CN101567693B - 具有较低的温度依赖性的模数转换装置 - Google Patents

Abstract

一种具有较低的温度依赖性的模数转换装置。在A/D转换装置中，转换单元具有输入端和输入-输出特性。所述输入-输出特性具有温度依赖性，并且所述转换单元执行将输入电压信号转换为数字数据的处理。温度确定单元具有根据所述转换单元的输入-输出特性的温度依赖性表示转换单元的输出变量与转换单元周围的温度变量之间关系的信息。当所述指定电压被施加到所述转换单元的输入端时，所述温度确定单元基于所述信息和指定电压来确定所述转换单元周围温度的值。降低单元基于转换单元周围温度的确定值来降低将输入电压信号转换为数字数据的处理的温度依赖性。

Description

具有较低的温度依赖性的模数转换装置

技术领域

本发明涉及具有用于将输入模拟电压信号转换为数字数据的A/D转换器的模数(A/D)转换装置。

背景技术

像传统的A/D转换器一样，已经开发出被称为TAD转换器的时间A/D转换器(time A/D converters)。在相应于公开号为H05-259907的日本专利申请的美国专利No.5,396,247中公开了这种TAD转换器的例子。

每个TAD转换器均具有在输入模拟电压信号上操作的环形振荡器，并以简单的电路结构获得高分辨率。

TAD转换器通常具有随温度变化而变化的非线性的输出特性。因此，为了基于TAD转换器的输出抓取(grasp)输入模拟电压信号的值，希望在考虑TAD转换器输出的温度依赖性的同时，基于它的非线性输入-输出特性将TAD转换器输出的变量与输入模拟电压信号的变量关联起来。

相应于公开号为2004-274157的日本专利申请的美国专利No.6,891,491公开了一种逼近TAD转换器的输入-输出特性的方法。所述方法利用基于TAD转换器的输出值的折线来逼近TAD转换器的输入-输出特性，所述输出值相应于在预设输入范围内的输入模拟电压信号中的基准电压，例如其中的上限、下限和中间值。

发明内容

因为所述折线高精度地逼近当前温度下TAD转换器的输入-输出特性，所述方法能够改善使用TAD转换器的A/D转换精度。

如上所述，TAD转换器被设计为将输入模拟电压信号转换为数字数据，并且因此它们能被用作电压检测器。

另一方面，在使用时由一组串联连接的电池单元(battery cells)组成的电池组被用作电源，要求测量每一个电池模块上的电压值；这些电池模块中的每一个均由一个电池单元或一组若干个相邻的电池单元组成。为了处理所述要求，TAD转换器能够被用作用于电池组的电压监控系统的电压检测器；该电压检测器工作以测量每一个电池模块上的电压值。

当被设计为使用上述逼近方法的每个TAD转换器被用作用于电池组的电压监控系统的电压检测器时，在电池模块的负极端充作地电位的条件下，需要生成将被施加到每个TAD转换器的输入模拟电压信号中的基准电压。

因此，不能通过逐步降低另一电池模块上的电压值来生成被施加到被安排测量最高电位的电池模块上的电压值的TAD转换器的基准电压。

相反，当最高电位的电池模块上的电压值被逐步降低以便生成基准电压时，能够通过所述逐步降低而生成的每一个基准电压被限制为等于或小于最高电位的电池模块上的电压值。因此，也许难以适当地生成所述输入模拟电压信号中的上限来作为基准电压。

为了处理这样的问题，电压值可以被设计，将每个电池模块上的电压值间接地施加到相应的TAD转换器中，而不是将每个电池模块上的电压值直接地施加到相应的TAD转换器中；通过借助电阻器分压每一电池模块上的电压值来产生该电压值。这使得将被施加到TAD转换器的电压范围变窄，因此减小了作为基准电压的所述输入模拟电压信号中的上限。

然而，被用于分压每个电池模块上的电压值的电阻器的电阻可取决于温度。这会导致减小将输入模拟电压信号转换为数字数据的精度，换言之，减小对输入模拟电压信号中的电压值测量的精度。

由元件的温度依赖性引起的这种问题不局限于发生在由TAD转换器和电阻器执行的A/D转换处理中。

特别地，由元件的温度依赖性引起的这种问题可以发生在由A/D转换器和电子元件执行的A/D转换处理中，所述电子元件用于将目标物理量直接或间接地输入到所述AD转换器；该电子元件的工作特性具有温度依赖性。

鉴于上面陈述的情况，本发明的一个方面的目标是提供模数转换装置，所述模数转换装置被设计为具有改进的结构以降低用于将输入电压信号转换为数字数据的处理的温度依赖性。

根据本发明的一个方面，提供一种模数转换装置。所述模数转换装置包括具有输入端和输入-输出特性的转换单元。所述输入-输出特性具有温度依赖性。所述转换单元被配置为执行将通过输入端的输入电压信号转换为数字数据的处理。所述模数转换装置包括被配置为将指定电压施加到所述转换单元的输入端的指定电压施加单元。所述模数转换装置包括温度确定单元，所述温度确定单元具有根据所述转换单元的输入-输出特性的温度依赖性表示转换单元的输出变量与转换单元周围的温度变量之间的关系的信息。所述温度确定单元被配置为，当所述指定电压被施加到所述转换单元的输入端时，基于所述信息和指定电压来确定所述转换单元周围的温度的值。所述模数转换装置包括降低单元(reducing unit)，所述降低单元被配置为基于所述转换单元周围的温度的确定值来降低将输入电压信号转换为数字数据的处理的温度依赖性。

根据本发明的一个方面，提供根据所述转换单元的输入-输出特性的温度依赖性表示转换单元的输出变量与转换单元周围的温度变量之间的关系的信息。

因此，当所述指定电压被施加到所述转换单元的输入端时，所述温度确定单元基于所述信息和指定电压来确定所述转换单元周围的温度的值。

因此，基于所述转换单元周围的温度的确定值，所述降低单元能够了解温度对将通过输入端的输入电压信号转换为数字数据的处理的影响，因而适当地减小温度对所述A/D转换处理的影响。

所述装置因此使得能够适当地降低所述A/D转换处理的温度依赖性。

附图说明

根据参考相应附图对实施例的下列描述，本发明的其它目标和方面将变得明显，在所述附图中：

图1是示意性地说明根据本发明的第一实施例的电压监控系统的总体结构的实例的框图；

图2是示意性地说明在图1中所示的任意监控单元的电路结构的实例的电路图；

图3是示意性地说明在图2中所示的任意一个TAD转换器的结构的实例的电路图；

图4是示意性地说明在图2中所示的任意一个TAD转换器的输出特性曲线的图表；

图5是示意性地说明根据所述第一实施例的由虚线标绘的逼近特性曲线以及TAD转换器的基准特性曲线的图表；

图6是示意性地说明在图2中所示的每一个基准电压单元的电路结构的实例的电路图；

图7是示意性地说明根据所述第一实施例的用于电池的电压测量过程(routine)的流程图，所述电压测量过程具有减小相应的一个TAD转换器的温度依赖性的过程；

图8是示意性地说明根据所述第一实施例的在电压测量过程中所示的步骤S10的子过程的流程图；

图9是示意性地说明根据所述第一实施例的在电压测量过程中所示的步骤S12的子过程的流程图；

图10是示意性地说明根据所述第一实施例的在电压测量过程中所示的步骤S14的子过程的流程图；

图11是示意性地说明根据所述第一实施例的在电压测量过程中所示的步骤S14的子过程的流程图；

图12是示意性地说明根据本发明的第二实施例的电压监控系统的监控单元的电路结构的实例的电路图；

图13是示意性地说明根据本发明的第三实施例的电压监控系统的监控单元的电路结构的实例的电路图；

图14是示意性地说明根据本发明的第四实施例的电压监控系统的监控单元的电路结构的实例的电路图；

图15是示意性地说明根据本发明的第五实施例的电压监控系统的监控单元的电路结构的实例的电路图；

图16是示意性地说明根据本发明的第六实施例的电压监控系统的监控单元的电路结构的实例的电路图；

图17是示意性地说明根据本发明的第七实施例的电压监控系统的监控单元的电路结构的实例的电路图；

图18是示意性地说明根据本发明的第八实施例的电压监控系统的监控单元的电路结构的实例的电路图；

图19是示意性地说明根据所述第八实施例的在电压测量过程中所示的步骤S14的子过程的流程图；

图20是示意性地说明根据本发明的第九实施例的TAD转换器的输出特性曲线的图表；以及

图21是示意性地说明根据所述第九实施例的在电压测量过程中所示的步骤S10的子过程的流程图。

具体实施方式

以下将参考相应附图来描述本发明的实施例。在所述实施例中，根据本发明的A/D转换装置被应用于安装在混合动力交通工具中的电压监控系统。

第一实施例

参考附图，其中在几个视图中相同的参考字符指的是相同的部分，在图1中说明了根据本发明的第一实施例的电压监控系统1的总体结构的实例。

所述电压监控系统1包括电池组10、多个监控单元U、接口(IF)12、微型计算机14和低压电池(low battery)16。

电池组10被设计为用于安装在混合动力交通工具内的电动发电机的电源。

特别地，所述电池组10由一组串联连接的电池单元组成，每一个电池单元均是蓄电池，例如锂蓄电池或镍蓄电池。

任何一个所述串联连接的电池单元均由Bij来表示。所述下标i表示1、2、3、……、n(n是等于或大于2的整数)中的任意一个，而所述下标j表示1、2、3、4中的任意一个。换句话说，所述电池组10被分成n个电池块(模块)B1j、B2j、……、B(n-1)j和Bnj，每个电池块有四个相邻的电池单元。

所述多个监控单元U的数目与多个电池块B1j到Bnj的数目彼此相等。

特别地，电池块B1j到Bnj中的每个的每个单元电连接到相应的一个监控单元Ui；该下标i表示1、2、3、……、n(n是等于或大于2的整数)中的任意一个。监控单元U1到Un中的每个工作以监控所述电池块B1j到Bnj中的相应一个的每个单元的状态。

例如，第一电池块(i＝1)的四个相邻的电池单元B11、B12、B13和B14电连接到第一监控单元U1(i＝1)，并且第n个电池块(i＝n)的四个相邻的电池单元Bn1、Bn2、Bn3和Bn4电连接到第n个监控单元Un(i＝n)。

所述监控单元U1到Un、电池组10和电动发电机(未示出)组成用于向安装在混合动力交通工具内的电力负荷提供高压的高压系统。另一方面，所述低压电池16和以从低压电池16提供的电压运行的微型计算机14组成低压系统。监控单元U1到Un中的每个和微型计算机14彼此通过接口12电连接，以便电信号能够因此彼此相通。

所述微型计算机14包括，例如，CPU、RAM(随机存取存储器)、例如可重写ROM这样的ROM(只读存储器)、例如HDD(硬盘驱动器)这样的存储设备，和外围设备。所述微型计算机14被编程来控制所述监控单元U1到Un的操作。

图2说明了所述监控单元U1到Un的任意一个单元Ui的示意电路结构的实例。在图2中，由监控单元Ui监控的四个相邻的单元Bi1、Bi2、Bi3和Bi4分别被简写为B1、B2、B3和B4。所述简写的相邻的单元B1、B2、B3和B4中的任意一个被称为Bj。

每个监控单元Ui具有四个分压器D1、D2、D3和D4，每个分压器均包括一对第一和第二电阻器20和22，所述第一和第二电阻器20和22彼此通过输出端(连结点)T串联连接。所述第一电阻器20具有电阻R1，而所述第二电阻器22具有电阻R2。每个分压器电跨接在所述四个相邻的单元B1、B2、B3和B4中的相应一个上。换句话说，由串联连接的第一和第二电阻器20和22组成的电阻元件被放置跨接在所述四个相邻的单元B1、B2、B3和B4中的每个上。

每个分压器D1到D4工作以分压在所述相邻的单元B1到B4中的相应一个(Bj)上的电压。

每个监控单元Ui也提供有四个选择器24、四个电压输出器26、四个时间A/D转换器(TAD转换器)28、控制单元30和四个基准电压单元32。

在所述相邻的单元B1到B4中的每一个上的电压被分压器D1到D4中的相应一个分压的电压值被从相应输出端T输出，以便被输入到所述四个选择器24中的相应一个。

特别地，每个选择器24被电连接到所述第一到第四分压器D1到D4中的相应一个的输出端T，并被电连接到相应一个电压输出器26的同相输入端(+)。这允许在所述相邻的单元B1到B4中的每一个上的电压被分压值经由相应一个选择器24被施加到相应一个电压输出器26。

每个选择器24也被电连接到相应一个基准电压单元32的输出和被电连接到控制单元30。特别地，在所述控制单元30的控制之下，每个选择器24也可操作的选择每个基准电压单元32的输出到相应一个电压输出器26的同相端。

每个电压输出器26具有输出端和短路连接到所述输出端的倒相输入端(-)。

特别地，每个电压输出器26具有允许从相应一个分压器D1到D4的输出端输入到同相输入端的电流几乎变为零的高输入阻抗。这减少来自于每个分压器D1到D4的输出端的漏泄电流，所述分压器分压在所述相邻的单元B1到B4中的相应一个上的电压。这使得能够基于所述分压器D1到D4中的相应一个的电阻R1和R2来高精度地测量在所述相邻的单元B1到B4中的每一个上的电压被分压的值。

每个电压输出器26的输出端被电连接到相应一个TAD转换器28的输入端。这允许在所述相邻的单元B1到B4中的每一个上的电压被分压值被施加到相应一个TAD转换器28的输入端，以作为输入模拟电压信号Vin。所述输入模拟电压信号Vin在下文中将被称为“输入电压信号Vin”。

所述控制单元30被设计为，例如，标准的计算机电路。特别地，所述控制单元30包括，例如，CPU、RAM(随机存取存储器)、例如可重写ROM这样的ROM(只读存储器)、例如HDD(硬盘驱动器)这样的存储设备，和外围设备。所述控制单元30被电连接到每个选择器24、每个TAD转换器28、电连接到单元B1的正极端的线L1和电连接到单元B4的负极端的线L2。

每个TAD转换器28电跨接相应一个单元Bj，并被配置为在作为其供电电压的相应一个单元Bj上的电压上运行。特别地，每个TAD转换器28的正极电源端和接地端分别被电连接到相应一个单元Bj的正极端和负极端。

特别地，所述控制单元30可操作的：

控制每个选择器24；

输出脉冲信号PA到每个TAD转换器28；

输出具有预设时钟周期的由重复的一系列脉冲组成的时钟信号CLK到每个TAD转换器28；

取得从每个TAD转换器28中输出的数字数据D；以及

使从每个TAD转换器28输出的取得的数字数据D经历数字处理。

参考图3，每个TAD转换器28包括作为脉冲延迟电路的环形振荡器28a和数字数据发生器28b。

环形振荡器28a由相应于延迟中的M个阶段的M个延迟单元DU组成。M被设置为偶数。

特别地，一个NAND门DU1和奇数个反相器DU2到DUM被优选地用作所述延迟单元DU。

所述NAND门DU1具有一个以及另一个输入端和一个输出端，并被设计以便从所述控制单元30发出的脉冲信号PA被输入到其中的一个输入端。

所述NAND门DU1和反相器DU2到DUM被串联连接在一个环中。特别地，NAND门DU1的另一个输入端和末级反相器DUM的输出端彼此连接，以便所述NAND门DU1和反相器DU2到DUM被串联连接以具有环状结构，构成所述环形振荡器28a。

所述环形振荡器28a可操作的调整经由其另一个输入端输入到NAND门DU1的脉冲信号PA的电平，以便连续地使脉冲信号PA循环通过所述延迟单元DU。

从相应一个电压输出器26输出的输入电压信号Vin被施加到每个TAD转换器28的输入端，该输入端充当其电源端。

因此，每个延迟单元DU的反转操作时间(振荡频率)取决于输入电压信号Vin的电平，并且因此每个延迟单元DU的延迟时间取决于所述输入电压信号Vin的电平。因此，在相当于所述时钟信号CLK的一个周期的预定采样周期TS内所述脉冲信号PA所经过的延迟单元DU的级的数目被配置为与所述输入电压信号Vin的电平成比例。

所述数字数据发生器28b可操作的：

计数在所述时钟信号CLK的每个时钟周期内从所述环形振荡器28a输出的脉冲信号PA被反转的次数；

检测每次所述时钟信号CLK变高时所述脉冲信号PA的有效边缘已达到的位置；以及

基于所述计数的次数和所述脉冲信号PA的有效边缘的检测的位置来生成数字数据D，从而输出所述数字数据D。

图4示意性地说明了TAD转换器28的输入-输出特性曲线。在下文中所述输入-输出特性曲线(或多条输入-输出特性曲线)将被称为“输出特性曲线”(或多条输出特性曲线)。

参考图4，作为所述TAD转换器28的输出特性曲线，以电压(V)为单位的所述输入电压信号Vin的变量与以LSB(最低有效位)为单位的输出数字数据D的变量之间的关系被标绘为非线性曲线，所述曲线根据温度而变化。一个TAD转换器28的非线性输出特性曲线可以不同于另一TAD转换器28的非线性输出特性曲线。

例如在图4中，在所述输入电压信号Vin中的值Va处，一个非线性输出特性曲线的切线的最高斜率大大地不同于另一个的非线性输出特性曲线的切线的最低斜率。

类似的在图4中，在所述输入电压信号Vin的值Vb处，在TAD转换器28的非线性输出特性曲线之间的变化的范围是很宽的。

因此，为了基于每个TAD转换器28的输出数字数据D抓取输入电压信号Vin的准确值，要求得到数字格式的输入电压信号Vin和每个TAD转换器28的输出数字数据D之间的关系。特别地，数字格式的输入电压信号Vin和每个单独的TAD转换器28的输出数字数据D之间的关系被优选地设计为包括相应一个单独的TAD转换器28的温度依赖性。

为了实现所述要求，电压监控系统1被配置为循环地生成和更新逼近每个TAD转换器28的基准输出特性曲线的特性曲线。由实线和参考字符RC所示的基准输出特性曲线表示TAD转换器28在预定基准温度时的实际的输出特性曲线，所述TAD转换器28将被称为TAD转换器28a1。

特别地，在图5中，由虚线和参考字符AC标绘的相对于所述TAD转换器28a1的基准特性曲线的逼近特性曲线被基于以下来生成：

在基准电压值(电平)Vref1被输入到TAD转换器28a1时来自TAD转换器28a1的输出数字数据D的第一值；

在基准电压值(电平)Vref2被输入到TAD转换器28a1时来自TAD转换器28a1的输出数字数据D的第二值；

在基准电压值(电平)Vref3被输入到TAD转换器28a1时来自TAD转换器28a1的输出数字数据D的第三值；以及

在基准电压值(电平)Vref4被输入到TAD转换器28a1时来自TAD转换器28a1的输出数字数据D的第四值。

在所述第一实施例中，鉴于所述TAD转换器28的每个输出特性曲线随着输入电压信号Vin的变量的增加而增加以及具有多个拐点的这一事实，选择三次函数曲线来作为每个TAD转换器28的逼近特性曲线。

三次函数具有四个系数参数。因此，所述电压监控系统1被配置为通过以下操作来确定用于每个TAD转换器28的适当的三次函数曲线：

在输入电压信号Vin中的相应四个基准电压值被输入到相应一个TAD转换器28时基于来自该相应一个TAD转换器28的输出数字数据D的四个值来指定四个系数参数的值的。

如上所述，所述电压监控系统1被配置为：

基于实际输入到相应一个TAD转换器28的输入电压信号Vin的值和来自于相应一个TAD转换器28的数字数据D的相应的实际输出值，来循环地生成和更新每个TAD转换器28的逼近特性曲线。

因此，每个TAD转换器28的逼近特性曲线能够适当地反映其在相应一个TAD转换器28周围的实际温度处的输出数字数据；该实际温度波动。

此外，因为所述逼近特性曲线为了所述各个个体的TAD转换器28而生成和更新，所以它们能够反映在所述TAD转换器28中的个体输出特性差异。

更明确地说，如上所述，监控单元Ui配备有分别为四个相邻的单元B1、B2、B3和B4而提供的四个基准电压单元32。

图6示意性地说明每个基准电压单元32的电路结构的实例。参考图6，每个基准电压单元32具有用于生成多个预设基准电压值Vref1、Vref2、Vref3、……、Vrefm的电压发生器VG和多路转换器34，所述多个预设基准电压值在一预设电压范围内彼此互不相同。所述多路转换器34包括多个开关32a，所述开关的数目和所述基准电压值Vref1、Vref2、Vref3、……、Vrefm的数目(m)一致。

每个基准电压单元32的电压发生器VG电跨接相应的单元Bj。每个基准电压单元32的电压发生器VG工作以在所述预设电压范围内基于在相应单元Bj上的电压通过，例如，逐步降低其上的电压来生成多个基准电压值Vref1、Vref2、Vref3、……、Vrefm。

例如，所述基准电压值Vref1、Vref2、……、Vrefm按照增加电压值的顺序排列。也就是说，所述预设电压范围的上限是基准电压值Vrefm，而其下限是基准电压Vref1。

为了使所述逼近特性曲线与所述TAD转换器28的个体的输出特性曲线高精度的匹配，要求将多个基准电压的上限和下限分别设置为与被预期为所述输入电压信号Vin的最高电平和最低电平同样的电平。

关于该要求，注意到电池组10的容量波动。因而，如果单元Bj上的电压被直接施加到相应的TAD转换器28，则所述单元Bj上的电压的逐步降低将不会生成具有与被预期为输入电压信号Vin的最高电平同样的电平的电压。

然而象图2中说明的，所述电压监控系统1被配置为对单元Bj上的电压进行分压，从而将单元Bj上的电压的被分压的值施加到相应TAD转换器28的输入端。

这降低了被预期为将被输入到每个TAD转换器28的输入电压信号Vin的最高电平。因而，即使在每个相邻的单元B1到B4上的电压波动，对于每个基准电压单元32来说有可能生成所述多个基准电压的上限；该上限与被预期为所述输入电压信号Vin的最高电平相同。

注意，对于借助相应TAD28的单元Bj上的电压的测量过程来说，被用于所述测量过程的电子元件的温度依赖性可能是问题。例如，温度影响第一和第二电阻器20和22的电阻。这导致基于来自于相应TAD转换器28的输出数字数据D和相应的第一和第二电阻器20和22的电阻R1和R2的单元Bj上的电压的计算精度取决于温度。由每个基准电压单元32生成的基准电压Vref1、Vref2、……、Vrefm也取决于温度。

被用于上面阐述的测量过程的电子元件的温度依赖性可以导致来自于每个基准电压单元32的实际输出电压值偏离所述基准电压值Vref1、Vref2、……、Vrefm中的目标的基准电压值。这可能降低在每个TAD转换器28的个体的输出特性曲线和逼近特性曲线之间的匹配的精度。

为了处理上述问题，根据所述第一实施例的电压监控系统1被设计为：

利用每个TAD转换器28的温度依赖性来测量每个TAD转换器28周围的温度；以及

降低或消除每个单元Bj上的电压的测量过程的温度依赖性。

特别地参考图4，相对于所述输入电压信号Vin的同样的值每个TAD转换器28的输出数字数据D的值根据温度而变化。

因此，根据所述第一实施例的电压监控系统1被配置为：

当一个基准电压被输入到每个TAD转换器28时，测量(估计)每个TAD转换器28周围的温度；以及

基于相应一个TAD转换器28周围的测量温度来降低或消除每个TAD转换器28的温度依赖性。

图7示意性地说明单元Bij的电压测量过程，所述电压测量过程具有减小相应一个TAD转换器28的温度依赖性的处理。所述电压测量过程被设计为由所述控制单元30单独执行或由所述控制单元30和所述微型计算机14合作按照一电压测量程序来执行。在所述第一实施例中，所述控制单元30可操作的单独地执行所述电压测量过程。

所述电压测量程序被设计为存储在，例如，每个控制单元30的ROM和/或RAM中以及存储在微型计算机14中。所述电压测量程序可以被分布地存储在电压监控系统1中。

例如，所述电压测量程序被设计为以预设周期由所述控制单元30重复执行。

当启动所述电压测量过程时，在步骤S10，所述控制单元30通过利用相应一个TAD转换器28的输出特性的温度依赖性来确定每个TAD转换器28周围的温度。

然后，在步骤S12，基于相应一个TAD转换器28周围的测量温度，所述控制单元30计算对于每个基准电压单元32的实际输出的校正以及对于所述第一和第二电阻器20和22中的每个电阻R1和R2的校正。

此后，在步骤S14，所述控制单元30计算每个TAD转换器28的逼近特性曲线。在步骤S14中的计算基于相应一个TAD转换器28的数字数据D的输出值来执行。在从相应一个基准电压单元32中输出的每个校正的电压值被输入到相应一个TAD转换器28时，来自相应一个TAD转换器28的数字数据D的输出值被生成。

基于对于相应一个基准电压值Vref1到Vrefm的计算出的校正来校正每个基准电压值Vref1到Vrefm，从而生成将被输入到每个TAD转换器28的相应一个校正的电压值。

然后，在步骤S16，基于对于相应第一和第二电阻器20和22的计算出的校正，所述控制单元30通过相应的第一和第二电阻器20和22来抓取每个单元Bij上的电压的恰当的被分压的电压。因而在步骤S16，所述控制单元30基于相应于每个单元Bij的恰当的被分压的电压来测量(估计)每个单元Bij上的电压。

然后，在步骤S10的子过程中由所述控制单元30执行的操作将根据图8来充分地描述。

在步骤S10的子过程中，所述控制单元30控制每个基准电压单元32和每个选择器24，从而在步骤S20中将被确定用于温度测量的基准电压Vref1到Vrefm中的一个施加到相应一个TAD转换器28。

例如在所述第一实施例中，假设：

在基准电压值Vref3处的每个TAD转换器28的非线性输出特性曲线之间的变化范围是在剩余的基准电压处的在其间的所有变化范围中最宽的(参见图4中的值Vb)。

因而，根据所述假设，所述控制单元30从所有基准电压值Vref1到Vrefm中选择基准电压值Vref3来作为被确定用于温度测量的一个电压，并在步骤S20中将它施加到每个TAD转换器28。

此后，在步骤S22，所述控制单元30从每个TAD转换器28中获得数字数据D的输出值。

因而，在步骤S24，所述控制单元30基于获得的数字数据D的输出值和相应的一个映射M1来确定每个TAD转换器28周围的温度。

每个映射M1表示在基准电压Vref3被输入到相应一个TAD转换器28时来自该相应一个TAD转换器28的数字数据D的输出变量和该相应一个TAD转换器28周围的温度变量之间的关系。用于各个TAD转换器28的映射M1能够被设计为数据表并存储在例如所述控制单元30的ROM或RAM中，或者被设计为程序并被嵌入所述电压监控程序中。

所述映射M1已经通过例如使用所述电压监控系统1的许多测试和/或模拟来确定。

特别地，在步骤S24，基于从每个TAD转换器28获得的数字数据D的输出值，所述控制单元30参考相应的一个映射M1，从而确定在相应一个映射M1中与所述获得的数字数据D的输出值相关联的在相应TAD转换器28周围的温度值。在完成步骤S24中的操作之后，所述控制单元30回到所述电压测量过程中的步骤S12的子过程的起点。

然后，在步骤S12的子过程中由所述控制单元30执行的操作将根据图9来充分地描述。

在步骤S12的子过程中的步骤S30中，所述控制单元30获得在步骤S10的子过程(步骤S20、S22和S24)中确定的每个TAD转换器28周围的温度值。

然后，在步骤S32，基于获得的相应一个TAD转换器28周围的温度值，所述控制单元30计算对于每个基准电压单元32的每个基准电压值Vref1、Vref2、……、Vrefm的校正。

换句话说，在步骤S32，当每个基准电压单元32打算输出每个基准电压值Vref1、Vref2、……、Vrefm时，所述控制单元30计算对于每个基准电压单元32的实际输出值的校正。

更明确地说，基于获得的相应一个TAD转换器28周围的温度值和相应一个映射M2，所述控制单元30确定对于每个基准电压单元32的每个基准电压值Vref1、Vref2、……、Vrefm的校正。

每个映射M2表示在对于每个基准电压单元32的每个基准电压Vref1、Vref2、……、Vrefm的校正的变量和相应一个基准电压单元32周围的温度变量之间的关系。每个基准电压单元32周围的温度与获得的相应一个TAD转换器28周围的温度对应。

用于各个基准电压单元32的映射M2能够被设计为数据表并存储在例如所述控制单元30的ROM或RAM中，或者被设计为程序并被嵌入所述电压监控程序中。

已经通过，例如，在例如每个监控单元Ui中的安装之前或所述电压监控系统1的发货(shipment)之前测量每个基准电压单元32的输出特性的温度依赖性来确定所述映射M2。

特别地，在步骤S32，基于获得的每个TAD转换器28周围的温度值，所述控制单元30参考相应一个映射M2，从而确定对于每个基准电压值Vref1到Vrefm的校正的值；该确定的值在相应一个映射M2中与所述获得的温度值相关联。

此后，在步骤S34，基于获得的相应一个TAD转换器28周围的温度值和相应一个映射M3，所述控制单元30计算用于每个TAD转换器28的所述第一和第二电阻器20和22的每个电阻R1和R2的变化。

每个映射M3表示在用于每个TAD转换器28的所述第一和第二电阻器20和22的每个电阻R1和R2的变化的变量与在相应的一对第一和第二电阻器20和22周围的温度变量之间的关系。每对第一和第二电阻器20和22周围的温度与获得的相应一个TAD转换器28周围的温度对应。

用于第一和第二电阻器20和22的各个对的映射M3能够被设计为数据表并存储在例如所述控制单元30的ROM或RAM中，或者被设计为程序并被嵌入电压监控程序中。

已经通过，例如，在例如每个监控单元Ui中的安装之前或所述电压监控系统1的发货之前测量每对第一和第二电阻器20和22的特定电阻R1和R2的温度依赖性来进行确定所述映射M3。

如果每对第一和第二电阻器20和22的电阻R1和R2依据它们的电阻温度系数按比例地随温度的增大而增加，则对于每对第一和第二电阻器20和22的映射M3能够基于具有在温度和相应的一对第一和第二电阻器20和22的电阻之间的温度系数的关系表达式来创建。

特别地，在步骤S34，基于获得的每个TAD转换器28周围的温度值，所述控制单元30参考相应一个映射M3，从而确定对于每个TAD转换器28的所述第一和第二电阻器20和22的每个电阻R1和R2的变化的值；该确定的值在相应一个映射M3中与所述获得的温度值相关联。

在完成步骤S34的操作之后，在步骤S36，基于用于每个TAD转换器28的所述第一和第二电阻20和22的每个电阻R1和R2的变化的确定值，所述控制单元30计算用于每个单元Bij上的电压的校正系数K。

注意到，在所述预定基准温度处，所述校正系数K的值被设为1。

例如在步骤S36，所述控制单元36使用建立的下列关系方程：

V＝Vin·(R1+R2)/R2

其中参考字符V表示每个单元Bij上的电压。

特别地，在步骤S36中基于用于相应一个TAD转换器28的第一和第二电阻器20和22的每个电阻R1和R2的变化的确定值，所述控制单元30计算用于每个单元Bij上的电压的电阻比“(R1+R2)/R2”的变化的值。

在步骤S36，基于用于每个单元Bij上的电压的电阻比“(R1+R2)/R2”的变化的计算值，所述控制单元30计算用于每个单元Bij上的电压的校正系数，所述校正系数补偿用于相应一个单元Bij上的电压的电阻比“(R1+R2)/R2”的变化的计算值。

然后，在步骤S14的子过程中由所述控制单元30执行的操作将根据图10来充分地描述。

在步骤S14的子过程中，在步骤S40，所述控制单元30控制每个选择器24以基于基准电压值Vrefi(索引i＝1、2、……、m)来选择相应一个基准电压单元32的输出电压。在步骤S40，这将所述相应一个基准电压单元32的输出电压施加到相应一个电压输出器26的同相输入端。

在从步骤S12的子过程转入步骤S14的子过程之后立刻地，所述控制单元30将索引“i”设置为“1”，从而将基准电压Vref1选择为步骤S40中的基准电压值Vrefi。

然后，在步骤S42，在从相应一个电压输出器26输出的基准电压值Vrefi被输入到每个TAD转换器28时所述控制单元30获得来自每个TAD转换器28的数字数据D的输出值。

随后在步骤S44，所述控制单元30确定是否：

所有基准电压值Vref1到Vrefm已经通过相应一个电压输出器26被施加到每个TAD转换器28(第一情况)；以及

在各个电压值Vref1到Vrefm被输入到每个TAD转换器28时来自每个TAD转换器28的数字数据D的输出电压已经被获得(第二情况)。

当确定所述第一和第二情况中的至少一个不满足(步骤S44中的确定是“否”)时，在步骤S46，所述控制单元30将索引“i”加1，从而选择基准电压Vref2来作为基准电压值Vrefi。此后，所述控制单元30返回到步骤S40，并重复步骤S40到S46中的操作。这允许在从相应一个电压输出器26输出的基准电压值Vref1、Vref2、……被输入到每个TAD转换器28时顺序地获得来自每个TAD转换器28的数字数据D的输出值。

因此，在从相应一个电压输出器26输出的基准电压值Vrefm被输入到每个TAD转换器28时获得来自每个TAD转换器28的数字数据D的输出值时，所述第一和第二情况被满足(步骤S44中的确定为“是”)。

接着，在步骤S48，基于用于每个TAD转换器28的每个基准电压值Vref1到Vrefm的校正的确定值(参见图9中的步骤S32)，所述控制单元30校正在步骤S40中要被输入到每个TAD转换器28的每个基准电压值Vref1、Vref2、……、Vrefm。

进一步地，在步骤S48，基于每个校正的基准电压值Vref1、Vref2、……、Vrefm，所述控制单元30计算从相应一个基准电压单元32中实际施加到每个TAD转换器28的校正的电压值。

然后，在步骤S50，基于实际施加到相应一个TAD转换器28的校正的电压值以及从每个TAD转换器28获得的数字数据D的实际输出值，所述控制单元30计算用于每个TAD转换器28的具有未指定的四个系数参数的三次函数曲线，以作为逼近特性曲线。

特别地，在步骤S50，基于实际施加到每个TAD转换器28的校正的电压值以及来自该TAD转换器28的的数字数据D的实际输出值，所述控制单元30计算在用于每个TAD转换器28的三次函数曲线中包含的未指定的四个系数参数的值。这在步骤S50中获得用于每个TAD转换器28的具有指定的四个系数参数的三次特性曲线。

然后，在步骤S16的子过程中由所述控制单元30执行的操作将根据图11来充分地描述。

在步骤S16的子过程中，在步骤S60，所述控制单元30控制每个选择器24以选择相应输出端T处的电压。在步骤S60，这将每个单元Bij上的电压的被分压的值施加到相应一个电压输出器26的同相输入端。

然后，在步骤S62，在从相应一个电压输出器26中输出的在相应的Bij上的电压的分压值被输入到每个TAD转换器28时所述控制单元30获得来自每个TAD转换器28的数字数据D的输出值。

随后，在步骤S64，基于作为各个TAD转换器28的逼近特性曲线的相应一个三次函数曲线，所述控制单元30计算表示每个单元Bij上的电压的数字数据。

特别地，在步骤S64，所述控制单元30执行处理(a)和(b)：

所述处理(a)计算在相应的三次函数曲线中在步骤S62中获得的来自相应一个TAD转换器28的数字数据D的输出值处由相应的一对第一和第二电阻器20和22分压的每个单元Bij上的电压的数字分压值；以及

所述处理(b)基于在预定基准温度时的相应的一对第一和第二电阻器20和22的电阻R1和R2，根据所述处理(a)中的每个单元Bij上的电压的数字分压值来计算每个单元Bij上的电压的数字值。

然后在步骤S66，基于步骤S36中计算出的用于相应一个单元Bij上的电压的校正系数K，所述控制单元30校正在所述处理(b)中计算出的每个单元Bij上的电压的数字值。

最后实现的每个单元Bij上的电压的数字值很少受或不受来自于相应一个基准电压单元32的实际输出电压的温度依赖性和相应的一对第一和第二电阻器20和22的电阻R1和R2的温度依赖性的影响。

注意到，图2中说明的每个电压输出器26的输出电压也可能根据温度而进行变化。然而，每个电压输出器26的温度依赖性能够对下面两种情况都有效：

相应基准电压单元32的输出电压被施加到每个电压输出器26；以及

相应单元Bij上的电压的分压值被施加到每个电压输出器。

因此，利用由步骤S14中的操作计算出的每个TAD转换器28的逼近特性曲线允许在某种程度上补偿相应一个电压输出器26的输出电压的温度依赖性。

完全如上所述，根据所述第一实施例的电压监控系统1被配置为：

在被确定用于温度测量的例如基准电压值Vref3这样的电压被输入到相应一个TAD转换器28时基于来自相应一个TAD转换器28的数字数据D的输出值来确定每个TAD转换器28周围的温度；以及

基于相应一个TAD转换器28周围的确定温度，来消除或降低用于由相应一个TAD转换器28测量每个单元Bij上的电压的处理的温度依赖性。

所述配置实现有效防止由温度变化引起的借助于TAD转换器28测量每个单元Bij上的电压的测量精度降低的第一效果。

所述电压监控系统1被配置为：

将由相应一个基准电压单元32生成的每个基准电压值Vrefi施加到每个TAD转换器28，从而获得来自每个TAD转换器28的数字数据D的输出电压；

基于从相应一个TAD转换器28获得的数字数据D的输出电压，计算从相应一个基准电压单元32实际施加到每个TAD转换器28的校正的电压值；以及

基于实际施加到每个TAD转换器28的校正的电压值和来自该TAD转换器28的数字数据D的实际输出值，获得每个TAD转换器28的三次特性曲线。

所述配置获得减小或消除每个基准电压单元32的输出电压的温度依赖性的第二效果，因而高精度地确定每个TAD转换器28的三次特性曲线。

所述电压监控系统1被配置为：

当基于相应一个单元Bij上的电压的分压值来测量每个单元Bij上的电压值，以作为到相应一个TAD转换器28的输入电压信号Vin时，补偿由相应一对第一和第二电阻器20和22的电阻中的温度变化引起的电压测量误差。

即使相应一对第一和第二电阻器20和22的电阻根据温度而变化，所述配置获得高精度地监控每个单元Bij上的电压的第三效果。

所述电压监控系统1被配置为在被确定用于温度测量的例如基准电压值Vref3这样的电压被输入到相应一个TAD转换器28时基于相应一个映射M1来确定每个TAD转换器28周围的温度。每个映射M1表示在基准电压Vref3被输入到相应一个TAD转换器28时来自相应一个TAD转换器28的数字数据D的输出变量和相应一个TAD转换器28周围的温度变量。

所述配置获得容易且适当地确定每个TAD转换器28周围的温度的第四效果。

第二实施例

在下文中将参考图12来描述根据本发明第二实施例的电压监控系统1A。

除了下列不同点以外，根据第二实施例的电压监控系统1A的结构基本上与根据第一实施例的电压监控系统1的结构相同。所以，根据第一和第二实施例的电压监控系统之间相同的部分在说明时被省略或简化，其中相同的部分被分配有相同的参考字符。

图12示意性地说明电压监控系统1A的监控单元UAi的电路结构的实例。

每个监控单元UAi具有两个分压器D11和D12，每个分压器包括通过一输出端T彼此串联连接的一对第一和第二电阻器40和42。所述分压器D11电跨接相应一对单元B1和B2，而所述分压器D12电跨接相应一对单元B3和B4。

所述分压器D11工作以将单元B1上的电压和单元B2上的电压之和分压，而所述分压器D12工作以将单元B3上的电压和单元B4上的电压之和分压。

每个监控单元UAi也具有两个选择器44、两个电压输出器26、两个时间A/D转换器(TAD转换器)28、控制单元30、两个基准电压单元32和两个调节器46。

在单元B1的正极端处被分压器D11分压的电压值被从相应输出端T输出，以被输入到两个选择器44中的一个。

相似地，在单元B3的正极端处被分压器D12分压的电压值被从相应输出端T输出，以被输入到两个选择器44中的另一个。

特别地，一个选择器44电连接到分压器D11和D12中的一个的输出端T以及电压输出器26之一的同相输入端。另一个选择器44电连接到所述分压器D11和D12中的另一个的输出端T以及另一个电压输出器26的同相输入端。

一个选择器44电连接到单元B1的负极端和单元B2的正极端之间的一个连结点。另一个选择器44电连接到单元B3的负极端和单元B4的正极端之间的连结点。

一个选择器44电连接到一个基准电压单元32的输出以及控制单元30。另一个选择器44电连接到另一个基准电压单元32的输出以及控制单元30。

象第一实施例一样，一个基准电压单元32工作以基于单元B1上的电压和单元B2上的电压之和来在预设电压范围内生成多个基准电压值。另一个基准电压单元32工作以基于单元B3上的电压和单元B4上的电压之和来在预设电压范围内生成多个基准电压值。

为了测量单元B2上的电压，控制单元30控制一个选择器44，以便单元B2上的电压被通过一个电压输出器26施加到一个TAD转换器28。相似地，为了测量单元B4上的电压，控制单元30控制另一个选择器44，因此单元B4上的电压被通过另一个电压输出器26施加到另一个TAD转换器28。

为了测量单元B1正极端处的电压，控制单元30控制一个选择器44，以便单元B1正极端处被分压的电压值被通过一个电压输出器46施加到一个TAD转换器28。为了测量单元B3正极端处的电压，控制单元30控制另一个选择器44，以便单元B3正极端处被分压的电压值被通过另一个电压输出器46施加到另一个TAD转换器28。

换句话说，TAD转换器28之一被共享用于两个单元B1和B2，其中的另一个TAD转换器28被共享用于两个单元B3和B4。

一个调节器46工作以：

调节高侧的单元B1的正极端处的电压；以及

向一个TAD转换器28提供调节的电压，从而在作为供电电压的调节的电压上操作它。

相似地，另一个调节器46工作以：

调节高侧的单元B3的正极端处的电压；以及

向另一个TAD转换器28提供调节的电压，从而在作为供电电压的调节的电压上操作它。

电压监控系统1A的其它操作基本上与电压监控系统1的操作相同。

如上所述，根据所述第二实施例的电压监控系统1A被进行配置，以便：

一个基准电压单元32在单元B1上的电压和单元B2上的电压之和上进行操作；以及

另一个基准电压单元32在单元B3上的电压和单元B4上的电压之和上进行操作。

除了第一到第四效果之外，这获得适当地扩展每个基准电压单元32能够生成的多个基准电压值的预设电压范围的第五效果。

所述电压监控系统1A被配置为：

当测量单元B1或B3的正极端处的高侧电压时，对单元B1或B3的正极端处的电压进行分压。

除了第一到第五效果之外，这获得限制被预期为输入电压信号Vin的电压范围的第六效果。

第三实施例

在下文中将参考图13来描述根据本发明第三实施例的电压监控系统1B。

除了下列不同点以外，根据第三实施例的电压监控系统1B的结构基本上与根据第一实施例的电压监控系统1的结构相同。所以，根据第一和第三实施例的电压监控系统之间相同的部分在说明时被省略或简化，其中相同的部分被分配有相同的参考字符。

图13示意性地说明电压监控系统1B的监控单元UBi的电路结构的实例。

每个监控单元UBi具有电连接到每个基准电压单元32的升压器48。所述升压器48工作以提升单元B11上的电压。

与最高电位的单元B11对应的一个基准电压单元32被配置为在作为其供电电压的由升压器48升压的电压上进行操作，从而生成在预设电压范围内的多个基准电压值。

与单元Bij对应的剩余的每个基准电压单元32被配置为：在作为其供电电压的相应单元Bij以及与其相邻的高电位侧的单元Bij-1上的电压之和上操作，从而生成在预设电压范围内的多个基准电压值。

例如，与单元B12对应的基准电压单元32被配置为在单元B12上的电压以及与其相邻的高电位侧的单元B11上的电压之和上操作。相似地，与单元B14对应的基准电压单元32被配置为在相应单元B14上的电压及与其相邻的高电位侧单元B13上的电压之和上操作。

上面阐述的配置扩展了由相应于单元Bij的每个基准电压单元32生成的多个基准电压的预设电压范围，以便所述扩展的预设电压范围包括被预期为单元Bij上的电压的上限和下限。

因此，有可能在由被预期为相应单元Bij上的电压的上限和下限定义的电压范围内，更高精度地确定每个TAD转换器28的逼近特性曲线。该优点允许用于每个单元Bij的TAD转换器28直接接收每个单元Bij上的电压，同时保持高的其上电压的测量精度。

这能够除去多对第一和第二电阻器20和22以及多个电压输出器26，从而除去用于补偿每对第一和第二电阻器20和22的电阻的波动的处理。此外，即使每个电压输出器26的波动的量根据输入电压而变化，也将能测量每个单元Bij上的电压而不受每个电压输出器26的波动的量的变化的影响。

电压监控系统1B的其它操作与电压监控系统1的操作基本上相同。

如上所述，根据所述第三实施例的电压监控系统1B被配置，以便：

与最高电位的单元B11对应的一个基准电压单元32在作为其供电电压的由升压器48升压的电压上操作，从而生成在预设电压范围内的多个基准电压值；以及

与单元Bij对应的剩余的每个基准电压单元32在作为其供电电压的各个相邻的电池上的电压之和上操作，从而生成在预设电压范围内的多个基准电压值。

也就是说，作为输入电压信号Vin的上限的、被施加到用于最高电位的单元B11的TAD转换器28的基准电压值可以被要求高于最高电位的单元B11上的电压。在这种情况下，最高电位的单元B11上的电压的分压也许不会生成所述基准电压值。

然而，上面阐述的配置确实生成被施加到TAD转换器28的高于最高电位的单元B11上的电压的基准电压值。这使得能够在由每个基准电压单元32生成的多个基准电压的预设电压范围内适应(accommodate)预期为单元Bij上的电压的上限和下限。

除了所述第一、第二和第四效果之外，这获得允许每个TAD转换器28的逼近特性曲线在由被预期为相应单元Bij上的电压的上限和下限定义的电压范围内具有更高精度的第七效果。这允许用于每个单元Bij的TAD转换器28直接接收每个单元Bij上的电压，同时保持高的其上电压的测量精度。该优点减少影响测量每个单元Bij上的电压的精度的电子元件的数目。

第四实施例

在下文中将参考图14来描述根据本发明第四实施例的电压监控系统1C。

除了下列不同点以外，根据第四实施例的电压监控系统1C的结构与根据第一实施例的电压监控系统1的结构基本上相同。所以，根据第一和第四实施例的电压监控系统之间相同的部分在说明时被省略或简化，其中相同的部分被分配有相同的附图标记。

图14示意性地说明电压监控系统1C的监控单元UCi的电路结构的实例。

在每个监控单元UCi中，基准电压单元32被提供用于除了最高电位的单元B11以外的各个单元Bij。

与除了最高电位的单元B11以外的单元Bij对应的剩余的每个基准电压单元32被配置为：在作为其供电电压的相应单元Bij上的电压以及与其相邻的高电位侧的单元Bij-1上的电压之和上操作，从而生成在预设电压范围内的多个基准电压值。

对于最高电位的单元B11，电平移动电路50被提供代替相应基准电压单元32。所述电平移动电路50工作以将单元B13的基准电压单元32的输出值施加到最高电位的单元B11的TAD转换器28的输入端。

特别地，所述电平移动电路50包括恒流电源51、双极晶体管52、电阻器53、双极晶体管54、电阻器55、电压输出器56和倒相放大器57。

单元B13的基准电压单元32被设计为具有作为基准电位的单元B13的负极端。单元B13的基准电压单元32的输出端电连接到双极晶体管52的基极。双极晶体管52的集电极电连接到单元B13的负极端，而其发射极电连接到在作为其电源的单元B12上操作的恒流电源51。

双极晶体管54的基极电连接在恒流电源51和双极晶体管52的发射极之间。双极晶体管54的发射极经由具有电阻R3的电阻器53电连接到单元B13的负极端，而其集电极经由其电阻等于电阻器53的电阻R3的电阻器55来电连接到单元B12的正极端。

双极晶体管54的集电极电压被配置为经由电压输出器56而施加到构成倒相放大器57的运算放大器的倒相输入端。运算放大器57的同相输入端电连接到单元B11的负极端。倒相放大器57被配置，以便连接其输出端和倒相输入端的电阻器的电阻与连接电压输出器56的输出端和倒相放大器57的倒相输入端的电阻器的电阻通常被设置为相同的电阻R4。这导致被输入到倒相放大器57的倒相输入端的电压的绝对值等于从其输出端输出的电压的绝对值。

从恒流电源51流出的电流的量在一线性区域中被设置为双极晶体管52的集电极电流的量，在所述线性区域内所述集电极电流与双极晶体管52的基极和发射极之间的电压Vbe成比例地增加。

此外，电阻器54的电阻R3被调整，以便双极晶体管54的集电极电流等于从恒流电源51流出的电流。

这允许双极晶体管54的基极和发射极之间的电压被设置为从单元B13的基准电压单元32中输出的基准电压值Vrefi和双极晶体管52的基极和发射极之间的电压Vbe之和。

当双极晶体管52的特性和双极晶体管54的特性彼此相同时，双极晶体管54的基极和发射极之间的电压与双极晶体管52的基极和发射极之间的电压Vbe相同。

这允许从单元B13的基准电压单元32输出的基准电压值Vrefi在电阻器53上发展(develop across)。

因为同样的电流流入两个电阻器53和55而它们的电阻也彼此相等，因此从电池B13的基准电压单元32中输出的基准电压值Vrefi在电阻器55上发展。

因为电阻器55的低电位端电连接到电压输出器56的同相输入端，所以电压输出器56的输出电压被设置为其符号被反转的基准电压值Vrefi。这允许倒相放大器57的输出电压被设置为从电池B13的基准电压单元32输出的基准电压值Vrefi。

电压移位电路50的配置允许由电池B13的基准电压单元32生成的基准电压值Vrefi被适当地施加到用于测量最高电位的单元B11上的电压的TAD转换器28。这在由被预期为相应单元Bij上的电压的上限和下限定义的电压范围内，高精度地确定最高电位的单元B11的TAD转换器28的逼近特性曲线。该优点允许每个单元Bij的TAD转换器28直接接收每个单元Bij上的电压，同时保持高的其上电压的测量精度。

这能够除去多对第一和第二电阻器20和22以及多个电压输出器26，从而除去用于补偿每对第一和第二电阻器20和22的电阻的波动的处理。此外，即使每个电压输出器26的波动的量根据输入电压而变化，也将能测量每个单元Bij上的电压而不受每个电压输出器26的波动的量的变化的影响。

注意，当电平移动电路50具有温度依赖性时，由电平移动电路50实际施加到用于测量最高电位单元B11上的电压的TAD转换器28的电压，可能偏离由单元B13的基准电压单元32生成的基准电压值Vrefi。

在所述第四实施例中，即使最高电位单元B11上的电压偏离由单元B13的基准电压单元32生成的基准电压值Vrefi，所述电压监控系统1C将补偿由电平移动电路50的特性中的温度波动而引起的电压测量误差。该补偿能够用与补偿由相应一对第一和第二电阻器20和22的电阻中的温度波动而引起的电压测量误差一样的方式来执行。

电压监控系统1C的操作与电压监控系统1的操作基本上相同。

如上所述，根据所述第四实施例的电压监控系统1C被配置，以便：

与除了最高电位单元B11以外的单元Bij对应的每个基准电压单元32在作为其供电电压的各个相邻的单元上的电压之和上操作，从而生成在预设电压范围内的多个基准电压值；以及

所述电平移动电路50移动由基准电压单元32之一生成的基准电压值Vrefi，以将其施加到用于最高电位单元B11的TAD转换器28。

也就是说，作为输入电压信号Vin的上限的、被施加到最高电位单元B11的TAD转换器28的基准电压值可以被要求高于最高电位单元B11上的电压。在这种情况下，最高电位的单元B11上的电压的分压也许不会生成所述基准电压值。

然而，即使将被施加到TAD转换器28的基准电压值可以被要求高于最高电位单元B11上的电压，所述基准电压值被设置在一电压范围内，所述电压范围能够由在多个电池的多个电压上操作的一个基准电压单元32生成。

因此，基于各个相邻的电池上的电压之和，上面阐述的配置确实生成被施加到TAD转换器28的高于最高电位单元B11上的电压的基准电压值。

这使得能够在由每个基准电压单元32生成的多个基准电压的预设电压范围中提供预期为单元Bij上的电压的上限和下限。

除了所述第一、第二和第四效果之外，这获得允许每个TAD转换器28的逼近特性曲线在由被预期为相应单元Bij上的电压的上限和下限定义的电压范围内具有更高精度的第八效果。这允许用于每个单元Bij的TAD转换器28直接接收每个单元Bij上的电压，同时保持高的其上电压的测量精度。

第五实施例

在下文中将参考图15来描述根据本发明第五实施例的电压监控系统1D。

除了下列不同点以外，根据第五实施例的电压监控系统1D的结构与根据第一实施例的电压监控系统1的结构基本上相同。所以，根据第一和第五实施例的电压监控系统之间相同的部分在说明时被省略或简化，其中相同的部分被分配有相同的参考字符。

图15示意性地说明电压监控系统1D的监控单元UDi的电路结构的实例。

每个监控单元UDi包括调节器60，并且工作以监控每个单元B1、B2和B3上的电压。

为单元B1到B3中的相应一个提供的每个TAD转换器28工作以直接接收单元B1到B3中的相应一个上的电压，以作为输入电压信号Vin。

每个监控单元UDi具有用于计算每个TAD转换器28的逼近特性曲线的基准TAD转换器28r。基准电压单元32被提供用于所述基准TAD转换器28r。

基准电压单元32被配置为在作为其供电电压的各自单元B1、B2和B3上的电压之和上操作，并在包含每个单元Bij上的电压的上限和下限的宽范围内生成多个基准电压。

所述多个基准电压值被配置为施加到基准TAD转换器28r的输入端。基准TAD转换器28r被配置为在电连接到单元B1的正极的调节器60的输出电压上操作。

在电压监控系统1D的配置中，就像第一实施例，控制单元30被编程以在多个基准电压值被施加到基准TAD转换器28r时基于基准TAD转换器28r的输出值来循环地确定三次特性曲线以作为基准TAD转换器28r的逼近特性曲线。所述逼近特性曲线高精度地逼近在实际温度的基准TAD转换器28r的输出特性。

特别地，控制单元30来执行用于基准TAD转换器28r的步骤S14中的子过程的步骤S40到S50的操作。这获得基准TAD转换器28a的三次特性曲线(参见步骤S50)。

然后，控制单元30被编程来基于创建的基准TAD转换器28r的三次特性曲线和个体差异信息30a，生成为单元B1到B3的相应一个准备的每个TAD转换器28的三次特性曲线，以作为逼近曲线(参见图15中的步骤S52)。

个体差异信息表示在每个TAD转换器28的输出特性以及TAD转换器28r的输出特性之间的个体差异。

特别地，个体差异信息表示在多个基准电压值被施加到每个TAD转换器28和基准TAD转换器28r时每个TAD转换器28的输出值变量相对于基准TAD转换器28r的输出值变量的数量偏差。所述个体差异信息能够被设计为数据表并存储在例如所述控制单元30的ROM或RAM中，或者被设计为程序并被嵌入所述电压监控程序中。所述个体差异信息已经通过例如使用所述电压监控系统1D的许多测试和/或仿真来确定。

特别地，在步骤S52，基于个体差异信息30a，控制单元30校正基准TAD转换器28r的三次特性曲线。这生成每个基准TAD转换器28r的三次特性曲线，以便补偿每个TAD转换器28的输出值变量相对于基准TAD转换器28r的输出值变量的数量偏差。

电压监控系统1D的其它操作与电压监控系统1的操作基本上相同。

如上所述，根据第五实施例的电压监控系统1D被配置为提供多个TAD转换器28和基准TAD转换器28r，每个TAD转换器28用于直接捕获相应单元Bij上的电压，基准TAD转换器28r用于创建每个TAD转换器28的输出特性的逼近特性曲线。电压监控系统1D也被进行配置，以便用于施加多个基准电压值到基准TAD转换器28r的基准电压单元32在作为其供电电压的各个单元B1到B3上的电压之和上操作。

从而，基于作为基准供电电压的各个单元B1到B3上的电压之和，用于基准TAD转换器28r的基准电压单元32确实生成被施加到TAD转换器28r的高于最高电位单元B1上的电压的基准电压值。

这使得能够在由每个基准电压单元32生成的多个基准电压的预设电压范围中适应预期为单元Bij上的电压的上限和下限。

除了所述第一、第二和第四效果之外，这获得允许基于基准TAD转换器28r的逼近特性曲线的每个TAD转换器28的逼近特性曲线在一电压范围内具有更高精度的第九效果。所述电压范围由被预期为相应单元Bij上的电压的上限和下限来定义。

这允许用于每个单元Bij的TAD转换器28直接取得每个单元Bij上的电压，同时保持高的其上电压的测量精度。

这能够除去多对第一和第二电阻器20和22以及多个电压输出器26，从而除去用于补偿每对第一和第二电阻器20和22的电阻的波动的处理。此外，即使每个电压输出器26的波动的量根据输入电压而变化，也将能测量每个单元Bij上的电压而不受每个电压输出器26的波动的量的变化的影响。

此外，除了所述第一、第二、第四和第九效果之外，能够提供基于基准TAD转换器28r的逼近特性曲线高精度地逼近每个TAD转换器28的输出特性的第十效果。

第六实施例

在下文中将参考图16来描述根据本发明第六实施例的电压监控系统1E。

除了下列不同点以外，根据第六实施例的电压监控系统1E的结构与根据第一实施例的电压监控系统1的结构基本上相同。所以，根据第一和第六实施例的电压监控系统之间相同的部分在说明时被省略或简化，其中相同的部分被分配有相同的参考字符。

图16示意性地说明电压监控系统1E的监控单元UEi的电路结构的实例。

每个监控单元UEi具有多路转换器70、快速电容器72和开关部件74。每个监控单元UEi可以通过使用一个TAD转换器28和一个基准电压单元32来监控每个单元B1、B2和B3上的电压。

所述TAD转换器28的正极电源端和接地端电连接到低压电池16的正极端和负极端。这允许TAD转换器28在作为其供电电压的低压电池16上的电压上操作。

所述多路转换器70电跨接每个单元Bij。

TAD转换器28在其输入端电连接到开关部件74的第一开关74a，而第一开关74a电连接到快速电容器72的一个电极。TAD转换器28在其接地端电连接到开关部件74的第二开关74a，而第二开关74b电连接到快速电容器72的另一个电极。

此外，在第六实施例中，TAD转换器28的输出端电连接到微型计算机14而不是控制单元30。

所述多路转换器70工作以选择各个单元Bij上的电压的任意一个，从而建立被选择的一个单元Bij与快速电容器72之间的电连接。这将被选择的一个单元Bij上的被选择的一个电压施加在快速电容器72上，从而对快速电容器72充电，直到达到被选择的一个单元Bij上的被选择的一个电压。

当快速电容器72被充电达到被选择的一个单元Bij上的被选择的一个电压时，所述多路转换器70工作以断开在被选择的一个单元Bij上的被选择的一个电压与快速电容器72之间的电连接。

此后，开关部件74工作以接通第一开关74a和第二开关74b，以便电容器72的一个与另一个电极分别电连接到TAD转换器28的输入端与接地端。这允许快速电容器72上的充电电压被施加到TAD转换器28，以便快速电容器72上的充电电压能够被TAD转换器28测量。

如上所述，开关部件74允许TAD转换器28与包含电池组10和电动发电机的高压系统电隔离。

此外，多路转换器70也电连接到基准电压单元32。多路转换器70工作以选择基准电压单元32的输出电压，从而在快速电容器72上施加基准电压单元32的输出电压。

基准电压单元32被配置为在作为其供电电压的三个相邻的单元B1、B2和B3各个上的电压之和上操作，从而生成在预设电压范围内的多个基准电压值。

也就是说，作为输入电压信号Vin的上限的、被施加到用于最高电位单元B1的TAD转换器28的基准电压值可以被要求高于最高电位单元B1上的电压。在这种情况下，最高电位的单元B1上的电压的分压也许不会生成所述基准电压值。

然而，上面阐述的配置确实生成被施加到TAD转换器28的高于最高电位的单元B1上的电压的基准电压值。这使得能够在由基准电压单元32生成的多个基准电压的预设电压范围中适应预期为单元Bij上的电压的上限和下限。

这在由被预期为相应单元Bij上的电压的上限和下限定义的电压范围内，生成具有更高精度的TAD转换器28的逼近特性曲线。此外，电压监控系统1E的配置使用单个TAD转换器28，从而减小为生成用于所述单个TAD转换器28的逼近特性曲线所需要的处理的数目。

注意到，在第六实施例中，由微型计算机14而不是控制单元30来被编程以执行图7中说明的电压监控过程。

电压监控系统1E的其它操作与电压监控系统1的操作基本上相同。

如上所述，根据所述第六实施例的电压监控系统1E被配置为提供：

所述快速电容器72；以及

所述开关部件74，其能够有选择地在单元Bij的两电极与快速电容器72的两电极之间建立电连接。

特别地，当测量单元Bij上的电压时，电压监控系统1E被配置为将快速电容器72上的充电电压施加到TAD转换器28的输入端。

除了第一、第二、第四和第五效果之外，这获得减少与单元Bij的数目有关的TAD转换器28的数目的第十一效果。

第七实施例

在下文中将参考图17来描述根据本发明第七实施例的电压监控系统1F。

除了下列不同点以外，根据第七实施例的电压监控系统1F的结构与根据第六实施例的电压监控系统1 E的结构基本上相同。所以，根据第六和第七实施例的电压监控系统之间相同的部分在说明时被省略或简化，其中相同的部分被分配有相同的参考字符。

图17示意性地说明电压监控系统1F的监控单元UFi的电路结构的实例。

在每个监控单元UFi中，根据第七实施例的基准电压单元32在布置上与根据第六实施例的基准电压单元32不同。

特别地，根据第七实施例的基准电压单元32被布置在低压系统侧。基准电压单元32在其正极电源端电连接到低压电池16的正极端，而在其接地端电连接到低压电池16的负极端。这允许基准电压单元32在作为其供电电压的低压电池16上的电压上操作。

每个监控单元Ui包括单个选择器24。选择器24电连接到TAD转换器28的输入端、基准电压单元32的输出、开关部件74的第一开关74a以及微型计算机14而不是控制单元30。基准电压单元32的接地端电连接到开关部件74的第二开关74b。

在微型计算机14的控制之下，选择器24可操作的选择基准电压单元32的输出电压，从而施加选择的输出电压到TAD转换器28的输入端。这允许微型计算机14为了基准TAD转换器28来执行步骤S14中的子过程的步骤S40到S50的操作。这获得所述TAD转换器28的三次特性曲线(参见步骤S50)。

在微型计算机14的控制之下，选择器24可操作的选择快速电容器72上的充电电压，从而施加选择的快速电容器72上的充电电压到TAD转换器28的输入端。

这允许由TAD转换器28来测量快速电容器72上的充电电压。

如上所述，开关部件74允许TAD转换器28与包含电池组10和电动发电机的高压系统电隔离。

电压监控系统1F的其它操作与电压监控系统1E的操作基本上相同。

如上所述，当测量单元Bij上的电压时，根据第七实施例的电压监控系统1F被配置为将快速电容器72上的充电电压施加到TAD转换器28的输入端。

和第六实施例一样，这也获得减少与单元Bij的数目有关的TAD转换器28的数目的效果。

第八实施例

在下文中将参考图18和19来描述根据本发明第八实施例的电压监控系统1G。

除了下列不同点以外，根据第八实施例的电压监控系统1G的结构与根据第一实施例的电压监控系统1的结构基本上相同。所以，根据第一和第八实施例的电压监控系统之间相同的部分在说明时被省略或简化，其中相同的部分被分配有相同的参考字符。

图18示意性地说明电压监控系统1G的监控单元UGi的电路结构的实例。

与最高电位的单元B11对应的一个基准电压单元32被配置为在作为其供电电压的最高电位单元B11上的电压上操作，从而生成在预设电压范围内的多个基准电压值。

像第三实施例一样，与单元Bij对应的剩余的每个基准电压单元32被配置为：在作为其供电电压的相应单元Bij以及与其相邻的高电位侧的单元Bij-1上的电压之和上操作，从而生成在预设电压范围内的多个基准电压值。

上面阐述的配置扩展了由相应于除了最高电位单元B11以外的单元Bij的每个基准电压单元32生成的多个基准电压的预设电压范围，以便所述扩展的预设电压范围包括被预期为除了最高电位单元B11以外的单元Bij上的电压的上限和下限。

在第八实施例中，作为输入电压信号Vin的上限的、被施加到用于最高电位单元B11的TAD转换器28的基准电压值可以被要求高于最高电位单元B11上的电压。在这种情况下，最高电位的单元B11上的电压的分压也许不会生成所述基准电压值。在下文中用于最高电位单元B11的TAD转换器28将被称为“最高电位TAD转换器28”。

为了处理这样的问题，控制单元30被编程以当相应基准电压单元32的输出电压被输入到最高电位TAD转换器28时，基于TAD转换器28的数字数据D的输出值来评估相应基准电压单元32的输出电压的可靠性。

基于所述评估结果，相应基准电压单元32被配置为计算最高电位TAD转换器28的逼近特性曲线。

然后，在根据第八实施例的步骤S14的子过程中由所述控制单元30执行的操作将根据图19来充分地描述。所以，根据第一和第八实施例的步骤S14的子过程之间相同的操作在说明时被省略或简化，其中相同的操作被分配有相同的参考字符。

在步骤S14的子过程中，所述控制单元30根据温度信息在每个基准电压值Vrefi被输入到最高电位TAD转换器28时获得TAD转换器28的输出的最大值和最小值。注意，控制单元30使用在用于除了最高电位单元B11以外的单元Bij的TAD转换器28的逼近特性曲线被确定期间获得的温度信息(参见步骤S20到S24)。

特别地，在步骤S70中，基于温度信息和个体差异信息，当每个基准电压值Vrefi被输入到最高电位TAD转换器28时所述控制单元30获得最高电位TAD转换器28的输出的最大值和最小值。

个体差异信息表示在将被安装用于每个监控单元UGi的各个TAD转换器28的输出特性之间的个体差异。所述个体差异信息能够被设计为数据表并存储在例如所述控制单元30的ROM或RAM中，或者被设计为程序并被嵌入所述电压监控程序中。所述个体差异信息已经通过例如使用所述电压监控系统1G的许多测试和/或仿真被确定。

更明确地说，控制单元30基于映射M4来计算最高电位TAD转换器28的输出的最大和最小值。

所述映射M4表示当每个基准电压Vrefi被输入到最高电位TAD转换器28时该最高电位TAD转换器28的输出的最大和最小值的每个的变量以及最高电位TAD转换器28周围的温度变量。所述映射M4能够被设计为数据表并存储在例如所述控制单元30的ROM或RAM中，或者被设计为程序并被嵌入所述电压监控程序中。

基于被安装用于每个监控单元UGi的各个TAD转换器28的输出特性之间的个体差异，所述映射M4已经通过例如利用电压监控系统1G的许多测试和/或仿真而被确定。

在从步骤S12的子过程转入步骤S14的子过程之后立刻地，所述控制单元30将索引“i”设置为“1”，从而将基准电压Vref1选择为步骤S70中的基准电压值Vrefi。

在完成步骤S70中的操作以后，控制单元30执行与在图10中说明的步骤相同的步骤S40和S42中的操作。

在完成步骤S42中的操作之后，在步骤S72中，控制单元30确定在基准电压值Vrefi被输入到最高电位TAD转换器28时所获得的该最高电位TAD转换器28的输出值是否不小于获得的最小值且不大于获得的最大值。这评估每个基准电压值Vrefi的可靠性。

当确定在基准电压值Vrefi被输入到最高电位TAD转换器28时所获得的最高电位TAD转换器28的输出值小于获得的最小值或大于获得的最大值(步骤S72中为“否”)时，所述控制单元30用先前在步骤S743中提供的代表值来替换最高电位TAD转换器28的输出值。

所述代表值能够基于从安装在电压监控系统1G中的各个TAD转换器28的输出特性中选择的基准输出特性来确定。希望的是所述基准输出特性为平均的特性，换言之为中间的特性。

在完成步骤S74中的操作之后或者当确定获得的最高电位TAD转换器28的输出值不小于获得的最小值且不大于获得的最大值(步骤S72中为“是”)时，控制单元30转入步骤S44中的操作。

电压监控系统1G的其它操作与电压监控系统1的操作基本上相同。

如上所述，根据第七实施例的电压监控系统1G被配置为，当每个基准电压值Vrefi被输入到最高电位TAD转换器28时，基于最高电位TAD转换器28的输出值和测量的温度来评估每个参考值Vrefi的可靠性。

除了第一、第二和第四效果之外，该配置获得评估用于计算最高电位TAD转换器28的逼近特性曲线的信息的可靠性的第十二效果。

根据第八实施例的电压监控系统1G被配置为，当在基准电压值Vrefi被输入到最高电位TAD转换器28时所获得的最高电位TAD转换器28的输出值小于获得的最小值或大于获得的最大值时，用先前提供的代表值来替换最高电位TAD转换器28的输出值。

除了第一、第二和第四效果之外，该配置获得即使每个参考值Vrefi的可靠性被降低也可以确定最高电位单元B11的逼近特性曲线的第十三效果。

第九实施例

在下文中将参考图20和21来描述根据本发明第九实施例的电压监控系统。

除了下列不同点以外，根据第九实施例的电压监控系统的结构基本上与根据第一实施例的电压监控系统1的结构相同。所以，根据第一和第九实施例的电压监控系统之间相同的部分在说明时被省略或简化，其中相同的部分被分配有相同的参考字符。

如上所述，当输入电压信号Vin的值变得比较高时，由温度的波动引起的TAD转换器28的输出值的变化也比较高。因此，为了像第八实施例一样评估特定基准电压单元32的可靠性，需要先利用基准电压值Vref3来测量相应于特定基准电压单元32的TAD转换器28周围的温度。这是因为在基准电压值Vref3处的每个TAD转换器28的非线性输出特性曲线之间的变化范围是在剩余的基准电压处的其间的所有变化范围中最宽的(参见图4中的值Vb)。

如第八实施例中描述的一样，为了保持评估中温度测量的高可靠性，要求使用于测量温度的至少一个基准单元32在作为其供电电压的各个电池上的电压之和上操作。

因此，如图2中说明的，当每个基准电压单元32被配置为在单个单元Bij上操作时，基准电压Vref3的可靠性可能是一个问题，所述基准电压Vref3的可靠性是评估每个基准值Vrefi的可靠性的前提。

为了处理这样的问题，步骤S10中的子过程在下列子过程中改变。

图20示意性地说明相应于图4的取决于温度的TAD转换器28的输出特性曲线。

在输入电压信号Vin处于相对较低的电平时，由温度的波动引起的TAD转换器28的输出值的变化比较小。然而，在输入电压信号Vin处于相对较低的电平时，关于输入电压信号Vin的TAD转换器28的输出值的切线斜率的变化很大。

因此，所述控制单元30被编程用于：

计算每个TAD转换器28的输出值关于用于温度校正的每个基准电压值Vc和Vd的切线斜率，所述基准电压值Vc和Vd位于计算出的输入电压信号Vin中相对较低电平的范围内；以及

基于相应一个TAD转换器28的计算出的斜率，测量每个TAD转换器28周围的温度。

这能够保持测量每个TAD转换器28周围的温度的高可靠性。

然后，在根据第九实施例的步骤S10的子过程中由所述控制单元30执行的操作将根据图21来充分地描述。

在步骤S10的子过程中，所述控制单元30控制每个基准电压单元32和每个选择器24，从而在步骤S80中将被确定用于温度测量的基准电压Vref1到Vrefm中的一个施加到相应一个TAD转换器28。

例如在所述第九实施例中，假设：

基准电压值Vref1和Vref2位于输入电压信号Vin中相对较低电平的范围内(参见图20中的值Vc和Vd)。

因而，根据所述假设，所述控制单元30从所有基准电压值Vref1到Vrefm中选择基准电压值Vref1来作为被确定用于温度测量的一个电压，并在步骤S80中将它施加到每个TAD转换器30中。

此后，在步骤S82，控制单元30从每个TAD转换器28中获得数字数据D的第一输出值。

然后，所述控制单元30从所有基准电压值Vref1到Vrefm中选择基准电压值Vref2来作为被确定用于温度测量的另一个电压，并在步骤S84中将它施加到每个TAD转换器30中。

此后，在步骤S86，控制单元30从每个TAD转换器28中获得数字数据D的第二输出值。

在步骤S88，控制单元30计算从第一输出值到第二输出值的变化与从基准电压值Vref2到基准电压值Vref1的变化“Vref2-Vref1”之比，以作为斜率Δ。

然后，在步骤S90，所述控制单元30基于获得的斜率Δ和相应一个映射M5来确定每个TAD转换器28周围的温度。

每个映射M5表示在相应一个TAD转换器28的斜率Δ的变量和相应一个TAD转换器28周围温度的变量之间的关系。用于各个TAD转换器28的映射M5能够被设计为数据表并存储在例如所述控制单元30的ROM或RAM中，或者被设计为程序并被嵌入所述电压监控程序中。

所述映射M5已经通过例如使用所述电压监控系统1的许多测试和/或仿真来确定。

特别地，在步骤S90，基于每个TAD转换器28的计算出的斜率Δ，所述控制单元30参考相应一个映射M5，从而确定在相应一个映射M5中的与所述获得的斜率Δ相关联的在相应TAD转换器28周围的温度值。在完成步骤S90中的操作之后，所述控制单元30回到所述电压测量过程中的步骤S12的子过程的起点。

电压监控系统的其它操作与电压监控系统1的操作基本上相同。

如上所述，根据第九实施例的电压监控系统被配置为，基于相应一个TAD转换器28的计算出的斜率Δ，来确定每个TAD转换器28周围的温度的值。

除了第一、第二和第四效果之外，该配置获得当将被施加到每个TAD转换器28的输入电压信号Vin中的基准电压值限制在相对较低的电压范围内的时候，高精度地测量每个TAD转换器28周围的温度的第十四效果。

上述实施例能够以下列方式进行修改。

在第一到第八实施例中，单个的基准电压值Vref3被选为指定用于温度测量的电压，但本发明不局限于此。

特别地，所述控制器30能够被编程用于：

在多个基准电压值被输入到每个TAD转换器28时获得每个TAD转换器28的多个输出值；

基于相应一个TAD转换器的多个输出值和相应一个映射M1来确定每个TAD转换器28周围的多个温度值；以及

计算每个TAD转换器28周围的多个温度值的平均值，以作为每个TAD转换器28周围的温度的最终值。

除了所述多个基准电压值以外的一个或若干个电压值能够被输入到每个TAD转换器28中，以作为指定用于温度测量的一个或若干个电压。

在指定用于温度测量的至少一个电压被输入每个TAD转换器28时来自每个TAD转换器28的数字数据D的输出变量与相应一个TAD转换器28周围的温度变量之间的关系能够以除了映射格式以外的形式，例如关系表达式的形式被表示为信息。

每个TAD转换器28的斜率Δ的变量与相应一个TAD转换器28周围的温度的变量之间的关系能够以除了映射格式以外的形式，例如关系表达式的形式被表示为信息。

在第一、第二和第八实施例中的每个实施例中，基于用于每个TAD转换器28的第一和第二电阻20和22的电阻R1和R2的每个的变化的确定值来计算用于每个单元Bij上的电压的校正系数K，但本发明不局限于此。

特别地，能够计算出取决于相应一个TAD转换器28周围的测量的温度的用于每个TAD转换器28的第一和第二电阻20和22中的每个的电阻。能够基于计算出的用于每个TAD转换器28的第一和第二电阻20和22中的每个的电阻来计算出每个单元Bij上的电压。

在第三实施例中(参见图13)，升压器48被用于充当一个基准电压单元32的电源，所述基准电压单元32被配置为测量最高电位单元B11上的电压，但本发明不局限于此。

特别地，升压器48能够被安排充当每个个体电压基准单元32的电源，所述个体电压基准单元32被配置为测量相应一个单元Bij上的电压。

在第四实施例中(参见图14)，电平移动电路50被用于将用于除了最高电位单元B11以外的一个单元的基准电压单元32的输出值施加到用于最高电位单元B11的TAD转换器28的输入端，然而本发明不局限于此。

特别地，所述电平移动电路50可用于施加基准电压值Vrefi到每个TAD转换器28，所述每个TAD转换器28用于测量在构成每个块的所有单元Bi1到Bi4中的两个单元Bi1和Bi2中的每个上的电压。所述电平移动电路50可用于施加基准电压值Vrefi到每个TAD转换器28，所述每个TAD转换器28用于测量所有单元B11到Bn4中的除了最低侧的两个单元Bn1和Bn2以外的每个单元上的电压。

在第五实施例中(参见图1 5)，用于生成每个监控单元Ui的每个TAD转换器28的逼近特性曲线的基准TAD转换器28r被安装在每个监控单元Ui中，但本发明不局限于此。

特别地，当监控电池组10中的相应单元Bij的所有TAD转换器28被彼此接近的布置，从而使得可以忽略由温度波动引起的TAD转换器28的输出值变化时，用于生成所述电池组10中的每个TAD转换器28的逼近特性曲线的单个基准TAD转换器28r能够被安装在电池组10中。

在第五实施例中(参见图15)，TAD转换器28被提供用于每个单元Bij并被配置为检测相应一个单元Bij上的电池，但本发明不局限于此。

特别地，单个TAD转换器28能够被提供用于每组三个相邻的单元B1、B2和B3，并被配置为检测各个单元Bj1、B2和B3上的电压。

在该修改中，用于基准TAD转换器28r的基准电压单元32能够被配置为基于作为基准TAD转换器28r的供电电压的各个单元B1到B3的上的电压之和，确实生成被施加到基准TAD转换器28r的基准电压值。所述各个单元B1到B3上的电压之和高于最高电位单元B1上的电压。

这使得能够适当地生成多个基准电压。

在第六实施例(参见图16)或第七实施例(参见图17)中，多路转换器70工作以选择所有各个单元Bij上的所有电压中的任意一个，以在快速电容器72上施加选择的一个电压，但本发明不局限于此。

特别地，多个快速电容器能够被提供于每个监控单元Ui中，而每个单元Bij能够被分配给多个快速电容器中的一些，以便改善测量每个单元Bij上的电压的速度。

在该修改中，要求为每个TAD转换器提供基准电压单元，所述多个快速电容器中的相应一些的充电电压被输入所述TAD转换器中。

在第二到第八实施例中的每个实施例中，能够使用根据第九实施例的用于测量每个TAD转换器28周围的温度的方法。

在第一实施例中，没有考虑每个电压输出器26的温度依赖性，但本发明不局限于此。

在第一实施例中，当由相应的第一和第二电阻器20和22分压的每个单元Bij上的电压值与基准电压Vref1到Vrefm中的任意一个一致时，还可以补偿相应一个电压输出器26的温度依赖性。

然而，当由相应的第一和第二电阻器20和22分压的单元Bij上的电压值与基准电压Vref1到Vrefm中的任意一个不同时，相应一个电压输出器26的温度依赖性可以引起相应一个TAD转换器28的输出电压中的误差。该误差由相应一个电压输出器26的温度依赖性引起。

因此，所述控制单元30能够：

基于测量的温度，计算在每个基准电压值Vref1到Vrefm被施加到相应一个TAD转换器28时从每个电压输出器26输出的实际电压；以及

基于计算出的对于各个基准电压Vref1到Vrefm的相应一个电压输出器26的实际输出电压，计算每个TAD转换器28的逼近特性曲线。

在该修改中，优选的，当测量每个单元Bij时，所述控制单元30：

在处理(b)中，在每个单元Bij上的电压的计算出的数字值中，补偿每个电压输出器26的温度依赖性；以及

在所述补偿之后，基于处理(b)中的每个单元Bij上的电压的补偿的计算出的数字值，执行步骤S66中的操作。

在第一到第八实施例中，不能考虑包含选择器24与44和/或多路转换器70的每个开关元件的温度依赖性、和/或安装在控制单元30中的用于生成时钟信号CLK的设备的温度依赖性，但本发明不局限于此。

特别地，控制单元30能够执行每个电子元件的温度补偿，所述每个电子元件被用于测量每个单元Bij上的电压并依赖于在第一到第九实施例中的每个实施例中描述的温度。

指示每个TAD转换器28的输出值变化与在其周围的温度变化之间的关系的信息不局限于每个TAD转换器28关于输入电压信号Vin的输出值的切线斜率。例如，每个TAD转换器28的输出值的二阶微分能够被用作指示每个TAD转换器28的输出值变化与在其周围的温度变化之间的关系的信息。

将输入电压信号转换为数字数据的设备不局限于每个TAD转换器28的结构。例如，能够用单个的NAND门代替环形振荡器28a。

在第一到第九实施例中的每个实施例中，每个TAD28被设计为测量相应一个单元Bij上的电压，但本发明不局限于此。

特别地，TAD28能够被设计为测量每个单元Bij或每个电池模块上的电压，或者测量低压电池16上的电压。

在上述实施例中，电压监控系统1被配置为循环地生成和更新每个TAD转换器28的逼近特性曲线，以便反映相应一个TAD转换器28的温度依赖性，但本发明不局限于此。

特别地，例如在每个监控单元Ui中的安装或相应任意一个电压监控单元1和1A到1G的发货之前，在各个温度代表值处的每个TAD转换器28的多个逼近特性曲线能够被存储在例如控制单元30中。通过以下方法来生成在各个温度代表值时的每个TAD转换器28的多个逼近特性曲线：

在电压输入信号被输入到每个TAD转换器28时测量每个TAD转换器28的输出值。

每次控制单元30测量每个TAD转换器28周围的温度值时，所述控制单元30能够基于测得的相应一个TAD转换器28周围的温度值，来选择相应一个TAD转换器28的多个逼近特性曲线中的任意一个。

在第一到第九实施例中的每个实施例中，使用利用代数运算来计算在每个TAD转换器28的三次函数曲线中包含的未指定系数参数的值的方法。所述方法基于：被输入到每个TAD转换器28中的预设要求的数目的基准电压值；以及根据相应要求数目的基准电压值的数字数据D的实际输出值。

然而本发明不限于所述方法。

特别地，能够使用替换的方法而不是上面阐述的方法。

所述替换方法包括：

基于施加到每个TAD转换器28的大量基准电压值以及由此而来的数字数据D的实际输出值，利用多变量分析来计算在每个TAD转换器28的三次函数曲线中包含的未指定的系数参数的值。

施加到每个TAD转换器28的基准电压值大数目比施加到每个TAD转换器28的基准电压值的要求数目大。

能够使用各种类型的函数曲线作为逼近特性曲线。能够使用例如映射的表示每个TAD转换器28的输出电压变量与被输入到该TAD转换器28的电压输入信号的变量之间关系的生成的信息，而不是生成每个TAD转换器28的逼近特性曲线。

在该修改中，当被实际输入到TAD转换器28的输入电压信号的变量值不同于用于所述信息(映射)的变量的输入值时，能够使用内插的方法。该内插的方法在相应于所述信息(映射)的输入变量的值的TAD转换器28的实际输出值之间内插，从而计算相应于所述输入电压信号的实际输入值的TAD转换器28的中间输出值。

在第一到第九实施例中的每个实施例中，由每个TAD转换器28测量的温度信息能够被用于除了检测(监控)电压以外的各种目的。

在上述实施例中，TAD转换器28被应用于电压监控系统，但本发明不局限于所述应用。特别地，TAD转换器28能够被应用于模数转换装置，所述模数转换装置用于：

从安装在例如交通工具控制系统中的至少一个传感器中接收输出电压信号；以及

由TAD转换器28将作为输入电压信号Vin的接收的所述输出电压信号转换为数字数据。

在该应用中，来自于该至少一个传感器的输出电压信号最初可以具有关于由所述至少一个传感器感测的物理量的非线性特性。

在这种情况下，优选地基于输入电压信号中的多个基准电压值来产生TAD转换器28的输出特性曲线的逼近特性曲线。多个基准电压值中的每个基准电压值与由该至少一个传感器感测的物理量之一对应。所述逼近特性曲线表示TAD转换器28的输出值与由该至少一个传感器感测的物理量之间的关系。

虽然已经描述了目前被认为是本发明的实施例及其修改的内容，但应该了解，可以在其中进行还没有被描述的各种修改，并且落入本发明的实质精神和范围内的所有这种修改被覆盖在附加权利要求中。

Claims (16)

1.一种模数转换装置，包括：

具有输入端和输入-输出特性的转换单元，所述输入-输出特性具有温度依赖性，所述转换单元被配置为执行将通过所述输入端的输入电压信号转换为数字数据的处理；

指定电压施加单元，所述指定电压施加单元被配置为将指定电压施加到所述转换单元的输入端；

温度确定单元，所述温度确定单元具有根据转换单元的输入-输出特性的温度依赖性表示转换单元的输出变量与转换单元周围的温度变量之间的关系的信息，所述温度确定单元被配置为当指定电压被施加到转换单元的输入端时，基于所述信息和指定电压确定转换单元周围温度的值；以及

降低单元，所述降低单元被配置为基于所述转换单元周围温度的确定值来降低将输入电压信号转换为数字数据的处理的温度依赖性。

2.根据权利要求1所述的模数转换装置，其中：

所述指定电压施加单元包括基准电压施加单元，所述基准电压施加单元被配置为将多个基准电压值作为指定电压施加到转换单元的输入端，所述多个基准电压值彼此不同，

所述信息表示以下两者之间的关系：

当所述多个基准电压值中的每一个被输入到转换单元时转换单元的输出变量的值；和

根据转换单元的输入-输出特性的温度依赖性的转换单元周围的温度变量，以及

所述降低单元被配置为基于所述转换单元周围温度的确定值来降低将输入电压信号转换为数字数据的处理的温度依赖性，将输入电压信号转换为数字数据的处理的温度依赖性包含基准电压施加单元的温度依赖性。

3.根据权利要求1所述的模数转换装置，其中所述输入电压信号基于电池上的电压，并且转换单元被配置为基于由此转换的数字数据来测量电池上的电压。

4.根据权利要求3所述的模数转换装置，进一步包括电阻电路，所述电阻电路具有电阻并被配置为对所述电池上的电压进行分压，从而生成其上电压的分压值，

其中输入电压信号基于由电阻电路生成的电池上的电压的分压值，以及

所述降低单元被配置为基于所述转换单元周围温度的确定值来降低将输入电压信号转换为数字数据的处理的温度依赖性，将输入电压信号转换为数字数据的处理的温度依赖性包含由电阻电路的电阻温度的波动引起的电池的测量电压的温度依赖性。

5.根据权利要求3所述的模数转换装置，其中所述电池由多个串联连接的电池单元组成，所述多个串联连接的电池单元构成电池组，并且所述输入电压信号基于至少一个电池单元上的电压。

6.根据权利要求5所述的模数转换装置，其中：

所述指定电压施加单元包括基准电压施加单元，所述基准电压施加单元被配置为：

基于所述多个串联连接的电池单元中的至少两个相邻的电池单元来生成多个基准电压值，所述多个基准电压值彼此不同；以及

将所述多个基准电压值作为指定电压施加到转换单元的输入端，

所述信息表示以下两者之间的关系：

在所述多个基准电压值中的每一个被输入到转换单元时转换单元的输出变量的值；和

根据转换单元的输入-输出特性的温度依赖性的转换单元周围的温度变量。

7.根据权利要求6所述的模数转换装置，进一步包括电阻电路，所述电阻电路具有电阻并被配置为对所述多个串联连接的电池单元中的一个上的电压进行分压，从而生成其上电压的分压值，该多个电池单元中的一个上的电压是所有多个电池单元中的最高电位，

其中转换单元被共享用于所述多个串联连接的电池单元，并被配置为测量所述多个串联连接的电池单元中的每一个上的电压，而且生成的所述多个电池单元中的所述一个上的电压的分压值被施加到转换单元的输入端。

8.根据权利要求6所述的模数转换装置，进一步包括升压器，所述升压器被配置为提升所述多个电池单元中的一个上的电压，所述多个电池单元中的所述一个具有所有多个电池单元中的最高电位，

其中基准电压施加单元包括第一基准电压施加器和第二基准电压施加器，所述第一基准电压施加器被配置为基于由升压器提升的电压来生成所述多个基准电压值，而第二基准电压施加器被配置为基于所述多个串联连接的电池单元中的所述至少两个相邻的电池单元来生成所述多个串联连接的电池单元中的另一个的多个基准电压值，所述多个基准电压值彼此不同。

9.根据权利要求6所述的模数转换装置，进一步包括电平移动电路，所述电平移动电路被配置为将所述多个基准电压值中的一个的电平移动到不同的电平，

其中所述转换单元包括第一转换器和第二转换器，

第一转换器被配置为将所述多个基准电压值中被移动的一个作为输入电压信号来转换为数字数据，并基于由此转换的数字数据来测量所述串联连接的电池单元中的一个上的电压，所述串联连接的电池单元中的所述一个具有所有电池单元中的最高电位，

第二转换器被配置为将所述串联连接的电池单元中的另一个上的电压作为输入电压信号来转换，并基于由此转换的数字数据来测量所述串联连接的电池单元中的另一个上的电压。

10.根据权利要求5所述的模数转换装置，其中所述转换单元包括特定的转换器和多个转换器，每个转换单元被配置为将相应一个电池单元上的电压作为输入电压信号来进行转换，

所述指定电压施加单元包括基准电压施加单元，所述基准电压施加单元被配置为：

生成多个基准电压值，所述多个基准电压值彼此不同；以及

将所述多个基准电压值作为指定电压施加到特定转换器的输入端，以及

所述信息表示以下两者之间的关系：

在多个基准电压值中的每一个被输入到特定转换器时特定转换器的输出变量的值；和

根据特定转换器的输入-输出特性的温度依赖性的特定转换器周围的温度变量。

11.根据权利要求5所述的模数转换装置，进一步包括：

快速电容器；

选择单元，所述选择单元被配置为选择所述多个串联连接的电池单元中的任意一个上的电压，并在所述快速电容器上施加所述选择的电压，以便对所述快速电容器充电；以及

施加单元，所述施加单元被配置为可切换地将快速电容器上的充电的电压施加到所述转换单元，从而允许转换单元测量所述多个串联连接的电池单元中的任意一个上的电压。

12.根据权利要求5所述的模数转换装置，其中所述指定电压施加单元包括基准电压施加单元，所述基准电压施加单元被配置为：

生成多个基准电压值，所述多个基准电压值彼此不同；以及

将所述多个基准电压值作为指定电压施加到转换单元的输入端，以及

所述信息表示以下两者之间的关系：

在多个基准电压值中的每一个被输入到转换单元时转换单元的输出变量的值；和

根据转换单元的输入-输出特性的温度依赖性的转换单元周围的温度变量，

进一步包括：

可靠性评估单元，所述可靠性评估单元被配置为根据以下来评估所述多个基准电压值中的每一个的可靠性：

在多个基准电压值中的每一个被输入到转换单元时转换单元的输出变量的值；和

所述转换单元周围温度的确定值。

13.根据权利要求1所述的模数转换装置，其中所述信息表示以下两者之间的关系：

在指定电压被输入到转换单元以作为输入电压信号时的转换单元的输出变量的值；和

根据转换单元的输入-输出特性的温度依赖性的转换单元周围的温度变量。

14.根据权利要求1所述的模数转换装置，其中所述指定电压施加单元包括基准电压施加单元，所述基准电压施加单元被配置为将多个基准电压值作为指定电压施加到转换单元的输入端，所述多个基准电压值彼此不同，以及

所述信息表示以下两者之间的关系：

在由所述多个基准电压值定义的电压范围内的转换单元的输出变量的值；和

根据转换单元的输入-输出特性的温度依赖性的转换单元周围的温度变量。

15.根据权利要求1所述的模数转换装置，其中所述转换单元包括环形振荡器，所述环形振荡器在作为其供电电压的输入电压信号上操作。

16.根据权利要求1所述的模数转换装置，其中所述转换单元包括多个反相器，每个反相器在作为其供电电压的输入电压信号上操作，所述转换单元被配置为通过利用在信号被传输通过所述多个反相器时每个反相器的信号延迟时间取决于输入电压信号的事实来将输入电压信号转换为数字数据。

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