專利名稱：用于電池組的電壓檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于包括多個串聯(lián)連接的單位電池的電池組的電壓檢測設(shè)備，所述電壓檢測設(shè)備被配置為檢測電池組的每個單位電池的電壓。
背景技術(shù)：
混合動力汽車或電動汽車裝配有包括多個串聯(lián)連接的蓄電池(單位電池)的電池組。在這種電池組中，必須單獨(dú)地檢測每個蓄電池單元的電壓，以計算每個蓄電池單元的容量(capacity)和該蓄電池單元的保護(hù)管理。應(yīng)當(dāng)注意的是，用于這種應(yīng)用的電池組包括相當(dāng)大數(shù)量的串聯(lián)連接的蓄電池。因此，在電池組中的蓄電池之間的特定連接位置處，電勢變高。因此，用于蓄電池的電壓檢測設(shè)備被施加高電壓。例如，JP-A-2008-145180公開了一種電壓檢測電路，其包括運(yùn)算放大器、第一電容器、第二電容器、放電電路和開關(guān)設(shè)備。第一電容器具有連接到運(yùn)算放大器的反相輸入端子的一個端。第二電容器和放電電路連接在運(yùn)算放大器的反相輸入端子與運(yùn)算放大器的輸出端子之間。開關(guān)設(shè)備分別連接在每個單位電池的端子與第一電容器的另一端之間。在 JP-A-2008-145180的配置中，單位電池的正端子與第一電容器之間的開關(guān)設(shè)備和放電電路被激活以對第一電容器充電。此后，在放電電路去激活的狀態(tài)下，取代于開關(guān)設(shè)備，單位電池的負(fù)端子與第一電容器之間的開關(guān)設(shè)備被激活，從而對單位電池的電壓進(jìn)行檢測。JP-A-2001-56350公開了一種電壓檢測電路，其包括由與單位電池對應(yīng)的多個串聯(lián)連接的電容器構(gòu)成的電容器組。在JP-A-2001-56350的配置中，提供在單位電池與電容器之間的路徑中的每個開關(guān)設(shè)備被切斷，以通過同時施加單位電池的電壓來對相應(yīng)的電容器進(jìn)行充電。此后，按順序從低電壓側(cè)電容器開始執(zhí)行電壓檢測。當(dāng)完成對一個電容器的電壓檢測時，對該電容器的電荷進(jìn)行放電，從而通過這種方式連續(xù)地減小未檢測的電容器的電勢。JP-A-2008-145180和JP-A-2001-56350中公開的電壓檢測電路包括具有低電壓配置的微計算機(jī)和運(yùn)算放大器。然而，仍然向在這些電壓檢測電路中使用的半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)備施加高電壓。因此，不能在這些電壓檢測電路中使用諸如5V系統(tǒng)或3. 3V系統(tǒng)等的低電壓過程。因此，在這種電壓檢測電路中，高電壓晶體管是必須的，從而導(dǎo)致了電路的布局區(qū)域的增加。因此，電壓檢測電路的制造成本可能增加。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述問題和其它問題，本發(fā)明的目的是為電池組提供一種無需高電壓晶體管的電壓檢測設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用于電池組的電壓檢測設(shè)備包括多個串聯(lián)連接的單位電池，電壓檢測設(shè)備被配置為檢測電池組的每個單位電池的電壓，該電壓檢測設(shè)備包括具有被偏置為預(yù)定的參考電壓的輸入端子的運(yùn)算放大器。該電壓檢測設(shè)備還包括第一電容器， 該第一電容器被分別提供給單位電池。該電壓檢測設(shè)備還包括第一開關(guān)設(shè)備，該第一開關(guān)設(shè)備中的每一個被提供在單位電池中的相應(yīng)一個的高電壓側(cè)端子與第一電容器中的相應(yīng)一個的一端之間。該電壓檢測設(shè)備還包括第二開關(guān)設(shè)備，該第二開關(guān)設(shè)備中的每一個被提供在單位電池中的相應(yīng)一個的低電壓側(cè)端子與第一電容器中的相應(yīng)一個的一端之間。該電壓檢測設(shè)備還包括第三開關(guān)設(shè)備，該第三開關(guān)設(shè)備中的每一個被提供在運(yùn)算放大器的反相輸入端子與第一電容器中的相應(yīng)一個的另一端之間。該電壓檢測設(shè)備還包括并聯(lián)地提供在運(yùn)算放大器的反相輸入端子與運(yùn)算放大器的輸出端子之間的第二電容器和第四開關(guān)設(shè)備。 該電壓檢測設(shè)備還包括控制單元，該控制單元被配置為通過按順序執(zhí)行下面的第一過程和第二過程來檢測電壓第一過程是打開與從電壓檢測的對象中排除的單位電池對應(yīng)的第二開關(guān)設(shè)備和第三開關(guān)設(shè)備，閉合第四開關(guān)設(shè)備，以及閉合與單位電池中作為電壓檢測對象的一個對應(yīng)的第一開關(guān)設(shè)備中的一個和第三開關(guān)設(shè)備中的一個，以對第一電容器中的相應(yīng)一個進(jìn)行充電；第二過程是打開第四開關(guān)設(shè)備，以及閉合單位電池中與作為電壓檢測對象的一個對應(yīng)的第二開關(guān)設(shè)備中的一個而不是第一開關(guān)設(shè)備中的一個。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于包括多個串聯(lián)連接的單位電池的電池組的電壓檢測設(shè)備，該電壓檢測設(shè)備被配置為檢測電池組的每個單位電池的電壓，該電壓檢測設(shè)備包括具有被偏置為預(yù)定的參考電壓的輸入端子的運(yùn)算放大器。該電壓檢測設(shè)備還包括第一電容器，該第一電容器被分別提供給單位電池。該電壓檢測設(shè)備還包括第一開關(guān)設(shè)備，該第一開關(guān)設(shè)備中的每一個被提供在單位電池中的相應(yīng)一個的高電壓側(cè)端子與第一電容器中的相應(yīng)一個的一端之間。該電壓檢測設(shè)備還包括第二開關(guān)設(shè)備，該第二開關(guān)設(shè)備中的每一個被提供在單位電池中的相應(yīng)一個的低電壓側(cè)端子與第一電容器中的相應(yīng)一個的一端之間。該電壓檢測設(shè)備還包括第三開關(guān)設(shè)備，該第三開關(guān)設(shè)備中的每一個被提供在運(yùn)算放大器的反相輸入端子與第一電容器中的相應(yīng)一個的另一端之間。該電壓檢測設(shè)備還包括第四 A開關(guān)設(shè)備，該第四A開關(guān)設(shè)備被并聯(lián)地提供在運(yùn)算放大器的反相輸入端子與運(yùn)算放大器的輸出端子之間。該電壓檢測設(shè)備還包括串聯(lián)地提供在運(yùn)算放大器的反相輸入端子與運(yùn)算放大器的輸出端子之間的第二電容器和第四B開關(guān)設(shè)備。該電壓檢測設(shè)備還包括提供在第二電容器和第四B開關(guān)設(shè)備之間的公共連接點(diǎn)與被施加有恒定電壓的電壓線之間的第四 C開關(guān)設(shè)備。電壓檢測設(shè)備還包括控制單元，該控制單元被配置為通過按順序執(zhí)行下面的第一過程和第二過程來檢測電壓第一過程是打開與從電壓檢測的對象中排除的單位電池對應(yīng)的第二開關(guān)設(shè)備和第三開關(guān)設(shè)備；閉合第四A開關(guān)設(shè)備和第四C開關(guān)設(shè)備；打開第四B開關(guān)設(shè)備；以及閉合與單位電池中作為電壓檢測的對象的一個對應(yīng)的第一開關(guān)設(shè)備中的一個和第三開關(guān)設(shè)備中的一個，以對第一電容器中的相應(yīng)一個進(jìn)行充電；以及第二過程 打開第四A開關(guān)設(shè)備和第四C開關(guān)設(shè)備；閉合第四B開關(guān)設(shè)備；以及閉合與單位電池中作為電壓檢測的對象的一個對應(yīng)的第二開關(guān)設(shè)備中的一個而不是第一開關(guān)設(shè)備中的一個。


通過下面參照附圖給出的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。在附圖中圖1是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備的框圖；圖2是示出了第一開關(guān)設(shè)備、第二開關(guān)設(shè)備和驅(qū)動電路的框圖；圖3是示出了電平位移電路的框圖4是示出了非重疊信號生成電路的框圖；圖5是示出了非重疊信號生成電路的波形的時序圖；圖6是示出了表示開關(guān)設(shè)備的接通/切斷狀態(tài)和輸出電壓的波形的時序圖；圖7是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備的框圖；圖8是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的表示開關(guān)設(shè)備的接通/切斷狀態(tài)和輸出電壓的波形的時序圖；圖9是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備的框圖；圖10是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的表示開關(guān)設(shè)備的接通/切斷狀態(tài)和輸出電壓的波形的時序圖；圖11是示出了單元電壓和差分輸出電壓之間的關(guān)系的圖；圖12是示出了根據(jù)第四實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備的框圖；圖13是示出了根據(jù)第五實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備的框圖；以及圖14是示出了根據(jù)第五實(shí)施例的表示開關(guān)設(shè)備的接通/切斷狀態(tài)和輸出電壓的波形的時序圖。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例)如下所述，將參照圖1至圖6來描述本實(shí)施例。圖1示出了用于電池組的電壓檢測設(shè)備的配置。電池組1被裝配在混合動力汽車或電動汽車中，并且被配置為通過反相器向電動機(jī)供電。實(shí)際的電池組1包括例如大量串聯(lián)連接的鋰蓄電池、鎳氫蓄電池(單位電池)等。在本實(shí)施例中，考慮到解釋的方便，示出了低電壓側(cè)上的電池單元Bl至高電壓側(cè)上的電池單元B4。由于電池單元的容量的個體差別、電池單元的自放電特性的差別等等，鋰蓄電池的電池單元在充電狀態(tài)(充電狀態(tài)soc)和單元電壓方面可以不同。在這種電池組1中，必須單獨(dú)檢測每個蓄電池單元的電壓，以計算每個蓄電池單元的容量和該蓄電池單元的保護(hù)管理，以實(shí)現(xiàn)例如電池電壓的均衡。用于電池組1的電壓檢測設(shè)備2的端子TBO至TB4分別與電池單元Bl至B4的端子相連。端子TBO至TB4的電壓分別由VO至V4表示。電壓檢測設(shè)備2檢測電池組1的每個電池單元&ι(n = 1、2、3、4)的電壓BVn(n = 1、2、3、4)并且通過輸出端子TP來向A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備3輸出由VOUT表示的檢測電壓。電壓檢測設(shè)備2可以是與諸如A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備3等的電路集成在一起的集成電路 (IC)。電壓檢測設(shè)備2包括運(yùn)算放大器4，該運(yùn)算放大器4被配置為操作相對于地(grand) 電勢VSS指定的電源電壓VDD的施加。運(yùn)算放大器4的非反相輸入端子通過電壓生成電路 5偏壓到參考電壓VREF。第二電容器C2和第四開關(guān)設(shè)備SW4被并聯(lián)地連接在運(yùn)算放大器 4的反相輸入端子與運(yùn)算放大器4的輸出端子之間。針對每個電池單元Bn，具有相同的配置的充電開關(guān)電路被提供在端子TOn與運(yùn)算放大器4之間。例如，用于電池單元B4的充電開關(guān)電路包括連接在電池單元B4的高電壓側(cè)端子TB4、電池單元B4的低電壓側(cè)端子TB3和第一電容器ClD的一端之間的第一開關(guān)設(shè)備SWlD和第二開關(guān)設(shè)備SW2D。用于選擇電池單元的第三開關(guān)設(shè)備SW3D被連接在與運(yùn)算放大器4的反相輸入端子連接的公共線CL和電容器ClD的另一端之間。電容器ClD的另一端被配置為通過第五開關(guān)設(shè)備SW5D接收用于電壓鉗位的電壓VREF (被設(shè)置為等于參考電壓)的施加。類似地，與其它電池單元&!對應(yīng)的充電開關(guān)電路包括第一電容器Clx、第一開關(guān)設(shè)備SWlx、第二開關(guān)設(shè)備SWh、第三開關(guān)設(shè)備SW3x和第五開關(guān)設(shè)備SWh。后綴χ從充電開關(guān)電路的低電壓側(cè)開始以A、B、C、D的順序?qū)?yīng)于上面提到的η的1、2、3、4。每個開關(guān)設(shè)備包括例如MOS晶體管。控制電路(控制單元)6對開關(guān)設(shè)備執(zhí)行切換操作。圖2示出了第一開關(guān)設(shè)備SWlD和第二開關(guān)設(shè)備SW2D以及用于第一開關(guān)設(shè)備SWlD 和第二開關(guān)設(shè)備SW2D的驅(qū)動電路的配置，其中，第一開關(guān)設(shè)備SWlD和第二開關(guān)設(shè)備SW2D 位于電池組側(cè)上并且位于第一電容器Clx的兩側(cè)上。電平位移電路7用于相對于作為參考電勢的地電勢VSS對從控制電路6輸出的信號Sl進(jìn)行隔離和電平位移。與控制電路6類似，如圖3所示，電平位移電路7包括反相器8、反相器9、10和電容器11。反相器8相對于作為參考電勢的地電勢來操作電源電壓VDD的施加。反相器9、10相對于作為參考電勢的端子ΤΒ3的電勢V3來操作電池單元Β4的電壓VB4 ( = V4-V3)的施加。電容器11在這兩個參考電勢電路之間進(jìn)行隔離。反相器9、10以環(huán)形連接。電容器11連接在反相器8的輸出端子與反相器10的輸入端子之間。當(dāng)信號Sl被輸入到反相器8中從而改變信號Sl的電平時，反相器10的輸入電勢通過電容器11被改變。通過這種方式，反相器10的輸入電平超出閾值，從而將反相器10 的輸出信號S2進(jìn)行反相。信號S2通過反相器9被反相并且被施加到反相器10的輸入端子。因此，以穩(wěn)定的方式來輸出信號S2。具有作為參考電勢的地電勢VSS的驅(qū)動電路可以用于第三開關(guān)設(shè)備SW3x、第四開關(guān)設(shè)備SW4和第五開關(guān)設(shè)備SWh，并且因此，電平位移電路 7是不必要的。如圖1所示，開關(guān)設(shè)備SWlD和SW2D分別是例如低電壓PMOS晶體管和低電壓匪OS 晶體管。參照圖4，非重疊信號生成電路12輸入信號S2，產(chǎn)生驅(qū)動信號S3、S4。參照圖2， 非重疊信號生成電路12向開關(guān)設(shè)備SW1D、SW2D輸出所生成的驅(qū)動信號S3、S4，從而根據(jù)所生成的電平僅激活開關(guān)設(shè)備SW1D、SW2D中的一個。參照圖4，非重疊信號生成電路12包括包含NAND柵極13、反相器14至17、反相器18的串聯(lián)電路以及包含NAND柵極19和反相器20至23的串聯(lián)電路。提供反相器14至 17,20至23以產(chǎn)生時間延遲。反相器17的輸出端子連接到NAND柵極19的輸入端子。反相器23的輸出端子連接到NAND柵極13的輸入端子。圖5是示出了開關(guān)設(shè)備驅(qū)動電路的操作的時序圖。在非重疊信號生成電路12中， 當(dāng)信號S2輸入到NAND柵極13中并且反相器18是L電平(電壓V3)時，驅(qū)動信號S3、S4 被設(shè)置為H電平(電壓V4)。可替換地，當(dāng)信號S2是H電平時，驅(qū)動信號S3、S4被設(shè)置為 L電平。當(dāng)信號S2的電平改變時，驅(qū)動信號S3變?yōu)镠電平時并且驅(qū)動信號S4變?yōu)長電平時的非重疊時段發(fā)生。因此，可以禁止開關(guān)設(shè)備SW1D、SW2D的同時接通(激活)。接下來，將參照圖6來描述本實(shí)施例的操作和效果?？刂齐娐?以降序來重復(fù)地切換開關(guān)設(shè)備并且檢測單元電壓VBl至VB4。因此，控制電路6向A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備3輸出所檢測的單元電壓VBl至VB4。圖6示出了表示開關(guān)設(shè)備的接通/切斷狀態(tài)和輸出電壓VOUT 的波形。在圖6中，高電平表示接通狀態(tài)(激活)，低電平表示切斷狀態(tài)(去激活)。如下所述，將描述針對圖6中所表示的每個時段檢測的電池單元B4的電壓VB4的實(shí)例。
[時段1]控制電路6將與從電壓檢測中排除的電池單元Bl至B3對應(yīng)的第三開關(guān)設(shè)備SW3A 至SW3C去激活(切斷)。因此，第一電容器ClA至ClC的另一端與公共線CL斷開。第五開關(guān)設(shè)備SW5A至SW5C被激活(接通)以向所斷開的第一電容器ClA至ClC的另一端施加參考電壓VREF，從而固定其電勢。第一電容器ClA至ClC的一端可以與電池單元Bl至B3斷開。在本實(shí)施例中，第一開關(guān)設(shè)備SWlA至SWlC被激活以在稍后執(zhí)行電壓檢測時縮短充電時間段?？刂齐娐?激活與作為電壓檢測的對象的電池單元B4對應(yīng)的第一開關(guān)設(shè)備SWlD 和第三開關(guān)設(shè)備SW3D。因此，控制電路6連接端子TB4與公共線CL之間的第一電容器C1D。 此外，控制電路6激活第四開關(guān)設(shè)備SW4以將第二電容器C2的電荷初始化為0。因此，運(yùn)算放大器4在參考電壓VREF的輸入的情況下處于電壓跟隨器連接狀態(tài)。因此，輸出電壓VOUT 變?yōu)閂REF，并且使用V4和VREF之間的電壓給第一電容器ClD充電。在該狀態(tài)下，切斷狀態(tài)(去激活)下的SW2A至SW2D被分別施加電池單元Bl至B4 的電壓VBl至VB4。此外，服從(deference)電壓VREF和用于電壓鉗位的電壓VREF彼此相等。因此，未向開關(guān)設(shè)備SW3A至SW3C以及SW5D施加電壓。運(yùn)算放大器4的輸入端子被施加參考電壓VREF，該參考電壓VREF被設(shè)置為小于電源電壓VDD。[時段2]時段2是非重疊時段，在該非重疊時段內(nèi)，第一開關(guān)設(shè)備SWlD和第二開關(guān)設(shè)備 SW2D被同時去激活?？刂齐娐?將第四開關(guān)設(shè)備SW4去激活。[時段3]控制電路6激活第二開關(guān)設(shè)備SW2D，而不是在時段2中去激活的第一開關(guān)設(shè)備 SW1D。第一電容器ClD的一端被施加電壓V3而不是電壓V4。在該狀態(tài)下，使用第二電容器C2對在時段1中在第一電容器ClD中聚集的電荷進(jìn)行重新分配。通式(1)表示與第一電容器的電容Cl和第二電容器的電容C2有關(guān)的在時段2和時段3之間的電荷的守恒。電池單元B4涉及Vn = V4和Vn-I = V3。C1 (Vn-VREF) = Cl (Vn-1-VREF)+C2(V0UT-VREF) — (1)通過公式(1)得到下面的公式(2)。VOUT = C1/C2 (Vn-Vn-I)+VREF —(2)也即是說，在對電荷進(jìn)行重新分配以后，運(yùn)算放大器的輸出電壓VOUT變?yōu)檫@樣的電壓，即，其是通過將電池單元B4的端子電壓與C1/C2相乘并且偏移參考電壓VREF計算出的。電池單元B4的端子電壓等于電池單元B4的電壓VB4。即使在該狀態(tài)下，切斷(去激活)狀態(tài)下的SW2A至SW2C以及SWlD分別被施加電池單元Bl至B4的電壓VBl至VB4。[時段4]控制電路6將作為電壓檢測的對象的電池單元從B4切換到B3。具體地說，對于從電壓檢測中排除的電池單元B4，控制電路6將第三開關(guān)設(shè)備SW3D去激活，以將第一電容器ClD與公共線CL斷開。此外，控制電路6將第二開關(guān)設(shè)備SW2D去激活并且激活第五開關(guān)設(shè)備SW5D。非重疊信號生成電路12用于同時去激活第一開關(guān)設(shè)備SWlD和第二開關(guān)設(shè)備 SW2D。對于作為電壓檢測對象的電池單元B3，控制電路6維持第一開關(guān)設(shè)備SWlC激活并
11且第二開關(guān)設(shè)備SW2C去激活的狀態(tài)。此外，控制電路6激活第三開關(guān)設(shè)備SW3C以將第一電容器ClC與公共線CL相連。控制電路6還去激活第五開關(guān)設(shè)備SW5C?？刂齐娐?還激活第四開關(guān)設(shè)備SW4。通過這種方式，與時段1類似，輸出電壓VOUT變?yōu)閂REF。因此，使用 V3與VREF之間的電壓對第一電容器ClC進(jìn)行充電。已經(jīng)在時段1至?xí)r段3使用該電壓對第一電容器ClC進(jìn)行充電。因此，時段4、5的時間長度較短。
在該情況下，未向處于切斷狀態(tài)的開關(guān)設(shè)備SW2D、SW3A、Sff3B, Sff3D, SW5C施加電壓。開關(guān)設(shè)備SW2A至SW2C以及SWlD被分別施加電池單元Bl至B4的電壓VBl至VB4。
[時段5及以后]
其對應(yīng)于時段1。操作與時段4的操作類似。具體地說，第一開關(guān)設(shè)備SWlD被激活以使用V4和VREF之間的電壓對第一電容器ClD進(jìn)行初步充電。時段6、7、8中的操作與時段2、3、4中的操作類似，并且省略對這些操作的解釋。
根據(jù)本實(shí)施例，提供給每個電池單元&ι (n = 1、2、3、4)的第一電容器Clx (χ = A、 B、C、D)將電池側(cè)的電路與運(yùn)算放大器側(cè)的電路隔離，以被施加兩個電路之間的電壓差。此外，只有運(yùn)算放大器側(cè)的電路經(jīng)由公共線CL將第三開關(guān)設(shè)備SW3x連接在其間。因此，電池側(cè)的電路的開關(guān)設(shè)備SWlx、SW2x僅被施加小于單個電池單元的電壓VBn的電壓。此外，參考電壓和用于電壓鉗位的電壓被設(shè)置為彼此相等。因此，運(yùn)算放大器側(cè)的電路的開關(guān)設(shè)備 Sff3x, SW5x未被施加電壓。此外，開關(guān)設(shè)備SW4僅被施加小于電源電壓VDD的電壓。也即是說，運(yùn)算放大器4和所有開關(guān)設(shè)備可以是低電壓晶體管。
第一電容器Clx需要高阻抗以接收高于電源電壓VDD的高電壓。應(yīng)當(dāng)注意的是，可以通過使用金屬布線的層間絕緣膜來形成第一電容器Clx，以獲得這種高阻抗。因此，不必使用獨(dú)特的制造工藝。因此，作為IC的電壓檢測設(shè)備2可以由諸如5V系統(tǒng)晶體管和3. 3V 系統(tǒng)晶體管等的低電壓晶體管構(gòu)成，而無需使用高電壓晶體管。因此，可以通過這種方式來減小用于電壓檢測設(shè)備2的布局區(qū)域，從而減小制造成本。
此外，第五開關(guān)設(shè)備SWh被提供給第一電容器Clx的另一端側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對與從電壓檢測對象中排除的電池單元對應(yīng)的第五開關(guān)設(shè)備SWh的激活。因此，可以將第一電容器Clx的另一端的電勢鉗位。在該狀態(tài)下，第一開關(guān)設(shè)備SWlx也被激活。因此，在電池單元從電壓檢測對象中排除的時段中，可以使用單位電池的電壓Vfoi與用于電壓鉗位的電壓VREF之間的電壓差來對第一電容器Clx進(jìn)行預(yù)先充電。通過這種方式，當(dāng)電池單元變?yōu)殡妷簷z測對象時，可以減小用于第一電容器Clx的充電時間。
如上所述，用于電壓鉗位的電壓被設(shè)置為等于參考電壓。因此，在對第一電容器 Clx進(jìn)行初步充電的情況下，當(dāng)電池單元變?yōu)殡妷簷z測對象時，與通過第一電容器Clx充電的電荷相等的電荷被充電。因此，可以將用于第一電容器Clx的充電時間減小到基本上為0。
(第二實(shí)施例)
接下來，將參照圖7、圖8來描述第二實(shí)施例。在根據(jù)本實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備31 中，與第一實(shí)施例的配置相比，修改了第四開關(guān)設(shè)備的配置，以消除運(yùn)算放大器4的偏移電壓的影響。第四A開關(guān)設(shè)備SW4A連接到運(yùn)算放大器4的反相輸入端子與運(yùn)算放大器4的輸出端子之間。此外，包括第二電容器C2和第四B開關(guān)設(shè)備SW4B的串聯(lián)電路與第四A開關(guān)設(shè)備SW4A并聯(lián)連接。第四C開關(guān)設(shè)備SW4C連接在第二電容器C2和第四B開關(guān)設(shè)備SW4B之間的公共連接點(diǎn)與被施加恒定電壓VA的電壓線之間?？刂齐娐?在相同的狀態(tài)下定期地控制第四A開關(guān)設(shè)備SW4A和第四C開關(guān)設(shè)備SW4C。除此之外的配置與電壓檢測設(shè)備2 的配置類似。
圖8示出了表示開關(guān)設(shè)備的接通/切斷狀態(tài)和輸出電壓VOUT的波形。如下所述， 將描述與第一實(shí)施例的示例不同的對電池單元B4的電壓VB4進(jìn)行檢測的示例。在時段1 中，控制電路6激活第四A開關(guān)設(shè)備SW4A和第四C開關(guān)設(shè)備SW4C并且去激活第四B開關(guān)設(shè)備SW4B。通過這種方式，根據(jù)VA與VREF之間的電壓使用電荷來對第二電容器C2進(jìn)行初始化。因此，運(yùn)算放大器4在參考電壓VREF的輸入的情況下處于電壓跟隨器連接狀態(tài)。因此，輸出電壓VOUT變?yōu)閂REF。因此，使用V4與VREF之間的電壓給第一電容器ClD充電。
在時段2中，控制電路6將第四A開關(guān)設(shè)備SW4A和第四C開關(guān)設(shè)備SW4C去激活。 在時段3中，控制電路6激活第四B開關(guān)設(shè)備SW4B。在該狀態(tài)下，使用第二電容器C2對時段1中在第一電容器ClD中聚集的電荷進(jìn)行重新分配。通式C3)表示在時段2和時段3之間的電荷守恒。通過通式(3)得到公式0)。
Cl (Vn-VREF)+C2(VA-VREF) = Cl (Vn-I-VREF)+C2(V0UT-VREF) — (3)
VOUT = C1/C2 (Vn-Vn-I)+VA — (4)
如下所述，將描述具有可能的電壓VA的數(shù)值示例。使用從Vmin到Vmax的電壓范圍來得到公式(5)、(6)，其中，運(yùn)算放大器4的輸出在該電壓范圍內(nèi)是可變的。
Vmin 彡 C1/C2 (Vn-Vn-I) +VA 彡 Vmax — (5)
Vmin-Cl/C2(Vn-Vn-I) ^ VA ^ Vmax-C1/C2(Vn-Vn-I) — (6)
假設(shè)Cl = C2、Vmin = OV 和 Vmax = 5V，通過公式(6)得到公式(7)。
- (Vn-Vn-I)彡 VA 彡 5_ (Vn-Vn-I) — (7)
Vn-Vn-I是電池單元&ι的電壓VBn。例如，假設(shè)電池是鋰蓄電池、Vn-Vn-I的最小電壓是OV并且Vn-Vn-I的最大電壓是5V，則滿足公式(7)的條件的值VA被計算為0V。
通常，運(yùn)算放大器具有偏移電壓。因此，在考慮運(yùn)算放大器4的偏移電壓AVOS的情況下，將參照第一實(shí)施例來描述本實(shí)施例。在該情況下，通過公式(8)來表示本實(shí)施例的電荷守恒。通過修改公式⑶來消除偏移電壓AVOS。因此，可以通過公式⑶得到與公式 (4)相同的公式。
Cl(Vn-VREF+ΔVOS)+C2(VA-VREF+ΔVOS) = C1 (Vn-1-VREF+ΔVOS)+C2(VOUT-VRE F+ Δ VOS) — (8)
另一方面，通過公式(9)來表示在考慮偏移電壓AVOS的情況下第一實(shí)施例的電荷守恒。因此，通過公式(9)得到包括偏移電壓AVOS的公式(10)。
C1(Vn-VREF+ΔVOS) = C1(Vn-1-VREF+ΔVOS)+C2(V0UT-VREF+ΔVOS)—(9)
VOUT = C1/C2 (Vn-Vn-1) +VREF- Δ VOS —(10)
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，第四開關(guān)設(shè)備包括第四A開關(guān)設(shè)備SW4A至第四C開關(guān)設(shè)備SW4C。在該配置的情況下，可以從單元電壓VBn的檢測電壓中消除運(yùn)算放大器4的偏移電壓AVOS的影響。因此，可以以較高的精確度來實(shí)現(xiàn)電壓檢測。
(第三實(shí)施例)
接下來，將參照圖9至圖11來描述第三實(shí)施例。本實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備41使用具有差分輸出配置的運(yùn)算放大器42。在本實(shí)施例中，第二實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備31被修改為具有全差分型配置。運(yùn)算放大器42的公共電壓VCOM被設(shè)置為等于參考電壓VREF。 運(yùn)算放大器42分別從非反相輸出端子和反相輸出端子輸出差分電壓VOP、V0M。從輸出端子TP、TM輸出的差分電壓VOP、VOM由具有差分輸入配置的A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備43轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
反相輸入端子和非反相輸出端子側(cè)上的運(yùn)算放大器42的電路以及非反相輸入端子和反相輸出端子側(cè)上的運(yùn)算放大器42的電路形成對稱電路。電壓檢測設(shè)備41包括與電壓檢測設(shè)備31類似的彼此連接的第一電容器Clx、第二電容器C2、開關(guān)設(shè)備SWlx至SW3x、 STOx和開關(guān)設(shè)備SW4A至SW4C。后綴χ以從低電壓側(cè)上的充電開關(guān)電路開始的順序表示 A、B、C、D。在運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子側(cè)和反相輸出端子側(cè)的側(cè)上，第一開關(guān)設(shè)備 Sfflx和第二開關(guān)設(shè)備SWh連接在與第一電容器Clx對應(yīng)的電池單元的低電壓側(cè)端子和高電壓側(cè)端子與第一電容器Clx的一端之間。
圖10示出了表示開關(guān)設(shè)備的接通/切斷狀態(tài)和差分輸出電壓VOP-VOM的波形。開關(guān)設(shè)備的控制與第二實(shí)施例的開關(guān)設(shè)備的控制類似。與公式(11)和公式(12)不同，時段 2和時段3內(nèi)的電荷守恒的通式(13)是通過從公式(11)中減去公式(12)得到的。值VX 是輸入側(cè)上的公共電壓。
C1 (Vn-VCOM) +C2 (VA-VCOM) = Cl (Vn-1 -VX) +C2 (VOP-VX) — (11)
Cl (Vn-I-VCOM) +C2 (VB-VCOM) = Cl (Vn-VX) +C2 (VOM-VX) — (12)
VOP-VOM = 2C1/C2(Vn-Vn-I) + (VA-VB) — (13)
當(dāng)在時段3中對電荷進(jìn)行重新分配時公共模型噪聲Δ V重疊在電池組1上時，電荷守恒的通式變?yōu)楣?14)和公式(15)。通過從公式(14)中減去公式(15)來消除AV 項。因此，得到與公式(13)的結(jié)果相同的結(jié)果。也即是說，電壓檢測設(shè)備41具有全差分配置。因此，即使在電荷重新分配期間公共模型噪聲ΔΥ重疊在電池組1上時，對差分輸出電壓VOP-VOM的影響也被消除。
C1 (Vn-VCOM) +C2 (VA-VCOM) = Cl (Vn-I+Δ V-VX) +C2 (VOP-VX) — (14)
C1 (Vn-1-VC0M) +C2 (VB-VCOM) = C1 (Vn+ Δ V-VX) +C2 (VOM-VX) — (15)
在考慮運(yùn)算放大器42的偏移電壓VOS的情況下，電荷守恒的通式(11)被修改為公式(16)。通過從公式(16)中減去公式(12)來消除AVOS項。因此，得到與公式(13)的結(jié)果相同的結(jié)果。也即是說，與第二實(shí)施例類似，電壓檢測設(shè)備41能夠消除對運(yùn)算放大器 42的偏移電壓AVOS的影響。
C1 (Vn-VC0M+V0S) +C2 (VA-VC0M+V0S) = C1 (Vn-1-VX+V0S) +C2 (V0P-VX+V0S) — (16 )
如下所述，將參照圖11來描述電壓VA、VB的設(shè)置的示例。通常，當(dāng)運(yùn)算放大器的輸出在電源電壓VDD附近或者在大電壓VSS附近擺動時，增益特性、頻帶(band)特性等等可能被降低。鑒于此，電源電壓VDD和大電壓VSS之間的中間電平被設(shè)置為公共電壓，并且運(yùn)算放大器的輸出在可以保證運(yùn)算放大器的特性的范圍內(nèi)擺動。
例如，假設(shè)單元電壓Vn-Vn-I在OV與5V之間的范圍內(nèi)改變，則運(yùn)算放大器42的電源電壓VDD是5V，并且電壓檢測設(shè)備41的增益是一倍(單倍增率，g卩，Cl =C2)。其滿足 VA-VB = -2. 5V，以控制運(yùn)算放大器42的輸出電壓，使得單元電壓Vn-Vn-I的中間值2. 5V 變?yōu)殡娫措妷篤DD與大電壓VSS之間的中間電平2. 5V。在該情況下，輸出電壓VOP、VOM僅在1. 25V到3. 75V之間的范圍內(nèi)擺動。因此，可以相對于大電壓VSS和電源電壓VDD保證足夠的裕度。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備41具有全差分配置。因此，當(dāng)在第一電容器Clx的充電期間公共模型噪聲重疊在電池組1上，并且即使在電荷的重新分配期間公共模型噪聲重疊在電池組1上時，也可以從運(yùn)算放大器42的差分輸出電壓VOP-VOM中消除公共模型噪聲。此外，使用對稱電路配置。因此，可以消除諸如在每個開關(guān)設(shè)備的切換期間發(fā)生的饋通等的錯誤。因此，可以以較高的精確度實(shí)現(xiàn)電壓檢測。此外，可以消除運(yùn)算放大器42的偏移電壓AVOS的影響。因此，可以以較高的精確度實(shí)現(xiàn)電壓檢測。
(第四實(shí)施例)
接下來，將參照圖12來描述第四實(shí)施例。根據(jù)本實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備51包括第二開關(guān)設(shè)備，該第二開關(guān)設(shè)備具有第三實(shí)施例的第二開關(guān)設(shè)備的經(jīng)修改的配置。具體地說，在該配置中，第二開關(guān)設(shè)備SWh沒有被分別提供給運(yùn)算放大器42的反相輸入端子和非反相輸出端子側(cè)以及運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子和反相輸出端子側(cè)。在該配置中，公共第二開關(guān)設(shè)備SWh被提供在分別提供給運(yùn)算放大器42的反相輸入端子和運(yùn)算放大器42 的非反相輸入端子側(cè)的第一電容器Clx的一端之間。除此之外的配置和對開關(guān)設(shè)備的接通 /切斷(激活和去激活)控制與電壓檢測設(shè)備41的那些類似。
假設(shè)在第二開關(guān)設(shè)備SWh被激活的時段3內(nèi)兩個第一電容器Clx之間的連接節(jié)點(diǎn)的電壓是VY，則得到在時段2和時段3中的電荷守恒的通式(17)和通式(18)。通過從公式(18)中減去公式(18)得到公式(19)。也即是說，當(dāng)電容比被控制時，差分輸出電壓 VOP-VOM與第三實(shí)施例的公式(13)中的類似。
C1 (Vn-VCOM) +C2 (VA-VCOM) = C1 (VY-VX) +C2 (VOP-VX) — (17)
C1 (Vn-1-VC0M) +C2 (VB-VCOM) = C1 (VY-VX) +C2 (VOM-VX) — (18)
VOP-VOM = C1/C2(Vn-Vn-I) + (VA-VB) — (19)
接下來，將描述在執(zhí)行電荷重新分配的時段3內(nèi)對輸入側(cè)上的公共電壓VX的計算。當(dāng)在第一電容器Clx的充電期間公共模型噪聲AV重疊在電池組1上時，在時段2和時段3內(nèi)的電荷守恒的通式變?yōu)楣?0)和公式。在該情況下的差分輸出電壓VOP-VOM 與公式(19)中的相同。
Cl (Vn+ΔV-VCOM)+C2(VA-VCOM) = Cl (VY-VX)+C2(VOP-VX) — (20)
C1 (Vn-1 + Δ V-VCOM) +C2 (VB-VCOM) = C1 (VY-VX) +C2 (VOM-VX) — (21)
通過將公式(20)添加到公式(21)得到公式(22)。
2 (C1+C2)VX = 2C1VY+2 (C1+2C2)VCOM-Cl(Vn+Vn-1)-2C1ΔV-C2(VA+VB) — (22)
在Cl = C2的情況下，公式(22)變?yōu)楣?23)。
4VX = 2VY+6VC0M-(Vn+Vn-1)-2 Δ V-(VA+VB) — (23)
如公式04)所表示的，電壓VY變?yōu)殡妷篤n與電壓Vn-I之間的中心電壓。
VY= (Vn+Vn-l+2AV)/2—(24)
通過公式03)和公式04)得到表示輸入側(cè)上的公共電壓VX的公式05)。
VX = (6VC0M- (VA+VB)) /4— (25)
也即是說，即使當(dāng)在第一電容器Clx的充電期間公共模型噪聲重疊在電池組1上時，公共模型噪聲也不會在電荷重新分配時對輸入側(cè)上的公共電壓VX造成影響。在第一開關(guān)設(shè)備SWlx被去激活并且第二開關(guān)設(shè)備SWh被激活的時段3內(nèi)，第一電容器Clx之間的連接節(jié)點(diǎn)與電池單元斷開以處于懸空狀態(tài)。因此，即使當(dāng)電荷重新分配時公共模型噪聲重疊在電池組1上時，公共模型噪聲也不會對輸入側(cè)上的公共電壓VX造成影響。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)在第一電容器Clx的充電期間公共模型噪聲重疊在電池組1上時，并且即使當(dāng)電荷重新分配期間公共模型噪聲重疊在電池組1上時，也可以從運(yùn)算放大器42的輸入側(cè)上的公共電壓VX和差分輸出電壓VOP-VOM中消除公共模型噪聲。 此外，針對諸如饋通和運(yùn)算放大器42的偏移電壓AVOS的影響等的錯誤，可以產(chǎn)生與第三實(shí)施例的效果類似的效果。
(第五實(shí)施例)
圖13中所示的電壓檢測設(shè)備61具有使用全差分配置的第一實(shí)施例的電壓檢測設(shè)備2的配置。圖14示出了表示開關(guān)設(shè)備的接通/切斷狀態(tài)和輸出電壓VOP-VOM的波形。開關(guān)設(shè)備的控制與第一實(shí)施例的類似。公式06)表示運(yùn)算放大器42的差分輸出電壓 VOP-VOM。
VOP-VOM = 2C1/C2(Vn-Vn-I) — (26)
根據(jù)本實(shí)施例，除了運(yùn)算放大器42的偏移電壓AVOS的影響的消除以外，可以產(chǎn)生與第三實(shí)施例的效果類似的效果。
(其它實(shí)施例)
如上所述，已經(jīng)提到了本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明不限于上面的實(shí)施例?？梢詫Ρ景l(fā)明進(jìn)行各種修改并且可以在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)實(shí)踐本發(fā)明。
在每個實(shí)施例中，不必須施加用于電壓鉗位的電壓VREF，并且不必須添加第五開關(guān)設(shè)備SWh。即使在這種情況下，也可以使用低電壓晶體管來形成運(yùn)算放大器和所有開關(guān)設(shè)備。注意到，用于電壓鉗位的電壓VREF和第五開關(guān)設(shè)備對于對第一電容器Clx的另一端的電勢進(jìn)行鉗位從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操作并且減小第一電容器Clx的充電時間是有效的。
可以將用于電壓鉗位的電壓設(shè)置為與運(yùn)算放大器4，42的參考電壓VREF不同的電壓。注意到，將兩個電壓設(shè)置為相同的電壓對于減小第一電容器Clx的充電時間是有效的。
總結(jié)以上實(shí)施例，用于包括多個串聯(lián)連接的單位電池B1、B2、B3、B4的電池組1的電壓檢測設(shè)備被配置為檢測電池組的每個單位電池的電壓。電壓檢測設(shè)備包括運(yùn)算放大器，其具有被偏置為預(yù)定的參考電壓的輸入端子；第一電容器Clx，其被分別提供給單位電池Bi、B2、B3、B4 ；第一開關(guān)設(shè)備SWlx，每個第一開關(guān)設(shè)備被提供在單位電池Bi、B2、B3、B4 中的相應(yīng)一個的高電壓側(cè)端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的一端之間；第二開關(guān)設(shè)備 SW2x,每個第二開關(guān)設(shè)備被提供在單位電池Bl、B2、B3、B4中的相應(yīng)一個的低電壓側(cè)端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的一端之間；第三開關(guān)設(shè)備SW3x，其被提供在運(yùn)算放大器4 的反相輸入端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的另一端之間；所述第二電容器C2和第四開關(guān)設(shè)備SW4，其被并聯(lián)地提供在運(yùn)算放大器4的反相輸入端子與運(yùn)算放大器4的輸出端子 TP之間；以及控制單元。
控制單元還被配置為打開與從電壓檢測的對象中排除的單位電池B1、B2、B3、B4 對應(yīng)的第二開關(guān)設(shè)備SWh和第三開關(guān)設(shè)備SW3X ；閉合第四開關(guān)設(shè)備SW4以對第二電容器 C2的電荷進(jìn)行放電；并且閉合與單位電池Bi、B2、B3、B4中作為電壓檢測的對象的單位單元的一個單位電池對應(yīng)的第一開關(guān)設(shè)備SWlx中的一個和第三開關(guān)設(shè)備SW3x中的一個，從而對第一電容器Clx中的相應(yīng)一個進(jìn)行充電。注意到，從電壓檢測的對象中排除的單位電池B1、B2、B3、B4的數(shù)量可以為一，并且作為電壓檢測的對象的單位電池B1、B2、B3、B4的數(shù)量可以為兩個或更多個。在該狀態(tài)下，第二開關(guān)設(shè)備僅被施加單位電池中的相應(yīng)一個的電壓。此外，第三開關(guān)設(shè)備僅被施加與從電壓檢測的對象中排除的單位電池中的相應(yīng)一個的電壓。
此后，控制單元還被配置為打開第四開關(guān)設(shè)備SW4 ；并且閉合與單位電池B1、B2、 B3、B4中作為電壓檢測的對象的一個單位電池對應(yīng)的第二開關(guān)設(shè)備SWh中的一個而不是第一開關(guān)設(shè)備SWlx中的一個。假設(shè)第一電容器和第二電容器的電容為Cl和C2，并且參考電壓為VREF，則通過(Cl/Ch單位電池電壓+VREF)來計算由電荷重新分配引起的運(yùn)算放大器的輸出電壓。在該情況下，運(yùn)算放大器的偏移電壓也出現(xiàn)。在該狀態(tài)下，與作為電壓檢測的對象的單位電池對應(yīng)的第一開關(guān)設(shè)備被施加有該單位電池的電壓。第四開關(guān)設(shè)備被施加有通過(Cl/Ch單位電池電壓)計算出的電壓。
根據(jù)該配置，分別提供給單位電池的每個第一電容器施加有每個單位電池的電勢與參考電壓之間的電壓差。因此，由每個單位電池的電勢引起的高電壓沒有被施加至運(yùn)算放大器和開關(guān)設(shè)備。因此，包括運(yùn)算放大器和開關(guān)設(shè)備的電路可以由諸如5V系統(tǒng)晶體管和 3. 3V系統(tǒng)晶體管等的低電壓晶體管構(gòu)成，而無需使用高電壓晶體管。因此，通過這種方式， 可以減小用于電路的布局區(qū)域，從而降低制造成本。
用于電池組的電壓檢測設(shè)備可以使用全差分配置。具體地說，運(yùn)算放大器42可以具有差分輸出配置，在該差分輸出配置中，參考電壓是公共電壓VC0M。在該情況下，第一電容器Clx、第二電容器C2、第一開關(guān)設(shè)備SWlx和第四開關(guān)設(shè)備S^Wx被提供給以下各項中的每一個運(yùn)算放大器42的反相輸入端子和非反相輸出端子側(cè)；以及運(yùn)算放大器42的反相輸入端子和非反相輸出端子側(cè)。
在該情況下，在運(yùn)算放大器42的反相輸入端子和非反相輸出端子側(cè)上第一開關(guān)設(shè)備SWlx中的每一個被提供在單位電池B1、B2、B3、B4中的相應(yīng)一個的高電壓側(cè)端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的一端之間；第二開關(guān)設(shè)備SWh中的每一個被提供在單位電池 B1、B2、B3、B4中的相應(yīng)一個的低電壓側(cè)端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的一端之間； 第三開關(guān)設(shè)備SW3x中的每一個被提供在運(yùn)算放大器42的反相輸入端子與第一電容器Clx 中的相應(yīng)一個的另一端之間；并且第二電容器C2和第四開關(guān)設(shè)備SW4x被并聯(lián)地提供在運(yùn)算放大器42的反相輸入端子與運(yùn)算放大器42的非反相輸出端子之間。
在該情況下，在運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子與反相輸出端子側(cè)上第一開關(guān)設(shè)備SWlx中的每一個被提供在單位電池B1、B2、B3、B4中的相應(yīng)一個的低電壓側(cè)端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的一端之間；第二開關(guān)設(shè)備SWh中的每一個被提供在單位電池Bi、B2、B3、B4中的相應(yīng)一個的高電壓側(cè)端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的一端之間；第三開關(guān)設(shè)備SW3x中的每一個被提供在運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的另一端之間；并且第二電容器C2和第四開關(guān)設(shè)備SW4x被并聯(lián)地提供在運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子與運(yùn)算放大器42的反相輸出端子之間。
在該全差分配置的情況下，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)設(shè)備被閉合以對第一電容器進(jìn)行充電時并且當(dāng)在第二開關(guān)設(shè)備而不是第一開關(guān)設(shè)備被閉合以引起電荷重新分配的情況下公共模型噪聲重疊在電池組上時，可以從運(yùn)算放大器的輸出電壓中移除公共模型噪聲。此外，使用對稱電路配置。因此，可以消除諸如在對每個開關(guān)設(shè)備進(jìn)行切換期間發(fā)生的饋通等的錯誤。因此，可以以較高的精確度來實(shí)現(xiàn)電壓檢測。
電壓檢測設(shè)備還可以包括第五開關(guān)設(shè)備SWh，第五開關(guān)設(shè)備SWh中的每一個被提供在電壓線與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的另一端之間。在該情況下，電壓線施加有用于電壓鉗位的電壓VREF，以引起相對于參考電壓VREF的電壓差。在該情況下，該電壓差小于或等于開關(guān)設(shè)備SW3x的耐受電壓。在該情況下，控制單元還被配置為打開與從電壓檢測的對象中排除的單位電池B1、B2、B3、B4對應(yīng)的第二開關(guān)設(shè)備SW^^P第三開關(guān)設(shè)備SW3x ； 并且閉合與從電壓檢測的對象中排除的單位電池Bi、B2、B3、B4對應(yīng)的第一開關(guān)設(shè)備SWlx 和第五開關(guān)設(shè)備SWh，以對第一電容器Clx中的相應(yīng)一個進(jìn)行充電。在該情況下，控制單元還被配置為閉合第四開關(guān)設(shè)備SW4 ；并且閉合與單位電池B1、B2、B3、B4中作為電壓檢測的對象的一個單位電池對應(yīng)的第一開關(guān)設(shè)備SWlx中的一個和第三開關(guān)設(shè)備SW3x中的一個， 以對第一電容器Clx中的相應(yīng)一個進(jìn)行充電。
在該配置中，第五開關(guān)設(shè)備被分別提供給單位電池。在該情況下，與從電壓檢測的對象中排除的單位電池對應(yīng)的第五開關(guān)設(shè)備被閉合，從而將相應(yīng)的第一電容器的另一端的電勢鉗位。在該狀態(tài)下，第一開關(guān)設(shè)備也被閉合。因此，在單位電池從電壓檢測的對象中排除的時段內(nèi)，可以通過施加相應(yīng)的單位電池的高電壓側(cè)端子的電勢與用于電壓鉗位的電壓之間的電壓差來對相應(yīng)的第一電容器進(jìn)行預(yù)先充電(初步充電)。通過這種方式，當(dāng)相應(yīng)的單位電池變?yōu)殡妷簷z測的對象時，可以減小用于第一電容器的充電時間。
在電壓檢測設(shè)備中，用于電壓鉗位的電壓可以被設(shè)置為等于參考電壓。在該情況下，當(dāng)相應(yīng)的單位電池變?yōu)殡妷簷z測的對象時，已經(jīng)通過第一電容器的初步充電來使用與要充電的電荷相等的電荷對相應(yīng)的第一電容器進(jìn)行了充電。通過這種方式，當(dāng)相應(yīng)的單位電池變?yōu)殡妷簷z測的對象時，可以將用于相應(yīng)的第一電容器的充電時間減小到基本上為0。
可以在電壓檢測設(shè)備中修改第二電容器和第四開關(guān)設(shè)備的配置。
具體地說，除了運(yùn)算放大器4、第一電容器Clx、第一開關(guān)設(shè)備SWlx和第二開關(guān)設(shè)備SWh以及第三開關(guān)設(shè)備SW3X以外，電壓檢測設(shè)備還可以包括第四A開關(guān)設(shè)備SW4A，其被并聯(lián)地提供在運(yùn)算放大器4的反相輸入端子與運(yùn)算放大器4的輸出端子之間；第二電容器C2和第四B開關(guān)設(shè)備SW4B，其被串聯(lián)地提供在運(yùn)算放大器4的反相輸入端子與運(yùn)算放大器4的輸出端子TP之間；以及第四C開關(guān)設(shè)備SW4C，其被提供在第二電容器C2和第四B 開關(guān)設(shè)備SW4B之間的公共連接點(diǎn)與被施加有恒定電壓VA的電壓線之間。
在該情況下，控制單元被配置為打開與從電壓檢測的對象中排除的單位電池Bi、 B2、B3、B4對應(yīng)的第二開關(guān)設(shè)備SWh和第三開關(guān)設(shè)備SW3x ；閉合第四A開關(guān)設(shè)備SW4A和第四C開關(guān)設(shè)備SW4C ；以及打開第四B開關(guān)設(shè)備SW4B。通過這種方式，控制單元根據(jù)(恒定電壓-參考電壓+運(yùn)算放大器的偏移電壓)使用電荷對第二電容器進(jìn)行充電。在該狀態(tài)下，第二開關(guān)設(shè)備僅被施加單位電池中的相應(yīng)一個的電壓。此外，第三開關(guān)設(shè)備僅被施加從電壓檢測的對象中排除的單位電池中的相應(yīng)一個的電壓。
此后，控制單元還被配置為打開第四A開關(guān)設(shè)備SW4A和第四C開關(guān)設(shè)備SW4C ； 閉合第四B開關(guān)設(shè)備SW4B ；并且閉合與單位電池Bi、B2、B3、B4中作為電壓檢測的對象的一個單位電池對應(yīng)的第二開關(guān)設(shè)備SWh中的一個而不是第一開關(guān)設(shè)備SWlx中的一個。因此，控制單元檢測該電壓。當(dāng)恒定電壓是VA時，通過重新分配引起的運(yùn)算放大器的輸出電18壓變?yōu)?Cl/Ch單位電池電壓+VA)。在該狀態(tài)下，與作為電壓檢測的對象的單位電池對應(yīng)的第一開關(guān)設(shè)備僅被施加單位電池的電壓。第四A開關(guān)設(shè)備和第四C開關(guān)設(shè)備被施加通過 (Cl/Ch單位電池電壓)計算出的電壓。根據(jù)該配置，可以產(chǎn)生與上面所描述的電壓檢測設(shè)備的效果類似的效果。此外，可以從單位電池的檢測電壓中移除運(yùn)算放大器的偏移電壓。
上面所描述的用于電池組的電壓檢測設(shè)備可以使用全差分配置。具體地說，運(yùn)算放大器42可以具有差分輸出配置，在該差分輸出配置中，參考電壓VREF是公共電壓VC0M。 在該情況下，第一電容器Clx、第二電容器C2、第一開關(guān)設(shè)備SWlx、第二開關(guān)設(shè)備SWh、第三開關(guān)設(shè)備SW3x、第四A開關(guān)設(shè)備SW4A、第四B開關(guān)設(shè)備SW4B和第四C開關(guān)設(shè)備SW4C被提供給以下各項中的每一個運(yùn)算放大器42的反相輸入端子和非反相輸出端子側(cè)；以及運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子和反相輸出端子側(cè)。
在該情況下，在運(yùn)算放大器42的反相輸入端子和非反相輸出端子側(cè)上第一開關(guān)設(shè)備SWlx中的每一個被提供在單位電池B1、B2、B3、B4中的相應(yīng)一個的高電壓側(cè)端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的一端之間；第二開關(guān)設(shè)備SWh中的每一個被提供在單位電池 B1、B2、B3、B4中的相應(yīng)一個的低電壓側(cè)端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的一端之間； 第三開關(guān)設(shè)備SW3x中的每一個被提供在運(yùn)算放大器42的反相輸入端子與第一電容器Clx 中的相應(yīng)一個的另一端之間；第四A開關(guān)設(shè)備SW4A被提供在運(yùn)算放大器42的反相輸入端子與運(yùn)算放大器42的非反相輸出端子之間；第二電容器C2和第四B開關(guān)設(shè)備SW4B被串聯(lián)地提供在運(yùn)算放大器42的反相輸入端子與運(yùn)算放大器42的非反相輸出端子之間；并且第四C開關(guān)設(shè)備SW4C被提供在第二電容器C2和第四B開關(guān)設(shè)備SW4B之間的公共連接點(diǎn)與被施加有恒定電壓VA的電壓線之間。
在該情況下，在運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子和反相輸出端子側(cè)上第一開關(guān)設(shè)備SWlx中的每一個被提供在單位電池B1、B2、B3、B4中的相應(yīng)一個的低電壓側(cè)端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的一端之間；第二開關(guān)設(shè)備SWh中的每一個被提供在單位電池Bi、B2、B3、B4中的相應(yīng)一個的高電壓側(cè)端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的一端之間；第三開關(guān)設(shè)備SW3x中的每一個被提供在運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的另一端之間；第四A開關(guān)設(shè)備SW4A被提供在運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子與運(yùn)算放大器42的反相輸出端子之間；第二電容器C2和第四B開關(guān)設(shè)備SW4B 被串聯(lián)地提供在運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子與運(yùn)算放大器42的反相輸出端子之間； 并且第四C開關(guān)設(shè)備SW4C被提供在第二電容器C2和第四B開關(guān)設(shè)備SW4B之間的公共連接點(diǎn)與被施加有恒定電壓VA的電壓線之間。根據(jù)該全差分配置，可以產(chǎn)生與上面所描述的電壓檢測設(shè)備的效果類似的效果。此外，可以從單位電池的檢測電壓中移除運(yùn)算放大器的偏移電壓。
上面所描述的用于電池組的電壓檢測設(shè)備可以使用全差分配置。具體地說，電壓檢測設(shè)備可以被修改為包括共同提供在提供在運(yùn)算放大器42的反相輸入端子側(cè)上的相應(yīng)的第一電容器Clx的一端與提供在運(yùn)算放大器42的非反相輸入端子側(cè)上的相應(yīng)的第一電容器Clx的一端之間的第二開關(guān)設(shè)備。該配置也產(chǎn)生類似的效果。
此外，在該配置中，第一電容器的另一端與電池組斷開，以在電荷重新分配時處于懸空狀態(tài)。因此，即使在當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)設(shè)備被閉合以對第一電容器進(jìn)行充電并且當(dāng)?shù)诙_關(guān)設(shè)備被閉合以使電荷重新分配時公共模型噪聲重疊在電池組上的情況下，公共模型噪聲的影響也是可以從運(yùn)算放大器的輸入端的公共電壓中移除的。
電壓檢測設(shè)備還可以包括第五開關(guān)設(shè)備SWh，其中每一個被提供在電壓線與第一電容器Clx中的相應(yīng)一個的另一端之間。在該情況下，電壓線施加有用于電壓鉗位的電壓 VREF,以引起相對于參考電壓VREF的電壓差。在該情況下，該電壓差小于或等于開關(guān)設(shè)備 SW3x的耐受電壓。該控制單元可以還被配置為打開與從電壓檢測的對象中排除的單位電池Bi、B2、B3、B4對應(yīng)的第二開關(guān)設(shè)備SWh和第三開關(guān)設(shè)備SW3x ；以及閉合與從電壓檢測的對象中排除的單位電池Bi、B2、B3、B4對應(yīng)的第一開關(guān)設(shè)備SWlx和第五開關(guān)設(shè)備STOx， 以對第一電容器Clx中的相應(yīng)一個進(jìn)行充電。該控制單元可以還被配置為閉合第四A開關(guān)設(shè)備SW4A和第四C開關(guān)SW4C ；打開第四B開關(guān)設(shè)備SW4B ；以及閉合與單位電池Bi、B2、 B3、B4中作為電壓檢測的對象的一個單位電池對應(yīng)的第一開關(guān)設(shè)備SWlx中的一個和第三開關(guān)設(shè)備SW3x中的一個，以對第一電容器Clx中的相應(yīng)一個進(jìn)行充電。該配置也產(chǎn)生類似的效果。
在電壓檢測設(shè)備中，用于電壓鉗位的電壓可以被設(shè)置為等于參考電壓。該配置也產(chǎn)生類似的效果。
如果合適可以組合這些實(shí)施例的上述結(jié)構(gòu)。諸如計算和確定等的上述處理不限于由控制單元6執(zhí)行?？刂茊卧梢跃哂邪ㄗ鳛槭纠境龅目刂茊卧?的各種結(jié)構(gòu)。
可以通過軟件、電子電路、機(jī)械設(shè)備等中的任意一個或任意組合來執(zhí)行諸如計算和確定等的上述處理。軟件可以存儲在存儲介質(zhì)中，并且可以經(jīng)由諸如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等的傳輸設(shè)備來進(jìn)行傳輸。電子電路可以是集成電路，并且可以是分立電路，諸如配置有電氣元件或電子元件等的硬件邏輯。產(chǎn)生上述處理的元件可以是分立元件，并且可以被部分地或全部地集成。
應(yīng)當(dāng)清楚的是，雖然在本文中將本發(fā)明的實(shí)施例的過程描述為包括特定順序的步驟，但是本文中未公開的包括各種其它順序的這些步驟和/或額外的步驟的其它可替換的實(shí)施例旨在屬于本發(fā)明的步驟范圍內(nèi)。
在不偏離本發(fā)明的精神的情況下，可以對上述實(shí)施例進(jìn)行各種各樣的修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種用于電池組(1)的電壓檢測設(shè)備，所述電池組(1)包括多個串聯(lián)連接的單位電池(B1、B2、B3、B4)，所述電壓檢測設(shè)備被配置為檢測所述電池組(1)的每個所述單位電池 (B1、B2、B3、B4)的電壓，所述電壓檢測設(shè)備包括運(yùn)算放大器G)，具有被偏置為預(yù)定的參考電壓(VREF)的輸入端子； 第一電容器(Clx)，被分別提供給所述單位電池(B1、B2、B3、B4)； 第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)，每個所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)被提供在所述單位電池(B1、B2、 B3、B4)中的相應(yīng)一個的高電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的一端之間； 第二開關(guān)設(shè)備(SWh)，每個所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)被提供在所述單位電池(B1、B2、 B3、B4)中的相應(yīng)一個的低電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)，每個所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)被提供在所述運(yùn)算放大器(4)的反相輸入端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的另一端之間；第二電容器(以)和第四開關(guān)設(shè)備(SW4)，被并聯(lián)地提供在所述運(yùn)算放大器(4)的所述反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器的輸出端子(TP)之間；以及控制單元(6)，被配置為通過按順序執(zhí)行下面的第一過程和第二過程來檢測所述電壓所述第一過程打開與從電壓檢測的對象中排除的所述單位電池(Bi、B2、B3、B4)對應(yīng)的所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)和所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)， 閉合所述第四開關(guān)設(shè)備(SW4)，以及閉合與所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中作為電壓檢測的對象的一個單位電池對應(yīng)的所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)中的一個和所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)中的一個，以對所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個進(jìn)行充電；以及所述第二過程打開所述第四開關(guān)設(shè)備(SW4)，以及閉合與所述單位電池(Bi、B2、B3、B4)中作為所述電壓檢測的對象的所述一個單位電池對應(yīng)的所述第二開關(guān)設(shè)備(SWh)中的一個，而不閉合所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)中的所述一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓檢測設(shè)備，其中所述運(yùn)算放大器0 具有差分輸出配置，在所述差分輸出配置中，所述參考電壓 (VREF)是公共電壓(VCOM)，所述第一電容器(Clx)、第二電容器(C2)、所述第一開關(guān)設(shè)備 (Sfflx)和第四開關(guān)設(shè)備(SW4x)被提供給以下各項中的每一個所述運(yùn)算放大器0 的反相輸入端子和非反相輸出端子側(cè)；以及所述運(yùn)算放大器0 的非反相輸入端子和反相輸出端子側(cè)， 在所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸入端子和所述非反相輸出端子側(cè)上 每個所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的所述高電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；每個所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的所述低電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；每個所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)被提供在所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸入端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述另一端之間；以及所述第二電容器(以)和所述第四開關(guān)設(shè)備(SW4x)被并聯(lián)地提供在所述運(yùn)算放大器 (42)的所述反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸出端子之間， 在所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子和所述反相輸出端子側(cè)上 每個所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的所述低電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；每個所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的所述高電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；每個所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)被提供在所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述另一端之間；以及所述第二電容器(以)和所述第四開關(guān)設(shè)備(SW4x)被并聯(lián)地提供在所述運(yùn)算放大器 (42)的所述非反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸出端子之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電壓檢測設(shè)備，還包括第五開關(guān)設(shè)備(SWh)，每個所述第五開關(guān)設(shè)備(SW5X)被提供在電壓線與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述另一端之間，所述電壓線被施加有用于電壓鉗位的電壓 (VREF)，以引起相對于所述參考電壓(VREF)的電壓差，所述電壓差小于或等于所述開關(guān)設(shè)備(SW3x)的耐受電壓，所述控制單元(6)還被配置為通過執(zhí)行下面的第三過程和第四過程來對所述第一電容器(Clx)中的所述相應(yīng)一個進(jìn)行充電 所述第三過程打開與從所述電壓檢測的對象中排除的所述單位電池(Bi、B2、B3、B4)對應(yīng)的所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)和所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)；以及閉合與從所述電壓檢測的對象中排除的所述單位電池(Bi、B2、B3、B4)對應(yīng)的所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)和所述第五開關(guān)設(shè)備(SWh)；以及所述第四過程閉合所述第四開關(guān)設(shè)備(SW4)；以及閉合與所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中作為所述電壓檢測的對象的所述一個單位電池對應(yīng)的所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)中的一個和所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)中的一個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓檢測設(shè)備，其中，用于電壓鉗位的所述電壓(VREF)被設(shè)置為等于所述參考電壓(VREF)。
5.一種用于電池組(1)的電壓檢測設(shè)備，所述電池組(1)包括多個串聯(lián)連接的單位電池(B1、B2、B3、B4)，所述電壓檢測設(shè)備被配置為檢測所述電池組(1)的每個所述單位電池 (B1、B2、B3、B4)的電壓，所述電壓檢測設(shè)備包括運(yùn)算放大器G)，具有被偏置為預(yù)定的參考電壓(VREF)的輸入端子； 第一電容器(Clx)，被分別提供給所述單位電池(B1、B2、B3、B4)； 第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)，每個所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)被提供在所述單位電池(B1、B2、 B3、B4)中的相應(yīng)一個的高電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的一端之間； 第二開關(guān)設(shè)備(SWh)，每個所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的低電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)，每個所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)被提供在所述運(yùn)算放大器(4)的反相輸入端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的另一端之間；第四A開關(guān)設(shè)備(SW4A)，被并聯(lián)地提供在所述運(yùn)算放大器(4)的所述反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器的輸出端子(TP)之間；第二電容器(以)和第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B)，被串聯(lián)地提供在所述運(yùn)算放大器(4)的所述反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器(4)的所述輸出端子(TP)之間；以及第四C開關(guān)設(shè)備(SW4C)，被提供在所述第二電容器((^)和所述第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B) 之間的公共連接點(diǎn)與被施加有恒定電壓(VA)的電壓線之間；控制單元(6)，被配置為通過按順序執(zhí)行下面的第一過程和第二過程來檢測所述電壓所述第一過程打開與從電壓檢測的對象中排除的所述單位電池(Bi、Β2、Β3、Β4)對應(yīng)的所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)和所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)；閉合所述第四A開關(guān)設(shè)備(SW4A)和所述第四C開關(guān)設(shè)備(SW4C)； 打開所述第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B)；以及閉合與所述單位電池(Β1、Β2、Β3、Β4)中作為電壓檢測的對象的一個單位電池對應(yīng)的所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)中的一個和所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)中的一個，以對所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個進(jìn)行充電；以及所述第二過程打開所述第四A開關(guān)設(shè)備(SW4A)和所述第四C開關(guān)設(shè)備(SW4C)； 閉合所述第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B)；以及閉合與所述單位電池(Bi、Β2、Β3、Β4)中作為所述電壓檢測的對象的所述一個單位電池對應(yīng)的所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)中的一個，而不閉合所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)中的所述一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓檢測設(shè)備，其中所述運(yùn)算放大器0 具有差分輸出配置，在所述差分輸出配置中，所述參考電壓 (VREF)是公共電壓(VCOM)，所述第一電容器(Clx)、所述第二電容器(C2)、所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)、所述第二開關(guān)設(shè)備(SWh)、所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)、所述第四A開關(guān)設(shè)備(SW4A)、所述第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B)和所述第四C開關(guān)設(shè)備(SW4C)被提供給以下各項中的每一個 所述運(yùn)算放大器0 的反相輸入端子和非反相輸出端子側(cè)；以及所述運(yùn)算放大器0 的非反相輸入端子和反相輸出端子側(cè)， 在所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸入端子和所述非反相輸出端子側(cè)上 每個所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的所述高電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；每個所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的所述低電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；每個所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)被提供在所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸入端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述另一端之間；以及所述第四A開關(guān)設(shè)備(SW4A)被提供在所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸出端子之間；所述第二電容器(以)和所述第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B)被串聯(lián)地提供在所述運(yùn)算放大器 (42)的所述反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器G2)的所述非反相輸出端子之間；以及所述第四C開關(guān)設(shè)備(SW4C)被提供在所述第二電容器((^)和所述第四B開關(guān)設(shè)備 (SW4B)之間的所述公共連接點(diǎn)與被施加有所述恒定電壓(VA)的所述電壓線之間， 在所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子和所述反相輸出端子側(cè)上 每個所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的所述低電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；每個所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的所述高電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；每個所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)被提供在所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述另一端之間；以及所述第四A開關(guān)設(shè)備(SW4A)被提供在所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸出端子之間；所述第二電容器(以)和所述第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B)被串聯(lián)地提供在所述運(yùn)算放大器 (42)的所述非反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器G2)的所述反相輸出端子之間；以及所述第四C開關(guān)設(shè)備(SW4C)被提供在所述第二電容器((C2)和所述第四B開關(guān)設(shè)備 (SW4B)之間的所述公共連接點(diǎn)與被施加有所述恒定電壓(VA)的所述電壓線之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓檢測設(shè)備，其中所述運(yùn)算放大器0 具有差分輸出配置，在所述差分輸出配置中，所述參考電壓 (VREF)是公共電壓(VCOM)，所述第一電容器(Clx)、所述第二電容器(C2)、所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)、所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)、所述第四A開關(guān)設(shè)備(SW4A)、所述第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B)和所述第四C開關(guān)設(shè)備(SW4C)被提供給以下各項中的每一個所述運(yùn)算放大器G2)的所述反相輸入端子和所述非反相輸出端子側(cè)；以及所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子和反相輸出端子側(cè)， 所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)被共同提供給以下各項，而不是被提供給以下各項中的每一個所述運(yùn)算放大器G2)的所述反相輸入端子和所述非反相輸出端子側(cè)；以及所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子和所述反相輸出端子側(cè)， 在所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸入端子和所述非反相輸出端子側(cè)上 所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的所述高電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)被提供在所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸入端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述另一端之間；所述第四A開關(guān)設(shè)備(SW4A)被提供在所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸出端子之間；所述第二電容器(以)和所述第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B)被串聯(lián)地提供在所述運(yùn)算放大器 (42)的所述反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器G2)的所述非反相輸出端子之間；以及所述第四C開關(guān)設(shè)備(SW4C)被提供在所述第二電容器((^)和所述第四B開關(guān)設(shè)備 (SW4B)之間的所述公共連接點(diǎn)與被施加有所述恒定電壓(VA)的所述電壓線之間， 在所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子和所述反相輸出端子側(cè)上 所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)被提供在所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中的相應(yīng)一個的所述低電壓側(cè)端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述一端之間；所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)被提供在所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述另一端之間；所述第四A開關(guān)設(shè)備(SW4A)被提供在所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸出端子之間；所述第二電容器(以)和所述第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B)被串聯(lián)地提供在所述運(yùn)算放大器 (42)的所述非反相輸入端子與所述運(yùn)算放大器G2)的所述反相輸出端子之間；以及所述第四C開關(guān)設(shè)備(SW4C)被提供在所述第二電容器((^)和所述第四B開關(guān)設(shè)備 (SW4B)之間的所述公共連接點(diǎn)與被施加有所述恒定電壓(VA)的所述電壓線之間，以及每個所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)被共同提供在分別提供至所述運(yùn)算放大器0 的所述反相輸入端子和所述運(yùn)算放大器0 的所述非反相輸入端子的所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)兩個的所述一端之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中的任意一項所述的電壓檢測設(shè)備，還包括第五開關(guān)設(shè)備(SWh)，每個所述第五開關(guān)設(shè)備(SW5x)被提供在電壓線與所述第一電容器(Clx)中的相應(yīng)一個的所述另一端之間，所述電壓線被施加有用于電壓鉗位的電壓 (VREF)，以引起相對于所述參考電壓(VREF)的電壓差，所述電壓差小于或等于所述開關(guān)設(shè)備(SW3x)的耐受電壓，其中所述控制單元(6)還被配置為通過執(zhí)行下面的第三過程和第四過程來對所述第一電容器(Clx)中的所述相應(yīng)一個進(jìn)行充電 所述第三過程打開與從所述電壓檢測的對象中排除的所述單位電池(Bi、B2、B3、B4)對應(yīng)的所述第二開關(guān)設(shè)備(SW2x)和所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)；以及閉合與從所述電壓檢測的對象中排除的所述單位電池(Bi、B2、B3、B4)對應(yīng)的所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)和所述第五開關(guān)設(shè)備(SWh)；以及所述第四過程閉合所述第四A開關(guān)設(shè)備(SW4A)和所述第四C開關(guān)設(shè)備(SW4C)； 打開所述第四B開關(guān)設(shè)備(SW4B)；以及閉合與所述單位電池(B1、B2、B3、B4)中作為所述電壓檢測的對象的所述一個單位電池對應(yīng)的所述第一開關(guān)設(shè)備(SWlx)中的一個和所述第三開關(guān)設(shè)備(SW3x)中的一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓檢測設(shè)備，其中，用于電壓鉗位的所述電壓(VREF)被設(shè)置為等于所述參考電壓(VREF)。
全文摘要
運(yùn)算放大器(4)具有被偏置為預(yù)定的參考電壓(VREF)的輸入?？刂茊卧蜷_與作為非檢測對象的單位電池(B1、B2、B3、B4)對應(yīng)的第二開關(guān)(SW2x)和第三開關(guān)(SW3x)，閉合第四開關(guān)(SW4)?？刂茊卧?6)還閉合與作為檢測對象的一個單位電池(B1、B2、B3、B4)對應(yīng)的第一開關(guān)(SW1x)中的一個和第三開關(guān)(SW3x)中的一個，以對第一電容器(C1x)中的相應(yīng)一個進(jìn)行充電。此后，控制單元(6)打開第四開關(guān)(SW4)?？刂茊卧?6)還閉合與作為檢測對象的一個單位電池(B1、B2、B3、B4)對應(yīng)的第二開關(guān)(SW2x)中的一個，而不是第一開關(guān)(SW1x)中的一個。因此，控制單元(6)檢測每個單位電池(B1、B2、B3、B4)的電壓。
文檔編號G01R31/36GK102539881SQ20111039742
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者牧原哲哉 申請人:株式會社電裝