(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部負荷を接続するための接続端子と、
前記接続端子において共通に接続され、それぞれが個別に副電流を出力する複数の副電源と、
各副電源から出力される副電流の電流値を制御することにより、前記各副電源から出力される副電流が前記接続端子にて合計されることにより生成され前記接続端子から出力される合計電流の電流値を制御する合計電流制御部と、
を備え、
前記合計電流制御部は、副電流を出力する副電源の個数を制御することにより前記合計電流の出力レンジを制御する一方、副電源毎に個別に定められた第１電流値よりも小さな電流値範囲にて変動する副電流を出力する第２状態である副電源を作り出すことにより前記合計電流を変動させ、
前記複数の副電源のうちの少なくとも１つの副電源が出力可能な最大の前記副電流は、他の副電源が出力可能な最大の前記副電流よりも大きい、
電源装置。
【請求項２】
前記合計電流制御部は、前記合計電流を所望の電流値とするために前記合計電流の出力レンジを減少する必要がある場合には、最大の前記副電流が大きい前記副電源から前記副電流の出力を停止し、前記合計電流の出力レンジを増加する必要がある場合には、最大の前記副電流が小さい前記副電源から前記副電流の出力を開始する、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記合計電流を所望の電流値とするために前記合計電流の出力レンジを変更する必要がある場合、前記合計電流制御部は、前記副電流を出力する副電源の個数を１つずつ増加又は減少する、請求項１又は２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを減少してさらに前記合計電流を減少する必要がある場合、前記合計電流制御部は、前記第２状態である副電源のうち少なくとも１つの副電流が０となったタイミングにて、前記第１電流値を有する一定の副電流を出力する第１状態である副電源のうち少なくとも１つを前記第２状態へ遷移させる、請求項１〜３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
前記合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを減少してさらに前記合計電流を減少する必要がある場合、前記合計電流制御部は、副電流が０である第３状態へ遷移しようとしている少なくとも１つの前記第２状態の副電源の副電流が０よりも大きく副電源毎に個別に定められた第２電流値となったタイミングにて、前記第１電流値を有する一定の副電流を出力する第１状態である副電源のうち少なくとも１つを前記第２状態へ遷移させる、請求項１〜３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項６】
前記合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを増加してさらに前記合計電流を増加する必要がある場合、前記合計電流制御部は、前記第２状態である副電源のうち少なくとも１つの副電流が前記第１電流値となったタイミングにて、副電流が０である第３状態である副電源のうち少なくとも１つを前記第２状態へ遷移させる、請求項１〜５のいずれかに記載の電源装置。
【請求項７】
前記合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを増加してさらに前記合計電流を増加する必要がある場合、前記合計電流制御部は、前記第１電流値を有する一定の副電流を出力する第１状態へ遷移しようとしている少なくとも１つの前記第２状態の副電源の副電流が前記第１電流値よりも小さく副電源毎に個別に定められた第３電流値となったタイミングにて、副電流が０である第３状態の副電源のうち少なくとも１つを前記第２状態へ遷移させる、請求項１〜５のいずれかに記載の電源装置。
【請求項８】
前記第１電流値は、前記各副電源が出力可能な副電流の最大値である、請求項１〜７のいずれかに記載の電源装置。
【請求項９】
前記複数の副電源のそれぞれは、
前記副電流を出力する電流源と、
一端が前記電流源の出力側に接続され他端が前記接続端子側に接続された、前記合計電流制御部により前記電流源と前記接続端子とを接続するか又は遮断するかが制御されるスイッチと、
を有し、
前記スイッチは、副電源から前記副電流を出力しない場合に前記電流源と前記接続端子とを遮断する、
請求項１〜８のいずれかに記載の電源装置。
【請求項１０】
前記複数の副電源のそれぞれは、
前記副電流を出力する電流源と、
前記外部負荷からの合計入力電流が前記接続端子において分割されて生成される入力副電流を入力する入力電流源と、
前記外部負荷へ前記副電流を出力するときには前記電流源と前記接続端子とを接続し、前記外部負荷から前記入力副電流を入力するときには前記入力電流源と前記接続端子とを接続する切替部と、
を有する、請求項１〜９のいずれかに記載の電源装置。
【請求項１１】
前記複数の副電源のそれぞれは、
前記副電流を出力する電流源と、
前記外部負荷へ前記副電流を出力するときに前記電流源と前記接続端子とを接続する第３切替部と、
前記外部負荷と並列に接続され、前記外部負荷から合計入力電流を入力するときにＯＮ状態となり、前記合計入力電流が前記接続端子において分割されて生成される入力副電流を入力する第４切替部と、
を有する、請求項１〜９のいずれかに記載の電源装置。
【請求項１２】
前記複数の副電源のそれぞれは、前記第４切替部と前記外部負荷との間の導電状態を制御することにより前記入力副電流の電流値を制御する入力電流制御素子をさらに有する、請求項１１に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記複数の副電源のそれぞれは、前記副電流を出力する電流源を有し、
前記電流源は、電圧源と、前記接続端子と前記電圧源との間の導通状態を制御する副電流制御素子とにより構成され、
前記副電流の電流値は、前記電圧源から出力される電圧の電圧値と、前記接続端子と前記電圧源との間の導通状態と、前記外部負荷のインピーダンスにより決定される、
請求項１〜１２のいずれかに記載の電源装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の電源装置を備え、
前記電源装置の前記接続端子は外部負荷である充放電可能なデバイスと接続されるものである、
充放電試験装置。
【請求項１５】
前記充放電可能なデバイスは二次電池である、請求項１４に記載の充放電試験装置。
【請求項１６】
充放電可能なデバイスを接続するための接続端子と、
前記接続端子において共通に接続され、それぞれが個別に副電流を出力する複数の副電源と、
各副電源から出力される副電流の電流値を制御することにより、前記各副電源から出力される副電流が前記接続端子にて合計されることにより生成され前記接続端子から出力される合計電流の電流値を制御する合計電流制御部と、
前記充放電可能なデバイスの放電試験を行うための放電用負荷と、
を備え、
前記合計電流制御部は、副電流を出力する副電源の個数を制御することにより前記合計電流の出力レンジを制御する一方、副電源毎に個別に定められた第１電流値よりも小さな電流値範囲にて変動する副電流を出力する第２状態である副電源を作り出すことにより前記合計電流を変動させ、
前記放電用負荷は、
前記充放電可能なデバイスを接続するための入力端子と、
前記入力端子において共通に接続された複数の副負荷と、
前記入力端子から見たインピーダンスが所望の値となるように、各副負荷の副インピーダンスを制御する放電負荷制御部と、
を有し、
前記放電負荷制御部は、前記副インピーダンスが副負荷毎に個別に定められた第１インピーダンス以下である副負荷の個数を制御して前記入力端子から見たインピーダンスのレンジを制御する一方、前記副インピーダンスが前記第１インピーダンス以下である副負荷のうちの少なくとも１つの副負荷を前記第１インピーダンスと副負荷毎に個別に定められた第２インピーダンスとの間で変動させて前記入力端子から見たインピーダンスを変動させる、
充放電試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の出力レンジを有した電源装置、及び、当該電源装置を二次電池などの充放電試験のための電源として用いた充放電試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次電池や電気二重層キャパシタなどの充放電試験を行うための充放電電源を有する充放電試験装置が知られている。例えば、特許文献１には、被試験物と充放電電源との間のケーブル接続を不要とした二次電池の充放電評価装置が開示されている。特許文献１の充放電評価装置では、被試験物を載せた電池トレイの先端のエッジを、コネクタに挿入することにより、電池トレイの被試験物と充放電電源との電気的接続を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２２６９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、被試験物の充放電特性を広い電流範囲又は広い電圧範囲にて取得する要求が高まっている。１つの充放電試験用の電源を備えた従来の充放電試験装置において、高電流領域又は高電圧領域の充放電特性を取得するために、当該１つの充放電試験用の電源を高電流又は高電圧を出力可能なものとした場合、当該電源においては小電流又は小電圧を精度よく出力できない。その結果、小電流領域又は小電圧領域の充放電特性を精度よく取得できない。
一方、小電流領域又は小電圧領域の充放電特性を精度よく取得するために、小電流領域の電流又は小電圧領域の電圧を精度よく出力可能な電源を用いると、当該電源においては高電流又は高電圧を出力できない。その結果、高電流領域又は高電圧領域の充放電特性を取得できない。
【０００５】
また、小電流領域又は小電圧領域の充放電特性を精度よく取得しつつ、高電流領域又は高電圧領域の充放電特性も取得可能とするために、従来の充放電試験装置では、複数の出力レンジを備えた電源を充放電試験用の電源として用いる場合もある。このような充放電試験用の電源においては、充放電中に出力レンジを変更することにより、被試験物に広い範囲の電流又は電圧を供給できる。しかし、複数の出力レンジを有する従来の充放電試験装置では、被試験物に異常な電流や電圧が供給されないように、出力レンジを切り替える際に被試験物と充放電試験装置の電源とを切り離すタイミングを設ける必要がある。従って、複数の出力レンジを有する従来の充放電試験装置を用いても、広い電流範囲又は電圧範囲にて精度のよい充放電特性を取得できない。
【０００６】
本発明の課題は、複数の出力レンジを有する電源装置において、被試験物と電源とを切り離すタイミングを設けることなく出力レンジを変更することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る電源装置は、接続端子と、複数の副電源と、合計電流制御部と、を備える。接続端子は外部負荷を接続するための端子である。複数の副電源は、接続端子において共通に接続される。複数の副電源は、それぞれが個別に副電流を出力する。合計電流制御部は、各副電源から出力される副電流の電流値を制御することにより、合計電流の電流値を制御する。合計電流は、各副電源から出力される副電流が接続端子にて合計されることにより生成される。合計電流は、接続端子から出力される。
【０００８】
合計電流制御部は、副電流を出力する副電源の個数を制御することにより合計電流の出力レンジを制御する。一方、合計電流制御部は、第２状態である副電源を作り出すことにより合計電流を変動させる。第２状態は、副電源が第１電流値よりも小さな電流値範囲にて変動する副電流を出力している状態である。第１電流値は、副電源毎に個別に定められている。
【０００９】
上記の電源装置においては、複数の副電源が接続端子にて共通に接続されている。これにより、副電流が接続端子にて合計されて合計電流が生成され、当該合計電流が接続端子に接続される外部負荷へと供給される。その結果、広い電流値範囲にて変化可能な電流を外部負荷へ供給できる。
【００１０】
合計電流制御部は、副電流を出力する副電源の個数を制御することにより合計電流の出力レンジを制御する一方、第２状態である副電源を作り出すことにより合計電流を変動させる。副電流を出力する副電源の個数を制御して出力レンジを制御し、かつ、合計電流の変動成分を第２状態である副電源により作り出すことにより、外部負荷と副電源とを切り離すタイミングを設けることなく、合計電流を広い電流値範囲にて高精度に変動できる。
【００１１】
合計電流を所望の電流値とするために合計電流の出力レンジを変更する必要がある場合、合計電流制御部は、副電流を出力する副電源の個数を１つずつ増加又は減少してもよい。これにより、合計電流を広い電流値範囲にてスムーズに変動できる。
【００１２】
合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを減少してさらに合計電流を減少する必要がある場合、合計電流制御部は、第２状態である副電源のうち少なくとも１つの副電流が０となったタイミングにて、第１状態である副電源のうち少なくとも１つを第２状態へ遷移させてもよい。第１状態は、副電源が第１電流値を有する一定の副電流を出力する状態である。
これにより、出力レンジをまたいで合計電流を減少する場合において、副電流を出力する副電源の数が少なくとも１つ減少して出力レンジが減少したタイミングにて直ちに合計電流の減少を開始して、連続的に合計電流を減少できる。
【００１３】
合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを減少してさらに合計電流を減少する必要がある場合、合計電流制御部は、第３状態へ遷移しようとしている少なくとも１つの第２状態の副電源の副電流が第２電流値となったタイミングにて、第１状態である副電源のうち少なくとも１つを第２状態へ遷移させてもよい。第３状態は、副電流が０である状態である。第２電流値は、副電源毎に定められた０より大きい電流値である。
これにより、出力レンジをまたいで合計電流を減少する場合において、出力レンジが減少する前に第１状態の副電源のうちの少なくとも１つの副電流の減少を開始して、シームレスな合計電流の減少を実現できる。
【００１４】
合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを増加して合計電流をさらに増加する必要がある場合、合計電流制御部は、第２状態である副電源のうち少なくとも１つの副電流が第１電流値となったタイミングにて、第３状態である副電源のうち少なくとも１つを第２状態へ遷移させさせてもよい。
これにより、出力レンジをまたいで合計電流を増加する場合において、少なくとも１つの第２状態の副電源が第１状態に遷移したタイミングにて直ちに合計電流の増加を開始して、連続的に合計電流を増加できる。
【００１５】
合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを増加しさらに合計電流を増加する必要がある場合、合計電流制御部は、第１状態へ遷移しようとしている少なくとも１つの第２状態の副電源の副電流が第３電流値となったタイミングにて、第３状態の副電源のうち少なくとも１つを第２状態へ遷移させてもよい。第３電流値は、副電源毎に定められた、第１電流値よりも小さな電流値である。
これにより、出力レンジをまたいで合計電流を増加する場合において、少なくとも１つの第２状態の副電源が第１状態に遷移する前に出力レンジを増加して、シームレスな合計電流の増加を実現できる。
【００１６】
第１電流値は、各副電源が出力可能な副電流の最大値であってもよい。すなわち、一定の電流値の副電流を出力する際に、各副電源は当該各副電源の最大電流を出力してもよい。これにより、各副電源の出力レンジを有効に使用できる。
【００１７】
複数の副電源のそれぞれは、電流源と、スイッチと、を有してもよい。電流源は副電流を出力する。スイッチは、その一端が電流源の出力側に接続されている。一方、スイッチの他端は、接続端子側に接続されている。また、スイッチは、合計電流制御部により、電流源と接続端子とを接続するか又は遮断するかが制御される。すなわち、スイッチの開閉は合計電流制御部により制御される。このとき、スイッチは、副電源から副電流を出力しない場合に電流源と接続端子とを遮断する。
これにより、副電源が第３状態である場合には、当該副電源の電流源と接続端子とを電気的に切断できる。すなわち、第３状態の副電源から誤って副電流が出力されたり、当該副電源へ電流が流入したりすることを回避できる。
【００１８】
複数の副電源のそれぞれは、副電流を出力する電流源と、入力電流源と、切替部とを有していてもよい。入力電流源は、入力副電流を入力する。入力副電流は、外部負荷からの合計入力電流が接続端子において分割されて生成される電流である。切替部は、外部負荷へ副電流を出力するときには、電流源と接続端子とを接続する。一方、外部負荷から入力副電流を入力するときには、切替部は入力電流源と接続端子とを接続する。これにより、１つの電源装置において電流の出力と入力とを両方実行できる。
【００１９】
複数の副電源のそれぞれは、副電流を出力する電流源と、第３切替部と、第４切替部とを有していてもよい。第３切替部は、外部負荷へ副電流を出力するときに、電流源と接続端子とを接続する。第４切替部は、外部負荷と並列に接続される。第４切替部は、外部負荷から合計入力電流を入力するときにＯＮ状態となる。この結果、第４切替部は、合計入力電流が接続端子において分割されて生成される入力副電流を入力する。これにより、１つの電源装置において電流の出力と入力とを両方実行できる。
【００２０】
複数の副電源のそれぞれは、入力電流制御素子をさらに有していてもよい。入力電流制御素子は、第４切替部と外部負荷との間の導電状態を制御することにより、入力副電流の電流値を制御する。これにより、外部負荷から入力される入力副電流の電流値を制御できる。
【００２１】
複数の副電源のそれぞれは副電流を出力する電流源を有し、電流源は、電圧源と副電流制御素子により構成されていてもよい。副電流制御素子は、接続端子と電圧源との間の導通状態を制御する。この場合、副電流の電流値は、電圧源から出力される電圧の電圧値と、接続端子と電圧源との間の導通状態と、外部負荷のインピーダンスにより決定される。これにより、電流源を用いることなく副電流の電流源を実現できる。
【００２２】
本発明の他の見地に係る充放電試験装置は、上記の電源装置を備え、当該電源装置の接続端子は外部負荷である充放電可能なデバイスと接続されるものである。
これにより、上記の電源装置を用いて、充放電可能なデバイスの充放電試験を広い電流値範囲にて実行できる。
【００２３】
上記の充放電可能なデバイスは二次電池であってもよい。これにより、二次電池の充放電試験を上記の電源装置を用いて実行できる。
【００２４】
上記の充放電試験装置は、放電用負荷をさらに備えていてもよい。放電用負荷は、充放電可能なデバイスの放電試験を行うための負荷である。
この場合、放電用負荷は、入力端子と、複数の副負荷と、放電負荷制御部とを有していてもよい。入力端子は、充放電可能なデバイスを接続するための端子である。複数の副負荷は、入力端子において共通に接続される。放電負荷制御部は、入力端子から見たインピーダンスが所望の値となるように、各副負荷の副インピーダンスを制御する。
【００２５】
この場合、放電負荷制御部は、副インピーダンスが第１インピーダンス以下である副負荷の個数を制御して入力端子からみたインピーダンスのレンジを制御する。一方、放電負荷制御部は、副インピーダンスが第１インピーダンス以下である副負荷のうちの少なくとも１つの副インピーダンスを、第１インピーダンスと第２インピーダンスとの間で変動させて、入力端子から見たインピーダンスを変動させる。第１インピーダンス及び第２インピーダンスは、副負荷毎に定められたインピーダンスである。
これにより、外部負荷と副負荷とを切り離すタイミングを設けることなく、入力端子から見たインピーダンスを広い範囲にて変動できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の電源装置では、接続端子に接続された外部負荷と電源とを切り離すタイミングを設けることなく出力レンジを変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】充放電試験装置及び電源装置の構成を示す図。
【図２】副電源と合計電流制御部の構成を示す図。
【図３】副電源が出力する副電流の時間変化の一例を示す図。
【図４】合計電流の出力レンジの変更方法を模式的に示す図。
【図５】合計電流の各出力レンジにおいて合計電流を高精度に変動できることを示す図。
【図６】定電圧充電領域における合計電流の出力パターンと各副電源からの副電流の出力パターンの一例を示す図。
【図７】定電圧充電領域における電源装置の動作を示すフローチャート。
【図８】合計電流増加時の合計電流の出力パターンと各副電源からの副電流の出力パターンの一例を示す図。
【図９】合計電流を増加させるときの電源装置の動作を示すフローチャート。
【図１０】第２実施形態に係る電源装置における合計電流の減少時の合計電流の出力パターンと副電流の出力パターンの一例を示す図。
【図１１】第２実施形態に係る電源装置における合計電流の減少方法を示すフローチャート。
【図１２】第２実施形態に係る電源装置において合計電流を増加する際の合計電流の出力パターンと副電流の出力パターンの一例を示す図。
【図１３】第２実施形態に係る電源装置における合計電流の増加方法を示すフローチャート。
【図１４Ａ】第３実施形態に係る放電用負荷の構成を示す図。
【図１４Ｂ】副負荷と放電負荷制御部の詳細構成を示す図。
【図１５Ａ】第４実施形態に係る電源装置の副電源の構成を示す図。
【図１５Ｂ】第４実施形態に係る電源装置における電流の出力状態を示す図。
【図１５Ｃ】第４実施形態に係る電源装置における電流の入力状態を示す図。
【図１６Ａ】第５実施形態に係る電源装置の副電源の構成を示す図。
【図１６Ｂ】第５実施形態に係る電源装置における電流の出力状態を示す図。
【図１６Ｃ】第５実施形態に係る電源装置における電流の入力状態を示す図。
【図１７】入力電流制御素子を備える電源装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（１）第１実施形態
（１−１）充放電試験装置の概略
以下、本実施形態に係る電源装置について説明していく。以下においては、電気二重層キャパシタや二次電池といった充放電可能なデバイスの充放電試験を行う充放電試験装置１００に、本実施形態の電源装置１を用いる場合の例について説明していく。
まず、本実施形態の電源装置１が用いられた充放電試験装置１００の構成について、図１を用いて説明する。図１は、充放電試験装置及び電源装置の構成を示す図である。
充放電試験装置１００は、電源装置１を備える。電源装置１は、充放電切替部５（後述）を介して、外部負荷Ｌである二次電池に接続されている。電源装置１は、外部負荷Ｌである二次電池の充電試験のための電源として機能する。つまり、電源装置１は、外部負荷Ｌである二次電池に電流を供給する。電源装置１の構成については、後ほど詳しく説明する。
【００２９】
充放電試験装置１００は、放電用負荷３を備える。放電用負荷３は、充放電切替部５を介して、外部負荷Ｌである二次電池に接続されている。放電用負荷３は、外部負荷Ｌである二次電池の放電試験のための負荷として機能する。放電用負荷３としては、例えば、そのインピーダンスが制御可能なインピーダンス装置などを用いることができる。
例えば、外部負荷Ｌである二次電池の定電流放電試験を実行したい場合、放電用負荷３は、放電用負荷３に入力される入力電流が一定となるようにそのインピーダンスを制御する。これにより、放電用負荷３は、外部負荷Ｌである二次電池の電圧が放電により変化（低下）しても、一定の入力電流を入力できる。
【００３０】
充放電試験装置１００は、充放電切替部５を備える。充放電切替部５は、外部負荷Ｌである二次電池の放電試験を行うか、充電試験を行うかの切り替えを行う。具体的には、充放電切替部５は、例えば、３つの端子ａ、ｂ、ｃを有するスイッチである。端子ａは、外部負荷Ｌと接続されている。端子ｂは、電源装置１の接続端子１１（後述）と接続されている。端子ｃは、放電用負荷３と接続されている。３つの端子ａ、ｂ、ｃを有する充放電切替部５は、端子ａと端子ｂとを接続するか、端子ａと端子ｃとを接続するかを選択できる。端子ａと端子ｂとが接続された場合には、充放電切替部５は電源装置１と外部負荷Ｌとを接続する。すなわち、端子ａと端子ｂとが接続されている場合には、外部負荷Ｌである二次電池の充電試験を実行できる。
一方、端子ａと端子ｃとが接続された場合には、充放電切替部５は放電用負荷３と外部負荷Ｌとを接続する。すなわち、端子ａと端子ｃとが接続されている場合には、外部負荷Ｌである二次電池の放電試験を実行できる。
【００３１】
充放電試験装置１００は、制御部７を備える。制御部７は、例えば、電源装置１、放電用負荷３、及び充放電切替部５と通信可能に接続されたパーソナルコンピュータや専用コントローラである。制御部７は、充放電試験装置１００の制御を行う。具体的には、制御部７は、電源装置１及び放電用負荷３の各種設定及び制御と、充放電切替部５の切替により充電試験と放電試験との切り替えを行う。制御部７は、合計電流Ｉ（後述）の電流値、放電用負荷３への入力電流の電流値、及び、電圧計９により測定された外部負荷Ｌの電圧値を入力する。これにより、制御部７は、充放電試験のための電流データや電圧データを生成できる。なお、制御部７は、外部負荷Ｌの近傍に設けられた温度計などから、外部負荷Ｌの温度などの他のデータを入力可能となっていてもよい。
なお、制御部７として専用コントローラを採用する場合、専用コントローラは、電源装置１に搭載されている場合や、別の場所に設置され電源装置１と専用プロトコルで通信するよう構成される場合等、様々な形態が考えられる。
【００３２】
充放電試験装置１００が上記の構成を有することにより、外部負荷Ｌである二次電池の充放電試験を実行できる。なお、外部負荷Ｌは二次電池に限定されない。外部負荷Ｌとして、電気を充放電可能なデバイス、例えば、電気二重層キャパシタなどを用いてもよい。これにより、充放電試験装置１００を用いて、電気二重層キャパシタなどの他の電気を充放電できる素子の充放電試験を実行できる。
また、外部負荷Ｌは上記の充放電可能なデバイスに限られず、種々の機器を外部負荷Ｌとできる。
【００３３】
（１−２）電源装置の詳細構成
次に、電源装置１の詳細な構成について、図１を用いて説明する。電源装置１は、接続端子１１を有する。接続端子１１は、充放電切替部５を介して、外部負荷Ｌを接続するための端子である。具体的には、接続端子１１は、充放電切替部５の端子ｂに接続されている。
電源装置１は、複数の副電源１３−１、１３−２、１３−３を有する。図１に示す本実施形態の電源装置１は、３つの副電源１３−１、１３−２、１３−３を有している。しかしこれに限られず、合計電流Ｉの出力レンジ等に基づいて決められた所定の数の副電源を有していてもよい。
【００３４】
図１に示すように、複数の副電源１３−１、１３−２、１３−３は、接続端子１１において共通に接続されている。すなわち、複数の副電源１３−１、１３−２、１３−３は、接続端子１１において並列接続されている。
複数の副電源１３−１、１３−２、１３−３は、それぞれ個別に副電流ｉ１、ｉ２、ｉ３を出力する。上記のように、複数の副電源１３−１、１３−２、１３−３は接続端子１１において並列接続されているため、接続端子１１においては、上記の副電流ｉ１、ｉ２、ｉ３が合計される。その結果、副電流ｉ１、ｉ２、ｉ３が合計されることにより生成される電流が、合計電流Ｉとして外部負荷Ｌへと供給される。
なお、副電源１３−１、１３−２、１３−３の構成については後ほど詳しく説明する。
【００３５】
電源装置１は、合計電流制御部１５を有する。合計電流制御部１５は、接続端子１１から出力される合計電流Ｉが所望の電流値となるように、各副電流ｉ１、ｉ２、ｉ３の電流値をそれぞれ個別に制御する。なお、本実施形態においては、合計電流制御部１５は電圧計９から外部負荷Ｌの電圧を入力可能となっている。合計電流制御部１５の構成については、後ほど詳しく説明する。
電源装置１が上記の複数の副電源１３−１、１３−２、１３−３と合計電流制御部１５とを有することにより、電源装置１は、副電流ｉ１、ｉ２、ｉ３の電流値を個別に制御して、各副電源１３−１、１３−２、１３−３の副電流の出力精度と同等の出力精度にて合計電流Ｉを制御できる。
【００３６】
（１−２−１）副電源の詳細構成
次に、電源装置１の副電源１３−１、１３−２、１３−３の構成について、図２を用いて詳しく説明する。図２は、副電源と合計電流制御部の構成を示す図である。なお、以下においては、副電源１３−１の構成を例にとって説明する。なぜなら、他の副電源１３−２、１３−３の構成も、副電源１３−１と同じだからである。
副電源１３−１は、電流源１３１−１を有する。電流源１３１−１は、副電流ｉ１を出力する。電流源１３１−１としては、例えば、副電流ｉ１を制御可能な定電流電源を用いることができる。
【００３７】
副電源１３−１は、電流計１３３−１を有する。電流計１３３−１は、電流源１３１−１から出力された副電流ｉ１の電流値を測定する。電流計１３３−１にて測定された副電流ｉ１の電流値は、合計電流制御部１５の副電流制御部１５１−１（後述）に入力される。また、上記の副電流ｉ１の測定値は、他の副電源１３−２、１３−３の電流源１３１−２、１３１−３のそれぞれを制御する副電流制御部１５１−２、１５１−３にも入力される。
本実施形態において、電流計１３３−１はシャント抵抗である。シャント抵抗である電流計１３３−１においては、シャント抵抗に流れる副電流ｉ１により当該シャント抵抗にて生じる電圧降下を電圧計などにより測定することにより、副電流ｉ１の電流値を測定できる。電流計１３３−１としては、シャント抵抗の他に、クランプ電流計やホール素子等の電流検出素子などの一般的な電流計を用いることができる。
【００３８】
副電源１３−１は、スイッチ１３５−１を有する。スイッチ１３５−１は、例えば、二端子スイッチである。スイッチ１３５−１の一端は電流計１３３−１を介して電流源１３１−１の出力に接続されている。一方、スイッチ１３５−１の他端は接続端子１１に接続されている。スイッチ１３５−１の２つの端子が電気的に接続された閉状態となることにより、電流源１３１−１から出力される副電流ｉ１を接続端子１１へと出力できる。一方、スイッチ１３５−１の２つの端子が電気的に遮断された開状態となることにより、接続端子１１への副電流ｉ１の出力を完全に遮断できる。
【００３９】
（１−２−２）合計電流制御部の詳細構成
次に、電源装置１の合計電流制御部１５の構成について、図２を用いて説明する。合計電流制御部１５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置、及び各種インターフェースを備えた電源装置１を制御するためのマイコンシステムである。以下において説明する合計電流制御部１５の各構成要素の機能は、上記のマイコンシステムにて動作可能なプログラムにて実現されていてもよい。この場合、当該プログラムは上記の記憶装置に記憶されていてもよい。
また、以下に説明する合計電流制御部１５の各構成要素の機能はカスタムＩＣなどにより実現されてもよい。
【００４０】
以下においては、合計電流制御部１５の構成要素のうち、副電源１３−１を制御する構成要素のみを例にとって説明する。なぜなら、他の副電源１３−２、１３−３もそれぞれ、合計電流制御部１５の同じ機能を有する対応する構成要素により制御されるからである。
合計電流制御部１５は、副電流制御部１５１−１を有する。副電流制御部１５１−１は、副電源１３−１の電流源１３１−１から出力される副電流ｉ１の電流値を制御する。具体的には、副電流制御部１５１−１は、以下の３種類の副電流ｉ１のいずれかを電流源１３１−１から出力させる。
【００４１】
１種類目は、図３の（１）に示すように、第１電流値Ｉ１１の電流値を有する時間的に変化しない一定の副電流ｉ１を出力する場合である。このように、副電源１３−１が第１電流値Ｉ１１の電流値を有する時間的に変化しない一定の副電流ｉ１を出力する状態を「第１状態」と呼ぶことにする。図３は、副電源が出力する副電流の時間変化の一例を示す図である。第１電流値は、副電源１３−１、１３−２、１３−３毎に個別に定められている。以下においては、第１状態の副電源１３−２から出力される第１電流値を第１電流値Ｉ１２とする。また、第１状態の副電源１３−３から出力される第１電流値を第１電流値Ｉ１３とする。
【００４２】
本実施形態においては、上記の第１電流値Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３は、各副電源１３−１、１３−２、１３−３が出力可能な最大の電流値に設定されている。これにより、各副電源１３−１、１３−２、１３−３の出力レンジを無駄なく使用できる。しかしこれに限られず、第１電流値Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３は、各副電源１３−１、１３−２、１３−３が出力可能な最大の電流値以下の、副電源毎に定められた所定の電流値とできる。
【００４３】
２種類目は、図３の（２）に示すように、上記の第１電流値Ｉ１１よりも小さな電流値範囲にて時間的に変動する電流値Ｉ２１（ｔ）を有する副電流ｉ１を出力する場合である。副電源１３−１が第１電流値Ｉ１１よりも小さな電流値範囲にて時間的に変動する副電流ｉ１を出力している状態を「第２状態」と呼ぶことにする。なお、電流値をＩ２１（ｔ）との表現により、当該電流値が時間ｔにて変動することを示すこととする。
【００４４】
３種類目は、図３の（３）に示すように、副電源１３−１が副電流ｉ１を出力しない（すなわち、副電流ｉ１を０とする）場合である。このように、副電源１３−１が副電流ｉ１を接続端子１１へ出力しない（副電流ｉ１を０とする）状態を「第３状態」と呼ぶことにする。
【００４５】
上記のように、副電流制御部１５１−１は、副電源１３−１の電流計１３３−１からの副電流ｉ１の電流値だけでなく、他の副電源１３−２、１３−３の電流計１３３−２、１３３−３からそれぞれ副電流ｉ２の電流値と副電流ｉ３の電流値とを入力する。これにより、副電流制御部１５１−１は、接続端子１１から出力される合計電流Ｉの電流値を各副電流ｉ１、ｉ２、ｉ３の電流値の合計（すなわち、Ｉ＝ｉ１＋ｉ２＋ｉ３）として算出できる。
副電流制御部１５１−１は、必要に応じて、電圧計９から外部負荷Ｌの電圧を入力する。例えば、外部負荷Ｌとして二次電池を電源装置１に接続し、当該二次電池にて定電圧充電を行いたい場合、副電流制御部１５１−１は、特に副電源１３−１が第２状態にあって副電流ｉ１が時間的に変動している場合に、二次電池の電圧が一定となるように、副電流ｉ１の電流値Ｉ２１（ｔ）を制御する。
【００４６】
合計電流制御部１５は、開閉制御部１５３−１を有する。開閉制御部１５３−１は、スイッチ１３５−１を開状態にするか閉状態にするかを制御する。本実施形態において、開閉制御部１５３−１は、副電源１３−１から副電流ｉ１を出力しない場合、すなわち、副電流ｉ１を０とする場合に、スイッチ１３５−１を開状態とする。それ以外の場合には、開閉制御部１５３−１は、スイッチ１３５−１を閉状態とする。これにより、開閉制御部１５３−１は、副電源１３−１から副電流ｉ１を出力しない場合に、電流源１３１−１と接続端子１１とを電気的に切断して、副電源１３−１から副電流ｉ１が誤って出力されることを回避できる。または、他の副電源１３−２、１３−３などからの電流が誤って電流源１３１−１などへ流入することを回避して、電流源１３１−１などが故障したりすることを防止できる。
【００４７】
合計電流制御部１５が上記の構成を有することにより、合計電流制御部１５は、各副電源１３−１、１３−２、１３−３を第１状態、第２状態、又は第３状態のいずれかの状態とすることにより、副電流を出力する副電源（第１状態又は第２状態の副電源）の個数を制御し、合計電流Ｉの出力レンジを簡単に変更できる。
具体的には、例えば、副電源１３−１、１３−２、１３−１がそれぞれ、第１状態、第２状態、第３状態となっている状態から、副電源１３−２が第２状態から第１状態へ遷移し、副電源１３−３が第３状態から第２状態へ遷移したとする。すなわち、副電流を出力する副電源の個数が２から３に増加した場合を考える。
なお、「副電源１３−２が第２状態から第１状態へ遷移する」とは、副電源１３−２の副電流ｉ２が、第１電流値Ｉ１２より小さい電流値Ｉ２２（ｔ）から増加して第１電流値Ｉ１２と一定となることを言う。また、「副電源１３−３が第３状態から第２状態へ遷移する」とは、副電源１３−３の副電流ｉ３が、０から第１電流値Ｉ１３より小さい電流値Ｉ２３（ｔ）へと増加して時間的に変動し始めることを言う。
【００４８】
副電源１３−１、１３−２、１３−３がそれぞれ、第１状態、第２状態、第３状態である場合、図４の（１）に示すように、時間的に変動する副電流ｉ２（＝Ｉ２２（ｔ））が第１電流値Ｉ１１を有する一定の副電流ｉ１に重畳された合計電流Ｉが接続端子１１から出力される。図４は、合計電流Ｉの出力レンジの変更方法を模式的に示す図である。
この場合、合計電流Ｉ（図４においては太実線にて示す）は、第１電流値Ｉ１１よりも大きく、第１電流値Ｉ１１と第１電流値Ｉ１２との和Ｉ１１＋Ｉ１２よりも小さい電流値範囲にて合計電流Ｉを変動できる。すなわち、不等式Ｉ１１＜Ｉ＜Ｉ１１＋Ｉ１２が成立している。
【００４９】
一方、上記の状態から、副電源１３−２が第２状態から第１状態へ遷移し、副電源１３−３が第３状態から第２状態へ遷移した場合、図４の（２）に示すように、時間的に変動する副電流ｉ３（＝Ｉ２３（ｔ））と、第１電流値Ｉ１１を有する一定の副電流ｉ１と、第１電流値Ｉ１２を有する一定の副電流ｉ２と、が重畳されて合計電流Ｉが生成される。
この場合、合計電流Ｉは、上記の２つの第１電流値Ｉ１１、Ｉ１２の和Ｉ１１＋Ｉ１２よりも大きく、上記の３つの第１電流値Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３の和Ｉ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３よりも小さい電流値範囲にて合計電流Ｉを変動できる。
すなわち、不等式Ｉ１１＋Ｉ１２＜Ｉ＜Ｉ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３が成立している。このように、第１状態の副電源の個数を１増加することにより、合計電流Ｉの出力レンジの下限値と上限値とが共に増加していることが分かる。
【００５０】
上記においては、第１状態の副電源の個数を増加することにより、合計電流Ｉの出力レンジ（の下限値と上限値）が増加していたが、これに限られない。第２状態の副電源の個数を増加することによっても、合計電流Ｉの出力レンジを増加できる。
例えば、副電源１３−１、１３−２、１３−３がそれぞれ、第１状態、第２状態、第３状態である場合に、副電源１３−３のみが第３状態から第２状態へと遷移した場合、すなわち、第２状態の副電源の個数が１から２に増加した場合、合計電流ＩはＩ１１＋Ｉ２２（ｔ）＋Ｉ２３（ｔ）となる。
【００５１】
このような場合、出力可能な合計電流Ｉの電流値範囲は、Ｉ１１＜Ｉ＜Ｉ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３となる。すなわち、第２状態の副電源の個数のみが増加すると、合計電流Ｉの上限値のみが増加する。また、第２状態の副電源の個数を増加することにより、合計電流Ｉの変動幅を大きくできることも分かる。上記のように、第２状態の副電源の個数が増加した場合にも合計電流Ｉの出力レンジは増加すると言える。
【００５２】
なお、合計電流Ｉの出力レンジの減少は、上記にて説明した出力レンジの増加の場合の逆の操作にて副電流を出力する副電源の数を減少すること（第３状態の副電源の個数を増加すること）により実現できる。又は、第１状態の副電源が複数ある場合には、第１状態の副電源の数を減少することによっても実現可能である。
【００５３】
また、各副電源１３−１、１３−２、１３−３が第１状態、第２状態、又は第３状態のいずれかのみを取る場合に、少なくとも１つの第２状態の副電源を作り出すことにより、１つの第２状態の副電源の出力精度にて、合計電流Ｉを時間的に変動できる。
例えば、副電源１３−３の電流源１３１−３に出力精度の高い副電流ｉ３を出力可能な定電流電源を用いて、他の副電源１３−１、１３−２を第１状態にするか否かにより合計電流Ｉの出力レンジを変更する場合を考える。この場合、図５に示すように、第１状態の副電源の個数を増減して合計電流Ｉの出力レンジをどのレンジに変更したとしても、高精度に変動可能な副電流ｉ３（＝Ｉ２３（ｔ））のみにより、広い電流値範囲にて合計電流Ｉを高精度に変動できる。図５は、合計電流の各出力レンジにおいて合計電流を高精度に変動できることを示す図である。
【００５４】
（１−３）電源装置の動作
（１−３−１）電源装置における合計電流の減少方法
以下、本実施形態に係る電源装置１の動作について説明する。まず、本実施形態に係る電源装置１における合計電流Ｉの減少方法について説明する。以下では、合計電流Ｉの減少方法について、本実施形態の電源装置１を、充放電試験装置１００において、外部負荷Ｌである二次電池の充電試験を行うための電源として用いる場合を例にとって説明する。特に、外部負荷Ｌである二次電池の充電試験の定電圧充電領域における電源装置１の動作を例にとって説明する。なぜなら、定電圧充電領域においては、外部負荷Ｌである二次電池にダメージを与えないように、二次電池に合計電流Ｉを精度よく制御して供給する必要があるからである。
【００５５】
また、以下の説明において、電源装置１に備わっている各副電源１３−１、１３−２、１３−３の出力レンジは、副電源１３−１＞副電源１３−２＞副電源１３−３の順となっているものとする。すなわち、副電源１３−１は大電流値の副電流ｉ１を出力できる。一方、副電源１３−３は、出力可能な最大の電流値は大きくないが、副電流ｉ３を高精度に変動可能である。
一般的に、高電流値の電流を出力可能な電源は、低電流領域において電流を精度よく制御できない。一方、高精度に電流を変動可能な電源は、一般的に、高電流を出力できない。また、広い電流値領域において高精度に電流を出力可能な電源は高価である。
【００５６】
これに対し本実施形態に係る電源装置１では、各副電源１３−１、１３−２、１３−３の出力レンジを異ならせることにより、高電流値の合計電流Ｉを出力しつつ、広い電流値範囲にて高精度に合計電流Ｉを制御できるようにしている。安価な複数の副電源を用いることで、高電流値の合計電流Ｉを高精度に制御可能な電源装置を安価に構成できる。
【００５７】
また、外部負荷Ｌである二次電池を充電する際には、全ての副電源１３−１、１３−２、１３−３を第１状態として充電し、外部負荷Ｌである二次電池が所定の電圧値となった時点において、当該所定の電圧値を保持しながら定電圧充電を行う。すなわち、定電圧充電を開始するまでは、最大の電流値（Ｉ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３）を有する合計電流Ｉが接続端子１１から出力される。
以下に説明する定電圧充電における電源装置１の動作では、合計電流Ｉの電流値が最大の電流値Ｉ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３から０になるまでの動作を、図６及び図７を用いて説明する。図６は、合計電流の減少プロセスにおける合計電流Ｉの出力パターンと各副電源からの副電流の出力パターンの一例を示す図である。図７は、合計電流の減少プロセスにおける電源装置の動作を示すフローチャートである。
【００５８】
合計電流の減少（本実施形態では定電圧充電）を開始すると、まず、合計電流制御部１５は、合計電流Ｉを減少するために第１状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要があるかどうか判断する（ステップＳ１１）。例えば、本実施形態のように合計電流Ｉを最大の電流値から減少する場合や、第２状態の副電源が全く存在しない場合に、第１状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移する（すなわち、副電源の副電流を第１電流値から減少する）必要があると判断する。
【００５９】
第１状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要があると判断した場合（ステップＳ１１において「Ｙｅｓ」の場合）、現在第１状態である副電源のうち１つの副電源の副電流の電流値を第１電流値から減少させる（ステップＳ１２）。本実施形態においては、合計電流Ｉを最大電流値から減少する場合、合計電流制御部１５の副電流制御部１５１−１が、出力レンジが最も大きい副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値を減少させる。これにより、図６に示すように、時間０近傍（定電圧充電初期）の時間範囲においては、副電源１３−１が第１状態から第２状態へと遷移する一方、他の副電源１３−２、１３−３は第１状態に保持される。
【００６０】
一方、第１状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要がないと判断した場合（ステップＳ１１において「Ｎｏ」の場合）、合計電流の減少プロセスはステップＳ１３に進む。
【００６１】
上記のステップＳ１１において第１状態である副電源のいずれかを第２状態に遷移させる必要がないと判断された場合、又は、ステップＳ１２において第１状態である副電源のうち１つの副電源を第２状態へ遷移した後、副電流制御部１５１−１は、外部負荷Ｌである二次電池の電圧計９の値をモニターしながら、外部負荷Ｌである二次電池の電圧が一定となるように、第２状態である副電源１３−１の副電流ｉ１を減少させる（ステップＳ１３）。
【００６２】
第２状態の副電源１３−１の副電流ｉ１を減少中に、第２状態の副電源１３−１を制御する副電流制御部１５１−１は、自身が制御する副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値を、例えば、副電流ｉ１の制御周期などの所定の周期毎に測定する（ステップＳ１４）。
自身が制御する第２状態の副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値が０ではない場合（ステップＳ１４において「Ｎｏ」の場合）、すなわち、自身が制御する副電源１３−１が第２状態を保持している場合、合計電流の減少プロセスはステップＳ１５へ進む。
一方、自身が制御する第２状態の副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値が０である場合（ステップＳ１４において「Ｙｅｓ」の場合）、すなわち、自身が制御する副電源１３−１が第２状態から第３状態へと遷移した場合、合計電流の減少プロセスはステップＳ１６へ進む。この段階において、合計電流Ｉの出力レンジは１減少する。
【００６３】
なお、自身が制御する第２状態の副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値が０となり、当該副電源１３−１が第２状態から第３状態へと遷移した場合、合計電流制御部１５の開閉制御部１５３−１は、スイッチ１３５−１を開状態へと切り替える。これにより、第３状態となった副電源１３−１から誤って副電流ｉ１が出力されたり、副電源１３−１へ電流が誤って流入したりすることを回避できる。
【００６４】
ステップＳ１５において、副電流制御部１５１−１は、合計電流Ｉが所望の電流値に到達しているか否かを判定する。合計電流Ｉが所望の電流値に到達したか否かの判定を行う際、副電流制御部１５１−１は、他の副電源１３−２、１３−３に備わる電流計１３３−２、１３３−３からそれぞれ、副電流ｉ２の電流値と副電流ｉ３の電流値とを取得する。その後、各副電源１３−１、１３−２、１３−３が出力する副電流ｉ１、ｉ２、ｉ３の電流値を合計して合計電流Ｉを算出する。
【００６５】
合計電流Ｉが所望の電流値となっていないと判定された場合（ステップＳ１５において「Ｎｏ」の場合）、合計電流の減少プロセスはステップＳ１３に戻る。すなわち、第２状態の副電源１３−１の副電流ｉ１の減少を継続する。
一方、合計電流Ｉが所望の電流値となっていると判定された場合（ステップＳ１５において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流の減少プロセスは終了する。
【００６６】
ステップＳ１６において、副電流制御部１５１−１は、合計電流Ｉを所望の電流値とするためには、出力レンジを減少した上で合計電流Ｉをさらに減少する必要があるか否かを判定する。合計電流Ｉをさらに減少する必要がないと判定された場合（ステップＳ１６において「Ｎｏ」の場合）、合計電流の減少プロセスは終了する。
例えば、合計電流Ｉの所望の電流値がＩ１２＋Ｉ１３である場合には、副電源１３−１の副電流ｉ１を０として副電源１３−１を第３状態へ遷移させる一方、他の副電源１３−２、１３−３を第１状態に保持すれば、合計電流Ｉは所望の電流値Ｉ１２＋Ｉ１３となる。このような場合には、合計電流Ｉの出力レンジを減少しただけで合計電流Ｉを所望の電流値とできたと判断し、合計電流の減少プロセスを完了できる。
【００６７】
一方、合計電流Ｉをさらに減少する必要があると判定された場合（ステップＳ１６において「Ｙｅｓ」の場合）、副電流制御部１５１−１は、自身が制御する副電源１３−１以外の他の副電源１３−２、１３−３のうちのいずれかが第１状態であるか否かを判定する。すなわち、第１状態の副電源が少なくとも１つ存在しているか否かを判定する（ステップＳ１７）。
具体的には、副電源１３−２の電流計１３３−２から入力した副電流ｉ２の電流値が第１電流値Ｉ１２であるか、及び／又は、副電源１３−３の電流計１３３−３から入力した副電流ｉ３の電流値が第１電流値Ｉ１３であれば、副電流制御部１５１−１は、第１状態である副電源が少なくとも１つ存在していると判定できる。
【００６８】
第１状態である副電源が全く存在しないと判定された場合（ステップＳ１７において「Ｎｏ」の場合）、合計電流の減少プロセスは終了する。なぜなら、後述するように、本実施形態においては、第１状態である副電源の個数は１つずつ減少されるので、第２状態の副電源の副電流が０となり、かつ、第１状態である副電源が全く存在しない場合には、合計電流Ｉは０となっているからである。このことは、定電圧充電における合計電流Ｉの出力パターンと各副電源１３−１、１３−２、１３−３の副電流ｉ１、ｉ２、ｉ３の出力パターンとを示す図６においても示されている（例えば、図６の時間Ｔ３以降）。
【００６９】
一方、第１状態である副電源が少なくとも１つ存在していると判定された場合（ステップＳ１７において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流の減少プロセスはステップＳ１２へ戻る。すなわち、現在第１状態である副電源のうち１つの副電源の副電流の電流値を第１電流値から減少させる。その結果、現在第１状態である副電源のうち副電流の減少を開始した１つの副電源が第２状態へと遷移し、第１状態の副電源の個数が２から１、あるいは１から０等へと１つだけ減少する。
本実施形態においては、副電流制御部１５１−１は、副電源１３−１を第３状態に遷移後、副電源１３−１の次に出力レンジが大きい副電源１３−２を第１状態から第２状態へと遷移させると判断する。具体的には、副電流制御部１５１−１は、副電源１３−２の副電流ｉ２を制御する副電流制御部１５１−２に対して、副電流ｉ２の第１電流値Ｉ１２からの減少を開始することを指令する。
上記のステップＳ１２を実行して第１状態の副電源の個数を１減少後、合計電流の減少プロセスは上記のステップＳ１３〜Ｓ１７を実行する。
【００７０】
上記のステップＳ１２〜Ｓ１７を繰り返し実行して、上記の副電源１３−２の副電流ｉ２が０となり当該副電源１３−２が第２状態から第３状態へと遷移後、第１状態であった副電源１３−３が第２状態へと遷移する。その後、さらに第２状態であった副電源１３−３の副電流ｉ３が０となり第３状態へと遷移すると、合計電流Ｉが０となり、合計電流の減少プロセスは終了する。
【００７１】
合計電流ＩがＩ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３から０（近傍）になるまで、上記のステップＳ１２〜Ｓ１７を繰り返し実行すると、図６に示すように、合計電流Ｉが０となるまで、第１状態又は第２状態の副電源の個数を１つずつ減少することにより出力レンジを減少できる。
具体的には、図６の時間Ｔ１まで、副電源１３−１が第２状態である一方、他の２つの副電源１３−２、１３−３が第１状態となっている。この場合、合計電流Ｉの出力レンジは、Ｉ１２＋Ｉ１３からＩ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３の範囲となっている。
その後、時間Ｔ１において、第２状態であった副電源１３−１の副電流ｉ１は０となり（第３状態へ遷移し）、出力レンジが１減少する。このとき、合計電流Ｉを０とするためには合計電流Ｉをさらに減少する必要があると判断される。なぜなら、現在の出力レンジにて合計電流Ｉを減少しない場合には、Ｉ１２＋Ｉ１３の電流値を有する合計電流Ｉしか出力できないからである。
【００７２】
そのため、時間Ｔ１において、第１状態であった副電源１３−２の副電流ｉ２の電流値が第１電流値Ｉ１２から減少を開始し、副電源１３−２が第１状態から第２状態へと遷移する。すなわち、出力レンジが１減少した後直ちに副電流（合計電流）の減少が開始されている。
【００７３】
上記のように、副電源１３−１を第３状態に遷移し副電源１３−２を第１状態から第２状態へ遷移することにより、合計電流Ｉは、Ｉ１３からＩ１２＋Ｉ１３までの範囲で減少可能となる。すなわち、副電流を出力する副電源の個数が３から２へ１減少することにより、合計電流Ｉの最低値がＩ１２＋Ｉ１３からＩ１３へ、最大値がＩ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３からＩ１２＋Ｉ１３へ減少する。つまり、副電流を出力する副電源の個数が１減少することにより、合計電流Ｉの出力レンジが１段階減少する。
【００７４】
その後、時間Ｔ２において副電源１３−２の副電流ｉ２が０となり、出力レンジが１減少する。このとき、合計電流Ｉを０とするためには合計電流Ｉをさらに減少する必要があると判断される。なぜなら、現在の出力レンジにて合計電流Ｉを減少しない場合、Ｉ１３の電流値を有する合計電流Ｉしか出力できないからである。
そのため、時間Ｔ２においては、第２状態であった副電源１３−２が第３状態へ遷移する一方、第１状態であった副電源１３−３の副電流ｉ３の電流値が第１電流値Ｉ１３から減少を開始し、副電源１３−３が第１状態から第２状態へと遷移する。この結果、合計電流Ｉは、０からＩ１３までの範囲で減少可能となる。すなわち、副電流を出力する副電源の個数が２から１へと減少することにより、合計電流Ｉの最低値がＩ１３から０へ、最大値がＩ１２＋Ｉ１３からＩ１３へ減少する。つまり、副電流を出力する副電源の個数が２から１へさらに１減少することにより、合計電流Ｉの出力レンジがさらに１段階減少する。
【００７５】
ステップＳ１２〜Ｓ１７を実行して第１状態の副電源の個数を１つずつ減少、及び／又は、副電流を出力する副電源の個数を１ずつ減少（第３状態の副電源の個数を１つずつ増加）させることにより、図６に示されるように、電源装置１は、副電源１３−１、１３−２、１３−３を外部負荷Ｌから切り離すことなく、合計電流Ｉを所望の電流値まで減少させることと、合計電流Ｉの出力レンジを減少させることとをスムーズに実行できる。
また、ステップＳ１２〜Ｓ１７を実行することにより、出力レンジをまたいで合計電流Ｉを減少する場合において、出力レンジの減少後に直ちに合計電流Ｉの減少を開始して、連続的に合計電流Ｉを減少できる。
【００７６】
（１−３−２）電源装置における合計電流の増加方法
上記（１−３−１）においては、合計電流Ｉを時間とともに減少させる場合についての電源装置１の動作を説明した。しかし、合計電流Ｉを減少させる場合に限られず、合計電流Ｉを所望の電流値まで増加させる場合も上記と同様にして、スムーズに合計電流Ｉの増加と出力レンジの増加とを実行できる。
以下、外部負荷Ｌ（二次電池に限られない）に対して供給する合計電流Ｉを増加する方法について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、合計電流増加時の合計電流Ｉの出力パターンと各副電源からの副電流の出力パターンの一例を示す図である。図９は、合計電流Ｉを増加させるときの電源装置１の動作を示すフローチャートである。
以下においては、合計電流Ｉを０からＩ１’＋Ｉ１２＋Ｉ１３（Ｉ１’＜Ｉ１１）まで、時間Ｔ６にて時間に対して一定割合にて増加させる場合を例にとって説明する。
【００７７】
合計電流Ｉの増加を開始すると、まず、合計電流制御部１５は、合計電流Ｉを増加するために第３状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要があるかどうか判断する（ステップＳ２１）。例えば、本実施形態のように合計電流Ｉを０から増加する場合や、第２状態の副電源が全く存在しない場合に、第３状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移する（すなわち、副電源の副電流を０から増加する）必要があると判断する。
【００７８】
第３状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要があると判断した場合（ステップＳ２１において「Ｙｅｓ」の場合）、現在第３状態である副電源のうち１つの副電源の副電流の電流値を０から増加させる（ステップＳ２２）。本実施形態においては、合計電流Ｉを０から増加する場合、合計電流制御部１５の副電流制御部１５１−３が、出力レンジが最も小さい副電源１３−３の副電流ｉ３の電流値を増加させる。具体的には、開閉制御部１５３−３がスイッチ１３５−３を閉状態へ切替後に、副電源１３−３の電流源１３１−３から副電流ｉ３が出力される。これにより、図８に示すように、合計電流Ｉの増加開始直後においては、副電源１３−３のみが第３状態から第２状態へと遷移する。これにより、副電流を出力する副電源の数が１増加する。
一方、第３状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要がないと判断した場合（ステップＳ２１において「Ｎｏ」の場合）、合計電流の増加プロセスはステップＳ２３に進む。
【００７９】
上記のステップＳ２１において第３状態である副電源のいずれかを第２状態に遷移させる必要がないと判断された場合、又は、ステップＳ２２において第３状態である副電源のうち１つの副電源を第２状態へ遷移した後、当該副電源１３−３を制御する副電流制御部１５１−３は、自身が制御する副電源１３−３の副電流ｉ３の電流値を、必要に応じて外部負荷Ｌの電圧などをモニターしながら増加させる（ステップＳ２３）。
【００８０】
第２状態の副電源１３−３の副電流ｉ３を増加中に、第２状態の副電源１３−３を制御する副電流制御部１５１−３は、自身が制御する副電源１３−３の副電流ｉ３の電流値を、例えば、副電流ｉ３の制御周期などの所定の周期毎に測定する（ステップＳ２４）。
自身が制御する第２状態の副電源１３−３の副電流ｉ３の電流値が第１電流値Ｉ１３に到達していない場合（ステップＳ２４において「Ｎｏ」の場合）、すなわち、自身が制御する副電源１３−３が第２状態を保持している場合、合計電流増加のプロセスはステップＳ２５へ進む。
一方、自身が制御する第２状態の副電源１３−３の副電流ｉ３の電流値が第１電流値Ｉ１３である場合（ステップＳ２４において「Ｙｅｓ」の場合）、すなわち、自身が制御する副電源１３−３が第２状態から第１状態へと遷移した場合、合計電流増加のプロセスはステップＳ２６へ進む。
【００８１】
ステップＳ２５において、副電流制御部１５１−３は、合計電流Ｉが所望の電流値に到達しているか否かを判定する。合計電流Ｉが所望の電流値となっていないと判定された場合（ステップＳ２５において「Ｎｏ」の場合）、合計電流増加のプロセスはステップＳ２３に戻る。すなわち、第２状態の副電源１３−３の副電流ｉ３の増加を継続する。
一方、合計電流Ｉが所望の電流値となっていると判定された場合（ステップＳ２５において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流の増加を終了する。例えば、本実施形態のように、合計電流Ｉの所望の電流値がＩ１’＋Ｉ１２＋Ｉ１３である場合、ステップＳ２５において第２状態である副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値がＩ１’となった場合に、合計電流Ｉは所望の電流値となったと判断されて、合計電流の増加を終了する。なお、ここでは、第１電流値Ｉ１１よりも小さな電流値Ｉ１’にて副電流ｉ１が一定となった場合も、副電源１３−１は第２状態にあるとする。
【００８２】
ステップＳ２６において、副電流制御部１５１−３は、合計電流Ｉを所望の電流値とするためには、合計電流Ｉの出力レンジを増加してさらに合計電流Ｉを増加する必要があるか否かを判定する。合計電流Ｉの出力レンジを増加する必要がないと判定された場合（ステップＳ２６において「Ｎｏ」の場合）、合計電流増加のプロセスは終了する。例えば、合計電流Ｉの所望の電流値がＩ１３であったり、Ｉ１２＋Ｉ１３であったりする場合などに、合計電流Ｉの出力レンジを増加する必要がないと判断する。
【００８３】
一方、合計電流Ｉの出力レンジを増加する必要があると判定された場合（ステップＳ２６において「Ｙｅｓ」の場合）、副電流制御部１５１−３は、自身が制御する副電源１３−３以外の他の副電源１３−１、１３−２のうちのいずれかが第３状態であるか否かを判定する。すなわち、第３状態の副電源が少なくとも１つ存在しているか否かを判定する（ステップＳ２７）。
具体的には、副電源１３−２の電流計１３３−２から入力した副電流ｉ２の電流値が０であるか、及び／又は、副電源１３−１の電流計１３３−１から入力した副電流ｉ１の電流値が０であれば、副電流制御部１５１−３は、第３状態である副電源が少なくとも１つ存在していると判定できる。
【００８４】
第３状態である副電源が全く存在しないと判定された場合（ステップＳ２７において「Ｎｏ」の場合）、合計電流増加のプロセスは終了する。なぜなら、第２状態の副電源の副電流が第１電流値となり、かつ、第３状態である副電源が全く存在しない場合には、合計電流Ｉは電源装置１から出力可能な最大の電流値となっているからである。このような場合には、それ以上の合計電流Ｉを出力できないため、合計電流の増加を終了する。なお、電源装置１が合計電流Ｉを出力可能な最大の電流値以上に増加しようとする場合、電源装置１は、それ以上の合計電流Ｉを出力できないことを、電源装置１のユーザに通知してもよい。
【００８５】
一方、第３状態である副電源が少なくとも１つ存在していると判定された場合（ステップＳ２７において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流の増加プロセスはステップＳ２２に戻る。すなわち、現在第３状態である副電源のうち１つの副電源の副電流の電流値を０から増加させる。その結果、現在第３状態である副電源のうち副電流の増加を開始した１つの副電源が第２状態へと遷移する。すなわち、副電流を出力する副電源の数が１から２へと１増加する。
本実施形態においては、副電流制御部１５１−３は、副電源１３−３が第１状態になった後には、副電源１３−３の次に出力レンジが大きい副電源１３−２を第３状態から第２状態へと遷移させると判断する。具体的には、副電流制御部１５１−３は、副電源１３−２の副電流ｉ２を制御する副電流制御部１５１−２に対して、副電流ｉ２の増加を開始することを指令する。
上記のようにステップＳ２２を実行して出力レンジを１増加後、上記のステップＳ２３〜Ｓ２７が実行される。
【００８６】
上記のステップＳ２２〜Ｓ２７を繰り返し実行することにより、上記の副電源１３−２の副電流ｉ２が第１電流値Ｉ１２となり当該副電源１３−２が第２状態から第１状態へと遷移後、第３状態であった副電源１３−１が第２状態へと遷移する。その後、さらに第２状態であった副電源１３−１の副電流ｉ３がＩ１’となると、合計電流増加のプロセスは終了する。
【００８７】
上記のステップＳ２２〜Ｓ２７を繰り返し実行すると、図８に示すように、合計電流Ｉが所望の電流値となるまで、副電流を出力する副電源の個数を１つずつ増加することにより出力レンジを１つずつ増加できる。
具体的には、図８の合計電流Ｉの増加開始から時間Ｔ４までは、副電源１３−３が第２状態である一方、他の２つの副電源１３−１、１３−２が第３状態となっている。この場合、合計電流Ｉの出力レンジは、０からＩ１３の範囲である。
【００８８】
その後、時間Ｔ４において、副電源１３−３の副電流ｉ３が第１電流値Ｉ１３となる。このとき、合計電流Ｉを所望の電流値（Ｉ１’＋Ｉ１２＋Ｉ１３）とするためには、合計電流Ｉの出力レンジを増加しさらに合計電流Ｉを増加する必要があると判断される。なぜなら、現在の出力レンジでは、最大でも第１電流値Ｉ１３の電流値を有する合計電流Ｉしか出力できないからである。
そのため、時間Ｔ４において、第３状態であった副電源１３−２の副電流ｉ２の電流値を０から増加させ、副電源１３−２を第３状態から第２状態へと遷移する。すなわち、副電源１３−３の副電流ｉ３が第１電流値Ｉ１３となったタイミングにおいて、副電源１３−２を第３状態から第２状態に遷移して、出力レンジの増加と合計電流Ｉの増加が実行される。
副電源１３−２が第３状態から第２状態へと遷移して副電流を出力する副電源の数が１から２へ１増加すると、合計電流Ｉの出力レンジはＩ１３からＩ１２＋Ｉ１３までの範囲となる。すなわち、副電流を出力する副電源の個数が１から２へ増加することにより、出力レンジの最低値が０からＩ１３へ増加し、最大値がＩ１３からＩ１２＋Ｉ１３へとＩ１２だけ増加する。つまり、副電流を出力する副電源の個数が１増加することにより、合計電流Ｉの出力レンジが１段階増加している。
【００８９】
その後、時間Ｔ５において、副電源１３−２の副電流ｉ２が第１電流値Ｉ１２となる。このとき、合計電流Ｉを上記の所望の電流値とするためには合計電流Ｉの出力レンジを増加しさらに合計電流Ｉを増加する必要があると判断される。なぜなら、現在の出力レンジでは、最大でもＩ１２＋Ｉ１３の電流値を有する合計電流Ｉしか出力できないからである。
そのため、時間Ｔ５においては、第３状態であった副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値が０から増加を開始し、副電源１３−１が第３状態から第２状態へと遷移する。すなわち、副電源１３−２の副電流ｉ２が第１電流値Ｉ１２となったタイミングにおいて、副電源１３−１が第３状態から第２状態へ遷移して、出力レンジの増加と合計電流Ｉの増加が実行される。
副電源１３−１が第２状態へ遷移して副電流を出力する副電源の個数が２から３へ１増加後、合計電流Ｉの出力レンジの最低値がＩ１３からＩ１２＋Ｉ１３へ増加し、最大値がＩ１２＋Ｉ１３からＩ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３へ増加する。つまり、副電流を出力する副電源の個数が２から３へさらに１増加することにより、合計電流Ｉの出力レンジがさらに１段階増加している。
【００９０】
ステップＳ２２〜Ｓ２７を繰り返し実行して副電流を出力する副電源の個数を１つずつ増加しながら出力レンジを１ずつ増加させることにより、図８に示されるように、電源装置１は、副電源１３−１、１３−２、１３−３を外部負荷Ｌから切り離すことなく、合計電流Ｉを所望の電流値まで増加させることと、合計電流Ｉの出力レンジを増加させることとをスムーズに実行できる。
また、ステップＳ２２〜Ｓ２７を実行することにより、上記のように出力レンジをまたいで合計電流Ｉを増加する場合において、少なくとも１つの副電源が第１状態となった後直ちに合計電流Ｉと出力レンジとを増加して、連続的に合計電流Ｉを増加できる。
【００９１】
（２）第２実施形態
上記の第１実施形態に係る電源装置１においては、合計電流Ｉは、第２状態の副電源の副電流が０（出力レンジ減少時）となったタイミングにて第１状態の副電源を第２状態へ遷移することにより出力レンジをまたいで減少されていた。または、第２状態の副電源の副電流が第１電流値となったタイミングにて、第３状態の副電源のうちの１つを第２状態へ遷移することにより、出力レンジをまたいだ合計電流Ｉの増加が行われていた。しかし、これに限られず、第２実施形態に係る電源装置１’においては、第２状態の副電源の副電流が０又は第１電流値になる前に、第１状態の副電源の副電流の減少、又は、第３状態の副電源の副電流の増加が開始される。
以下に説明する第２実施形態の電源装置１’においては、副電流が０又は第１電流値になる前に副電流の減少又は増加が開始されること以外は、第１実施形態の電源装置１と同じである。従って、以下においては、第２実施形態の電源装置１’における合計電流Ｉの減少方法及び増加方法についてのみ説明し、電源装置１’の構成の説明などは省略する。
【００９２】
（２−１）第２実施形態に係る電源装置における合計電流の減少方法
以下、第２実施形態に係る電源装置１’における合計電流の減少方法を、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、第２実施形態に係る電源装置における合計電流の減少時の合計電流Ｉの出力パターンと副電流の出力パターンの一例を示す図である。図１１は、第２実施形態に係る電源装置における合計電流Ｉの減少方法を示すフローチャートである。
以下においては、副電流の減少は、副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値が０ではない第２電流値Ｉ２１’となったタイミングにて開始されるものとする。以下においては、合計電流をＩ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３から０へと減少する場合を例にとって説明する。
【００９３】
合計電流Ｉの減少を開始すると、まず、合計電流制御部１５は、合計電流Ｉを減少するために第１状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要があるかどうか判断する（ステップＳ３１）。例えば、本実施形態のように合計電流Ｉを最大の電流値から減少する場合や、第２状態の副電源が全く存在しない場合に、第１状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移する（すなわち、副電源の副電流を第１電流値から減少する）必要があると判断する。
【００９４】
第１状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要があると判断した場合（ステップＳ３１において「Ｙｅｓ」の場合）、現在第１状態である副電源のうち１つの副電源の副電流の電流値を第１電流値から減少させる（ステップＳ３２）。本実施形態においても、合計電流Ｉを最大電流値から減少する場合、合計電流制御部１５の副電流制御部１５１−１が、出力レンジが最も大きい副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値を減少させる。
一方、第１状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要がないと判断した場合（ステップＳ３１において「Ｎｏ」の場合）、合計電流の減少プロセスはステップＳ３３に進む。
【００９５】
上記のステップＳ３１において第１状態である副電源のいずれかを第２状態に遷移させる必要がないと判断された場合、又は、ステップＳ３２において第１状態である副電源のうち１つの副電源を第２状態へ遷移した後、合計電流制御部１５の副電流制御部１５１−１が、第２状態である副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値の減少を開始する（ステップＳ３３）。これにより、図１０に示すように、時間０近傍（合計電流Ｉの減少開始初期）においては、副電源１３−１が第２状態となっている。一方、他の副電源１３−２、１３−３は第１状態に保持される。
【００９６】
第２状態の副電源１３−１の副電流ｉ１を減少中に、第２状態の副電源１３−１を制御する副電流制御部１５１−１は、自身が制御する副電源１３−１の副電流ｉ１の電流値を、所定の周期毎に測定する（ステップＳ３４）。
副電流ｉ１の電流値が第２電流値Ｉ２１’以上である場合（ステップＳ３４において「Ｎｏ」の場合）、合計電流減少のプロセスはステップＳ３７へ進む。一方、副電流ｉ１の電流値が第２電流値Ｉ２１’より小さい場合（ステップＳ３４において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流減少のプロセスはステップＳ３５へ進む。
【００９７】
ステップＳ３５において、副電流制御部１５１−１は、合計電流Ｉを所望の電流値とするためには、合計電流Ｉの出力レンジを減少しさらに合計電流Ｉを減少する必要があるか否かを判定する。
合計電流Ｉの出力レンジを減少しさらに合計電流Ｉを減少する必要がないと判定された場合（ステップＳ３５において「Ｎｏ」の場合）、合計電流減少のステップはステップＳ３７へ進む。これにより、合計電流Ｉが所望の電流値となるまで、副電流ｉ１が第２電流値Ｉ２１’より小さくなった副電源１３−１の副電流ｉ１の減少を継続する。
上記の合計電流Ｉの出力レンジを減少しさらに合計電流Ｉを減少する必要がないと判定される場合は、例えば、合計電流Ｉの所望の電流値が、Ｉ１２＋Ｉ１３からＩ２１’＋Ｉ１２＋Ｉ１３の間に設定されている場合に発生する。上記のような場合は、副電流を出力する副電源の個数を減少しなくとも、副電源１３−１の副電流ｉ１を０から第２電流値Ｉ２１’の間とすることにより、合計電流Ｉを所望の電流値にできる。
【００９８】
一方、合計電流Ｉの出力レンジを減少しさらに合計電流Ｉを減少する必要があると判定された場合（ステップＳ３５において「Ｙｅｓ」の場合）、副電流制御部１５１−１は、第１状態の副電源が少なくとも１つ存在しているか否かを判定する（ステップＳ３６）。
第１状態である副電源が全く存在しないと判定された場合（ステップＳ３６において「Ｎｏ」の場合）、合計電流減少のプロセスはステップＳ３７に進み、合計電流Ｉが所望の電流値となるまで副電流を減少する。
【００９９】
第２状態の副電源の副電流が第２電流値より小さい場合に第１状態である副電源が全く存在しないと判定される場合は、例えば、合計電流Ｉの所望の電流値が、０から第２電流値Ｉ２３’の間に設定された場合である。この場合には、副電源１３−３の副電流ｉ３を０から第２電流値Ｉ２３’の間とすることにより、合計電流Ｉの電流値を所望の電流値にできる。
【０１００】
一方、第１状態である副電源が少なくとも１つ存在していると判定された場合（ステップＳ３６において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流の減少プロセスはステップＳ３２に戻る。すなわち、現在第１状態である副電源のうち１つの副電源の副電流の電流値を第１電流値から減少させる。その結果、現在第１状態である副電源のうち副電流の減少を開始した１つの副電源は、第２状態へと遷移する。
上記のステップＳ３２を実行して第１状態の副電源の個数を１減少後、上記のステップＳ３３〜Ｓ３７が実行される。すなわち、副電流制御部１５１−２が、第１状態から第２状態へと遷移した副電源１３−２の副電流ｉ２を第１電流値Ｉ１２から減少させる。
【０１０１】
ステップＳ３４において第２状態の副電源の副電流が第２電流値以上であると判断された場合、ステップＳ３５において合計電流Ｉの出力レンジをさらに減少する必要がないと判断された場合、又は、ステップＳ３６において第１状態の副電源が全く存在していないと判断された場合、副電流制御部１５１−１は、合計電流Ｉが所望の電流値に到達しているか否かを判定する（ステップＳ３７）。
合計電流Ｉが所望の電流値となっていないと判定された場合（ステップＳ３７において「Ｎｏ」の場合）、合計電流減少のプロセスはステップＳ３３に戻る。すなわち、第２状態の副電源１３−１の副電流ｉ１の減少を継続する。
一方、合計電流Ｉが所望の電流値となっていると判定された場合（ステップＳ３７において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流減少のプロセスは終了する。
【０１０２】
合計電流Ｉが所望の電流値になるまで上記のステップＳ３２〜Ｓ３７を繰り返し実行すると、図１０に示すように、合計電流Ｉを所望の電流値（図１０においては０）となるまで減少できる。
具体的には、図１０の時間Ｔ７まで、副電源１３−１が第２状態である一方、他の２つの副電源１３−２、１３−３が第１状態となっている。その後、時間Ｔ７において、副電源１３−１の副電流ｉ１は第２電流値Ｉ２１’となる。このとき、上記のように、合計電流Ｉを所望の電流値とするためには合計電流Ｉの出力レンジを減少しさらに合計電流Ｉを減少する必要があると判断される。
【０１０３】
合計電流Ｉの出力レンジを減少しさらに合計電流Ｉを減少する必要があると判断された場合、時間Ｔ７においては、第１状態であった副電源１３−２の副電流ｉ２の電流値が第１電流値Ｉ１２から減少し、副電源１３−２が第１状態から第２状態へと遷移する。
副電源１３−２が第２状態に遷移後、図１０に示すように、副電源１３−２の副電流ｉ２が減少しているだけでなく、副電源１３−１の副電流ｉ１の減少も継続している。その後、時間Ｔ８において副電流ｉ１は０となっている。すなわち、出力レンジの減少が時間Ｔ８において行われ、時間Ｔ８より前（出力レンジの減少前）の時間Ｔ７において第１状態の副電源の第２状態への遷移が開始されている。
【０１０４】
このように、第２実施形態の電源装置１’では、上記のように出力レンジをまたいで合計電流Ｉを減少する場合において、合計電流Ｉの出力レンジが減少する前に第１状態の副電源を第２状態へ遷移させて、シームレスな合計電流Ｉの減少を実現できる。図１０に示すように、時間Ｔ９において、第１状態の副電源１３−３の第２状態への遷移が開始され、その後の時間Ｔ１０において出力レンジの減少が行われている（副電源１３−２が第３状態へ遷移している）。
【０１０５】
ステップＳ３２〜Ｓ３７を実行して、副電流ｉ１、ｉ２が０より大きい第２電流値Ｉ２１’、Ｉ２２’となった場合に、第１状態であった１つの副電源を第２状態に遷移させて第１状態の副電源の個数を１つ減少させることにより、図１０に示されるように、電源装置１’は、副電流ｉ１、ｉ２が０となる前に第１状態である副電源の個数を１つずつ減少できる。その結果、副電源１３−１、１３−２、１３−３を外部負荷Ｌから切り離すことなく、合計電流Ｉを所望の電流値まで減少させることと、合計電流Ｉの出力レンジを減少させることとをスムーズに実行できる。
【０１０６】
（２−２）第２実施形態に係る電源装置における合計電流の増加方法
次に、副電流ｉ１、ｉ２、ｉ３が第１電流値Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３となる前に合計電流Ｉの出力レンジの増加を開始することにより合計電流Ｉを増加する方法について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、第２実施形態に係る電源装置１’において合計電流を増加する際の合計電流Ｉの出力パターンと副電流の出力パターンの一例を示す図である。図１３は、第２実施形態に係る電源装置１’における合計電流の増加方法を示すフローチャートである。
以下においては、副電源１３−２の副電流ｉ２が増加し、副電流ｉ２が第１電流値Ｉ１２よりも小さい第３電流値Ｉ３２’よりも大きくとなったとき、副電源１３−３の副電流ｉ３が増加し、副電流ｉ３が第１電流値Ｉ１３よりも小さい第３電流値Ｉ３３’よりも大きくなったときに、合計電流Ｉの出力レンジの増加が開始される例について説明する。また、以下においては、合計電流Ｉを０からＩ１’＋Ｉ１２＋Ｉ１３まで時間に対して一定割合にて増加する場合を例にとって説明する。
【０１０７】
合計電流Ｉの増加を開始すると、まず、合計電流制御部１５は、合計電流Ｉを増加するために第３状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要があるかどうか判断する（ステップＳ４１）。例えば、本実施形態のように合計電流Ｉを０から増加する場合や、第２状態の副電源が全く存在しない場合に、第３状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移する（すなわち、副電源の副電流を０から増加する）必要があると判断する。
【０１０８】
第３状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要があると判断した場合（ステップＳ４１において「Ｙｅｓ」の場合）、現在第３状態である副電源のうち１つの副電源の副電流の電流値を０から増加させる（ステップＳ４２）。本実施形態において、合計電流Ｉを０から増加する場合、合計電流制御部１５の副電流制御部１５１−３が、出力レンジが最も小さい副電源１３−３の副電流ｉ３の電流値を増加させる。具体的には、開閉制御部１５３−３がスイッチ１３５−３を閉状態へ切替後に、副電源１３−３の電流源１３１−３から副電流ｉ３が出力される。これにより、副電流を出力する副電源の数が１増加する。
一方、第３状態である副電源のいずれかを第２状態へ遷移させる必要がないと判断した場合（ステップＳ４１において「Ｎｏ」の場合）、合計電流の増加プロセスはステップＳ４３に進む。
【０１０９】
上記のステップＳ４１において第３状態である副電源のいずれかを第２状態に遷移させる必要がないと判断された場合、又は、ステップＳ４２において第３状態である副電源のうち１つの副電源を第２状態へ遷移した後、当該副電源１３−３を制御する副電流制御部１５１−３は、自身が制御する副電源１３−３の副電流ｉ３の電流値を、必要に応じて外部負荷Ｌの電圧などをモニターしながら増加する（ステップＳ４３）。
【０１１０】
第２状態の副電源１３−３の副電流ｉ３が増加中に、当該副電源１３−３を制御する副電流制御部１５１−３は、自身が制御する副電源１３−３の副電流ｉ３の電流値を、所定の周期毎に測定する（ステップＳ４４）。
副電流ｉ３の電流値が第３電流値Ｉ３３’以下である場合（ステップＳ４４において「Ｎｏ」の場合）、合計電流増加のプロセスはステップＳ４７へ進む。一方、副電流ｉ３の電流値が第３電流値Ｉ３３’より大きくなった場合（ステップＳ４４において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流増加のプロセスはステップＳ４５へ進む。
【０１１１】
ステップＳ４５において、副電流制御部１５１−３は、合計電流Ｉを所望の電流値とするためには、合計電流Ｉの出力レンジを増加してさらに合計電流Ｉを増加する必要があるか否かを判定する。合計電流Ｉの出力レンジを増加してさらに合計電流Ｉを増加する必要がないと判定された場合（ステップＳ４５において「Ｎｏ」の場合）、合計電流増加のプロセスはステップＳ４７へ進む。
上記のように、合計電流Ｉの出力レンジを増加してさらに合計電流Ｉを増加する必要がないと判定される場合は、例えば、合計電流Ｉの所望の電流値がＩ３３’とＩ１３の間に設定されている場合である。このような場合は、他の副電源１３−１、１３−２から副電流を出力することなく（出力レンジを増加することなく）、副電源１３−３の副電流ｉ３を第３電流値Ｉ３３’よりも大きな電流値の所定の電流値とすることにより、合計電流Ｉを所望の電流値とできる。
【０１１２】
一方、合計電流Ｉの出力レンジを増加しさらに合計電流Ｉを増加する必要があると判定された場合（ステップＳ４５において「Ｙｅｓ」の場合）、副電流制御部１５１−３は、他の副電源１３−１、１３−２のうちのいずれかが第３状態であるか否かを判定する。すなわち、第３状態の副電源が少なくとも１つ存在しているか否かを判定する（ステップＳ４６）。第３状態である副電源が全く存在しないと判定された場合（ステップＳ４６において「Ｎｏ」の場合）、合計電流増加のプロセスはステップＳ４７へ進む。
上記のように、第３状態である副電源が全く存在しないと判定される場合は、例えば、合計電流Ｉの所望の電流値が最大の電流値（Ｉ１１＋Ｉ１２＋Ｉ１３）の近傍に設定されている場合である。このような場合は、唯一第２状態である副電源１３−１の副電流ｉ１を第３電流値Ｉ３１’よりも大きな所定の電流値とすることにより、合計電流Ｉを所望の電流値とできる。
【０１１３】
一方、第３状態である副電源が少なくとも１つ存在していると判定された場合（ステップＳ４６において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流の増加プロセスはステップＳ４２に戻る。すなわち、現在第３状態である副電源１３−２の副電流ｉ２の電流値を０から増加させる。その結果、現在第３状態である副電源であって副電流の増加を開始した１つの副電源１３−２は、第２状態へと遷移する。
上記のステップＳ４２を実行して第２状態の副電源の個数を１増加することにより出力レンジを１増加した後、ステップＳ４３〜Ｓ４７が実行される。すなわち、出力レンジを増加後、第２状態の副電源１３−２の副電流ｉ２を増加することによりさらに合計電流Ｉを増加する。
【０１１４】
ステップＳ４７において、副電流制御部１５１−３は、合計電流Ｉが所望の電流値に到達しているか否かを判定する。合計電流Ｉが所望の電流値となっていないと判定された場合（ステップＳ４７において「Ｎｏ」の場合）、合計電流増加のプロセスはステップＳ４３に戻る。すなわち、第２状態の副電源１３−３の副電流ｉ３の増加を継続する。
一方、合計電流Ｉが所望の電流値となっていると判定された場合（ステップＳ４７において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流Ｉの増加を終了する。
【０１１５】
上記のステップＳ４２〜Ｓ４７を繰り返し実行すると、図１２に示すように、時間Ｔ１１までは、副電源１３−３が第２状態である一方、他の副電源１３−１、１３−２は第３状態である。その後、時間Ｔ１１において、副電源１３−３の副電流ｉ３が第３電流値Ｉ３３’となる。このとき、合計電流Ｉの出力レンジを増加しさらに合計電流Ｉを増加させる必要があると判定され、時間Ｔ１１において、第３状態であった副電源１３−２の副電流ｉ２が増加を開始する。すなわち、副電源１３−２が第３状態から第２状態へと遷移する。
【０１１６】
時間Ｔ１１後、図１２に示すように、副電源１３−２の副電流ｉ２が増加しているだけでなく、時間Ｔ１１以前も第２状態であった副電源１３−３の副電流ｉ３も増加を継続している。その後、時間Ｔ１２において副電流ｉ３が第１電流値Ｉ１３となっている。すなわち、時間Ｔ１２において副電源１３−３が第１状態へ遷移し、副電源１３−３が第１状態に遷移する前の時間Ｔ１１において、第３状態であった副電源１３−２が第２状態へと遷移することにより、出力レンジが１増加している。
また、時間Ｔ１２後の時間Ｔ１４において副電源１３−２が第１状態に遷移し、時間Ｔ１４より前の時間Ｔ１３において副電源１３−１が第３状態から第２状態へ遷移することにより、出力レンジが増加している。
【０１１７】
ステップＳ４２〜Ｓ４７を実行することにより、図１２に示されるように、本実施形態の電源装置１’は、出力レンジをまたいで合計電流Ｉを増加する場合に、副電源が第２状態から第１状態へ遷移する前に合計電流Ｉの出力レンジを増加して（第３状態の副電源を第２状態に遷移させて）、シームレスな合計電流の増加を実現できる。また、副電源１３−１、１３−２、１３−３を外部負荷Ｌから切り離すことなく、合計電流Ｉを所望の電流値まで増加させることと、合計電流Ｉの出力レンジを増加することとをスムーズに実行できる。
【０１１８】
（３）第３実施形態
（３−１）第３実施形態に係る放電用負荷の構成
上記の第１実施形態及び第２実施形態においては、充放電試験装置１００に備わっていた放電用負荷３は一般的なインピーダンス装置であった。しかし、これに限られず、第３実施形態に係る放電用負荷３’は、複数の副負荷を備えた構成となっている。
以下、第３実施形態に係る放電用負荷３’の構成について、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて説明する。図１４Ａは、第３実施形態に係る放電用負荷の構成を示す図である。図１４Ｂは、副負荷と放電負荷制御部の詳細構成を示す図である。
【０１１９】
まず、第３実施形態に係る放電用負荷３’の構成について、図１４Ａを用いて説明する。放電用負荷３’は、入力端子３１を有する。入力端子３１は、充放電切替部５を介して、外部負荷Ｌと接続されている。具体的には、入力端子３１は、充放電切替部５の端子ｃに接続されている。
放電用負荷３’は、複数の副負荷３３−１、３３−２、３３−３を有する。副負荷の数は３つに限られず、放電用負荷３’の入力端子３１から見たインピーダンスＺ（後述）の変動可能レンジ等に基づいて、所定の数の副負荷を有することができる。
【０１２０】
図１４Ａに示すように、複数の副負荷３３−１、３３−２、３３−３は、入力端子３１において共通に接続されている。すなわち、複数の副負荷３３−１、３３−２、３３−３は、入力端子３１において並列接続されている。
複数の副負荷３３−１、３３−２、３３−３が入力端子３１において並列接続されていると、各副負荷３３−１、３３−２、３３−３の副インピーダンス（後述）をｚ１、ｚ２、ｚ３とした場合、入力端子３１から見たインピーダンスＺは、１／Ｚ＝１／ｚ１＋１／ｚ２＋１／ｚ３の関係式を満たす。なお、副負荷３３−１、３３−２、３３−３の構成については後ほど詳しく説明する。
【０１２１】
放電用負荷３’は、放電負荷制御部３５を有する。放電負荷制御部３５は、複数の副負荷３３−１、３３−２、３３−３のそれぞれを個別に制御して、副インピーダンスｚ１、ｚ２、ｚ３をそれぞれ個別に制御する。放電負荷制御部３５は、電圧計９にて測定された外部負荷Ｌの電圧値と、所望の入力電流の電流値に基づいて、入力端子３１から見たインピーダンスＺが所望の値となるように、各副インピーダンスｚ１、ｚ２、ｚ３を制御する。放電負荷制御部３５の構成については、後ほど詳しく説明する。
【０１２２】
（３−２）副負荷の詳細構成
次に、放電用負荷３’の副負荷３３−１、３３−２、３３−３の構成について、図１４Ｂを用いて詳しく説明する。なお、以下においては、副負荷３３−１の構成を例にとって説明する。なぜなら、他の副負荷３３−２、３３−３の構成は副負荷３３−１と同じだからである。
副負荷３３−１は、インピーダンス素子３３１−１を有する。インピーダンス素子３３１−１は、副インピーダンスｚ１を決定する。インピーダンス素子３３１−１としては、例えば、可変抵抗などを用いることができる。可変抵抗をインピーダンス素子３３１−１として用いた場合、副インピーダンスｚ１の複素成分は無視してもよい。
【０１２３】
副負荷３３−１は、電流計３３３−１を有する。電流計３３３−１は、入力端子３１に外部負荷Ｌの電圧値に対応する電圧が印加されたときに、インピーダンス素子３３１−１に流れる電流の電流値を測定する。電流計３３３−１にて測定された電流値は、放電負荷制御部３５の副負荷制御部３５１−１（後述）に入力される。
また、上記の電流値は、他の副負荷３３−２、３３−３のインピーダンス素子３３１−２、３３１−３のそれぞれを制御する副負荷制御部３５１−２、３５１−３にも入力される。なお、副負荷制御部３５１−１は、電流計３３３−１から測定された電流値を入力するだけでなく、他の副負荷の電流計３３３−２、３３３−３からも電流値を入力する。これにより、電圧計９から入力した電圧値と、各電流計３３３−１、３３３−２、３３３−３にて測定した電流値とを用いて、各インピーダンス素子３３１−１、３３１−２、３３１−３の副インピーダンスｚ１、ｚ２、ｚ３をそれぞれ算出できる。
【０１２４】
副負荷３３−１は、スイッチ３３５−１を有する。スイッチ３３５−１は、二端子スイッチである。スイッチ３３５−１の一端は電流計３３３−１を介してインピーダンス素子３３１−１に接続されている。一方、スイッチ３３５−１の他端は入力端子３１に接続されている。スイッチ３３５−１の２つの端子が電気的に接続された閉状態となることにより、インピーダンス素子３３１−１と入力端子３１とが接続される。一方、スイッチ３３５−１の２つの端子が電気的に遮断された開状態となることにより、インピーダンス素子３３１−１と入力端子３１とが電気的に遮断される。
【０１２５】
（３−３）放電負荷制御部の詳細構成
次に、放電負荷制御部３５の構成について、図１４Ｂを用いて説明する。放電負荷制御部３５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶装置、及び各種インターフェースを備えた放電用負荷３’を制御するためのマイコンシステムである。以下において説明する放電負荷制御部３５の各構成要素の機能は、上記のマイコンシステムにて動作可能なプログラムにて実現されていてもよい。この場合、当該プログラムは記憶装置に記憶されていてもよい。
また、以下に説明する放電負荷制御部３５の各構成要素の機能はカスタムＩＣなどにより実現されてもよい。
【０１２６】
以下においては、放電負荷制御部３５の構成要素のうち、副負荷３３−１を制御する構成要素のみを例にとって説明する。なぜなら、他の副負荷３３−２、３３−３もそれぞれ、放電負荷制御部３５の同じ機能を有する対応する構成要素により制御されるからである。
放電負荷制御部３５は、副負荷制御部３５１−１を有する。副負荷制御部３５１−１は、副負荷３３−１のインピーダンス素子３３１−１の副インピーダンスｚ１を制御する。
放電負荷制御部３５は、開閉制御部３５３−１を有する。開閉制御部３５３−１は、スイッチ３３５−１を開状態にするか閉状態にするかを制御する。
【０１２７】
放電負荷制御部３５が上記の構成を有することにより、放電負荷制御部３５は、外部負荷Ｌの電圧値と、入力端子３１から入力したい電流の電流値とに基づいて、広いインピーダンス範囲にて、入力端子３１から見たインピーダンスＺを制御できる。
【０１２８】
具体的には、以下のようにしてインピーダンスＺ（外部負荷Ｌから出力される放電電流）を制御できる。今、外部負荷Ｌは、二次電池などの充放電可能なデバイスとする。以下においては、充放電可能なデバイスである外部負荷Ｌの放電試験を行う場合を例にとって説明する。
【０１２９】
入力端子３１から見たインピーダンスＺを副インピーダンスｚ１の第１インピーダンスｚ１１（例えば、副インピーダンスｚ１の最大値）から減少したい場合、まず、副負荷３３−１のインピーダンス素子３３１−１の副インピーダンスｚ１を第１インピーダンスｚ１１に設定する。その後、スイッチ３３５−１を開状態から閉状態にする。他の副負荷３３−２、３３−３のスイッチ３３５−２、３３５−３は開状態を保持する。
この状態において、外部負荷Ｌ（入力端子３１）から見たインピーダンスＺは、副インピーダンスｚ１と等しく、第１インピーダンスｚ１１となっている。すなわち、この場合における放電用負荷３’の最大インピーダンスは第１インピーダンスｚ１１である。
【０１３０】
次に、副負荷３３−１のスイッチ３３５−１を閉状態とし他のスイッチ３３５−２、３３５−３を開状態とした状態にて、副インピーダンスｚ１を第１インピーダンスから減少する。これに伴い、インピーダンスＺも減少する。なぜなら、スイッチ３３５−１のみが閉状態の場合には、インピーダンスＺは副インピーダンスｚ１と等しくなるからである。インピーダンスＺ（副インピーダンスｚ１）が減少すると、外部負荷Ｌからの放電電流（副負荷３３−１に流れる電流）は増加する。
【０１３１】
副インピーダンスｚ１を第２インピーダンスｚ１２（例えば、副インピーダンスｚ１の最小値）まで減少した後、外部負荷Ｌからの放電電流をさらに増加させる（インピーダンスＺを減少する）必要がある場合には、副インピーダンスｚ１を第２インピーダンスｚ１２に保持しつつ、副負荷３３−２の副インピーダンスｚ２を副負荷３３−２のための第１インピーダンスｚ２１（例えば、副インピーダンスｚ２の最大値）とした状態にて副負荷３３−２のスイッチ３３５−２を閉状態にする。この結果、スイッチ３３５−１とスイッチ３３５−２とが閉状態となる。
【０１３２】
スイッチ３３５−１とスイッチ３３５−２とが閉状態である状態においては、外部負荷Ｌからの放電電流は、入力端子３１にて、副負荷３３−１を流れる副放電電流と、副負荷３３−２を流れる副放電電流とに分割される。副負荷３３−１にはＶ／ｚ１２の一定の電流が流れ、副負荷３３−２にはＶ／ｚ２と副インピーダンスｚ２の変動に伴って変化する電流が流れる。すなわち、この場合の放電電流は、副負荷３３−１に流れる電流に副負荷３３−２に流れる電流が重畳されたものと見なせる。また、入力端子３１から見たインピーダンスＺは、１／Ｚ＝１／ｚ１２＋１／ｚ２となる。
【０１３３】
上記から、スイッチ３３５−１のみが閉状態である場合の放電電流の最小値はＶ／ｚ１１であり、最大値はＶ／ｚ１２である。また、インピーダンスＺの最大値はｚ１１であり最小値はｚ１２である。
一方、スイッチ３３５−１とスイッチ３３５−２とが閉状態である場合の放電電流の最小値はＶ／ｚ１２であり、最大値はＶ／ｚ１２＋Ｖ／ｚ２２（ｚ２２：副負荷３３−２のための第２インピーダンス（例えば、副インピーダンスｚ２の最小値））となる。また、インピーダンスＺの最大値はｚ１２であり、最小値は（ｚ１２×ｚ２２）／（ｚ２２＋ｚ１２）となる。
【０１３４】
なお、放電電流のレンジの減少（インピーダンスＺのレンジの増加）を行う場合は、まず、全ての副負荷の副インピーダンスを第２インピーダンス（最小値）とし、全ての副負荷のスイッチを閉状態とする。その後、少なくとも１つの副負荷の副インピーダンスを増加し、当該副負荷の副インピーダンスが第１インピーダンスとなったときに、当該副負荷のスイッチを開状態とすることにより行える。
【０１３５】
このように、副インピーダンスが第１インピーダンス以下である副負荷の個数を増加又は減少することにより、外部負荷Ｌからの放電電流のレンジを増加又は減少（インピーダンスＺのレンジを減少又は増加）できる。また、副インピーダンスが第１インピーダンス以下である副負荷のうち少なくとも１つの副インピーダンスを第２インピーダンスから第１インピーダンスまでの範囲内で変動することにより、放電電流（インピーダンスＺ）を変動できる。
【０１３６】
第３実施形態の放電用負荷３’が上記の構成を有することにより、外部負荷Ｌと副負荷とを切り離すことなく、入力端子３１から見たインピーダンスＺ（外部負荷Ｌから出力される放電電流）を広範囲に変動できる。
【０１３７】
（４）第４実施形態
上記の第１〜第３実施形態に係る充放電試験装置において、電源装置１、１’は、合計電流Ｉの出力のみが可能であった。しかし、これに限られず、電源装置は充放電可能なデバイスである外部負荷Ｌの放電電流などを入力可能となっていてもよい。
第４実施形態に係る電源装置１’’においては、副電源に外部負荷Ｌからの電流を入力する電流源をさらに設けることにより、外部負荷Ｌから電流を入力可能としている。以下、第４実施形態に係る電源装置１’’の構成の詳細について説明する。以下の説明においては、電源装置１’’の副電源１３’−１、１３’−２、１３’−３の構成と、合計電流制御部１５’の構成とについてのみ説明し、他の構成については、第１〜第３実施形態の電源装置１、１’と同じであるため説明を省略する。
【０１３８】
（４−１）第４実施形態における副電源の構成
以下、電源装置１’’の副電源１３’−１、１３’−２、１３’−３の構成について図１５Ａを用いて説明する。図１５Ａは、第４実施形態に係る電源装置の副電源の構成を示す図である。なお、以下の説明においては、副電源１３’−１の構成を例にとって説明する。なぜなら、他の副電源１３’−２、１３’−３も、副電源１３’−１の構成と同じ構成を有するからである。
また、副電源１３’−１の電流源１３１’−１と、電流計１３３’−１と、スイッチ１３５’−１は、それぞれ、第１〜第３実施形態の副電源１３−１の電流源１３１−１と、電流計１３３−１と、スイッチ１３５−１と同じ構成及び機能を有するため、説明を省略する。
【０１３９】
副電源１３’−１は、入力電流源１３２’−１を有する。入力電流源１３２’−１は、外部負荷Ｌからの入力電流（合計入力電流）が接続端子１１において分割されて生成される入力副電流を入力する。例えば、入力電流源１３２’−１を定電流電源とした場合には、入力電流源１３２’−１の外部負荷Ｌの正極側と接続された端子を−極とし、外部負荷Ｌの負極側と接続された端子を＋極とすることにより、外部負荷Ｌと入力電流源１３２’−１とが直列接続された電源のように機能して、入力副電流を入力できる。この場合、例えば、入力電流源１３２’−１の出力電圧を制御することにより、入力副電流の電流値を制御できる。
または、入力電流源１３２’−１を、例えば可変抵抗のように、入力電流源１３２’−１の導電状態（インピーダンス）を調整して所定の入力副電流を入力できる素子としてもよい。
【０１４０】
副電源１３’−１は、第１切替部１３４ａ’−１を有する。第１切替部１３４ａ’−１は、例えば、３つの端子ｄ、ｅ、ｆを有する三端子スイッチである。第１切替部１３４ａ’−１は、切替制御部１５４’−１（後述）の制御により、充電試験時（副電流の出力時）には端子ｄと端子ｅとを接続し、放電試験時（入力副電流の入力時）には端子ｄと端子ｆとを接続する。
【０１４１】
副電源１３’−１は、図１５Ａに示すように、第２切替部１３４ｂ’−１を有していてもよい。第２切替部１３４ｂ’−１は、例えば、３つの端子ｇ、ｈ、ｉを有する三端子スイッチである。第２切替部１３４ｂ’−１は、切替制御部１５４’−１の制御により、充電試験時（副電流の出力時）には端子ｇと端子ｈとを接続し、放電試験時（入力副電流の入力時）には端子ｇと端子ｉとを接続する。
なお、上記の第２切替部１３４ｂ’−１は、電流源１３１’−１の接続端子１１側とは反対側の端子の電位と、入力電流源１３２’−１の接続端子１１側とは反対側の端子の電位とが異なる場合などに、電流源１３１’−１から入力電流源１３２’−１へ又はその逆方向に電流が流れることを回避するために設けられている。
しかしながら、電流源１３１’−１の接続端子１１側とは反対側の端子と、入力電流源１３２’−１の接続端子１１側とは反対側の端子とをＧＮＤ電位に共通に接続する場合など、電流源１３１’−１と入力電流源１３２’−１との間に電流が流れることがない場合には、第２切替部１３４ｂ’−１はなくてもよい。
【０１４２】
（４−２）合計電流制御部の構成
次に、電源装置１’’の合計電流制御部１５’の構成について、図１５Ａを用いて説明する。以下の説明においては、合計電流制御部１５’の副電源１３’−１を制御する構成要素の説明のみを行う。なぜなら、他の副電源１３’−２、１３’−３を制御する構成要素も同様の構造及び機能を有するからである。なお、合計電流制御部１５’の副電流制御部１５１’−１と、開閉制御部１５３’−１は、それぞれ、第１〜第３実施形態の副電流制御部１５１−１と、開閉制御部１５３−１と同じ構成及び機能を有するため、説明を省略する。
合計電流制御部１５’は、入力副電流制御部１５２’−１を有する。入力副電流制御部１５２’−１は、電流計１３３’−１、１３３’−２、１３３’−３から入力された各入力電流源１３２’−１、１３２’−２、１３２’−３の入力副電流の測定値や、外部負荷Ｌの電圧値などをモニターしながら、入力電流源１３２’−１へ入力される入力副電流の電流値を制御する。例えば、入力電流源１３２’−１のインピーダンス値や入力電流源１３２’−１の電圧などを制御することにより、入力副電流の電流値を制御できる。
【０１４３】
入力副電流制御部１５２’−１は、入力電流源１３２’−１を制御して、第１入力電流値を有する一定の入力副電流を入力する状態（第１状態）と、第１入力電流値と０との間にて変動する入力副電流を入力する状態（第２状態）と、０の入力副電流を入力する状態（第３状態）とを作り出す。
【０１４４】
合計電流制御部１５’は、切替制御部１５４’−１を有する。切替制御部１５４’−１は、外部負荷Ｌへ合計電流Ｉを出力する場合には、第１切替部１３４ａ’−１の端子ｄと端子ｅとを接続し、第２切替部１３４ｂ’−１の端子ｇと端子ｈとを接続する。これにより、電流源１３１’−１と接続端子１１とが接続される。この結果、電流源１３１’−１から副電流を出力すると、図１５Ｂに示すように、電流源１３１’−１から接続端子１１を経由して外部負荷Ｌへと電流（副電流）が出力される。
図１５Ｂは、第４実施形態に係る電源装置における電流の出力状態を示す図である。
【０１４５】
一方、外部負荷Ｌから電流（合計入力電流）を入力する場合には、切替制御部１５４’−１は、第１切替部１３４ａ’−１の端子ｄと端子ｆとを接続し、第２切替部１３４ｂ’−１の端子ｇと端子ｉとを接続する。これにより、入力電流源１３２’−１と接続端子１１とが接続される。この結果、入力電流源１３２’−１において入力副電流の入力が可能になると、図１５Ｃに示すように、外部負荷Ｌから接続端子１１を経由して入力電流源１３２’−１へと入力副電流が入力される。
図１５Ｃは、第４実施形態に係る電源装置における電流の入力状態を示す図である。
【０１４６】
上記の構成を有する電源装置１’’において、各副電源１３’−１、１３’−２、１３’−３への入力副電流を合計した合計入力電流の入力レンジの変更は、第１及び第２実施形態において説明した合計電流Ｉの出力レンジの変更方法と同様に、入力副電流を入力する副電源の数を調整することにより行われる。また、第１及び第２実施形態において説明したのと同様に、第２状態である副電源へ入力される入力副電流の電流値を変動させることにより、合計入力電流を変動できる。
【０１４７】
上記のように、各副電源１３’−１、１３’−２、１３’−３に電流を入力可能な入力電流源１３２’−１、１３２‘−２，１３２’−３を設けることにより、１つの電源装置により、電流の出力と入力とを実行できる。例えば、外部負荷Ｌとして充放電可能なデバイスを接続することにより、放電用の負荷を設けることなく、１つの電源装置１’’により充放電可能なデバイスの充放電試験を実行できる。
【０１４８】
（５）第５実施形態
上記の第４実施形態に係る電源装置１’’においては、副電源１３’−１、１３’−２、１３’−３に入力電流源を設けることにより、電流を入力可能としていた。しかし、これに限られず、第５実施形態に係る電源装置１’’’においては、副電源から副電流を出力する経路と、入力副電流を入力する経路とを設けることにより、電流の出力と入力とを両方実行可能としている。
以下、第５実施形態に係る電源装置１’’’の構成の詳細について説明する。以下の説明においては、電源装置１’’’の副電源１３’’−１、１３’’−２、１３’’−３と合計電流制御部１５’’の構成とについてのみ説明し、他の構成については第１〜第４実施形態における電源装置１、１’、１’’と同じであるため説明を省略する。
【０１４９】
（５−１）副電源の構成
以下、電源装置１’’’の副電源１３’’−１、１３’’−２、１３’’−３の構成について図１６Ａを用いて説明する。図１６Ａは、第５実施形態に係る電源装置の副電源の構成を示す図である。以下においては、副電源１３’’−１の構成を例にとって説明する。なぜなら、他の副電源１３’’−２、１３’’−３も同様の構成を有するからである。
また、副電源１３’’−１の電流源１３１’’−１と、電流計１３３’’−１と、スイッチ１３５’’−１は、それぞれ、第１〜第３実施形態の副電源１３−１の電流源１３１−１と、電流計１３３−１と、スイッチ１３５−１と同じ構成及び機能を有するため、説明を省略する。
【０１５０】
副電源１３’’−１は、第３切替部１３７ａ’’−１を有する。第３切替部１３７ａ’’−１は、バイポーラトランジスタ（図１６Ａに示す実施形態ではＮＰＮトランジスタ）、又は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの電界効果トランジスタである。第３切替部１３７ａ’’−１のエミッタ端子又はコレクタ端子（ソース端子又はドレイン端子）の一方が、電流計１３３’’−１及びスイッチ１３５’’−１を介して、接続端子１１と接続されている。
【０１５１】
一方、第３切替部１３７ａ’’−１のエミッタ端子又はコレクタ端子（ソース端子又はドレイン端子）の接続端子１１と接続されている端子とは異なる他方の端子は、電流源１３１’’−１と接続されている。これにより、電流源１３１’’−１と接続端子１１との間に第３切替部１３７ａ’’−１が配置された状態となる。
第３切替部１３７ａ’’−１のベース端子（ゲート端子）は、切替制御部１５４’’−１（後述）と接続されている。
【０１５２】
第３切替部１３７ａ’’−１は、切替制御部１５４’’−１からベース端子（ゲート端子）に第３切替部１３７ａ’’−１をＯＮ状態とする電圧（又は電流）信号が印加されたときに、電流源１３１’’−１と接続端子１１とを、電流計１３３’’−１とスイッチ１３５’’−１とを介して接続する。
【０１５３】
副電源１３’’−１は、第４切替部１３７ｂ’’−１を有する。第４切替部１３７ｂ’’−１は、バイポーラトランジスタ（図１６Ａに示す実施形態ではＮＰＮトランジスタ）、又は、ＭＯＳＦＥＴなどの電界効果トランジスタである。第４切替部１３７ｂ’’−１のエミッタ端子又はコレクタ端子（ソース端子又はドレイン端子）の一方が、電流計１３３’’−１及びスイッチ１３５’’−１を介して、接続端子１１と接続されている。
【０１５４】
一方、第４切替部１３７ｂ’’−１のエミッタ端子又はコレクタ端子（ソース端子又はドレイン端子）の接続端子１１と接続されている端子とは異なる他方の端子は、外部負荷Ｌに接続されている。すなわち、第４切替部１３７ｂ’’−１は、実質的に外部負荷Ｌと並列に接続されていると言える。なぜなら、電流計１３３’’−１や閉状態のスイッチ１３５’’−１の電気抵抗は、第４切替部１３７ｂ’’−１のＯＮ状態における抵抗値と比較して無視できる程度に小さいからである。第４切替部１３７ｂ’’−１のベース端子（ゲート端子）は、切替制御部１５４’’−１と接続されている。
【０１５５】
切替制御部１５４’’−１が第４切替部１３７ｂ’’−１のベース端子（ゲート端子）に第４切替部１３７ｂ’’−１をＯＮ状態（エミッタ−コレクタ間が実質的に導通状態となる状態）とする電圧（又は電流）信号を印加すると、外部負荷Ｌは、導通状態の第４切替部１３７ｂ’’−１を負荷として入力副電流を出力できる。すなわち、第４切替部１３７ｂ’’−１は、ＯＮ状態となると、外部負荷Ｌから入力副電流を入力できる。
なお、副電源１３’’−１に入力される入力副電流が過剰とならないように、第４切替部１３７ｂ’’−１と電流計１３３’’−１との間、又は、第４切替部１３７ｂ’’−１と外部負荷Ｌとの間に、図示しない抵抗を挿入してもよい。
【０１５６】
（５−２）合計電流制御部の構成
次に、電源装置１’’’の合計電流制御部１５’’の構成について、図１６Ａを用いて説明する。なお、合計電流制御部１５’’の副電流制御部１５１’’−１と、開閉制御部１５３’’−１は、それぞれ、第１〜第３実施形態の副電流制御部１５１−１と、開閉制御部１５３−１と同じ構成及び機能を有するため、説明を省略する。
【０１５７】
合計電流制御部１５’’は、切替制御部１５４’’−１を有する。切替制御部１５４’’−１は、上記の第３切替部１３７ａ’’−１及び第４切替部１３７ｂ’’−１のベース端子（ゲート端子）に電圧（電流）信号を印加することにより、第３切替部１３７ａ’’−１及び第４切替部１３７ｂ’’−１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替える。
【０１５８】
第５実施形態に係る電源装置１’’’において合計電流を出力する場合、切替制御部１５４’’−１は、第３切替部１３７ａ’’−１をＯＮ状態とし、第４切替部１３７ｂ’’−１をＯＦＦ状態とする信号を、それぞれ、第３切替部１３７ａ’’−１及び第４切替部１３７ｂ’’−１のベース端子（ゲート端子）に印加する。
この結果、第３切替部１３７ａ’’−１、電流計１３３’’−１、スイッチ１３５’’−１、及び接続端子１１を介して、電流源１３１’’−１と外部負荷Ｌとが接続される。これにより、図１６Ｂに示すように、電流源１３１’’−１から外部負荷Ｌへと副電流が出力される。図１６Ｂは、第５実施形態に係る電源装置における電流の出力状態を示す図である。
【０１５９】
一方、外部負荷Ｌから合計入力電流を入力する場合には、切替制御部１５４’’−１は、第３切替部１３７ａ’’−１をＯＦＦ状態とし、第４切替部１３７ｂ’’−１をＯＮ状態とする電圧（電流）信号を、それぞれ、第３切替部１３７ａ’’−１及び第４切替部１３７ｂ’’−１のベース端子（ゲート端子）に印加する。
これにより、外部負荷Ｌから電流を入力する場合には、外部負荷Ｌと並列に接続された第４切替部１３７ｂ’’−１が導通状態となる。その結果、図１６Ｃに示すように、外部負荷Ｌからの入力副電流が第４切替部１３７ｂ’’−１を流れる。すなわち、第４切替部１３７ｂ’’−１が外部負荷Ｌに対して負荷のように機能して、入力副電流が入力される。
図１６Ｃは、第５実施形態に係る電源装置における電流の入力状態を示す図である。
【０１６０】
なお、外部負荷Ｌから入力合計電流を入力するときに、切替制御部１５４’’−１は、第４切替部１３７ｂ’’−１のベース端子（ゲート端子）に印加する信号の大きさを調整してもよい。これにより、入力副電流を入力する第４切替部１３７ｂ’’−１の導電状態を変更できる。その結果、副電源１３’’−１に入力される入力副電流の大きさを調整できる。
例えば、各副電源の第４切替部の導通状態を調整して、入力副電流を入力する第４切替部の個数を調整することにより、合計入力電流の入力レンジを調整できる。また、第４切替部の導通状態を変動して入力副電流を変動させることにより、合計入力電流を変動できる。
【０１６１】
上記のように、各副電源１３’’−１、１３’’−２、１３’’−３から副電流を出力するための経路（電流源が接続された側の経路）と、入力副電流を入力する経路（電流源が接続されていない側の経路）とを設けることにより、１つの電源装置を用いて電流の出力と入力とを実行できる。
【０１６２】
（５−３）第５実施形態に係る電源装置の変形例
上記の第５実施形態に係る電源装置１’’’の変形例における副電源１３’’’−１、１３’’’−２、１３’’’−３について、図１７を用いて説明する。図１７に示すように、当該副電源１３’’’−１、１３’’’−２、１３’’’−３の入力副電流が流れる経路に、入力副電流の電流値を制御する入力電流制御素子１３９ｂ’’−１を配置してもよい。
入力電流制御素子１３９ｂ’’−１は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、又は、バイポーラトランジスタである。入力電流制御素子１３９ｂ’’−１のソース（エミッタ）端子又はドレイン（コレクタ）端子の一方が第４切替部１３７ｂ’’−１に接続され、他方が外部負荷Ｌの接続端子１１に接続された側とは反対側の端子と接続される。また、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１のゲート端子（ベース端子）は、副電流制御部１５１’’−１に接続されている。すなわち、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１は、第４切替部１３７ｂ’’−１と外部負荷Ｌとの間に配置されている。
【０１６３】
これにより、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１のゲート端子（ベース端子）へ入力される電流値又は電圧値が副電流制御部１５１’’−１により制御され、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１のソース−ドレイン間（エミッタ−コレクタ間）の導通状態（抵抗値）、すなわち、第４切替部１３７ｂ’’−１と外部負荷Ｌとの間の導通状態（抵抗値）が制御される。この結果、第４切替部１３７ｂ’’−１と外部負荷Ｌとの間の制御された導通状態（抵抗値）と、外部負荷Ｌから出力される電圧の電圧値とにより実質的に決定される入力副電流が副電源１３’’’−１へと入力される。なぜなら、ＯＮ状態の第４切替部１３７ｂ’’−１、電流計１３３’’−１、及び閉状態のスイッチ１３５’’−１の電気抵抗は、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１の導通状態における抵抗値と比較して無視できる程度に小さいからである。
【０１６４】
なお、図１７に示す実施形態においては、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１としてＦＥＴを用いているが、これに限られない。自身の導通状態を制御できるあらゆる素子を、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１として使用できる。例えば、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１として可変抵抗を用いてもよい。
【０１６５】
また、図１７に示す実施形態において、第４切替部１３７ｂ’’−１はＰＮＰトランジスタとなっており、ＰＮＰトランジスタのエミッタ端子と接続端子１１側とが接続され、コレクタ端子が入力電流制御素子１３９ｂ’’−１と接続されている。しかし、これに限られず、第４切替部１３７ｂ’’−１を図１６Ａに示すように、ＮＰＮトランジスタとしてもよい。
【０１６６】
さらに、図１７に示すように、電流源１３１’’’−１を、電圧源１３１１’’’−１と、副電流制御素子１３１３’’’−１とにより構成してもよい。電圧源１３１１’’’−１は、副電流ｉ１を出力するための電圧を発生する。副電流制御素子１３１３’’’−１は、上記の入力電流制御素子１３９ｂ’’−１と同様、ＦＥＴ又はバイポーラトランジスタであり、ゲート端子が副電流制御部１５１’’−１に接続され、ソース又はドレイン（エミッタ又はコレクタ）端子の一方が第３切替部１３７ａ’’−１に接続され、他方が電圧源１３１１’’’−１と接続されている。すなわち、副電流制御素子１３１３’’’−１は第３切替部１３７ａ’’−１と電圧源１３１１’’’−１との間に配置されている。
【０１６７】
副電流制御素子１３１３’’’−１のソース−ドレイン（エミッタ−コレクタ）間の導通状態、すなわち、電圧源１３１１’’’−１と第３切替部１３７ａ’’−１との間の導通状態（抵抗値）は、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１と同様に、副電流制御部１５１’’−１に接続されたゲート端子（ベース端子）へ入力される電流値又は電圧値により制御される。
これにより、副電流ｉ１の電流値は、電圧源１３１１’’’−１から出力される電圧の電圧値と、電圧源１３１１’’’−１と接続端子１１との間（副電流制御素子１３１３’’’−１）の導通状態（抵抗値）と、外部負荷Ｌのインピーダンスとにより実質的に決定される。なぜなら、ＯＮ状態の第３切替部１３７ａ’’−１、電流計１３３’’−１、及び閉状態のスイッチ１３５’’−１の電気抵抗は、副電流制御素子１３１３’’’−１の導通状態における抵抗値や外部負荷Ｌのインピーダンスと比較して無視できる程度に小さいからである。
【０１６８】
なお、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１と同様、副電流制御素子１３１３’’’−１を可変抵抗としてもよい。また、副電流ｉ１の電流値は、電圧源１３１１’’’−１から出力される電圧を一定にして副電流制御素子１３１３’’’−１の導通状態のみにて制御してもよいし、電圧源１３１１’’’−１から出力される電圧と副電流制御素子１３１３’’’−１の導通状態とを両方制御することにより制御してもよい。
【０１６９】
上記のように、入力副電流が流れる経路に入力電流制御素子１３９ｂ’’−１を配置することにより、外部負荷Ｌから入力される入力副電流（合計入力電流）の電流値を制御できる。
また、電流源１３１’’’−１を上記の電圧源１３１１’’’−１と副電流制御素子１３１３’’’−１とにより構成することにより、電流源を用いることなく副電流の電流源を実現できる。
【０１７０】
（６）実施形態の作用効果
上記第１〜第５実施形態は、下記の効果を有する。
第１〜第５実施形態の電源装置（例えば、電源装置１、１’、１’’、１’’’）は、接続端子（例えば、接続端子１１）と、複数の副電源（例えば、複数の副電源１３−１、１３’’−１、１３’’−１、１３’’’−１、１３−２、１３’’−２、１３’’’−２、１３−３、１３’−３、１３’’−３、１３’’’−３）と、合計電流制御部（例えば、合計電流制御部１５、１５’、１５’’）と、を備える。接続端子には外部負荷（例えば、外部負荷Ｌ）が接続される。複数の副電源は、接続端子において共通に接続される。複数の副電源は、それぞれが個別に副電流（例えば、副電流ｉ１、ｉ２、ｉ３）を出力する。合計電流制御部は、各副電源から出力される副電流の電流値を制御することにより、合計電流（例えば、合計電流Ｉ）の電流値を制御する。合計電流は、各副電源から出力される副電流が接続端子にて合計されることにより生成される。合計電流は、接続端子から出力される。
【０１７１】
合計電流制御部は、副電流を出力する副電源の個数を制御することにより合計電流の出力レンジを制御する。一方、合計電流制御部は、第２状態である副電源を作り出すことにより合計電流を変動させる。第２状態は、副電源が第１電流値（例えば、第１電流値Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３）よりも小さな電流値範囲にて変動する副電流を出力している状態である。第１電流値は、副電源毎に個別に定められている。
【０１７２】
上記の電源装置においては、複数の副電源が接続端子にて共通に接続されている。これにより、副電流が接続端子にて合計されて合計電流が生成され、当該合計電流が接続端子に接続される外部負荷へと供給される。その結果、広い電流値範囲にて変化可能な電流を外部負荷へ供給できる。
【０１７３】
合計電流制御部は、副電流を出力する副電源の個数を制御することにより合計電流の出力レンジを制御する一方、第２状態である副電源を作り出すことにより合計電流を変動させる。副電流を出力する副電源の個数を制御して出力レンジを制御し、かつ、合計電流の変動成分を第２状態である副電源により作り出すことにより、外部負荷と副電源とを切り離すタイミングを設けることなく、合計電流を広い電流値範囲にて高精度に変動できる。
【０１７４】
第１〜第５実施形態に係る電源装置において、合計電流を所望の電流値とするために出力レンジを変更する必要がある場合（例えば、ステップＳ１６、Ｓ２６、Ｓ３５、Ｓ４５において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流制御部は、副電流を出力する副電源の個数を１つずつ増加又は減少している（例えば、ステップＳ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２）。これにより、外部負荷を全ての副電源から切り離すタイミングを設けることなく、合計電流の出力レンジをスムーズに変更できる。
【０１７５】
第１、第３〜第５実施形態に係る電源装置において、合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを減少しさらに合計電流を減少する必要がある場合（例えば、ステップＳ１６において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流制御部は、第２状態である副電源のうち少なくとも１つの副電流が０となったタイミング（例えば、時間Ｔ１、Ｔ２）にて、第１状態である副電源のうち少なくとも１つを第２状態へ遷移させている（例えば、ステップＳ１２）。
これにより、出力レンジをまたいで合計電流を減少する場合において、副電流を出力する副電源の数が少なくとも１つ減少して出力レンジが減少したタイミングにて直ちに合計電流の減少を開始して、連続的に合計電流を減少できる。
【０１７６】
第２〜第５実施形態に係る電源装置において、合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを減少しさらに合計電流を減少する必要がある場合（例えば、ステップＳ３５において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流制御部は、第３状態へ遷移しようとしている少なくとも１つの第２状態の副電源の副電流が第２電流値（例えば、第２電流値Ｉ２１’、Ｉ２２’、Ｉ２３’）となったタイミング（例えば、時間Ｔ７、Ｔ９）にて、第１状態である副電源のうち少なくとも１つを第２状態へ遷移させている（例えば、ステップＳ３２）。
これにより、出力レンジをまたいで合計電流を減少する場合において、出力レンジが減少する前に第１状態の副電源のうちの少なくとも１つの副電流の減少を開始して、シームレスな合計電流の減少を実現できる。
【０１７７】
第１、第３〜第５実施形態に係る電源装置において、合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを増加しさらに合計電流を増加する必要がある場合（例えば、ステップＳ２４において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流制御部は、第２状態である副電源のうち少なくとも１つの副電流が第１電流値となったタイミング（例えば、時間Ｔ４、Ｔ５）にて、第３状態である副電源のうち少なくとも１つを第２状態へ遷移させている（例えば、ステップＳ２２）。
これにより、出力レンジをまたいで合計電流を増加する場合において、少なくとも１つの第２状態の副電源が第１状態に遷移したタイミングにて直ちに合計電流の増加を開始して、連続的に合計電流を増加できる。
【０１７８】
第２〜第５実施形態に係る電源装置において、合計電流を所望の電流値とするためには出力レンジを増加してさらに合計電流を増加する必要がある場合（例えば、ステップＳ４５において「Ｙｅｓ」の場合）、合計電流制御部は、第１状態へ遷移しようとしている少なくとも１つの第２状態の副電源の副電流が第３電流値（例えば、第３電流値Ｉ３１’、Ｉ３２’、Ｉ３３’）となったタイミング（例えば、時間Ｔ１１、Ｔ１３）にて、第３状態の副電源のうち少なくとも１つを第２状態へ遷移させている（例えば、ステップＳ４２）。
これにより、出力レンジをまたいで合計電流を増加する場合において、少なくとも１つの第２状態の副電源が第１状態に遷移する前に出力レンジを増加して、シームレスな合計電流の増加を実現できる。
【０１７９】
第１〜第５実施形態に係る電源装置において、第１電流値は、各副電源が出力可能な副電流の最大値である。すなわち、一定の電流値の副電流を出力する際に、各副電源は当該各副電源の最大電流を出力してもよい。これにより、各副電源の出力レンジを有効に使用できる。
【０１８０】
第１〜第５実施形態に係る電源装置において、複数の副電源のそれぞれは、電流源と、スイッチと、を有している。電流源は副電流を出力する。スイッチは、その一端が電流源の出力側に接続されている。一方、スイッチの他端は、接続端子側に接続されている。また、スイッチは、合計電流制御部により、電流源と接続端子とを接続するか又は遮断するかが制御される。すなわち、スイッチの開閉は合計電流制御部により制御される。このとき、スイッチは、副電源から副電流を出力しない場合に電流源と接続端子とを遮断する。
これにより、副電源が第３状態である場合には、当該副電源の電流源と接続端子とを電気的に切断できる。すなわち、第３状態の副電源から誤って副電流が出力されたり、当該副電源へ電流が流入したりすることを回避できる。
【０１８１】
第４実施形態に係る電源装置において、複数の副電源のそれぞれは、副電流を出力する電流源と、入力電流源（例えば、入力電流源１３２’−１）と、切替部（例えば、第１切替部１３４ａ’−１と第２切替部１３４ｂ’−１）とを有している。入力電流源は、入力副電流を入力する。入力副電流は、外部負荷からの合計入力電流が接続端子において分割されて生成される電流である。切替部は、外部負荷へ副電流を出力するときには、電流源と接続端子とを接続する。一方、外部負荷から入力副電流を入力するときには、切替部は入力電流源と接続端子とを接続する。これにより、１つの電源装置において電流の出力と入力とを両方実行できる。
【０１８２】
第５実施形態に係る電源装置（例えば、電源装置１’’’）において、複数の副電源（例えば、１３’’−１、１３’’−２、１３’’−３）のそれぞれは、副電流を出力する電流源と、第３切替部（例えば、第３切替部１３７ａ’’−１）と第４切替部（例えば、第４切替部１３７ｂ’’−１）とをさらに有している。第３切替部は、外部負荷へ副電流を出力するときに、電流源と接続端子とを接続する。第４切替部は、外部負荷と並列に接続される。第４切替部は、外部負荷から合計入力電流を入力するときにＯＮ状態となる。この結果、第４切替部は、合計入力電流が接続端子において分割されて生成される入力副電流を入力する。これにより、１つの電源装置において電流の出力と入力とを両方実行できる。
【０１８３】
第５実施形態の変形例に係る電源装置において、複数の副電源（例えば、１３’’’−１、１３’’’−２、１３’’’−３）のそれぞれは、入力電流制御素子（例えば、入力電流制御素子１３９ｂ’’−１）をさらに有している。入力電流制御素子は、第４切替部と外部負荷との間の導電状態を制御することにより、入力副電流の電流値を制御する。これにより、外部負荷から入力される入力副電流の電流値を制御できる。
【０１８４】
第５実施形態の変形例に係る電源装置において、複数の副電源のそれぞれは電流源（例えば、電流源１３１’’’−１）を有し、電流源は、電圧源（例えば、電圧源１３１１’’’−１）と副電流制御素子（例えば、副電流制御素子１３１３’’’−１）により構成されている。副電流制御素子は、接続端子と電圧源との間の導通状態を制御する。この場合、副電流の電流値は、電圧源から出力される電圧の電圧値と、接続端子と電圧源との間の導通状態と、外部負荷のインピーダンスにより決定される。これにより、電流源を用いることなく副電流の電流源を実現できる。
【０１８５】
第１〜第５実施形態に係る充放電試験装置（例えば、充放電試験装置１００）は、上記の電源装置を備え、当該電源装置の接続端子は外部負荷である充放電可能なデバイスと接続されるものである。これにより、上記の電源装置を用いて、充放電可能なデバイスの充放電試験を広い電流値範囲にて実行できる。
充放電可能なデバイスは二次電池である。これにより、二次電池の充放電試験を上記の電源装置を用いて実行できる。
【０１８６】
第３実施形態に係る充放電試験装置は、放電用負荷（例えば、放電用負荷３’）をさらに備えていてもよい。放電用負荷は、充放電可能なデバイスの放電試験を行うための負荷である。
放電用負荷は、入力端子（例えば、入力端子３１）と、複数の副負荷（例えば、副負荷３３−１、３３−２、３３−３）と、放電負荷制御部（例えば、放電負荷制御部３５）とを有している。入力端子は、充放電可能なデバイスを接続するための端子である。複数の副負荷は、入力端子において共通に接続される。放電負荷制御部は、入力端子から見たインピーダンス（例えば、インピーダンスＺ）が所望の値となるように、各副負荷の副インピーダンス（例えば、副インピーダンスｚ１、ｚ２、ｚ３）を制御する。
【０１８７】
この場合、放電負荷制御部は、副インピーダンスが第１インピーダンス以下となっている副負荷の個数を制御して入力端子から見たインピーダンスのレンジを制御する。一方、放電負荷制御部は、副インピーダンスが第１インピーダンス以下である副負荷のうちの少なくとも１つの副インピーダンスを、第１インピーダンスと第２インピーダンスとの間で変動させて、入力端子から見たインピーダンスを変動させる。
これにより、外部負荷と副負荷とを切り離すタイミングを設けることなく、入力端子から見たインピーダンスを広い範囲にて変動できる。
【０１８８】
（７）他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に記載された複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
各実施形態の構成（装置、機構、部品、部分、それらの材料）は、他の実施形態に適宜適用可能である。また、各実施形態の方法（アルゴリズム、プロセス、ステップ、それらの組み合わせ）は、他の実施形態に適宜適用可能である。
また、上記の第１〜第５実施形態において説明した各ステップは、発明の要旨を逸脱しない範囲にて変更することが可能である。また、各ステップの順番も、発明の要旨を逸脱しない範囲にて変更することが可能である。
【０１８９】
（Ａ）合計電流の減少方法及び増加方法に関する他の実施形態（その１）
上記の合計電流Ｉの減少方法の説明においては、二次電池の定電圧充放電領域における電源装置１の動作を例にとって説明した。また、合計電流Ｉの増加方法の説明においては、時間に対して一定割合にて合計電流Ｉを増加する場合について説明した。
しかし、合計電流Ｉの減少及び増加の方法は上記の場合に限定されない。上記にて説明した合計電流Ｉの増加方法及び減少方法に基づいて、副電流を出力する副電源の個数の増加と減少のパターン及び副電流の変動パターンを適宜変更することにより、二次電池などの充放電の他のモード（ＣＣ（定電流）モード、ＣＰ（低電力）モード、ＣＣＣＶ（定電流定電圧）モード、等）における合計電流Ｉの変動パターン等、任意の合計電流Ｉの変動パターンを作り出せる。
【０１９０】
（Ｂ）合計電流の減少方法及び増加方法に関する他の実施形態（その２）
上記の第１〜第５実施形態においては、合計電流Ｉの出力レンジを複数のレンジに亘って変更する場合であっても、副電流を出力する副電源の数を１つずつ増加又は減少して合計電流Ｉの出力レンジを１つずつ増減していた。これにより、二次電池のように急激な電圧や電流の変化に対して耐性が低い外部負荷Ｌに与えるダメージを低減していた。
しかし、これに限られず、外部負荷Ｌが急激な電圧や電流の変化に耐えられる、あるいは、急激な電圧や電流の変化が外部負荷Ｌの動作に大きな影響を及ぼさない場合などには、副電流を出力する副電源の数を同時に複数個増減し、一度に複数のレンジに亘って合計電流Ｉの出力レンジを変更してもよい。これにより、外部負荷Ｌを副電源から切り離すことなく、より素早く出力レンジと合計電流Ｉとを変化できる。
【産業上の利用可能性】
【０１９１】
本発明は、複数の出力レンジを有した電源装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【０１９２】
１００ 充放電試験装置
１、１'、１’’、１’’’   電源装置
３、３'放電用負荷
５     充放電切替部
７     制御部
９     電圧計
１１   接続端子
１３−１、１３−２、１３−３副電源
１３１−１、１３１−２、１３１−３ 電流源
１３３−１、１３３−２、１３３−３ 電流計
１３５−１、１３５−２、１３５−３ スイッチ
１３’−１、１３’−２、１３’−３ 副電源
１３１’−１、１３１’−２、１３１’−３  電流源
１３２’−１、１３２’−２、１３２’−３  入力電流源
１３３’−１、１３３’−２、１３３’−３  電流計
１３４ａ’−１、１３４ａ’−２、１３４ａ’−３   第１切替部
１３４ｂ’−１、１３４ｂ’−２、１３４ｂ’−３   第２切替部
１３５’−１、１３５’−２、１３５’−３  スイッチ
１３’’−１、１３’’−２、１３’’−３  副電源
１３’’’−１、１３’’’−２、１３’’’−３   副電源
１３１’’−１、１３１’’−２、１３１’’−３   電流源
１３１’’’−１、１３１’’’−２、１３１’’’−３    電流源
１３１１’’’−１、１３１１’’’−２、１３１１’’’−３     電圧源
１３１３’’’−１、１３１３’’’−２、１３１３’’’−３     副電流制御素子
１３３’’−１、１３３’’−２、１３３’’−３   電流計
１３５’’−１、１３５’’−２、１３５’’−３   スイッチ
１３７ａ’−１、１３７ａ’−２、１３７ａ’−３   第３切替部
１３７ｂ’−１、１３７ｂ’−２、１３７ｂ’−３   第４切替部
１３９ｂ’’−１、１３９ｂ’’−２、１３９ｂ’’−３    入力電流制御素子
１５、１５’、１５’’      合計電流制御部
１５１−１、１５１−２、１５１−３ 副電流制御部
１５１’−１、１５１’−２、１５１’−３  副電流制御部
１５１’’−１、１５１’’−２、１５１’’−３   副電流制御部
１５２’−１、１５２’−２、１５２’−３  入力副電流制御部
１５３−１、１５３−２、１５３−３ 開閉制御部
１５３’−１、１５３’−２、１５３’−３  開閉制御部
１５３’’−１、１５３’’−２、１５３’’−３   開閉制御部
１５４’−１、１５４’−２、１５４’−３  切替制御部
１５４’’−１、１５４’’−２、１５４’’−３   切替制御部
Ｉ     合計電流
Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３      第１電流値
Ｉ２１'、Ｉ２２’、Ｉ２３'  第２電流値
Ｉ３１'、Ｉ３２'、Ｉ３３'   第３電流値
Ｌ     外部負荷
ａ、ｂ、ｃ    端子
ｄ、ｅ、ｆ    端子
ｇ、ｈ、ｉ    端子
ｉ１、ｉ２、ｉ３     副電流
３１   入力端子
３３−１、３３−２、３３−３副負荷
３３１−１、３３１−２、３３１−３ インピーダンス素子
３３３−１、３３３−２、３３３−３ 電流計
３３５−１、３３５−２、３３５−３ スイッチ
３５   放電負荷制御部
３５１−１、３５１−２、３５１−３ 副負荷制御部
３５３−１、３５３−２、３５３−３ 開閉制御部
Ｚ     インピーダンス
ｚ１、ｚ２、ｚ３     副インピーダンス
Ｔ１〜Ｔ１４  時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
0006370740.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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