JP4177216B2 - Switching circuit and voltage measurement circuit - Google Patents

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Description

この発明は、スイッチング回路及び電圧計測回路に係わり、特に、直列に接続された単位セルの両端をコンデンサに接続するスイッチング回路及び当該スイッチング回路を備えた電圧計測回路に関する。   The present invention relates to a switching circuit and a voltage measurement circuit, and more particularly, to a switching circuit that connects both ends of unit cells connected in series to a capacitor and a voltage measurement circuit including the switching circuit.

上述した従来のスイッチング回路として、例えば、図5に示すようなフライングキャパシタ回路が提案されている(例えば、特許文献1、2)。同図に示すように、フライングキャパシタ回路は、直列に接続された複数の単位セルV1〜Vnに対して1つのコンデンサCと、上記単位セルV1〜Vnの各両端を上記コンデンサCの両端に順次接続するための複数の切替スイッチS1〜Sn+1とを備えている。なお、図5において単位セルV1〜Vnはそれぞれ一つのバッテリから構成されている。   As the conventional switching circuit described above, for example, a flying capacitor circuit as shown in FIG. 5 has been proposed (for example, Patent Documents 1 and 2). As shown in the figure, the flying capacitor circuit includes one capacitor C for a plurality of unit cells V1 to Vn connected in series, and both ends of the unit cells V1 to Vn are sequentially connected to both ends of the capacitor C. A plurality of change-over switches S1 to Sn + 1 are provided for connection. In FIG. 5, the unit cells V1 to Vn are each composed of one battery.

切替スイッチS1〜Sn+1は、n個の単位セルV1〜Vnに対して、(n+1)個設けられている。つまり、例えば、単位セルV1のマイナス側と、この単位セルV1のマイナス側に接続されている単位セルV2のプラス側とは、共通の切替スイッチS2を介してコンデンサCに接続されるようになっている。これにより、図6に示すように、各単位セルV1〜Vnの両側に2つずつ切替スイッチS1〜S2nを設ける場合に比べて(例えば特許文献3)、単位セルV1〜Vnの両端に設ける切替スイッチの数を減らすことができる。
特開平11−248755号公報 特開2002−156392号公報 特開平11−248757号公報
(N + 1) changeover switches S1 to Sn + 1 are provided for n unit cells V1 to Vn. That is, for example, the minus side of the unit cell V1 and the plus side of the unit cell V2 connected to the minus side of the unit cell V1 are connected to the capacitor C via the common selector switch S2. ing. Thereby, as shown in FIG. 6, compared with the case where two switches S1 to S2n are provided on both sides of each of the unit cells V1 to Vn (for example, Patent Document 3), the switching provided to both ends of the unit cells V1 to Vn. The number of switches can be reduced.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-248755 JP 2002-156392 A JP-A-11-248757

図5に示すように従来のフライングキャパシタ回路では、例えば、切替スイッチS1及びS2をオンして、単位セルV1をコンデンサCに接続したときには、共通の切替スイッチS2には、矢印Y2方向の電流が流れる。一方、切替スイッチS2及びS3をオンして、単位セルV2をコンデンサCに接続したときには、矢印Y1方向の電流が流れる。   As shown in FIG. 5, in the conventional flying capacitor circuit, for example, when the changeover switches S1 and S2 are turned on and the unit cell V1 is connected to the capacitor C, the current in the arrow Y2 direction is supplied to the common changeover switch S2. Flowing. On the other hand, when the changeover switches S2 and S3 are turned on and the unit cell V2 is connected to the capacitor C, a current in the direction of the arrow Y1 flows.

つまり、共通の切替スイッチとしては、双方向スイッチが必要となり、トランジスタスイッチ(NPNトランジスタではコレクタからエミッタへ電流が流れる)などの極性のあるスイッチを切替スイッチとして用いることができない。   That is, as a common change-over switch, a bidirectional switch is required, and a switch with polarity such as a transistor switch (current flows from a collector to an emitter in an NPN transistor) cannot be used as a change-over switch.

また、切替スイッチとして、例えば、図7に示すように、極性のないスイッチである電界効果トランジスタ(以下、FET)を用いることも考えられる。この場合、FETQ1〜Qn+1がオンしている際の動作は問題ない。しかしながら、FETQ1〜Qn+1をオフして単位セルV1〜VnとコンデンサCとの絶縁を図ったとしても、FETQ1〜Qn+1が持つソース−ドレイン間に寄生ダイオードにより、完全に絶縁されているとは言えない。このため、オンしたときに流れる方向と逆方向へ電流が流れてしまい、コンデンサCに単位セルV1〜Vnの両端電圧に応じた電荷をためることができないという問題があった。   In addition, as a change-over switch, for example, as shown in FIG. 7, it is conceivable to use a field effect transistor (hereinafter referred to as FET) which is a switch having no polarity. In this case, there is no problem with the operation when the FETs Q1 to Qn + 1 are on. However, even if the FETs Q1 to Qn + 1 are turned off to isolate the unit cells V1 to Vn from the capacitor C, it cannot be said that the FETs Q1 to Qn + 1 are completely insulated by a parasitic diode between the source and drain of the FETs Q1 to Qn + 1. . For this reason, a current flows in a direction opposite to the flowing direction when the power is turned on, and there is a problem that it is impossible to accumulate charges in the capacitor C according to the voltage across the unit cells V1 to Vn.

また、例えば、FETQ1及びQ2をオンすると、矢印Y3に示す閉ループ回路が形成され、コンデンサCが単位セルV1によって充電され、コンデンサCの両端電圧が単位セルV1の両端電圧と等しくなる。   For example, when the FETs Q1 and Q2 are turned on, a closed loop circuit indicated by an arrow Y3 is formed, the capacitor C is charged by the unit cell V1, and the voltage across the capacitor C becomes equal to the voltage across the unit cell V1.

しかしながら、このとき、FETQ3はオフであっても、FETQ3のソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードによって、矢印Y4に示す閉ループ回路が形成され、単位セルV2に逆電圧が印加されてしまう。すなわち、コンデンサCに蓄積された電荷が単位セルV2に対して放電されてしまうため、コンデンサCの単位セルV1の両端電圧に応じた電荷をためることができなくなってしまうという問題があった。   However, at this time, even if the FET Q3 is OFF, a closed loop circuit indicated by an arrow Y4 is formed by a parasitic diode generated between the source and drain of the FET Q3, and a reverse voltage is applied to the unit cell V2. That is, since the charge accumulated in the capacitor C is discharged to the unit cell V2, there is a problem that it is impossible to accumulate the charge according to the voltage across the unit cell V1 of the capacitor C.

そこで、従来は切替スイッチとして、リレースイッチを用いていた。しかしながら、リレースイッチは、FETに比べて、コスト、大きさ、耐久性、応答速度などの面で劣っている。   Therefore, conventionally, a relay switch has been used as the changeover switch. However, the relay switch is inferior to the FET in terms of cost, size, durability, response speed, and the like.

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、コンデンサと単位セルとを接続するスイッチとして、電界効果トランジスタを用いても、オフ時にコンデンサと単位セルとの絶縁を図ることができるスイッチング回路及び電圧計測回路を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention pays attention to the above-described problems, and even if a field effect transistor is used as a switch for connecting a capacitor and a unit cell, switching between the capacitor and the unit cell can be achieved at the time of OFF. It is an object to provide a circuit and a voltage measurement circuit.

上記課題を解決するためになされた請求項1記載の発明は、バッテリからなる単位セルを複数個直列に接続して構成された組電池の前記単位セルと一対一対応で設けられた複数のコンデンサと、前記単位セルの両端を、対応する前記コンデンサに接続するために設けられ、かつ、ソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードの順方向が、前記コンデンサから前記単位セルに向かうように接続された第1半導体スイッチと、前記各コンデンサの低圧側をグランドに接続するためのスイッチとを備え、一の前記単位セルのマイナス側と、当該単位セルのマイナス側に接続されている二の前記単位セルのプラス側とは、共通の前記第1半導体スイッチを介して前記コンデンサに接続されることを特徴とするスイッチング回路に存する。   In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a plurality of capacitors provided in a one-to-one correspondence with the unit cells of a battery pack configured by connecting a plurality of unit cells made of batteries in series. And both ends of the unit cell are connected to the corresponding capacitor, and the forward direction of the parasitic diode generated between the source and the drain is connected so as to be directed from the capacitor to the unit cell. A first semiconductor switch and a switch for connecting a low voltage side of each capacitor to the ground, and the two unit cells connected to the negative side of one unit cell and the negative side of the unit cell The plus side of the circuit lies in a switching circuit that is connected to the capacitor via the common first semiconductor switch.

請求項1記載の発明によれば、コンデンサは、単位セルと一対一対応で設けられている。第1半導体スイッチは、単位セルの両端を、対応するコンデンサに接続するために設けられている。さらに、ソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードの順方向が、コンデンサから単位セルに向かうように接続されている。切替スイッチが、各コンデンサの低圧側をグランドに接続する。   According to the first aspect of the present invention, the capacitor is provided in one-to-one correspondence with the unit cell. The first semiconductor switch is provided to connect both ends of the unit cell to the corresponding capacitor. Furthermore, the forward direction of the parasitic diode generated between the source and the drain is connected so as to go from the capacitor to the unit cell. A changeover switch connects the low voltage side of each capacitor to ground.

従って、一の単位セルのマイナス側と二の単位セルのプラス側とが共通のスイッチを介してコンデンサに接続されるスイッチング回路の場合、その共通のスイッチには双方向の電流が流れる。そこで、スイッチとして第1半導体スイッチを用いれば双方向に電流を流すことができる。しかも、コンデンサを単位セルと一対一対応で設けることにより、所定の単位セルの両端をコンデンサの両端に接続したとき、所定の単位セルより低圧側にある単位セルに、コンデンサによって、逆電圧が印加されることもなくなる。さらに、単位セル−コンデンサ間の第1半導体スイッチをオフしたとき、そのコンデンサの低圧側をグランドに接続すれば、コンデンサの電位が単位セルの電位より低くなり、寄生ダイオードの順方向がコンデンサから単位セルに向いていたとしても、順方向に電流が流れなくなる。   Therefore, in the case of a switching circuit in which the negative side of one unit cell and the positive side of the second unit cell are connected to a capacitor via a common switch, bidirectional current flows through the common switch. Therefore, if the first semiconductor switch is used as a switch, a current can flow in both directions. In addition, by providing a capacitor in a one-to-one correspondence with the unit cell, a reverse voltage is applied by the capacitor to the unit cell on the lower voltage side than the predetermined unit cell when both ends of the predetermined unit cell are connected to both ends of the capacitor. It will not be done. Further, when the first semiconductor switch between the unit cell and the capacitor is turned off, if the low voltage side of the capacitor is connected to the ground, the potential of the capacitor becomes lower than the potential of the unit cell, and the forward direction of the parasitic diode is changed from the capacitor to the unit. Even if it is facing the cell, no current flows in the forward direction.

請求項2記載の発明は、請求項1記載のスイッチング回路であって、前記第1半導体スイッチのオンオフを指示する制御信号を出力するロジック回路と、前記制御信号をレベルシフトして、前記半導体スイッチのゲートに出力するレベルシフト回路とをさらに備えたことを特徴とするスイッチング回路に存する。   A second aspect of the present invention is the switching circuit according to the first aspect, wherein a logic circuit that outputs a control signal instructing on / off of the first semiconductor switch, and a level shift of the control signal, the semiconductor switch And a level shift circuit for outputting to the gate of the switching circuit.

請求項2記載の発明によれば、ロジック回路が第1半導体スイッチのオンオフを指示する制御信号を出力する。レベルシフト回路が、制御信号をレベルシフトして、第1半導体スイッチのゲートに出力する。従って、レベルシフト回路により制御信号をレベルシフトすれば、低電圧系のロジック回路が出力する制御信号を用いて、ソースに高電圧が印加されている第1半導体スイッチのオンオフを制御することができ、高価なフォトMOSなどを用いる必要がない。   According to the invention described in claim 2, the logic circuit outputs a control signal instructing on / off of the first semiconductor switch. The level shift circuit shifts the level of the control signal and outputs it to the gate of the first semiconductor switch. Therefore, if the control signal is level-shifted by the level shift circuit, it is possible to control on / off of the first semiconductor switch in which a high voltage is applied to the source by using the control signal output from the low-voltage logic circuit. There is no need to use an expensive photo MOS or the like.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のスイッチング回路であって、前記第1半導体スイッチのうち、最も高電圧側にある前記単位セルのプラス側に接続されている半導体スイッチはPch.であり、他の半導体スイッチはNch.であることを特徴とするスイッチング回路に存する。   The invention according to claim 3 is the switching circuit according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor switch connected to the positive side of the unit cell on the highest voltage side among the first semiconductor switches is Pch. . The other semiconductor switches are Nch. It exists in the switching circuit characterized by being.

請求項3記載の発明によれば、第1半導体スイッチのうち、最も高電圧側にある単位セルのプラス側に接続されている半導体スイッチはPch.であり、他の半導体スイッチはNch.である。従って、Pch.の半導体スイッチを用いなければ、オンすることができない最高電圧側にある単位セルのプラス端子に接続される半導体スイッチ以外は、安価なNch.FETを用いることができる。   According to the third aspect of the present invention, the semiconductor switch connected to the positive side of the unit cell on the highest voltage side among the first semiconductor switches is Pch. The other semiconductor switches are Nch. It is. Therefore, Pch. If the semiconductor switch is not used, an inexpensive Nch. Except for the semiconductor switch connected to the positive terminal of the unit cell on the highest voltage side that cannot be turned on. FETs can be used.

請求項4記載の発明は、請求項1〜3何れか1項記載のスイッチング回路と、前記コンデンサの両端電圧を計測する計測手段と、前記コンデンサ−前記計測手段間に設けられ、かつ、ソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードの順方向が前記計測手段から前記コンデンサに向かうように接続されている第2半導体スイッチと、前記第2半導体スイッチの前記計測手段の一端に所定電圧を印加する電圧印加手段とを備えたことを特徴とする電圧計測回路に存する。   Invention of Claim 4 is provided between the switching circuit of any one of Claims 1-3, the measurement means which measures the both-ends voltage of the said capacitor | condenser, the said capacitor | condenser-said measurement means, and source | sauce- A second semiconductor switch connected so that a forward direction of a parasitic diode generated between the drains is directed from the measuring means to the capacitor; and a voltage application for applying a predetermined voltage to one end of the measuring means of the second semiconductor switch And a voltage measuring circuit including the means.

請求項4記載の発明によれば、計測手段が、コンデンサの両端電圧を計測する。第2半導体スイッチが、コンデンサ−計測手段間に設けられる。電圧印加手段が、コンデンサ−計測手段間に設けられ、かつ、ソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードの順方向が計測手段からコンデンサに向かうように接続されている。従って、電圧印加手段により第2半導体スイッチの計測手段側の電位がコンデンサ側の電位より下がれば、第2半導体スイッチの寄生ダイオードの順方向が計測手段からコンデンサに向いていたとしても、順方向に電流が流れなくなる。   According to the invention of claim 4, the measuring means measures the voltage across the capacitor. A second semiconductor switch is provided between the capacitor and the measuring means. The voltage applying means is provided between the capacitor and the measuring means, and is connected so that the forward direction of the parasitic diode generated between the source and the drain is directed from the measuring means to the capacitor. Therefore, if the voltage application means causes the potential on the measurement means side of the second semiconductor switch to fall below the potential on the capacitor side, even if the forward direction of the parasitic diode of the second semiconductor switch is directed from the measurement means to the capacitor, Current stops flowing.

以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、一の単位セルのマイナス側と二の単位セルのプラス側とが共通のスイッチを介してコンデンサに接続されるスイッチング回路の場合、その共通のスイッチには双方向の電流が流れる。そこで、スイッチとして第1半導体スイッチを用いれば双方向に電流を流すことができる。しかも、コンデンサを単位セルと一対一対応で設けることにより、所定の単位セルの両端をコンデンサの両端に接続したとき、所定の単位セルより低圧側にある単位セルに、コンデンサによって、逆電圧が印加されることもなくなる。さらに、単位セル−コンデンサ間の第1半導体スイッチをオフしたとき、そのコンデンサの低圧側をグランドに接続すれば、コンデンサの電位が単位セルの電位より低くなり、寄生ダイオードの順方向がコンデンサから単位セルに向いていたとしても、順方向に電流が流れなくなるので、コンデンサと単位セルとを接続するスイッチとして、半導体スイッチを用いても、オフ時にコンデンサと単位セルとの絶縁を図ることができるスイッチング回路を得ることができる。   As described above, according to the first aspect of the present invention, in the case of a switching circuit in which the negative side of one unit cell and the positive side of two unit cells are connected to a capacitor via a common switch, Bidirectional current flows through the common switch. Therefore, if the first semiconductor switch is used as a switch, a current can flow in both directions. In addition, by providing a capacitor in a one-to-one correspondence with the unit cell, a reverse voltage is applied by the capacitor to the unit cell on the lower voltage side than the predetermined unit cell when both ends of the predetermined unit cell are connected to both ends of the capacitor. It will not be done. Further, when the first semiconductor switch between the unit cell and the capacitor is turned off, if the low voltage side of the capacitor is connected to the ground, the potential of the capacitor becomes lower than the potential of the unit cell, and the forward direction of the parasitic diode is changed from the capacitor to the unit. Even if it is suitable for the cell, current does not flow in the forward direction, so even if a semiconductor switch is used as a switch to connect the capacitor to the unit cell, switching that can insulate the capacitor from the unit cell when off A circuit can be obtained.

請求項2記載の発明によれば、レベルシフト回路により制御信号をレベルシフトすれば、低電圧系のロジック回路が出力する制御信号を用いて、ソースに高電圧が印加されている第1半導体スイッチのオンオフを制御することができ、高価なフォトMOSなどを用いる必要がないので、コストダウンを図ったスイッチング回路を得ることができる。   According to the second aspect of the present invention, when the control signal is level-shifted by the level shift circuit, the first semiconductor switch in which a high voltage is applied to the source using the control signal output from the low-voltage logic circuit. Since it is not necessary to use an expensive photo MOS or the like, a switching circuit with reduced costs can be obtained.

請求項3記載の発明によれば、Pch.の半導体スイッチを用いなければ、オンすることができない最高電圧側にある単位セルのプラス端子に接続される半導体スイッチ以外は、安価なNch.FETを用いることができるので、コストダウンを図ったスイッチング回路を得ることができる。   According to the third aspect of the present invention, Pch. If the semiconductor switch is not used, an inexpensive Nch. Except for the semiconductor switch connected to the positive terminal of the unit cell on the highest voltage side that cannot be turned on. Since a FET can be used, a switching circuit with reduced costs can be obtained.

請求項4記載の発明によれば、電圧印加手段により第2半導体スイッチの計測手段側の電位がコンデンサ側の電位より下がれば、第2半導体スイッチの寄生ダイオードの順方向が計測手段からコンデンサに向いていたとしても、順方向に電流が流れなくなるので、コンデンサと計測手段とを接続するスイッチとして、半導体スイッチを用いても、オフ時にコンデンサと計測手段との絶縁を図ることができる電圧計測回路を得ることができる。   According to the fourth aspect of the present invention, when the potential on the measuring means side of the second semiconductor switch is lower than the potential on the capacitor side by the voltage applying means, the forward direction of the parasitic diode of the second semiconductor switch is directed from the measuring means to the capacitor. Even if it is, even if a semiconductor switch is used as a switch for connecting the capacitor and the measurement means, a voltage measurement circuit that can insulate the capacitor from the measurement means when off is provided. Obtainable.

以下、本発明のスイッチング回路及び電圧計測回路について、図面を参照して説明する。図1は、本発明のスイッチング回路としてのフライングキャパシタ回路を組み込んだ電圧計測回路の一実施の形態を示す回路図である。   Hereinafter, a switching circuit and a voltage measurement circuit of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a voltage measuring circuit incorporating a flying capacitor circuit as a switching circuit of the present invention.

同図に示すように、電圧計測回路は、2つのバッテリからなる単位セルV1〜Vnをn個直列に接続して構成された組電池において、各単位セルV1〜Vnに一対一対応で設けられたn個のコンデンサC1〜Cnと、各単位セルV1〜Vnの両端を、抵抗R11〜R1(n+1)を介して、対応するコンデンサC1〜Cnに接続するために設けられた電界効果トランジスタ(以下、FET)Q11〜Q1(n+1)とを備えている。このFETQ11〜Q1(n+1)が請求項中の第1半導体スイッチに相当する。このように、単位セルV1〜Vnの両端と、コンデンサC1〜Cnとを接続するスイッチとして、FETを用いることにより、オン時に双方向に電流を流すことが可能となる。   As shown in the figure, the voltage measurement circuit is provided in a one-to-one correspondence with each unit cell V1 to Vn in an assembled battery configured by connecting n unit cells V1 to Vn each including two batteries in series. Field effect transistors (hereinafter referred to as “n” capacitors C1 to Cn and the unit cells V1 to Vn) are connected to the corresponding capacitors C1 to Cn via resistors R11 to R1 (n + 1). FET) Q11 to Q1 (n + 1). The FETs Q11 to Q1 (n + 1) correspond to the first semiconductor switch in the claims. As described above, by using the FET as a switch for connecting the both ends of the unit cells V1 to Vn and the capacitors C1 to Cn, it becomes possible to flow a current bidirectionally when the switch is turned on.

上記FETQ11〜Q1nは、ソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードの順方向が、コンデンサC1〜Cnから単位セルV1〜Vnに向かうように接続されている。一方、最も低圧側の単位セルVnのマイナス側とコンデンサCnとを接続するFETQ1(n+1)は、ソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードのアノードが、抵抗R1(n+1)を介してグランドに接続されている。   The FETs Q11 to Q1n are connected so that the forward direction of the parasitic diode generated between the source and drain is directed from the capacitors C1 to Cn to the unit cells V1 to Vn. On the other hand, in the FET Q1 (n + 1) that connects the negative side of the unit cell Vn on the lowest voltage side and the capacitor Cn, the anode of the parasitic diode generated between the source and drain is connected to the ground via the resistor R1 (n + 1). ing.

また、最も高圧側の単位セルV1のプラス側に接続されたFETQ11を除いたFETQ12〜Q1nは、Nch.FETから構成されている。次に、上述したFETQ12〜Q1nのドライブ回路の詳細について図2を参照して説明する。図2は、FETQ12〜Q1nのうち、任意のFETQmのドライブ回路を示す図である。同図に示すように、FETQmのゲートは、トランジスタTr1のコレクタ及び抵抗Rb間に接続されている。上記トランジスタTr1のエミッタは、抵抗Ra及びR1(m−1)を介して単位セルVm−1のプラス側に接続されると共に、抵抗Rcを介してベースと接続されている。一方、抵抗Rbは、単位セルVmのマイナス側に接続されている。   Further, the FETs Q12 to Q1n except for the FET Q11 connected to the plus side of the unit cell V1 on the highest voltage side are Nch. It consists of FET. Next, details of the drive circuits of the above-described FETs Q12 to Q1n will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a drive circuit for an arbitrary FET Qm among the FETs Q12 to Q1n. As shown in the figure, the gate of the FET Qm is connected between the collector of the transistor Tr1 and the resistor Rb. The emitter of the transistor Tr1 is connected to the plus side of the unit cell Vm-1 via resistors Ra and R1 (m-1), and is connected to the base via a resistor Rc. On the other hand, the resistor Rb is connected to the negative side of the unit cell Vm.

また、トランジスタTr1のベースは、抵抗Rd及びReを介してトランジスタTr2のコレクタに接続される。このトランジスタTr2のエミッタはグランドに接続されている。一方、ベースは抵抗Rfを介して後述するロジック回路に接続されるとともに、抵抗Rgを介してエミッタに接続されている。   The base of the transistor Tr1 is connected to the collector of the transistor Tr2 via the resistors Rd and Re. The emitter of this transistor Tr2 is connected to the ground. On the other hand, the base is connected to a later-described logic circuit via a resistor Rf, and is connected to an emitter via a resistor Rg.

これにより、例えば、5V系のロジック回路から5Vの制御信号がトランジスタTr2のベースに供給されると、トランジスタTr2がオンする。トランジスタTr2がオンすると抵抗R1(m−1)、Ra、Rc、Rd、Reの順に電流が流れる。このとき抵抗Rcに発生する電圧により、トランジスタTr1のエミッタ−ベース間にバイアスが与えられるため、トランジスタTr1もオンする。   Thereby, for example, when a 5V control signal is supplied from the 5V logic circuit to the base of the transistor Tr2, the transistor Tr2 is turned on. When the transistor Tr2 is turned on, a current flows in the order of the resistors R1 (m−1), Ra, Rc, Rd, and Re. At this time, the voltage generated in the resistor Rc applies a bias between the emitter and base of the transistor Tr1, so that the transistor Tr1 is also turned on.

トランジスタTr1がオンすると、FETQmのゲートには、単位セルVm及び単位セルVm−1の両端電圧の合計値を、抵抗R1(m−1)、Raと、抵抗Rbとで分圧した電圧が印加される。これにより、FETQmのゲートには、そのソースより高いバイアス電圧が印加され、FETQmはオンする。以上のことから明らかなように、抵抗Ra〜Rg及びトランジスタTr1、Tr2は5Vの制御信号をレベルシフトして、FETQmのゲートに印加するレベルシフト回路として働く。   When the transistor Tr1 is turned on, a voltage obtained by dividing the total value of the voltage across the unit cell Vm and the unit cell Vm-1 by the resistors R1 (m-1), Ra, and the resistor Rb is applied to the gate of the FET Qm. Is done. As a result, a bias voltage higher than that of the source is applied to the gate of the FET Qm, and the FET Qm is turned on. As is apparent from the above, the resistors Ra to Rg and the transistors Tr1 and Tr2 function as a level shift circuit that shifts the level of the 5V control signal and applies it to the gate of the FET Qm.

一方、最も高電圧側の単位セルV1のプラス側と接続されたFETQ11は、Pch.FETから構成されている。次に、このFETQ11のドライブ回路の詳細について図3を参照して説明する。上述したFETQ11のゲートは、抵抗Rhの一端と、抵抗Riの一端との間に接続されている。上記抵抗Rhの他端は、抵抗R11を介して単位セルV1に接続されている。一方、抵抗Riの他端は、トランジスタTr3のコレクタ−エミッタ間を介してグランドに接続されている。このトランジスタTr3のベースは抵抗Rjを介して図示しないロジック回路に接続されていると共に、抵抗Rkを介してエミッタに接続されている。   On the other hand, the FET Q11 connected to the plus side of the unit cell V1 on the highest voltage side is Pch. It consists of FET. Next, details of the drive circuit of the FET Q11 will be described with reference to FIG. The gate of the FET Q11 described above is connected between one end of the resistor Rh and one end of the resistor Ri. The other end of the resistor Rh is connected to the unit cell V1 via the resistor R11. On the other hand, the other end of the resistor Ri is connected to the ground via the collector-emitter of the transistor Tr3. The base of the transistor Tr3 is connected to a logic circuit (not shown) through a resistor Rj and is connected to the emitter through a resistor Rk.

これにより、5V系のロジック回路から5Vの制御信号がトランジスタTr3のベースに供給されると、トランジスタTr3がオンする。トランジスタTr3がオンすると、FETQ11のゲートには、単位セルV1のプラス側の電圧を抵抗R11、抵抗Rhと、抵抗Riとで分圧した電圧が印加される。これにより、FETQ11のゲートには、そのソースより低いバイアス電圧が印加され、FETQ11がオンする。以上のことから明らかなように、抵抗Rh〜Rk及びトランジスタTr3は5Vの制御信号をレベルシフトして、FETQ11のゲートに印加するレベルシフト回路として働く。   Thus, when a 5V control signal is supplied from the 5V logic circuit to the base of the transistor Tr3, the transistor Tr3 is turned on. When the transistor Tr3 is turned on, a voltage obtained by dividing the positive voltage of the unit cell V1 by the resistor R11, the resistor Rh, and the resistor Ri is applied to the gate of the FET Q11. As a result, a bias voltage lower than that of the source is applied to the gate of the FET Q11, and the FET Q11 is turned on. As is apparent from the above, the resistors Rh to Rk and the transistor Tr3 function as a level shift circuit that shifts the level of the 5V control signal and applies it to the gate of the FET Q11.

今、各コンデンサC1〜Cn−1の両端のうち、対応する単位セルV1〜Vnのプラス側に接続されている一端を高圧側とし、マイナス側に接続されている他端を低圧側とする。各コンデンサC1〜Cn−1の低圧側は、図1に示すように、それぞれ抵抗R21〜R2(n−1)及びFETQ21〜Q2(n−1)を介してグランドに接続されている。上記FETQ21〜Q2(n−1)は、ソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードのアノードが、グランドに接続されている。このFETQ21〜Q2(n−1)が請求項中のスイッチに相当する。   Now, of both ends of each of the capacitors C1 to Cn-1, one end connected to the plus side of the corresponding unit cell V1 to Vn is a high voltage side, and the other end connected to the minus side is a low voltage side. As shown in FIG. 1, the low-voltage side of each capacitor C1 to Cn-1 is connected to the ground via resistors R21 to R2 (n-1) and FETs Q21 to Q2 (n-1), respectively. In the FETs Q21 to Q2 (n−1), the anode of the parasitic diode generated between the source and the drain is connected to the ground. The FETs Q21 to Q2 (n-1) correspond to switches in the claims.

一方、各コンデンサC1〜Cnの高圧側は、FETQ31〜Q3nを介して計測回路10に接続されている。上記FETQ31〜Q3nは、ソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードの順方向が、計測回路10からコンデンサC1〜Cnに向かうように接続されている。さらに、FETQ31〜Q3nの計測回路10側の一端には、電圧印加手段としての定電圧回路21〜2nにより所定電圧が印加されている。また、上述したFETQ31〜Q3nが請求項中の第2半導体スイッチに相当する。さらに、コンデンサC1〜Cn、FETQ11〜Q1(n+1)、Q21〜Q2(n−1)がフライングキャパシタ回路(=スイッチング回路)を構成する。   On the other hand, the high voltage side of each of the capacitors C1 to Cn is connected to the measurement circuit 10 via FETs Q31 to Q3n. The FETs Q31 to Q3n are connected such that the forward direction of the parasitic diode generated between the source and the drain is directed from the measurement circuit 10 to the capacitors C1 to Cn. Further, a predetermined voltage is applied to one end of the FETs Q31 to Q3n on the measurement circuit 10 side by constant voltage circuits 21 to 2n as voltage applying means. The above-described FETs Q31 to Q3n correspond to the second semiconductor switch in the claims. Further, the capacitors C1 to Cn, the FETs Q11 to Q1 (n + 1), and Q21 to Q2 (n-1) constitute a flying capacitor circuit (= switching circuit).

次に、上述した計測回路10の構成について、図4を参照して以下説明する。同図に示すように、計測回路10は、各コンデンサC1〜Cnの高圧側電位のうち、一つを選択して出力するマルチプレクサ11と、マルチプレクサ11からの出力を増幅する増幅器12と、増幅器12の出力をディジタル信号に変換するアナログ/ディジタル変換器(以下、A/D変換器)13とを備える。   Next, the configuration of the measurement circuit 10 described above will be described below with reference to FIG. As shown in the figure, the measurement circuit 10 includes a multiplexer 11 that selects and outputs one of the high-voltage side potentials of the capacitors C1 to Cn, an amplifier 12 that amplifies the output from the multiplexer 11, and an amplifier 12 And an analog / digital converter (hereinafter referred to as an A / D converter) 13 for converting the output into a digital signal.

さらに、計測回路10は、上述したマルチプレクサ11及びA/D変換器12の制御や、各FETQ11〜Q1(n+1)、Q21〜Q2(n−1)、Q31〜Q3nのオンオフ制御を行うロジック回路14をさらに備えている。このロジック回路14は、図示しないマイクロコンピュータ(以下、μCOM)と接続されており、このμCOMからフォトカプラ15を介してイネーブル信号が供給される。また、ロジック回路14は、A/D変換器13出力をフォトカプラ16を介してμCOMに供給する。 Further, the measurement circuit 10 controls the multiplexer 11 and the A / D converter 12 described above, and a logic circuit 14 that performs on / off control of each of the FETs Q11 to Q1 (n + 1), Q21 to Q2 (n-1), and Q31 to Q3n. Is further provided. The logic circuit 14 is connected to a microcomputer (not shown) (hereinafter referred to as μCOM), and an enable signal is supplied from the μCOM via the photocoupler 15. The logic circuit 14 supplies the output of the A / D converter 13 to the μCOM via the photocoupler 16.

上述したフライングキャパシタ回路を組み込んだ電圧計測回路の動作について以下説明する。まず、フォトカプラ15を介してイネーブル信号を入力すると、ロジック回路14は、FETQ11及びQ12をオンして、単位セルV1の両端をコンデンサC1の両端に接続する。これにより、コンデンサC1の両端電圧は、単位セルV1の両端電圧と等しくなる。   The operation of the voltage measuring circuit incorporating the above-described flying capacitor circuit will be described below. First, when an enable signal is input via the photocoupler 15, the logic circuit 14 turns on the FETs Q11 and Q12 to connect both ends of the unit cell V1 to both ends of the capacitor C1. As a result, the voltage across the capacitor C1 becomes equal to the voltage across the unit cell V1.

次に、ロジック回路14は、FETQ11及びQ12をオフにして、単位セルV1をコンデンサC1から切り離す。さらに、FETQ21をオンにして、コンデンサC1の低圧側をグランドに接続する。このグランドへの接続により、コンデンサC1の低圧側の電位は、単位セルV1のマイナス側の電位より下がり、コンデンサC1の高圧側の電位は、単位セルV1のプラス側の電位より下がる。   Next, the logic circuit 14 turns off the FETs Q11 and Q12 to disconnect the unit cell V1 from the capacitor C1. Further, the FET Q21 is turned on, and the low voltage side of the capacitor C1 is connected to the ground. Due to this connection to the ground, the low-voltage side potential of the capacitor C1 is lowered from the negative-side potential of the unit cell V1, and the high-voltage side potential of the capacitor C1 is lowered from the positive-side potential of the unit cell V1.

具体的に述べると、今、例えば、単位セルV1のプラス側の電位が250Vであり、マイナス側の電位が238Vである。このとき、このFETQ11及びQ12のオンにより、コンデンサC1の高圧側は単位セルV1のプラス側の電位と等しい250Vとなり、コンデンサC1の低圧側は単位セルV1のマイナス側の電位と等しい238Vとなる。そして、コンデンサC1の両端電圧は、単位セルV1の両端電圧と等しい12Vとなる。   Specifically, for example, the positive potential of the unit cell V1 is 250V and the negative potential is 238V. At this time, when the FETs Q11 and Q12 are turned on, the high voltage side of the capacitor C1 becomes 250V equal to the positive potential of the unit cell V1, and the low voltage side of the capacitor C1 becomes 238V equal to the negative potential of the unit cell V1. The voltage across the capacitor C1 is 12V, which is equal to the voltage across the unit cell V1.

その後、FETQ11及びQ12をオフして、コンデンサC1の低圧側をグランドに接続すると、コンデンサC1の低圧側は238Vから0Vに下がり、コンデンサC1の高圧側は250Vから12Vとなる。この状態では、上述したようにコンデンサC1の高圧側の電位が単位セルV1のプラス側の電位より低くなるため、FETQ11の寄生ダイオードの順方向に向かって電流が流れることがない。また、コンデンサC1の低圧側の電位が単位セルV1のマイナス側の電位より低くなるため、FETQ11の寄生ダイオードの順方向に向かって電流が流れることがない。従って、コンデンサC1と単位セルV1とを接続するスイッチとして、FETを用いてもオフ時にコンデンサC1と単位セルV1との絶縁を図ることができる。   Thereafter, when the FETs Q11 and Q12 are turned off and the low voltage side of the capacitor C1 is connected to the ground, the low voltage side of the capacitor C1 drops from 238V to 0V, and the high voltage side of the capacitor C1 changes from 250V to 12V. In this state, since the potential on the high voltage side of the capacitor C1 is lower than the potential on the positive side of the unit cell V1 as described above, no current flows in the forward direction of the parasitic diode of the FET Q11. Further, since the potential on the low voltage side of the capacitor C1 is lower than the potential on the negative side of the unit cell V1, no current flows in the forward direction of the parasitic diode of the FET Q11. Therefore, even when an FET is used as a switch for connecting the capacitor C1 and the unit cell V1, the capacitor C1 and the unit cell V1 can be insulated when turned off.

次に、ロジック回路14は、FETQ21をオン状態に保ったまま、FETQ31をオンにする。このFETQ31のオンにより、コンデンサC1の両端電圧、つまり単位セルV1の両端電圧と等しいコンデンサC1の高圧側の電位が計測回路10に供給される。計測回路10に供給されたコンデンサC1の高圧側電位は、まず、マルチプレクサ11を通過して、増幅回路12により増幅された後、A/D変換器13に供給されディジタル信号に変換される。   Next, the logic circuit 14 turns on the FET Q31 while keeping the FET Q21 in the on state. By turning on the FET Q31, the voltage across the capacitor C1, that is, the potential on the high voltage side of the capacitor C1 equal to the voltage across the unit cell V1, is supplied to the measurement circuit 10. The high-voltage side potential of the capacitor C1 supplied to the measurement circuit 10 first passes through the multiplexer 11 and is amplified by the amplifier circuit 12, and then supplied to the A / D converter 13 and converted into a digital signal.

A/D変換器13によりディジタル信号に変換されたコンデンサC1の高圧側電位は、ロジック回路14に供給される。ロジック回路14は、このコンデンサC1の高圧側電位のディジタル値をフォトカプラ16を介して、図示しないμCOMに供給する。μCOMは、供給されたコンデンサC1の高圧側電位によって、単位セルV1の両端電圧を把握する。   The high-voltage side potential of the capacitor C <b> 1 converted into a digital signal by the A / D converter 13 is supplied to the logic circuit 14. The logic circuit 14 supplies the digital value of the high voltage side potential of the capacitor C1 to μCOM (not shown) via the photocoupler 16. μCOM grasps the voltage across the unit cell V1 based on the high voltage side potential of the supplied capacitor C1.

その後、ロジック回路14は、FETQ21をオフして、コンデンサC1の低圧側とグランドとの接続を切り離す。さらに、FETQ31をオフして、コンデンサC1の高圧側と計測回路10との接続を切り離す。このとき、定電圧回路21により、FETQ31の計測回路10側には単位セルV1の両端電圧より低い電圧が印加される。このため、FETQ31のコンデンサC1側の電位より、計測回路10側の電位が低くなり、FETQ31の寄生ダイオードの順方向に電流が流れることがなく、絶縁を図ることができる。従って、コンデンサC1と計測回路10とを接続するスイッチとして、FETを用いても、オフ時にコンデンサC1と計測回路10との絶縁を図ることができる。   Thereafter, the logic circuit 14 turns off the FET Q21 and disconnects the connection between the low voltage side of the capacitor C1 and the ground. Further, the FET Q31 is turned off, and the connection between the high voltage side of the capacitor C1 and the measurement circuit 10 is disconnected. At this time, the constant voltage circuit 21 applies a voltage lower than the voltage across the unit cell V1 to the measurement circuit 10 side of the FET Q31. For this reason, the potential on the measurement circuit 10 side becomes lower than the potential on the capacitor C1 side of the FET Q31, so that current does not flow in the forward direction of the parasitic diode of the FET Q31, and insulation can be achieved. Therefore, even when an FET is used as a switch for connecting the capacitor C1 and the measurement circuit 10, it is possible to insulate the capacitor C1 and the measurement circuit 10 when they are off.

以降、ロジック回路14は、単位セルV2〜Vnについても同様に、各単位セルV2〜Vnの両端電圧を、対応するコンデンサC2〜Cnを介して、計測回路10に供給する。   Thereafter, the logic circuit 14 supplies the voltage across the unit cells V2 to Vn to the measurement circuit 10 via the corresponding capacitors C2 to Cn in the same manner for the unit cells V2 to Vn.

また、コンデンサC1〜Cnを単位セルV1〜Vnと一対一対応で設けることにより、任意の単位セルVmの両端をコンデンサCmの両端に接続したとき、任意の単位セルVmより低圧側にある単位セルVm+1に、コンデンサCmによって、逆電圧が印加されることもなくなる。   Further, by providing the capacitors C1 to Cn in a one-to-one correspondence with the unit cells V1 to Vn, when both ends of an arbitrary unit cell Vm are connected to both ends of the capacitor Cm, the unit cell located on the lower voltage side than the arbitrary unit cell Vm. A reverse voltage is not applied to Vm + 1 by the capacitor Cm.

また、上述した電圧計測回路によれば、レベルシフト回路により制御信号をレベルシフトしてFETQ11〜Q1(n+1)のゲートに印加している。このレベルシフト回路により、5V系のロジック回路が出力する制御信号を用いて、高電圧にソースが接続されたFETQ11〜Q1(n+1)のオンオフを制御することができ、高価なフォトMOSなどを用いる必要がなく、コストダウンを図ることができる。   Further, according to the voltage measurement circuit described above, the control signal is level-shifted by the level shift circuit and applied to the gates of the FETs Q11 to Q1 (n + 1). This level shift circuit can control on / off of FETs Q11 to Q1 (n + 1) whose sources are connected to a high voltage by using a control signal output from a 5V logic circuit, and uses an expensive photo MOS or the like. There is no need, and the cost can be reduced.

ところで、FETQ11は最も高電圧である単位セルV1のプラス側に接続されているため、ゲートにソースより高い電圧を印加することができず、Nch.FETを用いることができない。そこで、上述した電圧計測回路のように、最も高電圧側にある単位セルV1のプラス側に接続されているFETQ11を高価なPch.FETとし、他のFETQ12〜Q1(n+1)はNch.FETとすれば、コストダウンを図ることができる。   By the way, since the FET Q11 is connected to the positive side of the unit cell V1 having the highest voltage, a voltage higher than that of the source cannot be applied to the gate. FET cannot be used. Therefore, as in the voltage measurement circuit described above, the FET Q11 connected to the plus side of the unit cell V1 on the highest voltage side is replaced with an expensive Pch. FETs, and other FETs Q12 to Q1 (n + 1) are Nch. If the FET is used, the cost can be reduced.

また、図1に示すように一端がグランドに接続されるFETQ1(n+1)や、FETQ21〜Q2(n−1)は、グランド側に寄生ダイオードのアノードを接続している。これにより、寄生ダイオードのカソード電位がアノード電位より高くなることがなく、オフ時に寄生ダイオードを通じて電流が流れることがなくなる。   Further, as shown in FIG. 1, the FET Q1 (n + 1) and the FETs Q21 to Q2 (n-1), one end of which is connected to the ground, have a parasitic diode anode connected to the ground side. As a result, the cathode potential of the parasitic diode does not become higher than the anode potential, and no current flows through the parasitic diode when the parasitic diode is off.

なお、上述した実施形態では、コンデンサC1〜Cnの低圧側とグランドとを接続するスイッチとしてFETを用いていたが、このスイッチには単方向にしか電流がながれないため、トランジスタなどのスイッチを用いることも考えられる。   In the above-described embodiment, the FET is used as a switch for connecting the low voltage side of the capacitors C1 to Cn and the ground. However, since a current can flow only in one direction, a switch such as a transistor is used. It is also possible.

また、上述した実施形態では、第1又は第2半導体スイッチとして、電界効果トランジスタを用いていたが、この場合に限らず、例えば、バイポーラトランジスタ、IGBT、GTO、フォトMOSスイッチなどを用いてもよい。   In the above-described embodiment, the field effect transistor is used as the first or second semiconductor switch. However, the present invention is not limited to this, and for example, a bipolar transistor, IGBT, GTO, or photo MOS switch may be used. .

本発明のスイッチング回路としてのフライングキャパシタ回路を組み込んだ電圧計測回路の一実施の形態を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows one Embodiment of the voltage measurement circuit incorporating the flying capacitor circuit as a switching circuit of this invention. FETQ12〜Q1nのうち、任意のFETQmのドライブ回路を示す図である。It is a figure which shows the drive circuit of arbitrary FETQm among FETQ12-Q1n. FETQ11のドライブ回路を示す図である。It is a figure which shows the drive circuit of FETQ11. 図1に示す計測回路10の詳細を示す図である。It is a figure which shows the detail of the measurement circuit 10 shown in FIG. 従来のスイッチング回路としてのフライングキャパシタ回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the flying capacitor circuit as a conventional switching circuit. 従来のスイッチング回路としてのフライングキャパシタ回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the flying capacitor circuit as a conventional switching circuit. 図5に示す切替スイッチS1〜Sn+1としてFETQ1〜Qn+1を用いた場合の一例を示す図である。It is a figure which shows an example at the time of using FETQ1-Qn + 1 as changeover switch S1-Sn + 1 shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

V1 〜Vn 単位セル
C1 〜Cn コンデンサ
Q11〜Q1(n+1) FET(第1半導体スイッチ)
Q21〜Q2(n−1) FET(スイッチ)
Q31〜Q3n FET(第2半導体スイッチ)
14 ロジック回路
10 計測回路
21〜2n 定電圧回路(電圧印加手段)
V1 to Vn Unit cell C1 to Cn Capacitor Q11 to Q1 (n + 1) FET (first semiconductor switch)
Q21-Q2 (n-1) FET (switch)
Q31-Q3n FET (second semiconductor switch)
14 logic circuit 10 measuring circuit 21 to 2n constant voltage circuit (voltage applying means)

Claims (4)

バッテリからなる単位セルを複数個直列に接続して構成された組電池の前記単位セルと一対一対応で設けられた複数のコンデンサと、
前記単位セルの両端を、対応する前記コンデンサに接続するために設けられ、かつ、ソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードの順方向が、前記コンデンサから前記単位セルに向かうように接続された第1半導体スイッチと、
前記各コンデンサの低圧側をグランドに接続するためのスイッチとを備え、
一の前記単位セルのマイナス側と、当該単位セルのマイナス側に接続されている二の前記単位セルのプラス側とは、共通の前記第1半導体スイッチを介して前記コンデンサに接続される
ことを特徴とするスイッチング回路。
A plurality of capacitors provided in a one-to-one correspondence with the unit cells of the assembled battery configured by connecting a plurality of unit cells composed of batteries in series;
The first unit is provided to connect both ends of the unit cell to the corresponding capacitor, and is connected so that the forward direction of the parasitic diode generated between the source and the drain is directed from the capacitor to the unit cell. A semiconductor switch;
A switch for connecting the low voltage side of each capacitor to the ground,
The negative side of one unit cell and the positive side of the second unit cell connected to the negative side of the unit cell are connected to the capacitor via the common first semiconductor switch. A characteristic switching circuit.
請求項1記載のスイッチング回路であって、
前記第1半導体スイッチのオンオフを指示する制御信号を出力するロジック回路と、
前記制御信号をレベルシフトして、前記半導体スイッチのゲートに出力するレベルシフト回路と
をさらに備えたことを特徴とするスイッチング回路。
The switching circuit according to claim 1,
A logic circuit that outputs a control signal instructing on / off of the first semiconductor switch;
A level shift circuit for level-shifting the control signal and outputting it to the gate of the semiconductor switch.
請求項1又は2記載のスイッチング回路であって、
前記第1半導体スイッチのうち、最も高電圧側にある前記単位セルのプラス側に接続されている半導体スイッチはPch.であり、他の半導体スイッチはNch.である
ことを特徴とするスイッチング回路。
The switching circuit according to claim 1 or 2,
Among the first semiconductor switches, the semiconductor switch connected to the positive side of the unit cell on the highest voltage side is Pch. The other semiconductor switches are Nch. A switching circuit characterized by
請求項1〜3何れか1項記載のスイッチング回路と、
前記コンデンサの両端電圧を計測する計測手段と、
前記コンデンサ−前記計測手段間に設けられ、かつ、ソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードの順方向が前記計測手段から前記コンデンサに向かうように接続されている第2半導体スイッチと、
前記第2半導体スイッチの前記計測手段の一端に所定電圧を印加する電圧印加手段と
を備えたことを特徴とする電圧計測回路。
A switching circuit according to any one of claims 1 to 3,
Measuring means for measuring the voltage across the capacitor;
A second semiconductor switch provided between the capacitor and the measuring unit and connected so that a forward direction of a parasitic diode generated between the source and the drain is directed from the measuring unit to the capacitor;
A voltage measuring circuit comprising: a voltage applying unit that applies a predetermined voltage to one end of the measuring unit of the second semiconductor switch.
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