個の２次電池Ｅ２２０またはＥ２２１が充電されることになる。したがって、２次電池Ｅ２２０およびＥ２２１の電池バランスを、より適切に調整することができる。
【０１９１】
なお、この実施の第５の形態の変形例によれば、上述した実施の第５の形態のように、チャージポンプなどの部品を用いることなく、より高い充電電圧を得ることができる。そのため、より低コストで装置を提供することが可能とされる。
【０１９２】
図３０は、この実施の第５の形態の変形例により、直列接続された３個の２次電池Ｅ２２２、Ｅ２２３およびＥ２２４の電池バランスを調整する一例の構成を示す。２次電池Ｅ２２２、Ｅ２２３およびＥ２２４（それぞれ出力電圧をＶ₂₂₂、Ｖ₂₂₃およびＶ₂₂₄とする）が直列接続される。２次電池Ｅ２２２の正極がスイッチＳＷ２４５の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ２２４の負極がスイッチＳＷ２５０の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ２２２およびＥ２２３の接続点がスイッチＳＷ２４６およびＳＷ２４８それぞれの一方の端子に接続される。２次電池Ｅ２２３およびＥ２２４の接続点がスイッチＳＷ２４７およびＳＷ２４９それぞれの一方の端子に接続される。
【０１９３】
スイッチＳＷ２４５、ＳＷ２４６およびＳＷ２４７の他方の端子がコンデンサＣ２３１の一方の端子に接続されると共に、スイッチＳＷ２５２の一方の端子に接続される。コンデンサＣ２３１の他方の端子がスイッチＳＷ２５１およびＳＷ２５３それぞれの一方の端子に接続される。スイッチＳＷ２５１およびＳＷ２５２それぞれの他方の端子がコンデンサＣ２３２の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ２５３およびコンデンサＣ２３２それぞれの他方の端子がスイッチＳＷ２４８、ＳＷ２４９およびＳＷ２５０の他方の端子に接続される。
【０１９４】
なお、２次電池Ｅ２２２、Ｅ２２３およびＥ２２４の直列接続の正極および負極は、充電器２７０の出力端にも接続され、２次電池Ｅ２２２、Ｅ２２３およびＥ２２４は、充電器２７０により充電される。
【０１９５】
このような構成において、２次電池Ｅ２２２、Ｅ２２３およびＥ２２４の電池バランスを調整する場合、先ず、スイッチＳＷ２４５、ＳＷ２５０およびＳＷ２５１をオン、他のスイッチＳＷをオフとして、直列接続された２次電池Ｅ２２２、Ｅ２２３およびＥ２２４により、コンデンサＣ２３１およびＣ２３２を充電する。すなわち、コンデンサＣ２３１およびＣ２３２は、それぞれ電圧（Ｖ₂₂₂＋Ｖ₂₂₃＋Ｖ₂₂₄）／２で充電されることになる。
【０１９６】
コンデンサＣ２３１およびＣ２３２の充電後、スイッチＳＷ２４５、ＳＷ２５０およびＳＷ２５１をオフとする。そして、直列接続された２次電池Ｅ２２２、Ｅ２２３およびＥ２２４のうち、例えば２次電池Ｅ２２３が最も出力電圧が低い場合、スイッチＳＷ２４６およびＳＷ２４９がオンとされる。それと共に、スイッチＳＷ２５２およびＳＷ２５３がオンとされ、コンデンサＣ２３１およびＣ２３２が並列接続される。この並列接続されたコンデンサＣ２３１およびＣ２３２により、２次電池Ｅ２２３が充電される。
【０１９７】
すなわち、３個の２次電池Ｅ２２２、Ｅ２２３およびＥ２２４を用いて電圧（Ｖ₂₂₂＋Ｖ₂₂₃＋Ｖ₂₂₄）／２で充電されたコンデンサＣ２３１およびＣ２３２により、１個の２次電池Ｅ２２３（または２次電池Ｅ２２２、Ｅ２２４）が充電されることになる。したがって、２次電池Ｅ２２２、Ｅ２２３およびＥ２２４の電池バランスを、より適切に調整することができる。
【０１９８】
次に、上述したこの発明の実施の第１の形態、第２の形態、第３の形態、第３の形態の変形例、第５の形態および第５の形態の変形例に対応する、より実際的な例について説明する。図３１は、上述の実施の第１の形態に対応する、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出する際の、より実際的な構成の一例を示す。
【０１９９】
２次電池Ｅ１００およびＥ１０１が直列接続される。２次電池Ｅ１００の正極がスイッチＳＷ１００の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ１００およびＥ１０１の接続点がスイッチＳＷ１０２およびＳＷ１０３それぞれの一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１００およびＳＷ１０２それぞれの他方の端子がコンデンサＣ１００およびスイッチＳＷ１０５の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１０３の他方の端子がコンデンサＣ１００の他方の端子およびスイッチＳＷ１０４の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１０５の他方の端子がコンデンサＣ１０１の一方の端子に接続される。コンデンサＣ１０１の他方の端子がスイッチＳＷ１０４の他方の端子および２次電池Ｅ１０１の負極に接続される。
【０２００】
なお、２次電池Ｅ１００およびＥ１０１の直列接続の正極および負極がそれぞれ端子Ｖ_OUT1およびＶ_OUT2に接続され、出力電圧が取り出される。端子Ｖ_OUT1およびＶ_OUT2を介して２次電池Ｅ１００およびＥ１０１を充電することもできる。
【０２０１】
このような構成において、例えば２次電池Ｅ１００の出力電圧を検出する際には、先ず、スイッチＳＷ１００およびＳＷ１０２をオン、スイッチＳＷ１０３、ＳＷ１０４およびＳＷ１０５をオフとし、２次電池Ｅ１００の出力電圧でコンデンサＣ１００を充電する。コンデンサＣ１００が充電されたら、スイッチＳＷ１００およびＳＷ１０３、ならびに、スイッチＳＷ１０２をオフ、スイッチＳＷ１０４およびＳＷ１０５をオンして、コンデンサＣ１００の電荷によりコンデンサＣ１０１を充電する。このコンデンサＣ１０１の両端の電圧が２次電池Ｅ１００の出力電圧に対応する。コンデンサＣ１０１の両端から取り出された電圧が２次電池Ｅ１００の出力電圧の検出結果とされる。
【０２０２】
図３２は、上述の実施の第２の形態に対応する、直列接続された２次電池間で電池バランスを調整する際の、より実際的な構成の一例を示す。なお、図３２において、上述の図３１と共通する部分に同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０２０３】
コンデンサＣ１０１の両端が検出回路１００の検出入力端にそれぞれ接続される。スイッチＳＷ１００〜ＳＷ１０５のオン／オフが図３１を用いて説明したようにして制御され、検出回路１００により２次電池Ｅ１００（出力電圧をＶ₁₀₀とする）およびＥ１０１（出力電圧をＶ₁₀₁とする）の出力電圧がそれぞれ検出される。
【０２０４】
検出回路１００による検出結果は、電池バランス検出信号出力回路１０１に供給される。電池バランス検出信号出力回路１０１では、検出回路１００による検出結果に基づき検出信号ＤＥＴが出力される。検出信号ＤＥＴは、例えば２次電池Ｅ１００およびＥ１０１のうち出力電圧が低い方の２次電池を示す信号である。そして、検出信号ＤＥＴに基づき、図示されないスイッチ制御回路によりスイッチＳＷ１００〜ＳＷ１０５のオン／オフが制御され、出力電圧の低い方の２次電池に対して、出力電圧の高い方の２次電池の出力電圧を用いて充電が行われ、２次電池Ｅ１００およびＥ１０１の電池バランスが調整される。
【０２０５】
例えば、検出回路１００により２次電池Ｅ１００およびＥ１０１の出力電圧をそれぞれ検出した結果、Ｖ₁₀₀＞Ｖ₁₀₁であったとする。この場合、先ず、スイッチＳＷ１００およびＳＷ１０３がオン、スイッチＳＷ１０２、ＳＷ１０４およびＳＷ１０５がそれぞれオフとされ、出力電圧が高いとされた２次電池Ｅ１００によりコンデンサＣ１００が充電される。そして、次にスイッチＳＷ１００およびスイッチＳＷ１０３、ならびに、スイッチＳＷ１０５がそれぞれオフ、スイッチＳＷ１０２およびＳＷ１０４がそれぞれオンとされ、コンデンサＣ１００の電荷により２次電池Ｅ１０１が充電される。
【０２０６】
図３３は、上述の実施の第３の形態に対応する、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出すると共に、制御回路や電圧検出回路などに対する回路電源を供給する際の、より実際的な構成の一例を示す。
【０２０７】
２次電池Ｅ１１０、Ｅ１１１およびＥ１１２が直列接続される。２次電池Ｅ１１０の正極がスイッチＳＷ１１０の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ１１０およびＥ１１１の接続点がスイッチＳＷ１１１およびＳＷ１１３それぞれの一方の端子に接続される。２次電池Ｅ１１１およびＥ１１２の接続点がスイッチＳＷ１１２およびＳＷ１１４それぞれの一方の端子に接続される。
【０２０８】
スイッチＳＷ１１０の他方の端子がスイッチＳＷ１１１およびＳＷ１１２の他方の端子と接続される。それと共に、スイッチＳＷ１１０の他方の端子がコンデンサＣ１１０、スイッチＳＷ１１６およびＳＷ１１７それぞれの一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１１３の他方の端子がコンデンサＣ１１０およびスイッチＳＷ１１４それぞれの他方の端子に接続されると共に、スイッチＳＷ１１５の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１１５の他方の端子が２次電池Ｅ１１２の負極に接続される。
【０２０９】
スイッチＳＷ１１６の他方の端子がコンデンサＣ１１２および回路電源供給回路１１３それぞれの一方の端子に接続される。コンデンサＣ１１２および回路電源供給回路１１３それぞれの他方の端子が２次電池Ｅ１１２の負極に接続される。スイッチＳＷ１１７の他方の端子がコンデンサＣ１１１および検出回路１１４それぞれの一方の端子に接続される。コンデンサＣ１１１および検出回路１１４それぞれの他方の端子が２次電池Ｅ１１２の負極に接続される。
【０２１０】
検出回路１１４の出力が検出信号出力回路１１１に供給され、検出回路１１４の出力に基づく検出信号が検出信号出力回路１１１からスイッチ（ＳＷ）制御回路１１２に供給される。
【０２１１】
一方、上述したスイッチＳＷ１１０〜ＳＷ１１７により、スイッチ回路１１０が構成される。上述したコンデンサＣ１１０は、例えばこのスイッチ回路１１０に外付けで接続されている。スイッチ制御回路１１２では、このスイッチ回路１１０を制御するための制御信号が出力される。
【０２１２】
このような構成において、例えば２次電池Ｅ１１０の出力電圧を検出する際には、先ず、スイッチ制御回路１１２の制御に基づき、スイッチ回路１１０において、スイッチＳＷ１１０およびＳＷ１１３がオン、他のスイッチＳＷがオフとされ、２次電池Ｅ１１０の出力電圧でコンデンサＣ１１０が充電される。次に、スイッチＳＷ１１０およびＳＷ１１３がオフ、スイッチＳＷ１１５およびＳＷ１１７がオンとされ、コンデンサＣ１１０の電荷でコンデンサＣ１１１が充電される。このコンデンサＣ１１１の両端の電圧が２次電池Ｅ１１０の出力電圧に対応する。検出回路１１４によりコンデンサＣ１１１の両端の電圧が取り出され、２次電池Ｅ１１０の出力電圧の検出結果とされる。検出回路１１４による検出結果は、検出信号出力回路１１１に供給される。検出信号出力回路１１１では、供給された検出結果に基づく検出信号が出力される。
【０２１３】
同様にして、スイッチ制御回路１１２の制御に基づき、スイッチ回路１１０において、スイッチＳＷ１１０〜ＳＷ１１５およびスイッチＳＷ１１７が制御され、２次電池Ｅ１１１およびＥ１１２の出力電圧がそれぞれ検出される。すなわち、２次電池Ｅ１１１の出力電圧が検出される際には、スイッチＳＷ１１１およびＳＷ１１４がオンとされ、２次電池Ｅ１１１の出力電圧でコンデンサＣ１１０が充電される。同様に、２次電池Ｅ１１２の出力電圧が検出される際には、スイッチＳＷ１１２およびＳＷ１１５がオンとされ、２次電池Ｅ１１２の出力電圧でコンデンサＣ１１０が充電される。そして、スイッチＳＷ１１５およびＳＷ１１７をオン、他のスイッチＳＷがオフとされてコンデンサＣ１１０の電荷でコンデンサＣ１１１が充電され、コンデンサＣ１１１の両端の電圧が検出回路１１４で検出される。
【０２１４】
回路電源供給回路１１３による回路電源供給の制御は、次のようにして行われる。例えば２次電池Ｅ１１０の出力電圧により回路電源を供給する際には、スイッチ制御回路１１２の制御に基づき、スイッチＳＷ１１０およびＳＷ１１３がオン、他のスイッチＳＷがオフとされて２次電池Ｅ１１０によりコンデンサＣ１１０が充電され、次にスイッチＳＷ１１０およびＳＷ１１３がオフ、スイッチＳＷ１１５およびＳＷ１１６がオンとされて、コンデンサＣ１１０の電荷でコンデンサＣ１１２が充電される。このコンデンサＣ１１２に充電された電荷を用いて、回路電源供給回路１１３により、上述のスイッチ制御回路１１２や図示されないマイコン回路などに電源が供給される。
【０２１５】
同様にして、スイッチ制御回路１１２によりスイッチ回路１１０が制御され、２次電池Ｅ１１１、Ｅ１１２の出力電圧を用いた、回路電源供給回路１１３による電源供給がなされる。このときのスイッチ回路１１０の制御は、上述した２次電池Ｅ１１１およびＥ１１２の出力電圧を検出する場合と略同様であるので、繁雑さを避けるために、詳細な説明を省略する。
【０２１６】
図３４は、上述の実施の第３の形態の変形例に対応する、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出すると共に、検出結果に基づき制御回路や電圧検出回路などに対して回路電源を供給し、さらに各２次電池の電池バランスを調整する際の、より実際的な構成の一例を示す。なお、この図３４において、上述の図３３と対応する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０２１７】
この図３４の構成においては、検出信号出力回路１１１から出力された検出信号が電池電圧差検出回路１１６に供給される。電池電圧差検出回路１１６では、例えば２次電池Ｅ１１０、Ｅ１１１およびＥ１１２それぞれの出力電圧の検出結果に基づく検出信号により、２次電池Ｅ１１０、Ｅ１１１およびＥ１１２間の出力電圧の差が検出される。
【０２１８】
検出の結果、例えば２次電池Ｅ１１０、Ｅ１１１およびＥ１１２のうち最も出力電圧が高い２次電池を示す信号がスイッチ制御回路１１２に供給される。この信号に基づき、スイッチ制御回路１１２により、２次電池Ｅ１１０、Ｅ１１１およびＥ１１２から選択された２次電池の出力電圧を用いて回路電源供給回路１１５による回路電流の供給が行えるように、スイッチ回路１１０が制御される。スイッチ回路１１０は、上述した図３３の場合と同様にして、スイッチ制御回路１１２により制御される。
【０２１９】
図３５は、上述の実施の第５の形態に対応する、直列接続された複数の２次電池の電池バランスを、チャージポンプを用いて調整する際の、より実際的な構成の一例を示す。直列接続された複数の２次電池間の出力電圧差が小さい場合、各２次電池間の電池バランスを調整する際に２次電池の内部インピーダンスの影響を受けてしまう。電池バランスの調整を、チャージポンプにより昇圧された電圧を用いて行うことで、この内部インピーダンスの影響を小さくする。
【０２２０】
図３５において、２次電池Ｅ１２０およびＥ１２１が直列接続される。２次電池Ｅ１２０の正極がスイッチＳＷ１２０の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ１２０およびＥ１２１の接続点がスイッチＳＷ１２１およびＳＷ１２２それぞれの一方の端子に接続される。２次電池Ｅ１２１の負極がスイッチＳＷ１２３の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１２０の他方の端子がスイッチＳＷ１２１の他方の端子に接続されると共に、チャージポンプ１２０の入出力端に接続される。スイッチＳＷ１２２の他方の端子がスイッチＳＷ１２３の他方の端子に接続される。
【０２２１】
スイッチＳＷ１２０〜ＳＷ１２３により、スイッチ回路１２２が構成される。スイッチＳＷ１２０〜ＳＷ１２３のオン／オフは、制御回路１２１から供給されるスイッチ制御信号により制御される。
【０２２２】
チャージポンプ１２０に対して出力コンデンサＣ１２１、コンデンサＣ１２２およびＣ１２３が接続される。チャージポンプ１２０では、先ず、入出力端子に入力された電圧により、並列接続されたコンデンサＣ１２２およびＣ１２３がそれぞれ充電され、その後、コンデンサＣ１２２およびＣ１２３の接続を直列接続に切り換えて、直列接続されたコンデンサＣ１２２およびＣ１２３により出力コンデンサＣ１２１が充電される。この出力コンデンサＣ１２１の両端の電圧が出力電圧として取り出され、入出力端子から出力される。チャージポンプ１２０のこのような動作は、制御回路１１２から供給されるチャージポンプ制御信号により制御される。
【０２２３】
なお、２次電池Ｅ１２０およびＥ１２１の直列接続の出力電圧は、端子Ｖ_OUT1およびＶ_OUT2から取り出される。また、端子Ｖ_OUT1およびＶ_OUT2を介して２次電池Ｅ１２０およびＥ１２１を充電することもできる。２次電池Ｅ１２０およびＥ１２１それぞれの出力電圧は、例えば図３１に一例が示される構成をこの図３５の構成に併設し、上述したような方法で以て検出することが可能である。
【０２２４】
図３６は、上述の図３５の構成における動作を概略的に示す。また、図３６において、図３５の構成に適用できるチャージポンプ１２０の一例の構成が示される。なお、この図３６では、便宜上、コンデンサＣ１２２およびＣ１２３がチャージポンプ１２０に含まれるものとして示されている。また、スイッチ回路１２２は、信号経路のみを概略的に示す。
【０２２５】
チャージポンプ１２０において、入出力端１２３がスイッチＳＷ１２５、ＳＷ１２６およびＳＷ１２８の一方の端子にそれぞれ接続される。スイッチＳＷ１２５の他方の端子がスイッチＳＷ１２４の一方の端子に接続されると共に、コンデンサＣ１２１の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１２６の他方の端子がスイッチＳＷ１２４の他方の端子に接続されると共に、コンデンサＣ１２２の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１２８の他方の端子がスイッチＳＷ１２９の一方の端子に接続されると共に、コンデンサＣ１２３の一方の端子に接続される。コンデンサＣ１２２の他方の端子がスイッチＳＷ１２７の一方の端子に接続されると共に、スイッチＳＷ１２９の他方の端子に接続される。スイッチＳＷ１２７の他方の端子が入出力端１２４に接続されると共に、コンデンサＣ１２３および出力コンデンサＣ１２１それぞれの他方の端子に接続される。
【０２２６】
このような構成において、２次電池Ｅ１２１の出力電圧（電圧Ｖ₁₂₁とする）が２次電池Ｅ１２０の出力電圧（電圧Ｖ₁₂₀とする）より高い場合に、２次電池Ｅ１２０およびＥ１２１間で電池バランスを調整することを考える。この場合、スイッチ回路１２２において、制御回路１２１により図中に点線で示される信号経路となるように各スイッチＳＷ１２０〜ＳＷ１２３のオン／オフが制御され、２次電池Ｅ１２１の出力電圧Ｖ₁₂₁がチャージポンプ１２０の入出力端１２３および１２４に供給される。
【０２２７】
次に、制御回路１２１によりチャージポンプ１２０が制御され、先ず、スイッチＳＷ１２６、ＳＷ１２７およびＳＷ１２８がオン、スイッチＳＷ１２４、ＳＷ１２５およびＳＷ１２９がオフとされ、コンデンサＣ１２２およびＣ１２３が並列接続され、それぞれ電圧Ｖ₁₂₁により充電される。充電が完了されると、スイッチＳＷ１２５、ＳＷ１２６、ＳＷ１２７およびＳＷ１２８がオフ、スイッチＳＷ１２４およびＳＷ１２９がオンとされ、コンデンサＣ１２２およびＣ１２３が直列接続されると共に、直列接続されたコンデンサＣ１２２およびＣ１２３により出力コンデンサＣ１２１が充電される。そして、スイッチＳＷ１２５がオン、他のスイッチＳＷがオフとされ、コンデンサＣ１２１の両端の電圧がチャージポンプ１２０の出力として、入出力端１２３および１２４から取り出される。
【０２２８】
このとき、スイッチ回路１２２では、制御回路１２１により図中に実線で示される信号経路となるように各スイッチＳＷ１２０〜ＳＷ１２３のオン／オフが制御される。これにより、入出力端１２３および１２４から取り出された電圧により、２次電池Ｅ１２０が充電される。
【０２２９】
なお、この図３５および図３６に示される例でも、上述したように、出力コンデンサＣ１２１、コンデンサＣ１２２およびＣ１２３それぞれの容量をＣ₁、Ｃ₂およびＣ₃としたとき、
（Ｃ₂×Ｃ₃）／（Ｃ₂＋Ｃ₃）≦Ｃ₁
このようになるように、出力コンデンサＣ１２１、コンデンサＣ１２２およびＣ１２３が選定される。図２３および図２４を用いて既に説明したように、この条件の下で出力コンデンサＣ１２１、コンデンサＣ１２２およびＣ１２３の容量を適当に選択することで、出力コンデンサＣ１２１による充電電圧を設定することができる。
【０２３０】
図３７は、上述の実施の第５の形態の変形例に対応する、直列接続された複数の２次電池の電池バランスを、複数の２次電池を直列接続して得られた電圧を用いて、電圧の低い１個の２次電池を充電することで調整する際の、より実際的な構成の一例を示す。
【０２３１】
２次電池Ｅ１３０、Ｅ１３１およびＥ１３２が直列接続される。２次電池Ｅ１３０の正極がスイッチＳＷ１３０の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ１３０およびＥ１３１の接続点がスイッチＳＷ１３１およびＳＷ１３３それぞれの一方の端子に接続される。２次電池Ｅ１３１およびＥ１３２の接続点がスイッチＳＷ１３２およびＳＷ１３４それぞれの一方の端子に接続される。２次電池Ｅ１３２の負極がスイッチＳＷ１３５の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１３０、ＳＷ１３１およびＳＷ１３２それぞれの他方の端子がコンデンサＣ１３０の一方の端子に接続される。コンデンサＣ１３０の他方の端子がスイッチＳＷ１３３、ＳＷ１３４およびＳＷ１３５それぞれの他方の端子に接続される。スイッチＳＷ１３０〜ＳＷ１３５でスイッチ回路１３０が構成され、スイッチ回路１３０は、スイッチ制御回路１３１により、各スイッチＳＷのオン／オフが制御される。
【０２３２】
なお、２次電池Ｅ１３０、Ｅ１３１およびＥ１３２の直列接続の出力電圧は、端子Ｖ_OUT1およびＶ_OUT2から取り出される。端子Ｖ_OUT1およびＶ_OUT2を介して２次電池Ｅ１３０、Ｅ１３１およびＥ１３２を充電することもできる。また、２次電池Ｅ１３０、Ｅ１３１およびＥ１３２それぞれの出力電圧は、例えば図３３に一例が示される構成をこの図３７の構成に併設し、上述したような方法で以て検出することが可能である。
【０２３３】
このような構成において、２次電池Ｅ１３０、Ｅ１３１およびＥ１３２のうち例えば２次電池Ｅ１３２の出力電圧が最も低い場合、先ず、スイッチＳＷ１３０およびＳＷ１３５がオン、他のスイッチＳＷがオフとされ、２次電池Ｅ１３０、Ｅ１３１およびＥ１３２の直列接続の出力電圧でコンデンサＣ１３０が充電される。コンデンサＣ１３０の充電が完了したら、スイッチＳＷ１３０およびＳＷ１３５がオフ、スイッチＳＷ１３２およびＳＷ１３５がオンとされ、コンデンサＣ１３０の電荷で２次電池Ｅ１３２が充電される。
【０２３４】
図３８は、上述の図３７に示される構成の変形例である。２次電池Ｅ１４０、１４１およびＥ１４２が直列接続される。２次電池Ｅ１４０の正極がスイッチＳＷ１４０の一方の端子に接続される。２次電池Ｅ１４０およびＥ１４１の接続点がスイッチＳＷ１４１およびＳＷ１４３それぞれの一方の端子に接続される。２次電池Ｅ１４１およびＥ１４２の接続点がスイッチＳＷ１４２およびＳＷ１４４それぞれの一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１４０、ＳＷ１４１およびＳＷ１４２の他方の端子がスイッチＳＷ１４７の一方の端子に接続されると共に、コンデンサＣ１４２の一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１４７の他方の端子がスイッチＳＷ１４８の一方の端子に接続されると共に、コンデンサＣ１４１の一方の端子に接続される。
【０２３５】
コンデンサＣ１４１の他方の端子がスイッチＳＷ１４３およびＳＷ１４４それぞれの他方の端子に接続されると共に、スイッチＳＷ１４５およびＳＷ１４６それぞれの一方の端子に接続される。スイッチＳＷ１４５の他方の端子が２次電池Ｅ１４２の負極に接続される。スイッチＳＷ１４６の他方の端子がスイッチＳＷ１４８の他方の端子に接続されると共に、コンデンサＣ１４２の他方の端子に接続される。スイッチＳＷ１４０〜ＳＷ１４８によりスイッチ回路１４０が構成され、スイッチ回路１４０は、スイッチ制御回路１４１により、各スイッチＳＷのオン／オフが制御される。
【０２３６】
なお、２次電池Ｅ１４０、Ｅ１４１およびＥ１４２の直列接続の出力電圧は、端子Ｖ_OUT1およびＶ_OUT2から取り出される。端子Ｖ_OUT1およびＶ_OUT2を介して２次電池Ｅ１４０、Ｅ１４１およびＥ１４２を充電することもできる。また、２次電池Ｅ１４０、Ｅ１４１およびＥ１４２それぞれの出力電圧は、例えば図３３に一例が示される構成をこの図３８の構成に併設し、上述したような方法で以て検出することが可能である。
【０２３７】
このような構成において、２次電池Ｅ１４０、Ｅ１４１およびＥ１４２のうち例えば２次電池Ｅ１４２の出力電圧が最も低い場合、先ず、スイッチＳＷ１４０、ＳＷ１４３およびＳＷ１４７がオン、他のスイッチＳＷがオフとされ、２次電池Ｅ１４０でコンデンサＣ１４１が充電される。次に、スイッチＳＷ１４０、ＳＷ１４３およびＳＷ１４７がオフ、スイッチＳＷ１４１、ＳＷ１４４およびＳＷ１４６がオンとされ、２次電池Ｅ１４１でコンデンサＣ１４２が充電される。そして、スイッチＳＷ１４１、ＳＷ１４４およびＳＷ１４６がオフ、スイッチＳＷ１４２、ＳＷ１４５およびＳＷ１４８がオンとされ、コンデンサＣ１４１およびＣ１４２が直列接続される。この直列接続されたコンデンサＣ１４１およびＣ１４２の電荷により、２次電池Ｅ１４２が充電される。
【０２３８】
この図３８の例では、このように、２次電池Ｅ１４０、Ｅ１４１およびＥ１４２のうち最も出力電圧が低い２次電池を、それ以外の２次電池の出力電圧を用いて充電するようにしているため、２次電池Ｅ１４０、Ｅ１４１およびＥ１４２の電池バランスの調整を容易に行うことができる。
【０２３９】
なお、図３１〜図３８を用いて説明した、この発明の実施の第１の形態、第２の形態、第３の形態、第３の形態の変形例、第５の形態および第５の形態の変形例のより実際的な例では、例えば図３１および図３２におけるスイッチＳＷ１００〜ＳＷ１０５で構成されるスイッチ回路、ならびに、図３５におけるスイッチ回路１２２は、共通の構成とされている。同様に、図３３、図３４、図３７および図３８に示される、スイッチ回路１１０、１３０および１４０は、略共通の構成で実現可能である。
【０２４０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の実施の第１の形態では、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧検出を、１の検出回路で行うようにしている。そのため、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出する際のバラツキを少なくすることができる効果がある。
【０２４１】
また、この発明の実施の第２の形態では、直列接続された２次電池の電池バランスが崩れた際に、出力電圧の高い２次電池から出力電圧の低い２次電池に充電することで、電池バランスを取るようにしている。そのため、２次電池の容量の損失を少なく抑えることができると共に、より速く電池バランスを取ることができる効果がある。
【０２４２】
さらに、この発明の第３の形態では、電圧検出回路やスイッチング制御回路の回路電源を、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出し、検出結果に基づき、出力電圧の高い２次電池から回路電源を供給するようにしている。そのため、２次電池の損失を抑えつつ回路電源を供給することができる効果がある。
【０２４３】
またこのとき、回路電源の供給と共に電池バランスを取ることができる効果がある。
【０２４４】
さらにまた、この発明の実施の第４の形態では、直列接続された２次電池を充電する際に、２次電池のそれぞれの出力電圧を検出し、検出結果に基づき、出力電圧の低い２次電池の出力電圧が、出力電圧の高い２次電池の出力電圧と同等になるように、出力電圧の低い２次電池に充電するようにしている。そのため、直列接続された２次電池の電池バランスを保ちながら充電を行うことができる効果がある。
【０２４５】
また、この発明の実施の第５の形態では、チャージポンプにより昇圧された電圧を用いて直列接続された２次電池の電池バランスを調整しているため、より速やかに電池バランスを取ることができるという効果がある。
【０２４６】
さらに、チャージポンプにおいて、コンデンサに充電する回数や、チャージポンプを構成するコンデンサの容量の関係を変えることで、取り出される電圧が変化される。そのため、コンデンサへの充電回数や、コンデンサの容量を適当に選択することで、仕様に合った電圧を容易に得ることができるという効果がある。
【０２４７】
さらに、この発明の実施の第５の形態の変形例では、複数の２次電池の直列接続により得られた電圧を用いて電池バランスの調整を行っているため、多くの部品を用いることなく、より速やかに電池バランスを取ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の第１の形態による２次電池電圧検出を行う一例の構成を示す回路図である。
【図２】実施の第１の形態の変形例による２次電池電圧検出を行う一例の構成を示す回路図である。
【図３】実施の第１の形態の変形例による構成における各スイッチの一例の動作タイミングを示すタイムチャートである。
【図４】実施の第１の形態の変形例による構成における制御を行う際の一例の動作を示すフローチャートである。
【図５】３個の２次電池が直列接続された場合の電池電圧を検出する一例の構成を示す回路図である。
【図６】この発明の実施の第２の形態による電池バランスを取る一例の構成を示す回路図である。
【図７】両方向性スイッチを用いた一例の構成を示す回路図である。
【図８】一方向性スイッチを用いて両方向性スイッチの機能を実現することを説明するための図である。
【図９】この発明の実施の第３の形態による、直列接続された２次電池から回路電源の供給を行うようにした一例の構成を示す回路図である。
【図１０】実施の第３の形態の変形例による、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出しながら回路電源の供給を行うようにした一例の構成を示す回路図である。
【図１１】実施の第３の形態の変形例による、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出しながら回路電源の供給を行うようにした一例の構成における動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施の第３の形態の変形例による、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出しながら回路電源の供給を行うようにした一例の構成における動作を示すフローチャートである。
【図１３】実施の第３の形態の変形例による、直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出しながら回路電源の供給を行うようにした一例の構成における動作を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の実施の第４の形態による、充電を利用して電池バランスを取る一例の構成を示す回路図である。
【図１５】２次電池の出力電圧に基づくスイッチング動作を説明するための図である。
【図１６】充電器を制御して２次電池の電池バランスを取るようにした一例の構成を示す回路図である。
【図１７】この発明の実施の第１の形態の他の変形例の一例の構成を示す回路図である。
【図１８】実施の第２の形態での電池バランスの調整方法を説明するための図である。
【図１９】チャージポンプの一例の構成を示す回路図である。
【図２０】この実施の第５の形態によるチャージポンプを用いて電池バランスを調整する一例の構成を示す回路図である。
【図２１】この実施の第５の形態によるチャージポンプを用いて電池バランスを調整する一例の構成を示す回路図である。
【図２２】チャージポンプの動作を説明するための図である。
【図２３】充電回数によるコンデンサＣ₁の電圧変化について概略的に示す略線図である。
【図２４】充電回数およびコンデンサＣ₁の容量によるコンデンサＣ₁の電圧変化について概略的に示す略線図である。
【図２５】実施の第５の形態の第１の応用例の一例の構成を示す回路図である。
【図２６】スイッチ回路の一例の構成を示す回路図である。
【図２７】実施の第５の形態の第２の応用例の一例の構成を示す回路図である。
【図２８】上述の図２７の構成における、チャージポンプ２００によるコンデンサＣ２０１への充電回数を制御する一例の処理を示すフローチャートである。
【図２９】実施の第５の形態の変形例により直列接続された２個の２次電池の電池バランスを調整する一例の構成を示す回路図である。
【図３０】この実施の第５の形態の変形例により直列接続された３個の２次電池の電池バランスを調整する一例の構成を示す回路図である。
【図３１】直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出する際のより実際的な構成の一例を示す回路図である。
【図３２】直列接続された２次電池間で電池バランスを調整する際のより実際的な構成の一例を示す回路図である。
【図３３】直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出すると共に、制御回路や電圧検出回路などに対する回路電源を供給する際の、より実際的な構成の一例を示す回路図である。
【図３４】直列接続された２次電池それぞれの出力電圧を検出すると共に、検出結果に基づき制御回路や電圧検出回路などに対して回路電源を供給し、さらに各２次電池の電池バランスを調整する際の、より実際的な構成の一例を示す回路図である。
【図３５】直列接続された複数の２次電池の電池バランスを、チャージポンプを用いて調整する際の、より実際的な構成の一例を示す回路図である。
【図３６】直列接続された複数の２次電池の電池バランスを、チャージポンプを用いて調整する際の、より実際的な構成における動作を説明するための図である。
【図３７】直列接続された複数の２次電池の電池バランスを、複数の２次電池を直列接続して得られた電圧を用いて、電圧の低い１個の２次電池を充電することで調整する際の、より実際的な構成の一例を示す回路図である。
【図３８】直列接続された複数の２次電池の電池バランスを、複数の２次電池を直列接続して得られた電圧を用いて、電圧の低い１個の２次電池を充電することで調整する際の、より実際的な構成の一例を示す回路図である。
【図３９】従来技術による、直列接続された２次電池それぞれの電圧を検出し、電池バランスをとる一例の構成を示すブロック図である。
【図４０】従来技術による、直列接続された２次電池の電池バランスをとるための一例の構成を概略的に示す回路図である。
【図４１】従来技術による２次電池の電圧検出を説明するための図である。
【図４２】従来技術による２次電池の電圧検出を説明するための図である。
【符号の説明】
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ１１〜Ｅ１３，Ｅ２１，Ｅ２２，Ｅ３１〜Ｅ３３，Ｅ４１〜Ｅ４３，Ｅ５１，Ｅ５２，Ｅ７１，Ｅ７２・・・２次電池、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１１〜Ｃ１３，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ３１，Ｃ４１，Ｃ４２，Ｃ５１〜Ｃ５３，Ｃ７１，Ｃ７２・・・コンデンサ、ＳＷ１〜ＳＷ６，ＳＷ１１〜ＳＷ１９，ＳＷ２１〜ＳＷ２７，ＳＷ３１〜ＳＷ３６，ＳＷ４１〜ＳＷ４７，ＳＷ５１〜ＳＷ５８，ＳＷ７１〜ＳＷ７８，ＳＷ８０・・・スイッチ、１１，１２，１５・・・電圧検出器、１６・・・スイッチ制御回路、２０，２１・・・充電器、２２・・・電池電圧検出器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a secondary battery series connection device and a method for controlling a secondary battery connected in series for appropriately controlling a secondary battery connected in series.
[0002]
[Prior art]
In recent years, rechargeable secondary batteries have become more important due to the widespread use of portable telephone terminals, audio playback devices, notebook personal computers, and the like. In addition, due to the high functionality of these portable devices, the power consumption of the devices is increased, and it is required to maintain a high output for a longer time. On the other hand, the secondary battery has a maximum voltage value that can be taken out structurally. Therefore, when a higher voltage is required, several to a dozen or more secondary batteries are connected in series.
[0003]
In recent years, the use of lithium-based batteries such as lithium-ion batteries and polymer-lithium batteries is becoming mainstream as secondary batteries.
[0004]
When secondary batteries are connected in series, the output voltage of each connected battery may be different due to battery capacity consumption due to power consumption and the battery balance may be lost. In series connection, the positive electrode of the other battery is connected to the negative electrode of one battery, but if the battery balance is lost, reverse charging, that is, charging with electrodes of different polarities, is performed from a battery with a high output voltage to a battery with a low output voltage. I get up. Therefore, if the battery is left unbalanced, the battery with the lower output voltage may be in danger due to reverse charging.
[0005]
A problem also arises when the secondary batteries connected in series are charged in a state where the battery balance is lost. For example, consider charging two battery packs connected in series, each of which has a secondary battery capacity of 4.2V. One of the two secondary batteries is assumed to have an output voltage lowered to 4.0V. The output voltage of the other battery remains 4.2V. The output voltage of the battery pack itself is 8.2V.
[0006]
The charger controls charging so that 0.2V is charged into the battery pack so that the battery pack's original output voltage is 8.4V. As a result, 0.1V is charged to each of the one and the other battery, one battery whose output is reduced is charged to 4.1V, and the other battery whose output is not reduced is charged to 4.3V. Is done. Therefore, the other battery is overcharged with respect to the original capacity of 4.2 V, and the overcharged side may be in a dangerous state.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In order to prevent such a problem caused by the battery balance being lost, it is necessary to detect the battery voltage of each of the secondary batteries connected in series and to balance the battery based on the detected voltage. As a battery voltage detection method, there are a method of detecting each voltage of secondary batteries connected in series independently, and a method of measuring a voltage value at two or more locations and detecting by calculation.
[0008]
FIG. 39 shows an example of a configuration in which the voltage of each secondary battery connected in series is detected and the battery is balanced according to the prior art. Secondary batteries E300 and E301 are connected in series. The voltages of these secondary batteries E300 and E301 are detected by detection circuits 300 and 301, respectively. The detection results are supplied to the control circuit 303, respectively. Discharge circuits 304 and 305 discharge secondary batteries E300 and E301, respectively, based on the control of control circuit 303. The power source of the control circuit 303 is obtained by dropping the voltage output of the series connection of the secondary batteries E300 and E301 to a predetermined voltage by the voltage down circuit 302. The voltage down circuit 302 also plays a role of voltage stabilization.
[0009]
In the configuration of FIG. 39, the voltages of the secondary batteries E300 and E301 are detected by the detection circuits 300 and 301, respectively, and the secondary circuits E300 and E301 are respectively detected by the discharge circuits 304 and 305 by the control of the control circuit 303 based on the detection results. Discharge to balance the batteries of the secondary batteries E300 and E301.
[0010]
This method has a problem in that it takes time to achieve the balance because the batteries are balanced while discharging the secondary batteries E300 and E301, respectively.
[0011]
FIG. 40 schematically shows an example of a configuration for balancing the secondary batteries E300 and E301 in FIG. A resistor R300 is connected to the secondary battery E300 via the switch SW305. Similarly, a resistor R301 is connected to the secondary battery E301 via the switch SW306. In order to balance the secondary batteries E300 and E301, the switches SW305 and SW306 are controlled while detecting the voltages of the secondary batteries E300 and E301, and the secondary batteries E300 and E301 are discharged using the resistors R300 and R301. Let In this method, since there is a discharge loss due to the resistors R300 and R301, the discharge current cannot be increased, and it takes time to balance the secondary batteries E300 and E301.
[0012]
Further, since the power source of the control circuit 303 is supplied by stepping down the output of the secondary batteries E300 and E301 in series by the voltage down circuit 302, there is a problem that the loss increases.
[0013]
Further, there is a problem in voltage detection of the secondary batteries E300 and E301. FIG. 41 is a diagram in which the voltage detection portion of FIG. 39 is extracted. Thus, in the conventional method, two detection circuits for detecting the voltage, such as the detection circuits 300 and 301, are used. For this reason, the detection characteristics of the detection circuits 300 and 301 vary, and there is a problem in that the discharge of the secondary batteries E300 and E301 by the control circuit 303 cannot be accurately controlled.
[0014]
Moreover, in this method, when detecting the voltage of the secondary battery E300, the detection portion is floated from the ground potential. Therefore, the voltage of the secondary battery E300 is detected in a state where the voltage of the secondary battery E301 is added, and there is a problem that an error occurs in the detection result.
[0015]
In order to avoid this, it is also possible to measure the output voltages of the secondary batteries E300 and E301 with a single detection circuit. FIG. 42 shows a configuration when a single detection circuit is used. When detecting the voltage of the secondary battery E300, the switches SW300 and SW302 are turned on, and the switches SW301 and SW303 are turned off. When detecting the voltage of the secondary battery E301, SW301 and SW303 are turned on, and SW300 and SW302 are turned off. By controlling the switches in this way, the voltages of the secondary batteries E300 and E301 can be detected by the single detection circuit 302, respectively.
[0016]
However, even in this method, when the voltage of the secondary battery E300 is detected, the detection part floats from the ground potential and the voltage of the secondary battery E301 is added in the same manner as in the case of the configuration of FIG. The voltage of the secondary battery E300 is detected, and there is a problem that an error occurs in the detection result.
[0017]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a secondary battery series connection device and a control method for a series connected secondary battery, which can appropriately control a secondary battery connected in series.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problem, the first aspect of the invention provides a first secondary battery in which one side is not connected to the ground potential among the first and second secondary batteries connected in series and the first secondary battery. First connection means for connecting the capacitors in parallel, second connection means for connecting in parallel the first capacitor and the second capacitor having one side connected to the ground potential, and first and second connections Control means for controlling ON / OFF of connection by means;Control meansCircuit power supply means for supplying power, and the control means is configured such that the first secondary battery and the first capacitor are connected in parallel, and the first capacitor is charged by the first secondary battery. When the first capacitor is charged and the first capacitor is charged, the first capacitor and the second capacitor are connected in parallel, and the charge charged in the first capacitor is Control is performed so that the first connection means is turned off and the second connection means is turned on so that the voltage is taken out from the second capacitor by moving to the second capacitor. This is a secondary battery series connection device that uses the voltage extracted from the second capacitor as the power supply voltage.
[0019]
  According to an eighth aspect of the present invention, the first and second secondary batteries connected in series are connected to the first secondary battery whose one side is not connected to the ground potential and the first capacitor. A first connecting step of connecting in parallel by the connecting means; a second connecting step of connecting in parallel by the second connecting means a first capacitor and a second capacitor having one side connected to ground potential; ON / OFF of connection by the first and second connection meansBy control meansControl steps to control;Control meansA circuit power supply step for supplying power, and the control step is such that the first secondary battery and the first capacitor are connected in parallel, and the first capacitor is charged by the first secondary battery. As described above, the first connecting means is controlled to be turned on, and when the first capacitor is charged, the first capacitor and the second capacitor are connected in parallel and charged to the first capacitor. Control is performed so that the first connection means is turned off and the second connection means is turned on so that the electric charge moves to the second capacitor and the voltage is extracted from the second capacitor. The step is a control method for the secondary batteries connected in series using the voltage extracted from the second capacitor as the power supply voltage.
[0028]
  As described above, claim 1 or8In the first and second secondary batteries connected in series, the first secondary battery whose one side is not connected to the ground potential and the first capacitor are connected in parallel, and the first and second secondary batteries are connected in parallel. And a second capacitor whose one side is connected to the ground potential are connected in parallel so that the voltage is taken out from the second capacitor. Therefore, the secondary battery connected in parallel to the first capacitor A voltage corresponding to the output voltage can be stably extracted.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a configuration for performing secondary battery voltage detection according to the first embodiment of the present invention. Secondary batteries E1 and E2 are connected in series, and the negative electrode of secondary battery E2 is connected to the ground potential. The positive electrode of the secondary battery E1 is connected to one terminal of a switch SW1 composed of a semiconductor switching element such as a transistor, and the other terminal of the switch SW1 is connected to one terminal of the capacitor C1, and the switch SW4 and the switch Each is connected to one terminal of SW6. The other terminal of the switch SW4 is connected to a capacitor C2 whose one side is connected to the ground potential. The other terminal of the capacitor C1 is connected to the ground potential via the switch SW3.
[0034]
A connection point between the negative electrode of the secondary battery E1 and the positive electrode of the secondary battery E2 is connected to the other terminal of the switch SW6 and one terminal of the switches SW2 and SW5, respectively. The other terminal of the switch SW2 is connected to a connection point between the capacitor C1 and the switch SW3. The other terminal of the switch SW5 is connected to a connection point between the switch SW4 and the capacitor C2.
[0035]
Both ends of the capacitor C <b> 2 are connected to the battery voltage detection / circuit power supply unit 10. That is, the detection terminal of the battery voltage detection / circuit power supply unit 10 is connected to the connection point of the switch SW4 and the capacitor C2, and the ground terminal is connected to the ground potential.
[0036]
According to the configuration shown in FIG. 1, the secondary battery E1 and the capacitor C1 can be connected in parallel independently of each other with respect to the secondary battery E1 by appropriately controlling the on / off of the switches SW1 to SW6. Furthermore, the capacitor C1 and the capacitor C2 can be connected in parallel independently of each other. On the other hand, the secondary battery E2 can be connected in parallel with the capacitors C1 and C2 independently of each other.
[0037]
Therefore, the secondary battery E1 and the capacitor C1 are connected in parallel, and the capacitor C1 is charged with the output voltage of the secondary battery E1, and then the capacitors C1 and C2 are connected in parallel, so that the capacitor C1 is Charged. After the electric charges of the capacitors C1 and C2 are balanced by this charging, the potential at both ends of the capacitor C2 is detected. Based on the detected potential of the capacitor C2, the output voltage of the secondary battery E1 can be obtained. Since one end of the capacitor C2 is connected to the ground potential, the potential can be stably detected.
[0038]
That is, when obtaining the voltage of the secondary battery E1, first, the switches SW1 and SW2 are turned on, and the other switches SW3 and SW4 are turned off. The switches SW5 and SW6 are always off. When the capacitor C1 is charged by the secondary battery E1, the switches SW1 and SW2 are turned off and the switches SW3 and SW4 are turned on. When the capacitors C1 and C2 are balanced, the switch SW3 is turned off, and the battery voltage detection / circuit power supply unit 10 detects the potential of the capacitor C2. After the detection, the capacitor C2 is discharged by the battery voltage detection / circuit power supply unit 10, for example.
[0039]
The same applies to the secondary battery E2. That is, the output voltage of the secondary battery E2 can be obtained by connecting the secondary battery E2 and the capacitor C1 in parallel, performing the same processing as described above, and detecting the potential of the capacitor C2.
[0040]
That is, when obtaining the voltage of the secondary battery E2, first, the switches SW1 and SW2, and the switches SW5 and SW4 are turned off, and the switches SW3 and SW4 are turned on. When the capacitor C1 is charged by the secondary battery E2, the switch SW6 is turned off and the switch SW4 is turned on. When the capacitors C1 and C2 are balanced, the switch SW3 is turned off, and the battery voltage detection / circuit power supply unit 10 detects the potential of the capacitor C2. After the detection, the capacitor C2 is discharged by the battery voltage detection / circuit power supply unit 10, for example.
[0041]
In addition, since the negative electrode of the secondary battery E2 is connected to the ground potential, only the switch SW5 is turned on to charge the capacitor C2, and then the switch SW5 is turned off, and the voltage detection / circuit power supply unit 10 sets the capacitor. The potential of C2 may be detected. At this time, the capacitor C1 is discharged in advance using the switches SW6 and SW2, the switch SW5 is turned on to charge the capacitor C2, the switch SW5 is turned off, and the switches SW3 and SW4 are turned on to balance the capacitors C2 and C1. Thus, the potential of the capacitor C2 may be detected.
[0042]
In the present invention, the output voltage of the secondary battery is thus converted into a charge charged in the capacitor, and the charge is further moved to another capacitor whose one side is connected to the ground potential. And the output voltage of a secondary battery is calculated | required by detecting the electric potential of the said other capacitor | condenser. Therefore, the output voltage of the secondary battery on the side not connected to the ground potential among the secondary batteries connected in series can be obtained stably.
[0043]
The output voltages of the secondary batteries E1 and E2 connected in series are commonly obtained by the battery voltage detection / circuit power supply unit 10. Therefore, the output voltage of each of the output voltages of the secondary batteries E1 and E2 can be obtained with a small error.
[0044]
Further, although not shown in FIG. 1, the secondary batteries E1 and E2 are discharged and charged on the basis of the output voltages detected for the secondary batteries E1 and E2 connected in series as described above. By controlling, the battery balance of the secondary batteries E1 and E2 can be taken.
[0045]
In addition, although FIG. 1 demonstrated the example in which the two secondary batteries E1 and E2 were connected in series, this is not limited to this example. That is, even if the number of secondary batteries connected in series is three or more, the first embodiment can be applied.
[0046]
FIG. 2 shows an example configuration for performing secondary battery voltage detection according to a modification of the first embodiment of the present invention. In the configuration of FIG. 2, the switch SW6 is omitted from the charging device according to the first embodiment described above with reference to FIG. In FIG. 2, the same reference numerals are given to the portions common to FIG. 1 described above, and detailed description thereof is omitted.
[0047]
In the configuration shown in FIG. 2 as an example, when only the switches SW1 and SW2 are turned on, the secondary battery E1 and the capacitor C1 are connected in parallel. When only the switches SW3 and SW4 are turned on, the capacitors C1 and C2 are connected in parallel. When only the switch SW5 is turned on, the secondary battery E2 and the capacitor C2 are connected in parallel.
[0048]
First, the case where the output voltage of the secondary battery E1 is obtained will be described. First, the switches SW1 and SW2 are turned on, and the other switches, that is, the switches SW3, SW4 and SW5 are turned off. Then, the secondary battery E1 and the capacitor C1 are connected in parallel, and the capacitor C1 is charged by the output voltage of the secondary battery E1. When capacitor C1 is fully charged, switches SW1 and SW2 are turned off and switches SW3 and SW4 are turned on. The switch SW5 remains off. The capacitors C1 and C2 are connected in parallel, and the capacitor C2 is charged by the charge of the capacitor C1 until the capacitors C1 and C2 reach an equilibrium state.
[0049]
By repeating this parallel connection of the secondary battery E1 and the capacitor C1 and the parallel connection of the capacitor C1 and the capacitor C2, the potential of the capacitor C2 becomes substantially equal to the output voltage of the secondary battery E1. This will be schematically described. For example, it is assumed that the capacitors C1 and C2 have the same capacity and are both C. In addition, it is assumed that the capacitor C2 is not initially charged.
[0050]
The charge of C × E = Q is charged in the capacitor C1 by charging with the first secondary battery E1 (the output voltage is E). Here, by connecting the capacitors C1 and C2 in parallel, the charges are moved and balanced so that the potentials of the capacitors C1 and C2 become the same potential E ′. Since there is no change in the total amount of the charge Q, Q = CE ′ (capacitor C1) + CE ′ (capacitor C2), and the charge charged in each of the capacitors C1 and C2 is Q / 2.
[0051]
Next, the capacitors C1 and C2 are disconnected, and the capacitor C1 is connected in parallel with the secondary battery E1. Then, the capacitor C1 is charged again so that the electric charge becomes C × E = Q. In this state, the capacitor C1 is switched from the parallel connection with the secondary battery E1 to the parallel connection with the capacitor C2. Since the capacitor C2 is already charged with the charge of Q / 2 by the previous operation described above, the charge of the capacitor C1 and the entire capacitor C2 becomes Q + Q / 2. Based on this electric charge, the capacitors C1 and C2 are balanced so that the capacitors C1 and C2 have the same potential, and the electric charges of the capacitors C1 and C2 respectively become 3/4 × Q.
[0052]
By repeating this operation, the charge charged in the capacitor C2 gradually approaches Q, and the potential of the capacitor C2 becomes substantially equal to the output voltage of the secondary battery E1. Therefore, by detecting the potential of the capacitor C2 with the voltage detector 11, a result equivalent to detecting the output voltage of the secondary battery E1 can be obtained. Note that at least the switches SW4 and SW5 are preferably turned off when detecting the potential of the capacitor C2.
[0053]
Actually, the operation of detecting the potential of the capacitor C2 by the voltage detector 11 when the capacitors C1 and C2 connected in parallel by the switch control are balanced is performed every time the above operation is repeated, and the voltage of the capacitor C2 is detected. It is assumed that the potential of the capacitor C2 detected at the timing when the change is lost is the output voltage of the secondary battery E1. However, the present invention is not limited to this, and the number of repetitions at which the potential of the capacitor C2 is substantially saturated is obtained in advance, and the potential of the capacitor C2 when the number of repetitions is exceeded may be used as the output voltage of the secondary battery E1.
[0054]
Although the capacitors C1 and C2 have been described as having the same capacity here, it is clear that the above-described operation can be achieved even if the capacitors C1 and C2 have different capacities.
[0055]
On the other hand, when obtaining the output voltage of the secondary battery E2, first, the switches SW1, SW2, SW3, and SW4 are turned off, the switch SW5 is turned on, and the secondary battery E2 and the capacitor C2 are connected in parallel. When the capacitor C2 is charged by the output voltage of the secondary battery E2, the switch SW5 is turned off and the voltage detector 11 detects the potential of the capacitor C2. The detected potential of the capacitor C2 corresponds to the output voltage of the secondary battery E2.
[0056]
In the configuration of FIG. 1 described above, the electric potential of the capacitor C2 is detected by balancing the electric charges of the capacitors C1 and C2. That is, for example, if the capacities of the capacitors C1 and C2 are the same, the potential of the capacitor C2 should be a value that is ½ of the output voltage of the secondary battery E1 or the secondary battery E2 to be obtained. However, in reality, an error occurs with respect to the above half value due to variations in the capacitance of the capacitors C1 and C2.
[0057]
The configuration of the modification of the first embodiment has an advantage that the output voltages of the secondary batteries E1 and E2 can be detected regardless of the capacities of the capacitors C1 and C2. Further, since the output voltage of the secondary batteries E1 and E2 is detected by the common voltage detector 11, there is an advantage that variations in detection results of the secondary batteries E1 and E2 are reduced.
[0058]
FIG. 3 is a time chart showing the operation timing of an example of the switches SW1 to SW5 in FIG. When charging of the capacitor C1 by the secondary battery E1 is completed, the switches SW1 and SW2 are turned off and the switches SW3 and SW4 are turned on. At this time, the ON timing of the switches SW3 and SW4 is delayed by a predetermined time ΔT after the switches SW1 and SW2 are turned off, as shown in an example in FIG. Similarly, the switches SW3 and SW4 are turned off and delayed by ΔT, and the switch SW5 is turned on.
[0059]
In this way, by providing a delay of ΔT between the time when the switch is turned off and the time when the next switch is turned on, the on state of the switch does not overlap in terms of timing, so that the charge can flow into the capacitor rapidly. Can be prevented. This switch on / off timing control is similarly applied to each example described later.
[0060]
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation when the control of FIG. 3 is performed. The control is switched from the state in which the switches SW1 and SW2 are turned on (S40) to the off state. When the off states of the switches SW1 and SW2 are detected (S41), the switches SW3 and SW4 are turned on after the time ΔT (S42). When the switches SW3 and SW4 are on, the switch SW5 is off. When the switches SW3 and SW4 are switched to OFF control and the OFF state of the switches SW3 and SW4 is detected (S43), the switch SW5 is ON-controlled after time ΔT (S45). When the switch SW5 is turned off and the off state of the switch SW5 is detected (S46), the operation returns to step S40, and the switches SW1 and SW2 are turned on after time ΔT. Thus, when it is confirmed that the switch is turned on and turned off in a certain sequence, the next switch is turned on.
[0061]
In FIG. 2 described above, the example in which the two secondary batteries E1 and E2 are connected in series has been described, but this is not limited to this example. That is, even if the number of secondary batteries connected in series is three or more, the modification of the first embodiment can be applied.
[0062]
FIG. 5 shows an exemplary configuration for detecting the battery voltage of the secondary batteries connected in series when three secondary batteries E11, E12, and E13 are connected in series. In the configuration shown in FIG. 5 as an example, when only the switches SW11 and SW12 are turned on, the secondary battery E11 and the capacitor C11 are connected in parallel. When only the switches SW13 and SW14 are turned on, the secondary battery E12 and the capacitor C12 are connected in parallel. When only the switch SW15 is turned on, the secondary battery E13 and the capacitor C13 are connected in parallel. When only the switches SW16 and SW19 are turned on, the capacitors C11 and C13 are connected in parallel. When only switches SW17 and SW18 are turned on, capacitors C12 and C13 are connected in parallel.
[0063]
When detecting the output voltage of the secondary battery E11, first, the switches SW16 and SW19 are turned off and the switches SW11 and SW12 are turned on to connect the secondary battery E11 and the capacitor C11 in parallel to charge the capacitor C11. Then, the switches SW11 and SW12 are turned off and the switches SW16 and SW19 are turned on to connect the capacitors C11 and C13 in parallel, and charges are transferred between the capacitors C11 and C13 to achieve equilibrium. This operation is repeated, and when the potential of the capacitor C13 becomes substantially equal to the output voltage of the secondary battery E11, the switches SW16 and SW19 are turned off, and the potential of the capacitor C13 is detected by the voltage detector 12.
[0064]
During the operation of detecting the output voltage of the secondary battery E11, the switches SW13, SW14, SW15, SW17, and SW18 are controlled to be in an off state.
[0065]
When detecting the output voltage of the secondary battery E12, the switches SW11, SW12, SW15, SW16, and SW19 are controlled to be in an off state. In this state, first, the switches SW17 and SW18 are turned off and the switches SW13 and SW14 are turned on to connect the secondary battery E12 and the capacitor C12 in parallel to charge the capacitor C12, and then the switches SW13 and SW14 are turned off. Then, the switches SW17 and SW18 are turned on to connect the capacitors C12 and C13 in parallel, and charge is transferred between the capacitors C12 and C13 to achieve equilibrium. This operation is repeated, and when the potential of the capacitor C13 becomes substantially equal to the output voltage of the secondary battery E12, the switches SW17 and SW18 are turned off, and the potential of the capacitor C13 is detected by the voltage detector 12.
[0066]
When detecting the output voltage of the secondary battery E13, only the switch SW15 is turned on, the switches SW11, SW12, SW13, SW14, SW16, SW17, SW18 and SW19 are all turned off, and the secondary battery E13 and the capacitor 13 are connected in parallel. Connecting. When the capacitor 13 is charged by the output voltage of the secondary battery E13, the switch SW15 is turned off and the voltage detector 12 detects the potential of the capacitor C13.
[0067]
In this way, the switch control configures a parallel connection between the secondary battery whose negative electrode is not connected to the ground potential and the capacitor, and is provided immediately before the voltage detector for detecting the capacitor and the potential. Each of them is connected in parallel with a capacitor. Thus, the present invention can be applied even when three or more secondary batteries are connected in series.
[0068]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment of the present invention relates to a method for balancing the battery among a plurality of secondary batteries connected in series. For example, when the battery balance of two secondary batteries connected in series is lost, the secondary battery having the larger battery capacity may be charged from the smaller secondary battery. As described above, the output voltage of each secondary battery connected in series, that is, the battery capacity, is detected, and the battery balance is achieved by controlling the discharge and charging of each secondary battery based on the detection result.
[0069]
FIG. 6 shows an example configuration for balancing the batteries of two secondary batteries E21 and E22 connected in series. The configuration in FIG. 6 is used together with the configuration of the detection system in FIG. 2 described above, but here, the configuration of the detection system is omitted to avoid complexity.
[0070]
The negative electrode of secondary battery E21 and the positive electrode of secondary battery E22 are connected, and these secondary batteries E21 and E22 are connected in series. The positive electrode of the secondary battery E21 is connected to one terminal of the switch SW21, and the other terminal of the switch SW21 is connected to one terminal of the capacitor C21 and one terminal of the switch SW27. The other terminal of the switch SW27 is connected to one terminal of the switch SW26, and is connected to one terminal of the switches SW22 and SW23 and a connection point of the secondary batteries E21 and E22.
[0071]
The other terminal of the switch SW26 is connected to one terminal of the capacitor C22 and the other terminal of the switch SW24. The other terminal of the capacitor C22 is connected to the other terminal of the switch SW23. The connection point of secondary battery E21 and switch S21 is connected to the connection point of capacitor C22 and switch SW23 via switch SW25. A connection point between secondary battery E22 and switch SW24 is connected to a connection point between capacitor C21 and switch SW22 via switch SW28.
[0072]
That is, in the configuration of FIG. 6, when only the switches SW21 and SW22 are turned on, the secondary battery E21 and the capacitor C21 are connected in parallel. When only the switches SW25 and SW26 are turned on, the secondary battery E21 and the capacitor C22 are connected in parallel. When only the switches SW27 and SW28 are turned on, the secondary battery E22 and the capacitor C21 are connected in parallel. When only the switches SW23 and SW24 are turned on, the secondary battery E22 and the capacitor C22 are connected in parallel.
[0073]
A case where the result of detecting the output voltages of the secondary batteries E21 and E22 (referred to as V21 and V22, respectively) in such a configuration is V21> V22 will be described. In this case, each switch is controlled so that the secondary battery E21 having a high output voltage is discharged and the secondary battery E22 having a low output voltage is charged. That is, each switch is controlled such that the capacitor C21 is charged with the output voltage of the secondary battery E21, and then the secondary battery E22 is charged with the charge of the capacitor C21.
[0074]
More specifically, first, only the switches SW21 and SW22 are turned on to charge the capacitor C21 with the output voltage of the secondary battery E21. The secondary battery E21 is discharged, and the capacitor C21 is charged so as to have the same potential as the output voltage of the secondary battery E21. After charging, the switches SW21 and SW22 are turned off, and only the switches SW27 and SW28 are turned on after a predetermined time ΔT. Since the capacitor C21 is charged at the same potential as the secondary battery E21 where V21> V22, the secondary battery E22 can be charged using the charge charged in the capacitor C21.
[0075]
When the detection results of the output voltages of the secondary batteries E21 and E22 are V21 <V22, the secondary batteries E21 and E22 are similarly discharged and charged. That is, each switch is controlled so that the capacitor C22 is charged by the secondary battery E22 having a high output voltage and the secondary battery E21 is charged by the charge of the capacitor C22.
[0076]
More specifically, first, only the switches SW23 and SW24 are turned on to discharge the secondary battery E22 to charge the capacitor C22. After charging, the switches SW23 and SW24 are turned off, and after a predetermined time ΔT, only the switches SW25 and SW26 are turned on, and the secondary battery E21 is charged using the charge charged in the capacitor C22.
[0077]
By continuing charging and discharging of the secondary batteries E21 and E22 using the capacitor C22 until the output voltage of the secondary batteries E21 and E22 is constantly monitored until approximately V21 = V22, the secondary battery The battery balance of E21 and E22 can be taken.
[0078]
For example, first, output voltages of the secondary batteries E21 and E22 are detected. If it is determined that the battery balance of the secondary batteries E21 and E22 is lost as a result of the detection, each switch is controlled to a predetermined value, and the secondary battery with the higher output voltage (secondary battery E21 based on the detection result). Is discharged to the capacitor C21 by the method described above, and the secondary battery (secondary battery E22) having a low output voltage is charged by the capacitor 21. When charging is completed, the output voltages of the secondary batteries E21 and E22 are detected, and if it is determined that the battery is balanced based on the detection result, the operation is stopped and the battery balance is determined to be lost. In this case, the secondary batteries E21 and E22 are discharged and charged again.
[0079]
FIG. 7 is a modification of the second embodiment of the present invention, which is an example of using a bidirectional switch in a configuration that balances three secondary batteries E31, E32, and E33 connected in series. The configuration is shown. In the configuration of FIG. 6 described above, the switches SW21 to SW28 are configured such that current flows only in one direction. Therefore, as each of the switches SW21 to SW28, a unidirectional switch in which a current flows only in one direction in the on state can be used. If a bidirectional switch that can flow current in both directions in the ON state can be used as the switch, the circuit configuration can be further simplified.
[0080]
In the configuration of FIG. 7, by turning on only the switches SW31 and SW33, the secondary battery E31 and the capacitor C31 are connected in parallel. By turning on only the switches SW32 and SW35, the secondary battery E32 and the capacitor C31 are connected in parallel. By turning on only the switches SW33 and SW36, the secondary battery E33 and the capacitor C31 are connected in parallel.
[0081]
Consider the case where V31 = V32> V33, for example, in such a configuration. In this case, for example, the charge is transferred from the secondary battery E31 to the secondary battery E33 via the capacitor C31, and then the charge is transferred from the secondary battery E32 to the secondary battery E33 via the capacitor C31. This operation is performed while detecting the output voltages of the secondary batteries E31, E32, and E33 as described above, and is repeated until approximately V31 = V32 = V33 based on the detection result.
[0082]
More specifically, first, only the switches SW31 and SW33 are turned on to charge the capacitor C31 with the output voltage of the secondary battery E31. After charging, the switches SW31 and SW33 are turned off, and after a predetermined time ΔT, the switches SW34 and SW36 are turned on to charge the secondary battery E33 with the charge charged in the capacitor C31. After charging, switches SW34 and SW36 are turned off, and after time ΔT, switches SW32 and SW35 are turned on to charge capacitor C31 with the output voltage of secondary battery E32. After charging, the switches SW32 and SW35 are turned off, and after a predetermined time ΔT, the switches SW34 and SW36 are turned on to charge the secondary battery E33 with the charge charged in the capacitor C31. Thereafter, the switches SW34 and SW36 are turned off, and after the time ΔT, only the switches SW31 and SW33 are turned on again to charge the capacitor C31 with the output voltage of the secondary battery E31. This operation is repeated until approximately V31 = V32 = V33.
[0083]
As described above, when the bidirectional switch is used, only one capacitor C31 is required for charging, and a simple configuration can be realized. In addition, as shown in FIG. 8 as an example, two unidirectional switches are connected in opposite directions, and the switches that are turned on / off depending on the direction of current are appropriately controlled, so that it is equivalent to the bidirectional switch. Function can be realized. A switch constituted by a set of one-way switches in this way can be applied to the example of FIG. 7 described above. Switches having different directions are selected when charging from the secondary batteries E31, E32, and E33 to the capacitor C31 and when charging from the capacitor C31 to the secondary batteries E31, E32, and E33.
[0084]
Next explained is the third embodiment of the invention. The third embodiment of the present invention relates to a method for supplying circuit power to a control circuit, a voltage detection circuit, and the like. When secondary batteries are connected in series, the output voltage of each secondary battery is detected. Then, based on the detection result, the circuit power is supplied with priority from the secondary battery having a high output voltage.
[0085]
FIG. 9 shows that when three secondary batteries E41, E42, and E43 are connected in series according to the third embodiment, circuit power is preferentially supplied from the secondary battery having a high output voltage. An example of the configuration is shown. Also in this case, the capacitor C41 is first charged by each of the secondary batteries E41, E42, and E43, and the capacitor C42 is charged by the capacitor C41, as in the case of the voltage detection of each secondary voltage and the example of battery balance. Then, a circuit power source 13 such as a control circuit or a voltage detection circuit is supplied by the capacitor C42.
[0086]
In the secondary batteries E41, E42, and E43 connected in series, the negative electrode of the secondary battery E43 is connected to the ground potential. The positive electrode of the secondary battery E41 is connected to one terminal of each of the switch SW42, the capacitor C41, and the switch SW47 via the switch SW41. A connection point of the secondary batteries E41 and E42 is connected to the other terminal of the switch SW42 and one terminal of the switch SW43. The other terminal of the switch SW43 is connected to one terminal of the switch SW44 and the other terminal of the capacitor C41, and is connected to the ground potential via the switch SW46. A connection point of the secondary batteries E42 and E43 is connected to the other terminal of the switch SW44 and one terminal of the switch SW45. The other terminal of the switch SW45 is connected to the other terminal of the switch SW47, and one side is connected to a capacitor C42 connected to the ground potential. The circuit power supply 13 is supplied from both ends of the capacitor C42.
[0087]
A method of supplying the circuit power supply 13 with the configuration shown in FIG. 9 is as follows. When the circuit power supply 13 is supplied by the secondary battery E41, first, only the switches SW41 and SW43 are turned on, and the capacitor C41 is charged by the output voltage of the secondary battery E41. When charging of the capacitor C41 is completed, the switches SW41 and SW43 are turned off, the switches SW46 and SW47 are turned on, and the capacitor C42 is charged with the charge of the capacitor C41. The electric charge charged in the capacitor C42 is supplied as the circuit power supply 13. When charging of the capacitor C42 is completed, it is preferable to turn off the switches SW46 and SW47.
[0088]
The case where the circuit power supply 13 is supplied from the secondary battery E42 is similar to the case where the circuit power supply 13 is supplied from the secondary battery E41. In this case, first, only the switches SW42 and SW44 are turned on, and the capacitor C41 is charged by the output voltage of the secondary battery E42. When charging of the capacitor C41 is completed, the switches SW42 and SW44 are turned off, the switches SW46 and SW47 are turned on, and the capacitor C42 is charged with the charge of the capacitor C41. When the circuit power supply 13 is supplied by the secondary battery E43, only the switch SW45 is turned on, and the capacitor C42 is charged by the output voltage of the secondary battery E43.
[0089]
Thus, when the switches SW41 to SW47 are controlled and the circuit power supply 13 is supplied from the secondary batteries E41, E42, and E43, the output voltages of the secondary batteries E41, E42, and E43 are not shown. It is detected by a detection circuit. Based on the detection result, the capacitor C42 is preferentially charged from the secondary batteries E41, E42 and E43 with priority from the higher output voltage. Thereby, the circuit power supply 13 can be supplied, maintaining the battery balance of the secondary batteries E41, E42, and E43 connected in series.
[0090]
FIG. 10 shows a modification of the third embodiment, which is an example configuration in which the circuit power supply 14 is supplied while detecting the output voltages of the respective secondary batteries E51 and E52 connected in series. Show. In the configuration shown in FIG. 10, the voltage detection circuit shown in FIG. 2 and the circuit power supply circuit having the same configuration as the voltage detection circuit are combined into one circuit.
[0091]
10, the output voltages of the secondary batteries E51 and E52 are detected, and the circuit power supply 14 is supplied based on the detection result. At this time, by supplying the circuit power supply 14 preferentially from the secondary battery with the higher output voltage, it is possible to balance the batteries of the secondary batteries E51 and E52 together with the supply of the circuit power supply 14.
[0092]
The description starts from the voltage detection circuit side. In the secondary batteries E51 and E52 connected in series, the negative electrode of the secondary battery E52 is connected to the ground potential. The positive electrode of secondary battery E51 is connected to one terminal of switches SW51 and SW52. Among these, the switch SW52 side is a voltage detection circuit. The other terminal of switch SW52 is connected to one terminal of capacitor C51 and switch SW55. A connection point of secondary batteries E51 and E52 is connected to one terminal of switches SW53, SW54, SW57 and SW58. Among these, the switches SW53 and SW58 are voltage detection circuits. The other terminal of the switch SW53 is connected to the other terminal of the capacitor C51, and is connected to the ground potential via the switch SW59. The other terminal of the switch SW58 is connected to the other terminal of the switch SW55, and one side is connected to a capacitor C53 connected to the ground potential. Both ends of the capacitor C53 are connected to the voltage detector 15. The detection result of the voltage detector 15 is supplied to a switch (SW) control circuit 16.
[0093]
Next, the circuit power supply circuit side will be described. The other terminal of the switch SW51 described above is connected to one terminal of the capacitor C52 and the switch SW56. Further, the other terminal of the switch SW54 described above is connected to the other terminal of the capacitor C52, and is connected to the ground potential via the switch SW60. Further, the other terminal of the switch SW57 is connected to the other terminal of the switch SW56, and one side is connected to a capacitor C54 connected to the ground potential. It is supplied to the circuit power supply 14 from both ends of the capacitor C54. The circuit power supply 14 is a power supply for driving the switch control circuit 16, for example.
[0094]
In such a configuration, the output voltage of the secondary battery E51 is detected in the same manner as the detection of the output voltage of the secondary battery E1 in FIG. First, only the switches SW52 and SW53 are turned on to charge the capacitor C51 with the output voltage of the secondary battery E51. When the capacitor C51 is charged, the switches SW52 and SW53 are turned off, the switches SW55 and SW59 are turned on after time ΔT, and the capacitor C53 is charged by the charge of the capacitor C51 until the capacitors C51 and C53 are in an equilibrium state. The charging of the capacitor C51 by the secondary battery E51 and the charging operation of the capacitor C53 by the capacitor C51 are repeated a predetermined number of times. When the output voltage of the secondary battery E51 and the potential of the capacitor C53 become substantially equal, voltage detection is performed. The potential of the capacitor C53 is detected by the device 15.
[0095]
The detection of the output voltage of the secondary battery E52 is performed in the same manner as the detection of the output voltage of the secondary battery E2 in FIG. That is, only the switch SW58 is turned on, and the capacitor C53 is charged by the secondary battery E52. When the capacitor C53 is charged, the switch SW58 is turned off, and the voltage detector 15 detects the potential of the capacitor C53.
[0096]
The detection results of the output voltages of the secondary batteries E51 and E52 by the voltage detector 15 are supplied to the switch control circuit 16. The switch control circuit 16 controls on / off of the switches SW51 to SW60 based on the supplied detection result.
[0097]
The circuit power supply 14 is also supplied in substantially the same manner as the voltage detection of the secondary batteries E51 and E52 described above. To supply the circuit power supply 14 by the secondary battery E51, first, only the switches SW51 and SW54 are turned on, and the capacitor C52 is charged by the secondary battery E51. When the capacitor C52 is charged, the switches SW51 and SW54 are turned off, and the switches SW56 and SW60 are turned on after time ΔT, and the capacitor C54 is charged by the charge of the capacitor C52. When the capacitor C54 is charged, the switches SW56 and SW60 are turned off, and the circuit power supply 14 is supplied by the charge of the capacitor C54. The supply of the circuit power supply 14 may be started when the switches SW56 and SW60 are turned on.
[0098]
As for the circuit power supply 14 supplied from the secondary battery E52, only the switch SW57 is turned on, and the capacitor C54 is charged by the secondary battery E52. When the capacitor C54 is charged, the switch SW57 is turned off, and the circuit power supply 14 is supplied by the charge of the capacitor C54.
[0099]
As already described, the supply of the circuit power supply 14 by the secondary batteries E51 and E52 is performed based on the detection result of the output voltage of the secondary power supplies E51 and E52 described above, the output voltage of the secondary batteries E51 and E52. By preferentially performing the operation from the higher one, it is possible to balance the batteries of the secondary batteries E51 and E52. Here, the detection of the output voltages of the secondary batteries E51 and E52 may be performed using other methods, but the detection method according to this embodiment is preferable because the voltage can be detected more accurately. .
[0100]
In FIG. 10, the voltage detection circuit and the circuit power supply circuit are provided in parallel in one circuit. However, this is not limited to this example, and both can be configured in common. is there. However, if the circuit and the detection impedance are low, malfunction may occur in voltage detection. Therefore, it is more preferable to separately provide the voltage detection circuit and the circuit power supply circuit as shown in FIG.
[0101]
11, 12 and 13 are flowcharts for explaining the operation in the configuration of FIG. 11, 12, and 13, reference signs A, B, and C indicate that the process shifts to the corresponding reference sign between FIGS. 11, 12, and 13. The operations according to the flowcharts of FIGS. 11, 12, and 13 are performed when, for example, the secondary batteries E51 and E52 are charged or discharged. Further, for example, it can be performed when battery imbalance occurs in the secondary batteries E51 and E52.
[0102]
In FIG. 11, when the battery balance is detected prior to the processing of the flowchart, the voltage detection circuit is operated at a predetermined interval, for example, and the output voltages of the secondary batteries E51 and E52 are monitored. When discharging and charging the secondary batteries E51 and E52 or performing an operation when the battery imbalance is large, that is, when the battery balance is lost (step S10), the voltage detection circuit is operated to perform the secondary operation. The output voltages of the batteries E51 and E52 are obtained, and the battery balance is detected (step S11). In the next step S12, it is determined whether or not there is an imbalance in the output voltages of the secondary batteries E51 and E52 based on the detection result of the battery balance.
[0103]
As a result, if it is determined that the battery is balanced and there is no unbalance, the operation proceeds to step S20 in FIG. 12, and the circuit power supply 14 is supplied from the secondary batteries E51 and E52 on average. It is supposed to be. The secondary batteries E51 and E52 are sequentially switched by the circuit power supply circuit, and the circuit power supply 14 is supplied.
[0104]
When the circuit power supply 14 is supplied, the output voltage of each of the secondary batteries E51 and E52 is detected in step S21 to detect the battery balance. In the next step S22, it is determined whether or not the battery is balanced. .
[0105]
If the battery is not balanced, the secondary battery having the higher output voltage of the secondary batteries E51 and E52 is discharged through the capacitor as described with reference to FIG. Is charged to the lower secondary battery. In FIG. 10, the configuration for charging / discharging in FIG. 6 is omitted in order to avoid complexity. When the charging / discharging of the secondary batteries E51 and E52 is completed, the operation is returned to step S21, and the battery balance is detected again.
[0106]
On the other hand, if it is determined in step S22 that the battery is balanced, the operation proceeds to step S23, the charging / discharging operations of the secondary batteries E51 and E52 are stopped, and the circuit operation is stopped in step S24. Is done.
[0107]
In addition, as shown by a dotted line in FIG. 12, when the battery is balanced without the charging / discharging operation of the secondary batteries E51 and E52, the operation is shifted to step S24, and the operation of the circuit is stopped. . Thereafter, the operation returns to step S10 in FIG. 11, and operations such as battery balance detection are repeated again.
[0108]
In step S12 described above, when an imbalance exists in the output voltages of the secondary batteries E51 and E52 based on the battery balance detection result, the operation proceeds to step S30 in FIG. In step S30, the circuit power supply 14 is supplied by the secondary battery with the higher output voltage, and the higher one of the secondary batteries E51 and E52 is selected and has been described above with reference to FIG. By such a method, the circuit power supply 14 is supplied.
[0109]
In the next step S31, the output voltages of the secondary batteries E51 and E52 are respectively detected, and in step S32, it is determined whether or not the battery is balanced.
[0110]
If the battery is not balanced, the secondary battery having the higher output voltage of the secondary batteries E51 and E52 is discharged through the capacitor as described with reference to FIG. Is charged to the lower secondary battery. When charging / discharging of the secondary batteries E51 and E52 is completed, the operation is returned to step S31, and the battery balance is detected again.
[0111]
On the other hand, if it is determined in step S32 that the battery is balanced, the operation proceeds to step S33, the charging / discharging operations of the secondary batteries E51 and E52 are stopped, and the circuit operation is stopped in step S35. Is done. Thereafter, the operation returns to step S10 in FIG. 11, and operations such as battery balance detection are repeated again.
[0112]
In step S32 described above, if the process proceeds to step S33 without returning to step S31, the battery balance is assumed to be achieved without the charge / discharge operation (step S34).
[0113]
In step S22 of FIG. 12 and step S32 of FIG. 13, when the battery balance is determined, the operation of the circuit is shifted to the mutual operation flow. That is, when it is determined in step S22 that the battery is balanced, the operation after step S23 is performed, and the operation proceeds to the operation of step S30 in FIG. Similarly, when it is determined in step S32 that the battery is balanced, the operation after step S33 is performed and the operation proceeds to the operation of step S20 in FIG.
[0114]
Next explained is the fourth embodiment of the invention. In the fourth embodiment of the present invention, charging by a charger is used when balancing a plurality of secondary batteries connected in series. FIG. 14 shows an example of a configuration for balancing the batteries using charging by a charger according to the fourth embodiment. In FIG. 14, voltage detection means for detecting the output voltages of the secondary batteries E71 and E72 is omitted in order to avoid complexity. As the voltage detection means, for example, the configuration shown in FIG. 1 described above can be applied.
[0115]
The charger 20 charges the secondary battery E71 (output voltage is V71) and the secondary battery E72 (output voltage is V72) by the output of the power supply E37. The control terminal of the charger 20 is connected to the ground potential. The output terminal of the charger 20 is connected to one terminal of the capacitor C71 via the switch SW77, and the other terminal of the capacitor C71 is connected to the capacitor C72 whose one side is connected to the ground potential via the switch SW78.
[0116]
A connection point between the switch SW77 and the capacitor C71 is connected to one terminal of each of the switches SW71, SW73, and SW75. A connection point between the capacitor C71 and the switch SW78 is connected to one terminal of each of the switches SW72, SW74, and SW76. The other terminal of the switch SW76 is connected to the ground potential.
[0117]
In the secondary batteries E71 and E72 connected in series, the positive electrode of the secondary battery E71 is connected to the other terminal of the switch SW71. A connection point of secondary batteries E71 and E72 is connected to the other terminals of switches SW72 and SW73, respectively. The negative electrode of the secondary battery E72 is connected to the other terminal of the switch SW74.
[0118]
In such a configuration, first, only the switches SW77 and SW78 are turned on, and the capacitors C71 and C72 are charged by the charger 20. After a predetermined time T, the switches SW77 and SW78 are turned off. Here, based on the detection result by the voltage detection means, if V71 <V72, the switches SW75 and SW76 and the switches SW71 and SW72 are turned on, and the secondary battery E71 is charged by the charge of the capacitor C72. Is done.
[0119]
Here, the output voltage of each of the secondary batteries E71 and E72 is detected by the voltage detection means, and the battery is not balanced, that is, if V71 <V72, the switches SW71, SW72, SW75 and SW76 are off, and the switch SW77 And SW78 are turned on, capacitors C71 and C72 are charged again, the switches are controlled according to the above-described procedure, and secondary battery E71 is charged until approximately V71 = V72.
[0120]
That is, as shown in FIG. 15, while the output voltage V71 of the secondary battery E71 is lower than the output voltage V72 of the secondary battery E72, the switches SW77 and SW78 and the switches SW71, SW72, and SW75 described above are used. And the switching operation by SW76 is repeated. When the voltages V71 and V72 become substantially equal, the switching operation is stopped and charging is completed.
[0121]
The secondary battery E72 is charged in the same manner even when V71> V72 as a result of detection by the voltage detection means. That is, only switches SW77 and SW78 are turned on, and capacitors C71 and C72 are charged by charger 20. After a predetermined time T, the switches SW77 and SW78 are turned off. Then, the switches SW75 and SW76 and the switches SW73 and SW74 are turned on, and the secondary battery E72 is charged by the charge of the capacitor C72.
[0122]
Here, if the output voltage of each of the secondary batteries E71 and E72 is detected by the voltage detection means and the battery is not balanced, that is, if V71> V72, the switches SW73, SW74, SW75 and SW76 are off, and the switch SW77 And SW78 are turned on, capacitors C71 and C72 are charged again, the switches are controlled according to the above-described procedure, and secondary battery E72 is charged until approximately V71 = V72.
[0123]
In the configuration of FIG. 14, when the secondary batteries E71 and E72 are charged using the charges charged in the capacitors C71 and C72 from the power source E73 via the charger 20, the secondary batteries E71 are charged by the capacitors C71 and C72. And E72 may be charged while balancing the batteries.
[0124]
For example, first, only the switches SW77 and SW78 are turned on, and the capacitors C71 and C72 are charged from the power source E73 via the charger 20, respectively. After time T, the switches SW77 and SW78 are turned off, and the switches SW71 to SW76 are controlled so that the capacitor C71 charges the secondary battery E71 and the capacitor C72 charges the secondary battery E72.
[0125]
As an example, first, only the switches SW71 and SW72 are turned on, and the secondary battery E71 is charged by the capacitor C71. Next, the switches SW71 and SW72 are turned off, the switches SW73 and SW75, and the switches SW74 and SW76 are turned on. To charge the secondary battery E72. When charging by the capacitors C71 and C72 is completed, only the switches SW77 and SW78 are turned on again, and the capacitors C71 and C72 are charged. This operation is repeated until the secondary batteries E71 and E72 are charged to a predetermined capacity.
[0126]
At this time, if the capacitors C71 and C72 have the same capacity, the capacitors C71 and C72 can be balanced in voltage, and can be charged safely.
[0127]
In the configuration of FIG. 14, there is a period during which the capacitors C71 and C72 can be directly charged by the power source E73. In the case of charging with a small battery capacity, when the secondary batteries E71 and E72 are close to full charge, the secondary batteries E71 and E72 are used after the charger 20, that is, using the charges charged in the capacitors C71 and C72. Charge the battery. When the secondary battery E71 is nearly fully charged, the charging by the power source E73 is stopped, and charging is performed using the capacitors C71 and C72 so as to fill up the insufficient charging of the secondary battery E71.
[0128]
At this time, for example, the output terminal of the charger 20 can be directly connected to the positive electrode of the secondary battery E71 at first as shown by a dotted line in FIG. By turning on only the switches SW74 and SW76 and connecting the negative electrode of the secondary battery E72 to the ground potential, the secondary batteries E71 and E72 can be directly charged by the power source E73 and the charger 20.
[0129]
As a modification of the configuration of FIG. 14, as illustrated in FIG. 16, the charger 20 can be controlled to balance the secondary batteries E <b> 71 and E <b> 72. Note that, in FIG. 16, the same reference numerals are given to the portions common to the above-described FIG.
[0130]
In FIG. 16, a battery voltage detector 22 capable of detecting the output voltages of the secondary batteries E71 and E72, respectively, is provided in the configuration of FIG. The detection result of the battery voltage detector 22 is supplied to the charger 20 as a control signal for the charger 20. The battery voltage detector 22 detects the output voltages of the secondary batteries E71 and E72 connected in series. Based on the detection result, the operation of the charger 20 is controlled so as to charge another secondary battery so that the output voltage is substantially the same as the highest output voltage among the secondary batteries connected in series. .
[0131]
Note that the switches SW71 to SW78 are controlled to be turned on / off in the same manner as in the above-described example of FIG. 14 according to the secondary battery charged by the charger 20. At this time, when the capacitors C71 and C72 are charged by the charger 20, the switches SW77 and SW78 are turned on and the switch SW80 is turned on.
[0132]
Further, in this case, the output voltage of the charger 20 is different from the voltage when the battery is balanced when the secondary batteries E71 and E72 are connected in series and charged. Therefore, in FIG. 16, a charger 21 can be further provided, and the output terminal of the charger 21 can be connected to the positive electrode of the secondary battery E71 as indicated by a dotted line. By turning off the switches SW71, SW72, SW73 and SW74, and the switch SW80, the charger 21 can charge the secondary battery E71 and E72 in series with the power source E73.
[0133]
In the above description, in the configuration of the example of the first embodiment shown in FIG. 1, the charge of the secondary battery E1 or E2 is once charged in the capacitor C1, and the charge accumulated in the capacitor C1 is moved to the capacitor C2. Thereafter, the voltage of the secondary battery E1 or E2 is detected by detecting the potential of the capacitor C2. This is not limited to this example. For example, the voltage of the secondary battery E1 or E2 can be detected without using the capacitor C2 in the configuration of FIG.
[0134]
FIG. 17 shows an example of the configuration of another modification of the first embodiment of the present invention in which the capacitor C2 is omitted from the configuration of FIG. In FIG. 17, the same reference numerals are given to portions common to FIG. 1, and detailed description is omitted.
[0135]
In the configuration of FIG. 17, when obtaining the output voltage of the secondary battery E1, first, the switches SW1 and SW2 are turned on, and the other switches SW3 to SW6 are turned off. When the capacitor C1 is charged by the secondary battery E1, the switches SW1 and SW2 are turned off, the switches SW3 and SW4 are turned on, and the battery voltage detection / circuit power supply unit 10 detects the potential of the capacitor C1. The detected potential of the capacitor C1 corresponds to the output voltage of the secondary battery E1. After the detection, the capacitor C1 is discharged by the battery voltage detection / circuit power supply unit 10, for example.
[0136]
When obtaining the output voltage of the secondary battery E2, first, the switches SW6 and SW3 are turned on, and the other switches SW1, SW2, SW4 and SW5 are turned off. In this way, the capacitor C1 is charged by the secondary battery E2. When the capacitor C1 is charged by the secondary battery E2, the switches SW6 and SW3 are turned off and the switches SW3 and SW4 are turned on, and the battery voltage detection / circuit power supply unit 10 detects the potential of the capacitor C1. The detected potential of the capacitor C1 corresponds to the output voltage of the secondary battery E2. After the detection, the capacitor C1 is discharged by the battery voltage detection / circuit power supply unit 10, for example.
[0137]
In the example of FIG. 17 as well, when the battery voltage detection / circuit power supply unit 10 detects the potential of the capacitor C1, one end of the capacitor C1 is connected to the ground potential, so that the potential can be detected stably. it can.
[0138]
In the configuration shown in FIG. 17, it is difficult to supply the circuit power by the secondary batteries E1 and E2 via the capacitor as described in the third embodiment.
[0139]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. For example, in the second embodiment of the present invention described above, the adjustment of the battery balance between the plurality of secondary batteries connected in series is changed from the secondary battery having the higher output voltage to the secondary battery having the lower output voltage. We went by charging. 18 schematically illustrates the output voltages of the secondary batteries E81 and E82 as V.₈₁And V₈₂And V₈₁> V₈₂First, the switches SW81 and SW83 are turned on, the switches SW82 and SW84 are turned off, the capacitor C81 is charged with the output voltage of the secondary battery E81, then the switches SW81 and SW83 are turned off, and the switches SW82 and SW84 are turned on. The secondary battery E82 is charged with the charge of the capacitor C81 by turning it on. In this method, when the difference in output voltage between the secondary batteries E81 and E82 is relatively small, for example, 0.5 V or less, the secondary battery E82 may not be charged with the charge of the capacitor C81.
[0140]
Therefore, in the fifth embodiment of the present invention, the battery balance between a plurality of secondary batteries connected in series is adjusted using a voltage that is clearly higher than the voltage of the secondary battery to be charged. In the fifth embodiment, a charge pump is used to obtain a voltage higher than the output voltage of the secondary battery from one secondary battery. As is well known, for example, after charging each of a plurality of capacitors connected in parallel, the charge pump switches the connection of the plurality of charged capacitors into a series connection to extract a voltage higher than the voltage at the time of charging. It is made to be able to.
[0141]
FIG. 19 shows an exemplary configuration of such a charge pump 200. Terminal 201 is connected to one terminal of each of switches SW201 and SW203. The other terminal of switch SW201 is connected to one terminal of capacitor C202 and one terminal of switch SW205. The other terminal of the switch SW205 is connected to one terminal of the capacitor C201. The other terminal of capacitor C202 is connected to one terminal of switches SW202 and SW204, and the other terminal of switch SW204 is connected to the other terminal of switch SW203 and one terminal of capacitor C203. The other terminal of the capacitor C203 is connected to the other terminal of the switch SW202 and the other terminal of the capacitor C201, and to the terminal 202. Capacitor C201 is an output capacitor from which the output voltage of charge pump 200 is taken.
[0142]
In such a configuration, the voltage V between the terminals 201 and 202 is_INApply. At this time, the switches SW201, SW202 and SW203 are turned on, the switches SW204 and 205 are turned off, the capacitors C202 and C203 are connected in parallel, and the capacitors C202 and C203 are respectively connected to the voltage V_INCharge with. When the charging is completed, the switches SW201, SW202, and SW203 are turned off and the switches SW204 and SW205 are turned on, so that the charged capacitors C202 and C203 are connected in series. For example, when the capacitances of the capacitors C202 and C203 are equal, the voltage across both ends connected in series is 2 × V as a theoretical value._INIt becomes.
[0143]
Capacitor C201 is charged with series-connected capacitors C202 and C203, and switches SW202, SW203 and SW204 are turned off, and switches SW201 and SW205 are turned on, so that capacitor C201 which is an output capacitor is connected to terminals 201 and 202. From the terminals 201 and 202, the theoretical value is 2 × V._INVoltage can be taken out. Thus, by using the charge pump 200, a voltage higher than the voltage at the time of input can be taken out.
[0144]
In FIG. 19, each terminal a to d indicated by “■ (square)” corresponds to each terminal having the same reference numeral in a configuration using the charge pump 200 described later. The switch control as described above in the charge pump 200 is controlled by, for example, a microcomputer (not shown) or a predetermined control circuit.
[0145]
FIG. 20 shows an exemplary configuration for adjusting the battery balance using the charge pump 200 according to the fifth embodiment. 20, in the configuration of the charge pump 200 whose example is shown in FIG. 19, the output capacitor C201, the capacitors C202, and C203 are shown to be connected to the outside of the charge pump 200.
[0146]
Secondary batteries E201 and E202 (each having an output voltage of V₂₀₁And V₂₀₂Are connected in series. The positive electrode of the secondary battery E201 is connected to one terminal of the switch SW211. A connection point of secondary batteries E201 and E202 is connected to one terminal of each of switches SW212 and SW213. The negative electrode of the secondary battery E202 is connected to one terminal of the switch SW214.
[0147]
The other terminal of the switch SW211 is connected to the terminal 201 of the charge pump 200 and one terminal of the switch SW215. At the same time, the other terminal of the switch SW211 is connected to the other terminal of the switch SW212 and one terminal of the capacitor C211. The other terminal of the switch SW215 is connected to the terminal d of the charge pump 200 and to one terminal of the output capacitor C201. The terminal c of the charge pump 200 is connected to one terminal of the capacitor C203. Both ends of the capacitor C202 are connected to terminals a and b, respectively.
[0148]
Terminal 202 of charge pump 200 is connected to the other terminal of each of capacitors C201 and C203. At the same time, the terminal 202 of the charge pump 200 is connected to the other terminal of each of the capacitor C211 and the switches SW213 and SW214.
[0149]
Note that the positive electrode of the secondary battery E201 is connected to the terminal 202, and the negative electrode of the secondary battery E202 is connected to the terminal 203. The series connected output voltage of the secondary batteries E201 and E202 is taken out from the terminals 202 and 203. The secondary batteries E201 and E202 can also be charged via the terminals 202 and 203.
[0150]
Here, it is assumed that the capacity of the output capacitor C201 is larger than any of the capacitors C202, C203, and C211. That is, the capacitances of the capacitors C201, C202, C203, and C211 are respectively set to C₁, C₂, C_Three, C_FourWhen C₁> C₂And C₁> C_ThreeAnd C₁> C_FourIt is.
[0151]
In such a configuration, V₂₀₁> V₂₀₂In this case, when balancing the secondary batteries E201 and E202, the switches SW211 to SW215 and the charge pump 200 are controlled as follows. First, the switches SW211 and SW213 are turned on, the switches SW212, SW214, and SW215 are turned off, and the capacitor C211 is charged with the output voltage of the secondary battery E201.
[0152]
Next, the switches SW211 to SW215 are turned off, and the above-described operation of the charge pump 200 is performed by the output voltage of the capacitor C211. That is, in the charge pump 200, the switches SW201 to SW205 are controlled as described above, and the capacitors C202 and C203 connected in parallel are charged by the electric charge of the capacitor C211, respectively, and after a predetermined timing, the capacitors C202 and C203 are The output capacitor C201 is charged by the series-connected capacitors C202 and C203.
[0153]
When the output capacitor C201 is charged by the operation of the charge pump 200, the switches SW211 and SW213 are turned off, the switches SW215, SW212, and SW214 are turned on, and the secondary battery E202 is charged by the output voltage of the capacitor C201. Since the output capacitor C201 is charged at a voltage approximately twice the output voltage of the secondary battery E201 by the operation of the charge pump 200, the secondary battery E202 is quickly charged to a predetermined voltage.
[0154]
Note that, as shown in FIG. 21, an example in which the capacitor C211 is not used with respect to FIG. 20 can adjust the battery balance using the charge pump 200 as in the case of FIG. it can. In this case, the switches SW211 to SW215 are controlled as described with reference to FIG. 20, and when the charge pump 200 is charged, a secondary battery having a high output voltage is selected from the secondary batteries E201 or E202, and the output voltage is It is supplied directly to the terminals 201 and 202 of the charge pump 200. The charging of the secondary battery E201 or E202 by the output capacitor C201 of the charge pump 200 is performed in the same manner.
[0155]
The operation of the charge pump 200 according to the fifth embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. In the configuration of the charge pump 200 schematically shown in FIG.₁Is an output capacitor corresponding to the output capacitor C201 described above, and the capacitor C₂, C_ThreeCorresponds to the above-described capacitors C202 and C203, respectively. Capacitor C with one secondary battery₂And C_ThreeAre charged in parallel. Thereafter, when the secondary battery used for charging is disconnected and the switch SW-B is turned on, the capacitor C₂And C_ThreeAre connected in series. Further, when the switch SW-A is turned on, the capacitors C connected in series are connected.₂And C_ThreeDue to the capacitor C₁Is charged.
[0156]
In the fifth embodiment, the capacitor C₁, C₂And C_ThreeIs selected so as to satisfy the condition shown in the following equation (1).
(C₂× C_Three) / (C₂+ C_Three) ≦ C₁    ... (1)
That is, the capacitor C₂And C_ThreeOutput capacitor C than the combined capacitance when₁Capacitor C so that the capacity of₁, C₂And C_ThreeSelect the capacity. Capacitor C while satisfying the condition of equation (1)₁, C₂And C_ThreeBy appropriately selecting the capacity of each capacitor C₁The voltage obtained can be selected.
[0157]
The voltage across the series connection is actually the capacitor C₂And C_ThreeHowever, the voltage is not twice the voltage when the battery is charged. However, a voltage clearly higher than the voltage at the time of charging with one secondary battery is obtained. Capacitor C as described above₁, C₂And C_ThreeBy appropriately selecting the capacity, it is possible to obtain a voltage suitable for the use conditions.
[0158]
Output capacitor C₁Is obtained from the output capacitor C by the charge pump 200.₁It also changes with the number of times of charging. FIG. 23 shows the capacitor C depending on the number of times of charging.₁The voltage change of is schematically shown. In this way, the output capacitor C is charged by the charge pump 200.₁Every time the battery is charged, the capacitor C₁The voltage obtained by₂, C_ThreeApproaches the voltage obtained at both ends of the series connection. Output capacitor C₁When charging is repeated, the output capacitor C₁The voltage obtained at₂, C_ThreeIs approximately equal to the voltage obtained at both ends of the series connection. That is, the output capacitor C by the charge pump 200₁The output capacitor C₁The voltage obtained from can be controlled.
[0159]
Furthermore, as shown in FIG. 24, at the same number of charges, the output capacitor C₁Capacitor C depending on the capacity of₁The voltage value obtained from is changed. Output capacitor C₁Is smaller (C₁‘<C₁) When the output capacitor C₁The voltage value obtained from the capacitor C₂, C_ThreeCan be approximately equal to the voltage obtained at both ends of the series connection. On the other hand, output capacitor C₁Has a large capacity (C₁"> C₁) When the output capacitor C₁The voltage value obtained from the capacitor C₂, C_ThreeIn order to make the voltage approximately equal to the voltage obtained at both ends of the series connection when the are connected in series, a larger number of times of charging is required.
[0160]
This capacitor C constituting the charge pump 200₁, C₂, C_ThreeCapacity and capacitor C₁By appropriately selecting the number of times the battery is charged, the adjustment of the battery balance can be controlled. Similarly, power supply to the circuit can be controlled.
[0161]
For example, in the example of FIG. 20 described above, capacities of capacitors C201, C202, and C203 that are considered appropriate are set in advance according to the specifications of the secondary batteries E201 and E202 used in series connection. In actual use, the output voltages of the secondary batteries E201 and E202 are detected to determine the secondary battery that needs to be charged and the voltage to be charged in the secondary battery. Then, the number of times of charging the output capacitor C201 is controlled so as to be optimal for charging the obtained voltage. The number of times of charging is controlled by controlling the charge pump 200 by, for example, a microcomputer (not shown).
[0162]
FIG. 25 shows an example of the configuration of the first application example of the fifth embodiment. FIG. 25 shows an example in which the charge pump 200 is used to adjust the battery balance of the secondary batteries E211, E212 and E213 connected in series and to supply circuit power. Secondary batteries E211, E212 and E213 are connected in series. The positive electrode of the secondary battery E211 is connected to the terminal p of the switch circuit 210. The connection point of secondary batteries E211 and E212 is connected to terminal q of switch circuit 210, and the connection point of secondary batteries E212 and E213 is connected to terminal r of switch circuit 210, respectively. The negative electrode of the series connection is connected to the terminal t of the switch circuit 210, the second input terminal of the detection circuit 211, and one terminal of the capacitor C220, the second input terminal of the circuit power supply 212, and one terminal of the capacitor C221.
[0163]
Terminals v and u of switch circuit 210 are connected to terminals 201 and 202 of charge pump 200, respectively. The terminal s of the switch circuit 210 is connected to the first input terminal of the detection circuit 211 and the other terminal of the capacitor C220. The terminal s ′ of the switch circuit 210 is connected to the first input terminal of the circuit power supply 212 and the other terminal of the capacitor C221. Since the connection of the charge pump 200, the output capacitor C201, and the capacitors C202 and C203 is the same as that in FIG. 20, the description is omitted to avoid complexity.
[0164]
The positive and negative electrodes connected in series of the secondary batteries E211, E212, and E213 are connected to the terminals 213 and 214, respectively. Output voltages in series connection of secondary batteries E211, E212, and E213 are taken out from terminals 213 and 214. Further, the secondary batteries E211, E212, and E213 can be charged via the terminals 213 and 214.
[0165]
In FIG. 25, the switch circuit (SW circuit) 210 is capable of independently selecting the secondary batteries E211, E212 and E213 connected in series. FIG. 26 illustrates an exemplary configuration of the switch circuit 210. Terminal p is connected to one terminal of switch SW220. Terminal q is connected to one terminal of each of switches SW221 and SW223, and terminal r is connected to one terminal of each of switches SW222 and SW224. The other terminals of the switches SW220, SW221, and SW222 are connected to the terminal v and to the terminals w, s', and s via the switches SW226, SW227, and SW228, respectively. The other terminals of the switches SW223 and SW224 are connected to the terminal u and to the terminal t via the switch SW225.
[0166]
In such a configuration, for example, if the switches SW221 and SW224 are turned on and the others are turned off, for example, the output voltage of the secondary battery E212 can be taken out from the terminals u and v in the example of FIG. Further, by turning on the switches SW227 and SW228 as necessary, the output voltage of the selected secondary battery can be taken out from the terminal s ′ or the terminal s.
[0167]
Returning to the description of FIG. 25, the detection circuit 211 is a circuit for detecting the output voltage of the secondary battery selected by the switch circuit 210. In this detection circuit 211, the voltage detection method according to another modification of the first embodiment described above is applied. That is, first, the detection circuit 211 and the capacitor C220 are disconnected by a switch means (not shown), and the capacitor C220 provided immediately before the detection circuit 211 is charged by the output voltages of the terminals s and t of the switch circuit 210. Next, in the switch circuit 210, the switches SW225 and SW228 are turned off, and the capacitor C220 and the detection circuit 211 are connected. The detection circuit 211 detects the voltage of the charged capacitor C220 and selects it in the switch circuit 210. The output voltage of the secondary battery thus obtained is obtained and output from the terminal 211A.
[0168]
When balancing the secondary batteries E211, E212, and E213 using the detection result of the detection circuit 211, for example, the secondary batteries E211, E212, and E213 are sequentially selected in the switch circuit 210 and the switch SW228 is turned on. Based on the output from the terminal 211A of the detection circuit 211, the one having the lowest output voltage (referred to as the secondary battery E212) among the secondary batteries E211, E212, and E213 is detected. At the same time, the switch circuit 210 selects one of the secondary batteries E211, E212, and E213, for example, the output voltage of the secondary battery whose output voltage is highest by the detection circuit 211, and supplies the selected output voltage to the charge pump 200. The
[0169]
In the charge pump 200, the capacitors C202 and C203 are first connected in parallel as described above, and the capacitors C202 and C203 connected in parallel are charged by the secondary battery output supplied from the switch circuit 210, respectively. Thereafter, the charged capacitors C202 and C203 are respectively connected in series, and the output capacitor C201 is charged by the capacitors C202 and C203 connected in series. When the output capacitor C201 is charged, in the switch circuit 210, the switches SW226, SW221, and SW224 are turned on and the others are turned off to select the secondary battery E212, and the output capacitor C201 charges the secondary battery E212.
[0170]
The circuit power supply 212 is a circuit for supplying power to the entire circuit shown in FIG. 25 using the output voltage of the secondary battery selected by the switch circuit 210, for example. In the example of FIG. 25, the power supply method according to the modification of the third embodiment described above can be applied. That is, the secondary batteries E211, E212, and E213 are sequentially selected by the switch circuit 210, and the output voltages of the secondary batteries E211, E212, and E213 are detected by the detection circuit 211. Based on this detection result, the secondary battery secondary batteries E211, E212, and E213 having the highest output voltage (referred to as secondary battery E211) are selected.
[0171]
In the switch circuit 210, the switches SW220, SW223, SW225, and SW227 are turned on, the other switches SW are turned off, and the circuit power supply 212 and the capacitor C221 are disconnected by switch means (not shown) and selected by the switch circuit 210. The capacitor C221 connected to the first and second input terminals of the circuit power supply 212 is charged with the output voltage of the secondary battery E211. Next, in the switch circuit 210, the switches SW227 and SW228 are turned off, and the capacitor C221 and the circuit power supply 212 are connected. The circuit power supply 212 supplies the entire circuit using the charge charged in the capacitor C221. A power supply voltage is generated.
[0172]
FIG. 27 shows a configuration of an example of a second application example of the fifth embodiment. FIG. 27 shows an example in which the voltage and output current of the output capacitor C201 in the charge pump 200 are detected, and the number of times of charging the output capacitor C201 in the charge pump 200 is controlled based on the detection result. In FIG. 27, portions corresponding to those in FIG. 25 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0173]
The voltage across the output capacitor C201 is detected by the detection circuit 218, and the output current from the output capacitor C201 is detected by the current detection circuit 219. Detection results by the detection circuit 218 and the current detection circuit 219 are supplied to the charge pump control circuit 217. The output voltage and current of the circuit power supply 212 are detected by the detection circuit 215 and the current detection circuit 216, respectively, and the detection result is supplied to the charge pump control circuit 217.
[0174]
The charge pump control circuit 217 controls the on / off of each switch in the charge pump 200 based on the detection results of the detection circuits 215 and 218 and the current detection circuits 216 and 219, thereby controlling the number of times the output capacitor C201 is charged. Be controlled. As already described with reference to FIGS. 23 and 24, a desired voltage can be extracted from the output capacitor C201 by controlling the number of times the output capacitor C201 is charged.
[0175]
For example, the number of times of charging the output capacitor C201 in the charge pump 200 is controlled based on the detection results of the detection circuit 218 and the current detection circuit 219, and the switch circuit 210 is selected from the secondary batteries E211, E212, and E213. Control of charging of the secondary battery can be performed.
[0176]
At this time, after charging the secondary battery selected by the switch circuit 210, the switch circuit 210 sequentially selects the secondary batteries E211, E212, and E213, and the detection circuit 211 detects the output voltage of the selected secondary battery. By supplying the detection result to the charge pump control circuit 217, the battery balance can be adjusted.
[0177]
Further, by controlling the number of times of charging the output capacitor C201 based on the detection results of the detection circuit 215 and the current detection circuit 216, the power supplied to the circuit by the circuit power supply 212 can be controlled.
[0178]
FIG. 28 is a flowchart showing an example of processing for controlling the number of times the capacitor C201 is charged by the charge pump 200 in the configuration shown in FIG. When the battery balance adjustment and the circuit power supply are started, the operation of the charge pump 200 is started in the first step S50. That is, in step S50, (1) charging of capacitors C202 and C203 by parallel connection of capacitors C202 and C203, (2) connection change of capacitors C202 and C203 from parallel connection to series connection, and (3) series connection A series of processes of charging the output capacitor C201 by the capacitors C202 and C203 is performed.
[0179]
In the battery balance adjustment process, the output voltages of the secondary batteries E211, E212, and E213 that are cyclically selected by the switch circuit 210 are sequentially detected by the detection circuit 211 (step S51), and the output voltage is less than the reference voltage value. It is determined whether there is a secondary battery (step S52). If it is determined that there is a secondary battery whose output voltage is equal to or lower than the reference voltage value, the process proceeds to step S53. In step S53, the number of times the output capacitor C201 is charged in the charge pump 200 is set based on the detection result of the output voltage of the secondary battery by the detection circuit 211 in steps S51 and S52 described above.
[0180]
On the other hand, in the circuit power supply process, the output voltage and current of the circuit power supply 212 are detected by the detection circuit 215 and the current detection circuit 216 (step S55), and it is determined whether or not the output voltage and / or current is below a reference value. (Step S56). If the output voltage and / or current of the circuit power supply 212 is below the reference value, the process proceeds to step S57. In step S57, the number of charges of the output capacitor C201 in the charge pump 200 is set based on the detection result of the output voltage and / or current of the circuit power supply 212 by the detection circuit 215 and the current detection circuit 216 in the above-described steps S55 and S56. The
[0181]
In addition, the process regarding the battery balance by the above-mentioned steps S51-S53 and the process regarding the circuit power supply by steps S55-57 can be performed in parallel.
[0182]
If the number of times of charging of the capacitor C201 by the charge pump 200 in each process is set in the above steps S53 and S57, the process proceeds to step S58. In step S58, the number of charges set in steps S53 and S57 is passed to a control circuit, for example, a microcomputer (not shown), and the number of times the output capacitor C201 is actually charged based on the number of charges set in steps S53 and S57, respectively. It is determined.
[0183]
Various methods of setting the number of times of charging the output capacitor C201 in step S58 are conceivable. For example, the actual charge count is determined based on the priority of processing and the set charge count, in which the larger or smaller charge count set in steps S53 and S57 is determined as the actual charge count. , Etc. can be considered. The method of determining the number of times of actually charging the output capacitor C201 is not limited to this. Furthermore, for example, the detection result of step S51 and / or S55 can be used as information for determining the number of times of charging.
[0184]
In the next step S59, the charge pump control circuit 217 is set so that the output capacitor C201 is charged by the charge pump 200 with the number of times of charging determined in step S58. Then, the process returns to step S50, and the charge pump 200 is controlled by the charge pump control circuit 217 in which the number of times the output capacitor C201 is charged by the charge pump 200 is set in step S59.
[0185]
Next, a modification of the fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment described above, a charge pump is used to obtain a voltage that is clearly higher than the voltage of the secondary battery to be charged. In the modification of the fifth embodiment, the battery balance of a plurality of secondary batteries connected in series is obtained by using a voltage obtained by connecting a plurality of secondary batteries in series. Adjust by charging the secondary battery.
[0186]
FIG. 29 shows an example configuration for adjusting the battery balance of two secondary batteries E220 and E221 connected in series according to a modification of the fifth embodiment. Secondary battery E220 (output voltage V₂₂₀And E221 (the output voltage is V₂₂₁Are connected in series. The positive electrode of secondary battery E220 is connected to one terminal of switch SW240. A connection point of secondary batteries E220 and E221 is connected to one terminal of switches SW241 and SW242. The negative electrode of the secondary battery E221 is connected to one terminal of the switch SW243. The other terminals of switches SW240 and SW241 are connected to one terminal of capacitor C230, and the other terminals of switches SW242 and SW243 are connected to the other terminal of capacitor C230.
[0187]
The positive and negative electrodes connected in series of the secondary batteries E220 and E221 are also connected to the output terminal of the charger 270, and the secondary batteries E220 and E221 are charged by the charger 270.
[0188]
In such a configuration, when adjusting the battery balance of the secondary batteries E220 and E221, first, the switches SW240 and SW243 are turned on, the switches SW241 and SW242 are turned off, and the capacitors C230 are connected by the series-connected secondary batteries E220 and E221. To charge. That is, the capacitor C230 has a voltage (V₂₂₀+ V₂₂₁) Will be charged.
[0189]
And for example V₂₂₀<V₂₂₁In this case, the switches SW240 and SW242 are turned on, the switches SW241 and SW243 are turned off, and the secondary battery E220 is charged with the charge of the capacitor C230. For example, V₂₂₀> V₂₂₁In this case, the switches SW241 and SW243 are turned on, the switches SW240 and SW243 are turned off, and the secondary battery E221 is charged with the charge of the capacitor C230.
[0190]
Using the two secondary batteries E220 and E221, the voltage (V₂₂₀+ V₂₂₁The secondary battery E220 or E221 is charged by the capacitor C230 charged in (). Therefore, the battery balance of the secondary batteries E220 and E221 can be adjusted more appropriately.
[0191]
Note that, according to the modification of the fifth embodiment, a higher charging voltage can be obtained without using components such as a charge pump as in the fifth embodiment described above. Therefore, it is possible to provide an apparatus at a lower cost.
[0192]
FIG. 30 shows an example configuration for adjusting the battery balance of three secondary batteries E222, E223, and E224 connected in series according to a modification of the fifth embodiment. Secondary batteries E222, E223, and E224 (respectively output voltage is V₂₂₂, V₂₂₃And V₂₂₄Are connected in series. The positive electrode of the secondary battery E222 is connected to one terminal of the switch SW245. The negative electrode of the secondary battery E224 is connected to one terminal of the switch SW250. A connection point of secondary batteries E222 and E223 is connected to one terminal of each of switches SW246 and SW248. A connection point of secondary batteries E223 and E224 is connected to one terminal of each of switches SW247 and SW249.
[0193]
The other terminals of switches SW245, SW246, and SW247 are connected to one terminal of capacitor C231 and to one terminal of switch SW252. The other terminal of capacitor C231 is connected to one terminal of each of switches SW251 and SW253. The other terminal of each of switches SW251 and SW252 is connected to one terminal of capacitor C232. The other terminal of each of switch SW253 and capacitor C232 is connected to the other terminal of switches SW248, SW249, and SW250.
[0194]
Note that the positive and negative electrodes connected in series of the secondary batteries E222, E223, and E224 are also connected to the output terminal of the charger 270, and the secondary batteries E222, E223, and E224 are charged by the charger 270.
[0195]
In such a configuration, when adjusting the battery balance of the secondary batteries E222, E223, and E224, first, the switches SW245, SW250, and SW251 are turned on, the other switches SW are turned off, and the secondary batteries E222 connected in series are connected. Capacitors C231 and C232 are charged by E223 and E224. That is, the capacitors C231 and C232 each have a voltage (V₂₂₂+ V₂₂₃+ V₂₂₄) / 2.
[0196]
After the capacitors C231 and C232 are charged, the switches SW245, SW250, and SW251 are turned off. And among the secondary batteries E222, E223, and E224 connected in series, for example, when the secondary battery E223 has the lowest output voltage, the switches SW246 and SW249 are turned on. At the same time, the switches SW252 and SW253 are turned on, and the capacitors C231 and C232 are connected in parallel. The secondary battery E223 is charged by the capacitors C231 and C232 connected in parallel.
[0197]
That is, using the three secondary batteries E222, E223, and E224, the voltage (V₂₂₂+ V₂₂₃+ V₂₂₄) / 2, one secondary battery E223 (or secondary battery E222, E224) is charged by the capacitors C231 and C232 charged. Therefore, the battery balance of the secondary batteries E222, E223, and E224 can be adjusted more appropriately.
[0198]
Next, corresponding to the first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the modification of the third embodiment, the fifth embodiment and the modification of the fifth embodiment of the present invention described above, A practical example will be described. FIG. 31 shows an example of a more practical configuration when detecting the output voltage of each of the secondary batteries connected in series, corresponding to the first embodiment described above.
[0199]
Secondary batteries E100 and E101 are connected in series. The positive electrode of the secondary battery E100 is connected to one terminal of the switch SW100. A connection point of secondary batteries E100 and E101 is connected to one terminal of each of switches SW102 and SW103. The other terminal of each of switches SW100 and SW102 is connected to one terminal of capacitor C100 and switch SW105. The other terminal of switch SW103 is connected to the other terminal of capacitor C100 and one terminal of switch SW104. The other terminal of the switch SW105 is connected to one terminal of the capacitor C101. The other terminal of the capacitor C101 is connected to the other terminal of the switch SW104 and the negative electrode of the secondary battery E101.
[0200]
Note that the positive and negative electrodes of the secondary batteries E100 and E101 connected in series are the terminals V, respectively._OUT1And V_OUT2And the output voltage is taken out. Terminal V_OUT1And V_OUT2The secondary batteries E100 and E101 can also be charged via
[0201]
In such a configuration, for example, when detecting the output voltage of the secondary battery E100, first, the switches SW100 and SW102 are turned on, the switches SW103, SW104 and SW105 are turned off, and the capacitor C100 is output with the output voltage of the secondary battery E100. To charge. When the capacitor C100 is charged, the switches SW100 and SW103 and the switch SW102 are turned off and the switches SW104 and SW105 are turned on to charge the capacitor C101 with the charge of the capacitor C100. The voltage across the capacitor C101 corresponds to the output voltage of the secondary battery E100. The voltage taken out from both ends of the capacitor C101 is the detection result of the output voltage of the secondary battery E100.
[0202]
FIG. 32 shows an example of a more practical configuration when adjusting the battery balance between the secondary batteries connected in series, corresponding to the second embodiment described above. Note that, in FIG. 32, the same reference numerals are given to portions common to FIG. 31 described above, and detailed description thereof is omitted.
[0203]
Both ends of the capacitor C101 are connected to detection input terminals of the detection circuit 100, respectively. The on / off of the switches SW100 to SW105 is controlled as described with reference to FIG. 31, and the secondary battery E100 (output voltage V₁₀₀And E101 (output voltage is V₁₀₁) Is detected.
[0204]
The detection result by the detection circuit 100 is supplied to the battery balance detection signal output circuit 101. The battery balance detection signal output circuit 101 outputs a detection signal DET based on the detection result by the detection circuit 100. The detection signal DET is a signal indicating the secondary battery with the lower output voltage, for example, among the secondary batteries E100 and E101. Based on the detection signal DET, on / off of the switches SW100 to SW105 is controlled by a switch control circuit (not shown), and the output of the secondary battery having the higher output voltage is output from the secondary battery having the lower output voltage. Charging is performed using the voltage, and the battery balance of the secondary batteries E100 and E101 is adjusted.
[0205]
For example, the detection circuit 100 detects the output voltages of the secondary batteries E100 and E101, respectively.₁₀₀> V₁₀₁Suppose that In this case, first, the switches SW100 and SW103 are turned on, the switches SW102, SW104 and SW105 are turned off, and the capacitor C100 is charged by the secondary battery E100 whose output voltage is high. Then, the switch SW100, the switch SW103, and the switch SW105 are turned off, the switches SW102 and SW104 are turned on, respectively, and the secondary battery E101 is charged by the charge of the capacitor C100.
[0206]
FIG. 33 is more actual when detecting the output voltage of each of the secondary batteries connected in series corresponding to the third embodiment and supplying the circuit power to the control circuit, the voltage detection circuit, etc. An example of a typical configuration is shown.
[0207]
Secondary batteries E110, E111 and E112 are connected in series. The positive electrode of the secondary battery E110 is connected to one terminal of the switch SW110. A connection point of secondary batteries E110 and E111 is connected to one terminal of each of switches SW111 and SW113. A connection point of secondary batteries E111 and E112 is connected to one terminal of each of switches SW112 and SW114.
[0208]
The other terminal of switch SW110 is connected to the other terminals of switches SW111 and SW112. At the same time, the other terminal of the switch SW110 is connected to one terminal of each of the capacitor C110 and the switches SW116 and SW117. The other terminal of the switch SW113 is connected to the other terminal of each of the capacitor C110 and the switch SW114, and is also connected to one terminal of the switch SW115. The other terminal of the switch SW115 is connected to the negative electrode of the secondary battery E112.
[0209]
The other terminal of the switch SW116 is connected to one terminal of each of the capacitor C112 and the circuit power supply circuit 113. The other terminal of each of capacitor C112 and circuit power supply circuit 113 is connected to the negative electrode of secondary battery E112. The other terminal of the switch SW117 is connected to one terminal of each of the capacitor C111 and the detection circuit 114. The other terminal of each of the capacitor C111 and the detection circuit 114 is connected to the negative electrode of the secondary battery E112.
[0210]
An output of the detection circuit 114 is supplied to the detection signal output circuit 111, and a detection signal based on the output of the detection circuit 114 is supplied from the detection signal output circuit 111 to the switch (SW) control circuit 112.
[0211]
On the other hand, the switch circuit 110 is configured by the switches SW110 to SW117 described above. The capacitor C110 described above is connected to the switch circuit 110, for example, externally. The switch control circuit 112 outputs a control signal for controlling the switch circuit 110.
[0212]
In such a configuration, for example, when detecting the output voltage of the secondary battery E110, first, based on the control of the switch control circuit 112, in the switch circuit 110, the switches SW110 and SW113 are turned on and the other switches SW are turned off. The capacitor C110 is charged with the output voltage of the secondary battery E110. Next, the switches SW110 and SW113 are turned off, the switches SW115 and SW117 are turned on, and the capacitor C111 is charged with the charge of the capacitor C110. The voltage across the capacitor C111 corresponds to the output voltage of the secondary battery E110. The voltage across the capacitor C111 is taken out by the detection circuit 114, and the detection result of the output voltage of the secondary battery E110 is obtained. The detection result by the detection circuit 114 is supplied to the detection signal output circuit 111. The detection signal output circuit 111 outputs a detection signal based on the supplied detection result.
[0213]
Similarly, based on the control of the switch control circuit 112, in the switch circuit 110, the switches SW110 to SW115 and the switch SW117 are controlled to detect the output voltages of the secondary batteries E111 and E112, respectively. That is, when the output voltage of the secondary battery E111 is detected, the switches SW111 and SW114 are turned on, and the capacitor C110 is charged with the output voltage of the secondary battery E111. Similarly, when the output voltage of the secondary battery E112 is detected, the switches SW112 and SW115 are turned on, and the capacitor C110 is charged with the output voltage of the secondary battery E112. Then, the switches SW115 and SW117 are turned on, the other switches SW are turned off, the capacitor C111 is charged with the charge of the capacitor C110, and the voltage across the capacitor C111 is detected by the detection circuit 114.
[0214]
The control of the circuit power supply by the circuit power supply circuit 113 is performed as follows. For example, when circuit power is supplied by the output voltage of the secondary battery E110, the switches SW110 and SW113 are turned on and the other switches SW are turned off based on the control of the switch control circuit 112, and the capacitor C110 is turned on by the secondary battery E110. Is charged, and then the switches SW110 and SW113 are turned off, the switches SW115 and SW116 are turned on, and the capacitor C112 is charged with the charge of the capacitor C110. Using the electric charge charged in the capacitor C112, the circuit power supply circuit 113 supplies power to the switch control circuit 112 and a microcomputer circuit (not shown).
[0215]
Similarly, the switch circuit 110 is controlled by the switch control circuit 112, and power is supplied from the circuit power supply circuit 113 using the output voltages of the secondary batteries E111 and E112. Since the control of the switch circuit 110 at this time is substantially the same as the case where the output voltages of the secondary batteries E111 and E112 are detected, detailed description thereof is omitted in order to avoid complexity.
[0216]
FIG. 34 detects the output voltage of each of the secondary batteries connected in series, corresponding to the modification of the third embodiment described above, and provides a circuit for the control circuit, the voltage detection circuit, etc. based on the detection result. An example of a more practical configuration when supplying power and further adjusting the battery balance of each secondary battery is shown. In FIG. 34, parts corresponding to those in FIG. 33 are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0217]
In the configuration of FIG. 34, the detection signal output from the detection signal output circuit 111 is supplied to the battery voltage difference detection circuit 116. In the battery voltage difference detection circuit 116, for example, a difference in output voltage between the secondary batteries E110, E111, and E112 is detected by a detection signal based on the detection result of the output voltage of each of the secondary batteries E110, E111, and E112.
[0218]
As a result of the detection, for example, a signal indicating the secondary battery having the highest output voltage among the secondary batteries E110, E111, and E112 is supplied to the switch control circuit 112. Based on this signal, the switch circuit 110 can supply the circuit current by the circuit power supply circuit 115 using the output voltage of the secondary battery selected from the secondary batteries E110, E111, and E112 by the switch control circuit 112. Is controlled. The switch circuit 110 is controlled by the switch control circuit 112 in the same manner as in FIG.
[0219]
FIG. 35 shows an example of a more practical configuration when adjusting the battery balance of a plurality of secondary batteries connected in series using the charge pump, corresponding to the fifth embodiment described above. When the output voltage difference between the plurality of secondary batteries connected in series is small, the battery is affected by the internal impedance of the secondary battery when adjusting the battery balance between the secondary batteries. By adjusting the battery balance using the voltage boosted by the charge pump, the influence of the internal impedance is reduced.
[0220]
In FIG. 35, secondary batteries E120 and E121 are connected in series. The positive electrode of the secondary battery E120 is connected to one terminal of the switch SW120. A connection point of secondary batteries E120 and E121 is connected to one terminal of each of switches SW121 and SW122. The negative electrode of the secondary battery E121 is connected to one terminal of the switch SW123. The other terminal of the switch SW120 is connected to the other terminal of the switch SW121 and to the input / output terminal of the charge pump 120. The other terminal of the switch SW122 is connected to the other terminal of the switch SW123.
[0221]
A switch circuit 122 is configured by the switches SW120 to SW123. ON / OFF of the switches SW120 to SW123 is controlled by a switch control signal supplied from the control circuit 121.
[0222]
An output capacitor C121 and capacitors C122 and C123 are connected to the charge pump 120. In the charge pump 120, first, the capacitors C122 and C123 connected in parallel are charged by the voltage input to the input / output terminal, respectively, and then the connection of the capacitors C122 and C123 is switched to the series connection, thereby connecting the capacitors connected in series. The output capacitor C121 is charged by C122 and C123. The voltage across the output capacitor C121 is taken out as an output voltage and output from the input / output terminal. Such operation of the charge pump 120 is controlled by a charge pump control signal supplied from the control circuit 112.
[0223]
The output voltage of the series connection of the secondary batteries E120 and E121 is the terminal V_OUT1And V_OUT2Is taken out of. Terminal V_OUT1And V_OUT2The secondary batteries E120 and E121 can be charged via the battery. The output voltages of the secondary batteries E120 and E121 can be detected by the method described above, for example, with the configuration shown in FIG. 31 as an example shown in FIG.
[0224]
FIG. 36 schematically shows the operation in the configuration of FIG. 35 described above. FIG. 36 shows an example of the configuration of the charge pump 120 that can be applied to the configuration of FIG. In FIG. 36, capacitors C122 and C123 are shown as being included in charge pump 120 for convenience. The switch circuit 122 schematically shows only the signal path.
[0225]
In the charge pump 120, the input / output terminal 123 is connected to one terminal of each of the switches SW125, SW126, and SW128. The other terminal of the switch SW125 is connected to one terminal of the switch SW124 and to one terminal of the capacitor C121. The other terminal of the switch SW126 is connected to the other terminal of the switch SW124 and to one terminal of the capacitor C122. The other terminal of the switch SW128 is connected to one terminal of the switch SW129 and also connected to one terminal of the capacitor C123. The other terminal of the capacitor C122 is connected to one terminal of the switch SW127, and is connected to the other terminal of the switch SW129. The other terminal of the switch SW127 is connected to the input / output terminal 124, and is connected to the other terminal of each of the capacitor C123 and the output capacitor C121.
[0226]
In such a configuration, the output voltage of the secondary battery E121 (voltage V₁₂₁Is the output voltage (voltage V) of the secondary battery E120.₁₂₀Consider that the battery balance is adjusted between the secondary batteries E120 and E121. In this case, in the switch circuit 122, the on / off of each of the switches SW120 to SW123 is controlled by the control circuit 121 so as to be a signal path indicated by a dotted line in the drawing, and the output voltage V of the secondary battery E121 is controlled.₁₂₁Is supplied to the input / output terminals 123 and 124 of the charge pump 120.
[0227]
Next, the charge pump 120 is controlled by the control circuit 121. First, the switches SW126, SW127, and SW128 are turned on, the switches SW124, SW125, and SW129 are turned off, and the capacitors C122 and C123 are connected in parallel.₁₂₁Is charged. When charging is completed, switches SW125, SW126, SW127 and SW128 are turned off, switches SW124 and SW129 are turned on, capacitors C122 and C123 are connected in series, and output capacitor C121 is connected by series connected capacitors C122 and C123. Is charged. Then, the switch SW125 is turned on, the other switches SW are turned off, and the voltage across the capacitor C121 is taken out from the input / output terminals 123 and 124 as the output of the charge pump 120.
[0228]
At this time, in the switch circuit 122, on / off of the switches SW120 to SW123 is controlled by the control circuit 121 so that a signal path indicated by a solid line in the drawing is obtained. Thereby, the secondary battery E120 is charged by the voltage taken out from the input / output terminals 123 and 124.
[0229]
In the example shown in FIGS. 35 and 36, as described above, the capacitances of output capacitor C121, capacitors C122 and C123 are set to C₁, C₂And C_ThreeWhen
(C₂× C_Three) / (C₂+ C_Three) ≦ C₁
The output capacitor C121 and the capacitors C122 and C123 are selected so as to be like this. As already described with reference to FIGS. 23 and 24, the charging voltage by the output capacitor C121 can be set by appropriately selecting the capacitances of the output capacitor C121, the capacitors C122 and C123 under this condition.
[0230]
FIG. 37 shows a battery balance of a plurality of secondary batteries connected in series corresponding to the modification of the fifth embodiment described above, using a voltage obtained by connecting a plurality of secondary batteries in series. An example of a more practical configuration when adjusting by charging one secondary battery having a low voltage will be described.
[0231]
Secondary batteries E130, E131 and E132 are connected in series. The positive electrode of the secondary battery E130 is connected to one terminal of the switch SW130. A connection point of secondary batteries E130 and E131 is connected to one terminal of each of switches SW131 and SW133. A connection point of secondary batteries E131 and E132 is connected to one terminal of each of switches SW132 and SW134. The negative electrode of the secondary battery E132 is connected to one terminal of the switch SW135. The other terminal of each of switches SW130, SW131, and SW132 is connected to one terminal of capacitor C130. The other terminal of capacitor C130 is connected to the other terminal of each of switches SW133, SW134, and SW135. The switch circuit 130 is configured by the switches SW130 to SW135, and the switch circuit 130 is controlled by the switch control circuit 131 to turn on / off each switch SW.
[0232]
The output voltage of the series connection of the secondary batteries E130, E131, and E132 is the terminal V_OUT1And V_OUT2Is taken out of. Terminal V_OUT1And V_OUT2The secondary batteries E130, E131, and E132 can be charged through the battery. Further, the output voltages of the secondary batteries E130, E131, and E132 can be detected by the method described above, for example, with the configuration shown in FIG. 33 as an example shown in FIG. .
[0233]
In such a configuration, when the output voltage of the secondary battery E132, for example, is the lowest among the secondary batteries E130, E131, and E132, first, the switches SW130 and SW135 are turned on, and the other switches SW are turned off. The capacitor C130 is charged with the output voltage of the series connection of E130, E131, and E132. When the charging of the capacitor C130 is completed, the switches SW130 and SW135 are turned off, the switches SW132 and SW135 are turned on, and the secondary battery E132 is charged with the charge of the capacitor C130.
[0234]
FIG. 38 is a modification of the configuration shown in FIG. 37 described above. Secondary batteries E140, 141 and E142 are connected in series. The positive electrode of the secondary battery E140 is connected to one terminal of the switch SW140. A connection point of secondary batteries E140 and E141 is connected to one terminal of each of switches SW141 and SW143. A connection point of secondary batteries E141 and E142 is connected to one terminal of each of switches SW142 and SW144. The other terminals of the switches SW140, SW141, and SW142 are connected to one terminal of the switch SW147 and to one terminal of the capacitor C142. The other terminal of the switch SW147 is connected to one terminal of the switch SW148, and is connected to one terminal of the capacitor C141.
[0235]
The other terminal of capacitor C141 is connected to the other terminal of each of switches SW143 and SW144, and to one terminal of each of switches SW145 and SW146. The other terminal of the switch SW145 is connected to the negative electrode of the secondary battery E142. The other terminal of the switch SW146 is connected to the other terminal of the switch SW148, and is connected to the other terminal of the capacitor C142. The switch circuit 140 is configured by the switches SW140 to SW148, and the switch circuit 140 is controlled to be turned on / off by the switch control circuit 141.
[0236]
Note that the output voltage of the series connection of the secondary batteries E140, E141, and E142 is the terminal V_OUT1And V_OUT2Is taken out of. Terminal V_OUT1And V_OUT2The secondary batteries E140, E141, and E142 can be charged through the battery. Further, the output voltages of the secondary batteries E140, E141, and E142 can be detected by the method described above, for example, with the configuration shown in FIG. 33 as an example shown in FIG. .
[0237]
In such a configuration, when the output voltage of, for example, the secondary battery E142 is the lowest among the secondary batteries E140, E141, and E142, first, the switches SW140, SW143, and SW147 are turned on, and the other switches SW are turned off. The secondary battery E140 charges the capacitor C141. Next, the switches SW140, SW143, and SW147 are turned off, the switches SW141, SW144, and SW146 are turned on, and the secondary battery E141 charges the capacitor C142. Then, switches SW141, SW144 and SW146 are turned off, switches SW142, SW145 and SW148 are turned on, and capacitors C141 and C142 are connected in series. The secondary battery E142 is charged by the charges of the capacitors C141 and C142 connected in series.
[0238]
In the example of FIG. 38, the secondary battery having the lowest output voltage among the secondary batteries E140, E141, and E142 is charged using the output voltage of the other secondary batteries. The battery balance of the secondary batteries E140, E141, and E142 can be easily adjusted.
[0239]
The first embodiment, the second embodiment, the third embodiment, the modification of the third embodiment, the fifth embodiment and the fifth embodiment of the present invention described with reference to FIGS. In a more practical example of the modified example, for example, the switch circuit configured by the switches SW100 to SW105 in FIGS. 31 and 32 and the switch circuit 122 in FIG. 35 have a common configuration. Similarly, the switch circuits 110, 130, and 140 shown in FIGS. 33, 34, 37, and 38 can be realized with a substantially common configuration.
[0240]
【The invention's effect】
As described above, in the first embodiment of the present invention, the output voltage of each of the secondary batteries connected in series is detected by one detection circuit. Therefore, there is an effect that variation when detecting the output voltage of each of the secondary batteries connected in series can be reduced.
[0241]
In the second embodiment of the present invention, when the battery balance of the secondary batteries connected in series is lost, the secondary battery having a high output voltage is charged to the secondary battery having a low output voltage. I try to balance the battery. Therefore, there is an effect that the loss of the capacity of the secondary battery can be suppressed and the battery balance can be achieved more quickly.
[0242]
Furthermore, in the third embodiment of the present invention, the circuit power supply of the voltage detection circuit or the switching control circuit detects the output voltage of each of the secondary batteries connected in series, and the secondary battery having a high output voltage is detected based on the detection result. The circuit power is supplied from. Therefore, there is an effect that the circuit power can be supplied while suppressing the loss of the secondary battery.
[0243]
Also, at this time, there is an effect that the battery balance can be taken together with the circuit power supply.
[0244]
Furthermore, in the fourth embodiment of the present invention, when charging a secondary battery connected in series, each output voltage of the secondary battery is detected, and the secondary voltage with a low output voltage is detected based on the detection result. The secondary battery having a low output voltage is charged so that the output voltage of the battery is equal to the output voltage of the secondary battery having a high output voltage. Therefore, there is an effect that charging can be performed while maintaining the battery balance of the secondary batteries connected in series.
[0245]
In the fifth embodiment of the present invention, since the battery balance of the secondary batteries connected in series is adjusted using the voltage boosted by the charge pump, the battery balance can be more quickly achieved. There is an effect.
[0246]
Further, in the charge pump, the extracted voltage is changed by changing the number of times the capacitor is charged and the relationship between the capacitances of the capacitors constituting the charge pump. Therefore, it is possible to easily obtain a voltage that meets the specifications by appropriately selecting the number of times the capacitor is charged and the capacity of the capacitor.
[0247]
Furthermore, in the modification of the fifth embodiment of the present invention, since the battery balance is adjusted using the voltage obtained by the series connection of a plurality of secondary batteries, many parts are used, There is an effect that the battery can be balanced more quickly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an example for performing secondary battery voltage detection according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of an example for performing secondary battery voltage detection according to a modification of the first embodiment.
FIG. 3 is a time chart showing an operation timing of an example of each switch in the configuration according to the modification of the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing an exemplary operation when control is performed in the configuration according to the modification of the first embodiment;
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of an example for detecting a battery voltage when three secondary batteries are connected in series.
FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of a configuration for balancing the batteries according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an example using a bidirectional switch.
FIG. 8 is a diagram for explaining the function of a bidirectional switch using a unidirectional switch.
FIG. 9 is a circuit diagram showing an example of a configuration in which circuit power is supplied from a series-connected secondary battery according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of an example in which circuit power is supplied while detecting output voltages of respective secondary batteries connected in series according to a modification of the third embodiment.
FIG. 11 is a flowchart showing an operation in an example configuration in which circuit power is supplied while detecting output voltages of respective secondary batteries connected in series according to a modification of the third embodiment.
FIG. 12 is a flowchart showing an operation in an example configuration in which circuit power is supplied while detecting the output voltage of each of secondary batteries connected in series according to a modification of the third embodiment.
FIG. 13 is a flowchart showing an operation in an example configuration in which circuit power is supplied while detecting output voltages of each of secondary batteries connected in series according to a modification of the third embodiment.
FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of a configuration for balancing a battery using charging according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining a switching operation based on the output voltage of the secondary battery.
FIG. 16 is a circuit diagram showing a configuration of an example in which a battery is controlled by a charger to balance the secondary battery.
FIG. 17 is a circuit diagram showing a configuration of an example of another modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram for explaining a battery balance adjustment method according to the second embodiment;
FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration of an example of a charge pump.
FIG. 20 is a circuit diagram showing an example configuration for adjusting battery balance using a charge pump according to the fifth embodiment;
FIG. 21 is a circuit diagram showing an example configuration for adjusting battery balance using a charge pump according to the fifth embodiment;
FIG. 22 is a diagram for explaining the operation of the charge pump;
FIG. 23 shows capacitor C depending on the number of times of charging.₁It is an approximate line figure showing roughly about change of voltage.
FIG. 24: Number of times of charging and capacitor C₁Capacitor C with the capacity of₁It is an approximate line figure showing roughly about change of voltage.
FIG. 25 is a circuit diagram showing a configuration of an example of a first application example of the fifth embodiment;
FIG. 26 is a circuit diagram showing a configuration of an example of a switch circuit.
FIG. 27 is a circuit diagram showing a configuration of an example of a second application example of the fifth embodiment;
FIG. 28 is a flowchart showing an example of processing for controlling the number of times the capacitor C201 is charged by the charge pump 200 in the configuration shown in FIG.
FIG. 29 is a circuit diagram showing an example configuration for adjusting the battery balance of two secondary batteries connected in series according to a modification of the fifth embodiment;
FIG. 30 is a circuit diagram showing an example configuration for adjusting the battery balance of three secondary batteries connected in series according to a modification of the fifth embodiment;
FIG. 31 is a circuit diagram showing an example of a more practical configuration when detecting the output voltage of each of the secondary batteries connected in series.
FIG. 32 is a circuit diagram showing an example of a more practical configuration when adjusting battery balance between secondary batteries connected in series.
FIG. 33 is a circuit diagram showing an example of a more practical configuration when detecting output voltages of respective secondary batteries connected in series and supplying circuit power to a control circuit, a voltage detection circuit, and the like.
FIG. 34 detects the output voltage of each secondary battery connected in series, supplies circuit power to the control circuit, voltage detection circuit, etc. based on the detection result, and further adjusts the battery balance of each secondary battery. It is a circuit diagram which shows an example of a more practical structure at the time of doing.
FIG. 35 is a circuit diagram showing an example of a more practical configuration when the battery balance of a plurality of secondary batteries connected in series is adjusted using a charge pump.
FIG. 36 is a diagram for explaining an operation in a more practical configuration when the battery balance of a plurality of secondary batteries connected in series is adjusted using a charge pump.
FIG. 37 shows a battery balance of a plurality of secondary batteries connected in series by charging one secondary battery having a low voltage using a voltage obtained by connecting a plurality of secondary batteries in series. It is a circuit diagram which shows an example of a more practical structure at the time of adjustment.
FIG. 38 shows a battery balance of a plurality of secondary batteries connected in series by charging one secondary battery having a low voltage using a voltage obtained by connecting a plurality of secondary batteries in series. It is a circuit diagram which shows an example of a more practical structure at the time of adjustment.
FIG. 39 is a block diagram showing a configuration of an example of detecting the voltage of each of the secondary batteries connected in series and balancing the batteries according to the prior art.
FIG. 40 is a circuit diagram schematically showing an example of a configuration for balancing the batteries of secondary batteries connected in series according to the prior art.
FIG. 41 is a diagram for explaining voltage detection of a secondary battery according to a conventional technique.
FIG. 42 is a diagram for explaining voltage detection of a secondary battery according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
E1, E2, E11 to E13, E21, E22, E31 to E33, E41 to E43, E51, E52, E71, E72 ... secondary batteries, C1, C2, C11 to C13, C21, C22, C31, C41, C42, C51 to C53, C71, C72 ... capacitors, SW1 to SW6, SW11 to SW19, SW21 to SW27, SW31 to SW36, SW41 to SW47, SW51 to SW58, SW71 to SW78, SW80 ... switches, 11, 12, 15 ... voltage detector, 16 ... switch control circuit, 20, 21 ... charger, 22 ... battery voltage detector

Claims (8)

直列接続された第１および第２の２次電池のうち、片側がアース電位に接続されない上記第１の２次電池と第１のコンデンサとを並列接続する第１の接続手段と、
上記第１のコンデンサと片側がアース電位に接続された第２のコンデンサとを並列接続する第２の接続手段と、
上記第１および第２の接続手段による接続のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段と、
上記制御手段に電源を供給する回路電源供給手段と
を有し、
上記制御手段は、
上記第１の２次電池と上記第１のコンデンサとが上記並列接続され上記第１のコンデンサが上記第１の２次電池により充電されるように、上記第１の接続手段をＯＮとするように制御し、
上記第１のコンデンサが充電された場合に、上記第１のコンデンサと上記第２のコンデンサとが上記並列接続され上記第１のコンデンサに充電された電荷が上記第２のコンデンサに移動し、上記第２のコンデンサから電圧が取り出されるように、上記第１の接続手段をＯＦＦとするとともに上記第２の接続手段をＯＮとするように制御し、
上記回路電源供給手段は、
上記第２のコンデンサから上記取り出された電圧を電源電圧として用いる２次電池直列接続装置。Of the first and second secondary batteries connected in series, a first connection means for connecting in parallel the first secondary battery and the first capacitor, one side of which is not connected to the ground potential;
A second connecting means for connecting in parallel the first capacitor and a second capacitor having one side connected to the ground potential;
Control means for controlling ON / OFF of the connection by the first and second connection means;
Circuit power supply means for supplying power to the control means ,
The control means includes
The first connecting means is turned on so that the first secondary battery and the first capacitor are connected in parallel and the first capacitor is charged by the first secondary battery. Control to
When the first capacitor is charged, the first capacitor and the second capacitor are connected in parallel, and the charge charged in the first capacitor moves to the second capacitor. Controlling the first connection means to be OFF and the second connection means to be ON so that the voltage is taken out from the second capacitor;
The circuit power supply means
A secondary battery serial connection device using the voltage extracted from the second capacitor as a power supply voltage. 上記回路電源供給手段は、
上記直列接続された上記第１および第２の２次電池のうち出力電圧の高い一方の上記２次電池に基づき上記第２のコンデンサから上記取り出された電圧を上記電源電圧として用いる請求項１に記載の２次電池直列接続装置。The circuit power supply means
2. The voltage extracted from the second capacitor based on one of the secondary batteries having a high output voltage among the first and second secondary batteries connected in series is used as the power supply voltage. The secondary battery serial connection apparatus of description. 上記制御手段は、
上記第１の２次電池と上記第１のコンデンサとが上記並列接続され、上記第１のコンデンサが上記第１の２次電池により充電されるように、上記第１の接続手段をＯＮとするように制御し、
上記第１のコンデンサが充電された場合に、上記第１のコンデンサと上記第２のコンデンサとが並列接続され、上記第１のコンデンサに充電された電荷が上記第２のコンデンサに移動するように、上記第１の接続手段をＯＦＦとするとともに上記第２の接続手段をＯＮとするように制御する動作を、上記第１の２次電池の出力電圧と上記第２のコンデンサの電位とが略等しくなるまで繰り返すようにした請求項１に記載の２次電池直列接続装置。The control means includes
The first connecting means is turned on so that the first secondary battery and the first capacitor are connected in parallel, and the first capacitor is charged by the first secondary battery. To control and
When the first capacitor is charged, the first capacitor and the second capacitor are connected in parallel so that the electric charge charged in the first capacitor moves to the second capacitor. The operation of controlling the first connection means to be OFF and the second connection means to be ON is substantially the same as the output voltage of the first secondary battery and the potential of the second capacitor. The secondary battery series connection device according to claim 1, wherein the secondary battery series connection device is repeated until they become equal. 直列接続された第１および第２の２次電池のうち片側がアース電位に接続された上記第２の２次電池と上記第２のコンデンサとを並列接続する第３の接続手段をさらに有し、
上記制御手段は、
上記第３の接続手段による接続のＯＮ／ＯＦＦをさらに制御し、
上記第２のコンデンサと並列接続された上記第２の２次電池により充電された上記第２のコンデンサからも電圧が取り出されるように、上記第３の接続手段をＯＮとするように制御する請求項１に記載の２次電池直列接続装置。The first and second secondary batteries connected in series further include third connection means for connecting in parallel the second secondary battery whose one side is connected to the ground potential and the second capacitor. ,
The control means includes
Further controlling ON / OFF of the connection by the third connection means,
The third connection means is controlled to be turned on so that the voltage is also taken out from the second capacitor charged by the second secondary battery connected in parallel with the second capacitor. Item 2. The secondary battery series connection device according to Item 1. 上記第２のコンデンサから上記取り出された電圧を検出し、上記第２のコンデンサに対する充電に対応する上記２次電池の出力電圧を求める電圧検出手段をさらに有する請求項１に記載の２次電池直列接続装置。  2. The secondary battery series according to claim 1, further comprising voltage detection means for detecting the voltage taken out from the second capacitor and obtaining an output voltage of the secondary battery corresponding to charging of the second capacitor. Connected device. 上記直列接続された上記第１および第２の２次電池のうち上記第２のコンデンサに充電を行った上記２次電池よりも出力電圧の低い２次電池に対し、上記第２のコンデンサから上記取り出された電圧を用いて充電が行われるようにした請求項１に記載の２次電池直列接続装置。  Of the first and second secondary batteries connected in series, a secondary battery having an output voltage lower than that of the secondary battery charged to the second capacitor, the second capacitor to the second battery. The secondary battery series connection device according to claim 1, wherein charging is performed using the extracted voltage. 上記直列接続された上記第１および第２の２次電池それぞれの出力電圧が略等しくなるように、上記第２のコンデンサから取り出された電圧を用いて上記充電が行われるようにした請求項６に記載の２次電池直列接続装置。  7. The charging is performed using a voltage extracted from the second capacitor so that output voltages of the first and second secondary batteries connected in series are substantially equal to each other. The secondary battery serial connection apparatus as described in 2. 直列接続された第１および第２の２次電池のうち、片側がアース電位に接続されない上記第１の２次電池と第１のコンデンサとを第１の接続手段で並列接続する第１の接続のステップと、
上記第１のコンデンサと片側がアース電位に接続された第２のコンデンサとを第２の接続手段で並列接続する第２の接続のステップと、
上記第１および第２の接続手段による接続のＯＮ／ＯＦＦを制御手段により制御する制御のステップと、
上記制御手段に電源を供給する回路電源供給のステップと
を有し、
上記制御のステップは、
上記第１の２次電池と上記第１のコンデンサとが上記並列接続され上記第１のコンデンサが上記第１の２次電池により充電されるように、上記第１の接続手段をＯＮとするように制御し、
上記第１のコンデンサが充電された場合に、上記第１のコンデンサと上記第２のコンデンサとが上記並列接続され上記第１のコンデンサに充電された電荷が上記第２のコンデンサに移動し、上記第２のコンデンサから電圧が取り出されるように、上記第１の接続手段をＯＦＦとするとともに上記第２の接続手段をＯＮとするように制御し、
上記回路電源供給のステップは、
上記第２のコンデンサから上記取り出された電圧を電源電圧として用いる直列接続された２次電池の制御方法。Of the first and second secondary batteries connected in series, a first connection in which the first secondary battery and the first capacitor, one of which is not connected to the ground potential, is connected in parallel by the first connecting means. And the steps
A second connection step of connecting the first capacitor and the second capacitor, one side of which is connected to the ground potential, in parallel by a second connection means;
A control step of controlling ON / OFF of the connection by the first and second connection means by the control means ;
A circuit power supply step for supplying power to the control means ,
The above control steps are:
The first connecting means is turned on so that the first secondary battery and the first capacitor are connected in parallel and the first capacitor is charged by the first secondary battery. Control to
When the first capacitor is charged, the first capacitor and the second capacitor are connected in parallel, and the charge charged in the first capacitor moves to the second capacitor. Controlling the first connection means to be OFF and the second connection means to be ON so that the voltage is taken out from the second capacitor;
The circuit power supply step includes
A control method for a secondary battery connected in series using the voltage extracted from the second capacitor as a power supply voltage.

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