JP4824655B2 - Voltage sensor module - Google Patents

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Description

本発明は、複数の2次電池が直列接続されて構成された電源装置における電池電圧を検出する電池電圧監視装置に係り、特に、電圧測定に係る異常電圧を検出する電池電圧監視装置に関する。   The present invention relates to a battery voltage monitoring device that detects a battery voltage in a power supply device configured by connecting a plurality of secondary batteries in series, and more particularly to a battery voltage monitoring device that detects an abnormal voltage related to voltage measurement.

従来から、環境を考慮した車両として、電気自動車やハイブリッド車が知られている。電気自動車やハイブリッド車では、車両を駆動するための駆動源としてモータが用いられている。このモータには、充電が可能な2次電池が接続され、2次電池から得られた直流電圧を交流に変換して、モータが駆動される。そして、この2次電池は、高電圧が要求されるため、通常複数の電池セルを直列接続した組電池として構成されている。   Conventionally, electric vehicles and hybrid vehicles have been known as vehicles that take the environment into consideration. In electric vehicles and hybrid vehicles, a motor is used as a drive source for driving the vehicle. A rechargeable secondary battery is connected to the motor, and a DC voltage obtained from the secondary battery is converted into an alternating current to drive the motor. Since this secondary battery requires a high voltage, it is usually configured as an assembled battery in which a plurality of battery cells are connected in series.

この組電池の各電池セルの電圧検出のために、複数の電圧センサが用いられている。この電圧センサは、適当数ずつまとめられモジュール化されている。電気自動車などのように、直列接続される電池セルの数が多数になる場合は、この電圧センサのモジュールも複数用意され、直列に接続される。また、特許文献1、2及び3に、このような組電池の電圧を監視する装置が開示されている。以下、この複数の電圧センサを有するモジュールが1つの半導体装置(IC)で形成され、この半導体装置をさらに複数個接続して、組電池の電圧を監視する装置について説明する。   A plurality of voltage sensors are used for voltage detection of each battery cell of the assembled battery. This voltage sensor is organized into a suitable number of modules. When there are a large number of battery cells connected in series, such as in an electric vehicle, a plurality of voltage sensor modules are also prepared and connected in series. Patent Documents 1, 2, and 3 disclose devices for monitoring the voltage of such an assembled battery. Hereinafter, an apparatus for monitoring a voltage of an assembled battery by forming a module having the plurality of voltage sensors by one semiconductor device (IC) and connecting a plurality of the semiconductor devices will be described.

図10は、従来の組電池の出力電圧を監視する電圧監視装置を示す。組電池は、直列接続された複数の電池セルと、複数の電池端子とから構成され、各電池セルの出力は、対応する電池端子にそれぞれ接続されている。また、図10では、3.6Vの起電圧を有する電池セルが80個直列接続された例を示している。   FIG. 10 shows a voltage monitoring device for monitoring the output voltage of a conventional assembled battery. The assembled battery is composed of a plurality of battery cells connected in series and a plurality of battery terminals, and the output of each battery cell is connected to the corresponding battery terminal. FIG. 10 shows an example in which 80 battery cells having an electromotive voltage of 3.6 V are connected in series.

電圧監視装置は、電圧センサモジュール(IC)と、入力端子と、出力端子を備えている。入力端子は、組電池の電池端子と電圧センサモジュールのモジュール入力端子にそれぞれ接続され、各電池セルが出力する電圧を受けて、電圧センサモジュールへ供給する。また、出力端子は、電圧センサモジュールのモジュール出力端子と接続され、電圧センサモジュールの監視結果を電圧監視装置の外部へ出力する。図10では、電圧監視装置が、4個の電池セルの出力電圧を監視することができる電圧センサモジュールを20個備え、これにより組電池に含まれる80個全ての電池セルの出力電圧を監視することができるようにしている。   The voltage monitoring device includes a voltage sensor module (IC), an input terminal, and an output terminal. The input terminal is connected to the battery terminal of the assembled battery and the module input terminal of the voltage sensor module, receives the voltage output from each battery cell, and supplies it to the voltage sensor module. The output terminal is connected to the module output terminal of the voltage sensor module, and outputs the monitoring result of the voltage sensor module to the outside of the voltage monitoring device. In FIG. 10, the voltage monitoring device includes 20 voltage sensor modules that can monitor the output voltages of four battery cells, thereby monitoring the output voltages of all 80 battery cells included in the assembled battery. To be able to.

図11は、従来の4個の電池セルの出力電圧を監視する電圧センサモジュールを示す。電圧センサモジュールは、2種類の比較器(過電圧検出用比較器、低電圧検出用比較器)と基準電圧生成回路を有し、基準電圧生成回路から出力される基準電圧と電池セルの出力電圧に基づいて生成された電圧とを比較することで、各電池セルの出力電圧の低電圧検出と過電圧検出を行う。また、1個の電池セルの低電圧検出と過電圧検出を行うために、基準電圧生成回路、低電圧検出用比較器および過電圧検出用比較器をそれぞれ1個ずつ必要とする。   FIG. 11 shows a conventional voltage sensor module that monitors the output voltages of four battery cells. The voltage sensor module has two types of comparators (overvoltage detection comparator and low voltage detection comparator) and a reference voltage generation circuit. The reference voltage output from the reference voltage generation circuit and the output voltage of the battery cell The undervoltage detection and the overvoltage detection of the output voltage of each battery cell are performed by comparing the voltage generated based on the voltage. In addition, in order to perform low voltage detection and overvoltage detection of one battery cell, one reference voltage generation circuit, one low voltage detection comparator, and one overvoltage detection comparator are required.

基準電圧生成回路は、組電池の電池端子および電圧監視装置の入力端子を介して1個の電池セルの両端(正極側および負極側)と接続されているモジュール入力端子間に接続され、モジュール入力端子間にかかる電圧に基づいて、基準電圧を生成する。また、モジュール入力端子間には、基準電圧生成回路と並列に、3個の抵抗が直列接続されており、抵抗分圧によって2種類の電圧が生成される。   The reference voltage generation circuit is connected between the module input terminals connected to both ends (positive electrode side and negative electrode side) of one battery cell via the battery terminal of the assembled battery and the input terminal of the voltage monitoring device. A reference voltage is generated based on the voltage applied between the terminals. In addition, three resistors are connected in series between the module input terminals in parallel with the reference voltage generation circuit, and two types of voltages are generated by resistance voltage division.

ここで、図11の電池セルAに着目して、基準電圧生成回路(Vref)、低電圧検出用比較器および過電圧検出用比較器の接続関係およびその動作(低電圧検出、過電圧検出)について詳細に説明する。   Here, paying attention to the battery cell A in FIG. 11, the connection relationship between the reference voltage generation circuit (Vref), the low voltage detection comparator and the overvoltage detection comparator and the operation (undervoltage detection, overvoltage detection) are described in detail. Explained.

電池セルAの正極側は、組電池の外部端子N1および電圧監視装置の入力端子N2を介して、電圧センサモジュールのモジュール入力端子N3と電気的に接続される。一方、電池セルAの負極側は、組電池の外部端子N4および電圧監視装置の入力端子N5を介して、電圧センサモジュールのモジュール入力端子N6と電気的に接続される。また、モジュール入力端子N3とN6間には、直列接続された3個の抵抗が、VrefAと互いに並列に接続される。なお、図11に示す通り、直列接続された抵抗の接続点をA点、B点とし、それぞれN3とN6間にかかるモジュール入力端子間電圧を抵抗分圧する(A点の抵抗分圧>B点の抵抗分圧)。   The positive electrode side of the battery cell A is electrically connected to the module input terminal N3 of the voltage sensor module via the external terminal N1 of the assembled battery and the input terminal N2 of the voltage monitoring device. On the other hand, the negative electrode side of the battery cell A is electrically connected to the module input terminal N6 of the voltage sensor module via the external terminal N4 of the assembled battery and the input terminal N5 of the voltage monitoring device. In addition, three resistors connected in series are connected in parallel with VrefA between the module input terminals N3 and N6. As shown in FIG. 11, the connection points of the resistors connected in series are point A and point B, and the voltage across the module input terminals applied between N3 and N6 is divided by resistance (resistance division at point A> point B). Resistance partial pressure).

低電圧検出用比較器Aの反転入力端子はA点と、非反転入力端子はVrefAとそれぞれ接続される。一方、過電圧検出用比較器Aの反転入力端子はVrefAと、非反転入力端子はB点とそれぞれ接続される。また、低電圧検出用比較器Aおよび過電圧検出用比較器Aの出力は、電圧センサモジュールのモジュール出力端子N7およびN8と、それぞれ接続される。   The inverting input terminal of the low voltage detection comparator A is connected to the point A, and the non-inverting input terminal is connected to VrefA. On the other hand, the inverting input terminal of the overvoltage detection comparator A is connected to VrefA, and the non-inverting input terminal is connected to point B. The outputs of the low voltage detection comparator A and the overvoltage detection comparator A are connected to module output terminals N7 and N8 of the voltage sensor module, respectively.

VrefAが出力する基準電圧および抵抗は、電池セルAの出力電圧が許容される電圧範囲を取り得る場合、低電圧検出用比較器Aおよび過電圧検出用比較器Aが、正常状態を示す'L'レベルを出力するような値に設定される。従って、電池セルAの出力電圧が許容範囲より低電圧側になる(異常な値に出力電圧が低下する)と、それに伴いA点の抵抗分圧も異常な値に低下し、低電圧検出量比較器Aは、A点の異常に低い抵抗分圧と基準電圧とを比較して低電圧側に異常となったことを示す信号として'H'レベルを出力する。また逆に、電池セルAの出力電圧が許容範囲より過電圧側になる(異常な値に出力電圧が上昇する)と、それに伴いB点の抵抗分圧も異常な値に上昇し、過電圧検出用比較器Aは、B点の異常に高い抵抗分圧と基準電圧とを比較し、過電圧側に異常となったことを示す信号として'H'レベルを出力する。このようにして、従来の電圧監視装置は、電池セルの出力電圧が低電圧になったり、あるいは、過電圧になったりした場合に異常を検出する。   When the reference voltage and the resistance output by VrefA can take a voltage range in which the output voltage of the battery cell A can be allowed, the low voltage detection comparator A and the overvoltage detection comparator A indicate “L” indicating a normal state. It is set to a value that outputs the level. Therefore, when the output voltage of the battery cell A becomes lower than the allowable range (the output voltage decreases to an abnormal value), the resistance partial pressure at point A also decreases to an abnormal value accordingly, and the low voltage detection amount Comparator A compares the abnormally low resistance voltage at point A with the reference voltage and outputs an “H” level as a signal indicating that an abnormality has occurred on the low voltage side. Conversely, when the output voltage of the battery cell A becomes an overvoltage side from the allowable range (the output voltage rises to an abnormal value), the resistance partial pressure at point B also rises to an abnormal value accordingly, and is used for overvoltage detection. The comparator A compares the resistance voltage at the point B that is abnormally high with the reference voltage, and outputs an “H” level as a signal that indicates an abnormality on the overvoltage side. In this way, the conventional voltage monitoring device detects an abnormality when the output voltage of the battery cell becomes a low voltage or an overvoltage.

上記した電圧監視装置では、電池セルの出力電圧に所定のレベル以上の電圧低下が発生すると、電圧低下を起こした電池セルを基にして基準電圧を生成する基準電圧生成回路が、適切な基準電圧を作れなくなってしまう。適切な基準電圧を生成できないとすると、低電圧検出用比較器による低電圧検出システムの正常動作を期待できない。   In the voltage monitoring device described above, when a voltage drop of a predetermined level or more occurs in the output voltage of the battery cell, the reference voltage generation circuit that generates the reference voltage based on the battery cell in which the voltage drop occurs is an appropriate reference voltage. It becomes impossible to make. If an appropriate reference voltage cannot be generated, normal operation of the low voltage detection system using the low voltage detection comparator cannot be expected.

図12に、電池セルAの出力電圧の変化に対するA点の電位、VrefAの出力および低電圧検出用比較器Aの出力を示す。電池セルAの出力電圧がV1以上である場合には、A点の電位は、VrefAの出力電圧と比較して大きくなる。この場合には、低電圧検出用比較器Aの出力は、'L'レベルの出力となり、電池セルAが正常な範囲の電圧を出力している(低電圧となっていない)ことが検出される。   FIG. 12 shows the potential at point A, the output of VrefA, and the output of low voltage detection comparator A with respect to the change in the output voltage of battery cell A. When the output voltage of the battery cell A is equal to or higher than V1, the potential at the point A is larger than the output voltage of VrefA. In this case, the output of the low voltage detection comparator A is an 'L' level output, and it is detected that the battery cell A is outputting a voltage in the normal range (not low voltage). The

電池セルAの出力電圧がV1以下になると、電池セルAの出力電圧は、低電圧側に異常な電圧となる。また、電池セルAの出力電圧がV2になると、基準電圧が低電圧を検出するための閾値電圧(基準電圧)を生成できなくなり、電池セルAの出力電圧の低下と共に、VrefAの出力電圧が徐々に低下していく。VrefAの出力電圧が、A点の電位を上回っている間(V3〜V1)は、低電圧検出用比較器の出力は、'H'レベルとなるため、電池セルAの出力電圧が低電圧になっていることを正常に検出することができる。ところが、電池セルAの出力電圧が、V3以下になると、VrefAの出力電圧がさらに低下し、A点の電位を下回ってしまう。この場合、電池セルAの出力電圧は異常な電圧であるのにもかかわらず、低電圧比較器Aの出力は、'L'レベルとなり、電池セルAが正常な範囲の電圧を出力していることが検出されてしまう。   When the output voltage of the battery cell A becomes V1 or less, the output voltage of the battery cell A becomes an abnormal voltage on the low voltage side. Further, when the output voltage of the battery cell A becomes V2, it becomes impossible to generate a threshold voltage (reference voltage) for detecting a low voltage as the reference voltage, and as the output voltage of the battery cell A decreases, the output voltage of VrefA gradually increases. It will drop to. While the output voltage of VrefA is higher than the potential at the point A (V3 to V1), the output of the low voltage detection comparator is at the “H” level, so the output voltage of the battery cell A is low. It can be detected normally. However, when the output voltage of the battery cell A becomes V3 or less, the output voltage of VrefA further decreases and falls below the potential at point A. In this case, although the output voltage of the battery cell A is an abnormal voltage, the output of the low voltage comparator A becomes the “L” level, and the battery cell A outputs a voltage in a normal range. Will be detected.

そこで、本件出願人は、特願2007−125942において、2つの低電圧検出用比較器を用いる電圧監視装置について説明している。特願2007−125942に記載の電圧監視装置では1個の電池セルの電圧を参照して生成した第1の基準電圧Vref1と、複数の電池セルを参照して生成した第2の基準電圧Vref2を用いている。そして、第1の低電圧検出用比較器によって第1の基準電圧と抵抗分圧の入力を比較し、1つの電池セルの低電圧異常を高精度に検出ている。また、第2の低電圧検出用比較器によって、第2の基準電圧と抵抗分圧の入力を比較して第1の低電圧検出用比較器に誤動作が生じた場合でも、第2の低電圧検出用比較器が正常に低電圧検出し'H'を出力することによって、正確に異常検出をすることができる。
特開平9−159701号公報 特開2003−092840号公報 特開2006−275928号公報
Therefore, the present applicant has described a voltage monitoring device using two low-voltage detection comparators in Japanese Patent Application No. 2007-129542. In the voltage monitoring apparatus described in Japanese Patent Application No. 2007-125942, a first reference voltage Vref1 generated with reference to the voltage of one battery cell and a second reference voltage Vref2 generated with reference to a plurality of battery cells are used. Used. Then, the first reference voltage and the resistance voltage dividing input are compared by the first low voltage detection comparator, and the low voltage abnormality of one battery cell is detected with high accuracy. Even if the second low voltage detection comparator compares the input of the second reference voltage and the resistance voltage and a malfunction occurs in the first low voltage detection comparator, the second low voltage detection comparator When the detection comparator detects the low voltage normally and outputs “H”, the abnormality can be detected accurately.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-159701 JP 2003-092840 A JP 2006-275928 A

上記出願では、低電圧異常を確実に検出することが可能となる。一方で、第1の低電圧検出用比較器及び第2の低電圧検出用比較器には、製造時のバラツキによって低電圧を検出する閾値が変動する場合がある。このバラツキにより、第1の低電圧検出用比較器が低電圧を検出する電圧の閾値が第2の低電圧検出用比較器の閾値よりも低くなってしまった場合、本来第1の低電圧検出用比較器で行うはずの低電圧状態を検出することができないことがあり、このチップは例えば出荷工程における検査によって不良チップとして選別されて廃棄されていた。つまり、上記出願では、生産効率を向上させることができない問題があった。   In the above application, it becomes possible to reliably detect the low voltage abnormality. On the other hand, in the first low-voltage detection comparator and the second low-voltage detection comparator, a threshold value for detecting a low voltage may vary due to variations in manufacturing. Due to this variation, if the threshold voltage of the first low voltage detection comparator detects a low voltage is lower than the threshold value of the second low voltage detection comparator, the first low voltage detection is inherently performed. In some cases, the low voltage state that should be performed by the comparator for use cannot be detected, and this chip has been discarded as a defective chip, for example, by inspection in the shipping process. That is, the above application has a problem that the production efficiency cannot be improved.

本発明の実施形態による電圧センサモジュールは、複数の電池セルの電圧を監視する電圧センサモジュールであって、複数の電池セルに含まれる監視対象の電池セルの両端にかかる電圧を受ける第1および第2の端子と、複数の電池セルの両端にかかる電圧を受ける第3および第4の端子と、第1および第2の端子と接続され、監視対象の電池セルの両端にかかる電圧に基づいて第1の基準電圧を生成する第1の基準電圧生成回路と、第3および第4の端子と接続され、複数の電池セルの両端にかかる電圧に基づいて第2の基準電圧を生成する第2の基準電圧生成回路と、第1および第2の端子間にかかる電圧に基づいて生成される第1の電圧と第1の基準電圧とを比較する第1の比較回路と、第1および第2の端子間にかかる電圧に基づいて生成される第2の電圧と第2の基準電圧とを比較する第2の比較回路と、前記第1の電圧を設定するトリミング回路とを有する。本構成により、1つの電池セルの出力が所定レベル以下となっても、他の電池セルが所定レベル以下とならなければ、安定した基準電圧を生成することが可能である。また、第1の比較回路と第2の比較回路の閾値が反転してしまうことを防ぐことも可能となる。   A voltage sensor module according to an embodiment of the present invention is a voltage sensor module that monitors the voltages of a plurality of battery cells, and receives a voltage applied to both ends of battery cells to be monitored included in the plurality of battery cells. The second terminal, the third and fourth terminals receiving the voltage applied to both ends of the plurality of battery cells, and the first and second terminals, and the first and second terminals based on the voltage applied to both ends of the battery cell to be monitored. A first reference voltage generation circuit that generates one reference voltage, and a second reference voltage generation circuit that is connected to the third and fourth terminals and generates a second reference voltage based on voltages applied to both ends of the plurality of battery cells. A reference voltage generation circuit; a first comparison circuit that compares a first reference voltage and a first voltage generated based on a voltage applied between the first and second terminals; Based on the voltage between terminals A second voltage generated and a second comparator circuit for comparing the second reference voltage, and a trimming circuit for setting said first voltage. With this configuration, even if the output of one battery cell becomes a predetermined level or less, a stable reference voltage can be generated if the other battery cells do not become the predetermined level or less. It is also possible to prevent the threshold values of the first comparison circuit and the second comparison circuit from being inverted.

第1の比較回路と第2の比較回路の閾値が反転してしまうことを防ぎ、生産効率を向上させることが可能となる。   It is possible to prevent the threshold values of the first comparison circuit and the second comparison circuit from being inverted and improve the production efficiency.

実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態1に関する電圧監視装置を示す図である。図1の電圧監視装置では1個の電池セルの電圧を参照して生成した第1の基準電圧Vref1と、複数の電池セルを参照して生成した第2の基準電圧Vref2を用いて低電圧検出を行う。
Embodiment 1
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a voltage monitoring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the voltage monitoring apparatus of FIG. 1, low voltage detection is performed using a first reference voltage Vref1 generated with reference to the voltage of one battery cell and a second reference voltage Vref2 generated with reference to a plurality of battery cells. I do.

電圧監視装置1は、電圧センサモジュール10を複数有している。ここで、電圧センサモジュールとは、1つあるいは複数の電圧センサを1つのモジュールとした素子であり、本実施形態では1つのモジュールは1つの半導体装置(IC)で構成されている。図面を簡略化するために、図1では、1つのモジュールのみが示されている。以下、1つの電圧センサモジュール(IC)が4個の電池セルの電圧を検出する場合を例に説明する。なお、ここで言う電池セルとは、必ずしも1つの電池をさすものではない。電圧センサモジュールの隣接端子間に、複数の電池が接続されている場合はその複数の電池を電池セルと称するものとする。   The voltage monitoring device 1 has a plurality of voltage sensor modules 10. Here, the voltage sensor module is an element having one or a plurality of voltage sensors as one module. In the present embodiment, one module is constituted by one semiconductor device (IC). In order to simplify the drawing, only one module is shown in FIG. Hereinafter, a case where one voltage sensor module (IC) detects the voltages of four battery cells will be described as an example. In addition, the battery cell said here does not necessarily indicate one battery. When a plurality of batteries are connected between adjacent terminals of the voltage sensor module, the plurality of batteries are referred to as battery cells.

図1に示すように、本実施の形態では、電圧センサモジュール10(以下、ICとも称す)の監視対象となる4個の電池セルC1〜C4が直列に接続されている。各電池セルの正極は、組電池2の外部端子および電圧監視装置1の入力端子を介して、電圧センサモジュール10のモジュール入力端子V1〜V4に接続されている。ここで、電圧センサモジュール10は、電池セルC1の正極側の電位を第1の電源電位(上位側電源電位)とし、電池セルC4の負極側の電位を第2の電源電位(下位側電源電位)として動作している。そのため、電池セルC1の正極は、第1の電源端子VCCにも接続される。電池セルC4の負極は、IC10の第2の電源端子VSSに接続される。   As shown in FIG. 1, in this embodiment, four battery cells C1 to C4 to be monitored by the voltage sensor module 10 (hereinafter also referred to as IC) are connected in series. The positive electrode of each battery cell is connected to the module input terminals V <b> 1 to V <b> 4 of the voltage sensor module 10 via the external terminal of the assembled battery 2 and the input terminal of the voltage monitoring device 1. Here, the voltage sensor module 10 sets the potential on the positive electrode side of the battery cell C1 as the first power supply potential (upper power supply potential), and sets the potential on the negative electrode side of the battery cell C4 as the second power supply potential (lower power supply potential). ) Is working as. Therefore, the positive electrode of the battery cell C1 is also connected to the first power supply terminal VCC. The negative electrode of the battery cell C4 is connected to the second power supply terminal VSS of the IC10.

このように構成された電圧監視装置1では、IC10が、各電池セル(C1〜C4)の出力する電圧を測定する。IC10は、電池セルの電圧が過電圧になった場合あるいは低電圧になった場合に過電圧検出信号、低電圧検出信号を出力する。電圧監視装置1は、この過電圧検出信号、低電圧検出信号に基づいて電池セルの電圧を監視している。電圧監視装置1は、IC10の出力端子に接続された電圧監視装置1の出力端子から電池セルの電圧が異常であることを知らせる信号を出力する。なお、図1ではIC10の出力端子と電圧監視装置1の出力端子が1対1対応で示されているが、必ずしも1対1対応で出力する必要はない。この電圧監視装置1に用いられるIC10の構成について以下に詳細に説明する。   In the voltage monitoring device 1 configured as described above, the IC 10 measures the voltage output from each battery cell (C1 to C4). The IC 10 outputs an overvoltage detection signal and an undervoltage detection signal when the voltage of the battery cell becomes an overvoltage or a low voltage. The voltage monitoring device 1 monitors the voltage of the battery cell based on the overvoltage detection signal and the low voltage detection signal. The voltage monitoring apparatus 1 outputs a signal notifying that the voltage of the battery cell is abnormal from the output terminal of the voltage monitoring apparatus 1 connected to the output terminal of the IC 10. In FIG. 1, the output terminal of the IC 10 and the output terminal of the voltage monitoring device 1 are shown in a one-to-one correspondence, but it is not always necessary to output in a one-to-one correspondence. The configuration of the IC 10 used in the voltage monitoring device 1 will be described in detail below.

図1に示すように、IC10は、分圧抵抗11、過電圧検出用比較器12、第1の低電圧検出用比較器13、第2の低電圧検出用比較器14、第1の基準電圧生成回路15、第2の基準電圧生成回路16、OR回路17、18、19およびトリミング回路20、21を有している。本実施の形態では1つの電圧センサモジュールが4つの電池セルの過電圧、低電圧を検出するため、それぞれ4つの分圧抵抗11−1〜11−4、過電圧検出用比較器12−1〜12−4、低電圧検出用比較器13−1〜13−4、14−1〜14−4、基準電圧生成回路15−1〜15−4、16−1〜16−4、OR回路17−1〜17−4、1及びトリミング回路20−1〜20−4、21−1〜21−4を有している。なお、本実施の形態では、第1の比較回路として過電圧検出用比較器12及び第1の低電圧検出用比較器13を用い、第2の比較回路として第2の低電圧検出用比較器14を用いる。   As shown in FIG. 1, the IC 10 includes a voltage dividing resistor 11, an overvoltage detection comparator 12, a first low voltage detection comparator 13, a second low voltage detection comparator 14, and a first reference voltage generation. A circuit 15, a second reference voltage generation circuit 16, OR circuits 17, 18 and 19, and trimming circuits 20 and 21 are included. In this embodiment, since one voltage sensor module detects overvoltage and undervoltage of four battery cells, four voltage dividing resistors 11-1 to 11-4 and overvoltage detection comparators 12-1 to 12- 4, low voltage comparators 13-1 to 13-4, 14-1 to 14-4, reference voltage generation circuits 15-1 to 15-4, 16-1 to 16-4, OR circuit 17-1 to 17-4 and 1 and trimming circuits 20-1 to 20-4 and 211-1 to 21-4. In the present embodiment, the overvoltage detection comparator 12 and the first low voltage detection comparator 13 are used as the first comparison circuit, and the second low voltage detection comparator 14 is used as the second comparison circuit. Is used.

分圧抵抗11−1〜11−4は、IC10の隣接端子間に直列に接続された抵抗により構成されている。本実施の形態では、過電圧検出用の抵抗列と低電圧検出用の抵抗列が並列に設けられている。また、各抵抗列の中段にはトリミング回路20−1〜20−4及び21−1〜21−4が挿入されている。このトリミング回路20、21は、分圧抵抗により分圧される電圧値を調整することにより、過電圧検出用比較器12及び第1の低電圧用比較器13のしきい値を調整する回路である。このトリミング回路の詳細については後述する。   The voltage dividing resistors 11-1 to 11-4 are configured by resistors connected in series between adjacent terminals of the IC 10. In the present embodiment, an overvoltage detection resistor string and a low voltage detection resistor string are provided in parallel. Trimming circuits 20-1 to 20-4 and 21-1 to 21-4 are inserted in the middle stage of each resistor row. The trimming circuits 20 and 21 are circuits for adjusting threshold values of the overvoltage detection comparator 12 and the first low voltage comparator 13 by adjusting a voltage value divided by the voltage dividing resistor. . Details of the trimming circuit will be described later.

過電圧検出用比較器12−1〜12−4は、トリミング回路20によって設定された分圧点の電圧と第1の基準電圧Vref1を比較している。過電圧検出用比較器12−1〜12−4は、分圧点の電圧が基準電圧Vref1よりも高くなった場合に、過電圧検出信号を出力する。   The overvoltage detection comparators 12-1 to 12-4 compare the voltage at the voltage dividing point set by the trimming circuit 20 with the first reference voltage Vref1. The overvoltage detection comparators 12-1 to 12-4 output an overvoltage detection signal when the voltage at the voltage dividing point becomes higher than the reference voltage Vref1.

第1の低電圧検出用比較器13−1〜13−4は、トリミング回路21によって設定された分圧点の電圧(第1の電圧)と第1の基準電圧Vref1を比較している。第1の低電圧検出用比較器13−1〜13−4は、分圧点の電圧が基準電圧Vref1よりも低くなった場合に、低電圧検出信号を出力する。   The first low-voltage detection comparators 13-1 to 13-4 compare the voltage at the voltage dividing point (first voltage) set by the trimming circuit 21 with the first reference voltage Vref <b> 1. The first low voltage detection comparators 13-1 to 13-4 output a low voltage detection signal when the voltage at the voltage dividing point becomes lower than the reference voltage Vref1.

第2の低電圧検出用比較器14−1〜14−4は、抵抗列中の所定の分圧点の電圧(第2の電圧)と第2の基準電圧Vref2を比較している。第2の低電圧検出用比較器14−1〜14−3は、分圧点の電圧が基準電圧Vref2よりも高くなった場合に、低電圧検出信号を出力する。   The second low voltage detection comparators 14-1 to 14-4 compare the voltage at the predetermined voltage dividing point (second voltage) in the resistor string with the second reference voltage Vref2. The second low voltage detection comparators 14-1 to 14-3 output a low voltage detection signal when the voltage at the voltage dividing point becomes higher than the reference voltage Vref2.

第1の基準電圧生成回路15−1〜15−4は、第1の基準電圧Vref1を生成し、各比較器に供給している。第1の基準電圧生成回路15−1〜15−4は、監視対象となる1つの電池セルの出力電圧を参照して基準電圧Vref1を生成する基準電圧生成回路である。例えば、第1の基準電圧生成回路15−1は、第1の端子をV1、第2の端子をV2としてV1とV2の電位差(セルC1の出力電圧)から第1の基準電圧を生成する。本実施の形態では、第1の基準電圧生成回路15−1〜15−4は、バンドギャップリファレンス(BGR)回路で構成されている。   The first reference voltage generation circuits 15-1 to 15-4 generate a first reference voltage Vref1 and supply it to each comparator. The first reference voltage generation circuits 15-1 to 15-4 are reference voltage generation circuits that generate the reference voltage Vref1 with reference to the output voltage of one battery cell to be monitored. For example, the first reference voltage generation circuit 15-1 generates the first reference voltage from the potential difference between V1 and V2 (the output voltage of the cell C1), where V1 is the first terminal and V2 is the second terminal. In the present embodiment, the first reference voltage generation circuits 15-1 to 15-4 are configured by a band gap reference (BGR) circuit.

第2の基準電圧生成回路16−1〜16−4は、第2の基準電圧生成回路16−1〜16−4は、第2の基準電圧Vref2を生成し、各比較器に供給している。第2の基準電圧生成回路16−1〜16−4は、2つ以上の電池セルの出力電圧を参照して基準電圧Vref2を生成する基準電圧生成回路である。例えば、第2の基準電圧生成回路16−1は、第3の端子をV1、第4の端子をVSSとしてV1の電位から第2の基準電圧を生成する。本実施の形態では、この第2の基準電圧生成回路16−1〜16−4は、電流源と抵抗を用いた電圧降下を利用する回路で構成されている。   The second reference voltage generation circuits 16-1 to 16-4 generate the second reference voltage Vref2 and supply the second reference voltage generation circuits 16-1 to 16-4 to the respective comparators. . The second reference voltage generation circuits 16-1 to 16-4 are reference voltage generation circuits that generate a reference voltage Vref2 with reference to output voltages of two or more battery cells. For example, the second reference voltage generation circuit 16-1 generates the second reference voltage from the potential V1 with the third terminal as V1 and the fourth terminal as VSS. In the present embodiment, the second reference voltage generation circuits 16-1 to 16-4 are configured by a circuit using a voltage drop using a current source and a resistor.

トリミング回路20−1の出力は、過電圧検出用比較器12-1の非反転入力端子に接続されている。トリミング回路21−1の出力は、第1の低電圧検出用比較器13−1の反転入力端子に接続されている。第1の基準電圧生成回路15−1の出力する電圧Vref1は、過電圧検出用比較器12−1の反転入力端子および第1の低電圧検出用比較器13−1の非反転入力端子に入力されている。   The output of the trimming circuit 20-1 is connected to the non-inverting input terminal of the overvoltage detection comparator 12-1. The output of the trimming circuit 21-1 is connected to the inverting input terminal of the first low-voltage detection comparator 13-1. The voltage Vref1 output from the first reference voltage generation circuit 15-1 is input to the inverting input terminal of the overvoltage detection comparator 12-1 and the non-inverting input terminal of the first low voltage detection comparator 13-1. ing.

以降、同様にトリミング回路20−2〜20−4の出力は、過電圧検出用比較器12−2〜12−4の非反転入力端子に接続されている。トリミング回路21−1の出力は、第1の低電圧検出用比較器13−2、13−4の反転入力端子に接続されている。第1の基準電圧生成回路15−2〜15−4の出力する電圧Vref1は、過電圧検出用比較器12−2〜12−4の反転入力端子および低電圧検出用比較器13−2〜13−4の非反転入力端子に入力されている。   Thereafter, similarly, the outputs of the trimming circuits 20-2 to 20-4 are connected to the non-inverting input terminals of the overvoltage detection comparators 12-2 to 12-4. The output of the trimming circuit 21-1 is connected to the inverting input terminals of the first low-voltage detection comparators 13-2 and 13-4. The voltages Vref1 output from the first reference voltage generation circuits 15-2 to 15-4 are the inverting input terminals of the overvoltage detection comparators 12-2 to 12-4 and the undervoltage detection comparators 13-2 to 13-. 4 is input to the non-inverting input terminal.

なお、本実施の形態では、上位側の第2の低電圧検出用比較器14−1、14−2と下位側の第2の低電圧検出用比較器14−3、14−4とでその入力が反対となっている。   In this embodiment, the upper second low voltage detection comparators 14-1 and 14-2 and the lower second low voltage detection comparators 14-3 and 14-4 Input is reversed.

上位側の第2の基準電圧生成回路16−1、16−2は、上側電位を参照して基準電圧Vref2を生成するため、その出力が第2の低電圧検出用比較器14−1、14−2の反転入力端子に接続されている。また、低電圧を検出するための抵抗列において、トリミング回路21−1で生成される電圧よりも低い電圧に対応する分圧点の電圧が第2の低電圧検出用比較器14−1、14−2の非反転入力端子に入力されている。   Since the upper second reference voltage generation circuits 16-1 and 16-2 generate the reference voltage Vref2 with reference to the upper potential, the outputs thereof are the second low voltage detection comparators 14-1 and 14. -2 inverting input terminal. Further, in the resistor string for detecting a low voltage, the voltage at the voltage dividing point corresponding to a voltage lower than the voltage generated by the trimming circuit 21-1 is the second low voltage detecting comparators 14-1, 14. -2 is input to the non-inverting input terminal.

下位側の第2の基準電圧生成回路16−3、16−4は、下側電位を参照して基準電圧Vref2を生成するため、その出力が第2の低電圧検出用比較器14−3、14−4の非反転入力端子に接続されている。また、低電圧を検出するための抵抗列において、トリミング回路21−1で生成される電圧よりも低い電圧に対応する分圧点の電圧が第2の低電圧検出用比較器14−3、14−4の反転入力端子に入力されている。   Since the lower second reference voltage generation circuits 16-3 and 16-4 generate the reference voltage Vref2 with reference to the lower potential, the output is the second low voltage detection comparator 14-3, 14-4 is connected to the non-inverting input terminal. Further, in the resistor string for detecting the low voltage, the voltage at the voltage dividing point corresponding to the voltage lower than the voltage generated by the trimming circuit 21-1 is the second low voltage detection comparator 14-3, 14. -4 input to the inverting input terminal.

ORゲート17−1〜17−4には、それぞれ第1の低電圧検出用比較器13−1〜13−4及び第2の低電圧検出用比較器14−1〜14−4の出力が接続されている。ORゲートは第1あるいは第2の低電圧検出用比較器が低電圧を検出した場合に低電圧検出信号を出力する。   The outputs of the first low voltage detection comparators 13-1 to 13-4 and the second low voltage detection comparators 14-1 to 14-4 are connected to the OR gates 17-1 to 17-4, respectively. Has been. The OR gate outputs a low voltage detection signal when the first or second low voltage detection comparator detects a low voltage.

OR回路18は、いずれかの過電圧検出用比較器12−1〜12−4が過電圧を検出した際に各電圧センサモジュールの出力として過電圧検出信号を出力する。   The OR circuit 18 outputs an overvoltage detection signal as an output of each voltage sensor module when any of the overvoltage detection comparators 12-1 to 12-4 detects the overvoltage.

OR回路19は、いずれかの低電圧検出用比較器13−1〜13−4、14−1〜14−4が低電圧を検出した際に電圧センサモジュールの出力として低電圧検出信号を出力する。   The OR circuit 19 outputs a low voltage detection signal as an output of the voltage sensor module when any of the low voltage detection comparators 13-1 to 13-4 and 14-1 to 14-4 detects a low voltage. .

このように構成されたIC10の動作について、図2及び図3を用いて説明する。図2は電池セルC1、C2の出力電圧が低下した場合に各比較器に入力される電圧と各比較器の出力を示す図である。図3は電池セルC3、C4の出力電圧が低下した場合に各比較器に入力される電圧と各比較器の出力を示す図である。   The operation of the IC 10 configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a diagram showing the voltage input to each comparator and the output of each comparator when the output voltage of the battery cells C1 and C2 drops. FIG. 3 is a diagram showing the voltages input to the comparators and the outputs of the comparators when the output voltages of the battery cells C3 and C4 are lowered.

過電圧検出用比較器12−1〜12−4は、トリミング回路20−1〜20−4によって設定された分圧点の電圧が基準電圧Vref1よりも高くなった場合に"H"レベルの信号を出力する(図2および図3、P点、P'点参照)。本実施の形態ではセル電圧が4.2Vを上回った場合に過電圧検出信号を出力する。
低電圧検出用比較器13−1〜13−4は、トリミング回路21−1〜21−4によって設定された分圧点の電圧が基準電圧Vref1よりも低くなった場合に"H"レベルの信号を出力する(図2および図3、Q点、Q'点参照)。本実施の形態ではセル電圧が2.5Vを下回った場合に低電圧検出信号を出力する。
The overvoltage detection comparators 12-1 to 12-4 output “H” level signals when the voltage at the voltage dividing point set by the trimming circuits 20-1 to 20-4 becomes higher than the reference voltage Vref 1. Output (refer to FIG. 2 and FIG. 3, points P and P ′). In this embodiment, an overvoltage detection signal is output when the cell voltage exceeds 4.2V.
The low voltage detection comparators 13-1 to 13-4 are signals of “H” level when the voltage at the voltage dividing point set by the trimming circuits 21-1 to 21-4 is lower than the reference voltage Vref1. Is output (see FIGS. 2 and 3, points Q and Q ′). In the present embodiment, a low voltage detection signal is output when the cell voltage falls below 2.5V.

図1に示した電圧監視装置において、IC10のV1−V2間のセル電圧がBGR回路の動作できない電圧まで低下した場合について説明する。ここで、第2の基準電圧Vref2は、V1の電位を参照して生成されている。つまり、V1の電位よりも抵抗の電圧降下分だけ低い電位とされている(図2比較器14−入力参照)。   In the voltage monitoring apparatus shown in FIG. 1, a case where the cell voltage between V1 and V2 of the IC 10 is lowered to a voltage at which the BGR circuit cannot operate will be described. Here, the second reference voltage Vref2 is generated with reference to the potential of V1. That is, the potential is lower than the potential of V1 by the voltage drop of the resistor (see the comparator 14-input in FIG. 2).

このように構成することにより、監視対象であるV1−V2間の電圧が低下しても、基準電圧Vref2は、V1の電位より生成しているため、最低でもセルC2の正極側の電位を元に入力することが可能である。一方で低電圧検出用比較器の非反転入力端子にはセル電圧に対して所定の比を有する電圧が入力される(図2比較器14+入力参照)。そのため、本実施の形態では、第2の低電圧検出用比較器14−1の非反転入力端子に入力される電圧が、第2の基準電圧Vref2を上回った場合に、第2の低電圧検出用比較器14−1が"H"レベルの信号を出力する(図2、R点参照)。本実施の形態ではセル電圧が2.1Vを下回った場合に低電圧検出信号を出力する。第2の低電圧検出用比較器14−2に関しても同様の動作で低電圧検出信号を出力する。   With this configuration, even if the voltage between V1 and V2 to be monitored decreases, the reference voltage Vref2 is generated from the potential of V1, so that the potential on the positive side of the cell C2 is at least the original. Can be entered. On the other hand, a voltage having a predetermined ratio to the cell voltage is input to the non-inverting input terminal of the low voltage detection comparator (refer to the comparator 14 + input in FIG. 2). Therefore, in the present embodiment, the second low voltage detection is performed when the voltage input to the non-inverting input terminal of the second low voltage detection comparator 14-1 exceeds the second reference voltage Vref2. The comparator 14-1 outputs an “H” level signal (see point R in FIG. 2). In this embodiment, a low voltage detection signal is output when the cell voltage falls below 2.1V. The second low voltage detection comparator 14-2 also outputs a low voltage detection signal in the same operation.

一方、IC10のV4−VSS端子間の場合、第2の基準電圧Vref2は、VSS端子の電位を参照してVSS端子に抵抗による電圧上昇分を加えた電位とされている。したがって、2の低電圧検出用比較器14−4に入力される第2の基準電圧Vref2を下回った場合に、第2の低電圧検出用比較器14−1が"H"レベルの信号を出力する(図2、R'点参照)。   On the other hand, when the voltage is between the V4 and VSS terminals of the IC 10, the second reference voltage Vref2 is a potential obtained by adding the voltage increase due to the resistance to the VSS terminal with reference to the potential of the VSS terminal. Therefore, when the voltage falls below the second reference voltage Vref2 input to the second low voltage detection comparator 14-4, the second low voltage detection comparator 14-1 outputs an "H" level signal. (See point R ′ in FIG. 2).

このように構成することで、第1の低電圧検出用比較器に入力される基準電圧Vref1が正常に生成されない場合(例えばセル電圧が1.8V以下)でも低電圧検出信号の出力を維持することが可能である(図2及び図3、S点、S'点、OR回路17出力参照)。   With this configuration, even when the reference voltage Vref1 input to the first low voltage detection comparator is not normally generated (for example, the cell voltage is 1.8 V or less), the output of the low voltage detection signal is maintained. (See FIG. 2 and FIG. 3, point S, point S ′, output of OR circuit 17).

ここで、本実施形態のトリミング回路20、21について説明する。上記したとおり、本実施の形態のトリミング回路20、21は過電圧及び低電圧検出用比較器12、13に対して入力する分圧点を設定することにより、過電圧、低電圧の検出をより正確に行うための回路である。図4に、このトリミング回路を示す。図4に示すように本実施の形態のトリミング回路はトリミング値設定部201、デコーダ202、スイッチ部203、抵抗列204を有している。図4に示す抵抗列204は、図1に11−1〜11−4として示したIC10の隣接端子間の抵抗の一部に対応している。図4に示す抵抗列では抵抗値Rの抵抗が7個直列に接続された構成となっている。   Here, the trimming circuits 20 and 21 of the present embodiment will be described. As described above, the trimming circuits 20 and 21 according to the present embodiment set the voltage dividing points to be input to the overvoltage and undervoltage detection comparators 12 and 13, thereby more accurately detecting overvoltage and undervoltage. It is a circuit for performing. FIG. 4 shows this trimming circuit. As shown in FIG. 4, the trimming circuit of this embodiment includes a trimming value setting unit 201, a decoder 202, a switch unit 203, and a resistor string 204. The resistor string 204 shown in FIG. 4 corresponds to a part of the resistance between adjacent terminals of the IC 10 shown as 11-1 to 11-4 in FIG. The resistor array shown in FIG. 4 has a configuration in which seven resistors having a resistance value R are connected in series.

トリミング値設定部201は、複数のヒューズF1〜F6とOR回路、AND回路などの論理回路で構成されている。本実施の形態では、電源VCC及びVSS間に直列に接続された2つのヒューズの一方を溶断することによって、論理回路に"H"あるいは"L"に相当する論理値を入力する。図4に示した回路では、ヒューズF1とF2、F3とF4、F5とF6がそれぞれ直列に接続されている。そして2つのヒューズの間のノードがOR回路およびAND回路に接続されている。   The trimming value setting unit 201 includes a plurality of fuses F1 to F6 and a logic circuit such as an OR circuit and an AND circuit. In this embodiment, a logic value corresponding to “H” or “L” is input to the logic circuit by blowing one of the two fuses connected in series between the power supplies VCC and VSS. In the circuit shown in FIG. 4, fuses F1 and F2, F3 and F4, and F5 and F6 are connected in series. A node between the two fuses is connected to the OR circuit and the AND circuit.

本実施形態では、F1とF2、F3とF4、F5とF6を互いに並列に3組接続しそのヒューズの溶断の仕方によってAND回路、OR回路から3ビットの論理信号を出力する構成としている。この論理回路の部分はヒューズの溶断の仕方に応じて必要な論理信号を出す構成であればよく、どのような論理回路で構成してもよい。   In the present embodiment, three sets of F1 and F2, F3 and F4, and F5 and F6 are connected in parallel, and a 3-bit logic signal is output from the AND circuit and OR circuit depending on how the fuses are blown. This logic circuit portion may be configured to output a necessary logic signal according to the method of fusing the fuse, and may be configured by any logic circuit.

また図4に示す回路では、ヒューズF1と電源VCCの間に抵抗R1、ヒューズF2と電源VSSの間に抵抗R2が接続されている。以下、同様に抵抗R3〜R6もヒューズと電源VCCあるいはVSSとの間に接続されている。この抵抗はヒューズの溶断を行わない場合、つまり第1の低電圧検出用比較器13のしきい値を調整しない場合のデフォルト値を設定するための抵抗である。ここでデフォルト値として1ビット目が"H"、2ビット目、3ビット目が"L"であるとすればR1<<R2、R4<<R3、R6<<R5となるように設定する。   In the circuit shown in FIG. 4, a resistor R1 is connected between the fuse F1 and the power supply VCC, and a resistor R2 is connected between the fuse F2 and the power supply VSS. Similarly, the resistors R3 to R6 are connected between the fuse and the power supply VCC or VSS. This resistor is a resistor for setting a default value when the fuse is not blown, that is, when the threshold value of the first low-voltage detection comparator 13 is not adjusted. Assuming that the first bit is “H”, the second bit, and the third bit are “L” as default values, R1 << R2, R4 << R3, and R6 << R5 are set.

デコーダ202はトリミング値設定部の出力する3ビットの信号に応じてスイッチ部203の複数のスイッチ素子の任意の1つを選択してオン状態とする信号を出力する。なお、この入力される論理信号のビット数、論理信号に基づいて選択するスイッチ等は適宜変更は可能であるが、本実施形態でのデコーダ入力I1〜I3に対する出力O1〜O8の関係を図5に示す。   The decoder 202 outputs a signal for selecting any one of the plurality of switch elements of the switch unit 203 according to the 3-bit signal output from the trimming value setting unit and turning it on. The number of bits of the input logic signal, the switch selected based on the logic signal, and the like can be changed as appropriate. The relationship of the outputs O1 to O8 with respect to the decoder inputs I1 to I3 in this embodiment is shown in FIG. Shown in

スイッチ部203は複数のスイッチ素子で構成されている。この複数のスイッチ素子は、デコーダ202の出力に基づいて、抵抗列の任意の分圧点をトリミング回路の出力に対して接続する。   The switch unit 203 is composed of a plurality of switch elements. The plurality of switch elements connect an arbitrary voltage dividing point of the resistor string to the output of the trimming circuit based on the output of the decoder 202.

本実施の形態では、製造時に第1の低電圧検出用比較器のしきい値をヒューズ溶断によって調整することが可能となる。つまり、ヒューズ溶断によって任意の分圧点に対応するスイッチを選択して低電圧検出用比較器13に入力することによって、第1の低電圧検出用の比較器のしきい値を調整し、確実に第2の低電圧検出用比較器のしきい値よりも大きな値とすることが可能となる。   In the present embodiment, it is possible to adjust the threshold value of the first low-voltage detection comparator at the time of manufacture by blowing the fuse. In other words, by selecting a switch corresponding to an arbitrary voltage dividing point by blowing a fuse and inputting it to the low voltage detection comparator 13, the threshold value of the first low voltage detection comparator is adjusted to ensure In addition, it is possible to set a value larger than the threshold value of the second low-voltage detection comparator.

実施の形態2
図6は、本発明の実施の形態2に関するトリミング回路を示す図である。電圧監視装置そのものの構成及び動作は実施の形態1で説明したものと同じになるため、その説明を省略する。
Embodiment 2
FIG. 6 is a diagram showing a trimming circuit according to the second embodiment of the present invention. Since the configuration and operation of the voltage monitoring device itself are the same as those described in the first embodiment, description thereof is omitted.

本実施の形態では、低電圧検出用比較器13のトリミング回路21における設定が実施の形態1と異なっている。実施の形態1では、トリミング回路21における抵抗列の抵抗を全て等しい値のRを持つ例を示している。しかしながら本実施の形態では、直列に接続された7つの抵抗のうち、セルの上位電圧側の4つの抵抗を抵抗値2R、セルの下位電圧側の3つの抵抗を抵抗値Rとしている。   In the present embodiment, the setting in the trimming circuit 21 of the low-voltage detection comparator 13 is different from that in the first embodiment. In the first embodiment, an example is shown in which all the resistances of the resistor strings in the trimming circuit 21 have R of the same value. However, in the present embodiment, among the seven resistors connected in series, four resistors on the upper voltage side of the cell have a resistance value 2R, and three resistors on the lower voltage side of the cell have a resistance value R.

ここで、上記した実施の形態と同様にトリミングを行わない場合のデフォルト状態で、デコーダ202は図6に示すO5に接続されたスイッチを選択するものとする。この場合、デフォルト状態で第1の低電圧検出用比較器13に入力される値がより小さくなる。つまり、図2、図3で示した「比較器13−入力」の傾きがより緩やかな方向になる。このことにより第1の低電圧検出用比較器のしきい値はより高くなる。ここで、R及び2Rの値を適切に設定することにより、トリミング前の低電圧検出用比較器のしきい値を(2.1V+第2の低電圧検出用比較器14のしきい値最大バラツキ+第1の低電圧検出用比較器13のしきい値最大バラツキ)とすることができる(図7参照)。このトリミング前のしきい値の設定によって、より確実に第2の低電圧検出用比較器のしきい値よりも大きな値とすることが可能となる。   Here, it is assumed that the decoder 202 selects the switch connected to O5 shown in FIG. 6 in the default state when trimming is not performed as in the above-described embodiment. In this case, the value input to the first low voltage detection comparator 13 in the default state becomes smaller. That is, the inclination of “Comparator 13 -Input” shown in FIGS. 2 and 3 becomes a gentler direction. As a result, the threshold value of the first low-voltage detection comparator becomes higher. Here, by appropriately setting the values of R and 2R, the threshold value of the low voltage detection comparator before trimming is set to (2.1V + maximum threshold value variation of the second low voltage detection comparator 14). + Threshold maximum variation of first low-voltage detection comparator 13) (see FIG. 7). By setting the threshold value before trimming, it is possible to make the value larger than the threshold value of the second low-voltage detection comparator more reliably.

実施の形態3
図8は、本発明の実施の形態3に関するトリミング回路を示す図である。電圧監視装置そのものの構成及び動作は実施の形態1で説明したものと同じになるため、その説明を省略する。
Embodiment 3
FIG. 8 is a diagram showing a trimming circuit according to the third embodiment of the present invention. Since the configuration and operation of the voltage monitoring device itself are the same as those described in the first embodiment, description thereof is omitted.

本実施の形態では、低電圧検出用比較器13のトリミング回路21における設定が実施の形態1および2と異なっている。実施の形態2では、トリミング回路21における抵抗列の抵抗値を変えることでトリミング前の第1の低電圧検出用比較器13のしきい値を第2の低電圧検出用比較器14のしきい値バラツキを考慮した大き目の値としている。本実施の形態では、トリミングを行わない場合のデフォルト状態で、デコーダ202が図8に示すO8のスイッチを選択するものとする。つまり、しきい値設定部202の抵抗をR1<<R2、R3<<R4、R5<<R6となるように設定する。この場合、このことにより第1の低電圧検出用比較器のしきい値はより高くなる。ここで、Rの値を適切に設定することにより、トリミング前の第1の低電圧検出用比較器のしきい値を(2.5V+第1の低電圧検出用比較器13のしきい値最大バラツキ)とする(図9参照)。このトリミング前のしきい値の設定によって、第1の低電圧検出用比較器のしきい値は2.5Vになるように下げる方向のみの調整ですむようになる。そのため、より確実に第2の低電圧検出用比較器のしきい値よりも大きな値とすることが可能となる。   In the present embodiment, the setting in the trimming circuit 21 of the low-voltage detection comparator 13 is different from those in the first and second embodiments. In the second embodiment, the threshold value of the first low-voltage detection comparator 13 before trimming is changed to the threshold of the second low-voltage detection comparator 14 by changing the resistance value of the resistor string in the trimming circuit 21. It is a large value considering the value variation. In this embodiment, it is assumed that the decoder 202 selects the switch O8 shown in FIG. 8 in the default state when trimming is not performed. That is, the resistance of the threshold setting unit 202 is set to satisfy R1 << R2, R3 << R4, and R5 << R6. In this case, this increases the threshold value of the first low-voltage detection comparator. Here, by appropriately setting the value of R, the threshold value of the first low-voltage detection comparator before trimming is set to (2.5V + maximum threshold value of the first low-voltage detection comparator 13). Variation) (see FIG. 9). By setting the threshold before trimming, it is only necessary to adjust the threshold of the first low-voltage detection comparator so that the threshold is lowered to 2.5V. For this reason, it is possible to make the value larger than the threshold value of the second low-voltage detection comparator more reliably.

本発明の実施の形態1の電圧監視装置を示す図である。1 is a diagram illustrating a voltage monitoring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 過電圧検出、低電圧検出時の電位の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the electric potential at the time of overvoltage detection and low voltage detection. 過電圧検出、低電圧検出時の電位の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the electric potential at the time of overvoltage detection and low voltage detection. 本発明の実施の形態1のトリミング回路を示す図である。1 is a diagram showing a trimming circuit according to a first embodiment of the present invention. デコーダの入力論理信号と選択する図一致の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the figure coincidence selected with the input logic signal of a decoder. 本発明の実施の形態2のトリミング回路を示す図である。It is a figure which shows the trimming circuit of Embodiment 2 of this invention. 第1、第2の低電圧検出用比較器のしきい値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the threshold value of the 1st, 2nd low voltage detection comparator. 本発明の実施の形態3のトリミング回路を示す図である。It is a figure which shows the trimming circuit of Embodiment 3 of this invention. 第1、第2の低電圧検出用比較器のしきい値の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the threshold value of the 1st, 2nd low voltage detection comparator. 従来の電圧監視装置を示す図である。It is a figure which shows the conventional voltage monitoring apparatus. 従来の電圧センサモジュールを示す図である。It is a figure which shows the conventional voltage sensor module. 基準電圧出力と電池セル電圧の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a reference voltage output and a battery cell voltage.

符号の説明Explanation of symbols

1 電圧監視装置
2 組電池
10 電圧センサモジュール
11 分圧抵抗
12、12−1〜12−4 過電圧検出用比較器
13、13−1〜13−4 低電圧検出用比較器
14、14−1〜14−4 低電圧検出用比較器
15、15−1〜15−4 基準電圧生成回路
16、16−1〜16−4 基準電圧生成回路
17、18、19 OR回路
20、20−1〜20−4 トリミング回路
21、21−1〜21−4 トリミング回路
201 トリミング値設定部
202 デコーダ
203 スイッチ部
204 抵抗列
C1〜C4 電池セル
F1〜F6 ヒューズ
R1〜R6 抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Voltage monitoring apparatus 2 Battery assembly 10 Voltage sensor module 11 Voltage dividing resistor 12, 12-1 to 12-4 Overvoltage detection comparator 13, 13-1 to 13-4 Low voltage detection comparator 14, 14-1 14-4 Low Voltage Detection Comparator 15, 15-1 to 15-4 Reference Voltage Generation Circuit 16, 16-1 to 16-4 Reference Voltage Generation Circuit 17, 18, 19 OR Circuit 20, 20-1 to 20- 4 Trimming circuits 21, 211-1 to 21-4 Trimming circuit 201 Trimming value setting unit 202 Decoder 203 Switch unit 204 Resistance row C1 to C4 Battery cells F1 to F6 Fuses R1 to R6 Resistance

Claims (8)

複数の電池セルの電圧を監視する電圧センサモジュールであって、
前記複数の電池セルに含まれる監視対象の電池セルの両端にかかる電圧を受ける第1および第2の端子と、
前記複数の電池セルの両端にかかる電圧を受ける第3および第4の端子と、
前記第1および第2の端子と接続され、前記監視対象の電池セルの両端にかかる電圧に基づいて第1の基準電圧を生成する第1の基準電圧生成回路と、
前記第3および第4の端子と接続され、前記複数の電池セルの両端にかかる電圧に基づいて第2の基準電圧を生成する第2の基準電圧生成回路と、
前記第1および第2の端子間にかかる電圧に基づいて生成される第1の電圧と前記第1の基準電圧とを比較する第1の比較回路と、
前記第1および第2の端子間にかかる電圧に基づいて生成される第2の電圧と前記第2の基準電圧とを比較する第2の比較回路と、
前記第1の電圧を設定するトリミング回路とを有する電圧センサモジュール。
A voltage sensor module for monitoring the voltage of a plurality of battery cells,
First and second terminals for receiving a voltage applied to both ends of a battery cell to be monitored included in the plurality of battery cells;
Third and fourth terminals for receiving a voltage applied to both ends of the plurality of battery cells;
A first reference voltage generation circuit connected to the first and second terminals and generating a first reference voltage based on a voltage applied to both ends of the battery cell to be monitored;
A second reference voltage generation circuit which is connected to the third and fourth terminals and generates a second reference voltage based on voltages applied to both ends of the plurality of battery cells;
A first comparison circuit for comparing a first voltage generated based on a voltage applied between the first and second terminals and the first reference voltage;
A second comparison circuit for comparing a second voltage generated based on a voltage applied between the first and second terminals and the second reference voltage;
A voltage sensor module comprising a trimming circuit for setting the first voltage.
前記トリミング回路は前記第1の比較回路の比較結果が遷移するしきい値電圧が前記第2の比較回路の比較結果が遷移するしきい値電圧よりも大きな値となるように前記第1の電圧を設定することを特徴とする請求項1記載の電圧センサモジュール。


The trimming circuit has the first voltage so that a threshold voltage at which the comparison result of the first comparison circuit transitions is larger than a threshold voltage at which the comparison result of the second comparison circuit transitions. The voltage sensor module according to claim 1, wherein:


前記トリミング回路は、直列に接続された複数の抵抗を有し、前記複数の抵抗間の複数のノードのうち任意のノードを選択することで前記第1の電圧を設定することを特徴とする請求項1に記載の電圧センサモジュール。
ル。
The trimming circuit includes a plurality of resistors connected in series, and sets the first voltage by selecting an arbitrary node among a plurality of nodes between the plurality of resistors. Item 2. The voltage sensor module according to Item 1.
Le.
前記トリミング回路は、前記複数のノードと前記第1の電圧の出力端子との間に配置された複数のスイッチ素子を有し、前記複数のスイッチ素子の導通状態に基づいて前記第1の電圧を設定することを特徴とする請求項3に記載の電圧センサモジュール。   The trimming circuit includes a plurality of switch elements disposed between the plurality of nodes and the output terminal of the first voltage, and the first voltage is applied based on a conduction state of the plurality of switch elements. The voltage sensor module according to claim 3, wherein the voltage sensor module is set. 前記トリミング回路は、入力される論理信号に基づいて前記複数のスイッチ素子のうち任意のスイッチを導通状態とするデコーダを有することを特徴とする請求項4に記載の電圧センサモジュール。   5. The voltage sensor module according to claim 4, wherein the trimming circuit includes a decoder that turns on an arbitrary switch among the plurality of switch elements based on an input logic signal. 6. 前記トリミング回路は、前記デコーダに入力する論理信号を決定するトリミング値設定部を有し、当該論理信号は、前記第1の比較回路の比較結果が遷移する電圧値のバラツキに基づいて、設定されることを特徴とする請求項5に記載の電圧センサモジュール。   The trimming circuit includes a trimming value setting unit that determines a logic signal to be input to the decoder, and the logic signal is set based on a variation in voltage value at which a comparison result of the first comparison circuit transitions. The voltage sensor module according to claim 5. 前記トリミング回路は、前記デコーダに入力する論理信号を決定するトリミング値設定部を有し、当該論理信号は、前記第2の比較回路の比較結果が遷移する電圧値のバラツキに基づいて、設定されることを特徴とする請求項5あるいは6に記載の電圧センサモジュール。   The trimming circuit includes a trimming value setting unit that determines a logic signal to be input to the decoder, and the logic signal is set based on a variation in voltage value at which a comparison result of the second comparison circuit transitions. The voltage sensor module according to claim 5, wherein the voltage sensor module is a voltage sensor module. 前記論理信号は、電源電位あるいは接地電位に接続されたヒューズの導通状態によって決定されることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の電圧センサモジュール。 The voltage sensor module according to claim 5, wherein the logic signal is determined by a conduction state of a fuse connected to a power supply potential or a ground potential.
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