特許 6245516 電圧検出装置

(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】6245516

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】電圧検出装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20171204BHJP

   H02J 7/02 20160101ALI20171204BHJP

   G01R 19/165 20060101ALI20171204BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20171204BHJP

   H02H 9/04 20060101ALI20171204BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H02J7/02 H

   G01R19/165 L

   H01M10/48 P

   H02H9/04 A

   H02H7/18

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-7219(P2014-7219)

(22)【出願日】2014年1月17日

(65)【公開番号】特開2015-136256(P2015-136256A)

(43)【公開日】2015年7月27日

【審査請求日】2016年11月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000141901

【氏名又は名称】株式会社ケーヒン

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100146835

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 義文

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】宮島 和也

【審査官】 田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０３２４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１３７２３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０１１５９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｇ０１Ｒ １９／１６５

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｈ ７／１８

Ｈ０２Ｈ ９／０４

Ｈ０２Ｊ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリを構成する複数の電池セルの電圧を検出するための電圧検出回路と、前記電池セル各々と前記電圧検出回路とを接続する複数の電圧検出線と、前記電圧検出線各々とグランドとを接続し、過充電状態となった前記電池を放電させる放電回路と、前記バッテリによる電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する電力調整部とを具備し、前記電圧検出回路は、前記電圧検出線を介して、前記電池セル各々の電圧を検出する電圧検出装置であって、
前記電圧検出線、前記放電回路及び前記電力調整部において発生した所定のしきい値以上の電圧から前記電圧検出回路を保護する過電圧保護回路を具備し、
前記過電圧保護回路は、
前記所定のしきい値以上の電圧が印加されると電流が流れるツェナーダイオードと、
３つの端子を有し、前記３つの端子のうち、制御端子がツェナーダイオードのアノード端子に接続され、残りの２つの端子のうち、一端がツェナーダイオードのカソード端子に、また他端がグランドにそれぞれ接続されるスイッチング素子と、
一端が前記ツェナーダイオードのアノード端子に、他端がグランドにそれぞれ接続され、前記スイッチング素子の前記制御端子に入力される電流を調整するための抵抗器と、
アノード端子が電圧検出線に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続され、電圧検出線毎に設けられた複数の第１ダイオードと、
アノード端子が前記放電回路に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続され、放電回路毎に設けられた複数の第２ダイオードと、
アノード端子が前記電力調整部に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続される第３ダイオードとから構成されることを特徴とする電圧検出装置。

【請求項2】

バッテリを構成する複数の電池セルの電圧を検出するための電圧検出回路と、前記電池セル各々と前記電圧検出回路とを接続する複数の電圧検出線と、前記電圧検出線各々とグランドとを接続し、過充電状態となった前記電池を放電させる放電回路と、前記バッテリによる電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する電力調整部とを具備し、前記電圧検出回路は、前記電圧検出線を介して、前記電池セル各々の電圧を検出する電圧検出装置であって、
前記電圧検出線、前記放電回路及び前記電力調整部において発生した所定のしきい値以上の電圧から前記電圧検出回路を保護する過電圧保護回路を具備し、
前記過電圧保護回路は、
アノード端子がグランドに接続され、前記所定のしきい値以上の電圧が印加されると電流が流れるツェナーダイオードと、
アノード端子が電圧検出線に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続され、電圧検出線毎に設けられた複数の第１ダイオードと、
アノード端子が前記放電回路に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続され、放電回路毎に設けられた複数の第２ダイオードと、
アノード端子が前記電力調整部に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続される第３ダイオードとから構成されることを特徴とする電圧検出装置。

【請求項3】

バッテリを構成する複数の電池セルの電圧を検出するための電圧検出回路と、前記電池セル各々と前記電圧検出回路とを接続する複数の電圧検出線と、前記電圧検出線各々とグランドとを接続し、過充電状態となった前記電池を放電させる放電回路と、前記バッテリによる電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する電力調整部とを具備し、前記電圧検出回路は、前記電圧検出線を介して、前記電池セル各々の電圧を検出する電圧検出装置であって、
前記電圧検出線、前記放電回路及び前記電力調整部において発生した所定のしきい値以上の電圧から前記電圧検出回路を保護する過電圧保護回路を具備し、
前記過電圧保護回路は、
スイッチング素子と、
前記電圧検出線、前記放電回路及び前記電力調整部において前記所定のしきい値以上の電圧が発生した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする制御手段と、
アノード端子が電圧検出線に、カソード端子が前記スイッチング素子の一端にそれぞれ接続され、電圧検出線毎に設けられた複数の第１ダイオードと、
アノード端子が前記放電回路に、カソード端子が前記スイッチング素子の一端にそれぞれ接続され、放電回路毎に設けられた複数の第２ダイオードと、
アノード端子が前記電力調整部に、カソード端子が前記スイッチング素子の一端にそれぞれ接続される第３ダイオードとから構成されることを特徴とする電圧検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電圧検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、電池セル間の接続が切断された場合に、電圧計測部に印加される過電圧を防ぐことが可能な電池モジュールが開示されている。該電池モジュールは、直列に接続された複数の電池セルと、複数の電池セルの各々の電圧を測定する電圧計測部と、電圧計測部と電池セルとの間を接続する電圧計測ラインと、過電流遮断素子と過電流防止素子を直列に接続して構成し、電圧計測ラインに挿入された、過電流保護回路と、電池セルと並列に、電池セルの正極側の過電流遮断素子を介してカソードを、電池セルの負極側の過電流遮断素子を介してアノードを接続する逆電圧保護用ダイオードとを備え、過電流遮断素子はヒューズからなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−１２１２４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記従来技術では、ヒューズによって電圧検出回路を過電流から保護しているが、過電圧が発生した場合、ヒューズを用いているため、発生した過電圧から電圧検出回路を保護することができない。

【0005】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、過電圧から電圧検出回路を保護することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明では、第１の解決手段として、バッテリを構成する複数の電池セルの電圧を検出するための電圧検出回路と、前記電池セル各々と前記電圧検出回路とを接続する複数の電圧検出線と、前記電圧検出線各々とグランドとを接続し、過充電状態となった前記電池を放電させる放電回路と、前記バッテリによる電力を調整して駆動電力として前記電圧検出回路に供給する電力調整部とを具備し、前記電圧検出回路は、前記電圧検出線を介して、前記電池セル各々の電圧を検出する電圧検出装置であって、前記電圧検出線、前記放電回路及び前記電力調整部において発生した所定のしきい値以上の電圧から前記電圧検出回路を保護する過電圧保護回路とを具備する、という手段を採用する。

【0007】

本発明では、第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記過電圧保護回路は、前記所定のしきい値以上の電圧が印加されると電流が流れるツェナーダイオードと、３つの端子を有し、前記３つの端子のうち、制御端子がツェナーダイオードのアノード端子に接続され、残りの２つの端子のうち、一端がツェナーダイオードのカソード端子に、また他端がグランドにそれぞれ接続されるスイッチング素子と、
一端が前記ツェナーダイオードのアノード端子に、他端がグランドにそれぞれ接続され、前記スイッチング素子の前記制御端子に入力される電流を調整するための抵抗器と、アノード端子が電圧検出線に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続され、電圧検出線毎に設けられた複数の第１ダイオードと、アノード端子が前記放電回路に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続され、放電回路毎に設けられた複数の第２ダイオードと、アノード端子が前記電力調整回路に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続される第３ダイオードとから構成される、という手段を採用する。

【0008】

本発明では、第３の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記過電圧保護回路は、アノード端子がグランドに接続され、前記所定のしきい値以上の電圧が印加されると電流が流れるツェナーダイオードと、アノード端子が電圧検出線に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続され、電圧検出線毎に設けられた複数の第１ダイオードと、アノード端子が前記放電回路に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続され、放電回路毎に設けられた複数の第２ダイオードと、アノード端子が前記電力調整回路に、カソード端子が前記ツェナーダイオードのカソード端子にそれぞれ接続される第３ダイオードとから構成される、という手段を採用する。

【0009】

本発明では、第４の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記過電圧保護回路は、スイッチング素子と、前記電圧検出線、前記放電回路及び前記電力調整部において前記所定のしきい値以上の電圧が発生した場合に、前記スイッチング素子をオン状態にする制御手段と、アノード端子が電圧検出線に、カソード端子が前記スイッチング素子の一端にそれぞれ接続され、電圧検出線毎に設けられた複数の第１ダイオードと、アノード端子が前記放電回路に、カソード端子が前記スイッチング素子の一端にそれぞれ接続され、放電回路毎に設けられた複数の第２ダイオードと、アノード端子が前記電力調整回路に、カソード端子が前記スイッチング素子の一端にそれぞれ接続される第３ダイオードとから構成される、という手段を採用する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、電圧検出線、前記放電回路及び電力調整部において発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路を保護する過電圧保護回路を具備することによって、過電圧から電圧検出回路を保護することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電圧検出装置の回路図である。

【図2】本発明の第２実施形態に係る電圧検出装置の回路図である。

【図3】本発明の第３実施形態に係る電圧検出装置の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

〔第１実施形態〕
初めに第１実施形態について説明する。本第１実施形態に係る電圧検出装置は、電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）あるいはハイブリッド自動車（ＨＶ：Hybrid Vehicle）等の移動車両に搭載され、バッテリＢを構成する各電池セルＣ１〜Ｃｎの電圧状態を監視するものであり、図１に示すように、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ１、電圧検出回路Ｄ及びマイコンＭを備える。これら電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ、電力調整部Ａ、過電圧保護回路Ｐ１、電圧検出回路Ｄ及びマイコンＭは、図示しない基板上に実装されている。

【0013】

電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎは、電池セルＣ１〜Ｃｎと電圧検出回路Ｄとを接続する導線である。電圧検出回路Ｄは、この電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎを介して入力される電池セルＣ１〜Ｃｎ各々の電力の電圧を検出する。

【0014】

放電回路Ｈ１〜Ｈｎは、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎとグランドとを接続し、過充電状態となった電池セルＣ１〜Ｃｎを放電させるための回路である。放電回路Ｈ１〜Ｈｎは、図１に示すように、放電用抵抗器Ｒａ１〜Ｒａｎから構成されている。なお、放電回路Ｈ１〜Ｈｎは同じ構成であるので、放電回路Ｈ１の放電用抵抗器Ｒａ１についてのみ説明し、放電回路Ｈ２〜Ｈｎの放電用抵抗器Ｒａ２〜Ｒａｎについては説明を省略する。

【0015】

放電用抵抗器Ｒａ１は、一端が電圧検出線Ｌ１を介して電池セルＣ１の正極に、他端が電圧検出回路Ｄにそれぞれ接続されている。また、放電用抵抗器Ｒａ１の他端は、電圧検出回路Ｄに接続されているが、電圧検出回路Ｄの内部に設けられたスイッチング素子を介してグランドに接続されている。

【0016】

放電用抵抗器Ｒａ１は、上述した電圧検出回路Ｄの内部のスイッチング素子がオン状態となると、電池セルＣ１から電力が供給されて、該電力を熱エネルギーに変換する、つまり発熱する。電圧検出回路Ｄは、電池セルＣ１が過充電状態となった場合には、上記スイッチング素子をオン状態にすることで、過充電状態となった電池セルＣ１〜Ｃｎを放電回路Ｈ１に放電させる。

【0017】

電力調整部Ａは、バッテリＢによる電力を調整して駆動電力として電圧検出回路Ｄに供給するものであり、例えば、ＤＣ/ＤＣコンバータである。

【0018】

過電圧保護回路Ｐ１は、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する回路である。過電圧保護回路Ｐ１は、ツェナーダイオードＺＤ、保護用スイッチング素子ＨＳ、保護用抵抗器ＨＲ、第１ダイオードＤａ１〜Ｄａｎ、第２ダイオードＤｂ１〜Ｄｂｎ-１及び第３ダイオードＤｃ１から構成される。

【0019】

ツェナーダイオードＺＤは、第１ダイオードＤａ１〜Ｄａｎ、第２ダイオードＤｂ１〜Ｄｂｎ-１及び第３ダイオードＤｃ１〜Ｄｃｎを介して電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａに接続されている。ツェナーダイオードＺＤは、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧がカソード端子に印加されると、カソード端子からアノード端子の向きに電流が流れる。

【0020】

保護用スイッチング素子ＨＳは、例えば、バイポーラトランジスタであり、ベース端子（制御端子）がツェナーダイオードＺＤのアノード端子に、エミッタ端子がツェナーダイオードのカソード端子に、コレクタ端子がグランドにそれぞれ接続されている。

【0021】

保護用スイッチング素子ＨＳは、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値以上の電圧が発生し、当該電圧がツェナーダイオードＺＤに印加された場合には、オン状態となり、上述した所定のしきい値以上の電圧を有する電力を、グランドに放電する。

【0022】

一方、保護用スイッチング素子ＨＳは、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値以上の電圧が発生していな場合には、オフ状態となり、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａからグランドへの放電を停止する。

【0023】

また、保護用スイッチング素子ＨＳは、バイポーラトランジスタ以外にも、例えばＦＥＴトランジスタ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であってもよい。

【0024】

保護用抵抗器ＨＲは、一端がツェナーダイオードＺＤのアノード端子に、他端がグランドにそれぞれ接続され、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部ＡからツェナーダイオードＺＤを介して保護用スイッチング素子ＨＳのベース端子（制御端子）に入力される電流を調整するために設けられている。

【0025】

第１ダイオードＤａ１は、電圧検出線Ｌ１に対応して設けられ、アノード端子が電圧検出線Ｌ１に、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子にそれぞれ接続されている。また、第１ダイオードＤａ１と同様、第１ダイオードＤａ２〜Ｄａｎも、電圧検出線Ｌ２〜Ｌｎ毎に設けられている。

【0026】

第２ダイオードＤｂ１は、放電回路Ｈ１対応して設けられ、アノード端子が放電回路Ｈ１に、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子にそれぞれ接続されている。また、第２ダイオードＤｂ１と同様、第２ダイオードＤｂ２〜Ｄａｎも、放電回路Ｈ２〜Ｈｎ毎に設けられている。

【0027】

第３ダイオードＤｃは、アノード端子が電力調整部Ａに、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子にそれぞれ接続されている。

【0028】

電圧検出回路Ｄは、各電池セルＣ１〜Ｃｎの電圧を検出し、その検出結果をデジタルデータ（電圧検出データ）に変換するＡ／Ｄ変換機能やマイコンＭとの通信機能を持つ専用ＩＣチップである。このような電圧検出回路Ｄは、高電圧（例えば６０Ｖ）の電力によって稼働可能であり、低電圧（例えば５Ｖ）で稼動可能なマイコンＭとフォトカプラ等の絶縁素子を介して接続されることによって、マイコンＭと電気的に絶縁されると共に通信可能に接続される。

【0029】

マイコンＭは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び電気的に相互接続された各部と各種信号の送受信を行うインターフェイス回路等から構成されたＩＣチップであり、上述した絶縁素子を介して電圧検出回路Ｄと通信可能に接続されている。このマイコンＭは、上記ＲＯＭに記憶された各種演算制御プログラムに基づいて各種の演算処理を行うと共に各部と通信を行うことにより電圧検出装置の全体動作を制御する。

【0030】

次に、このように構成された本電圧検出装置の動作について説明する。
本電圧検出装置では、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて突発的な過電圧が発生した場合、過電圧保護回路Ｐ１で以下の特徴的な動作を実行する。つまり、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値を超える過電圧が発生した場合、過電圧保護回路Ｐ１において、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子には、過電圧が印加され、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子からアノード端子の向きに電流が流れ出す。

【0031】

この結果、保護用スイッチング素子ＨＳは、制御端子にツェナーダイオードＺＤから電流が入力されるので、オン状態となる。これにより、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値を超える過電圧がグランドに放電されるので、電圧検出回路Ｄを過電圧から保護することができる。

【0032】

例えば、電圧検出回路Ｄの耐圧が８０Ｖであり、上記所定のしきい値を７５Ｖとした場合、７５Ｖがカソード端子に印加されると電流が流れ出すツェナーダイオードＺＤを、過電圧保護回路Ｐ１に設ける。電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて７５Ｖを超える過電圧が発生した場合、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖを超える過電圧が印加され、ツェナーダイオードＺＤにおいてカソード端子からアノード端子に向けて電流が流れ出して、保護用スイッチング素子ＨＳがオン状態となる。これにより、７５Ｖを超える過電圧がグランドに放電されるので、電圧検出回路Ｄを過電圧から保護することができる。

【0033】

このような本実施形態によれば、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する過電圧保護回路Ｐ１を具備することによって、所定のしきい値以上の過電圧から電圧検出回路Ｄを保護することができる。

【0034】

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る電圧検出装置について説明する。
本第２実施形態に係る電圧検出装置は、以下の点において、上記第１実施形態と相違する。つまり、本実施形態に係る電圧検出装置は、図２に示すように、過電圧保護回路Ｐ２の構成が第１実施形態の過電圧保護回路Ｐ１と異なる点において、上記第１実施形態と相違する。これ以外の構成要素については第１実施形態と同様である。よって、第２実施形態において第１実施形態と同様の構成要素については説明を省略する。

【0035】

過電圧保護回路Ｐ２は、第１実施形態と同様、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する回路である。過電圧保護回路Ｐ２は、ツェナーダイオードＺＤ、第１ダイオードＤａ、第２ダイオードＤｂ１〜Ｄｂｎ-１及び第３ダイオードＤｃ１〜Ｄｃｎから構成される。

【0036】

ツェナーダイオードＺＤは、第１ダイオードＤａ１〜Ｄａｎ、第２ダイオードＤｂ１〜Ｄｂｎ-１及び第３ダイオードＤｃ１〜Ｄｃｎを介して電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａに接続されている。ツェナーダイオードＺＤは、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧がカソード端子に印加されると、カソード端子からアノード端子の向きに電流が流れるものであり、アノード端子がグランドに接続されている。

【0037】

第１ダイオードＤａ１は、電圧検出線Ｌ１に対応して設けられ、アノード端子が電圧検出線Ｌ１に、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子にそれぞれ接続されている。また、第１ダイオードＤａ１と同様、第１ダイオードＤａ２〜Ｄａｎも、電圧検出線Ｌ２〜Ｌｎ毎に設けられている。

【0038】

第２ダイオードＤｂ１は、放電回路Ｈ１対応して設けられ、アノード端子が放電回路Ｈ１に、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子にそれぞれ接続されている。また、第２ダイオードＤｂ１と同様、第２ダイオードＤｂ２〜Ｄａｎも、放電回路Ｈ２〜Ｈｎ毎に設けられている。

【0039】

第３ダイオードＤｃは、アノード端子が電力調整部Ａに、カソード端子がツェナーダイオードＺＤのカソード端子にそれぞれ接続されている。

【0040】

例えば、電圧検出回路Ｄの耐圧が８０Ｖであり、上記所定のしきい値を７５Ｖとした場合、７５Ｖがカソード端子に印加されると電流が流れ出すツェナーダイオードＺＤを、過電圧保護回路Ｐ２に設ける。電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて７５Ｖを超える過電圧が発生した場合、ツェナーダイオードＺＤのカソード端子に７５Ｖを超える過電圧が印加され、ツェナーダイオードＺＤにおいてカソード端子からアノード端子に向けて電流が流れ出す。これにより、７５Ｖを超える過電圧がツェナーダイオードＺＤを介してグランドに放電されて、電圧検出回路Ｄを過電圧から保護することができる。

【0041】

このような本実施形態によれば、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する過電圧保護回路Ｐ２を具備することによって、過電圧から電圧検出回路Ｄを保護することができる。

【0042】

〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態に係る電圧検出装置について説明する。
本第３実施形態に係る電圧検出装置は、以下の点において、上記第１実施形態と相違する。つまり、本実施形態に係る電圧検出装置は、図３に示すように、過電圧保護回路Ｐ３の構成が第１実施形態の過電圧保護回路Ｐ１と異なる点において、上記第１実施形態と相違する。これ以外の構成要素については第１実施形態と同様である。よって、第３実施形態において第１実施形態と同様の構成要素については説明を省略する。

【0043】

過電圧保護回路Ｐ３は、第１実施形態と同様、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する回路である。過電圧保護回路Ｐ３は、比較器Ｃｐ、制御装置Ｃｎ、保護用スイッチング素子ＨＳ、第１保護用抵抗器ＨＲ１、第２保護用抵抗器ＨＲ２、第１ダイオードＤａ１〜Ｄａｎ、第２ダイオードＤｂ１〜Ｄｂｎ-１及び第３ダイオードＤｃ１〜Ｄｃｎから構成される。なお、比較器Ｃｐ及び制御装置Ｃｎは、本実施形態における制御手段を構成するものである。

【0044】

比較器Ｃｐは、入力端のうちの一方が第１ダイオードＤａ１〜Ｄａｎ、第２ダイオードＤｂ１〜Ｄｂｎ-１及び第３ダイオードＤｃ１〜Ｄｃｎのカソード端子に、他方がグランドにそれぞれ接続され、入力端の一方と他方の間に第１保護用抵抗器ＨＲ１が設けられている。また、比較器Ｃｐは、出力端が制御装置Ｃｎに接続され、比較結果を制御装置Ｃｎに出力する。

【0045】

制御装置Ｃｎは、保護用スイッチング素子ＨＳを制御するものであり、比較器Ｃｐから入力される比較結果に基づいて電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値以上の電圧が発生した否か判断し、発生した場合には、保護用スイッチング素子ＨＳをオン状態にする。

【0046】

保護用スイッチング素子ＨＳは、例えば、バイポーラトランジスタであり、ベース端子（制御端子）が制御装置Ｃｎに接続され、エミッタ端子が第１ダイオードＤａ１〜Ｄａｎ、第２ダイオードＤｂ１〜Ｄｂｎ-１及び第３ダイオードＤｃ１〜Ｄｃｎのカソード端子に、コレクタ端子が第２保護用抵抗器ＨＲ２を介してグランドにそれぞれ接続されている。

【0047】

保護用スイッチング素子ＨＳは、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値以上の電圧が発生した場合、制御装置Ｃｎによってオン状態にされて、上述した所定のしきい値以上の電圧を持つ電力を、グランドに放電する。

【0048】

一方、保護用スイッチング素子ＨＳは、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて所定のしきい値以上の電圧が発生していな場合には、制御装置Ｃｎによってオフ状態にされて、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａからグランドへの放電を停止する。

【0049】

また、保護用スイッチング素子ＨＳは、バイポーラトランジスタ以外にも、例えばＦＥＴトランジスタ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であってもよい。

【0050】

第１保護用抵抗器ＨＲ１は、比較器Ｃｐにおける２つの入力端の間に設けられている。
第２保護用抵抗器ＨＲ２は、一端が保護用スイッチング素子ＨＳのコレクタ端子に、他端がグランドに接続されている。

【0051】

例えば、電圧検出回路Ｄの耐圧が８０Ｖであり、上記所定のしきい値を７５Ｖとした場合、制御装置Ｃは、比較器Ｃｐから入力される比較結果に基づいて電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて７５Ｖ以上の過電圧が発生した否か判断する。制御装置Ｃｎは、７５Ｖ以上の過電圧が発生した場合、保護用スイッチング素子ＨＳをオン状態にする。これにより、７５Ｖを超える過電圧が保護用スイッチング素子ＨＳを介してグランドに放電されて、電圧検出回路Ｄを過電圧から保護することができる。

【0052】

このような本実施形態によれば、電圧検出線Ｌ１〜Ｌｎ、放電回路Ｈ１〜Ｈｎ及び電力調整部Ａにおいて発生した所定のしきい値以上の電圧から電圧検出回路Ｄを保護する過電圧保護回路Ｐ３を具備することによって、過電圧から電圧検出回路Ｄを保護することができる。

【0053】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記第３実施形態では、制御装置Ｃｐを電圧検出回路ＤやマイコンＭと異なる装置として設けたが、制御装置Ｃｐを電圧検出回路ＤあるいはマイコンＭと一体化させてもよい。
（２）上記第１〜３実施形態では、放電回路Ｈ１〜Ｈｎの放電用抵抗器Ｒａ１〜Ｒａｎが電圧検出回路Ｄの内部に設けられたスイッチング素子に接続されているが、このスイッチング素子については、放電回路Ｈ１〜Ｈｎに設けられるものであってもよい。

【符号の説明】

【0054】

Ｌ１〜Ｌｎ…電圧検出線、Ｈ１〜Ｈｎ…放電回路、Ａ…電力調整部、Ｐ…過電圧保護回路、Ｄ…電圧検出回路、Ｍ…マイコン、ＺＤ…ツェナーダイオード、ＨＳ…保護用スイッチング素子、ＨＲ…保護用抵抗器、Ｄａ１〜Ｄａｎ…第１ダイオード、Ｄｂ１〜Ｄｂｎ-１…第２ダイオード、Ｄｃ１〜Ｄｃｎ…第３ダイオード、Ｃｐ…比較器、Ｃｎ…制御装置、ＨＳ…保護用スイッチング素子、ＨＲ１…第１保護用抵抗器、ＨＲ２…保護用抵抗器、Ｄａ１〜Ｄａｎ…第１ダイオード、Ｄｂ１〜Ｄｂｎ-１…第２ダイオード、Ｄｃ１〜Ｄｃｎ…第３ダイオード

【図1】

【図2】

【図3】