專利名稱：電源裝置、充電方法、可再充電電池單元及充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開專利涉及一種電源裝置、充電方法、可再充電電池組電池單元、以及充電裝置。
背景技術(shù)：
能夠反復(fù)充電與放電的充電裝置，例如鋰離子電池組，已為人們所熟悉。這些充電裝置的某些裝置具有這樣的配置其中，串聯(lián)可再充電電池組電池單元，每一個(gè)可再充電電池組電池單元由多個(gè)串聯(lián)的可再充電電池組電池形成。當(dāng)對(duì)充電裝置進(jìn)行充電與放電時(shí)，也對(duì)每一個(gè)可再充電電池組電池進(jìn)行了充電與放電，因此,每一電池的充電狀態(tài)發(fā)生變化。當(dāng)反復(fù)充電與放電時(shí)，每一個(gè)可再充電電池組電池開始顯現(xiàn)不同的充電狀態(tài)。如果各電池的充電狀態(tài)互不相同，并且在這樣的充電狀態(tài)下不斷反復(fù)充電與放電，則可再充電電池組 電池的壽命將會(huì)縮短。序號(hào)為3829453的日本專利文檔公開了一種延長(zhǎng)可再充電電池組電池的壽命的方法，即，一種通過監(jiān)視每一個(gè)可再充電電池組電池的充電狀態(tài),并且根據(jù)充電狀態(tài)控制充電裝置的充電與放電，延長(zhǎng)可再充電電池組電池的壽命的方法。為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)視每一個(gè)可再充電電池組電池充電狀態(tài)的監(jiān)視電路的小型化、低成本，需要把監(jiān)視電路作為大規(guī)模集成(LSI)電路加以制造。為了制造LSI監(jiān)視電路，例如，需要配置一種具有低電壓金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的電路。如果把監(jiān)視電路配置為低電壓電路，則供給于監(jiān)視電路的電壓必須為低電壓。為了符合這一要求，序號(hào)為
2010-124597的日本專利申請(qǐng)公開物公開了這樣一種配置其中，為了把一個(gè)階梯式下降的電源電壓供給于低電壓驅(qū)動(dòng)的監(jiān)視電路，降低了可再充電電池組電池單元的電壓。

發(fā)明內(nèi)容
如序號(hào)為2010-124597的日本專利申請(qǐng)公開物中所公開的，當(dāng)在逐步降低了可再充電電池組電池單元的電壓之后把階梯式下降的電源電壓供給于監(jiān)視電路的情況下，必須提供諸如DC-DC轉(zhuǎn)換器或者串聯(lián)調(diào)節(jié)器的降壓電路。在通過DC-DC轉(zhuǎn)換器逐步降低可再充電電池組電池單元的電壓的情況下，必須使用外部線圈或者大容量電容器。例如，這將導(dǎo)致部件數(shù)目的增加或者安裝這些部件所需安裝面積的增大，從而使LSI監(jiān)視電路的實(shí)現(xiàn)變得困難。與使用DC-DC轉(zhuǎn)換器的情況相比，在使用串聯(lián)調(diào)節(jié)器的情況下，制造LSI監(jiān)視電路較為容易，但引發(fā)了這樣一個(gè)問題其中，輸出電壓(電源電壓)和作為電源的可再充電電池組電池單元的電壓之間的差變?yōu)閷?shí)際功率損耗。這導(dǎo)致了功耗的增加。例如，當(dāng)使用其中串聯(lián)了 16片3V的可再充電電池組電池的可再充電電池組電池單元時(shí)，作為電源的可再充電電池組電池單元具有48V的總輸出電壓。在這一情況下，當(dāng)在逐步降低了可再充電電池組電池單元的電壓之后監(jiān)視電路在3V的電源處消耗了 5mA時(shí)，則在降壓電路處消耗了(48V-3V) X5mA=225mW。在這一方式下，串聯(lián)調(diào)節(jié)器的使用導(dǎo)致了較高的功耗，并且妨礙了能效率的提高。當(dāng)把這一消耗的電能轉(zhuǎn)換為熱能時(shí)，也引發(fā)了與熱相關(guān)的問題。
鑒于以上所描述的情況，需要一種能夠向監(jiān)視電路供給具有低功耗電源電壓的電源裝置和充電方法。而且，還需要一種包括這樣的電源裝置的可再充電電池組電池單元和充電裝置。根據(jù)本公開專利的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電源裝置，配置為向充電監(jiān)視器供給電源電壓，所述充電監(jiān)視器的配置為監(jiān)視多個(gè)可再充電電池組電池中每一個(gè)可再充電電池組電池的充電狀態(tài)，所述裝置包括第一電容元件，配置為向充電監(jiān)視器供給電源電壓； 第二電容元件，配置為將被至少一個(gè)可再充電電池組電池充電，而且其對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電；開關(guān)組，包括 第一開關(guān)，配置為把第一電容元件與第二電容元件互相連接，以及第二開關(guān)，配置為把所述至少一個(gè)可再充電電池組電池與第二電容元件互相連接；以及控制器，配置為控制開關(guān)組，該控制器還配置為能夠重復(fù)執(zhí)行通過經(jīng)由第一開關(guān)把所述至少一個(gè)可再充電電池組電池與第二電容元件互相連接而由所述至少一個(gè)可再充電電池組電池對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電的第一控制，以及通過經(jīng)由第二開關(guān)把第二電容元件與第一電容元件互相連接而由第二電容元件對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電的第二控制。經(jīng)由用作充電泵的第二電容元件從可再充電電池組電池對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電，能夠以低功耗對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電。使用這一配置，能夠以低功耗向監(jiān)視電路供給電源電壓。根據(jù)本公開專利的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種對(duì)電源裝置的第一電容元件進(jìn)行充電的充電方法，所述電源裝置配置為向充電監(jiān)視器供給向第一電容元件充電的電源電壓，所述充電監(jiān)視器的配置為監(jiān)視多個(gè)可再充電電池組電池中每一個(gè)的充電狀態(tài)，所述方法包含通過把至少一個(gè)可再充電電池組電池與第二電容元件互相連接，由所述至少一個(gè)可再充電電池組電池對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電，以及通過把第二電容元件與第一電容元件互相連接，由第二電容元件對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電，通過重復(fù)對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電和對(duì)第一電容兀件進(jìn)行充電，第一電容兀件被充電。根據(jù)本公開專利的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種可再充電電池組電池單元，包括多個(gè)可再充電電池組電池、一個(gè)配置為監(jiān)視所述多個(gè)可再充電電池組電池中每一個(gè)可再充電電池組電池的充電狀態(tài)的充電監(jiān)視器、以及以上所提到的配置為向充電監(jiān)視器供給電源電壓的電源裝置。根據(jù)本公開專利的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種充電裝置，其包括多個(gè)以上所描述的可再充電電池組電池單元。 根據(jù)本公開專利，能夠以低功耗把電源電壓供給于監(jiān)視電路。通過以下對(duì)本公開專利最佳模式實(shí)施例的詳細(xì)描述，本公開專利的這些與其它目的、特性以及優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加明顯，如附圖中所說明的。


圖I描述了根據(jù)本公開專利第一實(shí)施例的一個(gè)充電裝置；圖2描述了根據(jù)第一實(shí)施例的一個(gè)可再充電電池模塊；圖3描述了根據(jù)第一實(shí)施例的一個(gè)可再充電電池模塊；圖4為描述了根據(jù)第一實(shí)施例的電源裝置的操作的一個(gè)時(shí)序圖；圖5A和5B描述了根據(jù)第一實(shí)施例的激活期間充電操作時(shí)的電源裝置；圖6為描述了根據(jù)第一實(shí)施例的激活期間充電操作過程的一個(gè) 流程圖；圖7A和7B描述了根據(jù)第一實(shí)施例的正常充電處理期間的電源裝置；圖8A和SB描述了根據(jù)第一實(shí)施例的正常充電處理期間的電源裝置；圖9為描述了根據(jù)第一實(shí)施例的上限監(jiān)視處理的一個(gè)流程圖；圖10為描述了根據(jù)第一實(shí)施例的下限監(jiān)視處理的一個(gè)流程圖；圖11描述了根據(jù)第一實(shí)施例的一個(gè)電源監(jiān)視器；圖12為描述了根據(jù)第一實(shí)施例一個(gè)修改的上限監(jiān)視處理的一個(gè)流程圖；圖13為描述了根據(jù)第一實(shí)施例所述修改的上限監(jiān)視處理期間的電源裝置；圖14A和14B描述了根據(jù)本公開專利第二實(shí)施例的一個(gè)可再充電電池模塊；圖15描述了根據(jù)本公開專利第三實(shí)施例的一個(gè)可再充電電池模塊；圖16A和16B描述了根據(jù)第三實(shí)施例的激活期間充電操作時(shí)的電源裝置；圖17A和17B描述了根據(jù)第三實(shí)施例的正常充電處理期間的電源裝置；圖18A和18B描述了根據(jù)第三實(shí)施例的正常充電處理期間的電源裝置；圖19描述了根據(jù)本公開專利第四實(shí)施例的一個(gè)可再充電電池模塊；圖20描述了根據(jù)本公開專利第五實(shí)施例的一個(gè)可再充電電池模塊；以及圖21描述了根據(jù)本公開專利第六實(shí)施例的一個(gè)可再充電電池模塊。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例)圖I描述了根據(jù)本公開專利第一實(shí)施例的一個(gè)充電裝置I。充電裝置I具有多個(gè)可再充電電池模塊10和一個(gè)充電監(jiān)視控制器3。所述多個(gè)可再充電電池模塊10中的每一個(gè)均具有一個(gè)充電監(jiān)視模塊11和一個(gè)可再充電電池組電池單元12。也把所述多個(gè)可再充電電池模塊10統(tǒng)稱為充電單元2。通過諸如總線的信號(hào)線把所述多個(gè)可再充電電池模塊10連接于充電監(jiān)視控制器3。例如，充電監(jiān)視控制器3指示每一個(gè)充電監(jiān)視模塊11開始或者結(jié)束對(duì)諸如每一個(gè)可再充電電池組電池單元12的監(jiān)視。根據(jù)來自充電監(jiān)視模塊11的對(duì)每一個(gè)可再充電電池組電池單元12的充電狀態(tài)的通知，充電監(jiān)視控制器3判斷是對(duì)充電裝置I進(jìn)行充電還是向外部裝置(未在圖中加以顯示)通知充電裝置I的充電狀態(tài)。以下，將參照?qǐng)D2解釋可再充電電池模塊10的細(xì)節(jié)。每一個(gè)可再充電電池模塊10的可再充電電池組電池單元12均具有多個(gè)可再充電電池組電池Cl、C2、…、C16。可再充電電池組電池C1、C2、…、C16為能夠反復(fù)充電與放電的諸如鋰離子電池組電池的蓄電池組電池。從可再充電電池組電池單元12的負(fù)端V-側(cè)開始，按所述次序串聯(lián)可再充電電池組電池Cl、C2、…、C16。這些可再充電電池組電池中的每一個(gè)均具有3. 2V的中心電位、2.5V的下限電位、以及4V的上限電位。作為實(shí)例，給出了可再充電電池組電池的這些電位以及所連接的可再充電電池組電池的數(shù)目(在本實(shí)施例中為16個(gè)電池)。也可以采用可再充電電池組電池的其它電壓范圍與數(shù)目。充電監(jiān)視模塊11具有充電監(jiān)視器110和向充電監(jiān)視器110供給電源電壓的電源裝置100。充電監(jiān)視器110具有測(cè)量電池選擇器111、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 112、以及邏輯電路113，測(cè)量電池選擇器111選擇一個(gè)可再充電電池組電池以測(cè)量其充電狀態(tài)，ADC 112把測(cè)量電池選擇器111所選擇的可再充電電池組電池的電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓信號(hào)，邏輯電路113對(duì)ADC 112所輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，并且把所測(cè)量的充電狀態(tài)輸出到充電監(jiān)視控制器3。 測(cè)量電池選擇器111具有多個(gè)開關(guān)(未在圖中加以顯示)。例如，該選擇器通過根據(jù)來自邏輯電路113的指令來接通與關(guān)閉這些開關(guān)，選擇將被測(cè)量的可再充電電池組電池。ADC 112和邏輯電路113為由例如金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管形成的低電壓電路。ADC 112和邏輯電路113均基于電源裝置100所供給的電源電壓進(jìn)行操作。把諸如ADC 112和邏輯電路113的充電監(jiān)視器110的部件統(tǒng)稱為“低電壓電路”。在這一實(shí)施例中，基于最大工作電壓為3. 6V和最小工作電壓為2. 7V的假設(shè)，給出了相應(yīng)的解釋。電源裝置100具有電源監(jiān)視器101、電池選擇器102、第一開關(guān)SWl和第二開關(guān)Sff2,以及第一電容器C_V和第二電容器C_f。例如，電源裝置100 (不包括第一電容器C_V和第二電容器C_f)和充電監(jiān)視器110(圖2中由點(diǎn)-劃線圍起的部分)均可以由MOS晶體管形成，并且能夠容易地以LSI的形式加以實(shí)現(xiàn)。將參照?qǐng)D3詳細(xì)解釋電源裝置100。此圖說明了可再充電電池模塊10。為了簡(jiǎn)單起見，圖中將省略測(cè)量電池選擇器111。電池選擇器102由多個(gè)開關(guān)構(gòu)成。電池選擇器102具有用于選擇各可再充電電池組電池負(fù)端的低開關(guān)SL0-SL15和用于選擇各可再充電電池組電池正端的高開關(guān)SH1-SH16。從負(fù)端V-開始把低開關(guān)SL0-SL15 —側(cè)上的端點(diǎn)按所述的次序連接于可再充電電池組電池的負(fù)端，并且把低開關(guān)SL0-SL15另一側(cè)上的端點(diǎn)連接于第二電容器C_f的一端。例如，把低開關(guān)SLO的一端連接于可再充電電池組電池Cl的負(fù)端，并且把低開關(guān)SLO的另一端連接于第二電容器C_f的一端。把低開關(guān)SLl的一端連接于可再充電電池組電池C2的負(fù)端，并且把低開關(guān)SLl的另一端連接于第二電容器C_f 的一端。按照這樣的方式，分別把低開關(guān)SL0-SL15連接于串聯(lián)的可再充電電池組電池C1-C16的負(fù)端。從負(fù)端V-的一側(cè)開始把高開關(guān)SH1-SH16—側(cè)上的端點(diǎn)按所述的次序連接于可再充電電池組電池的正端，并且把高開關(guān)SH1-SH16另一側(cè)上的端點(diǎn)連接于第二電容器C_f 的另一端。例如，把高開關(guān)SHl的一端連接于可再充電電池組電池Cl的正端，并且把高開關(guān)SHl的另一端連接于第二電容器C_f的另一端。把高開關(guān)SH16的一端連接于可再充電電池組電池C16的正端，并且把高開關(guān)SH6的另一端連接于第二電容器C_f的另一端。按照這樣的方式，分別把高開關(guān)SH1-SH16連接于串聯(lián)的可再充電電池組電池C1-C16的正端。經(jīng)由第一開關(guān)SW1，把第一電容器C_V的一端連接于可再充電電池組電池單元12的負(fù)端V-，同時(shí)把第一電容器C_V的另一端連接于可再充電電池組電池C2的正端。經(jīng)由第二開關(guān)SW2,把第二電容器C_f的另一端連接于第一電容器C_V的另一端。把第一電容器C_V的另一端連接于低電壓電路，而且第一電容器C_V向低電壓電路供給一個(gè)電源電壓VDD。把第二電容器C_f的一端連接于低開關(guān)SL0-SL15另一側(cè)上的端點(diǎn)。經(jīng)由第二開關(guān)SW2，把第二電容器C_f的另一端連接于高開關(guān)SH1-SH16的另一側(cè)上的端點(diǎn)和第一電容器C_V的另一端。第二電容器C_f用作對(duì)第一電容器C_V進(jìn)行充電的充電泵電源監(jiān)視器101用作一個(gè)控制器，其根據(jù)電源電壓VDD值和邏輯電路113的時(shí)鐘信號(hào)控制電池選擇器102、第一開關(guān)SW1、以及第二開關(guān)SW2。也把電池選擇器102、第一開關(guān)SW1、以及第二開關(guān)SW2統(tǒng)稱為開關(guān)組。電源監(jiān)視器101通過控制開關(guān)組控制第一電容器C_V和第二電容器C_f的充電與放電。 以下，將參照?qǐng)D4解釋電源裝置100。該圖為一個(gè)時(shí)序圖，描述了開關(guān)組的操作與第一電容器C_v和第二電容器C_f的充電狀態(tài)。(激活期間充電操作)例如，當(dāng)把充電裝置I連接于諸如電插座的外部電源或者諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的外部裝置(未在圖中加以顯示)，并且開始充電或者放電操作、以及充電監(jiān)視器110開始監(jiān)視可再充電電池組電池單元12的充電狀態(tài)時(shí)，則電源監(jiān)視器101首先對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以把第一電容器C_V充至一個(gè)預(yù)定的電壓。具體地講，如圖4中所示，電源監(jiān)視器101對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以在時(shí)刻tl接通第一開關(guān)SW1、第二開關(guān)SW2、以及低開關(guān)SL0，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)。圖5A和5B描述了時(shí)刻tl時(shí)的可再充電電池模塊10的電路圖。通過接通第一開關(guān)SW1、第二開關(guān)SW2、以及低開關(guān)SL0，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)，把第一電容器C_V和第二電容器C_f、以及可再充電電池組電池Cl和C2并行地加以連接，如圖5A中的虛線所示。圖5B為描述圖5A中可再充電電池模塊10的連接狀態(tài)的一個(gè)等效電路。從可再充電電池組電池Cl和C2對(duì)第一電容器C_V和第二電容器C_f進(jìn)行充電。按照這一方式，當(dāng)充電監(jiān)視器110開始監(jiān)視可再充電電池組電池單元12的充電狀態(tài)時(shí)，電源監(jiān)視器101首先從一個(gè)作為電源(其電壓等于或者高于一個(gè)預(yù)定的值)的電源電路對(duì)第一電容器c_v和第二電容器C_f進(jìn)行充電。其原因在于當(dāng)充電監(jiān)視器110不監(jiān)視充電狀態(tài)時(shí)，既不對(duì)第一電容器CJ和第二電容器C_f進(jìn)行充電，也不令它們放電，因此可降低第一電容器c_v和第二電容器C_f的電壓。為此，當(dāng)充電監(jiān)視器110開始監(jiān)視可再充電電池組電池單元12的充電狀態(tài)時(shí)，從具有一個(gè)預(yù)定的電壓Vs的電源電路對(duì)第一電容器C_V和第二電容器C_f進(jìn)行充電，如圖4中所示。按照這一方式，可以在短時(shí)間周期內(nèi)把第一電容器C_V的電壓升至一個(gè)預(yù)定的電源電壓，如圖4中所示。在這一實(shí)施例中，把串聯(lián)的可再充電電池組電池Cl和C2用作電源電路。在另一個(gè)配置中可以把可再充電電池組電池用作電源電路。例如，可以把3個(gè)或者3個(gè)以上串聯(lián)的可再充電電池組電池用作電源電路。當(dāng)充電監(jiān)視器110開始監(jiān)視可再充電電池組電池單元12的充電狀態(tài)時(shí)，將在把第一電容器C_V充至一個(gè)預(yù)定的電源電壓期間的充電操作稱為“激活期間充電操作”。將參照?qǐng)D6詳細(xì)解釋激活期間充電操作。當(dāng)開始監(jiān)視可再充電電池組電池單元12的充電狀態(tài)時(shí)，電源監(jiān)視器101對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以接通第一開關(guān)SW1、第二開關(guān)SW2、以及低開關(guān)SLO，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)(步驟S101)。通過這一控制，從用作電源電路的可再充電電池組電池Cl和C2開始對(duì)第一電容器C_V和第二電容器C_f的充電，如圖5A和5B中所示。當(dāng)開始對(duì)第一電容器C_V和第二電容器C_f的充電時(shí)，第一電容器C_V的電壓和第二電容器C_f的電壓上升，如圖4中所示。電源監(jiān)視器101監(jiān)視第一電容器C_V的電壓，更具體地講，監(jiān)視第一電容器C_V的另一端的電源電壓VDD。電源監(jiān)視器101判斷第一電容器C_V的電源電壓VDD是否等于或者高于第一電壓Vminl (圖6中的步驟102)。在這一實(shí)施例中，把第一電壓Vminl設(shè)置為2. 9V，其高于低電壓電路的最小操作電壓(2. 7V)。當(dāng)?shù)谝浑娙萜鰿_V的電源電壓VDD未超過第一電壓Vmin I時(shí)(步驟102中的“否”)，電源監(jiān)視器101返回至步驟101，以允許對(duì)第一電容器CJ連續(xù)地充電。其間，當(dāng)?shù)谝浑娙萜鰿_v的電源電壓VDD等于或者高于第一電壓Vmin I時(shí)(步驟102中的“是”)，電源監(jiān)視器101關(guān)閉第一開關(guān)SW1，并且終止激活期間充電操作(步驟103)。
(正常充電操作)解釋返回至圖4。如該圖中所示，當(dāng)?shù)谝浑娙萜鰿_V的電源電壓VDD和第二電容器C_f的電源電壓VDD達(dá)到第一電壓Vmin I時(shí)，電源監(jiān)視器101把操作從激活充電操作轉(zhuǎn)向正常充電操作。在正常充電操作期間，電源監(jiān)視器101執(zhí)行正常充電處理、上限監(jiān)視處理、以及下限監(jiān)視處理。(正常充電處理)將詳細(xì)解釋正常充電處理。在這一處理中，第二電容器C_f根據(jù)邏輯電路113所生成的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行充電泵操作。在把電源電壓供給于邏輯電路113之后才生成時(shí)鐘信號(hào)。為此，如圖4中所示，從時(shí)刻tl-時(shí)刻t2不生成時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)已經(jīng)向邏輯電路113供給了等于或者高于最小操作電壓的電源電壓VDD，并且開始操作時(shí)，在時(shí)刻t2之后生成時(shí)鐘信號(hào)。電源監(jiān)視器101首先對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制以便在時(shí)鐘信號(hào)為低時(shí)的周期(第一周期(period))期間由一個(gè)預(yù)定的可再充電電池組電池對(duì)第二電容器C_f進(jìn)行充電(第一控制)。具體地講，電源監(jiān)視器101對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以在時(shí)鐘信號(hào)的下降時(shí)刻，使得第二電容器C_f連接于所述多個(gè)可再充電電池組電池C1-C16中具有最高電壓的可再充電電池組電池。此處,把可再充電電池組電池C3用作具有最高電壓的可再充電電池組電池。電源監(jiān)視器101對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以在時(shí)鐘信號(hào)的下降時(shí)刻(時(shí)刻t2)接通低開關(guān)SL2和高開關(guān)SH3，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)。通過這一控制，如圖7A中所示，把第二電容器C_f的一端連接于可再充電電池組電池C3的負(fù)端，同時(shí)把第二電容器C_f的另一端連接于可再充電電池組電池C3的正端。圖7B為描述圖7A中可再充電電池模塊10連接狀態(tài)的一個(gè)等效電路。按照這一方式，通過把第二電容器C_f和可再充電電池組電池C3互相連接，對(duì)第二電容器C_f進(jìn)行充電，以使第二電容器C_f的電位相應(yīng)于可再充電電池組電池C3的電位。解釋返回至圖4。接下來，電源監(jiān)視器101對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以能夠在時(shí)鐘信號(hào)為高時(shí)的周期(第二周期)期間由第二電容器c_f對(duì)第一電容器c_v進(jìn)行充電(第二控制)。具體地講，電源監(jiān)視器101對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以能夠在時(shí)鐘信號(hào)上升時(shí)刻把第一電容器CJ和第二電容器C_f互相連接。
電源監(jiān)視器101對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以能夠在時(shí)鐘信號(hào)上升時(shí)刻(時(shí)刻t3)接通第二開關(guān)SW2和低開關(guān)SL0，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)。通過這一控制，如圖8A中所不，把第一電容器c_v的一端連接于第二電容器C_f的一端，同時(shí)把第一電容器c_v的另一端連接于第二電容器c_f的另一端。圖8B為描述圖8A中可再充電電池模塊10連接狀態(tài)的一個(gè)等效電路。按照這一方式，通過把第一電容器C_V和第二電容器C_f互相連接，從第二電容器c_f對(duì)第一電容器c_v進(jìn)行充電，以使第一電容器c_v的電位相應(yīng)于第二電容器CJ的電位。然后，電源監(jiān)視器101對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以在相繼的第一周期中把第二電容器C_f和一個(gè)具有最高電壓的可再充電電池組電池互相連接。在這一方式下，電源監(jiān)視器101對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以能夠重復(fù)其間把第二電容器C_f和一個(gè)具有最高電壓的可再充電電池組電池互相連接的第一周期和其間把第一電容器C_V和第二電容器C_f互相連接的第二 周期。通過這一控制，第二電容器c_f用作充電泵，而且第二電容器c_f對(duì)第一電容器CJ進(jìn)行充電，以使其具有一個(gè)預(yù)定的電壓范圍內(nèi)的電壓。在以上所提到的正常充電處理中，把第一周期設(shè)置為時(shí)鐘信號(hào)為低時(shí)的周期，而把第二周期設(shè)置為時(shí)鐘信號(hào)為高時(shí)的周期。然而，通過把第一周期和第二周期均設(shè)置為時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)周期(高時(shí)鐘周期和低時(shí)鐘周期)，則每一個(gè)周期可以重復(fù)第一控制和第二控制。根據(jù)開關(guān)組的導(dǎo)通電阻和第二電容器C_f的電容值確定第一控制的第一周期的長(zhǎng)度和第二控制的第二周期的長(zhǎng)度。確定開關(guān)組的導(dǎo)通電阻和第二電容器C_f的電容值，以滿足充電監(jiān)視器110所需的電源電壓值等。在這一實(shí)施例中，充電監(jiān)視器110根據(jù)來自邏輯電路113的通知，選擇一個(gè)具有最高電壓的可再充電電池組電池。例如，如果當(dāng)操作從激活充電操作轉(zhuǎn)向正常充電操作時(shí)充電監(jiān)視器110未能選擇到具有最高電壓的可再充電電池組電池，則可以選擇一個(gè)預(yù)定的可再充電電池組電池。(上限監(jiān)視處理)將參照?qǐng)D9解釋電源監(jiān)視器101所執(zhí)行的上限監(jiān)視處理。執(zhí)行這一上限監(jiān)視處理旨在監(jiān)視電源監(jiān)視器101執(zhí)行正常充電處理時(shí)第一電容器C_V的電源電壓VDD是否超過一個(gè)預(yù)定的值。當(dāng)執(zhí)行正常充電處理時(shí)，電源監(jiān)視器101監(jiān)視第一電容器C_V的電源電壓VDD，并且判斷電源電壓VDD是否等于或者低于第三電壓Vmax I (步驟S201)。在這一實(shí)施例中，把第三電壓Vmax I設(shè)置為3. 5V，其低于低電壓電路的最大操作電壓(3. 6V)。當(dāng)電源電壓VDD低于第三電壓Vmax I時(shí)(步驟201中的“否”)，電源監(jiān)視器101繼續(xù)監(jiān)視電源電壓VDD和正常充電處理。當(dāng)電源電壓VDD等于或者高于第三電壓Vmax I時(shí)(步驟201中的“是”)，電源監(jiān)視器101中斷正常充電處理，并且控制開關(guān)組，以關(guān)閉所有開關(guān)(步驟202)。當(dāng)電源監(jiān)視器101關(guān)閉了所有開關(guān)時(shí)，第一電容器C_V供給一個(gè)低電源電壓，并且不從第二電容器c_f對(duì)第一電容器CJ進(jìn)行充電。因此，降低了第一電容器CJ的電源電壓 VDD。在關(guān)閉了所有開關(guān)之后，電源監(jiān)視器101也監(jiān)視電源電壓VDD，并且判斷電源電壓VDD是否等于或者低于第四電壓Vmax 2 (步驟S203)。當(dāng)電源電壓VDD高于第四電壓Vmax2時(shí)(步驟203中的“否”)，電源監(jiān)視器101繼續(xù)監(jiān)視電源電壓VDD，并且關(guān)閉了所有開關(guān)。其間，當(dāng)電源電壓VDD等于或者低于第四電壓Vmax 2時(shí)(步驟203中的“是”)，電源監(jiān)視器101重新啟動(dòng)被中斷的正常充電處理，并且返回至步驟201，繼續(xù)監(jiān)視電源電壓VDD。在這一實(shí)施例中，把第四電壓Vmax 2設(shè)置為3. 4V，其低于第三電壓Vmax I。(下限監(jiān)視處理)將參照?qǐng)D10解釋電源監(jiān)視器101所執(zhí)行的下限監(jiān)視處理。執(zhí)行這一下限監(jiān)視處理旨在監(jiān)視電源監(jiān)視器執(zhí)行正常充電處理時(shí)第一電容器CJ的電源電壓VDD是否低于一個(gè)預(yù)定的值。當(dāng)執(zhí)行正常充電處理時(shí)，電源監(jiān)視器101監(jiān)視第一電容器C_V的電源電壓VDD，并且判斷電源電壓VDD是否等于或者低于第二電壓Vmin 2 (步驟S301 )。在這一實(shí)施例中，把第二電壓Vmin 2設(shè)置為2. 8V，其高于低電壓電路的最小操作電壓(2. 7V)。當(dāng)電源電壓VDD高于第二電壓Vmin 2時(shí)(步驟301中的“否”)，電源監(jiān)視器101繼續(xù)監(jiān)視電源電壓VDD和正常充電處理。當(dāng)電源電壓VDD等于或者低于第二電壓Vmin 2時(shí)(步驟301中的“是”)，電源監(jiān)視器101中斷正常充電處理，并且控制開關(guān)組，以從一個(gè)為穩(wěn)定電源的電源電路(在這一實(shí)施例中為可再充電電池組電池Cl和C2)對(duì)第一電容器C_V進(jìn)行充電。具體地講，電源監(jiān)視器101控制開關(guān)組，以接通第一開關(guān)SW1、第二開關(guān)SW2、以及低開關(guān)SL0，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)。通過這一控制，可再充電電池模塊10保持連接狀態(tài)，如圖5A和5B中所示，并且從用作電源電路的可再充電電池組電池Cl和C2對(duì)第一電容器C_V和第二電容器C_f進(jìn)行充電。于是，第一電容器C_V的電源電壓VDD和第二電容器C_f的電源電壓VDD上升。在接通第一開關(guān)SW1、第二開關(guān)SW2、以及低開關(guān)SLO之后，電源監(jiān)視器101也監(jiān)視電源電壓VDD。電源監(jiān)視器101判斷電源電壓VDD是否等于或者高于第一電壓Vminl (步驟S303)。當(dāng)電源電壓VDD低于第一電壓Vminl時(shí)(步驟303中的“否”)，電源監(jiān)視器101繼續(xù)監(jiān)視電源電壓VDD，并且接通第一開關(guān)SW1、第二開關(guān)SW2、以及低開關(guān)SL0。其間，當(dāng)電源電壓VDD等于或者高于第一電壓Vmin I時(shí)(步驟303中的“是”)，電源監(jiān)視器101重新啟動(dòng)被中斷的正常充電處理，并且返回至步驟301，繼續(xù)監(jiān)視電源電壓VDD。此處，第一電壓Vmin I高于第二電壓Vmin 2。在這一實(shí)施例中，如以上所討論的,把第一電壓Vmin I設(shè)置為 2. 9V。如如此所解釋的，令電源監(jiān)視器101執(zhí)行上限監(jiān)視處理和下限監(jiān)視處理，同時(shí)執(zhí)行正常充電處理，能夠把第一電容器C_v的電源電壓VDD保持在一個(gè)其中可以操作低電壓電路的適當(dāng)?shù)碾妷悍秶鷥?nèi)。為了判斷電源電壓VDD是否處于適當(dāng)?shù)碾妷悍秶鷥?nèi)，把兩個(gè)極限值分別用于上和下限，這為判斷提供了滯后量。當(dāng)把第一電容器C_V的充電目標(biāo)交換至另一個(gè)充電目標(biāo)時(shí)，這可以防止電源電壓VDD變得不穩(wěn)定以及偏離適當(dāng)?shù)碾妷悍秶?。接下來，將參照?qǐng)D11解釋電源監(jiān)視器101的一個(gè)配置實(shí)例。電源監(jiān)視器101具有參考電壓生成單元121、第一和第二比較器122和123、以及控制信號(hào)生成單元124。參考電壓生成單元121生成電源監(jiān)視器101用于在激活充電操作中判斷上限監(jiān)視操作和下限監(jiān)視操作的參考電壓。如以下所描述的，由于第一和第二比較器122和123具有滯后量，所以在考慮滯后量的情況下確定參考電壓。第一比較器122是一個(gè)用于判斷電源電壓VDD是否等于或者高于第三電壓Vmax I以及電源電壓VDD是否等于或者低于第四電壓Vmax 2的電路。把電源電壓VDD和參考電壓生成單元121所生成的參考電壓輸入于第一比較器122。當(dāng)電源電壓VDD等于或者高于第三電壓Vmax I時(shí),第一比較器122輸出一個(gè)高信號(hào)。當(dāng)電源電壓VDD等于或者低于第四電壓Vmax 2時(shí)第一比較器122輸出一個(gè)低信號(hào)。在這一方式下,第一比較器122具有滯后量。第二比較器123是一個(gè)用于判斷電源電壓VDD是否等于或者高于第一電壓Vmin I以及電源電壓VDD是否等于或者低于第二電壓Vmin 2的電路。把電源電壓VDD和參考電壓生成單元121所生成的參考電壓輸入于第二比較器123。當(dāng)電源電壓VDD等于或者高于第一電壓Vmin I時(shí),第二比較器123輸出一個(gè)高信號(hào)。當(dāng)電源電壓VDD等于或者低于第二電壓Vmin 2時(shí)第二比較器123輸出一個(gè)低信號(hào)。在這一方式下,第二比較器123具有滯后量?？刂菩盘?hào)生成單元124根據(jù)第一和第二比較器122和123的輸出、以及從邏輯電路113所獲得的時(shí)鐘信號(hào)，生成一個(gè)用于控制開關(guān)組的控制信號(hào)。 例如，當(dāng)從充電監(jiān)視控制器3接收到開始監(jiān)視可再充電電池組電池的指令時(shí)，控制信號(hào)生成單元124啟動(dòng)激活充電操作。啟動(dòng)了激活充電操作之后,控制信號(hào)生成單元124首先生成一個(gè)用于接通第一和第二開關(guān)SWl和SW2以及低開關(guān)SL0，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)的控制信號(hào)。根據(jù)這一信號(hào)，對(duì)第一電容器C_v和第二電容器C_f進(jìn)行充電。當(dāng)在激活充電操作期間接收到從第二比較器123輸入的高信號(hào)時(shí)，控制信號(hào)生成單元124斷定電源電壓VDD等于或者高于第一電壓Vmin I，并且對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以終止激活充電操作，然后把操作轉(zhuǎn)向正常充電操作。具體地講，如圖4中所示，生成一個(gè)用于接通低開關(guān)SL2和高開關(guān)SH3，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)的控制信號(hào)。在生成這一信號(hào)之后，控制信號(hào)生成單元124根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)交替地生成一個(gè)用于接通第二開關(guān)SW2和低開關(guān)SL0，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)的控制信號(hào)以及一個(gè)用于接通低開關(guān)SL2和高開關(guān)SH3，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)的控制信號(hào)。當(dāng)在正常充電處理期間接收到從第一比較器122輸入的高信號(hào)時(shí)，控制信號(hào)生成單元124斷定電源電壓VDD等于或者高于第三電壓Vmax 1，并且生成一個(gè)用于關(guān)閉所有開關(guān)的控制信號(hào)。當(dāng)?shù)谝槐容^器122的輸出從高信號(hào)改變?yōu)榈托盘?hào)時(shí)，控制信號(hào)生成單元124斷定電源電壓VDD等于或者低于第四電壓Vmax 2，并且返回至正常充電處理。當(dāng)在正常充電處理期間接收到從第二比較器123輸入的低信號(hào)時(shí)，控制信號(hào)生成單元124斷定電源電壓VDD等于或者低于第二電壓Vmin 2，并且生成一個(gè)用于接通第一開關(guān)SW1、第二開關(guān)SW2、以及低開關(guān)SL0，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)的控制信號(hào)。當(dāng)?shù)诙容^器123的輸出從低信號(hào)改變?yōu)楦咝盘?hào)時(shí)，控制信號(hào)生成單元124斷定電源電壓VDD等于或者高于第一電壓Vmin 1，并且返回至正常充電處理。如如此所解釋的，第一實(shí)施例中的電源裝置100把第二電容器C_f用作充電泵，并且從具有最高電壓的可再充電電池組電池對(duì)第一電容器CJ進(jìn)行充電。通過這一充電，可以在不使用降壓電路的情況下把電源電壓供給于低電壓電路。因此，電源裝置100能夠以低功耗把電源電壓供給于監(jiān)視電路，因?yàn)橐种屏穗A梯式下降的電壓的功耗。盡管圖中未加說明，但事實(shí)上圖11中所示的電源監(jiān)視器101的每一個(gè)部件均從可再充電電池組電池單元12接收電源電壓的供給，其中，把第一電源電壓電位和第二電源電壓電位連接于可再充電電池組電池單元12的正端V+和負(fù)端V-?？梢园催@樣的配置形成電源監(jiān)視器101的每一個(gè)部件其中，不需要大電流，例如，僅需要適當(dāng)?shù)?、從幾yAs到幾十UAs的最小電流。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)對(duì)電源裝置100的功耗幾乎沒有影響的配置。通過從具有最高電壓的可再充電電池組電池對(duì)第二電容器C_f進(jìn)行充電，降低了具有最高電壓的可再充電電池組電池的電壓。于是，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)所述多個(gè)可再充電電池組電池的電池平衡以及對(duì)第二電容器C_f的充電。在這一實(shí)施例中，獨(dú)立地提供電池選擇器102和測(cè)量電池選擇器111。然而，也可以通過令充電監(jiān)視器110和電源裝置100共享電池選擇器102，省略測(cè)量電池選擇器111。(修改I)以下，將解釋對(duì)第一實(shí)施例的一個(gè)修改。在這一修改中，在上限監(jiān)視處理中當(dāng)電源電壓VDD超過上限時(shí)所進(jìn)行的處理不同于第一實(shí)施例中相應(yīng)的處理。將參照?qǐng)D12解釋根據(jù)這一修改的上限監(jiān)視處理。如在第一實(shí)施例中，在步驟201 中，電源監(jiān)視器101判斷電源電壓VDD是否等于或者高于第三電壓Vmax I。當(dāng)電源電壓VDD等于或者高于第三電壓Vmax I時(shí)(步驟201中的“是”)，電源監(jiān)視器101中斷正常充電處理，并且控制開關(guān)組，以把第二電容器C_f和一個(gè)具有最低電壓的可再充電電池組電池互相連接(步驟S204)。此處，在假設(shè)把可再充電電池組電池C16用作具有最低電壓的可再充電電池組電池的情況下，進(jìn)行解釋。當(dāng)電源電壓VDD等于或者高于第三電壓Vmax I時(shí)，電源監(jiān)視器101中斷正常充電處理，并且控制開關(guān)組，以接通高開關(guān)SH16和低開關(guān)SH15，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)。通過這一控制，如圖13中所示，把第二電容器C_f和具有最低電壓的可再充電電池組電池C16互相連接，并且由第二電容器C_f對(duì)可再充電電池組電池C16進(jìn)行充電。把第二電容器C_f和可再充電電池組電池C16互相連接，可不從第二電容器C_f對(duì)第一電容器C_V進(jìn)行充電，從而降低了第一電容器CJ的電源電壓VDD。在建立了第二電容器C_f和具有最低電壓的可再充電電池組電池C16之間的互相連接之后，電源監(jiān)視器101也監(jiān)視電源電壓VDD，并且判斷電源電壓VDD是否等于或者高于第四電壓Vmax 2 (步驟203)。這一操作之后的處理與參照?qǐng)D9所解釋的上限監(jiān)視處理相似。如如此所解釋的，在這一修改中，通過從第二電容器C_f對(duì)具有最低電壓的可再充電電池組電池進(jìn)行充電，能夠進(jìn)行使可再充電電池組電池保持預(yù)定的電壓的電池平衡。在這一修改中，第二電容器C_f僅對(duì)可再充電電池組電池C16進(jìn)行充電。然而，當(dāng)把充電目標(biāo)從具有最低電壓的可再充電電池組電池C16改變至另一個(gè)可再充電電池組電池時(shí)，電源監(jiān)視器101可以把第二電容器C_f的連接目標(biāo)從可再充電電池組電池C16交換至另一個(gè)可再充電電池組電池。邏輯電路113給出具有最高電壓的可再充電電池組電池的通知。在這一修改中，當(dāng)在上限監(jiān)視處理期間電源電壓VDD等于或者高于第三電壓VmaxI時(shí)，對(duì)具有最低電壓的可再充電電池組電池進(jìn)行充電。作為選擇，當(dāng)從第二電容器c_f對(duì)第一電容器C_v進(jìn)行充電時(shí)，可以同時(shí)執(zhí)行對(duì)具有最低電壓的可再充電電池組電池的充電。作為選擇，也可以建立一個(gè)電池平衡操作周期，其中，中斷正常充電操作，并且從第二電容器c_f對(duì)具有最低電壓的可再充電電池組電池充電達(dá)一段預(yù)定的時(shí)間。(第二實(shí)施例)
將參照?qǐng)D14A和14B解釋根據(jù)第二實(shí)施例的可再充電電池模塊20。根據(jù)這一實(shí)施例的可再充電電池模塊20與第一實(shí)施例的不同之處在于從具有最高電壓的可再充電電池組電池和一個(gè)串聯(lián)于這一具有最高電壓的可再充電電池組電池的可再充電電池組電池對(duì)第二電容器C_f進(jìn)行充電。除了這一不同之處之外，第二實(shí)施例中的可再充電電池模塊20與第一實(shí)施例中可再充電電池模塊10相同，并且把可再充電電池模塊20安裝于充電裝置I。在正常充電處理期間，根據(jù)這一實(shí)施例的電源監(jiān)視器201對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以在時(shí)鐘信號(hào)為低時(shí)的周期(第一周期)期間從一個(gè)預(yù)定的可再充電電池組電池對(duì)第二電容器C_f進(jìn)行充電(第一控制)。在這一實(shí)施例中，電源監(jiān)視器201選擇一個(gè)可再充電電池組電池作為預(yù)定的可再充電電池組電池，該可再充電電池組電池具有最高電壓并且具有一個(gè)串聯(lián)于其的可再充電電池組電池。此處，在假設(shè)把可再充電電池組電池C3用作具有最高電壓的可再充電電池組電池，而且電源監(jiān)視器201選擇了可再充電電池組電池C3和串聯(lián)于可再充電電池組電池C3的可再充電電池組電池C2的情況下，進(jìn)行解釋。電源監(jiān)視器201對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以在正常充電處理期間、在時(shí)鐘信號(hào)下降時(shí) 刻接通低開關(guān)SLl和高開關(guān)SH3，同時(shí)關(guān)閉除了執(zhí)行開關(guān)之外的開關(guān)。通過這一控制，如圖14A中所示，把第二電容器C_f的一端連接于可再充電電池組電池C2的負(fù)端，而把第二電容器C_f的另一端連接于可再充電電池組電池C3的正端。圖14B為描述圖14A中可再充電電池模塊20連接狀態(tài)的一個(gè)等效電路。按照這一方式，通過把第二電容器C_f與可再充電電池組電池C2和C3互相連接，從可再充電電池組電池C2和C3對(duì)第二電容器C_f進(jìn)行充電。除了這一操作，第二實(shí)施例中的操作與第一實(shí)施例中的操作相同。如如此所解釋的，根據(jù)第二實(shí)施例的可再充電電池模塊20能夠獲得與第一實(shí)施例中效果類似的效果，而且，可以把第二實(shí)施例中的第二電容器c_f充至比第一實(shí)施例高的一個(gè)電壓，因?yàn)樵诘诙?shí)施例中使用了多個(gè)可再充電電池組電池向第二電容器c_f充電。因此，當(dāng)向低電壓電路供給較高的電源電壓VDD時(shí)，這一實(shí)施例是有效的，ADC 112或者邏輯電路113的所消耗的電流為高的情況，或者也把電源電壓VDD供給于除了 ADC 112和邏輯電路113之外的低電壓電路的情況，代表了所述情況。在以上所提到的實(shí)施例中，從兩個(gè)可再充電電池組電池對(duì)第二電容器C_f進(jìn)行充電，然而，也可以由3個(gè)或者3個(gè)以上的串聯(lián)的可再充電電池組電池對(duì)第二電容器C_f進(jìn)行充電。(第三實(shí)施例)以下，將參照?qǐng)D15解釋根據(jù)第三實(shí)施例的可再充電電池組電池30。根據(jù)這一實(shí)施例的可再充電電池組電池30具有第三電容器C_f 2和第三-第五開關(guān)SW3-SW5。除了這一配置之外，第三實(shí)施例中的可再充電電池模塊30具有與第一實(shí)施例中可再充電電池模塊10的配置相同的配置，并且把可再充電電池模塊30安裝于充電裝置I。經(jīng)由開關(guān)SW4，把第三電容器C_f 2的一端連接于低開關(guān)SL0-SL15的另一側(cè)上的端點(diǎn)，同時(shí)把第三電容器C_f 2的另一端連接于高開關(guān)SH1-SH16的另一側(cè)上的端點(diǎn)。經(jīng)由第五開關(guān)SW5,把第三電容器C_f 2的另一端連接于第二電容器C_f的一端。第三電容器C_f 2用作向第一電容器C_V進(jìn)行充電的充電泵。把第三開關(guān)SW3的一端連接于第二電容器C_f，同時(shí)把第三開關(guān)SW3的另一端連接于低開關(guān)SL0-SL15的另一側(cè)上的端點(diǎn)。電源監(jiān)視器301用作一個(gè)控制器，其根據(jù)電源電壓VDD的值或者邏輯電路113的時(shí)鐘信號(hào)控制電池選擇器102和第一-第五開關(guān)SW1-SW5。也把電池選擇器102和第一-第五開關(guān)SW1-SW5統(tǒng)稱為開關(guān)組。電源監(jiān)視器301控制第一-第三電容器C_V、C_f以及C_f2的充電與放電。以下，將解釋可再充電電池模塊30的操作。首先，將參照?qǐng)D16A和16B解釋激活期間充電操作。(激活期間充電操作)電源監(jiān)視器301控制開關(guān)組，以接通低開關(guān)SLO和第一-第四開關(guān)SW1-SW4，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)。通過這一控制，并聯(lián)了串聯(lián)的第一-第三電容器c_v、C_f以及C_f 2和可再充電電池組電池Cl和C2，如圖16A中的虛線所示。圖16B為描述圖16A 中可再充電電池模塊30連接狀態(tài)的一個(gè)等效電路。從可再充電電池組電池Cl和C2對(duì)第一-第三電容器(_￥、(_€以及C_f 2進(jìn)行充電。除了這一操作之外的操作與第一實(shí)施例中的操作相同。(正常充電操作)當(dāng)?shù)谝浑娙萜鰿J的電源電壓VDD達(dá)到第一電壓Vmin I時(shí)，電源監(jiān)視器301把操作從激活期間充電操作轉(zhuǎn)向正常充電操作。在正常充電操作期間，如第一實(shí)施例中的電源監(jiān)視器中一樣，電源監(jiān)視器301執(zhí)行正常充電處理、上限監(jiān)視處理、以及下限監(jiān)視處理。(正常充電操作)在正常充電操作中，第二電容器C_f和第三電容器C_f 2根據(jù)邏輯電路113所生成的時(shí)鐘信號(hào)執(zhí)行充電泵操作。電源監(jiān)視器301并聯(lián)時(shí)鐘信號(hào)為低時(shí)的周期(第一周期)期間將從具有最高電壓的可再充電電池組電池C3對(duì)其進(jìn)行充電的第二電容器C_f和第三電容器C_f2。具體地講，電源監(jiān)視器301對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以在時(shí)鐘信號(hào)下降時(shí)刻接通低開關(guān)SL2、高開關(guān)SH3、以及第三和第四開關(guān)SW3和SW4，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)。通過這一控制，如圖17A中所示，把第二電容器C_f和第三電容器C_f 2的一側(cè)上的端點(diǎn)連接于可再充電電池組電池C3的負(fù)端，同時(shí)把第二電容器C_f和第三電容器C_f2的另一側(cè)上的端點(diǎn)連接于可再充電電池組電池C3的正端。圖17B為描述圖17A中可再充電電池模塊30連接狀態(tài)的一個(gè)等效電路。按照這一方式，通過把第二和第三電容器C_f 和C_f2并行地互相連接，對(duì)第二和第三電容器C_f和C_f 2進(jìn)行充電，以使第二電容器(^的電位和第三電容器C_f2的電位相應(yīng)于可再充電電池組電池C3的電位。接下來，電源監(jiān)視器301通過在時(shí)鐘信號(hào)為高時(shí)的周期(第二周期)期間把第二電容器C_f和第三電容器C_f 2串行地互相連接對(duì)第一電容器CJ進(jìn)行充電。具體地講，電源監(jiān)視器301對(duì)開關(guān)組進(jìn)行控制，以在時(shí)鐘信號(hào)的上升時(shí)刻接通低開關(guān)SL、第二開關(guān)SW2、以及第五開關(guān)SW5，同時(shí)關(guān)閉除了這些開關(guān)之外的開關(guān)。通過這一控制，如圖18A中所示，把串聯(lián)的第二和第三電容器C_f和C_f2并聯(lián)于第一電容器C_v。圖18B為描述圖18A中可再充電電池模塊30連接狀態(tài)的一個(gè)等效電路。按照這一方式，通過把第二和第三電容器C_f和C_f2串行地互相連接，對(duì)第一電容器CJ進(jìn)行充電，以使第一電容器C_V的電位相應(yīng)于第二和第三電容器C_f和C_f 2的組合電位。因此，對(duì)第一電容器CJ進(jìn)行充電，以使第一電容器CJ的電位約為可再充電電池組電池C3的電位的兩倍高。如如此所解釋的，除了第二電容器C_f之外，還使用第三電容器C_f 2執(zhí)行充電泵操作，可使可再充電電池組電池C3的電壓大約為對(duì)第一電容器C_V進(jìn)行充電之前的兩倍。在以上所提到的實(shí)施例中，解釋了使用兩個(gè)電容器(第二電容器C_f和第三電容器C_f 2)執(zhí)行充電泵操作的情況。然而，也可以使用3個(gè)或者3個(gè)以上的電容器執(zhí)行充電泵操作。如如此所解釋的，根據(jù)第三實(shí)施例的可再充電電池模塊30獲得了與第一實(shí)施例中效果類似的效果。而且，由于第三電容器C_f 2的提供，在對(duì)第一電容器C_V進(jìn)行充電之前，可再充電電池組電池C3的電壓上升。當(dāng)把更高的電源電壓VDD供給于低電壓 電路時(shí)，這一實(shí)施例是有效的，ADC 112或者邏輯電路113的所消耗的電流為高的情況，或者也把電源電壓VDD供給于除了 ADC 112和邏輯電路113之外的低電壓電路的情況，代表了所述情況。(第四實(shí)施例)以下，將參照?qǐng)D19解釋根據(jù)第四實(shí)施例的可再充電電池模塊40。根據(jù)這一實(shí)施例的可再充電電池模塊40與第一實(shí)施例的不同之處在于把一個(gè)穩(wěn)定的電源單兀400用作電源電路。除了這一差別之外，第四實(shí)施例中的可再充電電池模塊40具有與第一實(shí)施例中可再充電電池模塊10的配置相同的配置，并且把可再充電電池模塊40安裝于充電裝置I。例如,穩(wěn)定的電源單兀400由一個(gè)恒壓電路構(gòu)成。經(jīng)由第一開關(guān)SWl把這一穩(wěn)定的電源單兀400連接于第一電容器C_V,并且對(duì)第一電容器進(jìn)行充電。當(dāng)斷定在下限監(jiān)視處理中電源電壓VDD等于或者低于第二電壓Vmin 2，并且斷定必須從電源電路進(jìn)行充電時(shí)(圖10中步驟S301中的“是”)或者當(dāng)執(zhí)行激活期間充電操作時(shí)，電源監(jiān)視器401控制開關(guān)組，以接通第一開關(guān)SW1，同時(shí)關(guān)閉除了所述第一開關(guān)之外的開關(guān)。通過這一控制，從用作電源電路的穩(wěn)定的電源單兀400對(duì)第一電容器C_V進(jìn)行充電。如如此所解釋的，根據(jù)第四實(shí)施例的可再充電電池模塊40獲得了與第一實(shí)施例中效果類似的效果。而且，由于提供了用作電源電路的穩(wěn)定的電源單元400，從而能夠更穩(wěn)定地對(duì)第一電容器C_V進(jìn)行充電。在這一實(shí)施例中，解釋了把穩(wěn)定的電源單元400用于根據(jù)第一實(shí)施例的可再充電電池模塊10的情況，然而也可以把穩(wěn)定的電源單元400用于根據(jù)第二實(shí)施例的可再充電電池模塊20或者根據(jù)第三實(shí)施例的可再充電電池模塊30。(第五實(shí)施例)以下，將參照?qǐng)D20解釋根據(jù)第五實(shí)施例的可再充電電池模塊50。根據(jù)這一實(shí)施例的可再充電電池模塊50與第一實(shí)施例的不同之處在于把可再充電電池組電池單元12和穩(wěn)定的電源單元500用作電源電路。除了這一差別之外，第五實(shí)施例中的可再充電電池模塊50具有與第一實(shí)施例中可再充電電池模塊10的配置相同的配置，并且把可再充電電池模塊50安裝于充電裝置I。例如,穩(wěn)定的電源單兀500由一個(gè)降壓電路構(gòu)成。經(jīng)由第一開關(guān)SWl把這一穩(wěn)定的電源單兀500連接于第一電容器C_Vο在對(duì)第一電容器C_V進(jìn)行充電之前,穩(wěn)定的電源單元500逐步降低可再充電電池組電池單元12的電壓。當(dāng)斷定在下限監(jiān)視處理中電源電壓VDD等于或者低于第二電壓Vmin 2，并且斷定必須從電源電路進(jìn)行充電時(shí)(圖10中步驟S301中的“是”)或者當(dāng)執(zhí)行激活期間充電操作時(shí)，電源監(jiān)視器501控制開關(guān)組，以接通第一開關(guān)SW1，同時(shí)關(guān)閉除了所述第一開關(guān)之外的開關(guān)。通過這一控制，從用作電源電路的穩(wěn)定的電源單兀400對(duì)第一電容器C_V進(jìn)行充電。如如此所解釋的，根據(jù)第五實(shí)施例的可再充電電池模塊50獲得了與第一實(shí)施例中效果類似的效果，而且通過把可再充電電池組電池單元12和穩(wěn)定的電源單元500用作電源電路，能夠更穩(wěn)定地對(duì)第一電容器CJ進(jìn)行充電。由于通過穩(wěn)定的電源單元500進(jìn)行充電的周期短于通過第二電容器C_f的充電泵操作的周期，所以穩(wěn)定的電源單元500的功耗僅對(duì)可再充電電池模塊50的總功耗產(chǎn)生很小的影響。在這一實(shí)施例中，解釋了把穩(wěn)定的電源單元500用于根據(jù)第一實(shí)施例的可再充電電池模塊10的情況，然而也可以把穩(wěn)定的電源單元500用于根據(jù)第二實(shí)施例的可再充電電池模塊20或者根據(jù)第三實(shí)施例的可再充電電池模塊30。
(第六實(shí)施例)以下，將參照?qǐng)D21解釋根據(jù)第六實(shí)施例的可再充電電池模塊60。根據(jù)這一實(shí)施例的可再充電電池模塊60具有一個(gè)低漏失(LDO)電路600。除此之外，第六實(shí)施例中的可再充電電池模塊60具有與第一實(shí)施例中可再充電電池模塊10的配置相同的配置,并且把可再充電電池模塊60安裝于充電裝置I。LDO電路600 (具有低漏失電壓的線性調(diào)節(jié)器)為這樣一個(gè)電路能夠輸出一個(gè)預(yù)定的電壓，甚至是在輸入于LDO電路600的電壓和LDO電路600輸出的電壓之間的差很小的情況下。LDO電路600能夠把一個(gè)預(yù)定的輸出電壓供給于低電壓電路，甚至是當(dāng)降低了第一電容器CJ的電源電壓VDD時(shí)。如如此所解釋的，根據(jù)第六實(shí)施例的可再充電電池模塊60獲得了與第一實(shí)施例中效果類似的效果。由于在第一電容器C_v和低電壓電路之間提供了 LDO電路600，所以能夠把一個(gè)穩(wěn)定的電源電壓VDD供給于低電壓電路。在這一實(shí)施例中，解釋了把LDO電路600用于根據(jù)第一實(shí)施例的可再充電電池模塊10的情況，然而也可以把LDO電路600用于根據(jù)第二-第五實(shí)施例的可再充電電池模塊20-50。注意，以上所提到的實(shí)施例僅為實(shí)例，本公開專利并不局限于這些實(shí)施例。因此，可以在不背離本公開專利的技術(shù)構(gòu)思的情況下，依據(jù)設(shè)計(jì)等對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行修改。本公開專利包含2011年6月3日向日本專利局提出的日本優(yōu)先專利申請(qǐng)JP
2011-125801中所公開的主題相關(guān)的主題，特將其全部?jī)?nèi)容并入此處，以作參考。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到可以依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，對(duì)本公開專利進(jìn)行多方面的修改、組合、子組合、以及變動(dòng)，只要這些修改、組合、子組合、以及變動(dòng)處于所附權(quán)利要求或者其等效要求的范圍內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1.一種電源裝置，配置為向充電監(jiān)視器供給電源電壓，所述充電監(jiān)視器配置為監(jiān)視多個(gè)可再充電電池組電池中每一個(gè)的充電狀態(tài)，所述裝置包含 第一電容元件，配置為向充電監(jiān)視器供給電源電壓； 第二電容元件，配置為將被至少一個(gè)可再充電電池組電池充電，而且其對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電； 開關(guān)組，包括 第一開關(guān)，配置為把第一電容元件與第二電容元件互相連接，以及 第二開關(guān)，配置為把所述至少一個(gè)可再充電電池組電池與第二電容元件互相連接；以及 控制器，配置為控制開關(guān)組，該控制器還配置為能夠重復(fù)執(zhí)行 通過經(jīng)由第一開關(guān)把所述至少一個(gè)可再充電電池組電池與第二電容元件互相連接而由所述至少一個(gè)可再充電電池組電池對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電的第一控制，以及 通過經(jīng)由第二開關(guān)把第二電容元件與第一電容元件互相連接而由第二電容元件對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電的第二控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源裝置，其中，配置為對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電的可再充電電池組電池包括所述多個(gè)可再充電電池組電池中具有最高電壓的可再充電電池組電池。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源裝置，其中，配置為對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電的可再充電電池組電池包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的可再充電電池組電池，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上的可再充電電池組電池包括 具有最高電壓的可再充電電池組電池，以及 串聯(lián)于所述多個(gè)可再充電電池組電池中具有最高電壓的可再充電電池組電池的可再充電電池組電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源裝置，其中， 開關(guān)組具有配置為把電源電路、第一電容元件、第二電容元件互相連接的開關(guān)，以及 控制器控制開關(guān)組使得在激活期間并聯(lián)電源電路、第一電容元件以及第二電容元件直到充電監(jiān)視器開始對(duì)所述多個(gè)可再充電電池組電池中的每一個(gè)可再充電電池組電池的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視為止，并且在第一電容元件被充電至預(yù)定的電壓之后重復(fù)第一控制和第二控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源裝置，其中， 控制器控制開關(guān)組使得在第一電容元件的電壓下降至低于第一值時(shí)把第一電容元件和電源電路互相連接，同時(shí)控制器重復(fù)第一控制和第二控制，以及 當(dāng)?shù)谝浑娙菰碾妷撼^第二值同時(shí)第一電容元件和電源電路互相連接時(shí)，控制器重復(fù)第一控制和第二控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源裝置，其中，電源電路包括所述多個(gè)電池組電池中串聯(lián)的兩個(gè)或兩個(gè)以上預(yù)定的電池組電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源裝置，其中， 電源電路包括多個(gè)可再充電電池組電池，并且具有配置為逐步降低電源電路的電壓的降壓電路，以及 控制器控制開關(guān)組使得第一電容元件和電源電路經(jīng)由降壓電路互相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源裝置，其中， 控制器控制開關(guān)組使得第二電容元件的兩個(gè)端點(diǎn)在第一電容元件的電壓超過第三值時(shí)打開，同時(shí)控制器重復(fù)第一控制和第二控制，以及 在第一電容元件的電壓下降至低于第四值同時(shí)第二電容元件的兩個(gè)端點(diǎn)打開時(shí)，控制器重復(fù)第一控制和第二控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電源裝置，其中， 控制器控制開關(guān)組使得在第二電容元的電壓超過第三值時(shí)把第二電容元和所述多個(gè)可再充電電池組電池中具有最低電壓的可再充電電池組電池互相連接，同時(shí)控制器重復(fù)第一控制和第二控制，以及 當(dāng)?shù)谝浑娙菰碾妷撼^第四值同時(shí)第二電容元件和所述多個(gè)可再充電電池組電池中具有最低電壓的可再充電電池組電池互相連接時(shí)，控制器重復(fù)第一控制和第二控制。
10.一種對(duì)電源裝置的第一電容元件進(jìn)行充電的充電方法，所述電源裝置配置為向充電監(jiān)視器供給向第一電容元件充電的電源電壓，所述充電監(jiān)視器的配置為監(jiān)視多個(gè)可再充電電池組電池中每一個(gè)的充電狀態(tài),所述方法包含 通過把至少一個(gè)可再充電電池組電池與第二電容元件互相連接，由所述至少一個(gè)可再充電電池組電池對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電，以及 通過把第二電容元件與第一電容元件互相連接，由第二電容元件對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電，通過重復(fù)對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電和對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電，第一電容元件被充電。
11.一種可再充電電池組電池單元，包含 多個(gè)可再充電電池組電池； 充電監(jiān)視器，配置為監(jiān)視所述多個(gè)可再充電電池組電池中每一個(gè)的充電狀態(tài)；以及 電源裝置，配置為向充電監(jiān)視器供給電源電壓，所述電源裝置包括 第一電容元件，配置為向充電監(jiān)視器供給電源電壓； 第二電容元件，配置為將被至少一個(gè)可再充電電池組電池充電，而且其對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電； 開關(guān)組，包括 第一開關(guān)，配置為把第一電容元件與第二電容元件互相連接，以及 第二開關(guān)，配置為把所述至少一個(gè)可再充電電池組電池與第二電容元件互相連接；以及 控制器，配置為控制開關(guān)組，該控制器還配置為能夠重復(fù)執(zhí)行 通過經(jīng)由第一開關(guān)把所述至少一個(gè)可再充電電池組電池與第二電容元件互相連接而由所述至少一個(gè)可再充電電池組電池對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電的第一控制，以及 通過經(jīng)由第二開關(guān)把第二電容元件與第一電容元件互相連接而由第二電容元件對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電的第二控制。
12.一種充電裝置，包含 多個(gè)可再充電電池組電池； 充電監(jiān)視器，配置為監(jiān)視所述多個(gè)可再充電電池組電池中每一個(gè)的充電狀態(tài)；以及 電源裝置，配置為向充電監(jiān)視器供給電源電壓，所述電源裝置包括第一電容元件，配置為向充電監(jiān)視器供給電源電壓； 第二電容元件，配置為將被至少一個(gè)可再充電電池組電池充電，而且其對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電； 開關(guān)組，包括 第一開關(guān)，配置為把第一電容元件與第二電容元件互相連接，以及 第二開關(guān)，配置為把所述至少一個(gè)可再充電電池組電池與第二電容元件互相連接；以及 控制器，配置為控制開關(guān)組，該控制器還配置為能夠重復(fù)執(zhí)行 通過經(jīng)由第一開關(guān)把所述至少一個(gè)可再充電電池組電池與第二電容元件互相連接而由所述至少一個(gè) 可再充電電池組電池對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電的第一控制，以及 通過經(jīng)由第二開關(guān)把第二電容元件與第一電容元件互相連接而由第二電容元件對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電的第二控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電源裝置，其向監(jiān)視可再充電電池組電池的充電狀態(tài)的充電監(jiān)視器供給電源電壓，所述裝置包括第一電容元件，其向充電監(jiān)視器供給電源電壓；第二電容元件，從可再充電電池組電池對(duì)其進(jìn)行充電，而且其對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電；開關(guān)組，包括第一開關(guān)，其連接第一電容元件與第二電容元件，以及第二開關(guān)，其連接可再充電電池組電池與第二電容元件；以及控制器，其控制開關(guān)組。這一控制器重復(fù)下述控制通過第一開關(guān)連接可再充電電池組電池與第二電容元件，由可再充電電池組電池對(duì)第二電容元件進(jìn)行充電，以及通過第二開關(guān)連接第一與第二電容元件，由第二電容元件對(duì)第一電容元件進(jìn)行充電。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102810889SQ20121016809
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者田上浩康, 塚本耕治 申請(qǐng)人:索尼公司