專利名稱：電壓測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量電壓源電壓的電壓測(cè)量裝置，尤其是涉及一種用于提高測(cè)量精度的技術(shù)。
背景技術(shù)：
按照環(huán)境保護(hù)，已知的是電動(dòng)汽車具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)來(lái)作為用于驅(qū)動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)源，而混合動(dòng)力汽車具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)引擎。作為用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電源，幾百個(gè)蓄電池或燃料電池(在下文中通常稱為″電池″)彼此串聯(lián)且用于多種情況中。因此，為了監(jiān)測(cè)充電狀態(tài)、放電狀態(tài)、每個(gè)電池的壽命、異常情況等等在運(yùn)行期間的某一時(shí)刻到下一時(shí)刻的改變，對(duì)電池組單元的端電壓進(jìn)行精確測(cè)量的需求日益增加，所述電池組單元彼此串聯(lián)并且對(duì)其施加幾百伏特的電力。
為了滿足這種需要，以這種方式來(lái)進(jìn)行電池組端電壓的測(cè)量，即，將構(gòu)成一個(gè)電池組的多個(gè)電池組單元模塊化、通過(guò)第一開關(guān)組來(lái)利用每個(gè)模塊的電壓對(duì)電容元件進(jìn)行再充電、接著斷開第一開關(guān)組、通過(guò)第二開關(guān)組而將電容元件連接到電壓測(cè)量裝置。
例如，在日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2001-116777中，將一個(gè)光MOSFET或相當(dāng)于光MOSFET的一個(gè)元件用作開關(guān)元件。很容易互相區(qū)分開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)系統(tǒng)和測(cè)量電壓信號(hào)系統(tǒng)，開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)不容易受到測(cè)量電壓的影響，并且開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路不需要專門的設(shè)置。
然而，在上述專利文獻(xiàn)中公開的技術(shù)存在以下問(wèn)題。
(1)在光MOSFET的情況中，響應(yīng)速度緩慢并且響應(yīng)速度也改變很大。因而，必須確保每個(gè)開關(guān)的切換時(shí)間充足，而且很難精確而快速地使開關(guān)接通和斷開以進(jìn)行充、放電操作。
(2)很難將光MOSFET造得很小，并且由于其結(jié)構(gòu)的原因，很難提高光MOSFET的封裝密度，而且增大測(cè)量裝置的尺寸和成本。
(3)需要一個(gè)電源來(lái)驅(qū)動(dòng)所述光MOSFET。如果要測(cè)量部分的數(shù)目增加，則需要較大的電流。
(4)當(dāng)要測(cè)量其工作溫度比蓄電池的工作溫度更高的燃料電池的電壓時(shí)，其電路必須承受這樣高的工作溫度，但是光MOSFET不能容易地經(jīng)受住高溫。
(5)每個(gè)開關(guān)不具有保護(hù)功能。因此，即使將開關(guān)設(shè)計(jì)成使得通過(guò)確保足夠的切換時(shí)間而使短路電流不會(huì)流經(jīng)所述開關(guān)，如果由于電動(dòng)機(jī)或引擎中較大噪聲的原因而誤操作驅(qū)動(dòng)信號(hào)，那么短路電流就會(huì)流動(dòng)并且該電壓測(cè)量電路被破壞。這是個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決這些問(wèn)題而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明，本發(fā)明提供一種小而廉價(jià)的具有高噪音免疫的電壓測(cè)量裝置，其可以不利用任何專門電源而高速并精確地測(cè)量電池組單元的端電壓。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方面，提供一種電壓測(cè)量裝置，其測(cè)量具有多個(gè)電壓源的電路的第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的電壓，包括具有具備第一類導(dǎo)電性的第一類第一MOSFET和具備第一類導(dǎo)電性的第一類第二MOSFET的第一開關(guān)組，連接到第一節(jié)點(diǎn)的第一類第一MOSFET第一主電極，將與第一主電極電壓相應(yīng)的電壓施加于其控制電極，根據(jù)控制電極的電壓而導(dǎo)通及斷開第一類第一MOSFET，連接到第二節(jié)點(diǎn)的第一類第二MOSFET第一主電極，將與第一主電極電壓相應(yīng)的電壓施加于其控制電極，以及根據(jù)控制電極的電壓而導(dǎo)通及斷開第一類第二MOSFET；連接在第一類第一MOSFET的第二主電極和第一類第二MOSFET的第二主電極之間的電容；具有具備與第一類導(dǎo)電性相反的第二類導(dǎo)電性的第二類第一MOSFET和具備第二類導(dǎo)電性的第二類第二MOSFET的第二開關(guān)組，連接到第一類第一MOSFET第二主電極的第二類第一MOSFET第二主電極，根據(jù)輸入到其控制電極的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開所述第二類第一MOSFET，連接到第一類第二MOSFET第二主電極的第二類第二MOSFET第二主電極，根據(jù)輸入到其控制電腦的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開所述第二類第二MOSFET；具有具備第二類導(dǎo)電性的第二類第三MOSFET和具備第二類導(dǎo)電性的第二類第四MOSFET的第三開關(guān)組，連接到第一類第一MOSFET控制電極的第二類第三MOSFET第二主電極，根據(jù)輸入到控制電極的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開所述第二類第三MOSFET，連接到第一類第二MOSFET控制電極的第二類第四MOSFET第二主電極，根據(jù)輸入到控制電極的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開所述第二類第四MOSFET；以及一個(gè)控制器，其根據(jù)第三開關(guān)組的導(dǎo)通操作而導(dǎo)通第一開關(guān)組以及根據(jù)第三開關(guān)組的斷開操作而斷開第一開關(guān)組，其中第二開關(guān)組第二類第一MOSFET的第一主電極和其背柵極電極彼此互連。


圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的電壓測(cè)量裝置的系統(tǒng)方框圖；圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的電壓測(cè)量裝置中的電路圖；圖3是一個(gè)示意圖，示出了圖2所示的第二開關(guān)組N3的偏置電路的對(duì)照實(shí)施例；圖4是根據(jù)第一實(shí)施例的電壓測(cè)量單元中Nch-MOSFET元件N3的結(jié)構(gòu)的橫截面圖；圖5是根據(jù)第二實(shí)施例的電壓測(cè)量裝置中具有導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路的電壓測(cè)量單元的電路圖；圖6是一個(gè)示意圖，用于說(shuō)明圖5所示導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路的終端波形的波形；以及圖7是根據(jù)一種改進(jìn)的在電壓測(cè)量裝置中具有導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路的電壓測(cè)量單元的電路圖。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，以下將詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的電壓測(cè)量裝置的優(yōu)選實(shí)施例。
第一實(shí)施例圖1顯示了根據(jù)第一實(shí)施例的電壓測(cè)量裝置10的整體結(jié)構(gòu)。在圖1中，電池組1包含多個(gè)彼此串聯(lián)的電壓源Vi(i＝1，2...，Cn-1，Cn，Cn+1，...，N)。利用每個(gè)電壓源的電壓經(jīng)由第一開關(guān)組2a對(duì)電容器組2c進(jìn)行充電。然后斷開第一開關(guān)組2a，將電容器經(jīng)由第二開關(guān)組2b連接到相應(yīng)的電壓測(cè)量裝置，從而測(cè)量電池組1的端電壓。多個(gè)電壓測(cè)量裝置組裝于一個(gè)芯片上，選定多個(gè)模塊的測(cè)量端中的一個(gè)，并且利用一個(gè)電壓測(cè)量裝置測(cè)量所述電壓。
根據(jù)第一實(shí)施例的電壓測(cè)量裝置包括一個(gè)連接到電池組1的電壓測(cè)量單元2，連接到電壓測(cè)量單元2輸出端的電壓轉(zhuǎn)換單元3，以及控制器4，所述控制器基于電壓轉(zhuǎn)換單元3的輸出而控制電壓測(cè)量單元2的操作等等。
通常，電池組1是一個(gè)具有多個(gè)電壓源(電池)的電路。本發(fā)明的電壓測(cè)量裝置測(cè)量預(yù)定節(jié)點(diǎn)間的電壓。在這個(gè)實(shí)施例中，將說(shuō)明電池的一種串聯(lián)電路以作為電路的典型實(shí)例，并且將節(jié)點(diǎn)間一個(gè)或多個(gè)電池的組合稱為一個(gè)模塊。
根據(jù)第一實(shí)施例的電池組1包括彼此串聯(lián)的N個(gè)(N是大于等于1的整數(shù))模塊(圖中僅顯示了模塊n-1，n，n+1)。在每個(gè)模塊i中，多個(gè)電池組單元彼此串聯(lián)，且每個(gè)電池組單元構(gòu)成一個(gè)電壓源(圖中僅顯示了分別與模塊Vcn-1，Vcn，Vcn+1相對(duì)應(yīng)的電壓源n-1，n，n+1)。這個(gè)電池組1輸出例如是100到200V這樣高的電壓。
電壓測(cè)量單元2包括其設(shè)置于電池組1的每個(gè)模塊中的N個(gè)電壓測(cè)量電路。每個(gè)電壓測(cè)量電路包含第一開關(guān)組2a(相應(yīng)于圖中模塊n的P1、P2)、作為存儲(chǔ)元件的電容器組2c(圖中僅顯示了分別與模塊n-1，n，n+1相對(duì)應(yīng)的Cn-1，Cn，Cn+1)、和第二開關(guān)組2b(相應(yīng)于圖中模塊n的N3、N4)。根據(jù)來(lái)自于控制器4中的控制信號(hào)，將電池組1的每個(gè)模塊的電壓經(jīng)由第一開關(guān)組2a輸出到第一開關(guān)組2a并由電容器保持，并且根據(jù)來(lái)自于控制器4中的控制信號(hào)而經(jīng)由第二開關(guān)組將由電容器保持的電壓輸出到電壓轉(zhuǎn)換單元3。
電壓轉(zhuǎn)換單元3包括例如一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，并將電壓測(cè)量單元2提供的為模擬信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并且將該數(shù)字信號(hào)發(fā)送到控制器4。
控制器4向電壓測(cè)量單元2提供控制信號(hào)以控制其操作，并且將一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換單元3輸出的數(shù)字信號(hào)添加到控制信號(hào)中，并且計(jì)算整個(gè)電池組1的電壓或每個(gè)模塊的電壓。所計(jì)算的電壓用于監(jiān)控電池組1的充電狀態(tài)、放電狀態(tài)、電池組的壽命、異常情況等等。
圖2是一個(gè)電壓測(cè)量單元2結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的電路圖。在圖中的實(shí)施例中將說(shuō)明所述電壓測(cè)量單元2的結(jié)構(gòu)，其中，該結(jié)構(gòu)和與其他模塊相對(duì)應(yīng)的那些電壓測(cè)量單元2相同。
圖2中所示的電壓測(cè)量單元2包括作為第一開關(guān)組的P-通道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管(下文中為″Pch-MOSFET″)P1和P2、作為連接到第一開關(guān)組的電壓保持器(voltage holder)的電容器Cn、作為經(jīng)電容器Cn而連接到第一開關(guān)組的第二開關(guān)組的N-通道MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管(下文中為“Nch-MOSFET”)N3和N4、以及作為連接到第一開關(guān)組的第一導(dǎo)電型MOSFET柵極(電容元件)的第三開關(guān)組2d的Nch-MOSFET(N1，N2)。在下文中，將能夠承受如500V這樣高的電壓的元件用作這些MOSFET(P1、P2、N1到N4)。由第一開關(guān)組所包含的晶體管被稱作是具有第一類導(dǎo)電性的第一類MOSFET，而由第二開關(guān)組所包含的晶體管被稱作是具有第二類導(dǎo)電性的第二類MOSFET。
第一開關(guān)組所述第一開關(guān)組連接到與電池組1的模塊n相對(duì)應(yīng)的電壓源Vcn兩端，其包括包含Pch-MOSFET的開關(guān)元件P1和P2。將開關(guān)元件P1(具有第一類導(dǎo)電性的第一類第一MOSFET)連接到電壓源Vcn的一個(gè)電壓輸入端A(第一電壓輸入端)，而將開關(guān)元件P2(具有第一類導(dǎo)電性的第一類第二MOSFET)連接到另一個(gè)電壓輸入端B(第二電壓輸入端)。第一電壓輸入端A是電壓源電路的第一節(jié)點(diǎn)Dn1，而第二電壓輸入端B是電壓源電路的第二節(jié)點(diǎn)Dn2。
在開關(guān)元件P1中，源極(第一主電極)經(jīng)過(guò)電阻R2而連接到電壓輸入端A，漏極(第二主電極)連接到電容器Cn(電容器元件)的一端，而柵極(電容器元件)連接到開關(guān)元件N1(由第三開關(guān)組所包含的具有第二類導(dǎo)電性的第二類第三MOSFET)的漏極(第二主電極)，以及背柵極(基片)連接到開關(guān)元件P1的源極。起柵極電壓限制器作用的齊納二極管ZD1和電阻R1并聯(lián)于開關(guān)元件P1的背柵極和柵極之間以用于確定開關(guān)元件P1的柵極電壓。也就是說(shuō)，在齊納二極管ZD1中，陰極連接到開關(guān)元件P1的背柵極，而陽(yáng)極連接到開關(guān)元件P1的柵極。電阻R2與構(gòu)成限流單元的電阻元件相對(duì)應(yīng)，而齊納二極管ZD2與構(gòu)成限流單元的電壓限制元件相對(duì)應(yīng)。也就是說(shuō)，包括電阻R2和齊納二極管ZD1的限流單元限制流向開關(guān)元件P1的電流，從而防止損壞開關(guān)元件P1。
在開關(guān)元件P2中，源極(第一主電極)經(jīng)由電阻R5而連接到電壓輸入端B，漏極(第二主電極)連接到電容器Cn的另一端，柵極(控制電極)連接到開關(guān)元件N2(由第三開關(guān)組所包含的具有第二類導(dǎo)電性的第二類第四MOSFET)的漏極(第二主電極)，而背柵極(基底)連接到開關(guān)元件P2的源極。起柵極電壓限制器作用的齊納二極管ZD2和電阻R4并聯(lián)在開關(guān)元件P2的背柵極和柵極之間以用于確定開關(guān)元件P2的柵極電壓。也就是說(shuō)，在齊納二極管ZD2中，陰極連接到開關(guān)元件P2的背柵極，而陽(yáng)極連接到開關(guān)元件P2的柵極。電阻R5是一個(gè)限流元件，而齊納二極管ZD2是一個(gè)電壓限制元件，并且它們構(gòu)成一個(gè)限流單元。也就是說(shuō)，包括電阻R5和齊納二極管ZD2的限流單元限制流向開關(guān)元件P2的電流，從而防止損壞開關(guān)元件P2。
第三開關(guān)組開關(guān)元件N1(具有第二類導(dǎo)電性的第二類第三MOSFET)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件P1。在開關(guān)元件N1中，漏極(第二主電極)連接到如上所述的開關(guān)元件P1的柵極，源極經(jīng)由電阻R3而接地(GND)，并且背柵極(基底)接地。電阻R3是一個(gè)構(gòu)成限流單元的電阻元件，并限制流向開關(guān)元件N1的電流，從而防止損壞開關(guān)元件N1。
開關(guān)元件N1的柵極(控制電極)連接到控制信號(hào)輸入端E。從控制器4中將高電平(下文中稱為“H-電平”)電壓施加于控制信號(hào)輸入端E，接著以此導(dǎo)通開關(guān)元件N1。因此，也導(dǎo)通開關(guān)元件P1，并將來(lái)自于電壓輸入端A的電壓施加于電容器Cn的一端。
開關(guān)元件N2(第二導(dǎo)電型第四MOSFET)驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件P2。在開關(guān)元件N2中，漏極(第二主電極)連接到如上所述的開關(guān)元件P2的柵極，源極(第一主電極)經(jīng)由電阻R6而接地，并且背柵極(基片)接地。電阻R6是一個(gè)構(gòu)成限流單元的電阻元件，并限制流向開關(guān)元件N2的電流，從而防止損壞開關(guān)元件N2。
開關(guān)元件N2的柵極(控制電極)連接到控制信號(hào)輸入端F。從控制器4將H電平電壓施加于所述控制信號(hào)輸入端F，接著以此導(dǎo)通開關(guān)元件N2。因此，也導(dǎo)通開關(guān)元件P2，并將電壓輸入端B的電壓施加于電容器Cn的另一端。
第二開關(guān)組在開關(guān)元件N3(第二導(dǎo)電型第一MOSFET)中，漏極(第二主電極)連接到電容器Cn的一端，源極(第一主電極)經(jīng)由電阻R7連接到一個(gè)電壓輸出端S并且連接到齊納二極管ZD3的陰極。齊納二極管ZD3的陽(yáng)極接地(GND)。由于電壓轉(zhuǎn)換單元3中A/D轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗非常高，由于電容或漏電流的原因而增大了那一個(gè)電壓輸出端S的電壓，從而保護(hù)了第二開關(guān)組的MOSFET使其不被損壞。
在開關(guān)元件N3中，背柵極(基片)連接到源極，而柵極(控制電極)連接到控制信號(hào)輸入端C。因此，從控制器4將H-電平電壓施加于所述控制信號(hào)輸入端C，導(dǎo)通開關(guān)元件N3，將電容器Cn一端的電勢(shì)輸出到電壓輸出端S。
在開關(guān)元件N4(第二導(dǎo)電型第二MOSFET)中，漏極(第二主電極)連接到另一個(gè)電容器Cn，源極(第一主電極)經(jīng)由電阻R8而接地，背柵極(基片)連接到源極，而柵極連接到控制信號(hào)輸入端D。因而，從控制器4將H-電平電壓施加于控制信號(hào)輸入端D，導(dǎo)通開關(guān)元件N4，將電容器Cn另一端的電勢(shì)輸出到其同樣起另一個(gè)電壓輸出端作用的地面(GND)。
開關(guān)元件P1和P2包括耐高壓的晶體管，并且連接到電壓輸入端A和B的電壓源Vcn同樣用作開關(guān)元件P1和P2的柵極驅(qū)動(dòng)電源。
電阻R1和齊納二極管ZD1經(jīng)由電阻R2而并聯(lián)于耐壓開關(guān)元件P1的柵極和源極之間。因此，對(duì)于所述耐壓開關(guān)元件(Nch-MOSFET)N1的導(dǎo)通狀態(tài)期間，齊納二極管ZD1引發(fā)齊納擊穿，并且可將開關(guān)元件P1柵極和源極之間的電壓維持在擊穿電壓上。對(duì)于開關(guān)元件N1的斷開狀態(tài)期間，開關(guān)元件P1的柵極和源極被電阻R1短路，導(dǎo)通狀態(tài)期間所存儲(chǔ)的開關(guān)元件P1的柵極電荷被放電，并且開關(guān)元件P1的柵極電勢(shì)固定為源極電勢(shì)。
同樣地，電阻R4和齊納二極管ZD2經(jīng)由電阻R5而并聯(lián)于耐壓開關(guān)元件(Pch-MOSFET)P2的柵極和源極之間。因此，對(duì)于所述耐壓開關(guān)元件(Nch-MOSFET)N2的導(dǎo)通狀態(tài)期間，齊納二極管ZD2引發(fā)齊納擊穿，并且可將開關(guān)元件P2柵極和源極之間的電壓維持在擊穿電壓上。對(duì)于開關(guān)元件N2的斷開狀態(tài)期間，開關(guān)元件P2的柵極和源極被電阻R4短路，導(dǎo)通狀態(tài)期間所存儲(chǔ)的開關(guān)元件P2的柵極電荷被放電，并且開關(guān)元件P2的柵極電勢(shì)固定為源極電勢(shì)。
因此，為了導(dǎo)通和斷開開關(guān)元件P1和P2，不需要產(chǎn)生電壓以將其施加于利用專門電源的柵極，并且電壓測(cè)量裝置可制造得尺寸更小且廉價(jià)。
第一開關(guān)組可以包括耐壓Nch-MOSFET。然而，如果第一開關(guān)組利用所述耐壓開關(guān)元件(Pch-MOSFET)P1和P2，那么與用于相同目的的包括耐壓Nch-MOSFET的電路相比，電路結(jié)構(gòu)變得更簡(jiǎn)單。也就是說(shuō)，當(dāng)使用耐壓Nch-MOSFET而不是耐壓Pch-MOSFET(P1，P2)時(shí)，為了導(dǎo)通所述Nch-MOSFET，根據(jù)其閾值電壓，柵極電勢(shì)比源極電勢(shì)更高是必要的。當(dāng)導(dǎo)通所述Nch-MOSFET時(shí)，源極電勢(shì)升高到接近于漏極一側(cè)電壓源電勢(shì)的一個(gè)值。因此，如果不將柵極電勢(shì)增加到比電壓源電勢(shì)更高的值，那么Nch-MOSFET就不能繼續(xù)其導(dǎo)通狀態(tài)。因而，不同與使用Pch-MOSFET的情況，電壓源實(shí)際上不能用作柵極驅(qū)動(dòng)電源，并且需要一個(gè)產(chǎn)生柵極驅(qū)動(dòng)電壓的附加電路，根據(jù)所述閾值電壓，該柵極驅(qū)動(dòng)電壓比電壓輸入端A、B的電壓源電勢(shì)更高。可能采用一種浮動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)方法、一種引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)方法、一種電荷泵驅(qū)動(dòng)方法等等以便產(chǎn)生這種柵極驅(qū)動(dòng)電壓，然而電路結(jié)構(gòu)會(huì)變得復(fù)雜化。
電壓測(cè)量單元將說(shuō)明電壓測(cè)量單元2的操作。從控制器4將低電平(下文中稱″L-電平″)控制信號(hào)提供給每個(gè)控制信號(hào)輸入端C和D，并且將H-電平控制信號(hào)提供給每個(gè)控制信號(hào)輸入端E和F。相應(yīng)地，導(dǎo)通開關(guān)元件(Nch-MOSFET)N1和N2，并因此導(dǎo)通開關(guān)元件(Pch-MOSFET)P1和P2。斷開開關(guān)元件(Nch-MOSFET)N3和N4。
在這個(gè)狀態(tài)中，電流從電池組1的一個(gè)模塊n中流出，并且對(duì)電容器Cn進(jìn)行再充電。在這個(gè)再充電操作期間，提供給控制信號(hào)輸入端E和F的控制信號(hào)保持H-電平，直到電容器Cn兩端的電壓等于模塊n的電壓源Vcn兩端的電壓。
接下來(lái)，從控制器4將L-電平控制信號(hào)提供給控制信號(hào)輸入端E和F。相應(yīng)地，斷開開關(guān)元件N1和N2，并因此斷開開關(guān)元件P1和P2。保持開關(guān)元件N3和N4的斷開狀態(tài)。在這個(gè)狀態(tài)中，在上述再充電操作的基礎(chǔ)上，電容器Cn保持電壓。
所述H-電平調(diào)節(jié)信號(hào)從控制器4中提供給控制信號(hào)輸入端C和D。相應(yīng)地，導(dǎo)通開關(guān)元件N3和N4。因此，在一個(gè)電壓輸出端S和起另一個(gè)電壓輸出端作用的地面(GND)之間輸出所述電容器Cn兩端的電壓。其后，重復(fù)上述測(cè)量循環(huán)。
為了比較，圖3顯示了圖2中所示開關(guān)組N3的電路結(jié)構(gòu)。在圖3中，如果第二開關(guān)組(Nch-MOSFET)N3的背柵極接地(GND)，為了測(cè)量具有高端電壓的電池組，由于第二開關(guān)組(Nch-MOSFET)N3的閾值升高，則需要較高的柵極電壓。
另一方面，在圖2所示這個(gè)實(shí)施例的電壓測(cè)量裝置的情況中，關(guān)于地面電勢(shì)(GND)而偏置第二開關(guān)組(Nch-MOSFET)N3的背柵極，并且背柵極和源極共同擔(dān)任同樣的功能。因此，與圖3中所示的電壓測(cè)量裝置不同，不會(huì)產(chǎn)生基片偏置效應(yīng)。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)，可將電池組的多個(gè)電壓測(cè)量裝置(圖3中)組裝在一個(gè)芯片上，并且可公用電壓測(cè)量端S。
如以上所說(shuō)明的，根據(jù)第一實(shí)施例，作為構(gòu)成第一到第三開關(guān)組的開關(guān)，采用Pch-MOSFET和Nch-MOSFET而不是光MOSFET，并且第二開關(guān)組(Nch-MOSFET)N3的背柵極連接到其源極。因此，提高了響應(yīng)速度，并且可以精確而快速地執(zhí)行用于電容器再充電和放電操作的切換操作。即使電壓源Vcn的模塊電壓升高，也不會(huì)產(chǎn)生基片偏置效應(yīng)。因而，可以以一個(gè)預(yù)定閾值而導(dǎo)通和斷開所述Nch-MOSFET元件N3的柵極電壓。因此，即使模塊電壓高，也可以精確而快速地測(cè)量電壓。
根據(jù)基于電壓源電壓而施加于控制電極的電壓來(lái)導(dǎo)通和斷開構(gòu)成第一開關(guān)組的Pch-MOSFET，并且根據(jù)來(lái)自于外部的信號(hào)而導(dǎo)通和斷開構(gòu)成第二和第三開關(guān)組的Nch-MOSFET。因而，可以無(wú)需專門電源即可實(shí)現(xiàn)廉價(jià)而小巧的電壓測(cè)量裝置。
第二實(shí)施例根據(jù)第一實(shí)施例(見圖1和2)，可將與電池組1中模塊的電壓源相對(duì)應(yīng)的多個(gè)電壓測(cè)量單元組裝在一個(gè)芯片中，共同利用模塊的測(cè)量端，并且利用電壓測(cè)量裝置中的一個(gè)來(lái)測(cè)量電壓。在這種情況下，電壓測(cè)量單元2中的第二開關(guān)組的Nch-MOSFET元件N3具有橫向MOSFET結(jié)構(gòu)。
圖4是具有橫向MOSFET結(jié)構(gòu)的Nch-MOSFET元件N3的剖面圖。為了對(duì)比，圖5顯示了其背柵極接地(GND)的Nch-MOSFET結(jié)構(gòu)的橫截面。
在圖4所示Nch-MOSFET元件N3中，源極和背柵極彼此互連以抑制上述基片偏置效應(yīng)。在形成于P型硅基片(P-Sub)上的N型硅外延生長(zhǎng)層(N-Epi)101上具有連接到漏極的N+區(qū)102、具有連接到源極的N+區(qū)105和連接到背柵極的P+區(qū)106的P槽103、以及具有接地的P+區(qū)107的槽104。多晶硅柵極108經(jīng)過(guò)一個(gè)氧化物(未顯示)而形成于位于源極一端和在漏極一端的兩個(gè)N+區(qū)102和105之間的N-Epi101上。多晶硅柵極109經(jīng)過(guò)一個(gè)氧化物(未顯示)而形成于位于背柵極一端和地面端的兩個(gè)P+區(qū)106和107之間的N-Epi101上。
在這種情況下，如果將模塊n電壓源Vcn的端電壓輸出到電壓轉(zhuǎn)換單元3，由于電壓輸出端(測(cè)量端)S是公用的，則將Vcn同樣施加于除模塊n以外的其他模塊的電壓輸出端S。因此，Nch-MOSFET元件N3的源極電勢(shì)變?yōu)閂cn，并且由于在該時(shí)刻N(yùn)ch-MOSFET元件N3的柵極電壓是0V，則基于Vcn電壓值對(duì)存在于圖4所示N-Epi101中兩個(gè)P+區(qū)106和1 07(圖4中部分A)之間的寄生Pch-MOS進(jìn)行操作，并且電流從電壓輸出端S反向流向地面(GND)。所述寄生Pch-MOS的閾值由P-Sub100上N-Epi101的密度和位于多晶硅柵極109下的氧化物厚度所決定。
為了在電池組1的電壓源電壓值高時(shí)更準(zhǔn)確地測(cè)量電壓，除了具有根據(jù)第一實(shí)施例(圖1和2)的結(jié)構(gòu)以外，第二實(shí)施例還具有一個(gè)Nch-MOSFET元件N3的導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路(寄生Pch-MOS防止電路)，從而防止對(duì)位于圖4的部分A中的寄生Pch-MOS進(jìn)行操作。
圖5是示出根據(jù)第二實(shí)施例第一電壓測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)的電路圖。圖6顯示了電壓測(cè)量裝置終端的波形。
圖5中所示電壓測(cè)量裝置的基本結(jié)構(gòu)大致與第一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)相同。第二實(shí)施例的電壓測(cè)量裝置不同于第一實(shí)施例電壓測(cè)量裝置之處在于，第二實(shí)施例包含了一個(gè)用作導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)信號(hào)形成單元的導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路21，其形成一個(gè)輸入到第二開關(guān)組Nch-MOSFET元件N3柵極的信號(hào)(導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)信號(hào))。
所述導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路21具有一個(gè)Pch-MOSFET元件P4(具有第一類導(dǎo)電性的第一類第三MOSFET)和一個(gè)Nch-MOSFET元件N7(具有第二類導(dǎo)電性的第二類第五MOSFET)。所述Pch-MOSFET元件P4構(gòu)成第一驅(qū)動(dòng)開關(guān)。在第一驅(qū)動(dòng)開關(guān)中，源極(第一主電極)連接到驅(qū)動(dòng)電源Vcc，漏極(第二主電極)連接到Nch-MOSFET元件N3的柵極，而背柵極連接到源極。所述Nch-MOSFET元件N7構(gòu)成第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)。在第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)中，源極(第一主電極)連接到Nch-MOSFET元件N3的源極，漏極(第二主電極)連接到Nch-MOSFET元件N3的柵極，而背柵極接地。也就是說(shuō)，Pch-MOSFET元件P4連接于驅(qū)動(dòng)電源Vcc和Nch-MOSFET元件N3的柵極之間，而Nch-MOSFET元件N7連接于Nch-MOSFET元件N3的柵極和源極之間。
如圖示連接到所述Pch-MOSFET元件P4的是Pch-MOSFET元件P3(具有第一類導(dǎo)電性的第一類第四MOSFET)、Nch-MOSFET元件N5(具有第二類導(dǎo)電性的第二類第六MOSFET)、電阻9(第一電阻元件)、電容元件C1(第一電容元件)、反相器INV2(第二反相器)。如圖示連接到所述Nch-MOSFET元件N7的是Pch-MOSFET元件P5(具有第一類導(dǎo)電性的第一類第五MOSFET)、Nch-MOSFET元件N6(具有第二類導(dǎo)電性的第二類第七M(jìn)OSFET)、電阻10(第二電阻元件)、電容元件C2(第二電容元件)、反相器INV3(第三反相器)。
在所述Pch-MOSFET元件P3中，源極(第一主電極)連接到驅(qū)動(dòng)電源Vcc，而漏極(第二主電極)連接到電阻9的一端。在所述Nch-MOSFET元件N5中，源極(第一主電極)接地，漏極(第二主電極)連接到電阻R9的另一端和電容元件C1的另一端。在電阻9中，一端連接到Pch-MOSFET元件P3的漏極，而另一端連接到Nch-MOSFET元件N5的漏極。在電容元件C1中，一端連接到Nch-MOSFET元件N5的漏極和電阻R9的另一端，而另一端接地以作為一個(gè)旁路。在反相器INV2中，輸入端連接到電容元件C1的一端，而輸出端連接到Pch-MOSFET元件P4的柵極。
在Pch-MOSFET元件P5中，源極(第一主電極)連接到驅(qū)動(dòng)電源Vcc，而漏極(第二主電極)連接到電阻10的一端和電容元件C2的一端。在Nch-MOSFET元件N6中，源極(第一主電極)接地，而漏極(第二主電極)連接到電阻10的另一端。在電阻10中，一端連接到Pch-MOSFET元件P5的漏極和電容元件C2的一端，而另一端連接到Nch-MOSFET元件N6的漏極。在電容元件C2中，一端連接到Pch-MOSFET元件P5的漏極和電阻10的一端，而另一端連接到驅(qū)動(dòng)電源Vcc作為旁路。在反相器INV3中，輸入端連接到電容元件C2的一端，而輸出端連接到Nch-MOSFET元件N7的柵極。
四個(gè)MOSFET元件P3、N5、P5和N6的柵極(控制電極)經(jīng)過(guò)反相器INV1而連接到輸入端IN。Nch-MOSFET元件N4柵極的控制信號(hào)輸入端D同樣連接到輸入端IN。
具備了上述結(jié)構(gòu)，將延遲信號(hào)輸入到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)開關(guān)Pch-MOSFET元件P4和Nch-MOSFET元件N7的柵極，那些MOSFET不是同時(shí)處于導(dǎo)通狀態(tài)的。
參考圖5說(shuō)明所述導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路21的操作。如果在t1時(shí)刻將H-電平信號(hào)從控制器4輸入到輸入端IN，則在反相器INV1中將其輸出波形(INV1之后)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)-電平。
由于來(lái)自于反相器INV1中的L-電平信號(hào)的原因，在Nch-MOSFET元件N7一側(cè)，導(dǎo)通Pch-MOSFET元件P5并斷開Nch-MOSFET元件N6，其被推向驅(qū)動(dòng)電源Vcc，并且在反相器INV3中，將輸入波形(INV3之前)轉(zhuǎn)換為H-電平，而輸出波形(INV3之后)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)-電平。相應(yīng)地，在t1時(shí)刻斷開所述Nch-MOSFET元件N7。
另一方面，在Pch-MOSFET元件P4一側(cè)，由于來(lái)自于反相器INV1的L-電平信號(hào)的原因，斷開Nch-MOSFET元件N5并且導(dǎo)通Pch-MOSFET元件P3，其被推向驅(qū)動(dòng)電源Vcc，并且將反相器INV2的輸入波形(INV2之前)轉(zhuǎn)換為H-電平。根據(jù)延遲時(shí)間這個(gè)輸入波形(INV2之前)平緩上升，所述延遲時(shí)間以由電阻R9和電容元件C1所決定的時(shí)間常數(shù)為基礎(chǔ)。因而，來(lái)自于反相器INV2中的輸出波形(INV2之后)在t2時(shí)刻下降到L-電平，所述t2時(shí)刻是從t1時(shí)刻開始經(jīng)過(guò)延遲時(shí)間的時(shí)刻。相應(yīng)地，在t2時(shí)刻而不是在t1時(shí)刻導(dǎo)通Pch-MOSFET元件P4，并且在t2時(shí)刻，導(dǎo)通所述Pch-MOSFET元件P4。
如果在t3時(shí)刻將L-電平信號(hào)從控制器4輸入到輸入端IN，則反相器INV1的輸出波形(INV1之后)轉(zhuǎn)換為H-電平。
由于來(lái)自于反相器INV1的H-電平信號(hào)的原因，在Pch-MOSFET元件P4一側(cè)，導(dǎo)通Nch-MOSFET元件N5并且斷開Pch-MOSFET元件P3，其被推向地面，以及在反相器INV2一側(cè)，將輸入波形(INV2之前)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)-電平，而輸出波形(INV2之后)轉(zhuǎn)換為H-電平。因此，在t3時(shí)刻斷開Pch-MOSFET元件P4。
另一方面，在Nch-MOSFET元件N7一測(cè)，由于來(lái)自于反相器INV1的H-電平信號(hào)的原因，斷開Pch-MOSFET元件P5，導(dǎo)通Nch-MOSFET元件N6，其被推向地面，并且將反相器INV3的輸入波形(INV3之前)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)-電平。根據(jù)延遲時(shí)間，這個(gè)輸入波形(INV3之前)平緩下降，所述延遲時(shí)間以由電阻R10和電容元件C2決定的時(shí)間常數(shù)為基礎(chǔ)。因而，來(lái)自于反相器INV3的輸出波形(INV3之后)在t4時(shí)刻上升到H-電平，所述t4時(shí)刻是從t3時(shí)刻經(jīng)延遲時(shí)間而延遲的時(shí)刻。相應(yīng)地，在t4時(shí)刻而不是t3時(shí)刻導(dǎo)通所述Nch-MOSFET元件N7，并且在t4時(shí)刻，所述Nch-MOSFET元件N3的柵極及其背柵極/源極被短路。
其后，以同樣方式，如果在t5時(shí)刻將H-電平信號(hào)波形輸入到輸入端IN，則在t5時(shí)刻斷開Nch-MOSFET元件N7，并且在從t5時(shí)刻延遲后的t6時(shí)刻導(dǎo)通Pch-MOSFET元件P4。
因此，根據(jù)所述導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路21，如果將H-電平信號(hào)施加于輸入端IN，則斷開Nch-MOSFET元件N7，并且在預(yù)定時(shí)間延遲之后，導(dǎo)通Pch-MOSFET元件P4，并且導(dǎo)通Nch-MOSFET元件N3。如果將L-電平信號(hào)施加于輸入端IN，則斷開Pch-MOSFET元件P4，斷開Nch-MOSFET元件N3，并且在預(yù)定時(shí)間延遲之后，導(dǎo)通Nch-MOSFET元件N7。也就是說(shuō)，當(dāng)Nch-MOSFET元件N3斷開時(shí)，導(dǎo)通Nch-MOSFET元件N7，并接著以此將Nch-MOSFET元件N3的柵極與其背柵極/源極短路，并且其電勢(shì)變成彼此相等。因而，有可能停止存在于圖4所示多晶硅柵極109下面的部分A中的寄生Pch-MOS的操作。
所述導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路21具有用于延遲Pch-MOSFET元件P4和Nch-MOSFET元件N7的導(dǎo)通時(shí)間的功能，其分別借助于電阻R9、電容元件C1和反相器INV2，以及電阻R10、電容元件C2和反相器INV3而驅(qū)動(dòng)Nch-MOSFET元件N3的柵極，以便防止P4和N7同時(shí)導(dǎo)通。因此，有可能避免電源Vcc和電壓輸出終端S短路、電流從電源Vcc流入到電壓輸出終端S、并且使測(cè)量精度降低的情況。
此外，由于輸入端IN和所述導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路21的輸入端經(jīng)由反相器INV1彼此相連，可以通過(guò)一個(gè)控制信號(hào)而導(dǎo)通和斷開Nch-MOSFET元件N4和Nch-MOSFET元件N3。
可對(duì)本實(shí)施例的導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路21進(jìn)行不同的改進(jìn)。例如，即使通過(guò)圖7中所示的導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路22來(lái)替代導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路21，也可以獲得相同的效果。
改進(jìn)在圖7所示的導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)電路22中，替代所述Pch-MOSFET元件P3和Nch-MOSFET元件N5而提供反相器INV4(第四反相器)和二極管D1(第一二極管)。此外，替代所述Pch-MOSFET元件P5和Nch-MOSFET元件N6而提供反相器INV5(第五反相器)和二極管D2(第二二極管)。
在所述反相器INV4中，輸入端連接到反相器INV1，而輸出端連接到電阻9的一端和二極管D1的陰極。電阻9的另一端和二極管D1的陽(yáng)極連接到電容元件C1的一端。電容元件C1的一端也連接到反相器INV2的輸入端，電容元件C1的另一端接地以作為旁路。
同樣地，在反相器INV5中，輸入端連接到反相器INV1，而輸出端連接到電阻10的一端和與之并聯(lián)的二極管D2的陽(yáng)極。電阻10的另一端和二極管D2的陰極連接到電容元件C2的一端。電容元件C2一端也連接到反相器INV3的輸入端。電容元件C2的另一端接地以作為旁路。
根據(jù)這個(gè)結(jié)構(gòu)，如果將H-電平信號(hào)施加于輸入端IN，則斷開Nch-MOSFET元件N7，然后根據(jù)二極管D1、電阻9、電容元件C1和反相器INV2的操作而在預(yù)定時(shí)間之后導(dǎo)通Pch-MOSFET元件P4，并且在這一時(shí)刻，導(dǎo)通Nch-MOSFET元件N3。如果將L-電平信號(hào)施加于輸入端IN，則斷開Pch-MOSFET元件P4，斷開Nch-MOSFET元件N3，然后根據(jù)二極管D2、電阻10、電容元件C2和反相器INV3的操作而在預(yù)定時(shí)間之后導(dǎo)通Nch-MOSFET元件N7。相應(yīng)地，可以獲得與第二實(shí)施例相同的效果。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，作為構(gòu)成第一到第三開關(guān)組的開關(guān)，采用第一導(dǎo)電型MOSFET和第二導(dǎo)電型MOSFET而不是光MOSFET，并且第二開關(guān)組第二導(dǎo)電型第一MOSFET的背柵極電極連接到第一主電極。因此，響應(yīng)速度塊，并且可以精確而快速地執(zhí)行用于再充電和放電所述電容器元件的切換操作。因而，即使模塊電壓變高，也不會(huì)產(chǎn)生基片偏置效應(yīng)，并且因而可以以一個(gè)預(yù)定門限值而導(dǎo)通及斷開第二開關(guān)組的第二導(dǎo)電型第一MOSFET的柵極電壓。因此，即使模塊電壓高，也可以精確而快速地測(cè)量所述電壓。
根據(jù)基于電壓源電壓的施加于控制電極的電壓而導(dǎo)通及斷開作為第一開關(guān)組的第一導(dǎo)電型MOSFET，并且根據(jù)來(lái)自于外部的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開作為第二和第三開關(guān)組的第二導(dǎo)電型MOSFET。因而，無(wú)需專門電源即可實(shí)現(xiàn)一個(gè)廉價(jià)而小巧的電壓測(cè)量裝置。
根據(jù)本發(fā)明，第二開關(guān)組的第二導(dǎo)電型第一MOSFET的第一主電極及其背柵極彼此互連。因此，可借助于導(dǎo)通/斷開驅(qū)動(dòng)信號(hào)形成單元而通過(guò)第二開關(guān)組第二導(dǎo)電型第一MOSFET的控制電極與第一主電極之間的短路來(lái)防止寄生第一導(dǎo)電型MOS的故障，所述附加的第一導(dǎo)電型MOS位于地面電極和背柵極電極之間，且該故障是在第二開關(guān)組第二導(dǎo)電型第一MOSFET的背柵極電極連接到其第一主電極時(shí)所引起的。
驅(qū)動(dòng)第二開關(guān)組第二導(dǎo)電型第一MOSFET控制電極的第一和第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)的導(dǎo)通/斷開時(shí)間彼此不一致，不會(huì)發(fā)生驅(qū)動(dòng)電源和電壓輸出端之間的短路，并且，不會(huì)產(chǎn)生由模塊間短路所引起的電流，因此有可能防止測(cè)量精度的惡化。
工業(yè)應(yīng)用如上所述，本發(fā)明可應(yīng)用到一個(gè)這樣的電壓測(cè)量裝置，即其能夠精確測(cè)量彼此串聯(lián)的幾百個(gè)蓄電池和燃料電池的每個(gè)電池組單元的端電壓，并且對(duì)其施加幾百伏特的電壓，以及將其用于電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等等中。
本申請(qǐng)?jiān)?5USC§119下請(qǐng)求2004年3月29日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)枮?004-96154的專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，此處由于參考而引入其全部?jī)?nèi)容。雖然參考本發(fā)明的某些實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不局限于如上所述的實(shí)施例。按照所闡述的，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員可做出對(duì)如上所述實(shí)施例的改進(jìn)和變更。本發(fā)明的范圍以下述權(quán)利要求的定義為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電壓測(cè)量裝置，其測(cè)量具有多個(gè)電壓源的電路的第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的電壓，包括第一開關(guān)組，具有具備第一類導(dǎo)電性的第一類第一MOSFET和具備第一類導(dǎo)電性的第一類第二MOSFET，第一類第一MOSFET的第一主電極連接到所述第一節(jié)點(diǎn)，將與第一主電極電壓相應(yīng)的電壓施加于其控制電極，根據(jù)控制電極的電壓而導(dǎo)通及斷開所述第一類第一MOSFET，第一類第二MOSFET的第一主電極連接到所述第二節(jié)點(diǎn)，將與第一主電極電壓相應(yīng)的電壓施加于其控制電極，根據(jù)控制電極的電壓而導(dǎo)通及斷開所述第一類第二MOSFET；電容器，連接在第一類第一MOSFET的第二主電極和第一類第二MOSFET的第二主電極之間；第二開關(guān)組，具有具備與第一類導(dǎo)電性相反的第二類導(dǎo)電性的第二類第一MOSFET和具備第二類導(dǎo)電性的第二類第二MOSFET，第二類第一MOSFET的第二主電極連接到第一類第一MOSFET的第二主電極，根據(jù)輸入到其控制電極的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開所述第二類第一MOSFET，第二類第二MOSFET的第二主電極連接到第一類第二MOSFET的第二主電極，根據(jù)輸入到其控制電極的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開所述第二類第二MOSFET；第三開關(guān)組，具有具備第二類導(dǎo)電性的第二類第三MOSFET和具備第二類導(dǎo)電性的第二類第四MOSFET，第二類第三MOSFET的第二主電極連接到第一類第一MOSFET的控制電極，根據(jù)輸入到控制電極的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開所述第二類第三MOSFET，第二類第四MOSFET的第二主電極連接到第一類第二MOSFET的控制電極，根據(jù)輸入到控制電極的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開所述第二類第四MOSFET；以及控制器，根據(jù)第三開關(guān)組的導(dǎo)通操作而導(dǎo)通第一開關(guān)組并且根據(jù)第三開關(guān)組的斷開操作而斷開第一開關(guān)組，其中第二開關(guān)組的第二類第一MOSFET的第一主電極和其背柵極電極彼此互連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓測(cè)量裝置，進(jìn)一步包括驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，導(dǎo)通及斷開第二開關(guān)組的第二類第一MOSFET，其中所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器包括連接在驅(qū)動(dòng)電源端和第二開關(guān)組第二類第一MOSFET控制電極之間的第一驅(qū)動(dòng)開關(guān)，以及連接在控制電極和第二類第一MOSFET第一主電極之間的第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓測(cè)量裝置，其中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器具有一個(gè)延遲電路，其延遲每個(gè)控制信號(hào)，以在導(dǎo)通第一驅(qū)動(dòng)開關(guān)和第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)的時(shí)刻不會(huì)彼此相同的方式，將其施加于第一驅(qū)動(dòng)開關(guān)和第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓測(cè)量裝置，進(jìn)一步包括第一反相器，將信號(hào)反相以將其輸入到第二類第二MOSFET的控制電極，其中第一反相器的輸出連接到驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器的輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電壓測(cè)量裝置，其中，所述第一驅(qū)動(dòng)開關(guān)包括具有第一類導(dǎo)電性的第一類第三MOSFET，其第一主電極連接到驅(qū)動(dòng)源極端，其第二主電極連接到第二類第一MOSFET的控制電極，并且根據(jù)輸入到所述控制電極的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開所述第一驅(qū)動(dòng)開關(guān)；以及所述第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)包括具有第二類導(dǎo)電性的第二類第五MOSFET，其第一主電極連接到第二類第一MOSFET的第一主電極，其第二主電極連接到第二類第一MOSFET的控制電極，并且根據(jù)輸入到所述控制電極的信號(hào)而導(dǎo)通及斷開所述第二驅(qū)動(dòng)開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓測(cè)量裝置，其中，所述延遲單元包括具有第一類導(dǎo)電性的第一類第四MOSFET，其控制電極連接到第一反相器的輸出端，并且其第一主電極連接到驅(qū)動(dòng)電源端，具有第二類導(dǎo)電性的第二類第六MOSFET，其控制電極連接到第一反相器的輸出端，其第一主電極接地，并且其第二主電極連接到第一類第四MOSFET的第二主電極，第一電阻元件，其一端連接到第一類第四MOSFET的第二主電極，且其另一端連接到第二類第六MOSFET的第二主電極，第一電容元件，其一端連接到第二類第六MOSFET的第二主電極及第一電阻元件的另一端，并且第一電容元件的另一端接地，第二反相器，其輸入端連接到第一電容元件的一端，并且其輸出端連接到第一類第三MOSFET的控制端，具有第一類導(dǎo)電性的第一類第五MOSFET，其控制電極連接到第一反相器的輸出端，并且其第一主電極連接到驅(qū)動(dòng)電源端，具有第二類導(dǎo)電性的第二類第七M(jìn)OSFET，其控制電極連接到第一反相器的輸出端，其第一主電極接地，并且其第二主電極連接到第一類第五MOSFET的第二主電極，第二電阻元件，其一端連接到第一類第五MOSFET的第二主電極，并且其另一端連接到第二類第七M(jìn)OSFET的第二主電極，第二電容元件，其一端連接到第一類第五MOSFET的第二主電極及所述電阻元件的一端，并且其另一端連接到所述驅(qū)動(dòng)電源端，以及第三反相器，其輸入端連接到第二電容元件的一端，并且其輸出端連接到第二類第五MOSFET的控制端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓測(cè)量裝置，其中，所述延遲單元包括第四反相器，其輸入端連接到第一反相器的輸出端，第一電阻元件，其一端連接到第四反相器的輸出端，第一節(jié)點(diǎn)，其陰極連接到第四反相器的輸出端，第一電容元件，其一端連接到另一個(gè)第一電阻元件及第一二極管的陽(yáng)極，并且其另一端接地，第二反相器，其輸入端連接到第一電容元件的一端，并且其輸出端連接到第一類第三MOSFET的控制端，第二電阻元件，其輸入端連接到第五反相器連接到第一反相器的輸出端，并且其一端連接到第五反相器的輸出端，第二二極管，其陽(yáng)極連接到第五反相器的輸出端，第二電容元件，其一端連接到第一電阻元件的另一端和第二二極管的陰極，并且其另一端接地，以及第三反相器，其輸入端連接到第二電容元件的一端，并且其輸出端連接到第二類第五MOSFET的控制端。
全文摘要
一種電壓測(cè)量裝置包括，連接到電池組(1)的電壓測(cè)量單元(2)、連接到電壓測(cè)量單元(2)的電壓轉(zhuǎn)換單元(3)、和控制器(4)，所述控制器(4)根據(jù)電壓轉(zhuǎn)換單元(3)的輸出而控制電壓測(cè)量單元(2)的操作。所述電壓測(cè)量單元(2)包括構(gòu)成連接到電池組(1)中電壓源Vcn兩端的第一開關(guān)組的Pch－MOSFET元件P1和P2、連接在元件P1和P2之間的電容器Cn、和構(gòu)成第二開關(guān)組的Nch－MOSFET元件N3和N4，所述第二開關(guān)組連接到電容器Cn的兩端和電壓輸出端的兩端。第二開關(guān)組的Nch－MOSFET元件N3的源極和背柵極彼此互連。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1677114SQ20051005559
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月29日
發(fā)明者巖渕昭夫, 相澤和也 申請(qǐng)人:三墾電氣株式會(huì)社