[发明专利]电压检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对形成电池组的电池单元的单独的端子间电压(inter-terminal voltage)进行检测的电压检测装置。

背景技术

混合动力车辆、电动车辆、笔记本型个人电脑以及其它设备均使用电池组。电池组由串联连接的多个二次电池(电池单元)形成。在这种电池组中，必须分别检测每个电池单元的电压来计算每个电池单元的容量并且进行防护管理。

这种类型的传统装置(例如，与US 2008/0150516 A1相对应的JP-A-2008-145180)由A/D转换器和电平移位电路形成，该电平移位电路选择电池单元中的任意一个电池单元并且将所选电池单元的端子间电压移位到A/D转换器的输入电压范围内。

电平移位电路通常由使用运算放大器和电容器的积分电路形成。在各种类型的A/D转换器中，循环型A/D转换器最适合用于缩减尺寸。该循环型A/D转换器通过具有较少位数的A/D转换器来对作为待转换的转换主体电压(conversion subject voltage)的模拟电压进行A/D转换，基于A/D转换结果来产生模拟电压，通过从转换主体电压中减去所产生的模拟电压来产生剩余电压，放大剩余电压并且通过A/D转换器来对放大的剩余电压进行A/D转换。用于产生剩余电压的电路由使用运算放大器和电容器的积分电路形成。

由于两种电路均包括占用大量电路面积并且消耗大量电功率的运算放大器，如上所述，因而增大了整个装置的电路面积和功耗。

发明内容

因此，本发明的目的在于减少电压检测装置的电路面积和功耗。

根据一个方面，提供了一种用于由串联连接的电池单元形成的电池组的电压检测装置。电压检测装置包括运算放大器、第一部分电路、A/D转换电路、第二部分电路、切换电路和控制电路。第一部分电路与运算放大器一起形成电平移位电路，电平移位电路选择电池组的电池单元中的任意一个电池单元并且提取并保持表示所选电池单元的端子间电压的电压。A/D转换电路将输入的转换主体电压转换为数字值。第二部分电路与运算放大器一起形成剩余电压电路，剩余电压电路通过对转换主体电压与对应于A/D转换电路的转换结果的模拟电压之间的差分电压进行放大来产生剩余电压并且将剩余电压作为转换主体电压施加到A/D转换电路。切换电路将运算放大器用作电平移位电路和剩余电压产生电路中的任意一个电路，并且切换第一部分电路和第二部分电路的连接状态，从而将由电平移位电路所保持的电压作为转换主体电压施加到A/D转换电路和剩余电压产生电路。控制电路控制切换电路的设置和第一部分电路与第二部分电路的操作，从而执行循环型A/D转换器的操作。控制电路在电平移位模式下将运算放大器用作电平移位电路，并且然后在A/D转换模式下将运算放大器用作剩余电压产生电路。控制电路通过A/D转换电路和剩余电压产生电路来对电平移位电路所施加的转换主体电压进行循环。

附图说明

图1是根据第一实施例的电压检测装置的电路图；

图2是示出了第一实施例的操作的时序图；

图3是示出了第一实施例中的电平移位模式下的复位周期中的连接状态的电路图；

图4是示出了第一实施例中的电平移位模式下的保持周期中的连接状态的电路图；

图5是示出了第一实施例中的A/D转换模式下的采样周期中的连接状态的电路图；

图6是示出了第一实施例中的A/D转换模式下的MD/A转换周期中的连接状态的电路图；

图7是根据第二实施例的电压检测装置的电路图；

图8是示出了第二实施例的操作的时序图；

图9是根据第三实施例的电压检测装置的第二部分电路的电路图；

图10是示出了第三实施例的操作的时序图；以及

图11是根据实施例的修改的电压检测装置的电路图。

具体实施方式

下面将参考附图中所示的各种实施例来描述电压检测装置。

[第一实施例]

<整体结构>

将图1中所示的根据第一实施例的电压检测装置1应用于用作车载电池等的电池组BT。电压检测装置1分别检测形成电池组BT的每个电池单元B1到B4的端子间电压并且输出A/D转换结果。端子间电压是等于电池单元的端子电压之间的差值的电压。