JP5604947B2 - Power supply device and voltage adjustment method - Google Patents
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Description
本発明は、複数のバッテリセルを備える電源装置及び電圧調整方法に関する。 The present invention relates to a power supply device including a plurality of battery cells and a voltage adjustment method.
近年、携帯電話機を始めとした携帯性を有する電子機器は、再充電が可能なリチウムイオン二次電池等の二次電池を電源として用いるものが殆どである。また、動力発生源としてエンジンとモータとを併用するハイブリッド自動車(HV:Hybrid Vehicle)や、動力発生源としてモータのみを用いる電気自動車(EV:Electric Vehicle)においても、二次電池が用いられている。このように、近年においては様々な用途に二次電池が用いられている。 In recent years, most portable electronic devices such as mobile phones use a secondary battery such as a rechargeable lithium ion secondary battery as a power source. Secondary batteries are also used in hybrid vehicles (HV) that use both an engine and a motor as a power generation source, and in electric vehicles (EV: Electric Vehicle) that use only a motor as a power generation source. . Thus, in recent years, secondary batteries have been used for various purposes.
二次電池をなすバッテリセルの定格電圧は数ボルト程度である。このため、バッテリセルの定格電圧以上の出力電圧が必要となる二次電池は、複数のバッテリセルが直列接続されたバッテリモジュールを備えている。このようなバッテリモジュールにおいては、個々のバッテリセルが過充電状態或いは過放電状態になるのを防止するため、バッテリモジュールをなす全てのバッテリセルの電圧が一定となるように調整される。 The rated voltage of the battery cell constituting the secondary battery is about several volts. For this reason, the secondary battery that requires an output voltage higher than the rated voltage of the battery cell includes a battery module in which a plurality of battery cells are connected in series. In such a battery module, in order to prevent individual battery cells from being overcharged or overdischarged, the voltage of all battery cells constituting the battery module is adjusted to be constant.
以下の特許文献1には、複数のバッテリセルが直列されたバッテリモジュールの充電方法であって、充電の途中で電圧の高いバッテリセルを放電させることによりバッテリセル間の電圧差を少なくし、その後に更に充電する充電方法が開示されている。また、以下の特許文献2には、直列接続された第1,第2バッテリセルに対して第1,第2コンデンサをそれぞれ並列に接続し、第1バッテリセルによって充電された第1コンデンサの電荷を第2コンデンサに移動させることによって第1バッテリセルの電圧検出誤差を低減し、更には電荷が移動された第2コンデンサによって第1,第2バッテリセルの何れかを充電する方法が開示されている。 Patent Document 1 below is a method for charging a battery module in which a plurality of battery cells are connected in series, and reduces the voltage difference between the battery cells by discharging high-voltage battery cells in the middle of charging. A charging method for further charging is disclosed. In Patent Document 2 below, the first and second capacitors connected in series are connected in parallel to the first and second battery cells, respectively, and the charge of the first capacitor charged by the first battery cell is described. A method for reducing the voltage detection error of the first battery cell by moving the first capacitor to the second capacitor, and further charging one of the first and second battery cells by the second capacitor to which the charge has been moved is disclosed. Yes.
ところで、上述した特許文献1に開示された充電方法は、電圧の高いバッテリセルを抵抗に接続し、バッテリセルに充電された電気エネルギーを抵抗で消費させることによって電圧の高いバッテリセルの放電を行っている。このため、バッテリセルにせっかく充電された電気エネルギーが無駄に消費されてしまい、エネルギーロスが大きく効率が悪いという問題がある。 By the way, the charging method disclosed in Patent Document 1 described above connects a battery cell having a high voltage to a resistor, and discharges the battery cell having a high voltage by consuming electric energy charged in the battery cell by the resistor. ing. For this reason, there is a problem that electric energy charged in the battery cell is consumed unnecessarily, resulting in a large energy loss and poor efficiency.
また、上述した特許文献2に開示された方法は、第1バッテリセルによって充電された第1コンデンサの電荷を第2コンデンサに移動させて第1バッテリセルの電圧検出に用い、更には第1,第2バッテリセルの充電に用いているため、第1バッテリセルに充電された電気エネルギーが無駄に消費されている訳ではない。しかしながら、特許文献2に開示された方法を実現するには大容量のコンデンサが必要になり、大型化してしまうという問題がある。 Further, the method disclosed in Patent Document 2 described above moves the first capacitor charge charged by the first battery cell to the second capacitor and uses it to detect the voltage of the first battery cell. Since it is used for charging the second battery cell, the electrical energy charged in the first battery cell is not consumed wastefully. However, in order to realize the method disclosed in Patent Document 2, a large-capacitance capacitor is required, which increases the size.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で効率を高めることができる電源装置及び電圧調整方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power supply device and a voltage adjustment method that can improve efficiency with a simple configuration.
上記課題を解決するために、本発明の電源装置は、複数のバッテリセル(11)が直列接続されてなるバッテリモジュール(10)を備える電源装置(1、2)において、前記バッテリセルの各々に対応して設けられた一次側巻線(21)及びスイッチング素子(22)を有する一次側回路と、前記一次側巻線の各々と磁気的に結合する二次側巻線(27)を有する二次側回路とを含んでなるコンバータ(20、60)と、前記コンバータの二次側回路の出力を電源とし、前記二次側回路の出力電圧が一定となるように、前記コンバータの一次側回路に設けられた前記スイッチング素子を制御する制御部(50)とを備える。
また、本発明の電源装置は、前記コンバータが、前記二次側巻線に対する巻線比が所定の値に設定され、前記一次側巻線の各々及び前記二次側巻線と磁気的に結合する三次側巻線(61)を有する三次側回路を含み、前記制御部が、前記三次側回路の出力電圧が一定となるように、前記コンバータの一次側回路に設けられた前記スイッチング素子を制御することを特徴としている。
また、本発明の電源装置は、前記複数のバッテリセルの電圧をそれぞれ検出するセル電圧検出部(40)を備えており、前記制御部が、前記セル電圧検出部によって検出される電圧に応じて、電圧が高いバッテリセルの放電量が多くなるように前記スイッチング素子を制御することを特徴としている。
また、本発明の電源装置は、前記制御部が、前記セル電圧検出部の検出結果に基づき、前記スイッチング素子に対してパルス幅変調制御を行うことを特徴としている。
本発明の電圧調整方法は、複数のバッテリセル(11)が直列接続されてなるバッテリモジュール(10)を備える電源装置(1、2)の電圧調整方法であって、前記バッテリセルの各々に対応して設けられた一次側巻線(21)及びスイッチング素子を(22)有する一次側回路と、前記一次側巻線の各々と磁気的に結合する二次側巻線(27)を有する二次側回路とを含んでなるコンバータ(20、60)の前記二次側回路から電源として用いる出力電圧を得て、前記二次側回路の出力電圧が一定となるように、前記コンバータの一次側回路に設けられた前記スイッチング素子を制御することを特徴としている。
また、本発明の電圧調整方法において、前記コンバータは、前記二次側巻線に対する巻線比が所定の値に設定され、前記一次側巻線の各々及び前記二次側巻線と磁気的に結合する三次側巻線を有する三次側回路とを含み、前記三次側回路の出力電圧が一定となるように、前記コンバータの一次側回路に設けられた前記スイッチング素子を制御することを特徴としている。
また、本発明の電圧調整方法は、前記複数のバッテリセルの電圧をそれぞれ検出し、検出される電圧に応じて、電圧が高いバッテリセルの放電量が多くなるように前記スイッチング素子を制御することを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, a power supply device according to the present invention includes a battery module (10) in which a plurality of battery cells (11) are connected in series. A primary circuit having a primary winding (21) and a switching element (22) provided correspondingly, and a secondary circuit (27) having a secondary winding (27) magnetically coupled to each of the primary windings. A converter (20, 60) including a secondary side circuit, and the output of the secondary side circuit of the converter as a power source, the primary side circuit of the converter so that the output voltage of the secondary side circuit is constant And a control unit (50) for controlling the switching element provided in the device.
Further, in the power supply device of the present invention, the converter has a winding ratio with respect to the secondary side winding set to a predetermined value, and is magnetically coupled to each of the primary side winding and the secondary side winding. A third-side circuit having a third-side winding (61) that controls the switching element provided in the first-side circuit of the converter so that the output voltage of the third-side circuit is constant. It is characterized by doing.
Moreover, the power supply device of this invention is equipped with the cell voltage detection part (40) which each detects the voltage of these battery cells, and the said control part respond | corresponds to the voltage detected by the said cell voltage detection part. The switching element is controlled so that the discharge amount of the battery cell having a high voltage is increased.
In the power supply device of the present invention, the control unit performs pulse width modulation control on the switching element based on a detection result of the cell voltage detection unit.
The voltage adjustment method of the present invention is a voltage adjustment method for a power supply device (1, 2) including a battery module (10) in which a plurality of battery cells (11) are connected in series, and corresponds to each of the battery cells. A primary side circuit having a primary side winding (21) and a switching element (22), and a secondary side winding (27) magnetically coupled to each of the primary side windings. An output voltage used as a power source is obtained from the secondary side circuit of the converter (20, 60) including the side circuit, and the primary side circuit of the converter is made constant so that the output voltage of the secondary side circuit is constant. The switching element provided in the control unit is controlled.
In the voltage adjustment method of the present invention, the converter has a winding ratio with respect to the secondary side winding set to a predetermined value, and is magnetically connected to each of the primary side winding and the secondary side winding. The switching element provided in the primary circuit of the converter is controlled so that the output voltage of the tertiary circuit is constant. .
Further, the voltage adjustment method of the present invention detects the voltages of the plurality of battery cells, and controls the switching element so that the discharge amount of the battery cells having a high voltage increases according to the detected voltage. It is characterized by.
本発明によれば、バッテリモジュールが備えるバッテリセルの各々に対応した一次側巻線及びスイッチング素子を有する一次側回路と、一次側巻線の各々と磁気的に結合する二次側巻線)を有する二次側回路とを含んでなるコンバータを設け、コンバータの二次側回路の出力を電源とする制御部によって、コンバータの二次側回路の出力が一定となるようにコンバータの一次側回路に設けられたスイッチング素子を制御しており、バッテリセルから放電された電力が電源部の電源として再利用されるため、簡素な構成で効率を高めることができるという効果がある。 According to the present invention, a primary side circuit having a primary side winding and a switching element corresponding to each of the battery cells included in the battery module, and a secondary side winding magnetically coupled to each of the primary side windings) A converter including a secondary side circuit having a secondary side circuit, and a controller that uses the output of the secondary side circuit of the converter as a power source so that the output of the secondary side circuit of the converter is constant. Since the provided switching element is controlled and the electric power discharged from the battery cell is reused as the power source of the power source unit, there is an effect that the efficiency can be increased with a simple configuration.
以下、図面を参照して本発明の実施形態による電源装置及び電圧調整方法について詳細に説明する。 Hereinafter, a power supply device and a voltage adjustment method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態による電源装置の要部構成を示す回路図である。図1に示す通り、本実施形態の電源装置1は、バッテリモジュール10、コンバータ20、電圧検出部30、セル電圧検出部40、及び制御部50を備えており、バッテリモジュール10から電源端子T11,T12を介して外部に電力を供給するとともに、外部から電源端子T11,T12を介して供給される電力によりバッテリモジュール10の充電が可能である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a main configuration of the power supply device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the power supply device 1 according to the present embodiment includes a
バッテリモジュール10は、直列接続された複数のバッテリセル11を備えており、一端に位置するバッテリセル11の正極が電源端子T11に接続され、他端に位置するバッテリセル11の負極が電源端子T12に接続されている。バッテリセル11は、ニッケル・カドミウム電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池等の再充電が可能な電池セルであり、電源装置1に要求される出力電圧に応じた数だけ(例えば、数十個程度)直列接続される。
The
コンバータ20は、トランスTrと、トランスTrの一次側に設けられる一次側回路と、トランスTrの二次側に設けられる二次側回路とを備えており、制御部50の制御の下でバッテリモジュール10をなす個々のバッテリセル11の充電又は放電を行う。このコンバータ20は、所謂フライバック・コンバータであって、バッテリモジュール10に設けられるバッテリセル11の電圧を均一化しつつ、電圧検出部30、セル電圧検出部40、及び制御部50で必要となる電源を生成するために設けられる。
The
コンバータ20の一次側回路は、一次側巻線21、トランジスタ22(スイッチング素子)、ダイオード23,24、コンデンサ25、及び抵抗25からなり、バッテリモジュール10が備えるバッテリセル11の各々に対応して設けられる。一次側巻線21は、トランスTrの一次側に設けられる巻線であり、その一端は対応するバッテリセル11の正極に接続され、他端はトランジスタ22のコレクタ電極に接続される。
The primary side circuit of the
トランジスタ22は、ゲート電極が制御部50に接続されるとともに、エミッタ電極が対応するバッテリセル11の負極に接続され、制御部50の制御の下でオン状態又はオフ状態が切り替わる。トランジスタ22のオン状態・オフ状態が切り替えられることにより、一次側巻線21に流れる電流が変化して二次側回路に電圧が誘起される。尚、トランジスタ22のエミッタ電極にはダイオード23のアノード電極が接続され、コレクタ電極にはダイオード23のカソード電極が接続される。
The
ダイオード24は、アノード電極が一次側巻線21とトランジスタ22のコレクタ電極との接続点に接続され、カソード電極がコンデンサ25の一方の電極及び抵抗26の一端に接続されている。尚、コンデンサ25の他方の電極及び抵抗26の他端は一次側巻線21の一端(即ち、バッテリセル11の正極)に接続されている。
The
コンバータ20の二次側回路は、二次側巻線27、ダイオード28、及びコンデンサ29からなる。前述した一次側回路はバッテリセル11の各々に対応して設けられるのに対し、二次側回路は1つのみ設けられる。二次側巻線27は、トランスTrの二次側に設けられる巻線であり、一次側回路に設けられた一次側巻線21の各々と磁気的に結合する。従って、一次側回路に設けられた一次側巻線21の何れかに流れる電流が変化すると、二次側巻線27にはその変化に応じた電圧が誘起される。この二次側巻線27の一端はダイオード28のアノード電極に接続され、他端は端子T22に接続される。
The secondary side circuit of the
ダイオード28及びコンデンサ29は整流回路をなし、二次側巻線27に誘起された電圧を整流する。従って、この整流回路によって整流された直流電圧が端子T21,T22間に現れる。ここで、図1においては図示を省略しているが、端子T21,T22は、電圧検出部30、セル電圧検出部40、及び制御部50に接続されており、端子T21,T22間に現れる電圧がこれら各部の電源電圧として用いられる。
The
電圧検出部30は、差動増幅器31とフォトカプラ32とを備えており、コンバータ20の端子T21,T22の間に現れる電圧によって動作し、コンバータ20の端子T21,T22間に現れる電圧を検出する。差動増幅器31は、非反転入力端が端子T21に接続されるとともに、反転入力端が端子T22に接続されており、端子T21の電位と端子T22の電位との差を示す信号を出力する。フォトカプラ32は、差動増幅器31から出力される信号を光信号に変換して制御部50に出力する。このフォトカプラ32は、トランスTrの二次側に接続される差動増幅器31と、トランスTrの一次側に接続される制御部50とを絶縁するために設けられる。
The
セル電圧検出部40は、複数の差動増幅器41と選択回路42とを備えており、コンバータ20の端子T21,T22の間に現れる電圧によって動作し、バッテリモジュール10に設けられた複数のバッテリセル11の電圧をそれぞれ検出する。差動増幅器41は、バッテリモジュール10が備えるバッテリセル11の各々に対応して設けられており、対応するバッテリセル11の正極に非反転入力端が接続され、負極に反転入力端が接続されている。選択回路42は、差動増幅器41の各々から出力される出力信号を、予め設定された周期毎に予め設定された順序で順次選択して制御部50に出力する。
The cell
制御部50は、制御回路51と複数のドライバ回路52とを備えており、コンバータ20の端子T21,T22の間に現れる電圧によって動作し、コンバータ20の端子T21,T22の間に現れる電圧が一定となるように、コンバータ20の一次側回路に設けられたトランジスタ22を制御する。例えば、電圧検出部30、セル電圧検出部40、及び制御部50で必要となる電源電圧が12ボルトである場合には、端子T21,T22の間に現れる電圧が12ボルトとなるようにトランジスタ22を制御する。
The
制御回路51は、電圧検出部30の検出結果に基づいて、コンバータ20の一次側回路に設けられたトランジスタ22を制御する制御信号を出力する。具体的に、制御回路51は、トランジスタ22のスイッチング制御をPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)制御により行うための制御信号を出力する。ここで、制御信号51は、セル電圧検出部40によって検出される電圧が相対的に高いバッテリセル11の放電量が多くなるようにトランジスタ22をPWM制御する。
つまり、制御回路51は、セル電圧検出部40によって検出された電圧が相対的に高いバッテリセル11に対応して設けられたトランジスタ22についてはオンデューティ比を高くし、逆に検出された電圧が相対的に低いバッテリセル11に対応して設けられたトランジスタ22についてはオンデューティ比を低くする制御を行う。ここで、オンデューティ比とは、PWM制御の制御周期と、PWM制御の制御周期内においてトランジスタ22がオン状態である時間との比である。ドライバ回路52は、コンバータ20の一次側に設けられたトランジスタ22の各々に対応して設けられており、制御回路51から出力される制御信号に基づいて、対応するトランジスタ22を駆動するための駆動信号を生成する。
That is, the
上記構成において、制御回路51からドライバ回路52の各々に対してPWM制御のための制御信号が出力されると、ドライバ回路52の各々において制御信号に応じた駆動信号が生成される。この駆動信号は、コンバータ20の一次側に設けられた対応するトランジスタ22にそれぞれ出力され、これによりトランジスタ22の各々がスイッチングされる。すると、コンバータ20の一次側に設けられた一次側巻線21に流れる電流が変化して二次側巻線27に電圧が誘起される。誘起された電圧はダイオード28及びコンデンサ29により整流され、端子T21,T22間には直流電圧が現れる。端子T21,T22に現れた直流電圧は、電圧検出部30、セル電圧検出部40、及び制御部50に電源電圧として供給される。
In the above configuration, when a control signal for PWM control is output from the
これにより、電圧検出部30の検出結果が制御回路51に入力され、制御回路51は、電圧検出部30の検出結果が一定になるように、コンバータ20の一次側に設けられたトランジスタ22の各々を制御するための制御信号を出力する。このとき、制御回路51には、セル電圧検出部40の検出結果も入力される。制御信号51は、セル電圧検出部40の検出結果を参照し、検出された電圧が相対的に高いバッテリセル11の放電量が多くなるようにトランジスタ22をPWM制御する制御信号を出力する。
Thereby, the detection result of the
具体的には、セル電圧検出部40によって検出された電圧が相対的に高いバッテリセル11に対応して設けられたトランジスタ22についてはオンデューティ比を高くした制御信号を出力する。これに対し、セル電圧検出部40によって検出された電圧が相対的に低いバッテリセル11に対応して設けられたトランジスタ22についてはオンデューティ比を低くした制御信号を出力する。このような制御を行うと、電圧が高いバッテリセル11からの放電量が多くなり、逆に電圧が低いバッテリセル11からの放電量が少なくなり、バッテリセル11の電圧を均一化することができる。
Specifically, a control signal with a high on-duty ratio is output for the
また、バッテリセル11から放電された電力は、トランスTrを介して電圧変換されてコンバータ20の端子T21,T22から出力され、電圧検出部30、セル電圧検出部40、及び制御部50を動作させるために用いられる。このように、本実施形態では、バッテリセル11から放電された電力を無駄に消費せずに再利用しているため、効率を高めることができる。しかも、電圧検出部30、セル電圧検出部40、及び制御部50を動作させるための電力を外部から供給する必要が無いため、簡素な構成で効率を高めることができる。
Further, the electric power discharged from the
〔第2実施形態〕
図2は、本発明の第2実施形態による電源装置の要部構成を示す回路図である。尚、図2においては、図1に示した構成と同じ構成については同一の符号を付してある。また、図2では、簡略化のために、セル電圧検出部40及び制御部50に設けられるドライバ回路52の図示を省略するとともに、セル電圧検出部40とバッテリセル11との接続線及びドライバ回路52とコンバータ20の一次側回路に設けられるトランジスタ22との接続線の図示を省略している。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a main configuration of a power supply device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In FIG. 2, for the sake of simplification, the
図2に示す通り、本実施形態の電源装置2は、図1中のコンバータ20に代えてコンバータ60を設け、電圧検出部30に代えて差動増幅器70を設けた構成である。コンバータ60は、前述した一次側回路及び二次側回路に加えて三次側回路を備える。この三次側回路は、三次側巻線61、ダイオード62、及びコンデンサ63からなり、例えば5ボルトの直流電圧を出力する。
As shown in FIG. 2, the power supply device 2 of the present embodiment has a configuration in which a
三次側回路に設けられる三次側巻線61は、二次側回路に設けられる二次側巻線27と同様に1つのみ設けられており、一次側回路に設けられた一次側巻線21の各々及び二次側回路に設けられた二次側巻線27と磁気的に結合する。また、三次側巻線61は、二次側巻線27に対する巻線比が所定の巻線比に設定されている。例えば、二次側回路から出力される電圧が12ボルトである場合には、三次側回路から出力される電圧が5ボルトとなるように、二次側巻線27に対する巻線比が設定されている。 As with the secondary side winding 27 provided in the secondary side circuit, only one tertiary side winding 61 provided in the tertiary side circuit is provided, and the primary side winding 21 provided in the primary side circuit It is magnetically coupled to the secondary winding 27 provided in each and the secondary circuit. Further, the winding ratio of the tertiary winding 61 with respect to the secondary winding 27 is set to a predetermined winding ratio. For example, when the voltage output from the secondary circuit is 12 volts, the winding ratio with respect to the secondary winding 27 is set so that the voltage output from the tertiary circuit is 5 volts. Yes.
三次側巻線61の一端はダイオード62のアノード電極に接続され、他端は差動増幅器70の反転入力端に接続される。ダイオード62及びコンデンサ63は、二次側回路に設けられるダイオード28及びコンデンサ29と同様に整流回路をなし、三次側巻線61に誘起された電圧を整流する。ダイオード62のカソード電極及びコンデンサ63の一方の電極は差動増幅器70の非反転入力端に接続され、コンデンサ63の他方の電極は差動増幅器70の反転入力端に接続される。従って、この整流回路によって整流された直流電圧が差動増幅器70の反転入力端と非反転入力端との間に現れる。
One end of the tertiary winding 61 is connected to the anode electrode of the
差動増幅器70は、三次側回路に設けられるコンデンサ63の電極間の電位差を示す信号を制御回路51に出力する。尚、三次側巻線61は、一次側巻線31側に設けられており、絶縁の必要がないことから図1中のフォトカプラ32に相当するものを設ける必要はない。ここで、前述した通り、三次側巻線61は、二次側巻線27に対して所定の巻線比に設定されているため、コンデンサ63の電極間の電位差は、コンバータ60の端子T21,T22間の電位差に対して、二次側巻線27と三次側巻き線61との巻線比に応じた値になる。
The
従って、制御回路51が、差動増幅器70から出力される信号を参照しつつ、三次側回路の出力電圧が一定となるようにコンバータ20の一次側回路に設けられたトランジスタ22を制御すれば、コンバータ20の端子T21,T22の間に現れる電圧を一定にすることができる。例えば、三次側回路の出力電力が5ボルトとなるように制御すれば、端子T21,T22の間に現れる電圧を12ボルトにすることができる。
Therefore, if the
尚、図2では図示を省略しているが、制御回路51にはセル電圧検出部40の検出結果が入力されている。そして、本実施形態においても、セル電圧検出部40によって検出された電圧が相対的に高いバッテリセル11に対応して設けられたトランジスタ22についてはオンデューティ比を高くし、逆に検出された電圧が相対的に低いバッテリセル11に対応して設けられたトランジスタ22についてはオンデューティ比を低くする制御が制御回路51によって行われる。このため、第1実施形態と同様に、バッテリセル11の電圧を均一化することができる。
Although not shown in FIG. 2, the detection result of the
また、本実施形態においても、バッテリセル11から放電された電力は、トランスTrを介して電圧変換されてコンバータ20の端子T21,T22から出力され、電圧検出部30、セル電圧検出部40、及び制御部50を動作させるために用いられる。よって、バッテリセル11から放電された電力が無駄に消費されずに再利用されるため効率を高めることができる。しかも、電圧検出部30、セル電圧検出部40、及び制御部50を動作させるための電力を外部から供給する必要が無いため、簡素な構成で効率を高めることができる。
Also in the present embodiment, the electric power discharged from the
以上、本発明の実施形態による電源装置及び電圧調整方法について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、コンバータ20,60が所謂フライバック・コンバータである場合を例に挙げて説明したが、これらはフォーワード・コンバータ、プッシュプル・コンバータであってもよい。つまり、コンバータは、スイッチング・コンバータであれば良い。
The power supply device and the voltage adjustment method according to the embodiment of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be freely changed within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the case where the
1,2 電源装置
10 バッテリモジュール
11 バッテリセル
20 コンバータ
21 一次側巻線
22 スイッチング素子
27 二次側巻線
40 セル電圧検出部
50 制御部
60 コンバータ
61 三次側巻線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2
Claims (5)
前記バッテリセルの各々に対応して設けられた一次側巻線及びスイッチング素子を有する一次側回路と、前記一次側巻線の各々と磁気的に結合する二次側巻線を有する二次側回路と、前記二次側巻線に対する巻線比が所定の値に設定されて前記一次側巻線の各々及び前記二次側巻線と磁気的に結合する三次側巻線を有する三次側回路とを含んでなるコンバータと、
前記コンバータの二次側回路の出力を電源とし、前記三次側回路の出力電圧が、前記二次側巻線と前記三次側巻線との巻線比に応じた所定の電圧となるように、前記コンバータの一次側回路に設けられた前記スイッチング素子を制御する制御部と
を備えることを特徴とする電源装置。 In a power supply device including a battery module in which a plurality of battery cells are connected in series,
A primary side circuit having a primary side winding and a switching element provided corresponding to each of the battery cells, and a secondary side circuit having a secondary side winding magnetically coupled to each of the primary side windings And a tertiary circuit having a tertiary winding that is magnetically coupled to each of the primary windings and the secondary winding with a winding ratio to the secondary winding set to a predetermined value; A converter comprising:
The output of the secondary side circuit of the converter is a power source, and the output voltage of the tertiary side circuit is a predetermined voltage corresponding to the winding ratio of the secondary side winding and the tertiary side winding , And a control unit that controls the switching element provided in a primary circuit of the converter.
前記制御部は、前記セル電圧検出部によって検出される電圧に応じて、電圧が高いバッテリセルの放電量が多くなるように前記スイッチング素子を制御する
ことを特徴とする請求項1記載の電源装置。 A cell voltage detector for detecting the voltage of each of the plurality of battery cells,
2. The power supply device according to claim 1 , wherein the control unit controls the switching element so that a discharge amount of a battery cell having a high voltage is increased in accordance with a voltage detected by the cell voltage detection unit. .
前記バッテリセルの各々に対応して設けられた一次側巻線及びスイッチング素子を有する一次側回路と、前記一次側巻線の各々と磁気的に結合する二次側巻線を有する二次側回路と、前記二次側巻線に対する巻線比が所定の値に設定されて前記一次側巻線の各々及び前記二次側巻線と磁気的に結合する三次側巻線を有する三次側回路とを含んでなるコンバータの前記二次側回路から電源として用いる出力電圧を得て、前記三次側回路の出力電圧が、前記二次側巻線と前記三次側巻線との巻線比に応じた所定の電圧となるように、前記コンバータの一次側回路に設けられた前記スイッチング素子を制御することを特徴とする電圧調整方法。 A voltage adjustment method for a power supply device including a battery module in which a plurality of battery cells are connected in series,
A primary side circuit having a primary side winding and a switching element provided corresponding to each of the battery cells, and a secondary side circuit having a secondary side winding magnetically coupled to each of the primary side windings And a tertiary circuit having a tertiary winding that is magnetically coupled to each of the primary windings and the secondary winding with a winding ratio to the secondary winding set to a predetermined value; An output voltage used as a power source is obtained from the secondary side circuit of the converter including the output voltage of the tertiary side circuit in accordance with a winding ratio between the secondary side winding and the tertiary side winding. as a predetermined voltage, the voltage adjusting method characterized by controlling the switching element provided on the primary circuit of the converter.
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