JP6695214B2 - 半導体装置、電池監視システムおよび診断方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る電池監視システム1の構成を示すブロック図である。電池監視システム1は、直列接続された複数の電池セルC2、・・・、Cn−1、CnおよびCn+1を含む組電池200と、各電池セルC2、・・・、Cn−1、CnおよびCn+1の状態を監視する半導体装置100を含んで構成されている。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る検査回路10Aの構成を示す図である。検査回路10Aは、第1の実施形態に係る検査回路10におけるバイパススイッチ90(図2参照)の役割およびオフセット電流源82の接続先を切り替える役割を担う複数のスイッチ913、914、・・・、91n−1、91n、91n+1、91n+2を含むスイッチ群91を有する。スイッチ913、914、・・・、91n−1、91n、91n+1は、それぞれ一端が直列抵抗回路80の抵抗素子間の接続部に接続され、他端がオフセット電流源82が接続されるノードn3に接続されている。例えば、スイッチ91nは、一端が抵抗素子Rhnと抵抗素子Rhn−1との接続部に接続され、他端がノードn3に接続されている。スイッチ91nがオン状態となることにより、抵抗素子Rhnと抵抗素子Rhn−1との接続部がオフセット電流源82に接続される。一方、スイッチ91n+2は、一端が電位Vccを生じる電源ラインに接続され、他端がノードn3に接続されている。例えば、スイッチ91n+2とスイッチ913とがオン状態となることにより、抵抗素子Rh3と抵抗素子Rh2との接続部には、電位Vccが印加される。
図11は、本発明の第3の実施形態に係る検査回路10Bの構成を示す図である。検査回路10Bにおいて、レベルシフタ30の出力は、スイッチ65を介してADコンバータ70に接続されている。また、分圧電圧VDの出力ラインWdがスイッチ66を介してADコンバータ70に接続されている。更に、基準電源40の出力ラインがADコンバータ70に接続されている。本実施形態に係る検査回路10Bにおいてレベルシフタ30の出力電圧をADコンバータ70によってデジタル値に変換する場合には、スイッチ65がオン状態とされる。
10、10A、10B 検査回路
11 電池セル接続用スイッチ群
12 電源接続用スイッチ
13 電源接続用スイッチ群
20 電池セル選択用スイッチ群
21 第1の電池セル選択用スイッチ群
22 第1の電池セル選択用スイッチ群
30 レベルシフタ
40 基準電源
50 分圧回路
70 ADコンバータ
80 直列抵抗回路
81 基準電流源
82 オフセット電流源
90 バイパススイッチ
91 スイッチ群
100 半導体装置
110 制御部
120 記憶部
C2〜Cn+1 電池セル
W1〜Wn+1 主配線
n1 第1のノード
n2 第2のノード
Claims (14)
- 直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、
直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、
前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、
前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部に接続された第2の電流源と、
前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、
前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、
を含む半導体装置。 - 前記直列抵抗回路の前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の部分と、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部との間に設けられたバイパススイッチを更に含む
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記複数の主配線の各々の第1のノードまたは第2のノードへの接続および非接続を切り替える複数のスイッチを含むスイッチ群と、
前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力する電圧出力部と、
を更に含む
請求項2に記載の半導体装置。 - 前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記バイパススイッチをオフ状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオフ状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記スイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第1の状態と、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記バイパススイッチをオフ状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオン状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記スイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第2の状態と、
を順次形成する制御部を更に含む
請求項3に記載の半導体装置。 - 前記制御部は、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記バイパススイッチをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオフ状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記スイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第3の状態を更に形成する
請求項4に記載の半導体装置。 - 直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、
直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、
前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、
前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部のいずれかに選択的に接続される第2の電流源と、
前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、
前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、
を含む半導体装置。 - 前記直列抵抗回路の隣接する抵抗素子間の接続部に各々の一端が接続され、前記第2の電流源に各々の他端が接続された複数のスイッチを含む第1のスイッチ群を更に含む
請求項6に記載の半導体装置。 - 前記第1のスイッチ群は、前記電源ラインに一端が接続され、前記第2の電流源に他端が接続されたスイッチを更に含む
請求項7に記載の半導体装置。 - 前記複数の主配線の各々の第1のノードまたは第2のノードへの接続および非接続を切り替える複数のスイッチを含む第2のスイッチ群と、
前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力する電圧出力部と、
を更に含む
請求項8に記載の半導体装置。 - 前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1のスイッチ群を構成する複数のスイッチの各々をオフ状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオフ状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記第2のスイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第1の状態と、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1のスイッチ群を構成する複数のスイッチのいずれか1つをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオン状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記第2のスイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第2の状態と、
を順次形成する制御部を更に含む
請求項9に記載の半導体装置。 - 前記制御部は、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1のスイッチ群を構成する複数のスイッチのいずれか2つをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオフ状態にしつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記第2のスイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第3の状態を更に形成する
請求項10に記載の半導体装置。 - 直列接続された複数の電池セルと、
前記電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、
直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、
前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、
前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部に接続された第2の電流源と、
前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、
前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、
前記複数の主配線の各々の第1のノードまたは第2のノードへの接続および非接続を切り替える複数のスイッチを含むスイッチ群と、
前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力する電圧出力部と、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオフ状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記スイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第1の状態と、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオン状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記スイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第2の状態と、を順次形成する制御部と、
を含む電池監視システム。 - 直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、
直列接続された複数の抵抗素子を含み、一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、
前記直列抵抗回路の他端に接続された第1の電流源と、
前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の高電位側の端部、または前記直列抵抗回路の、前記特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の抵抗素子間の接続部のいずれかに選択的に接続される第2の電流源と、
前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と前記特定の抵抗素子の一端との間に設けられた第1のスイッチと、
前記一対の診断対象配線の他方と前記特定の抵抗素子の他端との間に設けられた第2のスイッチと、
前記直列抵抗回路の隣接する抵抗素子間の接続部に各々の一端が接続され、前記第2の電流源に各々の他端が接続された複数のスイッチを含む第1のスイッチ群と、
前記複数の主配線の各々の第1のノードまたは第2のノードへの接続および非接続を切り替える複数のスイッチを含む第2のスイッチ群と、
前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力する電圧出力部と、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1のスイッチ群を構成する複数のスイッチの各々をオフ状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオフ状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記第2のスイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第1の状態と、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチをオン状態、前記第1のスイッチ群を構成する複数のスイッチのいずれか1つをオン状態、前記第1の電流源をオン状態、前記第2の電流源をオン状態としつつ前記一対の診断対象配線の一方を前記第1のノードに接続し、前記一対の診断対象配線の他方を前記第2のノードに接続するように前記第2のスイッチ群を制御して前記電圧出力部から前記第1のノードの電位と前記第2のノードの電位との差分に応じた電圧を出力させる第2の状態と、
を順次形成する制御部と、
を含む電池監視システム。 - 直列接続された複数の電池セルの互いに異なる電位を生じるノードの各々に対応して設けられた複数の主配線と、直列接続された複数の抵抗素子を含み一端が電源ラインに接続された直列抵抗回路と、を含む半導体装置の診断方法であって、
前記直列抵抗回路に電流を流すことにより前記複数の抵抗素子のうちの特定の抵抗素子の両端に生ずる電圧を、前記複数の主配線のうちの一対の診断対象配線間に印加して、前記一対の診断対象配線間の電圧を測定するステップと、
前記特定の抵抗素子に流れる電流の大きさを維持したまま前記特定の抵抗素子の一端の電位を変化させて前記特定の抵抗素子の両端に生ずる電圧を前記一対の診断対象配線間に印加して、前記一対の診断対象配線間の電圧を測定するステップと、
を含む診断方法。
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