(57)【要約】【課題】従来の方法では、伝送信号よりも低い周波数のノイズを除去することが困難であった。【解決手段】一実施の形態によれば、半導体装置及び電圧監視システムは、受信回路１を有し、受信回路は、信号電流の大きさの切り替わりに応じて互いに逆方向に変動する第１の電圧ＶＡ及び第２の電圧ＶＢを生成する入力段回路１０と、第１の電圧ＶＡと第２の電圧ＶＢとの電圧差に応じて生成する調整電流Ｉａｄｊにより第１の電圧ＶＡと第２の電圧ＶＢとの電圧差を縮小する調整回路１２と、第１の電圧ＶＡと第２の電圧ＶＢの大小関係に基づき受信信号ＤＯＵＴの論理レベルを反転させるコンパレータ１５と、を有する。【選択図】図６
2014089144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信回路から出力される信号電流を受信して受信信号を生成する受信回路を有する半導体装置であって、
前記受信回路は、
高電位側電源配線と低電位側電源配線との一方に一端が接続される第１、第２の抵抗と、
前記高電位側電源配線と前記低電位側電源配線との他方に第１の端子が接続され、制御端子が共通接続される第１、第２のトランジスタを含み、前記第１のトランジスタの前記制御端子と第２の端子とが互いに接続される第１のカレントミラー回路と、
前記第１の抵抗と前記第１のトランジスタの前記第２の端子とを接続し、前記信号電流が入力される電流入力ノードを有する第１の配線と、
前記第２の抵抗と前記第２のトランジスタの第２の端子とを接続する第２の配線と、
前記第１の配線に生じる第１の電圧と前記第２の配線に生じる第２の電圧との電圧差に応じて大きさが変動する調整電流を生成して、当該調整電流を前記第２の配線に与える調整回路と、
前記第１の電圧と前記第２の電圧の大小関係に基づき前記受信信号の論理レベルを反転させるコンパレータと、を有する半導体装置。
【請求項２】
前記調整回路は、前記第１の電圧と前記第２の電圧との電圧差が定常状態よりも大きくなった場合、前記調整電流を前記第２の配線に与えることで前記電圧差を前記定常状態の電圧差に引き戻す請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記調整回路は、
前記第１の電圧と前記第２の電圧との電圧差に基づき制御信号の電圧レベルを変動させる差動増幅器と、
前記制御信号の電圧レベルに基づき前記調整電流の大きさを変動させる出力トランジスタと、を有する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記調整回路は、前記出力トランジスタから出力される電流に基づき前記調整電流を生成する第２のカレントミラー回路を有する請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記コンパレータは、前記第１の電圧と前記第２の電圧との電圧差が予め設定された所定の電圧差よりも大きくなったことに応じて前記受信信号の論理レベルを反転させる請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記信号電流を前記送信回路から前記第１の配線に伝達する伝送配線と、
前記伝送配線と前記低電位側電源配線との間に接続される逆流防止回路と、を有する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記受信回路は、自半導体装置よりも低い電源電圧範囲の電源に基づき動作する他の半導体装置に設けられる前記送信回路が出力する前記信号電流を受信する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記受信回路は、自半導体装置よりも高い電源電圧範囲の電源に基づき動作する他の半導体装置に設けられる前記送信回路が出力する前記信号電流を受信する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
直列に接続される複数の電池セルのそれぞれの電圧値を測定する測定回路と、
前記測定回路によって測定結果を格納するレジスタと、
前記測定回路及び前記送信回路の動作を制御する制御回路と、をさらに有し、
前記制御回路は、前記受信回路を介して得た制御コマンドに基づき前記測定回路及び前記送信回路を制御する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記制御コマンドは、少なくとも、前記測定回路による前記複数の電池セルの電圧値の測定を指示する第１の命令と、前記測定結果の送信を指示する第２の命令と、を含む請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
それぞれが少なくとも１つの電池セルの状態を測定し、デイジーチェーン接続される複数の電池監視モジュールと、
前記複数の電池監視モジュールの間を接続する通信線と、
前記複数の電池監視モジュールから前記電池セルの測定結果の取得するセルモニタ部と、を有し、
前記複数の電池監視モジュールは、それぞれ、
上位側と下位側の一方に位置する電池監視モジュールに出力する信号電流の電流値を送信信号の論理レベルに応じて切り替える送信回路と、
上位側と下位側の他方に位置する電池監視モジュールから出力される信号電流に基づき受信信号を生成する受信回路と、を含み、
前記受信回路は、
高電位側電源配線と低電位側電源配線との一方に一端が接続される第１、第２の抵抗と、
前記高電位側電源配線と前記低電位側電源配線との他方に第１の端子が接続され、制御端子が共通接続される第１、第２のトランジスタを含み、前記第１のトランジスタの前記制御端子と第２の端子とが互いに接続される第１のカレントミラー回路と、
前記第１の抵抗と前記第１のトランジスタの前記第２の端子とを接続し、前記信号電流が入力される電流入力ノードを有する第１の配線と、
前記第２の抵抗と前記第２のトランジスタの第２の端子とを接続する第２の配線と、
前記第１の配線に生じる第１の電圧と前記第２の配線に生じる第２の電圧との電圧差に応じて大きさが変動する調整電流を生成して、当該調整電流を前記第２の配線に与える調整回路と、
前記第１の電圧と前記第２の電圧の大小関係に基づき前記受信信号の論理レベルを反転させるコンパレータと、を有する電圧監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置及び電圧監視システムに関し、例えば異なる電源電圧で動作する他の半導体装置からのデータの受信処理を行う半導体装置及び電圧監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車或いはハイブリッド自動車では、電気モーターを駆動するために複数の電池セルを直列に接続した組電池を用いる。この組電池は、車輌の使用状況に応じて充放電がなされるため、車輌の使用状況に応じて電圧が変動する。このとき、電気モーターを適切に駆動するために組電池を構成する複数の電池セルのそれぞれの状態を監視して適切な性能を確保することが重要である。そのため、組電池を搭載した車輌では、組電池の状態を監視する電圧監視システムを搭載する。
【０００３】
電圧監視システムでは、複数の電池セルを複数個の電池モジュールに分類し、当該電池モジュール毎に電池セルの状態を監視する電池監視モジュールを設けて全ての電池セルの状態を監視する。また、電圧監視システムでは、電池監視モジュールを制御する制御部と電池監視モジュールとの間及び電池監視モジュール間を通信網により接続する。
【０００４】
しかし、組電池及び電圧監視システムは、その性質上、電気モーターの近傍に配置されることが多く、電気モーターの動作に伴うノイズが通信網に混入し、通信不良を生じるおそれがある。そこで、特許文献１、２に通信網に混入するノイズに対する耐性を向上させるための技術が開示されている。
【０００５】
特許文献１では、多段構成の受信回路を有する。そして、ステージ間を接続する配線上にコンデンサを設けて、通信網を構成する配線に混入したノイズをフィルタすることで、受信信号に対するノイズの影響を低減する。
【０００６】
また、特許文献２では、コンパレータにヒステリシスを設けることで、小さな過渡的ノイズ及びリンギングの除去を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２７７２３１号明細書
【特許文献２】特表２００３−５０９８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、通信に用いる信号よりも周波数が高いノイズは除去できるものの、通信信号よりも低い周波数のノイズについては除去できない問題がある。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施の形態によれば、半導体装置及び電圧監視システムは、受信回路を有する。そして、受信回路は、信号電流の大きさの切り替わりに応じて互いに逆方向に変動する第１、第２の電圧を生成する入力段回路と、第１の電圧と第２の電圧との電圧差に応じて生成する調整電流により第１の電圧と第２の電圧との電圧差を縮小する調整回路と、第１の電圧と第２の電圧の大小関係に基づき受信信号の論理レベルを反転させるコンパレータと、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
一実施の形態によれば、半導体装置は、ノイズ耐性の高い受信回路を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電気自動車などに電源を供給する組電池の出力電圧を監視する電圧監視システムＶＭＳの構成を示すブロック図である。
【図２】電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ及びセルモニタ部ＣＭＵの接続関係を示す電圧監視システムＶＭＳの要部のブロック図である。
【図３】電圧監視モジュールＶＭＭ１の構成を示すブロック図である。
【図４】電圧監視システムにおける電圧監視モジュールの制御手順を示すタイミングチャートである。
【図５】実施の形態１にかかる受信回路及び送信回路を含む電圧監視モジュールのブロック図である。
【図６】実施の形態１にかかる受信回路及び送信回路の詳細な回路図である。
【図７】実施の形態１にかかる受信回路において調整回路を無効化した場合の受信回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図８】ノイズの入力がない場合、又は、ノイズ波形の中点付近の電圧を有するノイズが印加された場合の実施の形態１にかかる受信回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】ノイズ波形の上側頂点付近の電圧を有するノイズが印加された場合の実施の形態１にかかる受信回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１０】ノイズ波形の下側頂点付近の電圧を有するノイズが印加された場合の実施の形態１にかかる受信回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１１】実施の形態１にかかる受信回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】実施の形態１にかかる受信回路による効果を説明するための受信回路の比較例の回路図である。
【図１３】図１１に示した受信回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】実施の形態２にかかる電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ及びセルモニタ部ＣＭＵの接続関係を示す電圧監視システムＶＭＳの要部のブロック図である。
【図１５】実施の形態２にかかる電圧監視システムＶＭＳにおける電圧監視モジュールの制御手順を示すタイミングチャートである。
【図１６】実施の形態２にかかる受信回路及び送信回路を含む電圧監視モジュールのブロック図である。
【図１７】実施の形態２にかかる受信回路及び送信回路の詳細な回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１３】
まず、実施の形態を理解するための前提として、電気自動車などに電源を供給する組電池の出力電圧を監視する電圧監視システムについて説明する。まず、図１を参照して、電気自動車などに電源を供給する組電池の出力電圧を監視する電圧監視システムＶＭＳの構成の概要について説明する。図１は、電気自動車などに電源を供給する組電池の出力電圧を監視する電圧監視システムＶＭＳの構成を示すブロック図である。電圧監視システムＶＭＳは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ（ｎは、２以上の整数）、絶縁素子ＩＮＳ１及びＩＮＳ２、セルモニタ部（Cell Monitoring Unit）ＣＭＵ及び電池管理部（Battery Management Unit）ＢＭＵを有する。セルモニタ部ＣＭＵ及び電池管理部ＢＭＵは、例えばマイクロコンピュータ（以下、ＭＣＵ：Micro Computing Unit）で構成される。
【００１４】
電圧監視システムＶＭＳは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎにより、組電池ａｓｓｙの電圧を監視する。組電池ａｓｓｙは、直列接続されたｎ個の電池モジュールＥＭ１〜ＥＭｎを有する。電池モジュールＥＭ１〜ＥＭｎのそれぞれは、直列接続されたｍ個（ｍは、２以上の整数）の電池セルを有する。すなわち、組電池ａｓｓｙでは、（ｍ×ｎ）個の電池セルが直列に接続される。これにより、組電池ａｓｓｙは高い出力電圧を得ることができる。
【００１５】
セルモニタ部ＣＭＵは、絶縁素子ＩＮＳ２を介して電圧監視モジュールＶＭＭｎの通信入力端子と接続され、絶縁素子ＩＮＳ１を介して電圧監視モジュールＶＭＭ１の通信出力端子と接続される。絶縁素子ＩＮＳ１及びＩＮＳ２は、例えばフォトカプラなどが用いられ、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎとセルモニタ部ＣＭＵとを電気的に分離する。これにより、故障などの際に組電池ａｓｓｙからセルモニタ部ＣＭＵへ高電圧が印加されることによる、セルモニタ部ＣＭＵの破損を防止することができる。
【００１６】
セルモニタ部ＣＭＵは電池管理部ＢＭＵと更に接続される。セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎによる電圧監視結果から各電池セルの出力電圧を算出し、電池管理部ＢＭＵに通知する。また、セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵからの指令に応じ、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作を制御する。電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部（Engine Control Unit）ＥＣＵと更に接続される。電池管理部ＢＭＵは、セルモニタ部ＣＭＵから通知された各電池セルの出力電圧及びエンジンコントロール部ＥＣＵからの指令に応じて、電圧監視システムＶＭＳの動作を制御する。また、電池管理部ＢＭＵは、電圧監視システムＶＭＳや組電池ａｓｓｙの状態に関する情報などを、エンジンコントロール部ＥＣＵへ通知する。セルモニタ部ＣＭＵ及び電池管理部ＢＭＵの動作については、後述の電圧監視システムＶＭＳの動作の説明において詳述する。
【００１７】
次いで、図２を参照して、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ及びセルモニタ部ＣＭＵの接続関係について説明する。図２は、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ及びセルモニタ部ＣＭＵの接続関係を示す電圧監視システムＶＭＳの要部のブロック図である。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、それぞれ電池モジュールＥＭ１〜ＥＭｎと接続され、電池モジュールＥＭ１〜ＥＭｎから受ける電圧を監視する。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎはデイジーチェーンとして構成され、電圧監視モジュールＶＭＭ２〜ＶＭＭｎの通信回路の出力が、それぞれ電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭ（ｎ−１）の通信回路の入力と接続される。
【００１８】
セルモニタ部ＣＭＵは、絶縁素子ＩＮＳ２を介して、電圧監視モジュールＶＭＭｎに制御信号を出力する。なお、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭ（ｎ−１）に対する制御信号は、デイジーチェーン構成を利用して、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭ（ｎ−１）に伝達される。これにより、セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作を制御する。電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、セルモニタ部ＣＭＵからの制御信号に応じ、絶縁素子ＩＮＳ１を介して、監視結果をセルモニタ部ＣＭＵへ出力する。なお、電圧監視モジュールＶＭＭ２〜ＶＭＭｎからの監視結果は、デイジーチェーン構成を利用して、セルモニタ部ＣＭＵに伝達される。
【００１９】
次いで、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎのそれぞれの構成について説明する。なお、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎは、それぞれ同様の構成を有する。よって、代表例として、電圧監視モジュールＶＭＭ１の構成について、図３を参照して説明する。図３は、電圧監視モジュールＶＭＭ１の構成を示すブロック図である。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、電源回路ＶＭＭ＿Ｓ、通信回路ＶＭＭ＿Ｃ、電圧測定回路ＶＭＣ、セルバランス回路ＣＢ１〜ＣＢｍ（ｍは２以上の整数）、電源端子ＶＣＣ、入力端子Ｖ＿１〜Ｖ＿（ｍ＋１）、セルバランス入力端子ＶＢ１〜ＶＢｍ、通信入力端子Ｔｉｎ及び通信出力端子Ｔｏｕｔを有する。
【００２０】
電池モジュールＥＭ１は、高電圧側から順に、電池セルＥＣ１〜ＥＣｍが直列接続されている。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、電源端子ＶＣＣが電池セルＥＣ１の高電圧側と接続される。電池セルＥＣｍの低電圧側は、入力端子Ｖ＿（ｍ＋１）と接続される。入力端子の電圧は、電圧監視モジュールＶＭＭ１内で分岐され、電圧測定回路ＶＭＣ及び通信回路ＶＭＭ＿Ｃにグランド電圧として供給される。これにより、電圧監視モジュールＶＭＭ１には、電池モジュールＥＭ１の出力電圧が電源電圧として供給される。電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、電源端子ＶＣＣを介して、電池セルＥＣ１からの電源供給を受ける。電源回路ＶＭＭ＿Ｓは、通信回路ＶＭＭ＿Ｃ及び電圧測定回路ＶＭＣに電源を供給する。
【００２１】
電圧測定回路ＶＭＣは、選択回路ＶＭＣ＿ＳＥＬ、Ａ／Ｄコンバータ（Analog to Digital Converter：ＡＤＣ）ＶＭＣ＿ＡＤＣ、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧ及び制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮを有する。選択回路ＶＭＣ＿ＳＥＬは、スイッチＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ及びＳＷｂ＿１〜ＳＷｂ＿ｍを有する。スイッチＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ及びＳＷｂ＿１〜ＳＷｂ＿ｍは、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮからの制御信号によりオン／オフする。ｊを１〜ｍの整数とすると、電池セルＥＣｊの電圧を測定する場合には、スイッチＳＷａ＿ｊ及びＳＷｂ＿ｊが同時にオンとなる。これにより、電池セルＥＣｊの高電位側端子からの電圧が、入力端子Ｖ＿ｊを介して、高電位側電圧ＶＨとしてＡ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣに供給される。同様に、電池セルＥＣｊの低電位側端子からの電圧が、入力端子Ｖ＿（ｊ＋１）を介して、低電位側電圧ＶＬとしてＡ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣに供給される。
【００２２】
Ａ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣは、高電位側電圧ＶＨと低電位側電圧ＶＬの値をデジタル値である電圧値に変換する。そして、デジタル値である電圧値をレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに出力する。レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧは、Ａ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣから出力された電圧値を記憶する。制御回路は、スイッチＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ及びＳＷｂ＿１〜ＳＷｂ＿ｍを順にオンにする動作を、所定の時間（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに繰り返す。これにより、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧには、所定の時間ごとに、入力端子Ｖ＿ｊ及びＶ＿（ｊ＋１）に供給される電圧の値が上書きされる。
【００２３】
通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、通信入力端子Ｔｉｎを介して、セルモニタ部ＣＭＵからの指令及び他の電圧監視モジュールＶＭＭ２〜ＶＭＭｎからの出力を受ける。そして、通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、セルモニタ部ＣＭＵからの指令を、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮに転送する。なお、通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、電圧監視モジュールＶＭＭ２〜ＶＭＭｎからの出力を、セルモニタ部ＣＭＵにそのまま転送する。
【００２４】
セルバランス回路ＣＢｊと外付け抵抗Ｒ＿ｊとは、セルバランス入力端子ＶＢｊを介して、それぞれ入力端子Ｖ＿ｊと入力端子Ｖ＿（ｊ＋１）との間に接続される。セルバランス回路ＣＢｊがオンとなることにより、入力端子Ｖ＿ｊと入力端子Ｖ＿（ｊ＋１）との間が導通する。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮがセルバランス回路ＣＢ１〜ＣＢｍのオン／オフを制御することにより、電池セルＥＣ１〜ＥＣｍのそれぞれを選択的に放電させる。
【００２５】
続いて、図１を参照して、電圧監視システムＶＭＳの動作について説明する。まず、電池セルの出力電圧監視動作について説明する。電圧監視システムＶＭＳは、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧監視動作開始指令に応じ、電池セルの出力電圧監視動作を開始する。例えば、エンジンコントロール部ＥＣＵは電気自動車のパワーオンを検出し、電池管理部ＢＭＵへ電圧監視システムＶＭＳの起動指令を発する。電池管理部ＢＭＵは、電圧監視システムＶＭＳの起動指令に応じ、セルモニタ部ＣＭＵに電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの起動指令を発する。セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの起動指令に応じ、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎへ電圧監視動作開始指令を発する。
【００２６】
図３を参照して、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの動作について説明する。電圧監視動作開始指令を受けた電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎはそれぞれ同様の動作を行うので、以下では、電圧監視モジュールＶＭＭ１の動作を代表例として説明する。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧監視動作開始指令に応じ、電圧監視動作を開始する。具体的には、通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧監視動作開始指令を、電圧測定回路ＶＭＣの制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮに転送する。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、電圧監視動作開始指令に応じ、スイッチＳＷａ＿ｊ及びＳＷｂ＿ｊをオンにする。これにより、入力端子Ｖ＿ｊ及びＶ＿（ｊ＋１）は、それぞれＡ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣと接続される。Ａ／ＤコンバータＶＭＣ＿ＡＤＣは、接続された入力端子Ｖ＿ｊ及びＶ＿（ｊ＋１）に供給される電圧の大きさを、デジタル値である電圧値に変換し、電圧値をレジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに書き込む。
【００２７】
この例では、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、所定の時間内にスイッチＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ及びＳＷｂ＿１〜ＳＷｂ＿ｍを順にオンにする。すなわち、所定時間内に、ｍ回のスイッチング動作を繰り返す。所定の時間は、例えば１０ｍｓｅｃである。この場合、電圧監視モジュールＶＭＭ１は、所定の時間（１０ｍｓｅｃ）ごとに、入力端子Ｖ＿ｊ及びＶ＿（ｊ＋１）のそれぞれに供給される電圧の値を測定し、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに逐次上書きすることとなる。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、セルモニタ部ＣＭＵからの指令がない限り、上述の電圧監視動作を継続して行う。
【００２８】
電気自動車の制御を行うために電池セルの出力電圧の値を参照する場合には、セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵからの指令に応じ、電圧値出力指令を電圧監視モジュールＶＭＭ１に発する。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、電圧値出力指令に応じ、指定された入力端子の電圧値を、セルモニタ部ＣＭＵに出力する。具体的には、通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧値出力指令を、電圧測定回路ＶＭＣの制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮに転送する。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、電圧値出力指令に応じ、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに出力指令を発する。この際、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧに対し、いずれの入力端子の電圧値を出力するかを指定する。レジスタＶＭＣ＿ＲＥＧは、制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮからの出力指令に応じ、出力指令を受けた時点における指定された入力端子の電圧値を、通信回路ＶＭＭ＿Ｃを介して、セルモニタ部ＣＭＵに出力する。
【００２９】
セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１から受け取った入力端子Ｖ＿ｊ及びＶ＿（ｊ＋１）の電圧値から、電池セルＥＣｊの出力電圧を算出する。例えば、セルモニタ部ＣＭＵは、入力端子Ｖ＿１と入力端子Ｖ＿２との間の電圧の差から、電池セルＥＣ１の出力電圧を算出することができる。その後、セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵの求めに応じて、算出した電池セルの出力電圧を、電池管理部ＢＭＵに通知する。
【００３０】
なお、電気自動車がパワーオフとなる場合には、エンジンコントロール部ＥＣＵは電気自動車のパワーオフを検出し、電池管理部ＢＭＵへ電圧監視システムＶＭＳの停止指令を発する。電池管理部ＢＭＵは、電圧監視システムＶＭＳの停止指令に応じ、セルモニタ部ＣＭＵに電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの停止指令を発する。セルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎの停止指令に応じ、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎへ電圧監視動作停止指令を発する。電圧監視モジュールＶＭＭ１は、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧監視動作停止指令に応じ、電圧監視動作を停止する。具体的には、通信回路ＶＭＭ＿Ｃは、セルモニタ部ＣＭＵからの電圧監視動作停止指令を、電圧測定回路ＶＭＣの制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮに転送する。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、電圧監視動作停止指令に応じ、スイッチＳＷａ＿１〜ＳＷａ＿ｍ及びＳＷｂ＿１〜ＳＷｂ＿ｍを全てオフにする。これにより、電圧監視動作が停止する。
【００３１】
以上では、電池セルの電圧監視動作について説明した。しかし、電圧監視システムＶＭＳは、例えば電気自動車などに搭載されるので、電気自動車の使用状況などに応じた動作を行う必要がある。よって、以下では、電気自動車の使用状況に応じた電圧監視システムＶＭＳの動作を説明する。
【００３２】
電気自動車を継続的に使用するためには、電気スタンドなどにおいて組電池ａｓｓｙの充電を行う必要がある。組電池ａｓｓｙを充電する場合は、エンジンコントロール部ＥＣＵが、例えば充電プラグの接続などの運転者の操作を検知し、組電池ａｓｓｙを充電するための充電指令を電池管理部ＢＭＵに発する。電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの充電指令に応じ、リレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を開ける。これにより、組電池ａｓｓｙとインバータＩＮＶとは、電気的に切断される。この状態で、例えば充電プラグを介して組電池ａｓｓｙに外部充電電圧ＣＨＡＲＧＥが供給されることにより、組電池ａｓｓｙが充電される。
【００３３】
一般に、電池セルなどの二次電池が過充電又は過放電されると、電池セルの寿命が短くなることが知られている。また、組電池ａｓｓｙのように複数の電池セルが直列接続された構成では、電池セルの製造ばらつきなどにより、同様の充放電動作を行わせても電圧のばらつきなどが生じる。このようなばらつきが生じたまま、組電池ａｓｓｙの充放電動作を繰り返すと、特定の電池セルのみの劣化、過充電又は過放電が発生する。その結果、組電池ａｓｓｙ全体の短寿命化及び故障発生の原因となる。このため、直列接続された電池セルを用いる場合には、各電池セルの電圧のバランス（いわゆるセルバランス）を維持する必要がある。
【００３４】
以下では、電気スタンドなどにおける充電時の電圧監視システムＶＭＳの電池セルの動作について説明する。なお、電池セルの出力電圧監視動作及び電池セルの出力電圧の算出方法については、上述と同様であるので、適宜説明を省略する。
【００３５】
まず、電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの充電指令に応じ、セルモニタ部ＣＭＵに出力電圧測定指令を発する。セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵからの出力電圧測定指令に応じ、組電池ａｓｓｙを構成する全ての電池セルの出力電圧を算出し、電池管理部ＢＭＵに通知する。電池管理部ＢＭＵは、組電池ａｓｓｙの中で最も出力電圧が低い電池セルを特定する。ここでは、説明を簡略化するため、電池モジュールＥＭ１の電池セルＥＣ１が、組電池ａｓｓｙの中で最も出力電圧が低い電池セルであるとする。
【００３６】
その後、電池管理部ＢＭＵは、セルバランス動作指令をセルモニタ部ＣＭＵに発する。セルモニタ部ＣＭＵは、セルバランス動作指令に応じて、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎに放電指令を発する。以下では、電圧監視モジュールＶＭＭ１の動作を代表例として説明する。電圧監視モジュールＶＭＭ１では、電圧測定回路ＶＭＣの制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮが、通信回路ＶＭＭ＿Ｃを介して、放電指令を受ける。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、放電指令に応じ、セルバランス回路ＣＢ２〜ＣＢｍをオンにする。これにより、電池セルＥＣ２〜ＥＣｍが放電される。
【００３７】
セルモニタ部ＣＭＵは、放電中の電池セルＥＣ２〜ＥＣｍの出力電圧値を逐次算出する。そして、各電池セルの出力電圧が電池セルＥＣ１の出力電圧まで降下した場合に、該当する電池セルの放電動作を停止させる放電停止指令を発する。以下では、放電により、電池セルＥＣ２の出力電圧が電池セルＥＣ１の出力電圧まで降下した場合について説明する。まず、セルモニタ部ＣＭＵは、電池セルＥＣ２の出力電圧が電池セルＥＣ１の出力電圧まで降下したことを検出する。そして、電圧監視モジュールＶＭＭ１に電池セルＥＣ２の放電停止指令を発する。
【００３８】
電圧監視モジュールＶＭＭ１の制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、通信回路ＶＭＭ＿Ｃを介して、電池セルＥＣ２の放電停止指令を受ける。制御回路ＶＭＣ＿ＣＯＮは、電池セルＥＣ２の放電停止指令に応じて、セルバランス回路ＣＢ２をオフにする。これにより、電池セルＥＣ２の放電は停止し、電池セルＥＣ２の出力電圧は電池セルＥＣ１の出力電圧と同じになる。セルモニタ部ＣＭＵが同様の動作を行うことにより、電池モジュールＥＭ１の電池セルＥＣ３〜ＥＣｍ及び電池モジュールＥＭ２〜ＥＭｎの各電池セルの出力電圧も、電池セルＥＣ１の出力電圧と同じになる。これにより、電池モジュールＥＭ２〜ＥＭｎの各電池セルの出力電圧が均一化され、セルモニタ部ＣＭＵはセルバランス動作を終了する。セルモニタ部ＣＭＵは、セルバランス動作終了を、電池管理部ＢＭＵに通知する。
【００３９】
電池管理部ＢＭＵは、セルバランス動作終了の通知に応じ、充電プラグと接続される受電部（不図示）に、充電開始の指令を発する。これにより、組電池ａｓｓｙに外部充電電圧ＣＨＡＲＧＥが供給され、組電池ａｓｓｙの充電が開始する。
【００４０】
セルモニタ部ＣＭＵは、充電中の各電池セルの出力電圧を監視する。そして、いずれかの電池セルの出力電圧が充電上限電圧に到達したならば、過充電警報を電池管理部ＢＭＵに通知する。電池管理部ＢＭＵは、過充電警報の通知に応じ、受電部に充電停止の指令を発する。これにより、外部充電電圧ＣＨＡＲＧＥの供給が遮断され、充電は停止する。充電上限電圧は、電池セルの過充電の発生を確実に防止するため、過充電時の電圧レベルから十分なマージンを有する、過充電時の閾値電圧レベルよりも小さい電圧値を設定することが望ましい。
【００４１】
なお、電池モジュールＥＭ１〜ＥＭｎの各電池セルの充電特性には、ばらつきがある。このため、充電後の各電池セルの電圧値には、ばらつきが生じる。よって、各電池セルの電圧値のばらつきを把握するため、セルモニタ部ＣＭＵは各電池セルの出力電圧を測定する。そして、各電池セルの出力電圧のばらつきが、規定範囲内に収まっているか否かを判定する。そして、判定結果を電池管理部ＢＭＵに通知する。
【００４２】
各電池セルの出力電圧のばらつきが規定範囲内に収まっていない場合には、電池管理部ＢＭＵは、セルバランス動作の開始をセルモニタ部ＣＭＵに指令する。そしてセルバランス動作終了後、電池管理部ＢＭＵは、充電開始を受電部に指令する。一方、各電池セルの出力電圧のばらつきが規定範囲内に収まっている場合には、電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵに充電完了を通知する。エンジンコントロール部ＥＣＵは、運転席に設けられた表示装置などに、組電池ａｓｓｙの充電が完了したことを表示する。以上のように、電圧監視システムＶＭＳが電池セルの出力電圧を監視することにより、過充電を防止し、かつ良好なセルバランスを維持した状態で、組電池ａｓｓｙをフル充電状態まで充電することができる。
【００４３】
次いで、電気自動車を加速させる場合について説明する。電気自動車を加速させる場合には、エンジンコントロール部ＥＣＵが、例えばアクセルペダルの踏みこみなどの運転者の操作を検知して、電気自動車を加速させるための加速指令をインバータＩＮＶ及び電池管理部ＢＭＵに発する。インバータＩＮＶは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの加速指令に応じ、動作モードが直流→交流変換モードに切り替わる。電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの加速指令に応じ、リレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を閉じる。これにより、組電池ａｓｓｙからインバータＩＮＶに直流電圧が供給される。インバータＩＮＶは、直流電圧を交流電圧に変換し、モータジェネレータＭＧに供給する。モータジェネレータＭＧは、交流電圧の供給を受けることにより、駆動力を発生させる。モータジェネレータＭＧで発生した駆動力が、ドライブシャフトなどを介して駆動輪に伝達されることにより、電気自動車は加速する。
【００４４】
電気自動車が加速する場合には、電池セルに蓄えられた電力が消費され、電池セルの出力電圧は降下してゆく。従って、電池セルの過放電を防止する措置が必要である。そのため、電圧監視システムＶＭＳは、走行時の各電池セルの出力電圧を常時監視する。そして、例えばいずれかの電池セルの電圧が警告レベル電圧を下回った場合には、セルモニタ部ＣＭＵは電池管理部ＢＭＵに電圧降下警報を発する。電池管理部ＢＭＵは、電圧降下警報に応じて、組電池ａｓｓｙの充電残量低下警報をエンジンコントロール部ＥＣＵに発する。エンジンコントロール部ＥＣＵは、運転席に設けられた表示装置などに、組電池ａｓｓｙの充電残量低下警報を表示し、運転者に電池セルの過放電が生じる恐れがあることを報知する。これにより、電圧監視システムＶＭＳは、走行停止などの過放電防止措置を取ることを、運転者に促すことができる。
【００４５】
なお、組電池ａｓｓｙの充電残量低下警報が放置され、その後も走行が続けられた場合には、電池セルの出力電圧はさらに低下する。よって、電池セルの過放電を防止するため、各電池セルの放電を停止する必要がある。例えばいずれかの電池セルの電圧が緊急停止レベル電圧を下回った場合には、セルモニタ部ＣＭＵは電池管理部ＢＭＵに緊急停止警報を発する。緊急停止レベル電圧は、電池セルの過放電の発生を確実に防止するため、過放電時の電圧レベルから十分なマージンを有する、過放電の閾値電圧レベルよりも大きい電圧値を設定することが望ましい。
【００４６】
電池管理部ＢＭＵは、セルモニタ部ＣＭＵからの緊急停止警報に応じ、緊急停止動作を発動する。具体的には、電池管理部ＢＭＵは、リレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を開け、組電池ａｓｓｙからインバータＩＮＶへの電源供給を遮断する。これにより、電池セルの出力電圧降下が停止する。また、電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵに、緊急停止動作の実行を通知する。エンジンコントロール部ＥＣＵは、運転席に設けられた表示装置などに、緊急停止動作が発動されたことを表示する。これにより、電池セルの過放電の発生を確実に防止することができる。
【００４７】
次いで、電気自動車を減速させる場合について説明する。電気自動車を減速させる場合には、エンジンコントロール部ＥＣＵが、例えばブレーキペダルの踏みこみなどの運転者の操作を検知し、電気自動車を減速させるための減速指令をインバータＩＮＶ及び電池管理部ＢＭＵに発する。インバータＩＮＶは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの減速指令に応じ、動作モードが交流→直流変換モードに切り替わる。電池管理部ＢＭＵは、エンジンコントロール部ＥＣＵからの減速指令に応じ、リレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を閉じる。モータジェネレータＭＧは、ドライブシャフトなどを介して伝達されるタイヤの回転力により、発電を行う。発電により生じる回転抵抗は、ドライブシャフトなどを介して、制動力として駆動輪に伝達される。これにより、電気自動車は減速する。この制動手法は、一般に回生ブレーキ動作と称される。回生ブレーキ動作により生じた交流電圧は、インバータＩＮＶに供給される。インバータＩＮＶは、モータジェネレータＭＧからの交流電圧を直流電圧に変換し、組電池ａｓｓｙに供給する。これにより、組電池ａｓｓｙは、回生ブレーキ動作で回収された電圧により充電される。
【００４８】
回生ブレーキ動作時には組電池ａｓｓｙが充電されるので、各電池セルの出力電圧は上昇する。よって、電池セルの過充電を防止する措置が必要である。そのため、電圧監視システムＶＭＳは、走行時の各電池セルの出力電圧を常時監視する。セルモニタ部ＣＭＵは、回生ブレーキ動作開始時の各電池セルの出力電圧が充電上限電圧以下であるか否かを判定する。充電上限電圧よりも大きな出力電圧を有する電池セルが存在する場合には、セルモニタ部ＣＭＵは過充電警報を電池管理部ＢＭＵに発する。電池管理部ＢＭＵは、過充電警報に応じてリレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を開け、組電池ａｓｓｙが充電されることを防止する。
【００４９】
また、回生ブレーキ動作による充電中においても、セルモニタ部ＣＭＵは、電池セルの出力電圧の監視を継続する。そして、出力電圧が充電上限電圧に到達した電池セルが発見された場合には、セルモニタ部ＣＭＵは過充電警報を電池管理部ＢＭＵに発する。電池管理部ＢＭＵは、過充電警報に応じてリレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２を開け、組電池ａｓｓｙが充電されることを防止する。これにより、組電池ａｓｓｙの過充電を防止できる。
【００５０】
上述では、電池セルの電圧が正常に検出できることを前提として、電圧監視システムＶＭＳの動作を説明したが、実際には電池セルの出力電圧を正常に検出できない場合が有る。例えば、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎと組電池ａｓｓｙとの間の配線が断線してしまうと、断線箇所の電圧が異常降下又は異常上昇してしまい、セルモニタ部ＣＭＵは正常な電圧算出ができなくなる。このような断線が発生した場合には、電圧監視システムＶＭＳの目的である電池セルの出力電圧の監視ができなくなるため、断線故障を検出することが求められる。
【００５１】
そのため、セルモニタ部ＣＭＵには、出力電圧の値の適正範囲が予め記憶されている。算出した電池セルの出力電圧値が適正範囲から逸脱している場合には、セルモニタ部ＣＭＵは断線故障が発生したものと判定する。そして、セルモニタ部ＣＭＵは、断線故障の発生を電池管理部ＢＭＵに通知する。電池管理部ＢＭＵは、断線故障発生の通知に応じ、リレーＲＥＬ１及びＲＥＬ２開けて、インバータＩＮＶと組電池ａｓｓｙの接続を切断する。これにより、システムに更なる障害が発生することを防止する。また、電池管理部ＢＭＵは、断線故障の発生をエンジンコントロール部ＥＣＵに通知する。エンジンコントロール部ＥＣＵは、運転席に設けられた表示装置などに断線故障の発生を表示し、運転者に故障発生を報知する。以上のように、電圧監視システムＶＭＳは、断線故障の発生を検出することも可能である。なお、断線故障の発生を検出するためには、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎが断線故障を検出するための構成を有する必要があるが、この構成は、例えば、特願２０１２−１２２６８８等に開示されている。
【００５２】
なお、電圧監視システムＶＭＳの構成及び動作は例示に過ぎない。従って、例えば、セルモニタ部ＣＭＵ及び電池管理部ＢＭＵは、１つの回路ブロックに統合することが可能である。また、セルモニタ部ＣＭＵと電池管理部ＢＭＵが分担する機能の全部又は一部を相互に代替することが可能である。さらに、セルモニタ部ＣＭＵ、電池管理部ＢＭＵ及びエンジンコントロール部ＥＣＵは、１つの回路ブロックに統合することが可能である。また、エンジンコントロール部ＥＣＵは、セルモニタ部ＣＭＵ及び電池管理部ＢＭＵの機能の全部又は一部を代替することが可能である。
【００５３】
実施の形態１
上記説明では、図１〜図３を用いて電圧監視システムＶＭＳの構成及び動作について説明した。実施の形態１にかかる半導体装置は、送信回路及び受信回路を有する。この送信回路及び受信回路は、上記説明の電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ等に適用できるものである。そこで、実施の形態１にかかる半導体装置（例えば、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ）を含む電圧監視システムＶＭＳにおける制御命令送信手順について説明する。
【００５４】
図４に、電圧監視システムＶＭＳにおける電圧監視モジュールの制御手順を示すタイミングチャートを示す。図４に示すように、電圧監視システムＶＭＳでは、上位システムである電池管理部ＢＭＵからの指示に基づきセルモニタ部ＣＭＵが第１の命令（例えば、電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴを発行することで、電圧監視モジュールに電圧監視動作の開始を指示する。図４に示す例では、セルモニタ部ＣＭＵが電圧監視モジュールＶＭＭ２を指定して電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴを発行する。そして、電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴは、まず、デイジーチェーンの最下位に位置する電圧監視モジュールＶＭＭｎに受信される。しかし、電圧監視モジュールＶＭＭｎは、電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴが自身宛でないため、受信した電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴを次段に位置する電圧監視モジュールＶＭＭｎ−１に送信する。このようにして、電圧監視システムＶＭＳでは、受信した命令が自身宛でない場合、命令を受信した電圧監視モジュールは次段の電圧監視モジュールに順次送信する。
【００５５】
そして、電圧監視モジュールＶＭＭ２を指定した電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴが電圧監視モジュールＶＭＭ２に達すると、電圧監視モジュールＶＭＭ２は、受信が正しく行われたことを示す応答信号ＡＣＫを出力する。また、電圧監視モジュールＶＭＭ２は、電圧測定動作開始命令ＶＭＳＴに基づき電圧監視動作を開始する。一方、図４に示す例では、応答信号ＡＣＫは、電圧監視モジュールＶＭＭ２から電圧監視モジュールＶＭＭ２の上位に位置する電圧監視モジュールＶＭＭ１に送信される。このとき、電圧監視モジュールＶＭＭ１は、デイジーチェーンの最上位に位置しているため、受信した応答信号ＡＣＫをセルモニタ部ＣＭＵに送信する。
【００５６】
応答信号ＡＣＫを受信したセルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴが正常に電圧監視モジュールＶＭＭ２に達したことを認識する。そして、セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵからの指示に基づき測定結果の取得を行う。図４に示す例では、セルモニタ部ＣＭＵが電圧監視モジュールＶＭＭ２を指定して測定結果の送信を指示する第２の命令（例えば、電圧値出力命令ＧＥＴＲＥＳ）を発行する。この電圧値出力命令ＧＥＴＲＥＳは、電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴと同様にデイジーチェーンを構成する電圧監視モジュールの下位から上位に向かって伝達される。そして、電圧監視モジュールＶＭＭ２が電圧値出力命令ＧＥＴＲＥＳを受信すると、電圧監視モジュールＶＭＭ２は、電圧値出力命令ＧＥＴＲＥＳにより示される電池セルの測定結果ＲＥＳを出力する。
【００５７】
そして、測定結果ＲＥＳは、電圧監視モジュールＶＭＭ２から電圧監視モジュールＶＭＭ２の上位に位置する電圧監視モジュールＶＭＭ１に送信される。このとき、電圧監視モジュールＶＭＭ１は、デイジーチェーンの最上位に位置しているため、受信した測定結果ＲＥＳをセルモニタ部ＣＭＵに送信する。
【００５８】
このように、電圧監視システムＶＭＳでは、デイジーチェーン接続された電圧監視モジュールを介してセルモニタ部ＣＭＵが制御信号の送信と測定結果の受信とを行う。このとき、電圧監視システムＶＭＳでは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎがそれぞれ異なる電源電圧で動作するため、電圧監視モジュール間を接続する配線に流れる電流を増減させることで信号の送受信を行う。
【００５９】
そこで、図５に実施の形態１にかかる受信回路及び送信回路を含む電圧監視モジュールのブロック図を示す。なお、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎはいずれも同じ構成であるため、図５では、電圧監視モジュールＶＭＭ１を電圧監視モジュールの代表例として示した。
【００６０】
図５に示す様に、電圧監視モジュールＶＭＭ１は、通信回路、電圧測定回路、制御回路、レジスタ、セルバランス回路、電源回路を有する。そして、通信回路には、受信回路１及び送信回路２を有する。受信回路１は、デイジーチェーンの下位側に位置する電圧監視モジュールから出力される電流信号を受信する。この受信回路１は、電流信号から受信信号を生成し、受信信号を制御回路に伝達する。そして、制御回路は、受信信号に基づき送信された送信された命令を分析し、受信した命令が自身宛であれば、電圧測定回路、レジスタ等に動作命令を与える。また、制御回路は、受信した命令が自身宛でなければ送信回路２に受信回路１が受信した信号をそのまま出力することを指示する。送信回路２は、制御回路により指示されたデータをデイジーチェーンの上位に位置する電圧監視モジュールに出力する。なお、受信回路１、制御回路、送信回路２等の動作は、一例であり、任意に設定することができる。以下では、受信回路１、制御回路、送信回路２等が協働した動作についての説明は省略する。
【００６１】
実施の形態１にかかる電圧監視モジュールでは、受信回路１の構成に特徴の１つを有する。そこで、以下では、受信回路１について詳細に説明する。実施の形態１にかかる受信回路１は、自半導体装置（例えば、上位側の電圧監視モジュール）よりも低い電源電圧範囲の電源に基づき動作する他の半導体装置（例えば、下位側の電圧監視モジュール）に設けられる送信回路２が出力する信号電流を受信するものである。図６に実施の形態１にかかる受信回路１及び送信回路２の詳細な回路図を示す。なお、図６では、受信回路１及び送信回路２の接続関係を説明するために、上位側に位置する電圧監視モジュールに設けられる受信回路１と下位側に位置する電圧監視モジュールに設けられる送信回路２とを示した。なお、実施の形態１にかかる電圧監視モジュールには、受信回路１及び送信回路２がいずれも内蔵される。また、図６では、上位側の電圧監視モジュールと下位側の電圧監視モジュールとを接続する伝送配線ＬＩＮＥを示した。伝送配線ＬＩＮＥは、下位側の電圧監視モジュールから上位側の電圧監視モジュールに伝達される信号電流を流す配線であって、デイジーチェーンによる通信網を構成するものである。この伝送配線ＬＩＮＥにはモーター等からのノイズの混入経路となるものである。
【００６２】
図６に示す例では、上位側の電圧監視モジュールに設けられる受信回路１は、絶対値で３０Ｖの電圧を有する低電位側電源電圧ＧＮＤと、絶対値で３５Ｖの電圧を有する高電位側電源電圧ＶＤＤＵと、に基づき動作する。一方、下位側の電圧監視モジュールに設けられる送信回路２は、絶対値で０Ｖの電圧を有する低電位側電源電圧ＧＮＤと、絶対値で５Ｖの電圧を有する高電位側電源電圧ＶＤＤＵと、に基づき動作する。つまり、受信回路１は、異なる電源電圧範囲で動作する送信回路２から出力される信号電流を受信して受信信号を生成する。これは、電圧監視システムＶＭＳでは、下位側の電圧監視モジュールに電源を供給する電池モジュールと、上位側の電圧監視モジュールに電源を供給する電池モジュールと、が直列に接続されるためである。
【００６３】
図６に示すように、受信回路１は、入力段回路１０、調整回路１２及びコンパレータ１５を有する。また、受信回路１は、ＮＰＮトランジスタＴｒ１、ＮＭＯＳトランジスタＮ１５及びダイオードＤを有する。ＮＰＮトランジスタＴｒ１は、入力段回路１０にノイズに起因した高電圧（例えば、高電位側電源電圧ＶＤＤＵを超える電圧）が印加されることを防止するものである。また、ＮＭＯＳトランジスタＮ１５及びダイオードＤは、入力段回路１０にノイズに起因した低電圧（例えば、低電位側電源電圧ＧＮＤを下回る電圧）が印加されることを防止するものである。つまり、受信回路１は、信号電流を送信回路２から第１の配線Ｗ１１に伝達する伝送配線を有し、当該伝送配線上にＮＰＮトランジスタＴｒ１を備える。また、受信回路１は、伝送配線と低電位側電源配線との間に接続される逆流防止回路としてＮＭＯＳトランジスタＮ１５及びダイオードＤを有する。
【００６４】
入力段回路１０は、第１の抵抗（例えば、抵抗Ｒ１１）、第２の抵抗（例えば、抵抗Ｒ１２）、第１のカレントミラー回路（例えば、カレントミラー回路１１）、第１の配線Ｗ１１及び第２の配線Ｗ１２を有する。
【００６５】
抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１２は、高電位側電源配線（例えば、高電位側電源電圧ＶＤＤＵが供給される電源配線）と低電位側電源配線（例えば、低電位側電源電圧ＧＮＤが供給される電源配線）との一方に一端が接続される。
【００６６】
カレントミラー回路１１は、高電位側電源配線と低電位側電源配線との他方に第１の端子（例えば、ソース端子）が接続され、制御端子（例えば、ゲート）が共通接続される第１、第２のトランジスタ（例えば、ＮＭＯＳトランジスタＮ１１、Ｎ１２）を含む。そして、カレントミラー回路１１では、第１のトランジスタ（例えば、ＮＭＯＳトランジスタＮ１１）のゲートと第２の端子（例えば、ドレイン）とが互いに接続される。
【００６７】
第１の配線Ｗ１１は、抵抗Ｒ１１とＮＭＯＳトランジスタＮ１１のドレインとを接続する。第１の配線Ｗ１１は、信号電流Ｉｉｎが入力される電流入力ノードＮＤを有する。この第１の配線Ｗ１１には、抵抗Ｒ１１に流れる電流Ｉ１１の大きさに応じて第１の電圧（例えば、入力電圧ＶＡ）が生成される。
【００６８】
第２の配線Ｗ１２は、抵抗Ｒ１２とＮＭＯＳトランジスタＮ１２のドレインとを接続する。この第２の配線Ｗ１２には、抵抗Ｒ１２に流れる電流Ｉ１２の大きさに応じて第２の電圧（例えば、比較電圧ＶＢ）が生成される。
【００６９】
調整回路１２は、第１の配線Ｗ１１に生じる入力電圧ＶＡと第２の配線Ｗ１２に生じる比較電圧ＶＢとの電圧差に応じて大きさが変動する調整電流Ｉａｄｊを生成する。そして、調整回路１２は、調整電流Ｉａｄｊを第２の配線Ｗ１２に与える。調整回路１２は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとの電圧差が定常状態よりも大きくなった場合、調整電流Ｉａｄｊを第２の配線Ｗ１２に与えることで電圧差を定常状態の電圧差に引き戻す。
【００７０】
調整回路１２は、差動増幅器１３、出力トランジスタ（例えば、ＰＭＯＳトランジスタＰ１１）、第２のカレントミラー回路（例えば、カレントミラー回路１４）を有する。差動増幅器１３は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとの電圧差に基づき制御信号の電圧レベルを変動させる。ＰＭＯＳトランジスタＰ１１は、制御信号の電圧レベルに基づき調整電流Ｉａｄｊの大きさを変動させる。カレントミラー回路１４は、ＰＭＯＳトランジスタＰ１１から出力される電流に基づき調整電流Ｉａｄｊを生成する。カレントミラー回路１４は、高電位側電源配線と低電位側電源配線との他方にソース端子が接続され、ゲート）が共通接続される第３、第４のトランジスタ（例えば、ＮＭＯＳトランジスタＮ１３、Ｎ１４）を含む。そして、カレントミラー回路１４では、ＮＭＯＳトランジスタＮ１３のゲートとドレインとが互いに接続される。また、カレントミラー回路１４では、ＮＭＯＳトランジスタＮ１４のドレインが第２の配線Ｗ１２に接続され、第２の配線Ｗ１２から調整電流Ｉａｄｊを引き抜く。
【００７１】
コンパレータ１５は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢの大小関係に基づき受信信号ＤＯＵＴの論理レベルを反転させる。また、コンパレータ１５は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとの電圧差が予め設定された所定の電圧差よりも大きくなったことに応じて受信信号ＤＯＵＴの論理レベルを反転させる。つまり、コンパレータ１５は、ヒステリシスを有する。コンパレータ１５は、ヒステリシスを有することで入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢのノイズ成分に対する耐性を向上させることが出来るが、ヒステリシスを有していなくても動作させることは可能である。
【００７２】
また、図６に示すように、送信回路２は、上位側に位置する電圧監視モジュールに電流Ｉｏｕｔ１を出力することでデータを転送する。このとき、送信回路２は、電流Ｉｏｕｔを上位側の電圧監視モジュールから下位側の電圧監視モジュールに引き込む方向で出力する。送信回路２は、送信するデータの論理レベルが第１の論理レベル（例えば、ハイレベル）であれば電流Ｉｏｕｔ１を増加させ、データの論理レベルが第２の論理レベル（例えば、ロウレベル）であれば電流Ｉｏｕｔ１を減少させる。例えば、送信回路２は、データがデータ０（例えば、論理レベルがロウレベル）であれば電流Ｉｏｕｔ１を１ｍＡ程度とし、データがデータ１（例えば、論理レベルがハイレベル）であれば電流Ｉｏｕｔ１を０ｍＡ程度とする。
【００７３】
また、図６に示すように、送信回路２は、送信データ生成部２０及び出力段回路２１を有する。送信データ生成部２０は、制御回路（不図示）からの指示に基づきレジスタから送信対象のデータを読み出し、データの論理レベルに応じて電流Ｉｏｕｔ０を出力する。出力段回路２１は、電流Ｉｏｕｔ０に応じて信号電流（例えば、Ｉｏｕｔ１）を出力する。
【００７４】
出力段回路２１は、ＮＭＯＳトランジスタＮ２１〜Ｎ２４を有する。ＮＭＯＳトランジスタＮ２１、Ｎ２２はカレントミラー回路を構成する。また、ＮＭＯＳトランジスタＮ２３、Ｎ２４はカレントミラー回路を構成する。具体的には、ＮＭＯＳトランジスタＮ２１のドレインには電流Ｉｏｕｔ０が入力される。ＮＭＯＳトランジスタＮ２１のゲートとドレインは互いに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＮ２１のソースは、ＮＭＯＳトランジスタＮ２３のドレインに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＮ２２のゲートは、ＮＭＯＳトランジスタＮ２１のゲートと共通に接続される。ＮＭＯＳトランジスタＮ２２のドレインは外部端子に接続され、電流Ｉｏｕｔ１を出力する。ＮＭＯＳトランジスタＮ２２のソースは、ＮＭＯＳトランジスタＮ２４のドレインに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＮ２３のゲートとドレインは互いに接続される。ＮＭＯＳトランジスタＮ２３のソースは接地電圧ＧＮＤが供給される低電位側電源配線に接続される。ＮＭＯＳトランジスタＮ２４のゲートは、ＮＭＯＳトランジスタＮ２３のゲートと共通に接続される。ＮＭＯＳトランジスタＮ２４のソースは、低電位側電源配線に接続される。
【００７５】
実施の形態１にかかる電圧監視モジュールでは、上記受信回路１を有することで、伝送配線ＬＩＮＥを介して伝送信号にノイズが混入しても、正しく受信信号を生成することができる。そこで、実施の形態１にかかる受信回路１の動作について説明する。
【００７６】
まず、実施の形態１にかかる電圧監視モジュールの動作を説明するに当たり、まず、調整回路１２を無効化した場合、つまり、入力段回路１０のみの受信回路１の動作について説明する。この場合、調整電流Ｉａｄｊは流れない（Ｉａｄｊ＝０ｍＡ）。そこで、図７に調整回路１２を無効化した実施の形態１にかかる受信回路１の動作を示すタイミングチャートを示す。
【００７７】
図７に示すように、調整回路１２が無効である場合、電流Ｉｉｎの増減にかかわらず調整電流Ｉａｄｊは０ｍＡとなる。また、図７に示した例では、入力データがデータ１を示す場合（例えば、タイミングＴ１〜Ｔ２、Ｔ３〜Ｔ４の期間）に電流Ｉｉｎが０ｍＡとなり、入力データがデータ０を示す場合（例えば、タイミングＴ２〜Ｔ３の期間）に１ｍＡ程度の大きさとなる。
【００７８】
そして、電流Ｉｉｎがデータ１を示す場合、電流Ｉ１１と同じ大きさの電流Ｉ１２がカレントミラー回路１１により抵抗Ｒ１２に供給される。そのため、電流Ｉｉｎがデータ０を示す場合、電流Ｉ１１及び電流Ｉ１２は、同じ大きさになる。つまり、電流Ｉｉｎがデータ０を示す場合、入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢは同じ電圧値となる。
【００７９】
一方、電流Ｉｉｎがデータ０を示す場合、電流Ｉ１１は、電流Ｉｉｎの増加に伴い増加する。このとき、カレントミラー回路１１に流れる電流が減少するため、電流Ｉｉｎがデータ０を示す場合、電流Ｉ１２は減少する。そのため、電流Ｉｉｎがデータ０を示す場合、電流Ｉｉｎがデータ１を示す場合に比べて入力電圧ＶＡは低く、比較電圧ＶＢは高くなる。
【００８０】
このように、調整回路１２が無効化されている場合、入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢは、同じ電圧までは近づくものの、電圧の大小関係が変化しないため、コンパレータ１５への入力電圧の大小関係の逆転が生じない。したがって、調整回路１２が無効化されている状態では、受信信号ＤＯＵＴはロウレベルを維持し、正しくデータの受信を行うことができない。調整回路１２は、このような入力段回路１０の動作に対して調整電流Ｉａｄｊを生成することで、コンパレータ１５が正しく受信信号ＤＯＵＴを生成できるようにする。
【００８１】
なお、以下の説明では、電流Ｉｉｎがロウレベルの時の入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢの電圧をコモン電圧Ｖｃｏｍと称す。このコモン電圧Ｖｃｏｍは、調整電流Ｉａｄｊが０ｍＡとなるか、それ以上の電流値となるかの閾値となる電圧である。つまり、調整回路１２は、入力電圧ＶＡがコモン電圧Ｖｃｏｍ以上となった場合には調整電流Ｉａｄｊを０ｍＡで維持する。これは、調整回路１２が調整電流Ｉａｄｊにより比較電圧ＶＢの電圧値をコモン電圧Ｖｃｏｍ以上とするためには、第２の配線Ｗ１２に電流を流入させる必要があるところ、調整回路１２が第２の配線Ｗ１２に電流を流入させるための構成を有していないためである。
【００８２】
続いて、調整回路１２を有効化した受信回路１の動作、つまり、図６に示した受信回路１の動作について説明する。そこで、図８に実施の形態１にかかる受信回路１の動作を示すタイミングチャートを示す。図８に示す例は、ノイズの入力がない場合、又は、ノイズ波形の中点付近の電圧を有するノイズが印加された場合の受信回路１の動作を示すものである。
【００８３】
図８に示すように、調整回路１２が有効に動作している場合、調整回路１２が調整電流Ｉａｄｊを出力し、この調整電流Ｉａｄｊによって比較電圧ＶＢの電圧を入力電圧ＶＡの変動に追従させる。より具体的には、以下のような動作となる。
【００８４】
タイミングＴ１１、Ｔ１３では、電流Ｉｉｎがデータ０からデータ１に遷移する。これに伴い、タイミングＴ１１、Ｔ１３では、電流Ｉｉｎが減少するため、抵抗Ｒ１１に流れる電流Ｉ１１は、減少する。一方、電流Ｉ１２は、タイミングＴ１１、Ｔ１３の直前の期間に調整電流Ｉａｄｊ（例えば、電流の大きさがＩＨａｄｊ）と電流Ｉ１１のうちカレントミラー回路１１に流れる電流とを足し合わせた大きさを有する。そして、タイミングＴ１１、Ｔ１３で、電流Ｉｉｎが減少したことに応じてカレントミラー回路１１に流れる電流が増加する。そのため、タイミングＴ１１、Ｔ１３では、電流Ｉ１２は、電流値ＩＨａｄｊの大きさを有する調整電流Ｉａｄｊに加算されるカレントミラー回路１１から与えられる電流が増加するため、タイミングＴ１１、Ｔ１３以前の期間よりも増加する。これにより、タイミングＴ１１、Ｔ１３では、入力電圧ＶＡが電流Ｉ１１の減少により上昇するものの、比較電圧ＶＢは電流Ｉ１２の増加により減少する。そこで、調整回路１２は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢの電圧差に基づき、調整電流Ｉａｄｊを減少させ、調整電流Ｉａｄｊの大きさをＩＬａｄｊ（例えば、０ｍＡ）とする。これにより、タイミングＴ１１〜Ｔ１２の期間及びタイミングＴ１３〜Ｔ１４の期間の後半部分では、電流Ｉｉｎが０ｍＡとなる図７のタイミングＴ１１〜Ｔ１２の期間と同様に入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢが同じ電圧（例えば、コモン電圧Ｖｃｏｍ）となる。
【００８５】
一方、タイミングＴ１２では、電流Ｉｉｎがデータ１からデータ０に遷移する。これに伴い、タイミングＴ１２では、電流Ｉｉｎが増加するため、抵抗Ｒ１１に流れる電流Ｉ１１が増加する。一方、電流Ｉ１２は、タイミングＴ１２の直前の期間に電流Ｉｉｎが０ｍＡである場合の電流Ｉ１１の大きさを有する。そして、タイミングＴ１２で、電流Ｉｉｎが増加したことに応じてカレントミラー回路１１に流れる電流が減少する。また、タイミングＴ１２では、未だ調整電流Ｉａｄｊが０ｍＡである。そのため、タイミングＴ１２では、抵抗Ｒ１２に流れる電流Ｉ１２が減少する。これにより、タイミングＴ１２では、入力電圧ＶＡが電流Ｉ１１の増加により低下するものの、比較電圧ＶＢは電流Ｉ１２の減少により上昇する。そこで、調整回路１２は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢの電圧差に基づき、調整電流Ｉａｄｊを増加させ、調整電流Ｉａｄｊの大きさをＩＨａｄｊとする。これにより、電流Ｉ１２が調整電流Ｉａｄｊの増加分だけ増加し、比較電圧ＶＢの電圧値が低下する。そして、タイミングＴ１２〜Ｔ１３の期間の後半部分では、図７のタイミングＴ１２〜Ｔ１３の期間とは異なり入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢが同じ電圧となる。
【００８６】
このように、調整回路１２を用いることで、受信回路１では、入力データの切り替わりに応じて入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとの大小関係が逆転する。これにより、受信回路１では、コンパレータ１５が入力データの論理レベルの切り替わりに応じて論理レベルが切り替わる受信信号ＤＯＵＴを生成することができる。
【００８７】
次いで、ノイズ波形の上側頂点付近及び下側頂点付近の電圧を有するノイズが印加された場合の実施の形態１にかかる受信回路１の動作について説明する。まず、図９にノイズ波形の上側頂点付近の電圧を有するノイズが印加された場合の受信回路１の動作を示すタイミングチャートを示す。
【００８８】
図９に示すように、ノイズの振幅が上側頂点付近となった場合、入力電圧ＶＡがコモン電圧Ｖｃｏｍよりも高い電圧値で遷移する。しかし、調整回路１２は、入力電圧ＶＡがコモン電圧Ｖｃｏｍよりも高い電圧となった場合、第２の配線Ｗ１２に電流を流入させることができないため、比較電圧ＶＢをコモン電圧Ｖｃｏｍよりも高い電圧に調節することができない。従って、図９に示す例では、調整電流Ｉａｄｊは、０ｍＡを維持する。この場合においても、受信回路１は、電流Ｉ１１及び電流Ｉ１２は、電流Ｉｉｎの増減に伴って逆の位相をもって電流値を変化させる。入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢは、逆の位相をもって電圧が変化するが、電圧の大小関係は電流Ｉｉｎの遷移に伴って逆転を繰り返す。したがって、コンパレータ１５は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢの電圧値が逆転する毎に受信信号ＤＯＵＴの論理レベルを切り替える。より具体的には、コンパレータ１５は、タイミングＴ２１〜Ｔ２２の期間及びタイミングＴ２３〜Ｔ２４の期間に受信信号ＤＯＵＴをハイレベルとし、タイミングＴ２２〜Ｔ２３の期間に受信信号ＤＯＵＴをロウレベルとする。
【００８９】
図１０にノイズ波形の下側頂点付近の電圧を有するノイズが印加された場合の受信回路１の動作を示すタイミングチャートを示す。図１０に示す様に、この例では、タイミングＴ３１、Ｔ３３で電流Ｉｉｎがデータ０からデータ１に遷移する。これに伴い、タイミングＴ３１、Ｔ３３では、電流Ｉｉｎが減少するため、抵抗Ｒ１１に流れる電流Ｉ１１は、減少する。一方、電流Ｉ１２は、タイミングＴ３１、Ｔ３３の直前の期間において調整電流Ｉａｄｊ（例えば、電流の大きさがＩＨａｄｊ）と電流Ｉ１１のうちカレントミラー回路１１に流れる電流とを足し合わせた大きさを有する。そして、タイミングＴ３１、Ｔ３３で、電流Ｉｉｎが減少したことに応じてカレントミラー回路１１に流れる電流が増加する。そのため、タイミングＴ３１、Ｔ３３では、電流Ｉ１２は、電流値ＩＨａｄｊの大きさを有する調整電流Ｉａｄｊに加算されるカレントミラー回路１１から与えられる電流が増加するため、タイミングＴ３１、Ｔ３３以前の期間よりも増加する。これにより、タイミングＴ３１、Ｔ３３では、入力電圧ＶＡが電流Ｉ１１の減少により上昇するものの、比較電圧ＶＢは電流Ｉ１２の増加により減少する。そこで、調整回路１２は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢの電圧差に基づき、調整電流Ｉａｄｊを減少させ、調整電流Ｉａｄｊの大きさをＩＬａｄｊとする。なお、図１０に示す例では、入力電圧ＶＡがハイレベルとなってもコモン電圧Ｖｃｏｍよりも小さな電圧であるため電流値ＩＬａｄｊは０ｍＡよりも大きくなる。これにより、タイミングＴ３１〜Ｔ３２の期間及びタイミングＴ３３〜Ｔ３４の期間の後半部分では、入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢが同じ電圧（例えば、コモン電圧Ｖｃｏｍ）となる。
【００９０】
一方、タイミングＴ３２では、電流Ｉｉｎがデータ１からデータ０に遷移する。これに伴い、タイミングＴ３２では、電流Ｉｉｎが増加するため、抵抗Ｒ１１に流れる電流Ｉ１１が増加する。一方、電流Ｉ３２は、タイミングＴ３２の直前の期間に電流Ｉｉｎが０ｍＡである場合の電流Ｉ１１に電流値ＩＬａｄｊの大きさを有する調整電流Ｉａｄｊを加えた大きさを有する。そして、タイミングＴ３２で、電流Ｉｉｎが増加したことに応じてカレントミラー回路１１に流れる電流が減少する。また、タイミングＴ３２では、未だ調整電流Ｉａｄｊが電流値ＩＬａｄｊを有する。そのため、タイミングＴ３２では、抵抗Ｒ１２に流れる電流Ｉ１２が減少する。これにより、タイミングＴ３２では、入力電圧ＶＡが電流Ｉ１１の増加により低下するものの、比較電圧ＶＢは電流Ｉ１２の減少により上昇する。そこで、調整回路１２は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢの電圧差に基づき、調整電流Ｉａｄｊを増加させ、調整電流Ｉａｄｊの大きさを電流値ＩＨａｄｊとする。これにより、電流Ｉ１２が調整電流Ｉａｄｊの増加分だけ増加し、比較電圧ＶＢの電圧値が低下する。そして、タイミングＴ３２〜Ｔ３３の期間の後半部分では、入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢが同じ電圧となる。
【００９１】
このように、調整回路１２を用いることで、受信回路１では、ノイズ波形の上側頂点付近の電圧を有するノイズが印加された場合、及び、下側頂点付近の電圧を有するノイズが印加された場合のいずれの場合においても、入力データの切り替わりに応じて入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとの大小関係が逆転する。これにより、受信回路１では、ノイズが印加され場合においてもコンパレータ１５が入力データの論理レベルの切り替わりに応じて論理レベルが切り替わる受信信号ＤＯＵＴを生成することができる。
【００９２】
続いて、図１１に図８〜図１０に示したタイミングチャートよりも長い期間の実施の形態１にかかる送信回路１の動作を示すタイミングチャートを示す。図１１に示すタイミングチャートのうち左側の図は、ノイズの混入がない場合の受信動作を示すものであり、右側の図はノイズが混入した場合の受信動作を示すものである。なお、ノイズは、例えば、周波数が数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚであり、振幅が５００Ｖｐｐ程度である。
【００９３】
図１１の左図に示すように、ノイズがない場合、受信回路１は、図８に示した動作に従って送信回路２が出力した信号電流に応じて入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢを生成する。そして、受信回路１は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとを比較して受信信号ＤＯＵＴを生成する。この受信信号ＤＯＵＴは、信号電流が入力されている期間は途切れることなく出力される。
【００９４】
また、図１１の右図に示すように、信号電流がノイズに重畳されて入力される場合、伝送配線ＬＩＮＥ上の信号波形は、ノイズにより大きくひずむ。図１１に示す例では、混入したノイズがノイズ波形の下側である場合上側の信号が欠ける形になる。なお、ノイズは伝送配線の寄生容量を介して入力されるため、実際のノイズ波形と伝送配線上の信号波形との間には位相ずれが生じている。しかしながら、このような場合においても、実施の形態１にかかる受信回路１では、図９及び図１０で説明した動作に従って比較信号ＶＢの電圧レベルをノイズに追従させることで入力電圧ＶＡと比較可能な電圧レベルとする。これにより、実施の形態１にかかる受信回路１は、ノイズが混入した場合においても、ノイズの混入がない場合と同様の受信信号ＤＯＵＴを生成することができる。
【００９５】
ここで、比較例として、固定された電圧値を有する基準電圧Ｖｒｅｆと信号電流に基づき生成される入力電圧ＶＡとを比較して受信信号ＤＯＵＴを生成する一般的な受信回路１００について説明する。そして、一般的な受信回路１００と実施の形態１にかかる受信回路１とを比較検討することで受信回路１の効果について説明する。
【００９６】
図１２に一般的な受信回路１００を有する電圧監視モジュールのブロック図を示す。図１２に示すように受信回路１００は、抵抗Ｒ１０２と抵抗Ｒ１０３とにより受信回路１００に与えられる接地電圧ＧＮＤと電源電圧ＶＤＤＵとを分圧して基準電圧Ｖｒｅｆを生成する。また、受信回路１００では、抵抗Ｒ１０１に電流Ｉｉｎを与えることで入力電圧ＶＡを生成する。そして、受信回路１００は、コンパレータ１１１で基準電圧Ｖｒｅｆと入力電圧ＶＡとの大小関係を比較することで受信信号ＤＯＵＴを生成する。
【００９７】
この一般的な受信回路１００の動作を示すタイミングチャートを図１３に示す。図１３に示すタイミングチャートを図１１で説明したタイミングチャートと同じノイズ波形を一般的な受信回路１００に与えたものである。また、図１３に示すタイミングチャートのうち左側の図は、ノイズの混入がない場合の受信動作を示すものであり、右側の図はノイズが混入した場合の受信動作を示すものである。
【００９８】
図１３の左図に示すように、ノイズがない場合、一般的な受信回路１００は、入力電圧ＶＡと基準電圧Ｖｒｅｆとの大小関係が入力データの遷移に応じて逆転するため、実施の形態１にかかる受信回路１と同様に受信信号ＤＯＵＴを生成ことができる。この受信信号ＤＯＵＴは、信号電流が入力されている期間は途切れることなく出力される。
【００９９】
一方、図１３の右図に示すように、信号電流がノイズに重畳されて入力される場合、伝送配線ＬＩＮＥ上の信号波形は、ノイズにより大きくひずむ。図１３に示す例では、混入したノイズがノイズ波形の下側である場合上側の信号が欠ける形になる。このとき、一般的な受信回路１００では、ノイズ波形の上側の電圧を有するノイズに入力データが重畳されている期間に、入力電圧ＶＡが基準電圧Ｖｒｅｆを下回ることができず受信信号ＤＯＵＴが正しく出力されない。つまり、一般的な受信回路１００のように固定された基準電圧Ｖｒｅｆにより入力データを判別しようとしてもノイズの混入がある場合には受信信号ＤＯＵＴを生成することができない。
【０１００】
上記説明より、実施の形態１にかかる受信回路１では、入力段回路１０、調整回路１２、コンパレータ１５を有する。そして、入力段回路１０は、調整電流Ｉａｄｊの入力がない場合に電流Ｉｉｎの電流値の切り替わりに応じて互いに逆相になる入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢを生成する。また、調整回路１２は、入力電圧ＶＡが予め設定されるコモン電圧Ｖｃｏｍよりも低い場合に入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢの電圧差が拡大したことに応じて調整電流Ｉａｄｊを出力し、比較電圧ＶＢを入力電圧ＶＡと同じ電圧に調整する。そして、受信回路１は、コンパレータ１５によって入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとの大小関係を判別することで受信信号ＤＯＵＴを生成する。実施の形態１にかかる受信回路１では、上記構成により、通信経路を介してノイズが印加された場合においても受信信号ＤＯＵＴを途切れさせることなく生成することができる。
【０１０１】
また、前述したように、特許文献１に記載の回路では、伝送信号よりも高い周波数のノイズは除去できるものの、モーターノイズ等の伝送信号よりも低い周波数のノイズは除去できない問題がある。一方、実施の形態１にかかる受信回路１では、伝送信号よりも低い周波数のノイズが印加されたことに起因して信号電流から生成される入力電圧ＶＡの電圧が上昇又は低下した場合においても受信信号ＤＯＵＴを途切れることなく生成することができる。
【０１０２】
ここで、ノイズへの耐性を向上させる他の方法としては、実施の形態１にかかる受信回路１を用いる他に、差動信号を用いる方法が一般的に考えられる。しかしながら、伝送信号に差動信号を用いた場合、信号線が２本必要になる。このように信号線の数が増加した場合、半導体装置の端子数の増加に起因して半導体装置が大型化する、配線の本数の増加に伴いシステムの重量が増加する等の問題が発生する。
【０１０３】
また、特許文献１のように多段構成のインバータによりノイズを除去することでノイズ耐性を向上させた場合、回路素子数が多くなり、半導体装置の回路面積が増大する問題がある。
【０１０４】
また、モーターノイズ等の伝送信号よりも低い周波数のノイズを除去する方法として、一般的なものでは、入力段にローパスフィルタ等を搭載して、低周波ノイズを除去することも考えられる。しかしながら、低周波ノイズを除去するローパスフィルタは、大容量のコンデンサを用いなければならず、やはり回路面積が増大する問題、或いは、部品点数が増加する問題がある。
【０１０５】
特に、組電池は、大量の電池セルを組み合わせたものであり、一つ一つの部品及び部材の増加が、コスト及び重量に与える影響が大きい。また、組電池は、自動車に搭載されるものであり、コスト増加の問題及び部品点数の増加に伴う重量増大の問題は、特に大きな問題となる。
【０１０６】
このような問題に対して、実施の形態１にかかる受信回路１では、単線で伝送される信号電流に基づき受信信号ＤＯＵＴを生成するため、半導体装置の端子数の増加及び信号線の数の増加という問題は生じない。さらに、実施の形態１にかかる受信回路１では、多段構成の入力段及び大きな入力容量等を用いることなくノイズ耐性を向上させることができるため、回路面積を小さく抑えることができる効果を奏する。つまり、実施の形態１にかかる受信回路１を用いることで、組電池における信号伝達経路で生じるコストの増加及び部品点数の増加という課題を解決できる。
【０１０７】
実施の形態２
上述した詳細な説明では、低電位側に配置される電池モジュールＥＭｎのセル電圧を監視する電圧監視モジュールＶＭＭｎから高電位側に配置される電池モジュールＥＭ１のセル電圧を監視する電圧監視モジュールＶＭＭ１に向かってデータ或いはコマンドを伝達するアップストリーム経路で用いられる送信回路２及び受信回路１について説明した。
【０１０８】
しかし、電圧監視システムでは、ダウンストリーム経路を利用してシステムを構築する場合がある。このダウンストリーム経路では、高電位側に配置される電池モジュールＥＭ１のセル電圧を監視する電圧監視モジュールＶＭＭ１から低電位側に配置される電池モジュールＥＭｎのセル電圧を監視する電圧監視モジュールＶＭＭｎに向かってデータ或いはコマンドを伝達する。そこで、実施の形態２では、自半導体装置（例えば、下位側の電圧監視モジュール）よりも高い電源電圧範囲の電源に基づき動作する他の半導体装置（例えば、上位側の電圧監視モジュール）に設けられる送信回路４が出力する信号電流を受信する受信回路３について説明する。以下で、この実施の形態２にかかる電圧監視システムＶＭＳ及び実施の形態２にかかる受信回路について説明する。なお、実施の形態２において、実施の形態１と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０９】
そこで、実施の形態２における電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎ及びセルモニタ部ＣＭＵの接続関係を示す電圧監視システムＶＭＳの要部のブロック図を図１４に示す。図１４に示すように、実施の形態２にかかる電圧監視システムＶＭＳでは、アップストリーム配線網ＵＰＬとダウンストリーム配線網ＤＮＬを有する。このように、実施の形態２にかかる電圧監視システムＶＭＳでは、アップストリームで用いられる配線網とダウンストリームで用いられる配線網を個別に設ける。そして、実施の形態２にかかる電圧監視モジュールでは、通信回路がアップストリーム用受信回路とダウンストリーム用受信回路とを有する。ここで、アップストリーム用受信回路には、実施の形態１にかかる受信回路１が用いられる。そして、実施の形態２では、ダウンストリーム用受信回路として用いられる受信回路について説明する。
【０１１０】
続いて、図１５に、実施の形態２にかかる電圧監視システムＶＭＳにおける電圧監視モジュールの制御手順を示すタイミングチャートを示す。図１５に示すように、電圧監視システムＶＭＳでは、上位システムである電池管理部ＢＭＵからの指示に基づきセルモニタ部ＣＭＵが第１の命令（例えば、電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴを発行することで、電圧監視モジュールに電圧監視動作の開始を指示する。図１５に示す例では、セルモニタ部ＣＭＵが電圧監視モジュールＶＭＭ２を指定して電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴを発行する。そして、電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴは、まず、デイジーチェーンの最下位に位置する電圧監視モジュールＶＭＭｎに受信される。しかし、電圧監視モジュールＶＭＭｎは、電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴが自身宛でないため、受信した電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴを次段に位置する電圧監視モジュールＶＭＭｎ−１に送信する。このようにして、電圧監視システムＶＭＳでは、受信した命令が自身宛でない場合、命令を受信した電圧監視モジュールは次段の電圧監視モジュールに順次送信する。
【０１１１】
そして、電圧監視モジュールＶＭＭ２を指定した電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴが電圧監視モジュールＶＭＭ２に達すると、電圧監視モジュールＶＭＭ２は、受信が正しく行われたことを示す応答信号ＡＣＫを出力する。また、電圧監視モジュールＶＭＭ２は、電圧測定動作開始命令ＶＭＳＴに基づき電圧監視動作を開始する。一方、図１５に示す例では、応答信号ＡＣＫは、電圧監視モジュールＶＭＭ２から電圧監視モジュールＶＭＭ２の界に位置する電圧監視モジュールＶＭＭｎを介してセルモニタ部ＣＭＵに送信される。
【０１１２】
応答信号ＡＣＫを受信したセルモニタ部ＣＭＵは、電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴが正常に電圧監視モジュールＶＭＭ２に達したことを認識する。そして、セルモニタ部ＣＭＵは、電池管理部ＢＭＵからの指示に基づき測定結果の取得を行う。図１５に示す例では、セルモニタ部ＣＭＵが電圧監視モジュールＶＭＭ２を指定して測定結果の送信を指示する第２の命令（例えば、電圧値出力命令ＧＥＴＲＥＳ）を発行する。この電圧値出力命令ＧＥＴＲＥＳは、電圧監視動作開始命令ＶＭＳＴと同様にデイジーチェーンを構成する電圧監視モジュールの下位から上位に向かって伝達される。そして、電圧監視モジュールＶＭＭ２が電圧値出力命令ＧＥＴＲＥＳを受信すると、電圧監視モジュールＶＭＭ２は、電圧値出力命令ＧＥＴＲＥＳにより示される電池セルの測定結果ＲＥＳを出力する。
【０１１３】
そして、測定結果ＲＥＳは、電圧監視モジュールＶＭＭ２から電圧監視モジュールＶＭＭ２の下位に位置する電圧監視モジュールＶＭＭｎを介してセルモニタ部ＣＭＵに送信される。
【０１１４】
このように、電圧監視システムＶＭＳでは、デイジーチェーン接続された電圧監視モジュールを介してセルモニタ部ＣＭＵが制御信号の送信と測定結果の受信とを行う。このとき、電圧監視システムＶＭＳでは、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎがそれぞれ異なる電源電圧で動作するため、実施の形態１と同様に電圧監視モジュール間を接続する配線に流れる電流を増減させることで信号の送受信を行う。
【０１１５】
そこで、図１６に実施の形態２にかかる受信回路及び送信回路を含む電圧監視モジュールのブロック図を示す。なお、電圧監視モジュールＶＭＭ１〜ＶＭＭｎはいずれも同じ構成であるため、図１６では、電圧監視モジュールＶＭＭ１を電圧監視モジュールの代表例として示した。
【０１１６】
図１６に示すように、電圧監視モジュールＶＭＭ１は、通信回路、電圧測定回路、制御回路、レジスタ、セルバランス回路、電源回路を有する。そして、通信回路には、受信回路１、３及び送信回路２、４を有する。受信回路１及び送信回路２は、アップストリーム配線網ＵＰＬを用いた通信で利用されるものである。送信回路３及び受信回路４は、ダウンストリーム配線網ＤＮＬを用いた通信で利用されるものである。受信回路４は、デイジーチェーンの上位側に位置する電圧監視モジュールから出力される電流信号を受信する。この受信回路４は、電流信号から受信信号を生成し、受信信号を制御回路に伝達する。そして、制御回路は、受信信号に基づき送信された送信された命令を分析し、受信した命令が自身宛であれば、電圧測定回路、レジスタ等に動作命令を与える。また、制御回路は、受信した命令が自身宛でなければ送信回路４に受信回路３が受信した信号をそのまま出力することを指示する。送信回路４は、制御回路により指示されたデータをデイジーチェーンの下位に位置する電圧監視モジュールに出力する。なお、受信回路１、３、制御回路、送信回路２、４等の動作は、一例であり、任意に設定することができる。以下では、受信回路１、３、制御回路、送信回路２、４等が協働した動作についての説明は省略する。
続いて、実施の形態２にかかる受信回路３について詳細に説明する。図１７に実施の形態２にかかる受信回路３及び送信回路４の詳細な回路図を示す。なお、図１７では、受信回路３及び送信回路４の接続関係を説明するために、上位側に位置する電圧監視モジュールに設けられる送信回路４と下位側に位置する電圧監視モジュールに設けられる受信回路３とを示した。なお、実施の形態２にかかる電圧監視モジュールには、受信回路３及び送信回路４がいずれも内蔵される。また、図１７では、上位側の電圧監視モジュールと下位側の電圧監視モジュールとを接続する伝送配線ＬＩＮＥを示した。伝送配線ＬＩＮＥは、上位側の電圧監視モジュールから下位側の電圧監視モジュールに伝達される信号電流を流す配線であって、デイジーチェーンによる通信網を構成するものである。この伝送配線ＬＩＮＥにはモーター等からのノイズの混入経路となるものである。
【０１１７】
図１７に示す例では、上位側の電圧監視モジュールに設けられる送信回路４は、絶対値で３０Ｖの電圧を有する低電位側電源電圧ＧＮＤと、絶対値で３５Ｖの電圧を有する高電位側電源電圧ＶＤＤＵと、に基づき動作する。一方、下位側の電圧監視モジュールに設けられる受信回路３は、絶対値で０Ｖの電圧を有する低電位側電源電圧ＧＮＤと、絶対値で５Ｖの電圧を有する高電位側電源電圧ＶＤＤＵと、に基づき動作する。つまり、受信回路３は、異なる電源電圧範囲で動作する送信回路４から出力される信号電流を受信して受信信号を生成する。これは、電圧監視システムＶＭＳでは、下位側の電圧監視モジュールに電源を供給する電池モジュールと、上位側の電圧監視モジュールに電源を供給する電池モジュールと、が直列に接続されるためである。
【０１１８】
図１７に示すように、受信回路３は、入力段回路３０、調整回路３２及びコンパレータ３４を有する。
【０１１９】
入力段回路３０は、第１の抵抗（例えば、抵抗Ｒ３１）、第２の抵抗（例えば、抵抗Ｒ３２）、第１のカレントミラー回路（例えば、カレントミラー回路３１）、第１の配線Ｗ３１及び第２の配線Ｗ３２を有する。
【０１２０】
抵抗Ｒ３１及び抵抗Ｒ３２は、高電位側電源配線（例えば、高電位側電源電圧ＶＤＤＵが供給される電源配線）と低電位側電源配線（例えば、低電位側電源電圧ＧＮＤが供給される電源配線）との一方に一端が接続される。
【０１２１】
カレントミラー回路３１は、高電位側電源配線と低電位側電源配線との他方に第１の端子（例えば、ソース端子）が接続され、制御端子（例えば、ゲート）が共通接続される第１、第２のトランジスタ（例えば、ＮＭＯＳトランジスタＰ３１、Ｐ３２）を含む。そして、カレントミラー回路３１では、第１のトランジスタ（例えば、ＰＭＯＳトランジスタＰ３１）のゲートと第２の端子（例えば、ドレイン）とが互いに接続される。
【０１２２】
第１の配線Ｗ３１は、抵抗Ｒ３１とＰＭＯＳトランジスタＰ１１のドレインとを接続する。第１の配線Ｗ３１は、信号電流Ｉｉｎが入力される電流入力ノードＮＤを有する。この第１の配線Ｗ３１には、抵抗Ｒ３１に流れる電流Ｉ３１の大きさに応じて第１の電圧（例えば、入力電圧ＶＡ）が生成される。
【０１２３】
第２の配線Ｗ３２は、抵抗Ｒ３２とＰＭＯＳトランジスタＰ１２のドレインとを接続する。この第２の配線Ｗ３２には、抵抗Ｒ３２に流れる電流Ｉ３２の大きさに応じて第２の電圧（例えば、比較電圧ＶＢ）が生成される。
【０１２４】
調整回路３２は、第１の配線Ｗ３１に生じる入力電圧ＶＡと第２の配線Ｗ３２に生じる比較電圧ＶＢとの電圧差に応じて大きさが変動する調整電流Ｉａｄｊを生成する。そして、調整回路３２は、調整電流Ｉａｄｊを第２の配線Ｗ３２に与える。調整回路３２は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとの電圧差が定常状態よりも大きくなった場合、調整電流Ｉａｄｊを第２の配線Ｗ１２に与えることで電圧差を定常状態の電圧差に引き戻す。
【０１２５】
調整回路３２は、差動増幅器３３、出力トランジスタ（例えば、ＰＭＯＳトランジスタＰ３３）を有する。差動増幅器３３は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとの電圧差に基づき制御信号の電圧レベルを変動させる。ＰＭＯＳトランジスタＰ３３は、制御信号の電圧レベルに基づき調整電流Ｉａｄｊの大きさを変動させる。また、ＰＭＯＳトランジスタＰ３３は、ドレインが第２の配線Ｗ１２に接続され、第２の配線Ｗ１２に調整電流Ｉａｄｊを直接流入させる。
【０１２６】
コンパレータ３４は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢの大小関係に基づき受信信号ＤＯＵＴの論理レベルを反転させる。また、コンパレータ３４は、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとの電圧差が予め設定された所定の電圧差よりも大きくなったことに応じて受信信号ＤＯＵＴの論理レベルを反転させる。つまり、コンパレータ３４は、ヒステリシスを有する。コンパレータ３４は、ヒステリシスを有することで入力電圧ＶＡ及び比較電圧ＶＢのノイズ成分に対する耐性を向上させることが出来るが、ヒステリシスを有していなくても動作させることは可能である。
【０１２７】
また、図１７に示すように、送信回路４は、下位側に位置する電圧監視モジュールに電流Ｉｏｕｔ１を出力することでデータを転送する。このとき、送信回路４は、電流Ｉｏｕｔを上位側の電圧監視モジュールから下位側の電圧監視モジュールに流入させる方向で出力する。送信回路４は、データの論理レベルが第１の論理レベル（例えば、ハイレベル）であれば電流Ｉｏｕｔ１を増加させ、データの論理レベルが第２の論理レベル（例えば、ロウレベル）であれば電流Ｉｏｕｔ１を減少させる。例えば、送信回路４は、データがデータ０（例えば、論理レベルがロウレベル）であれば電流Ｉｏｕｔ１を１ｍＡ程度とし、データがデータ１（例えば、論理レベルがハイレベル）であれば電流Ｉｏｕｔ１を０ｍＡ程度とする。
【０１２８】
また、図１７に示すように、送信回路４は、送信データ生成部４０及び出力段回路４１を有する。送信データ生成部４０は、制御回路（不図示）からの指示に基づきレジスタから送信対象のデータを読み出し、データの論理レベルに応じて電流Ｉｏｕｔ０を出力する。出力段回路４１は、電流Ｉｏｕｔ０に応じて信号電流（例えば、Ｉｏｕｔ１）を出力する。
【０１２９】
出力段回路４１は、ＰＭＯＳトランジスタＰ２１〜Ｐ２４を有する。ＰＭＯＳトランジスタＰ４１、Ｐ４２はカレントミラー回路を構成する。また、ＰＭＯＳトランジスタＰ４３、Ｐ４４はカレントミラー回路を構成する。具体的には、ＰＭＯＳトランジスタＰ４１のドレインには電流Ｉｏｕｔ０が入力される。ＰＭＯＳトランジスタＰ４１のゲートとドレインは互いに接続される。ＰＭＯＳトランジスタＰ４１のソースは、ＰＭＯＳトランジスタＰ４３のドレインに接続される。ＰＭＯＳトランジスタＰ４２のゲートは、ＰＭＯＳトランジスタＰ４１のゲートと共通に接続される。ＰＭＯＳトランジスタＰ４２のドレインは外部端子に接続され、電流Ｉｏｕｔ１を出力する。ＰＭＯＳトランジスタＰ４２のソースは、ＰＭＯＳトランジスタＰ４４のドレインに接続される。ＰＭＯＳトランジスタＰ４３のゲートとドレインは互いに接続される。ＰＭＯＳトランジスタＰ４３のソースは接地電圧ＧＮＤが供給される低電位側電源配線に接続される。ＰＭＯＳトランジスタＰ４４のゲートは、ＰＭＯＳトランジスタＰ４３のゲートと共通に接続される。ＰＭＯＳトランジスタＰ４４のソースは、低電位側電源配線に接続される。
【０１３０】
なお、図１７では、受信回路４は、ＮＰＮトランジスタＴｒ２を有する。ＮＰＮトランジスタＴｒ２は、出力段回路４１にノイズに起因した高電圧（例えば、高電位側電源電圧ＶＤＤＵを超える電圧）が印加されることを防止するものである。
【０１３１】
続いて、実施の形態２にかかる受信回路２の動作について説明する。実施の形態１にかかる受信回路１は、アップストリームの経路で通信が行われるため、電流信号が受信回路１から引き抜かれる方向で入力される。そのため、実施の形態１にかかる受信回路１では、高電位側電源配線に接続される第１の抵抗Ｒ１１に流れる電流Ｉ１１を信号電流により変動させて入力電圧ＶＡを生成する必要があった。しかしながら、実施の形態２にかかる受信回路３は、ダウンストリームの経路で行われる通信に対応するため、信号電流が受信回路３に流入する方向で入力される。そのため、実施の形態２にかかる受信回路３では、低電位側電源配線に接続される第１の抵抗Ｒ３１に流れる電流Ｉ３１を信号電流により変動させて入力電圧ＶＡを生成する必要がある。
【０１３２】
このようなことから、実施の形態２にかかる受信回路３は、上述した図１７で示した構成を有する。そして、受信回路３は、電流Ｉｉｎにより、電流Ｉ３１を変動させると共に、カレントミラー回路３１を用いて第２の抵抗Ｒ３２に流れる電流Ｉ３２を変動させる。これにより、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢは互いに逆相の変動となる。
【０１３３】
また、実施の形態２にかかる受信回路３では、比較電圧ＶＢを入力電圧ＶＡに引き寄せるためには、調整電流Ｉａｄｊを第２の配線Ｗ１２に流入させて電流Ｉ３２を増減させる必要がある。つまり、受信回路３では、入力電圧ＶＡがコモン電圧Ｖｃｏｍより低い場合には、実施の形態１にかかる受信回路１と同様に調整電流Ｉａｄｊを出力しない。
【０１３４】
このようなことから、実施の形態２にかかる受信回路３では、入力電圧ＶＡがコモン電圧Ｖｃｏｍよりも低い状態では、調整電流Ｉａｄｊの出力を停止して、入力電圧ＶＡと比較電圧ＶＢとの比較により受信信号ＤＯＵＴを生成する。この動作は、図９で示した実施の形態１にかかる受信回路１の動作と同じ動作原理に基づくものである。
【０１３５】
また、実施の形態２にかかる受信回路３では、入力電圧ＶＡがコモン電圧Ｖｃｏｍ以上となる状態では、調整電流Ｉａｄｊを出力して、比較電圧ＶＢを入力電圧ＶＡに引き戻す動作を行った上で、２つの電圧を比較して受信信号ＤＯＵＴを生成する。この動作は、図８及び図１０で示した実施の形態１にかかる受信回路１の動作と同じ動作原理に基づくものである。
【０１３６】
上記説明より、実施の形態２にかかる受信回路３では、流入する信号電流に対応して実施の形態１にかかる受信回路１の回路構成を改良することで、ダウンストリームの経路を介して送信される伝達信号をノイズの混入にかかわらず受信信号ＤＯＵＴとすることができる。
【０１３７】
また、実施の形態２にかかる受信回路３においても、ノイズ除去にコンデンサ、差動信号或いは多段構成の回路を用いる必要がない。そのため、実施の形態２にかかる受信回路３においても、実施の形態１にかかる受信回路１と同様に、回路面積の抑制及び部品点数の削減という効果を得ることができる。
【０１３８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１３９】
１、３  受信回路
２、４  送信回路
１０、３０  入力段回路
１１、１４、３１  カレントミラー回路
１２、３２  調整回路
１３、３３  差動増幅器
１５、３４  コンパレータ
２０、４０  送信データ生成部
２１、４１  出力段回路
２１１  出力段回路
Ｒ１１、Ｒ２１、Ｒ３１、Ｒ３２  抵抗
Ｔｒ１、Ｔｒ２  ＮＰＮトランジスタ
Ｎ１１〜Ｎ１５  ＮＭＯＳトランジスタ
Ｎ２１〜Ｎ２４  ＮＭＯＳトランジスタ
Ｐ１１、Ｐ３１〜Ｐ３３  ＰＭＯＳトランジスタ
Ｐ４１、Ｐ４２  ＰＭＯＳトランジスタ
Ｄ  ダイオード
ＬＩＮＥ  伝送配線
Ｗ１１  第１の配線
Ｗ１２  第２の配線
ＮＤ  電流入力ノード
Ｉ１１、Ｉ１２  電流
Ｉｉｎ  電流
Ｉａｄｊ  調整電流
Ｉｏｕｔ０、Ｉｏｕｔ１  電流
ＶＡ  入力電圧
ＶＢ  比較電圧
ＶＤＤＵ  高電位側電源電圧
ＧＮＤ  低電位側電源電圧
ＵＰＬ  アップストリーム配線網
ＤＮＬ  ダウンストリーム配線網
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１１】
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【図１３】
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