[發(fā)明專利]電源電路、電源電路控制方法和使用電源電路的電子裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01136481.5
• 申請(qǐng)日: 2001-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN1349295A
• 公開（公告）日: 2002-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佐佐木浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本電氣株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 穆德駿,方挺

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用化學(xué)電池的電源電路，更具體地講，涉及適合于在向功率消耗間歇變化的負(fù)載(例如，內(nèi)置于便攜蜂窩電話中的用于發(fā)射無線電波的功率放大器)提供電力時(shí)使用的電源電路，和一種控制電源電路的方法，以及使用上述電源電路的電子裝置。

本申請(qǐng)要求2000年10月18日申請(qǐng)的第2000-318310號(hào)日本專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)結(jié)合于此作為參考。

相關(guān)技術(shù)說明

當(dāng)把使用化學(xué)電池的電源電路連接到功率消耗間歇改變的負(fù)載時(shí)，由于化學(xué)電池的內(nèi)部阻抗比較大，因而產(chǎn)生在負(fù)載電流瞬時(shí)增大的同時(shí)化學(xué)電池的電壓瞬時(shí)降低的現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問題，以往是把一個(gè)具有比較低的內(nèi)部阻抗的電容器并聯(lián)連接到化學(xué)電池。這樣，就形成了一個(gè)組合阻抗，其阻抗水平低于化學(xué)電池的內(nèi)部阻抗，因而即使在連接了功率消耗間歇改變的負(fù)載時(shí)，瞬間電壓降低率也比單獨(dú)使用化學(xué)電池時(shí)減小。

如圖5中所示，這種類型的慣用電源電路包括一個(gè)化學(xué)電池1，和一個(gè)與化學(xué)電池1并聯(lián)連接的電容器2，以及一個(gè)與化學(xué)電池1和電容器2連接的負(fù)載L。化學(xué)電池1是由例如諸如鎳-鎘電池、鎳-氫電池、或鋰離子電池之類的二次電池，或堿性原電池構(gòu)成的。這種化學(xué)電池1存儲(chǔ)預(yù)定量的能量，根據(jù)存儲(chǔ)的能量產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(即，電壓V1)，并把它提供給負(fù)載L。化學(xué)電池1具有內(nèi)部阻抗1a。電容器2是由例如一種雙電荷層電容器構(gòu)成的，并且被化學(xué)電池1的電壓V1充電，從而積累電能，然后把積累的電能提供給負(fù)載L。電容器2具有內(nèi)部阻抗2a。負(fù)載L例如是一個(gè)鑲嵌在便攜蜂窩電話之類的裝置中的、用于發(fā)射無線電波的功率放大器，它的功率消耗間歇地改變，并且其中有脈沖式負(fù)載電流IL流過。

圖6是解釋圖5慣用電源電路的操作的時(shí)序圖，其中電流或電壓在作圖中作為縱坐標(biāo)，而時(shí)間作為橫坐標(biāo)。參考圖6說明圖5的電源電路的操作。

在時(shí)間t1，負(fù)載電流IL瞬時(shí)增大，并且化學(xué)電池1的電壓V1從電壓電平Va降低到電壓電平Vb。在這點(diǎn)，電源電路的內(nèi)部阻抗Z由下式給出：

????????????????Z＝R1×R2/(R1+R2)其中R1代表內(nèi)部阻抗1a的值，R2代表內(nèi)部阻抗2a的值。內(nèi)部阻抗Z小于內(nèi)部阻抗1a的值R1。因此，電壓Vb的降低率低于在電源電路僅由化學(xué)電池1構(gòu)成時(shí)發(fā)生的電壓Vc的降低速率。在時(shí)間t2，脈沖式負(fù)載電流IL瞬時(shí)減小，電壓V1從電壓電平Vb返回到電壓電平Va。電容器2的電壓V2以與電壓V1相同的方式改變。

因此，當(dāng)把電容器2并聯(lián)連接到化學(xué)電池1時(shí)，由于電壓Vb的降低率低于電壓Vc的降低速率，所以使得每次充電化學(xué)電池1可以被使用的時(shí)間比電源電路僅由化學(xué)電池1構(gòu)成的情況下更長。此外，當(dāng)化學(xué)電池1是由內(nèi)部阻抗比較高的堿性原電池構(gòu)成時(shí)，使得化學(xué)電池1的壽命比電源電路僅由化學(xué)電池1構(gòu)成的情況下更長。

但是，上述慣用電源電路具有以下問題。

即，在一個(gè)具有圖5中所示電源電路的電子裝置中，由于對(duì)化學(xué)電池1的剩余容量的判斷是根據(jù)電壓V1的壓降作出的，因而在一些情況下，甚至根據(jù)電壓V1中的瞬時(shí)電壓降也可能作出化學(xué)電池1沒有剩余容量的判斷。但是，當(dāng)化學(xué)電池1是由例如堿性原電池構(gòu)成的時(shí)候，即使在一個(gè)電子裝置中判斷化學(xué)電池1沒有剩余容量，在一些情況下，該化學(xué)電池1仍能夠在另一個(gè)電子裝置中使用。這種現(xiàn)象表明化學(xué)電池1沒有完全用盡它的容量。結(jié)果，化學(xué)電池1的放電深度(放電容量與額定容量的比率)仍然很淺的狀態(tài)下，化學(xué)電池1被判斷為達(dá)到其壽命終點(diǎn)，因而造成化學(xué)電池1電能使用效率降低。

另一方面，當(dāng)化學(xué)電池1是由例如鎳-鎘電池、鎳-氫電池或鋰離子電池之類的二次電池構(gòu)成時(shí)，存在著如下問題：如果化學(xué)電池1尚未完全用完容量，那么每次化學(xué)電池1充電后可以被使用的時(shí)間變得大大短于最初化學(xué)電池1的容量可以提供的可用時(shí)間。此外，當(dāng)把電容器2并聯(lián)連接到化學(xué)電池1時(shí)，如果電容器2還沒有充電，那么由于一個(gè)大的瞬時(shí)起峰電流從化學(xué)電池1流入電容器2，在一些情況下會(huì)發(fā)生燒毀用于連接化學(xué)電池1與電容器2的布線線路、和/或化學(xué)電池1和電容器2的退化等問題。特別是，當(dāng)化學(xué)電池1是由其中嵌入了電流控制電路的鋰離子二次電池構(gòu)成時(shí)，在電流控制電路中將產(chǎn)生故障。

發(fā)明綜述

由于上述原因，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供能夠提高化學(xué)電池中電能使用效率和即使在把沒有充電的電容器并聯(lián)連接到化學(xué)電池時(shí)也能防止瞬時(shí)起峰電流從化學(xué)電池流入電容器的電源電路，和一種控制上述電源電路的方法，以及一種使用該電源電路的電子裝置。