KR101967204B1 - 전지 전압 감시 회로 - Google Patents

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Abstract

[과제] 비용 상승을 억제하여 신뢰성을 향상시킨 전지 전압 감시 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[해결 수단] 외부로부터 공급되는 제어 커맨드에 따라 어느 하나의 2차전지를 선택하는 제 1 논리 회로부와, 기준 전압을 발생하는 제 1 기준 전압 발생부와, 제 1 기준 전압 발생부로부터의 기준 전압을 사용하여 제 1 논리 회로부에서 선택한 2차전지의 양단 전압을 디지털화하는 제 1 AD 변환부와, 제 1 AD 변환부에서 디지털화한 2차전지의 양단 전압의 디지털 신호를 외부로 송신하는 제 1 통신부와, 외부로부터 공급되는 제어 커맨드에 따라 어느 하나의 2차전지를 선택하는 제 2 논리 회로부와, 기준 전압을 발생하는 제 2 기준 전압 발생부와, 제 2 기준 전압 발생부로부터의 기준 전압을 사용하여 제 2 논리 회로부에서 선택한 2차전지의 양단 전압을 디지털화하는 제 2 AD 변환부와, 제 2 AD 변환부에서 디지털화한 2차전지의 양단 전압의 디지털 신호를 외부에 송신하는 제 2 통신부를 갖는다.

Description

전지 전압 감시 회로{BATTERY VOLTAGE MONITORING CIRCUIT}
본 발명은 직렬 접속된 복수의 2차전지의 전지전압을 감시하는 전지 전압 감시 회로에 관한 것이다.
최근, 2차전지로서 리튬 이온 전지가 전동자전거나 자동차 등의 차량에 탑재되는 전원으로서 이용되고 있다. 리튬 이온 전지는 전지전압의 감시회로를 구비하는 것이 필수로 되어 있다. 복수의 리튬 이온 전지를 직렬 접속하여 1개의 전지팩으로서 사용하는 경우, 감시회로에서는 개개의 리튬 이온 전지의 전압을 정확하게 측정하고, 측정결과를 외부 CPU 등의 상위 장치에 통지한다.
그런데, 복수의 2차전지를 직렬로 접속 모듈 전지의 보호 장치 및 축전 장치에 있어서, 제 1 보호 수단에 의해, 2차전지의 단자간 전압을 검출하고 그 전압이 소정 범위 외인 경우에 모듈 전지의 충방전을 정지하는 신호를 출력하고, 제 2 보호 수단에 의해, 모듈 전지(2)의 단자간 전압을 검출하여 그 전압이 소정 범위 외인 경우에 모듈 전지의 충방전을 정지하는 신호를 출력하는 기술이 알려져 있다.(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 특개 2001-177998호 공보
(발명의 개요)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
전지팩의 전압을 감시하는 전지 전압 감시 회로에는 높은 신뢰성이 요구된다. 그러나, 전지팩을 차량에 탑재하는 경우, 온도나 진동 등의 사용환경이 엄격하기 때문에 장애가 발생하여, 전지 전압 감시 회로의 신뢰성이 저하될 우려가 있다.
엄격한 사용환경에 있어서의 전지 전압 감시 회로의 신뢰성을 향상시키는 방법으로서, 전지팩에 탑재하는 전지 전압 감시 회로를 이중화하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 이 경우에는 전지 전압 감시 회로의 비용이 2배로 상승한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 비용 상승을 억제하고 신뢰성을 향상시킨 전지 전압 감시 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일실시태양에 의한 전지 전압 감시 회로는 복수의 2차전지(Cell 1∼Cell 16)이 직렬접속된 전지팩에 접속되어 상기 복수의 2차전지의 전지전압을 감시하는 전지 전압 감시 회로로서,
외부로부터 공급되는 제어 커맨드에 따라 상기 복수의 2차전지로부터 어느 하나의 2차전지를 선택하는 제 1 논리 회로부(27)와,
기준 전압을 발생하는 제 1 기준 전압 발생부(24)와,
상기 제 1 기준 전압 발생부로부터의 기준 전압을 사용하여 상기 제 1 논리 회로부에서 선택한 2차전지의 양단 전압을 디지털화하는 제 1 AD 변환부(23)와,
상기 제 1 AD 변환부에서 디지털화한 상기 2차전지의 양단 전압의 디지털 신호를 외부로 송신하는 제 1 통신부(26)와,
상기 외부로부터 공급되는 제어 커맨드에 따라 상기 복수의 2차전지로부터 어느 하나의 2차전지를 선택하는 제 2 논리 회로부(37)와,
기준 전압을 발생하는 제 2 기준 전압 발생부(34)와,
상기 제 2 기준 전압 발생부로부터의 기준 전압을 사용하여 상기 제 2 논리 회로부에서 선택한 2차전지의 양단 전압을 디지털화하는 제 2 AD 변환부(33)와,
상기 제 2 AD 변환부에서 디지털화한 상기 2차전지의 양단 전압의 디지털 신호를 외부로 송신하는 제 2 통신부(36)를 갖는다.
바람직하게는, 상기 제 1 논리 회로부는 기준값을 유지하는 제 1 유지부(27a)를 갖고, 상기 제 1 논리 회로부는 상기 외부로부터 공급되는 제어 커맨드에 따라 소정 부품의 전압을 선택하고, 상기 제 1 AD 변환부에서 디지털화한 상기 소정 부품의 전압을 상기 제 1 유지부의 기준값과 비교하여 정상인지 아닌지를 진단한다.
바람직하게는, 상기 제 2 논리 회로부는 기준값을 유지하는 제 2 유지부(37a)를 갖고, 상기 제 2 논리 회로부는 상기 외부로부터 공급되는 제어 커맨드에 따라 소정 부품의 전압을 선택하고, 상기 제 2 AD 변환부에서 디지털화한 상기 소정 부품의 전압을 상기 제 2 유지부의 기준값과 비교하여 정상인지 아닌지를 진단한다.
바람직하게는, 상기 제 1 논리 회로부와 상기 제 1 기준 전압 발생부와 상기 제 1 AD 변환부와 상기 제 1 통신부는 제 1 반도체칩(11)에 형성되고,
상기 제 2 논리 회로부와 상기 제 2 기준 전압 발생부와 상기 제 2 AD 변환부와 상기 제 2 통신부는 제 2 반도체칩(12)에 형성되어 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 반도체칩(11)과 상기 제 2 반도체칩(12)은 적층되어 밀봉되어 있다.
또한, 상기 괄호 내의 참조부호는 이해를 쉽게 하기 위해 붙인 것으로, 일례에 지나지 않으며, 도시된 태양에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 비용 상승을 억제하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 전지 전압 감시 회로의 일실시형태의 회로구성도.
도 2는 전지 전압 감시 회로가 실행하는 처리의 플로우차트.
도 3은 전지 전압 감시 회로의 일실시형태의 단면도.
도 4는 전지 전압 감시 회로의 다른 실시형태의 단면도.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다.
<전지 전압 감시 회로의 회로 구성>
도 1은 전지 전압 감시 회로의 일실시형태의 회로구성도를 도시한다. 도 1에 있어서, 전지 전압 감시 회로(10)는, 반도체칩(11)과 반도체칩(12)을 가지고 있다. 또한, 반도체칩(11)과 반도체칩(12)은 별도의 프로세스로 작성되고 있다.
반도체칩(11)에는 셀 밸런스 제어부(21)와, 레벨 시프트 버퍼부(22)와, AD 컨버터(ADC)(23)와, 밴드갭 기준 전압 발생부(BGR)(24)와, 발진부(OSC)(25)와, 시리얼 통신부(26)와, 논리 회로부(27)와, 스위치(28)와, 레귤레이터(29, 30, 31)와, 멀티플렉서(32)가 형성되어 있다.
반도체칩(12)에는 AD 컨버터(33)와, 밴드갭 기준 전압 발생부(34)와, 발신부(35)와, 시리얼 통신부(36)와, 논리 회로부(37)와, 스위치(38)가 형성되어 있다. AD 컨버터(33), 밴드갭 기준 전압 발생부(34), 발신부(35), 시리얼 통신부(36), 논리 회로부(37), 스위치(38) 각각은, 반도체칩(11)의 AD 컨버터(23), 밴드갭 기준 전압 발생부(24), 발신부(25), 시리얼 통신부(26), 논리 회로부(27), 스위치(28)와 동일 회로이다.
셀 밸런스 제어부(21)는 논리 회로부(27, 37)로부터의 제어 신호에 따라 반도체칩(11)의 외부 단자(CB1∼CB16) 중 어느 하나로부터 하이 레벨의 신호를 출력함으로써 n채널 MOS 트랜지스터(M1∼M16) 중 어느 하나를 온 한다. MOS 트랜지스터(M1∼M16) 중 어느 하나가 온 되면, 전지 셀(Cell 1∼Cell 16)의 어느 하나의 양단 사이는 제한저항(R1∼R16)을 개재시켜 접속되고, 전지 셀(Cell 1∼Cell 16) 중 어느 하나가 방전된다. 이것에 의해, 전지 셀(Cell 1∼Cell 16) 각각의 전압을 일정하게 하는 셀 밸런스 처리를 행할 수 있다.
또한, 직렬접속된 전지 셀(Cell 1∼Cell 16) 각각은 리튬 이온 전지이다. 전지 셀(Cell 1)의 양단은 보호저항을 통하여 반도체칩(11)의 외부 단자(V0, V1)에 접속되고, 전지 셀(Cell 2)의 양단은 보호저항을 통하여 외부 단자(V1, V2)에 접속되고, 이하 같은 방법으로, 전지 셀(Cell 16)의 양단은 보호저항을 통하여 외부 단자(V15, V16)에 접속되어 있다.
레벨 시프트 버퍼부(22)는 논리 회로부(27, 37)로부터의 제어 신호가 전지 셀(Cell 1)의 선택을 지시할 때에 외부 단자(V0)의 전압을 접지 레벨로 시프트한 상태에서 외부 단자(V1)의 전압을 스위치(28, 38)에 출력한다. 또한 제어 신호가 전지 셀(Cell 2)의 선택을 지시할 때에 외부 단자(V1)의 전압을 접지 레벨로 시프트한 상태에서 외부 단자(V2)의 전압을 스위치(28, 38)에 출력하고, 이하 같은 방법으로, 제어 신호가 전지 셀(Cell 16)의 선택을 지시할 때에 외부 단자(V15)의 전압을 접지 레벨로 시프트한 상태에서 외부 단자(V16)의 전압을 스위치(28, 38)에 출력한다.
스위치(28)는 논리 회로부(27)로부터의 제어 신호가 전지 전압 측정을 지시할 때에 레벨 시프트 버퍼부(22)의 출력 전압을 AD 컨버터(23)에 공급하고, 온도측정 또는 자기 진단을 지시할 때에 멀티플렉서(32)의 출력 전압을 AD 컨버터(23)에 공급한다. 밴드갭 기준 전압 발생부(24)는 밴드갭 회로를 사용하여 기준 전압을 발생하고 AD 컨버터(23)에 공급한다. 발진부(25)는 클록을 생성하여 AD 컨버터(23), 시리얼 통신부(26) 및 논리 회로부(27)에 공급한다.
AD 컨버터(23)는 레벨 시프트 버퍼부(22)의 출력 전압인 전지전압, 또는 멀티플렉서(32)의 출력 전압인 온도 또는 시험전압을 디지털화하여 논리 회로부(27)에 공급한다.
논리 회로부(27)는 반도체칩(11)의 외부 단자(SHDN, ALARM, TEST 1, TEST 2)로부터 아이솔레이트부(40)를 거쳐 도시하지 않은 외부 CPU에 접속되어 있고, 외부 CPU로부터 공급되는 제어 커맨드를 해석하고 반도체칩(11)의 각 부에 제어 신호를 공급한다. 또한 논리 회로부(27)는 외부 단자(CS1)에 외부 CPU로부터 공급되는 칩 셀렉트 신호를 시리얼 통신부(26)를 통하여 공급받는다. 논리 회로부(27)는 전지전압 측정시에는 AD 컨버터(23)로부터의 디지털 측정 전지 전압을 시리얼 통신부(26)에 공급한다. 논리 회로부(27)는 온도 측정시에는 디지털 측정 온도를 시리얼 통신부(26)에 공급한다. 또한, 아이솔레이트부(40)는 전지 전압 감시 회로(10)와 외부 CPU 사이에서 송수신하는 신호의 레벨 시프트를 행하고 있다.
또한 논리 회로부(27)에는 불휘발 메모리(27a)가 설치되어 있고, 불휘발 메모리(27a)에는, 예를 들면, 정상시의 밴드갭 기준 전압 발생부(24)가 출력하는 기준 전압이나 자기 진단시에 아이솔레이트부(40)를 통하여 외부 단자(TC4)에 인가되는 시험 전압 등의 기준값이 기록되어 있다. 논리 회로부(27)는 자기 진단시에는 밴드갭 기준 전압 발생부(24)가 출력하는 기준 전압이나 외부 단자(TC4)에 인가되는 시험전압을 불휘발 메모리(27a)에 기억되어 있는 기준값과 비교함으로써 AD 컨버터(23)나 밴드갭 기준 전압 발생부(24)가 정상동작을 행하고 있는지, 또는 장애인지를 판별하고, 장애일 때는 외부 단자(ALARM)로부터 외부 CPU에 알람 신호를 공급한다.
시리얼 통신부(26)는 AD 컨버터(23)로부터 논리 회로부(27)를 통하여 공급되는 디지털 측정 전지 전압 또는 디지털 측정 온도를 클록과 함께 외부 단자(SD0, SD1, CLK1)로부터 아이솔레이트부(40)를 거쳐 외부 CPU에 공급받는다. 또한, 시리얼 통신부(26)는 외부 CPU로부터 외부 단자(CS1)를 통하여, 예를 들면, 하이 레벨의 칩 셀렉트 신호를 공급받은 경우에 상기 디지털 신호의 출력을 행한다.
레귤레이터(29)는 직렬 접속된 전지 셀(Cell 1∼Cell 16)로부터 공급되는 전압으로부터, 예를 들면, 4.5V의 직류전압을 생성하여 반도체칩(11)의 밴드갭 기준 전압 발생부(24), 및 반도체칩(12)의 밴드갭 기준 전압 발생부(34)에 공급한다. 레귤레이터(30)는, 예를 들면, 4.5V의 직류전압으로부터, 예를 들면, 3.3V의 직류전압을 생성하고 외부 단자(TDVDD)로부터 외부의 서미스터(41, 42, 43)에 공급한다.
레귤레이터(31)는, 예를 들면, 4.5V의 직류전압으로부터, 예를 들면, 3.3V의 직류전압을 생성하여 AD 컨버터(23), 발진부(25), 시리얼 통신부(26), 논리 회로부(27), 멀티플렉서(32), 및 반도체칩(12)의 AD 컨버터(33), 발진부(35), 시리얼 통신부(36), 논리 회로부(37)에 공급한다.
멀티플렉서(32)는 논리 회로부(27, 37)로부터의 제어 신호에 따라, 외부 단자(TC1, TC2, TC3)로부터 공급되는 서미스터(41, 42, 43)의 출력 전압, 및 외부 단자(TC4)에, 예를 들면, 외부 CPU로부터 공급되는 시험 전압, 및 외부 단자(TempIN)에 도시하지 않은 외장형의 멀티플렉서로부터 공급되는 전압 중 어느 하나를 선택하고 스위치(28, 38)에 공급한다.
스위치(38)는 논리 회로부(37)로부터의 제어 신호가 전지 전압 측정을 지시할 때에 레벨 시프트 버퍼부(22)의 출력 전압을 AD 컨버터(33)에 공급하고, 온도측정 또는 자기 진단을 지시할 때에 멀티플렉서(32)의 출력 전압을 AD 컨버터(33)에 공급한다. 밴드갭 기준 전압 발생부(34)는 밴드갭 회로를 사용하여 기준 전압을 발생하고 AD 컨버터(33)에 공급한다. 발진부(35)는 클록을 생성하고 AD 컨버터(33), 시리얼 통신부(36) 및 논리 회로부(37)에 공급한다.
AD 컨버터(33)는 레벨 시프트 버퍼부(22)의 출력 전압인 전지 전압, 또는 멀티플렉서(32)의 출력 전압인 온도 또는 시험 전압을 디지털화하여 논리 회로부(37)에 공급한다.
논리 회로부(37)는 반도체칩(11)의 외부 단자(SHDN, ALARM, TEST1, TEST2)로부터 아이솔레이트부(40)를 거쳐 도시하지 않은 외부 CPU에 접속되어 있고, 외부 CPU로부터 공급되는 제어 커맨드을 해석하여 반도체칩(12)의 각 부에 제어 신호를 공급한다. 또한 논리 회로부(37)는 외부 단자(CS1)에 외부 CPU로부터 공급되는 칩 셀렉트 신호를, 시리얼 통신부(36)를 통하여 공급받는다. 논리 회로부(37)는 전지 전압 측정시에는 AD 컨버터(33)로부터의 디지털 측정 전지 전압을 시리얼 통신부(36)에 공급한다. 논리 회로부(37)는 온도 측정시에는 디지털 측정 온도를 시리얼 통신부(36)에 공급한다.
또한 논리 회로부(37)에는 불휘발 메모리(37a)가 설치되어 있고, 불휘발 메모리(37a)에는, 예를 들면, 정상시의 밴드갭 기준 전압 발생부(34)가 출력하는 기준 전압이나 자기 진단시에 아이솔레이트부(40)를 통하여 외부 단자(TC4)에 인가되는 시험 전압 등의 기준값이 미리 기록되어 있다. 논리 회로부(37)는 자기 진단시에는 밴드갭 기준 전압 발생부(34)가 출력하는 기준 전압이나 외부 단자(TC4)에 인가되는 시험전압을 불휘발 메모리(37a)에 기억되어 있는 기준값과 비교함으로써 AD 컨버터(33)나 밴드갭 기준 전압 발생부(34)가 정상동작을 행하고 있는지, 또는 장애인지를 판별하고, 장애시에는 외부 단자(ALARM)로부터 외부 CPU에 알람 신호를 공급한다.
시리얼 통신부(36)는 AD 컨버터(33)로부터 논리 회로부(37)를 통하여 공급되는 디지털 측정 전지 전압 또는 디지털 측정 온도를 클록과 함께 외부 단자(SD0, SD1, CLK1)로부터 아이솔레이트부(40)를 거쳐 외부 CPU에 공급받는다. 또한, 시리얼 통신부(36)는 외부 CPU로부터 외부 단자(CS2)를 통하여, 예를 들면, 하이 레벨의 칩 셀렉트 신호를 공급받은 경우에 상기 디지털 신호의 출력을 행한다.
<전지 전압 감시 회로의 동작 모드>
전지 전압 감시 회로(10)는 외부 CPU로부터 외부 단자 SHDN에, 예를 들면, 하이 레벨을 공급받으면, 레귤레이터(29∼31)을 동작시켜 대기 모드로 된다. 그 후에 외부 단자(CS1 또는 CS2)에 하이 레벨의 칩 셀렉트 신호를 공급받으면, 작동 모드로 되어 AD 컨버터(23 또는 33)에서 전압 측정을 행하고, 시리얼 통신부(26 또는 36)에서 디지털 신호의 출력을 행한다. 그리고, 외부 단자(CS1 및 CS2)의 칩 셀렉트 신호가 로 레벨이 되면, 대기 모드로 된다. 또한 전지 전압 감시 회로(10)는 외부 단자(SHDN)에 로 레벨을 공급받으면, 레귤레이터(29∼31)도 포함하여 모든 동작을 정지(셧 다운) 한다.
<플로우차트>
도 2에 대기 모드로부터 작동 모드로 변화될 때에 외부 CPU의 지시로 전지 전압 감시 회로(10)가 실행하는 처리의 플로우차트를 나타낸다. 스텝 S1에서 외부 CPU로부터의 지시에 의해 논리 회로부(27, 37) 각각은 자기 진단을 행한다. 예를 들면, 밴드갭 기준 전압 발생부(24, 34)가 출력하는 기준 전압이나 외부 단자(TC4)에 인가되는 시험전압을 불휘발 메모리(27a, 37a)에 기억되어 있는 기준값과 비교함으로써 AD 컨버터(23, 33)나 밴드갭 기준 전압 발생부(24, 34)가 정상동작을 행하고 있는지 아닌지를 판별하고, 장애시에는 외부 단자(ALARM)로부터 외부 CPU에 알람 신호를 공급한다.
스텝 S2에서 외부 CPU는 반도체칩(11)의 AD 컨버터(23) 및 밴드갭 기준 전압 발생부(24)가 정상인지를 판별한다. 정상이면 스텝 S3에서 외부 CPU는 외부 단자(CS1)에만 하이 레벨의 칩 셀렉트 신호를 공급하여 작동 모드로 하고, 반도체칩(11)의 AD 컨버터(23)∼스위치(28)를 사용하여 디지털 측정 전지 전압 또는 디지털 측정 온도를 출력시킨다.
한편, 스텝 S2에서 AD 컨버터(23), 밴드갭 기준 전압 발생부(24)에 장애가 있으면, 스텝 S4에서 외부 CPU는 반도체칩(12)의 AD 컨버터(33) 및 밴드갭 기준 전압 발생부(34)가 정상인지를 판별한다. 정상이면 스텝 S5에서 외부 CPU는 외부 단자(CS2)에만 하이 레벨의 칩 셀렉트 신호를 공급하여 작동 모드로 하고 반도체칩(12)의 AD 컨버터(33)∼스위치(38)를 사용하여 디지털 측정 전지 전압 또는 디지털 측정 온도를 출력시킨다.
또한 스텝 S4에서 AD 컨버터(33), 밴드갭 기준 전압 발생부(34)에 장애가 있으면, 스텝 S6에서 외부 CPU는 외부 단자(SHDN)에 로 레벨을 공급하여 전지 전압 감시 회로(10)를 셧 다운 한다.
그런데, 반도체칩(11)의 셀 밸런스 제어부(21)와 레벨 시프트 버퍼부(22)는 고내압 회로이며, AD 컨버터(23)∼멀티플렉서(32)는 저내압 회로이다. 고내압 회로는 칩 면적이 크고, 소자수는 수백 소자로 적다. 이에 반해, 저내압 회로는 칩 면적이 작고, 소자수는 수만 소자로 방대한 수이다. 이 때문에, 장애 발생률은 고내압 회로에 비해 저내압 회로쪽이 현격하게 높다.
그래서, 본 실시형태에서는, 반도체칩(11)의 저내압 회로의 주요부인 AD 컨버터(23), 밴드갭 기준 전압 발생부(24), 발신부(25), 시리얼 통신부(26), 논리 회로부(27), 스위치(28)와 동일 구성의 AD 컨버터(33), 밴드갭 기준 전압 발생부(34), 발신부(35), 시리얼 통신부(36), 논리 회로부(37), 스위치(38)를 갖는 반도체칩(12)를 설치하고 있다. 그리고, 논리 회로부(27, 37)에 자기 진단 기능을 갖게 하여, AD 컨버터(23), 밴드갭 기준 전압 발생부(24)의 장애 발생시에는 반도체칩(12)을 사용함으로써 전지 전압 감시 회로(10)의 신뢰성을 향상시키고 있다. 이 경우, 반도체칩(12)은 반도체칩(11)에 대하여 저비용으로, 전지 전압 감시 회로(10)의 비용 상승을 낮게 억제할 수 있다.
<전지 전압 감시 회로의 단면도>
도 3은 전지 전압 감시 회로의 일실시형태의 단면도를 도시한다. 도 3에 있어서, 스테이지(51) 위에 반도체칩(11)이 고정되고, 또한 반도체칩(11) 위에 절연성 접착제에 의해 반도체칩(12)이 적층되어 고정되어 있다. 반도체칩(11, 12)의 외부 단자는 와이어(52)에 의해 리드(53)에 접속되어 있다. 상기의 스테이지(51), 반도체칩(11, 12), 와이어(52), 리드(53) 각각은 리드(53)의 일부를 제외하고 밀봉 수지(54)에 의해 밀봉되어 있다.
또한, 반도체칩(11, 12)을 적층하는 대신에, 도 4에 도시하는 바와 같이, 반도체칩(11, 12)을 평면 배치해도 된다. 도 4에서는, 스테이지(61, 62) 각각의 위에 반도체칩(11, 12)이 고정되어 있다. 반도체칩(11, 12)의 외부 단자는 와이어(63)에 의해 리드(64)에 접속되고, 또한 반도체칩(11, 12)의 외부 단자는 와이어(63)에 의해 서로 접속되어 있다. 상기의 스테이지(61, 62), 반도체칩(11, 12), 와이어(63, 65),리드(64)는 리드(64)의 일부를 제외하고 밀봉 수지(66)에 의해 밀봉되어 있다.
여기에서, 반도체칩(11, 12)을 다른 칩으로 하고 있는 것은, 반도체칩(11)의 AD 컨버터(23), 밴드갭 기준 전압 발생부(24) 등에서 쇼트 등의 장애가 발생한 경우에, 쇼트에 의한 누설 전류가 반도체칩(12)에는 흐르지 않아, 반도체칩(11)의 장애의 영향이 반도체칩(12)에는 미치지 않기 때문이다.
또한 도 3과 같이 반도체칩(11, 12)을 적층한 구성에서는, 반도체칩(11, 12)을 밀봉 수지(54)로 밀봉했을 때에 반도체칩(11, 12)에 걸리는 응력이 거의 동일하게 된다. 반도체칩에 형성된 회로 소자의 특성은 반도체칩에 가해진 응력에 의해 영향을 받기 때문에, 반도체칩(11) 위의 AD 컨버터(23), 밴드갭 기준 전압 발생부(24)와, 반도체칩(12) 위의 AD 컨버터(33), 밴드갭 기준 전압 발생부(34)의 특성을 거의 동일하게 할 수 있다. 즉, 반도체칩(11) 위의 AD 컨버터(23), 밴드갭 기준 전압 발생부(24)와, 반도체칩(12) 위의 AD 컨버터(33), 밴드갭 기준 전압 발생부(34)를 전환해도 측정 전압에 거의 변화가 생기지 않는다.
10 전지 전압 감시 회로 11, 12 반도체칩
21 셀 밸런스 제어부 22 레벨 시프트 버퍼부
23, 33 AD 컨버터 24, 34 밴드갭 기준 전압 발생부
25, 35 발진부 26, 36 시리얼 통신부
27, 37 논리 회로부 27a, 37a 불휘발 메모리
28, 38 스위치 29, 30, 31 레귤레이터
32 멀티플렉서 40 아이솔레이트부
41, 42, 43 서미스터 Cell 1∼Cell 16 전지 셀

Claims (5)

  1. 복수의 2차전지가 직렬 접속된 전지팩에 접속되어 상기 복수의 2차전지의 전지 전압을 감시하는 전지 전압 감시 회로로서,
    상기 전지 전압 감시 회로는 제 1 반도체칩과, 제 2 반도체칩으로 이루어지고,
    상기 제 1 반도체칩은
    상기 복수의 2차전지의 각각의 전압을 일정하게 하기 위한 제 1 내압의 셀 밸런스 제어부와,
    공급되는 제어 신호에 따라 상기 복수의 2차전지로부터 어느 하나의 2차전지의 전지 전압을 출력하는 상기 제 1 내압의 레벨 시프트 버퍼부와,
    기준값을 유지하는 제 1 유지부를 갖고, 외부로부터 공급되는 제어 명령에 따라 2차전지의 선택을 지시하는 상기 제어 신호를 상기 레벨 시프트 버퍼부에 공급하는, 상기 제 1 내압보다 낮은 제 2 내압의 제 1 논리 회로부와,
    기준 전압을 발생하는 상기 제 2 내압의 제 1 기준 전압 발생부와,
    상기 제 1 기준 전압 발생부로부터의 기준 전압을 사용하여 상기 제 1 논리 회로부에서 선택한 2차전지의 양단 전압을 디지탈화하는 상기 제 2 내압의 제 1 AD 변환부와,
    상기 제 1 AD 변환부에서 디지탈화한 상기 2차전지의 양단 전압의 디지털 신호를 외부로 송신하는 상기 제 2 내압의 제 1 통신부
    를 갖고,
    상기 제 2 반도체칩은
    기준값을 유지하는 제 2 유지부를 갖고, 외부로부터 공급되는 제어 명령에 따라 2차전지의 선택을 지시하는 상기 제어 신호를 상기 레벨 시프트 버퍼부에 공급하는, 상기 제 2 내압의 제 2 논리 회로부와,
    기준 전압을 발생하는 상기 제 2 내압의 제 2 기준 전압 발생부와,
    상기 제 2 기준 전압 발생부로부터의 기준 전압을 사용하여 상기 제 2 논리 회로부에서 선택한 2차전지의 양단 전압을 디지탈화하는 상기 제 2 내압의 제 2 AD 변환부와,
    상기 제 2 AD 변환부에서 디지탈화한 상기 2차전지의 양단 전압의 디지털 신호를 외부로 송신하는 상기 제 2 내압의 제 2 통신부
    를 갖고,
    상기 제 1 논리 회로부는 상기 외부로부터 공급되는 제어 명령에 따라 소정부의 전압을 선택하고, 상기 제 1 AD 변환부에서 디지탈화한 상기 소정부의 전압을 상기 제 1 유지부의 기준값과 비교하여, 상기 제 1 AD 변환부와, 상기 제 1 기준 전압 발생부가 정상인지 아닌지의 제 1 진단을 하고,
    상기 제 1 진단이 정상인 때에는, 상기 제 1 반도체칩의 상기 제 1 AD 변환부를 사용하여 상기 2차전지의 양단 전압의 디지털 신호를 출력시키고,
    상기 제 1 진단이 이상인 때에는, 상기 제 2 논리 회로부는 상기 외부로부터 공급되는 제어 명령에 따라 소정부의 전압을 선택하고, 상기 제 2 AD 변환부에서 디지탈화한 상기 소정부의 전압을 상기 제 2 유지부의 기준값과 비교하여, 상기 제 2 AD 변환부와, 상기 제 2 기준 전압 발생부가 정상인지 아닌지의 제 2 진단을 하고,
    상기 제2 진단이 정상인 때에는, 상기 제 2 반도체칩의 상기 제 2 AD 변환부를 사용하여 상기 2차전지의 양단 전압의 디지털 신호를 출력시키고,
    상기 제 2 진단이 이상인 때에는, 상기 전지 전압 감시 회로를 셧 다운하는 것을 특징으로 하는 전지 전압 감시 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유지부의 기준값과 상기 제 2 유지부의 기준값은 미리 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 전압 감시 회로.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 유지부와 상기 제 2 유지부는 불휘발성 메모리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전지 전압 감시 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 반도체칩과 상기 제 2 반도체칩은 적층하여 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 전압 감시 회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 반도체칩과 상기 제 2 반도체칩은 평면 배치하여 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 전압 감시 회로.
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