JP5758131B2 - 電池監視回路、および、電池監視システム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電池監視回路、および、電池監視システムに関する。

従来、ハイブリットカーやＥＶ（電気自動車）のバッテリに用いられる直列に複数接続された二次電池の各電圧の異常を検出する電池監視回路がある。

この従来の電池監視回路は、例えば、各電池セル間の端子の電圧を選択するスイッチ群を２組用い、スイッチ群一の方をキャパシタの一端に接続し、他方のスイッチ群を該キャパシタの他端に接続して構成される。

この従来の電池監視回路の動作は、先ず目的の電池セルの上下端子をキャパシタの両端に接続しキャパシタの端子間電圧をセル電圧と等しくする。次に２つのスイッチ群との接続を無くしキャパシタ両端をオープンとした後に、別に用意した一組のスイッチでキャパシタの一端をＡＤコンバータの基準電圧に、キャパシタの他端をＡＤコンバータの入力に接続するようにしセル電圧を測定する。

この従来の電池監視回路の一連の動作を目的の電池セルに対して順次行うことで、全ての電池セルの電圧を測定できる。

しかしながら、上記従来の電池監視回路は、各電池セル間の端子の電圧を選択するスイッチ群が２組必要であり、回路規模が大きくなる。さらに、ＡＤコンバータとの間にも１組のスイッチが必要である。

すなわち、電池監視回路の製造コストが増加する問題があった。

特開２００９−６９０５６

直列に接続された二次電池のそれぞれの電圧をより正確に測定しつつ、回路面積の縮小を図ることが可能な電池監視回路を提供する。

実施例に従った電池監視回路は、直列に接続された複数の二次電池の電圧を監視する。
監視回路は、第１の電位線に接続され且つ第１の二次電池の負極を接続するための第１の
端子に、一端が接続された第１のスイッチ素子と、前記第１の二次電池の正極および第２
の二次電池の負極を接続するための第２の端子に、一端が接続され、前記第１のスイッチ
素子の他端に、他端が接続された第２のスイッチ素子と、第２の電位線に接続され且つ前
記第２の二次電池の正極を接続するための第３の端子に、一端が接続され、前記第１のス
イッチ素子の他端に、他端が接続された第３のスイッチ素子と、前記第１のスイッチ素子
の他端に一端が接続された第１のキャパシタと、前記第１のキャパシタの他端に反転入力
端子が接続され、固定電位に非反転入力端子が接続され、前記第１のキャパシタの他端に
出力が動作制御スイッチ素子を介して接続されたオペアンプと、前記オペアンプが出力し
た信号をアナログ・デジタル変換し、得られたデジタル信号を出力するＡＤコンバータと
、 前記第１のスイッチ素子ないし前記第３のスイッチ素子のオン／オフを制御するとと
もに、前記オペアンプおよび前記ＡＤコンバータの動作を制御する制御回路と、を備える
。前記制御回路は、前記オペアンプを動作させるときに前記動作制御スイッチ素子をオン
し、前記オペアンプを停止させるときに前記動作制御スイッチ素子をオフすることにより
前記オペアンプを制御する。

図１は、実施例１に係る電池監視システム１０００の構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示す電池監視回路が二次電池の電圧を検出する場合における、各スイッチ素子を制御する信号およびＡＤコンバータの動作を制御する信号の波形の一例を示す図である。 図３は、実施例２に係る電池監視システム２０００の構成の一例を示す図である。 図４は、図３に示す電池監視回路が二次電池の電圧を検出する場合における、各スイッチ素子を制御する信号およびＡＤコンバータの動作を制御する信号の波形の一例を示す図である。 図５は、実施例３に係る電池監視システム３０００の構成の一例を示す図である。 図６は、図５に示す電池監視回路が二次電池の電圧を検出する場合における、各スイッチ素子を制御する信号およびＡＤコンバータの動作を制御する信号の波形の一例を示す図である。 図７は、実施例４に係る電池監視システム４０００の構成の一例を示す図である。 図８は、図７に示す電池監視回路が二次電池の電圧を検出する場合における、各スイッチ素子を制御する信号およびＡＤコンバータの動作を制御する信号の波形の一例を示す図である。

以下、各実施例について図面に基づいて説明する。

図１は、実施例１に係る電池監視システム１０００の構成の一例を示す図である。

図１に示すように、電池監視システム１０００は、直列に接続された複数（ｎ個（ｎ≧２））の二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎと、これらの二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を監視する電池監視回路１００と、を備える。

第１ないし第ｎの二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎは、電源ＶＤＤと接地ＶＳＳとの間に、直列に接続されている。第１ないし第ｎの二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの正極には、第２ないし第ｎ＋１の端子Ｔ２〜Ｔｎ＋１がそれぞれ接続されている。第１ないし第ｎの二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎは、例えば、リチウムイオン二次電池である。

ここで、電池監視回路１００は、制御回路１０１と、ＡＤコンバータ１０２と、オペアンプ１０３と、第１ないし第ｎ＋１のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎ＋１と、第１のキャパシタＣ１と、第１ないし第ｎの抵抗Ｒ１〜Ｒｎと、第１ないし第ｎの放電用スイッチ素子ＳＷｄ１〜ＳＷｄｎと、を備える。

第１のスイッチ素子ＳＷ１は、接地（第１の電位線）ＶＳＳに接続され且つ第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の負極を接続するため第１の端子Ｔ１に、一端が接続されている。

第２のスイッチ素子ＳＷ２は、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の正極および第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の負極を接続するための第２の端子Ｔ２に、一端が接続され、第１のスイッチ素子ＳＷ１の他端に、他端が接続されている。

第３のスイッチ素子ＳＷ３は、電源（第２の電位線）ＶＤＤに（第３ないし第ｎの二次電池Ｃｅｌｌ３〜Ｃｅｌｌｎを介して）接続され且つ第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の正極を接続するための第３の端子Ｔ３に、一端が接続され、第１のスイッチ素子ＳＷ１の他端に、他端が接続されている。

また、他のスイッチ素子ＳＷ４〜ＳＷｎ＋１も同様に接続されている。

このように、電池監視回路１００は、各電池セル間の端子の電圧を選択するスイッチ素子の数は、二次電池を直列に接続する数の増加分だけ増加させればよい構成になっている。したがって、電池監視回路１００は、従来の電池監視回路と比較して回路面積を縮小することができる。

また、図１に示すように、第１の放電用スイッチ素子ＳＷｄ１は、第１の端子Ｔ１と第２の端子Ｔ２との間で、第１の抵抗Ｒ１と直列に接続されている。この第１の放電用スイッチ素子ＳＷｄ１は、制御回路１０１によりオン／オフが制御されるようになっている。

第２の放電用スイッチ素子ＳＷｄ２は、第２の端子Ｔ２と第３の端子Ｔ３との間で、第１の抵抗Ｒ１および第２の抵抗Ｒ２と直列に接続されている。この第２の放電用スイッチ素子ＳＷｄ２は、制御回路１０１によりオン／オフが制御されるようになっている。

また、他の第３ないし第ｎの放電用スイッチ素子ＳＷｄ３〜ＳＷｄｎ、および第３ないし第ｎの抵抗Ｒ３〜Ｒｎも同様に接続されている。また、第３ないし第ｎの放電用スイッチ素子ＳＷｄ３〜ＳＷｄｎも、制御回路１０１によりオン／オフが制御されるようになっている。

なお、第１ないし第ｎの放電用スイッチ素子ＳＷｄ１〜ＳＷｄｎは、通常動作時および電圧測定時は、オフに制御される。

第１のキャパシタＣ１は、第１のスイッチ素子ＳＷ１の他端に一端が接続されている。

オペアンプ１０３は、第１のキャパシタＣ１の他端に反転入力端子が接続され、固定電位（ここでは接地電位）に非反転入力端子が接続されている。

このオペアンプ１０３は、端子１０３ａと、端子１０３ｂとを有する。オペアンプ１０３は、端子１０３ａ、１０３ｂを介して動作用の電流が供給されるようになっている。

このオペアンプ１０３は、さらに、その出力をオン／オフする（オペアンプ１０３の動作を制御する）動作制御スイッチＳＷｏｐを有している。この動作制御スイッチＳＷｏｐは、オペアンプ１０３の出力端子に一端が接続され、オペアンプ１０３の反転入力端子およびＡＤコンバータ１０２の入力に他端が接続されている。この動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐは、制御回路１０１によりオン／オフが制御され、オペアンプ１０３の動作（出力）を制御するようになっている。

ＡＤコンバータ１０２は、オペアンプ１０３が動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐを介して出力した信号Ｖｏをアナログ・デジタル変換し、得られたデジタル信号を出力するようになっている。

制御回路１０１は、第１のスイッチ素子ＳＷ１ないし第ｎ＋１のスイッチ素子ＳＷｎ＋１のオン／オフを制御するとともに、オペアンプ１０３およびＡＤコンバータ１０２の動作を制御するようになっている。

例えば、制御回路１０１は、オペアンプ１０３を動作（オペアンプ１０３の出力をオン）させる場合は、動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐの他端における信号Ｖｏが、オペアンプ１０３の反転入力端子および非反転入力端子に入力された信号に応じて変化するように、動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐをオンするようになっている。すなわち、信号Ｖｏがオペアンプ１０３の出力に応じて変化する状態になる（本実施例では、この状態をオペアンプ１０３が動作している状態とする）。

一方、制御回路１０１は、オペアンプ１０３の動作を停止（オペアンプ１０３の出力をオフ）させる場合は、反転入力端子および非反転入力端子に入力された信号に応じて変化するオペアンプ１０３の出力を、遮断するように動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐをオフするようになっている。すなわち、動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐの他端における信号Ｖｏがオペアンプ１０３の出力に応じて変化しない状態になる（本実施例では、この状態をオペアンプ１０３が動作していない状態とする）。

さらに、制御回路１０１は、ＡＤコンバータ１０２が出力したデジタル信号に応じて、
第１ないし第ｎの二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を取得（検出）し、第１ないし
第ｎの放電用スイッチ素子ＳＷｄ１〜ＳＷｄｎを制御するようになっている。

例えば、制御回路１０１は、後述のように、ＡＤコンバータ１０２が出力したデジタル
信号に基づいて、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の電圧を取得する。そして、制御回路１０１
は、例えば、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の電圧と予め設定された閾値電圧と比較し、第１
の二次電池Ｃｅｌｌ１の電圧が該閾値電圧よりも高いと判断した場合は、第１の二次電池
Ｃｅｌｌ１の電圧を下げる（第１の二次電池Ｃｅｌｌ１を放電させる）。

すなわち、制御回路１０１は、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の電圧を下げる場合は、第１の放電用スイッチ素子ＳＷｄ１ないし第ｎの放電用スイッチ素子ＳＷｄｎがオフした状態から第１のスイッチ素子ＳＷｄ１をオンする。これにより、第１の抵抗Ｒ１に電流が流れて、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１のエネルギーが消費され、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の電圧が下がる。

同様に、制御回路１０１は、後述のように、ＡＤコンバータ１０２が出力したデジタル
信号に基づいて、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の電圧を取得する。そして、制御回路１０１
は、例えば、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の電圧と該閾値電圧と比較し、第２の二次電池Ｃ
ｅｌｌ２の電圧が該閾値電圧よりも高いと判断した場合は、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の
電圧を下げる（第２の二次電池Ｃｅｌｌ２を放電させる）。

すなわち、制御回路１０１は、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の電圧を下げる（第２の二次電池Ｃｅｌｌ２を放電させる）場合は、第１の放電用スイッチ素子ＳＷｄ１ないし第ｎの放電用スイッチ素子ＳＷｄｎがオフした状態から第２のスイッチ素子ＳＷｄ２をオンする。これにより、第１、第２の抵抗Ｒ１、Ｒ２に電流が流れて、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２のエネルギーが消費され、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の電圧が下がる。

なお、制御回路１０１は、他の二次電池Ｃｅｌｌ３〜Ｃｅｌｌｎについても同様に電圧を制御するようになっている。

なお、第１ないし第ｎ＋１のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎ＋１、第１ないし第ｎの放電用スイッチ素子ＳＷｄ１〜ＳＷｄｎ、および、動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐは、例えば、ＭＯＳトランジスタで構成される。この場合、各スイッチ素子を構成するＭＯＳトランジスタのゲート電圧が制御回路１０１により制御されることにより、各スイッチ素子のオン／オフが制御される。

以上のように、電池監視システム１０００は、直列に接続された複数の二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を監視するようになっている。

さらに、電池監視システム１０００は、検出した電圧に応じて、電圧が規定レベルより高い二次電池を放電させて、各二次電池の電圧が規定レベル以下になるように制御するようになっている。

これにより、二次電池が、例えば、リチウムイオン二次電池である場合、過充電等による寿命の低下を抑制することができる。

ここで、以上のような構成を有する電池監視回路１００が二次電池の電圧を検出するための具体的な動作の一例について説明する。

図２は、図１に示す電池監視回路が二次電池の電圧を検出する場合における、各スイッチ素子を制御する信号およびＡＤコンバータの動作を制御する信号の波形の一例を示す図である。

図２に示すように、制御回路１０１は、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の第１の電圧（ＶＢ２−ＶＢ１）を検出するために、全ての第１ないし第ｎのスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎをオフし且つオペアンプ１０３およびＡＤコンバータ１０２の動作を停止させた状態から（期間ｔ０）、第１のスイッチ素子ＳＷ１をオンし、且つ動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐをオンしてオペアンプ１０３を動作させる（期間ｔ１）。

これにより、第１のスイッチ素子ＳＷ１の他端（第１のキャパシタＣ１の一端）の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ１になる。この電圧ＶＢ１は、接地電圧に等しいので、電圧ＶＢ１=０Vである。したがって、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、０Vになる。さらに、オペアンプ１０３を動作させることにより、オペアンプ１０３の反転入力端子は非反転入力端子の電圧と等しくなるようにフィードバックが掛かる。この結果、第１のキャパシタＣ１の他端に接続された反転入力端子の電圧Ｖ２は、接地電圧、すなわち０Vになる。

これにより、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は、電圧Ｖ１−電圧Ｖ２であり、０Vになる。

その後、制御回路１０１は、第１のスイッチ素子ＳＷ１をオフするとともに動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐをオフしてオペアンプ１０３の動作を停止させた後、第２のスイッチ素子ＳＷ２をオンする（期間ｔ２）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ２となる。このとき、オペアンプ１０３は動作していない（オペアンプ１０３の出力端子と第１のキャパシタＣ１との間が遮断されている）ので、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は保持され、第１のキャパシタＣ１の他端の電圧Ｖ２は、電圧ＶＢ２となる。

その後、制御回路１０１は、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の第１の電圧に基づいた第１のデジタル信号Ｄ１を出力させ（期間ｔ３）、その後、ＡＤコンバータ１０２の動作を停止させる（期間ｔ４）。

すなわち、このときにＡＤコンバータ１０２で取り込まれた電圧が電圧ＶＢ２となるので、制御回路１０１は、このときにＡＤコンバータ１０２が出力した第１のデジタル信号Ｄ１に基づいて、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の電圧ＶＢ２の電圧を取得（検出）することができる。

一方、制御回路１０１は、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１に隣接する第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の第２の電圧（ＶＢ３−ＶＢ２）を検出するために、該期間ｔ４においてオペアンプ１０３を動作させる。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ２に維持されるが、第１のキャパシタＣ１の他端の電圧Ｖ２は、オペアンプ１０３のフィードバック動作により接地電圧（０V）になる。したがって、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は、電圧ＶＢ２になる。

制御回路１０１は、その後、第２のスイッチ素子ＳＷ２をオフするとともにオペアンプ１０３の動作を停止させた後、第３のスイッチ素子ＳＷ３をオンする（期間ｔ５）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ３となる。このとき、オペアンプ１０３は動作していない（オペアンプ１０３の出力端子と第１のキャパシタＣ１との間が遮断されている）ので、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は保持され、第１のキャパシタＣ１の他端の電圧Ｖ２は、電圧ＶＢ３−電圧ＶＢ２となる。

その後、制御回路１０１は、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の第２の電圧に基づいた第２のデジタル信号Ｄ２を出力させ（期間ｔ６）、その後、ＡＤコンバータ１０２の動作を停止させる（期間ｔ７）。

すなわち、このときにＡＤコンバータ１０２で取り込まれた電圧が第２の電圧（ＶＢ３−ＶＢ２）となるので、制御回路１０１は、このときにＡＤコンバータ１０２が出力した第２のデジタル信号Ｄ２に基づいて、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の電圧ＶＢ３の電圧（ＶＢ３−ＶＢ２）を取得（検出）することができる。

以降、制御回路１０１は、同様の動作を繰り返し、ＡＤコンバータ１０２から出力されるデジタル信号に基づいて、第３ないし第ｎの二次電池Ｃｅｌｌ３〜Ｃｅｌｌｎの電圧を検出することができる。

以上の動作により、電池監視回路１００は、直列に接続された二次電池のそれぞれの電圧をより正確に測定することができる。

また、既述のように、電池監視回路１００は、各二次電池間の端子の電圧を選択するスイッチ群を、従来の電池監視回路よりも少なくすることができるので、回路規模の縮小を図ることができる。

以上のように、本実施例に係る電池監視回路によれば、直列に接続された二次電池のそれぞれの電圧をより正確に測定しつつ、回路面積の縮小を図ることができる。

既述の実施例１では、オペアンプの非反転入力端子に入力される電圧を接地電圧とした場合について説明した。

本実施例２では、オペアンプの非反転入力端子に入力される電圧を接地電圧と異なる基準電圧とした場合について説明する。

ここで、図３は、実施例２に係る電池監視システム２０００の構成の一例を示す図である。なお、図３において、図１の符号と同じ符号は、実施例１と同様の構成を示す。

図３に示すように、電池監視システム２０００は、直列に接続された複数（ｎ個（ｎ≧２））の二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎと、これらの二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を監視する電池監視回路２００と、を備える。

この電池監視回路２０００は、電池監視回路２００のオペアンプ１０３の非反転入力端子に接地電圧と異なる基準電圧（固定電圧）Ｖｒｅｆが入力される以外は、実施例１の電池監視回路１００と同様の構成である。

すなわち、電池監視回路２００は、実施例１の電池監視回路１００と比較して、基準電源１０４をさらに備える。

この基準電源１０４は、オペアンプ１０３の非反転入力端子と接地ＶＳＳとの間に接続され、接地電圧と異なる基準電圧Ｖｒｅｆを出力するようになっている。

この電池監視回路２００は、その他の構成は、実施例１の電池監視回路１００と同様である。

すなわち、電池監視システム２０００は、実施例１と同様に、直列に接続された複数の二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を監視するようになっている。

さらに、電池監視システム２０００は、検出した電圧に応じて、電圧が規定レベルより高い二次電池を放電させて、各二次電池の電圧が規定レベル以下になるように制御するようになっている。

これにより、二次電池が、例えば、リチウムイオン二次電池である場合、過充電等による寿命の低下を抑制することができる。

ここで、以上のような構成を有する電池監視回路２００が二次電池の電圧を検出するための具体的な動作の一例について説明する。

図４は、図３に示す電池監視回路が二次電池の電圧を検出する場合における、各スイッチ素子を制御する信号およびＡＤコンバータの動作を制御する信号の波形の一例を示す図である。

図４示すように、制御回路１０１は、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の第１の電圧（ＶＢ２−ＶＢ１）を検出するために、全ての第１ないし第ｎのスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎをオフし且つオペアンプ１０３およびＡＤコンバータ１０２の動作を停止させた状態から（期間ｔ０）、第１のスイッチ素子ＳＷ１をオンし、且つ動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐをオンしてオペアンプ１０３を動作させる（期間ｔ１〜ｔ２）。

これにより、第１のスイッチ素子ＳＷ１の他端（第１のキャパシタの一端）の電圧Ｖ１は電圧ＶＢ１になる。この電圧ＶＢ１は、接地電圧に等しいので、電圧ＶＢ１=０Vである。したがって、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は０Vになる。さらに、オペアンプ１０３を動作させることにより、オペアンプ１０３の反転入力端子は非反転入力端子の電圧と等しくなるようにフィードバックが掛かる。この結果、第１のキャパシタＣ１の他端に接続された反転入力端子の電圧Ｖ２は基準電圧Ｖｒｅｆになる。

これにより、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は、電圧Ｖ１−電圧Ｖ２であり、基準電圧Ｖｒｅｆになる。

該期間ｔ２において、制御回路１０１は、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第１のデジタル信号Ｄ１ａを出力させる。すなわち、このときにＡＤコンバータ１０２で取り込まれ、第１のデジタル信号Ｄ１ａに対応する電圧が、基準電圧Ｖｒｅｆとなる。

制御回路１０１は、その後、第１のスイッチ素子ＳＷ１をオフするとともにＡＤコンバータ１０２およびオペアンプ１０３の動作を停止させた後、第２のスイッチ素子ＳＷ２をオンする（期間ｔ３）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ２となる。このとき、オペアンプ１０３は動作していない（オペアンプ１０３の出力端子と第１のキャパシタＣ１との間が遮断されている）ので、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は保持され、第１のキャパシタＣ１の他端の電圧Ｖ２は、式（１）のように表される。

Ｖ２＝Ｖｒｅｆ＋ＶＢ２−ＶＢ１・・・（１）

その後、制御回路１０１は、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の第１の電圧に基づいた第２のデジタル信号Ｄ１ｂを出力させ（期間ｔ４）、その後、ＡＤコンバータ１０２の動作を停止させる（期間ｔ５）。

すなわち、このときにＡＤコンバータ１０２で取り込まれた電圧が電圧（Ｖｒｅｆ＋ＶＢ２−ＶＢ１）となる。

そこで、制御回路１０１は、以下の式（２）のように、第２のデジタル信号Ｄ１ｂと第１のデジタル信号Ｄ１ａとの差に基づいて、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の電圧を取得（検出）することができる。

（Ｖｒｅｆ＋ＶＢ２−ＶＢ１）−Ｖｒｅｆ＝ＶＢ２−ＶＢ１・・・（２）

すなわち、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の両端間の電位差が、電圧（接地電圧）ＶＢ１および基準電圧Ｖｒｅｆによる誤差なく測定できる。

一方、制御回路１０１は、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１に隣接する第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の第２の電圧（ＶＢ３−ＶＢ２）を検出するために、該期間ｔ５において、オペアンプ１０３を動作させる。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ２に維持されるが、第１のキャパシタＣ１の他端の電圧Ｖ２は、オペアンプ１０３のフィードバック動作により基準電圧Ｖｒｅｆになる。したがって、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は、電圧（ＶＢ２−Ｖｒｅｆ）になる。

制御回路１０１は、その後、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第３のデジタル信号Ｄ２ａを出力させる（期間ｔ６）。すなわち、このときにＡＤコンバータ１０２で取り込まれ、第３のデジタル信号Ｄ２ａに対応する電圧が、基準電圧Ｖｒｅｆとなる。

制御回路１０１は、その後、第２のスイッチ素子ＳＷ２をオフするとともにＡＤコンバータ１０２およびオペアンプ１０３の動作を停止させた後、第３のスイッチ素子ＳＷ３をオンする（期間ｔ７）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ３となる。このとき、オペアンプ１０３は動作していない（オペアンプ１０３の出力端子と第１のキャパシタＣ１との間が遮断されている）ので、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は保持され、第１のキャパシタＣ１の他端の電圧Ｖ２は、式（３）のように表される。

Ｖ２＝Ｖｒｅｆ＋ＶＢ３−ＶＢ２・・・（３）

その後、制御回路１０１は、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の第２の電圧に基づいた第２のデジタル信号Ｄ２ｂを出力させ（期間ｔ８）、その後、ＡＤコンバータ１０２の動作を停止させる（期間ｔ９）。

すなわち、このときにＡＤコンバータ１０２で取り込まれた電圧が電圧（Ｖｒｅｆ＋ＶＢ３−ＶＢ２）となる。

そこで、制御回路１０１は、以下の式（４）のように、第４のデジタル信号Ｄ２ｂと第３のデジタル信号Ｄ２ａとの差に基づいて、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の電圧を取得（検出）することができる。

（Ｖｒｅｆ＋ＶＢ３−ＶＢ２）−Ｖｒｅｆ＝ＶＢ３−ＶＢ２・・・（４）

すなわち、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の両端間の電位差を、電圧（接地電圧）ＶＢ１および基準電圧Ｖｒｅｆによる誤差なく測定できる。

以降、制御回路１０１は、同様の動作を繰り返し、ＡＤコンバータ１０２から出力されるデジタル信号に基づいて、第３ないし第ｎの二次電池Ｃｅｌｌ３〜Ｃｅｌｌｎの電圧を検出することができる。

通常、単電源の場合、オペアンプで接地電圧以下の電圧を扱えないため、接地電圧近傍の電圧を取り扱うことは困難を伴う。

そこで、電池監視回路２００は、接地電圧から少しオフセットした基準電圧Ｖｒｅｆを用いることで動作が容易になるというメリットがある。

また、実施例１と同様に、電池監視回路２００は、各二次電池間の端子の電圧を選択するスイッチ群を、従来の電池監視回路よりも少なくすることができるので、回路規模の縮小を図ることができる。

以上のように、本実施例に係る電池監視回路によれば、直列に接続された二次電池のそれぞれの電圧をより正確に測定しつつ、回路面積の縮小を図ることができる。

なお、実施例１の電池監視回路１００についても、同様に、この実施例２の動作を適用して、各二次電池の電圧を検出することができる。特に、回路の接地間が離れて、接地電圧（電圧ＶＢ０）と、オペアンプ１０３の非反転入力に入力される接地電圧とがずれる場合がある。このような場合に、実施例２の動作を電池監視回路１００に適用することにより、接地電圧のずれが相殺されて、測定誤差を低減することができる。

既述の実施例１、２では、電池監視回路において、二次電池の電圧を検出するために、オペアンプの動作を制御する構成の一例について説明した。

本実施例３では、電池監視回路において、二次電池の電圧を検出するために、オペアンプの入出力間にキャパシタを接続し、このキャパシタの電荷を制御する構成の一例について説明する。

図５は、実施例３に係る電池監視システム３０００の構成の一例を示す図である。なお、図５において、図１の符号と同じ符号は、実施例１と同様の構成を示す。

図５に示すように、電池監視システム３０００は、直列に接続された複数（ｎ個（ｎ≧２））の二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎと、これらの二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を監視する電池監視回路３００と、を備える。

この電池監視回路３０００は、動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐが省略され、電池監視回路３００のオペアンプ１０３の入出力間に第２のキャパシタＣ２とリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒとが並列に接続される以外は、実施例１の電池監視回路１００と同様の構成である。

すなわち、電池監視回路３００は、実施例１の電池監視回路１００と比較して、動作制御スイッチ素子ＳＷｏｐが省略され、一方、オペアンプ１０３の入出力間に並列に接続された第２のキャパシタＣ２とリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをさらに備える。

この第２のキャパシタＣ２は、オペアンプ１０３の反転入力端子とオペアンプ１０３の出力との間に接続されている。

また、リフレッシュスイッチ素子ＳＷｒは、オペアンプ１０３の反転入力端子とオペアンプ１０３の出力との間で、第２のキャパシタＣ２と並列に接続されている。

この実施例３では、制御回路１０１は、第１のスイッチ素子ＳＷ１ないし第ｎ＋１のスイッチ素子ＳＷｎ＋１、第１ないし第ｎの放電用スイッチ素子ＳＷｄ１〜ＳＷｄｎ、および、リフレッシュスイッチ素子ＳＷｒのオン／オフを制御するとともに、ＡＤコンバータ１０２の動作を制御するようになっている。

電池監視回路３００は、その他の構成は、実施例１の電池監視回路１００と同様である。

すなわち、電池監視システム３０００は、実施例１と同様に、直列に接続された複数の二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を監視するようになっている。

さらに、電池監視システム３０００は、検出した電圧に応じて、電圧が規定レベルより高い二次電池を放電させて、各二次電池の電圧が規定レベル以下になるように制御するようになっている。

これにより、二次電池が、例えば、リチウムイオン二次電池である場合、過充電等による寿命の低下を抑制することができる。

ここで、以上のような構成を有する電池監視回路３００が二次電池の電圧を検出するための具体的な動作の一例について説明する。

図６は、図５に示す電池監視回路が二次電池の電圧を検出する場合における、各スイッチ素子を制御する信号およびＡＤコンバータの動作を制御する信号の波形の一例を示す図である。

図６示すように、制御回路１０１は、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の第１の電圧（ＶＢ２−ＶＢ１）を検出するために、全ての第１ないし第ｎ＋１のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎ＋１およびリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをオフし且つＡＤコンバータ１０２の動作を停止させた状態から（期間ｔ０）、第２のスイッチ素子ＳＷ２およびリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをオンする（期間ｔ１）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ２になる。さらに、オペアンプ１０３を動作しているので、オペアンプ１０３の反転入力端子は非反転入力端子の電圧と等しくなるようにフィードバックが掛かる。この結果、第１のキャパシタＣ１の他端に接続された反転入力端子の電圧Ｖ２は、接地電圧、すなわち０Vになる。

これにより、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は、電圧Ｖ１−電圧Ｖ２であり、ＶＢ２になる。

その後、制御回路１０１は、第２のスイッチ素子ＳＷ２およびリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをオフした後、第１のスイッチ素子ＳＷ１をオンする（期間ｔ２）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、接地電圧、すなわち０Ｖとなる。このとき、オペアンプ１０３が動作しているので、フィードバック制御が掛かり、第２のキャパシタＣ２の一端の電圧Ｖ２は、接地電圧のままとなる。

したがって、このときの第１のキャパシタＣ１の電荷変動分Ｃｖは、以下の式（５）で表される。そして、この電荷変動分Ｃｖの電荷が、第２のキャパシタＣ２に移動する。

Ｃｖ＝Ｃ１×（ＶＢ２−ＶＢ１）＝Ｃ１×ＶＢ２・・・（５）

これにより、第２のキャパシタＣ２の両端間の電位差Ｖｄは、式（６）で表される。

Ｖｄ＝Ｖｏ−Ｖ２＝Ｖｏ＝Ｃ１×ＶＢ２／Ｃ２・・・（６）

その後、制御回路１０１は、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の第１の電圧に基づいた第１のデジタル信号Ｄ１を出力させる（期間ｔ３）。制御回路１０１は、その後、第１のスイッチ素子ＳＷ１をオフするとともにＡＤコンバータ１０２の動作を停止させる（期間ｔ４）。

すなわち、このときにＡＤコンバータ１０２で取り込まれた電圧ＶｏがＣ１×ＶＢ２／Ｃ２となるので、制御回路１０１は、このときにＡＤコンバータ１０２が出力した第１のデジタル信号Ｄ１に基づいて、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の電圧（ＶＢ２−ＶＢ１）を取得（検出）することができる。

一方、制御回路１０１は、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１に隣接する第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の第２の電圧（ＶＢ３−ＶＢ２）を検出するために、その後、第３のスイッチ素子ＳＷ３およびリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをオンする（期間ｔ４）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ３になる。さらに、オペアンプ１０３を動作しているので、オペアンプ１０３の反転入力端子は非反転入力端子の電圧と等しくなるようにフィードバックが掛かる。この結果、第１のキャパシタＣ１の他端に接続された反転入力端子の電圧Ｖ２は、接地電圧、すなわち０Vになる。

これにより、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は、電圧Ｖ１−電圧Ｖ２であり、ＶＢ３になる。

その後、制御回路１０１は、第３のスイッチ素子ＳＷ３およびリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをオフした後、第２のスイッチ素子ＳＷ２をオンする（期間ｔ５）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ２となる。このとき、オペアンプ１０３が動作しているので、フィードバック制御が掛かり、第２のキャパシタＣ２の一端の電圧Ｖ２は、接地電圧のままとなる。

したがって、このときの第１のキャパシタＣ１の電荷変動分Ｃｖは、以下の式（７）で表される。そして、この電荷変動分Ｃｖの電荷が、第２のキャパシタＣ２に移動する。

Ｃｖ＝Ｃ１×（ＶＢ３−ＶＢ２）・・・（７）

これにより、第２のキャパシタＣ２の両端間の電位差Ｖｄは、式（８）で表される。

Ｖｄ＝Ｖｏ−Ｖ２＝Ｖｏ＝Ｃ１×（ＶＢ３−ＶＢ２）／Ｃ２・・・（８）

その後、制御回路１０１は、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の第１の電圧に基づいた第２のデジタル信号Ｄ２を出力させる（期間ｔ６）。制御回路１０１は、その後、第２のスイッチ素子ＳＷ２をオフするとともにＡＤコンバータ１０２の動作を停止させる（期間ｔ７）。

すなわち、このときにＡＤコンバータ１０２で取り込まれた電圧ＶｏがＣ１×（ＶＢ３−ＶＢ２）／Ｃ２となるので、制御回路１０１は、このときにＡＤコンバータ１０２が出力した第２のデジタル信号Ｄ２に基づいて、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の電圧（ＶＢ３−ＶＢ２を取得（検出）することができる。

以降、制御回路１０１は、同様の動作を繰り返し、ＡＤコンバータ１０２から出力されるデジタル信号に基づいて、第３ないし第ｎの二次電池Ｃｅｌｌ３〜Ｃｅｌｌｎの電圧を検出することができる。

また、本実施例では、第１のキャパシタＣ１と第２のキャパシタＣ２の容量比で電圧の増幅や減衰が設定できるので、セル電圧やＡＤコンバータ１０２の入力ダイナミックレンジに合わせて電圧レベルの調整が出来るので実効的な測定精度を向上することができる。

また、実施例１と同様に、電池監視回路３００は、各二次電池間の端子の電圧を選択するスイッチ群を、従来の電池監視回路よりも少なくすることができるので、回路規模の縮小を図ることができる。

以上のように、本実施例に係る電池監視回路によれば、直列に接続された二次電池のそれぞれの電圧をより正確に測定しつつ、回路面積の縮小を図ることができる。

既述の実施例３では、オペアンプの非反転入力端子に入力される電圧を接地電圧とした場合について説明した。

本実施例４では、オペアンプの非反転入力端子に入力される電圧を接地電圧と異なる基準電圧とした場合について説明する。

ここで、図７は、実施例４に係る電池監視システム４０００の構成の一例を示す図である。なお、図７において、図５の符号と同じ符号は、実施例３と同様の構成を示す。

図７に示すように、電池監視システム４０００は、直列に接続された複数（ｎ個（ｎ≧２））の二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎと、これらの二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を監視する電池監視回路４００と、を備える。

この電池監視回路４０００は、電池監視回路４００のオペアンプ１０３の非反転入力端子に接地電圧と異なる基準電圧（固定電圧）Ｖｒｅｆが入力される以外は、実施例３の電池監視回路３００と同様の構成である。

すなわち、電池監視回路４００は、実施例３の電池監視回路３００と比較して、基準電源１０４をさらに備える。

この基準電源１０４は、オペアンプ１０３の非反転入力端子と接地ＶＳＳとの間に接続され、接地電圧と異なる基準電圧Ｖｒｅｆを出力するようになっている。

この電池監視回路４００は、その他の構成は、実施例３の電池監視回路３００と同様である。

すなわち、電池監視システム４０００は、実施例３と同様に、直列に接続された複数の二次電池Ｃｅｌｌ１〜Ｃｅｌｌｎの電圧を監視するようになっている。

さらに、電池監視システム４０００は、検出した電圧に応じて、電圧が規定レベルより高い二次電池を放電させて、各二次電池の電圧が規定レベル以下になるように制御するようになっている。

これにより、二次電池が、例えば、リチウムイオン二次電池である場合、過充電等による寿命の低下を抑制することができる。

ここで、以上のような構成を有する電池監視回路４００が二次電池の電圧を検出するための具体的な動作の一例について説明する。

図８は、図７に示す電池監視回路が二次電池の電圧を検出する場合における、各スイッチ素子を制御する信号およびＡＤコンバータの動作を制御する信号の波形の一例を示す図である。

図８に示すように、制御回路１０１は、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の第１の電圧（ＶＢ２−ＶＢ１）を検出するために、全ての第１ないし第ｎ＋１のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷｎ＋１およびリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをオフし且つＡＤコンバータ１０２の動作を停止させた状態から（期間ｔ０）、第２のスイッチ素子ＳＷ２およびリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをオンする（期間ｔ１）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ２になる。さらに、オペアンプ１０３を動作しているので、オペアンプ１０３の反転入力端子は非反転入力端子の電圧と等しくなるようにフィードバックが掛かる。この結果、第１のキャパシタＣ１の他端に接続された反転入力端子の電圧Ｖ２と電圧Ｖｏは、基準電圧Ｖｒｅｆになる。

これにより、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は、電圧Ｖ１−電圧Ｖ２であり、ＶＢ２−Ｖｒｅｆになる。

制御回路１０１は、その後、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第１のデジタル信号Ｄ１ａを出力させる（期間ｔ２）。

制御回路１０１は、その後、ＡＤコンバータ１０２の動作を停止させ、第２のスイッチ素子ＳＷ２およびリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをオフした後、第１のスイッチ素子ＳＷ１をオンする（期間ｔ３）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、接地電圧、すなわち０Ｖとなる。このとき、オペアンプ１０３が動作しているので、フィードバック制御が掛かり、第２のキャパシタＣ２の一端の電圧Ｖ２は、基準電圧Ｖｒｅｆのままとなる。

したがって、このときの第１のキャパシタＣ１の電荷変動分Ｃｖは、以下の式（９）で表される。そして、この電荷変動分Ｃｖの電荷が、第２のキャパシタＣ２に移動する。

Ｃｖ＝Ｃ１×（ＶＢ２−ＶＢ１）＝Ｃ１×ＶＢ２・・・（９）

これにより、第２のキャパシタＣ２の両端間の電位差Ｖｄは、式（１０）で表される。

Ｖｄ＝Ｖｏ−Ｖ２＝Ｖｏ−Ｖｒｅｆ＝Ｃ１×ＶＢ２／Ｃ２・・・（１０）
∴Ｖｏ＝Ｖｒｅｆ＋Ｃ１×ＶＢ２／Ｃ２

制御回路１０１は、その後、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の第１の電圧に基づいた第２のデジタル信号Ｄ１ｂを出力させる（期間ｔ４）。制御回路１０１は、その後、ＡＤコンバータの動作を停止させる（期間ｔ５）。

すなわち、このときにＡＤコンバータ１０２で取り込まれた電圧ＶｏがＶｒｅｆ＋Ｃ１×ＶＢ２／Ｃ２となる。

そこで、制御回路１０１は、以下の式（１１）のように、第２のデジタル信号Ｄ１ｂと第１のデジタル信号Ｄ１ａとの差に基づいて、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の電圧を取得（検出）することができる。

Ｖｒｅｆ＋Ｃ１×ＶＢ２／Ｃ２−Ｖｒｅｆ＝Ｃ１×ＶＢ２／Ｃ２
・・・（１１）

すなわち、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１の両端間の電位差が、電圧（接地電圧）ＶＢ１および基準電圧Ｖｒｅｆによる誤差なく測定できる。

一方、制御回路１０１は、第１の二次電池Ｃｅｌｌ１に隣接する第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の第２の電圧（ＶＢ３−ＶＢ２）を検出するために、該期間ｔ５において、第３のスイッチ素子ＳＷ３およびリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをオンする。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ３になる。さらに、オペアンプ１０３を動作しているので、オペアンプ１０３の反転入力端子は非反転入力端子の電圧と等しくなるようにフィードバックが掛かる。この結果、第１のキャパシタＣ１の他端に接続された反転入力端子の電圧Ｖ２と電圧Ｖｏは、基準電圧Ｖｒｅｆになる。

これにより、第１のキャパシタＣ１の両端間の電位差は、電圧Ｖ１−電圧Ｖ２であり、ＶＢ３−Ｖｒｅｆになる。

制御回路１０１は、その後、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第３のデジタル信号Ｄ２ａを出力させる（期間ｔ６）。

制御回路１０１は、その後、ＡＤコンバータ１０２の動作を停止させ、第３のスイッチ素子ＳＷ３およびリフレッシュスイッチ素子ＳＷｒをオフした後、第２のスイッチ素子ＳＷ２をオンする（期間ｔ７）。

これにより、第１のキャパシタＣ１の一端の電圧Ｖ１は、電圧ＶＢ２となる。このとき、オペアンプ１０３が動作しているので、フィードバック制御が掛かり、第２のキャパシタＣ２の一端の電圧Ｖ２は、基準電圧Ｖｒｅｆのままとなる。

したがって、このときの第１のキャパシタＣ１の電荷変動分Ｃｖは、以下の式（１２）で表される。そして、この電荷変動分Ｃｖの電荷が、第２のキャパシタＣ２に移動する。

Ｃｖ＝Ｃ１×（ＶＢ３−ＶＢ２）・・・（１２）

これにより、第２のキャパシタＣ２の両端間の電位差Ｖｄは、式（１３）で表される。

Ｖｄ＝Ｖｏ−Ｖ２＝Ｖｏ−Ｖｒｅｆ＝Ｃ１×（ＶＢ３−ＶＢ２）／Ｃ２
・・・（１３）
∴Ｖｏ＝Ｖｒｅｆ＋Ｃ１×（ＶＢ３−ＶＢ２）／Ｃ２

制御回路１０１は、その後、ＡＤコンバータ１０２を動作させて第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の第１の電圧に基づいた第４のデジタル信号Ｄ２ｂを出力させる（期間ｔ８）。制御回路１０１は、その後、ＡＤコンバータの動作を停止させる（期間ｔ９）。

すなわち、このときにＡＤコンバータ１０２で取り込まれた電圧ＶｏがＶｒｅｆ＋Ｃ１×（ＶＢ３−ＶＢ２）／Ｃ２となる。

そこで、制御回路１０１は、以下の式（１４）のように、第４のデジタル信号Ｄ２ｂと第３のデジタル信号Ｄ２ａとの差に基づいて、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の電圧を取得（検出）することができる。

Ｖｒｅｆ＋Ｃ１×（ＶＢ３−ＶＢ２）／Ｃ２−Ｖｒｅｆ
＝Ｃ１×（ＶＢ３−ＶＢ２）／Ｃ２・・・（１４）

すなわち、第２の二次電池Ｃｅｌｌ２の両端間の電位差が、電圧（接地電圧）ＶＢ１および基準電圧Ｖｒｅｆによる誤差なく測定できる。

以降、制御回路１０１は、同様の動作を繰り返し、ＡＤコンバータ１０２から出力されるデジタル信号に基づいて、第３ないし第ｎの二次電池Ｃｅｌｌ３〜Ｃｅｌｌｎの電圧を検出することができる。

通常、単電源の場合、オペアンプで接地電圧以下の電圧を扱えないため、接地電圧近傍の電圧を取り扱うことは困難を伴う。

そこで、電池監視回路４００は、接地電圧から少しオフセットした基準電圧Ｖｒｅｆを用いることで動作が容易になるというメリットがある。

また、実施例１と同様に、電池監視回路４００は、各二次電池間の端子の電圧を選択するスイッチ群を、従来の電池監視回路よりも少なくすることができるので、回路規模の縮小を図ることができる。

以上のように、本実施例に係る電池監視回路によれば、直列に接続された二次電池のそれぞれの電圧をより正確に測定しつつ、回路面積の縮小を図ることができる。

なお、以上の各実施例においては、各放電用スイッチ素子、抵抗が、電池監視回路に含まれている場合について説明した。しかし、各放電用スイッチ素子、抵抗が、電池監視回路とは別の回路（外付けの回路等）に含まれるようにしてもよい。

また、各実施例では、電圧が低い二次電池から電圧が高い二次電池に向かって電圧を測定する場合を示しているが、逆に電圧が高い二次電池から電圧が低い二次電池に向かって電圧を測定するようにしてもよい。

なお、実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。

１００、２００、３００、４００ 電池監視回路
１０００、２０００、３０００、４０００ 電池監視システム

Claims (6)

1. 直列に接続された複数の二次電池の電圧を監視する電池監視回路であって、
   第１の電位線に接続され且つ第１の二次電池の負極を接続するための第１の端子に、一端が接続された第１のスイッチ素子と、
   前記第１の二次電池の正極および第２の二次電池の負極を接続するための第２の端子に、一端が接続され、前記第１のスイッチ素子の他端に、他端が接続された第２のスイッチ素子と、
   第２の電位線に接続され且つ前記第２の二次電池の正極を接続するための第３の端子に、一端が接続され、前記第１のスイッチ素子の他端に、他端が接続された第３のスイッチ素子と、
   前記第１のスイッチ素子の他端に一端が接続された第１のキャパシタと、
   前記第１のキャパシタの他端に反転入力端子が接続され、固定電位に非反転入力端子が接続され、前記第１のキャパシタの他端に出力が動作制御スイッチ素子を介して接続されたオペアンプと、
   前記オペアンプの出力と前記動作制御スイッチ素子を介して接続され、信号をアナログ・デジタル変換し、得られたデジタル信号を出力するADコンバータと、
   前記第１のスイッチ素子ないし前記第３のスイッチ素子のオン/オフを制御するとともに、前記オペアンプおよび前記ADコンバータの動作を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記オペアンプを動作させるときに前記動作制御スイッチ素子をオンし、前記オペアンプを停止させるときに前記動作制御スイッチ素子をオフすることにより前記オペアンプを制御する
   ことを特徴とする電池監視回路。
2. 前記制御回路は、
   前記第１の二次電池の第１の電圧を検出するために、全ての前記第１ないし第３のスイッチ素子をオフし且つ前記オペアンプおよび前記ADコンバータの動作を停止させた状態から、前記第１のスイッチ素子をオンし且つ前記オペアンプを動作させ、その後、前記第１のスイッチ素子をオフするとともに前記オペアンプの動作を停止させた後前記第２のスイッチ素子をオンし、その後、前記ADコンバータを動作させて前記第１の二次電池の前記第１の電圧に基づいた第１のデジタル信号を出力させ、
   前記第２の二次電池の第２の電圧を検出するために、その後、前記オペアンプを動作させ、その後、前記第２のスイッチ素子をオフするとともに前記オペアンプの動作を停止させた後前記第３のスイッチ素子をオンし、その後、前記ADコンバータを動作させて前記第２の二次電池の前記第２の電圧に基づいた第２のデジタル信号を出力させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池監視回路。
3. 前記制御回路は、
   前記第１の二次電池の第１の電圧を検出するために、全ての前記第１ないし第３のスイッチ素子をオフし且つ前記オペアンプおよび前記ADコンバータの動作を停止させた状態から、前記第１のスイッチ素子をオンし且つ前記オペアンプを動作させ、前記ADコンバータを動作させて第１のデジタル信号を出力させ、その後、前記第１のスイッチ素子をオフするとともに前記オペアンプの動作を停止させた後前記第２のスイッチ素子をオンし、その後、前記ADコンバータを動作させて前記第１の二次電池の前記第１の電圧に基づいた第２のデジタル信号を出力させ、
   前記第２の二次電池の第２の電圧を検出するために、その後、前記オペアンプを動作させ、前記ADコンバータを動作させて第３のデジタル信号を出力させ、その後、前記第２のスイッチ素子をオフするとともに前記オペアンプの動作を停止させた後前記第３のスイッチ素子をオンし、その後、前記ADコンバータを動作させて前記第２の二次電池の前記第２の電圧に基づいた第４のデジタル信号を出力させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池監視回路。
4. 前記電池監視回路は、
   前記第１の端子と前記第２の端子との間で、第１の抵抗と直列に接続され、前記制御回路により制御される第１の放電用スイッチ素子と、
   前記第２の端子と前記第３の端子との間で、前記第１の抵抗および第２の抵抗と直列に接続され、前記制御回路により制御される第２の放電用スイッチ素子と、をさらに備え、
   前記制御回路は、
   前記デジタル信号に基づいて、前記第１の二次電池の電圧を下げる場合は、前記第１の放電用スイッチ素子および前記第２の放電用スイッチ素子がオフした状態から前記第１のスイッチ素子をオンし、一方、前記第２の二次電池の電圧を下げる場合は、前記第１の放電用スイッチ素子および前記第２の放電用スイッチ素子がオフした状態から前記第２のスイッチ素子をオンする
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電池監視回路。
5. 前記制御回路は、
   前記第２のデジタル信号と前記第１のデジタル信号との差に基づいて、前記第１の二次電池の電圧を得るとともに、前記第４のデジタル信号と前記第３のデジタル信号との差に基づいて、前記第２の二次電池の電圧を得る
   ことを特徴とする請求項３に記載の電池監視回路。
6. 直列に接続された複数の二次電池の電圧を監視する電池監視システムであって、
   第１の二次電池と、
   前記第１の二次電池に直列に接続された第２の二次電池と、
   前記第１の二次電池および前記第２の二次電池の電圧を監視する電池監視回路と、を備え、
   前記電池監視回路は、
   第１の電位線に接続され且つ第１の二次電池の負極を接続するための第１の端子に、一端が接続された第１のスイッチ素子と、
   前記第１の二次電池の正極および第２の二次電池の負極を接続するための第２の端子に、一端が接続され、前記第１のスイッチ素子の他端に、他端が接続された第２のスイッチ素子と、
   第２の電位線に接続され且つ前記第２の二次電池の正極を接続するための第３の端子に、一端が接続され、前記第１のスイッチ素子の他端に、他端が接続された第３のスイッチ素子と、
   前記第１のスイッチ素子の他端に一端が接続された第１のキャパシタと、
   前記第１のキャパシタの他端に反転入力端子が接続され、固定電位に非反転入力端子が接続され、前記第１のキャパシタの他端に出力が動作制御スイッチ素子を介して接続されたオペアンプと、
   前記オペアンプの出力と前記動作制御スイッチ素子を介して接続され、信号をアナログ・デジタル変換し、得られたデジタル信号を出力するADコンバータと、
   前記第１にスイッチ素子ないし前記第３のスイッチ素子のオン/オフを制御するとともに、前記オペアンプおよび前記ADコンバータの動作を制御する制御回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記オペアンプを動作させるときに前記動作制御スイッチ素子をオンし、前記オペアンプを停止させるときに前記動作制御スイッチ素子をオフすることにより前記オペアンプを制御する
   ことを特徴とする電池監視システム。

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