JP2002189041A - Device for monitoring voltage - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧バッテリの
出力電圧をモニタする電圧モニタ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage monitor for monitoring the output voltage of a high-voltage battery.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、EV車(電気自動車)、或いは
HEV車(ハイブリッド電気自動車)は、車両走行用の
電力を供給するために、直流300〜400V程度の高
電圧バッテリを搭載している。また、電圧モニタ装置が
設置されており、高電圧バッテリの出力電圧が適正であ
るかどうかをモニタしている(これを過電圧検知とい
う)。2. Description of the Related Art Generally, an EV (electric vehicle) or HEV (hybrid electric vehicle) is equipped with a high-voltage battery of about 300 to 400 V DC in order to supply electric power for running the vehicle. In addition, a voltage monitoring device is installed to monitor whether the output voltage of the high-voltage battery is appropriate (this is called overvoltage detection).
【0003】更に、この電圧モニタ装置は、高電圧バッ
テリを用いたシステムを停止させた際に、該システム内
に蓄積された電圧が十分に放電されているかどうかを検
知する機能を有している(これを放電検知という)。Further, this voltage monitoring device has a function of detecting whether or not the voltage stored in the system using the high-voltage battery is sufficiently discharged when the system is stopped. (This is called discharge detection).
【0004】図3は、従来における電圧モニタ装置の構
成を示す回路図であり、同図に示すように、この電圧モ
ニタ装置101は、高電圧バッテリE101の出力電圧
を平滑化する平滑コンデンサC101を有しており、平
滑化された出力電圧は、抵抗R101とR102とによ
り分圧されて、絶縁アンプ102に入力される。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional voltage monitoring device. As shown in FIG. 3, the voltage monitoring device 101 includes a smoothing capacitor C101 for smoothing an output voltage of a high-voltage battery E101. The smoothed output voltage is divided by the resistors R101 and R102 and input to the insulation amplifier 102.
【0005】そして、絶縁アンプ102で増幅された電
圧信号は、増幅回路103で更に増幅され、マイコン1
04のA/Dポートに入力される。そして、マイコン1
04の制御により、過電圧検知、及び放電検知が行われ
る。[0005] The voltage signal amplified by the insulating amplifier 102 is further amplified by the amplifier circuit 103, and
04 is input to the A / D port. And microcomputer 1
By the control of 04, overvoltage detection and discharge detection are performed.
【0006】つまり、上記した従来の電圧モニタ装置1
01では、マイコン104を用いて高電圧バッテリE1
01の電圧値をモニタする構成を有しているので、高電
圧バッテリの出力電圧を抵抗R101とR102を用い
て分圧し、マイコン104に入力できる程度の低電圧ま
で下げる処理を行っている。That is, the above-described conventional voltage monitor 1
01, the microcomputer 104 uses the high voltage battery E1
Since it has a configuration for monitoring the voltage value of “01”, the output voltage of the high-voltage battery is divided using the resistors R101 and R102, and the voltage is reduced to a low voltage that can be input to the microcomputer 104.
【0007】この際、マイコン104の入力可能電圧
は、0〜5V程度であるので、増幅回路103の出力電
圧は、0〜5Vの範囲で変動することが要求され、更
に、絶縁アンプ102の入力可能電圧は、通常300m
V程度であるので、0〜500Vの範囲の電源電圧をモ
ニタする場合には、高電圧バッテリE101より出力さ
れる電圧を、約1000分の1程度に分圧しなければな
らない。At this time, since the inputtable voltage of the microcomputer 104 is about 0 to 5 V, the output voltage of the amplifier circuit 103 is required to fluctuate in the range of 0 to 5 V. Possible voltage is usually 300m
Therefore, when monitoring the power supply voltage in the range of 0 to 500 V, the voltage output from the high-voltage battery E101 must be divided to about 1/1000.
【0008】ここで、前述の過電圧検知では、400〜
500V程度の電圧を検知することが要求され、他方、
放電検知では、20〜30V程度の電圧を検知すること
が要求される。従って、放電検知に必要な低電圧の領域
では、絶縁アンプ102の入力オフセット電圧が相対的
に大きく見えるので、放電検知の精度が低下する。Here, in the above-mentioned overvoltage detection, 400 to
It is required to detect a voltage of about 500 V, while
In discharge detection, it is required to detect a voltage of about 20 to 30 V. Therefore, in a low-voltage region required for discharge detection, the input offset voltage of the insulating amplifier 102 appears to be relatively large, and the accuracy of discharge detection is reduced.
【0009】更に、精度を向上させるために、分圧比を
大きくすると、過電圧検知に必要な電圧を読み取ること
ができなくなってしまう。即ち、図4は、高電圧バッテ
リE101の出力電圧Vccと、マイコン104に入力さ
れる電圧Voとの関係を示す特性図であり、同図の特性
曲線S101に示すように、過電圧検知レベルVovを越
える電圧まで検出しようとすると、放電検知レベルVd
の近傍では、検知精度が低下し、これを回避するために
特性曲線S102に示すように、傾斜を大きくすると、
放電検知レベルVdの近傍で精度の高い測定ができるも
のの、過電圧検知レベルVovを越える電圧を検知するこ
とができない。Further, if the voltage division ratio is increased in order to improve the accuracy, it becomes impossible to read the voltage required for overvoltage detection. That is, FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the output voltage Vcc of the high-voltage battery E101 and the voltage Vo input to the microcomputer 104. As shown in the characteristic curve S101 of FIG. If an attempt is made to detect a voltage exceeding the discharge detection level Vd
In the vicinity of, the detection accuracy is reduced. To avoid this, as shown in the characteristic curve S102, when the inclination is increased,
Although highly accurate measurement can be performed near the discharge detection level Vd, a voltage exceeding the overvoltage detection level Vov cannot be detected.
【0010】そこで、上記の問題を解決するために、分
圧比の異なる放電検知用の回路、及び過電流検知用の回
路の双方を設ける方法が考えられるが、2つの回路を設
置することは、コストアップを招き、更に、マイコン1
04のA/Dポートの負担増大を招いてしまう。In order to solve the above-mentioned problem, it is conceivable to provide both a circuit for detecting discharge and a circuit for detecting overcurrent having different voltage division ratios. In addition to the cost increase,
04 causes an increase in the load on the A / D port.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
における電圧モニタ装置101では、高電圧バッテリE
101の出力電圧に対する、過電圧検知、及び放電検知
の両者の精度を向上させることは容易ではなかった。As described above, in the conventional voltage monitoring apparatus 101, the high-voltage battery E
It has not been easy to improve the accuracy of both the overvoltage detection and the discharge detection for the output voltage of 101.
【0012】この発明は、このような従来の課題を解決
するためになされたものであり、その目的とするところ
は、簡単な回路で、過電圧検知、及び放電検知の両者の
精度を向上させることの可能な電圧モニタ装置を提供す
ることにある。The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to improve the accuracy of both overvoltage detection and discharge detection with a simple circuit. It is to provide a voltage monitoring device which can be used.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願請求項1に記載の発明は、高電圧直流電源オン
時の出力電圧、及びオフ時の充電電圧を検出する電圧モ
ニタ装置において、前記高電圧直流電源オン時の出力電
圧、或いはオフ時の充電電圧を分圧して低レベル電圧を
得る分圧手段と、前記分圧手段で得られる低レベル電圧
と、所定のオフセット電圧との差分電圧を増幅する絶縁
アンプと、前記絶縁アンプの出力信号に基づいて、前記
高電圧直流電源オン時の出力電圧、或いはオフ時の充電
電圧を検出する主制御手段と、駆動信号が与えられた際
に、前記絶縁アンプの出力電圧が所定レベル以上になら
ないように抑制するクランプ回路と、前記分圧手段より
得られる低レベル電圧と、所定の基準電圧とを比較し、
基準電圧の方が大きいとされた際に、前記オフセット電
圧を略ゼロとし、且つ、前記クランプ回路に駆動信号を
出力する放電検知制御手段と、を具備したことが特徴で
ある。According to a first aspect of the present invention, there is provided a voltage monitor for detecting an output voltage when a high-voltage DC power supply is on and a charging voltage when off. A voltage dividing means for dividing the output voltage when the high voltage DC power supply is turned on or the charging voltage when the high voltage DC power is turned off to obtain a low level voltage, and a difference between the low level voltage obtained by the voltage dividing means and a predetermined offset voltage. An insulation amplifier for amplifying a voltage, main control means for detecting an output voltage when the high-voltage DC power supply is on or a charging voltage when off based on an output signal of the insulation amplifier; In addition, a clamp circuit that suppresses the output voltage of the insulated amplifier so that it does not exceed a predetermined level, a low level voltage obtained from the voltage dividing means, and a predetermined reference voltage,
And a discharge detection control unit that sets the offset voltage to substantially zero and outputs a drive signal to the clamp circuit when the reference voltage is higher.
【0014】請求項2に記載の発明は、前記絶縁アンプ
の出力側に、増幅回路を備えたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, an amplifier circuit is provided on the output side of the isolation amplifier.
【0015】請求項3に記載の発明は、前記放電検知制
御手段は、前記低レベル電圧と、前記基準電圧とを比較
し、基準電圧の方が大きいとされた際にオン信号を出力
する比較手段と、該比較手段よりオン信号が出力された
際に、前記オフセット電圧を略ゼロにするオフセット電
圧解除手段と、前記比較手段よりオン信号が出力された
際に、前記クランプ回路に駆動信号を出力するクランプ
駆動手段と、を具備したことを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the discharge detection control means compares the low level voltage with the reference voltage, and outputs an ON signal when the reference voltage is determined to be higher. Means, when an on signal is output from the comparing means, an offset voltage canceling means for making the offset voltage substantially zero, and when an on signal is output from the comparing means, a drive signal is supplied to the clamp circuit. And a clamp driving means for outputting.
【0016】請求項4に記載の発明は、前記オフセット
電圧解除手段は、前記比較手段よりオン信号が出力され
た際に、前記絶縁アンプのオフセット電圧入力端子と、
グランドとの間を短絡するように動作する無接点スイッ
チで構成されることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, the offset voltage canceling means includes an offset voltage input terminal of the insulating amplifier when an ON signal is output from the comparing means.
It is characterized by comprising a non-contact switch that operates to short-circuit with the ground.
【0017】請求項5に記載の発明は、前記クランプ駆
動手段は、フォトカプラを有し、前記比較手段よりオン
信号が出力された際には、前記フォトカプラを介して、
前記クランプ回路に駆動信号を供給することを特徴とす
る。According to a fifth aspect of the present invention, the clamp driving means has a photocoupler, and when an ON signal is output from the comparison means,
A driving signal is supplied to the clamp circuit.
【0018】[0018]
【発明の効果】請求項1の発明では、高電圧直流電源が
オンとされているときの出力電圧を測定する際には、分
圧手段にて得られる低レベル電圧は、基準電圧よりも大
きいので、絶縁アンプの一方の入力端には、オフセット
電圧が印加される。よって、高い電圧(400〜500
ボルト程度)の領域で高精度な電圧測定が可能となる。
また、高電圧直流電源がオフとされているときの充電電
圧を測定する際には、分圧手段で得られる低レベル電圧
は、基準電圧よりも小さくなり、絶縁アンプへのオフセ
ット電圧の印加が解除される。これにより、低い電圧
(20〜30ボルト程度)の領域で高精度な電圧測定が
可能となる。According to the first aspect of the invention, when measuring the output voltage when the high-voltage DC power supply is turned on, the low-level voltage obtained by the voltage dividing means is larger than the reference voltage. Therefore, an offset voltage is applied to one input terminal of the isolation amplifier. Therefore, a high voltage (400 to 500
(About volts).
Also, when measuring the charging voltage when the high-voltage DC power supply is turned off, the low-level voltage obtained by the voltage dividing means becomes smaller than the reference voltage, and the application of the offset voltage to the isolation amplifier becomes difficult. It is released. Thus, highly accurate voltage measurement can be performed in a low voltage range (about 20 to 30 volts).
【0019】請求項2の発明では、絶縁アンプの出力側
に増幅回路が設置されるので、絶縁アンプより出力され
る電圧信号を、主制御手段の入力電圧に合ったレベルの
電圧に変換することができる。According to the second aspect of the present invention, since the amplifier circuit is provided on the output side of the isolation amplifier, the voltage signal output from the isolation amplifier is converted into a voltage having a level matching the input voltage of the main control means. Can be.
【0020】請求項3の発明では、分圧手段で得られる
低レベル電圧と、基準電圧とが比較手段にて比較され、
基準電圧の方が大きい場合には、オフセット電圧解除手
段により、絶縁アンプへのオフセット電圧の供給が解除
されるように動作する。これにより、低い電圧領域で高
精度な電圧測定が可能となる。また、クランプ駆動手段
により、クランプ回路へ駆動信号が出力されるので、主
制御手段に供給される電圧のレベルを制限することがで
きる。According to the third aspect of the invention, the low level voltage obtained by the voltage dividing means is compared with the reference voltage by the comparing means,
If the reference voltage is higher, the offset voltage canceling means operates to cancel the supply of the offset voltage to the insulating amplifier. This enables highly accurate voltage measurement in a low voltage range. Further, since the driving signal is output to the clamp circuit by the clamp driving means, the level of the voltage supplied to the main control means can be limited.
【0021】請求項4の発明では、オフセット電圧解除
手段が、無接点スイッチで構成されるので、寿命を長く
することができる。According to the fourth aspect of the present invention, since the offset voltage canceling means is constituted by a non-contact switch, the life can be extended.
【0022】請求項5の発明では、クランプ駆動手段
に、フォトカプラを用いるので、強電系のグランドと弱
電系のグランドとを確実に絶縁することができる。According to the fifth aspect of the present invention, since the photocoupler is used for the clamp driving means, it is possible to reliably insulate the high-current ground and the low-current ground.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る
電圧モニタ装置の構成を示す回路図である。同図に示す
ように、この電圧モニタ装置1は、高電圧バッテリ(高
電圧直流電源)E1より出力される直流電圧をモニタし
て過電圧の発生を検知すると共に、電源停止時における
充電電圧を検知する機能を有するものであり、電源スイ
ッチSW1と、平滑コンデンサC1と、分圧回路2と、
オフセット電圧発生回路3と、絶縁アンプ4と、増幅回
路5と、放電検知制御回路(放電検知制御手段)6と、
クランプ回路7、及びマイコン(主制御手段)8と、か
ら構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage monitoring device according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the voltage monitoring device 1 monitors a DC voltage output from a high-voltage battery (high-voltage DC power supply) E1 to detect occurrence of an overvoltage and also detects a charging voltage when the power supply is stopped. A power switch SW1, a smoothing capacitor C1, a voltage dividing circuit 2,
An offset voltage generation circuit 3, an insulation amplifier 4, an amplification circuit 5, a discharge detection control circuit (discharge detection control means) 6,
It comprises a clamp circuit 7 and a microcomputer (main control means) 8.
【0024】また、放電検知制御回路6は、コンパレー
タ(比較手段)11と、フォトカプラPC1と、スイッ
チング用のトランジスタQ1,Q2等を有している。増
幅回路5は、オペアンプOP1と、抵抗R8,R9,R
10,R11を有している。The discharge detection control circuit 6 has a comparator (comparing means) 11, a photocoupler PC1, switching transistors Q1 and Q2, and the like. The amplifier circuit 5 includes an operational amplifier OP1 and resistors R8, R9, R
10, R11.
【0025】高電圧バッテリE1のプラス端子は、電源
スイッチSW1を介して平滑コンデンサC1のプラス端
子に接続され、高電圧バッテリE1のマイナス端子は、
平滑コンデンサC1のマイナス端子に接続されている。
また、分圧回路3は、抵抗R1と抵抗R2との直列接続
回路として構成され、この直列接続回路の両端は、平滑
コンデンサC1の両端に接続されている。また、抵抗R
1と抵抗R2との接続点P1は、絶縁アンプ4の非反転
入力端(プラス側)に接続されている。他方、この絶縁
アンプ4の反転入力端(マイナス側)には、オフセット
電圧発生回路3より出力される電圧Voff、即ち、電圧
Vddを抵抗R3とR4とで分圧して得られる電圧Voff
が供給される。The plus terminal of the high voltage battery E1 is connected to the plus terminal of the smoothing capacitor C1 via the power switch SW1, and the minus terminal of the high voltage battery E1 is
It is connected to the minus terminal of the smoothing capacitor C1.
The voltage dividing circuit 3 is configured as a series connection circuit of a resistor R1 and a resistor R2, and both ends of the series connection circuit are connected to both ends of a smoothing capacitor C1. The resistance R
A connection point P1 between the resistor 1 and the resistor R2 is connected to a non-inverting input terminal (plus side) of the insulating amplifier 4. On the other hand, a voltage Voff output from the offset voltage generation circuit 3, that is, a voltage Voff obtained by dividing the voltage Vdd by the resistors R3 and R4 is provided to an inverting input terminal (minus side) of the insulating amplifier 4.
Is supplied.
【0026】絶縁アンプ4は、2つの出力端を有してお
り、一方の出力端は、増幅回路5の抵抗R8を介してオ
ペアンプOP1の反転入力端(マイナス側)に接続さ
れ、他方の出力端は、抵抗R9を介してオペアンプOP
1の非反転入力端(プラス側)に接続されている。ま
た、非反転入力端は、抵抗R10を介してグランドに接
続され、反転入力端は、抵抗R11を介して当該オペア
ンプOP1の出力端に接続されている。そして、オペア
ンプOP1の出力端は、マイコン8のA/Dポートに接
続されている。The insulating amplifier 4 has two output terminals. One output terminal is connected to the inverting input terminal (negative side) of the operational amplifier OP1 via the resistor R8 of the amplifier circuit 5, and the other output terminal is connected to the output terminal. The end is connected to an operational amplifier OP via a resistor R9.
1 non-inverting input terminal (plus side). The non-inverting input terminal is connected to ground via a resistor R10, and the inverting input terminal is connected to the output terminal of the operational amplifier OP1 via a resistor R11. The output terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the A / D port of the microcomputer 8.
【0027】他方、抵抗R1と抵抗R2との接続点P1
は、コンパレータ11の反転入力端とも接続されてお
り、該コンパレータ11の非反転入力端には、電圧Vdd
を抵抗R6とR7とで分圧して得らる基準電圧Vrefが
供給される。更に、コンパレータ11の出力端は、2系
統に分岐され、このうち一つ目の分岐線は、トランジス
タQ1のベースに接続されている。そして、このトラン
ジスタQ1のコレクタ、及びエミッタは、抵抗R4の両
端に接続されている。On the other hand, a connection point P1 between the resistors R1 and R2
Is also connected to the inverting input terminal of the comparator 11, and the non-inverting input terminal of the comparator 11
Is divided by resistors R6 and R7 to supply a reference voltage Vref. Further, the output terminal of the comparator 11 is branched into two systems, of which the first branch line is connected to the base of the transistor Q1. The collector and the emitter of the transistor Q1 are connected to both ends of the resistor R4.
【0028】また、二つ目の分岐線は、トランジスタQ
2のベースに接続され、このトランジスタQ2のエミッ
タはグランドに接続され、コレクタは、発光ダイオード
D1、及び抵抗R12を介して電源Vddに接続されてい
る。そして、発光ダイオードD1と対をなすフォトトラ
ンジスタPT1は、増幅回路5の出力電圧が上昇した際
に、これを一定レベルに抑制する機能を有するクランプ
回路7に接続されている。The second branch line is a transistor Q
The emitter of the transistor Q2 is connected to the ground, and the collector is connected to the power supply Vdd via the light emitting diode D1 and the resistor R12. The phototransistor PT1 paired with the light emitting diode D1 is connected to a clamp circuit 7 having a function of suppressing the output voltage of the amplifier circuit 5 to a certain level when the output voltage rises.
【0029】次に、上記のように構成された本実施形態
の動作について説明する。電源スイッチSW1を投入す
ると、高電圧ラインL1を介して、後段の駆動装置(図
示省略)に高電圧バッテリE1よりの電圧(300〜4
00V程度の電圧)が出力される。また、この電圧は、
抵抗R1とR2とにより分圧され、分圧により得られる
低レベル電圧(点P1に発生する電圧)Vinは、絶縁ア
ンプ4の非反転入力端に供給される。Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. When the power switch SW1 is turned on, a voltage (300 to 4) from the high-voltage battery E1 is supplied to a subsequent driving device (not shown) via the high-voltage line L1.
(A voltage of about 00 V) is output. This voltage is
The low level voltage (voltage generated at the point P1) Vin obtained by voltage division by the resistors R1 and R2 is supplied to the non-inverting input terminal of the insulating amplifier 4.
【0030】更に、この電圧Vinは、コンパレータ11
の反転入力端に供給され、この場合には、点P1に発生
する電圧Vinの方が、基準電圧Vrefよりも大きいの
で、コンパレータ11の出力信号は「L」レベルとな
る。従って、トランジスタQ1は動作せず、絶縁アンプ
4の反転入力端には、電圧Vddを抵抗R3とR4とで分
圧して得られるオフセット電圧Voffが供給されること
になる。Further, the voltage Vin is supplied to the comparator 11
In this case, since the voltage Vin generated at the point P1 is higher than the reference voltage Vref, the output signal of the comparator 11 is at "L" level. Therefore, the transistor Q1 does not operate, and the offset voltage Voff obtained by dividing the voltage Vdd by the resistors R3 and R4 is supplied to the inverting input terminal of the insulating amplifier 4.
【0031】絶縁アンプ4は、点P1に発生する電圧V
inと、オフセット電圧Voffとの差分の電圧を増幅した
電圧信号を増幅回路5に出力し、更に、該増幅回路5で
は、この電圧信号を増幅する。そして、この電圧信号
は、マイコン8のA/Dポートに供給される。よって、
マイコン8では、高電圧バッテリE1の出力電圧をモニ
タすることができ、過電圧の発生を検知することができ
る。The insulation amplifier 4 detects the voltage V generated at the point P1.
A voltage signal obtained by amplifying the voltage of the difference between in and the offset voltage Voff is output to the amplifier circuit 5, and the amplifier circuit 5 amplifies the voltage signal. Then, this voltage signal is supplied to the A / D port of the microcomputer 8. Therefore,
The microcomputer 8 can monitor the output voltage of the high-voltage battery E1, and can detect the occurrence of overvoltage.
【0032】図2は、図1に示す点P2に発生する電圧
(高電圧バッテリE1の出力電圧Vcc或いは、平滑コン
デンサC1に蓄積されている電圧)Vp2と、マイコン8
に供給される電圧Voとの関係を示す特性図であり、同
図に示す領域x1に示すように、電源スイッチSW1が
投入され、分圧回路2に印加される電圧が大きい場合に
は、この電圧に対してマイコン8に供給される電圧Vo
は、特性曲線S1-1のようになり、高電圧バッテリE1
の出力電圧が過電流検知レベルVovに達したことを確実
に検知することができる。FIG. 2 shows the voltage (output voltage Vcc of the high voltage battery E1 or the voltage stored in the smoothing capacitor C1) Vp2 generated at the point P2 shown in FIG.
Is a characteristic diagram showing a relationship with a voltage Vo supplied to the voltage dividing circuit 2. As shown in an area x1 shown in FIG. The voltage Vo supplied to the microcomputer 8 with respect to the voltage
Is represented by a characteristic curve S1-1, and the high-voltage battery E1
Can be reliably detected when the output voltage has reached the overcurrent detection level Vov.
【0033】他方、電源スイッチSW1がオフとされた
際に、例えば、平滑コンデンサC1に蓄積された電圧が
放電されなかった場合には、この電圧(20〜30V程
度)は、抵抗R1とR2とにより分圧され、点P1にお
ける電圧Vinは絶縁アンプ4の非反転側入力端に供給さ
れる。同時に、この電圧Vinはコンパレータ11の反転
入力端子に供給される。On the other hand, when the voltage stored in the smoothing capacitor C1 is not discharged when the power switch SW1 is turned off, for example, the voltage (about 20 to 30 V) is applied to the resistors R1 and R2. The voltage Vin at the point P1 is supplied to the non-inverting input terminal of the insulating amplifier 4. At the same time, this voltage Vin is supplied to the inverting input terminal of the comparator 11.
【0034】この場合には、電圧Vinは、高電圧バッテ
リE1の電圧が与えられたときと比較して、小さい電圧
値である。よって、電圧Vinは基準電圧Vrefよりも小
さくなるので、コンパレータ11の出力は「H」レベル
に切り替わる。これにより、トランジスタQ1のベース
には、Hレベルの電圧が印加されることになり、該トラ
ンジスタQ1は導通状態となる。よって、抵抗R4の両
端が短絡状態とされるので、絶縁アンプ4の非反転入力
端に供給されるオフセット電圧Voffは、略ゼロボルト
となる。In this case, the voltage Vin has a smaller voltage value than when the voltage of the high-voltage battery E1 is applied. Therefore, since the voltage Vin becomes lower than the reference voltage Vref, the output of the comparator 11 switches to the “H” level. As a result, the H-level voltage is applied to the base of the transistor Q1, and the transistor Q1 is turned on. Accordingly, both ends of the resistor R4 are short-circuited, so that the offset voltage Voff supplied to the non-inverting input terminal of the insulating amplifier 4 becomes substantially zero volt.
【0035】そして、絶縁アンプ4では、電圧Vinとオ
フセット電圧Voff(略ゼロボルト)との差分電圧を増
幅し、且つ、この差分電圧は増幅回路5でマイコン8の
入力電圧に適した電圧レベルまで増幅される。そして、
マイコン8では、前述と同様の処理により、電源オフ時
に蓄積された電圧をモニタし、この電圧が所定レベル以
上の場合にはこれを検知することができる。この際、絶
縁アンプ4の反転入力端に供給されるオフセット電圧は
Voffは、略ゼロボルトであるので、点P1に発生する
電圧Vinが小さい値であっても、精度良く検出すること
ができる。The insulating amplifier 4 amplifies the difference voltage between the voltage Vin and the offset voltage Voff (substantially zero volt), and the difference voltage is amplified by the amplifier circuit 5 to a voltage level suitable for the input voltage of the microcomputer 8. Is done. And
The microcomputer 8 monitors the voltage accumulated when the power is turned off by the same processing as described above, and can detect the voltage when the voltage is equal to or higher than a predetermined level. At this time, since the offset voltage Voff supplied to the inverting input terminal of the insulating amplifier 4 is substantially zero volt, even if the voltage Vin generated at the point P1 is a small value, it can be accurately detected.
【0036】他方、コンパレータ11の出力信号がHレ
ベルとなると、トランジスタQ2のベースにHレベルの
電圧が印加されるので、該トランジスタQ2が導通状態
とされ、電源Vddより、抵抗R12、発光ダイオードD
1を介して電流が流れる。従って、フォトトランジスタ
PT1が導通状態となり、これにより、クランプ回路7
が動作する。よって、増幅回路5より出力される電圧
が、クランプ回路7で設定されるクランプ電圧Vclより
も大きくなった場合には、このクランプ電圧Vclよりも
大きくならないように抑制する。On the other hand, when the output signal of the comparator 11 becomes H level, an H level voltage is applied to the base of the transistor Q2, so that the transistor Q2 is turned on and the resistor R12 and the light emitting diode D
Current flows through 1. Therefore, the phototransistor PT1 is turned on, and the clamp circuit 7
Works. Therefore, when the voltage output from the amplifier circuit 5 becomes higher than the clamp voltage Vcl set by the clamp circuit 7, the voltage is controlled so as not to become higher than the clamp voltage Vcl.
【0037】従って、図2の領域x2に示す特性曲線S
1-2のように、点P2(図1に示す抵抗R1と電源スイ
ッチSW1との接続点)に発生する電圧Vp2の増加に伴
って、マイコン8の入力電圧Voはゼロボルトから直線
的に増加し、クランプ電圧Vclに達したところで、この
電圧値Vclに抑制されるように変化する。その結果、図
2に示す放電検知レベルVd近傍の電圧を精度良く検出
することができるようになる。Therefore, the characteristic curve S shown in the area x2 of FIG.
As shown in 1-2, as the voltage Vp2 generated at the point P2 (the connection point between the resistor R1 and the power switch SW1 shown in FIG. 1) increases, the input voltage Vo of the microcomputer 8 increases linearly from zero volts. When the voltage reaches the clamp voltage Vcl, the voltage Vcl changes to be suppressed to this voltage value Vcl. As a result, a voltage near the discharge detection level Vd shown in FIG. 2 can be accurately detected.
【0038】このようにして、本実施形態に係る電圧モ
ニタ装置1では、高電圧バッテリE1の出力電圧Vccが
過電圧検知レベルVovを越えた場合には、これを確実に
検知することができ、且つ、電源スイッチSW1がオフ
とされた際の放電検知レベルVdを精度良く検知するこ
とができる。As described above, in the voltage monitoring device 1 according to the present embodiment, when the output voltage Vcc of the high-voltage battery E1 exceeds the overvoltage detection level Vov, this can be reliably detected, and In addition, the discharge detection level Vd when the power switch SW1 is turned off can be accurately detected.
【0039】従って、過電圧検知レベル用の分圧回路、
及び放電検知レベル用の分圧回路をそれぞれ設置するこ
となく、極めて簡易な方法で、両者を精度良く検知する
ことができる。Therefore, a voltage dividing circuit for an overvoltage detection level,
In addition, both can be accurately detected by an extremely simple method without installing a voltage dividing circuit for the discharge detection level.
【0040】また、放電検知制御回路6では、フォトカ
プラPC1を介して、クランプ回路7に駆動信号を出力
するように構成しているので、強電系(高電圧バッテリ
E1)のグランドと弱電系(マイコン8や増幅回路5)
のグランドとの間の絶縁を確実に行うことができる。Since the discharge detection control circuit 6 is configured to output a drive signal to the clamp circuit 7 via the photocoupler PC1, the ground of the high-voltage system (high-voltage battery E1) and the low-voltage system (high-voltage battery E1). Microcomputer 8 and amplifier circuit 5)
Can be reliably insulated from the ground.
【0041】以上、本発明の電圧モニタ装置を図示の実
施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任
意の構成のものに置換することができる。The voltage monitoring apparatus according to the present invention has been described based on the illustrated embodiment. However, the present invention is not limited to this, and the configuration of each unit may be any configuration having the same function. Can be replaced by
【0042】例えば、放電検知制御回路6に搭載した、
トランジスタQ1、Q2を、MOS−FETなどの半導
体素子に置き換えることができる。For example, when mounted on the discharge detection control circuit 6,
The transistors Q1 and Q2 can be replaced with semiconductor elements such as MOS-FETs.
【図1】本発明の一実施形態に係る電圧モニタ装置の構
成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage monitoring device according to an embodiment of the present invention.
【図2】点P2に発生する電圧Vp2と、マイコンに入力
される電圧Voとの関係を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a voltage Vp2 generated at a point P2 and a voltage Vo input to a microcomputer.
【図3】従来における電圧モニタ装置の構成を示す回路
図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional voltage monitoring device.
【図4】従来例における、分圧回路の両端に発生する電
圧と、マイコンに入力される電圧との関係を示す特性図
である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a voltage generated at both ends of a voltage dividing circuit and a voltage input to a microcomputer in a conventional example.
1 電圧モニタ装置 2 分圧回路 3 オフセット電圧発生回路 4 絶縁アンプ 5 増幅回路 6 放電検知制御回路(放電検知制御手段) 7 クランプ回路 8 マイコン(主制御手段) 11 コンパレータ(比較手段) E1 高電圧バッテリ(高電圧直流電源) PC1 フォトカプラ D1 発光ダイオード PT1 フォトトランジスタ Q1 トランジスタ(オフセット電圧解除手段) Q2 トランジスタ OP1 オペアンプ SW1 電源スイッチ C1 平滑コンデンサ REFERENCE SIGNS LIST 1 voltage monitor 2 voltage divider 3 offset voltage generator 4 insulating amplifier 5 amplifier 6 discharge detection control circuit (discharge detection control means) 7 clamp circuit 8 microcomputer (main control means) 11 comparator (comparison means) E1 high voltage battery (High voltage DC power supply) PC1 Photocoupler D1 Light emitting diode PT1 Phototransistor Q1 Transistor (offset voltage release means) Q2 Transistor OP1 Operational amplifier SW1 Power switch C1 Smoothing capacitor
Claims (5)
オフ時の充電電圧を検出する電圧モニタ装置において、 前記高電圧直流電源オン時の出力電圧、或いはオフ時の
充電電圧を分圧して低レベル電圧を得る分圧手段と、 前記分圧手段で得られる低レベル電圧と、所定のオフセ
ット電圧との差分電圧を増幅する絶縁アンプと、 前記絶縁アンプの出力信号に基づいて、前記高電圧直流
電源オン時の出力電圧、或いはオフ時の充電電圧を検出
する主制御手段と、 駆動信号が与えられた際に、前記絶縁アンプの出力電圧
が所定レベル以上にならないように抑制するクランプ回
路と、 前記分圧手段より得られる低レベル電圧と、所定の基準
電圧とを比較し、基準電圧の方が大きいとされた際に、
前記オフセット電圧を略ゼロとし、且つ、前記クランプ
回路に駆動信号を出力する放電検知制御手段と、 を具備したことを特徴とする電圧モニタ装置。1. A voltage monitoring device for detecting an output voltage when a high-voltage DC power supply is turned on and a charging voltage when the high-voltage DC power supply is turned off. Voltage dividing means for obtaining a low level voltage; an insulating amplifier for amplifying a difference voltage between the low level voltage obtained by the voltage dividing means and a predetermined offset voltage; and the high voltage based on an output signal of the insulating amplifier. A main control means for detecting an output voltage when the DC power supply is turned on or a charging voltage when the DC power supply is turned off; and a clamp circuit for suppressing an output voltage of the insulating amplifier from being higher than a predetermined level when a drive signal is given. The low-level voltage obtained from the voltage dividing means is compared with a predetermined reference voltage, and when it is determined that the reference voltage is higher,
A discharge detection control unit that sets the offset voltage to substantially zero and outputs a drive signal to the clamp circuit.
備えたことを特徴とする請求項1に記載の電圧モニタ装
置。2. The voltage monitoring device according to claim 1, further comprising an amplifier circuit on an output side of the insulation amplifier.
電圧と、前記基準電圧とを比較し、基準電圧の方が大き
いとされた際にオン信号を出力する比較手段と、 該比較手段よりオン信号が出力された際に、前記オフセ
ット電圧を略ゼロにするオフセット電圧解除手段と、 前記比較手段よりオン信号が出力された際に、前記クラ
ンプ回路に駆動信号を出力するクランプ駆動手段と、 を具備したことを特徴とする請求項1または請求項2の
いずれかに記載の電圧モニタ装置。3. The discharge detection control means compares the low level voltage with the reference voltage, and outputs an ON signal when the reference voltage is determined to be higher. When an ON signal is output, an offset voltage canceling unit that makes the offset voltage substantially zero; When an ON signal is output from the comparing unit, a clamp driving unit that outputs a driving signal to the clamp circuit; The voltage monitoring device according to claim 1, further comprising:
較手段よりオン信号が出力された際に、前記絶縁アンプ
のオフセット電圧入力端子と、グランドとの間を短絡す
るように動作する無接点スイッチで構成されることを特
徴とする請求項3に記載の電圧モニタ装置。4. The offset voltage release means is a non-contact switch that operates to short-circuit the offset voltage input terminal of the insulation amplifier and ground when an ON signal is output from the comparison means. The voltage monitoring device according to claim 3, wherein the voltage monitoring device is configured.
を有し、前記比較手段よりオン信号が出力された際に
は、前記フォトカプラを介して、前記クランプ回路に駆
動信号を供給することを特徴とする請求項3または請求
項4のいずれかに記載の電圧モニタ装置。5. The clamp driving unit includes a photocoupler, and supplies a driving signal to the clamp circuit via the photocoupler when an ON signal is output from the comparison unit. The voltage monitoring device according to claim 3 or 4, wherein
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009012129A1 (en) | 2009-03-06 | 2010-09-09 | Daimler Ag | Battery e.g. high volt hybrid drive vehicle battery, has integrated device integrated with voltage determination unit and display unit, where determination unit is connected with battery by voltage level measuring sections |
JP2012013433A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Honda Motor Co Ltd | Voltage detection circuit and power supply device |
CN102565515A (en) * | 2010-12-21 | 2012-07-11 | 三星电机株式会社 | Overcurrent detection circuit of light emitting module |
CN106526382A (en) * | 2016-11-24 | 2017-03-22 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Lightning arrester state monitoring system and method based on residual voltage monitoring |
CN106526294A (en) * | 2016-11-18 | 2017-03-22 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Over-voltage monitoring system and monitoring method for transmission line |
CN108037370A (en) * | 2017-11-16 | 2018-05-15 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Bushing makes moist the appraisal procedure of state under a kind of actual condition |
WO2021112452A1 (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | 엘지이노텍 주식회사 | Voltage monitoring circuit |
-
2000
- 2000-12-21 JP JP2000388372A patent/JP2002189041A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009012129A1 (en) | 2009-03-06 | 2010-09-09 | Daimler Ag | Battery e.g. high volt hybrid drive vehicle battery, has integrated device integrated with voltage determination unit and display unit, where determination unit is connected with battery by voltage level measuring sections |
JP2012013433A (en) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Honda Motor Co Ltd | Voltage detection circuit and power supply device |
CN102565515A (en) * | 2010-12-21 | 2012-07-11 | 三星电机株式会社 | Overcurrent detection circuit of light emitting module |
CN106526294A (en) * | 2016-11-18 | 2017-03-22 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Over-voltage monitoring system and monitoring method for transmission line |
CN106526382A (en) * | 2016-11-24 | 2017-03-22 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Lightning arrester state monitoring system and method based on residual voltage monitoring |
CN108037370A (en) * | 2017-11-16 | 2018-05-15 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | Bushing makes moist the appraisal procedure of state under a kind of actual condition |
WO2021112452A1 (en) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | 엘지이노텍 주식회사 | Voltage monitoring circuit |
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