專利名稱：電壓檢測(cè)裝置及耦合電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電壓檢測(cè)裝置及耦合電路。
背景技術(shù)：
在混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車中，搭載有將多個(gè)二次電池(單電池)串聯(lián)連接而構(gòu)成的電池組。在這種電池組中，為了進(jìn)行各二次電池的容量計(jì)算、保護(hù)管理，需要個(gè)別地檢測(cè)各二次電池的電壓。但是，在上述用途中，構(gòu)成電池組的二次電池的串聯(lián)連接數(shù)量非常多，因此對(duì)應(yīng)于電池組的連接位置而二次電池的電位變高，對(duì)二次電池的電壓檢測(cè)裝置施加較高的電壓。
在JP-A-2008-145180 (對(duì)應(yīng)于US2008/0150516A)中公開有一種電壓檢測(cè)電路，包括運(yùn)算放大器；第一電容器，一端與運(yùn)算放大器的反相輸入端子連接；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和輸出端子之間；以及開關(guān)，分別連接在單電池的各端子和第一電容器的另一端之間。使單電池的正極端子和第一電容器之間的開關(guān)及放電電路導(dǎo)通，而對(duì)第一電容器進(jìn)行充電，之后在使放電電路截止的狀態(tài)下，代替該開關(guān)而使單電池的負(fù)極端子和第一電容器之間的開關(guān)導(dǎo)通，由此檢測(cè)單電池的電壓。在US4，748，419中公開有一種數(shù)字隔離器，通過第一電容器對(duì)差動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和差動(dòng)放大器之間進(jìn)行耦合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供能夠?qū)﹄娙萜鞯亩搪饭收线M(jìn)行自我診斷的電壓檢測(cè)裝置及耦合電路。本發(fā)明一個(gè)方式的電壓檢測(cè)裝置具備運(yùn)算放大器、第一 第三開關(guān)、第一、第二電容器、基準(zhǔn)電壓選擇電路以及控制部。上述第一開關(guān)連接在檢測(cè)對(duì)象電壓源的高電位側(cè)的端子和共同節(jié)點(diǎn)之間。上述第二開關(guān)連接在上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的低電位側(cè)的端子和上述共同節(jié)點(diǎn)之間。上述第一電容器包括串聯(lián)連接在上述共同節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間的多個(gè)電容器元件。上述第三開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間。上述第二電容器連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間。上述基準(zhǔn)電壓選擇電路對(duì)相互不同的第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的某一方進(jìn)行選擇，并將選擇的基準(zhǔn)電壓賦予到上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子。上述控制部能夠選擇電壓檢測(cè)模式和自我診斷模式。上述控制部，在上述電壓檢測(cè)模式下，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來選擇第一基準(zhǔn)電壓，閉合上述第三開關(guān)并且閉合上述第一開關(guān)而對(duì)上述第一電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第三開關(guān)和上述第一開關(guān)而閉合上述第二開關(guān)之后的上述運(yùn)算放大器的輸出電壓，對(duì)上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的端子間電壓進(jìn)行檢測(cè)。上述控制部，在上述自我診斷模式下，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來選擇第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的某一方，閉合上述第三開關(guān)并且閉合上述第一開關(guān)及上述第二開關(guān)的某一方而對(duì)上述第一電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第三開關(guān)，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來選擇了上述第一基準(zhǔn)電壓及上述第二基準(zhǔn)電壓的另一方之后的上述運(yùn)算放大器的輸出電壓，進(jìn)行故障診斷。本發(fā)明另一個(gè)方式的電壓檢測(cè)裝置具備運(yùn)算放大器、第一、第二開關(guān)、第一、第二上游電容器、第一、第二下游電容器、第一、第二并聯(lián)開關(guān)、第一、第二串聯(lián)開關(guān)、節(jié)點(diǎn)開關(guān)、第一、第二基準(zhǔn)電壓選擇電路以及控制部。上述運(yùn)算放大器具有差動(dòng)輸出構(gòu)成。上述第一開關(guān)連接在檢測(cè)對(duì)象電壓源的一個(gè)端子和第一共同節(jié)點(diǎn)之間。上述第二開關(guān)連接在上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的另一個(gè)端子和第二共同節(jié)點(diǎn)之間。上述第一上游電容器包括串聯(lián)連接在上述第一共同節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子 之間的多個(gè)電容器元件。上述第二上游電容器包括串聯(lián)連接在上述第二共同節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子之間的多個(gè)電容器元件。上述第一并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間。上述第二并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。上述第一下游電容器及第一串聯(lián)開關(guān)串聯(lián)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間。上述第二下游電容器及上述第二串聯(lián)開關(guān)串聯(lián)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)連接在上述第一共同節(jié)點(diǎn)和上述第二共同節(jié)點(diǎn)之間。上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路能夠?qū)ι鲜龅谝幌掠坞娙萜骱偷谝淮?lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第一基準(zhǔn)電壓或第二基準(zhǔn)電壓。上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路能夠?qū)ι鲜龅诙掠坞娙萜骱偷诙?lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第三基準(zhǔn)電壓或第四基準(zhǔn)電壓。上述控制部能夠選擇電壓檢測(cè)模式和自我診斷模式。上述控制部，在上述電壓檢測(cè)模式下，斷開上述第一串聯(lián)開關(guān)、上述第二串聯(lián)開關(guān)及上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)，通過上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路來分別賦予上述第一基準(zhǔn)電壓和上述第三基準(zhǔn)電壓，閉合上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)并且閉合上述第一開關(guān)和上述第二開關(guān)，而對(duì)上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器及上述第二下游電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第一開關(guān)、上述第二開關(guān)、上述第一并聯(lián)開關(guān)以及上述第二并聯(lián)開關(guān)，并且停止上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路、上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路的電壓賦予，閉合上述第一串聯(lián)開關(guān)、上述第二串聯(lián)開關(guān)及上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)之后的上述運(yùn)算放大器的差動(dòng)輸出電壓，對(duì)上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的端子間電壓進(jìn)行檢測(cè)。 上述控制部，在上述自我診斷模式下，在斷開上述第一開關(guān)、上述第二開關(guān)的至少一方的基礎(chǔ)上閉合上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)，閉合上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，斷開上述第一串聯(lián)開關(guān)和上述第二串聯(lián)開關(guān)，通過上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓電路分別賦予上述第二基準(zhǔn)電壓和上述第四基準(zhǔn)電壓，而對(duì)上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器及上述第二下游電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，并且停止上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓電路的電壓賦予，并閉合上述第一串聯(lián)開關(guān)和上述第二串聯(lián)開關(guān)之后的上述運(yùn)算放大器的差動(dòng)輸出電壓，進(jìn)行故障診斷。本發(fā)明另一個(gè)方式的耦合電路具備第一、第二電容器、運(yùn)算放大器、診斷開關(guān)、并聯(lián)開關(guān)、基準(zhǔn)電壓電路以及控制部。上述第一電容器包括多個(gè)電容器元件，該多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接于在第一電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第一電路的信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)和在第二電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第二電路的信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)之間。上述診斷開關(guān)連接在上述信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間。上述并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間。上述第二電容器包括連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間的I個(gè)電容器元件或串聯(lián)連接的多個(gè)電容器元件。上述電壓選擇電路對(duì)相互不同的第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的某一方進(jìn)行選擇，并將選擇的基準(zhǔn)電壓賦予到上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子。上述控制部能夠選擇信號(hào)傳送模式和自我診斷模式。上述控制部，在上述信號(hào)傳送模式下，斷開上述診斷開關(guān)而從上述信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)向上述信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)傳送信號(hào)。上述控制部，在上述自我診斷模式下，從上述第一電路向上述信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出定電壓，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路選擇第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的某一方，閉合上述診斷開關(guān)和上述第三開關(guān)而對(duì)上述第一電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第三開關(guān)，并通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來選擇了第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的另一方之后的上述運(yùn)算放大器的輸出電壓，進(jìn)行故障診斷。
本發(fā)明另一個(gè)方式的稱合電路具備第一、第二上游電容器、運(yùn)算放大器、第一、第二診斷開關(guān)、第一、第二并聯(lián)開關(guān)、第一、第二串聯(lián)開關(guān)、第一、第二下游電容器、第一、第二基準(zhǔn)電壓選擇電路以及控制部。上述第一上游電容器、上述第二上游電容器分別包括多個(gè)電容器兀件，該多個(gè)電容器兀件串聯(lián)連接于在第一電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第一電路的差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)和在第二電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第二電路的差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)之間。上述運(yùn)算放大器具有差動(dòng)輸出構(gòu)成。上述第一診斷開關(guān)連接在上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)的一方和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間。上述第二診斷開關(guān)連接在上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)的另一方和上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子之間。上述第一并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間。上述第二并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。上述第一下游電容器包括I個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的電容器元件。上述第一下游電容器及第一串聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間。上述第二下游電容器包括I個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的電容器元件。上述第二下游電容器及上述第二串聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。第一基準(zhǔn)電壓選擇電路能夠?qū)ι鲜龅谝幌掠坞娙萜骱偷谝淮?lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第一基準(zhǔn)電壓。上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路能夠?qū)ι鲜龅诙掠坞娙萜骱偷诙?lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第二基準(zhǔn)電壓。上述控制部能夠選擇信號(hào)傳送模式和自我診斷模式。上述控制部，在上述信號(hào)傳送模式下，斷開上述第一診斷開關(guān)和第二診斷開關(guān)，從上述差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)向上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)傳送信號(hào)。上述控制部，在上述自我診斷模式下，從上述第一電路向上述差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出定電壓，閉合上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，斷開上述第一串聯(lián)開關(guān)和上述第二串聯(lián)開關(guān)，通過上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路分別賦予上述第一基準(zhǔn)電壓和上述第二基準(zhǔn)電壓，而對(duì)上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器、上述第二下游電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，并且停止上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路的電壓賦予，并閉合上述第一串聯(lián)開關(guān)、上述第二串聯(lián)開關(guān)之后的上述運(yùn)算放大器的差動(dòng)輸出電壓，進(jìn)行故障診斷。


關(guān)于本發(fā)明的上述目的及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，將通過參照附圖進(jìn)行的下面的詳細(xì)說明而變得更加明確。圖I是表示本發(fā)明第一實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的圖。圖2是表示上述第一實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的電壓檢測(cè)模式下的開關(guān)狀態(tài)及輸出電壓波形的圖。圖3是表示上述第一實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的自我診斷模式下的開關(guān)狀態(tài)及輸出電壓波形的圖。圖4是表示上述第一實(shí)施方式的自我診斷模式下的第一、第二電容器的短路故障和輸出電壓之間的關(guān)系的圖， 圖5是表示本發(fā)明第二實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的圖。圖6是表示上述第二實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的電壓檢測(cè)模式下的開關(guān)狀態(tài)及輸出電壓波形的圖。圖7是表示上述第二實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的自我診斷模式下的開關(guān)狀態(tài)及輸出電壓波形的圖。圖8A、圖SB是表示上述第二實(shí)施方式的自我診斷模式下的第一、第二電容器的短路故障和輸出電壓之間的關(guān)系的圖。圖9是表示本發(fā)明第三實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的圖。圖10是表示上述第三實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的電壓檢測(cè)模式下的開關(guān)狀態(tài)及輸出電壓波形的圖。圖11是表示上述第三實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的自我診斷模式下的開關(guān)狀態(tài)及輸出電壓波形的圖。圖12是表示本發(fā)明第四實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的圖。圖13是表示正常時(shí)及第一電容器短路故障時(shí)的檢測(cè)電壓特性的圖。圖14是表示本發(fā)明第五實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置的圖。圖15是表不本發(fā)明第六實(shí)施方式的電平移動(dòng)電路的圖。圖16是表示上述第六實(shí)施方式的電平移動(dòng)電路的自我診斷模式下的開關(guān)狀態(tài)及輸出電壓波形的圖。圖17是表示本發(fā)明第七實(shí)施方式的電平移動(dòng)電路的圖。圖18是表示上述第七實(shí)施方式的電平移動(dòng)電路的自我診斷模式下的開關(guān)狀態(tài)及輸出電壓波形的圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的發(fā)明人關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)發(fā)現(xiàn)了以下情況。在JP-A-2008-145180所記載的電壓檢測(cè)電路中，當(dāng)由于老化、耐壓不足等而第一電容器發(fā)生短路故障時(shí)，高電壓的電池電壓有可能直接施加到低耐壓的運(yùn)算放大器。此外，即使對(duì)輸出電壓進(jìn)行觀測(cè)，也不能夠判別電容器是否發(fā)生了短路故障或者電池電壓是否發(fā)生了變化。在US4，748，419所記載的隔離器中，當(dāng)由于老化、耐壓不足等而第一電容器發(fā)生短路故障時(shí)，信號(hào)的傳送變得困難，有可能對(duì)低電壓電路施加高電壓。此外，即使對(duì)所傳送的信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)，也不能夠判別電容器是否發(fā)生了短路故障或者傳送信號(hào)是否發(fā)生了變化。本發(fā)明是鑒于上述情況而進(jìn)行的。(第一實(shí)施方式)以下，參照?qǐng)DI 圖4對(duì)第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖I表示電池組的電壓檢測(cè)裝置的構(gòu)成。電池組I搭 載于混合動(dòng)力汽車或電動(dòng)汽車，經(jīng)由變換器向電動(dòng)機(jī)供電。實(shí)際的電池組I具有將多個(gè)鋰離子二次電池、鎳氫二次電池等以同極性串聯(lián)連接的構(gòu)成，但在此為了便于說明，僅表示了從低電位側(cè)的電池單元BI到高電位側(cè)的電池單元B4。鋰離子二次電池由于每個(gè)電池單元的容量的個(gè)體差、自身放電特性的差等，各電池單元的充電狀態(tài)(SOC)進(jìn)而單元電壓存在偏差。在這種電池組I中，為了進(jìn)行各二次電池的容量計(jì)算、保護(hù)管理(例如電池電壓的均等化)，需要個(gè)別地檢測(cè)各二次電池的電壓。在電池組I的電壓檢測(cè)裝置2的端子TBO TB4上，分別連接有電池單元BI B4(檢測(cè)對(duì)象電壓源、單電池)的各端子。端子TBO TB4的電壓分別為VO V4。電壓檢測(cè)裝置2在電壓檢測(cè)模式和后述的自我診斷模式下動(dòng)作，該電壓檢測(cè)模式為，對(duì)構(gòu)成電池組I的各電池單元Bn (η = 1、2、3、4)的電壓VBn進(jìn)行檢測(cè)，將該檢測(cè)電壓作為VOUT而從輸出端子TP輸出到A/D轉(zhuǎn)換器3，該自我診斷模式為，對(duì)電容器C1、C2的短路故障進(jìn)行診斷。電壓檢測(cè)裝置2與A/D轉(zhuǎn)換器3等電路一起構(gòu)成為集成電路(IC)。電壓檢測(cè)裝置2具備運(yùn)算放大器4，該運(yùn)算放大器4接受以接地電位VSS為基準(zhǔn)的電池電壓VDD的供給而進(jìn)行動(dòng)作。基準(zhǔn)電壓選擇電路5具備生成第一基準(zhǔn)電壓VREF的基準(zhǔn)電壓生成電路5a ;生成第二基準(zhǔn)電壓VSLF的基準(zhǔn)電壓生成電路5b ;以及開關(guān)SW5c、SW5d，對(duì)基準(zhǔn)電壓VREF和VSLF的某一方進(jìn)行選擇，而賦予到運(yùn)算放大器4的非反相輸入端子。第一基準(zhǔn)電壓VREF和第二基準(zhǔn)電壓VSLF是不同的電壓值。在端子TBn(n = 0、l、2、3、4)和公用線CL(共同節(jié)點(diǎn))之間，分別連接有開關(guān)SWBn。對(duì)于各電池單元Bn來說，與高電位側(cè)的端子TBn連接的開關(guān)SWBn相當(dāng)于第一開關(guān)，與低電位側(cè)的端子TBn-I連接的開關(guān)SWBn-I相當(dāng)于第二開關(guān)。即，在串聯(lián)連接了電池單元Bn的電池組I中，每個(gè)電池單元Bn所需要的第一、第二開關(guān)，實(shí)現(xiàn)了與鄰接的電池單元Bn+l、Bn-l
的第二、第一開關(guān)的共同化。在公用線CL和運(yùn)算放大器4的反相輸入端子之間，連接有第一電容器Cl。此外，在運(yùn)算放大器4的反相輸入端子和輸出端子之間，并聯(lián)連接有第二電容器C2和第三開關(guān)SW3。為了防止端子間全部短路的全短路故障，而將多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接來構(gòu)成這些第一、第二電容器C1、C2。上述各開關(guān)由MOS晶體管構(gòu)成，由作為控制部的控制電路6進(jìn)行這些開關(guān)的切換。接著，參照?qǐng)D2 圖4對(duì)本實(shí)施方式的作用及效果進(jìn)行說明。圖2、圖3分別表示電壓檢測(cè)模式、自我診斷模式下的開關(guān)的導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)( H電平表示導(dǎo)通狀態(tài)、L電平表示截止?fàn)顟B(tài))及輸出電壓VOUT的波形。在圖2所示的電壓檢測(cè)模式中，控制電路6在切換各開關(guān)的同時(shí)按降序重復(fù)檢測(cè)單元電壓VBl VB4并輸出到A/D轉(zhuǎn)換器3。在本模式中，控制電路6使基準(zhǔn)電壓選擇電路5的開關(guān)SW5c固定于導(dǎo)通、開關(guān)SW5d固定于截止,選擇并輸出第一基準(zhǔn)電壓VREF。在檢測(cè)電池單元B4的電壓VB4的情況下，控制電路6使第三開關(guān)SW3導(dǎo)通，并且使對(duì)于電池單兀B4來說的第一開關(guān)SWB4導(dǎo)通,而對(duì)第一電容器Cl設(shè)定電荷(期間Pl)。之后，使第一開關(guān)SWB4和第三開關(guān)SW3截止(不重疊期間P2)，并使對(duì)于電池單元B4來說的第二開關(guān)SWB3導(dǎo)通，而進(jìn)行電荷的重新分配(期間P3)。如果設(shè)第一電容器的容量為Cl、第二電容器的容量為C2，則期間P2和期間P3之間的電荷保存的一般式成為式⑴。例如，在電池單元B4的檢測(cè)時(shí)，Vn = V4、Vn-I = V3、Vn-Vn-I = VB4。Cl (Vn-VREF) = Cl(Vn-1-VREF)+C2(V0UT-VREF)…(I)當(dāng)解開式⑴時(shí)能夠得到式(2)。、VOUT = C1/C2 (Vn-Vn-I) +VREF- (2)在向期間P3的切換之后，A/D轉(zhuǎn)換器3對(duì)由式⑵表示的穩(wěn)定的運(yùn)算放大器4的輸出電壓VOUT進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換?？刂齐娐?能夠根據(jù)該A/D轉(zhuǎn)換值來檢測(cè)單元電壓VB4。在后續(xù)的期間P4、P5、P6中，控制電路6也同樣地檢測(cè)電池單元B3的電壓VB3。在圖3所示的自我診斷模式中，控制電路6首先使基準(zhǔn)電壓選擇電路5的開關(guān)SW5c導(dǎo)通、開關(guān)SW5d截止，而選擇并輸出第一基準(zhǔn)電壓VREF?？刂齐娐?使第三開關(guān)SW3導(dǎo)通，并且使開關(guān)SWBO SWB4的某一個(gè)、例如開關(guān)SWB4導(dǎo)通，而對(duì)第一電容器Cl設(shè)定電荷(期間P11)。之后，使開關(guān)SW5c和第三開關(guān)SW3截止(不重疊期間P12)，使開關(guān)SW5d導(dǎo)通，而選擇第二基準(zhǔn)電壓VSLF并進(jìn)行電荷的重新分配(期間P13)。期間P12和期間P13之間的電荷保存的一般式為式(3)。在使開關(guān)SWB4導(dǎo)通時(shí)成為Vn = V4，但ClVn的項(xiàng)在兩邊相抵消。Cl (Vn-VREF) = Cl (Vn-VSLF) +C2 (V0UT-VSLF)…(3)當(dāng)解開式(3)時(shí)能夠得到式⑷。VOUT = C1/C2 (VSLF-VREF) +VSLF …(4)在向期間P13的切換之后，A/D轉(zhuǎn)換器3對(duì)由式⑷表示的穩(wěn)定的運(yùn)算放大器4的輸出電壓VOUT進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。控制電路6根據(jù)該A/D轉(zhuǎn)換值進(jìn)行故障診斷。圖4表示電容器Cl、C2都是將3pF的電容器元件串聯(lián)3個(gè)而構(gòu)成lpF，使第一基準(zhǔn)電壓VREF為O. 5V、第二基準(zhǔn)電壓VSLF為IV時(shí)的自我診斷模式下的故障后的容量值和輸出電壓V0UT。圖4中，事例IVa是電容器Cl、C2未故障的情況，事例IVb是構(gòu)成電容器Cl的串聯(lián)電容器元件中的I個(gè)發(fā)生了短路故障的情況，事例IVc是構(gòu)成電容器Cl的串聯(lián)電容器元件中的2個(gè)發(fā)生了短路故障的情況，事例IVd是構(gòu)成電容器C2的串聯(lián)電容器元件中的I個(gè)發(fā)生了短路故障的情況，事例IVe是構(gòu)成電容器C2的串聯(lián)電容器元件中的2個(gè)發(fā)生了短路故障的情況。故障后的容量比C1/C2在所有事例中都不同。因此，如從式⑷導(dǎo)出的那樣，只要將第一基準(zhǔn)電壓VREF和第二基準(zhǔn)電壓VSLF設(shè)定為不同的電壓值，則各事例的輸出電壓VOUT必然不同。因此，控制電路6預(yù)先存儲(chǔ)與圖4所示的各電壓值相對(duì)應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換值(指標(biāo)值)，通過將在自我診斷模式中得到的A/D轉(zhuǎn)換值與指標(biāo)值進(jìn)行比較，能夠檢測(cè)出在哪個(gè)電容器中產(chǎn)生了何種程度的短路故障。此外，控制電路6預(yù)先存儲(chǔ)圖4所示的各故障時(shí)的電壓值和未故障時(shí)的電壓值的比率(指標(biāo)比率)，通過將前次自我診斷時(shí)的A/D轉(zhuǎn)換值和此次自我診斷時(shí)的A/D轉(zhuǎn)換值的比率與指標(biāo)比率進(jìn)行比較，能夠檢測(cè)出在哪個(gè)電容器中產(chǎn)生了何種程度的短路故障。并且，控制電路6對(duì)電壓檢測(cè)模式和自我診斷模式的執(zhí)行順序進(jìn)行控制。例如，具有如下方法在電壓檢測(cè)模式中檢測(cè)出電池單元B4、B3、B2、BI的電壓VBn之后切換為自我診斷模式，并在自我診斷后再次切換為電壓檢測(cè)模式。在該切換控制中，由于自我診斷間隔較長(zhǎng)，所以單元電壓VBn的平均檢測(cè)間隔變短。其中，在自我診斷模式中檢測(cè)出故障時(shí)，需要將之前檢測(cè)出的電壓VB4 VBl廢棄。相對(duì)于此，還具有在每檢測(cè)出I個(gè)單元電壓VBn時(shí)就進(jìn)行自我診斷的方法。在該切換控制中，雖然單元電壓VBn的平均檢測(cè)間隔變長(zhǎng)，但在自我診斷模式中檢測(cè)出故障時(shí)，僅將緊前檢測(cè)出的電壓VBn廢棄即可。如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，將多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接而構(gòu)成第一、第二電容器Cl、C2，因此難以發(fā)生第一、第二電容器Cl、C2的端子間全部短路的全短路故障，能夠提高電壓檢測(cè)裝置2的可靠性。電壓檢測(cè)裝置2除了對(duì)構(gòu)成電池組I的各電池單元Bn 的電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)模式之外，還具備對(duì)第一、第二電容器Cl、C2的短路故障進(jìn)行檢測(cè)的自我診斷模式。在該自我診斷模式中，對(duì)在第一、第二電容器C1、C2中產(chǎn)生的具體的故障方式都能夠進(jìn)行診斷，因此能夠得到對(duì)于檢測(cè)電壓的較高的可靠性。(第二實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D5 圖8對(duì)第二實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置11為，使用差動(dòng)輸出形式的運(yùn)算放大器12而使第一實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置2成為全差動(dòng)形式。運(yùn)算放大器12從其非反相輸出端子、反相輸出端子分別輸出差動(dòng)電壓VOP、V0M。從輸出端子TP、TM輸出的差動(dòng)電壓VOP、V0M,由差動(dòng)輸入形式的A/D轉(zhuǎn)換器13轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。本實(shí)施方式的電池組I的電池單元Bn (η = 1、2、3、4)為，其一個(gè)端子彼此或另一個(gè)端子彼此連接而串聯(lián)連接。例如，將電池單元Β2、Β4的高電位側(cè)端子作為一個(gè)端子、低電位側(cè)端子作為另一個(gè)端子，將電池單元BI、Β3的高電位側(cè)端子作為另一個(gè)端子、低電位側(cè)端子作為一個(gè)端子。該端子的區(qū)別，關(guān)系到開關(guān)SWBn(n = 0、1、2、3、4)與公用線CU、CL2(第一、第二共同節(jié)點(diǎn))的連接以及運(yùn)算放大器12的電壓輸出極性，是需要的。在端子TBO、TB2、TB4和公用線CLl之間，分別連接有開關(guān)SWBO、SWB2、SWB4。另一方面，在端子TB1、TB3和公用線CL2之間，分別連接有開關(guān)SWB1、SWB3。對(duì)于各電池單元Bn來說與一個(gè)端子側(cè)連接的開關(guān)SWBx(x為0、2、4的某個(gè))相當(dāng)于第一開關(guān)，與另一個(gè)端子側(cè)連接的開關(guān)SWBx(x為1、3的某個(gè))相當(dāng)于第二開關(guān)。即，第一開關(guān)連接在各電池單元Bn的一個(gè)端子和公用線CLl之間，第二開關(guān)連接在電池單元Bn的另一個(gè)端子和公用線CL2之間。當(dāng)如此地設(shè)置開關(guān)SWBn時(shí)，能夠使電池單元Bn的第一開關(guān)與鄰接的電池單元Bn+1或Bn-I的第一開關(guān)共同化，并能夠使電池單元Bn的第二開關(guān)與鄰接的電池單元Bn+1或Bn-I的第二開關(guān)共同化。因此，幾乎能夠?qū)⒌谝弧⒌诙_關(guān)的數(shù)量減半。在公用線CLl和運(yùn)算放大器12的反相輸入端子之間連接有電容器C1A。在公用線CL2和運(yùn)算放大器12的非反相輸入端子之間連接有電容器C1B。在運(yùn)算放大器12的反相輸入端子和非反相輸出端子之間，串聯(lián)連接有電容器C2A和開關(guān)SW4A，相對(duì)于該串聯(lián)電路并聯(lián)連接有開關(guān)SW3A。在運(yùn)算放大器12的非反相輸入端子和反相輸出端子之間，串聯(lián)連接有電容器C2B和開關(guān)SW4B，相對(duì)于該串聯(lián)電路并聯(lián)連接有開關(guān)SW3B。在公用線CLl和CL2之間連接有開關(guān)SW5。第一基準(zhǔn)電壓選擇電路5A構(gòu)成為，能夠?qū)﹄娙萜鰿2A和開關(guān)SW4A的連接點(diǎn)，經(jīng)由開關(guān)SW51、SW53輸出基準(zhǔn)電壓VA、基準(zhǔn)電壓VC。第二基準(zhǔn)電壓選擇電路5B構(gòu)成為，能夠?qū)﹄娙萜鰿2B和開關(guān)SW4B的連接點(diǎn)，經(jīng)由開關(guān)SW52、SW54輸出基準(zhǔn)電壓VB、基準(zhǔn)電壓VD。在運(yùn)算放大器12和輸出端子TP、TM之間設(shè)置有反相電路14，該反相電路14使從運(yùn)算放大器12的非反相輸出端子及反相輸出端子輸出的差動(dòng)輸出電壓的極性反相。即，運(yùn)算放大器12的非反相輸出端子經(jīng)由開關(guān)SW141、SW143與輸出端子TP、TM連接，運(yùn)算放大器12的反相輸出端子經(jīng)由開關(guān)SW142、SW144與輸出端子TM、TP連接。 在對(duì)高電位側(cè)端子成為上述一個(gè)端子的電池單元B2、B4的端子間電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使開關(guān)SW141、SW142導(dǎo)通而成為非反相動(dòng)作，在對(duì)高電位側(cè)端子成為上述另一個(gè)端子的電池單元BI、B3的端子間電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使開關(guān)SW143、SW144導(dǎo)通而成為反相動(dòng)作。上述各開關(guān)由MOS晶體管構(gòu)成，通過控制電路6進(jìn)行這些開關(guān)的切換。接著，參照?qǐng)D6 圖8對(duì)本實(shí)施方式的作用及效果進(jìn)行說明。圖6、圖7分別表示電壓檢測(cè)模式、自我診斷模式下的開關(guān)的導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)及輸出電壓VOUT ( = V0P-V0M)的波形。圖中未記載的開關(guān)為截止。在圖6所示的電壓檢測(cè)模式中，控制電路6在切換各開關(guān)的同時(shí)以降序重復(fù)檢測(cè)單元電壓VBl VB4，并輸出到A/D轉(zhuǎn)換器13。在本模式中，不使用基準(zhǔn)電壓VC和基準(zhǔn)電壓VD，因此開關(guān)SW53和SW54被保持為截止?fàn)顟B(tài)。在對(duì)電池單元B4的電壓VB4進(jìn)行檢測(cè)的情況下，控制電路6切換SW141 SW144而使反相電路14成為非反相動(dòng)作，使開關(guān)SW4A、SW4B、SW5截止，使開關(guān)SW51、SW52、SW3A、SW3B、SWB3、SWB4導(dǎo)通，而對(duì)電容器CIA、C1B、C2A、C2B設(shè)定電荷(期間P21)。之后，使開關(guān)SW51、SW52截止而停止基準(zhǔn)電壓VA、VB的賦予，并且使開關(guān)SW3A、SW3B、SWB3、SWB4截止(不重疊期間P22)，并使開關(guān)SW4A、SW4B、SW5導(dǎo)通(期間P23)。如果設(shè)電容器CIA、C1B、C2A、C2B的容量分別為CIA、C1B、C2A、C2B，運(yùn)算放大器12的公用模式電壓為VC0M，使開關(guān)SW5導(dǎo)通時(shí)的公用線CL1、CL2的電壓為VY，運(yùn)算放大器12的輸入端子的電壓為VX，則期間P22和期間P23之間的電荷保存的一般式成為式(5)、式
(6)、式(7)。例如，在電池單元 B4 的檢測(cè)時(shí)，Vn = V4、Vn-I =V3、Vn-Vn-l = VB4。ClA(Vn-VCOM)+C2A(VA-VCOM) = ClA(VY-VX)+C2A(VOP-VX)…(5) ClB (Vn-I-VCOM)+C2B(VB-VCOM) = ClB(VY-VX)+C2B(VOM-VX)…(6)ClA (VCOM-Vn)+ClB (VCOM-Vn-I) = (C1A+C1B) (VX-VY)... (7)當(dāng)解開這些式時(shí)能夠得到式⑶。
ΛCIA-ClB C2A+ C2B …、… fVOF -VQM =(Vn—Vn~l)十VA —VB …(8)
UA 十 LiB LiA * Cio在向期間P23的切換之后，A/D轉(zhuǎn)換器13對(duì)由式⑶表示的穩(wěn)定的運(yùn)算放大器12的輸出電壓VOUT進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換?？刂齐娐?能夠根據(jù)該A/D轉(zhuǎn)換值檢測(cè)出單元電壓VB4?？刂齐娐?6 接著使開關(guān) SW141、SW142、SW4A、SW4B、SW5 截止，使開關(guān) SW143、SW144、Sff5KSW52、SW3A、SW3B導(dǎo)通(不重疊期間P24)，在之后的期間P25、P26、P27中也同樣地對(duì)電池單元B3的電壓VB3進(jìn)行檢測(cè)。
在圖7所示的自我診斷模式中，不使用基準(zhǔn)電壓VA和基準(zhǔn)電壓VB，所以控制電路6將開關(guān)SW51和SW52保持為截止?fàn)顟B(tài)。此外，使開關(guān)SW5導(dǎo)通而連接公用線CLl和CL2，并且為了固定該公用線的電位而使開關(guān)SWBO SWB4中的I個(gè)(在此為SWB4)導(dǎo)通。并且，切換SW141 SW144而使反相電路14成為非反相動(dòng)作?？刂齐娐?使開關(guān)SW4A、SW4B截止、使開關(guān)SW53、Sff54, SW3A、SW3B導(dǎo)通，而對(duì)電容器C1A、C1B、C2A、C2B設(shè)定電荷(期間P31)。之后，使開關(guān)SW53、SW54截止而停止基準(zhǔn)電壓W、VD的賦予，并且使SW3A、SW3B截止(不重疊期間P32)、使開關(guān)SW4A、SW4B導(dǎo)通(期間 P33)。如果設(shè)公用線CL1、CL2的電壓為VY、運(yùn)算放大器12的輸入端子的電壓為VX，則期間P32和期間P33之間的電荷保存的一般式成為式(9)、式(10)。此外，相對(duì)于差動(dòng)輸出，式(11)成立。、
ClA (Vn-VCOM)+C2A(VC-VCOM) = ClA(Vn-VX)+C2A(VOP-VX)…(9)ClB (Vn-VCOM)+C2B(VD-VCOM) = ClB(Vn-VX)+C2B(VOM-VX)…(10)V0P+V0M = 2VC0M…(11)當(dāng)解開這些式時(shí)能夠得到式(12)。VOP "'VOM
:... C2A(C1B+C2B)VC~C2B(C1A+C2A)V0 + (C1/\C2B - C2AC1B)VCQM在向期間Ρ33的切換之后，A/D轉(zhuǎn)換器13對(duì)由式(12)表示的穩(wěn)定的運(yùn)算放大器4的輸出電壓VOUT進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換?？刂齐娐?根據(jù)該A/D轉(zhuǎn)換值進(jìn)行故障診斷。在圖8Α、圖8Β所示的例子中，電容器CIA、C1B、C2A、C2B都是將3個(gè)3pF的電容器元件串聯(lián)而構(gòu)成IpF0此外，在圖8A所示的例子中使VC = 0V,VD = VCOM = 2. 5V，在圖8B所示的例子中使VC = 0V,VD = I. 25V、VC0M = 2. 5V。而且，表示了各事例的自我診斷模式下的基于式(12)的輸出電壓VOUT ( = V0P-V0M)。在此，表示了沒有故障的正常的事例和在電容器C1A、C1B、C2A、C2B的某個(gè)中發(fā)生了短路故障的6個(gè)事例。例如，圖中所記載的“C1A1”表示構(gòu)成電容器ClA的3個(gè)串聯(lián)電容器元件中的I個(gè)發(fā)生了短路故障的情況。此外，表的“l(fā)pF”、“l(fā). 5pF”、“3pF”表示各事例中的電容器C1A、C1B、C2A、C2B的容量值。根據(jù)圖8A、圖SB可知，在任意情況下都對(duì)應(yīng)于故障方式而輸出電壓VOUT的值不同。因此，與第一實(shí)施方式同樣，控制電路6基于與A/D轉(zhuǎn)換值(指標(biāo)值)或比率(指標(biāo)比率)的比較，能夠檢測(cè)出在哪個(gè)電容器中發(fā)生了何種程度的短路故障。如以上說明的那樣，本實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置11具有全差動(dòng)構(gòu)成，因此在電壓檢測(cè)模式及自我診斷模式中，不僅在電容器C1A、C1B、C2A、C2B的電荷設(shè)定時(shí)對(duì)電池組I重疊了公用模式噪聲的情況，即使在電荷重新分配時(shí)對(duì)電池組I重疊了公用模式噪聲的情況下，也能夠從運(yùn)算放大器12的差動(dòng)輸出電壓VOUT中除去該公用模式噪聲。并且，由于電路構(gòu)成成為對(duì)稱，因此能夠使在各開關(guān)的切換時(shí)產(chǎn)生的饋通等導(dǎo)致的誤差抵消，能夠進(jìn)行更高精度的電壓檢測(cè)及故障診斷。由于使電池單元Bn的第一開關(guān)和鄰接的電池單元的第一開關(guān)共同化、使電池單元Bn的第二開關(guān)和鄰接的電池單元的第二開關(guān)共同化，所以能夠使第一、第二開關(guān)的數(shù)量幾乎減半。構(gòu)成電池組I的單元數(shù)越多，則能夠削減的開關(guān)的數(shù)量越大。但是，需要使從運(yùn)算放大器12輸出的差動(dòng)輸出電壓VOP-VOM的極性反相的反相電路14。此外，能夠得到與第一實(shí)施方式同樣的作用及效果。另外，在本實(shí)施方式中，電容器ClA對(duì)應(yīng)于第一上游電容器，電容器ClB對(duì)應(yīng)于第二上游電容器，電容器C2A對(duì)應(yīng)于第一下游電容器，電容器C2B對(duì)應(yīng)于第一下游電容器。并且，開關(guān)SW3A對(duì)應(yīng)于第一并聯(lián)開關(guān)，開關(guān)SW3B對(duì)應(yīng)于第二并聯(lián)開關(guān)，開關(guān)SW4A對(duì)應(yīng)于第一串聯(lián)開關(guān)，開關(guān)SW4B對(duì)應(yīng)于第二串聯(lián)開關(guān)，開關(guān)SW5對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn)開關(guān)。此外，基準(zhǔn)電壓VA對(duì)應(yīng)于第一基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓VC對(duì)應(yīng)于第二基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓VB對(duì)應(yīng)于第三基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓VD對(duì)應(yīng)于第四基準(zhǔn)電壓。(第三實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D9 圖11對(duì)第三實(shí)施方式進(jìn)行說明。相對(duì)于圖5所示的電壓檢測(cè)裝置11，本實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置21變更了第一開關(guān)和第二開關(guān)的連接構(gòu)成，并不需要反 相電路14。以下，對(duì)不同的部分進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中，使電池組I的電池單元Bn(η = 1、2、3、4)的高電位側(cè)端子為一個(gè)端子、低電位側(cè)端子為另一個(gè)端子。在端子TBxU= 1、2、3、4)和公用線CLl之間分別連接有第一開關(guān)SWBxl，在端子TBx (X = 0、1、2、3)和公用線CL2之間分別連接有第二開關(guān)SWBy2(y = 1、2、3、4)。S卩，與第二實(shí)施方式同樣，第一開關(guān)連接在電池單元Bn的一個(gè)端子和公用線CLl之間，第二開關(guān)連接在電池單元Bn的另一個(gè)端子和公用線CL2之間。但是，由于鄰接的電池單元Bn彼此的第一、第二開關(guān)未共同化，所以第一及第二開關(guān)的數(shù)量需要分別與單元數(shù)相等的數(shù)量。由于與電池單元Bn無關(guān)而運(yùn)算放大器12的輸出電壓VOUT的極性相同，因此不需要反相電路14。圖10、圖11分別表示電壓檢測(cè)模式、自我診斷模式下的開關(guān)的導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)及輸出電壓VOUT( = V0P-V0M)的波形。圖中未記載的開關(guān)截止。在圖10所示的電壓檢測(cè)模式中，控制電路6為，在對(duì)電池單元B4的電壓VB4進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使第一開關(guān)SWB41、第二開關(guān)SWB42導(dǎo)通而進(jìn)行電荷設(shè)定(期間P41)，在對(duì)電池單元B3的電壓VB3進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使第一開關(guān)SWB31、第二開關(guān)SWB32導(dǎo)通而進(jìn)行電荷設(shè)定(期間P45)。除此以外的動(dòng)作(除了反相電路14)與圖6所示的動(dòng)作相同。在圖11所示的自我診斷模式中，為了固定公用線CU、CL2的電位，而使開關(guān)SffBll SWB42中的I個(gè)(在此為SWB41)導(dǎo)通。除此以外的動(dòng)作(除了反相電路14)與圖7所示的動(dòng)作相同。通過本實(shí)施方式也能夠得到與第二實(shí)施方式相同的作用及效果。在本實(shí)施方式中，每個(gè)電池單元Bn都需要第一開關(guān)、第二開關(guān)，但不需要反相電路14。(第四實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D12及圖13對(duì)第四實(shí)施方式進(jìn)行說明。相對(duì)于圖I所示的電壓檢測(cè)裝置2，本實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置31具備第一、第二電容器Cl、C2的短路故障時(shí)的檢測(cè)電壓的修正電路32。修正電路32包括A/D轉(zhuǎn)換器3，將運(yùn)算放大器4的輸出電壓VOUT作為輸入；以及數(shù)字運(yùn)算電路33，根據(jù)從控制電路6指示的修正增益來修正A/D轉(zhuǎn)換值。
控制電路6為，在通過自我診斷模式而診斷為在電容器Cl或C2中發(fā)生了短路故障的情況下，如上述那樣求出發(fā)生了故障的電容器和故障后的容量值。電壓檢測(cè)模式下的輸入輸出特性如式(2)所示。圖13表示電容器Cl、C2都是將3個(gè)3pF的電容器元件串聯(lián)而構(gòu)成lpF，并設(shè)第一基準(zhǔn)電壓VREF為OV時(shí)的檢測(cè)電壓特性。圖中的直線XIIIA為正常時(shí)，直線XIIIB為構(gòu)成第一電容器Cl的串聯(lián)電容器元件中的I個(gè)發(fā)生了短路故障時(shí)。在該事例中，由于故障而輸出電壓VOUT相對(duì)于單元電壓VBn的傾斜即增益增加到正常時(shí)的3/2倍。因此，控制電路6基于自我診斷的結(jié)果，決定將運(yùn)算放大器4的輸出電壓VOUT修正為未產(chǎn)生短路故障的正常狀態(tài)下的輸出電壓的修正 子中，指示2/3倍的修正增益。根據(jù)本實(shí)施方式，即使在第一電容器Cl、第二電容器C2中發(fā)生局部的短路故障，也能夠?qū)㈦妷簷z測(cè)模式下的輸出電壓修正為故障前的正常值。(第五實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D14對(duì)第五實(shí)施方式進(jìn)行說明。相對(duì)于圖I所示的電壓檢測(cè)裝置2，本實(shí)施方式的電壓檢測(cè)裝置41為，相對(duì)于構(gòu)成第二電容器C2的串聯(lián)電容器元件C21、C22、C23的各自，并聯(lián)地具備短路開關(guān)SW61、SW62、SW63。這些開關(guān)SW61、SW62、SW63根據(jù)從控制電路6指示的補(bǔ)償信號(hào)來進(jìn)行開閉動(dòng)作?？刂齐娐?為，在通過自我診斷模式而診斷為在第一電容器Cl的一部發(fā)生了短路故障的情況下，求出故障前后的第一電容器Cl和第二電容器C2的容量比，并以該故障前后的容量比不變的方式?jīng)Q定補(bǔ)償信號(hào)。例如，在診斷為構(gòu)成電容器Cl的3個(gè)具有相同容量值的串聯(lián)電容器元件C11、C12、C13中的I個(gè)發(fā)生了短路故障的情況下，第一電容器Cl的容量值成為正常時(shí)的3/2倍。因此，控制電路6對(duì)開關(guān)SW61、SW62、SW63的某個(gè)賦予導(dǎo)通指令，第二電容器C2的容量值也變更為正常時(shí)的3/2倍。如式⑵所示，檢測(cè)單元電壓VBn時(shí)的運(yùn)算放大器4的輸出電壓VOUT與C1/C2成正比例。因此，如果根據(jù)第一電容器Cl的短路故障的程度而使構(gòu)成第二電容器C2的電容器元件C21、C22、C23的一部分短路，則能夠?qū)⑷萘勘菴1/C2保持為一定，即使在故障后也能夠與故障前同樣正常地檢測(cè)電壓。(第六實(shí)施方式)參照?qǐng)D15及圖16對(duì)第六實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖15表示電平移動(dòng)電路的構(gòu)成。電平移動(dòng)電路51為如下的耦合電路在IC芯片內(nèi)，從在低電壓電源系統(tǒng)(第一電源系統(tǒng))中動(dòng)作的第一電路52的信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)NI,向在高電壓電源系統(tǒng)(第二電源系統(tǒng))中動(dòng)作的第二電路53的信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)N2傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)NI和信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)N2之間連接有第一電容器Cl。為了防止端子間全部短路的全短路故障，將多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接而構(gòu)成該第一電容器Cl。第一電路52的驅(qū)動(dòng)器54通過以接地電位VSSl為基準(zhǔn)的電源電壓VDDl進(jìn)行動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)器54輸入數(shù)據(jù)DIN，向信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)NI輸出具有VSSl (L電平)或VDDl (H電平)的電平的電壓。第二電路53的放大器55通過以接地電位VSS2為基準(zhǔn)的電源電壓VDD2進(jìn)行動(dòng)作。雖然未圖不，但放大器55具備放大器,對(duì)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)N2的電壓進(jìn)行放大；一對(duì)比較器，將放大電壓與上升邊緣檢測(cè)用的閾值及下降邊緣檢測(cè)用的閾值分別進(jìn)行比較；以及RS觸發(fā)器，通過各比較器的輸出信號(hào)設(shè)置或復(fù)位。該放大器55輸出具有VSS2(L電平)或VDD2 (H電平)的電壓電平的數(shù)據(jù)DOUT。電平移動(dòng)電路51，以從信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)NI向信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)N2傳送信號(hào)的信號(hào)傳送模式以及診斷電容器C1、C2的短路故障的自我診斷模式進(jìn)行動(dòng)作。自我診斷模式所使用的電路具備運(yùn)算放大器4，以接地電位VSS2為基準(zhǔn)，接受電源電壓VDD的供給而進(jìn)行動(dòng)作；A/D轉(zhuǎn)換器3 ;以及控制電路56。另外，該電路的接地電位不限于VSS2。基準(zhǔn)電壓選擇電路5具備生成第一基準(zhǔn)電壓VREF的基準(zhǔn)電壓生成電路5a ;生成第二基準(zhǔn)電壓VSLF的基準(zhǔn)電壓生成電路5b ；以及開關(guān)SW5c、SW5d，對(duì)基準(zhǔn)電壓VREF和VSLF的某一方進(jìn)行選擇，而賦予到運(yùn)算放大器4的非反相輸入端子。第一基準(zhǔn)電壓VREF和第二基準(zhǔn)電壓VSLF是不同的電壓值。在信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)N2和運(yùn)算放大器4的反相輸入端子之間連接有診斷開關(guān)SW7。在 運(yùn)算放大器4的反相輸入端子和輸出端子之間，并聯(lián)連接有第二電容器C2和第三開關(guān)SW3。第二電容器C2也是將多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接而構(gòu)成的。上述各開關(guān)由MOS晶體管構(gòu)成，通過作為控制部的控制電路56來進(jìn)行這些開關(guān)的切換。第三開關(guān)SW3對(duì)應(yīng)于并聯(lián)開關(guān)。接著，參照?qǐng)D16對(duì)本實(shí)施方式的作用及效果進(jìn)行說明。控制電路56在信號(hào)傳送模式時(shí)使診斷開關(guān)SW7截止。在該模式中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被電平移動(dòng)而從第一電路52傳送到第二電路53。另一方面，控制電路56為，在未傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的期間、在電源接通之后不久且數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)開始傳送之前等，轉(zhuǎn)移到自我診斷模式。圖16表示自我診斷模式下的開關(guān)的導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)(H電平表示導(dǎo)通狀態(tài)、L電平表示截止?fàn)顟B(tài))及輸出電壓VOUT的波形?？刂齐娐?6為，從第一電路52向信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)NI輸出定電壓(例如VSSl或VDD1)，并且使基準(zhǔn)電壓選擇電路5的開關(guān)SW5c導(dǎo)通、開關(guān)SW5d截止，而選擇并輸出第一基準(zhǔn)電壓VREF。控制電路56使診斷開關(guān)SW7和第三開關(guān)SW3導(dǎo)通，對(duì)第一電容器Cl設(shè)定電荷(期間P61)。之后，使開關(guān)SW5c和第三開關(guān)SW3截止(不重疊期間P62)、開關(guān)SW5d導(dǎo)通，而選擇第二基準(zhǔn)電壓VSLF并進(jìn)行電荷的重新分配(期間 P63)。期間P62和期間P63之間的電荷保存的一般式成為上述式(3)，輸出電壓VOUT成為式(4)?？刂齐娐?6根據(jù)輸出電壓VOUT的A/D轉(zhuǎn)換值進(jìn)行故障診斷。在第一實(shí)施方式中，使用圖4說明了的電容器Cl、C2的短路故障和輸出電壓VOUT之間的關(guān)系，在本實(shí)施方式中也成為相同結(jié)果。即，只要將第一基準(zhǔn)電壓VREF和第二基準(zhǔn)電壓VSLF設(shè)定為不同的電壓值，則各事例的輸出電壓VOUT必然不同。因此，與第一實(shí)施方式同樣，通過將在自我診斷模式中得到的A/D轉(zhuǎn)換值與預(yù)先存儲(chǔ)的指標(biāo)值進(jìn)行比較，能夠檢測(cè)出在哪個(gè)電容器中發(fā)生了何種程度的短路故障。此外，通過將前次自我診斷時(shí)的A/D轉(zhuǎn)換值和此次自我診斷時(shí)的A/D轉(zhuǎn)換值的比率與預(yù)先存儲(chǔ)的指標(biāo)比率進(jìn)行比較，能夠檢測(cè)出在哪個(gè)電容器中發(fā)生了何種程度的短路故障。如以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，將多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接而構(gòu)成第一、第二電容器Cl、C2，因此難以發(fā)生第一、第二電容器Cl、C2的端子間全部短路的全短路故障。結(jié)果，容易維持?jǐn)?shù)據(jù)傳送功能，難以對(duì)第一電路52施加高電壓電源系統(tǒng)的電壓。因此，能夠提高電平移動(dòng)電路51的可靠性。電平移動(dòng)電路51除了將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行電平移動(dòng)而進(jìn)行傳送的信號(hào)傳送模式之夕卜，還具備檢測(cè)第一電容器Cl、第二電容器C2的短路故障的自我診斷模式。在該自我診斷模式中，能夠?qū)υ诘谝浑娙萜鰿l、第二電容器C2中產(chǎn)生的具體的故障方式進(jìn)行診斷，因此能夠提高電平移動(dòng)電路51本身的可靠性及對(duì)信號(hào)傳送的可靠性。(第七實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D17及圖18對(duì)第七實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的電平移動(dòng)電路61是使第六實(shí)施方式的電平移動(dòng)電路51成為全差動(dòng)形式之后的稱合電路。在第一電路62的信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)N1A、N1B和第二電路63的信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)N2A、N2B之間，連接有電容器C1A、ClB0將多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接而構(gòu)成各電容器CIA、ClB0第一電路62的驅(qū)動(dòng)器64通過以接地電位VSSl為基準(zhǔn)的電源電壓VDDl來進(jìn)行動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)器64輸入差動(dòng)數(shù)據(jù)DINA、DINB，并向信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)N1A、N1B輸出具有VSSl或VDDl的電平的電壓。第二電路63的放大器65通過以接地電位VSS2為基準(zhǔn)的電源電壓VDD2來進(jìn)行動(dòng)作。放大器65與上述放大器55同樣，具備差動(dòng)放大器、比較器及RS觸發(fā)器。該放大器65輸出具有VSS2或VDD2的電壓電平的差動(dòng)數(shù)據(jù)D0UTA、D0UTB。在信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)N2A、N2B和運(yùn)算放大器12的反相輸入端子、非反相輸入端子之間，分別連接有診斷開關(guān)SW7A、SW7B。在運(yùn)算放大器12的反相輸入端子和非反相輸出端子之間，串聯(lián)連接有電容器C2A和開關(guān)SW4A，相對(duì)于該串聯(lián)電路并聯(lián)連接有開關(guān)SW3A。在運(yùn)算放大器12的非反相輸入端子和反相輸出端子之間，串聯(lián)連接有電容器C2B和開關(guān)SW4B，相對(duì)于該串聯(lián)電路并聯(lián)連接有開關(guān)SW3B。也是將多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接而構(gòu)成各電容器C2A、C2B。第一基準(zhǔn)電壓選擇電路5A構(gòu)成為，能夠經(jīng)由開關(guān)SW53對(duì)電容器C2A和開關(guān)SW4A的連接點(diǎn)輸出基準(zhǔn)電壓VC。第二基準(zhǔn)電壓選擇電路5B構(gòu)成為，能夠經(jīng)由開關(guān)SW54對(duì)電容器C2B和開關(guān)SW4B的連接點(diǎn)輸出基準(zhǔn)電壓VD。上述各開關(guān)由MOS晶體管構(gòu)成，通過控制電路66進(jìn)行這些開關(guān)的切換。接著，參照?qǐng)D18對(duì)本實(shí)施方式的作用及效果進(jìn)行說明。在信號(hào)傳送模式時(shí)，控制電路66使診斷開關(guān)SW7A、SW7B截止。在該模式中，差動(dòng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被電平移動(dòng)而從第一電路62傳送到第二電路63。另一方面，控制電路66在未傳送差動(dòng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的期間、在電源接通之后不久且開始傳送差動(dòng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)之前等，轉(zhuǎn)移到自我診斷模式。圖18表示自我診斷模式下的開關(guān)的導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)及輸出電壓VOUT ( = V0P-V0M)的波形?？刂齐娐?6為，從第一電路62向信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)N1A、NIB輸出相同的定電壓(例如 VSSl 或 VDD1)，并且使開關(guān) SW4A、SW4B 截止、開關(guān) SW7A、SW7B、SW53、Sff54, SW3A、SW3B 導(dǎo)通，而對(duì)電容器(認(rèn)、(18、024、028設(shè)定電荷(期間P71)。之后，使開關(guān)SW53、SW54截止而停止基準(zhǔn)電壓VC、VD的賦予，并且使開關(guān)SW3A、SW3B截止(不重疊期間P72)、開關(guān)SW4A、SW4B導(dǎo)通(期間P73)。期間P72和期間P73之間的電荷保存的一般式成為上述式(9)、式(10)，輸出電壓VOUT ( = V0P-V0M)成為式(12)。此處的Vn為信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)N1A、N1B的電壓?？刂齐娐?6根據(jù)輸出電壓VOUT的A/D轉(zhuǎn)換值來進(jìn)行故障診斷。在第二實(shí)施方式中，使用圖8A、圖SB說明了的電容器CIA、C1B、C2A、C2B的短路故障和輸出電壓VOUT之間的關(guān)系，在本實(shí)施方式中也成為相同的結(jié)果。因此，控制電路66與第六實(shí)施方式同樣，根據(jù)與A/D轉(zhuǎn)換值(指標(biāo)值)或比率(指標(biāo)比率)的比較，能夠檢測(cè)出在哪個(gè)電容器中發(fā)生了何種程度的短路故障。如以上說明的那樣，本實(shí)施方式的電平移動(dòng)電路61具有全差動(dòng)構(gòu)成，因此在自我、診斷模式中，不僅在電容器CIA、C1B、C2A、C2B的電荷設(shè)定時(shí)重疊了公用模式噪聲的情況，在電荷重新分配時(shí)重疊了公用模式噪聲的情況下，也能夠從運(yùn)算放大器12的差動(dòng)輸出電壓VOUT中除去該公用模式噪聲。并且，由于電路構(gòu)成成為對(duì)稱，因此能夠使在各開關(guān)的切換時(shí)產(chǎn)生的饋通等導(dǎo)致的誤差抵消，能夠進(jìn)行更高精度的信號(hào)傳送及故障診斷。除此之外，能夠得到與第六實(shí)施方式同樣的作用及效果。另外，在本實(shí)施方式中，電容器ClA對(duì)應(yīng)于第一上游電容器，電容器ClB對(duì)應(yīng)于第二上游電容器，電容器C2A對(duì)應(yīng)于第一下游電容器，電容器C2B對(duì)應(yīng)于第一下游電容器。并且，開關(guān)SW3A對(duì)應(yīng)于第一并聯(lián)開關(guān)，開關(guān)SW3B對(duì)應(yīng)于第二并聯(lián)開關(guān)，開關(guān)SW4A對(duì)應(yīng)于第一串聯(lián)開關(guān)，開關(guān)SW4B對(duì)應(yīng)于第二串聯(lián)開關(guān)。此外，基準(zhǔn)電壓VC對(duì)應(yīng)于第一基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓VD對(duì)應(yīng)于第二基準(zhǔn)電壓。(其他實(shí)施方式)以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式，在不脫離發(fā)明精神的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變形、擴(kuò)展。 在第一實(shí)施方式的自我診斷模式中，也可以在圖3所示的期間Pll中，選擇第二基準(zhǔn)電壓VSLF而對(duì)第一電容器Cl、第二電容器C2設(shè)定電荷,在之后的期間P13中,選擇第一基準(zhǔn)電壓VREF而進(jìn)行電荷的重新分配。即，只要在電荷設(shè)定時(shí)和電荷重新分配時(shí)使用不同的基準(zhǔn)電壓即可。第六實(shí)施方式也能夠進(jìn)行相同的變形。在第二、第三實(shí)施方式中，在電壓檢測(cè)模式中使用基準(zhǔn)電壓VA、VB來設(shè)定電荷，在自我診斷模式中使用基準(zhǔn)電壓VC、VD來設(shè)定電荷。相對(duì)于此，還可以考慮使基準(zhǔn)電壓VA和基準(zhǔn)電壓VC共同化，使基準(zhǔn)電壓VB和基準(zhǔn)電壓VD共同化。例如，在設(shè)VA = VC = 0V、VB=VD = 2. 5V的情況下，能夠分別由I個(gè)基準(zhǔn)電壓生成電路和I個(gè)開關(guān)構(gòu)成第一基準(zhǔn)電壓選擇電路5A和第二基準(zhǔn)電壓選擇電路5B。通過對(duì)第二、第三實(shí)施方式設(shè)置在第四實(shí)施方式中說明了的修正電路32，由此即使在電容器CIA、C1B、C2A、C2B中產(chǎn)生局部的短路故障，也能夠?qū)㈦妷簷z測(cè)模式下的輸出電壓修正為故障前的正常值。在第四實(shí)施方式中使用的修正電路，只要輸入運(yùn)算放大器4的輸出電壓V0UT，對(duì)其乘以從控制電路6指示的修正增益而輸出，則也可以具備其他電路構(gòu)成。在第五實(shí)施方式中也可以構(gòu)成為，省略開關(guān)SW3，在應(yīng)使開關(guān)SW3導(dǎo)通時(shí)，使開關(guān)Sff6K SW62、SW63全部導(dǎo)通。在第五實(shí)施方式中，相對(duì)于構(gòu)成第二電容器C2的串聯(lián)電容器元件C21 C23并聯(lián)設(shè)置了短路開關(guān)SW61 SW63，這是因?yàn)楸皇┘痈唠妷旱牡谝浑娙萜鰿l比第二電容器C2更容易發(fā)生短路故障。在還防止第二電容器C2的故障的情況下，也可以相對(duì)于構(gòu)成第一電容器Cl的串聯(lián)電容器兀件Cll C13同樣地設(shè)置短路開關(guān)。控制電路6為，在診斷為在構(gòu)成第二電容器C2的串聯(lián)電容器中發(fā)生了短路故障的情況下，以C1/C2不變的方式向該短路開關(guān)賦予導(dǎo)通截止指令。另外，如果存在第二電容器C2比第一電容器Cl更容易發(fā)生短路故障的情況，則也可以僅相對(duì)于構(gòu)成第一電容器Cl的串聯(lián)電容器元件Cll C13并聯(lián)設(shè)置短路開關(guān)。在第二、第三實(shí)施方式中，也可以與第五實(shí)施方式同樣，相對(duì)于構(gòu)成電容器C1A、ClB及電容器C2A、C2B中至少電容器C2A、C2B的多個(gè)串聯(lián)連接的電容器元件的各自，并聯(lián)地具備短路開關(guān)，也可以與第五實(shí)施方式同樣地控制該短路開關(guān)的開閉。也可以將電池組以外的電壓源作為檢測(cè)對(duì)象電壓源。在第一至第四實(shí)施方式及第六、第七實(shí)施方式中，電容器C2、C2A、C2B也可以代替串聯(lián)連接的多個(gè)電容器元件，而由I個(gè)電容器構(gòu)成。其原因?yàn)?，?duì)電容器C2、C2A、C2B施加的電壓是使運(yùn)算放大器4、12動(dòng)作的電源電壓或基準(zhǔn)電壓，因此難以發(fā)生絕緣膜的短路等故障。根據(jù)該變形例，可靠性的降低也較少。此外，能夠得到布局面積減少的效果。在第七實(shí)施方式的自我診斷模式中，從第一電路62向信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)N1A、N1B輸出相同的定電壓，但也可以輸出不同的定電壓。在該情況下，對(duì)式(12)附加該不同的定電壓的項(xiàng)。第六、第七實(shí)施方式的構(gòu)成，除了電平移動(dòng)電路之外，能夠同樣地應(yīng)用于具有隔離器等電容耦合的耦合電路。本發(fā)明的各種方式如以下所示。本發(fā)明一個(gè)方式的電壓檢測(cè)裝置具備運(yùn)算放大器、第一 第三開關(guān)、第一、第二電容器、基準(zhǔn)電壓選擇電路以及控制部。上述第一開關(guān)連接在檢測(cè)對(duì)象電壓源的高電位側(cè)的端子和共同節(jié)點(diǎn)之間。上述第二開關(guān)連接在上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的低電位側(cè)的端子和上述共同節(jié)點(diǎn)之間。上述第一電容器包括串聯(lián)連接在上述共同節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間的多個(gè)電容器元件。上述第三開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間。上述第二電容器連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間。上述基準(zhǔn)電壓選擇電路對(duì)相互不同的第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的某一方進(jìn)行選擇，并將選擇的基準(zhǔn)電壓賦予到上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子。上述控制部能夠執(zhí)行對(duì)上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)模式和對(duì)電容器的短路故障進(jìn)行檢測(cè)的自我診斷模式。在上述電壓檢測(cè)模式中，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來選擇上述第一基準(zhǔn)電壓，閉合上述第三開關(guān)并且閉合上述第一開關(guān)而對(duì)上述第一電容器設(shè)定電荷。之后，斷開上述第三開關(guān)、斷開上述第一開關(guān)而閉合上述第二開關(guān)，由此電荷被重新分配。如果設(shè)上述第一、第二電容器的容量值為C1、C2、上述第一基準(zhǔn)電壓為VREF，則基于電荷重新分配的運(yùn)算放大器的輸出電壓成為(C1/C2X檢測(cè)對(duì)象電壓源的電壓+VREF)，因此能夠根據(jù)該輸出電壓來檢測(cè)上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的端子間電壓。另一方面，在上述自我診斷模式中，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來對(duì)上述第一基準(zhǔn)電壓及上述第二基準(zhǔn)電壓的某一方進(jìn)行選擇，閉合上述第三開關(guān)并且閉合上述第一開關(guān)及第二開關(guān)的某一方，而對(duì)上述第一電容器設(shè)定電荷。之后，斷開上述第三開關(guān)、通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路對(duì)上述第一基準(zhǔn)電壓及上述第二基準(zhǔn)電壓的另一方進(jìn)行選擇，由此電荷被重新分配。如果將上述第二基準(zhǔn)電壓設(shè)為VSLF，則基于最初對(duì)上述第一基準(zhǔn)電壓進(jìn)行選擇時(shí)的電荷重新分配的運(yùn)算放大器的輸出電壓成為(C1/C2X (VSLF-VREF)+VSLF)。該輸出電壓不依存于上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的電壓，因此只要上述第一、第二基準(zhǔn)電壓正確，則能夠診斷上述第一電容器和上述第二電容器的容量比的變化即電容器的短路故障。根據(jù)本方式，多個(gè)電容器串聯(lián)連接而構(gòu)成上述第一電容器，因此即使其一部分發(fā) 生了短路故障，檢測(cè)對(duì)象電壓源的端子電壓也不會(huì)被直接施加到運(yùn)算放大器。此外，能夠?qū)ι鲜鲭娙萜鞯亩搪饭收线M(jìn)行自我診斷。因此，能夠提高電壓檢測(cè)裝置本身的可靠性及對(duì)檢測(cè)電壓的可靠性。上述檢測(cè)對(duì)象電壓源也可以是以同極性串聯(lián)連接而構(gòu)成電池組的單電池。為了檢測(cè)上述各單電池的電壓，需要對(duì)于各單電池設(shè)置上述第一、第二開關(guān)，但與相鄰的單電池彼此的上述共同連接節(jié)點(diǎn)連接的上述第一、第二開關(guān)連接在同一節(jié)點(diǎn)間，因此能夠共同化。因此，對(duì)于每個(gè)上述單電池上，上述第一、第二開關(guān)也可以與鄰接的單電池的上述第二、第一開關(guān)共同化。在該情況下，能夠使用低耐壓的運(yùn)算放大器來檢測(cè)構(gòu)成上述電池組的各單電池的電壓。上述第二電容器也可以包括串聯(lián)連接的多個(gè)電容器元件。上述電壓檢測(cè)裝置還可以包括多個(gè)短路開關(guān)，該多個(gè)短路開關(guān)相對(duì)于上述第二電容器所包括的多個(gè)電容器元件的各自并聯(lián)連接。上述控制部，在上述自我診斷模式中，當(dāng)診斷為在上述第一電容器中發(fā)生了短路故障的情況下，求出故障前后的上述第一電容器和上述第二電容器的容量比，并以該故障前后的容量比不變的方式?jīng)Q定補(bǔ)償信號(hào)，在上述電壓檢測(cè)模式下，將上述補(bǔ)償信號(hào)向上述多個(gè)短路開關(guān)發(fā)送，上述多個(gè)短路開關(guān)也可以根據(jù)上述補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行開閉。如上所述，上述電壓檢測(cè)模式下的電荷重新分配后的運(yùn)算放大器的輸出電壓與容量比C1/C2成正比例。因此，只要根據(jù)上述第一電容器的短路故障的程度，使構(gòu)成上述第二電容器的電容器元件的一部分短路，就能夠?qū)⑷萘勘菴1/C2保持為一定，即使在故障后也、能夠與故障前同樣正常地檢測(cè)電壓?；蛘?，上述第二電容器也可以包括I個(gè)電容器元件。施加到上述第二電容器的電壓是使上述運(yùn)算放大器動(dòng)作的電源電壓或基準(zhǔn)電壓，所以可以認(rèn)為難以產(chǎn)生絕緣膜的短路等故障。因此，即使由I個(gè)電容器構(gòu)成上述第二電容器，也能夠維持可靠性，能夠減少布局面積。上述電壓檢測(cè)裝置還可以具備修正電路，該修正電路接受運(yùn)算放大器的輸出電壓，并輸出將修正增益和上述輸出電壓相乘之后的值。上述控制部，在通過上述自我診斷模式診斷為在某個(gè)電容器中發(fā)生了短路故障的情況下，求出發(fā)生了故障的電容器和故障后的容量值，根據(jù)其結(jié)果來決定將上述運(yùn)算放大器的輸出電壓修正為沒有短路故障的狀態(tài)下的輸出電壓的修正增益，在上述電壓檢測(cè)模式中，也可以對(duì)上述修正電路指示上述修正增益。由此，即使在各電容器中發(fā)生局部的短路故障，也能夠?qū)⑸鲜鲭妷簷z測(cè)模式下的輸出電壓修正為故障前的正常值。上述修正電路也可以包括A/D轉(zhuǎn)換器，將運(yùn)算放大器的輸出電壓作為輸入；和數(shù)字運(yùn)算電路，根據(jù)所指示的修正增益，修正從A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字值。本發(fā)明另一個(gè)方式的電壓檢測(cè)裝置具備運(yùn)算放大器、第一、第二開關(guān)、第一、第二上游電容器、第一、第二下游電容器、第一、第二并聯(lián)開關(guān)、第一、第二串聯(lián)開關(guān)、節(jié)點(diǎn)開關(guān)、第一、第二基準(zhǔn)電壓選擇電路以及控制部。上述運(yùn)算放大器具有差動(dòng)輸出構(gòu)成。上述第一開關(guān)連接在檢測(cè)對(duì)象電壓源的一個(gè)端子和第一共同節(jié)點(diǎn)之間。上述第二開關(guān)連接在上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的另一個(gè)端子和第二共同節(jié)點(diǎn)之間。上述第一上游電容器包括串聯(lián)連接在上述第一共同節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間的多個(gè)電容器元件。上述第二上游電容器包括串聯(lián)連接在上述第二共同節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子之間的多個(gè)電容器元件。上述第一并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間。上述第二并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。上述第一下游電容器及第一串聯(lián)開關(guān)串聯(lián)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間。上述第二下游電容器及上述第二串聯(lián)開關(guān)串聯(lián)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)連接在上述第一共同節(jié)點(diǎn)和上述第二共同節(jié)點(diǎn)之間。上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路能夠向上述第一下游電容器和第一串聯(lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第一基準(zhǔn)電壓或第二基準(zhǔn)電壓。上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路能夠向上述第二下游電容器和第二串聯(lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第三基準(zhǔn)電壓或第四基準(zhǔn)電壓。上述控制部能夠選擇電壓檢測(cè)模式和自我診斷模式。上述控制部，在上述電壓檢測(cè)模式下，斷開上述第一串聯(lián)開關(guān)、上述第二串聯(lián)開關(guān)及上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)，通過上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路分別賦予上述第一基準(zhǔn)電壓和上述第三基準(zhǔn)電壓，閉合上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，并且閉合上述第一開關(guān)和上述第二開關(guān)，而對(duì)上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器、上述第二下游電容器設(shè)定電荷，之后，斷開上述第一開關(guān)、上述第二開關(guān)、上述第一并聯(lián)開關(guān)、上述第二并聯(lián)開關(guān)，并且停止上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路、上述第 二基準(zhǔn)電壓選擇電路的電壓賦予，閉合上述第一串聯(lián)開關(guān)、上述第二串聯(lián)開關(guān)及上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)。由此，電荷被重新分配。如果將上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器、上述第二下游電容器的容量值分別設(shè)為C1A、C1B、C2A、C2B，將上述第一基準(zhǔn)電壓、上述第三基準(zhǔn)電壓設(shè)為V1A、V1B，則基于電荷重新分配的運(yùn)算放大器的差動(dòng)輸出電壓VOP-VOM成為(ClA和ClB的串聯(lián)容量值/C2A和C2B的串聯(lián)容量值)X檢測(cè)對(duì)象電壓源的電壓+(VlA-VlB)，因此根據(jù)該輸出電壓能夠檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象電壓源的端子間電壓。上述控制部，在上述自我診斷模式下，在斷開上述第一開關(guān)、上述第二開關(guān)的至少一方的基礎(chǔ)上，閉合上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)，閉合上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，斷開上述第一串聯(lián)開關(guān)和上述第二串聯(lián)開關(guān)，通過上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓電路分別賦予上述第二基準(zhǔn)電壓和上述第四基準(zhǔn)電壓，而對(duì)上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器、上述第二下游電容器設(shè)定電荷，之后，斷開上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，并且停止上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓電路的電壓賦予，閉合上述第一串聯(lián)開關(guān)和上述第二串聯(lián)開關(guān)。由此，電荷被重新分配。如果將上述第二基準(zhǔn)電壓、上述第四基準(zhǔn)電壓分別設(shè)為V2A、V2B，則基于電荷重新分配的運(yùn)算放大器的差動(dòng)輸出電壓V0P-V0M，被決定為CIA、C1B、C2A、C2B、V2A、V2B以及公用模式電壓VCOM的函數(shù)。該差動(dòng)輸出電壓不依存于檢測(cè)對(duì)象電壓源的電壓，能夠使上述各電容器的一部分發(fā)生了短路故障時(shí)的差動(dòng)輸出電壓值相互不同，因此只要第一 第四基準(zhǔn)電壓正確，則能夠診斷電容器的短路故障。根據(jù)本方式，多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接而構(gòu)成上述第一、第二上游電容器，因此能夠提高電壓檢測(cè)裝置本身的可靠性及對(duì)檢測(cè)電壓的可靠性。此外，通過成為全差動(dòng)構(gòu)成，由此在電壓檢測(cè)模式及自我診斷模式下的電容器的電荷設(shè)定時(shí)及電荷重新分配時(shí)的任一種情況下，即使重疊了公用模式噪聲，也能夠從運(yùn)算放大器的輸出電壓中除去該公用模式噪聲。并且，由于電路構(gòu)成成為對(duì)稱，因此能夠使在各開關(guān)的切換時(shí)產(chǎn)生的饋通等導(dǎo)致的誤差抵消，能夠得到更高精度的檢測(cè)電壓。上述檢測(cè)對(duì)象電壓源也可以是以同極性串聯(lián)連接而構(gòu)成電池組的單電池。相鄰的單電池也可以為，其一個(gè)端子彼此或另一個(gè)端子彼此連接而形成串聯(lián)連接。上述第一開關(guān)也可以在各單電池的一個(gè)端子和上述第一共同節(jié)點(diǎn)之間，設(shè)置成實(shí)現(xiàn)與鄰接的單電池的上述第一開關(guān)的共同化，上述第二開關(guān)也可以在各單電池的另一個(gè)端子和上述第二共同節(jié)點(diǎn)之間，設(shè)置成實(shí)現(xiàn)與鄰接的單電池的上述第二開關(guān)的共同化。在該情況下，能夠使用低耐壓的全差動(dòng)運(yùn)算放大器來檢測(cè)構(gòu)成上述電池組的各單電池的電壓。通過上述共同化，能夠使上述第一開關(guān)和上述第二開關(guān)的總數(shù)減半，因此構(gòu)成上述電池組的單電池的數(shù)量越多，開關(guān)的削減效果越大。但是，由于鄰接的單電池相對(duì)于電壓檢測(cè)裝置的連接極性相反，所以也可以具備使從上述運(yùn)算放大器輸出的差動(dòng)輸出電壓的極性反相的反相電路。上述控制部也可以為，在對(duì)高電位側(cè)端子成為一個(gè)端子的上述單電池的端子間電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使上述反相電路進(jìn)行非反相動(dòng)作，在對(duì)高電位側(cè)端子成為另一個(gè)端子的上述單電池的端子間電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使上述反相電路進(jìn)行反相動(dòng)作?；蛘?，上述檢測(cè)對(duì)象電壓源也可以是以同極性串聯(lián)連接而構(gòu)成電池組的單電池，上述第一開關(guān)也可以分別設(shè)置在各單電池的高電位側(cè)端子和第一共同節(jié)點(diǎn)之間，上述第二開關(guān)也可以分別設(shè)置在各單電池的低電位側(cè)端子和第二共同節(jié)點(diǎn)之間。在該情況下，能夠使用低耐壓的全差動(dòng)運(yùn)算放大器來檢測(cè)構(gòu)成上述電池組的各單電池的電壓。此外，雖然每個(gè)上述單電池都需要上述第一開關(guān)和上述第二開關(guān)，但不需要上述反相電路。
上述第一下游電容器、上述第二下游電容器也可以分別包括串聯(lián)連接的多個(gè)電容器元件?；蛘?，上述第一下游電容器、上述第二下游電容器也可以分別包括I個(gè)電容器元件。由于向上述第一下游電容器、上述第二下游電容器施加的電壓是使上述運(yùn)算放大器動(dòng)作的電源電壓或基準(zhǔn)電壓，因此可以認(rèn)為難以產(chǎn)生絕緣膜的短路等故障。因此，即使分別由I個(gè)電容器元件構(gòu)成上述第一下游電容器、上述第二下游電容器，也能夠維持可靠性，能夠減少布局面積。本發(fā)明另一個(gè)方式的耦合電路具備第一、第二上游電容器、運(yùn)算放大器、第一、第二診斷開關(guān)、第一、第二并聯(lián)開關(guān)、第一、第二串聯(lián)開關(guān)、第一、第二下游電容器、第一、第二基準(zhǔn)電壓選擇電路以及控制部。上述第一上游電容器、上述第二上游電容器分別包括多個(gè)電容器兀件，該多個(gè)電容器兀件串聯(lián)連接于在第一電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第一電路的差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)和在第二電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第二電路的差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)之間。上述運(yùn)算放大器具有差動(dòng)輸出構(gòu)成。上述第一診斷開關(guān)連接在上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)的一方和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間。上述第二診斷開關(guān)連接在上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)的另一方和上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子之間。上述第一并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間。上述第二并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。上述第一下游電容器包括I個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的電容器元件。上述第一下游電容器及第一串聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間。上述第二下游電容器包括I個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的電容器元件。上述第二下游電容器及上述第二串聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。第一基準(zhǔn)電壓選擇電路能夠向上述第一下游電容器和第一串聯(lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第一基準(zhǔn)電壓。上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路能夠向上述第二下游電容器和第二串聯(lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第二基準(zhǔn)電壓。上述控制部能夠執(zhí)行從上述信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)向上述信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)傳送信號(hào)的信號(hào)傳送模式以及檢測(cè)上述電容器的短路故障的自我診斷模式。在上述信號(hào)傳送模式中，斷開上述診斷開關(guān)。在上述自我診斷模式中，從上述第一電路向上述信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出定電壓，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來對(duì)上述第一基準(zhǔn)電壓及上述第二基準(zhǔn)電壓的某一方進(jìn)行選擇，閉合上述診斷開關(guān)和上述第三開關(guān)，而對(duì)上述第一電容器設(shè)定電荷。之后，斷開上述第三開關(guān)，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路對(duì)上述第一基準(zhǔn)電壓及前記第二基準(zhǔn)電壓的另一方進(jìn)行選擇，由此電荷被重新分配。如果設(shè)上述第一、第二電容器的容量值為Cl、C2，上述第一基準(zhǔn)電壓為VREF，上述第二基準(zhǔn)電壓為VSLF，則基于最初選擇上述第一基準(zhǔn)電壓時(shí)的電荷重新分配的運(yùn)算放大器的輸出電壓成為(C1/C2 X (VSLF-VREF)+VSLF)。該輸出電壓不依存于向信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出的定電壓，因此只要上述第一、第二基準(zhǔn)電壓正確，則能夠診斷上述第一電容器和上述第二電容器之間的容量比的變化即電容器的短路故障。根據(jù)本方式，多個(gè)電容器串聯(lián)連接而構(gòu)成上述第一電容器，因此即使其一部分發(fā)生短路故障，也能夠維持信號(hào)的傳送，不會(huì)從高電壓電路向低電壓電路施加高電壓。此外，能夠?qū)ι鲜鲭娙萜鞯亩搪饭收线M(jìn)行自我診斷。因此，能夠提高耦合電路本身的可靠性及對(duì)信號(hào)傳送的可靠性。本發(fā)明另一個(gè)方式的耦合電路具備第一、第二上游電容器、運(yùn)算放大器、第一、第二診斷開關(guān)、第一、第二并聯(lián)開關(guān)、第一、第二串聯(lián)開關(guān)、第一、第二下游電容器、第一、第二基準(zhǔn)電壓選擇電路以及控制部。上述第一上游電容器、上述第二上游電容器分別包括多個(gè) 電容器兀件，該多個(gè)電容器兀件串聯(lián)連接于在第一電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第一電路的差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)和在第二電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第二電路的差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)之間。上述運(yùn)算放大器具有差動(dòng)輸出構(gòu)成。上述第一診斷開關(guān)連接在上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)的一方和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間。上述第二診斷開關(guān)連接在上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)的另一方和上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子之間。上述第一并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間。上述第二并聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。上述第一下游電容器包括I個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的電容器元件。上述第一下游電容器及上述第一串聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間。上述第二下游電容器包括I個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的電容器元件。上述第二下游電容器及上述第二串聯(lián)開關(guān)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間。第一基準(zhǔn)電壓選擇電路能夠向上述第一下游電容器和第一串聯(lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第一基準(zhǔn)電壓。上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路能夠向上述第二下游電容器和第二串聯(lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第二基準(zhǔn)電壓。上述控制部能夠選擇信號(hào)傳送模式和自我診斷模式。上述控制部，在上述信號(hào)傳送模式中，斷開上述第一診斷開關(guān)、上述第二診斷開關(guān)，而從上述差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)向上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)傳送信號(hào)。上述控制部，在上述自我診斷模式中，從上述第一電路向上述差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出定電壓，閉合上述第一并聯(lián)開關(guān)、上述第二并聯(lián)開關(guān)，斷開上述第一串聯(lián)開關(guān)、上述第二串聯(lián)開關(guān)，通過上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路、上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路分別賦予上述第一基準(zhǔn)電壓、上述第二基準(zhǔn)電壓，而對(duì)上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器、上述第二下游電容器設(shè)定電荷，之后，斷開上述第一并聯(lián)開關(guān)、上述第二并聯(lián)開關(guān)，并且停止上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路、上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路的電壓賦予，閉合上述第一串聯(lián)開關(guān)、上述第二串聯(lián)開關(guān)。由此，電荷被重新分配。如果設(shè)上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器、上述第二下游電容器的容量值分別為CIA、C1B、C2A、C2B，上述第一基準(zhǔn)電壓、上述第二基準(zhǔn)電壓為V2A、V2B,則基于向一對(duì)差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出了相同定電壓時(shí)的電荷重新分配的、運(yùn)算放大器的差動(dòng)輸出電壓VOP-VOM，被決定為C1A、C1B、C2A、C2B、V2A、V2B以及公用模式電壓VCOM的函數(shù)。該差動(dòng)輸出電壓不依存于向信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出的定電壓，能夠使上述各電容器的一部分發(fā)生了短路故障時(shí)的差動(dòng)輸出電壓值相互不同，因此只要上述第一、第二基準(zhǔn)電壓正確，則能夠診斷電容器的短路故障。另外，在向一對(duì)差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出不同的定電壓時(shí)，差動(dòng)輸出電壓依存于向信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出的定電壓。根據(jù)本方式，多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接而構(gòu)成上述第一上游電容器、上述第二上游電容器，因此能夠提高耦合電路本身的可靠性及對(duì)信號(hào)傳送的可靠性。此外，通過成為全差動(dòng)構(gòu)成，由此在上述自我診斷模式下的上述電容器的電荷設(shè)定時(shí)及電荷重 新分配時(shí)的任一種情況下，即使重疊了公用模式噪聲，也能夠從上述運(yùn)算放大器的輸出電壓中除去該公 用模式噪聲。并且，由于電路構(gòu)成成為對(duì)稱，因此能夠使在各開關(guān)的切換時(shí)產(chǎn)生的饋通等導(dǎo)致的誤差抵消，能夠得到更高精度的檢測(cè)電壓。
權(quán)利要求
1.一種電壓檢測(cè)裝置， 具備 運(yùn)算放大器； 第一開關(guān)，連接在檢測(cè)對(duì)象電壓源的高電位側(cè)的端子和共同節(jié)點(diǎn)之間； 第二開關(guān)，連接在上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的低電位側(cè)的端子和上述共同節(jié)點(diǎn)之間； 第一電容器，包括串聯(lián)連接在上述共同節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間的多個(gè)電容器元件； 第三開關(guān)，連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間； 第二電容器，連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間； 基準(zhǔn)電壓選擇電路，對(duì)相互不同的第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的某一方進(jìn)行選擇，將選擇的基準(zhǔn)電壓賦予到上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子；以及控制部，能夠選擇電壓檢測(cè)模式和自我診斷模式， 上述控制部，在上述電壓檢測(cè)模式中，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來選擇第一基準(zhǔn)電壓，閉合上述第三開關(guān)并且閉合上述第一開關(guān)而對(duì)上述第一電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第三開關(guān)和上述第一開關(guān)而閉合上述第二開關(guān)之后的上述運(yùn)算放大器的輸出電壓，對(duì)上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的端子間電壓進(jìn)行檢測(cè)， 上述控制部，在上述自我診斷模式中，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來選擇第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的某一方，閉合上述第三開關(guān)并且閉合上述第一開關(guān)及第二開關(guān)的某一方而對(duì)上述第一電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第三開關(guān)、通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來選擇了第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的另一方之后的上述運(yùn)算放大器的輸出電壓，進(jìn)行故障診斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓檢測(cè)裝置，其中， 上述檢測(cè)對(duì)象電壓源包括以同極性串聯(lián)連接而構(gòu)成電池組的多個(gè)單電池， 上述第一開關(guān)、上述第二開關(guān)，對(duì)于每個(gè)上述單電池，與鄰接的單電池的上述第二開關(guān)、上述第一開關(guān)分別共同化。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電壓檢測(cè)裝置，其中， 上述第二電容器包括串聯(lián)連接的多個(gè)電容器元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓檢測(cè)裝置，其中， 還包括多個(gè)短路開關(guān)，該多個(gè)短路開關(guān)相對(duì)于上述第二電容器所包括的多個(gè)電容器元件的各個(gè)并聯(lián)連接， 上述控制部，在上述自我診斷模式中，在診斷為在上述第一電容器中發(fā)生了短路故障的情況下，求出故障前后的上述第一電容器和上述第二電容器之間的容量比，并以該故障前后的容量比不變的方式?jīng)Q定補(bǔ)償信號(hào)， 上述控制部，在上述電壓檢測(cè)模式中，將上述補(bǔ)償信號(hào)向上述多個(gè)短路開關(guān)發(fā)送， 上述多個(gè)短路開關(guān)根據(jù)上述補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行開閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電壓檢測(cè)裝置，其中， 上述第二電容器包括I個(gè)電容器元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電壓檢測(cè)裝置，其中， 還具備修正電路，該修正電路接受上述運(yùn)算放大器的輸出電壓，并輸出將修正增益和上述輸出電壓相乘之后的值， 上述控制部，在通過上述自我診斷模式而診斷為在上述某個(gè)電容器中發(fā)生了短路故障的情況下，求出發(fā)生了上述故障的電容器和故障后的容量值，根據(jù)其結(jié)果來決定將上述運(yùn)算放大器的輸出電壓修正為沒有發(fā)生上述短路故障的狀態(tài)下的輸出電壓的上述修正增益，上述控制部，在上述電壓檢測(cè)模式中，向上述修正電路指示上述修正增益。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓檢測(cè)裝置，其中， 上述修正電路包括A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字運(yùn)算電路， 上述A/D轉(zhuǎn)換器，對(duì)從上述運(yùn)算放大器接受的輸出電壓進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換而輸出數(shù)字值， 上述數(shù)字運(yùn)算電路，根據(jù)上述修正增益對(duì)從上述A/D轉(zhuǎn)換器輸出的上述數(shù)字值進(jìn)行修正。
8.一種電壓檢測(cè)裝置，其中， 具備 運(yùn)算放大器，具有差動(dòng)輸出構(gòu)成； 第一開關(guān)，連接在檢測(cè)對(duì)象電壓源的一個(gè)端子和第一共同節(jié)點(diǎn)之間； 第二開關(guān)，連接在上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的另一個(gè)端子和第二共同節(jié)點(diǎn)之間； 第一上游電容器，包括串聯(lián)連接在上述第一共同節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間的多個(gè)電容器元件； 第二上游電容器，包括串聯(lián)連接在上述第二共同節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子之間的多個(gè)電容器元件； 第一并聯(lián)開關(guān)，連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間； 第二并聯(lián)開關(guān)，連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間； 第一下游電容器及第一串聯(lián)開關(guān)，串聯(lián)連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間； 第二下游電容器及第二串聯(lián)開關(guān)，串聯(lián)連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間； 節(jié)點(diǎn)開關(guān)，連接在上述第一共同節(jié)點(diǎn)和上述第二共同節(jié)點(diǎn)之間； 第一基準(zhǔn)電壓選擇電路，能夠向上述第一下游電容器和第一串聯(lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第一基準(zhǔn)電壓或第二基準(zhǔn)電壓； 第二基準(zhǔn)電壓選擇電路，能夠向上述第二下游電容器和第二串聯(lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第三基準(zhǔn)電壓或第四基準(zhǔn)電壓；以及 控制部，能夠選擇電壓檢測(cè)模式和自我診斷模式， 上述控制部，在上述電壓檢測(cè)模式中，斷開上述第一串聯(lián)開關(guān)、上述第二串聯(lián)開關(guān)及上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)，通過上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路、上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路分別賦予上述第一基準(zhǔn)電壓、上述第三基準(zhǔn)電壓，閉合上述第一并聯(lián)開關(guān)、上述第二并聯(lián)開關(guān)并且閉合上述第一開關(guān)和上述第二開關(guān)，而對(duì)上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器、上述第二下游電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第一開關(guān)、上述第二開關(guān)、上述第一并聯(lián)開關(guān)、上述第二并聯(lián)開關(guān)，并且停止上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路、上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路的電壓賦予，閉合上述第一串聯(lián)開關(guān)、上述第二串聯(lián)開關(guān)及上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)之后的上述運(yùn)算放大器的差動(dòng)輸出電壓，對(duì)上述檢測(cè)對(duì)象電壓源的端子間電壓進(jìn)行檢測(cè)，上述控制部，在上述自我診斷模式中，在斷開上述第一開關(guān)和上述第二開關(guān)的至少一方的基礎(chǔ)上，閉合上述節(jié)點(diǎn)開關(guān)，閉合上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，斷開上述第一串聯(lián)開關(guān)和上述第二串聯(lián)開關(guān)，通過上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓電路分別賦予上述第二基準(zhǔn)電壓和上述第四基準(zhǔn)電壓，而對(duì)上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器及上述第二下游電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，并且停止上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓電路的電壓賦予，并閉合上述第一串聯(lián)開關(guān)和上述第二串聯(lián)開關(guān)之后的上述運(yùn)算放大器的差動(dòng)輸出電壓，進(jìn)行故障診斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓檢測(cè)裝置，其中， 還具備反相電路，該反相電路使從上述運(yùn)算放大器的非反相輸出端子及反相輸出端子輸出的差動(dòng)輸出電壓的極性反相， 上述檢測(cè)對(duì)象電壓源是以同極性串聯(lián)連接而構(gòu)成電池組的多個(gè)單電池,相鄰的單電池的一個(gè)端子彼此或另一個(gè)端子彼此連接而形成串聯(lián)連接， 上述第一開關(guān)，在上述各單電池的一個(gè)端子和上述第一共同節(jié)點(diǎn)之間，設(shè)置成實(shí)現(xiàn)與鄰接的單電池的第一開關(guān)的共同化， 上述第二開關(guān)，在上述各單電池的另一個(gè)端子和上述第二共同節(jié)點(diǎn)之間，設(shè)置成實(shí)現(xiàn)與鄰接的單電池的第二開關(guān)的共同化， 上述控制部，在對(duì)高電位側(cè)端子成為上述一個(gè)端子的單電池的端子間電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使上述反相電路進(jìn)行非反相動(dòng)作，在對(duì)高電位側(cè)端子成為上述另一個(gè)端子的單電池的端子間電壓進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使上述反相電路進(jìn)行反相動(dòng)作。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓檢測(cè)裝置，其中， 上述檢測(cè)對(duì)象電壓源是以同極性串聯(lián)連接而構(gòu)成電池組的多個(gè)單電池， 上述第一開關(guān)分別設(shè)置在上述各單電池的高電位側(cè)端子和上述第一共同節(jié)點(diǎn)之間， 上述第二開關(guān)分別設(shè)置在上述各單電池的低電位側(cè)端子和上述第二共同節(jié)點(diǎn)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求8 10任一項(xiàng)所述的電壓檢測(cè)裝置，其中， 上述第一下游電容器及上述第二下游電容器分別包括串聯(lián)連接的多個(gè)電容器元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求8 10任一項(xiàng)所述的電壓檢測(cè)裝置，其中， 上述第一下游電容器及上述第二下游電容器分別包括I個(gè)電容器元件。
13.一種耦合電路，其中， 具備 第一電容器，包括多個(gè)電容器兀件，該多個(gè)電容器兀件串聯(lián)連接于在第一電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第一電路的信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)和在第二電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第二電路的信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)之間； 運(yùn)算放大器； 診斷開關(guān)，連接在上述信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間； 并聯(lián)開關(guān)，連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間； 第二電容器，包括連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間的一個(gè)電容器或串聯(lián)連接的多個(gè)電容器元件； 基準(zhǔn)電壓選擇電路，對(duì)相互不同的第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的某一方進(jìn)行選擇，將選擇的基準(zhǔn)電壓賦予到上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子；以及 控制部，能夠選擇信號(hào)傳送模式和自我診斷模式， 上述控制部，在上述信號(hào)傳送模式中，斷開上述診斷開關(guān)而從上述信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)向上述信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)傳送信號(hào)， 上述控制部，在上述自我診斷模式中，從上述第一電路向上述信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出定電壓，通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路來選擇第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的某一方，閉合上述診斷開關(guān)和上述第三開關(guān)而對(duì)上述第一電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第三開關(guān)、通過上述基準(zhǔn)電壓選擇電路選擇了第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的另一方之后的上述運(yùn)算放大器的輸出電壓，進(jìn)行故障診斷。
14.一種耦合電路，其中， 具備 第一上游電容器、第二上游電容器，包括多個(gè)電容器元件，該多個(gè)電容器元件串聯(lián)連接于在第一電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第一電路的差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)和在第二電源系統(tǒng)中動(dòng)作的第二電路的差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)之間； 運(yùn)算放大器，具有差動(dòng)輸出構(gòu)成； 第一診斷開關(guān)，連接在上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)的一方和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間； 第二診斷開關(guān)，連接在上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)的另一方和上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子之間； 第一并聯(lián)開關(guān)，連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間； 第二并聯(lián)開關(guān)，連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間； 第一下游電容器及第一串聯(lián)開關(guān)，連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和非反相輸出端子之間，該第一下游電容器包括I個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的電容器元件； 第二下游電容器及第二串聯(lián)開關(guān)，連接在上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子和反相輸出端子之間，該第二下游電容器包括I個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的電容器元件； 第一基準(zhǔn)電壓選擇電路，能夠向上述第一下游電容器和第一串聯(lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第一基準(zhǔn)電壓； 第二基準(zhǔn)電壓選擇電路，能夠向上述第二下游電容器和第二串聯(lián)開關(guān)的共同連接點(diǎn)賦予第二基準(zhǔn)電壓；以及 控制部，能夠選擇信號(hào)傳送模式和自我診斷模式， 上述控制部，在上述信號(hào)傳送模式中，斷開上述第一診斷開關(guān)、第二診斷開關(guān)，而從上述差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)向上述差動(dòng)信號(hào)輸入節(jié)點(diǎn)傳送信號(hào)， 上述控制部，在上述自我診斷模式中，從上述第一電路向上述差動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)輸出定電壓，閉合上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，斷開上述第一串聯(lián)開關(guān)和上述第二串聯(lián)開關(guān)，通過上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路分別賦予上述第一基準(zhǔn)電壓和上述第二基準(zhǔn)電壓，而對(duì)上述第一上游電容器、上述第二上游電容器、上述第一下游電容器及上述第二下游電容器設(shè)定電荷，之后，根據(jù)斷開上述第一并聯(lián)開關(guān)和上述第二并聯(lián)開關(guān)，并且停止上述第一基準(zhǔn)電壓選擇電路和上述第二基準(zhǔn)電壓選擇電路的電壓賦予，并閉合了上述第一串聯(lián)開關(guān)和上述第二串聯(lián)開關(guān)之后的上述運(yùn)算放大器的差動(dòng)輸出電壓， 進(jìn)行故障診斷。
全文摘要
電壓檢測(cè)裝置及耦合電路。電壓檢測(cè)裝置具備運(yùn)算放大器；第一、第二開關(guān)，連接在檢測(cè)對(duì)象電壓源的端子和共同節(jié)點(diǎn)之間；第一電容器，包括串聯(lián)連接在上述共同節(jié)點(diǎn)和上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子之間的多個(gè)電容器元件；第三開關(guān)及第二電容器，連接在上述運(yùn)算放大器的反相輸入端子和輸出端子之間；基準(zhǔn)電壓選擇電路，將相互不同的第一基準(zhǔn)電壓及第二基準(zhǔn)電壓的某一方賦予到上述運(yùn)算放大器的非反相輸入端子；以及控制部，能夠選擇電壓檢測(cè)模式和自我診斷模式。
文檔編號(hào)G01R19/165GK102735913SQ20121009077
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者牧原哲哉 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝