特開 2017-207453 半導体装置、電池監視システムおよび診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-207453(P2017-207453A)

(43)【公開日】2017年11月24日

(54)【発明の名称】半導体装置、電池監視システムおよび診断方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 19/00 20060101AFI20171027BHJP

【ＦＩ】

   G01R19/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-101833(P2016-101833)

(22)【出願日】2016年5月20日

(71)【出願人】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】杉村 直昭

【テーマコード（参考）】

2G035

【Ｆターム（参考）】

2G035AA00

2G035AB03

2G035AC01

2G035AD10

2G035AD11

2G035AD47

2G035AD56

2G035AD65

(57)【要約】

【課題】半導体装置の自己診断において、診断対象となる主配線に印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常の検出を可能とする。
【解決手段】半導体装置は、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、直列抵抗回路の他端に接続された第１の電流源と、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直列抵抗回路の特定の抵抗素子の高電位側の端部よりも高電位の部分に接続された第２の電流源と、複数の主配線のうちの一対の診断対象配線の一方と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、一対の診断対象配線の他方と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。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【請求項5】

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。

【請求項6】

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。

【請求項7】

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。

【請求項8】

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。

【請求項9】

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。

【請求項10】

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。

【請求項11】

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。

【請求項12】

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。

【請求項13】

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。

【請求項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、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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置、電池監視システムおよび診断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

直列接続された複数の電池セルを備えた組電池の各電池セルの状態を監視する電池監視システムが知られている。例えば、特許文献１には、直列に接続された複数の電池の各々に接続された複数の電源線と、複数の電源線から２つの電源線を選択する選択手段と、選択手段により選択された２つの電源線に流れる電気信号が入力された場合は、当該２つの電源線に流れる電気信号の差分をデジタル信号に変換して出力する計測手段と、計測手段から出力されたデジタル信号に対して予め定められた演算を行い、演算結果に応じた電気信号を出力する演算手段と、複数の電源線のうちから、第１基準電圧に応じた電気信号が流れる電源線と、第１基準電圧と異なる第２基準電圧に応じた電気信号が流れる電源線とを選択するように選択手段を制御する第１制御、及び第２基準電圧に応じた電気信号をデジタル信号に変換させて出力するように計測手段を制御する第２制御を行う制御手段と、を備えた半導体回路が記載されている。

【0003】

また、特許文献２には、上記の特許文献１に記載のものと同様の複数の電源線、選択手段、計測手段および演算手段と、第１の基準電圧を分圧した第２の基準電圧を電源線に供給する基準電圧分圧部と、を備えた組電池システムが記載されている。この組電池システムにおいて、計測手段の自己診断は、計測手段から出力された第１の基準電圧と第２の基準電圧との差分と、第２の基準電圧と第２の基準電圧よりも小さい第３の基準電圧との差分との加算値が、第１の基準電圧に応じた値となるか否かにより行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１９５１５７号公報

【特許文献2】特開２０１４−２４０８１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電池監視用の半導体装置は、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を含む。このような半導体装置において、自己の異常を検出する自己診断機能を有するものがある。自己診断では、例えば、複数の主配線のうちから選択された一対の主配線に電圧を印加し、一対の主配線間に生じる電圧の測定値が適正であるか否かを判定する。

【0006】

半導体装置の異常を効果的に検出する方法として、例えば、診断対象となる一対の主配線間に印加する診断電圧を一定に保ちながら各主配線に印加する電位を増減させた場合の当該主配線間に生じる電圧の変動をモニタする方法が考えられる。上記の特許文献１および特許文献２に記載のものにおいては、上記の手法による自己診断を行うことは困難であり、各主配線に印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常を検出することが困難であった。

【0007】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、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を含む半導体装置の自己診断において、診断対象となる主配線に印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常の検出を可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る半導体装置は、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。

【0009】

本発明に係る他の半導体装置は、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。

【0010】

本発明に係る電池監視システムは、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。

【0011】

本発明に係る他の電池監視システムは、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。

【0012】

本発明に係る診断方法は、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。

【発明の効果】

【0013】

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を含む半導体装置の自己診断において、診断対象となる主配線に印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常の検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る電池監視システムの構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施形態に係る検査回路の構成を示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る半導体装置の自己診断時の動作の流れを示すフローチャートである。

【図4】本発明の実施形態に係る検査回路の第１の状態を示す図である。

【図5】本発明の実施形態に係る検査回路の第２の状態を示す図である。

【図6】本発明の実施形態に係る検査回路の第３の状態を示す図である。

【図7】本発明の他の実施形態に係る検査回路の構成を示す図である。

【図8】本発明の他の実施形態に係る検査回路の第１の状態を示す図である。

【図9】本発明の他の実施形態に係る検査回路の第２の状態を示す図である。

【図10】本発明の他の実施形態に係る検査回路の第３の状態を示す図である。

【図11】本発明の他の実施形態に係る検査回路の構成を示す図である。

【図12】本発明の他の実施形態に係る電池監視システムの構成を示すブロック図である。

【図13】本発明の他の実施形態に係る電池セル選択用スイッチ群の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与し、重複する説明は適宜省略する。

【0016】

[第１の実施形態]
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Ｃ_２、・・・、Ｃ_ｎ−１、Ｃ_ｎおよびＣ_ｎ＋１を含む組電池２００と、各電池セルＣ_２、・・・、Ｃ_ｎ−１、Ｃ_ｎおよびＣ_ｎ＋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。

【0017】

半導体装置１００は、電池セルＣ_２〜Ｃ_ｎ＋１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入力端子Ｔ_１〜Ｔ_ｎ＋１と、入力端子Ｔ_１〜Ｔ_ｎ＋１に接続された検査回路１０と、検査回路１０に接続された制御部１１０と、制御部１１０に接続された記憶部１２０および出力端子Ｔ_ｏｕｔと、を有する。

【0018】

半導体装置１００は、入力端子Ｔ_１〜Ｔ_ｎ＋１を介して入力される電池セルＣ_２〜Ｃ_ｎ＋１の各セル電圧を測定するセル電圧測定機能と、検査回路１０に異常が生じているか否かを診断する自己診断機能を有する。制御部１１０が、検査回路１０に制御信号を供給して検査回路１０の動作を制御することにより、上記のセル電圧測定機能および自己診断機能が実現される。制御部１１０は、検査回路１０から出力されるデータを受信する。記憶部１２０には、制御部１１０による制御の下で検査回路１０から出力されるデータ等が格納される。制御部１１０は、例えば、図示しない上位システムからの要求に応じて、記憶部１２０に格納されたデータを読み出して、出力端子Ｔ_ｏｕｔから出力する。また、制御部１１０は、検査回路１０から出力されるデータに基づいて検査回路１０に異常が生じているか否かを診断し、診断結果を出力端子Ｔ_ｏｕｔから出力する。

【0019】

図２は、検査回路１０の詳細な構成を示す図である。検査回路１０は、入力端子Ｔ_１〜Ｔ_ｎ＋１の各々に対応して設けられた複数の主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１を有する。すなわち、主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１は、直列接続された電池セルＣ_２〜Ｃ_ｎ＋１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ている。また、検査回路１０は、電池セル接続用スイッチ群１１、電源接続用スイッチ１２、電源接続用スイッチ群１３、電池セル選択用スイッチ群２０、レベルシフタ３０、基準電源４０、分圧回路５０、ＡＤコンバータ７０、直列抵抗回路８０、基準電流源８１、オフセット電流源８２、バイパススイッチ９０およびスイッチ６１〜６４を備えている。

【0020】

電池セル接続用スイッチ群１１は、入力端子Ｔ_１〜Ｔ_ｎ＋１の各々および主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１の各々に対応して設けられた複数のスイッチ１１_１〜１１_ｎ＋１を含んで構成されている。複数のスイッチ１１_１〜１１_ｎ＋１は、それぞれ、一端が対応する入力端子Ｔ_１〜Ｔ_ｎ＋１に接続され、他端が対応する主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１に接続されている。例えば、スイッチ１１_ｎは、一端が入力端子Ｔ_ｎに接続され、他端が主配線Ｗ_ｎに接続されており、スイッチ１１_ｎがオン状態となることにより、主配線Ｗ_ｎと入力端子Ｔ_ｎとが接続されて主配線Ｗ_ｎに電池セルの各ノードのうちの対応するノードの電位が印加される。

【0021】

電源接続用スイッチ１２は、一端が対応する主配線Ｗ_２に接続され、他端が高電位側の電源配線Ｗ_Ｈに接続されている。電源接続用スイッチ１２がオン状態となることにより高電位側の電源配線Ｗ_Ｈの電位が主配線Ｗ_２に印加される。

【0022】

電源接続用スイッチ群１３は、複数の主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１の各々に対応して設けられた複数のスイッチ１３_１〜１３_ｎ＋１を含んで構成されている。電源接続用スイッチ群１３を構成する複数のスイッチうち、スイッチ１３_１は、一端が対応する主配線Ｗ_１に接続され、他端が低電位側の電源配線Ｗ_Ｌに接続されている。スイッチ１３_１がオン状態となることにより低電位側の電源配線Ｗ_Ｌの電位が主配線Ｗ_１に印加される。

【0023】

第２の電源接続用スイッチ群１３を構成する複数のスイッチのうち、スイッチ１３_２〜１３_ｎ＋１は、それぞれ、一端が対応する主配線Ｗ_２〜Ｗ_ｎ＋１に接続され、他端が直列抵抗回路８０の対応するノードに接続されている。例えば、スイッチ１３_ｎは、一端が主配線Ｗ_ｎに接続され、他端が直列抵抗回路を構成する抵抗素子Ｒｈ_ｎと抵抗素子Ｒｈ_ｎ−１との接続部に接続されており、スイッチ１３_ｎがオン状態となることにより、主配線Ｗ_ｎに抵抗素子Ｒｈ_ｎと抵抗素子Ｒｈ_ｎ−１との接続部の電位が印加される。

【0024】

直列抵抗回路８０は、主配線Ｗ_２〜Ｗ_ｎ＋１およびスイッチ１３_２〜１３_ｎ＋１に対応して設けられた複数の抵抗素子Ｒｈ_２〜Ｒｈ_ｎ＋１が直列接続されて構成されている。直列抵抗回路８０の一方の終端である抵抗素子Ｒｈ_ｎ＋１の一端は、電位Ｖｃｃを生ずる電源ラインに接続され、直列抵抗回路８０の他方の終端である抵抗素子Ｒｈ_２の一端は基準電流源８１に接続されている。直列抵抗回路８０の抵抗素子間の接続部および抵抗素子Ｒｈ_２の低電位側（基準電流源８１側）の端部は、それぞれ、対応するスイッチ１３_２〜１３_ｎ＋１の一端に接続されている。

【0025】

基準電流源８１は、抵抗素子Ｒｈ_２とグランドラインとの間に設けられている。基準電流源８１がオン状態となることにより直列抵抗回路８０の抵抗素子Ｒｈ_２〜Ｒｈ_ｎ＋１に基準電流Ｉ_ｒｅｆが流れ、直列抵抗回路８０の抵抗素子間の接続部の各々および抵抗素子Ｒｈ_２の低電位側の一端には、電源ラインの電位Ｖｃｃから降下した電位が現れる。

【0026】

オフセット電流源８２は、抵抗素子Ｒｈ_２の高電位側の端部（すなわち抵抗素子Ｒｈ_２と抵抗素子Ｒｈ_３との接続部）とグランドラインとの間に設けられている。基準電流源８１およびオフセット電流源８２の双方がオン状態となることにより直列抵抗回路８０の抵抗素子Ｒｈ_３〜Ｒｈ_ｎ＋１に基準電流Ｉ_ｒｅｆとオフセット電流Ｉ_{ｏｆｆｓｅｔ}とを合算した電流が流れ、直列抵抗回路８０の抵抗素子間の接続部の各々には電源ラインの電位Ｖｃｃからさらに降下した電位が現れる。一方、基準電流源８１およびオフセット電流源８２の双方がオン状態となった場合でも抵抗素子Ｒｈ_２にはオフセット電流Ｉ_{ｏｆｆｓｅｔ}は流れず、基準電流Ｉ_ｒｅｆのみが流れる。

【0027】

バイパススイッチ９０は、直列抵抗回路８０と電源ラインとの接続部である抵抗素子Ｒｈ_ｎ＋１の高電位側の端部と、直列抵抗回路８０とオフセット電流源８２との接続部である抵抗素子Ｒｈ_２の高電位側の端部との間に設けられている。バイパススイッチ９０がオン状態となることにより、電源ラインの電位Ｖｃｃが抵抗素子Ｒｈ_２の高電位側の端部に印加される。

【0028】

電池セル選択用スイッチ群２０は、第１の電池セル選択用スイッチ群２１および第２の電池セル選択用スイッチ群２２を有する。第１の電池セル選択用スイッチ群２１および第２の電池セル選択用スイッチ群２２は、それぞれ、主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１の各々に対応して設けられた複数のスイッチ２１_１〜２１_ｎ＋１および複数のスイッチ２２_１〜２２_ｎ＋１を含んで構成されている。

【0029】

第１の電池セル選択用スイッチ群２１を構成する複数のスイッチ２１_１〜２１_ｎ＋１は、それぞれ、一端が対応する主配線に接続され、他端が第１のノードｎ_１に接続されている。例えば、スイッチ２１_ｎは、一端が主配線Ｗ_ｎに接続され、他端が第１のノードｎ_１に接続されており、スイッチ２１_ｎがオン状態となることにより主配線Ｗ_ｎの電位が第１のノードｎ_１に印加される。第２の電池セル選択用スイッチ群２２を構成する複数のスイッチ２２_１〜２２_ｎ＋１は、それぞれ、一端が対応する主配線に接続され、他端が第２のノードｎ_２に接続されている。例えば、スイッチ２２_ｎ−１は、一端が主配線Ｗ_ｎ−１に接続され、他端が第２のノードｎ_２に接続されており、スイッチ２２_ｎ−１がオン状態となることにより主配線Ｗ_ｎ−１の電位が第２のノードｎ_２に印加される。また、第２のノードｎ_２とグランドラインとの間には、スイッチ６４が設けられている。スイッチ６４がオン状態となることで、第２のノードｎ_２には接地電位が印加される。

【0030】

レベルシフタ３０は、第１のノードｎ_１と第２のノードｎ_２との間の電位差を、接地電位を基準とする電圧に変換して出力する。レベルシフタ３０から出力される電圧は、ＡＤコンバータ７０に供給される。ＡＤコンバータ７０は、入力された電圧の大きさを示すデジタル値を出力する。

【0031】

基準電源４０は、基準電圧Ｖ_Ｓを出力する。基準電圧Ｖ_Ｓは、分圧回路５０に供給されるとともに、スイッチ６１がオン状態となることにより高電位側の電源配線Ｗ_Ｈに供給される。

【0032】

分圧回路５０は、直列接続された複数の抵抗素子Ｒと、一端がこれらの抵抗素子同士の接続部の各々に接続され、他端が分圧電圧Ｖ_Ｄの出力ラインＷ_ｄに接続された複数のスイッチ５１を含んで構成されている。また、抵抗素子Ｒの一方の終端とグランドラインとの間にはスイッチ６３が設けられている。抵抗素子Ｒの他方の終端は、基準電源４０の出力ラインに接続されている。分圧回路５０は、スイッチ６３がオン状態とされ、複数のスイッチ５１のうちのいずれかがオン状態となることにより、基準電圧Ｖ_Ｓを分圧した分圧電圧Ｖ_Ｄを出力ラインＷ_ｄに出力する。出力ラインＷ_ｄから出力される分圧電圧Ｖ_Ｄの大きさは、複数のスイッチ５１のうちオン状態とするスイッチを切り替えることで変化させることが可能である。例えば、診断対象として選択される主配線に対して固有の分圧電圧Ｖ_Ｄが印加されるようにスイッチ５１を切り替えてもよい。分圧電圧Ｖ_Ｄは、スイッチ６２がオン状態となることにより低電位側の電源配線Ｗ_Ｌに供給される。

【0033】

電池セル接続用スイッチ群１１、電源接続用スイッチ１２、電源接続用スイッチ群１３バイパススイッチ９０、電池セル選択用スイッチ群２０を構成する各スイッチ、スイッチ５１、６１〜６４、基準電流源８１およびオフセット電流源８２は、制御部１１０から供給される制御信号に基づいてオンオフする。

【0034】

以下に、半導体装置１００の動作について説明する。初めに、電池セルのセル電圧を測定する場合の動作について、電池セルＣ_ｎのセル電圧を測定する場合を例に説明する。

【0035】

電池セルのセル電圧を測定する場合には、電源接続用スイッチ１２、電源接続用スイッチ群１３を構成する各スイッチ並びにスイッチ６１〜６４はオフ状態とされる。一方、電池セルＣ_ｎのセル電圧を測定する場合、電池セル接続用スイッチ群１１を構成するスイッチのうちのスイッチ１１_ｎ−１および１１_ｎがオン状態とされる。これにより、主配線Ｗ_ｎに電池セルＣ_ｎの陽極の電位が印加され、主配線Ｗ_ｎ−１に電池セルＣ_ｎの陰極の電位が印加される。更に、第１の電池セル選択用スイッチ群２１を構成するスイッチのうちのスイッチ２１_ｎがオン状態とされると共に、第２の電池セル選択用スイッチ群２２を構成するスイッチのうちのスイッチ２２_ｎ−１がオン状態とされる。これにより、主配線Ｗ_ｎに印加されている電池セルＣ_ｎの陽極の電位が第１のノードｎ_１に印加されると共に、主配線Ｗ_ｎ−１に印加されている電池セルＣ_ｎの陰極の電位が第２のノードｎ_２に印加される。

【0036】

レベルシフタ３０は、第１のノードｎ_１と第２のノードｎ_２との間の電位差、すなわち、電池セルＣ_ｎのセル電圧に相当する電圧を出力する。レベルシフタ３０から出力された電圧は、ＡＤコンバータ７０に供給される。ＡＤコンバータ７０は、レベルシフタ３０から供給された電池セルＣ_ｎのセル電圧に相当するデジタル値を出力し、これを制御部１１０に供給する。制御部１１０は、ＡＤコンバータ７０から受信した電池セルＣ_ｎのセル電圧に相当するデジタル値を記憶部１２０に格納する。

【0037】

次に、半導体装置１００において検査回路１０の異常を検出する自己診断を行う場合の動作について説明する。図３は、半導体装置１００の自己診断を行う場合の動作の流れを示すフローチャートである。本実施形態に係る自己診断においては、複数の主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１のうち、主配線Ｗ_２およびＷ_３が診断対象とされる。

【0038】

ステップＳ１において制御部１１０は、検査回路１０において図４に示す第１の状態を形成する。

【0039】

第１の状態では電池セル接続用スイッチ群１１を構成する各スイッチ、バイパススイッチ９０およびスイッチ６１、６３、６４がオフ状態とされ、電源接続用スイッチ群１３を構成する各スイッチおよびスイッチ６２がオン状態とされる。また、第１の状態では基準電流源８１がオン状態とされ、オフセット電流源８２がオフ状態とされる。これにより、直列抵抗回路８０の抵抗素子Ｒｈ_２〜Ｒｈ_ｎ＋１に基準電流Ｉ_ｒｅｆが流れ、抵抗素子Ｒｈ_２の高電位側の端部の電位が診断対象である主配線Ｗ_３に印加され、抵抗素子Ｒｈ_２の低電位側の端部の電位が診断対象である主配線Ｗ_２に印加される。すなわち、主配線Ｗ_３と主配線Ｗ_２との間にはＩ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２に相当する診断電圧が印加される。第１の状態において、主配線Ｗ_３には、電源ラインの電位Ｖｃｃから降下した電位、すなわちＶｃｃ−（Ｒｈ_ｎ＋１＋Ｒｈ_ｎ＋Ｒｈ_ｎ−１＋・・・＋Ｒｈ_３）×Ｉ_ｒｅｆに相当する電位が印加される。

【0040】

また、第１の状態では、第１の電池セル選択用スイッチ群２１において、診断対象である主配線Ｗ_３に対応するスイッチ２１_３がオン状態とされ、それ以外のスイッチがオフ状態とされる。これにより、主配線Ｗ_３が第１のノードｎ_１に接続される。また、第１の状態では、第２の電池セル選択用スイッチ群２２において、診断対象である主配線Ｗ_２に対応するスイッチ２２_２がオン状態とされ、それ以外のスイッチがオフ状態とされる。これにより、主配線Ｗ_２が第２のノードｎ_２に接続される。

【0041】

ステップＳ２においてレベルシフタ３０が第１のノードｎ_１と第２のノードｎ_２との間の電位差に応じた電圧を出力する。すなわち、レベルシフタ３０は、主配線Ｗ_３に印加された電位と主配線Ｗ_２に印加された電位の差分に相当する電圧を出力する。検査回路１０に異常がない場合、レベルシフタ３０は診断電圧（Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２）に実質的に等しい電圧を出力する。

【0042】

ステップＳ３において、ＡＤコンバータ７０がレベルシフタ３０の出力電圧に相当するデジタル値Ａを出力し、これを制御部１１０に供給する。

【0043】

ステップＳ４において、制御部１１０は、ＡＤコンバータ７０から出力されたデジタル値Ａを記憶部１２０に格納する。

【0044】

ステップＳ５において制御部１１０は、検査回路１０において図５に示す第２の状態を形成する。

【0045】

第２の状態は、オフセット電流源８２がオン状態とされる点が第１の状態と異なり、それ以外の点は第１の状態と同じである。第２の状態においては、基準電流源８１およびオフセット電流源８２の双方がオン状態とされることで、直列抵抗回路８０の抵抗素子Ｒｈ_３〜Ｒｈ_ｎ＋１に基準電流Ｉ_ｒｅｆとオフセット電流Ｉ_{ｏｆｆｓｅｔ}とを合算した電流が流れる。従って、第２の状態において、主配線Ｗ_３には、電源ラインの電位Ｖｃｃから更に降下した電位、すなわちＶｃｃ−（Ｒｈ_ｎ＋１＋Ｒｈ_ｎ＋Ｒｈ_ｎ−１＋・・・＋Ｒｈ_３）×（Ｉ_ｒｅｆ＋Ｉ_{ｏｆｆｓｅｔ}）に相当する電位が印加される。すなわち、第２の状態において主配線Ｗ_３に印加される電位は第１の状態と比較して小さくなる。一方、抵抗素子Ｒｈ_２にはオフセット電流Ｉ_{ｏｆｆｓｅｔ}は流れず、基準電流Ｉ_ｒｅｆのみが流れる。従って、第２の状態において、主配線Ｗ_３と主配線Ｗ_２との間には、第１の状態と同様、Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２に相当する診断電圧が印加される。従って、第２の状態において主配線Ｗ_２に印加される電位は第１の状態と比較して小さくなる。第２の状態では、第１の状態と同様、主配線Ｗ_３が第１のノードｎ_１に接続され、主配線Ｗ_２が第２のノードｎ_２に接続される。

【0046】

ステップＳ６においてレベルシフタ３０が第１のノードｎ_１と第２のノードｎ_２との間の電位差に応じた電圧を出力する。すなわち、レベルシフタ３０は、主配線Ｗ_３に印加された電圧と主配線Ｗ_２に印加された電圧の差分に相当する電圧を出力する。検査回路１０に異常がない場合、レベルシフタ３０は診断電圧（Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２）に実質的に等しい電圧を出力する。

【0047】

ステップＳ７において、ＡＤコンバータ７０がレベルシフタ３０の出力電圧に相当するデジタル値Ｂを出力し、これを制御部１１０に供給する。

【0048】

ステップＳ８において、制御部１１０は、ＡＤコンバータ７０から出力されたデジタル値Ｂを記憶部１２０に格納する。

【0049】

ステップＳ９において制御部１１０は、検査回路１０において図６に示す第３の状態を形成する。

【0050】

第３の状態は、バイパススイッチ９０がオン状態とされる点が第１の状態と異なり、それ以外は第１の状態と同じである。第３の状態においてオフセット電流源８２はオフ状態とされる。第３の状態においては、バイパススイッチ９０がオン状態とされることで、主配線Ｗ_３には、電源ラインの電位Ｖｃｃが印加される。すなわち、第３の状態において主配線Ｗ_３に印加される電位は、第１の状態と比較して大きくなる。一方、第３の状態において、抵抗素子Ｒｈ_２には基準電流Ｉ_ｒｅｆが流れる。従って、第３の状態において、主配線Ｗ_３と主配線Ｗ_２との間には、第１の状態および第２の状態と同様、Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２に相当する診断電圧が印加される。従って、第３の状態において主配線Ｗ_２に印加される電位は第１の状態と比較して大きくなる。第３の状態では、第１の状態および第２の状態と同様、主配線Ｗ_３が第１のノードｎ_１に接続され、主配線Ｗ_２が第２のノードｎ_２に接続される。

【0051】

ステップＳ１０においてレベルシフタ３０が第１のノードｎ_１と第２のノードｎ_２との間の電位差に応じた電圧を出力する。すなわち、レベルシフタ３０は、主配線Ｗ_３に印加された電圧と主配線Ｗ_２に印加された電圧の差分に相当する電圧を出力する。検査回路１０に異常がない場合、レベルシフタ３０は診断電圧（Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２）に実質的に等しい電圧を出力する。

【0052】

ステップＳ１１において、ＡＤコンバータ７０がレベルシフタ３０の出力電圧に相当するデジタル値Ｃを出力し、これを制御部１１０に供給する。

【0053】

ステップＳ１２において、制御部１１０は、ＡＤコンバータ７０から出力されたデジタル値Ｃを記憶部１２０に格納する。

【0054】

ステップＳ１３において、制御部１１０は、記憶部１２０に格納されたデジタル値Ａ、ＢおよびＣを読み出し、デジタル値Ａ、Ｂ、Ｃの各々が、所定範囲内であり且つデジタル値Ａ、Ｂ、Ｃ相互間の差分が所定範囲内であるか否かを判定する。制御部１１０は、デジタル値Ａ、Ｂ、Ｃの各々が、所定範囲内であり且つデジタル値Ａ、Ｂ、Ｃ相互間の差分が所定範囲内であると判定した場合には処理をステップＳ１４に移行し、それ以外の場合には処理をステップＳ１５に移行する。

【0055】

ステップＳ１４において、制御部１１０は、検査回路１０に異常はないものと判定する。一方、ステップＳ１５において、制御部１１０は、検査回路１０に異常があるものと判定する。すなわち、検査回路１０に異常がない場合には、デジタル値Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、主配線Ｗ_３と主配線Ｗ_２との間に印加された診断電圧（Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２）に相当する値となる。従って、デジタル値Ａ、Ｂ、Ｃが例えば、診断電圧（Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２）の±５％の範囲内であるか否かを判定することで検査回路１０の異常の有無を検出することが可能である。また、主配線Ｗ_３および主配線Ｗ_２にそれぞれ印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常に対しては、デジタル値Ａ、Ｂ、Ｃ相互間の差分が所定範囲内であるか否かを判定することで検出することが可能である。

【0056】

ステップＳ１６において、制御部１１０は、ステップＳ１４またはステップＳ１５における判定結果を出力端子Ｔ_ＯＵＴから出力する。

【0057】

以上のように、本実施形態に係る半導体装置１００および電池監視１システムによれば、診断対象となる一対の主配線間に印加する診断電圧を一定に保ちながら該主配線の各々に印加する電位を増減させた場合の該主配線間に生じる電圧の変動をモニタすることが可能である。従って、診断対象となる主配線に印加する電位を変化させた場合に顕在化する異常の検出が可能となる。

【0058】

なお、本実施形態では、主配線Ｗ_３および主配線Ｗ_２を診断対象とする場合を例示したが、これら以外の主配線を診断対象としてもよい。

【0059】

また、本実施形態では、直列抵抗回路８０を構成する複数の抵抗素子のうち、抵抗素子Ｒｈ_２の両端に生じる電圧を診断電圧として使用する場合を例示したが、直列抵抗回路８０を構成する他の抵抗素子の両端に生じる電圧を診断電圧として使用してもよい。

【0060】

また、本実施形態では、診断電圧を生じる抵抗素子Ｒｈ_２の高電位側の端部にオフセット電流源８２を接続する構成を例示したが、直列抵抗回路８０の診断電圧を生じる抵抗素子の高電位側の端部よりも更に高電位の抵抗素子間の接続部にオフセット電流源８２を接続してもよい。

【0061】

また、本実施形態では電源ラインと診断電圧を生じる抵抗素子Ｒｈ_２の高電位側の端部との間にバイパススイッチ９０を設ける構成を例示したが、バイパススイッチ９０は、診断電圧を生じる抵抗素子Ｒｈ_２の高電位側の端部よりも更に高電位の抵抗素子間の接続部と診断電圧を生じる抵抗素子の高電位側の端部との間に設けられていてもよい。

【0062】

また、本実施形態では、検査回路１０において３つの状態を形成した場合の主配線間の電圧の変動をモニタする場合を例示したが、上記の第１〜第３の状態のうちのいずれか２つの状態を形成した場合の主配線間の電圧の変動をモニタしてもよい。

【0063】

［第２の実施形態］
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９１_３、９１_４、・・・、９１_ｎ−１、９１_ｎ、９１_ｎ＋１、９１_ｎ＋２を含むスイッチ群９１を有する。スイッチ９１_３、９１_４、・・・、９１_ｎ−１、９１_ｎ、９１_ｎ＋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ｎ_３に接続されている。例えば、スイッチ９１_ｎは、一端が抵抗素子Ｒｈ_ｎと抵抗素子Ｒｈ_ｎ−１との接続部に接続され、他端がノードｎ_３に接続されている。スイッチ９１_ｎがオン状態となることにより、抵抗素子Ｒｈ_ｎと抵抗素子Ｒｈ_ｎ−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９１_ｎ＋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ｎ_３に接続されている。例えば、スイッチ９１_ｎ＋２とスイッチ９１_３とがオン状態となることにより、抵抗素子Ｒｈ_３と抵抗素子Ｒｈ_２との接続部には、電位Ｖｃｃが印加される。

【0064】

検査回路１０Ａの異常を検出する自己診断は、第１の実施形態の場合と同様、主配線Ｗ_２およびＷ_３が診断対象とされ、図３に示すフローチャートに示される手順で行われる。

【0065】

図８は、図３に示すフローチャートのステップＳ１の処理を実施する場合に検査回路１０Ａにおいて形成される第１の状態を示す図である。

【0066】

第１の状態では、スイッチ群９１を構成する全てのスイッチはオフ状態とされる。それ以外の状態は、第１の実施形態に係る検査回路１０における第１の状態（図４参照）と同様である。すなわち、第１の状態では電池セル接続用スイッチ群１１を構成する各スイッチ、スイッチ６１、６３、６４がオフ状態とされ、電源接続用スイッチ群１３を構成する各スイッチおよびスイッチ６２がオン状態とされる。また、第１の状態では基準電流源８１がオン状態とされ、オフセット電流源８２がオフ状態とされる。これにより、直列抵抗回路８０の抵抗素子Ｒｈ_２〜Ｒｈ_ｎ＋１に基準電流Ｉ_ｒｅｆが流れ、抵抗素子Ｒｈ_２の高電位側の端部の電位が診断対象である主配線Ｗ_３に印加され、抵抗素子Ｒｈ_２の低電位側の端部の電位が診断対象である主配線Ｗ_２に印加される。すなわち、主配線Ｗ_３と主配線Ｗ_２との間にはＩ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２に相当する診断電圧が印加される。第１の状態において、主配線Ｗ_３には、電源ラインの電位Ｖｃｃから降下した電位、すなわちＶｃｃ−（Ｒｈ_ｎ＋１＋Ｒｈ_ｎ＋Ｒｈ_ｎ−１＋・・・＋Ｒｈ_３）×Ｉ_ｒｅｆに相当する電位が印加される。また、第１の状態において、主配線Ｗ_３が第１のノードｎ_１に接続され、主配線Ｗ_２が第２のノードｎ_２に接続される。

【0067】

図９は、図３に示すフローチャートのステップＳ５の処理を実施する場合に検査回路１０Ａにおいて形成される第２の状態の一例を示す図である。

【0068】

第２の状態では、スイッチ群９１を構成するスイッチのうち、例えばスイッチ９１_３のみがオン状態とされ、他のスイッチはオフ状態とされる。第２の状態では、スイッチ群９１を構成する各スイッチ以外の他のスイッチの状態は第１の状態と同じである。一方、第２の状態では、オフセット電流源８２がオン状態とされる。これにより、直列抵抗回路８０の抵抗素子Ｒｈ_３〜Ｒｈ_ｎ＋１に基準電流Ｉ_ｒｅｆとオフセット電流Ｉ_{ｏｆｆｓｅｔ}とを合算した電流が流れる。従って、第２の状態において、主配線Ｗ_３には、電源ラインの電位Ｖｃｃから更に降下した電位、すなわちＶｃｃ−（Ｒｈ_ｎ＋１＋Ｒｈ_ｎ＋Ｒｈ_ｎ−１＋・・・＋Ｒｈ_３）×（Ｉ_ｒｅｆ＋Ｉ_{ｏｆｆｓｅｔ}）に相当する電位が印加される。すなわち、第２の状態において主配線Ｗ_３に印加される電位は、第１の状態と比較して小さくなる。一方、抵抗素子Ｒｈ_２にはオフセット電流Ｉ_{ｏｆｆｓｅｔ}は流れず、基準電流Ｉ_ｒｅｆのみが流れる。従って、第２の状態において、主配線Ｗ_３と主配線Ｗ_２との間には、第１の状態と同様、Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２に相当する診断電圧が印加される。従って、第２の状態において主配線Ｗ_２に印加される電位は第１の状態と比較して小さくなる。第２の状態では、第１の状態と同様、主配線Ｗ_３が第１のノードｎ_１に接続され、主配線Ｗ_２が第２のノードｎ_２に接続される。

【0069】

本実施形態に係る検査回路１０Ａによれば、スイッチ群９１を構成する各スイッチのうちオン状態とするスイッチを切り替えることで、主配線Ｗ_３および主配線Ｗ_２に印加される電位を変化させることができる。例えば、図９に示すようにスイッチ９１_３をオン状態とした場合に、主配線Ｗ_３に印加される電位は最小となり、その大きさは、Ｖｃｃ−（Ｒｈ_ｎ＋１＋Ｒｈ_ｎ＋Ｒｈ_ｎ−１＋・・・＋Ｒｈ_３）×（Ｉ_ｒｅｆ＋Ｉ_{ｏｆｆｓｅｔ}）である。一方、スイッチ９１_ｎ＋１をオン状態とした場合に主配線Ｗ_３に印加される電圧は最大となり、その大きさは、Ｖｃｃ−Ｒｈ_ｎ＋１×（Ｉ_ｒｅｆ＋Ｉ_{ｏｆｆｓｅｔ}）−（Ｒｈ_ｎ＋Ｒｈ_ｎ−１＋・・・＋Ｒｈ_３）×Ｉ_ｒｅｆである。本実施形態に係る検査回路１０Ａによれば、第２の状態においてスイッチ群９１を構成する各スイッチのうちオン状態とするスイッチを切り替えることで、上記の最小値から最大値までの範囲で主配線Ｗ_３に印加される電位を段階的に変化させることが可能である。一方、スイッチ群９１を構成する各スイッチのうちオン状態とするスイッチを切り替えた場合でも、診断電圧を生じる抵抗素子Ｒｈ_２に基準電流Ｉ_ｒｅｆが流れる状態が維持されるので、主配線Ｗ_３と主配線Ｗ_２との間に印加される診断電圧の大きさは一定（Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２）に維持される。主配線Ｗ_２に印加される電位は、主配線Ｗ_３に印加される電位の変化に応じて変化する。

【0070】

図１０は、図３に示すフローチャートのステップＳ９の処理を実施する場合に検査回路１０Ａにおいて形成される第３の状態の一例を示す図である。

【0071】

第３の状態では、スイッチ群９１を構成するスイッチのうち、例えばスイッチ９１_３および９１_ｎ＋２がオン状態とされ、他のスイッチはオフ状態とされる。第３の状態では、スイッチ群９１を構成する各スイッチ以外の他のスイッチの状態は第１の状態と同じである。第３の状態においてオフセット電流源８２はオフ状態とされる。

【0072】

第３の状態においては、スイッチ９１_３および９１_ｎ＋２がオン状態とされることで、主配線Ｗ_３には、電源ラインの電位Ｖｃｃが印加される。すなわち、第３の状態において主配線Ｗ_３に印加される電位は、第１の状態と比較して大きくなる。一方、第３の状態において、抵抗素子Ｒｈ_２には基準電流Ｉ_ｒｅｆが流れる。従って、第３の状態において、主配線Ｗ_３と主配線Ｗ_２との間には、第１の状態および第２の状態と同様、Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２に相当する診断電圧が印加される。従って、第３の状態において主配線Ｗ_２に印加される電位は第１の状態と比較して大きくなる。第３の状態では、第１の状態および第２の状態と同様、主配線Ｗ_３が第１のノードｎ_１に接続され、主配線Ｗ_２が第２のノードｎ_２に接続される。

【0073】

本実施形態に係る検査回路１０Ａによれば、スイッチ群９１を構成する各スイッチのうちオン状態とする２つのスイッチの組み合わせを切り替えることで、主配線Ｗ_３および主配線Ｗ_２に印加される電位を変化させることができる。例えば、図１０に示すようにスイッチ９１_３および９１_ｎ＋２をオン状態とした場合に、主配線Ｗ_３に印加される電圧は最大となり、その大きさは、Ｖｃｃである。一方、スイッチ９１_３および９１_４をオン状態とした場合に主配線Ｗ_３に印加される電圧は最小となり、その大きさは、Ｖｃｃ−（Ｒｈ_ｎ＋１＋Ｒｈ_ｎ＋Ｒｈ_ｎ−１＋・・・＋Ｒｈ_４）×Ｉ_ｒｅｆである。本実施形態に係る検査回路１０Ａによれば、第３の状態においてスイッチ群９１を構成するスイッチのうちオン状態とする２つのスイッチの組み合わせを切り替えることで、上記の最小値から最大値までの範囲で主配線Ｗ_３に印加される電圧のレベルを段階的に変化させることが可能である。一方、スイッチ群９１を構成するスイッチのうちオン状態とするスイッチを切り替えた場合でも、診断電圧を生じる抵抗素子Ｒｈ_２に基準電流Ｉ_ｒｅｆが流れる状態が維持されるので、主配線Ｗ_３と主配線Ｗ_２との間に印加される診断電圧の大きさは一定（Ｉ_ｒｅｆ×Ｒｈ_２）に維持される。主配線Ｗ_２に印加される電位は、主配線Ｗ_３に印加される電位の変化に応じて変化する。

【0074】

以上のように、本実施形態に係る検査回路１０Ａによれば、第２の状態および第３の状態において、スイッチ群９１を構成する各スイッチのうちオン状態とするスイッチを切り替えることで、診断対象とされた一対の主配線間に印加される診断電圧を一定に維持しつつ、各主配線に印加される電位を変化させることができる。従って、各主配線に印加される電位の変化幅を第１の実施形態に係る検査回路１０よりも小さくすることができ、自己診断の精度をより高めることが可能となる。

【0075】

［第３の実施形態］
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Ｖ_Ｄの出力ラインＷ_ｄ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。

【0076】

本実施形態に係る検査回路１０Ｂによれば、第１の実施形態に係る検査回路１０と同様の効果を得ることができる。なお、第２の実施形態に係る検査回路１０Ａのスイッチ群９１を、本実施形態に係る検査回路１０Ｂに適用することも可能である。

【0077】

なお、上記の各実施形態において、検査回路１０（１０Ａ、１０Ｂ）、制御部１１０および記憶部１２０を単一の半導体チップに形成する場合について例示したが、例えば図１２に示すように、電池監視システムは、検査回路１０（１０Ａ、１０Ｂ）を備えた第１の半導体チップ１００Ａと、制御部１１０および記憶部１２０を備えた第１の半導体チップ１００Ａとは別体の第２の半導体チップ１００Ｂと、複数の電池セルを含む組電池２００と、を含んで構成されていてもよい。

【0078】

また、上記の各実施形態の検査回路１０（１０Ａ、１０Ｂ）の電池セル選択用スイッチ群２０は、複数の主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１の各々に対応して設けられ、一端が対応する主配線に接続され、他端が第１のノードｎ_１に接続された複数のスイッチ２１_１〜２１_ｎ＋１を含む第１の電池セル選択用スイッチ群２１および、複数の主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１の各々に対応して設けられ、一端が対応する主配線に接続され、他端が第２のノードｎ_２に接続された複数のスイッチ２２_１〜２２_ｎ＋１を含む第２の電池セル選択用スイッチ群２２を含んで構成されるものであった。電池セル選択用スイッチ群２０は、図１２に示す構成の電池セル選択用スイッチ群２０Ａに置換することが可能である。

【0079】

電池セル選択用スイッチ群２０Ａは、複数の主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１の各々に対応して設けられた複数のスイッチ２３_１〜２３_ｎ＋１を含んで構成されている。スイッチ２３_１〜２３_ｎ＋１は、それぞれ接点ａ、ｂおよびｃを有する３接点スイッチであり、接点ａが対応する主配線に接続され、接点ｂが第１のノードｎ_１に接続され、接点ｃが第２のノードｎ_２に接続されている。複数のスイッチ２３_１〜２３_ｎ＋１は、制御部１１０からの制御に基づいて、接点ａが接点ｂおよび接点ｃのいずれかに接続された状態および接点ａが接点ｂおよび接点ｃのいずれにも接続されていない状態のいずれかに切り替えることが可能である。

【0080】

検査回路１０（１０Ａ、１０Ｂ）において、電池セル選択用スイッチ群２０Ａを適用する場合でも、電池セル選択用スイッチ群２０を適用した場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、電池セル選択用スイッチ群は、複数の主配線Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１の各々の第１のノードｎ_１または第２のノードｎ_２への接続および非接続を切り替えるものであれば、いかなる構成を有していてもよい。

【符号の説明】

【0081】

１ 電池監視システム
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
Ｃ_２〜Ｃ_ｎ＋１ 電池セル
Ｗ_１〜Ｗ_ｎ＋１ 主配線
ｎ_１ 第１のノード
ｎ_２ 第２のノード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】