JP2017207453A - Semiconductor device, battery monitoring system, and diagnosis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置、電池監視システムおよび診断方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a battery monitoring system, and a diagnostic method.
直列接続された複数の電池セルを備えた組電池の各電池セルの状態を監視する電池監視システムが知られている。例えば、特許文献1には、直列に接続された複数の電池の各々に接続された複数の電源線と、複数の電源線から2つの電源線を選択する選択手段と、選択手段により選択された2つの電源線に流れる電気信号が入力された場合は、当該2つの電源線に流れる電気信号の差分をデジタル信号に変換して出力する計測手段と、計測手段から出力されたデジタル信号に対して予め定められた演算を行い、演算結果に応じた電気信号を出力する演算手段と、複数の電源線のうちから、第1基準電圧に応じた電気信号が流れる電源線と、第1基準電圧と異なる第2基準電圧に応じた電気信号が流れる電源線とを選択するように選択手段を制御する第1制御、及び第2基準電圧に応じた電気信号をデジタル信号に変換させて出力するように計測手段を制御する第2制御を行う制御手段と、を備えた半導体回路が記載されている。
A battery monitoring system that monitors the state of each battery cell of an assembled battery including a plurality of battery cells connected in series is known. For example, in
また、特許文献2には、上記の特許文献1に記載のものと同様の複数の電源線、選択手段、計測手段および演算手段と、第1の基準電圧を分圧した第2の基準電圧を電源線に供給する基準電圧分圧部と、を備えた組電池システムが記載されている。この組電池システムにおいて、計測手段の自己診断は、計測手段から出力された第1の基準電圧と第2の基準電圧との差分と、第2の基準電圧と第2の基準電圧よりも小さい第3の基準電圧との差分との加算値が、第1の基準電圧に応じた値となるか否かにより行われる。
電池監視用の半導体装置は、直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線を含む。このような半導体装置において、自己の異常を検出する自己診断機能を有するものがある。自己診断では、例えば、複数の主配線のうちから選択された一対の主配線に電圧を印加し、一対の主配線間に生じる電圧の測定値が適正であるか否かを判定する。 The semiconductor device for battery monitoring includes a plurality of main wirings provided corresponding to each of nodes generating different potentials of a plurality of battery cells connected in series. Some of such semiconductor devices have a self-diagnosis function that detects their own abnormality. In the self-diagnosis, for example, a voltage is applied to a pair of main wirings selected from a plurality of main wirings, and it is determined whether or not a measured value of a voltage generated between the pair of main wirings is appropriate.
半導体装置の異常を効果的に検出する方法として、例えば、診断対象となる一対の主配線間に印加する診断電圧を一定に保ちながら各主配線に印加する電位を増減させた場合の当該主配線間に生じる電圧の変動をモニタする方法が考えられる。上記の特許文献1および特許文献2に記載のものにおいては、上記の手法による自己診断を行うことは困難であり、各主配線に印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常を検出することが困難であった。
As a method for effectively detecting an abnormality of a semiconductor device, for example, the main wiring when the potential applied to each main wiring is increased or decreased while keeping a diagnostic voltage applied between a pair of main wirings to be diagnosed constant. A method for monitoring voltage fluctuations occurring between them is conceivable. In those described in
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線を含む半導体装置の自己診断において、診断対象となる主配線に印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常の検出を可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is a self-contained semiconductor device including a plurality of main wirings provided corresponding to respective nodes that generate different potentials in a plurality of battery cells connected in series. An object of the present invention is to enable detection of an abnormality that becomes apparent when a potential applied to a main wiring to be diagnosed is changed in diagnosis.
本発明に係る半導体装置は、直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部に接続された第2の電流源と、前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、を含む。 A semiconductor device according to the present invention includes a plurality of main wirings provided corresponding to respective nodes that generate different potentials of a plurality of battery cells connected in series, and a plurality of resistance elements connected in series. A series resistance circuit connected to the power supply line, a first current source connected to the other end of the series resistance circuit, an end on the high potential side of a specific resistance element among the plurality of resistance elements, Alternatively, a second current source connected to a connection portion between resistance elements having a higher potential than an end portion on the high potential side of the specific resistance element of the series resistance circuit, and a pair of the plurality of main wirings A first switch provided between one of the diagnosis target wirings and one end of the specific resistance element; and between the other of the pair of diagnosis target wirings and the other end of the specific resistance element. A second switch.
本発明に係る他の半導体装置は、直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部のいずれかに選択的に接続される第2の電流源と、前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、を含む。 Another semiconductor device according to the present invention includes a plurality of main wirings provided corresponding to respective nodes that generate different potentials of a plurality of battery cells connected in series, and a plurality of resistance elements connected in series. A series resistance circuit having one end connected to a power supply line, a first current source connected to the other end of the series resistance circuit, and an end on the high potential side of a specific resistance element among the plurality of resistance elements Or a second current source that is selectively connected to any one of the connecting portions between the resistance elements having a higher potential than the high-potential side end of the specific resistance element of the series resistance circuit, A first switch provided between one of the pair of diagnosis target wirings of the plurality of main wirings and one end of the specific resistance element; and the other of the pair of diagnosis target wirings and the specific resistance element. And a second switch provided between the other end.
本発明に係る電池監視システムは、直列接続された複数の電池セルと、前記電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部に接続された第2の電流源と、前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、前記複数の主配線の各々の第1のノードまたは第2のノードへの接続および非接続を切り替える複数のスイッチを含むスイッチ群と、前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力する電圧出力部と、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオフ状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記スイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第1の状態と、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオン状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記スイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第2の状態と、を順次形成する制御部と、を含む。 A battery monitoring system according to the present invention includes a plurality of battery cells connected in series, a plurality of main wires provided corresponding to each of the nodes that generate different potentials of the battery cells, and a plurality of cells connected in series. A series resistance circuit including a resistance element, one end of which is connected to a power supply line; a first current source connected to the other end of the series resistance circuit; and a height of a specific resistance element among the plurality of resistance elements A second current source connected to an end portion on the potential side, or a connection portion between resistance elements having a higher potential than an end portion on the high potential side of the specific resistance element of the series resistance circuit; A first switch provided between one of the pair of diagnosis target wirings of the main wiring and one end of the specific resistance element; the other of the pair of diagnosis target wirings and the other end of the specific resistance element A second switch provided between the plurality of switches and the plurality of switches A switch group including a plurality of switches for switching connection and disconnection of each main wiring to the first node or the second node, and a difference between the potential of the first node and the potential of the second node A voltage output unit that outputs a voltage according to the pair of the first switch and the second switch, the first current source is turned on, and the second current source is turned off. The switch group is controlled so that one of the diagnosis target wirings is connected to the first node, and the other of the pair of diagnosis target wirings is connected to the second node. A first state in which a voltage corresponding to a difference between the potential of the node and the potential of the second node is output; the first switch and the second switch are turned on; and the first current source is turned on State, the second current The switch group is controlled so that one of the pair of diagnosis target wirings is connected to the first node and the other of the pair of diagnosis target wirings is connected to the second node while the switch is turned on. And a controller that sequentially forms a second state in which a voltage corresponding to a difference between the potential of the first node and the potential of the second node is output from a voltage output unit.
本発明に係る他の電池監視システムは、直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部のいずれかに選択的に接続される第2の電流源と、前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、前記直列抵抗回路の隣接する抵抗素子間の接続部に各々の一端が接続され、前記第2の電流源に各々の他端が接続された複数のスイッチを含む第1のスイッチ群と、前記複数の主配線の各々の第1のノードまたは第2のノードへの接続および非接続を切り替える複数のスイッチを含む第2のスイッチ群と、前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力する電圧出力部と、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1のスイッチ群を構成する複数のスイッチの各々をオフ状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオフ状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記第2のスイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第1の状態と、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1のスイッチ群を構成する複数のスイッチのいずれか1つをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオン状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記第2のスイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第2の状態と、を順次形成する制御部と、を含む。 Another battery monitoring system according to the present invention includes a plurality of main wirings provided corresponding to nodes that generate different potentials of a plurality of battery cells connected in series, and a plurality of resistance elements connected in series. A series resistor circuit having one end connected to the power supply line, a first current source connected to the other end of the series resistor circuit, and a high potential side of a specific resistor element among the plurality of resistor elements A second current source that is selectively connected to either the end portion or a connection portion between resistance elements having a higher potential than the end portion on the high potential side of the specific resistance element of the series resistance circuit; A first switch provided between one of the pair of diagnosis target wirings of the plurality of main wirings and one end of the specific resistance element; and the other of the pair of diagnosis target wirings and the specific resistance element. A second switch provided between the other end, and A first switch group including a plurality of switches each having one end connected to a connection portion between adjacent resistance elements of the column resistance circuit and each other end connected to the second current source; A second switch group including a plurality of switches for switching connection and non-connection of each of the main wirings to the first node or the second node; the potential of the first node; and the potential of the second node A voltage output unit that outputs a voltage corresponding to the difference between the first switch and the second switch, the first switch and the second switch are turned on, and each of the plurality of switches constituting the first switch group is turned off, One of the pair of diagnosis target wirings is connected to the first node while the current source of the pair is turned on and the second current source is turned off, and the other of the pair of diagnosis target wirings is connected to the second node. To connect to the second A first state of controlling a switch group to output a voltage according to a difference between the potential of the first node and the potential of the second node from the voltage output unit; the first switch; 2 is turned on, any one of the plurality of switches constituting the first switch group is turned on, the first current source is turned on, and the second current source is turned on. The voltage output unit is configured to control the second switch group to connect one of a pair of diagnosis target wires to the first node and to connect the other of the pair of diagnosis target wires to the second node. And a controller that sequentially forms a second state in which a voltage corresponding to a difference between the potential of the first node and the potential of the second node is output.
本発明に係る診断方法は、直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、直列接続された複数の抵抗素子を含み一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、を含む半導体装置の診断方法であって、前記直列抵抗回路に電流を流すことにより前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の両端に生ずる電圧を、前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線間に印加して、前記一対の診断対象配線間の電圧を測定するステップと、前記特定の抵抗素子に流れる電流の大きさを維持したまま前記特定の抵抗素子の一端の電位を変化させて前記特定の抵抗素子の両端に生ずる電圧を前記一対の診断対象配線間に印加して、前記一対の診断対象配線間の電圧を測定するステップと、を含む。 The diagnostic method according to the present invention includes a plurality of main wirings provided corresponding to respective nodes that generate different potentials of a plurality of battery cells connected in series, and a plurality of resistance elements connected in series. A method for diagnosing a semiconductor device including a series resistance circuit connected to a power supply line, wherein a voltage generated at both ends of a specific resistance element among the plurality of resistance elements by flowing a current through the series resistance circuit. Applying a voltage between a pair of diagnosis target wires of the plurality of main wires to measure a voltage between the pair of diagnosis target wires, and maintaining a magnitude of a current flowing through the specific resistance element Measuring a voltage between the pair of diagnosis target wirings by changing a potential at one end of the specific resistance element and applying a voltage generated between both ends of the specific resistance element between the pair of diagnosis target wirings; Including the.
直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線を含む半導体装置の自己診断において、診断対象となる主配線に印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常の検出が可能となる。 In self-diagnosis of a semiconductor device including a plurality of main wirings provided corresponding to each of nodes that generate different potentials in a plurality of battery cells connected in series, the potential applied to the main wiring to be diagnosed is changed. It is possible to detect an abnormality that becomes apparent in the event of a failure.
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与し、重複する説明は適宜省略する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or equivalent components and parts are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の実施形態に係る電池監視システム1の構成を示すブロック図である。電池監視システム1は、直列接続された複数の電池セルC2、・・・、Cn−1、CnおよびCn+1を含む組電池200と、各電池セルC2、・・・、Cn−1、CnおよびCn+1の状態を監視する半導体装置100を含んで構成されている。
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
半導体装置100は、電池セルC2〜Cn+1の互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた入力端子T1〜Tn+1と、入力端子T1〜Tn+1に接続された検査回路10と、検査回路10に接続された制御部110と、制御部110に接続された記憶部120および出力端子Toutと、を有する。
The
半導体装置100は、入力端子T1〜Tn+1を介して入力される電池セルC2〜Cn+1の各セル電圧を測定するセル電圧測定機能と、検査回路10に異常が生じているか否かを診断する自己診断機能を有する。制御部110が、検査回路10に制御信号を供給して検査回路10の動作を制御することにより、上記のセル電圧測定機能および自己診断機能が実現される。制御部110は、検査回路10から出力されるデータを受信する。記憶部120には、制御部110による制御の下で検査回路10から出力されるデータ等が格納される。制御部110は、例えば、図示しない上位システムからの要求に応じて、記憶部120に格納されたデータを読み出して、出力端子Toutから出力する。また、制御部110は、検査回路10から出力されるデータに基づいて検査回路10に異常が生じているか否かを診断し、診断結果を出力端子Toutから出力する。
The
図2は、検査回路10の詳細な構成を示す図である。検査回路10は、入力端子T1〜Tn+1の各々に対応して設けられた複数の主配線W1〜Wn+1を有する。すなわち、主配線W1〜Wn+1は、直列接続された電池セルC2〜Cn+1の互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられている。また、検査回路10は、電池セル接続用スイッチ群11、電源接続用スイッチ12、電源接続用スイッチ群13、電池セル選択用スイッチ群20、レベルシフタ30、基準電源40、分圧回路50、ADコンバータ70、直列抵抗回路80、基準電流源81、オフセット電流源82、バイパススイッチ90およびスイッチ61〜64を備えている。
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the
電池セル接続用スイッチ群11は、入力端子T1〜Tn+1の各々および主配線W1〜Wn+1の各々に対応して設けられた複数のスイッチ111〜11n+1を含んで構成されている。複数のスイッチ111〜11n+1は、それぞれ、一端が対応する入力端子T1〜Tn+1に接続され、他端が対応する主配線W1〜Wn+1に接続されている。例えば、スイッチ11nは、一端が入力端子Tnに接続され、他端が主配線Wnに接続されており、スイッチ11nがオン状態となることにより、主配線Wnと入力端子Tnとが接続されて主配線Wnに電池セルの各ノードのうちの対応するノードの電位が印加される。
The battery cell
電源接続用スイッチ12は、一端が対応する主配線W2に接続され、他端が高電位側の電源配線WHに接続されている。電源接続用スイッチ12がオン状態となることにより高電位側の電源配線WHの電位が主配線W2に印加される。
電源接続用スイッチ群13は、複数の主配線W1〜Wn+1の各々に対応して設けられた複数のスイッチ131〜13n+1を含んで構成されている。電源接続用スイッチ群13を構成する複数のスイッチうち、スイッチ131は、一端が対応する主配線W1に接続され、他端が低電位側の電源配線WLに接続されている。スイッチ131がオン状態となることにより低電位側の電源配線WLの電位が主配線W1に印加される。
The power supply
第2の電源接続用スイッチ群13を構成する複数のスイッチのうち、スイッチ132〜13n+1は、それぞれ、一端が対応する主配線W2〜Wn+1に接続され、他端が直列抵抗回路80の対応するノードに接続されている。例えば、スイッチ13nは、一端が主配線Wnに接続され、他端が直列抵抗回路を構成する抵抗素子Rhnと抵抗素子Rhn−1との接続部に接続されており、スイッチ13nがオン状態となることにより、主配線Wnに抵抗素子Rhnと抵抗素子Rhn−1との接続部の電位が印加される。
Among the plurality of switches constituting the second power
直列抵抗回路80は、主配線W2〜Wn+1およびスイッチ132〜13n+1に対応して設けられた複数の抵抗素子Rh2〜Rhn+1が直列接続されて構成されている。直列抵抗回路80の一方の終端である抵抗素子Rhn+1の一端は、電位Vccを生ずる電源ラインに接続され、直列抵抗回路80の他方の終端である抵抗素子Rh2の一端は基準電流源81に接続されている。直列抵抗回路80の抵抗素子間の接続部および抵抗素子Rh2の低電位側(基準電流源81側)の端部は、それぞれ、対応するスイッチ132〜13n+1の一端に接続されている。
The
基準電流源81は、抵抗素子Rh2とグランドラインとの間に設けられている。基準電流源81がオン状態となることにより直列抵抗回路80の抵抗素子Rh2〜Rhn+1に基準電流Irefが流れ、直列抵抗回路80の抵抗素子間の接続部の各々および抵抗素子Rh2の低電位側の一端には、電源ラインの電位Vccから降下した電位が現れる。
The reference
オフセット電流源82は、抵抗素子Rh2の高電位側の端部(すなわち抵抗素子Rh2と抵抗素子Rh3との接続部)とグランドラインとの間に設けられている。基準電流源81およびオフセット電流源82の双方がオン状態となることにより直列抵抗回路80の抵抗素子Rh3〜Rhn+1に基準電流Irefとオフセット電流Ioffsetとを合算した電流が流れ、直列抵抗回路80の抵抗素子間の接続部の各々には電源ラインの電位Vccからさらに降下した電位が現れる。一方、基準電流源81およびオフセット電流源82の双方がオン状態となった場合でも抵抗素子Rh2にはオフセット電流Ioffsetは流れず、基準電流Irefのみが流れる。
Offset
バイパススイッチ90は、直列抵抗回路80と電源ラインとの接続部である抵抗素子Rhn+1の高電位側の端部と、直列抵抗回路80とオフセット電流源82との接続部である抵抗素子Rh2の高電位側の端部との間に設けられている。バイパススイッチ90がオン状態となることにより、電源ラインの電位Vccが抵抗素子Rh2の高電位側の端部に印加される。
The
電池セル選択用スイッチ群20は、第1の電池セル選択用スイッチ群21および第2の電池セル選択用スイッチ群22を有する。第1の電池セル選択用スイッチ群21および第2の電池セル選択用スイッチ群22は、それぞれ、主配線W1〜Wn+1の各々に対応して設けられた複数のスイッチ211〜21n+1および複数のスイッチ221〜22n+1を含んで構成されている。
The battery cell
第1の電池セル選択用スイッチ群21を構成する複数のスイッチ211〜21n+1は、それぞれ、一端が対応する主配線に接続され、他端が第1のノードn1に接続されている。例えば、スイッチ21nは、一端が主配線Wnに接続され、他端が第1のノードn1に接続されており、スイッチ21nがオン状態となることにより主配線Wnの電位が第1のノードn1に印加される。第2の電池セル選択用スイッチ群22を構成する複数のスイッチ221〜22n+1は、それぞれ、一端が対応する主配線に接続され、他端が第2のノードn2に接続されている。例えば、スイッチ22n−1は、一端が主配線Wn−1に接続され、他端が第2のノードn2に接続されており、スイッチ22n−1がオン状態となることにより主配線Wn−1の電位が第2のノードn2に印加される。また、第2のノードn2とグランドラインとの間には、スイッチ64が設けられている。スイッチ64がオン状態となることで、第2のノードn2には接地電位が印加される。
Each of the plurality of
レベルシフタ30は、第1のノードn1と第2のノードn2との間の電位差を、接地電位を基準とする電圧に変換して出力する。レベルシフタ30から出力される電圧は、ADコンバータ70に供給される。ADコンバータ70は、入力された電圧の大きさを示すデジタル値を出力する。
The
基準電源40は、基準電圧VSを出力する。基準電圧VSは、分圧回路50に供給されるとともに、スイッチ61がオン状態となることにより高電位側の電源配線WHに供給される。
The
分圧回路50は、直列接続された複数の抵抗素子Rと、一端がこれらの抵抗素子同士の接続部の各々に接続され、他端が分圧電圧VDの出力ラインWdに接続された複数のスイッチ51を含んで構成されている。また、抵抗素子Rの一方の終端とグランドラインとの間にはスイッチ63が設けられている。抵抗素子Rの他方の終端は、基準電源40の出力ラインに接続されている。分圧回路50は、スイッチ63がオン状態とされ、複数のスイッチ51のうちのいずれかがオン状態となることにより、基準電圧VSを分圧した分圧電圧VDを出力ラインWdに出力する。出力ラインWdから出力される分圧電圧VDの大きさは、複数のスイッチ51のうちオン状態とするスイッチを切り替えることで変化させることが可能である。例えば、診断対象として選択される主配線に対して固有の分圧電圧VDが印加されるようにスイッチ51を切り替えてもよい。分圧電圧VDは、スイッチ62がオン状態となることにより低電位側の電源配線WLに供給される。
電池セル接続用スイッチ群11、電源接続用スイッチ12、電源接続用スイッチ群13バイパススイッチ90、電池セル選択用スイッチ群20を構成する各スイッチ、スイッチ51、61〜64、基準電流源81およびオフセット電流源82は、制御部110から供給される制御信号に基づいてオンオフする。
Battery cell
以下に、半導体装置100の動作について説明する。初めに、電池セルのセル電圧を測定する場合の動作について、電池セルCnのセル電圧を測定する場合を例に説明する。
Hereinafter, the operation of the
電池セルのセル電圧を測定する場合には、電源接続用スイッチ12、電源接続用スイッチ群13を構成する各スイッチ並びにスイッチ61〜64はオフ状態とされる。一方、電池セルCnのセル電圧を測定する場合、電池セル接続用スイッチ群11を構成するスイッチのうちのスイッチ11n−1および11nがオン状態とされる。これにより、主配線Wnに電池セルCnの陽極の電位が印加され、主配線Wn−1に電池セルCnの陰極の電位が印加される。更に、第1の電池セル選択用スイッチ群21を構成するスイッチのうちのスイッチ21nがオン状態とされると共に、第2の電池セル選択用スイッチ群22を構成するスイッチのうちのスイッチ22n−1がオン状態とされる。これにより、主配線Wnに印加されている電池セルCnの陽極の電位が第1のノードn1に印加されると共に、主配線Wn−1に印加されている電池セルCnの陰極の電位が第2のノードn2に印加される。
When measuring the cell voltage of the battery cell, each switch constituting the
レベルシフタ30は、第1のノードn1と第2のノードn2との間の電位差、すなわち、電池セルCnのセル電圧に相当する電圧を出力する。レベルシフタ30から出力された電圧は、ADコンバータ70に供給される。ADコンバータ70は、レベルシフタ30から供給された電池セルCnのセル電圧に相当するデジタル値を出力し、これを制御部110に供給する。制御部110は、ADコンバータ70から受信した電池セルCnのセル電圧に相当するデジタル値を記憶部120に格納する。
The
次に、半導体装置100において検査回路10の異常を検出する自己診断を行う場合の動作について説明する。図3は、半導体装置100の自己診断を行う場合の動作の流れを示すフローチャートである。本実施形態に係る自己診断においては、複数の主配線W1〜Wn+1のうち、主配線W2およびW3が診断対象とされる。
Next, an operation when performing self-diagnosis for detecting an abnormality of the
ステップS1において制御部110は、検査回路10において図4に示す第1の状態を形成する。
In step S1, the
第1の状態では電池セル接続用スイッチ群11を構成する各スイッチ、バイパススイッチ90およびスイッチ61、63、64がオフ状態とされ、電源接続用スイッチ群13を構成する各スイッチおよびスイッチ62がオン状態とされる。また、第1の状態では基準電流源81がオン状態とされ、オフセット電流源82がオフ状態とされる。これにより、直列抵抗回路80の抵抗素子Rh2〜Rhn+1に基準電流Irefが流れ、抵抗素子Rh2の高電位側の端部の電位が診断対象である主配線W3に印加され、抵抗素子Rh2の低電位側の端部の電位が診断対象である主配線W2に印加される。すなわち、主配線W3と主配線W2との間にはIref×Rh2に相当する診断電圧が印加される。第1の状態において、主配線W3には、電源ラインの電位Vccから降下した電位、すなわちVcc−(Rhn+1+Rhn+Rhn−1+・・・+Rh3)×Irefに相当する電位が印加される。
In the first state, the switches constituting the battery cell
また、第1の状態では、第1の電池セル選択用スイッチ群21において、診断対象である主配線W3に対応するスイッチ213がオン状態とされ、それ以外のスイッチがオフ状態とされる。これにより、主配線W3が第1のノードn1に接続される。また、第1の状態では、第2の電池セル選択用スイッチ群22において、診断対象である主配線W2に対応するスイッチ222がオン状態とされ、それ以外のスイッチがオフ状態とされる。これにより、主配線W2が第2のノードn2に接続される。
Further, in the first state, the first battery cell
ステップS2においてレベルシフタ30が第1のノードn1と第2のノードn2との間の電位差に応じた電圧を出力する。すなわち、レベルシフタ30は、主配線W3に印加された電位と主配線W2に印加された電位の差分に相当する電圧を出力する。検査回路10に異常がない場合、レベルシフタ30は診断電圧(Iref×Rh2)に実質的に等しい電圧を出力する。
The
ステップS3において、ADコンバータ70がレベルシフタ30の出力電圧に相当するデジタル値Aを出力し、これを制御部110に供給する。
In step S <b> 3, the
ステップS4において、制御部110は、ADコンバータ70から出力されたデジタル値Aを記憶部120に格納する。
In step S <b> 4, the
ステップS5において制御部110は、検査回路10において図5に示す第2の状態を形成する。
In step S5, the
第2の状態は、オフセット電流源82がオン状態とされる点が第1の状態と異なり、それ以外の点は第1の状態と同じである。第2の状態においては、基準電流源81およびオフセット電流源82の双方がオン状態とされることで、直列抵抗回路80の抵抗素子Rh3〜Rhn+1に基準電流Irefとオフセット電流Ioffsetとを合算した電流が流れる。従って、第2の状態において、主配線W3には、電源ラインの電位Vccから更に降下した電位、すなわちVcc−(Rhn+1+Rhn+Rhn−1+・・・+Rh3)×(Iref+Ioffset)に相当する電位が印加される。すなわち、第2の状態において主配線W3に印加される電位は第1の状態と比較して小さくなる。一方、抵抗素子Rh2にはオフセット電流Ioffsetは流れず、基準電流Irefのみが流れる。従って、第2の状態において、主配線W3と主配線W2との間には、第1の状態と同様、Iref×Rh2に相当する診断電圧が印加される。従って、第2の状態において主配線W2に印加される電位は第1の状態と比較して小さくなる。第2の状態では、第1の状態と同様、主配線W3が第1のノードn1に接続され、主配線W2が第2のノードn2に接続される。
The second state is different from the first state in that the offset
ステップS6においてレベルシフタ30が第1のノードn1と第2のノードn2との間の電位差に応じた電圧を出力する。すなわち、レベルシフタ30は、主配線W3に印加された電圧と主配線W2に印加された電圧の差分に相当する電圧を出力する。検査回路10に異常がない場合、レベルシフタ30は診断電圧(Iref×Rh2)に実質的に等しい電圧を出力する。
The
ステップS7において、ADコンバータ70がレベルシフタ30の出力電圧に相当するデジタル値Bを出力し、これを制御部110に供給する。
In step S 7, the
ステップS8において、制御部110は、ADコンバータ70から出力されたデジタル値Bを記憶部120に格納する。
In step S <b> 8, the
ステップS9において制御部110は、検査回路10において図6に示す第3の状態を形成する。
In step S9, the
第3の状態は、バイパススイッチ90がオン状態とされる点が第1の状態と異なり、それ以外は第1の状態と同じである。第3の状態においてオフセット電流源82はオフ状態とされる。第3の状態においては、バイパススイッチ90がオン状態とされることで、主配線W3には、電源ラインの電位Vccが印加される。すなわち、第3の状態において主配線W3に印加される電位は、第1の状態と比較して大きくなる。一方、第3の状態において、抵抗素子Rh2には基準電流Irefが流れる。従って、第3の状態において、主配線W3と主配線W2との間には、第1の状態および第2の状態と同様、Iref×Rh2に相当する診断電圧が印加される。従って、第3の状態において主配線W2に印加される電位は第1の状態と比較して大きくなる。第3の状態では、第1の状態および第2の状態と同様、主配線W3が第1のノードn1に接続され、主配線W2が第2のノードn2に接続される。
The third state is different from the first state in that the
ステップS10においてレベルシフタ30が第1のノードn1と第2のノードn2との間の電位差に応じた電圧を出力する。すなわち、レベルシフタ30は、主配線W3に印加された電圧と主配線W2に印加された電圧の差分に相当する電圧を出力する。検査回路10に異常がない場合、レベルシフタ30は診断電圧(Iref×Rh2)に実質的に等しい電圧を出力する。
The
ステップS11において、ADコンバータ70がレベルシフタ30の出力電圧に相当するデジタル値Cを出力し、これを制御部110に供給する。
In step S <b> 11, the
ステップS12において、制御部110は、ADコンバータ70から出力されたデジタル値Cを記憶部120に格納する。
In step S <b> 12, the
ステップS13において、制御部110は、記憶部120に格納されたデジタル値A、BおよびCを読み出し、デジタル値A、B、Cの各々が、所定範囲内であり且つデジタル値A、B、C相互間の差分が所定範囲内であるか否かを判定する。制御部110は、デジタル値A、B、Cの各々が、所定範囲内であり且つデジタル値A、B、C相互間の差分が所定範囲内であると判定した場合には処理をステップS14に移行し、それ以外の場合には処理をステップS15に移行する。
In step S13, the
ステップS14において、制御部110は、検査回路10に異常はないものと判定する。一方、ステップS15において、制御部110は、検査回路10に異常があるものと判定する。すなわち、検査回路10に異常がない場合には、デジタル値A、B、Cは、それぞれ、主配線W3と主配線W2との間に印加された診断電圧(Iref×Rh2)に相当する値となる。従って、デジタル値A、B、Cが例えば、診断電圧(Iref×Rh2)の±5%の範囲内であるか否かを判定することで検査回路10の異常の有無を検出することが可能である。また、主配線W3および主配線W2にそれぞれ印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常に対しては、デジタル値A、B、C相互間の差分が所定範囲内であるか否かを判定することで検出することが可能である。
In step S <b> 14, the
ステップS16において、制御部110は、ステップS14またはステップS15における判定結果を出力端子TOUTから出力する。
In step S16, the
以上のように、本実施形態に係る半導体装置100および電池監視1システムによれば、診断対象となる一対の主配線間に印加する診断電圧を一定に保ちながら該主配線の各々に印加する電位を増減させた場合の該主配線間に生じる電圧の変動をモニタすることが可能である。従って、診断対象となる主配線に印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常の検出が可能となる。
As described above, according to the
なお、本実施形態では、主配線W3および主配線W2を診断対象とする場合を例示したが、これら以外の主配線を診断対象としてもよい。 In the present embodiment, the main wire W 3 and is the main wire W 2 exemplified a case where the diagnosis target may be diagnosed the main wiring other than the above.
また、本実施形態では、直列抵抗回路80を構成する複数の抵抗素子のうち、抵抗素子Rh2の両端に生じる電圧を診断電圧として使用する場合を例示したが、直列抵抗回路80を構成する他の抵抗素子の両端に生じる電圧を診断電圧として使用してもよい。
Further, in the present embodiment, the case where the voltage generated at both ends of the resistance element Rh 2 among the plurality of resistance elements constituting the
また、本実施形態では、診断電圧を生じる抵抗素子Rh2の高電位側の端部にオフセット電流源82を接続する構成を例示したが、直列抵抗回路80の診断電圧を生じる抵抗素子の高電位側の端部よりも更に高電位の抵抗素子間の接続部にオフセット電流源82を接続してもよい。
Further, in the present embodiment, the configuration in which the offset
また、本実施形態では電源ラインと診断電圧を生じる抵抗素子Rh2の高電位側の端部との間にバイパススイッチ90を設ける構成を例示したが、バイパススイッチ90は、診断電圧を生じる抵抗素子Rh2の高電位側の端部よりも更に高電位の抵抗素子間の接続部と診断電圧を生じる抵抗素子の高電位側の端部との間に設けられていてもよい。
Further, although the illustrated configuration in which the
また、本実施形態では、検査回路10において3つの状態を形成した場合の主配線間の電圧の変動をモニタする場合を例示したが、上記の第1〜第3の状態のうちのいずれか2つの状態を形成した場合の主配線間の電圧の変動をモニタしてもよい。
Moreover, in this embodiment, although the case where the fluctuation | variation of the voltage between main wiring at the time of forming three states in the test |
[第2の実施形態]
図7は、本発明の第2の実施形態に係る検査回路10Aの構成を示す図である。検査回路10Aは、第1の実施形態に係る検査回路10におけるバイパススイッチ90(図2参照)の役割およびオフセット電流源82の接続先を切り替える役割を担う複数のスイッチ913、914、・・・、91n−1、91n、91n+1、91n+2を含むスイッチ群91を有する。スイッチ913、914、・・・、91n−1、91n、91n+1は、それぞれ一端が直列抵抗回路80の抵抗素子間の接続部に接続され、他端がオフセット電流源82が接続されるノードn3に接続されている。例えば、スイッチ91nは、一端が抵抗素子Rhnと抵抗素子Rhn−1との接続部に接続され、他端がノードn3に接続されている。スイッチ91nがオン状態となることにより、抵抗素子Rhnと抵抗素子Rhn−1との接続部がオフセット電流源82に接続される。一方、スイッチ91n+2は、一端が電位Vccを生じる電源ラインに接続され、他端がノードn3に接続されている。例えば、スイッチ91n+2とスイッチ913とがオン状態となることにより、抵抗素子Rh3と抵抗素子Rh2との接続部には、電位Vccが印加される。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an
検査回路10Aの異常を検出する自己診断は、第1の実施形態の場合と同様、主配線W2およびW3が診断対象とされ、図3に示すフローチャートに示される手順で行われる。
Self-diagnosis for detecting an abnormality of the
図8は、図3に示すフローチャートのステップS1の処理を実施する場合に検査回路10Aにおいて形成される第1の状態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a first state formed in the
第1の状態では、スイッチ群91を構成する全てのスイッチはオフ状態とされる。それ以外の状態は、第1の実施形態に係る検査回路10における第1の状態(図4参照)と同様である。すなわち、第1の状態では電池セル接続用スイッチ群11を構成する各スイッチ、スイッチ61、63、64がオフ状態とされ、電源接続用スイッチ群13を構成する各スイッチおよびスイッチ62がオン状態とされる。また、第1の状態では基準電流源81がオン状態とされ、オフセット電流源82がオフ状態とされる。これにより、直列抵抗回路80の抵抗素子Rh2〜Rhn+1に基準電流Irefが流れ、抵抗素子Rh2の高電位側の端部の電位が診断対象である主配線W3に印加され、抵抗素子Rh2の低電位側の端部の電位が診断対象である主配線W2に印加される。すなわち、主配線W3と主配線W2との間にはIref×Rh2に相当する診断電圧が印加される。第1の状態において、主配線W3には、電源ラインの電位Vccから降下した電位、すなわちVcc−(Rhn+1+Rhn+Rhn−1+・・・+Rh3)×Irefに相当する電位が印加される。また、第1の状態において、主配線W3が第1のノードn1に接続され、主配線W2が第2のノードn2に接続される。
In the first state, all the switches constituting the
図9は、図3に示すフローチャートのステップS5の処理を実施する場合に検査回路10Aにおいて形成される第2の状態の一例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a second state formed in the
第2の状態では、スイッチ群91を構成するスイッチのうち、例えばスイッチ913のみがオン状態とされ、他のスイッチはオフ状態とされる。第2の状態では、スイッチ群91を構成する各スイッチ以外の他のスイッチの状態は第1の状態と同じである。一方、第2の状態では、オフセット電流源82がオン状態とされる。これにより、直列抵抗回路80の抵抗素子Rh3〜Rhn+1に基準電流Irefとオフセット電流Ioffsetとを合算した電流が流れる。従って、第2の状態において、主配線W3には、電源ラインの電位Vccから更に降下した電位、すなわちVcc−(Rhn+1+Rhn+Rhn−1+・・・+Rh3)×(Iref+Ioffset)に相当する電位が印加される。すなわち、第2の状態において主配線W3に印加される電位は、第1の状態と比較して小さくなる。一方、抵抗素子Rh2にはオフセット電流Ioffsetは流れず、基準電流Irefのみが流れる。従って、第2の状態において、主配線W3と主配線W2との間には、第1の状態と同様、Iref×Rh2に相当する診断電圧が印加される。従って、第2の状態において主配線W2に印加される電位は第1の状態と比較して小さくなる。第2の状態では、第1の状態と同様、主配線W3が第1のノードn1に接続され、主配線W2が第2のノードn2に接続される。
In a second state, of the switches constituting the
本実施形態に係る検査回路10Aによれば、スイッチ群91を構成する各スイッチのうちオン状態とするスイッチを切り替えることで、主配線W3および主配線W2に印加される電位を変化させることができる。例えば、図9に示すようにスイッチ913をオン状態とした場合に、主配線W3に印加される電位は最小となり、その大きさは、Vcc−(Rhn+1+Rhn+Rhn−1+・・・+Rh3)×(Iref+Ioffset)である。一方、スイッチ91n+1をオン状態とした場合に主配線W3に印加される電圧は最大となり、その大きさは、Vcc−Rhn+1×(Iref+Ioffset)−(Rhn+Rhn−1+・・・+Rh3)×Irefである。本実施形態に係る検査回路10Aによれば、第2の状態においてスイッチ群91を構成する各スイッチのうちオン状態とするスイッチを切り替えることで、上記の最小値から最大値までの範囲で主配線W3に印加される電位を段階的に変化させることが可能である。一方、スイッチ群91を構成する各スイッチのうちオン状態とするスイッチを切り替えた場合でも、診断電圧を生じる抵抗素子Rh2に基準電流Irefが流れる状態が維持されるので、主配線W3と主配線W2との間に印加される診断電圧の大きさは一定(Iref×Rh2)に維持される。主配線W2に印加される電位は、主配線W3に印加される電位の変化に応じて変化する。
According to the
図10は、図3に示すフローチャートのステップS9の処理を実施する場合に検査回路10Aにおいて形成される第3の状態の一例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a third state formed in the
第3の状態では、スイッチ群91を構成するスイッチのうち、例えばスイッチ913および91n+2がオン状態とされ、他のスイッチはオフ状態とされる。第3の状態では、スイッチ群91を構成する各スイッチ以外の他のスイッチの状態は第1の状態と同じである。第3の状態においてオフセット電流源82はオフ状態とされる。
In a third state, among the switches constituting the
第3の状態においては、スイッチ913および91n+2がオン状態とされることで、主配線W3には、電源ラインの電位Vccが印加される。すなわち、第3の状態において主配線W3に印加される電位は、第1の状態と比較して大きくなる。一方、第3の状態において、抵抗素子Rh2には基準電流Irefが流れる。従って、第3の状態において、主配線W3と主配線W2との間には、第1の状態および第2の状態と同様、Iref×Rh2に相当する診断電圧が印加される。従って、第3の状態において主配線W2に印加される電位は第1の状態と比較して大きくなる。第3の状態では、第1の状態および第2の状態と同様、主配線W3が第1のノードn1に接続され、主配線W2が第2のノードn2に接続される。
In the third state, when the
本実施形態に係る検査回路10Aによれば、スイッチ群91を構成する各スイッチのうちオン状態とする2つのスイッチの組み合わせを切り替えることで、主配線W3および主配線W2に印加される電位を変化させることができる。例えば、図10に示すようにスイッチ913および91n+2をオン状態とした場合に、主配線W3に印加される電圧は最大となり、その大きさは、Vccである。一方、スイッチ913および914をオン状態とした場合に主配線W3に印加される電圧は最小となり、その大きさは、Vcc−(Rhn+1+Rhn+Rhn−1+・・・+Rh4)×Irefである。本実施形態に係る検査回路10Aによれば、第3の状態においてスイッチ群91を構成するスイッチのうちオン状態とする2つのスイッチの組み合わせを切り替えることで、上記の最小値から最大値までの範囲で主配線W3に印加される電圧のレベルを段階的に変化させることが可能である。一方、スイッチ群91を構成するスイッチのうちオン状態とするスイッチを切り替えた場合でも、診断電圧を生じる抵抗素子Rh2に基準電流Irefが流れる状態が維持されるので、主配線W3と主配線W2との間に印加される診断電圧の大きさは一定(Iref×Rh2)に維持される。主配線W2に印加される電位は、主配線W3に印加される電位の変化に応じて変化する。
According to the
以上のように、本実施形態に係る検査回路10Aによれば、第2の状態および第3の状態において、スイッチ群91を構成する各スイッチのうちオン状態とするスイッチを切り替えることで、診断対象とされた一対の主配線間に印加される診断電圧を一定に維持しつつ、各主配線に印加される電位を変化させることができる。従って、各主配線に印加される電位の変化幅を第1の実施形態に係る検査回路10よりも小さくすることができ、自己診断の精度をより高めることが可能となる。
As described above, according to the
[第3の実施形態]
図11は、本発明の第3の実施形態に係る検査回路10Bの構成を示す図である。検査回路10Bにおいて、レベルシフタ30の出力は、スイッチ65を介してADコンバータ70に接続されている。また、分圧電圧VDの出力ラインWdがスイッチ66を介してADコンバータ70に接続されている。更に、基準電源40の出力ラインがADコンバータ70に接続されている。本実施形態に係る検査回路10Bにおいてレベルシフタ30の出力電圧をADコンバータ70によってデジタル値に変換する場合には、スイッチ65がオン状態とされる。
[Third Embodiment]
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an inspection circuit 10B according to the third embodiment of the present invention. In the
本実施形態に係る検査回路10Bによれば、第1の実施形態に係る検査回路10と同様の効果を得ることができる。なお、第2の実施形態に係る検査回路10Aのスイッチ群91を、本実施形態に係る検査回路10Bに適用することも可能である。
According to the test circuit 10B according to the present embodiment, the same effect as that of the
なお、上記の各実施形態において、検査回路10(10A、10B)、制御部110および記憶部120を単一の半導体チップに形成する場合について例示したが、例えば図12に示すように、電池監視システムは、検査回路10(10A、10B)を備えた第1の半導体チップ100Aと、制御部110および記憶部120を備えた第1の半導体チップ100Aとは別体の第2の半導体チップ100Bと、複数の電池セルを含む組電池200と、を含んで構成されていてもよい。
In each of the above embodiments, the case where the inspection circuit 10 (10A, 10B), the
また、上記の各実施形態の検査回路10(10A、10B)の電池セル選択用スイッチ群20は、複数の主配線W1〜Wn+1の各々に対応して設けられ、一端が対応する主配線に接続され、他端が第1のノードn1に接続された複数のスイッチ211〜21n+1を含む第1の電池セル選択用スイッチ群21および、複数の主配線W1〜Wn+1の各々に対応して設けられ、一端が対応する主配線に接続され、他端が第2のノードn2に接続された複数のスイッチ221〜22n+1を含む第2の電池セル選択用スイッチ群22を含んで構成されるものであった。電池セル選択用スイッチ群20は、図12に示す構成の電池セル選択用スイッチ群20Aに置換することが可能である。
In addition, the battery cell
電池セル選択用スイッチ群20Aは、複数の主配線W1〜Wn+1の各々に対応して設けられた複数のスイッチ231〜23n+1を含んで構成されている。スイッチ231〜23n+1は、それぞれ接点a、bおよびcを有する3接点スイッチであり、接点aが対応する主配線に接続され、接点bが第1のノードn1に接続され、接点cが第2のノードn2に接続されている。複数のスイッチ231〜23n+1は、制御部110からの制御に基づいて、接点aが接点bおよび接点cのいずれかに接続された状態および接点aが接点bおよび接点cのいずれにも接続されていない状態のいずれかに切り替えることが可能である。
The battery cell
検査回路10(10A、10B)において、電池セル選択用スイッチ群20Aを適用する場合でも、電池セル選択用スイッチ群20を適用した場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、電池セル選択用スイッチ群は、複数の主配線W1〜Wn+1の各々の第1のノードn1または第2のノードn2への接続および非接続を切り替えるものであれば、いかなる構成を有していてもよい。
In the inspection circuit 10 (10A, 10B), even when the battery cell
1 電池監視システム
10、10A、10B 検査回路
11 電池セル接続用スイッチ群
12 電源接続用スイッチ
13 電源接続用スイッチ群
20 電池セル選択用スイッチ群
21 第1の電池セル選択用スイッチ群
22 第1の電池セル選択用スイッチ群
30 レベルシフタ
40 基準電源
50 分圧回路
70 ADコンバータ
80 直列抵抗回路
81 基準電流源
82 オフセット電流源
90 バイパススイッチ
91 スイッチ群
100 半導体装置
110 制御部
120 記憶部
C2〜Cn+1 電池セル
W1〜Wn+1 主配線
n1 第1のノード
n2 第2のノード
DESCRIPTION OF
Claims (14)
直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、
前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、
前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部に接続された第2の電流源と、
前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、
前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、
を含む半導体装置。 A plurality of main wirings provided corresponding to each of the nodes generating different potentials of the plurality of battery cells connected in series;
A series resistor circuit including a plurality of resistor elements connected in series, one end of which is connected to the power supply line;
A first current source connected to the other end of the series resistor circuit;
An end portion on the high potential side of a specific resistance element among the plurality of resistance elements, or a connection portion between resistance elements having a higher potential than an end portion on the high potential side of the specific resistance element in the series resistance circuit A second current source connected to
A first switch provided between one of a pair of diagnosis target wires of the plurality of main wires and one end of the specific resistance element;
A second switch provided between the other of the pair of diagnosis target wires and the other end of the specific resistance element;
A semiconductor device including:
請求項1に記載の半導体装置。 And further comprising a bypass switch provided between a portion of the series resistance circuit having a higher potential than an end portion on the high potential side of the specific resistance element and an end portion on the high potential side of the specific resistance element. Item 14. The semiconductor device according to Item 1.
前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力する電圧出力部と、
を更に含む
請求項2に記載の半導体装置。 A switch group including a plurality of switches for switching connection and non-connection to the first node or the second node of each of the plurality of main wirings;
A voltage output unit that outputs a voltage corresponding to a difference between the potential of the first node and the potential of the second node;
The semiconductor device according to claim 2.
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記バイパススイッチをオフ状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオン状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記スイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第2の状態と、
を順次形成する制御部を更に含む
請求項3に記載の半導体装置。 The first switch and the second switch are in an on state, the bypass switch is in an off state, the first current source is in an on state, and the second current source is in an off state. The switch group is controlled so that one is connected to the first node and the other of the pair of diagnosis target wirings is connected to the second node, and the potential of the first node from the voltage output unit A first state for outputting a voltage corresponding to a difference from the potential of the second node;
While the first switch and the second switch are turned on, the bypass switch is turned off, the first current source is turned on, and the second current source is turned on, the pair of diagnosis target wires The switch group is controlled so that one is connected to the first node and the other of the pair of diagnosis target wirings is connected to the second node, and the potential of the first node from the voltage output unit A second state in which a voltage corresponding to a difference from the potential of the second node is output;
The semiconductor device according to claim 3, further comprising a control unit that sequentially forms the first and second layers.
請求項4に記載の半導体装置。 The control unit is configured to turn on the first switch and the second switch, turn on the bypass switch, turn on the first current source, and turn off the second current source. The switch group is controlled so that one of the diagnosis target wirings is connected to the first node, and the other of the pair of diagnosis target wirings is connected to the second node, and the first output from the voltage output unit. The semiconductor device according to claim 4, further forming a third state in which a voltage corresponding to a difference between the potential of the node and the potential of the second node is output.
直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、
前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、
前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部のいずれかに選択的に接続される第2の電流源と、
前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、
前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、
を含む半導体装置。 A plurality of main wirings provided corresponding to each of the nodes generating different potentials of the plurality of battery cells connected in series;
A series resistor circuit including a plurality of resistor elements connected in series, one end of which is connected to the power supply line;
A first current source connected to the other end of the series resistor circuit;
An end portion on the high potential side of a specific resistance element among the plurality of resistance elements, or a connection portion between resistance elements having a higher potential than an end portion on the high potential side of the specific resistance element in the series resistance circuit A second current source selectively connected to any of the
A first switch provided between one of a pair of diagnosis target wires of the plurality of main wires and one end of the specific resistance element;
A second switch provided between the other of the pair of diagnosis target wires and the other end of the specific resistance element;
A semiconductor device including:
請求項6に記載の半導体装置。 A first switch group including a plurality of switches each having one end connected to a connection portion between adjacent resistance elements of the series resistor circuit and each other end connected to the second current source. Item 7. The semiconductor device according to Item 6.
請求項7に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 7, wherein the first switch group further includes a switch having one end connected to the power supply line and the other end connected to the second current source.
前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力する電圧出力部と、
を更に含む
請求項8に記載の半導体装置。 A second switch group including a plurality of switches for switching connection and non-connection to the first node or the second node of each of the plurality of main wirings;
A voltage output unit that outputs a voltage corresponding to a difference between the potential of the first node and the potential of the second node;
The semiconductor device according to claim 8, further comprising:
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1のスイッチ群を構成する複数のスイッチのいずれか1つをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオン状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記第2のスイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第2の状態と、
を順次形成する制御部を更に含む
請求項9に記載の半導体装置。 The first switch and the second switch are turned on, each of the plurality of switches constituting the first switch group is turned off, the first current source is turned on, and the second current source is turned on The second switch group is controlled so that one of the pair of diagnosis target wirings is connected to the first node and the other of the pair of diagnosis target wirings is connected to the second node while being turned off. A first state in which a voltage corresponding to a difference between the potential of the first node and the potential of the second node is output from the voltage output unit;
Turning on the first switch and the second switch; turning on one of a plurality of switches constituting the first switch group; turning on the first current source; The second switch group is configured such that one of the pair of diagnosis target wires is connected to the first node and the other of the pair of diagnosis target wires is connected to the second node while a current source is turned on. A second state in which the voltage output unit outputs a voltage corresponding to the difference between the potential of the first node and the potential of the second node from the voltage output unit,
The semiconductor device according to claim 9, further comprising: a control unit that sequentially forms.
請求項10に記載の半導体装置。 The control unit turns on the first switch and the second switch, turns on any two of a plurality of switches constituting the first switch group, and turns on the first current source. The one of the pair of diagnosis target wirings is connected to the first node while the second current source is turned off, and the other of the pair of diagnosis target wirings is connected to the second node. 11. A third state is further formed in which a second switch group is controlled to output a voltage corresponding to a difference between the potential of the first node and the potential of the second node from the voltage output unit. A semiconductor device according to 1.
前記電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、
直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、
前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、
前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部に接続された第2の電流源と、
前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、
前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、
前記複数の主配線の各々の第1のノードまたは第2のノードへの接続および非接続を切り替える複数のスイッチを含むスイッチ群と、
前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力する電圧出力部と、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオフ状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記スイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第1の状態と、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオン状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記スイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第2の状態と、を順次形成する制御部と、
を含む電池監視システム。 A plurality of battery cells connected in series;
A plurality of main wirings provided corresponding to each of the nodes generating different potentials of the battery cells;
A series resistor circuit including a plurality of resistor elements connected in series, one end of which is connected to the power supply line;
A first current source connected to the other end of the series resistor circuit;
An end portion on the high potential side of a specific resistance element among the plurality of resistance elements, or a connection portion between resistance elements having a higher potential than an end portion on the high potential side of the specific resistance element in the series resistance circuit A second current source connected to
A first switch provided between one of a pair of diagnosis target wires of the plurality of main wires and one end of the specific resistance element;
A second switch provided between the other of the pair of diagnosis target wires and the other end of the specific resistance element;
A switch group including a plurality of switches for switching connection and non-connection to the first node or the second node of each of the plurality of main wirings;
A voltage output unit that outputs a voltage corresponding to a difference between the potential of the first node and the potential of the second node;
While the first switch and the second switch are in an on state, the first current source is in an on state, and the second current source is in an off state, one of the pair of diagnosis target wires is connected to the first node. And the switch group is controlled to connect the other of the pair of wirings to be diagnosed to the second node, and the potential of the first node and the potential of the second node are controlled from the voltage output unit. A first state in which a voltage corresponding to the difference between the first switch and the second switch is turned on; the first switch and the second switch are turned on; the first current source is turned on; and the second current source is turned on The voltage output unit is configured to control the switch group so that one of the pair of diagnosis target wirings is connected to the first node and the other of the pair of diagnosis target wirings is connected to the second node. To the potential of the first node And a second state to output a voltage corresponding to the difference between the potential of the second node, and sequentially forming control unit,
Including battery monitoring system.
直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、
前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、
前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部のいずれかに選択的に接続される第2の電流源と、
前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、
前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、
前記直列抵抗回路の隣接する抵抗素子間の接続部に各々の一端が接続され、前記第2の電流源に各々の他端が接続された複数のスイッチを含む第1のスイッチ群と、
前記複数の主配線の各々の第1のノードまたは第2のノードへの接続および非接続を切り替える複数のスイッチを含む第2のスイッチ群と、
前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力する電圧出力部と、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1のスイッチ群を構成する複数のスイッチの各々をオフ状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオフ状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記第2のスイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第1の状態と、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1のスイッチ群を構成する複数のスイッチのいずれか1つをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオン状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記第2のスイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第2の状態と、
を順次形成する制御部と、
を含む電池監視システム。 A plurality of main wirings provided corresponding to each of the nodes generating different potentials of the plurality of battery cells connected in series;
A series resistor circuit including a plurality of resistor elements connected in series, one end of which is connected to the power supply line;
A first current source connected to the other end of the series resistor circuit;
An end portion on the high potential side of a specific resistance element among the plurality of resistance elements, or a connection portion between resistance elements having a higher potential than an end portion on the high potential side of the specific resistance element in the series resistance circuit A second current source selectively connected to any of the
A first switch provided between one of a pair of diagnosis target wires of the plurality of main wires and one end of the specific resistance element;
A second switch provided between the other of the pair of diagnosis target wires and the other end of the specific resistance element;
A first switch group including a plurality of switches each having one end connected to a connection portion between adjacent resistance elements of the series resistor circuit and each other end connected to the second current source;
A second switch group including a plurality of switches for switching connection and non-connection to the first node or the second node of each of the plurality of main wirings;
A voltage output unit that outputs a voltage corresponding to a difference between the potential of the first node and the potential of the second node;
The first switch and the second switch are turned on, each of the plurality of switches constituting the first switch group is turned off, the first current source is turned on, and the second current source is turned on The second switch group is controlled so that one of the pair of diagnosis target wirings is connected to the first node and the other of the pair of diagnosis target wirings is connected to the second node while being turned off. A first state in which a voltage corresponding to a difference between the potential of the first node and the potential of the second node is output from the voltage output unit;
Turning on the first switch and the second switch; turning on one of a plurality of switches constituting the first switch group; turning on the first current source; The second switch group is configured such that one of the pair of diagnosis target wires is connected to the first node and the other of the pair of diagnosis target wires is connected to the second node while a current source is turned on. A second state in which the voltage output unit outputs a voltage corresponding to the difference between the potential of the first node and the potential of the second node from the voltage output unit,
A control unit for sequentially forming
Including battery monitoring system.
前記直列抵抗回路に電流を流すことにより前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の両端に生ずる電圧を、前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線間に印加して、前記一対の診断対象配線間の電圧を測定するステップと、
前記特定の抵抗素子に流れる電流の大きさを維持したまま前記特定の抵抗素子の一端の電位を変化させて前記特定の抵抗素子の両端に生ずる電圧を前記一対の診断対象配線間に印加して、前記一対の診断対象配線間の電圧を測定するステップと、
を含む診断方法。 A series resistor having a plurality of main wires provided corresponding to respective nodes that generate different potentials of a plurality of battery cells connected in series, and a plurality of resistance elements connected in series and one end connected to a power supply line A method of diagnosing a semiconductor device including a circuit,
A voltage generated at both ends of a specific resistance element of the plurality of resistance elements by applying a current to the series resistance circuit is applied between a pair of diagnosis target wirings of the plurality of main wirings, and the pair Measuring a voltage between wirings to be diagnosed,
The voltage generated at both ends of the specific resistance element is applied between the pair of diagnosis target wires by changing the potential at one end of the specific resistance element while maintaining the magnitude of the current flowing through the specific resistance element. Measuring a voltage between the pair of wirings to be diagnosed;
A diagnostic method comprising:
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080143543A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Ami Semiconductor Belgium Bvba | Power cell monitoring |
JP2012145418A (en) * | 2011-01-11 | 2012-08-02 | Lapis Semiconductor Co Ltd | Semiconductor circuit, semiconductor device, disconnection detecting method, and disconnection detecting program |
WO2013080693A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-06-06 | セイコーインスツル株式会社 | Charging and discharging control circuit and battery device |
JP2013195157A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Lapis Semiconductor Co Ltd | Semiconductor circuit, battery monitoring system, diagnostic program, and diagnostic method |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080143543A1 (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Ami Semiconductor Belgium Bvba | Power cell monitoring |
JP2012145418A (en) * | 2011-01-11 | 2012-08-02 | Lapis Semiconductor Co Ltd | Semiconductor circuit, semiconductor device, disconnection detecting method, and disconnection detecting program |
WO2013080693A1 (en) * | 2011-11-29 | 2013-06-06 | セイコーインスツル株式会社 | Charging and discharging control circuit and battery device |
JP2013195157A (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-30 | Lapis Semiconductor Co Ltd | Semiconductor circuit, battery monitoring system, diagnostic program, and diagnostic method |
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