DE102017222977A1

DE102017222977A1 - Steuervorrichtung, Gleichgewichtskorrektursystem, elektrisches Speichersystem und Vorrichtung

Info

Publication number: DE102017222977A1
Application number: DE102017222977.2A
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Kubota
Original assignee: Next E Solutions Inc; Next-E Solutions Inc
Current assignee: Next E Solutions Inc; Next-E Solutions Inc
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-04-04
Also published as: US10700536B2; JP7007681B2; US20190103749A1; CN109586350A; JP2019068596A; TW201916537A; TWI787216B; CN109586350B

Abstract

Es ist erstrebenswert, die Sicherheit der Gleichgewichtskorrektureinheit auch dann sicherzustellen, wenn ein starker Strom von den elektrischen Speicherzellen zu einem Teil der Gleichgewichtskorrekturschaltung fließt. Eine Steuervorrichtung weist beispielsweise auf: einen ersten Weg zum: elektrischen Verbinden (i) einer Leistungsversorgungseinheit oder eines Bezugspotentials, die bzw. das ein Potential, eine Spannung oder einen Strom zur Erzeugung eines Stellsignals eines Schaltelements bereitstellt, und (ii) einer Empfangseinheit, die das Stellsignal im Schaltelement empfängt; und zum Einspeisen des Stellsignals zum Schaltelement; und einen zweiten Weg zum: elektrischen Verbinden (i) der Leistungsversorgungseinheit oder des Bezugspotentials und (ii) der Empfangseinheit; und Senden des Stellsignals zum Schaltelement. (i) Ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des zweiten Weges und eines oder mehrerer Elemente, die im zweiten Weg angeordnet sind, ist größer als (ii) ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des ersten Weges und eines oder mehrerer Elemente, die im ersten Weg angeordnet sind.

Description

HINTERGRUND
GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung, ein Gleichgewichtskorrektursystem, ein elektrisches Speichersystem und eine Vorrichtung.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Wenn eine große Anzahl von in Reihe verbundenen elektrischen Speicherzellen verwendet wird, nimmt in manchen Fällen die Menge der verfügbaren Elektrizität ab, weil die Kapazitäten der elektrischen Speicherzellen nicht effektiv genutzt werden können, falls Spannungen der elektrischen Speicherzellen von Zelle zu Zelle variieren. Angesichts dessen wurde eine aktive Gleichgewichtskorrekturschaltung vorgeschlagen (manchmal als aktiver Balancer oder dergleichen bezeichnet), die eine Induktionsspule, einen Transformator, einen Kondensator oder dergleichen und ein Schaltelement verwendet, um Spannungen mehrerer elektrischer Speicherzellen auszugleichen (siehe Patentdokumente 1 bis 3).
[Dokumente des Standes der Technik]
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] Veröffentlichte Japanische Patentanmeldung Nr. 2006-067742
[Patentdokument 2] Veröffentlichte Japanische Patentanmeldung Nr. 2008-017605
[Patentdokument 3] Veröffentlichte Japanische Patentanmeldung Nr. 2009-232660

Zum Beispiel ist es wünschenswert, die Sicherheit der Gleichgewichtskorrekturschaltung auch dann zu gewährleisten, wenn eine Anomalie bei einem Betrieb des Schaltelements oder beim Einspeisen eines Stellsignals zum Ansteuern des Schaltelements auftritt und ein starker Strom von den elektrischen Speicherzellen zu einem Teil der Gleichgewichtskorrekturschaltung fließt.
KURZFASSUNG
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt eine Steuervorrichtung an. Die Steuervorrichtung steuert beispielsweise eine Gleichgewichtskorrekturvorrichtung, um Spannungen einer ersten elektrischen Speicherzelle und einer zweiten elektrischen Speicherzelle, die in Reihe geschaltet sind, auszugleichen. Die Gleichgewichtskorrekturvorrichtung weist beispielsweise eine Transportvorrichtung zum Transportieren von Energie zwischen der ersten elektrischen Speicherzelle und der zweiten elektrischen Speicherzelle auf. Die Gleichgewichtskorrekturvorrichtung weist beispielsweise ein Schaltelement auf, das gegenseitige elektrische Verbindungen zwischen (i) zumindest der ersten elektrischen Speicherzelle oder der zweiten elektrischen Speicherzelle und (ii) der Transportvorrichtung umschaltet. Die Steuervorrichtung weist beispielsweise einen ersten Weg auf zum: elektrischen Verbinden (i) einer Leistungsversorgungseinheit oder eines Bezugspotentials, die bzw. das ein Potential, eine Spannung oder einen Strom zur Erzeugung eines Stellsignals für das Schaltelement bereitstellt, und (ii) einer Empfangseinheit im Schaltelement, die das Stellsignal empfängt; und zum Einspeisen des Stellsignals in das Schaltelement. Die Steuervorrichtung weist beispielsweise einen zweiten Weg auf zum: elektrischen Verbinden (i) der Leistungsversorgungseinheit oder des Bezugspotentials und (ii) der Empfangseinheit; und zum Einspeisen des Stellsignals in das Schaltelement. In der Steuervorrichtung ist beispielsweise (i) ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des zweiten Weges und eines oder mehrerer Elemente, die im zweiten Weg angeordnet sind, größer als (ii) ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des ersten Weges und eines oder mehrerer Elemente, die im ersten Weg angeordnet sind.
Die Steuervorrichtung kann eine erste Schalteinheit aufweisen, die (i) im ersten Weg angeordnet ist, und (ii) eine gegenseitige elektrische Verbindung zwischen der Leistungsversorgungseinheit oder dem Bezugspotential und der Empfangseinheit im ersten Weg umschaltet. Die Steuervorrichtung kann eine Steuersignalerzeugungseinheit aufweisen, die ein erstes Steuersignal zum Steuern des Betriebs der ersten Schalteinheit erzeugt. Falls die Gleichgewichtskorrekturvorrichtung einen Ausgleichsbetrieb ausführt, kann die Steuersignalerzeugungseinheit in der Steuervorrichtung das erste Steuersignal zum Steuern der ersten Schalteinheit so erzeugen, dass ein Betrieb der ersten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Umschalten eines EIN-Zustands und eines AUS-Zustands des Schaltelements zur Folge hat.
Die Steuervorrichtung kann eine zweite Schalteinheit aufweisen, die (i) im zweiten Weg angeordnet ist, und (ii) eine gegenseitige elektrische Verbindung zwischen der Leistungsversorgungseinheit oder dem Bezugspotential und der Empfangseinheit im zweiten Weg umschaltet. In der Steuervorrichtung kann die Steuersignalerzeugungseinheit ein zweites Steuersignal zum Steuern des Betriebs der zweiten Schalteinheit erzeugen. Falls die Gleichgewichtskorrekturvorrichtung einen Ausgleichsbetrieb außer Kraft setzt, kann die Steuersignalerzeugungseinheit in der Steuervorrichtung erzeugen: das erste Steuersignal, mit dem die erste Schalteinheit so gesteuert wird, dass der Betrieb der ersten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements zur Folge hat; und das zweite Steuersignal, mit dem die zweite Schalteinheit so gesteuert wird, dass der Betrieb der zweiten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements zur Folge hat. In der Steuervorrichtung kann die Steuersignalerzeugungseinheit das erste Steuersignal erzeugen, mit dem die erste Schalteinheit so gesteuert wird, dass der Betrieb der ersten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements zur Folge hat, und dann in einem Zustand, wo als Folge des Betriebs der zweiten Schalteinheit das Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements erzeugt wird, das erste Steuersignal erzeugt, mit dem die erste Schalteinheit so gesteuert wird, dass eine elektrische Verbindung, die durch die erste Schalteinheit zwischen der Leistungsversorgungseinheit oder dem Bezugspotential und der Empfangseinheit eingerichtet wird, getrennt wird.
In der Steuervorrichtung kann die Steuersignalerzeugungseinheit das zweite Steuersignal erzeugen, mit dem die zweite Schalteinheit so gesteuert wird, dass der Betrieb der ersten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements zur Folge hat und dann der Betrieb der zweiten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements zur Folge hat. In der Steuervorrichtung kann eine Zeitspanne ab dann, wenn ein Betrieb der ersten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements zur Folge gehabt hat, und bis dann, wenn der Betrieb der zweiten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements zur Folge hat, eingestellt werden auf Basis einer Zeitspanne ab dann, wenn ein Betrieb der ersten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements zur Folge gehabt hat, und bis dann, wenn sich ein Zustand der Gleichgewichtskorrekturvorrichtung stabilisiert hat.
Die Steuervorrichtung kann eine zweite Schalteinheit aufweisen, die (i) im zweiten Weg angeordnet ist, und (ii) eine gegenseitige elektrische Verbindung zwischen der Leistungsversorgungseinheit oder dem Bezugspotential und der Empfangseinheit im zweiten Weg umschaltet. In der Steuervorrichtung kann die Steuersignalerzeugungseinheit ferner ein zweites Steuersignal zum Steuern des Betriebs der zweiten Schalteinheit erzeugen. Falls die Steuersignalerzeugungseinheit in der Steuervorrichtung von einer Anomalieerfassungseinheit, die erfasst, dass eine Anomalie an der Gleichgewichtskorrekturvorrichtung aufgetreten ist, ein Signal empfangen hat, das angibt, dass die Anomalie erfasst worden ist, kann sie erzeugen: das erste Steuersignal, mit dem die erste Schalteinheit so gesteuert wird, dass die von der ersten Schalteinheit zwischen der Leistungsversorgungseinheit oder dem Bezugspotential und der Empfangseinheit eingerichtete elektrische Verbindung getrennt wird; und das zweite Steuersignal, mit dem die zweite Schalteinheit so gesteuert wird, dass der Betrieb der zweiten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements zur Folge hat.
In der Steuervorrichtung können die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit Transistoren sein. In der Steuervorrichtung kann ein EIN-Widerstand der zweiten Schalteinheit größer sein als ein EIN-Widerstand der ersten Schalteinheit. Die Steuervorrichtung kann mehrere von den ersten Schalteinheiten aufweisen, die parallel im ersten Weg angeordnet sind. Falls die Leistungsversorgungseinheit in der Steuervorrichtung von einer Anomalieerfassungseinheit, die erfasst, dass eine Anomalie an der Gleichgewichtskorrekturvorrichtung aufgetreten ist, ein Signal empfangen hat, das angibt, dass die Anomalie erfasst worden ist, kann sie eine Spannung oder einen Strom zur Erzeugung des Stellsignals verringern.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt eine Steuervorrichtung an. Die Steuervorrichtung steuert beispielsweise eine Gleichgewichtskorrekturvorrichtung, um Spannungen einer ersten elektrischen Speicherzelle und einer zweiten elektrischen Speicherzelle, die in Reihe geschaltet sind, auszugleichen. Die Gleichgewichtskorrekturvorrichtung weist beispielsweise eine Transportvorrichtung zum Transportieren von Energie zwischen der ersten elektrischen Speicherzelle und der zweiten elektrischen Speicherzelle auf. Die Gleichgewichtskorrekturvorrichtung weist beispielsweise ein Schaltelement auf, das eine gegenseitige elektrische Verbindung zwischen (i) zumindest der ersten elektrischen Speicherzelle oder der zweiten elektrischen Speicherzelle und (ii) der Transportvorrichtung umschaltet. Die Steuervorrichtung weist beispielsweise eine Leistungsversorgungseinheit auf, die ein Potential, eine Spannung oder einen Strom zum Erzeugen eines Stellsignals für das Schaltelement bereitstellt. Die Steuervorrichtung weist beispielsweise einen ersten Weg auf zum: elektrischen Verbinden (i) der Leistungsversorgungseinheit und (ii) einer Empfangseinheit, die das Stellsignal im Schaltelement empfängt; und zum Einspeisen des Stellsignals in das Schaltelement. Falls die Leistungsversorgungseinheit in der Steuervorrichtung beispielsweise von einer Anomalieerfassungseinheit, die erfasst, dass eine Anomalie an der Gleichgewichtskorrekturvorrichtung aufgetreten ist, ein Signal empfangen hat, das angibt, dass eine Anomalie erfasst worden ist, verringert sie eine Spannung oder einen Strom zur Erzeugung des Stellsignals.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt ein Gleichgewichtskorrektursystem an. Das Gleichgewichtskorrektursystem weist beispielsweise auf: die Steuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder dem zweiten Aspekt; und die Gleichgewichtskorrekturvorrichtung. Das Gleichgewichtskorrektursystem weist beispielsweise die Gleichgewichtskorrekturvorrichtung auf.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt ein elektrisches Speichersystem an. Das elektrische Speichersystem weist beispielsweise das Gleichgewichtskorrektursystem gemäß dem dritten Aspekt auf. Das elektrische Speichersystem weist beispielsweise die erste elektrische Speicherzelle und die zweite elektrische Speicherzelle auf.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt eine Vorrichtung an. Die Vorrichtung weist beispielsweise das elektrische Speichersystem gemäß dem vierten Aspekt auf. Die Vorrichtung weist beispielsweise zumindest (i) einen Verbraucher, der elektrische Leistung verbraucht, die vom elektrischen Speichersystem eingespeist wird, oder (ii) eine Ladeeinrichtung zum Einspeisen elektrischer Leistung vom elektrischen Speichersystem in ein anderes Instrument ein.
Der Kurzbeschreibungsabschnitt beschreibt nicht unbedingt alle notwendigen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der oben beschriebenen Merkmale sein.
Figurenliste

1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Vorrichtung 100, die ein elektrisches Speicherpaket 110 aufweist.
2 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau eines elektrischen Speichermoduls 120.
3 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau einer Gleichgewichtskorrektureinheit 232.
4 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau einer Ausgleichssteuereinheit 370.
5 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau einer Stellsignaleinspeisungseinheit 540.
6 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau einer Ausgleichssteuereinheit 670.
7 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau einer Leistungsversorgungseinheit 602.
8 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau einer Leistungsversorgungseinheit 604.

BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform (werden einige Ausführungsformen) der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsform(en) begrenzt (begrenzen) die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht, und es sind nicht unbedingt alle Kombinationen der in der Ausführungsform (den Ausführungsformen) beschriebenen Merkmale wesentlich für Einrichtungen, die von Aspekten der Erfindung angegeben werden. Ebenso werden Ausführungsformen zwar unter Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert, aber gleiche oder analoge Abschnitte in den Zeichnungen sind mit gleichen Bezugszahlen versehen, und in manchen Fällen wird auf eine gleiche Erläuterung verzichtet.
1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Vorrichtung 100, die ein elektrisches Speicherpaket 110 aufweist. Aufbau und Funktionsweise der Vorrichtung 100 und des elektrischen Speicherpakets 110 werden anhand von 1 erläutert. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Vorrichtung 100 einen Elektromotor bzw. Motor 102 und das elektrische Speicherpaket 110 auf. Der Motor 102 ist elektrisch mit dem elektrischen Speicherpaket 110 verbunden und verbraucht elektrische Leistung, die vom elektrischen Speicherpaket 110 eingespeist wird. Der Motor 102 kann als Regenerationsbremse verwendet werden. Der Motor 102 kann ein Beispiel für einen Verbraucher sein.
In einer Ausführungsform ist das elektrische Speicherpaket 110 elektrisch mit dem Motor 102 verbunden und speist elektrische Leistung in den Motor 102 ein (was manchmal als Entladung durch ein elektrisches Speichersystem bezeichnet wird) . In einer anderen Ausführungsform ist das elektrische Speicherpaket 110 elektrisch mit einer Ladevorrichtung (nicht dargestellt) verbunden und speichert elektrische Energie, die von der Ladevorrichtung eingespeist wird (was manchmal als Aufladung durch ein elektrisches Speichersystem bezeichnet wird).
Die Vorrichtung 100 ist nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt. Die Vorrichtung 100 weist beispielsweise zumindest (i) einen Verbraucher, der elektrische Leistung verbraucht, die vom elektrischen Speicherpaket 110 eingespeist wird, oder (ii) eine Ladeeinrichtung zum Einspeisen elektrischer Leistung vom elektrischen Speicherpaket 110 in ein anderes Instrument auf. Die Vorrichtung 100 kann eine Transportvorrichtung wie ein Elektroauto, ein Hybridauto, ein elektrisches Motorrad, ein Schienenfahrzeug oder ein Lift sein. Die Vorrichtung 100 kann ein elektrisches Instrument wie ein PC oder ein Mobiltelefon sein. Die Vorrichtung 100 kann eine Ladevorrichtung sein.
Wie in 1 gezeigt ist, weist in der vorliegenden Ausführungsform das elektrische Speicherpaket 110 einen Anschluss 112, einen Anschluss 114, eine Schutzschaltung 116 und elektrische Speichermodule 120 auf. Die elektrischen Speichermodule 120 können mehrere elektrische Speicherzellen aufweisen, die in Reihe geschaltet sind. Das elektrische Speicherpaket 110 kann mehrere elektrische Speichermodule 120 aufweisen. Die mehreren elektrischen Speichermodule 120 können in Reihe angeordnet sein oder können parallel angeordnet sein. Das elektrische Speicherpaket 110 und die elektrischen Speichermodule 120 können ein Beispiel für ein elektrisches Speichersystem sein.
Hierbei bedeutet der Ausdruck „elektrisch verbunden“ Zustände, die nicht auf einen beschränkt sind, in dem ein Element und ein anderes Element direkt verbunden sind. Ein drittes Element kann zwischen einem Element und einem anderen Element angeordnet sein. Ebenso bedeutet der Ausdruck „elektrisch verbunden“ Zustände, die nicht auf einen beschränkt sind, in dem ein Element und ein anderes Element physisch verbunden sind. Zum Beispiel sind eine Eingangswicklung und eine Ausgangswicklung eines Spannungswandlers nicht physisch verbunden, sind aber elektrisch verbunden. Ferner bedeutet der Ausdruck „elektrisch verbunden“ Zustände, die nicht auf einen beschränkt sind, in dem ein Element und ein anderes Element wirklich elektrisch verbunden sein, sondern auch beinhalten auch einen, in dem ein Element und ein anderes Element elektrisch verbunden sind, falls eine elektrische Speicherzelle und eine Gleichgewichtskorrekturschaltung elektrisch verbunden sind.
Der Ausdruck „in Reihe verbunden“ bezeichnet einen Zustand, wo ein Element und ein anderes Element elektrisch in Reihe verbunden sind. Solange nichts anderes angegeben ist, bedeutet außerdem eine „Spannungsdifferenz“ zwischen elektrischen Speicherzellen einen Wert, der erhalten wird durch Vergleichen der Spannungen von zwei elektrischen Speicherzellen (die manchmal als Zwischenklemmenspannungen bezeichnet werden) und Subtrahieren einer Spannung einer elektrischen Speicherzelle, an der eine niedrigere Spannung anliegt, von einer Spannung der anderen Speicherzelle, an der eine höhere Spannung anliegt.
Der Anschluss 112 und der Anschluss 114 verbinden elektrisch ein Instrument oder eine Vorrichtung, die außerhalb eines Systems liegt, wie den Motor 102 oder die Ladevorrichtung, und das elektrische Speicherpaket 110. Die Schutzschaltung 116 schützt die elektrischen Speichermodule 120 vor Überstrom, Überspannung und/oder Überladung. Die verwendete Schutzschaltung kann eine bekannte Überstrom-/Überspannungsschutzschaltung sein, wie diejenige, die beispielsweise in der veröffentlichten japanische Patentanmeldung Nr. 116. 2009-183141 offenbart ist.
In der bisher erläuterten vorliegenden Ausführungsform weist die Vorrichtung 100 den Motor 102 auf, und der Motor 102 verbraucht elektrische Leistung, die vom elektrischen Speicherpaket 110 eingespeist wird. Die Vorrichtung 100 ist jedoch nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt. In einer anderen Ausführungsform kann die Vorrichtung 100 anstelle des Motors 102 oder zusätzlich zum Motor 102 eine Ladeeinrichtung zum Einspeisen von elektrischer Leistung vom elektrischen Speicherpaket 110 in ein anderes Instrument aufweisen.
2 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau eines elektrischen Speichermoduls 120. In der vorliegenden Ausführungsform weist das elektrische Speichermodul 120 einen Anschluss 202, einen Anschluss 204 und ein Batterieaggregat 210 auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Batterieaggregat aus mehreren elektrischen Speicherzellen aufgebaut, die in Reihe verbunden sind, einschließlich einer elektrischen Speicherzelle 212, einer elektrischen Speicherzelle 214, einer elektrischen Speicherzelle 216 und einer elektrischen Speicherzelle 218. In der vorliegenden Ausführungsform weist das elektrische Speichermodul 120 mehrere Gleichgewichtskorrektureinheiten auf, einschließlich einer Gleichgewichtskorrektureinheit 232, einer Gleichgewichtskorrektureinheit 234 und einer Gleichgewichtskorrektureinheit 236. Jede von der Gleichgewichtskorrektureinheit 232, der Gleichgewichtskorrektureinheit 234 und der Gleichgewichtskorrektureinheit 236 kann ein Beispiel für eine Gleichgewichtskorrekturvorrichtung und ein Gleichgewichtskorrektursystem sein.
In der vorliegenden Ausführungsform gleicht die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 Spannungen der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214 aus. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 elektrisch mit einem Ende der elektrischen Speicherzelle 214 auf der Seite des Anschlusses 204 (manchmal als Pluselektrodenseite bezeichnet) verbunden. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ist elektrisch mit einem Verbindungspunkt 243 zwischen einem Ende der elektrischen Speicherzelle 214 auf der Seite des Anschlusses 202 (manchmal als Minuselektrodenseite bezeichnet) und der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 verbunden. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ist elektrisch mit der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform, die erklärt werden soll, gleicht die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 Spannungen zweier einander benachbarter elektrischer Speicherzellen aus. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ist jedoch nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt. In einer anderen Ausführungsform kann die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 Spannungen von zwei bestimmten elektrischen Speicherzellen unter drei oder mehr elektrischen Speicherzellen, die in Reihe verbunden sind, ausgleichen.
In der vorliegenden Ausführungsform gleicht die Gleichgewichtskorrektureinheit 234 Spannungen der elektrischen Speicherzelle 214 und der elektrischen Speicherzelle 216 aus. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 234 ist elektrisch mit dem Verbindungspunkt 243, einem Verbindungspunkt 245 zwischen der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 und der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 216, und einem Verbindungspunkt 247 zwischen der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 216 und der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 218 verbunden. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 234 kann den gleichen Aufbau aufweisen wie die Gleichgewichtskorrektureinheit 232.
In der vorliegenden Ausführungsform gleicht die Gleichgewichtskorrektureinheit 236 Spannungen der elektrischen Speicherzelle 216 und der elektrischen Speicherzelle 218 aus. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 236 ist elektrisch mit dem Verbindungspunkt 245, dem Verbindungspunkt 247 und der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 218 verbunden. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 236 kann den gleichen Aufbau aufweisen wie die Gleichgewichtskorrektureinheit 232.
[Überblick über die Gleichgewichtskorrektureinheit 232]
3 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau der Gleichgewichtskorrektureinheit 232. 3 zeigt ein Beispiel für den inneren Aufbau der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 zusammen mit der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 eine Betätigungsschaltung 330 und eine Ausgleichssteuereinheit 370 auf. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Betätigungsschaltung 330 eine Sicherung 340, eine Sicherung 342, eine Sicherung 344, eine Induktionsspule 350, ein Schaltelement 352 und ein Schaltelement 354 auf. Die Betätigungsschaltung 330 kann eine Diode 362 und eine Diode 364 aufweisen. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 kann eine Spannungsüberwachungseinheit 380 aufweisen. Die Spannungsüberwachungseinheit 380 weist beispielsweise eine Spannungserfassungseinheit 382, eine Spannungserfassungseinheit 384 und eine Differenzerfassungseinheit 386 auf. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 kann eine Modulsteuereinheit 390 aufweisen.
Die Betätigungsschaltung 330 kann ein Beispiel für eine Gleichgewichtskorrekturvorrichtung sein. Die Sicherung 340, die Sicherung 342 und die Sicherung 344 können ein Beispiel für ein Strombegrenzungselement sein, das einen Stromfluss durch eine Transportvorrichtung begrenzt, wenn die Stärke des Stroms, der durch die Transportvorrichtung fließen soll, einen vorgegebenen Wert überschreitet. Die Induktionsspule 350 kann ein Beispiel für eine Transportvorrichtung sein. Die Ausgleichssteuereinheit 370 kann ein Beispiel für eine Steuervorrichtung sein. Die Modulsteuereinheit 390 kann ein Beispiel für eine Anomalieerfassungseinheit sein.
Die Ausgleichssteuereinheit 370 und das Schaltelement 354 und das Schaltelement 352 können auf physisch auf einer gleichen Unterlage angeordnet sein oder können physisch auf unterschiedlichen Unterlagen angeordnet sein. Die Ausgleichssteuereinheit 370 und die Modulsteuereinheit 390 können physisch auf einer gleichen Unterlage ausgebildet sein oder können physisch auf unterschiedlichen Unterlagen ausgebildet sein.
In der vorliegenden Ausführungsform, die erläutert werden soll, weist die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 die Sicherung 340, die Sicherung 342 und die Sicherung 344 auf. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ist jedoch nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt. In einer anderen Ausführungsform muss die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 nicht alle oder überhaupt welche von der Sicherung 340, der Sicherung 342 und der Sicherung 344 aufweisen.
In der vorliegenden Ausführungsform, die erläutert werden soll, weist die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 die Ausgleichssteuereinheit 370 und die Modulsteuereinheit 390 ein. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ist jedoch nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt. In einer anderen Ausführungsform kann die Ausgleichssteuereinheit 370 zumindest manche von den Funktionen der Modulsteuereinheit 390 aufweisen und die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 muss die Modulsteuereinheit 390 nicht aufweisen. In einer anderen Ausführungsform weist die Modulsteuereinheit 390 zumindest manche von den Funktionen der Ausgleichssteuereinheit 370 auf und die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 muss die Ausgleichssteuereinheit 370 nicht aufweisen.
In der vorliegenden Ausführungsform, die erläutert werden soll, nutzt die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 die Induktionsspule 350, das Schaltelement 252 und das Schaltelement 354, um Spannungen der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214 auszugleichen. Die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ist jedoch nicht auf die vorliegende Ausführungsform beschränkt. In anderen Ausführungsformen kann die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 Spannungen der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214 anhand eines bekannten Ausgleichsschemas oder eines erst in der Zukunft entwickelten Ausgleichsschemas ausgleichen. Zum Beispiel kann als die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 eine Gleichgewichtskorrekturschaltung verwendet werden, die einen Transformator oder Kondensator verwendet, um Ladungen zu übertragen.
[Überblick über die einzelnen Einheiten der Gleichgewichtskorrektureinheit 232]
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 elektrisch verbunden mit: (i) der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214; (ii) dem Verbindungspunkt zwischen der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 und der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212; und (iii) der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212. Dadurch wird eine erste Tastschaltung gebildet, welche die elektrische Speicherzelle 214, die Sicherung 344, das Schaltelement 354, die Induktionsspule 350 und die Sicherung 340 aufweist. Ebenso wird eine zweite Tastschaltung gebildet, welche die elektrische Speicherzelle 212, die Sicherung 340, die Induktionsspule 350, das Schaltelement 352 und die Sicherung 342 aufweist. Der Verbindungspunkt 243 kann ein Beispiel für einen Verbindungspunkt zwischen einem Ende der ersten elektrischen Speicherzelle und einem Ende einer zweiten elektrischen Speicherzelle sein.
In der vorliegenden Ausführungsform ist in der ersten Tastschaltung oder der zweiten Tastschaltung die Sicherung 340 in Reihe mit der Induktionsspule 350 verbunden. Ein Ende der Sicherung 340 ist elektrisch mit einem Ende der Induktionsspule 350 verbunden. Das andere Ende der Sicherung 340 ist elektrisch mit dem Verbindungspunkt 243 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist in der zweiten Tastschaltung die Sicherung 342 in Reihe mit der Induktionsspule 350 verbunden. Ein Ende der Sicherung 342 ist elektrisch mit dem anderen Ende der Induktionsspule 350 verbunden. Das andere Ende der Sicherung 342 ist elektrisch mit der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist in der ersten Tastschaltung die Sicherung 344 in Reihe mit der Induktionsspule 350 verbunden. Ein Ende der Sicherung 344 ist elektrisch mit dem anderen Ende der Induktionsspule 350 verbunden. Das andere Ende der Sicherung 344 ist elektrisch mit der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform begrenzt jede von der Sicherung 340, der Sicherung 342 und der Sicherung 344 einen Stromfluss durch die Induktionsspule 350, wenn die Größe des absoluten Werts eines Stroms, der durch die Induktionsspule 350 fließen soll, einen vorgegebenen Wert überschreitet (der manchmal als Sollwert einer Sicherung bezeichnet wird). Der Sollwert der Sicherung 340 kann höher sein als ein Sollwert (als Sollwerte) von zumindest der Sicherung 342 oder der Sicherung 344. Jede von der Sicherung 340, der Sicherung 342 und der Sicherung 344 kann eine Überstromblockiersicherung oder eine Thermosicherung sein.
Mindestens eine (s) vom Schaltelement 352, vom Schaltelement 354 und von der Ausgleichssteuereinheit 370 erleidet eine Fehlfunktion, es kann zumindest entweder das Schaltelement 352 oder das Schaltelement 354 geschlossen bleiben. Wenn der Zustand, wo zumindest das Schaltelement 352 oder das Schaltelement 354 geschlossen bleibt, andauert, könnte ein Überstrom durch zumindest die elektrische Speicherzelle 212 oder die elektrische Speicherzelle 214 fließen.
Was dies betrifft, so ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform zumindest die Sicherung 340 oder die Sicherung 344 in der ersten Tastschaltung angeordnet. Ebenso ist zumindest die Sicherung 340 oder die Sicherung 342 in der zweiten Tastschaltung angeordnet. Falls ein Strom, der durch die erste Tastschaltung oder die zweite Tastschaltung fließt, einen vorgegebenen Wert überschreitet, werden die Sicherung 340, die Sicherung 342 und die Sicherung 344 jeweils unterbrochen. Dadurch wird verhindert, dass ein Überstrom durch zumindest die elektrische Speicherzelle 212 oder die elektrische Speicherzelle 214 fließt.
Genauer kann beispielsweise in einem Fall, wo bewirkt wird, dass das Schaltelement 352 und das Schaltelement 354 einer Ausschaltbetätigung unterzogen werden, damit die Ausgleichssteuereinheit 370 die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 deaktivieren kann, zumindest eine(s) vom Schaltelement 352, vom Schaltelement 354 und von der Ausgleichssteuereinheit 270 eine Fehlfunktion erleiden, und zumindest das Schaltelement 352 oder das Schaltelement 354 kann keiner Ausschaltbetätigung mehr unterzogen werden. Auch in einem solchen Fall weist die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Sicherung 340, die Sicherung 342 und die Sicherung 344 auf, die mit der Induktionsspule 350 in Reihe verbunden sind. Dadurch kann verhindert werden, dass ein Überstrom durch zumindest die elektrische Speicherzelle 212 oder die elektrische Speicherzelle 214 fließt.
Ebenso könnte das Schaltelement 352, das Schaltelement 354 oder die Ausgleichssteuereinheit 370 eine Fehlfunktion erleiden, und der Betrieb von zumindest dem Schaltelement 352 oder dem Schaltelement 354 könnten instabil werden. Auch in einem solchen Fall kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform mindestens eine von der Sicherung 340, der Sicherung 342 und der Sicherung 344 unterbrochen werden, indem bewirkt wird, dass irgendein manipulierbares Schaltelement vom Schaltelement 352 und vom Schaltelement 354 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird. Dadurch kann die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 zwangsweise deaktiviert werden. Infolgedessen können die elektrische Speicherzelle 212 und die elektrische Speicherzelle 214 vor einer Überspannung geschützt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform transportiert die Induktionsspule 350 Energie zwischen der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Induktionsspule 350 zwischen der elektrischen Speicherzelle 214 und dem Schaltelement 354 angeordnet und ist mit der elektrischen Speicherzelle 214 und dem Schaltelement 354 in Reihe verbunden. Dadurch wirken die Induktionsspule 350 und das Schaltelement 354 so zusammen, dass eine Spannung (Spannungen) von zumindest der elektrischen Speicherzelle 212 oder der elektrischen Speicherzelle 214 angepasst wird (werden) . In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ende der Induktionsspule 350 elektrisch mit dem Verbindungspunkt 243 verbunden. Das andere Ende der Induktionsspule 350 ist elektrisch mit einem Verbindungspunkt 345 zwischen dem Schaltelement 352 und dem Schaltelement 354 verbunden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird als Folge davon, dass das Schaltelement 352 und das Schaltelement 354 abwechselnd und wiederholt Einschalt- und Ausschaltbetätigungen unterzogen werden (was manchmal als
„Einschalt-/Ausschaltbetätigungen“ bezeichnet wird), ein Induktorstrom I_L an der Induktionsspule 350 erzeugt. Dadurch kann elektrische Energie zwischen der elektrischen Speicherzelle 212 und der der elektrischen Speicherzelle 214 über die Induktionsspule 350 übertragen werden. Infolgedessen können Spannungen der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214 ausgeglichen werden.
In der vorliegenden Ausführungsform schaltet das Schaltelement 352 die gegenseitige elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Speicherzelle 212 und der Induktionsspule 350 um. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Schaltelement 352 elektrisch zwischen das andere Ende der Induktionsspule 350 und die Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 geschaltet. Das Schaltelement 352 empfängt ein Stellsignal ϕ32 von der Ausgleichssteuereinheit 370 und wird einer Einschalt- oder Ausschaltbetätigung auf Basis des Stellsignals ϕ32 unterzogen. Die zweite Tastschaltung wird in Verbindung mit einer Betätigung des Schaltelements 352 geöffnet und geschlossen. Das Schaltelement 352 kann ein Halbleitertransistor, beispielsweise ein FET sein. Das Schaltelement 352 kann ein MOSFET sein. Falls das Schaltelement 352 ein FET ist, kann das Gate des FET ein Beispiel für eine Empfangseinheit sein, die das Stellsignal ϕ32 empfängt.
In der vorliegenden Ausführungsform schaltet das Schaltelement 354 die gegenseitige elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Speicherzelle 214 und der Induktionsspule 350 um. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Schaltelement 354 elektrisch zwischen das andere Ende der Induktionsspule 350 und die Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 geschaltet. Das Schaltelement 354 empfängt ein Stellsignal ϕ34 von der Ausgleichssteuereinheit 370 und wird einer Einschalt- oder Ausschaltbetätigung auf Basis des Stellsignals ϕ34 unterzogen. Die erste Tastschaltung wird in Verbindung mit einer Betätigung des Schaltelements 354 geöffnet und geschlossen. Das Schaltelement 354 kann ein Halbleitertransistor, beispielsweise ein FET sein. Das Schaltelement 354 kann ein MOSFET sein. Falls das Schaltelement 354 ein FET ist, kann das Gate des FET ein Beispiel für eine Empfangseinheit sein, die das Stellsignal ϕ34 empfängt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Diode 362 elektrisch zwischen das andere Ende der Induktionsspule 350 und die Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 geschaltet. Die Diode 362 ist elektrisch parallel zum Schaltelement 352 angeordnet. Das Schaltelement 352 ist ein Halbleiterelement wie beispielsweise ein MOSFET, die Diode 362 kann eine parasitische Diode sein, die äquivalent zwischen Source und Drain des Schaltelements 352 ausgebildet ist.
In der vorliegenden Ausführungsform bewirkt die Diode 362, dass Strom in einer Richtung von der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 zum anderen Ende der Induktionsspule 350 fließt. Dagegen bewirkt die Diode 362 nicht, dass Strom in einer Richtung vom anderen Ende der Induktionsspule 350 zur Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 fließt. Das heißt, Strom, der in einer Ausrichtung von der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 zur Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 fließen soll, wird von der Diode 362 durchgelassen, aber Strom, der in einer Ausrichtung von der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 zur Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 fließen soll, kann nicht durch die Diode 362 hindurchgelangen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Diode 364 elektrisch zwischen das andere Ende der Induktionsspule 350 und die Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 geschaltet. Die Diode 364 ist elektrisch parallel zum Schaltelement 354 angeordnet. Das Schaltelement 354 ist ein Halbleiterelement wie beispielsweise ein MOSFET, die Diode 364 kann eine parasitische Diode sein, die äquivalent zwischen Source und Drain des Schaltelements 354 ausgebildet ist.
In der vorliegenden Ausführungsform bewirkt die Diode 364, dass Strom in einer Richtung vom anderen Ende der Induktionsspule 350 zur Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 fließt. Dagegen bewirkt die Diode 364 nicht, dass Strom in einer Richtung von der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 zum anderen Ende der Induktionsspule 350 fließt. Das heißt, Strom, der in einer Ausrichtung von der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 zur Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 fließen soll, wird von der Diode 364 durchgelassen, aber Strom, der in einer Ausrichtung von der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 zur Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 fließen soll, kann nicht durch die Diode 364 hindurchgelangen.
Da die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 die Diode 362 und die Diode 364 aufweist, kann der Induktorstrom I_L in der ersten Tastschaltung oder der zweiten Tastschaltung weiter durch die Diode 362 oder die Diode 364 fließen, auch wenn der Induktorstrom I_L in einer Zeitspanne, während der sowohl das Schaltelement 352 als auch das Schaltelement 354 ausgeschaltet sind, im Schaltkreis verbleibt. Dadurch kann die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 den Induktorstrom I_L nutzen, wenn dieser einmal in der Induktionsspule 350 erzeugt wurde, so dass der Induktorstrom I_L nicht vergeudet wird. Ebenso kann die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 das Auftreten einer Stoßspannung, die erzeugt wird, wenn der Induktorstrom I_L blockiert wird, unterdrücken.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Ausgleichssteuereinheit 370 die Betätigungsschaltung 330. In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Ausgleichssteuereinheit 370 zumindest das Schaltelement 352 oder das Schaltelement 354, um die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 zu steuern. Zum Beispiel steuert die Ausgleichssteuereinheit 370 zumindest das Schaltelement 352 oder das Schaltelement 354 auf Basis eines Betriebssteuersignals ϕ38 von der Modulsteuereinheit 390.
In der vorliegenden Ausführungsform speist die Ausgleichssteuereinheit 370 das Stellsignal ϕ32 in das Schaltelement 352, um Ein-/Ausschaltbetätigungen des Schaltelements 352 zu steuern. Ebenso speist die Ausgleichssteuereinheit 370 das Stellsignal ϕ34 in das Schaltelement 354, um Ein-/Ausschaltbetätigungen des Schaltelements 354 zu steuern.
In einer Ausführungsform speist die Ausgleichssteuereinheit 370 das Stellsignal ϕ32 und das Stellsignal ϕ34 ein und aktiviert die Gleichgewichtskorrektureinheit 232, so dass das Schaltelement 352 und das Schaltelement 354 abwechselnd und wiederholt Ein-/Ausschaltbetätigungen (oder komplementär) unterzogen werden. Während die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aktiv ist, werden dadurch Schaltbetätigungen wiederholt, um abwechselnd zwischen einem Zustand, in dem Strom durch die erste Tastschaltung fließt, und einem Zustand, in dem Strom durch die zweite Tastschaltung fließt, umzuschalten.
In einer anderen Ausführungsform speist die Ausgleichssteuereinheit 370 das Stellsignal ϕ32 und das Stellsignal ϕ34 ein und aktiviert die Gleichgewichtskorrektureinheit 232, so dass eines vom Schaltelement 352 und vom Schaltelement 354 wiederholt Ein-/Ausschaltbetätigungen unterzogen wird und das andere vom Schaltelement 352 und vom Schaltelement 354 ausgeschaltet bleibt. Während die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aktiv ist, werden dadurch Schaltbetätigungen wiederholt, um abwechselnd zwischen einem Zustand, in dem Strom durch die erste Tastschaltung fließt, und einem Zustand, in dem Strom durch die zweite Tastschaltung fließt, umzuschalten.
Wenn beispielsweise das Betriebssteuersignal ϕ38 angibt, dass Ladungen von der elektrischen Speicherzelle 214 zur elektrischen Speicherzelle 212 übertragen werden sollen, dann speist die Ausgleichssteuereinheit 370 das Stellsignal ϕ32 und das Stellsignal ϕ34 auf solche Weise ein, dass das Schaltelement 354 wiederholt Ein-/Ausschaltbetätigungen unterzogen wird und das Schaltelement 352 ausgeschaltet bleibt. In diesem Fall fließt ein Induktorstrom über die Diode 362 durch die zweite Tastschaltung. Wenn das Betriebssteuersignal ϕ38 dagegen angibt, dass Ladungen von der elektrischen Speicherzelle 212 zur elektrischen Speicherzelle 214 übertragen werden sollen, dann speist die Ausgleichssteuereinheit 370 das Stellsignal ϕ32 und das Stellsignal ϕ34 ein, so dass das Schaltelement 352 wiederholt Ein-/Ausschaltbetätigungen unterzogen wird und das Schaltelement 354 ausgeschaltet bleibt. In diesem Fall fließt ein Induktorstrom über die Diode 364 durch die erste Tastschaltung.
Die Ausgleichssteuereinheit 370 kann das Stellsignal ϕ32 und das Stellsignal ϕ34 kombinieren, um verschiedene Steuersignale zu erzeugen, die zum Steuern der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 verwendet werden. In einer Ausführungsform erzeugt die Ausgleichssteuereinheit 370 ein erstes Steuersignal, um zu bewirken, dass das Schaltelement 354 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird, und um zu bewirken, dass das Schaltelement 352 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. In einer anderen Ausführungsform erzeugt die Ausgleichssteuereinheit 370 ein zweites Steuersignal, um zu bewirken, dass das Schaltelement 354 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, und um zu bewirken, dass Schaltelement 352 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird. In einer noch Ausführungsform erzeugt die Ausgleichssteuereinheit 370 ein drittes Steuersignal, um zu bewirken, dass das Schaltelement 354 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, und um zu bewirken, dass das Schaltelement 352 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Jedes vom ersten Steuersignal, vom zweiten Steuersignal und vom dritten Steuersignal kann mit dem Stellsignal ϕ32 und dem Stellsignal ϕ34 konfiguriert sein.
Die Ausgleichssteuereinheit 370 steuert beispielsweise die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 so, dass die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 in einem aktiven Zustand der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 wiederholt der folgenden Schaltbetätigung unterzogen wird. Ebenso steuert die Ausgleichssteuereinheit 370 beispielsweise die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 so, dass die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 die Schaltbetätigung in einem inaktiven Zustand der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 deaktiviert.
Zum Beispiel speist die Ausgleichssteuereinheit 370 das Stellsignal ϕ32 und das Stellsignal ϕ34 in das Schaltelement 352 und das Schaltelement 354 ein, so dass die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 in einer aktiven Periode der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 Schaltbetätigungen mit einer vorgegebenen Periode wiederholt. Hierbei bezeichnet der Ausdruck „vorgegebene Periode“ Situationen, die nicht nur eine solche beinhalten, in der die Periode der Wiederholung der Schaltbetätigung vorab eingestellt wurde, sondern auch eine, in der die Periode gemäß einem bestimmten vorgegebenen Algorithmus variiert, oder eine, in der die Periode durch eine bestimmte, vorab angeordnete analoge Schaltung variiert wird.
Auch wenn eine Periode in einem nächsten Zyklus gemäß bestimmter Informationen über einen aktuellen Zyklus und gemäß einem bestimmten vorgegebenen Algorithmus oder durch eine spezielle analoge Schaltung variiert wird, kann die Periode ein Beispiel für die „vorgegebene Periode“ sein. Außerdem kann die Periode der Schaltbetätigung auch dann ein Beispiel für die „vorgegebene Periode“ sein, wenn die Zeit zum Umschalten von mindestens einer von der ersten Betätigung, der zweiten Betätigung und der dritten Betätigung, die in der Schaltbetätigung enthalten sind, auf eine andere Betätigung gemäß einem speziellen Algorithmus oder einer speziellen analogen Schaltung bestimmt wird. Die Periode wird beispielsweise auf Basis von (i) einer Spannung (von Spannungen) oder SOC(s) von zumindest der elektrischen Speicherzelle 212 oder der elektrischen Speicherzelle 214), (ii) einem aktuellen Wert eines Stroms, der durch die Induktionsspule 350 fließen soll, und (iii) einer Kombination davon bestimmt.
Die Schaltbetätigung kann (i) eine erste Betätigung, bei der das Schaltelement 354 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird und das Schaltelement 352 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, und (ii) eine zweite Betätigung, bei der das Schaltelement 354 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird und das Schaltelement 352 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird, beinhalten. Zusätzlich zur ersten Betätigung und zur zweiten Betätigung kann die Schaltbetätigung eine dritte Betätigung beinhalten, bei der sowohl das Schaltelement 354 als auch das Schaltelement 352 einer Ausschaltbetätigung unterzogen werden. Die Reihenfolge der ersten Betätigung, der zweiten Betätigung und der dritten Betätigung kann nach Belieben bestimmt werden, aber vorzugsweise wird die zweite Betätigung nach der ersten Betätigung durchgeführt. Die Schaltbetätigung kann eine andere Betätigung beinhalten, die von der ersten Betätigung, der zweiten Betätigung und der dritten Betätigung verschieden ist.
In der vorliegenden Ausführungsform überwacht die Spannungsüberwachungseinheit 380 eine Spannung (Spannungen) von zumindest der elektrischen Speicherzelle 212 oder der elektrischen Speicherzelle 214. In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Spannungsüberwachungseinheit 380 eine Spannung der elektrischen Speicherzelle 212 und eine Spannung der elektrischen Speicherzelle 214 durch die Spannungserfassungseinheit 382 und die Spannungserfassungseinheit 384. Die Spannungsüberwachungseinheit 380 gibt die Spannung der elektrischen Speicherzelle 212 und die Spannung der elektrischen Speicherzelle 214 in die Differenzerfassungseinheit 386 ein und erfasst die Differenz zwischen Spannungen der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214. Die Spannungsüberwachungseinheit 380 erzeugt ein Signal ϕ36, das die erfasste Spannungsdifferenz angibt, und sendet es an die Modulsteuereinheit 390. Das Signal ϕ36 kann Informationen beinhalten, die angeben, ob die Spannung der elektrischen Speicherzelle 212 oder die Spannung der elektrischen Speicherzelle 214 die jeweils höhere ist. Das Signal ϕ36 kann Informationen beinhalten, welche die Spannung der elektrischen Speicherzelle 212 und die Spannung der elektrischen Speicherzelle 214 angeben.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Modulsteuereinheit 390 die Gleichgewichtskorrektureinheit 232. Die Modulsteuereinheit 390 kann mehrere Gleichgewichtskorrektureinheiten einschließlich der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 steuern. Zum Beispiel steuert die Modulsteuereinheit 390 die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 über die Ausgleichssteuereinheit 370. Genauer erzeugt die Modulsteuereinheit 390 das Betriebssteuersignal ϕ38 zum Steuern der Ausgleichssteuereinheit 370 und sendet das Betriebssteuersignal ϕ38 an die Ausgleichssteuereinheit 370.
In einer Ausführungsform bestimmt die Modulsteuereinheit 390 eine Richtung, in der Ladungen übertragen werden sollen. Zum Beispiel bestimmt die Modulsteuereinheit 390, (i) ob Ladungen von der elektrischen Speicherzelle 214 zur elektrischen Speicherzelle 212 übertragen werden sollen, oder (ii) ob Ladungen von der elektrischen Speicherzelle 212 zur elektrischen Speicherzelle 214 übertragen werden sollen, auf Basis von Spannungen oder SOCs der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214. Die Modulsteuereinheit 390 kann das Betriebssteuersignal ϕ38, das Informationen beinhaltet, die eine Richtung angeben, in der Ladungen übertragen werden sollen, an die Ausgleichssteuereinheit 370 senden.
In einer anderen Ausführungsform kalkuliert die Modulsteuereinheit 390 die Nettomenge der Ladungen (die manchmal als Ladungsübertragungsmenge bezeichnet wird), die zwischen der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214 übertragen worden sind. Zum Beispiel kalkuliert die Modulsteuereinheit 390 die Ladungsübertragungsmenge auf Basis (i) einer Zeit, über der die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aktiv ist, und (ii) eines gemessenen Werts oder eines Schätzwerts eines Stroms, der durch die Induktionsspule 350 geflossen ist. Die Modulsteuereinheit 390 kann die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 auf Basis eines Schätzwerts der Ladungsübertragungsmenge steuern. Die Modulsteuereinheit 390 kann das Betriebssteuersignal ϕ38, das Informationen beinhaltet, die einen Schätzwert der Ladungsübertragungsmenge angeben, an die Ausgleichssteuereinheit 370 senden.
Die Modulsteuereinheit 390 kann eine Zeit ab einer Aktivierung der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 bis zu deren Deaktivierung kalkulieren. Zum Beispiel kalkuliert die Modulsteuereinheit 390 eine Zeit ab der Aktivierung der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 und bis zu deren Deaktivierung auf Basis der Differenz zwischen Spannungen der elektrischen Speicherzelle 214 und der elektrischen Speicherzelle 212 unmittelbar vor oder nach der Aktivierung der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 und eines Schätzwerts der Ladungsübertragungsmenge. Die Modulsteuereinheit 390 kann das Betriebssteuersignal ϕ38, das Informationen beinhaltet, die einen Schätzwert der Zeit ab der Aktivierung der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 und bis zu deren Deaktivierung angeben, an die Ausgleichssteuereinheit 370 senden.
In einer anderen Ausführungsform bestimmt die Modulsteuereinheit 390 zumindest, ob oder ob nicht die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aktiviert werden soll oder ob oder ob nicht die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 deaktiviert werden soll. Die Modulsteuereinheit 390 kann das Betriebssteuersignal ϕ38, das Informationen beinhaltet, die zumindest angeben, ob oder ob nicht die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aktiviert werden soll oder ob oder ob nicht die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 deaktiviert werden soll, an die Ausgleichssteuereinheit 370 senden.
In einer Ausführungsform bestimmt die Modulsteuereinheit 390, ob oder ob nicht die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 deaktiviert werden soll, falls eine Spannung (Spannungen) oder SOCs von zumindest der elektrischen Speicherzelle 212 oder der elektrischen Speicherzelle 214 eine vorgegebene Bedingung erfüllt (erfüllen) oder falls sie einen Befehl von einem Anwender oder einem Instrument, das sich außerhalb des elektrischen Speichermoduls 120 befindet, empfängt. In einer anderen Ausführungsform bestimmt die Modulsteuereinheit 390, dass die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 deaktiviert werden soll, falls eine Anomalie in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgetreten ist.
In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Modulsteuereinheit 390, dass eine Anomalie in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgetreten ist. Die Modulsteuereinheit 390 kann erfassen, dass eine Anomalie in mindestens einer von mehreren im elektrischen Speichermodul 120 enthaltenen Gleichgewichtskorrektureinheiten aufgetreten ist. Die Modulsteuereinheit 390 kann auf Basis eines Wertes, der durch Messungen durch verschiedene Arten von in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 angeordneten Sensoren erhalten wird, erfassen, dass eine Anomalie in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgetreten ist. Die Modulsteuereinheit 390 kann das Betriebssteuersignal ϕ38, das Informationen beinhaltet, die angeben, dass eine Anomalie erfasst worden ist, an die Ausgleichssteuereinheit 370 senden.
In einer Ausführungsform frägt die Modulsteuereinheit 390 von einem Temperatursensor, der innerhalb oder in der Nähe der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 angeordnet ist, Daten ab, die durch eine Messung des Temperatursensors erhalten wurden. Falls ein Wert, der durch eine Messung des Temperatursensors erhalten wird, größer ist als ein vorgegebener Wert, erfasst die Modulsteuereinheit 390, dass eine anomale Wärmeerzeugung in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 stattfindet. Falls eine Anomalie wie ein Kurzschluss oder eine Fehlfunktion eines Schaltelements in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgetreten ist, ist es wahrscheinlich, dass die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 eine Erwärmung durchmacht. Deswegen kann die Modulsteuereinheit 390 eine Anomalie wie einen Kurzschluss oder eine Fehlfunktion eines Schaltelements, der bzw. die in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgetreten ist, durch Überwachen von Daten erfassen, die durch Messungen des Temperatursensors erhalten werden.
In einer anderen Ausführungsform frägt die Modulsteuereinheit 390 von der Spannungsüberwachungseinheit 380 Informationen über eine Spannung (Spannungen) zumindest der elektrischen Speicherzelle 212 oder der elektrischen Speicherzelle 214 ab. Die Modulsteuereinheit 390 analysiert Zeitreihendaten einer Spannung (von Spannungen) oder von SOCs von zumindest der elektrischen Speicherzelle 212 oder der elektrischen Speicherzelle 214 und beurteilt, ob oder ob nicht der Wert der Spannung oder des SOC einen normalen Verlauf zeigt. Falls eine Anomalie wie ein Kurzschluss oder eine Fehlfunktion eines Schaltelements in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgetreten ist, ist es wahrscheinlich, dass Zeitreihendaten einer Spannung (von Spannungen) oder von SOCs von zumindest der elektrischen Speicherzelle 212 oder der elektrischen Speicherzelle 214 eine Anomalie angeben. Deswegen kann die Modulsteuereinheit 390 eine Anomalie wie einen Kurzschluss oder eine Fehlfunktion eines Schaltelements, der bzw. die in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgetreten ist, durch Überwachen der Spannung(en) oder SOCs von zumindest der elektrischen Speicherzelle 212 oder der elektrischen Speicherzelle 214 erfassen.
In einer anderen Ausführungsform frägt die Modulsteuereinheit 390 von einer Stromerfassungseinheit, die einen Induktorstrom erfasst, der durch die Induktionsspule 350 fließt, Informationen über zumindest die Ausrichtung oder die Stärke des Induktorstroms ab. Die Modulsteuereinheit 390 analysiert zumindest die Ausrichtung oder die Stärke des Induktorstroms und beurteilt, ob oder ob nicht eine Anomalie in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 auftritt. Falls eine Anomalie wie ein Kurzschluss oder eine Fehlfunktion eines Schaltelements in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgetreten ist, ist es wahrscheinlich, dass der absolute Wert eines Induktorstroms größer wird als ein vorgegebener Wert, eine Zeit, über die ein Induktorstrom in einer Richtung fließt, länger wird als ein vorgegebener Wert und so weiter. Deswegen kann die Modulsteuereinheit 390 eine Anomalie wie einen Kurzschluss oder eine Fehlfunktion eines Schaltelements, der bzw. die in der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgetreten ist, durch Überwachen von zumindest der Ausrichtung oder der Stärke des Induktorstroms erfassen.
Eine Stromerfassungseinheit, die zum Erfassen eines Induktorstroms, der durch die Induktionsspule 350 fließt, verwendet wird, kann folgendes sein: (i) ein Widerstand, der an einer geeigneten Stelle in der ersten Tastschaltung vorgesehen ist, welche die elektrische Speicherzelle 214, die Induktionsspule 350 und das Schaltelement 354 oder die Diode 364 aufweist, (ii) ein Widerstand, der an einer geeigneten Stelle in der zweiten Tastschaltung vorgesehen ist, welche die elektrische Speicherzelle 212, die Induktionsspule 350 und das Schaltelement 352 oder die Diode 362 aufweist, und dergleichen. Die Widerstände können Nebenschlusswiderstände sein. Zumindest ein Innenwiderstand des Schaltelements 352 oder ein Innenwiderstand des Schaltelements 354 kann als Stromerfassungseinheit verwendet werden.
4 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau der Ausgleichssteuereinheit 370 zusammen mit der elektrischen Speicherzelle 212, der elektrischen Speicherzelle 214 und der Betätigungsschaltung 330. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Ausgleichssteuereinheit 370 einen VSS-Anschluss 402, einen Stellsignalanschluss 404, einen Stellsignalanschluss 406 und einen VDD-Anschluss 408 auf. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Ausgleichssteuereinheit 370 eine Stellsignaleinspeisungseinheit 420, eine Stellsignaleinspeisungseinheit 440 und eine Antriebssteuereinheit 460 ein. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 einen Transistor 422, einen Transistor 424, einen Transistor 426 und einen Widerstand 428 auf. Es kann sein, dass die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 einen oder beide vom Transistor 426 und vom Widerstand 428 nicht aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 einen Transistor 442, einen Transistor 444, einen Transistor 446 und einen Widerstand 448 auf. Es kann sein, dass die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 einen vom Transistor 446 und vom Widerstand 448 nicht aufweist.
Der VSS-Anschluss 402 kann ein Beispiel für eine Leistungsversorgungseinheit sein. Der VDD-Anschluss 408 kann ein Beispiel für eine Leistungsversorgungseinheit sein. Die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 kann ein Beispiel für eine Steuervorrichtung sein. Die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 kann ein Beispiel für eine Steuervorrichtung sein. Die Antriebssteuereinheit 460 kann ein Beispiel für eine Steuersignalerzeugungseinheit sein. Der Transistor 422 kann ein Beispiel für eine erste Schalteinheit sein. Der Transistor 442 kann ein Beispiel für eine erste Schalteinheit sein. Der Transistor 426 kann ein Beispiel für eine zweite Schalteinheit sein. Der Transistor 446 kann ein Beispiel für eine zweite Schalteinheit sein. Andere Beispiele für eine erste Schalteinheit und eine zweite Schalteinheit können beliebige Elemente beinhalten, die eine Schaltfunktion aufweisen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der VSS-Anschluss 402 elektrisch mit der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der VSS-Anschluss über die Sicherung 342 elektrisch mit der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform empfängt der VSS-Anschluss 402 als Bezugspotential oder als Bezugsspannung eine Eingabe eines Potentials oder einer Spannung der Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212. Der VSS-Anschluss 402 versorgt die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 mit einem Potential, einer Spannung oder einem Strom zur Erzeugung des Stellsignals ϕ32. Der VSS-Anschluss 402 versorgt die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 mit einem Potential, einer Spannung oder einem Strom zur Erzeugung des Stellsignals ϕ34.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Stellsignalanschluss 404 elektrisch mit dem Gate des Schaltelements 352 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform gibt der Stellsignalanschluss 404 das Stellsignal ϕ32 aus. Das Gate des Schaltelements 352 kann ein Beispiel für eine Empfangseinheit sein, die das von der Stellsignaleinspeisungseinheit 420 erzeugte Stellsignal ϕ32 empfängt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Stellsignalanschluss 406 elektrisch mit dem Gate des Schaltelements 354 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform gibt der Stellsignalanschluss 406 das von der Stellsignaleinspeisungseinheit 440 erzeugte Stellsignal ϕ34 aus. Das Gate des Schaltelements 354 kann ein Beispiel für eine Empfangseinheit sein, die das Stellsignal ϕ34 empfängt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der VDD-Anschluss 408 elektrisch mit der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der VDD-Anschluss über die Sicherung 344 elektrisch mit der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform empfängt der VDD-Anschluss 408 als Leistungsversorgungspotential oder als Leistungsversorgungsspannung eine Eingabe eines Potentials oder einer Spannung der Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214. Der VDD-Anschluss 408 versorgt die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 mit einem Potential, einer Spannung oder einem Strom zur Erzeugung des Stellsignals ϕ32. Der VDD-Anschluss 408 versorgt die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 mit einem Potential, einer Spannung oder einem Strom zur Erzeugung des Stellsignals ϕ34.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 das Stellsignal ϕ32 und speist das Stellsignal ϕ32 in das Schaltelement 352 ein. In der vorliegenden Ausführungsform arbeitet die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 auf Basis eines Steuersignals ϕ42, eines Steuersignals ϕ44 und eines Steuersignals ϕ46, die von der Stellsignaleinspeisungseinheit 460 eingespeist werden. Zumindest das Steuersignal ϕ42 oder das Steuersignal ϕ44 kann ein Beispiel für ein erstes Steuersignal sein. Das Steuersignal ϕ46 kann ein Beispiel für ein zweites Steuersignal sein.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 einen Aktivierungssignaleinspeisungsweg auf, der aufweist: (i) einen Draht, der elektrisch mit dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS verbunden ist, (ii) den Transistor 422, (iii) einen Verbindungspunkt 423 zwischen dem Transistor 422 und dem Transistor 424 und (iv) einen Draht, der elektrisch mit dem Stellsignalanschluss 404 verbunden ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt die Betätigung des Transistors 422 zu einer elektrischen Verbindung zwischen dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS und dem Gate des Schaltelements 352. Dadurch wird das Stellsignal ϕ32 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 352 eingespeist. Ebenso führt die Betätigung des Transistors 422 zu einer Trennung der elektrischen Verbindung zwischen dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS und dem Gate des Schaltelements 352. Dadurch wird die Einspeisung des Stellsignals ϕ32 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg deaktiviert. Der Aktivierungssignaleinspeisungsweg kann ein Beispiel für einen ersten Weg sein.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 einen Schutzsignaleinspeisungsweg auf, der aufweist: (i) einen Draht, der elektrisch mit dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS verbunden ist, (ii) den Transistor 426, (iii) den Widerstand 428 und (iv) einen Draht, der elektrisch mit dem Stellsignalanschluss 404 verbunden ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt die Betätigung des Transistors 426 zu einer elektrischen Verbindung zwischen dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS und dem Gate des Schaltelements 352. Dadurch wird das Stellsignal ϕ32 über den Schutzsignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 352 eingespeist. Ebenso führt die Betätigung des Transistors 426 zu einer Trennung der elektrischen Verbindung zwischen dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS und dem Gate des Schaltelements 352. Dadurch wird die Einspeisung des Stellsignals ϕ32 über den Schutzsignaleinspeisungsweg deaktiviert. Der Schutzsignaleinspeisungsweg kann ein Beispiel für einen zweiten Weg sein.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“, so eingestellt, dass er größer ist als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“. Ein „Wert eines kombinierten Widerstands des einen oder der mehreren Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ kann so eingestellt sein, dass er größer ist als ein „Wert eines kombinierten Widerstands des einen oder der mehreren Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“. Die Elemente können Schaltelemente sein. Die Schaltelemente können Transistoren sein.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Transistor 422 im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform schaltet der Transistor 422 im Aktivierungssignaleinspeisungsweg die gegenseitige elektrische Verbindung zwischen dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS und der Stellsignalanschluss 404 oder dem Gate des Schaltelements 352 um. Wenn beispielsweise der Transistor 422 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, dann werden der VSS-Anschluss 402 oder das Bezugspotential VSS und der Stellsignalanschluss 404 oder das Gate des Schaltelements 352 elektrisch getrennt. Wenn der Transistor 422 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, wird die elektrische Verbindung, die vom Transistor 422 zwischen dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS und dem Stellsignalanschluss 404 oder dem Gate des Schaltelements 352 eingerichtet ist, getrennt.
Der Transistor 422 kann ein Halbleitertransistor, beispielsweise ein FET sein. Der Transistor 422 kann ein MOSFET sein. Der Transistor 422 kann so gewählt werden, dass „ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ größer wird als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“.
Der verwendete Transistor 422 ist ein Transistor mit einem relativ niedrigen EIN-Widerstand, damit das Schaltelement 352 mit hoher Geschwindigkeit geschaltet werden kann. Der EIN-Widerstand des Transistors 422 kann niedriger sein als 1 Ω, 800 mΩ oder weniger, 500 mΩ oder weniger, 300 mΩ oder weniger, 200 mΩ oder weniger oder 100 mΩ oder weniger. Der EIN-Widerstand des Transistors 422 kann 80 mΩ oder weniger, 50 mΩ oder weniger, 30 mΩ oder weniger, 20 mΩ oder weniger oder 10 mΩ oder weniger sein.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ende des Transistors 424 elektrisch mit dem Transistor 422 verbunden, und das andere Ende des Transistors 424 ist elektrisch mit dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD verbunden. Vom Transistor 424 und dem komplementär arbeitenden Transistor 422 wird das Stellsignal ϕ32 erzeugt. Kennwerte des Transistors 424 sind Kennwerten des Transistors 422 vorzugsweise gleich oder analog. Die Kennwerte können zumindest eine (r) von einem Typ, einer Modellnummer, einem EIN-Widerstand, einer Ansprechschnelligkeit und einer parasitischen Kapazität sein.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Transistor 426 im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet. Außerdem ist der Widerstand 428 in der vorliegenden Ausführungsform zwischen dem Transistor 426 und der Stellsignalanschluss 404 angeordnet. Die Anordnung des Widerstands 428 ist nicht besonders beschränkt. In einer anderen Ausführungsform kann der Widerstand 428 zwischen dem Transistor 426 und dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS angeordnet sein. Außerdem muss der Widerstand 428 nicht im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sein. In der vorliegenden Ausführungsform werden der Transistor 426 und der Widerstand 428 beispielsweise so gewählt, dass das Schaltelement 352 in einem Zustand, wo der Transistor 426 eingeschaltet ist, ständig ausgeschaltet sein kann.
In der vorliegenden Ausführungsform schaltet der Transistor 426 die gegenseitige elektrische Verbindung zwischen dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS und dem Stellsignalanschluss 404 oder dem Gate des Schaltelements 352 um. Wenn beispielsweise der Transistor 426 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, dann werden der VSS-Anschluss 402 oder das Bezugspotential VSS und der Stellsignalanschluss 404 oder das Gate des Schaltelements 352 elektrisch getrennt. Wenn der Transistor 426 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, wird die elektrische Verbindung, die vom Transistor 422 zwischen dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS und dem Stellsignalanschluss 404 oder dem Gate des Schaltelements 352 eingerichtet ist, getrennt.
Der Transistor 426 kann ein Halbleitertransistor, beispielsweise ein FET sein. Der Transistor 426 kann ein MOSFET sein. Der Transistor 426 kann so gewählt werden, dass „ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ größer wird als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“.
Der verwendete Transistor 426 ist ein Transistor mit einem relativ hohen EIN-Widerstand, so dass der Transistor 426 beispielsweise auch dann nicht beschädigt wird, wenn der Stellsignalanschluss 404 und beispielsweise der VDD-Anschluss 408 oder die Leistungsversorgungsspannung VDD kurzgeschlossen werden und ein starker Strom durch den Transistor 426 fließt. Der EIN-Widerstand 426 kann 1 Ω oder höher, höher als 1 Ω, 5 Ω oder höher, 10 Ω oder höher, 20 Ω oder höher, 30 Ω oder höher, 50 Ω oder höher, 80 Ω oder höher oder 100 Ω oder höher sein. Der EIN-Widerstand des Transistors 426 kann 1 kΩ oder höher, 2 kΩ oder höher, 3 kΩ oder höher oder 5 kΩ oder höher sein.
In einer Ausführungsform weist der Transistor 426 Kennwerte auf, die von denen des Transistors 422 verschieden sind. Beispielsweise ist der EIN-Widerstand des Transistors 426 größer als der EIN-Widerstand des Transistors 422. Der EIN-Widerstandswert des Transistors 426 kann so eingestellt sein, dass die Summe von ihm und dem Widerstandswert des Widerstands 428 größer wird als der EIN-Widerstandswert des Transistors 422.
In einer anderen Ausführungsform können Kennwerte des Transistors 426 zu Kennwerten des Transistors 422 identisch oder analog sein. Weil im Schutzsignaleinspeisungsweg der Widerstand 428 angeordnet ist, kann auch in diesem Fall „ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ so eingestellt werden, dass er größer ist als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 das Stellsignal ϕ34 und speist das Stellsignal ϕ34 in das Schaltelement 354 ein. In der vorliegenden Ausführungsform arbeitet die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 auf Basis eines Steuersignals ϕ52, eines Steuersignals ϕ54 und eines Steuersignals ϕ56, die von der Stellsignaleinspeisungseinheit 460 eingespeist werden. Zumindest das Steuersignal ϕ52 oder das Steuersignal ϕ54 kann ein Beispiel für ein erstes Steuersignal sein. Das Steuersignal ϕ56 kann ein Beispiel für ein zweites Steuersignal sein.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 einen Aktivierungssignaleinspeisungsweg auf, der aufweist: (i) einen Draht, der elektrisch mit dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD verbunden ist, (ii) den Transistor 442, (iii) einen Verbindungspunkt 443 zwischen dem Transistor 442 und dem Transistor 444 und (iv) einen Draht, der elektrisch mit dem Stellsignalanschluss 406 verbunden ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt die Betätigung des Transistors 442 zu einer elektrischen Verbindung zwischen dem VDD-Anschluss 408 oder die Leistungsversorgungsspannung VDD und dem Gate des Schaltelements 354. Dadurch wird das Stellsignal ϕ34 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 354 eingespeist. Ebenso führt die Betätigung des Transistors 442 zu einer Trennung der elektrischen Verbindung zwischen dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD und dem Gate des Schaltelements 354. Dadurch wird die Einspeisung des Stellsignals ϕ34 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg deaktiviert. Der Aktivierungssignaleinspeisungsweg kann ein Beispiel für einen ersten Weg sein.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 einen Schutzsignaleinspeisungsweg auf, der aufweist: (i) einen Draht, der elektrisch mit dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD verbunden ist, (ii) den Transistor 446, (iii) den Widerstand 448 und (iv) einen Draht, der elektrisch mit dem Stellsignalanschluss 406 verbunden ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt die Betätigung des Transistors 446 zu einer elektrischen Verbindung zwischen dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD und dem Gate des Schaltelements 354. Dadurch wird das Stellsignal ϕ34 über den Schutzsignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 354 eingespeist. Ebenso führt die Betätigung des Transistors 446 zu einer Trennung der elektrischen Verbindung zwischen dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD und dem Gate des Schaltelements 354. Dadurch wird die Einspeisung des Stellsignals ϕ34 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg deaktiviert. Der Schutzsignaleinspeisungsweg kann ein Beispiel für einen zweiten Weg sein.
In der vorliegenden Ausführungsform ist „ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“, so eingestellt, dass er größer ist als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“. Ein „Wert eines kombinierten Widerstands des einen oder der mehreren Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ kann so eingestellt sein, dass er größer ist als ein „Wert eines kombinierten Widerstands des einen oder der mehreren Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“. Die Elemente können Schaltelemente sein. Die Schaltelemente können Transistoren sein.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Transistor 442 im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform schaltet der Transistor 442 im Aktivierungssignaleinspeisungsweg die gegenseitige elektrische Verbindung zwischen dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD und dem Stellsignalanschluss 406 oder dem Gate des Schaltelements 354 um. Wenn beispielsweise der Transistor 442 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird, dann werden der VDD-Anschluss 408 oder die Leistungsversorgungsspannung VDD und der Stellsignalanschluss 406 oder das Gate des Schaltelements 354 elektrisch verbunden. Wenn der Transistor 442 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, wird die elektrische Verbindung, die vom Transistor 442 zwischen dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD und dem Stellsignalanschluss 406 oder dem Gate des Schaltelements 354 eingerichtet ist, getrennt.
Der Transistor 442 kann ein Halbleitertransistor, beispielsweise ein FET sein. Der Transistor 442 kann ein MOSFET sein. Der Transistor 442 kann so gewählt werden, dass „ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ größer ist als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“.
Der verwendete Transistor 442 ist ein Transistor mit einem relativ niedrigen EIN-Widerstand, damit das Schaltelement 354 mit hoher Geschwindigkeit geschaltet werden kann. Der EIN-Widerstand des Transistors 442 kann niedriger sein als 1 Ω, 800 mΩ oder weniger, 500 mΩ oder weniger, 300 mΩ oder weniger, 200 mΩ oder weniger oder 100 mΩ oder weniger. Der EIN-Widerstand des Transistors 442 kann 80 mΩ oder weniger, 50 mΩ oder weniger, 30 mΩ oder weniger, 20 mΩ oder weniger oder 10 mΩ oder weniger sein.
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ende des Transistors 444 elektrisch mit dem Transistor 442 verbunden, und das andere Ende des Transistors 444 ist elektrisch mit dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS verbunden. Vom Transistor 444 und dem komplementär arbeitenden Transistor 442 wird das Stellsignal ϕ34 erzeugt. Kennwerte des Transistors 444 sind Kennwerten des Transistors 442 vorzugsweise gleich oder analog. Die Kennwerte können zumindest eine(r) von einem Typ, einer Modellnummer, einem EIN-Widerstand, einer Ansprechschnelligkeit und einer parasitischen Kapazität sein.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Transistor 446 im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet. Außerdem ist der Widerstand 448 in der vorliegenden Ausführungsform zwischen dem Transistor 446 und der Stellsignalanschluss 406 angeordnet. Die Anordnung des Widerstands 448 ist nicht besonders beschränkt. In einer anderen Ausführungsform kann der Widerstand 448 zwischen dem Transistor 446 und der VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD angeordnet sein. Außerdem muss der Widerstand 448 nicht im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sein. In der vorliegenden Ausführungsform werden der Transistor 446 und der Widerstand 448 beispielsweise so gewählt, dass das Schaltelement 354 in einem Zustand, wo der Transistor 446 eingeschaltet ist, ständig ausgeschaltet sein kann.
In der vorliegenden Ausführungsform schaltet der Transistor 446 die gegenseitige elektrische Verbindung zwischen dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD und dem Stellsignalanschluss 406 oder dem Gate des Schaltelements 354 um. Wenn beispielsweise der Transistor 446 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird, dann werden der VDD-Anschluss 408 oder die Leistungsversorgungsspannung VDD und der Stellsignalanschluss 406 oder das Gate des Schaltelements 354 elektrisch verbunden. Wenn der Transistor 446 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, wird die elektrische Verbindung, die vom Transistor 446 zwischen dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD und dem Stellsignalanschluss 406 oder dem Gate des Schaltelements 354 eingerichtet ist, getrennt.
Der Transistor 446 kann ein Halbleitertransistor, beispielsweise ein FET sein. Der Transistor 446 kann ein MOSFET sein. Der Transistor 446 kann so gewählt werden, dass „ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ größer ist als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“.
Der verwendete Transistor 446 ist ein Transistor mit einem relativ hohen EIN-Widerstand, so dass der Transistor 446 beispielsweise auch dann nicht beschädigt wird, wenn der Stellsignalanschluss 406 und der VSS-Anschluss 402 oder das Bezugspotential VSS kurzgeschlossen werden und ein starker Strom durch den Transistor 446 fließt. Der EIN-Widerstand 446 kann 1 Ω oder höher, höher als 1 Ω, 5 Ω oder höher, 10 Ω oder höher, 20 Ω oder höher, 30 Ω oder höher, 50 Ω oder höher, 80 Ω oder höher oder 100 Ω oder höher sein. Der EIN-Widerstand des Transistors 446 kann 1 kΩ oder höher, 2 kΩ oder höher, 3 kΩ oder höher oder 5 kΩ oder höher sein.
In einer Ausführungsform weist der Transistor 446 Kennwerte auf, die von denen des Transistors 442 verschieden sind. Beispielsweise ist der EIN-Widerstand des Transistors 446 größer als der EIN-Widerstand des Transistors 442. Der EIN-Widerstandswert des Transistors 446 kann so eingestellt sein, dass die Summe von ihm und dem Widerstandswert des Widerstands 448 größer wird als der EIN-Widerstandswert des Transistors 442.
In einer anderen Ausführungsform können Kennwerte des Transistors 446 zu Kennwerten des Transistors 442 identisch oder analog sein. Weil im Schutzsignaleinspeisungsweg der Widerstand 448 angeordnet ist, kann auch in diesem Fall „ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ so eingestellt werden, dass er größer ist als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Antriebssteuereinheit 460 den Betrieb der Stellsignaleinspeisungseinheit 420, um das Stellsignal ϕ32 zum Schaltelement 352 zu senden. Die Antriebssteuereinheit 460 kann das Steuersignal ϕ42 zum Steuern der Betätigung des Transistors 422 erzeugen. Die Antriebssteuereinheit 460 kann das Steuersignal ϕ44 zum Steuern der Betätigung des Transistors 424 erzeugen. Die Antriebssteuereinheit 460 kann das Steuersignal ϕ46 zum Steuern der Betätigung des Transistors 426 erzeugen.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Antriebssteuereinheit 460 den Betrieb der Stellsignaleinspeisungseinheit 440, um das Stellsignal ϕ34 in das Schaltelement 354 einzuspeisen. Die Antriebssteuereinheit 460 kann das Steuersignal ϕ52 zum Steuern des Betriebs des Transistors 442 erzeugen. Die Antriebssteuereinheit 460 kann das Steuersignal ϕ54 zum Steuern des Betriebs des Transistors 444 erzeugen. Die Antriebssteuereinheit 460 kann das Steuersignal ϕ56 zum Steuern des Betriebs des Transistors 446 erzeugen.
[Erstes Beispiel für den Betrieb der Antriebssteuereinheit 460]
In einer Ausführungsform erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ42, falls die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 einen Ausgleichsbetrieb durchführt, so dass die Betätigung des Transistors 422 zur Erzeugung des Stellsignals ϕ32 führt. Das Stellsignal ϕ32 kann ein Signal sein zum Umschalten des EIN-Zustands und des AUS-Zustands des Schaltelements 352. Genauer erzeugt in der vorliegenden Ausführungsform die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ42 und das Steuersignal ϕ44, so dass die Betätigung des Transistors 422 und des Transistors 424 zur Erzeugung des Stellsignals ϕ32 führt, mit dem bewirkt wird, dass das Schaltelement 352 abwechselnd und wiederholt Einschalt- und Ausschaltbetätigungen unterzogen wird.
Wie oben beschrieben, kann die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ42 und das Steuersignal ϕ44 so erzeugen, dass das Schaltelement 352 und das Schaltelement 354 abwechselnd und wiederholt Ein-/Ausschaltbetätigungen unterzogen werden. Die Antriebssteuereinheit 460 kann das Steuersignal ϕ42 und das Steuersignal ϕ44 so erzeugen, dass eines vom Schaltelement 352 und vom Schaltelement 354 wiederholt Ein-/Ausschaltbetätigungen unterzogen wird und das andere vom Schaltelement 352 und vom Schaltelement 354 ausgeschaltet bleibt.
Wenn die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 in der vorliegenden Ausführungsform einen Ausgleichsbetrieb ausführt, erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 dann, wenn keine Anomalie der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 erfasst wird, das Steuersignal ϕ42 und das Steuersignal ϕ44 auf die Weise. In diesem Fall kann die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ46 so erzeugen, dass der Transistor 426 ausgeschaltet bleibt. Falls ein Ausgleichsbetrieb durch die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 normal ausgeführt wird, speist die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 daher das Stellsignal ϕ32 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 352 ein.
Ebenso erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ52, falls die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 einen Ausgleichsbetrieb ausführt, so dass die Betätigung des Transistors 442 zur Erzeugung des Stellsignals ϕ34 führt. Das Steuersignal ϕ52 kann ein Signal sein zum Umschalten des EIN-Zustands und des AUS-Zustands des Schaltelements 354. Genauer erzeugt in der vorliegenden Ausführungsform die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ52 und das Steuersignal ϕ54, so dass die Betätigung des Transistors 442 und des Transistors 444 zur Erzeugung des Stellsignals ϕ34 führt, mit dem bewirkt wird, dass das Schaltelement 354 abwechselnd und wiederholt Einschalt- und Ausschaltbetätigungen unterzogen wird.
Wie oben beschrieben, kann die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ52 und das Steuersignal ϕ54 so erzeugen, dass das Schaltelement 352 und das Schaltelement 354 abwechselnd und wiederholt Ein-/Ausschaltbetätigungen unterzogen werden. Die Antriebssteuereinheit 460 kann das Steuersignal ϕ52 und das Steuersignal ϕ54 so erzeugen, dass eines vom Schaltelement 352 und vom Schaltelement 354 wiederholt Ein-/Ausschaltbetätigungen unterzogen wird und das andere vom Schaltelement 352 und vom Schaltelement 354 ausgeschaltet bleibt.
Wenn die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 in der vorliegenden Ausführungsform einen Ausgleichsbetrieb ausführt, erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ52 und das Steuersignal ϕ54 auf solche Weise wie dann, wenn keine Anomalie der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 erfasst wird. In diesem Fall kann die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ56 so erzeugen, dass der Transistor 446 ausgeschaltet bleibt. Falls eine Ausgleichsbetätigung durch die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 normal ausgeführt wird, sendet die Stellsignalsendeeinheit 440 daher das Stellsignal ϕ34 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg zum Schaltelement 354.
[Zweites Beispiel für den Betrieb der Antriebssteuereinheit 460]
In einer anderen Ausführungsform speist die Antriebssteuereinheit 460 in einem Fall, wo die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ihren Ausgleichsbetrieb deaktiviert, das Stellsignal ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 352 zuerst sowohl über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg als auch über den Schutzsignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 352 ein. Die Antriebssteuereinheit 460 kann den Transistor 422 und den Transistor 426 so steuern, dass (i) eine Betätigung des Transistors 422 dazu führt, dass über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg das Stellsignal ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 352 in das Schaltelement 352 eingespeist wird und dann (ii) die Betätigung des Transistors 426 dazu führt, dass über den Schutzsignaleinspeisungsweg das Stellsignal ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 352 in das Schaltelement 352 eingespeist wird.
Genauer erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ42 und das Steuersignal ϕ44, so dass die Betätigung des Transistors 422 zur Erzeugung des Stellsignals ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 352 führt. Zum Beispiel erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ42, das bewirkt, dass der Transistor 422 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird, und erzeugt das Steuersignal ϕ44, das bewirkt, dass der Transistor 424 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Ebenso erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ46 so, dass die Betätigung des Transistors 426 zur Erzeugung des Stellsignals ϕ32 führt, mit dem bewirkt wird, dass das Schaltelement 352 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Zum Beispiel erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ46, mit dem bewirkt wird, dass der Transistor 426 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird.
Nachdem das Stellsignal ϕ32, mit dem das Ausschalten des Schaltelements 352 bewirkt wird, in das Schaltelement 352 eingespeist worden ist, wird der Zustand der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgrund einer Überschwingung oder dergleichen manchmal instabil. Angesichts dessen wird die Zeitspanne nach dem Einspeisen des Stellsignals ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 352 in das Schaltelement 352 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg und bis zum Einspeisen des Stellsignals ϕ32 in das Schaltelement 352 über den Schutzsignaleinspeisungsweg vorzugsweise auf Basis der Zeitspanne bis zur Stabilisierung des Zustands der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 eingestellt. Die Zeitspanne bis zur Stabilisierung des Zustands der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 kann auf Basis eines Ergebnisses eines vorab durchgeführten Tests, eines Simulationsergebnisses, eines tatsächlichen Werts oder dergleichen bestimmt werden. Dadurch ist es möglich, Fehlfunktionen von zumindest dem Schaltelement 352 oder dem Schaltelement 354 zu unterdrücken, die auf einen Einfluss einer Überschwingung zurückzuführen sind, die durch Deaktivieren von zumindest dem Schaltelement 352 oder dem Schaltelement 354 erzeugt wird.
Dann deaktiviert die Antriebssteuereinheit 460 die Einspeisung des Stellsignals ϕ32 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg. Genauer erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ42, mit dem bewirkt wird, dass der Transistor 422 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Dabei hält die Antriebssteuereinheit 460 den Transistor 426 eingeschaltet. In einem Zustand, in dem das Stellsignal ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 352 über den Schutzsignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 352 eingespeist wird, ist daher die elektrische Verbindung, die vom Transistor 422 zwischen dem VSS-Anschluss 402 oder dem Bezugspotential VSS und dem Stellsignalanschluss 404 oder dem Gate des Schaltelements 352 eingerichtet wird, getrennt.
Gemäß einem anderen Beispiel kann die Antriebssteuereinheit 460 zumindest eines vom Steuersignal ϕ42, vom Steuersignal ϕ44 und vom Steuersignal ϕ46 erzeugen, so dass (i) die Betätigung des Transistors 426 das Einspeisen des Stellsignals ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 352 in das Schaltelement 352 über den Schutzsignaleinspeisungsweg zur Folge hat und dann (ii) der Transistor 422 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Während dieser Zeitspanne kann die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ44 in den Transistor 424 einspeisen, um den Transistor 424 ausgeschaltet zu halten. Ebenso kann die Zeitspanne nach dem Einspeisen des Stellsignals ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 352 in das Schaltelement 352 über den Schutzsignaleinspeisungsweg und bis zum Einspeisen des Steuersignals ϕ42 in den Transistor 422, mit dem bewirkt wird, dass der Transistor 422 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, auf die Zeitspanne bis zur Stabilisierung der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 eingestellt werden.
Wenn zum Beispiel in einem Zustand, wo die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ihren Ausgleichsbetrieb deaktiviert hat, beispielsweise der Stellsignalanschluss 404 und der VDD-Anschluss 408 oder die Leistungsversorgungsspannung VDD aus irgendeinem Grund kurzgeschlossen werden, dann wird das Schaltelement 352 einer Ausschaltbetätigung unterzogen und Strom fließt durch die zweite Tastschaltung. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können selbst dann, wenn ein relativ starker Strom durch die zweite Tastschaltung fließt, Schäden an der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214 verhindert werden, da die Sicherung 340 oder die Sicherung 342 getrennt werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch die Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 und der VSS-Anschluss 402 elektrisch verbunden und sind die Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 und der VDD-Anschluss 408 elektrisch verbunden. Deswegen könnte ein relativ starker Strom durch den Transistor 422 fließen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Transistor 422 ausgeschaltet, wenn die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ihren Ausgleichsbetrieb deaktiviert, und daher können Schäden am Transistor 422 verhindert werden. Ebenso ist „ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ größer als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“, und daher können auch Schäden am Transistor 426, der im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet ist, verhindert werden.
Ebenso speist die Antriebssteuereinheit 460 in einem Fall, wo die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ihren Ausgleichsbetrieb deaktiviert, das Stellsignal ϕ34 zum Ausschalten des Schaltelements 354 zuerst sowohl über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg als auch über den Schutzsignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 354 ein. Die Antriebssteuereinheit 460 kann den Transistor 442 und den Transistor 446 so steuern, dass (i) eine Betätigung des Transistors 442 dazu führt, dass über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg das Stellsignal ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 354 in das Schaltelement 354 eingespeist wird und dann (ii) die Betätigung des Transistors 446 dazu führt, dass über den Schutzsignaleinspeisungsweg das Stellsignal ϕ34 zum Ausschalten des Schaltelements 354 in das Schaltelement 354 eingespeist wird.
Genauer erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ52 und das Steuersignal ϕ54, so dass die Betätigung des Transistors 442 zur Erzeugung des Stellsignals ϕ34 zum Ausschalten des Schaltelements 354 führt. Zum Beispiel erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ52, das bewirkt, dass der Transistor 442 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird, und erzeugt das Steuersignal ϕ54, das bewirkt, dass der Transistor 444 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Ebenso erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ56 so, dass die Betätigung des Transistors 446 zur Erzeugung des Stellsignals ϕ34 führt, mit dem bewirkt wird, dass das Schaltelement 354 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Zum Beispiel erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ56, mit dem bewirkt wird, dass der Transistor 446 einer Einschaltbetätigung unterzogen wird.
Nachdem das Stellsignal ϕ34 zum Ausschalten des Schaltelements 354 in das Schaltelement 354 eingespeist worden ist, wird der Zustand der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 aufgrund einer Überschwingung oder dergleichen manchmal instabil. Angesichts dessen wird die Zeitspanne nach dem Einspeisen des Stellsignals ϕ34 zum Ausschalten des Schaltelements 354 in das Schaltelement 354 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg und bis zum Einspeisen des Stellsignals ϕ34 in das Schaltelement 354 über den Schutzsignaleinspeisungsweg vorzugsweise auf Basis der Zeitspanne bis zur Stabilisierung des Zustands der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 eingestellt. Die Zeitspanne bis zur Stabilisierung des Zustands der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 kann auf Basis eines Ergebnisses eines vorab durchgeführten Tests, eines Simulationsergebnisses, eines tatsächlichen Werts oder dergleichen bestimmt werden. Dadurch ist es möglich, Fehlfunktionen von zumindest dem Schaltelement 352 oder dem Schaltelement 354 zu unterdrücken, die auf einen Einfluss einer Überschwingung zurückzuführen sind, die durch Deaktivieren von zumindest dem Schaltelement 352 oder dem Schaltelement 354 erzeugt wird.
Dann deaktiviert die Antriebssteuereinheit 460 die Einspeisung des Stellsignals ϕ34 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg. Genauer erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ52, mit dem bewirkt wird, dass der Transistor 442 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Dabei hält die Antriebssteuereinheit 460 den Transistor 446 eingeschaltet. In einem Zustand, in dem das Stellsignal ϕ34 zum Ausschalten des Schaltelements 354 über den Schutzsignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 354 eingespeist wird, ist daher die elektrische Verbindung, die vom Transistor 442 zwischen dem VDD-Anschluss 408 oder der Leistungsversorgungsspannung VDD und dem Stellsignalanschluss 406 oder dem Gate des Schaltelements 354 eingerichtet wird, getrennt.
Gemäß einem anderen Beispiel kann die Antriebssteuereinheit 460 zumindest eines vom Steuersignal ϕ52, vom Steuersignal ϕ54 und vom Steuersignal ϕ56 erzeugen, so dass (i) die Betätigung des Transistors 446 die Einspeisung des Stellsignals ϕ34 zum Ausschalten des Schaltelements 354 in das Schaltelement 354 über den Schutzsignaleinspeisungsweg zur Folge hat und dann (ii) der Transistor 442 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Während dieser Zeitspanne kann die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ54 in den Transistor 444 einspeisen, um den Transistor 444 ausgeschaltet zu halten. Ebenso kann die Zeitspanne nach der Einspeisung des Stellsignals ϕ34 zum Ausschalten des Schaltelements 354 in das Schaltelement 354 über den Schutzsignaleinspeisungsweg und bis zum Einspeisen des Steuersignals ϕ52 in den Transistor 442, mit dem bewirkt wird, dass der Transistor 442 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird, auf Basis der Zeitspanne bis zur Stabilisierung der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 eingestellt werden.
Wenn zum Beispiel in einem Zustand, wo die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ihren Ausgleichsbetrieb deaktiviert hat, der Stellsignalanschluss 406 und der VSS-Anschluss 402 oder das Bezugspotential VSS aus irgendeinem Grund kurzgeschlossen werden, dann wird das Schaltelement 354 einer Einschaltbetätigung unterzogen und Strom fließt durch die erste Tastschaltung. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können selbst dann, wenn ein relativ starker Strom durch die erste Tastschaltung fließt, Schäden an der elektrischen Speicherzelle 212 und der elektrischen Speicherzelle 214 verhindert werden, da die Sicherung 340 oder die Sicherung 344 getrennt werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind jedoch die Minuselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 212 und der VSS-Anschluss 402 elektrisch verbunden und sind die Pluselektrodenseite der elektrischen Speicherzelle 214 und der VDD-Anschluss 408 elektrisch verbunden. Deswegen könnte ein relativ starker Strom durch den Transistor 442 fließen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Transistor 442 ausgeschaltet, wenn die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ihren Ausgleichsbetrieb deaktiviert, und daher können Schäden am Transistor 442 verhindert werden. Ebenso ist „ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ größer als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“, und daher können auch Schäden am Transistor 446, der im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet ist, verhindert werden.
[Drittes Beispiel für den Betrieb der Antriebssteuereinheit 460] In einer anderen Ausführungsform empfängt die Antriebssteuereinheit 460 von der Modulsteuereinheit 390 das Betriebssteuersignal ϕ38, das Informationen beinhaltet, die angeben, dass irgendeine Anomalie erfasst wird, die mit der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 zusammenhängt. In der vorliegenden Ausführungsform speist die Antriebssteuereinheit 460, wenn sie das Betriebssteuersignal ϕ38 empfangen hat, das Stellsignal ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 352 über den Schutzsignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 352 ein. Ebenso deaktiviert die Antriebssteuereinheit 460 die Einspeisung des Stellsignals ϕ32 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg. Die Stellsignaleinspeisungseinheit 460 kann (i) das Stellsignal ϕ32 zum Ausschalten des Schaltelements 352 über den Schutzsignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 352 einspeisen und dann (ii) die Einspeisung des Stellsignals ϕ32 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg deaktivieren.
Genauer erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ42, mit dem bewirkt wird, dass der Transistor 422 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Die Antriebssteuereinheit 460 kann das Steuersignal ϕ44 erzeugen, mit dem bewirkt wird, dass der Transistor 424 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Ebenso erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ46 so, dass die Betätigung des Transistors 426 zur Erzeugung des Stellsignals ϕ32 führt, mit dem bewirkt wird, dass das Schaltelement 352 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Dadurch wird eine Wirkung erhalten, die derjenigen im zweiten Betriebsbeispiel ähnlich ist. Wenn irgendeine Anomalie an der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 auftritt, kann der Transistor 422 außerdem sofort geschützt werden.
Ebenso speist die Antriebssteuereinheit 460, wenn sie das Betriebssteuersignal ϕ38 empfangen hat, das Stellsignal ϕ34 zum Ausschalten des Schaltelements 354 über den Schutzsignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 354 ein. Ebenso deaktiviert die Antriebssteuereinheit 460 die Einspeisung des Stellsignals ϕ34 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg. Die Stellsignaleinspeisungseinheit 460 kann (i) das Stellsignal ϕ34 zum Ausschalten des Schaltelements 354 über den Schutzsignaleinspeisungsweg in das Schaltelement 354 einspeisen und dann (ii) die Einspeisung des Stellsignals ϕ34 über den Aktivierungssignaleinspeisungsweg deaktivieren.
Genauer erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ52, mit dem bewirkt wird, dass der Transistor 442 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Die Antriebssteuereinheit 460 kann das Steuersignal ϕ54 erzeugen, mit dem bewirkt wird, dass der Transistor 444 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Ebenso erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 das Steuersignal ϕ56 so, dass die Betätigung des Transistors 446 zur Erzeugung des Stellsignals ϕ34 führt, mit dem bewirkt wird, dass das Schaltelement 354 einer Ausschaltbetätigung unterzogen wird. Dadurch wird eine Wirkung erhalten, die derjenigen im zweiten Betriebsbeispiel ähnlich ist. Wenn irgendeine Anomalie an der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 auftritt, kann der Transistor 442 außerdem sofort geschützt werden.
Gemäß einem anderen Beispiel bestimmt die Antriebssteuereinheit 460, dass ein Ausgleichsbetrieb der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 zu deaktivieren ist, wenn sie das Betriebssteuersignal ϕ38 empfangen hat. Danach steuert die Antriebssteuereinheit 460 die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 und die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 gemäß dem zweiten Betriebsbeispiel.
5 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau einer Stellsignaleinspeisungseinheit 540. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich die Stellsignaleinspeisungseinheit 540 von der Stellsignaleinspeisungseinheit 440 darin, dass sie mehrere von den Transistoren 442 aufweist, die parallel im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind. In anderer Hinsicht kann sie den gleichen Aufbau haben wie die Stellsignaleinspeisungseinheit 440. Auch wenn der EIN-Widerstand der Transistoren 442 und der EIN-Widerstand des Transistors 446 einander gleich sind, kann daher ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Schutzsignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Schutzsignaleinspeisungsweg angeordnet sind“ größer gemacht werden als ein „Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des Aktivierungssignaleinspeisungswegs und eines oder mehrerer Elemente, die im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind“. Auf ähnliche Weise wie in der vorliegenden Ausführungsform kann die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 auch mehrere von den Transistoren 422 aufweisen, die parallel im Aktivierungssignaleinspeisungsweg angeordnet sind.
Anhand von 6, 7 und 8 werden nun andere Beispiele für Ausgleichssteuereinheiten erläutert. 6 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau einer Ausgleichssteuereinheit 670. 7 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau einer Leistungsversorgungseinheit 602. 8 zeigt schematisch ein Beispiel für den inneren Aufbau einer Leistungsversorgungseinheit 604.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sie sich von der Ausgleichssteuereinheit 370 darin, dass sie die Leistungsversorgungseinheit 602 und die Leistungsversorgungseinheit 604 aufweist. In anderer Hinsicht kann sie den gleichen Aufbau haben wie die Ausgleichssteuereinheit 370. Der Aufbau der Leistungsversorgungseinheiten ist nicht auf denjenigen der Leistungsversorgungseinheit 602 und der Leistungsversorgungseinheit 604 beschränkt. In einer anderen Ausführungsform können die Leistungsversorgungseinheiten variable Leistungsquellen sein.
In der vorliegenden Ausführungsform liefert in der Leistungsversorgungseinheit 602 eine Spannung oder ein Potential, das in die VSS-Anschluss 402 eingegeben wird, das Bezugspotential VSS über den Transistor 722 und den Transistor 724, die parallel angeordnet sind. Im Weg vom VSS-Anschluss 402 durch den Transistor 724 zum Bezugspotential VSS ist ein Widerstand 728 angeordnet, um zu bewirken, dass der Widerstandswert des Weges größer ist als der Widerstandswert des Weges vom VSS-Anschluss 402 durch den Transistor 722 zum Bezugspotential VSS. Der Transistor 722 kann auf Basis eines Steuersignals ϕ72 von der Antriebssteuereinheit 460 arbeiten. Der Transistor 724 kann auf Basis eines Steuersignals ϕ74 von der Antriebssteuereinheit 460 arbeiten.
Wenn die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 in der vorliegenden Ausführungsform einen Ausgleichsbetrieb ausführt, erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 dann, wenn keine Anomalie der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 erfasst wird, das Steuersignal ϕ72 und das Steuersignal ϕ722, um den Transistor 722 einzuschalten und den Transistor 724 auszuschalten. Andererseits werden das Steuersignal ϕ72 und das Steuersignal ϕ74 erzeugt, um den Transistor 722 auszuschalten und den Transistor 724 einzuschalten, wenn (i) die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ihren Ausgleichsbetrieb deaktiviert hat oder (ii) die Antriebssteuereinheit 460 von der Modulsteuereinheit 390 das Steuersignal ϕ38 empfangen hat, das Informationen beinhaltet, die angeben, dass irgendeine Anomalie in Bezug auf die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 erfasst worden ist. Dadurch können ein Potential, eine Spannung oder ein Strom zum Erzeugen des Stellsignals ϕ32 und des Stellsignals ϕ34 verringert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform liefert in der Leistungsversorgungseinheit 604 eine Spannung oder ein Potential, das in den VDD-Anschluss 408 eingegeben wird, die Leistungsversorgungsspannung VDD über einen Transistor 842 und einen Transistor 844, die parallel angeordnet sind. Im Weg vom VDD-Anschluss 408 durch den Transistor 844 zur Leistungsversorgungsspannung VDD ist ein Widerstand 848 angeordnet, um zu bewirken, dass der Widerstandswert des Weges größer ist als der Widerstandswert des Weges vom VDD-Anschluss 408 durch den Transistor 842 zur Leistungsversorgungsspannung VDD. Der Transistor 842 kann auf Basis eines Steuersignals ϕ82 von der Antriebssteuereinheit 460 arbeiten. Der Transistor 844 kann auf Basis eines Steuersignals ϕ84 von der Antriebssteuereinheit 460 arbeiten.
Wenn die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 in der vorliegenden Ausführungsform einen Ausgleichsbetrieb ausführt, erzeugt die Antriebssteuereinheit 460 dann, wenn keine Anomalie der Gleichgewichtskorrektureinheit 232 erfasst wird, das Steuersignal ϕ82 und das Steuersignal ϕ84, um den Transistor 842 einzuschalten und den Transistor 844 auszuschalten. Dagegen werden das Steuersignal ϕ82 und das Steuersignal ϕ84 erzeugt, um den Transistor 842 auszuschalten und den Transistor 844 einzuschalten, wenn (i) die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 ihren Ausgleichsbetrieb deaktiviert hat oder (ii) die Antriebssteuereinheit 460 von der Modulsteuereinheit 390 das Steuersignal ϕ38 empfangen hat, das Informationen beinhaltet, die angeben, dass irgendeine Anomalie in Bezug auf die Gleichgewichtskorrektureinheit 232 erfasst worden ist. Dadurch können ein Potential, eine Spannung oder ein Strom zum Erzeugen des Stellsignals ϕ32 und des Stellsignals ϕ34 verringert werden.
In diesem Fall kann es sein, dass die Stellsignaleinspeisungseinheit 420 einen oder beide vom Transistor 426 und vom Widerstand 428 nicht aufweist. Außerdem kann es sein, dass die Stellsignaleinspeisungseinheit 440 einen oder beide vom Transistor 446 und vom Widerstand 448 nicht aufweist. Das heißt, die vorliegende Beschreibung offenbart den folgenden Gegenstand A.
[Gegenstand A] Eine Steuervorrichtung, die eine Gleichgewichtskorrekturvorrichtung steuert, um Spannungen einer ersten elektrischen Speicherzelle und einer zweiten elektrischen Speicherzelle, die in Reihe geschaltet sind, auszugleichen, wobei die Gleichgewichtskorrekturvorrichtung aufweist:

eine Transportvorrichtung zum Transportieren von Energie zwischen der ersten elektrischen Speicherzelle und der zweiten elektrischen Speicherzelle; und
ein Schaltelement, das eine gegenseitige elektrische Verbindung zwischen (i) zumindest der ersten elektrischen Speicherzelle oder der zweiten elektrischen Speicherzelle und (ii) der Transportvorrichtung umschaltet,
wobei die Steuervorrichtung aufweist:
- eine Leistungsversorgungseinheit, die ein Potential, eine Spannung oder einen Strom zum Erzeugen eines Stellsignals für das Schaltelement bereitstellt; und
- einen ersten Weg zum: elektrischen Verbinden (i) der Leistungsversorgungseinheit und (ii) einer Empfangseinheit, die das Stellsignal im Schaltelement empfängt; und zum Einspeisen des Stellsignals in das Schaltelement, und,
- die Leistungsversorgungseinheit eine Spannung oder einen Strom zur Erzeugung des Stellsignals verringert, falls die Leistungsversorgungseinheit von einer Anomalieerfassungseinheit, die erfasst, dass eine Anomalie an der Gleichgewichtskorrekturvorrichtung aufgetreten ist, ein Signal erfasst hat, das angibt, dass eine Anomalie erfasst worden ist.

Auch wenn die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist der technische Bereich der Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für den Fachmann wird es naheliegend sein, dass verschiedene Änderungen und Verbesserungen zu den Ausführungsformen hinzugefügt werden können. Ebenso können Sachverhalte, die unter Bezugnahme auf eine bestimmte Ausführungsform erläutert wurden, auf andere Ausführungsformen angewendet werden, solange eine solche Anwendung keinen technischen Widerspruch hervorbringt. Aus dem Bereich der Ansprüche geht auch hervor, dass die Ausführungsformen, denen solche Änderungen oder Verbesserungen hinzugefügt wurden, im technischen Bereich der Erfindung enthalten sein können.
Operationen, Verfahren, Schritte und Stufen jedes Prozesses, der von einer Vorrichtung, einem System, einem Programm und einem Verfahren, das in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen gezeigt wird, durchgeführt wird, kann in jeder Reihenfolge durchgeführt werden, solange die Reihenfolge nicht durch „zuvor“, „bevor“ oder dergleichen angegeben wird, und solange die Ausgabe von einem vorherigen Prozess nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Auch wenn der Verfahrensablauf anhand von Ausdrücken wie „zunächst“ oder „als nächstes“ in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen beschrieben wird, bedeutet dies nicht unbedingt, dass der Prozess in dieser Reihenfolge durchgeführt werden muss.
Bezugszeichenliste
32: Stellsignal; 34: Stellsignal; 36: Signal; 38: Betriebssteuersignal; 42: Steuersignal; 44: Steuersignal; 46: Steuersignal; 52: Steuersignal; 54: Steuersignal; 56: Steuersignal; 72: Steuersignal; 74: Steuersignal; 82: Steuersignal; 84: Steuersignal; 100: Vorrichtung; 102: Motor; 110: elektrisches Speicherpaket; 112: Anschluss; 114: Anschluss; 116: Schutzschaltung; 120: elektrisches Speichermodul; 202: Anschluss; 204: Anschluss; 210: Batterieaggregat; 212: elektrische Speicherzelle; 214: elektrische Speicherzelle; 216: elektrische Speicherzelle; 218: elektrische Speicherzelle; 232: Gleichgewichtskorrektureinheit; 234: Gleichgewichtskorrektureinheit; 236: Gleichgewichtskorrektureinheit; 243: Verbindungspunkt; 245: Verbindungspunkt; 247: Verbindungspunkt; 330: Betriebspunkt; 340: Sicherung; 342: Sicherung; 344: Sicherung; 345: Verbindungspunkt; 350: Induktionsspule; 352: Schaltelement; 354: Schaltelement; 362: Diode; 364: Diode; 370: Ausgleichssteuereinheit; 380: Spannungsüberwachungseinheit; 382: Spannungserfassungseinheit; 384: Spannungserfassungseinheit; 386: Differenzerfassungseinheit; 390: Modulsteuereinheit; 402: VSS-Anschluss; 404: Stellsignalanschluss; 420: Stellsignaleinspeisungseinheit; 422: Transistor; 423: Verbindungspunkt; 424: Transistor; 426: Transistor; 428: Widerstand; 440: Stellsignaleinspeisungseinheit; 442: Transistor; 443: Verbindungsunkt; 444: Transistor; 446: Transistor; 448: Widerstand; 460: Antriebssteuereinheit; 540 Stellsignaleinspeisungseinheit; 602: Leistungsversorgungseinheit; 604: Leistungsversorgungseinheit; 670: Ausgleichssteuereinheit; 722: Transistor; 724: Transistor; 728: Widerstand; 842: Transistor; 844: Transistor: 848: Widerstand
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 1162009183141 [0022]

Claims

Steuervorrichtung, die eine Gleichgewichtskorrekturvorrichtung steuert, um Spannungen einer ersten elektrischen Speicherzelle und einer zweiten elektrischen Speicherzelle, die in Reihe geschaltet sind, auszugleichen, wobei die Gleichgewichtskorrektureinheit aufweist: eine Transportvorrichtung zum Transportieren von Energie zwischen der ersten elektrischen Speicherzelle und der zweiten elektrischen Speicherzelle; und ein Schaltelement, das eine gegenseitige elektrische Verbindung zwischen (i) zumindest der ersten elektrischen Speicherzelle oder der zweiten elektrischen Speicherzelle und (ii) der Transportvorrichtung umschaltet, wobei die Steuervorrichtung, umfasst: einen ersten Weg zum: elektrischen Verbinden (i) einer Leistungsversorgungseinheit oder eines Bezugspotentials, die bzw. das ein Potential, eine Spannung oder einen Strom zur Erzeugung eines Stellsignals des Schaltelements bereitstellt, und (ii) einer Empfangseinheit, die das Stellsignal im Schaltelement empfängt; und zum Einspeisen des Stellsignals in das Schaltelement; und einen zweiten Weg zum: elektrischen Verbinden (i) der Leistungsversorgungseinheit oder des Bezugspotentials und (ii) der Empfangseinheit; und zum Einspeisen des Stellsignals in das Schaltelement, und wobei (i) ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des zweiten Weges und eines oder mehrerer Elemente, die im zweiten Weg angeordnet sind, größer ist als (ii) ein Wert eines kombinierten Widerstands eines Drahtes des ersten Weges und eines oder mehrerer Elemente, die im ersten Weg angeordnet sind.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, ferner eine erste Schalteinheit umfassend, die (i) im ersten Weg angeordnet ist, und (ii) im ersten Weg eine gegenseitige elektrische Verbindung zwischen der Leistungsversorgungseinheit oder dem Bezugspotential und der Empfangseinheit umschaltet.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2, ferner eine Steuersignalerzeugungseinheit umfassend, die ein erstes Steuersignal zum Steuern des Betriebs der ersten Schalteinheit erzeugt, wobei die Steuersignalerzeugungseinheit das erste Steuersignal zum Steuern der ersten Schalteinheit erzeugt, so dass ein Betrieb der ersten Schalteinheit die Erzeugung des Stellsignals zum Umschalten eines EIN-Zustands und eines AUS-Zustands des Schaltelements zur Folge hat, falls die Gleichgewichtskorrekturvorrichtung einen Ausgleichsbetrieb ausführt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 3, ferner eine zweite Schalteinheit umfassend, die (i) im zweiten Weg angeordnet ist, und (ii) im zweiten Weg eine gegenseitige elektrische Verbindung zwischen der Leistungsversorgungseinheit oder dem Bezugspotential und der Empfangseinheit umschaltet, wobei die Steuersignalerzeugungseinheit ferner ein zweites Steuersignal erzeugt zum Steuern des Betriebs der zweiten Schalteinheit, und. die Steuersignalerzeugungseinheit, falls die Gleichgewichtskorrektureinheit einen Ausgleichsbetrieb deaktiviert, folgendes erzeugt: das erste Steuersignal zum Steuern der ersten Schalteinheit, so dass eine Betätigung der ersten Schalteinheit zur Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements führt; und das zweite Steuersignal zum Steuern der zweiten Schalteinheit, so dass eine Betätigung der ersten Schalteinheit zur Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements führt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuersignalerzeugungseinheit: das erste Steuersignal zum Steuern der ersten Schalteinheit erzeugt, so dass eine Betätigung der ersten Schalteinheit zur Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements führt, und dann in einem Zustand, wo das Stellsignal, mit dem das Schaltelement ausgeschaltet wird, als Folge der Betätigung der zweiten Schalteinheit erzeugt wird, das erste Steuersignal zum Steuern der ersten Schalteinheit erzeugt, so dass die elektrische Verbindung, die durch die erste Schalteinheit zwischen der Leistungsversorgungseinheit oder dem Bezugspotential und der Empfangseinheit eingerichtet ist, getrennt wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Steuersignalerzeugungseinheit das zweite Steuersignal erzeugt, mit dem die zweite Schalteinheit auf solche Weise gesteuert wird, dass der Betrieb der ersten Schalteinheit zur Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements führt und dann der Betrieb der zweiten Schalteinheit zur Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements führt.
Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Zeitspanne ab dann, wenn ein Betrieb der ersten Schalteinheit zur Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements geführt hat, und bis dann, wenn der Betrieb der zweiten Schalteinheit zur Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements führt, auf Basis einer Zeitspanne ab dann, wenn ein Betrieb der ersten Schalteinheit zur Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements führt, und bis dann, wenn ein Zustand der Gleichgewichtskorrekturvorrichtung stabilisiert ist, eingestellt wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 3, ferner eine zweite Schalteinheit umfassend, die (i) im zweiten Weg angeordnet ist, und (ii) im zweiten Weg eine gegenseitige elektrische Verbindung zwischen der Leistungsquelleneinheit oder dem Bezugspotential und der Empfangseinheit umschaltet, wobei die Steuersignalerzeugungseinheit ferner ein zweites Steuersignal erzeugt zum Steuern des Betriebs der zweiten Schalteinheit, die Steuersignalerzeugungseinheit, falls die Leistungsversorgungseinheit von einer Anomalieerfassungseinheit, die erfasst, dass eine Anomalie an der Gleichgewichtskorrekturvorrichtung aufgetreten ist, ein Signal erfasst hat, das angibt, dass die Anomalie erfasst worden ist, folgendes erzeugt: das erste Steuersignal zum Steuern der ersten Schalteinheit auf solche Weise, dass die elektrische Verbindung, die durch die erste Schalteinheit zwischen der Leistungsversorgungseinheit oder dem Bezugspotential und der Empfangseinheit eingerichtet wird, getrennt wird; und das zweite Steuersignal zum Steuern der zweiten Schalteinheit auf solche Weise, dass eine Betätigung der ersten Schalteinheit zur Erzeugung des Stellsignals zum Ausschalten des Schaltelements führt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die erste Schalteinheit und die zweite Schalteinheit Transistoren sind, und ein EIN-Widerstand der zweiten Schalteinheit größer ist als ein EIN-Widerstand der ersten Schalteinheit.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, mehrere von den ersten Schalteinheiten aufweisend, die parallel im ersten Weg angeordnet sind.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Leistungsversorgungseinheit, falls sie von einer Anomalieerfassungseinheit, die erfasst, dass eine Anomalie an der Gleichgewichtskorrekturvorrichtung aufgetreten ist, ein Signal empfangen hat, das angibt, dass eine Anomalie erfasst worden ist, eine Spannung oder einen Strom zur Erzeugung des Stellsignals verringert.
Steuervorrichtung, die eine Gleichgewichtskorrekturvorrichtung steuert, um Spannungen einer ersten elektrischen Speicherzelle und einer zweiten elektrischen Speicherzelle, die in Reihe geschaltet sind, auszugleichen, wobei die Gleichgewichtskorrektureinheit aufweist: eine Transportvorrichtung zum Transportieren von Energie zwischen der ersten elektrischen Speicherzelle und der zweiten elektrischen Speicherzelle; und ein Schaltelement, das eine gegenseitige elektrische Verbindung zwischen (i) zumindest der ersten elektrischen Speicherzelle oder der zweiten elektrischen Speicherzelle und (ii) der Transportvorrichtung umschaltet, wobei die Steuervorrichtung, umfasst: eine Leistungsquelleneinheit, die ein Potential, eine Spannung oder einen Strom zum Erzeugen eines Stellsignals des Schaltelements bereitstellt; und einen ersten Weg zum: elektrischen Verbinden (i) der Leistungsversorgungseinheit und (ii) einer Empfangseinheit, die das Stellsignal im Schaltelement empfängt; und zum Einspeisen des Stellsignals in das Schaltelement, und, die Leistungsversorgungseinheit eine Spannung oder einen Strom zur Erzeugung des Stellsignals verringert, falls die Leistungsversorgungseinheit von einer Anomalieerfassungseinheit, die erfasst, dass eine Anomalie an der Gleichgewichtskorrekturvorrichtung aufgetreten ist, ein Signal erfasst hat, das angibt, dass eine Anomalie erfasst worden ist.
Gleichgewichtskorrektursystem, umfassend: die Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12; und die Gleichgewichtskorrektureinheit.
Elektrisches Speichersystem, umfassend: das Gleichgewichtskorrektursystem nach Anspruch 13; und die erste elektrische Speicherzelle und die zweite elektrische Speicherzelle.
Vorrichtung, umfassend: das elektrische Speichersystem nach Anspruch 14; und zumindest entweder (i) einen Verbraucher, der elektrische Leistung verbraucht, die vom elektrischen Speichersystem eingespeist wird, oder (ii) eine Ladeeinrichtung zum Einspeisen elektrischer Leistung vom elektrischen Speichersystem in ein anderes Instrument.