JP2015111153A - Voltage detection circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce voltage detection time in a voltage detection circuit of a secondary battery with a flying capacitor.SOLUTION: A secondary battery is composed of a plurality of battery blocks B1-B3, and connected to a flying capacitor C1 via input-side sampling switches SW1-SW3. The flying capacitor C1 is connected to a differential amplifier circuit 10 via output-side sampling switches SWa, SWb. A feedback capacitor C2 is connected to an inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10 to form an integration circuit, thereby reducing a capacity of the flying capacitor C1.

Description

本発明は電圧検出回路に関する。   The present invention relates to a voltage detection circuit.

電動機により車両駆動力を得ている電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両は、二次電池を搭載し、この二次電池に蓄積された電力により電動機を駆動する。電動車両は、回生制動、すなわち車両制動時に電動機を発電機として機能させ、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換することにより制動する機能を備える。変換された電気エネルギは二次電池に戻され、加速を行う時等に再利用される。   An electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle that obtains a vehicle driving force by an electric motor is equipped with a secondary battery, and the electric motor is driven by electric power stored in the secondary battery. The electric vehicle has a function of braking by causing the motor to function as a generator during regenerative braking, that is, braking the vehicle, and converting the kinetic energy of the vehicle into electric energy. The converted electric energy is returned to the secondary battery and reused when acceleration is performed.

二次電池は、過放電あるいは過充電を行うと電池性能を劣化させることになるため、二次電池の充電状態(SOC:State of Charge)を把握して充電あるいは放電を制御する必要がある。例えば、ハイブリッド自動車においては、二次電池が回生電力を受け入れられるように、また要求があれば直ちに電動機に対して電力を供給できるようにするために、その充電状態を満充電状態(SOC=100%)と、全く蓄電されていない状態(SOC=0%)のおよそ中間付近(SOC=50%〜60%)に制御される。従って、二次電池のSOCは高精度に検出することが必要であり、このためには二次電池の電圧を正確に検出する必要がある。   If the secondary battery is overdischarged or overcharged, the battery performance deteriorates. Therefore, it is necessary to grasp the state of charge (SOC) of the secondary battery and control the charging or discharging. For example, in a hybrid vehicle, the charge state is set to a fully charged state (SOC = 100) so that the secondary battery can accept the regenerative power and can supply power to the motor immediately upon request. %) And the state in which no electricity is stored (SOC = 0%), and the vicinity of the middle (SOC = 50% to 60%). Therefore, it is necessary to detect the SOC of the secondary battery with high accuracy. For this purpose, it is necessary to accurately detect the voltage of the secondary battery.

二次電池の電圧は、フライングキャパシタを用いて検出することができる。すなわち、二次電池の両端に入力側サンプリングスイッチを介してフライングキャパシタを接続し、かつ、フライングキャパシタに出力側サンプリングスイッチを介して差動増幅回路を接続する。そして、まず、入力側サンプリングスイッチをオンして二次電池の電圧をフライングキャパシタにホールドする。次に、入力側サンプリングスイッチをオフし、出力側サンプリングスイッチをオンにしてフライングキャパシタに蓄電された電圧を差動増幅回路の非反転入力端子及び反転入力端子に供給し、差動増幅回路で2つの入力端子間の電位差を検出することでフライングキャパシタの電圧、すなわち二次電池の電圧を検出する。具体的には、差動増幅回路からの出力電圧を演算回路あるいはCPU(マイコン)に供給し、マイコンで出力電圧を読み取る。   The voltage of the secondary battery can be detected using a flying capacitor. That is, a flying capacitor is connected to both ends of the secondary battery via an input side sampling switch, and a differential amplifier circuit is connected to the flying capacitor via an output side sampling switch. First, the input side sampling switch is turned on to hold the voltage of the secondary battery in the flying capacitor. Next, the input side sampling switch is turned off, the output side sampling switch is turned on, and the voltage stored in the flying capacitor is supplied to the non-inverting input terminal and the inverting input terminal of the differential amplifier circuit. By detecting the potential difference between the two input terminals, the voltage of the flying capacitor, that is, the voltage of the secondary battery is detected. Specifically, an output voltage from the differential amplifier circuit is supplied to an arithmetic circuit or a CPU (microcomputer), and the output voltage is read by the microcomputer.

特許第3791767号Japanese Patent No. 3791767 特開2009−63511号公報JP 2009-63511 A 特開2007−205853号公報JP 2007-205853 A

フライングキャパシタを用いた電圧検出回路では、フライングキャパシタの蓄電電圧を検出するため、フライングキャパシタの容量が大きくなるとその分だけ蓄電に時間を要し、結果として電圧計測時間もかかることになる。従って、電圧計測時間を短縮するためにはフライングキャパシタの容量を小さくする必要があるが、差動増幅回路(オペアンプ)で電圧を検出する際にフライングキャパシタで蓄積した電荷を定量的に消費してしまうため、電圧検出精度を考慮すると単にフライングキャパシタの容量を小さくすることはできない。   In the voltage detection circuit using the flying capacitor, the storage voltage of the flying capacitor is detected. Therefore, when the capacity of the flying capacitor is increased, it takes time for the storage, and as a result, the voltage measurement time is also required. Therefore, in order to shorten the voltage measurement time, it is necessary to reduce the capacitance of the flying capacitor, but when the voltage is detected by the differential amplifier circuit (op amp), the charge accumulated in the flying capacitor is consumed quantitatively. Therefore, the capacitance of the flying capacitor cannot simply be reduced in consideration of the voltage detection accuracy.

さらに、二次電池が複数の電池ブロックを直列に接続して構成される場合、二次電池とフライングキャパシタとの間に複数の入力側サンプリングスイッチを接続し、これら複数の入力側サンプリングスイッチ(マルチプレクサ)を順次、選択的にオンして電池ブロックを順次フライングキャパシタに接続することが必要となるが、入力側サンプリングスイッチに異常が生じると二次電池の電圧を正確に検出することができない。   Further, when the secondary battery is configured by connecting a plurality of battery blocks in series, a plurality of input side sampling switches are connected between the secondary battery and the flying capacitor, and the plurality of input side sampling switches (multiplexers) are connected. ) Are selectively turned on and the battery blocks are sequentially connected to the flying capacitors. However, if an abnormality occurs in the input side sampling switch, the voltage of the secondary battery cannot be accurately detected.

本発明の目的は、キャパシタを用いた電圧検出回路において、電圧検出精度を確保しつつキャパシタの容量を低減し、これにより電圧計測時間の短縮を図ることにある。   An object of the present invention is to reduce the capacitance of a capacitor while ensuring the voltage detection accuracy in a voltage detection circuit using the capacitor, thereby shortening the voltage measurement time.

また、本発明の別の目的は、入力側サンプリングスイッチ(マルチプレクサ)に異常が生じた場合に、異常の発生を簡易かつ迅速に検出することにある。   Another object of the present invention is to easily and quickly detect the occurrence of an abnormality when an abnormality occurs in the input side sampling switch (multiplexer).

本発明は、二次電池の電圧検出回路であって、前記二次電池の両端子に入力側サンプリングスイッチを介して接続され、前記二次電池により充電されるメインキャパシタと、前記メインキャパシタに出力側サンプリングスイッチを介して接続される差動増幅回路とを備え、前記差動増幅回路の出力端子と反転入力端子はサブキャパシタで接続され、前記メインキャパシタは、互いに直列接続された第1及び第2メインキャパシタからなり、前記差動増幅回路は第1及び第2差動増幅回路からなり、前記第1メインキャパシタと第2メインキャパシタの接続節点は基準電位に設定されるとともに前記第1及び第2差動増幅回路の非反転入力端子に接続され、前記第1メインキャパシタの前記接続節点と反対側の端子は前記第1差動増幅回路の反転入力端子に接続され、前記第2メインキャパシタの前記接続節点と反対側の端子は前記第2差動増幅回路の反転入力端子に接続され、さらに、前記第1差動増幅回路と前記第2差動増幅回路の出力の差分を演算する回路と、前記第1差動増幅回路と前記第2差動増幅回路に、周波数成分を重畳するための信号源とを備え、前記周波数成分を重畳したときの前記第1差動増幅回路と前記第2差動増幅回路の出力の差分を用いて前記入力側サンプリングスイッチの閉故障を検出することを特徴とする。   The present invention is a voltage detection circuit for a secondary battery, which is connected to both terminals of the secondary battery via an input-side sampling switch, and is charged by the secondary battery, and output to the main capacitor A differential amplifier circuit connected via a side sampling switch, the output terminal and the inverting input terminal of the differential amplifier circuit are connected by a sub-capacitor, and the main capacitor is connected to each other in series. 2 main capacitors, the differential amplifier circuit includes first and second differential amplifier circuits, and a connection node between the first main capacitor and the second main capacitor is set to a reference potential, and the first and second main capacitors are set. 2 is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit, and the terminal opposite to the connection node of the first main capacitor The second main capacitor is connected to an inverting input terminal of the second differential amplifier circuit, and is connected to the inverting input terminal of the second differential amplifier circuit. A circuit for calculating a difference between outputs of a dynamic amplifier circuit, a signal source for superimposing a frequency component on the first differential amplifier circuit and the second differential amplifier circuit, wherein the frequency component is superimposed A closed failure of the input side sampling switch is detected using a difference between outputs of the first differential amplifier circuit and the second differential amplifier circuit.

本発明の1つの実施形態では、前記信号源は、前記二次電池と前記入力側サンプリングスイッチとの間に接続される。   In one embodiment of the present invention, the signal source is connected between the secondary battery and the input side sampling switch.

本発明の他の実施形態では、前記信号源は、前記第1及び第2メインキャパシタと前記第1及び第2差動増幅回路との間に接続される。   In another embodiment of the present invention, the signal source is connected between the first and second main capacitors and the first and second differential amplifier circuits.

本発明のさらに他の実施形態では、前記信号源は、漏電検出回路の信号源である。   In still another embodiment of the present invention, the signal source is a signal source of a leakage detection circuit.

本発明によれば、メインキャパシタの電圧を検出する差動増幅回路を積分回路として機能させることでメインキャパシタの容量を低減し、これにより電圧検出時間を短縮することができる。   According to the present invention, the capacity of the main capacitor can be reduced by causing the differential amplifier circuit that detects the voltage of the main capacitor to function as an integration circuit, thereby shortening the voltage detection time.

また、本発明によれば、周波数信号を供給することで入力側サンプリングスイッチの異常を簡易な構成で検出することができる。   Further, according to the present invention, it is possible to detect an abnormality of the input side sampling switch with a simple configuration by supplying a frequency signal.

実施形態の基本回路構成図である。It is a basic circuit block diagram of an embodiment. 第1実施形態の回路構成図である。It is a circuit block diagram of 1st Embodiment. 第2実施形態の回路構成図である。It is a circuit block diagram of 2nd Embodiment. 第3実施形態の回路構成図である。It is a circuit block diagram of 3rd Embodiment. 第4実施形態の回路構成図である。It is a circuit block diagram of 4th Embodiment. 変形例の回路構成図である。It is a circuit block diagram of a modification. その他の変形例の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the other modification. その他の変形例の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the other modification.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

1.基本構成
図1に、本実施形態におけるフライングキャパシタ式電圧検出回路の基本回路構成を示す。二次電池は組電池であり、複数の電池ブロックを直列接続して構成される。図では、電池ブロックB1,B2,B3を例示的に示すが、電池ブロックの数はこれに限定されるものではない。各電池ブロックは、複数の電池モジュールを直列接続して構成され、各電池モジュールはさらに1つまたは複数の単電池(セル)を直列接続して構成される。二次電池は、電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両に搭載される。二次電池は、例えばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等である。また、本発明では二次電池は組電池に限定されず、単電池であってもよい。
1. Basic Configuration FIG. 1 shows a basic circuit configuration of a flying capacitor type voltage detection circuit in this embodiment. The secondary battery is an assembled battery, and is configured by connecting a plurality of battery blocks in series. In the figure, battery blocks B1, B2, and B3 are exemplarily shown, but the number of battery blocks is not limited to this. Each battery block is configured by connecting a plurality of battery modules in series, and each battery module is configured by further connecting one or a plurality of single cells (cells) in series. The secondary battery is mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle. The secondary battery is, for example, a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. In the present invention, the secondary battery is not limited to an assembled battery, and may be a single battery.

電池ブロックB1,B2,B3には、バスを介してそれぞれ入力側サンプリングスイッチSW1,SW2,SW3,SW4が接続される。すなわち、電池ブロックB1の負極端子にはバスを介して入力側サンプリングスイッチSW1が接続され、電池ブロックB1の正極端子及び電池ブロックB2の負極端子にはバスを介して入力側サンプリングスイッチSW2が接続される。また、電池ブロックB2の正極端子及び電池ブロックB3の負極端子にはバスを介して入力側サンプリングスイッチSW3が接続される。また、電池ブロックB3の正極端子にはバスを介して入力側サンプリングスイッチSW4が接続される。   Input side sampling switches SW1, SW2, SW3, and SW4 are connected to the battery blocks B1, B2, and B3 through buses, respectively. That is, the input side sampling switch SW1 is connected to the negative terminal of the battery block B1 via a bus, and the input side sampling switch SW2 is connected to the positive terminal of the battery block B1 and the negative terminal of the battery block B2 via the bus. The The input side sampling switch SW3 is connected to the positive terminal of the battery block B2 and the negative terminal of the battery block B3 via a bus. The input side sampling switch SW4 is connected to the positive terminal of the battery block B3 via a bus.

入力側サンプリングスイッチSW1及びSW3は、ともにメインキャパシタとしてのフライングキャパシタC1の一方の端子に接続され、入力側サンプリングスイッチSW2及びSW4は、ともに抵抗Rを介してフライングキャパシタC1の他方の端子に接続される。入力側サンプリングスイッチSW1〜SW4は、マルチプレクサで構成される。   The input side sampling switches SW1 and SW3 are both connected to one terminal of a flying capacitor C1 as a main capacitor, and the input side sampling switches SW2 and SW4 are both connected to the other terminal of the flying capacitor C1 via a resistor R. The The input side sampling switches SW1 to SW4 are constituted by multiplexers.

また、フライングキャパシタC1の一方の端子は出力側サンプリングスイッチSWaを介して差動増幅回路(オペアンプ)10の非反転入力端子(+)に接続され、フライングキャパシタC1の他方の端子は出力側サンプリングスイッチSWb及び抵抗Rを介して差動増幅回路10の反転入力端子(−)に接続される。差動増幅回路10の非反転入力端子には基準電源Vccが接続される。また、差動増幅回路10の反転入力端子にはサブキャパシタとしてのフィードバックキャパシタC2が接続される。差動増幅回路10の反転入力端子にフィードバックキャパシタを接続した構成は積分回路として公知である。差動増幅回路10の出力はアナログデジタルコンバータA/Dを備える演算回路(あるいはCPU)12に供給される。   One terminal of the flying capacitor C1 is connected to the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier circuit (op-amp) 10 via the output side sampling switch SWa, and the other terminal of the flying capacitor C1 is the output side sampling switch. It is connected to the inverting input terminal (−) of the differential amplifier circuit 10 through SWb and the resistor R. A reference power supply Vcc is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10. A feedback capacitor C2 as a sub capacitor is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10. A configuration in which a feedback capacitor is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10 is known as an integrating circuit. The output of the differential amplifier circuit 10 is supplied to an arithmetic circuit (or CPU) 12 having an analog / digital converter A / D.

このような構成において、電池ブロックB1〜B3の電圧が順次検出される。すなわち、まず、電池ブロックB1の電圧を検出する際には、SW1,SW2をオンし、他のスイッチをオフする。これにより、電池ブロックB1の電圧によりフライングキャパシタC1が充電され、電池ブロックB1の電圧がホールドされる。フライングキャパシタC1を充電した後、SW1,SW2をオフし、出力側サンプリングスイッチSWa,SWbをオンにすることでフライングキャパシタC1と差動増幅回路10が接続され、高圧の組電池と差動増幅回路10とが電気的に遮断された状態で電池ブロックB1の電圧が検出される。すなわち、差動増幅回路10の非反転入力端子には既知の基準電源電圧、差動増幅回路10の反転入力端子にはフライングキャパシタC1の電圧を積分した電圧が入力され、これらの差分値が演算回路12に供給され、電池ブロックB1の電圧が検出される。   In such a configuration, the voltages of the battery blocks B1 to B3 are sequentially detected. That is, first, when detecting the voltage of the battery block B1, SW1 and SW2 are turned on, and the other switches are turned off. Thereby, the flying capacitor C1 is charged by the voltage of the battery block B1, and the voltage of the battery block B1 is held. After charging the flying capacitor C1, the flying capacitor C1 and the differential amplifier circuit 10 are connected by turning off the SW1 and SW2 and turning on the output side sampling switches SWa and SWb. The voltage of the battery block B1 is detected in a state where 10 is electrically disconnected. That is, a known reference power supply voltage is input to the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10, and a voltage obtained by integrating the voltage of the flying capacitor C1 is input to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10. The voltage is supplied to the circuit 12 and the voltage of the battery block B1 is detected.

また、電池ブロックB2の電圧を検出する際には、SW2,SW3をオンしてフライングキャパシタC1を充電し、その後、SW2,SW3をオフしSWa,SWbをオンにして同様に差動増幅回路10で電池ブロックB2の電圧を検出する。電池ブロックB1の電圧を検出する際には積分回路でフライングキャパシタC1の電圧を積分するため、この課程においてフライングキャパシタC1は放電することとなり、次の電池ブロックB2の電圧を検出するに先立って、フライングキャパシタC1を別途、放電する必要がない。この点が積分回路を用いる利点の一つである。電池ブロックB3の電圧を検出する際には、SW3,SW4をオンしてフライングキャパシタC1を充電し、その後、SW3,SW4をオフしSWa、SWbをオンにして同様に差動増幅回路10で電池ブロックB3の電圧を検出する。   When the voltage of the battery block B2 is detected, SW2 and SW3 are turned on to charge the flying capacitor C1, and then SW2 and SW3 are turned off and SWa and SWb are turned on. To detect the voltage of the battery block B2. When the voltage of the battery block B1 is detected, the voltage of the flying capacitor C1 is integrated by an integrating circuit. Therefore, the flying capacitor C1 is discharged in this process, and prior to detecting the voltage of the next battery block B2, It is not necessary to discharge the flying capacitor C1 separately. This is one of the advantages of using an integration circuit. When the voltage of the battery block B3 is detected, SW3 and SW4 are turned on to charge the flying capacitor C1, and then SW3 and SW4 are turned off and SWa and SWb are turned on. The voltage of block B3 is detected.

このように、本実施形態のフライングキャパシタ式電圧検出回路は、フライングキャパシタC1の蓄電電圧を検出する差動増幅回路10を積分回路の一部として機能させる構成を有しており、このためフライングキャパシタC1で蓄積した電荷の消費量を減らすことができる。従って、従来においては差動増幅回路10での電荷消費のためにフライングキャパシタC1の容量を小さくすることが検出精度の観点から困難であったところ、本実施形態では検出精度を維持しつつフライングキャパシタC1の容量を小さくすることが可能となり、結果として電圧検出時間が従来よりも短縮される。また、積分回路でフライングキャパシタC1の蓄電電圧を検出するため、次にフライングキャパシタC1を充電するために前もってフライングキャパシタC1を放電する処理が不要となる。   As described above, the flying capacitor type voltage detection circuit of the present embodiment has a configuration in which the differential amplifier circuit 10 that detects the storage voltage of the flying capacitor C1 functions as a part of the integration circuit. It is possible to reduce the consumption of charges accumulated in C1. Therefore, in the past, it was difficult from the viewpoint of detection accuracy to reduce the capacitance of the flying capacitor C1 due to charge consumption in the differential amplifier circuit 10, but in this embodiment, the flying capacitor is maintained while maintaining the detection accuracy. The capacity of C1 can be reduced, and as a result, the voltage detection time is shortened compared to the conventional case. In addition, since the storage voltage of the flying capacitor C1 is detected by the integrating circuit, the process of discharging the flying capacitor C1 in advance for the next charging of the flying capacitor C1 becomes unnecessary.

本実施形態の特徴は、フライングキャパシタC1の電圧を検出するための差動増幅回路を積分回路の一部として機能させる点にあり、フライングキャパシタC1の数は任意であって互いに直列接続された複数のフライングキャパシタを備えていてもよい。また、複数のフライングキャパシタを備える場合、それぞれのフライングキャパシタに対応してそれぞれの電圧を検出する複数の差動増幅回路を備えていてもよく、この場合には複数の差動増幅回路をそれぞれ積分回路の一部として機能させる。複数の差動増幅回路を備える利点としては、電圧検出回路が搭載されるシステム固有のコモンノイズが電圧検出回路に混入しても、複数の差動増幅回路のそれぞれの出力に同じようにコモンノイズが混入するため、これらの差分を演算することでコモンノイズを除去できる点にあり、電圧検出精度が向上する。   A feature of the present embodiment is that a differential amplifier circuit for detecting the voltage of the flying capacitor C1 functions as a part of the integrating circuit, and the number of flying capacitors C1 is arbitrary and a plurality of them connected in series with each other. The flying capacitor may be provided. Further, when a plurality of flying capacitors are provided, a plurality of differential amplifier circuits that detect the respective voltages corresponding to the respective flying capacitors may be provided. In this case, the plurality of differential amplifier circuits are respectively integrated. It functions as a part of the circuit. The advantage of having multiple differential amplifier circuits is that even if common noise peculiar to the system on which the voltage detection circuit is mounted is mixed in the voltage detection circuit, the common noise is similarly applied to each output of the multiple differential amplifier circuits. Therefore, the common noise can be removed by calculating these differences, and the voltage detection accuracy is improved.

次に、本実施形態の構成について、より詳細に説明する。   Next, the configuration of the present embodiment will be described in more detail.

2.第1実施形態
図2に、第1実施形態のフライングキャパシタ式電圧検出回路の回路構成図を示す。組電池は、複数の電池ブロックB1,B2,・・・,B14を直列接続して構成される。電池ブロックB1の負極端子にはバスVB1を介して抵抗R1及び入力側サンプリングスイッチSW1が接続され、電池ブロックB1の正極端子にはバスVB2を介して抵抗R2及び入力側サンプリングスイッチSW2が接続される。電池ブロックB2の負極端子にはバスVB2を介して抵抗R2及び入力側サンプリングスイッチSW2が接続され、電池ブロックB2の正極端子にはバスVB3を介して抵抗R3及び入力側サンプリングスイッチSW3が接続される。以下同様であり、電池ブロックB14の負極端子にはバスVB14を介して抵抗R14及び入力側サンプリングスイッチSW14が接続され、電池ブロックB14の正極端子にはバスVB15を介して抵抗R15及び入力側サンプリングスイッチSW15が接続される。抵抗R1〜R15は、通電電流を制限する電流制限抵抗として機能する。
2. First Embodiment FIG. 2 shows a circuit configuration diagram of a flying capacitor type voltage detection circuit according to a first embodiment. The assembled battery is configured by connecting a plurality of battery blocks B1, B2,. The resistor R1 and the input side sampling switch SW1 are connected to the negative terminal of the battery block B1 via the bus VB1, and the resistor R2 and the input side sampling switch SW2 are connected to the positive terminal of the battery block B1 via the bus VB2. . The resistor R2 and the input side sampling switch SW2 are connected to the negative terminal of the battery block B2 via the bus VB2, and the resistor R3 and the input side sampling switch SW3 are connected to the positive terminal of the battery block B2 via the bus VB3. . The same applies to the following. The resistor R14 and the input side sampling switch SW14 are connected to the negative terminal of the battery block B14 via the bus VB14. The resistor R15 and the input side sampling switch are connected to the positive terminal of the battery block B14 via the bus VB15. SW15 is connected. The resistors R1 to R15 function as current limiting resistors that limit the energization current.

入力側サンプリングスイッチSW1〜SW15のうち、偶数番目のスイッチSW2,SW4,SW6,・・・,SW14はともに共通にフライングキャパシタC1の一方の端子に接続される。また、奇数番目のスイッチSW1,SW3,SW5,・・・SW15はともに共通にフライングキャパシタC1の他方の端子に接続される。   Of the input side sampling switches SW1 to SW15, the even-numbered switches SW2, SW4, SW6,..., SW14 are commonly connected to one terminal of the flying capacitor C1. The odd-numbered switches SW1, SW3, SW5,... SW15 are commonly connected to the other terminal of the flying capacitor C1.

また、フライングキャパシタC1の一方の端子は出力側サンプリングスイッチSWaを介して差動増幅回路10の非反転入力端子に接続され、フライングキャパシタC1の他方の端子は抵抗R19を介して差動増幅回路10の反転入力端子に接続される。差動増幅回路10の非反転入力端子には基準電源Vccが接続され、差動増幅回路10の反転入力端子にはフィードバックキャパシタC2が接続されて積分回路を構成する。また、フィードバックキャパシタC2と並列に抵抗R21及びスイッチSWcが接続され、スイッチSWcをオン/オフすることで積分回路を選択的に動作可能な構成である。差動増幅回路10の出力はA/Dを含む演算回路12に接続される。   One terminal of the flying capacitor C1 is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10 via the output side sampling switch SWa, and the other terminal of the flying capacitor C1 is connected to the differential amplifier circuit 10 via the resistor R19. Connected to the inverting input terminal. A reference power supply Vcc is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10, and a feedback capacitor C2 is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10 to constitute an integrating circuit. Further, the resistor R21 and the switch SWc are connected in parallel with the feedback capacitor C2, and the integration circuit can be selectively operated by turning on / off the switch SWc. The output of the differential amplifier circuit 10 is connected to the arithmetic circuit 12 including A / D.

このような構成において、電池ブロックB1の電圧を検出する際には、SW1,SW2をオンし、他の入力側サンプリングスイッチをオフにして電池ブロックB1の電圧でフライングキャパシタC1を充電し、電池ブロックB1の電圧をホールドする。次に、SW1,SW2をオフし、SWa、SWbをオンし、SWcをオフにしてフライングキャパシタC1の電圧を差動増幅回路10で検出し、演算回路12に出力する。以下、同様にして順次、電池ブロックB1〜B14の電圧を検出する。   In such a configuration, when detecting the voltage of the battery block B1, the SW1 and SW2 are turned on, the other input side sampling switches are turned off, and the flying capacitor C1 is charged with the voltage of the battery block B1. Hold the voltage of B1. Next, SW1 and SW2 are turned off, SWa and SWb are turned on, SWc is turned off, and the voltage of the flying capacitor C1 is detected by the differential amplifier circuit 10 and output to the arithmetic circuit 12. Thereafter, the voltages of the battery blocks B1 to B14 are sequentially detected in the same manner.

積分回路を用いて電圧を検出するため、定量的な消費電流が小さくなり、フライングキャパシタC1の容量を小さくすることができる。本願出願人は、本実施形態のフライングキャパシタC1の容量を、従来におけるフライングキャパシタC1の容量の約1/20にでき、1電池ブロック当たりの電圧検出時間も従来の約1/4まで短縮できることを確認している。   Since the voltage is detected using the integration circuit, the quantitative current consumption is reduced, and the capacitance of the flying capacitor C1 can be reduced. The applicant of the present application is that the capacity of the flying capacitor C1 of this embodiment can be reduced to about 1/20 of the capacity of the conventional flying capacitor C1, and the voltage detection time per battery block can be reduced to about 1/4 of the conventional capacity. I have confirmed.

3.第2実施形態
図3に、本実施形態の回路構成図を示す。図2と異なる点は、メインキャパシタであるフライングキャパシタとしてフライングキャパシタC11,C12が設けられ、差動増幅回路として差動増幅回路10a、10b、10cが設けられる点である。
3. Second Embodiment FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of the present embodiment. The difference from FIG. 2 is that flying capacitors C11 and C12 are provided as flying capacitors which are main capacitors, and differential amplifier circuits 10a, 10b and 10c are provided as differential amplifier circuits.

入力側サンプリングスイッチSW1〜SW15のうち、奇数番目のスイッチSW1,SW3,・・・SW15はともに共通してフライングキャパシタC11の一方の端子に接続される。フライングキャパシタC11の他方の端子はフライングキャパシタC12の一方の端子に接続される。また、偶数番目のスイッチSW2,sW4,・・SW14はともに共通してフライングキャパシタC12の他方の端子に接続される。   Among the input side sampling switches SW1 to SW15, odd-numbered switches SW1, SW3,... SW15 are commonly connected to one terminal of the flying capacitor C11. The other terminal of the flying capacitor C11 is connected to one terminal of the flying capacitor C12. The even-numbered switches SW2, sW4,... SW14 are commonly connected to the other terminal of the flying capacitor C12.

フライングキャパシタC11、C12は互いに直列接続され、フライングキャパシタC11、C12の接続節点は出力側サンプリングスイッチSWaを介して差動増幅回路10aの非反転入力端子及び差動増幅回路10bの非反転入力端子に接続される。フライングキャパシタC11の接続節点とは反対側の端子は差動増幅回路10aの反転入力端子に接続される。また、フライングキャパシタC12の接続節点とは反対側の端子は差動増幅回路10bの反転入力端子に接続される。   The flying capacitors C11 and C12 are connected in series, and the connection nodes of the flying capacitors C11 and C12 are connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10a and the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10b via the output side sampling switch SWa. Connected. The terminal opposite to the connection node of the flying capacitor C11 is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10a. Further, the terminal opposite to the connection node of the flying capacitor C12 is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10b.

差動増幅回路10aの非反転入力端子及び差動増幅回路10bの非反転入力端子はともに基準電源Vccに接続され、さらに抵抗R21を介して差動増幅回路10cの非反転入力端子に接続される。また、差動増幅回路10aの反転入力端子にはサブキャパシタであるフィードバックキャパシタC21が接続されて積分回路を構成し、差動増幅回路10bの反転入力端子にもフィードバックキャパシタC22が接続されて積分回路を構成する。フィードバックキャパシタC21及びフィードバックキャパシタC22とは並列にそれぞれ抵抗18とスイッチSWd、抵抗R19とスイッチSWeが接続され、それぞれの積分回路は選択的に動作可能に構成される。差動増幅回路10aの出力は抵抗R20を介して差動増幅回路10cの反転入力端子に接続され、差動増幅回路10bの出力は抵抗R22を介して差動増幅回路10cの非反転入力端子に接続される。差動増幅回路10cの出力はA/Dを含む演算回路12に接続される。   Both the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10a and the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10b are connected to the reference power supply Vcc, and further connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10c via the resistor R21. . Further, a feedback capacitor C21 as a sub-capacitor is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10a to constitute an integrating circuit, and a feedback capacitor C22 is also connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10b. Configure. The feedback capacitor C21 and the feedback capacitor C22 are respectively connected in parallel with a resistor 18 and a switch SWd, and a resistor R19 and a switch SWe, and each integrating circuit is configured to be selectively operable. The output of the differential amplifier circuit 10a is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10c via the resistor R20, and the output of the differential amplifier circuit 10b is connected to the non-inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10c via the resistor R22. Connected. The output of the differential amplifier circuit 10c is connected to the arithmetic circuit 12 including A / D.

このような構成において、電池ブロックB1の電圧を検出する際には、SW1,SW2をオンし、他の入力側サンプリングスイッチをオフして電池ブロックB1の電圧によりフライングキャパシタC11,C12を充電する。   In such a configuration, when detecting the voltage of the battery block B1, SW1 and SW2 are turned on, the other input side sampling switches are turned off, and the flying capacitors C11 and C12 are charged by the voltage of the battery block B1.

次に、SW1,SW2をオフし、出力側サンプリングスイッチSWa,SWb,SWcをオンする。すると、フライングキャパシタC11の蓄電電圧は差動増幅回路10aで検出され、差動増幅回路10cの反転入力端子に供給される。また、フライングキャパシタC12の蓄電電圧は差動増幅回路10bで検出され、差動増幅回路10cの非反転入力回路に供給される。フライングキャパシタC11,C12の容量を同一とすると、差動増幅回路10aからの出力電圧と差動増幅回路10bからの出力電圧はほぼ同一であり(符号は反転している)、検出システムにコモンモードノイズが存在する場合には、差動増幅回路10aの出力と差動増幅回路10bの出力にはともにコモンモードノイズが混入することとなるが、差動増幅回路10cで両信号の差分を演算するためコモンモードノイズは除去される。以上のようにして、フライングキャパシタC11の蓄電電圧とフライングキャパシタC12の蓄電電圧の和、すなわち電池ブロックB1の電圧が検出され、演算回路12に供給される。他の電池ブロックについても同様である。   Next, SW1 and SW2 are turned off, and the output side sampling switches SWa, SWb, and SWc are turned on. Then, the stored voltage of the flying capacitor C11 is detected by the differential amplifier circuit 10a and supplied to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10c. The stored voltage of the flying capacitor C12 is detected by the differential amplifier circuit 10b and supplied to the non-inverting input circuit of the differential amplifier circuit 10c. If the capacitances of the flying capacitors C11 and C12 are the same, the output voltage from the differential amplifier circuit 10a and the output voltage from the differential amplifier circuit 10b are substantially the same (signs are inverted), and the detection system has a common mode. When noise exists, common mode noise is mixed in both the output of the differential amplifier circuit 10a and the output of the differential amplifier circuit 10b, but the differential amplifier circuit 10c calculates the difference between both signals. Therefore, common mode noise is removed. As described above, the sum of the storage voltage of the flying capacitor C11 and the storage voltage of the flying capacitor C12, that is, the voltage of the battery block B1 is detected and supplied to the arithmetic circuit 12. The same applies to other battery blocks.

4.第3実施形態
上記の第2実施形態では、差動増幅回路10cで2つの信号の差分を演算しているが、この部分も演算回路12でソフトウェア的に処理することもできる。図4に、この場合の回路構成を示す。図3と異なる点は、差動増幅回路10cが存在せず、演算回路12で2つの信号の差分演算を実行している点である。この実施形態によれば、コモンモードノイズを除去して検出精度を向上させつつ部品点数を削減することができる。
4). Third Embodiment In the second embodiment described above, the difference between two signals is calculated by the differential amplifier circuit 10c, but this part can also be processed by the arithmetic circuit 12 in software. FIG. 4 shows a circuit configuration in this case. The difference from FIG. 3 is that the differential amplifier circuit 10c does not exist, and the arithmetic circuit 12 executes the difference calculation of the two signals. According to this embodiment, it is possible to reduce the number of parts while removing common mode noise and improving detection accuracy.

5.第4実施形態
上記の各実施形態では、入力側サンプリングスイッチSW1,SW2,・・のオン/オフを順次切り替えて電池ブロックB1,B2,・・の電圧を順次検出しているため、これらの入力側サンプリングスイッチSW1,SW2,・・に異常が生じ、例えば閉故障、すなわちオン状態のまま継続してしまう故障が発生すると、その入力側サンプリングスイッチに直列に接続されている電流制限抵抗や入力側サンプリングスイッチが短絡回路を構成してしまい、電流制限抵抗及び入力側サンプリングスイッチが発熱あるいは破壊され、正常に電池ブロックの電圧を検出することができず、結果として電池ブロックの状態ひいては組電池の状態を誤判定してしまう可能性がある。
5. Fourth Embodiment In each of the above embodiments, the input side sampling switches SW1, SW2,... Are sequentially switched on and off to detect the voltages of the battery blocks B1, B2,. When an abnormality occurs in the side sampling switches SW1, SW2,..., For example, when a failure that closes, that is, continues in an on state, occurs, a current limiting resistor connected in series to the input side sampling switch The sampling switch constitutes a short circuit, the current limiting resistor and the input side sampling switch are heated or destroyed, and the voltage of the battery block cannot be detected normally. As a result, the state of the battery block and the battery pack May be misjudged.

そこで、本実施形態では、入力側サンプリングスイッチSW1,SW2,・・の閉故障を検出するための構成について説明する。   Therefore, in the present embodiment, a configuration for detecting a closed failure of the input side sampling switches SW1, SW2,.

図5に、本実施形態の回路構成図を示す。基本構成は図4の構成であり、これが簡略化して示されている。   FIG. 5 shows a circuit configuration diagram of the present embodiment. The basic configuration is the configuration of FIG. 4, which is shown in a simplified manner.

すなわち、電池ブロックB1,B2,B3が互いに直列に接続され、電池ブロックB1の負極端子にはバスを介して入力側サンプリングスイッチSW1が接続され、電池ブロックB1の正極端子及び電池ブロックB2の負極端子にはバスを介して入力側サンプリングスイッチSW2が接続される。電池ブロックB2の正極端子及び電池ブロックB3の負極端子にはバスを介して入力側サンプリングスイッチSW3が接続され、電池ブロックB3の正極端子にはバスを介して入力側サンプリングスイッチSW4が接続される。SW2及びSW4はともに共通にフライングキャパシタC11の一方の端子に接続され、フライングキャパシタC11の他方の端子はフライングキャパシタC12の一方の端子に接続される。フライングキャパシタC11,C12は互いに直列に接続される。SW1及びSW3はともに共通にフライングキャパシタC12の他方の端子に接続される。   That is, the battery blocks B1, B2, B3 are connected in series with each other, the negative terminal of the battery block B1 is connected to the input side sampling switch SW1 via the bus, and the positive terminal of the battery block B1 and the negative terminal of the battery block B2 Is connected to the input side sampling switch SW2 via a bus. The input side sampling switch SW3 is connected to the positive terminal of the battery block B2 and the negative terminal of the battery block B3 via a bus, and the input side sampling switch SW4 is connected to the positive terminal of the battery block B3 via the bus. Both SW2 and SW4 are commonly connected to one terminal of the flying capacitor C11, and the other terminal of the flying capacitor C11 is connected to one terminal of the flying capacitor C12. Flying capacitors C11 and C12 are connected in series with each other. Both SW1 and SW3 are commonly connected to the other terminal of the flying capacitor C12.

フライングキャパシタC11、C12の接続節点には出力側サンプリングスイッチSWaを介して基準電源Vccが接続され、さらに差動増幅回路10a、10bの非反転入力端子に接続される。フライングキャパシタC11の一方の端子は出力側サンプリングスイッチSWb及び抵抗R1を介して差動増幅回路10aの反転入力端子に接続される。また、フライングキャパシタC12の他方の端子は出力側サンプリングスイッチSWc及び抵抗R2を介して差動増幅回路10bの反転入力端子に接続される。差動増幅回路10aの反転入力端子にはフィードバックキャパシタC21が接続されて積分回路を構成し、差動増幅回路10bの反転入力端子にもフィードバックキャパシタC22が接続されて積分回路を構成する。差動増幅回路10a、10bの出力は演算回路12に接続される。演算回路12は、差動増幅回路10a、10bの出力をそれぞれデジタル信号に変換するA/Dを備え、両信号の差分を演算することでコモンモードノイズを除去する。   A connection node between the flying capacitors C11 and C12 is connected to a reference power supply Vcc via an output side sampling switch SWa, and further connected to non-inverting input terminals of the differential amplifier circuits 10a and 10b. One terminal of the flying capacitor C11 is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10a via the output side sampling switch SWb and the resistor R1. The other terminal of the flying capacitor C12 is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10b via the output side sampling switch SWc and the resistor R2. A feedback capacitor C21 is connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10a to configure an integrating circuit, and a feedback capacitor C22 is also connected to the inverting input terminal of the differential amplifier circuit 10b to configure an integrating circuit. The outputs of the differential amplifier circuits 10a and 10b are connected to the arithmetic circuit 12. The arithmetic circuit 12 includes an A / D that converts the outputs of the differential amplifier circuits 10a and 10b into digital signals, respectively, and removes common mode noise by calculating the difference between the two signals.

一方、このようなフライングキャパシタ式電圧検出回路とは別に、システムには漏電検出回路14が設けられ、システム内の漏電を検出する。漏電検出回路は、周波数信号を送信する送信器14aと、周波数信号を受信する受信器14bを備える。漏電がない場合には、受信器で一定強度の周波数信号を受信するが、システム内に何らかの漏電が生じているとその受信強度が変化し、この強度変化を検出することでシステム内の漏電の有無を検出する。   On the other hand, apart from such a flying capacitor type voltage detection circuit, a leakage detection circuit 14 is provided in the system to detect leakage in the system. The leakage detection circuit includes a transmitter 14a that transmits a frequency signal and a receiver 14b that receives the frequency signal. When there is no leakage, the receiver receives a frequency signal of a certain strength, but if any leakage occurs in the system, the received strength changes, and by detecting this strength change, Detect the presence or absence.

本実施形態では、この漏電検出回路14を援用し、漏電検出回路14をフライングキャパシタ式電圧検出回路に接続する。すなわち、漏電検出回路14の送信器14aを抵抗R3及びキャパシタC5を介して電池ブロックB1の負極端子と入力側サンプリングスイッチSW1との間に接続し、送信器14aからの周波数信号を電圧検出回路に供給する。   In the present embodiment, this leakage detection circuit 14 is used to connect the leakage detection circuit 14 to the flying capacitor type voltage detection circuit. That is, the transmitter 14a of the leakage detecting circuit 14 is connected between the negative terminal of the battery block B1 and the input side sampling switch SW1 via the resistor R3 and the capacitor C5, and the frequency signal from the transmitter 14a is connected to the voltage detecting circuit. Supply.

入力側サンプリングスイッチSW1〜SW4に閉故障がない正常状態では、既述したように差動増幅回路10aの出力と差動増幅回路10bの出力はほぼ同一(符号は反転している)である。ところが、入力側サンプリングスイッチSW1〜SW4のいずれかが閉故障すると、電圧検出回路のインピーダンスが変化し、送信器14aからの周波数信号により差動増幅回路10a、10bの出力に相違が生じる。具体的には、入力側サンプリングスイッチSW1〜SW4の全てが正常に動作している場合、SW1とSW2のみをオンして電池ブロックB1の電圧を検出する際にはフライングキャパシタC11,C12の容量が同一であるとして差動増幅回路10a、10bは互いに回路的に対称でありインピーダンスも等しいが、例えばSW3が閉故障しているとSW3が接続している回路のインピーダンスが変化し、差動増幅回路10a、10bの対称性がくずれて出力電圧が異なる。演算回路12は、差動増幅回路10a、10bの出力の相違を検出することで、入力側サンプリングスイッチSW1〜SW4の閉故障を検出する。   In the normal state where the input side sampling switches SW1 to SW4 are not closed, as described above, the output of the differential amplifier circuit 10a and the output of the differential amplifier circuit 10b are substantially the same (the sign is inverted). However, when any of the input side sampling switches SW1 to SW4 is closed, the impedance of the voltage detection circuit changes, and the output of the differential amplifier circuits 10a and 10b differs depending on the frequency signal from the transmitter 14a. Specifically, when all of the input side sampling switches SW1 to SW4 are operating normally, when the SW1 and SW2 are turned on to detect the voltage of the battery block B1, the capacitances of the flying capacitors C11 and C12 are Although the differential amplifier circuits 10a and 10b are symmetrical with each other and have the same impedance as the same, for example, when SW3 is closed, the impedance of the circuit to which SW3 is connected changes, and the differential amplifier circuit The symmetry of 10a and 10b is broken and the output voltage is different. The arithmetic circuit 12 detects a closed failure of the input side sampling switches SW1 to SW4 by detecting a difference in the outputs of the differential amplifier circuits 10a and 10b.

送信器14aは、周波数成分を有する信号であれば任意の信号を送信することができ、例えば矩形波、正弦波、三角波、パルス波のいずれも用いることができる。   The transmitter 14a can transmit any signal as long as it has a frequency component. For example, any of a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, and a pulse wave can be used.

なお、特開2009−42080号公報には、フライングキャパシタ回路にコモンモードノイズを印加するシグナル発生器が開示されており、差動増幅回路が故障した場合にそのフィルタ特性が悪化することに着目して、差動増幅回路の出力電圧が十分に減衰されないことを検出して差動増幅回路の故障を検出することが開示されているが、本実施形態のように入力側サンプリングスイッチSW1,SW2,・・・の閉故障については何らの開示もなく、かつ、本実施形態のように2つの差動増幅回路10a、10bの出力電圧の相違に着目して故障を検出するものでもないことを付言しておく。   Note that Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-42080 discloses a signal generator that applies common mode noise to a flying capacitor circuit, and focuses on the deterioration of the filter characteristics when a differential amplifier circuit fails. Thus, it is disclosed that the output voltage of the differential amplifier circuit is not sufficiently attenuated to detect a failure of the differential amplifier circuit. However, as in the present embodiment, the input side sampling switches SW1, SW2, It is not disclosed at all about the closed fault of... And it is not that the fault is detected by paying attention to the difference between the output voltages of the two differential amplifier circuits 10a and 10b as in this embodiment. Keep it.

6.その他の変形例
図5に示す構成ではシステムに設けられている漏電検出回路14を援用して電圧検出回路の入力側サンプリングスイッチSW1,SW2,・・の閉故障を検出しているが、漏電検出回路14の代わりに、別の信号源を電圧検出回路に接続してもよい。
6). Other Modifications In the configuration shown in FIG. 5, the leakage detection circuit 14 provided in the system is used to detect the closed failure of the input side sampling switches SW1, SW2,. Instead of the circuit 14, another signal source may be connected to the voltage detection circuit.

図6に、図5の変形例を示す。漏電検出回路14に代えて送信器16を設け、キャパシタC5を介して電池ブロックB1と入力側サンプリングスイッチSW1の間に接続する構成である。送信器16は、送信器14aと同様に周波数信号を供給する。周波数信号は矩形波、正弦波、三角波、パルス波のいずれでもよい。   FIG. 6 shows a modification of FIG. Instead of the leakage detection circuit 14, a transmitter 16 is provided and connected between the battery block B1 and the input side sampling switch SW1 via the capacitor C5. The transmitter 16 supplies a frequency signal in the same manner as the transmitter 14a. The frequency signal may be a rectangular wave, a sine wave, a triangular wave, or a pulse wave.

図7に、図5の他の変形例を示す。漏電検出回路14に代えて送信器18を設け、キャパシタC5を介して出力側サンプリングスイッチSWbと抵抗R1との間に接続するとともに、キャパシタC6を介して出力側サンプリングスイッチSWcと抵抗R2との間に接続する構成である。送信器18は、送信器14aと同様に周波数信号を供給する。   FIG. 7 shows another modification of FIG. A transmitter 18 is provided in place of the leakage detection circuit 14 and is connected between the output side sampling switch SWb and the resistor R1 via the capacitor C5, and between the output side sampling switch SWc and the resistor R2 via the capacitor C6. It is the structure connected to. The transmitter 18 supplies a frequency signal similarly to the transmitter 14a.

図8に、図5のさらに他の変形例を示す。漏電検出回路14に代えて送信器20を設け、キャパシタC5を介してフライングキャパシタC11,C12の接続節点と出力側サンプリングスイッチSWaの間に接続する構成である。送信器20は、送信器14aと同様に周波数信号を供給する。   FIG. 8 shows still another modification of FIG. In this configuration, a transmitter 20 is provided instead of the leakage detection circuit 14 and connected between the connection node of the flying capacitors C11 and C12 and the output side sampling switch SWa via the capacitor C5. The transmitter 20 supplies a frequency signal similarly to the transmitter 14a.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、さらに他の変形例も可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, Furthermore, another modification is also possible.

例えば、図6〜図8においては送信器16,18,20から周波数信号を供給しているが、供給すべき信号は必ずしも周期的である必要はなく、直流信号以外の周波数成分を有する信号であればよく、コモンモードノイズを供給する構成であってもよい。   For example, in FIGS. 6 to 8, frequency signals are supplied from the transmitters 16, 18, and 20, but the signals to be supplied are not necessarily periodic, and are signals having frequency components other than DC signals. Any configuration may be used as long as common mode noise is supplied.

また、図5の構成において、漏電検出回路14を図7のように出力側サンプリングスイッチSWb、SWcと差動増幅回路10a、10bの間に接続してもよい。また、図6〜図8の構成において、送信器16,18,20を設けるのではなく、差動増幅回路10a、10bの非反転入力端子に接続される基準電源Vccに周波数成分を重畳する構成としてもよい。   In the configuration of FIG. 5, the leakage detection circuit 14 may be connected between the output side sampling switches SWb and SWc and the differential amplifier circuits 10a and 10b as shown in FIG. 6 to 8, the transmitters 16, 18, and 20 are not provided, but the frequency component is superimposed on the reference power supply Vcc connected to the non-inverting input terminals of the differential amplifier circuits 10a and 10b. It is good.

また、送信器の接続場所は、上記の実施形態に限られず、入力側サンプリングスイッチSW1〜SW4の全てが正常に動作している場合に、差動増幅回路10a、10bに周波数成分を重畳できる場所であればよい。 Further, the connection location of the transmitter is not limited to the above embodiment, and the frequency component can be superimposed on the differential amplifier circuits 10a and 10b when all of the input side sampling switches SW1 to SW4 are operating normally. If it is.

また、上記の実施形態では、差動増幅回路10a、10bに同等の周波数成分を重畳しているが、異なる値を重畳するような構成としてもよい。その場合、重畳される周波数の影響を考慮して電圧計測・閉故障検出を行えばよい。 In the above embodiment, the equivalent frequency components are superimposed on the differential amplifier circuits 10a and 10b. However, different values may be superimposed. In that case, voltage measurement and closed fault detection may be performed in consideration of the influence of the superimposed frequency.

10,10a,10b,10c 差増増幅回路、12 演算回路、14 漏電検出回路、16,18,20 送信器。C1,C2,C11,C12 フライングキャパシタ(メインキャパシタ)、C2,C21,C22 フィードバックキャパシタ(サブキャパシタ)。   10, 10a, 10b, 10c Differential amplification circuit, 12 arithmetic circuit, 14 leakage detection circuit, 16, 18, 20 Transmitter. C1, C2, C11, C12 Flying capacitor (main capacitor), C2, C21, C22 Feedback capacitor (sub capacitor).

Claims (4)

二次電池の電圧検出回路であって、
前記二次電池の両端子に入力側サンプリングスイッチを介して接続され、前記二次電池により充電されるメインキャパシタと、
前記メインキャパシタに出力側サンプリングスイッチを介して接続される差動増幅回路と、
を備え、
前記差動増幅回路の出力端子と反転入力端子はサブキャパシタで接続され、
前記メインキャパシタは、互いに直列接続された第1及び第2メインキャパシタからなり、
前記差動増幅回路は第1及び第2差動増幅回路からなり、
前記第1メインキャパシタと第2メインキャパシタの接続節点は基準電位に設定されるとともに前記第1及び第2差動増幅回路の非反転入力端子に接続され、
前記第1メインキャパシタの前記接続節点と反対側の端子は前記第1差動増幅回路の反転入力端子に接続され、
前記第2メインキャパシタの前記接続節点と反対側の端子は前記第2差動増幅回路の反転入力端子に接続され、さらに、
前記第1差動増幅回路と前記第2差動増幅回路の出力の差分を演算する回路と、
前記第1差動増幅回路と前記第2差動増幅回路に、周波数成分を重畳するための信号源と、
を備え、
前記周波数成分を重畳したときの前記第1差動増幅回路と前記第2差動増幅回路の出力の差分を用いて前記入力側サンプリングスイッチの閉故障を検出する
ことを特徴とする電圧検出回路。
A voltage detection circuit for a secondary battery,
A main capacitor connected to both terminals of the secondary battery via an input-side sampling switch and charged by the secondary battery;
A differential amplifier circuit connected to the main capacitor via an output side sampling switch;
With
The output terminal and the inverting input terminal of the differential amplifier circuit are connected by a sub capacitor,
The main capacitor includes first and second main capacitors connected in series to each other,
The differential amplifier circuit includes first and second differential amplifier circuits,
A connection node between the first main capacitor and the second main capacitor is set to a reference potential and is connected to a non-inverting input terminal of the first and second differential amplifier circuits.
The terminal opposite to the connection node of the first main capacitor is connected to the inverting input terminal of the first differential amplifier circuit,
A terminal opposite to the connection node of the second main capacitor is connected to an inverting input terminal of the second differential amplifier circuit, and
A circuit for calculating a difference between outputs of the first differential amplifier circuit and the second differential amplifier circuit;
A signal source for superimposing a frequency component on the first differential amplifier circuit and the second differential amplifier circuit;
With
A voltage detection circuit that detects a closed failure of the input side sampling switch using a difference between outputs of the first differential amplifier circuit and the second differential amplifier circuit when the frequency component is superimposed.
請求項1記載の電圧検出回路において、
前記信号源は、前記二次電池と前記入力側サンプリングスイッチとの間に接続されることを特徴とする電圧検出回路。
The voltage detection circuit according to claim 1, wherein
The voltage detection circuit, wherein the signal source is connected between the secondary battery and the input side sampling switch.
請求項1記載の電圧検出回路において、
前記信号源は、前記第1及び第2メインキャパシタと前記第1及び第2差動増幅回路との間に接続されることを特徴とする電圧検出回路。
The voltage detection circuit according to claim 1, wherein
The voltage detection circuit, wherein the signal source is connected between the first and second main capacitors and the first and second differential amplifier circuits.
請求項1〜3のいずれかに記載の電圧検出回路において、
前記信号源は、漏電検出回路の信号源であることを特徴とする電圧検出回路。

In the voltage detection circuit in any one of Claims 1-3,
The voltage detection circuit, wherein the signal source is a signal source of a leakage detection circuit.

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