JP6313150B2

JP6313150B2 - 半導体装置、電池監視システムおよび電池監視方法

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Inventors: 菊池　秀和; 秀和菊池
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Description

本発明は、半導体装置、電池監視システムおよび電池監視方法に関し、特に温度測定回路を備えた電池監視用の半導体装置、およびその半導体装置を用いた電池監視システム、
電池監視方法に関する。

近年、温度測定回路を備えた半導体装置がさまざまな用途で用いられているが、その一例として、電池監視ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）が挙げられる。電池監視ＩＣは、たとえば、二次電池の充電機器において二次電池が発生する電圧等を監視するとともに、当該二次電池の温度を監視し、当該二次電池の温度に応じた充電の制御を可能とする機能を有している。

従来技術に係る電池監視ＩＣの一例として、たとえば特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に開示された電池監視ＩＣは、Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換に用いる基準電圧を生成する基準電源を内蔵したマイクロコンピュータ（ＭＰＵ：Ｍｉｃｒｏ−ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）からなる。ＭＰＵは外部入力電源によって駆動されるとともに、分圧抵抗に接続されたサーミスタからの温度検出電圧Ｖ１および外部入力電源の電源電圧を分圧抵抗により分圧した参照電圧Ｖ２を入力し、Ｖ１をＡ／Ｄ変換してＡＤＶ１とし、Ｖ２をＡ／Ｄ変換してＡＤＶ２とする。

そして、ＡＤＶ１／ＡＤＶ２を比較回路で演算した結果がサーミスタの抵抗値と分圧抵抗の抵抗値とで表されることから、当該演算結果をサーミスタの抵抗値について解くことによりＭＰＵによってサーミスタの抵抗値が算出され、ＭＰＵが当該サーミスタの抵抗値を温度に換算することにより温度を検出している。特許文献１では、電池監視ＩＣをこのように構成することにより、外部入力電源を安定化する必要がないとしている。

一方、従来技術に係る温度測定回路の例として、特許文献２に開示されたものが知られている。特許文献２に開示された温度測定回路は、電源回路、マイコン、およびサーミスタと分圧抵抗との直列回路である感温抵抗素子回路を備え、電源回路からの電源電圧が入力電圧としてサーミスタに印加される。そして、当該入力電圧と、サーミスタと分圧抵抗との接続点の電圧である出力電圧とがマイコンに入力され、それぞれに備えられたＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換される。

マイコンの内部には、上記デジタル変換された入力電圧および出力電圧と、温度検出データとの関係を示すテーブルが記憶されており、マイコンは当該テーブルを参照することにより温度を測定している。特許文献２では、温度測定回路をこのように構成することにより、電源電圧の変化に応じて補正された温度が測定可能であるとしている。

特開２００８−１１１７６１号公報特開２００５−２７４３７２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された電池監視ＩＣも特許文献２に開示された温度測定回路も、本体がＭＰＵあるいはマイコン等の演算機能、比較機能等を有する半導体装置で構成されており、温度測定機能は付随的な機能となっている。

つまり、特許文献１に開示された半導体装置も特許文献２に開示された半導体装置も、
基本的に演算処理機能を中核とする半導体装置である。このような半導体装置よれば、比較的複雑な演算も自由に行うことができ、また、さまざまな条件に対応する容量の大きなテーブルも比較的自由に記憶させることができる。したがって、たとえば、電源電圧変動による影響を抑制した温度測定回路も比較的容易に実現することができる。

一方、たとえば電池を監視する機能だけに特化したような機能限定のＩＣでは、回路規模を極力削減するために、演算回路や比較回路、あるいは大容量のメモリ等を具備させることができない場合もある。また、Ａ／Ｄ変換回路についていえば、一般に温度や電圧を精度よく測定するためのＡ／Ｄ変換回路は回路規模が大きくなり、そのため半導体装置に占める面積も大きくなる傾向にある。そのため、特許文献１のように複数のＡ／Ｄ変換回路を具備することも極力避けたい。しかしながら、このようなＩＣにおいても、温度測定における一定の精度は確保する必要があり、たとえば、サーミスタに印加する電源の電圧変動による温度の測定誤差は最大限排除しなければならない。

つまり、特許文献１あるいは特許文献２に開示された半導体装置のような演算処理機能も有さず、電池の監視を中心とする簡易な機能に特化し、回路規模も、コストも制約された半導体装置においては、機能や設計思想が異なる従来技術に係る温度測定回路と同等以上の精度を具備する温度測定回路を、いかに実現するかが課題となっていた。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、しかも精度の高い温度測定回路を備えた半導体装置、電池監視システムおよび電池監視方法を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体装置は、所定の電圧値の電圧を発生する電圧発生回路と、前記電圧発生回路で発生した電圧を出力する第１の端子と、前記第１の端子に接続され、かつ対象物の温度を検出する感温素子と抵抗とが直列に接続された回路の、前記感温素子と抵抗との接続点の電圧である感温電圧を入力する第２の端子と、アナログ値である前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを各々デジタル値に変換して各々の電圧値を測定するアナログ／デジタル変換回路と、外部の半導体装置による前記対象物の温度算出に供するために、前記アナログ／デジタル変換回路で測定された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを前記外部の半導体装置が読み出すための第３の端子と、を備えたものである。

一方、本発明に係る電池監視システムは、前記対象物が監視対象としての充電可能な電池である上記の半導体装置と、前記第３の端子から前記記憶部に記憶された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを読み出すとともに、前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを変数とする所定の式に基づいて前記電池の温度を演算する前記外部の半導体装置としての演算装置とを備えたものである。

さらに、本発明に係る電池監視方法は、所定の電圧値の電圧を発生する電圧発生回路と、前記電圧発生回路で発生した電圧を出力する第１の端子と、前記第１の端子に接続され、かつ充電可能な電池の温度を検出する感温素子と抵抗とが直列に接続された回路の、前記感温素子と抵抗との接続点の電圧である感温電圧を入力する第２の端子と、アナログ値である前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを各々デジタル値に変換して各々の電圧値を測定するアナログ／デジタル変換回路と、外部の半導体装置による前記電池の温度算出に供するために、前記アナログ／デジタル変換回路で測定された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを前記外部の半導体装置が読み出すための第３の端子と、を備えた電池監視半導体装置を用いて電池を監視する電池監視方法であって、前記外部の半導体装置が前記電池監視半導体装置の外部に接続された演算装置であり、該演算装置が前記第３の端子から前記記憶部に記憶された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを読み出すとともに、前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを変数とする所定の式に基づいて前記電池の温度を演算するものである。

本発明によれば、簡易な構成で、しかも精度の高い温度測定回路を備えた半導体装置、
電池監視システムおよび電池監視方法を提供することが可能となる。

第１の実施の形態に係る電池監視ＩＣの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。第２の実施の形態に係る電池監視ＩＣの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。比較例に係る電池監視ＩＣの機能構成を示す機能ブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下で説明する実施の形態では、本発明に係る半導体装置を電池監視ＩＣに適用した形態を例示して説明する。

本実施の形態に係る電池監視ＩＣは、監視対象としての二次電池（以下、単に「電池」という）の電圧、温度等を検出して監視する。本実施の形態に係る電池監視ＩＣは、ＭＰＵ等の外部に接続される半導体装置とともに電池監視システムを構成し、本実施の形態に係る電池監視ＩＣにより測定された電池の電圧、温度等は、たとえば、電池の充電を適切に制御するための情報の一部とされる。

［第１の実施の形態］
図１は、本実施形態に係る半導体装置としての電池監視ＩＣ１０を示すブロック図である。図１に示すように、電池監視ＩＣ１０は、電圧発生回路１２、ＡＤＣ（ＡｎａｌｏｇＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ：アナログ／デジタル変換回路）１４、スイッチ制御回路１６、入力インタフェース１８、レジスタ２０、およびスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を備えている。

また、図１では、電池監視ＩＣ１０の端子Ｐ１とＰ３との間接続された、分圧抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨとが直列接続された外付け回路３０、および電池監視ＩＣ１０の監視対象としての電池Ｂａｔを併せて図示している。端子Ｐ３、すなわちサーミスタＴＨの分圧抵抗Ｒ１に接続された側とは反対側の端子は、接地（ＧＮＤ）とされている。

端子Ｐ５に接続された電池監視ＩＣ１０の監視対象である電池Ｂａｔは、通常電池Ｂａｔの構成単位であるセルが複数直列接続されて構成されている。本実施の形態に係る電池Ｂａｔは、Ｃ１ないしＣＮのＮ個のセルが直列に接続されたものとされている。１個のセルの電圧は、たとえば１．０Ｖ〜４．３Ｖであり、本実施の形態ではこのセルが、一例として１６個直列に接続されている（つまり、Ｎ＝１６）。したがって、端子Ｐ５には最大８０Ｖ程度の電圧が入力される。

サーミスタＴＨは、温度を検出するための感温素子の一種であり、サーミスタＴＨの周囲の温度が変化するとその抵抗値が変化することにより温度が検出可能となっている。サーミスタＴＨには、温度が上昇すると抵抗値が減少する負温度係数（ＮｅｇａｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：「ＮＴＣ」という場合もある）特性のものと、温度が上昇すると抵抗値が増加する正温度係数（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ：「ＰＴＣ」という場合もある）特性のものがあるが、本実施の形態では、いずれの特性のサーミスタを用いてもよい。

サーミスタＴＨは電池Ｂａｔに接触して、あるいは電池Ｂａｔの近傍に設けられる。サーミスタＴＨは、複数のセルＣをグループ分けしてグループごとに設けてもよいし、複数のセルＣの各々ごとにサーミスタＴＨを設けてもよい。

電圧発生回路１２は、主として、外付け回路３０に供給するソース電圧ＶＧを発生する回路であり、発生したソース電圧ＶＧは、電池監視ＩＣ１０の端子Ｐ１から出力される。

電圧発生回路１２は、電池監視ＩＣ１０の内部で独立に所定の電圧値の電圧を発生するようにしてもよいし、外部から供給される電圧に基づいて所定の電圧値の電圧を発生するようにしてもよい。本実施の形態では、一例として、先述の電池監視ＩＣ１０の監視対象である電池Ｂａｔの電圧を電圧降下させてソース電圧ＶＧを発生する回路としている。ソース電圧ＶＧの具体的な電圧値は、たとえば５Ｖである。

ソース電圧ＶＧが外付け回路３０に印加されると、当該ソース電圧ＶＧが分圧抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨとで分圧され、分圧抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨとの接続点にサーミスタ電圧ＶＴが発生する。発生したサーミスタ電圧ＶＴは、端子Ｐ２から電池監視ＩＣ１０の内部に取り込まれ、スイッチＳＷ２を介してＡＤＣ１４に接続される。

ＡＤＣ１４は、アナログ値である上記ソース電圧ＶＧ、サーミスタ電圧ＶＴ、および電池Ｂａｔの電圧ＶＢを、基準電圧Ｖｒに基づいてデジタル値に変換する回路である。ＡＤＣ１４は、アナログ値をデジタル値に変換するとともに、ソース電圧ＶＧ、サーミスタ電圧ＶＴ、および電池Ｂａｔの電圧ＶＢを測定する機能も兼ねている。

デジタル値のビット数は特に限定されないが、本実施の形態では、一例として１２ビットとしている。また、基準電圧Ｖｒの具体的な値は、たとえば５Ｖである。この場合、デジタル値に変換された電圧の精度は、約１．２ｍＶ（５０００ｍＶ／４０９６）となる。
基準電圧Ｖｒは、電圧発生回路１２で発生した電圧に基づいて生成してもよい。このような高精度なＡＤＣは、先述したように回路規模が大きくなり、半導体装置に占める面積も大きくなる傾向にあるので、本実施の形態に係る電池監視ＩＣ１０では１つのみ設けている。なお、基準電圧を用いたアナログ／デジタル変換の方法については公知の方法を用いて行えばよいので、ここでは説明を省略する。

スイッチＳＷ１、ＳＷ２、およびＳＷ３は、ソース電圧ＶＧ、サーミスタ電圧ＶＴ、および電池Ｂａｔの電圧ＶＢを測定する際に、測定対象となる電圧とＡＤＣ１４とを１：１に接続するためのスイッチである。

スイッチ制御回路１６は、上記の電圧測定を行うために、スイッチＳＷ１ないしＳＷ３のオン／オフを制御するための回路である。すなわち、ソース電圧ＶＧを測定する場合には、ＳＷ１をオンとし、ＳＷ２およびＳＷ３をオフとする。サーミスタ電圧ＶＴを測定する場合には、ＳＷ２をオンとし、ＳＷ１およびＳＷ３をオフとする。電池Ｂａｔの電圧ＶＢを測定する場合には、ＳＷ３をオンとし、ＳＷ１およびＳＷ２をオフとする。

入力インタフェース１８は、電池監視ＩＣ１０の端子Ｐ５に接続された電池Ｂａｔの電圧ＶＢを入力するためのインタフェース回路であり、図示しないバッファ回路等を含んで構成されている。

レジスタ２０は、上記のようにして測定されたソース電圧ＶＧ、サーミスタ電圧ＶＴ、
および電池Ｂａｔの電圧ＶＢの値を格納するためのレジスタである。レジスタ２０に格納された各測定値は、電池監視ＩＣ１０の外部に接続された、電池監視システム全体を構成する他の半導体装置（図示省略）、たとえばＭＰＵ等からアドレスを指定して読み取ることが可能となっている。

上記のようにして測定したソース電圧ＶＧおよびサーミスタ電圧ＶＴをレジスタ２０から読み取った図示しないＭＰＵは、当該ソース電圧ＶＧおよびサーミスタ電圧ＶＴを以下に示す式（１）に代入して、電池Ｂａｔの温度ＴＢを算出することができる。

ここで、
Ｌｏｇ：自然対数
Ｒ１：分圧抵抗Ｒ１の抵抗値
ＶＧ：ソース電圧
ＶＴ：サーミスタ電圧
Ｒ０：サーミスタＴＨの常温（２５℃）での抵抗値
Ｂ：サーミスタＴＨのＢ定数
である。また、式（１）中の数値２９８は、常温（２５℃）を絶対温度に換算した数値である。

式（１）においては、温度に依存する変数がサーミスタ電圧ＶＴだけなので、サーミスタＴＨの周囲温度（本実施の形態では、電池Ｂａｔの温度ＴＢ）は、サーミスタ電圧ＶＴを取得することにより算出することが可能である。

本実施の形態に係る電池監視ＩＣ１０では、ソース電圧ＶＧおよびサーミスタ電圧ＶＴを入力することにより、後述するように、ソース電圧ＶＧの変動誤差による影響を抑制した電池Ｂａｔの温度ＴＢの測定が可能となっている。

なお、ソース電圧ＶＧとサーミスタ電圧ＶＴとの測定タイミングは特に限定されないが、ソース電圧ＶＧの速い電圧変動に追随することを勘案すると、ソース電圧ＶＧとサーミスタ電圧ＶＴとの測定タイミングの間隔を極力狭くした方が好ましい。その際、ソース電圧ＶＧとサーミスタ電圧ＶＴとの測定タイミングの前後に制約はない（いずれを先に測定してもよい）。また、電池Ｂａｔの電圧ＶＢは、電池Ｂａｔの温度ＴＢの測定とは直接関係がないので、電池監視システム全体の動作等において適宜なタイミングで測定してよい。

以上のように、本実施の形態に係る電池監視ＩＣ１０は、電池Ｂａｔの温度測定機能に特化した極めて簡易な構成となっており、ＭＰＵ等の演算処理機能を有していないことがひとつの特徴となっている。なお、本実施の形態に係る電池監視ＩＣ１０では、セルバランスの監視（セルＣごとの放電容量のばらつきの程度の監視）等限定的な他の機能を含む場合もある。

ここで、図３を参照して、比較例に係る電池監視ＩＣ５０の問題点について説明する。

図３に示すように、電池監視ＩＣ５０は、高精度電圧発生回路５２、ＡＤＣ５４、スイッチ制御回路５６、および入力インタフェース５８を備えている。高精度電圧発生回路５２、ＡＤＣ５４、スイッチ制御回路５６、および入力インタフェース５８の各々の機能は、電池監視ＩＣ１０の電圧発生回路１２、ＡＤＣ１４、スイッチ制御回路１６、および入力インタフェース１８と同様である。ただし、以下で述べる理由により、高精度電圧発生回路５２は、電圧発生回路１２よりも出力電圧の精度が高く（出力電圧の変動が小さく）されている。

高精度電圧発生回路５２で生成されたソース電圧ＶＧは端子Ｐ１０から出力され、電池監視ＩＣ５０の監視対象である電池Ｂａｔの電圧ＶＢが、端子Ｐ１６から入力インタフェース５８を介して電池監視ＩＣ５０内に入力される。

また、図３に示すように、分圧抵抗Ｒ１０とサーミスタＴＨとの直列回路を含む外付け回路７０が、電池監視ＩＣ５０の端子Ｐ１０とＰ１４とに接続され、分圧抵抗Ｒ１０とサーミスタＴＨとの接続点の電圧であるサーミスタ電圧ＶＴが、端子Ｐ１２から電池監視ＩＣ５０の内部に取り込まれる。

電池監視ＩＣ５０はスイッチＳＷ１０、ＳＷ１２を備え、各々がスイッチ制御回路５６によって制御されることにより、ＡＤＣ５４によって、サーミスタ電圧ＶＴ、および電池Ｂａｔの電圧ＶＢが測定される。つまり、比較例に係る電池監視ＩＣ５０では、ソース電圧ＶＧを測定していないことが、本実施の形態に係る電池監視ＩＣ１０と大きく相違している。

電池監視ＩＣ５０においても、上記式（１）を用いてサーミスタＴＨの周囲の温度（すなわち、電池Ｂａｔの温度ＴＢ）を算出する点は、本実施の形態に係る電池監視ＩＣ１０と同様である。つまり、電池監視ＩＣ５０は、サーミスタ電圧ＶＴをＡＤＣ５４によりデジタル値に変換して式（１）に代入し、電池Ｂａｔの温度ＴＢを算出する。

ところが、電池監視ＩＣ５０では、ソース電圧ＶＧを温度測定のパラメータとして想定していないので、式（１）にソース電圧ＶＧは代入しない。つまり、ソース電圧ＶＧとしては、たとえば電池監視ＩＣ５０の仕様等で予め定められた固定値を用いる。そのため、
式（１）において、ソース電圧ＶＧの誤差（電圧変動）が測定すべき温度の誤差に加算されてしまうという問題があった。

たとえば、ソース電圧ＶＧが期待値から数百ｍＶ外れると、電池の温度ＴＢの計算結果は数℃ずれてしまう。そのため、電池監視ＩＣ５０におけるソース電圧ＶＧの発生源である高精度電圧発生回路５２は、測定温度の所定の精度を勘案して、高精度に安定化した電圧発生回路とされている。

しかしながら、高精度の電圧発生回路は、一般に回路規模も大きくなり、コストも高くなる。したがって、機能を限定し、かつ低コストで提供することが可能という、本発明で想定する電池監視ＩＣでは採用することができないという問題があった。

また、先述した特許文献１あるいは特許文献２のような、構成の基本が演算装置である半導体装置では、比較、演算機能あるいは記憶装置を駆使して電源電圧の変動をキャンセルさせることも可能である。しかしながら、本実施の形態に係る電池監視ＩＣ１０のように機能を電池監視に特化した半導体装置では、演算機能自体の搭載を想定していないので、機能も設計思想も異なる特許文献１あるいは特許文献２に開示された構成は採用し得ないことは先述したとおりである。

これに対し本実施の形態に係る電池監視ＩＣ１０では、ソース電圧ＶＧを測定するためのスイッチＳＷ１を備え、先述したように、サーミスタ電圧ＶＴの測定値に加えて、ソース電圧ＶＧの測定値も式（１）に代入して、電池Ｂａｔの温度ＴＢを算出するようにしている。ソース電圧ＶＧとして実測値を用いることにより、サーミスタ電圧ＶＴを測定する際のソース電圧ＶＧの変動による誤差がキャンセルされるので、精度の高い温度測定が可能となる。換言すれば、本実施の形態に係る電池監視ＩＣ１０では、比較例に係る電池監視ＩＣ５０のように、高精度の電圧発生回路を必要としない。

ただし、本実施の形態に係る電池監視ＩＣ１０では、上述したように演算機能もテーブルのためのメモリも搭載していないので、ＡＤＣ１４によって測定されたソース電圧ＶＧおよびサーミスタ電圧ＶＴの測定値（デジタル値）は、レジスタ２０に格納される。

そして、たとえば、電池監視システムの全体を統括制御する図示しないＭＰＵが、レジスタ２０のアドレスを指定してソース電圧ＶＧおよびサーミスタ電圧ＶＴの測定値を読み込み、当該ＭＰＵの演算機能により式（１）から電池の温度ＴＢを算出する。

以上詳述したように、本実施の形態に係る電池監視ＩＣによれば、サーミスタ電圧ＶＴの測定値に加えてソース電圧ＶＧの測定値もレジスタに格納し、電池監視ＩＣ１０の外部に接続されたＭＰＵ等が、サーミスタ電圧ＶＴおよびソース電圧ＶＧの両者を用いて温度を演算可能なようにしたので、簡易な構成で、しかも精度の高い温度測定回路を備えた半導体装置、電池監視システムおよび電池監視方法を提供することが可能となる。

［第２の実施の形態］
図２を参照して、本実施の形態に係る電池監視ＩＣ２０について説明する。本実施の形態に係る電池監視ＩＣ２０は、電池監視ＩＣ１０において、ソース電圧ＶＧをＡＤＣ１４へ入力する際の入力電圧の範囲の改善を図ったものである。

ＡＤＣは、一般に、入力電圧が基準電圧近傍になると、変換においてフルスケール誤差、すなわち、入力と出力とがリニヤ（線形）に変化しないという誤差が発生する。また、
入力電圧が基準電圧より高くなると、出力の最大値（フルスケール）に張り付いてしまう。本実施の形態に係る電池監視ＩＣ２０は、このような問題に対し、いわば入力のダイナミックレンジを拡大しようとするものである。

電池監視ＩＣ２０は、電池監視ＩＣ１０に対してさらに、電圧発生回路１２の出力に接続された分圧抵抗ＲＡ、ＲＢを有している。分圧抵抗ＲＡとＲＢとの接続点はスイッチＳＷ３を介してＡＤＣ１４に接続されている。その他の構成は、電池監視ＩＣ１０と同じなので、同じ構成には同じ符号を付してその説明を省略する。

電池監視ＩＣ２０では、ＡＤＣ１４によってソース電圧ＶＧを測定する代わりに、ソース電圧ＶＧの分圧抵抗ＲＡおよびＲＢによる分圧値ＶＧ’を測定する。分圧値ＶＧ’は、
ソース電圧ＶＧを用いて、以下に示す式（２）により表される。

電池監視ＩＣ２０は、測定した分圧値ＶＧ’をサーミスタ電圧ＶＴとともにレジスタ２０に格納する。ソース電圧ＶＧは、式（２）を変形した以下に示す式（３）により求めることができる。

したがって、外部に接続された図示しないＭＰＵは、レジスタ２０からサーミスタ電圧ＶＴおよび分圧値ＶＧ’を読み込み、分圧値ＶＧ’を式（３）によりソース電圧ＶＧに変換して、電池Ｂａｔの温度ＴＢを算出することができる。

以上のように、本実施の形態に係る電池監視ＩＣ２０によれば、分圧抵抗ＲＡ、ＲＢによりＡＤＣ１４への入力電圧を基準電圧Ｖｒから十分に下げている。このことにより、電圧発生回路１２の出力電圧であるソース電圧ＶＧが、ＡＤＣ１４の基準電圧Ｖｒと同程度以上の電圧値である場合にも、簡易な構成で、しかも精度の高い温度測定回路を備えた半導体装置、電池監視システムおよび電池監視方法を提供することが可能となる。

なお、上記各実施の形態では、分圧抵抗Ｒ１をソース電圧ＶＧに接続し、サーミスタＴＨをＧＮＤに接続する形態を例示して説明したが、これに限られず、サーミスタＴＨをソース電圧ＶＧに接続し、分圧抵抗Ｒ１をＧＮＤに接続する形態としてもよい。

また、上記各実施の形態では、ソース電圧ＶＧとサーミスタ電圧ＶＴとを各々１回ずつ測定する形態を例示して説明したが、これに限られず、少なくともいずれか一方を複数回測定する形態としてもよい。すなわち、たとえば、ソース電圧ＶＧを２回測定する形態、
つまり、ソース電圧ＶＧを測定した後サーミスタ電圧を測定し、その後さらにソース電圧ＶＧを測定するような形態としてもよい。

この場合、レジスタ２０には３つの測定値を格納しておき、外部のＭＰＵは、たとえば２つのソース電圧ＶＧの測定値を平均した値を式（１）に代入して電池Ｂａｔの温度ＴＢを算出するようにしてもよい。このようにすれば、ソース電圧ＶＧとサーミスタ電圧ＶＴとの測定タイミングの差による誤差が圧縮され、また、ソース電圧ＶＧに突発的に発生したノイズの影響も抑制できるので、より温度の測定精度が向上する。

１０電池監視ＩＣ
１２電圧発生回路
１４ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換回路）
１６スイッチ制御回路
１８入力インタフェース
２０レジスタ
３０外付け回路
５０電池監視ＩＣ
５２高精度電圧発生回路
５４ＡＤＣ（アナログ／デジタル変換回路）
５６スイッチ制御回路
５８入力インタフェース
７０外付け回路
Ｂａｔ電池
Ｃセル
Ｐ端子
Ｒ１分圧抵抗
Ｒ１０分圧抵抗
ＲＡ、ＲＢ分圧抵抗
ＳＷスイッチ
ＴＨサーミスタ

Claims

所定の電圧値の電圧を発生する電圧発生回路と、
前記電圧発生回路で発生した電圧を出力する第１の端子と、
前記第１の端子に接続され、かつ対象物の温度を検出する感温素子と抵抗とが直列に接続された回路の、前記感温素子と抵抗との接続点の電圧である感温電圧を入力する第２の端子と、
アナログ値である前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを各々デジタル値に変換して各々の電圧値を測定するアナログ／デジタル変換回路と、
外部の半導体装置による前記対象物の温度算出に供するために、前記アナログ／デジタル変換回路で測定された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを前記外部の半導体装置が読み出すための第３の端子と、
を備えた半導体装置。
前記アナログ／デジタル変換回路のアナログ／デジタル変換する際の基準となる基準電圧が前記電圧発生回路で発生した電圧に基づいて生成される
請求項１に記載の半導体装置。
前記対象物が充電可能な電池である
請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
前記電池が発生する電圧を入力するための第４の端子をさらに有する
請求項３に記載の半導体装置。
前記電圧発生回路は、前記第４の端子から入力された前記電池が発生する電圧に基づいて前記所定の電圧値の電圧を発生する
請求項４に記載の半導体装置。
前記電圧発生回路の出力と前記アナログ／デジタル変換回路との間に接続された第１のスイッチと、
前記第２の端子と前記アナログ／デジタル変換回路との間に接続された第２のスイッチと、
前記第４の端子と前記アナログ／デジタル変換回路との間に接続された第３のスイッチと、
前記所定の電圧値、前記感温電圧の電圧値、および前記電池が発生する電圧の電圧値が各々測定されるように前記第１のスイッチ、第２のスイッチ、および第３のスイッチを制御する制御回路と、をさらに備えた
請求項４または請求項５に記載の半導体装置。
前記対象物が監視対象としての充電可能な電池である請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置と、
前記第３の端子から前記記憶部に記憶された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを読み出すとともに、前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを変数とする所定の式に基づいて前記電池の温度を演算する前記外部の半導体装置としての演算装置と
を備えた電池監視システム。
所定の電圧値の電圧を発生する電圧発生回路と、
前記電圧発生回路で発生した電圧を出力する第１の端子と、
前記第１の端子に接続され、かつ充電可能な電池の温度を検出する感温素子と抵抗とが直列に接続された回路の、前記感温素子と抵抗との接続点の電圧である感温電圧を入力する第２の端子と、
アナログ値である前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを各々デジタル値に変換して各々の電圧値を測定するアナログ／デジタル変換回路と、
外部の半導体装置による前記電池の温度算出に供するために、前記アナログ／デジタル変換回路で測定された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを前記外部の半導体装置が読み出すための第３の端子と、
を備えた電池監視半導体装置を用いて電池を監視する電池監視方法であって、
前記外部の半導体装置が前記電池監視半導体装置の外部に接続された演算装置であり、
該演算装置が前記第３の端子から前記記憶部に記憶された前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを読み出すとともに、前記所定の電圧値と前記感温電圧の電圧値とを変数とする所定の式に基づいて前記電池の温度を演算する
電池監視方法。