JP2018189466A - 半導体装置、電池監視システム、および半導体装置の起動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外部から制御信号を受信する第1の受信部40および第2の受信部42と、制御信号に基づいて対象物Bの監視を制御する制御部48と、内部回路に電力を供給する電源部46と、を含み、第1の受信部40は、電源部46が停止した状態で制御信号に起動パルス信号が重畳された起動信号を受信すると、起動信号から抽出した起動パルス信号に基づいて電源部46を起動させる起動トリガを生成し、第2の受信部42は、電源部46が起動トリガにより起動した後電源部46から電力の供給を受けて起動信号に続く制御信号を受信し制御部48に送る。
【選択図】図2
Description
スレーブ装置20の各々は、本実施の形態に係る電池監視ICを構成している。図1に示すように、スレーブ装置20−1、20−2、・・・、20−nは直列に接続されている。つまり、スレーブ装置20−1、20−2、・・・、20−nは上流側から下流側に向けて、上流側の送信部出力が下流側の受信部入力に結合素子を介して接続されている。また、最下流の送信部出力はマスタ装置16の受信部入力に接続される。この循環型のデイジーチェーン接続により、監視部22からの循環型の高速通信を可能としている。この高速通信のループが、本発明に係る「循環型通信路」を構成している。
換言すれば、マスタ装置16とスレーブ装置20との間には、直流電圧の絶縁のためトランス等の結合素子が挿入される。しかしながら、これに限られず、結合素子30、32を例えばフォトカプラ、キャパシタ等で構成してもよい。結合素子30、32が本発明に係る「直流遮断素子」を構成している。
本実施の形態では、マイコン14の監視部22は一例として4線シリアル通信方式の4線シリアルインタフェースを備え、スレーブ装置20は一例として2線差動通信方式の2線差動インタフェースを備えている。マスタ装置16の通信方式変換部24は、4線シリアル通信方式から2線差動通信方式への変換、およびその逆の変換を行う。ただし、これらの通信方式はあくまで一例であり、他の通信方式を採用してもよく、例えば2線差動通信方式で直接監視部22とスレーブ装置20との通信を行ってもよい。
以下、ファーストコマンド、セカンドコマンド、およびCRC演算データの領域を「高速データ信号DH」、ライトデータ1”0x55”〜ライトデータn”0x55”の領域を「低速データ信号DL」という。この低速データ信号DLが上記の起動パルス信号である。
結果として、起動パルス信号はCLKI信号の1/2の周波数の信号となる。この起動パルス信号を含む起動信号が送信部26から出力され、結合素子30−1を介してスレーブ装置20−1の起動受信部40伝送される。なお、図4では、低速データ信号DLの通信速度を1/2に落とす例を示しているが、この通信速度低減率は1/2に限定されず、例えば起動受信部40等の回路速度に応じて適宜に設定してよい。本実施の形態では、この起動パルス信号(つまり、低速データ信号DL)である1、0の交番パターンが、起動用の信号として起動受信部40に入力される。
12 組電池
14 マイコン
16 マスタ装置
18 シリアル伝送路
20、20−1〜20−n スレーブ装置
22 監視部
24 通信方式変換部
26 送信部
28 受信部
30、30−1〜30−n、32 結合素子
40 起動受信部
42 受信部
44 送信部
46 電源回路
48 メイン制御部
50 スイッチ
60 差動受信回路
62 インバータ
64 トランジスタ
66 抵抗
68 トランジスタ
70 抵抗
72 シュミットトリガ回路
74 AND回路
76 RSラッチ回路
78 キャパシタ
80 ノイズフィルタ部
82 RC遅延回路
90 ラッチ部
100 電池監視システム
102、102−1〜102−n スレーブ装置
104 組電池
106 マイコン
108 マスタ装置
110 シリアル伝送路
B、B1〜Bn 電池セル
DH 高速データ信号
DL 低速データ信号
Claims (12)
- 外部から制御信号を受信する第1の受信部および第2の受信部と、
前記制御信号に基づいて対象物の監視を制御する制御部と、
内部回路に電力を供給する電源部と、を含み、
前記第1の受信部は、前記電源部が停止した状態で前記制御信号に起動パルス信号が重畳された起動信号を受信すると、前記起動信号から抽出した前記起動パルス信号に基づいて前記電源部を起動させる起動トリガを生成し、
前記第2の受信部は、前記電源部が前記起動トリガにより起動した後前記電源部から電力の供給を受けて前記起動信号に続く前記制御信号を受信し前記制御部に送る
半導体装置。 - 前記制御信号を前記第1の受信部および前記第2の受信部のいずれに入力させるか切り替える切替部をさらに含み、
前記制御部は、前記電源部が停止した状態で前記第1の受信部に前記制御信号が入力される状態にあった前記切替部を、前記電源部が起動した後に前記第2の受信部に前記制御信号が入力されるように前記切替部を切り替える
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記制御部および前記第2の受信部は予め定められた第1の上限速度以下で動作し、
前記第1の受信部は前記第1の上限速度よりも低い第2の上限速度以下で動作する
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。 - 前記制御信号が少なくとも前記第1の上限速度以下で動作しかつ前記第2の上限速度以下では動作しない周波数のパルス信号であり、
前記起動パルス信号が前記第2の上限速度以下で動作する周波数のパルス信号である
請求項3に記載の半導体装置。 - 前記第1の受信部は、抵抗および容量による遅延回路を含み、
前記起動パルス信号が論理値1および0の交番パターンであり、
前記遅延回路は、前記抵抗を介する前記容量への充電および放電を前記起動パルス信号に応じて繰り返すことにより前記起動トリガを生成するための信号を発生させる
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記起動パルス信号のデューティ比が50%であり、
前記遅延回路は前記起動パルス信号の立ち上がりと立ち下りで時定数が異なるように構成されている
請求項5に記載の半導体装置。 - 前記対象物である電池と、
電池を監視の対象物とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の半導体装置と、
前記制御信号を送信する監視装置と、
前記制御信号を前記起動信号に変換する変換装置と、
を含む電池監視システム。 - 前記半導体装置および前記電池が複数であり、
複数の前記半導体装置の各々は複数の前記電池の対応する電池を監視するとともに、相互に直列に接続されて半導体装置群を構成し、
複数の前記半導体装置の各々は前記制御信号を送信する送信部をさらに備え、
前記半導体装置群の各々の半導体装置の前記送信部が次段の前記第1の受信部および前記第2の受信部に接続され、最上流の前記半導体装置の第1の受信部および第2の受信部が前記変換装置に接続されて前記制御信号を受信し、最下流の前記半導体装置の前記送信部が前記変換装置に接続されて前記制御信号に対応する返信信号を送信することにより循環型通信路が構成されている
請求項7に記載の電池監視システム。 - 複数の前記半導体装置の各々が停止状態にある場合、前記半導体装置の各々は上流側から送られた前記起動信号を前記第1の受信部で受信して前記電源部を起動させるとともに前記制御部により前記起動信号を再生し前記送信部を介して下流側に送信する再生動作を実行し、前記再生動作が前記最上流の半導体装置から前記最下流の半導体装置まで順次行われることにより前記半導体装置群に含まれる各々の半導体装置の前記電源部が起動される
請求項8に記載の電池監視システム。 - 複数の前記半導体装置において停止状態にある半導体装置と起動状態にある半導体装置が混在している場合、停止状態にある半導体装置の各々は上流側から送られた前記起動信号を前記第1の受信部で受信して前記電源部を起動させるとともに前記制御部により前記起動信号を再生し前記送信部を介して下流側に送信する第1の再生動作を実行し、起動状態にある半導体装置の各々は上流側から送られた前記起動信号を前記第2の受信部で受信して前記電源部を起動させるとともに前記制御部により前記起動信号を再生し送信部を介して下流側に送信する第2の再生動作を実行し、前記第1の再生動作または前記第2の再生動作が前記最上流の半導体装置から前記最下流の半導体装置まで順次行われることにより前記半導体装置群に含まれる各々の半導体装置の前記電源部が起動される
請求項8に記載の電池監視システム。 - 前記循環型通信路の経路上に少なくとも1つの直流を遮断する直流遮断素子をさらに含む
請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の電池監視システム。 - 外部から制御信号を受信する第1の受信部および第2の受信部と、前記制御信号に基づいて対象物の監視を制御する制御部と、内部回路に電力を供給する電源部と、を含む半導体装置の起動方法であって、
前記第1の受信部が、前記電源部が停止した状態で前記制御信号に起動パルス信号が重畳された起動信号を受信すると、前記起動信号から抽出した前記起動パルス信号に基づいて前記電源部を起動させる起動トリガを生成し、
前記第2の受信部が、前記電源部が前記起動トリガにより起動した後前記電源部から電力の供給を受けて前記起動信号に続く前記制御信号を受信し前記制御部に送る
半導体装置の起動方法。
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