特許 5823884 バランス回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5823884

(24)【登録日】2015年10月16日

(45)【発行日】2015年11月25日

(54)【発明の名称】バランス回路

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20151105BHJP

   H02J 7/02 20060101ALI20151105BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20151105BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H02J7/02 H

   H02H7/18

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-25125(P2012-25125)

(22)【出願日】2012年2月8日

(65)【公開番号】特開2013-162722(P2013-162722A)

(43)【公開日】2013年8月19日

【審査請求日】2014年10月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】303046277

【氏名又は名称】旭化成エレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高山 茂樹

【審査官】 岩田 淳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１７２９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１１９６８２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１８０３９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３１／０２−３１／０６

Ｈ０１Ｇ ２／０２

２／０８

２／２４

９／００

９／０７

９／２１

９／２６−１１／８６

Ｈ０２Ｈ １／００− ３／０７

７／００

７／１０− ７／２０

９９／００

Ｈ０２Ｊ ７／００− ７／１２

７／３４− ７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

充電回路の出力端子からグラウンドまで直列接続され、前記充電回路の出力電圧により充電される２以上のセルを備え、各セルの前記充電回路の出力端子側の一端電圧とグラウンド側の他端電圧との電位差をそれぞれ均等化するバランス回路において、
隣り合う２つのセルの接続部の電圧を前記出力電圧の分圧電圧に設定するバランスアンプと、
前記充電回路の起動期間中に前記バランスアンプを停止させ、前記充電回路の定常時に前記バランスアンプを動作させる停止回路と、
前記バランスアンプの出力端子と、前記分圧電圧よりも小さい第１の基準電圧に接続する端子と、の間に接続された電流生成回路と、
前記バランスアンプの出力端子の電圧が、前記第１の基準電圧と前記分圧電圧との間の電圧である第２の基準電圧を下回ったときに、前記第２の基準電圧を下回ったことを示す検出信号を出力する開放検出回路とを備え、
前記検出信号に応じて前記充電回路を停止させることを特徴とするバランス回路。

【請求項2】

充電回路の出力端子からグラウンドまで直列接続され、前記充電回路の出力電圧により充電される２以上のセルを備え、各セルの前記充電回路の出力端子側の一端電圧とグラウンド側の他端電圧との電位差をそれぞれ均等化するバランス回路において、
隣り合う２つのセルの接続部の電圧を前記出力電圧の分圧電圧に設定するバランスアンプと、
前記充電回路の起動期間中に前記バランスアンプを停止させ、前記充電回路の定常時に前記バランスアンプを動作させる停止回路と、
前記バランスアンプの出力端子と、前記分圧電圧よりも大きい第１の基準電圧に接続する端子と、の間に接続された電流生成回路と、
前記バランスアンプの出力端子の電圧が、前記第１の基準電圧と前記分圧電圧との間の電圧である第２の基準電圧を超えたときに、前記第２の基準電圧を超えたことを示す検出信号を出力する開放検出回路とを備え、
前記検出信号に応じて前記充電回路を停止させることを特徴とするバランス回路。

【請求項3】

前記充電回路の出力端子及び前記バランスアンプの出力端子と、前記グラウンドとの間に放電回路をさらに備え、
前記放電回路は、前記各セルの電荷を前記検出信号に応じて放電することを特徴とする請求項１又は２に記載のバランス回路。

【請求項4】

前記停止回路は、前記充電回路の起動期間中に前記電流生成回路が生成する電流を前記バランスアンプの出力端子と前記第１の基準電圧に接続する端子との間に流し、前記充電回路の定常時に前記バランスアンプの出力端子と前記第１の基準電圧に接続する端子との間に電流を流さないことを特徴とする請求項１又は２に記載のバランス回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バランス回路に関し、より詳細には、コンデンサの各セルの両端の電位差をそれぞれ均等化するバランスアンプを備え、回路内の接続端子がオープンであっても、各セルが破壊されるのを防止できるバランス回路に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ディスプレイやデジタルカメラ機能付携帯電話のフラッシュ装置等を小型化、薄型化するために、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いることが考えられている。

【0003】

このとき、ＬＥＤを高輝度で発光させるには、小型で大容量のコンデンサが必要となるが、このＬＥＤに高い電圧を印加して点灯させるＬＥＤ点灯装置では、ＬＥＤに電荷を供給する素子としてＥＤＬＣ（電気二重層コンデンサ）を用いることが特許文献１に記載されている。

【0004】

ところで、ＥＤＬＣは、大容量で電荷を多量に蓄えることができるが耐電圧が低いため、高耐電圧のコンデンサとして利用するためには、複数個のＥＤＬＣのセルを直列接続して使用する必要がある。また、直列接続された各セルは、その容量にバラツキがあるため、各セルのそれぞれに抵抗又はダイオードを並列に接続して各セルの両端電圧を均等化するバランス回路が用いられている。

【0005】

図９に、従来のバランス回路７０の回路図を示す。従来のバランス回路７０は、充電回路２と直列接続したＥＤＬＣ３と、充電回路２が出力する出力電圧Ｖ_OUTを分圧する抵抗２１ａ、２１ｂを有する抵抗分割回路５と、その分圧した電圧を直列接続されたＥＤＬＣ３のセルＡ及びセルＢの接続部２３に出力するボルテージフォロワであるバランスアンプ（Ｂａｌａｎｃｉｎｇ Ａｍｐ）７とを備えている。

【0006】

この従来のバランス回路７０の動作について説明する。まず、充電回路２が入力電圧Ｖｉｎから安定した出力電圧Ｖ_OUTを出力端子１７に直列接続されたＥＤＬＣ３のセルＡ及びセルＢに出力する。そして、抵抗分割回路５は、出力電圧Ｖ_OUTを分圧し、バランスアンプ７は、その分圧電圧をバッファリングする。バランスアンプ７は、ＢＡＬ端子１１に接続されたセルＡ及びセルＢの接続部２３を、出力電圧である出力電圧Ｖ_OUTの（接続部よりグラウンド側のセルの個数）／（セルの個数）の電圧に調整する。例えば、セルＡ及びセルＢの接続部２３は、出力電圧Ｖ_OUTの１／２の電圧に調整する。

【0007】

この従来のバランス回路では、回路全体に流れる漏れ電流が大であると共に、抵抗等での発熱が大きく、電力を無駄に消費しているという問題点があった。この問題を解決する技術として特許文献２に記載されているものが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００９−２９５７６９号公報

【特許文献2】実開平５−２３５２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、従来のバランス回路には、セル間の共通接続部の端子であるＢＡＬ端子や充電回路の出力端子等の接続端子がオープンになると、システムが正常に動作しなくなり、特に、接続端子が接続不良などによりオープンになると、セルが破壊される場合があるという問題があった。

【0010】

例えば、ＢＡＬ端子がオープンになると、各セルの電位差を均等化できなくなり、容量値の小さなセルに高い電圧が掛かる。高い電圧が掛かったセルは一方のセルよりも劣化し易くなる。劣化によりＥＤＬＣは容量値が小さくなるため、容量値の小さくなったセルにさらに高い電圧が掛かる。さらに高い電圧が掛かると、さらにセルの劣化が進み容量値が小さくなる。このようにセルの劣化が進む事により、最終的にセルが破壊される場合がある。

【0011】

本発明は、上記のような点に鑑みて行われたものであり、回路内の接続端子がオープンであっても、コンデンサの各セルが破壊されるのを防止できるバランス回路を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、充電回路の出力端子からグラウンドまで直列接続され、充電回路の出力電圧により充電される２以上のセルを備え、各セルの充電回路の出力端子側の一端電圧とグラウンド側の他端電圧との電位差をそれぞれ均等化するバランス回路において、隣り合う２つのセルの接続部の電圧を出力電圧の分圧電圧に設定するバランスアンプと、充電回路の起動期間中にバランスアンプを停止させ、充電回路の定常時にバランスアンプを動作させる停止回路と、バランスアンプの出力端子と、分圧電圧よりも小さい第１の基準電圧に接続する端子と、の間に接続された電流生成回路と、バランスアンプの出力端子の電圧が、第１の基準電圧と分圧電圧との間の電圧である第２の基準電圧を下回ったときに、第２の基準電圧を下回ったことを示す検出信号を出力する開放検出回路とを備え、検出信号に応じて充電回路を停止させることを特徴とする。

【0013】

この構成によれば、バランス回路内の接続端子がオープンであっても、オープンになったことを検出して、コンデンサの各セルに出力電圧を出力する充電回路を停止させることができる。これにより、各セルの両端の電位差を均等化することができなくなって容量値の小さなセルに高い電圧がかかり、セルの両端電圧が耐電圧を超えるという事態を回避することができるので、セルが破壊されるのを防止することができる。

【0014】

請求項２に記載の発明は、充電回路の出力端子からグラウンドまで直列接続され、充電回路の出力電圧により充電される２以上のセルを備え、各セルの充電回路の出力端子側の一端電圧とグラウンド側の他端電圧との電位差をそれぞれ均等化するバランス回路において、隣り合う２つのセルの接続部の電圧を出力電圧の分圧電圧に設定するバランスアンプと、充電回路の起動期間中にバランスアンプを停止させ、充電回路の定常時にバランスアンプを動作させる停止回路と、バランスアンプの出力端子と、分圧電圧よりも大きい第１の基準電圧に接続する端子と、の間に接続された電流生成回路と、バランスアンプの出力端子の電圧が、第１の基準電圧と分圧電圧との間の電圧である第２の基準電圧を超えたときに、第２の基準電圧を超えたことを示す検出信号を出力する開放検出回路とを備え、検出信号に応じて充電回路を停止させることを特徴とする。これにより、上記請求項１に記載の発明と同様に、セルが破壊されるのを防止することができる。

【0015】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のバランス回路であって、充電回路の出力端子及びバランスアンプの出力端子と、グラウンドとの間に放電回路をさらに備え、放電回路は、各セルの電荷を検出信号に応じて放電することを特徴とする。この構成によれば、各セルの出力端子側の電圧がグラウンド電圧に保持されて、余計に充電された電荷をグラウンドへ放電することができる。これにより、各セルの両端に高い電圧がかかってセルの劣化が進むのを防ぐことができるため、セルの寿命をより長くすることができる。

【0016】

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載のバランス回路であって、停止回路は、充電回路の起動期間中に電流生成回路が生成する電流をバランスアンプの出力端子と第１の基準電圧に接続する端子との間に流し、充電回路の定常時にバランスアンプの出力端子と第１の基準電圧に接続する端子との間に電流を流さないことを特徴とする。これにより、充電回路の定常時に、充電回路が供給する充電電流を減少や増加をさせることなくセル間の接続部に流すことができるため、接続部に接続するバランスアンプの出力端子の電圧をより精度良く調整することができる。

【発明の効果】

【0017】

以上説明したように、本発明によれば、バランス回路は、回路内の接続端子がオープンであっても、コンデンサの各セルが破壊されるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態１のバランス回路の回路図である。

【図2】本発明の実施形態１のバランス回路の動作を説明するための図である。

【図3】本発明の実施形態１のバランス回路の他の動作を説明するための図である。

【図4】本発明の実施形態２のバランス回路の回路図ある。

【図5】本発明の実施形態３のバランス回路の回路図ある。

【図6】本発明の実施形態３のバランス回路の動作を説明するための図である。

【図7】本発明の実施形態４のバランス回路の回路図である。

【図8】本発明の実施形態４のバランス回路の動作を説明するための図である。

【図9】従来のバランス回路の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明のバランス回路は、ディスプレイのバックライトや乗用車のテールランプ等に利用されているＬＥＤ点灯装置等に用いることができる。

【0020】

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１のバランス回路１の回路図である。図１において、バランス回路１は、入力電圧Ｖ_inから安定した出力電圧Ｖ_OUTを出力する充電回路２と、充電回路２と直列接続されて出力電圧Ｖ_OUTを入力するＥＤＬＣ３と、ＥＤＬＣ３が有する２つの直列接続されたセルＡ及びセルＢの両端電圧の中間電圧、つまり出力電圧Ｖ_OUTを分圧した分圧電圧を生成する抵抗分割回路５と、抵抗分割回路５で分圧された分圧電圧によりＥＤＬＣ３の電圧を調整するバランスアンプ７とを備えている。

【0021】

さらに、バランス回路１は、充電回路２の出力電圧Ｖ_OUTが基準電圧Ｖ_REFＡの電圧に到達するまでの起動期間中にバランスアンプ７を停止させる停止回路９と、バランスアンプ７が分圧電圧を出力するＢＡＬ端子１１から第１の基準電圧であるグラウンドへ充電回路２の充電電流よりも小さな電流を流す電流生成回路１３と、ＢＡＬ端子１１の電圧が第２の基準電圧Ｖ_REFＢを下回ったときにＢＡＬ端子１１がオープンであることを検出する開放検出回路１５とを備えている。第２の基準電圧Ｖ_REFＢは、出力電圧Ｖ_OUTを分圧した分圧電圧とグラウンド電圧との間の電圧である。

【0022】

ＥＤＬＣ３のセルＡは、一端が充電回路２と出力端子１７を介して接続され、他端がセルＢの一端と直列に接続されている。セルＢの他端は、ＧＮＤ端子１９でグラウンドに接続されている。抵抗分割回路５は、直列に接続された２つの抵抗２１ａ及び２１ｂで構成され、一端が充電回路２に接続されて、他端がグラウンドに接続されている。バランスアンプ７は、分圧電圧を入力する＋入力端子が抵抗２１ａ及び２１ｂの接続部２２と接続され、分圧電圧を出力するＢＡＬ端子１１が−入力端子、並びにセルＡ及びセルＢの接続部２３と接続されている。バランスアンプ７は、ＢＡＬ端子１１に接続され、コンデンサであるＥＤＬＣ３を構成するセルＡ及びセルＢの接続部２３を、出力電圧Ｖ_OUTの（接続部よりグラウンド側のセルの個数）／（セルの個数）の電圧に調整する。

【0023】

停止回路９は、充電回路２の出力電圧Ｖ_OUTと基準電圧Ｖ_REFＡとを比較し、出力電圧Ｖ_OUTの電圧変動を検出して検出信号をバランスアンプ７に出力するコンパレータ２５で構成されている。コンパレータ２５は、＋入力端子が基準電圧Ｖ_REFＡの生成回路の出力に接続され、−入力端子が充電回路２に接続されて、出力端子がバランスアンプ７に接続されている。コンパレータ２５は、出力電圧Ｖ_OUTが基準電圧Ｖ_REFＡの電圧に到達するまでを起動期間中として出力電圧Ｖ_OUTを監視する。

【0024】

電流生成回路１３は、直流電流源２７で構成されている。直流電流源２７は、一端がＢＡＬ端子１１に接続され、他端がＧＮＤ端子２８で第１の基準電圧であるグラウンドに接続されている。

【0025】

開放検出回路１５は、ＢＡＬ端子１１の電圧と第２の基準電圧Ｖ_REFＢとを比較し、ＢＡＬ端子１１の電圧の電圧変動を検出して検出信号を充電回路２に出力するコンパレータ２９で構成されている。コンパレータ２９は、＋入力端子が第２の基準電圧Ｖ_REFＢの生成回路の出力に接続され、−入力端子がＢＡＬ端子１１に接続されて、出力端子が充電回路２に接続されている。このように構成される実施形態１のバランス回路１の動作を、図２及び図３を用いて以下に説明する。

【0026】

図２は、本発明の実施形態１のバランス回路１の動作を説明するための図であり、ＢＡＬ端子１１がオープンになった場合の動作を示す図である。

【0027】

まず、充電回路２の起動期間中で、出力電圧Ｖ_OUTがコンパレータ２５の基準電圧Ｖ_REFＡよりも低いとき、停止回路９はＨＩ信号をバランスアンプ７に出力してバランスアンプ７を停止させる。このとき、バランスアンプ７の出力は電位がフローティングになる。これにより、セルＡ及びセルＢの両端電圧が安定していない充電回路２の起動期間中は、ＥＤＬＣ３に出力電圧Ｖ_OUTの分圧電圧を出力しない。

【0028】

ここで、電流生成回路１３の電流を充電回路２による充電電流より十分小さく設定するとで、充電回路２からセルＡに供給される充電電流とセルＡ及びセルＢの接続部２３からセルＢに流れる電流とは近似的に等しいと考えることができる。これにより、ＢＡＬ端子１１の電圧はセルＡ及びセルＢの容量値とＶ_OUTにより下式で決定することができる。

【0029】

ＢＡＬ端子１１がオープンでない場合で、電流生成回路１３の電流が充電電流よりも十分小さいとき、セルＡの容量値をＣ_A、セルＢの容量値をＣ_B、出力電圧をＶ_OUTとするとＢＡＬ端子１１の電圧Ｖ_BALは下式で表される。

【0030】

Ｖ_BAL=Ｖ_OUT・Ｃ_A／(Ｃ_A＋Ｃ_B)
なお、Ｃ_AとＣ_Bが等しい場合は１／２・Ｖ_OUTになるが、実際には容量値のばらつきにより電圧は上下する。

【0031】

ＢＡＬ端子１１がオープンになった場合、ＢＡＬ端子１１には電流が流れなくなり、バランスアンプ７の出力端子の電圧は電流生成回路１３によりプルダウンされる。このため、ＢＡＬ端子１１の電圧は、第１の基準電圧であるグラウンド電圧とバランスアンプ７に入力される出力電圧Ｖ_OUTの分圧電圧との間の電圧である第２の基準電圧Ｖ_REFＢを下回り、やがてグラウンド電圧まで下がる。ＢＡＬ端子１１の電圧が第２の基準電圧Ｖ_REFＢを下回ると、開放検出回路１５はＢＡＬ端子１１がオープンになったことを示す検出信号であるＨＩ信号を充電回路２に出力する。ＨＩ信号が充電回路２に入力されると充電回路２は停止（パワーダウン）して、セルＡ及びセルＢへの充電動作が行われなくなる。

【0032】

このようにして、ＢＡＬ端子１１がオープンであっても、オープンになったことを検出して出力電圧Ｖ_OUTをセルＡ及びセルＢに出力する充電回路２を停止させることができる。これにより、セルＡ及びセルＢのそれぞれの電位差を均等化することができなくなって容量値の小さなセルに高い電圧がかかり、セルの両端電圧が耐電圧を超えるという事態を回避することができるので、セルが破壊されるのを防止することができる。

【0033】

図３は、本発明の実施形態１のバランス回路１の他の動作を説明するための図であり、充電回路２の出力端子１７がオープンになった場合の動作を示す図である。

【0034】

出力端子１７がオープンになった場合、充電回路２からセルＡ及びセルＢへ充電電流が供給されなくなる。すると、セルＡ及びセルＢの接続部２３からＢＡＬ端子１１に電流が流れなくなり、バランスアンプ７の出力端子の電圧は電流生成回路１３によりプルダウンされる。このため、ＢＡＬ端子１１の電圧は、第１の基準電圧であるグラウンド電圧とバランスアンプ７に入力される出力電圧Ｖ_OUTの分圧電圧との間の電圧である第２の基準電圧Ｖ_REFＢを下回り、やがてグラウンド電圧まで下がる。ＢＡＬ端子１１の電圧が第２の基準電圧Ｖ_REFＢを下回ると、開放検出回路１５は出力端子１７がオープンになったことを示す検出信号であるＨＩ信号を充電回路２に出力する。すなわち、充電回路２と直列接続されたセルＡ及びセルＢとの接続不良を検出して、出力電圧Ｖ_OUTをセルＡ及びセルＢに出力する充電回路２を停止させることができる。

【0035】

したがって、本発明の実施形態１のバランス回路１は、上述の構成及び動作により、回路内の端子がオープンであっても、セルＡ及びセルＢの両端電圧が耐電圧を超えるという事態を回避することができるので、セルＡ及びセルＢが破壊されるのを防止することができる。

【0036】

なお、回路内の端子がオープンでない場合、出力電圧Ｖ_OUTが上昇して基準電圧Ｖ_REFＡを超え、充電回路２が起動期間から定常時になると、停止回路９のコンパレータ２５はＬＯ信号をバランスアンプ７に出力する。すると、バランスアンプ７は、動作を開始して、出力電圧Ｖ_OUTを分圧した分圧電圧をバッファリングして、セルＡ及びセルＢの接続部２３の電圧を分圧電圧に設定する。そして、各セルの両端電圧は均等化される。

【0037】

ここで、停止回路９は、コンパレータ２５で構成されているが、セルＡ及びセルＢの充電を開始してから一定時間をカウントするカウンターでも代用できる。例えば、一定時間をカウンターのＭＳＢ信号が反転するまでの時間に設定すると、ＭＳＢ信号をバランスアンプ７を停止させる信号として用いることができる。また、基準電圧Ｖ_REFＡの生成回路は、バンドギャップ回路やレギュレータ等を用いることができる。

【0038】

また、電流生成回路１３は、直流電流源２７に限らず、抵抗、ダイオード、トランジスタスイッチ、レギュレータ出力を接続してもよい。ただし、ＢＡＬ端子１１がオープンでないときに、グラウンドへ流れる電流を小さくできるため、電流源や抵抗を用いることが好ましい。

【0039】

なお、本実施形態では、２個のセルＡ及びセルＢを直列接続した場合について説明したが、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のセルを直列接続した場合でも、バランスアンプの出力端子、充電回路の出力端子等の接続端子がオープンになったことを検出して充電回路を停止することができる。このとき、各セル間の共通接続部に出力電圧を分圧した分圧電圧をそれぞれ与える（Ｎ−１）個のバランスアンプを用意し、各バランスアンプに停止回路の出力信号を与え、各バランスアンプの出力端子に電流生成回路と開放検出回路をそれぞれ接続すればよい。

【0040】

（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２のバランス回路３０の回路図である。実施形態１との相違点は、電流生成回路３１が出力端子１７とＢＡＬ端子１１との間に挿入して備えられ、第１の基準電圧が出力電圧Ｖ_OUTとなる点、第２の基準電圧Ｖ_REFＢを充電回路２の出力電圧Ｖ_OUTと出力電圧Ｖ_OUTの分圧電圧との間の電圧とした点、開放検出回路１５におけるコンパレータ３５はコンパレータ２９の−入力端子と＋入力端子とを入れ替えたものである点である。

【0041】

電流生成回路３１は、直流電流源３３で構成されている。直流電流源３３は、一端がＢＡＬ端子１１に接続され、他端が出力端子１７を介して出力電圧Ｖ_OUTに接続されている。

【0042】

実施形態２のバランス回路３０では、ＢＡＬ端子１１、出力端子１７に限らずセルＢの他端のＧＮＤ端子１９がオープンになったことも検出することができる。すなわち、ＧＮＤ端子１９がオープンになった場合、ＧＮＤ端子１９には電流が流れなくなり、電流生成回路３１にも電流が流れなくなる。このため、ＢＡＬ端子１１の電圧は、電流生成回路３１によりプルアップされて、出力電圧Ｖ_OUTとバランスアンプ７に入力される出力電圧Ｖ_OUTの分圧電圧との間の電圧である第２の基準電圧Ｖ_REFＢを超え、やがて出力電圧Ｖ_OUTまで上昇する。ＧＮＤ端子１９の電圧が第２の基準電圧Ｖ_REFＢを超えると、開放検出回路１５はＧＮＤ端子１９がオープンになったことを示す検出信号であるＨＩ信号を充電回路２に出力する。ＨＩ信号が充電回路２に入力されると充電回路２は停止して、セルＡ及びセルＢへの充電動作が行われなくなる。したがって、本発明の実施形態２のバランス回路は、上述の構成及び動作により、セルＢの他端のＧＮＤ端子１９がオープンであっても、セルＡ及びセルＢの両端電圧が耐電圧を超えるという事態を回避することができるので、セルＡ及びセルＢが破壊されるのを防止することができる。

【0043】

また、開放検出回路１５は、電流生成回路３１が出力端子１７とＢＡＬ端子１１との間に接続されたとき、第２の基準電圧Ｖ_REFＢを充電回路２の出力電圧Ｖ_OUTと出力電圧Ｖ_OUTの分圧電圧との間の電圧として、実施形態１のバランス回路１におけるコンパレータ２９の−入力端子と＋入力端子とを入れ替えたコンパレータ３５とすればよい。

【0044】

（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３のバランス回路４０の回路図である。実施形態３のバランス回路４０は、実施形態１のバランス回路１において、開放検出回路１５から出力される検出信号を入力し、検出信号に応じてセルＡ及びセルＢの電荷をグラウンドへ放電する放電回路４１が追加して備えられている。

【0045】

放電回路４１は、充電回路２の出力端子１７とＢＡＬ端子１１に接続された放電用トランジスタ４３及び４５で構成されている。放電用トランジスタ４３は、出力端子１７とグラウンドとの間に設けられ、放電用トランジスタ４５は、ＢＡＬ端子１１とグラウンドとの間に設けられている。また、放電用トランジスタ４３及び４５のゲート端子は、それぞれコンパレータ２９の出力端子と接続されている。

【0046】

図６は、実施形態３のバランス回路４０の動作を説明するための図であり、ＢＡＬ端子１１がオープンになった場合の動作を示す図である。実施形態１と同様に、ＢＡＬ端子１１がオープンになったことを開放検出回路１５が検出すると、検出信号であるＨＩ信号が放電回路４１の放電用トランジスタ４３及び４５に入力される。すると、セルＡ及びセルＢのそれぞれの出力端子１７側の電圧がグラウンド電圧に保持されて、余計に充電された電荷をグラウンドへ放電することができる。これにより、セルＡ及びセルＢの両端に高い電圧がかかって、セルＡ及びセルＢの劣化が進むのを回避できるため、各セルの寿命をより長くすることができる。

【0047】

(実施形態４)
図７は、実施形態４のバランス回路５０の回路図である。実施形態４のバランス回路５０は、実施形態１のバランス回路１において、電流生成回路１３とＢＡＬ端子１１とを導通又は遮断するスイッチ５１が追加して備えられている。スイッチ５１は、充電回路２が起動期間から定常時に移行したときに、電流生成回路１３に流れる電流を遮断して、充電回路２から供給される充電電流を減少させることなく、セルＡ及びセルＢに流すようにするためのものである。

【0048】

スイッチ５１は、トランジスタ５３で構成されている。トランジスタ５３の一端はＢＡＬ端子１１に接続され、他端は電流生成回路１３の直流電流源２７に接続されている。トランジスタ５３のゲート端子は、停止回路９のコンパレータ２５の出力端子に接続されている。

【0049】

図８は、本発明の実施形態４のバランス回路５０の動作を説明するための図である。ＢＡＬ端子１１がオープンではなく、接続に異常が無い場合、出力電圧Ｖ_OUTがコンパレータ２５の基準電圧Ｖ_REFＡを超えると停止回路９の出力が反転し、バランスアンプ７をオンさせると共にスイッチ５１をオフさせ、電流生成回路１３を遮断する。これにより、充電回路２の定常時に、充電回路２から流れる充電電流を減少させることなくセルＡ及びセルＢの接続部２３に流すことができるため、接続部２３に接続するＢＡＬ端子１１の電圧をより精度良く調整することができる。

【0050】

なお、スイッチ５１は電流生成回路１３とグラウンドとの間に接続してもよい。また、実施形態２のバランス回路３０のように、図４の電流生成回路３１を充電回路２の出力端子１７とＢＡＬ端子１１との間に接続する場合は、スイッチ５１はＢＡＬ端子１１と電流生成回路３１又は出力端子１７と電流生成回路１３の間に接続する。このとき、充電回路２の定常時に、充電回路２から流れる充電電流を増加させることなくセルＡ及びセルＢの接続部２３に流すことができるため、接続部２３に接続するＢＡＬ端子１１の電圧をより精度良く調整することができる。本願発明の実施形態は、上述の実施形態に限られず、上記実施形態のバランス回路を組み合わせることもできる。

【0051】

また、本発明のバランス回路は、充電回路の出力端子からグラウンドまで順に接続され、充電回路が出力する出力電圧により充電される第１乃至第Ｎ（Ｎは２以上の整数）のセルの出力端子側の一端電圧とグラウンド側の他端電圧との電位差をそれぞれ均等化するバランス回路において、第ｋ（１≦ｋ≦Ｎ−１）のセルと第（ｋ＋１）のセルとが接続された第ｋの接続部の電圧を出力電圧を分圧した第ｋの分圧電圧に設定する第ｋのバランスアンプと、起動期間中に第１乃至第Ｎのバランスアンプを停止させる停止回路と、充電回路が供給する充電電流よりも小さな電流を第ｋのバランスアンプの出力端子から第１の基準電圧を有する端子に流す第ｋの電流生成回路と、第ｋのバランスアンプの出力端子の電圧が、第ｋの分圧電圧と第１の基準電圧との間の第２の基準電圧を超えたときに、検出信号を出力する開放検出回路とを備え、検出信号に応じて充電回路を停止させることを特徴とすることができる。

【0052】

上記のバランス回路において、充電回路の出力端子及び第１乃至第（Ｎ−１）のバランスアンプの出力端子と、グラウンドとの間に放電回路をさらに備え、放電回路は、第１乃至第Ｎのセルの電荷を検出信号に応じて放電することを特徴とすることができる。

【0053】

上記のバランス回路において、停止回路は、起動期間中に第１乃至第（Ｎ−１）の電流生成回路が生成する各電流が流れるようにし、定常時に第１乃至第（Ｎ−１）の電流生成回路が生成する各電流が流れないようにすることを特徴とすることができる。

【符号の説明】

【0054】

１ バランス回路
２ 充電回路
３ ＥＤＬＣ
５ 抵抗分割回路
７ バランスアンプ
９ 停止回路
１１ ＢＡＬ端子
１３ 電流生成回路
１５ 開放検出回路
１７ 出力端子
１９ ＧＮＤ端子
２１ａ、２１ｂ 抵抗
２２、２３ 接続部
２５ コンパレータ
２７ 直流電流源
２８ ＧＮＤ端子
２９ コンパレータ
３０ バランス回路
３１ 電流生成回路
３３ 直流電流源
３５ コンパレータ
４０ バランス回路
４１ 放電回路
４３、４５ 放電用トランジスタ
５０ バランス回路
５１ スイッチ
５３ トランジスタ
７０ バランス回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】