JP6884079B2 - 半導体装置、電池システム及び電池制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態の概要に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。図1において、半導体装置100は、高耐圧回路120と、低電圧回路130とを備える
低電圧回路130は、電池セルの電圧を個別に測定する測定回路を含む。
そして、高耐圧回路120のマルチプレクサは、複数の電池セルのうち、測定した電圧が最も低い電池セルを除いた、いずれかの電池セルを低電圧回路130の電源に接続する。
図2は、実施の形態1にかかる半導体装置の一例を示す回路図である。図2において、半導体装置100は、セルバランス110と、高耐圧回路120と、低電圧回路130とを備える。半導体装置100は、アイソレータ20と接続し、MCU30と通信して、組電池10の電圧を監視する電池監視回路として機能する。
リファレンス132は、参照電圧を測定回路131及び低電圧検知回路133に出力する回路である。
インターフェース206は、アイソレータ20を介してMCUと通信を行うために、信号のレベル及びタイミングを調整するインターフェースである。
RAM304−2は、測定回路131が測定したセルC[0]〜C[N]の電圧値を記憶する記憶回路である。また、RAM304−2は、測定したセルC[0]〜C[N]の電圧値をソートした結果を記憶する記憶領域を有する。
インターフェース306は、アイソレータ20を介して制御回路135と通信を行うために、信号のレベル及びタイミングを調整するインターフェースである。
更に電池セルを2つ使用する必要があるとき、電池電圧が2番目に高いセルと、2番目に高い電池セルに接続される2つの電池セルのうち電圧の高い方のセルを選択する。
図9は、実施の形態2にかかる半導体装置の一例を示す回路図である。図9において、半導体装置800は、セルバランス110と、高耐圧回路120と、低電圧回路130と、低電圧供給回路810を備える。図9において、図2と同一の構成は、同一の番号を付して説明を省略する。低電圧供給回路810は、レギュレータ811と、低電圧検知回路812とを備える。
図16は、実施の形態3にかかる半導体装置の一例を示す回路図である。図16において、半導体装置1500は、セルバランス110と、高耐圧回路120と、低電圧回路130と、低電圧供給回路1501を備える。図16において、図2と同一の構成は、同一の番号を付して説明を省略する。
コンデンサ1512は、選択された電池セルC[0]〜C[N]の電荷を蓄えるコンデンサである。
コンデンサ1515は、コンデンサ1512が電池セルC[0]〜C[N]の電荷を蓄える間に、低電圧回路130に電力を供給するためのコンデンサである。また、コンデンサ1514はチャージポンプ1510の出力電圧VCPを平滑化する為のコンデンサである。
まず、ステップS1601において、制御回路135により、チャージポンプ回路1510がパワーオフにされ、ステップS1602に進む。
図20は、実施の形態4にかかる半導体装置の一例を示す回路図である。図20において、半導体装置1900は、セルバランス110と、高耐圧回路120と、低電圧回路130と、スイッチ1901、1902、1904、1905、1909及び1912〜1914と、コンデンサ1903、1906、1908、1910及び1911と、シリーズレギュレータ1907とを備える。図20において、図2と同一の構成は、同一の番号を付して説明を省略する。
以降、同様の動作を繰り返す。
20 アイソレータ
100、800、1200、1900 半導体装置
110 セルバランス
111 スイッチ
120 高耐圧回路
121 VDDマルチプレクサ
122 VCCマルチプレクサ
123 VSSマルチプレクサ
130 低電圧回路
131 測定回路
132 リファレンス
133、812、1518 低電圧検知回路
135 制御回路
201、301 電圧比較回路
202、302 電池セル選択回路
203、303 セルバランス制御回路
205、305 シーケンサ
206、306 インターフェース
207、307 タイマー
810、1501 低電圧供給回路
811 レギュレータ
1004 ゲート制御回路
1012 PWM制御回路
1510 チャージポンプ回路
1512 チャージポンプ
1517、1907 シリーズレギュレータ
Claims (12)
- 複数の電池セルが直列に接続された組電池に対して、前記組電池の前記電池セルのいずれかを選択して接続するマルチプレクサを含む高耐圧回路と、
前記電池セルの電圧を個別に測定する測定回路を含む低電圧回路と、を備え、
前記マルチプレクサは、前記複数の電池セルのうち、いずれかの電池セルを前記低電圧回路の電源に接続し、
前記マルチプレクサは、いずれかの電池セルを前記低電圧回路のプラス電源に接続する第1マルチプレクサと、いずれかの電池セルを前記低電圧回路のマイナス電源に接続する第2マルチプレクサとを備え、
前記第1マルチプレクサと前記第2マルチプレクサは、独立して相異なる前記電池セルに接続可能である半導体装置。 - 前記マルチプレクサは、前記複数の電池セルのうち、測定した電圧が最も低い電池セルを除いた、いずれかの電池セルを前記低電圧回路の電源に接続する請求項1に記載の半導体装置。
- 前記マルチプレクサは、前記電池セルのいずれかを選択して前記測定回路に接続する第3マルチプレクサを備える請求項1に記載の半導体装置。
- 前記電池セルの電荷を蓄え、前記電池セルから前記低電圧回路の電源に電力を供給するチャージポンプを備える請求項1に記載の半導体装置。
- 前記チャージポンプの電荷を移すことが可能なコンデンサを備え、
前記コンデンサを介して前記低電圧回路の電源に電力を供給する請求項4に記載の半導体装置。 - 前記マルチプレクサに選択された電池セルの電圧を前記低電圧回路の電源電圧に調整するレギュレータを備える請求項1に記載の半導体装置。
- 前記電池セルの電荷を蓄え、前記電池セルから前記低電圧回路の電源に電力を供給するチャージポンプと、
前記電池セルの電荷を蓄えるサンプリングコンデンサと、を備え、前記サンプリングコンデンサが蓄えた電荷から前記測定回路で前記電池セルの電圧を測定する請求項1に記載の半導体装置。 - 前記チャージポンプと前記サンプリングコンデンサは、異なるタイミングで電荷を蓄える請求項7に記載の半導体装置。
- 複数の電池セルが直列に接続された組電池と、
前記組電池の前記電池セルのいずれかを選択して接続するマルチプレクサを含む高耐圧回路と、
前記マルチプレクサを介して、前記電池セルの電圧を個別に測定する測定回路を含む低電圧回路と、を備え、
前記マルチプレクサは、前記複数の電池セルのうち、いずれかの電池セルを前記低電圧回路の電源に接続し、
前記マルチプレクサは、いずれかの電池セルを前記低電圧回路のプラス電源に接続する第1マルチプレクサと、いずれかの電池セルを前記低電圧回路のマイナス電源に接続する第2マルチプレクサとを備え、
前記第1マルチプレクサと前記第2マルチプレクサは、独立して相異なる前記電池セルに接続可能である電池システム。 - 前記マルチプレクサは、前記複数の電池セルのうち、測定した電圧が最も低い電池セルを除いた、いずれかの電池セルを前記低電圧回路の電源に接続する請求項9に記載の電池システム。
- 複数の電池セルが直列に接続された組電池に対して、測定回路により前記電池セルの電圧を個別に測定し、
第1のマルチプレクサにより、前記複数の電池セルのうち、いずれかの電池セルを、前記測定回路を含む低電圧回路のプラス電源に接続し、
第2のマルチプレクサにより前記複数の電池セルのうち、いずれかの電池セルを前記低電圧回路のマイナス電源に接続する
電池制御方法。 - 前記複数の電池セルのうち、測定した電圧が最も低い電池セルを除いた、いずれかの電池セルを、前記測定回路を含む低電圧回路の電源に接続する、請求項11に記載の電池制御方法。
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