特許 5989375 半導体装置及び電池監視システム

(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】5989375

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】半導体装置及び電池監視システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 19/165 20060101AFI20160825BHJP

   G01R 31/36 20060101ALI20160825BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20160825BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20160825BHJP

【ＦＩ】

   G01R19/165 M

   G01R31/36 A

   H01M10/48 P

   H02J7/02 H

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-73564(P2012-73564)

(22)【出願日】2012年3月28日

(65)【公開番号】特開2013-205173(P2013-205173A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年3月10日

(73)【特許権者】

【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】鈴木 浩二

【審査官】 濱本 禎広

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１３４１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２０５５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５８２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３０７１７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １９／００−１９／３２

Ｇ０１Ｒ ３１／３６

Ｈ０２Ｊ ７／００− ７／３６

Ｈ０１Ｍ １０／４２−１０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直列に接続された複数の電池セルの隣接する電池セルの各々の間に、抵抗素子を介して接続された複数の配線と、
前記直列に接続された複数の電池セルの各々に対応して設けられ、前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線と低電位側に接続された前記配線によって得られる電圧に応じて前記電池セルの電池電圧値を検出可能な複数の電圧検出手段と、
前記直列に接続された複数の電池セルの各々に対応して設けられると共に、直列に接続され、且つ、前記複数の配線の各々の高電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第１の方向にて流れる第１の電流と、前記複数の配線の各々の低電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第２の方向にて流れる第２の電流と、を相殺させるための調整が可能な定電流を発生させる複数の調整手段と、
を備えた半導体装置。

【請求項2】

前記調整手段は、定電流源であり、
前記電圧検出手段は、前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線と低電位側に接続された前記配線との間に直列に接続された抵抗と前記定電流源、及び直列に接続された抵抗と前記定電流源との交点の電圧と所定の基準電圧との差を出力する比較回路を備える、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

直列に接続された複数の電池セルの隣接する電池セルの各々の間に、抵抗素子を介して接続された複数の配線と、
前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線と低電位側に接続された前記配線とによって得られる電圧に応じて前記電池セルの電池電圧を検出可能な電圧検知部と、
前記複数の電池セルの各々の高電位側に接続されている配線の電池セルによって前記抵抗素子に第１の方向にて流れる第１の電流と、前記複数の電池セルの各々の低電圧側に接続されている配線中の他の電池セルによって前記抵抗素子に第２の方向にて流れる第２の電流と、を相殺させるための調整が可能な調整部と、
を備え、
前記調整部は、定電流源であると共に前記複数の電池セルの各々に対応して設けられ、且つ、各々の前記調整部は直列に接続されていることを特徴とする半導体装置。

【請求項4】

直列に接続された複数の電池セルの隣接する電池セルの各々の間に、抵抗素子を介して接続された複数の配線と、
前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線とグランドとの間に直列に接続された抵抗と第１定電流源、電源線と前記電池セルの各々の低電位側に接続された前記配線との間に第２定電流源と直列に接続され前記第２定電流源の定電流により基準電圧を生成する基準電圧生成部、及び直列に接続された抵抗と前記第１定電流源との交点の電圧と前記基準電圧との差を出力する比較回路を備え、前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線と低電位側に接続された前記配線によって得られる電圧に応じて前記電池セルの電池電圧値を検出可能な電圧検出手段と、
グランド電位を基準として定電流を生成する前記第１定電流源、及び電源電圧を基準として定電流を生成する前記第２定電流源であり、前記複数の配線の各々の高電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第１の方向にて流れる第１の電流と、前記複数の配線の各々の低電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第２の方向にて流れる第２の電流と、を相殺させるための調整が可能な調整手段と、
を備えた半導体装置。

【請求項5】

前記基準電圧生成部は、ツェナーダイオード、抵抗素子、及び抵抗素子とダイオードのうちのいずれかである、請求項４に記載の半導体装置。

【請求項6】

直列に接続された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの高電位側に接続された、抵抗素子及び容量素子からなるノイズ除去手段と、
前記複数の電池セルの隣接する電池セルの各々の間に、前記ノイズ除去手段の前記抵抗素子を介して接続された複数の配線と、
前記直列に接続された複数の電池セルの各々に対応して設けられ、前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線と低電位側に接続された前記配線によって得られる電圧に応じて前記電池セルの電池電圧値を検出可能な複数の電圧検出手段と、
前記直列に接続された複数の電池セルの各々に対応して設けられると共に、直列に接続され、且つ、前記複数の配線の各々の高電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第１の方向にて流れる第１の電流と、前記複数の配線の各々の低電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第２の方向にて流れる第２の電流と、を相殺させるための調整が可能な定電流を発生させる複数の調整手段と、
を備えた電池監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置及び電池監視システム、特に電池セルの電圧を検出する半導体装置及び電池監視システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、ハイブリッド自動車や電気自動車のモータ駆動等に用いられる大容量で高出力なバッテリーとして、複数の電池（電池セル）が直列に接続された組電池であるバッテリー（具体的一例としては、リチウムイオンバッテリー等が挙げられる）が用いられている。当該バッテリーの電池セルの電圧を電圧検出回路により検出して、監視する電池監視システムが知られている。このような電圧検出回路としては、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。

【0003】

また、特許文献２には、電池セルで発生したノイズを除去するノイズ除去フィルタを電池セルと電圧検出回路との間に備える技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−２８１８０５号公報

【特許文献1】特開２００１−１１６７７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の電池監視システム及び電圧検出回路の一例を図６及び図７に示す。なお、ここでは、具体的一例として、図６に示すように、電池セル群１２のうち３つの電池セルＣについて図示している。従来の電池監視システム１００の電圧検出回路２００では、各電池セルＣ毎に、図７に示した電圧検出回路２００を備えている。

【0006】

電圧検出回路２００は、電池セルＣの電池電圧（高電位側の電圧と低電位側の電圧との差）を抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒｂで分圧した電圧を基準電圧発生回路により発生された基準電圧と比較して、比較結果を出力する比較回路（コンパレータ３００）を備えている。

【0007】

図６に示すように、従来の電池監視システム１００では、隣接する電池セルＣの電池電圧が異なる場合には、電池セル群１２と電圧検出回路２００との間に接続されているノイズ除去フィルタ１４の影響により、電池セルＣの電池電圧が正確に検出できないという問題があった。

【0008】

従来の電圧検出回路２００の動作を図８を参照して説明する。図８に示すように、電池セルＣ１に流れる電流をＩ１、電圧検出回路２００の入力電圧をＶ１とする。同様に、電池セルＣ２に流れる電流をＩ２、電圧検出回路２００の入力電圧をＶ２とし、電池セルＣ３に流れる電流をＩ３、電圧検出回路２００の入力電圧をＶ３とする。

【0009】

ノイズ除去フィルタ１４は、ＲＣ回路よりなるＬＰＦ（ローパスフィルタ）である。なお、ＲＣ回路の同一の符号が付された抵抗の抵抗値は等しくなっている。

【0010】

まず、隣接する電池セルＣの電池電圧が等しい場合について説明する。具体的には、電池セル群１２の電池セルＣ（Ｃ１〜Ｃ３）の電池電圧が全て等しい状態になっている。

【0011】

ノイズ除去フィルタ１４の抵抗Ｒａに流れる電流は、低電位側（下段）の電池セルＣから流れる電流の向きと高電位側（上段）の電池セルＣから流れる電流の向きとが逆になっている。電池セルＣの電池電圧が等しいため、両電流値は等しく、抵抗Ｒ１に流れる電流は相殺されて抵抗Ｒ１での電圧降下は発生しない。従って、電池セルＣの電池電圧が等しい場合には、各電池セルＣの電池電圧が電圧検出回路２００の入力電圧Ｖとなり、誤差が発生しない。

【0012】

なお、最上位の電池セルＣ３に接続される抵抗Ｒ２には、１方向の電流（上述の低電位側の電池セルから流れる電流に該当）しか流れないため、抵抗Ｒ２での電圧降下が発生し、最上位の電池セルＣ３の電池電圧と電圧検出回路２００の入力電圧Ｖとの間に誤差が生じてしまうが、抵抗Ｒ２の抵抗値を小さくし、誤差の影響を軽減する対策が一般にとられている。

【0013】

次に、隣接する電池セルＣの電池電圧が等しくない場合について説明する。具体的一例として、電池セルＣ１の電池電圧が他の電池セルＣ（Ｃ２、Ｃ３）よりも小さい場合について説明する。この場合、Ｉ１≠Ｉ２となる。

【0014】

電池セルＣ１と電池セルＣ２とに接続されるノイズ除去フィルタ１４０のＲ１に流れる電流は、電流Ｉ１と電流Ｉ２の引き算となる。電池セルＣ１より電池セルＣ２の方が電池電圧が大きいため、電流Ｉ１より電流Ｉ２の方が大きくなる。従って、抵抗Ｒ１を流れる電流が実質的にゼロにならず、電流Ｉ１と電流Ｉ２との差の電流により、電圧降下が発生してしまう。このため、電圧検出回路２００の入力電圧Ｖと電池セルＣの電池電圧との間に誤差が生じてしまい、正確な電圧検出ができなくなるという問題が生じる。

【0015】

本発明は、上述した問題を解決するために提案されたものであり、電池セルの電池電圧のばらつきにかかわらず、電池電圧を正確に検出することができる、半導体装置及び電池監視システム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】

【0016】

上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、直列に接続された複数の電池セルの隣接する電池セルの各々の間に、抵抗素子を介して接続された複数の配線と、前記直列に接続された複数の電池セルの各々に対応して設けられ、前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線と低電位側に接続された前記配線によって得られる電圧に応じて前記電池セルの電池電圧値を検出可能な複数の電圧検出手段と、前記直列に接続された複数の電池セルの各々に対応して設けられると共に、直列に接続され、且つ、前記複数の配線の各々の高電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第１の方向にて流れる第１の電流と、前記複数の配線の各々の低電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第２の方向にて流れる第２の電流と、を相殺させるための調整が可能な定電流を発生させる複数の調整手段と、を備える。
また、上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、直列に接続された複数の電池セルの隣接する電池セルの各々の間に、抵抗素子を介して接続された複数の配線と、前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線と低電位側に接続された前記配線とによって得られる電圧に応じて前記電池セルの電池電圧を検出可能な電圧検知部と、前記複数の電池セルの各々の高電位側に接続されている配線の電池セルによって前記抵抗素子に第１の方向にて流れる第１の電流と、前記複数の電池セルの各々の低電圧側に接続されている配線中の他の電池セルによって前記抵抗素子に第２の方向にて流れる第２の電流と、を相殺させるための調整が可能な調整部と、を備え、前記調整部は、定電流源であると共に前記複数の電池セルの各々に対応して設けられ、且つ、各々の前記調整部は直列に接続されていることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、直列に接続された複数の電池セルの隣接する電池セルの各々の間に、抵抗素子を介して接続された複数の配線と、前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線とグランドとの間に直列に接続された抵抗と第１定電流源、電源線と前記電池セルの各々の低電位側に接続された前記配線との間に第２定電流源と直列に接続され前記第２定電流源の定電流により基準電圧を生成する基準電圧生成部、及び直列に接続された抵抗と前記第１定電流源との交点の電圧と前記基準電圧との差を出力する比較回路を備え、前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線と低電位側に接続された前記配線によって得られる電圧に応じて前記電池セルの電池電圧値を検出可能な電圧検出手段と、グランド電位を基準として定電流を生成する前記第１定電流源、及び電源電圧を基準として定電流を生成する前記第２定電流源であり、前記複数の配線の各々の高電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第１の方向にて流れる第１の電流と、前記複数の配線の各々の低電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第２の方向にて流れる第２の電流と、を相殺させるための調整が可能な調整手段と、を備える。

【0017】

また、本発明の電池監視システムは、直列に接続された複数の電池セルと、前記複数の電池セルの高電位側に接続された、抵抗素子及び容量素子からなるノイズ除去手段と、前記複数の電池セルの隣接する電池セルの各々の間に、前記ノイズ除去手段の前記抵抗素子を介して接続された複数の配線と、前記直列に接続された複数の電池セルの各々に対応して設けられ、前記電池セルの各々の高電位側に接続された前記配線と低電位側に接続された前記配線によって得られる電圧に応じて前記電池セルの電池電圧値を検出可能な複数の電圧検出手段と、前記直列に接続された複数の電池セルの各々に対応して設けられると共に、直列に接続され、且つ、前記複数の配線の各々の高電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第１の方向にて流れる第１の電流と、前記複数の配線の各々の低電位側の電池セルによって前記抵抗素子に第２の方向にて流れる第２の電流と、を相殺させるための調整が可能な定電流を発生させる複数の調整手段と、を備える。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、電池セルの電池電圧のばらつきにかかわらず、電池電圧を正確に検出することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１の実施の形態に係る電池監視システムの概略構成の一例を示す回路図である。

【図2】第１の実施の形態に係る各電圧検出回路と電池セル群との関係を示す概略図である。

【図3】第１の実施の形態に係る電圧検出回路の概略構成の一例の回路図である。

【図4】第１の実施の形態に係る電圧検出回路の一例の動作を説明するための回路図である。

【図5】第２の実施の形態に係る電圧検出回路の一例の動作を説明するための回路図である。

【図6】従来の電圧検出回路と電池セル群との関係を示す概略図である。

【図7】従来の電圧検出回路の概略構成の一例の回路図である。

【図8】従来の電圧検出回路の一例の動作を説明するための回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

［第１の実施の形態］
以下、図面を参照して第１の実施の形態の電圧検出回路、及び当該電圧検出回路により電池セルの電圧を検出する電池監視システムについて詳細に説明する。

【0021】

まず、本実施の形態の電池監視システムの構成について説明する。図１に、本実施の形態の電池監視システムの概略構成の一例を示す。図１に示した本実施の形態の電池監視システム１０は、複数の電池セルＣを含む電池セル群１２（本実施の形態では、電池セル群１２のうち、三個の電池セルＣについて図示している）と、ノイズ除去フィルタ１４と、電池セル群１２の各電池セルの電池電圧を検出する電圧検出回路２０を備えた半導体装置１６と、を備えている。

【0022】

半導体装置１６は、電圧検出回路２０と、ＭＣＵ２２と、を備えており、電池セル群１２の各電池セルＣ（Ｃ１〜Ｃ３）の高電位側と、低電位側とが、端子（パッド）２３を介して各電圧検出回路２０_１〜２０_３に接続されている（図２参照、）。

【0023】

ＭＣＵ２２は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリから構成されており、各電圧検出回路２０（２０_１〜２０_３）から出力された出力ＯＵＴが所定の電位であるか否かにより、予め定められた処理を行う機能を有するものである。

【0024】

本実施の形態では、電圧検出回路２０は、電池セルＣ（Ｃ１〜Ｃ３）毎に電圧検出回路２０_１〜２０_３が設けられている。本実施の形態の各電圧検出回路２０_１〜２０_３と電池セル群１２との関係を図２に示す。なお、以下では、電圧検出回路２０_１〜２０_３の個々についていう場合は、個々を示す符号を付していい、総称する場合は、単に電圧検出回路２０という。

【0025】

電池セル群１２と電圧検出回路２０（半導体装置１６）との間には、ノイズ除去フィルタ１４が接続されている。ノイズ除去フィルタ１４はＲＣ回路よりなるＬＰＦ（ローパスフィルタ）である。ノイズ除去フィルタ１４は、高周波成分をカットすることにより、各電池セルＣで発生した急峻な電圧変動を抑制する機能を有するものである。ノイズ除去フィルタ１４のＲＣ回路の抵抗は、最高電位の電池セルＣ（Ｃ３）の高電位側に接続された抵抗Ｒ２のみ、他のＲＣ回路の抵抗Ｒ１よりも抵抗値が小さくなっている（詳細後述）。

【0026】

各電圧検出回路２０は、各電池セルＣの電池電圧を検出する機能を有している。本実施の形態の電圧検出回路２０の概略構成の一例の回路図を図３に示す。

【0027】

本実施の形態の電圧検出回路２０は、電圧検出回路２０の入力電圧Ｖの間（電池セルＣの高電位側に接続された配線ｌと低電位側に接続された配線ｌとの間）に、抵抗Ｒａと、定電流源Ｉ０とが直列に接続されており、その交点の電圧がコンパレータ３０の非反転端子に入力されている。一方、コンパレータ３０の反転端子には、基準電圧発生回路で発生された基準電圧が入力されるように接続されている。コンパレータ３０は、非反転端子に入力された電圧と反転端子に入力された基準電圧との差を出力する。抵抗Ｒａには、定電流源Ｉ０の定電流Ｉ０が流れるため、コンパレータ３０の非反転端子に入力される電圧は、Ｖ−Ｉ０×Ｒａになる。一方、反転端子には、基準電圧発生回路で発生された基準電圧が入力されるため、定電流Ｉ０及び抵抗Ｒａに応じた基準電圧を設定しておくことにより、コンパレータ３０からは、入力電圧Ｖ（または、入力電圧Ｖに応じた電圧）が出力される。

【0028】

次に本実施の形態の電圧検出回路２０の電圧検出動作について図４を参照して説明する。図４では、具体的一例として、電池セル群１２が３個の電池セルＣによりなり、電池セルＣ３が最高電位、電池セルＣ１が最低電位に接続されている場合を示している。図４に示した電圧検出回路２０_１〜２０_２は、略同様であり、各抵抗Ｒａ（Ｒａ_１〜Ｒａ_３）の抵抗値、及び定電流源Ｉ０（Ｉ０_１〜Ｉ０_３）の電流値は等しく、基準電圧発生回路は同様の構成となっている。

【0029】

また、図４では、電池セルＣ１に流れる電流をＩ１、電圧検出回路２０_１の入力電圧をＶ１とし、電池セルＣ２に流れる電流をＩ２、電圧検出回路２０_２の入力電圧をＶ２とし、電池セルＣ３に流れる電流をＩ３、電圧検出回路２０_３の入力電圧をＶ３としている。

【0030】

定電流源Ｉ０_１〜Ｉ０_３により、各電池セルＣに流れる電流は、各電池セルＣの電池電圧にかかわらず、Ｉ１＝Ｉ２＝Ｉ３＝定電流Ｉ０になる。

【0031】

従って、電池セルＣ１と電池セルＣ２との間に接続されたノイズ除去フィルタ１４の抵抗Ｒ１では、電流Ｉ１と電流Ｉ２との電流値が定電流Ｉ０と等しくなり、かつ流れる方向が逆向きであるため、相殺される。従って、抵抗Ｒ１を流れる電流が実質的にゼロになり、抵抗Ｒ１による電圧降下は発生しない。また、電池セルＣ２と電池セルＣ３との間に接続されたノイズ除去フィルタ１４の抵抗Ｒ１でも同様に、抵抗Ｒ１を流れる電流が実質的にゼロになり、抵抗Ｒ１による電圧降下は発生しない。

【0032】

なお、電池セルＣ３の高電位側に接続されたノイズ除去フィルタ１４の抵抗Ｒ２には、電流Ｉ３（一方向の電流）しか流れないため、抵抗Ｒ２での電圧降下が発生し、電池セルＣ３の電池電圧と入力電圧Ｖ３との間に誤差が生じてしまう。そのため、本実施の形態では、抵抗Ｒ２の抵抗値を小さく（少なくとも、抵抗Ｒ１よりも小さく）し、誤差の影響を軽減するように構成している。

【0033】

このように本実施の形態によれば、各電池セルＣの高電位側に接続された配線ｌと低電位側に接続された配線ｌとの間に抵抗Ｒａと定電流源Ｉ０とが直列に接続されており、その交点の電圧がコンパレータ３０の非反転端子に入力されるように構成されている。このように、コンパレータ３０に入力される電圧を電池セルＣの電池電圧に依存しない一定の消費電流（定電流源Ｉ０）で発生させているため、各電池セルＣに流れる電流は、常に、定電流Ｉ０となる
これにより、抵抗Ｒ１では、定電流Ｉ０が互いに逆方向の向きに流れることになり相殺され、実質的に電流がゼロになる。そのため、抵抗Ｒ１による電圧降下が発生せず、電圧検出回路２０の入力電圧Ｖと電池セルＣの電池電圧との間に誤差が生じない。上述したようにコンパレータ３０からは、入力電圧Ｖが出力される。本実施の形態ではこのように誤差が生じないため、コンパレータ３０からは対応する電池セルＣの電池電圧が正確に出力される。従って、電池セルＣ（Ｃ１〜Ｃ３）の電池電圧がばらついた場合であっても、正確に電池セルＣの電池電圧を検出することができる。

【0034】

［第２の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の第２の実施の形態の電圧検出回路について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態の電圧検出回路２０と略同様の構成、及び動作を含むため、略同様の部分については、その旨を記載し、詳細な説明を省略する。

【0035】

図５、に本実施の形態の電圧検出回路２０の概略構成の一例の回路図を示す。本実施の形態の電圧検出回路２０では、第１の実施の形態において抵抗Ｒａと直列に接続されていた定電流源Ｉ０に対応する定電流源Ｉ０_１１〜Ｉ０_１３の他端をグランド（ＧＮＤ）に接続した。これにより、定電流源Ｉ０_１１〜Ｉ０_１３は、グランド電位（ＧＮＤ）を基準に定電流Ｉ０_１１〜Ｉ０_１３を生成する。

【0036】

また、本実施の形態では、コンパレータ３０_１〜３０_３の反転端子に入力される基準電の発生源圧を、第１の実施の形態の基準電圧発生回路に替わり、電源電圧ＶＤＤを供給する電源線ＶＤＤに接続された定電流源Ｉ０_２１〜Ｉ０_２３、及びびツェナーダイオード３２_１〜３２_３としている。

【0037】

本実施の形態では、抵抗Ｒａに応じたツェナーダイオード３２を用いることにより、コンパレータ３０から入力電圧Ｖ（または、入力電圧Ｖに応じた電圧）が出力される。

【0038】

電池セルＣ１と電池セルＣ２との間に接続されたノイズ除去フィルタ１４の抵抗Ｒ１に電池セルＣ１から流れる電流Ｉ１_１は、定電流源Ｉ０_１１により、Ｉ１_１＝定電流Ｉ０_１１になる。また、定電流源Ｉ０_２２からツェナーダイオード３２_２を流れて生成電池セルＣ２に流れ込む電流Ｉ２_２は、定電流源Ｉ０_２２により、Ｉ２_２＝定電流Ｉ０_２２になる。同様に、電池セルＣ２と電池セルＣ３との間に接続されたノイズ除去フィルタ１４の抵抗Ｒ１に電池セルＣ２から流れる電流Ｉ２_１は、定電流源Ｉ０_１２により、Ｉ２_１＝定電流Ｉ０_１２になる。また、定電流源Ｉ０_２３からツェナーダイオード３２_３を流れて生成電池セルＣ３に流れ込む電流Ｉ３_２は、定電流源Ｉ０_２３により、Ｉ３_２＝定電流Ｉ０_２３になる。

【0039】

定電流源Ｉ０_１１〜Ｉ０_１３及び定電流源Ｉ０_２１〜Ｉ０_２３の電流値が全て等しい（定電流Ｉ０）場合、電池セルＣ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の電池電圧にかかわらず、Ｉ１_１＝Ｉ２_１＝Ｉ２_２＝Ｉ３_２＝定電流Ｉ０になる。

【0040】

従って、電池セルＣ１と電池セルＣ２との間に接続されたノイズ除去フィルタ１４の抵抗Ｒ１では、電流Ｉ１_１と電流Ｉ２_２との電流値が定電流Ｉ０となり等しく、かつ流れる方向が逆向きであるため、相殺される。従って、抵抗Ｒ１を流れる電流が実質的にゼロになり、抵抗Ｒ１による電圧降下は発生しない。また、電池セルＣ２と電池セルＣ３との間に接続されたノイズ除去フィルタ１４の抵抗Ｒ１でも同様に、電流Ｉ２_１と電流Ｉ３_２との電流値が定電流Ｉ０となり等しく、かつ流れる方向が逆向きであるため、相殺される。従って、抵抗Ｒ１を流れる実質的に抵抗Ｒ１を流れる電流がゼロになり、抵抗Ｒ１による電圧降下は発生しない。

【0041】

ここで、定電流源Ｉ０_１及び定電流源Ｉ０_２のいずれか一方のみを備えた場合を考える。例えば、定電流源Ｉ０_１のみを備えた場合について考える。この形態は、上述した特許文献１に記載の従来技術に相当するが、この場合、各電池セルＣから流れ出す電流（Ｉ１_１、Ｉ２_１、Ｉ３_１）は、全て定電流Ｉ０となり、等しくなる。しかしながら、コンパレータ３０（基準電圧を発生源）側から各電池セルＣに流れ込む電流（Ｉ２_２、Ｉ３_２）は、一定とならず、各電池セルＣの電池電圧に応じてばらつくことになる。従って、抵抗Ｒ１を流れる電流が相殺されることがなく、実質的にゼロにならず、抵抗Ｒ１で電圧降下が発生してしまう。定電流源Ｉ０_２のみを備えた場合についても同様であり、抵抗Ｒ１を流れる電流が相殺されて実質的にゼロにならず、抵抗Ｒ１で電圧降下が発生してしまう。従って、本実施の形態のように、定電流源Ｉ０_１及び定電流源Ｉ０_２の両者を備えることにより、抵抗Ｒ１を流れる電流を相殺して実質的にゼロにすることができ、抵抗Ｒ１での電圧降下を防止することができる。

【0042】

このように本実施の形態によれば、各電池セルＣの高電位側の配線ｌとグランド（ＧＮＤ）との間に抵抗Ｒａと定電流源Ｉ０_１とが直列に接続されており、その交点の電圧がコンパレータ３０の非反転端子に入力されるように構成されている。また、電源線ＶＤＤと各電池セルＣの低電位側の配線ｌとの間に、定電流源Ｉ０_２とツェナーダイオード３２とが直列に接続されており、定電流Ｉ０及びツェナーダイオード３２で生成された基準電圧がコンパレータ３０の反転端子に入力されるように構成されている。また、定電流源Ｉ０_１と定電流源Ｉ０_２とが供給する定電流はいずれも等しく（定電流Ｉ０）している。

【0043】

このように、コンパレータ３０に入力される電圧、及び基準電圧を電池セルＣの電池電圧に依存しない一定の消費電流（定電流源Ｉ０）で発生させている。そのため、各電池セルＣに流れ込む電流、及び各電池セルＣから流れ出す電流は、常に、定電流Ｉ０となる
これにより、抵抗Ｒ１では、定電流Ｉ０が互いに逆方向の向きに流れることになり相殺され、実質的に電流がゼロになる。そのため、抵抗Ｒ１による電圧降下が発生せず、電圧検出回路２０の入力電圧Ｖと電池セルＣの電池電圧との間に誤差が生じない。従って、電池セルＣ（Ｃ１〜Ｃ３）の電池電圧がばらついた場合であっても、正確に電池セルＣの電池電圧を検出することができる。

【0044】

また、本実施の形態では、定電流源Ｉ０_１を全て、グランド電位（ＧＮＤ）を基準として定電流Ｉ０を生成するものとし、かつ定電流源Ｉ０_２を全て、電源電圧の電位（ＶＤＤ）を基準として定電流Ｉ０を生成するものとしている。そのため、各電池セルＣで共通の定電流源Ｉ０_１及び定電流源Ｉ０_２を使用することができる。例えば、半導体装置１６内に別途、定電流源を備えている場合では、当該定電流源で生成された定電流Ｉ０を用いるように構成することができる。一方、第１の実施の形態では、定電流源Ｉ０は、各電池セルＣの低電位側の電位を基準として定電流Ｉ０を生成するため、各電位毎、すなわち、各電池セルＣ毎に定電流源Ｉ０を要する。従って、本実施の形態では、回路規模を削減することができる、という効果が得られる。

【0045】

なお、本実施の形態では、コンパレータ３０の基準電圧源としてツェナーダイオード３２を用いたがこれに限らず、ダイオードと抵抗を用いてもよいし、抵抗のみを用いてもよい。

【0046】

なお、上述の各実施の形態では、抵抗Ｒａを電池セルＣの正極（高電位）側に接続し、コンパレータの基準電圧を電池セルＣの負極（低電位）側に接続するように配置したがこれに限らず、両者を逆に配置してもよい。

【0047】

なお、上述の各実施の形態ではＭＣＵ２２を電圧検出回路２０と同じ半導体装置１６内部に備えるように構成したが、これに限らず、別の回路（チップ上）に形成するようにしてもよい。また、ノイズ除去フィルタ１４は半導体装置１６外部に備えるように構成したが、これに限らず、同一回路（チップ上）に形成するようにしてもよい。

【0048】

また、上述の各実施の形態では、電池セル群１２の各電池セルＣ毎に、電圧検出回路２０を備えた場合について詳細に説明したがこれに限らず、例えば、電池セル群１２に対して１つの電圧検出回路２０を設け、適宜スイッチング素子等で電池電圧を検出したい電池セルＣと電圧検出回路２０とを接続するようにしてもよい。

【0049】

また、上述の各実施の形態で説明した電池監視システム１０、半導体装置１６、及び電圧検出回路２０等の構成や動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更されることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0050】

１０ 電池監視システム
１２ 電池セル群
１４ ノイズ除去フィルタ
１６ 半導体装置
２０ 電圧検出回路
３０ コンパレータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】