CN109149790A - 信号传送电路、电池监视装置以及电池监视方法 - Google Patents

信号传送电路、电池监视装置以及电池监视方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能利用可靠性高且小规模构成在具有电位差的区块间进行信号传送的信号传送装置及电池监视装置。信号传送装置连接于动作装置，以在处理控制电路与测量电路之间收发信号，此动作装置具有根据第一电压动作的动作电路、测量基于第一电压的电信号而获得测量数据的测量电路及根据较低的第二电压动作并根据测量数据控制动作电路的动作的处理控制电路。信号传送装置包含经由送电线圈及受电线圈进行非接触的电力传送及信息收发的送电电路及受电电路。受电电路将送电电路的电力供给于测量电路，同时从测量电路取得测量数据并发送给送电电路。送电电路将处理控制电路的电力传送给受电电路，同时从受电电路接收测量数据并供给于处理控制电路。

Description

信号传送电路、电池监视装置以及电池监视方法
技术领域
本发明涉及一种信号传送电路、电池监视装置以及电池监视方法。
背景技术
在电动汽车等的电池装置中，一面对构成电池的各电池单元的电压或温度等大量信息进行监视，一面进行整个装置的控制。例如此电池装置中，设有控制整个装置的控制电路、以及由进行个别电池单元的电压或温度测定的运算放大器(operational amplifier)等所构成的测量电路。控制电路根据由测量电路所测量的电压或温度等信息来进行控制。
电池是通过将多个电池单元串联而构成，两端的电位差达到几百伏。进而，因电动汽车等的加速或减速而引起电流量或极性变化，由此导致连接于各电池单元的端子的电位大幅变动。另一方面，控制整个装置的控制电路为以5V以下而动作的数字电路(digitalcircuit)。因此，需要在具有几百伏电位差的区块(block)间传送电压或温度等信息。在具有电位差的区块间，需要一面绝缘一面进行信号传送。
作为在具有电位差的区块间一面绝缘一面进行信号传送的装置，已提出了一种使用光耦合器(photocoupler)及绝缘变压器的装置(例如日本专利特开2014-135838号公报(专利文献1))。
关于具有电位差的区块间的信号传送，如所述现有技术那样一直使用变压器或光耦合器、高耐压的半导体零件等，但这些零件大且昂贵。在需求高可靠性的装置中需要使传送路径成双，但此情况下需要2倍的高耐压的半导体零件或变压器、光耦合器，变得更大且更昂贵。
另外，为了进行个别电池单元的电压或温度测定而设有由运算放大器等所构成的测量电路，需要对此测量电路供给电力。也想到从个别电池单元对测量电路供给电力，但如此一来若此电池单元完全放电则无法动作。
此外，在利用100V以上的商用交流电源而动作的产业用设备、事务设备、家用电器设备或太阳能发电应用设备中，也需要测量高电压的电力线的电压或电流，并利用低电压动作的数字电路进行处理、控制，存在相同课题。
另外，这些设备中进行斩波控制(chopper control)等利用晶体管(transistor)或晶闸管(thyristor)的接通断开(on-off)时机(timing)的控制，因此信息交接的时机重要，存在不可允许信息传递时间大或延迟时间变动等问题。
另外，高耐压的半导体零件或变压器、光耦合器是以物理方式固定，无法使发送侧与接收侧的位置变动或旋转。为了进行这些零件的装卸而需要具有接点的连接器，连接可靠性成问题。另外，也不可浸泡在水中。
发明内容
本发明是鉴于所述问题点而成，其目的在于提供一种能以可靠性高且小规模的构成进行具有电位差的区块间的信号传送的信号传送装置以及电池监视装置。
本发明的信号传送装置连接于动作装置，此动作装置具有：动作电路，根据来自电源的第一电压而进行动作；测量电路，对以所述第一电压为基准的电信号进行测量而获得测量数据；以及处理控制电路，根据将所述第一电压转换为电压水平低于所述第一电压的电压所得的第二电压而动作，并根据所述测量数据而控制所述动作电路的动作；且所述信号传送装置在所述处理控制电路与所述测量电路之间进行信号收发，并且所述信号传送装置包括：送电电路，具有由送电线圈及送电侧共振电容器所构成的送电侧共振电路，利用来自所述送电线圈的交流磁场而进行非接触方式的电力传送及信息收发；以及受电电路，具有由受电线圈及受电侧共振电容器所构成的受电侧共振电路，利用所述交流磁场经由所述受电线圈而进行非接触方式的电力接受及信息收发；且所述受电电路将来自所述送电电路的电力供给于所述测量电路，同时从所述测量电路取得所述测量数据并发送给所述送电电路，所述送电电路将来自所述处理控制电路的电力传送给所述受电电路，同时从所述受电电路接收所述测量数据并供给于所述处理控制电路。
本发明的电池监视装置监视n个(n为2以上的整数)电池单元的状态，并且所述电池监视装置包括：送电电路，具有m个(m为n以下的整数)送电线圈，由所述n个送电线圈中的任一个产生交流磁场，进行非接触方式的电力传送及信息收发；n个受电电路，与所述n个电池单元及所述m个送电线圈对应地设置，各自具有受电线圈，经由所述受电线圈进行非接触方式的电力接受及信息收发；以及n个测定电路，与所述n个受电电路及所述n个电池单元对应地设置，从所述n个受电电路接受电力供给，并测定所述n个电池单元的电压值；并且所述送电电路根据所述n个电池单元中的监视对象的电池单元而选择所述m个送电线圈中的任一个，由所选择的此送电线圈产生所述交流磁场，并接收所述监视对象的电池单元的电压值的测定结果。
本发明的电池监视方法，利用所述的电池监视装置，所述电池监视方法，实行以下步骤：所述送电电路依次选择所述n个电池单元各自作为监视对象的电池单元，选择所述m个送电线圈中对应的送电线圈，由所述送电线圈产生所述交流磁场；从所述受电电路接收所述监视对象的电池单元的电压值的测定结果；算出所述n个电池单元的测定结果的平均值；将所述n个电池单元中电压较所述平均值高超过规定允许值的高电压单元的个数、与电压较所述平均值低超过规定允许值的低电压单元的个数进行比较；以及在所述高电压单元的个数多于所述低电压单元的个数的情况下，将所述高电压单元放电，在所述低电压单元的个数多于所述高电压单元的个数的情况下，对所述低电压单元进行充电。
根据本发明的信号传送装置，能以可靠性高且小规模的构成进行具有电位差的区块间的信号传送。
附图说明
图1为表示包含实施例1的信号传送装置的动作装置的构成的方块图。
图2为表示受电侧电路的构成的方块图。
图3为表示送电侧电路的构成的方块图。
图4(a)为送电线圈及受电线圈的导体图案的平面图，图4(b)为送电线圈及受电线圈的导体图案的截面的立体图。
图5为表示送电线圈及受电线圈的导体图案与共振电容器的位置关系的平面图。
图6为表示送电线圈及受电线圈的导体图案的另一例的平面图。
图7(a)及图7(b)为表示送电线圈及受电线圈的导体图案的另一例的平面图。
图8为表示实施例2的信号传送装置的构成的方块图。
图9为表示包含时机告知动作的送电电路及受电电路的动作的流程图。
图10为表示实施例3的电池监视装置的构成的方块图。
图11为表示包含受电侧电路的受电区块的详情的方块图。
图12为表示电池监视装置的另一构成例的方块图。
图13为表示电池监视动作的流程图。
图14为表示受电侧电路具有共振切换电路的情形时的电路例的图。
图15为表示电池监视装置的另一构成例的方块图。
图16(a)及图16(b)为示意性地表示电池监视装置的天线构造的图。
图17为示意性地表示电池监视装置的天线构造的图。
图18(a)及图18(b)为表示送电线圈的构成例的图。
图19为表示于送电线圈上串联有电容器的电池监视装置的构成的方块图。
图20为表示于受电线圈上串联有电容器的电池监视装置的构成的方块图。
图21为表示实施例4的电池监视装置的构成的方块图。
图22为示意性地表示电池监视装置的天线构造的图。
图23为示意性地表示电池监视装置的天线构造的图。
[符号的说明]
10：高电压电路
11：变压器
12、82：整流电路
13：低电压电路
14、73：测量电路
20：受电侧电路
21、81：共振电路
22：整流电路
23：电源及偏压电路
24、74：电源电路
25：偏压电路
26、75：通信电路
27：控制电路
28：箝位电路
30：送电侧电路
31：交流信号源
32：驱动电路
33、78：控制电路
34：通信电路
35：共振电路
36：电流测定电路
61、61a、61b：送电侧电路
71a～71d：受电侧电路
72a～72d：电池单元
76：存储器
77：模数转换器
83：共振切换电路
100：动作装置
200、210：受电电路
300、310：送电电路
400、410：信号传送装置
500、510、520、530、800：电池监视装置
600：送电电路
600a：第一送电电路
600b：第二送电电路
700、700a～700d：受电电路
ACS：交流电源
BP、BP1～BP4：电池包
C1、C2、Ca：共振电容器
C1a、C1b、C2a、C2b：焊盘图案
C11a、C11b、C12a、C12b、C13a、C13b、C14a、C14b、C21a、C21b、C22a、C22b、C23a、C23b、C24a、C24b、Cb、SC：电容器
CP1、CP2：导线部分
D1～D4：二极管
IM、IM1、IM2：绝缘物介质
L1～L6、L11：线路
Q1、Q2：晶体管
R1～R4、Ra：电阻
RC、RC1～RC4：受电线圈
RS：共振切换信号
S101～S109、S201～S210、S301～S314：步骤
SP1、SP2：涡状部
SW0～SW9、SW11～SW14、SW1a～SW8a、SW1b～SW8b：开关
T1：热敏电阻
TC、TC1～TC4、TC11、TC12、TC1a、TC1b、TC2a、TC2b、TC3a、TC3b、TC4a、TC4b：送电线圈
VP：通道布线部
WP1、WP2：布线部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。此外，以下的各实施例的说明及附图中，对实质上相同或等价的部分标注相同参照符号。
[实施例1]
图1为表示本实施例的包含动作装置100、受电电路200及送电电路300的装置的总体构成的方块图。受电电路200及送电电路300构成信号传送装置400。
动作装置100包含高电压电路10、变压器11、整流电路12、低电压电路13及测量电路14。
高电压电路10例如为电机、加热装置、电炉、化学反应层等根据高电压的交流电压而动作的高电压动作电路。高电压电路10根据从交流电源ACS供给的交流电压而进行动作。交流电源ACS例如为送出交流电(Alternating Current，AC)100V的商用交流电压的电源。
变压器11是与将交流电源ACS与高电压电路10连接的电压供给线路并列而设置，将从交流电源ACS送出的交流电压的电压水平由例如100V转换成5V。
整流电路12例如包含将四个整流用的二极管连接而成的二极管桥及平滑用的电容器。整流电路12对电压水平经变压器11转换的交流电压(例如AC5V)进行全波整流及平滑化，生成直流电压(例如直流(Direct Current，DC)5V)。整流电路12将所生成的直流电压供给于低电压电路13。
低电压电路13例如是由数字电路或中央处理器(Central Processing Unit，CPU)构成，通过供给控制信号CS而进行高电压电路10或整个装置的控制。另外，低电压电路13对送电电路300供给规定的电力V1。低电压电路13根据从整流电路12供给的直流电压而进行这些动作。
测量电路14利用电阻R1(例如100kΩ)将交流电源ACS的电压分压并进行测定。另外，测量电路14利用连接于交流电源ACS的电阻R2(例如1Ω)的两端电压而测定交流电流。测量电路14对所测定的电压值及电流值进行模数(Analog-to-Digital，AD)转换而以数据的形式提取，作为测量数据Md而供给于受电侧电路20。
受电电路200是由受电线圈RC及受电侧电路20所构成。送电电路300是由送电线圈TC及送电侧电路30所构成。
图2为表示受电电路200的构成的方块图。
受电线圈RC与共振电容器C1一起构成共振电路21。受电线圈RC及共振电容器C1与送电电路300的送电线圈TC所产生的高频(例如13.56MHz)的交流磁场进行磁耦合，生成与此交流磁场对应的交流电压(高频信号)，并将其施加于线路L1及线路L2。此外，共振电路21是以将受电线圈RC及共振电容器C1并联而成的并列共振电路的形式构成，但也可为串列共振电路，也可为两者的组合。
整流电路22包含将四个整流用的二极管D1～二极管D4连接而成的二极管桥及平滑用的电容器SC。整流电路22对线路L1及线路L2的交流电压(高频电力)进行全波整流及平滑化而转换成直流电压，施加于线路L5及线路L6而供给于电源及偏压电路23。
电源及偏压电路23是由对通信电路26及控制电路27供给电源电压的电源电路24、和对通信电路26及控制电路27供给偏置电压及偏压电流的偏压电路25所构成。
通信电路26根据来自电源电路24的电源电压、来自偏压电路25的偏置电压及偏压电流而动作，将来自受电线圈RC的高频信号作为时钟(clock)，进行幅移键控(AmplitudeShift Keying，ASK)调制的双向通信。通信电路26经由受电线圈RC而在与送电侧电路30之间进行双向通信。
控制电路27根据来自电源电路24的电源电压、来自偏压电路25的偏置电压及偏压电流而动作，与通信电路26交换数据及时钟，由此控制整个受电侧电路20的动作。
图3为表示送电电路300的构成的方块图。
交流信号源31是由晶振电路等所构成，生成13.56MHz的交流信号并供给于驱动电路32。
驱动电路32将从交流信号源31供给的交流信号的电力放大而生成驱动电流，送出至线路L3及线路L4。由此，在送电线圈TC中流动高频电流。
控制电路33在与通信电路34之间进行数据及时钟的交换，控制整个送电侧电路30的动作。
通信电路34经由送电线圈TC而进行ASK调制的双向通信。此外，通信电路34也可使用近场通信(Near Field Communication，NFC)通信方式等进行通信。
送电线圈TC与共振电容器C2一起构成共振电路35。送电线圈TC及共振电容器C2根据从驱动电路32供给的驱动电流而产生交流磁场。此外，共振电路35是以将送电线圈TC及共振电容器C2并联而成的并列共振电路的形式构成，也可为串列共振电路，也可为两者的组合。
在利用送电线圈TC及受电线圈RC的磁场耦合的通信中，例如使用调制指数为10％左右的ASK调制。由此能一面进行电力供给一面进行通信。
接下来，一面再次参照图1一面对本实施例的信号传送装置400的动作进行说明。
首先，若将动作装置100启动，则通过利用变压器11及整流电路12对来自交流电源ACS的交流电压AC100V进行转换而获得直流电压DC5V，低电压电路13根据此直流电压DC5V而开始动作。低电压电路13供给控制信号CS而使高电压电路10动作。由此，动作装置100开始动作。另外，低电压电路13对送电电路300的送电侧电路30供给电力V1。
送电侧电路30从低电压电路13接受电力V1的供给，将13.56MHz的高频电力施加于送电线圈TC，产生高频的交流磁场(以下称为高频磁场)。送电线圈TC及受电线圈RC通过所产生的高频磁场而磁场耦合，通过电磁感应而产生高频电力。经由受电线圈RC而对受电侧电路20供给高频电力及13.56MHz的时钟。
受电侧电路20将经由受电线圈RC而获得的高频电力的一部分作为电力V2而供给于测量电路14。测量电路14测定交流电源ACS的电压及电流，并进行AD转换而生成测量数据Md。测量电路14将测量数据Md供给于受电侧电路20。
受电侧电路20经由受电线圈RC将测量数据Md发送至送电电路300。送电电路300的送电侧电路30经由送电线圈TC而接收测量数据Md。
送电侧电路30将测量数据Md供给于低电压电路13。低电压电路13根据测量数据Md进行各种判断，控制高电压电路10。
如以上那样，本实施例的信号传送装置400中，使用由送电线圈TC及受电线圈RC的磁场耦合所得的13.56MHz的高频磁场，进行测量数据Md的交换及向测量电路14的电力供给。
根据本实施例的信号传送装置400，能利用送电线圈TC及受电线圈RC的磁场耦合来进行信号传送，所以能容易地实现电绝缘。因此，无需光耦合器或变压器等昂贵且大型的零件。
另外，能通过送电线圈TC及受电线圈RC的磁场耦合对测量电路14进行电力供给，所以能配置传感电路、用于进行信号处理的运算放大电路、AD转换电路、进而进行运算处理的数字电路作为测量电路14。因此，能实现高度的测量及数据处理或通信数据的压缩等高功能且高性能的装置。
另外，送电线圈TC、受电线圈RC能分别利用磁性片等而与外界阻断，从而能容易地防止来自外部的干扰或信息泄漏。
另外，送电线圈TC和受电线圈RC能装卸，且也能一面彼此旋转或进行位置变化一面动作，因此能去掉电接点而制作廉价且可靠度高的信号连接点。
另外，送电线圈TC及受电线圈RC在浸泡于水中的状态下也能动作，因此也能用于海中或水中的测量数据的交接。
此外，利用磁场的向测量电路14等的电力供给可与利用磁场耦合的通信动作一并而同时进行，或也可利用不进行通信的无调制的高频磁场而进行。
接下来，参照图4(a)及图4(b)对送电线圈TC及受电线圈RC的构成进行说明。
送电线圈TC及受电线圈RC是通过以下方式形成：在设于绝缘材质的基板(例如基板材料FR-4，厚度1.6mm)的两面上的第一布线层及第二布线层中，在第一布线层中形成送电线圈的导体图案，在第二布线层中形成受电线圈的导体图案，进而在将第一布线层与第二布线层之间连接的通道中设置布线。
图4(a)为从基板的第一布线层侧俯视送电线圈TC的导体图案的情况下的平面图、及从基板的第二布线层侧俯视受电线圈RC的导体图案的情况下的平面图。图4(b)为图4(a)的虚线部分的送电线圈TC及受电线圈RC的截面的立体图。
送电线圈TC及受电线圈RC例如具有将由35μm厚的铜箔所构成的导线形成为2匝以上(超过1圈的圈数)的螺旋形状而成的导体图案。送电线圈TC的导体图案的端部连接于送电侧电路30。受电线圈RC的导体图案的端部连接于受电侧电路20。
如图4(a)所示那样，送电线圈TC具有：布线部WP1，由一端连接于构成共振电路的共振电容器C2(未图示)的连续导线所构成；以及涡状部SP1，由第一端部连接于共振电容器C2的螺旋形状的连续导线所构成。涡状部SP1具有横穿涡状部SP1的第二端部及布线部WP1的另一端(图中以×记号表示)之间的导线部分。
另外，送电线圈TC具有将涡状部SP1的第二端部与布线部WP1的另一端连接的连接部。此连接部是由设于第二布线层中的连续的导线部分CP1、及穿过设于第一布线层与第二布线层之间的一对通道的通道布线部VP所构成。即，利用导线部分CP1及通道布线部VP而实现送电线圈TC的布线的交叉。
受电线圈RC具有：布线部WP2，由一端连接于构成共振电路的共振电容器C1(未图示)的连续导线所构成；以及涡状部SP2，由第一端部连接于共振电容器C1的螺旋形状的连续导线所构成。涡状部SP2具有横穿涡状部SP2的第二端部及布线部WP2的另一端(图中以×记号表示)之间的导线部分。
另外，受电线圈RC具有将涡状部SP2的第二端部与布线部WP2的另一端连接的连接部。此连接部是由如图4(a)所示那样设于第一布线层中的连续的导线部分CP2、以及如图4(b)所示那样穿过设于第一布线层与第二布线层之间的一对通道的通道布线部VP所构成。即，利用导线部分CP2及通道布线部VP而实现受电线圈RC的布线的交叉。
送电线圈TC的连接部的导线部分CP1是设于第二布线层中远离受电线圈RC的涡状部SP2的位置(即，经绝缘的位置)。同样地，受电线圈RC的连接部的导线部分CP2是设于第一布线层中远离送电线圈TC的涡状部SP1的位置(即，经绝缘的位置)。
另外，送电线圈TC的连接部的导线部分CP1是配置于第二布线层中较受电线圈RC的涡状部SP2的内径而更靠内侧。受电线圈RC的连接部的导线部分CP2是配置于第一布线层中较送电线圈TC的涡状部SP1的内径而更靠内侧。
送电线圈TC的涡状部SP1及受电线圈RC的涡状部SP2是配置成除了导线部分CP1及导线部分CP2所处的部分以外，经由第一布线层、基板及第二布线层而重合。
送电线圈TC及受电线圈RC为操作13.56MHz的高频磁场的线圈，优选具有0.5微亨(microhenry)～1微亨左右的电感(inductance)。其原因在于：线圈的电抗(reactance)为42.6Ω～85.2Ω左右，适于以电子设备常用的5V左右的电源电压进行操作。另一方面，关于线圈的外径尺寸，考虑到适合装置尺寸而优选20mm左右。为了满足这些条件，优选将线圈形成为2匝以上(超过1圈的圈数)的螺旋形状，需要一面绝缘一面交叉。
本实施例的送电线圈TC及受电线圈RC中，利用设于与涡状部(SP1、SP2)相反侧的布线层中的导线部分(CP1、CP2)与设于一对通道中的通道布线部(VP)来实现一面绝缘一面交叉。根据此构成，可不使用四层等多层的基板，而利用廉价的两层印刷基板来实现一面绝缘一面交叉。
另外，虽然各线圈的交叉的区域(以下称为交叉区域)中产生稍许混乱，但仅各自的自电感和两个线圈的耦合系数稍许变动，对动作或特性造成的影响十分小。
另外，送电线圈TC与受电线圈RC的绝缘耐受量能通过以下方式确保：将表里的导体间所夹持的绝缘基板的厚度、第一布线层中的送电线圈TC的导体图案(涡状部SP1、布线部WP1)与受电线圈RC的导体图案(导线部分CP2)的面方向距离、以及第二布线层中的受电线圈RC的导体图案(涡状部SP2、布线部WP2)与送电线圈TC的导体图案(导线部分CP1)的面方向距离分别设定为安全尺寸。此时，能根据所需的绝缘距离而扩大各层的送电线圈TC的导体图案与受电线圈RC的导体图案的间隔。
另外，由于将交叉的区域(导线部分CP2、导线部分CP1)分别设于较涡状部(SP1、SP2)的内径更靠内侧，因此不会使专有面积增加，能实现小型装置。
图5为表示送电线圈TC及受电线圈RC的导体图案与共振电容器C1及共振电容器C2的位置关系的平面图。
在布线部WP1及涡状部SP1的与共振电容器C2的连接线路(图中为布线部WP1与涡状部SP1并行的直线部分)中，设有用于焊接连接共振电容器C2的焊盘图案(land pattern)C2a及焊盘图案C2b。焊盘图案C2a及焊盘图案C2b是设置成送电线圈TC的线圈部分的布线间隔的3倍以内的间隔。
同样地，在布线部WP2及涡状部SP2的与共振电容器C1的连接线路(图中为布线部WP2与涡状部SP2并行的直线部分)中，设有用于焊接连接共振电容器C1的焊盘图案C1a及焊盘图案C1b。焊盘图案C1a及焊盘图案C1b是设置成受电线圈RC的线圈部分的布线间隔的3倍以内的间隔。
送电线圈TC及受电线圈RC的导体图案在层间紧贴的长度越长，相互交链的磁力线越增加而越能增大耦合系数。另外，在各线圈与各共振电容器的路径中，在共振时流动大电流。通过临近配置电容器，能减少自交链磁力线而防止耦合系数的降低。
此外，也可与上文所述不同，如图6所示那样，将交叉区域中的一者配置于线圈内径的内侧(即涡状部的内侧)，且将另一者配置于线圈外径的外侧(即涡状部的外侧)。例如在印刷基板的任一面中为了确保绝缘而需要取大的面方向距离的情况下，通过将交叉区域配置于线圈外径的外侧，与配置于内侧的情况相比能取更大的绝缘距离，并且将专有面积的增加限制在最低限度。
另外，也可如图7(a)及图7(b)所示那样，将交叉区域的两者配置于线圈的外径的外侧。在印刷基板的两个面中为了确保绝缘而需要取大的面方向距离的情况下，通过将交叉区域配置于线圈外径的外侧，与配置于内侧的情况相比能取大的绝缘距离，并且将专有面积的增加限制在最低限度。
此外，也可在第一布线层中形成受电线圈RC，在第二布线层中形成送电线圈TC。
另外，图4(a)及图4(b)、图5、图6、图7(a)及图7(b)中示出送电线圈TC及受电线圈RC具有长方形的形状的示例，但也可将弯曲部设为曲线，也可设为正方形、圆形、椭圆形、多边形等。
另外，将导体层设为第一布线层及第二布线层此两层，也可使用两层以上的多层基板的多个导体层。例如通过将四层导体层中的中间两个用作布线层，能将各线圈的表面绝缘。
[实施例2]
图8为表示本实施例的信号传送装置410的构成的方块图。信号传送装置410在以下方面与实施例1的信号传送装置400不同：受电电路210具有箝位电路(clamp circuit)28，送电电路310具有电流测定电路36。
箝位电路28是设于线路L5与线路L6之间的整流电路22的输出侧。箝位电路28含有齐纳二极管(zener diode)及连接开关。箝位电路28响应来自控制电路27的负荷切换信号LS的供给而将连接开关的状态切换为接通或断开。由此，整流电路22的负荷状态变化，高频磁场的状态变化。即，箝位电路28为根据负荷切换信号而切换负荷状态的负荷切换电路。
电流测定电路36是设于驱动电路32中。电流测定电路36根据流经线路L3及线路L4的电流而检测高频磁场的变化，并将检测结果告知控制电路33。
能利用箝位电路28及电流测定电路36的动作而从受电电路210对送电电路310进行告知。参照图9的流程图，对包括此时机告知动作的送电电路及受电电路的动作进行说明。
首先，送电电路310启动，由送电线圈TC产生高频磁场(步骤S101)。送电电路310对受电电路210进行电力供给及时钟供给。受电电路210响应电力供给及时钟供给而启动(步骤S201)。
送电电路310及受电电路210经由送电线圈TC及受电线圈RC的磁场耦合，通过双向通信进行通信消息的收发。送电电路310与通信消息的收发一并而继续进行电力供给及时钟供给。然后，送电电路310及受电电路210各自根据通过通信消息的收发所得的设定信息进行初始设定，进行正常性诊断，诊断是否为能正常进行动作的状态(步骤S102、步骤S202)。
受电电路210的控制电路27判定高频磁场是否为恒常状态(步骤S203)。若判定为并非恒常状态(步骤S203：否)，则进入步骤S210而停止动作。
另一方面，若判定为恒常状态(步骤S203：是)，则控制电路27判定是否需要进行时机告知(步骤S204)。
若判定为需要进行时机告知(步骤S204：是)，则控制电路27控制箝位电路28而切换接通或断开的状态(步骤S205)。由此，高频磁场变动。
送电电路310的控制电路33判定高频磁场是否为恒常状态(步骤S103)。若判定为并非恒常状态(步骤S103：否)，则进入步骤S109，而停止高频磁场及装置的动作。
另一方面，若判定为恒常状态(步骤S103：是)，则电流测定电路36检测由高频磁场的变动所致的电流变动，并将检测结果告知控制电路33(步骤S104)。
送电电路310的控制电路33判定是否需要在与受电电路210之间进行信息交接(通信)(步骤S105)。同样地，受电电路210的控制电路27判定是否需要在与送电电路310之间进行信息交接(通信)(步骤S206)。
若判定为需要在与受电电路210之间进行信息交接(步骤S105、步骤S206：是)，则送电电路310及受电电路210通过送电线圈TC及受电线圈RC的磁场耦合而进行通信动作，在与受电电路210之间进行包含通信消息的信息的交接(步骤S106、步骤S207)。送电电路310与通信动作一并而对受电电路210进行电力供给及时钟供给。
受电电路210若判定为无需在与送电电路310之间进行信息交接(步骤S206：否)，则进行待机动作(步骤S208)。送电电路310若判定为无需在与受电电路210之间进行信息交接(步骤S105：否)，则继续利用送电线圈TC产生高频磁场(步骤S107)。
送电电路310的控制电路33判定是否继续进行利用高频磁场的电力供给及时钟供给的动作(步骤S108)。同样地，受电电路210的控制电路27判定是否继续进行用于接受电力供给及时钟供给的待机动作(步骤S209)。
送电电路310的控制电路33若判定为继续进行利用高频磁场的电力供给及时钟供给的动作(步骤S108：是)，则回到步骤S103而再次进行高频磁场是否为恒常状态的判定。同样地，受电电路210的控制电路27若判断为继续进行用于接受电力供给及时钟供给的待机动作(步骤S209：是)，则回到步骤S203而再次进行高频磁场是否为恒常状态的判定。
送电电路310若判定为不继续进行利用高频磁场的电力供给及时钟供给的动作(步骤S108：否)，则停止高频磁场而停止此动作(步骤S109)。受电电路210若判定为不继续进行用于接受电力供给及时钟供给的待机动作(步骤S209：否)，则停止此动作(步骤S210)。
通过以上动作，而从受电电路210对送电电路310以任意时机进行告知。
根据本实施例的信号传送装置410，能通过箝位电路28及电流测定电路36的动作，与利用送电线圈TC及受电线圈RC的磁场耦合的通信无关，而以任意时机从受电电路210对送电电路310进行告知。此时，通过将箝位电路28的电压确保为电源及偏压电路23能动作的电压(例如3V)，能一面从受电电路210向送电电路310进行告知，一面一并进行使用送电线圈TC及受电线圈RC的通信动作。
本实施例的信号传送装置例如在高电压电路10的晶体管或晶闸管的栅极(gate)控制的时机需要时刻精度的情况下特别有效。
[实施例3]
图10为表示本实施例的电池监视装置500的构成的方块图。电池监视装置500例如为设于电动汽车等以电池作为动力的装置中，监视经串联的四个电池单元72a～电池单元72d(以下也将这些统称为电池单元群)的充电状态的装置。
电池单元72a上连接着受电侧电路71a。受电侧电路71a上连接着受电线圈RC1。受电线圈RC1、受电侧电路71a及电池单元72a构成受电电路700a。同样地，针对电池单元72b～电池单元72d各自，设有对应的受电侧电路71b～71d及受电线圈RC2～RC4，构成受电电路700b～受电电路700d。以下的说明中，在说明受电电路700a～受电电路700d的共同构成的情况下，也将这些称为受电电路700。
图11为表示包含受电侧电路71a的受电电路700a的详情的方块图。在受电侧电路71a与电池单元72a之间，设有测定电池单元72a的电压值及温度的测量电路73。此外，受电电路700b～受电电路700d也具有相同构成。
测量电路73利用电阻R3将电池单元72a的电压分压并进行测定。另外，测量电路73利用热敏电阻(thermistor)T1测定电池单元72a的温度。另外，测量电路73具有用于将电池单元72a强制放电的开关SW0及电阻R4，通过响应受电侧电路71a的控制将开关SW0设为接通而进行放电。
受电侧电路71a包含电源电路74、通信电路75、存储器76、模数转换器(AnalogDigital Converter，ADC)77及控制电路78。
电源电路74根据通过送电线圈TC1及受电线圈RC1的磁场耦合所供给的电力，对受电侧电路71a的各部供给电源电压。
通信电路75经由受电线圈RC1而进行ASK调制的信息收发。通信电路75例如经由受电线圈RC1向送电侧电路61发送通过测量电路73所得的监视数据。
存储器76为非易失性存储器，除了保存用于进行通信的控制信息(例如NFC通信的身份(Identity，ID))或地址信息以外，还保存电池单元72a的序号(serial number)或经历信息等。
ADC 77对测量电路73所测定的电压值及温度进行AD转换而生成监视数据。
控制电路78进行受电侧电路71a的各部的控制。另外，控制电路78对经由电阻R4及开关SW0的电池单元的强制放电进行控制。
再次参照图10，电池监视装置500含有送电电路600及与其连接的送电线圈TC1～送电线圈TC4。送电线圈TC1～送电线圈TC4分别设于与受电线圈RC1～受电线圈RC4对应的位置(即，进行磁场耦合的位置)。
送电电路600含有送电侧电路61及开关SW1～开关SW8。
送电侧电路61控制开关SW1～开关SW8的接通断开而选择四个送电线圈TC1～送电线圈TC4中的任一个，送出13.56MHz的高频信号，由所选择的送电线圈产生高频磁场。在与所选择的送电线圈耦合的受电线圈(RC1～RC4中的任一个)中通过电磁感应而产生高频电动势。
送电侧电路61对产生了高频电动势的此受电线圈上连接的受电侧电路(71a～71d中的任一个)供给电力及时钟而使其动作，通过双向通信功能而收发控制信息及监视数据。送电侧电路61从上级控制装置(未图示)接受数字信号的输入输出(图中以数字I/O形式来表示)，进行这些动作。
图12为表示本实施例的电池监视装置的另一构成例的方块图。来自受电侧电路71a的电源电路74的电源供给线路经由开关SW9而连接于电池单元72a。开关SW9是通过控制电路78而被切换为接通或断开。
控制电路78将开关SW9控制为接通，并且设定电源电路74的电压及电流。由此，受电侧电路71a能利用由高频磁场所得的电力而进行电池单元的充电。
在如图10所示那样将多个电池单元串联的情况下，需要使各电池单元的充电状态一致。之前，在通过电压测定而判定为充电状态存在偏差的情况下，使电压高的单元强制放电而使充电状态一致。因此，例如在仅一个电池单元的电压低的情况下，必须使其他所有电池单元放电，导致能量的浪费并且为了应对此放电而需要多余的时间。
然而，根据所述构成，能对电压低的单元进行追加充电。因此，根据电压偏差状态，在电压高的单元为少数的情况下使这些单元放电，在电压低的单元为少数的情况下对这些单元进行充电，由此能使各电池单元的充电状态一致而不浪费能量或时间。
所述构成的电池监视装置中，送电侧电路61通过切换开关SW1～开关SW8的接通断开而依次选择四个送电线圈TC1～TC4，使各自对应的受电侧电路71a～受电侧电路71d依次启动、动作而进行信息的交接，由此进行电池监视动作。参照图13的流程图对此电池监视动作进行说明。
首先，电池监视装置500启动，进行装置的初始设定(步骤S301)。
然后，送电侧电路61将开关SW1及开关SW2设为接通，且将其他开关SW3～开关SW8设为断开，选择送电线圈TC1并连接，由送电线圈TC1产生高频磁场。
送电侧电路61经由送电线圈TC1及与其进行磁场耦合的受电线圈RC1而对受电电路700a供给电力及时钟。受电电路700a中，测定电池单元72a的电压及温度，取得监视数据。受电侧电路71a将监视数据与NFC通信的ID或其他信息一起发送给送电侧电路61。送电侧电路61接收这些包含监视数据的信息并取入，存储在存储器(未图示)等中(步骤S302)。
送电侧电路61将开关SW3及开关SW4设为接通，且将其他开关SW1、开关SW2及开关SW5～开关SW8设为断开，由此选择送电线圈TC2并连接，由送电线圈TC2产生高频磁场。与步骤S302同样地，送电侧电路61供给电力及时钟而使受电电路700b动作，并接收包含电压及温度的信息的监视数据及和电池单元72b有关的其他信息，存储在存储器等中(步骤S303)。
送电侧电路61将开关SW5及开关SW6设为接通，将其他开关SW1～开关SW4、开关SW7及开关SW8设为断开，由此选择送电线圈TC3并连接，由送电线圈TC3产生高频磁场。与步骤S301及步骤S302同样地，送电侧电路61供给电力及时钟而使受电电路700c动作，并接收包含电压及温度的信息的监视数据及和电池单元72c有关的其他信息，存储在存储器等中(步骤S304)。
送电侧电路61将开关SW7及开关SW8设为接通，将其他开关SW1～开关SW6设为断开，由此选择送电线圈TC4并连接，由送电线圈TC4产生高频磁场。与步骤S301、步骤S302及步骤S303同样地，送电侧电路61供给电力及时钟而使受电电路700d动作，并接收包含电压及温度的信息的监视数据及和电池单元72d有关的其他信息，存储在存储器等中(步骤S305)。
送电侧电路61根据所取得的监视数据而判定电池单元72a～电池单元72d是否正常(即，是否不存在异常)(步骤S306)。若判定为不正常(即，存在异常)(步骤S306：否)，则送电侧电路61将存在异常的电池单元的信息报告给上级控制装置(未图示)(步骤S307)，进入步骤S314。
另一方面，若判定为正常(即，不存在异常)(步骤S306：是)，则送电侧电路61根据监视数据而算出电池单元72a～电池单元72d的电压的平均值。送电侧电路61将电池单元72a～电池单元72d各自的电压与平均值进行比较，将电压较平均值高超过规定允许幅度的电池单元的个数(高电压单元数)设定为M，将电压较平均值低超过规定允许幅度的电池单元的个数(低电压单元数)设定为N(步骤S308)。
送电侧电路61判定M及N是否均为零(即，是否任一电池单元的电压值与平均值之差均控制在允许幅度以内)(S309)。若判定为M及N均为零(步骤S309：是)，则进入步骤S314。
另一方面，若判定为M及N任一个不为零(步骤S309：否)，则送电侧电路61判定N是否少于M，即，电压较平均值低超过规定允许幅度的电池单元的个数是否少于电压较平均值高超过规定允许幅度的电池单元的个数(步骤S310)。
若判定为N为M以上(N不少于M)(步骤S310：否)，则送电侧电路61经由与电压较平均值高超过规定允许幅度的M个电池单元对应的送电线圈，发送指示此电池单元的强制放电的放电指示。与作为强制放电对象的电池单元连接的受电侧电路通过使开关SW0接通而将电阻R4连接于电池单元，将此电池单元强制放电(步骤S311)。
另一方面，若判定为N少于M(步骤S310：是)，则送电侧电路61由与电压较平均值低超过规定允许幅度的N个电池单元对应的送电线圈产生高频磁场，对与此送电线圈对应的受电线圈供给电力。受电侧电路根据所供给的电力而对电池单元进行充电(步骤S312)。
送电侧电路61判定是否继续进行电池监视动作(步骤S313)。若判定为继续(步骤S313：是)，则回到步骤S302而再次实行步骤S302～步骤S305的监视动作。
若判定为不继续进行电池监视动作(步骤S313：否)，则送电侧电路61停止产生高频磁场，停止电池监视装置500的动作。
通过以上的动作，一面通过切换开关而切换成为对象的电池单元，一面进行电池单元群的电池监视及强制放电。
根据本实施例的电池监视装置500，能将彼此具有电位差的多个电池单元的信息在连接于此多个电池单元的受电侧电路、与电位(例如电动汽车的情况下为车辆的车体电位)和这些受电侧电路不同的送电侧电路之间进行交换。虽然电池单元的电位因充放电而大幅变动，但能稳定地进行信息的交换。
另外，送电电路600与受电电路700经电绝缘，因此不存在从各电池单元的漏电流，不会浪费能量。
另外，送电线圈及受电线圈只要接近配置即可，能允许少许的偏移或污垢，与设置电接点的情况相比连接可靠性更优异且廉价。
另外，通过测定送电线圈的高频电流便能侦测到送电线圈与受电线圈脱开，因此连接可靠性高。另外，由于使用高频磁场，所以极性和朝向不受限制。
另外，高频磁场的范围仅限于附近，因此能防止从外部的恶意的操作存取或信息泄漏。另外，通过利用磁性片遮蔽，能进一步加强信息泄漏等的防止。
另外，利用高频磁场对受电侧电路进行电力供给，因此即便电池单元完全放电也能动作。
通过在将受电电路700与送电电路600分离的状态下使NFC读写器(readerwriter)的天线线圈与受电线圈耦合，能使受电侧电路启动、动作而进行非易失性存储器的信息的读写或电池单元的观测、控制。由此，能将包含受电电路700的电池包(batterypack)以单体的形式用作NFC标签。
另外，通过在送电侧电路61中将开关SW1～开关SW8全部设为断开，能将所有送电线圈(TC1～TC4)分离。因此，即便在将送电线圈与受电线圈配置于彼此能耦合的位置的情况下，也能从其他读写器的送电线圈对电池单元进行存取。
另外，由于能对受电侧电路供给几十毫瓦左右的电力，因此也能配置测定电压或电流的运算放大器(Operational Amplifier，OPAMP)电路或AD转换器，进行高度的数字处理或处理器处理。另外，也能将交换的信息或记录的数据加密。另外，也能进行电池单元的强制放电的控制或脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)动作，也能进行利用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)或液晶的显示。
通过在受电侧电路中设置在磁场弱时阻断电池单元侧的连接的电路，即便在存在未预料到的磁场耦合的情况下也能防止误动作。
此外，在通信动作与电力供给动作中，与包含受电线圈的共振电路连接的负荷电阻大幅变动，因此需要切换共振电容器。另外，在启动时负荷电阻大，因此为了使共振电路以并列共振电路的形式动作，需要预先增大并列电容器。
图14为表示受电侧电路具有用于进行通信动作与电力供给动作的切换的共振切换电路的情况下的电路例的图。
在由受电线圈RC及共振电容器Ca所构成的共振电路81与整流电路82之间，连接着共振切换电路83。共振切换电路83含有电容器Cb、晶体管Q1、晶体管Q2及电阻Ra。
电容器Cb的一端连接于线路L11，此线路L11为将共振电路81与整流电路82连接的连接线路中的一者。晶体管Q1例如为N通道型的金属氧化物半导体(Metal OxideSemiconductor，MOS)晶体管，基极(base)接地，漏极(drain)连接于电容器Cb的另一端。晶体管Q2例如为N通道型的MOS晶体管，基极接地且漏极连接于晶体管Q1的栅极。电阻Ra的一端连接于电容器Cb的一端，另一端连接于晶体管Q1的栅极及晶体管Q2的漏极的连接端。此外，晶体管Q1及晶体管Q2两者或任一者也可为NPN型双极晶体管。
利用共振切换电路83的共振电容器的切换是通过从控制电路78将共振切换信号RS供给于晶体管Q2的栅极而进行。
在启动时，共振切换信号RS为L水平(接地水平)，晶体管Q2为断开。若施加磁场则经过电阻Ra而供给电荷，晶体管Q1的栅极电位上升，晶体管Q1变为接通。由此，将电容器Cb连接于共振电路81，并列电容增大。
通过将共振切换信号RS设为H水平，晶体管Q2变为接通，将晶体管Q1的栅极电位拉低至接地电位，因此晶体管Q1变为断开。由此，将电容器Cb从共振电路81断开而共振电容减少，成为适于电力传送的状态。此外，电阻Ra也可连接于整流电路82的输出与晶体管Q1的栅极之间，也可通过磁场施加而同样地供给电荷，将各晶体管接通。
图15为表示作为本实施例的电池监视装置的另一构成例的电池监视装置510的构成的方块图。送电侧电路61经由开关SW11～开关SW14而连接于送电线圈TC11及送电线圈TC12。送电线圈TC11是配置在能与受电线圈RC1及受电线圈RC2进行磁场耦合的位置。送电线圈TC12是配置在能与受电线圈RC3及受电线圈RC4进行磁场耦合的位置。
送电侧电路61控制开关SW11～开关SW14的接通断开而选择两个送电线圈TC11或送电线圈TC12中的任一个，送出13.56MHz的高频信号，由所选择的送电线圈产生高频磁场。
在选择了送电线圈TC11的情况下，与受电线圈RC1或受电线圈RC2中的任一个进行磁场耦合。在选择了送电线圈TC12的情况下，与受电线圈RC3或受电线圈RC4中的任一个进行磁场耦合。由此，通过电磁感应在受电线圈RC1～受电线圈RC4的任一个中产生高频电动势。
根据此构成，与图10所示的电池监视装置相比较，能减少送电线圈的个数及布线数。
接下来，参照图16(a)及图16(b)，对图10所示的电池监视装置500中的天线构造(线圈构造)进行说明。以下的说明中，将送电线圈也称为送电天线，将受电线圈也称为受电天线。
如图16(a)所示，受电天线是配置在电池包BP的侧面。电池包BP收纳电池单元，例如具有长方体的形状。在各受电天线上连接着以集成电路的形式构成的受电侧电路。
送电天线是在带状、条状、绳状、板状等扁平的绝缘物介质IM的内部或表面由螺旋状的导体图案所构成，通过线状的导体图案而连接于送电侧电路的选择开关。各送电天线可分别独立地连接于送电侧电路，也能以从中途分支的形式连接于送电侧电路。
如图16(b)所示，各送电天线是以与对应的受电天线重叠的方式配置。送电天线及受电天线是通过螺固、框构造上的组装、胶带、永久磁石的吸附等各种方法而固定。
根据此构成，配置于电池包上的受电线圈并未成为突起物。受电线圈周边理想的是非磁性体、绝缘体，但即便存在稍许的磁性或导电性也能动作。
另外，装卸容易，与设置电接点的情况相比连接可靠性更优异。另外，即便在送电线圈与受电线圈之间存在少许空隙或污垢、润湿，也能动作。
另外，即便存在连接脱开或连接组合的错误，也能通过NFC通信的ID确认而检测异常。
另外，适于自动生产线，而且由于为高频信号，因此无论线圈的绕向为哪个方向均能动作。
接下来，参照图17对图15所示的电池监视装置中的天线构造(线圈构造)进行说明。
两个受电线圈是设于邻接的两个电池包(BP1与BP2、BP3与BP4)的邻接面(例如底面及上表面)上，且以彼此相向的方式配置。以在两个受电线圈之间(即，两个电池包的邻接面之间)夹持一个送电线圈的方式配置。
根据此构成，能不增大面积或体积而削减送电线圈及布线，实现廉价并且小型且轻量的装置。
另外，关于送电线圈的构成，也可如图18(a)所示那样将两个送电线圈TC1及送电线圈TC2串联而构成，也可如图18(b)所示那样为将两个送电线圈TC1及送电线圈TC2并联的构成。
此外，也可设为在送电侧电路61与各送电线圈之间的连接线路(信号路径)中将电容器串联于送电线圈的构成。图19为表示具有此构成的电池监视装置520的构成的方块图。
在送电线圈TC1的一端与开关SW1之间连接着电容器C11a，在送电线圈TC1的另一端与开关SW2之间连接着电容器C11b。在送电线圈TC2的一端与开关SW3之间连接着电容器C12a，在送电线圈TC2的另一端与开关SW4之间连接着电容器C12b。在送电线圈TC3的一端与开关SW5之间连接着电容器C13a，在送电线圈TC3的另一端与开关SW6之间连接着电容器C13b。在送电线圈TC4的一端与开关SW7之间连接着电容器C14a，在送电线圈TC4的另一端与开关SW8之间连接着电容器C14b。
另外，也可设为在各受电线圈与受电侧电路之间的连接线路(信号路径)中将电容器串联于受电线圈的构成。图20为表示具有此构成的电池监视装置530的构成的方块图。
在受电线圈RC1与受电侧电路71a之间连接着电容器C21a及电容器C21b。在受电线圈RC2与受电侧电路71b之间连接着电容器C22a及电容器C22b。在受电线圈RC3与受电侧电路71c之间连接着电容器C23a及电容器C23b。在受电线圈RC4与受电侧电路71d之间连接着电容器C24a及电容器C24b。
在送电线圈及受电线圈中流动13.56MHz的高频电流，但即便串联电容器，高频电流也导通，因此能与未串联电容器的情况同样地动作。
通过如此这样在送电线圈或受电线圈的信号路径中串联电容器，能阻止直流电流。送电线圈与受电线圈原本经绝缘，但即便在因介质击穿或向裂缝的水分渗入等而发生绝缘击穿的情况下，也能利用由电容器所得的直流电流元件而防止由漏电或短路导致的火灾或触电事故。
[实施例4]
本实施例的电池监视装置在使送电电路成双的方面与实施例3的电池监视装置不同。
图21为表示本实施例的电池监视装置800的构成的方块图。电池监视装置800具有第一送电电路600a和第二送电电路600b。
第一送电电路600a含有送电侧电路61a及开关SW1a～开关SW8a。送电侧电路61a根据开关SW1a～开关SW8a的接通断开而连接于送电线圈TC1a、送电线圈TC2a、送电线圈TC3a及送电线圈TC4a中的任一个。
第二送电电路600b含有送电侧电路61b及开关SW1b～开关SW8b。送电侧电路61b根据开关SW1b～开关SW8b的接通断开而连接于送电线圈TC1b、送电线圈TC2b、送电线圈TC3b及送电线圈TC4b中的任一个。
图22为表示电池监视装置800的天线构造(线圈构造)的图。受电天线是配置于收纳电池单元的例如具有长方体形状的电池包BP的侧面，连接着以集成电路的形式构成的受电侧电路。第一送电电路600a及第二送电电路600b中，送电天线均是在绝缘物介质IM1及绝缘物介质IM2的内部或表面由螺旋状的导体图案所构成，通过线状的导体图案而连接于送电侧电路的选择开关。
如图23所示，第一送电电路600a及第二送电电路600b的送电天线均是以使线圈的中心轴对准对应的受电线圈的中心轴并重叠的方式配置。
再次参照图21，在电池监视装置800的动作中，以第一送电电路600a的送电侧电路61a及第二送电电路600b的送电侧电路61b中的一者成为动作状态(动作系统)，另一者成为待机状态(待机系统)的方式控制。
例如在送电侧电路61a为动作系统且送电侧电路61b为待机系统的情况下，通过上级控制电路(未图示)将开关SW1a～开关SW8a控制为接通或断开，将送电侧电路61a连接于送电线圈TC1a、送电线圈TC2a、送电线圈TC3a及送电线圈TC4a中的任一个。送电侧电路61a与和所连接的送电线圈耦合的受电线圈(RC1～RC4中的任一个)所对应的受电侧电路(71a～71d中的任一个)进行信息交换。此时，第二送电电路600b中的开关SW1b～开关SW8b均被控制为断开。
在切换了动作状态及待机状态的情况下，将第一送电电路600a中的开关SW1a～开关SW8a均设为断开状态。第二送电电路600b中，以送电侧电路61b与送电线圈TC1b、送电线圈TC2b、送电线圈TC3b及送电线圈TC4b中的任一个连接的方式控制开关SW1b～开关SW8b的接通或断开。由此，送电侧电路61b与和所连接的送电线圈耦合的受电线圈(RC1～RC4中的任一个)所对应的受电侧电路(71a～71d中的任一个)进行信息交换。
根据图21的电池监视装置，使信息传送的路径成双，因此即便在一个电路产生不良状况的情况下也能利用另一电路进行动作。由此，能实现可靠性高的装置。
另外，由于将待机系统的送电侧电路的选择开关全部控制为断开，因此丝毫不连接于待机系统的送电侧电路。由此，能减轻待机系统的送电侧电路对动作系统的送电侧电路的发送动作造成的影响，能实现可靠性更高的信息交换。
另外，在磁场耦合部分成双，因此动作系统与待机系统的干扰少。
另外，动作系统的送电侧电路及待机系统的送电侧电路能通过NFC通信的ID等而识别，因此能可靠地检测连接脱开或连接错误等异常。
此外，本发明不限定于所述实施方式。例如所述实施例中，对使用13.56MHz的高频磁场的示例进行了说明，但例如也可使用100kHz或6.78MHz等不同频带的频率的磁场。另外，也可使用几百MHz的电磁场。通过设计适于各频率的送电天线(送电线圈)及受电天线(受电线圈)，能构成使用这些频率的磁场或电磁场进行相同动作的装置。
另外，本发明的信号传送装置及电池监视装置的构成也能用于电池监视或电力线监视以外的其他高电压装置。
另外，也能以使发送侧的位置与接收侧的位置变动的方式使用，也可为送电线圈及受电线圈彼此旋转那样的构成。另外，也可将送电侧及受电侧构成为能装卸。
另外，也可使本发明的信号传送装置及电池监视装置在水中、油中、宇宙空间等环境下动作。
另外，也可对送电线圈及受电线圈实施防水处理或气密处理。另外，也可使用磁性片将送电线圈及受电线圈与外部之间磁性遮蔽。另外，也可使用抑制高谐波的滤波器。
另外，所述实施例3及实施例4中，对监视四个电池单元的电池监视装置的示例进行了说明。但是，电池单元的个数不限于此，只要构成为监视n个(n为2以上的整数)电池单元的电池监视装置即可。此情况下，只要将送电线圈、受电线圈及受电侧电路的个数分别设为n个即可。

Claims (15)

1.一种信号传送装置，连接于动作装置，所述动作装置具有：动作电路，根据来自电源的第一电压而进行动作；测量电路，测量以所述第一电压为基准的电信号而获得测量数据；以及处理控制电路，根据将所述第一电压转换为电压水平低于所述第一电压的电压所得的第二电压而动作，并根据所述测量数据而控制所述动作电路的动作；且所述信号传送装置在所述处理控制电路与所述测量电路之间进行信号收发，并且所述信号传送装置的特征在于，包括：
送电电路，具有由送电线圈及送电侧共振电容器所构成的送电侧共振电路，利用来自所述送电线圈的交流磁场进行非接触方式的电力传送及信息收发；以及
受电电路，具有由受电线圈及受电侧共振电容器所构成的受电侧共振电路，利用所述交流磁场经由所述受电线圈进行非接触方式的电力接受及信息收发，其中
所述受电电路将来自所述送电电路的电力供给于所述测量电路，同时从所述测量电路取得所述测量数据并发送给所述送电电路，
所述送电电路将来自所述处理控制电路的电力传送给所述受电电路，同时从所述受电电路接收所述测量数据并供给于所述处理控制电路。
2.根据权利要求1所述的信号传送装置，其特征在于：
所述送电电路具有对所述送电线圈供给驱动电流而产生所述交流磁场的驱动电路、及控制所述驱动电路的驱动控制电路，
所述受电电路具有能根据负荷切换信号来切换与所述受电侧共振电路连接的负荷的状态的负荷切换电路，
所述驱动电路包含测定所述驱动电流的电流测定电路，
所述驱动控制电路根据由所述电流测定电路所测定的所述驱动电流的变化，检测所述受电电路中的负荷的状态变化。
3.根据权利要求1或2所述的信号传送装置，其特征在于：
所述送电线圈具有：
布线部，配置于具有多个布线层的基板的第一布线层，且由一端连接于所述送电侧共振电容器的连续导线所构成；
涡状部，具有第一端部、第二端部及导线部分，所述第一端部连接于所述送电侧共振电容器，所述导线部分由配置于所述第一布线层上的螺旋形状的连续导线所构成，且横穿所述第二端部与所述布线部的另一端之间；以及
连接部，包含配置于所述基板的第二布线层的连续导线部分，且经由设于所述第一布线层与所述第二布线层之间的一对通道而将所述涡状部的所述第二端部与所述布线部的另一端连接；并且
所述受电线圈具有：
布线部，配置于所述第二布线层，由一端连接于所述受电侧共振电容器的连续导线所构成；
涡状部，具有第一端部、第二端部及导线部分，所述第一端部连接于所述受电侧共振电容器，所述导线部分由配置于所述第二布线层上的螺旋形状的连续导线所构成，且横穿所述第二端部与所述布线部的另一端之间；以及
连接部，包含配置于所述第一布线层的连续导线部分，且经由设于所述第一布线层与所述第二布线层之间的一对通道而将所述涡状部的所述第二端部与所述布线部的另一端连接。
4.根据权利要求3所述的信号传送装置，其特征在于：
所述送电线圈的所述连接部的所述导线部分是在所述第二布线层中远离所述受电线圈的所述涡状部及所述布线部而配置，
所述受电线圈的所述连接部的所述导线部分是在所述第一布线层中远离所述送电线圈的所述涡状部及所述布线部而配置。
5.根据权利要求4所述的信号传送装置，其特征在于：
所述送电线圈的所述连接部的所述导线部分是在所述第二布线层中配置于所述受电线圈的所述涡状部的内侧，
所述受电线圈的所述连接部的所述导线部分是在所述第一布线层中配置于所述送电线圈的所述涡状部的内侧。
6.根据权利要求4所述的信号传送装置，其特征在于：
所述送电线圈的所述连接部的所述导线部分是在所述第二布线层中配置于所述受电线圈的所述涡状部的外侧，
所述受电线圈的所述连接部的所述导线部分是在所述第一布线层中配置于所述送电线圈的所述涡状部的外侧。
7.一种电池监视装置，监视n个电池单元的状态，其中n为2以上的整数，并且所述电池监视装置的特征在于，包括：
送电电路，具有m个送电线圈，由所述m个送电线圈的任一个产生交流磁场，进行非接触方式的电力传送及信息收发，其中m为n以下的整数；
n个受电电路，与所述n个电池单元及所述m个送电线圈对应地设置，各自具有受电线圈，经由所述受电线圈进行非接触方式的电力接受及信息收发；以及
n个测定电路，与所述n个受电电路及所述n个电池单元对应地设置，从所述n个受电电路接受电力的供给，并测定所述n个电池单元的电压值，其中
所述送电电路根据所述n个电池单元中的监视对象的电池单元而选择所述m个送电线圈中的任一个，由所选择的所述送电线圈产生所述交流磁场，并接收所述监视对象的电池单元的电压值的测定结果。
8.根据权利要求7所述的电池监视装置，其特征在于，所述n个受电电路各自包含：
放电机构，将所述n个电池单元中的对应的电池单元放电；以及
电力供给机构，将从所述送电电路传送的电力供给于所述n个电池单元中的对应的电池单元。
9.根据权利要求8所述的电池监视装置，其特征在于：
所述n个受电电路各自还包含在通信动作时与电力供给动作时切换所述受电电路的电容的共振切换电路，其中
所述共振切换电路在通信动作时，将具有规定电容的共振电容器连接于所述受电线圈，
在电力供给时，不将所述共振电容器与所述受电线圈连接。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电池监视装置，其特征在于：
所述送电电路在所述m个送电线圈的信号路径中具有导通交流信号并阻止直流电流的电容器。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的电池监视装置，其特征在于：
所述n个受电电路各自在所述受电线圈的信号路径中具有导通交流信号并阻止直流电流的电容器。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的电池监视装置，其特征在于，所述送电电路含有：
第一送电电路及第二送电电路，各自具有m个送电线圈，且以由所述m个送电线圈中的任一个产生交流磁场并进行非接触方式的电力传送及信息收发的方式构成，
根据设定信号的输入，所述第一送电电路及所述第二送电电路其中一者被设定为动作系统电路而实行所述电力传送及信息收发，另一者被设定为待机系统电路而停止动作。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的电池监视装置，其特征在于：
所述n个电池单元分别收纳在n个电池包的任一个中，
所述n个受电电路各自的所述受电线圈是设于对应的电池单元的所述电池包的任一个面上，
所述m个送电线圈各自以导体图案的形式形成于具有扁平形状的介质上，且配置于能与对应的所述受电线圈进行磁场耦合的位置。
14.根据权利要求13所述的电池监视装置，其特征在于：
所述受电线圈各自是设于所述n个电池包中邻接的电池包的邻接面上，
所述送电线圈是配置于设于所述邻接面上的一对受电线圈之间。
15.一种电池监视方法，利用根据权利要求8所述的电池监视装置，所述电池监视方法的特征在于，实行以下步骤：
所述送电电路依次选择所述n个电池单元各自作为监视对象的电池单元，选择所述m个送电线圈中对应的送电线圈，由所述送电线圈产生所述交流磁场；
从所述受电电路接收所述监视对象的电池单元的电压值的测定结果；
算出所述n个电池单元的测定结果的平均值；
将所述n个电池单元中电压较所述平均值高超过规定允许值的高电压单元的个数、与电压较所述平均值低超过规定允许值的低电压单元的个数进行比较；以及
在所述高电压单元的个数多于所述低电压单元的个数的情况下，将所述高电压单元放电，在所述低电压单元的个数多于所述高电压单元的个数的情况下，对所述低电压单元进行充电。
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