JP5810326B2 - 電圧計測用マルチプレクサおよびそれを備えた電圧計測器 - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1実施形態に係るマルチプレクサが適用された電圧計測器について説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るマルチプレクサが適用された電圧計測器の概略構成例を示す回路図である。
次に、本発明の第2実施形態に係るマルチプレクサが適用された電圧計測器について説明する。図7は本発明の第2実施形態に係るマルチプレクサが適用された電圧計測器の概略構成例を示す回路図である。本実施形態において第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。本実施形態の電圧計測器10Bが第1実施形態の電圧計測器10と異なる点は、図7に示すように、1つの入力端子Tiを正相および逆相にそれぞれ接続可能に構成されていることである。
次に、本発明の第3実施形態に係るマルチプレクサが適用された電圧計測器について説明する。図9は本発明の第3実施形態に係るマルチプレクサが適用された電圧計測器の概略構成例を示す回路図である。本実施形態において第2実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。本実施形態の電圧計測器10Cが第2実施形態の電圧計測器10Bと異なる点は、図9に示すように、信号処理部3Cがマルチプレクサ2Bの一対の出力端子TO1,TO2から出力される電圧信号をアナログ−デジタル変換するアナログ−デジタル変換部51とデジタル化された電圧信号をデータ処理するデータ処理部52とを備えていることである。このようにデジタル化して電圧管理を行う態様においても、マルチプレクサ2Bを適用することにより、電源電圧VBATより高い入力電圧が印加された場合でも高精度な電圧計測を可能としつつ回路面積の増大を抑制することができる。
次に、本発明の第4実施形態に係るマルチプレクサが適用された電圧計測器について説明する。図10は本発明の第4実施形態に係るマルチプレクサが適用された電圧計測器の概略構成例を示す回路図である。本実施形態において第2実施形態と同様の構成については同じ符号を付し説明を省略する。本実施形態の電圧計測器10Dが第2実施形態の電圧計測器10Bと異なる点は、図10に示すように、第1スイッチSAA1,SAB1および第3スイッチSCA1,SCB1と一対の出力端子TO1,TO2との間に接続される一対の第6スイッチSFA1,SFA2と、第1スイッチSAA1,SAB1および第3スイッチSCA1,SCB1と第6スイッチSFA1,SFB1との間に接続されるフライングキャパシタ61とを備えていることである。
2,2B マルチプレクサ
3,3B,3C 信号処理部
4 フィルタ
10,10B,10C,10D 電圧計測器
30,30B 差動増幅器
31,31A,31B,32,32A,32B キャパシタ
40 第1キャパシタ
41 第1定電圧回路
42,44 電流源
43 第2定電圧回路
45 第2キャパシタ
51 デジタル変換部
52 データ処理部
61 フライングキャパシタ
Cj(j=1,…,n) バッテリセル
D1 第1定電圧素子
D2 第2定電圧素子
D3 第3定電圧素子
D4 第4定電圧素子
P1 第1経路
P2 第2経路
Q1 第1MOSトランジスタ
Q2 第2MOSトランジスタ
S33,S33A,S33B スイッチ
SA1,SAA1,SAB1 第1スイッチ
SB0〜SBn−1,SBA0〜SBn−1,SBB0〜SBBn−1 第2スイッチ
SC1,SCA1,SCB1 第3スイッチ
SD1 第4スイッチ
SE1 第5スイッチ
SFA1,SFB1 第6スイッチ
Ti(i=0,…,n) 入力端子
TO1,TO2 出力端子
Claims (8)
- 複数のバッテリセルが直列に接続されたバッテリセルアレイの各バッテリセルの電圧を計測するために、前記複数のバッテリセルの各接続端における電圧が入力され、そのうちの1つの電圧を出力する電圧計測用マルチプレクサであって、
前記複数のバッテリセルの各接続端の電圧がそれぞれ入力される複数の入力端子と、
前記複数の入力端子から入力される電圧のうちのいずれか1つを出力する出力端子と、
前記複数の入力端子のうち最も高い電圧が印加される側から所定数のバッテリセルに接続される少なくとも1つの高電圧用入力端子と前記出力端子との間の第1経路に設けられ、前記高電圧用入力端子と前記出力端子とを接続または遮断する第1スイッチと、
前記高電圧用入力端子以外の各入力端子と前記出力端子との間の第2経路において当該各入力端子ごとに設けられ、前記高電圧用入力端子以外の入力端子のいずれか1つと前記出力端子とを選択的に接続または遮断する複数の第2スイッチと、
前記複数の第2スイッチと前記第1スイッチの前記出力端子側端との間に設けられた第3スイッチとを備え、
前記第1スイッチおよび前記第3スイッチは、前記第1、第2および第3スイッチを駆動するための前記バッテリセルアレイの電圧に基づいた電源電圧より高い電圧でも動作するよう構成されている、電圧計測用マルチプレクサ。 - 前記高電圧用入力端子は、前記複数の入力端子のうち最も高い電圧が印加される入力端子である、請求項1に記載の電圧計測用マルチプレクサ。
- 前記出力端子は、2つで一対の出力端子で構成されており、
前記第1スイッチ、前記第2スイッチおよび前記第3スイッチは、それぞれ、前記複数の入力端子のうちのいずれか1つと前記一対の出力端子のうちの一方の出力端子とを接続または遮断する正相側スイッチと、前記複数の入力端子のうちのいずれか1つと前記一対の出力端子のうちの他方の出力端子とを接続または遮断する逆相側スイッチとを含む、請求項1に記載の電圧計測用マルチプレクサ。 - 前記第1スイッチは、
主端子の一方が前記入力端子に接続され、主端子の他方が前記出力端子に接続される第1MOSトランジスタと、
前記第1MOSトランジスタの前記制御端子と前記主端子の一方との間に接続され、前記制御端子と前記主端子の一方との間の電位差の最大値を規定する第1定電圧素子と、
一端が前記制御端子に接続される第1キャパシタと、
前記第1キャパシタと基準電位とを接続または遮断する第4スイッチと、
前記第1キャパシタと前記第4スイッチとの間に所定の電圧を印加する第1定電圧回路とを備えた、請求項1に記載の電圧計測用マルチプレクサ。 - 前記第1定電圧回路は、前記第1キャパシタの他端に接続される第2定電圧素子と、前記第2定電圧素子に電流を流して前記第1キャパシタと前記第2定電圧素子との間に所定の定電圧を印加する電流源とを備えた、請求項4に記載の電圧計測用マルチプレクサ。
- 前記第3スイッチは、主端子の一方が前記第2スイッチに接続され、主端子の他方が前記出力端子に接続され、前記第1MOSトランジスタと相補関係にある第2MOSトランジスタと、
前記第2MOSトランジスタの前記制御端子と前記主端子の一方との間に接続され、前記制御端子と前記主端子の一方との間の電位差の最大値を規定する第3定電圧素子と、
一端が前記制御端子に接続される第2キャパシタと、
前記第2キャパシタと基準電位とを接続または遮断する第5スイッチと、
前記第2キャパシタと前記第5スイッチとの間に所定の電圧を印加する第2定電圧回路とを備えた、請求項4に記載の電圧計測用マルチプレクサ。 - 前記第1スイッチおよび前記第3スイッチと前記一対の出力端子との間に接続される一対の第6スイッチと、前記第1スイッチおよび前記第3スイッチと前記第6スイッチとの間に接続されるフライングキャパシタとを備えた、請求項3に記載の電圧計測用マルチプレクサ。
- 請求項1に記載の電圧計測用マルチプレクサと、
前記一対の出力端子から出力される各入力端子の電圧に基づいて各バッテリセルの電圧を演算処理する信号処理部とを備えた、電圧計測器。
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