(57)【要約】      （修正有）【課題】電池充電および放電装置ならびに方法を提供する。【解決手段】電池充電および放電装置は、電源ならびに複数の充電および放電モジュールを備える。充電および放電モジュールは、電流制限トランジスタ、電流制限抵抗器、充電制御ユニットおよび放電制御ユニットを備え、充電制御ユニットおよび放電制御ユニットの双方が、電池電圧追尾タイプである。充電および放電モジュールが電池を充電するときに、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧が充電制御ユニットによって固定値に限定される。電池が放電するときに、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧が放電制御ユニットによって固定値に限定される。その上、放電制御ユニットは電池から電源に放電エネルギーをフィードバックする。【選択図】図３
2010239857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源および電池に連結される充電および放電モジュールであって、前記充電および放電モジュールが、
電流制限トランジスタと、
前記電流制限トランジスタと直列に接続される電流制限抵抗器と、
前記電源、前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器に連結される充電制御ユニットと、を備え、前記充電および放電モジュールが前記電池を充電するときに、直列に接続される前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧が前記充電制御ユニットによって固定値に限定される、モジュール。
【請求項２】
請求項１のモジュールであって、前記充電制御ユニットが、電池電圧追尾タイプである、ことを特徴とするモジュール。
【請求項３】
請求項１のモジュールであって、さらに、
前記電源、前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器に連結される放電制御ユニット、を備え、前記電池が放電するときに、直列に接続される前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧が前記放電制御ユニットによって固定値に限定される、モジュール。
【請求項４】
請求項３のモジュールであって、前記放電制御ユニットが、電池電圧追尾タイプである、ことを特徴とするモジュール。
【請求項５】
請求項３のモジュールであって、前記放電制御ユニットが直流で前記電池から前記電源まで放電エネルギーをフィードバックし、および、前記電源が直流電源である、ことを特徴とするモジュール。
【請求項６】
請求項３のモジュールであって、さらに、
定電圧制御ユニットと、
定電流制御ユニットと、
前記定電流制御ユニット、前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器に連結される電流リードバック増幅ユニットと、
前記定電圧制御ユニット、前記電池、前記充電制御ユニットおよび前記放電制御ユニットに連結される電圧リードバック増幅ユニットと、を備えるモジュール。
【請求項７】
請求項６のモジュールであって、前記充電および放電モジュールが電流制限モードで前記電池を充電し始めるときに、前記定電流制御ユニットが定電流の制御の役割を果たし、前記充電電流が前記電流制限モードの一定期間の後で最大充電電流未満になるとすぐに、前記充電および放電モジュールが前記電池を充電するために電圧制限モードへ自動的に切り替わり、および、前記定電圧制御ユニットが定電圧の制御の役割を果たす、ことを特徴とするモジュール。
【請求項８】
請求項６のモジュールであって、前記電池が放電するときに、前記電池の前記電圧がデフォルト値未満になるまで、前記定電流制御ユニットが前記電流制限モードを保つ、ことを特徴とするモジュール。
【請求項９】
電源および電池に連結される充電および放電モジュールであって、前記充電および放電モジュールが、
電流制限トランジスタと、
前記電流制限トランジスタと直列に接続される電流制限抵抗器と、
前記電源、前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器に連結される放電制御ユニットと、を備え、前記電池が放電する時に、直列に接続される前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧が前記放電制御ユニットによって固定値に限定される、モジュール。
【請求項１０】
請求項９のモジュールであって、前記放電制御ユニットが、電池電圧追尾タイプである、ことを特徴とするモジュール。
【請求項１１】
請求項９のモジュールであって、前記放電制御ユニットが直流で前記電池から前記電源まで放電エネルギーをフィードバックし、および、前記電源が直流電源である、ことを特徴とするモジュール。
【請求項１２】
電池充電および放電装置であって、
電源と、
前記電源に連結される複数の充電および放電モジュールであって、前記複数のモジュールの１つが電池に連結され、かつ
電流制限トランジスタと、
前記電流制限トランジスタと直列に接続される電流制限抵抗器と、
前記電源、前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器に連結される充電制御ユニットと、を備え、前記充電および放電モジュールが前記電池を充電するときに、直列に接続される前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧が前記充電制御ユニットによって固定値に限定される、モジュールと、を備える装置。
【請求項１３】
請求項１２の装置であって、前記充電および放電モジュールがさらに、
前記電源、前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器に連結される放電制御ユニット、を備え、前記電池が放電するときに、直列に接続される前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器の２つの端部を横切る前記電圧が前記放電制御ユニットによって固定値に限定される、ことを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３の装置であって、前記放電制御ユニットが直流で前記電池から前記電源まで放電エネルギーをフィードバックし、および、前記電源が直流電源である、ことを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１３の装置であって、前記充電および放電モジュールがさらに、
定電圧制御ユニットと、
定電流制御ユニットと、
前記定電流制御ユニット、前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器に連結される電流リードバック増幅ユニットと、
前記定電圧制御ユニット、前記電池、前記充電制御ユニットおよび前記放電制御ユニットに連結される電圧リードバック増幅ユニットと、を備える装置。
【請求項１６】
請求項１５の装置であって、前記充電および放電モジュールが電流制限モードで前記電池を充電し始めるときに、前記定電流制御ユニットが定電流の制御の役割を果たし、前記充電電流が前記電流制限モードの一定期間の後で最大充電電流未満になるとすぐに、前記充電および放電モジュールが前記電池を充電するために電圧制限モードへ自動的に切り替わり、および、前記定電圧制御ユニットが定電圧の制御の役割を果たす、ことを特徴とする装置。
【請求項１７】
請求項１５の装置であって、前記電池が放電するときに、前記電池の前記電圧がデフォルト値未満になるまで、前記定電流制御ユニットが前記電流制限モードを保つ、ことを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１２の装置であって、さらに、
前記電源ならびに前記複数の充電および放電モジュールに連結され、複数の電池を充電して放電するために前記複数の充電および放電モジュールを制御し、かつ前記複数の電池の充電および放電結果を監視するための、制御モジュール、を備える装置。
【請求項１９】
電池充電および放電装置であって、
電源と、
前記電源に連結される複数の充電および放電モジュールであって、前記複数のモジュールの１つが電池に連結され、かつ
電流制限トランジスタと、
前記電流制限トランジスタに直列に接続される電流制限抵抗器と、
前記電源、前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器に連結される放電制御ユニットと、を備え、前記電池が放電する時に、直列に接続される前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧が前記放電制御ユニットによって固定値に限定される、モジュールと、を備える装置。
【請求項２０】
請求項１９の装置であって、前記放電制御ユニットが直流で前記電池から前記電源まで放電エネルギーをフィードバックし、および、前記電源が直流電源である、ことを特徴とする装置。
【請求項２１】
電池電圧追尾タイプであり、かつ直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器を備える充電モジュールを通して電池を充電するための電池充電方法であって、前記方法が以下のステップ、すなわち、
前記充電モジュールが前記電池を充電するときに、直列に接続される前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧を固定値に限定し、前記充電モジュールが、初めに電流制限モードで前記電池を充電するステップと、前記充電電流が一定の期間の後で最大充電電流未満になるとすぐに、前記充電モジュールが電圧制限モードへ自動的に切り替わり前記電池を充電するステップと、を含む方法。
【請求項２２】
電池電圧追尾タイプであり、かつ直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器を備える放電モジュールを通して放電するように電池を制御するための電池放電方法であって、前記方法が以下のステップ、すなわち、
前記電池が放電するときに、直列に接続される前記電流制限トランジスタおよび前記電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧を固定値に限定し、前記電池の前記電圧がデフォルト値未満になるまで、前記放電モジュールが電流制限モードを保つステップと、
直流で前記電池から電源に放電エネルギーをフィードバックし、および、前記電源が直流電源であるステップと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の充電および放電に関し、ならびに特に、電池の充電および放電中に生じる熱損失を効果的に減少させ、直流電流（ＤＣ）電力の再利用を達成する、電池充電および放電装置ならびに電池充電および放電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、技術が絶えず進化するにつれて、市場で入手できる多種多様なコンピュータ装置がしばしばある。これらのコンピュータ装置の中で、ノートブックは、市場で徐々に主流になるだけでなく、しかし、また、小型で、持ち運ぶのに容易な、小さな占有空間、などに起因して、現代生活における人々の欠くことのできないツールの１つになっている。
【０００３】
一般に、それは通常電池式モードでノートブックに必要電圧を供給するために直列にした複数のセルが必要である。電池製造プロセスにおいて、電池能力が必要仕様を満たすことを確実にするために、電池の充電および放電のテストが実施されなければならない。
【０００４】
しかしながら、従来の充電および放電測定装置が電池の充電および放電を調査するときに、それは多量の熱損失が生じる傾向があり、および、エネルギー使用法が十分に理想的でない。電池Ｂの充電のための従来の充電および放電測定装置の充電および放電回路の模式図を例示する図１を参照されたい。
【０００５】
図１に示すように、充電および放電回路は定電圧／定電流制御トランジスタＱ、電流制限抵抗器Ｒ４、定電圧制御集積回路Ｕ１、定電流制御集積回路Ｕ２、電流リードバック増幅器Ｕ３および電圧リードバック増幅器Ｕ４を含む。Ｖｓは、電池Ｂに対する最大充電電圧であり、Ｉｓは、電池Ｂに対する最大充電電流であり、Ｖｃｃは、充電のための一次電源である。従来の充電および放電測定装置の充電および放電回路が電圧を固定したタイプであるので、定電圧／定電流制御トランジスタＱは充電および放電回路による電池Ｂに対する定電流充電の初めに相当な熱損失を有する。
【０００６】
加えて、従来の充電および放電測定装置によって起動される電池Ｂの放電中に、電子負荷回路が主に、電池Ｂから放電エネルギーを直接消費するように導入されるので、充電および放電測定装置は、多量の熱損失を有し、貧弱なエネルギー使用およびますます厳しい保安規程を満たすのに失敗を引き起こしさえする。
【０００７】
保安規程によって定められた電池の充電および放電のためのテスト条件を達成するために、放電エネルギーを再利用することが可能であるにもかかわらず、いくつかの充電および放電測定装置はしばしば放電エネルギーを交流に変換し、そして次に、直流電源システムにそれをフィードバックする。このように、フィードバックされた交流が元々の電力品質係数を容易に減少させるので、放電エネルギーの再利用の優しさはその代わりに大いに減少させられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の主目的は上述した課題を解決する電池充電および放電装置ならびに電池充電および放電方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの目的は、電池充電および放電装置を提供することである。本発明の一つの実施態様によると、この電池充電および放電装置は電源ならびにそれぞれ複数の電池を充電して放電するための複数の充電および放電モジュールを含む。各充電および放電モジュールは、電流制限トランジスタ、電流制限抵抗器、充電制御ユニットおよび放電制御ユニットを備え、充電制御ユニットおよび放電制御ユニットの双方が、電池電圧追尾タイプである。
【００１０】
この実施態様において、充電および放電モジュールが電池を充電するときに、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧は、電流制限トランジスタから生じる熱損失を減少するために、充電制御ユニットによって固定値に限定される。電池が放電するときに、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧は放電制御ユニットによって固定値に限定される。その上、放電制御ユニットは電池から直流（ＤＣ）電源まで放電エネルギーをフィードバックする。
【００１１】
本発明の別の目的は、電池充電方法を提供することである。本発明の一つの実施態様によると、本発明の電池充電方法は電池電圧追尾タイプであって、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器を含む充電モジュールを通して電池を充電することによって実施される。充電モジュールが電池を充電するときに、この方法は電流制限トランジスタから生じる熱損失を減少させるために、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧を固定値に限定するように実施される。
【００１２】
本発明のさらに別の目的は、電池放電方法を提供することである。本発明の一実施態様によれば、本発明の電池放電方法は、電池電圧追尾タイプであって、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器を含む放電モジュールを通して放電するように電池を制御することによって実施される。放電モジュールが電池を放電するように制御するときに、この方法は電流制限トランジスタから生じる熱損失を減少させるために直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧を固定値に限定するように実施される。加えて、この方法は、電池から電源に直流で放電エネルギーを更にフィードバックするように実施され、電源は直流電源である。
【００１３】
従来技術と比較して、本発明の電池充電および放電装置は電池の充電および放電中に電流制限トランジスタから生じる熱損失を減少させるために、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧を固定値に限定するように電池電圧追尾タイプの充電制御ユニットおよび放電制御ユニットを活用する。さらに、本発明の電池充電および放電装置は他の電池の充電を供給するために直流で電池から直流電源システムまで放電エネルギーをフィードバックすることが可能である。それによって、本発明はエネルギー利用の効率を向上させるだけでなく、世界的に促進される環境保護およびエネルギー保存の現在の傾向に対応するように電池の放電エネルギーの再利用のための保安規程を満たしもする。
【００１４】
本発明の利点および趣旨は、添付の図面と共に以下の説明によって理解されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電池の充電のための従来の充電および放電測定装置の充電および放電回路の模式図を例示する。
【図２】本発明の第１の実施態様に従う電池充電および放電装置の模式図を例示する。
【図３】第１の電池の充電中の図２の第１の充電および放電モジュールの詳細な回路の模式図を例示する。
【図４】第１の電池の放電中の図２の第１の充電および放電モジュールの詳細な回路の模式図を例示する。
【図５】本発明の第２の実施態様に従う電池充電方法のフローチャートを例示する。
【図６】本発明の第３の実施態様に従う電池放電方法のフローチャートを例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
それは、本発明の第１の実施態様における電池充電および放電装置である。実際問題として、この電池充電および放電装置は、充電および放電測定装置であってもよいがこれに限定されない。この電池充電および放電装置は、電源ならびに、それぞれ複数の電池を充電して放電するための複数の充電および放電モジュールを含む。電池充電および放電装置の模式図を例示する図２を参照されたい。
【００１７】
図２の実施態様に示すように、電池充電および放電装置１は電源１０、第１の充電および放電モジュール１１、第２の充電および放電モジュール１２、第３の充電および放電モジュール１３、第４の充電および放電モジュール１４、第５の充電および放電モジュール１５、第６の充電および放電モジュール１６、第７の充電および放電モジュール１７、第８の充電および放電モジュール１８、第９の充電および放電モジュール１９および制御モジュール２０を含む。全ての第１ないし第９の充電および放電モジュール（１１−１９）が、電源１０に連結され、制御モジュール２０は、電源１０ならびに全ての第１ないし第９の充電および放電モジュール（１１−１９）に連結される。
【００１８】
第１ないし第９の充電および放電モジュール（１１−１９）が、それぞれ第１ないし第９の電池（Ｂ１〜Ｂ９）に連結される点に留意する必要がある、すなわち、電池充電および放電装置１内の各充電および放電モジュールは、１つの電池を充電して放電することが可能である。したがって、この実施態様における電池充電および放電装置１は、最高９つの電池を同時に充電して放電することが可能であるが、これに限定されない。実際、第１ないし第９の電池（Ｂ１〜Ｂ９）の各々は任意のタイプの充電式電池であってもよい。その上、何の制約も、電池にないだろう、例えば、各電池は互いに連結されるいくつかのセルから成ることができる。
【００１９】
次に、電池充電および放電装置１内に含まれる特定の機能を備えた各モジュールが、詳細に説明される。
【００２０】
本実施態様において、電源１０は動作の用途にだけでなく、しかし、また、電池を充電して放電するために電池充電および放電装置１に電気を供給する直流電源装置である。
【００２１】
制御モジュール２０は、電池（Ｂ１〜Ｂ９）を充電して放電するためにモジュール（１１〜１９）を制御すること、および、これらのテスト中のもの（Ｂ１〜Ｂ９）の中の１つまたは複数の電池が、生産された電池の能力が必要仕様を満たすことができることを確認するために充電または放電に関する異常状態を有するかどうか評価するように、電池の充電および放電結果を監視すること、を目的とされる。
【００２２】
以下において、第１ないし第９の充電および放電モジュール（１１−１９）の説明がある。モジュール（１１−１９）が同じ構造を有するので、第１の充電および放電モジュール１１だけが本願明細書において一例として与えられる点に留意する必要がある。第１の電池Ｂ１の充電中の第１の充電および放電モジュール１１の詳細な回路の模式図を例示する図３を参照されたい。
【００２３】
図３に示すように第１の充電および放電モジュール１１は、充電制御ユニット１１０、定電圧制御ユニット１１１、定電流制御ユニット１１２、電流リードバック増幅ユニット１１３、電圧リードバック増幅ユニット１１４、電流制限トランジスタ１１５、定電圧抵抗器１１６、電流制限抵抗器１１７、ダイオード１１８、切替ユニット１１９および放電制御ユニット１２０を含む。電流制限トランジスタ１１５および電流制限抵抗器１１７は、直列に接続される。充電制御ユニット１１０は、切替ユニット１１９および第１の電池Ｂ１に連結され、電源線を通して電源１０によって供給される電圧Ｖｃｃを受け取る。定電圧制御ユニット１１１は、電圧リードバック増幅ユニット１１４および定電圧抵抗器１１６に連結される。定電流制御ユニット１１２は、電流リードバック増幅ユニット１１３およびダイオード１１８に連結される。電流リードバック増幅ユニット１１３は、電流制限抵抗器１１７と電流制限トランジスタ１１５との間に連結され、切替ユニット１１９に連結される。電圧リードバック増幅ユニット１１４は、第１の電池Ｂ１の正および負の端部に連結される。電流リードバック増幅ユニット１１３および電圧リードバック増幅ユニット１１４の双方が、差動増幅回路である。定電圧抵抗器１１６は、電流制限トランジスタ１１５およびダイオード１１８に連結される。ダイオード１１８は、電流制限トランジスタ１１５と定電圧抵抗器１１６との間に連結されて、定電流制御ユニット１１２に連結される。切替ユニット１１９は、充電制御ユニット１１０、電流制限トランジスタ１１５および電流制限抵抗器１１７に連結される。
【００２４】
本実施態様において、Ｖｓは第１の電池Ｂ１に対する最大充電電圧、例えば４．２ボルトである。Ｉｓは、第１の電池Ｂ１に対する最大充電電流、例えば１．８アンペアである。ＩＧは、第１の電池Ｂ１に対する充電電流である。Ｖｉは充電制御ユニット１１０の入力端部の電圧であり、一方、Ｖｏは充電制御ユニット１１０の出力端部の電圧である。ＶＢは、第１の電池Ｂ１の電圧である。
【００２５】
放電制御ユニット１２０が図３の第１の電池Ｂ１を充電するために第１の充電および放電モジュール１１と協同しないので、放電制御ユニット１２０が点線でマークされる点に留意する必要がある。
【００２６】
伝統的に、充電および放電測定装置が電池を充電するために電圧を固定した回路を使用するので、回路内の電流制限トランジスタの熱損失が通常あまりに高い。異なって、本発明の第１の充電および放電モジュール１１内の充電制御ユニット１１０は、電池電圧追尾（ＢＶＴ）タイプである。第１の電池Ｂ１がまだ充電の初めで充電されていない状態にあるときに、第１の充電および放電モジュール１１は電流制限モードで動作し、および、定電流制御ユニット１１２は充電回路内の定電流の制御の役割を果たす。充電電流ＩＧが電流制限モードの一定期間の後で最大充電電流Ｉｓ未満になるとすぐに、第１の充電および放電モジュール１１が、電池を充電するために電圧制限モードへ自動的に切り替わり、および、定電圧制御ユニット１１１が次に充電回路内の定電圧の制御の役割を果たす。
【００２７】
切替ユニット１１９の第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２が充電の初めでそれぞれノードＰ１およびノードＰ３を接続するので、充電制御ユニット１１０が充電回路内のＸノードおよびＹノード、すなわち直列に接続される電流制限トランジスタ１１５および電流制限抵抗器１１７の２つの端部に連結することが可能な点に留意する必要がある。それによって、直列に接続される電流制限トランジスタ１１５および電流制限抵抗器１１７の２つの端部を横切る電圧Ｖｘｙは、第１の電池Ｂ１に対する定電流充電の初めで電流制限トランジスタ１１５から生じる過度の熱損失を防止するために充電制御ユニット１１０によって固定値（例えば０．５ボルト）に限定される。一方、充電制御ユニット１１０の出力端部の電圧Ｖｏは、電圧ＶＢおよび固定電圧値（例えば０．５ボルト）の合計に等しい。
【００２８】
第１の電池Ｂ１の放電中の第１の充電および放電モジュール１１の詳細な回路の模式図を例示する図４を参照されたい。図３と図４との間の差は、充電制御ユニット１１０が放電回路全体の動作に関与しないので、充電制御ユニット１１０が図４内に点線でマークされるということであり、これに反して、放電制御ユニット１２０が放電回路全体の動作に関与するので、放電制御ユニット１２０が図４内に実線でマークされるということである。本実施態様において、放電制御ユニット１２０は電池電圧追尾タイプであり、Ｖｃｃは、電源１０にフィードバックされる電圧であり、Ｖｓは、第１の電池Ｂ１の最大放電電圧、例えば５ボルトであり、Ｉｓは、第１の電池Ｂ１の最大放電電流、例えば１．５４アンペアであり、Ｉｄは、第１の電池Ｂ１の放電中の放電電流である。
【００２９】
第１の電池Ｂ１が放電を開始するときに、第１の電池Ｂ１の電圧Ｖｂがデフォルト値、例えば３ボルト未満になるまで、第１の充電および放電モジュール１１は電流制限モードを保つ。実際問題として、デフォルト値は実際的な要求に基づいて、システムによってセットされるかまたはユーザによってセットされることができる。
【００３０】
留意する必要があるのは、放電制御ユニット１２０を放電回路内のＸノードおよびＹノード、すなわち直列に接続される電流制限トランジスタ１１５および電流制限抵抗器１１７の２つの端部に連結されるようにするために、第１の電池Ｂ１が放電を開始するとすぐに、切替ユニット１１９の第１のスイッチＳ１および第２のスイッチＳ２が、それぞれノードＰ２およびノードＰ４を接続するように切り替わるということである。それによって、直列に接続される電流制限トランジスタ１１５および電流制限抵抗器１１７の２つの端部を横切る電圧ＶＸＹは、第１の電池Ｂ１の定電流放電中に電流制限トランジスタ１１５から生じる過度の熱損失を防止するために放電制御ユニット１２０によって固定値（例えば０．５ボルト）に限定される。さらに、放電制御ユニット１２０はＶｃｃのレベル、例えば１５ボルトにノード電圧ＶＥＲＭを促進することが可能である。
【００３１】
伝統的に、充電および放電測定装置が電池の放電エネルギーを交流に変換して、直流電源システムにそれをフィードバックするので、それは直流電源システムに関する電気品質係数の低下に至る。異なって、本発明の第１の充電および放電モジュール１１内の放電制御ユニット１２０は、放電エネルギーを第１の電池Ｂ１から直流（ＤＣ）電源１０にフィードバックする。それは、他の電池の充電のために再利用された電気を供給する電池の放電エネルギーの再利用に対する保安規程を満たすだけでなくて、ＤＣ電源１０に関する電気品質係数の低下を回避しもする。
【００３２】
それは、本発明の第２の実施態様に従う電池充電方法である。本実施態様において、この電池充電方法は電池電圧追尾タイプであって、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器を含む充電モジュールを通して、電池を充電することによって実施される。充電モジュールの詳細な構造に関する図３を参照されたい、および、説明はここで繰り返されない。
【００３３】
電池充電方法のフローチャートを例示する図５を参照されたい。図５に示すように電池がまだ充電モジュールによって起動される充電の初めで充電されていない状態にあるときに、この方法のステップＳ１０は、電流制限モードで充電モジュールを動作させて、電池の定電流充電の初めで電流制限トランジスタから生じる過度の熱損失を防止するために、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧を固定値（例えば０．５ボルト）に限定するように実行される。
【００３４】
電流制限モードの一定期間の後、電池に流れ込む充電電流が、最大充電電流未満になるとすぐに、この方法のステップＳ１２が、電池を充電するために充電モジュールを電圧制限モードに自動的に切り替わるようにするために実行される。
【００３５】
それは、本発明の第３の実施態様に従う電池放電方法である。本実施態様において、この電池放電方法は、電池電圧追尾タイプであって、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器を含む放電モジュールを通して放電するように電池を制御することによって実施される。放電モジュールの詳細な構造に関する図４を参照されたい、および、説明はここで繰り返されない。
【００３６】
電池放電方法のフローチャートを例示する図６を参照されたい。図６に示すように、電池が放電を開始するときに、この方法のステップＳ２０は電流制限モードで放電モジュールを動作させて、電池の放電中に電流制限トランジスタから生じる過度の熱損失を防止するために、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧を固定値（例えば０．５ボルト）に限定するように実施される。実際問題として、電池の放電中に、電池の電圧がデフォルト値未満になるまで、放電モジュールは電流制限モードを保つ。
【００３７】
加えて、この方法のステップＳ２２はまた、直流で電池から電源まで放電エネルギーを更にフィードバックするように実施され、電源は、放電モジュールの動作のための直流電源である。
【００３８】
従来技術と比較して、本発明の電池充電および放電装置は電池の充電および放電中に電流制限トランジスタから生じる熱損失を減少させるために、直列に接続される電流制限トランジスタおよび電流制限抵抗器の２つの端部を横切る電圧を固定値に限定するように電池電圧追尾タイプの充電制御ユニットおよび放電制御ユニットを活用する。さらに、本発明の電池充電および放電装置は他の電池の充電を供給するために直流で電池から直流電源システムまで放電エネルギーをフィードバックすることが可能である。それによって、本発明はエネルギー利用の効率を向上させるだけでなくて、世界的に促進される環境保護およびエネルギー保存の現在の傾向に対応するように電池の放電エネルギーの再利用のための保安規程を満たしもする。
【００３９】
上記の実例および説明によって、本発明の特徴および趣旨が十分に記述されていると期待される。当業者は、本発明の教示を保持すると共に、この装置の多数の修正および変更がなされることができることに容易に気がつくであろう。したがって、上記の開示は、添付の特許請求の範囲の境界および上下限だけによって限定されると解釈されなければならない。
【符号の説明】
【００４０】
１  電池充電および放電装置
１０  電源
１１  第１の充電／放電モジュール
１２  第２の充電／放電モジュール
１３  第３の充電／放電モジュール
１４  第４の充電／放電モジュール
１５  第５の充電／放電モジュール
１６  第６の充電／放電モジュール
１７  第７の充電／放電モジュール
１８  第８の充電／放電モジュール
１９  第９の充電／放電モジュール
２０  制御モジュール
Ｂ１〜Ｂ９  第１ないし第９の電池
１１０  充電制御ユニット
１１１  定電圧制御ユニット
１１２  定電流制御ユニット
１１３  電流リードバック増幅ユニット
１１４  電圧リードバック増幅ユニット
１１５  電流制限トランジスタ
１１６  定電圧抵抗器
１１７  電流制限抵抗器
１１８  ダイオード
１１９  切替ユニット
１２０  放電制御ユニット
【図１】
2010239857.tif 000003
【図２】
2010239857.tif 000004
【図３】
2010239857.tif 000005
【図４】
2010239857.tif 000006
【図５】
2010239857.tif 000007
【図６】
2010239857.tif 000008
【外国語明細書】
2010239857000001.pdf