TW201351840A - 半導體裝置及電壓測定裝置 - Google Patents

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Ryosei Makino
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Abstract

[課題]由多段串聯連接之複數的單電池所構成之電池組中，介隔著公用匯流排連接測定單電池之各個電壓之複數個電壓測定部與電池系統控制部。[解決手段]複數個電壓測定部的各個係由包含測定單電池電壓之類比前端部、公用匯流排之介面部、控制類比前端部與介面部之電壓測定控制部、在電性絕緣之狀態下使電壓測定控制部與介面部進行通訊之絕緣元件來構成。由於複數個電壓測定控制部之介面部係電性絕緣，因此能夠與電池系統控制部相同之電氣系統之低電壓的電源系統連接，由於在電池系統控制部之間無電位差，因此能夠藉由公用匯流排進行連接。

Description

半導體裝置及電壓測定裝置
本發明係關於測定串聯連接之複數個電壓源各個電壓且收集測定結果之裝置，特別是可適合地利用在構成其裝置之半導體裝置者。
現在，不止是汽車製造業者在進行開發使用馬達作為車輛行走用之驅動源的電動汽車，有很多的企業、團體也著手進行開發。為了驅動馬達，必須具有數百伏特之高電壓的車輛搭載電源。該電源係串聯連接多數個發生約數伏特之電壓的電池單元，且藉由所構成之電池系統來據以實現。像這樣的電池系統係在車輛行走時或充電時等之所有的使用環境下，為了判斷電池之狀態(例如過度充電狀態、過度放電狀態、充量殘餘量)，必須以高精度測定所串聯連接之複數個電池單元的每一個電壓。又，電池系統係在發生異常時有起火或爆等之重大危險，因此為了安全地運用電池系統，必須在電壓測定裝置中，將所測定之複數個電池單元的每一個之電池電壓等的狀態資料 傳送到系統控制裝置且合計真實時間，根據其狀態資料進行合適之控制。
另一方面，接觸具有較高電壓之電池組時，會給人體帶來觸電之極大傷害的危險性，因此以電動汽車之電池組及電池組與導電性導線直接驅動連接之馬達與馬達的反相器(inverter)電路等係將車體作為共通之基準電位被連接且進行動作之低電壓的電氣系系統係必須電性地進行絕緣。由低電壓之電氣系系統來看，測定複數個電池單元之各個電壓之電壓測定裝置、測定值電池組之高電位側者，皆變為數百伏特之高電壓，因此系統控制裝置係對電池單元之電壓測定裝置傳送控制信號時，或另外將電壓測定裝置所測定之電池電壓資料發送到該系統控制裝置時，必須進行電性絕緣且傳送信號。
像這樣的電池系統中的資料傳送方式，係提出在系統控制裝置與複數個電壓測定裝置之各個之間，以1：1之通道進行結合，在其通道之各個的途中，設置光耦合器等之絕緣元件且進行電性絕緣的方式。
在專利文獻1中，由多段串聯連接之複數個單電池所構成之電池組中，測定單電池之各個電壓之複數個電池模組之各個模組與系統用微電腦係揭示有藉由介隔著絕緣元件之匯流排所連接之電池組系統。電池模組係具備有測定複數個單電池之各個電壓之電壓檢測器與連接於電壓檢測器之微電腦，通過介隔著絕緣元件之匯流排，將測定單電池電壓之測定結果傳送到系統用微電腦。在該文 獻中記載有匯流排，系統用微電腦中設置有與連接之電池模組的個數相同的通訊埠，匯流排係以1：1連接該通訊埠與電池模組。電池模組係為了測定多段串聯連接之複數個單電池之各個電壓，因此各個彼此具有不同的電位，並在高電位側達到數百伏特。另一方面，系統用微電腦係位於接近車體本體之電位的低電位側，因此通道之匯流排係各個以光耦合器等之絕緣元件進行絕緣。
在專利文獻2中係揭示有以介隔絕緣元件之通道僅連接一部份的電池模組與系統用微電腦來代替以1：1藉由介隔著絕緣元件之匯流排連接所有的電池模組與系統用微電腦，中途之電池模組係在鄰接之電池模組之間，以非絕緣狀態所連接之電池系統。雖然鄰接之電池模組彼此的電位不同，但由於為鄰接因此其差距並不大，故採用不介隔著絕緣元件，以電流傳達資料之連接方法。由於能夠使介隔著絕緣元件之通道的數量減少，因此能夠減低系統成本。雖然介隔著該文獻中的絕緣元件之通道係具有與專利文獻1中之匯流排同等的功能，但與專利文獻1不同的是並沒有使用所謂匯流排之表現。
在專利文獻3中，由多段串聯連接之複數個單電池所構成之電池組中，測定單電池之各個電壓之複數個智能檢測模組之各個模組係揭示有與中央微電腦連接之多工器，以1：1介隔著絕緣元件串列連接之電池組系統。進行複數個智能檢測模組與中央微電腦之分散控制。複數個智能檢測模組係與多段串聯連接之複數個單電池之 各個相互連接，配置每個彼此不同之電位。雖然是透過多工器，但基本上通訊係以1：1來進行。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]
特開平11-196537號公報
[專利文獻2]
特開2003-70179號公報
[專利文獻3]
特開2008-131670號公報
如上述之先前技術文獻所揭示，由多段串聯連接之複數個單電池所構成之電池組中，以1：1連接測定單電池之各個電壓之複數個電池電壓測定部與系統微電腦之構成中，伴隨著電池組之高電壓化，若單電池之串聯連接數目增加時，必須與此成比例增加電池電壓測定部與系統微電腦之通道的數目。為了增加通道之數目，因此必須在系統微電腦設置數目相同之通訊埠，又通道之線組會變大，因此會導致系統成本上升之問題。
以下對用於解決像這樣的課題之手段進行說明，其他之課題與新的特徵在本說明書之記述及添附圖面 係清楚易見的。
根據一實施形態，如下所記述。
即，由多段串聯連接之複數個單電池所構成之電池組中，介隔著公用匯流排連接測定單電池之各個電壓之複數個電壓測定部與電池系統控制部。複數個電壓測定部的各個係由包含測定單電池之電壓的類比前端部、前述公用匯流排之介面部、控制前述類比前端部與前述介面部之電壓測定控制部、以電性絕緣之狀態使前述電壓測定控制部與前述介面部進行通訊之絕緣元件來構成。
如下述，對由前述一實施形態所得到之效果進行簡單的說明。
即，複數之電壓測定部的介面部係電性絕緣，因此能夠與電池系統控制部相同之電氣系統之低電壓的電源系統連接，由於電池系統控制部之間沒有電位差，因此能夠藉由公用匯流排進行連接。複數個電壓測定部與電池系統控制部介隔著公用匯流排進行連接，因此在電池系統控制部所需之通訊埠係僅為前述公用匯流排之介面部，通道之線組也僅是公用匯流排，因此能夠降低系統成本。
1‧‧‧電池系統控制裝置
2、2_1~2_m‧‧‧電壓測定部
3‧‧‧多工器
4‧‧‧類比前端
5‧‧‧電壓測定控制部
6‧‧‧介面部
7‧‧‧穩壓器
8‧‧‧絕緣電路
9‧‧‧公用匯流排
10‧‧‧電源供給控制信號
B11~Bmn‧‧‧單電池
21、22‧‧‧公用匯流排之連接端子
23‧‧‧發送電路
24‧‧‧接收電路
25、28‧‧‧輸出驅動器電晶體
29‧‧‧低電位側發送資料
30‧‧‧低電位側接收資料
39‧‧‧高電位側(電池側)發送資料
40‧‧‧高電位側(電池側)接收資料
50‧‧‧SiP(System in Package)
52、53‧‧‧半導體積體電路裝置
54‧‧‧介電性結合型絕緣元件(微隔離器)
[圖1]
圖1係關於實施形態1之電池組之電壓測定裝置的方塊圖。
[圖2]
圖2係關於實施形態2之電池組之電壓測定裝置的方塊圖。
[圖3]
圖3係關於用於解決課題之手段之一形態之電池組之電壓測定裝置的方塊圖。
[圖4]
圖4係表示介面部6之一實施形態的方塊圖。
[圖5]
圖5係表示關於實施形態4之介面部6與絕緣電路8之一實施形態的方塊圖。
[圖6]
圖6係表示關於實施形態4之電源復位控制順序之流程圖。
[圖7]
圖7係表示關於實施形態5之電壓測定部之組裝形態的鳥瞰圖。
[圖8]
圖8係表示電壓測定裝置之使用例的方塊圖。
1.實施形態之概要首先，對關於在本申請所揭示之代表實施形態進行概要的說明。在關於代表實施形態之概要說明添附括號且參閱之圖面中的參閱符號只不過係舉例說明包含於所附加之構成要素的概念者。
[1]<公用匯流排+收發器+絕緣+電壓測定控制部>測定藉由多段串聯連接來構成電池組之複數個單電池(B11~Bmn)之各個電壓，介隔者公用匯流排(9)將測定結果發送到電池系統控制部(1)之半導體裝置，如以下所構成。
具備：類比前端部(4)，測定前述單電池的電壓；電壓測定控制部(5)，進行用於將由前述類比前端部所輸出之前述測定結果發送到前述公用匯流排之控制。更具備：介面部(6)，可切換驅動前述公用匯流排或是、將與前述公用匯流排之連接設為高阻抗；絕緣元件(8)，以電性絕緣之狀態使前述電壓測定控制部與前述介面部進行通訊。
藉此，在電池系統控制部1所需之通訊埠係僅為公用匯流排(9)之介面部，通道之線組也僅是公用匯流排(9)，因此能夠降低系統成本。又，由絕緣電路(8)來看，類比前端部(4)與電壓測定控制部(5)皆是在電池側配置於相同的電源供給系統，因此能夠以各種方法抑制消耗電力。
[2]<穩壓器>在項目1中，更具備：穩壓器(7)，對前述複數個單電池所供給之電源進行穩壓，將電源供給到前述電壓測定控制部，前述穩壓器係具有用於對前述電壓測定控制部供給或停止電源供給之電源供給控制信號(10)。
藉此，不會受到剛開始電池之負載變化之雜音的影響，能夠進行電壓測定，又能夠個別地或一起控制對類比前端部(4)、電壓測定控制部(5)、絕緣電路(8)之電源供給，因此能夠減低電壓測定控制部(2)之消耗電力。
[3]<電源供給/遮斷控制>在項目2中，根據前述介面部輸出之接收信號(30)，來控制前述電源供給控制信號。
藉此，電池系統控制裝置(1)係藉由介隔著公用匯流排(9)發送之控制指令，能夠控制各個各電壓測定部(2_1~2_m)之電源的供給與停止，能夠在採用公用匯流排且抑制縮減線組等之系統成本的同時，降低消耗電力。
[4]<電源復位>在項目3中，更具備有電源復位控制電路(41)、誘導結合型絕緣元件(46)、峰值檢測電路(47)。前述電源復位控制電路係根據前述接收信號，開始第1交流信號的輸出，前述誘導結合型絕緣元件係在直流絕緣之狀態下，將前述第1交流信號轉換成第2交流信號且傳送到前述峰值檢測電路，前述峰值檢測電路係藉由整流前述第2交流信號而平滑之信號來控制前述電源供給控制信號。
藉此，藉由介隔著公用匯流排(9)所發送之控制指令，能夠使遮斷電源之電池側的電源供給進行復位。
[5]<差動匯流排>在項目1中，更具對前述介面部供給電源之低電壓側電源端子(VCC)，前述介面部係具備有差動驅動電路(由23與25~28所構成)與差動接收電路(24)。前述差動驅動電路係藉由前述低電壓側電源端子所供給之電源來動作，以差動信號驅動前述公用匯流排或輸出高阻抗，前述差動接收電路係藉由前述低電壓側電源端子所供給之電源來動作，接收前述公用匯流排的差動信號。
藉此，能夠提高公用匯流排(9)之耐雜訊。
[6]<CAN(Controller Area Network)>在項目5中，前述差動驅動電路係為了滿足CAN的規格，而驅動前述公用匯流排，前述差動接收電路係接收滿足CAN之規格之前述公用匯流排的信號。
藉此，更能夠提高通訊可靠性。CAN(Controller Area Network)係因為可在發生位元錯誤或突發錯誤時，規定檢測．訂正錯誤之通訊資料構成。
[7]<SiP(System in Package)>在項目1中，將前述類比前端部、前述電壓測定控制部、前述介面部、前述絕緣元件集成於同一封裝。
藉此，對零件進行小型化且減低成本，又能夠減少基板安裝面積。
[8]<微隔離器>在項目7中，前述絕緣元件係 形成於半導體基板上，1次側與2次側係彼此在絕緣層所絕緣之變壓器(transformer)，將前述電壓測定控制部與前述絕緣元件形成於同一半導體基板上。
藉此，更對零件進行小型化且減低成本，又能夠減少基板安裝面積。
[9]<SOI(Silicon On Insulator)基板>在項目7中，前述絕緣元件係1次側與2次側係彼此在絕緣層絕緣，形成於半導體基板上之變壓器，將前述電壓測定控制部、前述絕緣元件、前述介面部形成於同一SOI基板上，將前述電壓測定控制部與前述介面部形成於彼此所絕緣之井。
藉此，更對零件進行小型化且減低成本，又能夠減少基板安裝面積。
[10]<電壓測定裝置(電池組+電壓測定部+公用匯流排+電池系統控制部)>電壓測定裝置係具備有：複數個電壓測定部(2_1~2_m)，設置於藉由多段串聯連接來構成電池組之複數個單電池之每群組(B11~B1n、B21~B2n、．．．Bm1~Bmn、)的；公用匯流排(9)，彼此連接前述複數個電壓測定部；電池系統控制部(1)，連接於前述公用匯流排，如以下予以構成。
前述電壓測定部係具備：類比前端部(4)，測定前述單電池的電壓；電壓測定控制部(5)，進行用於將前述類比前端部所輸出之前述測定結果發送到前述公用匯流排之控制。更具備：介面部(6)，可切換驅動前述公用 匯流排、或是將與前述公用匯流排之連接設為高阻抗；絕緣元件(8)，以電性絕緣之狀態使前述電壓測定控制部與前述介面部進行通訊。
藉此，電池系統控制部(1)係介隔著公用匯流排(9)，對複數個電壓測定部(2_1~2_m)發送控制指令。電壓測定控制部(2_1~2_m)係根據接收之控制指令，執行對類比前端部(4)之控制且測定單電池群組內之複數個單電池的各個電壓，能夠介隔著公用匯流排發送測定結果。
[11]<穩壓器>在項目10中，前述電壓測定部更具備有對前述複數個單電池之群組所供給之電源進行穩壓，將電源供給到前述電壓測定控制部之穩壓器(7)，前述穩壓器係根據電源供給控制信號(10)，使供給或停止對前述電壓測定控制部進行電源供給。
藉此，不會受到剛開始電池之負載變化之雜音的影響，能夠進行電壓測定，又能夠個別地或一起控制對類比前端部(4)、電壓測定控制部(5)、絕緣電路(8)之電源供給，因此能夠減低電壓測定控制部(2)之消耗電力。
[12]<電源供給/遮斷控制>在項目11中，前述電壓測定部係前述電池系統控制部介隔著前述公用匯流排且根據發送之控制指令，來控制前述電源供給控制信號。
藉此，電池系統控制裝置(1)係藉由介隔著公用匯流排(9)發送之控制指令，能夠控制各個各電壓測定部(2_1~2_m)之電源的供給與停止，能夠在採用公用匯流 排且抑制縮減線組等之系統成本的同時，降低消耗電力。
[13]<電源復位>在項目12中，前述電壓測定控制部係可根據前述控制指令，將停止對前述電壓測定控制部進行電源供給的信號輸出到前述電源供給控制信號。前述電壓測定部係更具備有電源復位控制電路(41)、誘導結合型絕緣元件(46)、峰值檢測電路(47)。前述電源復位控制電路係根據前述控制指令，開始第1交流信號的輸出，前述誘導結合型絕緣元件係在直流絕緣之狀態下，將前述第1交流信號轉換成第2交流信號且傳送到前述峰值檢測電路，前述峰值檢測電路係可構成為藉由整流前述第2交流信號而平滑之信號，將開始對前述電壓測定控制部進行電源供給之信號輸出到前述電源供給控制信號。
藉此，藉由介隔著公用匯流排(9)所發送之控制指令，能夠使遮斷電源之電池側的電源供給進行復位。
[14]<差動匯流排>在項目10中，前述電壓測定部更具備有對前述複數個單電池之群組所供給之電源進行穩壓之穩壓器(7)，前述穩壓器係將電源供給到前述電壓測定控制部。
前述介面部係供給有與供給到前述電池系統控制部之電源相同之定電壓側電源。前述介面部係具備有差動驅動電路(由23與25~28所構成)與差動接收電路(24)，前述差動驅動電路係藉由前述低電壓側電源來動作，以差動信號驅動前述公用匯流排或輸出高阻抗，前述差動接收電路係藉由前述低電壓側電源來動作，接收前述 公用匯流排的差動信號。
藉此，能夠提高公用匯流排(9)之耐雜訊。
[15]<CAN(Controller Area Network)>在項目14中，包含前述公用匯流排之網路係滿足CAN之規格。
藉此，更能夠提高通訊可靠性。CAN(Controller Area Network)係因為可在發生位元錯誤或突發錯誤時，規定檢測．訂正錯誤之通訊資料構成。
[16]<使用一般傳送線路之電壓測定部的電源停止控制>電壓測定裝置係具備有：複數個電壓測定部(2_1~2_m)，設置於藉由多段串聯連接來構成電池組之複數個單電池之每群組(B11~B1n、B21~B2n、．．．Bm1~Bmn、)；電池系統控制部(1)，介隔著傳送線路(9)連接於前述複數個電壓測定部，如以下予以構成。
前述電壓測定部係具備：類比前端部(4)，測定前述單電池的電壓；介面部(6)，將前述類比前端部所輸出之前述測定結果發送到前述傳送線路；電壓測定控制部(5)，控制前述類比前端部與前述介面部。更具備：絕緣元件(8)，在電性絕緣之狀態下使前述電壓測定控制部與前述介面部進行通訊；穩壓器(7)，對前述複數個單電池之群組所供給之電源進行穩壓，對前述電壓測定控制部供給電源。
前述穩壓器係具有前述電池系統控制部介隔著前述傳送線路，根據發送之控制指令，停止或開始對前述電壓測定控制部進行電源供給的控制功能。
藉此，電池系統控制裝置(1)係即使介隔著公用匯流排以外之傳送線路所發送之控制指令，亦能夠控制各個各電壓測定部(2_1~2_m)之電源的供給與停止，並能夠降低消耗電力。
[17]<使用一般傳送線路之電壓測定部的電源復位控制>在項目16中，前述電壓測定控制部係根據前述控制指令，停止對前述電壓測定控制部進行電源供給。
前述電壓測定部係更具備有電源復位控制電路(41)、誘導結合型絕緣元件(46)、峰值檢測電路(47)。前述電源復位控制電路係根據前述控制指令開始輸出第1交流信號，前述誘導結合型絕緣元件係在直流絕緣的狀態下將前述第1交流信號轉換成第2交流信號且傳送到前述峰值檢測電路。前述峰值檢測電路係藉由整流前述第2交流信號而平滑之信號，開始對前述電壓測定控制部進行電源供給。
藉此，即使藉由介隔著公用匯流排以外之傳送線路所發送之控制指令，亦能夠使遮斷電源之電池側的電源供給進行復位。
2.詳細之實施形態在進一步詳述實施形態之前，先對關於由發明者所進行之事前檢討與透過此所發現之新課題進行論述。
圖3係關於用於解決課題之手段之一形態之電池組之電壓測定裝置的方塊圖。
複數個單電池B11~Bmn係被串聯連接且構 成電池組，測定單電池各個電壓，且藉由電池系統控制裝置1進行監視及控制之電池組的電壓測定裝置。電池組係，將單電池分為n個串聯連接之m個群組，具備各個之每群組電壓測定部2_1~2_m。在電池系統控制裝置1與電壓測定部2_1~2_m之間，並非以1：1之通道進行連接，而是介隔著公用匯流排9進行連接。
電壓測定部2係具備有多工器3、類比前端4、電壓測定控制部5、介面部6、穩壓器7及絕緣電路8。多工器3係在n個單電池中選擇1個測定對象，連接到類比前端部4。類比前端部4係包含類比/數位轉換器(converter)之電路，藉由電壓測定控制部5進行控制，測定由多工器3所選擇之單電池的電壓，將測定值轉換成數位值並輸出。電壓測定控制部5係例如為微電腦(微控制器或微電腦)，在電池系統控制裝置1之間進行通訊時，根據公用匯流排9之通訊協定進行通訊控制。解釋電池系統控制裝置1所發送之控制指令，且控制多工器3或類比前端部4並收集電池電壓之測定值，發送到電池系統控制裝置1。絕緣電路8係以絕緣元件、其驅動電路及檢測電路所構成，作為絕緣元件例如能夠採用光耦合器、誘導結合型絕緣元件、容量結合絕緣元件。
介面部6係滿足公用匯流排9之物理、電性規格之匯流排收發器。在以往技術所揭示之技術中，將絕緣元件插入到電池系統控制裝置1與電壓測定部2_1~2_m之間的1：1通道，且在電性絕緣之狀態下進行通 訊。若將此置換為公用匯流排時，則插入絕緣元件之位置會變成為一問題。在單純的置換中，可將絕緣元件插入到介面部6之公用匯流排9的連接部份，公用匯流排係不驅動匯流排，且有必須輸出高阻抗之狀態之其他、物理、電性之規格，因此像這樣的單純置換係無法滿足規格。
在此，將絕緣電路8插入到類比前端部4與電壓測定控制部5之間。藉此，在電壓測定控制部5與公用匯流排9之間，能夠具備滿足公用匯流排9之物理、電性之規格的匯流排收發器亦即介面部6。複數個電壓測定部2與電池系統控制部1係介隔著公用匯流排9進行連接，因此在電池系統控制部2所需之通訊埠係僅為公用匯流排9之介面部，通道之線組也僅為公用匯流排9，因此能夠降低系統成本。
在此，將絕緣電路8插入到類比前端部4與電壓測定控制部5之間時，會產生絕緣元件個數大量增加之新的問題。一般，類比/數位轉換器之輸出係以位元平行進行輸出，因此必須至少有類比/數位轉換器之位元數部份之絕緣元件。且，在有高電位差時必須使用多數個絕緣元件，為了確保對絕緣元件或動作所需之周邊外接零件及該些低電壓側與高電壓側之電性絕緣性，因此必須有用於在足夠空間距離進行搭載之基板安裝面積，由於成本會大量增加，因此無法抑制系統成本。
又，為了實現將絕緣電路8插入到在類比前端部4與電壓測定控制部5之間之構成，因此也必須對電 壓測定控制部5供給與電池系統控制1相同之低電壓的電氣系統電源亦即VCC。電池組係單電池多段串聯連接，且具有輸出高達數百伏特之高電壓的情況。如圖3所示之電池組之電壓測定裝置中，電壓測定部2_1係連接到最高電位部份之單電池群組B11~B1n，電壓測定部2_1之類比前端部4等的接地位準會變為高電位。單電池群組B11~B1n係以n個單電池之串聯連接，為數十伏特。在電壓測定部2中各自設置穩壓器7，使該數十伏特降壓，產生類比前端部4等之電源VDD且進行供給。
在以往技術中，VDD係被供給到類比前端部4與電壓測定控制部5。例如專利文獻1、2及3所記載之電池監視模組中，與測定相當於上述電壓測定控制部5之單電池之電壓之電路進行通訊，並控制測定之電路(例如微電腦)係供給有用於來自測定對象亦即單電池進行動作之電源。如專利文獻2之圖3所示，藉由電源電路2，對來自構成電池組之一部份之複數個單電池的電源進行穩壓且產生VDD並進行供給，如專利文獻3之圖3所示，不使用電源電路，作為直接VCC進行供給。即使並沒有明確記載電源電路，由於係藉由絕緣元件進行分離，因此可清楚了解到電池側之電路的電源係由電池所供給。
在此，以供給來自電池系統控制裝置1之側的電氣系統電源VCC之方式，變更由以往電池側對電壓測定控制部5供給電源VDD，乍看之下並非大問題。
但是，發明者甚至參考了電池組之電壓測定 裝置所求得之其他規格且深入檢討後之結果，因此可了解到若進行像這樣的變更時，將會產生下述之新的問題。即，將對電壓測定控制部5之電源供給變更為由來自電池系統控制裝置1之側之電氣系統電源VCC的電源供給，而非電池側之電源VDD時，會暫時停止對電壓測定部2內之一部份之電路進行電源供給，且將產生無法降低消耗電力之問題。
由於汽車其產品期限的關係，亦有可能至交貨為止進行數個月間的長期保管。又，在其重量之問題中，由於長距離大量運送時係限定以船進行運送，因此在輸送中等會存在有幾乎不使用的時間。又，根據使用者之狀況(例如長期間出差或住院等)，亦會有在長時間下不被使用而進行保管之情況。在這樣的情況下，若有低電壓且低危險性之鉛蓄電池，使用者或作業人員則容易拔下其插頭防止電力消耗，或是在再次使用時使用外部充電器進行充電，而高電壓之電池組係必須使用專用之充電裝置。即使在不使用像這樣的電池的期間，為了監視電池狀態，因此電壓測定裝置係必須定期動作且將資料發送到電池系統控制裝置。為了檢測電池異常之狀態(例如異物所引起之發熱、過量放電)，因此必須至少在外觀上監視額定電壓。也就是說，即使在不使用期間若發生電力消耗之問題時，因此在不使用時有必要儘可能的降低電力消耗。又，即使在一般使用時，為了使車輛行走距離長距離化，也必須儘可能的降低電壓測定裝置之電力消耗。
例如專利文獻1、2及3所記載之電池監視模組中，在類比前端部與電壓測定控制部供給有電池側的電源VDD，因此藉由在不必要之期間停止供給該電源，能夠個別地對複數個電壓測定部進行電源遮斷。但是，如圖3所示之電池組的電壓測定裝置中，雖然能夠同樣地停止對類比前端部4之電源供給，但對電壓測定控制部5之電源供給係在複數個電壓測定部2_1~2_m中一起進行，因此在個別停止時會產生需要新的控制手段等之問題。
如上述，藉由減少複數個電壓測定部與電池系統控制部之通道亦即線組，能夠降低系統成本且可了解到必須提供能夠抑制電壓測定部之消耗電力之電壓測定裝置。
[實施形態1]<公用匯流排>圖1係關於實施形態1之電池組之電壓測定裝置的方塊圖。
複數個單電池B11~Bmn係被串聯連接且構成電池組，測定單電池各個電壓，藉由電池系統控制裝置1進行監視及控制之電池組的電壓測定裝置。電池組係，將單電池分為n個串聯連接之m個群組，具備各個之每群組電壓測定部2_1~2_m。在電池系統控制裝置1與電壓測定部2_1~2_m之間，並非以1：1之通道進行連接，而是介隔著公用匯流排9進行連接。
各個電壓測定部2係具備有多工器3、類比前端4、電壓測定控制部5、介面部6及絕緣電路8。多工器3係在n個單電池中選擇1個測定對象，並連接到 類比前端部4。類比前端部4係包含類比/數位轉換器(converter)之電路，藉由電壓測定控制部5進行控制，測定由多工器3所選擇之單電池的電壓，將測定值轉換成數位值並輸出。電壓測定控制部5係例如為微電腦，在電池系統控制裝置1之間進行通訊時，根據公用匯流排9之通訊協定進行通訊控制。解釋由電池系統控制裝置1所發送之控制指令，且控制多工器3或類比前端部4並收集電池電壓之測定值，發送到電池系統控制裝置1。絕緣電路8係以絕緣元件、其驅動電路及檢測電路所構成，作為絕緣元件例如能夠採用光耦合器、誘導結合型絕緣元件、容量結合絕緣元件。
介面部6係滿足公用匯流排9之物理、電性規格之匯流排收發器。經過檢討後，將絕緣元件插入到以往技術中所揭示之電池系統控制裝置1與電壓測定部2_1~2_m之間之1：1的通道，即使單純地將在電性絕緣之狀態下進行通訊的通道置換為公用匯流排也無法滿足規格。在此，在本實施形態1中，將絕緣電路8插入到介面部6與電壓測定控制部5之間。藉此，能夠具備滿足公用匯流排9之物理、電性之規格的匯流排收發器亦即介面部6。複數個電壓測定部2與電池系統控制部1係介隔著公用匯流排9進行連接，因此在電池系統控制部2所需之通訊埠係僅為公用匯流排9之介面部，通道之線組也僅為公用匯流排9，因此能夠降低系統成本。
例如圖8係表示電壓測定裝置之使用例的方 塊圖。與驅動馬達60與馬達驅動用反相器61之電池組相連接，並測定電池組之各個單電池B11~Bmn的電壓，以電池系統控制裝置1進行監視。測定電池之電壓之電壓測定部2_1~2_m係配置在測定對象為單電池群組B11~B1n、B21~B2n、．．．Bm1~Bmn的附近，但在汽車中單電池群組B11~B1n、B21~B2n、．．．Bm1~Bmn係被廣泛的配置於例如座位底下，因此在1：1之通訊中，配線層之總延伸量亦有會達到數公尺。藉由設為公用匯流排，線組係以一筆巡視所有的單電池群組B11~B1n、B21~B2n、．．．Bm1~Bmn進行配線為最佳，配線長度係能夠抑制為數分之1。
在本實施形態1中，如圖1所示，由絕緣電路8來看，類比前端部4與電壓測定控制部5皆係在電池側配置於相同的電源供給系統，因此能夠以各種方法抑制耗電量。例如藉由採用以下列出之方法的一部份或全部，能夠減低電池之電力消耗量。
．如果不進行電池系統控制裝置1指定通訊之期間的話，則停止該期間之類比前端部4與電壓測定控制部5及絕緣電路8的動作。藉此，抑制類比前端部4與電壓測定控制部5之消耗電力，同時，能夠抑制絕緣電路8之驅動電路的待機電流例如差動電路之偏壓電流或空載電流、更能夠抑制採用光耦合器作為絕緣元件時之暗電流。
．在等待輸入由電池系統控制裝置1的控制命令的狀態時，停止絕緣電路8與介面部6之發送側的動作 或偏壓供給，相反地在發送時，係停止絕緣電路8與介面部6之接收電路的動作或偏壓供給。
．將電壓測定控制部5作為微電腦，使用計時器定期的執行類比前端部4之電壓測定，停止對未進行電壓測定之期間的類比前端部4的電源供給，相反地，在類比前端部4之測定中，使電壓測定控制部5亦即微電腦變為睡眠模式或待機模式。電壓測定控制部5暫時停止時，停止對驅動絕緣電路8之電路的電源供給。
．因應所設定之通訊速度適切地調節偏壓電流，或能夠切換為調整成低速通訊用之電路。
[實施形態2]<穩壓器>圖2係關於實施形態2之電池組之電壓測定裝置的方塊圖。
與實施形態1之電池組的電壓測定裝置相同，複數個單電池B11~Bmn係被串聯連接且構成電池組，測定單電池之各個電壓，藉由電池系統控制裝置1進行監視及控制之電池組的電壓測定裝置。與實施形態1之電壓測定裝置不同點係，將穩壓器7設置於電壓測定部2_1，使單電池群組B11~B1n之n個單電池所串聯連接之數十伏特降壓，且產生類比前端部4與電壓測定控制部5之電源VDD並進行供給。其他的電壓測定部2_2~2_m亦與電壓測定部2_1相同構成。
構成電池組之單電池(電池單元)之串聯連接之數目係由輸出電壓之規格等來決定，並不限於以電壓測定部2的個數來分割(平均分割)，每單電池群組之單電池之 串聯連接的電壓係與各個之每電壓測定部不同。又，藉由負載會產生較大變動，又負載為馬達等之誘導性之情況時，即使藉由反電動勢也會有較大變動之情況。且，更會有由其他雜音所串聯連接之連接點之電位進行變動之情況。
根據本實施形態2，藉由穩壓器7，對每單電池群組之單電池之串聯連接之電壓進行穩壓且產生電源VDD，並供給到類比前端部4與電壓測定控制部5，因此不會受到開始進行電池之負載變化之雜音的影響，能夠進行電壓測定。
在穩壓器7，輸入電源供給控制信號10，能夠個別或一起控制對類比前端部4、電壓測定控制部5及絕緣電路8之電源供給。在個別控制之情況下，在類比前端部4之測定中停止對電壓測定控制部5與絕緣電路8之電源供給，或在通訊中停止對類比前端部4之電源供給等，藉由細微地停止電源供給，能夠提高消耗電力之降低效果。在停止所有電源供給之情況下，亦停止穩壓器7之電源穩壓動作且更能夠降低消耗電力。
電源供給控制信號10係根據電池系統控制裝置1發送之控制指令來進行控制。電池系統控制裝置1係介隔著公用匯流排9，將控制指令發送到各電壓測定部2_1~2_m，在各電壓測定部2_1~2_m，電壓測定控制部5對此進行解讀且產生電源供給控制信號10。電源供給控制信號10係即使電壓測定控制部5之電源被遮斷，亦由 能夠保持適當準位之電路進行輸出。例如由電池直接供給，係具有未被遮斷之電源之暫存器電路，或設定-重設正反器。關於此，對遮斷對電壓測定控制部5之電源之值進行設定之動作係能夠由電壓測定控制部5自行控制。相反的，對電壓測定控制部5之電源供給之值進行復位之值進行設定之動作係電壓測定控制部5本身未供給有電源，因此無法執行電壓測定控制部5。介面部6係接收介隔著公用匯流排9所發送之控制指令，設置解讀此指令之電路且進行設定對電壓測定控制部5之電源供給進行復位之值的動作。關於具體例子，將在後述之實施形態進行詳細說明。
藉此，電池系統控制裝置1係能夠藉由介隔著公用匯流排9發送之控制指令，控制各個之各電壓測定部(2_1~2_m)之電源的供給與停止，採用公用匯流排能夠抑制縮減線組等之系統成本，並降低消耗電力。
[實施形態3]<差動匯流排、CAN(Controller Area Network)>圖4係表示介面部6與絕緣電路8之一實施形態的方塊圖。
公用匯流排9為差動匯流排時對此進行驅動，又接收來自差動匯流排之信號。將差動匯流排之信號設為正極側之CANH21與負極側之CANL22。
介面部6係眾所皆知之CAN收發器，具備有將正極側之CANH21與負極側之CANL22設為差動輸入的接收電路24，且具備有驅動正極側之CANH21之上臂 的電晶體25與驅動負極側之CANL22之下臂的電晶體28。二極體26與27係為了防止逆流而進行插入。電晶體25與28係各自藉由發送電路23進行驅動。若使電晶體25與28之兩者關閉的話，來自對公用匯流排9之該介面部6的輸出為高阻抗，其他介面部之收發器係能夠驅動匯流排。
由電壓測定控制部5所輸出之串列發送資料係被輸入到高電位側發送資料輸入39。所輸入之串列發送資料係以放大器31進行放大，被輸入到絕緣元件32。絕緣元件32係將誘導結合型絕緣元件之變壓器作為一例來進行圖示。此變壓器之1次側與2次側係電性(直流的)地進行絕緣，另一方面，使交流信號通過。在2次側所輸出之串列發送資料係介隔著過濾器33與波形整形電路34來整形為脈衝波形，作為低電位側發送資料29輸入到介面部6的發送電路23。
由介面部6之接收電路24所輸出之低電位側接收資料30係以放大器35輸入到絕緣元件36之1次側，在轉送到2次側後，介隔著過濾器37與波形整形電路38來整形為脈衝波形，且作為串列接收資料輸入到電壓測定控制部5。
誘導結合型絕緣元件之變壓器的1次側係藉由連接電壓測定部2之單電池的位置來變為高電位，2次側係位於與電池系統控制1相同之電氣系統之低電壓準位。因此，比起誘導結合型絕緣元件32與36，在公用匯 流排9側之電路係供給有與電池系統控制1相同之電氣系統之電源VCC與GND。
在公用匯流排9採用差動匯流排特別是CAN時，會產生如以下之效果。
．在具有大電位差之電壓測定部之間，其通訊輸入輸出信號係能夠共通化為與電池系統控制裝置相同電位，因此能夠以電壓通訊，而並非以電流來表示資料。
．由於係差動匯流排，因此耐雜訊高。
．若採用CAN的話，在發生位元錯誤或突發錯誤的情況下，係能夠進行檢測．訂正錯誤之通訊資料構成，因此能夠提高通訊可靠性。
但，若為具有該些通訊可靠性向上策之特徵的通訊方式的話，並不限於CAN。例如亦可比CAN更複雜，但能夠進行高速傳送之FlexRay。且，由系統構成如同CAN，媒體存取不必為多主控制，因此可藉由變更為主僕式控制來試圖降低成本。
又，作為絕緣元件32、36，舉例說明採用誘導結合型絕緣元件之變壓器的電路，亦可為容量結合絕緣元件，亦可為光耦合器。
[實施形態4]<電源復位>介隔著絕緣電路8，電池側與匯流排側被絕緣，因此遮斷對電池側之類比前端部4與電壓測定控制部5的電源供給且試圖降低消耗電力的情況下，使其電源進行復位之方法會是一個問題。即使接收用於在介面電路6使由公用匯流排9對類比前端部4 與電壓測定控制部5之電源供給進行復位的控制指令，藉此應進行控制之電路係電池側且未供給電源，因此不進行動作。對關於能夠解決該問題之電路與控制順序進行說明。
圖5係表示能夠以來自匯流排之控制指令，使電池側之電源進行復位之介面部6與絕緣電路8的一實施形態的方塊圖，圖6係表示其控制順序之流程圖。
在圖5所示之絕緣電路8中，對於圖4之絕緣電路8追加絕緣元件46，且在匯流排側追加檢測用於電源復位之控制指令的電路與介隔著絕緣元件46將其檢測結果傳送到電池側之電路。又，在發送系統與接收系統中各自被插入有致能邏輯42與43。復位控制電路41係根據介面部6之接收電路24的輸出，檢測用於使電池側之電源復位的控制指令，將其結果輸出到振盪器44。振盪器44係根據來自復位控制電路41的信號，開始進行振盪動作，其振盪信號係通過放大器45且介隔著絕緣元件46傳送到電池側。絕緣元件46之2次側係連接於峰值檢測電路47，將所傳送之振盪信號進行檢波且平滑變換為直流，並開始進行用於使穩壓器起動等、使電池側之電源供給進行復位的控制。電池側之電源供給進行復位後，由高電位側發送資料輸入39，介隔著絕緣元件32回饋到復位控制電路41。復位控制電路41係根據上述，將插入到發送系統之致能邏輯42與插入接受系統之致能邏輯43變更為致能狀態。
在此，在一部份供給電池側之電源的情況下，使用誘導結合型絕緣元件且能夠使其信號進行波形整形的電路進行動作，因此使用與接受系統相同之過濾器37與波形整形電路38，能夠開始用於使電池側之電源供給進行復位之控制。更能夠使用光耦合器作為絕緣元件46。另一方面，電池側之電源完全停止時，以主動電路實現過濾器37與波形整形電路38時，不會進行動作，亦無法使用光耦合器。為了放大信號，因此必須供給電源。
如本實施形態所示，使用誘導結合型絕緣元件(變壓器)作為絕緣元件46，不使用單發脈衝作為用於傳達資料之信號，使用交流信號(振盪信號)，且在未供給電源之誘導結合型絕緣元件的2次側，藉由對交流信號進行檢波、平滑，能夠在沒有電源供給、被遮斷電源之側產生控制信號。
該控制信號不一定僅用於控制，亦可利用作為用於使電路進行動作之電源。又，省略峰值檢測電路，維持交流信號例如亦可利用作為切換式電容之時脈。另一方面，僅用於使電源供給進行復位時，對開始之電源供給進行檢查，例如藉由與將上述致能邏輯42、43設為致能相同之信號，亦能夠使振盪器44之振盪動作停止。
舉例說明具備使交流信號(振盪信號)發生之振盪器44的構成，若時脈等之交流信號已供給到復位控制電路側，則不具備振盪器，亦可介隔著誘導結合型絕緣元件(變壓器)46傳送時脈等之交流信號。
接下來，使用圖6對電源復位順序進行說明。
電池系統控制部1係將公用匯流排9亦即CAN匯流排設為Dominant(步驟71)。在此，Dominant係指表示對於以CAN之規格所規定之匯流排之優先輸出的狀態。當接收電路24對Dominant進行檢測(步驟72)時，復位控制電路41係判定是否在待機狀態(步驟73)。當不在待機狀態時透過絕緣電路8之接收系統，將0輸入到電壓測定控制部5(步驟74)且結束。在待機狀態時，即電池側之電源供給被停止的狀態係保持於復位控制電路41時係前進到使電源進行復位之步驟75~78。
首先，復位控制電路41使振盪器44進行動作(步驟75)。振盪信號係介隔著放大器45、絕緣元件46之變壓器，輸入到峰值檢測電路47，藉由振盪器44之振盪信號，峰值檢測電路47進行電荷充電(步驟76)。若峰值檢測電路47中的充電達到臨界值以上(步驟77)時啟動穩壓電路7，電壓測定控制部5係回復電源供給，開始進行動作(步驟78)。
再次開始進行動作之電壓測定控制部5係透過絕緣電路8之發送系統，將Active信號發送到復位控制電路41(步驟79)。復位控制電路41變化為Active狀態，將絕緣電路8之接收系統的致能電路43切換為Enable，將CAN收發器之發送電路輸入之致能邏輯42切換為Enable(步驟80)。
藉此，透過按照於CAN規格之控制指令，能 夠使被遮斷電源之電池側的電源供給進行復位。
在實施形態2及3中，電池系統控制裝置1係藉由介隔著公用匯流排9發送之控制指令，對控制個別之各電壓測定部2_1~2_m電源供給之停止及復位的電壓測定裝置進行說明，使電源供給停止及復位的控制方法係藉由電池系統控制裝置1及各電壓測定部2_1~2_m之間的通訊方法來進行限制。電池系統控制裝置1及各電壓測定部2_1~2_m之各個亦能夠同樣適用於藉由以往之1：1的傳送線路來進行連接。
[實施形態5]<SiP(System in Package)、微隔離器>
圖7係表示關於實施形態5之電壓測定裝置之組裝形態的鳥瞰圖。
使用所謂的SiP(System in Package)之技術且於基板51上安裝2個半導體積體電路裝置52與53的電壓測定裝置2。在半導體積體電路裝置52中，形成有介電性結合型絕緣元件54(所謂的微隔離器)，並與電壓測定控制部5相連接，其他，集成有類比前端部4與穩壓器7。在另一方之半導體積體電路裝置53中，安裝有介面部6。介電性結合型絕緣元件54係使用半導體程序之多層配線技術，並能夠藉由與螺旋狀之線圈、使用上述之配線層且所形成之螺旋狀之線圈對向形成而加以實現。相對之螺旋狀配線彼此係在絕緣層進行絕緣分離且形成變壓器，交流地進行電感性耦合。在圖7中僅圖示1個變壓器，亦可 集成複數個變壓器。省略放大器31、35、過濾器33、37、波形整形電路34、38之圖示，集成於各個半導體積體電路裝置52與53之任一個。
藉此，對零件進行小型化且減低成本，並減少基板安裝面積。
且，藉由將半導體積體電路裝置52與53形成於同一SOI(Silicon On Insulator)基板上，能夠將所有集成於1晶片中。藉此，更能夠將零件之小型化與減少基板面積之效果變大。
根據以上本發明者所進行之發明中的實施形態進行具體說明，本發明並不限於此，若不脫離其要旨之範圍中，亦可進行各種變更。
例如，對關於適用於將單電池(電池單元)進行多段串聯連接之電池組的電壓測定裝置進行說明。單電池係適用於鋰離子電池、鎳氫電池等之2次電池，且有效地使用來監視其充放電狀態之目的，開始串聯連接之1次電池之電池組，能夠有效地適用於多段串聯連接之電源的電壓測定裝置。
1‧‧‧電池系統控制裝置
2_1~2_m‧‧‧電壓測定部
3‧‧‧多工器
4‧‧‧類比前端
5‧‧‧電壓測定控制部
6‧‧‧介面部
8‧‧‧絕緣電路
9‧‧‧公用匯流排
B11~Bmn‧‧‧單電池

Claims (17)

  1. 一種半導體裝置，係測定藉由多段串聯連接來構成電池組之複數個單電池之各個電壓，介隔著公用匯流排將測定結果發送到電池系統控制部，其特徵具備：類比前端部，測定前述單電池之電壓；電壓測定控制部，進行用於將前述類比前端部所輸出之前述測定結果發送到前述公用匯流排之控制；介面部，可切換驅動前述公用匯流排、或是將與前述公用匯流排之連接設為高阻抗；絕緣元件，在電性絕緣之狀態下使前述電壓測定控制部與前述介面部進行通訊。
  2. 如請求項1之半導體裝置，其中，更具備：穩壓器，對前述複數個單電池所供給之電源進行穩壓，將電源供給到前述電壓測定控制部；前述穩壓器係具有用於對前述電壓測定控制部進行供給或停止電源供給之電源供給控制信號。
  3. 如請求項2之半導體裝置，其中，根據前述介面部輸出之接收信號，控制前述電源供給控制信號。
  4. 如請求項3之半導體裝置，其中，更具備：電源復位控制電路、誘導結合型絕緣元件及峰值檢測電路；前述電源復位控制電路係根據前述接收信號，開始輸出第1交流信號，前述誘導結合型絕緣元件係在直流絕緣之狀態下，將前述第1交流信號轉換成第2交流信號且傳 送到前述峰值檢測電路，前述峰值檢測電路係藉由整流前述第2交流信號而平滑之信號來控制前述電源供給控制信號。
  5. 如請求項1之半導體裝置，其中，更具有：低電壓側電源端子，將電源供給到前述介面部；前述介面部係具備差動驅動電路與差動接收電路；前述差動驅動電路係藉由前述低電壓側電源端子所供給之電源來動作，以差動信號驅動前述公用匯流排或輸出高阻抗，前述差動接收電路係藉由前述低電壓側電源端子所供給之電源來動作，接收前述公用匯流排的差動信號。
  6. 如請求項5之半導體裝置，其中，前述差動驅動電路係以滿足CAN之規格的方式，來驅動前述公用匯流排，前述差動接收電路係接收滿足CAN規格之前述公用匯流排的信號。
  7. 如請求項1之半導體裝置，其中，將前述類比前端部、前述電壓測定控制部、前述介面部、前述絕緣元件集成在同一封裝。
  8. 如請求項7之半導體裝置，其中，前述絕緣元件係形成於半導體基板上，1次側與2次側係彼此在絕緣層所絕緣之變壓器，將前述電壓測定控制部與前述絕緣元件形成於同一半導體基板上。
  9. 如請求項7之半導體裝置，其中，前述絕緣元件係形成於半導體基板上，1次側與2次側係 彼此在絕緣層所絕緣之變壓器，將前述電壓測定控制部、前述絕緣元件、前述介面部形成於同一SOI基板上，將前述電壓測定控制部與前述介面部形成於彼此所絕緣之井。
  10. 一種電壓測定裝置，係具備：複數個電壓測定部，藉由多段串聯連接來構成電池組之複數個單電池之每個群組而設置；公用匯流排，彼此連接前述複數個電壓測定部；電池系統控制部，連接到前述公用匯流排；前述電壓測定部係具備：類比前端部，測定前述單電池之電壓；電壓測定控制部，進行用於將前述類比前端部所輸出之前述測定結果發送到前述公用匯流排之控制；介面部，可切換驅動前述公用匯流排、或是將與前述公用匯流排之連接設為高阻抗；絕緣元件，在電性絕緣之狀態下使前述電壓測定控制部與前述介面部進行通訊。
  11. 如請求項10之電壓測定裝置，其中，前述電壓測定部更具備：穩壓器，對前述複數個單電池之群組所供給之電源進行穩壓，將電源供給到前述電壓測定控制部；前述穩壓器係根據電源供給控制信號，對前述電壓測定控制部進行供給或停止電源供給。
  12. 如請求項11之電壓測定裝置，其中，前述電壓測定部係前述電池系統控制部根據介隔著前述公 用匯流排發送之控制指令，來控制前述電源供給控制信號。
  13. 如請求項12之電壓測定裝置，其中，前述電壓測定控制部係可根據前述控制指令，將停止對前述電壓測定控制部進行電源供給之信號輸出到前述電源供給控制信號；前述電壓測定部係更具備有電源復位控制電路、誘導結合型絕緣元件、峰值檢測電路；前述電源復位控制電路係根據前述控制指令，開始輸出第1交流信號，前述誘導結合型絕緣元件係在直流絕緣之狀態下，將前述第1交流信號轉換成第2交流信號且傳送到前述峰值檢測電路，前述峰值檢測電路係構成為能夠藉由整流前述第2交流信號而平滑之信號，將開始對前述電壓測定控制部進行電源供給的信號輸出到前述電源供給控制信號。
  14. 如請求項10之電壓測定裝置，其中，前述電壓測定部更具備：穩壓器，對前述複數個單電池之群組所供給之電源進行穩壓的，前述穩壓器係將電源供給到前述電壓測定控制部，前述介面部係供給有與供給到前述電池系統控制部之電源相同之定電壓側電源，前述介面部係具備有差動驅動電路與差動接收電路，前述差動驅動電路係藉由前述低電壓側電源動作，以差動 信號驅動前述公用匯流排或輸出高阻抗，前述差動接收電路係藉由前述低電壓側電源來動作，接收前述公用匯流排的差動信號。
  15. 如請求項14之電壓測定裝置，其中，包含前述公用匯流排之網路係滿足CAN之規格。
  16. 一種電壓測定裝置，係具備：複數個電壓測定部，藉由多段串聯連接構成電池組之複數個單電池之每個群組而設置；電池系統控制部，介隔著傳送線路連接到前述複數個電壓測定部；前述電壓測定部係具備：類比前端部，測定前述單電池之電壓；介面部，將前述類比前端部所輸出之前述測定結果發送到前述傳送線路；電壓測定控制部，控制前述類比前端部與前述介面部；絕緣元件，在電性絕緣之狀態下使前述電壓測定控制部與前述介面部進行通訊；穩壓器，對前述複數個單電池之群組所供給之電源進行穩壓，將電源供給到前述電壓測定控制部；前述穩壓器係根據前述電池系統控制部介隔著前述傳送線路發送之控制指令，具有停止或開始對前述電壓測定控制部進行電源供給的控制功能。
  17. 如請求項16之電壓測定裝置，其中，前述電壓測定控制部係可根據前述控制指令，停止對前述 電壓測定控制部進行電源供給；前述電壓測定部係更具備有電源復位控制電路、誘導結合型絕緣元件、峰值檢測電路；前述電源復位控制電路係根據前述控制指令，開始輸出第1交流信號，前述誘導結合型絕緣元件係在直流絕緣之狀態下，將前述第1交流信號轉換成第2交流信號且傳送到前述峰值檢測電路，前述峰值檢測電路係藉由整流前述第2交流信號而平滑之信號，開始對前述電壓測定控制部進行電源供給。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI674418B (zh) * 2015-03-06 2019-10-11 日商艾普凌科有限公司 感測裝置及其檢查方法
TWI754030B (zh) * 2017-03-31 2022-02-01 日商艾普凌科有限公司 監視電路及半導體裝置
US12007436B2 (en) 2019-12-13 2024-06-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Test circuit and method

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8831077B2 (en) * 2010-07-01 2014-09-09 Texas Instruments Incorporated Communication on a pilot wire
US9698866B2 (en) 2011-12-12 2017-07-04 Texas Instruments Incorporated Scheduling for charger and electric vehicle communication in power line communication system
TW201505396A (zh) * 2013-07-29 2015-02-01 Myson Century Inc 控制器區域網路節點收發器
JP2015156728A (ja) * 2014-01-14 2015-08-27 日立マクセル株式会社 蓄電装置及び蓄電システム
KR20160148355A (ko) 2015-06-16 2016-12-26 주식회사 엘지화학 변압 릴레이 및 이를 이용한 배터리 전압 측정 시스템
CN104931894A (zh) * 2015-07-14 2015-09-23 国家电网公司 一种锂离子电池状态参数采样系统
CN109565086B (zh) * 2016-08-26 2022-03-08 松下知识产权经营株式会社 蓄电系统
EP3315918B1 (en) 2016-10-26 2018-08-22 Samsung SDI Co., Ltd. Crash detection circuit for the detection of a crash of a vehicle
JP2019090703A (ja) * 2017-11-15 2019-06-13 株式会社デンソー 電圧検出装置
US11502530B2 (en) * 2017-12-26 2022-11-15 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery management device, battery system, and vehicle power supply system for managing battery state of charge level when in non-use state
JP7458326B2 (ja) 2018-12-17 2024-03-29 ヌヴォトンテクノロジージャパン株式会社 電池監視制御回路
CN112073083B (zh) * 2020-08-21 2022-03-25 南京矽力微电子技术有限公司 多芯片集成电路及其交互通信方法
CN117214726B (zh) * 2023-11-02 2024-01-26 江苏天合储能有限公司 状态检测方法及装置、电子设备、计算机可读存储介质

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5646534A (en) * 1995-01-06 1997-07-08 Chrysler Corporation Battery monitor for electric vehicles
JPH11168884A (ja) * 1997-12-01 1999-06-22 Ebara Corp 直流電源回路
JP3503453B2 (ja) 1997-12-26 2004-03-08 株式会社日立製作所 電池システム及びそれを用いた電気自動車
US6281684B1 (en) * 1999-12-27 2001-08-28 Plug Power Inc. Technique and apparatus to measure cell voltages of a fuel cell stack using different ground references
JP2001224138A (ja) * 2000-02-07 2001-08-17 Hitachi Ltd 蓄電装置及び蓄電器の電圧検出方法
US6816797B2 (en) * 2000-09-29 2004-11-09 Hydrogenics Corporation System and method for measuring fuel cell voltage and high frequency resistance
JP4605952B2 (ja) 2001-08-29 2011-01-05 株式会社日立製作所 蓄電装置及びその制御方法
CN2914341Y (zh) * 2006-02-16 2007-06-20 思柏科技股份有限公司 具通信接口的自我测试功能的多电源系统装置
JP2007295163A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Matsushita Electric Works Ltd 通信システム、マスタ装置、及びスレーブ装置
JP2008131670A (ja) 2006-11-16 2008-06-05 Densei Lambda Kk 電池電圧監視装置
JP5303167B2 (ja) * 2008-03-25 2013-10-02 ローム株式会社 スイッチ制御装置及びこれを用いたモータ駆動装置
JP5355979B2 (ja) * 2008-09-26 2013-11-27 株式会社東芝 電池情報取得装置
US8022669B2 (en) * 2009-01-06 2011-09-20 O2Micro International Limited Battery management system
JP5535531B2 (ja) * 2009-06-25 2014-07-02 矢崎総業株式会社 断線検出装置
WO2011000101A1 (en) * 2009-06-30 2011-01-06 Greenlight Innovation Corporation Channel, system and method for monitoring voltages
JP5099085B2 (ja) * 2009-07-28 2012-12-12 株式会社デンソー 組電池の状態監視装置
JP2011035449A (ja) * 2009-07-29 2011-02-17 Toshiba Corp トランシーバ、半導体装置および通信システム
US20120161677A1 (en) * 2009-08-31 2012-06-28 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery module, battery system and electrically driven vehicle
JP5537364B2 (ja) * 2009-09-30 2014-07-02 株式会社東芝 通信回路、組電池装置及び車両
WO2011111168A1 (ja) * 2010-03-09 2011-09-15 トヨタ自動車株式会社 信号伝達装置
WO2011132434A1 (ja) * 2010-04-22 2011-10-27 三洋電機株式会社 バッテリモジュール、それを備えた電動車両、移動体、電力貯蔵装置、電源装置および電気機器
KR101193174B1 (ko) * 2011-05-04 2012-10-26 삼성에스디아이 주식회사 배터리 시스템
CN102375126A (zh) * 2011-09-22 2012-03-14 奇瑞汽车股份有限公司 一种电池组采样模块检测方法、装置及其系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI674418B (zh) * 2015-03-06 2019-10-11 日商艾普凌科有限公司 感測裝置及其檢查方法
TWI754030B (zh) * 2017-03-31 2022-02-01 日商艾普凌科有限公司 監視電路及半導體裝置
US12007436B2 (en) 2019-12-13 2024-06-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Test circuit and method

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