(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子と制御端子との間の電圧に応じて第２端子から当該第１端子に電流を流す第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子と、当該第１のスイッチ素子の制御端子と当該第２のスイッチ素子の制御端子とに印加する制御信号を生成する制御信号生成手段と、の間に設けられる駆動回路であって、
前記第１のスイッチ素子の制御端子と、第１端子の電位が当該第１のスイッチ素子以上である前記第２のスイッチ素子の制御端子と、の間に設けられるキャパシタを備えることを特徴とする駆動回路。
【請求項２】
前記キャパシタを、前記第２のスイッチ素子の第１端子の電圧で充電する充電手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記充電手段は、前記第２のスイッチ素子の制御端子と第１端子との間に設けられた抵抗を備えることを特徴とする請求項２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記充電手段は、前記抵抗に並列接続された一方向性素子を備え、
前記一方向性素子の入力端子には、前記第２のスイッチ素子の第１端子が接続され、当該一方向性素子の出力端子には、当該第２のスイッチ素子の制御端子が接続されることを特徴とする請求項３に記載の駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数のスイッチ素子を備える装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、複数のスイッチ素子を同期制御することで直流電力を交流電力に変換する、電力変換装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９８８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の図２４には、上述の複数のスイッチ素子として、ＮＰＮ型トランジスタで構成されるスイッチ素子Ｓｃｐ、Ｓｃｎが示されている。これらスイッチ素子Ｓｃｐ、Ｓｃｎのそれぞれでは、ベース−エミッタ間電圧に応じてコレクタからエミッタに電流が流れる。
【０００５】
ここで、スイッチ素子Ｓｃｐのエミッタと、スイッチ素子Ｓｃｎのエミッタとでは、それぞれ異なる部分が接続されているため、電位が異なる。このため、同一の制御信号をスイッチ素子Ｓｃｐ、Ｓｃｎのそれぞれのベースに印加すると、スイッチ素子Ｓｃｐとスイッチ素子Ｓｃｎとでベース−エミッタ間電圧が異なってしまい、同期制御させることができない場合があった。したがって、スイッチ素子Ｓｃｐとスイッチ素子Ｓｃｎとで、制御信号を生成する制御信号生成部を別個に設けなくてはならず、スイッチ素子Ｓｃｐ、Ｓｃｎを備える電力変換装置の小型化の阻害要因となっていた。
【０００６】
上述の課題に鑑み、本発明は、複数のスイッチ素子を備える装置を小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１）  本発明は、第１端子（例えば、後述のソースに相当）と制御端子（例えば、後述のゲートに相当）との間の電圧に応じて第２端子（例えば、後述のドレインに相当）から当該第１端子に電流を流す第１のスイッチ素子（例えば、図１のスイッチ素子Ｑ１１に相当）および第２のスイッチ素子（例えば、図１のスイッチ素子Ｑ２１に相当）と、当該第１のスイッチ素子の制御端子と当該第２のスイッチ素子の制御端子とに印加する制御信号を生成する制御信号生成手段（例えば、図１の制御信号生成部２０に相当）と、の間に設けられる駆動回路（例えば、図１の駆動回路１に相当）であって、前記第１のスイッチ素子の制御端子と、第１端子の電位が当該第１のスイッチ素子以上である前記第２のスイッチ素子の制御端子と、の間に設けられるキャパシタ（例えば、図２のキャパシタＣ２１に相当）を備えることを特徴とする駆動回路を提案している。
【０００８】
この発明によれば、第１端子と制御端子との間の電圧に応じて第２端子から第１端子に電流を流す第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子と、第１のスイッチ素子の制御端子と第２のスイッチ素子の制御端子とに印加する制御信号を生成する制御信号生成手段と、の間に設けられる駆動回路において、第１のスイッチ素子の制御端子と、第１端子の電位が第１のスイッチ素子以上である第２のスイッチ素子の制御端子と、の間にキャパシタを設けた。
【０００９】
このため、第１のスイッチ素子の制御端子には、制御信号が印加され、第２のスイッチ素子の制御端子には、キャパシタの端子間電圧の分だけレベルシフトされた制御信号が印加されることとなる。したがって、キャパシタの端子間電圧が第２のスイッチ素子の第１の端子の電圧に略等しければ、第１端子と制御端子との間の電圧は、第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子とで略等しくなる。よって、１つの制御信号で第１のスイッチ素子と第２のスイッチ素子とを制御することができるので、制御信号生成手段が１つで足りることとなり、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子を備える装置を小型化することができる。
【００１０】
（２）  本発明は、（１）の駆動回路について、前記キャパシタを、前記第２のスイッチ素子の第１端子の電圧で充電する充電手段（例えば、図２の抵抗Ｒ２１およびダイオードＤ２１で構成される後述の充電部に相当）を備えることを特徴とする駆動回路を提案している。
【００１１】
この発明によれば、キャパシタを第２のスイッチ素子の第１端子の電圧で充電する充電手段を設けた。このため、キャパシタの端子間電圧を、第２のスイッチ素子の第１端子の電圧と略等しくすることができる。
【００１２】
（３）  本発明は、（２）の駆動回路について、前記充電手段は、前記第２のスイッチ素子の制御端子と第１端子との間に設けられた抵抗（例えば、図２の抵抗Ｒ２１に相当）を備えることを特徴とする駆動回路を提案している。
【００１３】
この発明によれば、充電手段に、第２のスイッチ素子の制御端子と第１端子との間に設けられた抵抗を設けた。このため、第２のスイッチ素子の第１端子とキャパシタとが抵抗を介して接続されるため、キャパシタの端子間電圧を、第２のスイッチ素子の第１端子の電圧と略等しくすることができる。
【００１４】
（４）  本発明は、（３）の駆動回路について、前記充電手段は、前記抵抗に並列接続された一方向性素子（例えば、図２のダイオードＤ２１に相当）を備え、前記一方向性素子の入力端子（例えば、後述のアノードに相当）には、前記第２のスイッチ素子の第１端子が接続され、当該一方向性素子の出力端子（例えば、後述のカソードに相当）には、当該第２のスイッチ素子の制御端子が接続されることを特徴とする駆動回路を提案している。
【００１５】
この発明によれば、充電手段に、抵抗に並列接続された一方向性素子を設けた。そして、一方向性素子の入力端子には、第２のスイッチ素子の第１端子を接続し、一方向性素子の出力端子には、第２のスイッチ素子の制御端子を接続した。このため、第２のスイッチ素子において、制御端子から第１端子に電流が流れてしまうのを防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１のスイッチ素子および第２のスイッチ素子を備える装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動回路を備えるセルバランス回路の概略を示す回路図である。
【図２】前記セルバランス回路の詳細を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【００１９】
［セルバランス回路ＡＡの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る駆動回路１、１Ａを備えるセルバランス回路ＡＡの概略を示す回路図である。セルバランス回路ＡＡは、直列接続された２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの充電電圧を均一化する。２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３は、図示しない充電回路に接続されており、この充電回路により充電されるとともに、図示しない負荷に接続されており、この負荷の要求に応じて負荷に電力を供給することで放電される。
【００２０】
セルバランス回路ＡＡは、駆動回路１、１Ａと、制御信号生成部２０と、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３と対に設けられた巻線Ｗ１〜Ｗ３を有するトランスＴと、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴで構成されるスイッチ素子Ｑ１１〜Ｑ１４、Ｑ２１〜Ｑ２４、Ｑ３１〜Ｑ３４と、キャパシタＣ１１、Ｃ１２と、を備える。巻線Ｗ１〜Ｗ３のそれぞれは、同一の鉄心に巻回されており、巻線Ｗ１〜Ｗ３のそれぞれの巻数は等しい。
【００２１】
図２は、セルバランス回路ＡＡの詳細を示す回路図である。
【００２２】
スイッチ素子Ｑ１１〜Ｑ１４は、２次電池ＢＴ１および巻線Ｗ１と対に設けられており、スイッチ素子Ｑ１１には、スイッチ素子Ｑ１２が直列接続され、スイッチ素子Ｑ１３には、スイッチ素子Ｑ１４が直列接続される。
【００２３】
２次電池ＢＴ１には、スイッチ素子Ｑ１１とスイッチ素子Ｑ１２とを直列接続したものと、スイッチ素子Ｑ１３とスイッチ素子Ｑ１４とを直列接続したものと、が並列接続される。具体的には、２次電池ＢＴ１の一端には、スイッチ素子Ｑ１１のドレインと、スイッチ素子Ｑ１３のドレインと、が接続される。２次電池ＢＴ１の他端には、基準電位源ＧＮＤが接続されるとともに、スイッチ素子Ｑ１２のソースと、スイッチ素子Ｑ１４のソースと、が接続される。スイッチ素子Ｑ１１のソースには、スイッチ素子Ｑ１２のドレインが接続され、スイッチ素子Ｑ１３のソースには、スイッチ素子Ｑ１４のドレインが接続される。
【００２４】
巻線Ｗ１の一端には、スイッチ素子Ｑ１１とスイッチ素子Ｑ１２との接続点、すなわちスイッチ素子Ｑ１１のソースと、スイッチ素子Ｑ１２のドレインと、が接続されるとともに、キャパシタＣ１１を介して後述の制御部２２の端子Ｙ５が接続される。巻線Ｗ１の他端には、スイッチ素子Ｑ１３とスイッチ素子Ｑ１４との接続点、すなわちスイッチ素子Ｑ１３のソースと、スイッチ素子Ｑ１４のドレインと、が接続されるとともに、キャパシタＣ１２を介して後述の制御部２３の端子Ｚ５が接続される。
【００２５】
スイッチ素子Ｑ１１〜Ｑ１４と同様に、上述のスイッチ素子Ｑ２１〜Ｑ２４は、２次電池ＢＴ２および巻線Ｗ２と対に設けられ、スイッチ素子Ｑ３１〜Ｑ３４は、２次電池ＢＴ３および巻線Ｗ３と対に設けられる。
【００２６】
＜制御信号生成部２０の構成＞
制御信号生成部２０は、クロック生成部２１と、制御部２２、２３と、インバータＩＮＶと、を備える。クロック生成部２１の端子Ｘ１と、制御部２２の端子Ｙ１と、制御部２３の端子Ｚ１とには、基準電位源ＧＮＤが接続される。クロック生成部２１の端子Ｘ２には、制御部２２の端子Ｙ２が接続されるとともに、インバータＩＮＶを介して制御部２３の端子Ｚ２が接続される。
【００２７】
＜駆動回路１の構成＞
駆動回路１は、キャパシタＣ２１、Ｃ２２、Ｃ３１、Ｃ３２と、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ３１、Ｒ３２と、ダイオードＤ２１、Ｄ２２、Ｄ３１、Ｄ３２と、を備える。
【００２８】
キャパシタＣ２１は、スイッチ素子Ｑ１１のゲートと、スイッチ素子Ｑ２１のゲートと、の間に設けられ、キャパシタＣ３１は、スイッチ素子Ｑ２１のゲートと、スイッチ素子Ｑ３１のゲートと、の間に設けられる。制御部２２の端子Ｙ３には、スイッチ素子Ｑ１１のゲートが接続されるとともに、キャパシタＣ２１を介してスイッチ素子Ｑ２１のゲートが接続され、キャパシタＣ２１、Ｃ３１を介してスイッチ素子Ｑ３１のゲートが接続される。
【００２９】
スイッチ素子Ｑ２１において、ゲートとソースとの間には、抵抗Ｒ２１およびダイオードＤ２１で構成される充電部が設けられる。抵抗Ｒ２１の一端および他端には、それぞれ、スイッチ素子Ｑ２１のゲートおよびソースが接続される。この抵抗Ｒ２１にはダイオードＤ２１が並列接続されており、ダイオードＤ２１のアノードにはスイッチ素子Ｑ２１のソースが接続され、ダイオードＤ２１のカソードにはスイッチ素子Ｑ２１のゲートが接続される。
【００３０】
スイッチ素子Ｑ３１において、ゲートとソースとの間には、抵抗Ｒ３１およびダイオードＤ３１で構成される充電部が設けられる。抵抗Ｒ３１の一端および他端には、それぞれ、スイッチ素子Ｑ３１のゲートおよびソースが接続される。この抵抗Ｒ３１にはダイオードＤ３１が並列接続されており、ダイオードＤ３１のアノードにはスイッチ素子Ｑ３１のソースが接続され、ダイオードＤ３１のカソードにはスイッチ素子Ｑ３１のゲートが接続される。
【００３１】
キャパシタＣ２２は、スイッチ素子Ｑ１２のゲートと、スイッチ素子Ｑ２２のゲートと、の間に設けられ、キャパシタＣ３２は、スイッチ素子Ｑ２２のゲートと、スイッチ素子Ｑ３２のゲートと、の間に設けられる。制御部２２の端子Ｙ４には、スイッチ素子Ｑ１２のゲートが接続されるとともに、キャパシタＣ２２を介してスイッチ素子Ｑ２２のゲートが接続され、キャパシタＣ２２、Ｃ３２を介してスイッチ素子Ｑ３２のゲートが接続される。
【００３２】
スイッチ素子Ｑ２２において、ゲートとソースとの間には、スイッチ素子Ｑ２１、Ｑ３１と同様に、抵抗Ｒ２２およびダイオードＤ２２で構成される充電部が設けられる。また、スイッチ素子Ｑ３２において、ゲートとソースとの間には、スイッチ素子Ｑ２１、Ｑ２２、Ｑ３１と同様に、抵抗Ｒ３２およびダイオードＤ３２で構成される充電部が設けられる。
【００３３】
＜駆動回路１Ａの構成＞
駆動回路１Ａは、キャパシタＣ２３、Ｃ２４、Ｃ３３、Ｃ３４と、抵抗Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３３、Ｒ３４と、ダイオードＤ２３、Ｄ２４、Ｄ３３、Ｄ３４と、を備える。
【００３４】
キャパシタＣ２３は、スイッチ素子Ｑ１３のゲートと、スイッチ素子Ｑ２３のゲートと、の間に設けられ、キャパシタＣ３３は、スイッチ素子Ｑ２３のゲートと、スイッチ素子Ｑ３３のゲートと、の間に設けられる。制御部２３の端子Ｚ３には、スイッチ素子Ｑ１３のゲートが接続されるとともに、キャパシタＣ２３を介してスイッチ素子Ｑ２３のゲートが接続され、キャパシタＣ２３、Ｃ３３を介してスイッチ素子Ｑ３３のゲートが接続される。
【００３５】
スイッチ素子Ｑ２３において、ゲートとソースとの間には、スイッチ素子Ｑ２１、Ｑ２２、Ｑ３１、Ｑ３２と同様に、抵抗Ｒ２３およびダイオードＤ２３で構成される充電部が設けられる。また、スイッチ素子Ｑ３３において、ゲートとソースとの間には、スイッチ素子Ｑ２１〜Ｑ２３、Ｑ３１、Ｑ３２と同様に、抵抗Ｒ３３およびダイオードＤ３３で構成される充電部が設けられる。
【００３６】
キャパシタＣ２４は、スイッチ素子Ｑ１４のゲートと、スイッチ素子Ｑ２４のゲートと、の間に設けられ、キャパシタＣ３４は、スイッチ素子Ｑ２４のゲートと、スイッチ素子Ｑ３４のゲートと、の間に設けられる。制御部２３の端子Ｚ４には、スイッチ素子Ｑ１４のゲートが接続されるとともに、キャパシタＣ２４を介してスイッチ素子Ｑ２４のゲートが接続され、キャパシタＣ２４、Ｃ３４を介してスイッチ素子Ｑ３４のゲートが接続される。
【００３７】
スイッチ素子Ｑ２４において、ゲートとソースとの間には、スイッチ素子Ｑ２１〜Ｑ２３、Ｑ３１〜Ｑ３３と同様に、抵抗Ｒ２４およびダイオードＤ２４で構成される充電部が設けられる。また、スイッチ素子Ｑ３４において、ゲートとソースとの間には、スイッチ素子Ｑ２１〜Ｑ２４、Ｑ３１〜Ｑ３３と同様に、抵抗Ｒ３４およびダイオードＤ３４で構成される充電部が設けられる。
【００３８】
［セルバランス回路ＡＡの動作］
以上の構成を備えるセルバランス回路ＡＡは、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のうち少なくとも１つの充電電圧が他の充電電圧と異なれば、駆動回路１、１Ａおよび制御信号生成部２０により、これら２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３に電流を流して、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの充電電圧を均一化する。具体的なセルバランス回路ＡＡの動作について、以下に詳述する。
【００３９】
＜制御信号生成部２０の動作＞
クロック生成部２１は、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時において、端子Ｘ２から、クロック信号を出力する。
【００４０】
制御部２２の端子Ｙ２には、クロック生成部２１から出力されたクロック信号が入力される。この制御部２２は、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時において、入力されたクロック信号を用いて、端子Ｙ３、Ｙ４から、デューティ比が５０％のゲート信号を出力する。ここで、端子Ｙ４から出力されるゲート信号は、端子Ｙ３から出力されるゲート信号の極性を反転させたものに等しい。以降では、端子Ｙ３から出力されるゲート信号のことを非反転ゲート信号と呼び、端子Ｙ４から出力されるゲート信号のことを反転ゲート信号と呼ぶこととする。
【００４１】
また、制御部２２は、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時において、入力されたクロック信号を用いて、端子Ｙ５から、デューティ比が５０％の極性信号を出力する。以降では、端子Ｙ５から出力される極性信号のことを非反転極性信号と呼ぶこととする。
【００４２】
制御部２３の端子Ｚ２には、クロック生成部２１から出力された後にインバータＩＮＶで極性の反転された反転クロック信号が入力される。この制御部２３は、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時において、入力された反転クロック信号を用いて、端子Ｚ３、Ｚ４から、デューティ比が５０％のゲート信号を出力する。ここで、端子Ｚ４から出力されるゲート信号は、端子Ｚ３から出力されるゲート信号の極性を反転させたものに等しい。また、制御部２３は、制御部２２がゲート信号の出力に用いたクロック信号の極性を反転させたものを用いて、ゲート信号を出力する。以上によれば、制御部２３の端子Ｚ３から出力されるゲート信号は、制御部２２の端子Ｙ４から出力されるゲート信号に等しく、反転ゲート信号と呼ぶことができる。また、制御部２３の端子Ｚ４から出力されるゲート信号は、制御部２２の端子Ｙ３から出力されるゲート信号に等しく、非反転ゲート信号と呼ぶことができる。
【００４３】
また、制御部２３は、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時において、入力された反転クロック信号を用いて、端子Ｚ５から、デューティ比が５０％の極性信号を出力する。ここで、制御部２３は、制御部２２が極性信号の出力に用いたクロック信号の極性を反転させたものを用いて、極性信号を出力する。このため、制御部２３の端子Ｚ５から出力される極性信号は、制御部２２の端子Ｙ５から出力される極性信号の極性を反転させたものに等しい。以降では、端子Ｚ５から出力される極性信号のことを反転極性信号と呼ぶこととする。
【００４４】
＜駆動回路１の動作＞
制御部２２の端子Ｙ４から出力された反転ゲート信号は、スイッチ素子Ｑ１２のゲートに印加されるとともに、キャパシタＣ２２を介してスイッチ素子Ｑ２２のゲートに印加され、キャパシタＣ２２、Ｃ３２を介してスイッチ素子Ｑ３２のゲートに印加される。
【００４５】
ここで、スイッチ素子Ｑ２２のソースには、２次電池ＢＴ１を介して基準電位源ＧＮＤが接続される。このため、スイッチ素子Ｑ２２のソース電位は、２次電池ＢＴ１の充電電圧の分だけ基準電位源ＧＮＤより高い電位となる。
【００４６】
また、スイッチ素子Ｑ２２のソースには、上述のように２次電池ＢＴ１が接続されるとともに、抵抗Ｒ２２を介してキャパシタＣ２２も接続される。このため、キャパシタＣ２２は、２次電池ＢＴ１により充電され、キャパシタＣ２２の端子間電圧は、２次電池ＢＴ１の充電電圧と略等しくなる。したがって、スイッチ素子Ｑ２２のゲート電位は、キャパシタＣ２２の端子間電圧と、反転ゲート信号の電圧と、を加算した分、すなわち２次電池ＢＴ１の充電電圧と、反転ゲート信号の電圧と、を加算した分だけ、基準電位源ＧＮＤより略高い電位となる。
【００４７】
以上より、スイッチ素子Ｑ２２のゲート−ソース間電圧は、スイッチ素子Ｑ１２のゲート−ソース間電圧と同様に、反転ゲート信号の電圧と略等しくなる。このため、スイッチ素子Ｑ２２は、スイッチ素子Ｑ１２と同期してスイッチングすることとなる。
【００４８】
一方、スイッチ素子Ｑ３２のソースには、２次電池ＢＴ２および２次電池ＢＴ１を介して基準電位源ＧＮＤが接続される。このため、スイッチ素子Ｑ３２のソース電位は、２次電池ＢＴ２の充電電圧と、２次電池ＢＴ１の充電電圧と、を加算した分だけ基準電位源ＧＮＤより高い電位となる。
【００４９】
また、スイッチ素子Ｑ３２のソースには、上述のように２次電池ＢＴ１、ＢＴ２が接続されるとともに、抵抗Ｒ３２を介してキャパシタＣ３２、Ｃ２２も接続される。ここで、上述のようにキャパシタＣ２２の端子間電圧が２次電池ＢＴ１の充電電圧と略等しいため、キャパシタＣ３２は、２次電池ＢＴ２により充電され、キャパシタＣ３２の端子間電圧は、２次電池ＢＴ２の充電電圧と略等しくなる。このため、スイッチ素子Ｑ３２のゲート電位は、キャパシタＣ３２の端子間電圧と、キャパシタＣ２２の端子間電圧と、反転ゲート信号の電圧と、を加算した分、すなわち２次電池ＢＴ２の充電電圧と、２次電池ＢＴ１の充電電圧と、反転ゲート信号の電圧と、を加算した分だけ、基準電位源ＧＮＤより略高い電位となる。
【００５０】
以上より、スイッチ素子Ｑ３２のゲート−ソース間電圧は、スイッチ素子Ｑ１２、Ｑ２２のそれぞれのゲート−ソース間電圧と同様に、反転ゲート信号の電圧と略等しくなる。このため、スイッチ素子Ｑ３２は、スイッチ素子Ｑ１２、Ｑ２２と同期してスイッチングすることとなる。
【００５１】
一方、制御部２２の端子Ｙ３から出力された非反転ゲート信号は、スイッチ素子Ｑ１１のゲートに印加されるとともに、キャパシタＣ２１を介してスイッチ素子Ｑ２１のゲートに印加され、キャパシタＣ２１、Ｃ３１を介してスイッチ素子Ｑ３１のゲートに印加される。
【００５２】
ここで、スイッチ素子Ｑ１２、Ｑ２２、Ｑ３２が上述のようにスイッチングしてオン状態になると、スイッチ素子Ｑ１１のソースには基準電位源ＧＮＤが接続され、スイッチ素子Ｑ２１のソースには２次電池ＢＴ１を介して基準電位源ＧＮＤが接続され、スイッチ素子Ｑ３１のソースには２次電池ＢＴ２および２次電池ＢＴ１を介して基準電位源ＧＮＤが接続される。すると、キャパシタＣ２１は、キャパシタＣ２２と同様に、２次電池ＢＴ１により充電され、キャパシタＣ２２の端子間電圧は、２次電池ＢＴ１の充電電圧と略等しくなる。また、キャパシタＣ３１は、キャパシタＣ３２と同様に、２次電池ＢＴ２により充電され、キャパシタＣ３１の端子間電圧は、２次電池ＢＴ２の充電電圧と略等しくなる。
【００５３】
以上より、スイッチ素子Ｑ２１のゲート−ソース間電圧と、スイッチ素子Ｑ３１のゲート−ソース間電圧とは、スイッチ素子Ｑ１１のゲート−ソース間電圧と同様に、非反転ゲート信号の電圧と略等しくなる。このため、スイッチ素子Ｑ２１、Ｑ３１は、スイッチ素子Ｑ１１と同期してスイッチングすることとなる。
【００５４】
＜駆動回路１Ａの動作＞
駆動回路１Ａにおいても、上述の駆動回路１と同様に、キャパシタＣ２３、Ｃ２４のそれぞれの端子間電圧は、２次電池ＢＴ１の充電電圧と略等しくなり、キャパシタＣ３３、Ｃ３４のそれぞれの端子間電圧は、２次電池ＢＴ２の充電電圧と略等しくなる。このため、スイッチ素子Ｑ２３、Ｑ３３は、スイッチ素子Ｑ１３と同期してスイッチングし、スイッチ素子Ｑ２４、Ｑ３４は、スイッチ素子Ｑ１４と同期してスイッチングすることとなる。
【００５５】
以上によれば、クロック生成部２１から出力されるクロック信号に同期して、スイッチ素子Ｑ１１、Ｑ１４、Ｑ２１、Ｑ２４、Ｑ３１、Ｑ３４と、スイッチ素子Ｑ１２、Ｑ１３、Ｑ２２、Ｑ２３、Ｑ３２、Ｑ３３とは、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時において交互にオン状態になる。
【００５６】
また、端子Ｙ５から出力される非反転極性信号は、巻線Ｗ１の一端に印加され、端子Ｚ５から出力される反転極性信号は、巻線Ｗ１の他端に印加される。このため、クロック生成部２１から出力されるクロック信号に同期して、巻線Ｗ１の一端の電位と他端の電位とが反転する。
【００５７】
以上のセルバランス回路ＡＡでは、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時において、スイッチ素子Ｑ１１〜Ｑ１４、Ｑ２１〜Ｑ２４、Ｑ３１〜Ｑ３４が上述のようにスイッチングすると、巻線Ｗ１〜Ｗ３のそれぞれには、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの充電電圧が印加される。巻線Ｗ１に２次電池ＢＴ１の充電電圧が印加されると、巻線Ｗ１で磁束が発生し、この磁束が巻線Ｗ２および巻線Ｗ３を貫くこととなる。この磁束をΦＢ、巻線Ｗ２の巻数をＮとすると、巻線Ｗ２には、以下の式（１）に示す起電力εが発生することとなる。また、巻線Ｗ１〜Ｗ３のそれぞれの巻数は上述のように等しいため、巻線Ｗ３にも、以下の式（１）に示す起電力εが発生することとなる。
【００５８】
【数１】
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【００５９】
ここで、巻線Ｗ１で発生する磁束ΦＢは、巻線Ｗ１に印加される電圧に応じて変化する。このため、巻線Ｗ２および巻線Ｗ３に発生する起電力は、２次電池ＢＴ１の充電電圧に応じて変化することとなる。
【００６０】
巻線Ｗ２においても、上述の巻線Ｗ１と同様に、２次電池ＢＴ２の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が巻線Ｗ３および巻線Ｗ１を貫くため、巻線Ｗ３および巻線Ｗ１には、上述の式（１）で示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、巻線Ｗ３および巻線Ｗ１に発生する起電力は、２次電池ＢＴ２の充電電圧に応じて変化することとなる。
【００６１】
また、巻線Ｗ３においても、上述の巻線Ｗ１、Ｗ２と同様に、２次電池ＢＴ３の充電電圧が印加されると磁束が発生し、この磁束が巻線Ｗ１および巻線Ｗ２を貫くため、巻線Ｗ１および巻線Ｗ２には、上述の式（１）で示したものと同様の起電力が発生することとなる。そして、巻線Ｗ１および巻線Ｗ２に発生する起電力は、２次電池ＢＴ３の充電電圧に応じて変化することとなる。
【００６２】
ここで、２次電池ＢＴ１の充電電圧をＶＢＴ１、２次電池ＢＴ２の充電電圧をＶＢＴ２、巻線Ｗ１の抵抗成分をＲＷ１、巻線Ｗ２の抵抗成分をＲＷ２とする。すると、２次電池ＢＴ１の充電電圧ＶＢＴ１と２次電池ＢＴ２の充電電圧ＶＢＴ２との関係に応じて巻線Ｗ１を流れる電流ＩＷ１は、以下の式（２）のように表され、２次電池ＢＴ１の充電電圧ＶＢＴ１と２次電池ＢＴ２の充電電圧ＶＢＴ２との関係に応じて巻線Ｗ２を流れる電流ＩＷ２は、以下の式（３）のように表されることとなる。
【００６３】
【数２】
0005808563.tif 000003
【００６４】
【数３】
0005808563.tif 000004
【００６５】
２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しい場合には、上述の式（２）のように、巻線Ｗ１を電流が流れないとともに、上述の式（３）のように、巻線Ｗ２を電流が流れないため、２次電池ＢＴ１および２次電池ＢＴ２には、電流が流れない。
【００６６】
一方、２次電池ＢＴ１の充電電圧が２次電池ＢＴ２の充電電圧より低い場合には、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（２）で定まる電流が巻線Ｗ１から２次電池ＢＴ１に流れて、２次電池ＢＴ１が充電される。また、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（３）で定まる電流が２次電池ＢＴ２から巻線Ｗ２に流れて、２次電池ＢＴ２が放電される。
【００６７】
また、２次電池ＢＴ１の充電電圧が２次電池ＢＴ２の充電電圧より高い場合には、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（２）で定まる電流が２次電池ＢＴ１から巻線Ｗ１に流れて、２次電池ＢＴ１が放電される。また、２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧とが等しくなるまで、上述の式（３）で定まる電流が巻線Ｗ２から２次電池ＢＴ２に流れて、２次電池ＢＴ２が充電される。
【００６８】
上述の２次電池ＢＴ１の充電電圧と２次電池ＢＴ２の充電電圧との関係と同様に、２次電池ＢＴ２の充電電圧と２次電池ＢＴ３の充電電圧と、および、２次電池ＢＴ３の充電電圧と２次電池ＢＴ１の充電電圧と、においても、それぞれの充電電圧の関係に応じた電流が各２次電池を流れて、各２次電池が充電または放電される。そして、その結果、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの充電電圧が等しくなる。
【００６９】
以上の駆動回路１、１Ａによれば、以下の効果を奏することができる。
【００７０】
例えばスイッチ素子Ｑ１２、Ｑ２２に着目する。スイッチ素子Ｑ２２のソース電位は、２次電池ＢＴ１の充電電圧の分だけ基準電位源ＧＮＤより高い電位となる。一方、スイッチ素子Ｑ２２のゲート電位は、キャパシタＣ２２の端子間電圧と、反転ゲート信号の電圧と、を加算した分、すなわち２次電池ＢＴ１の充電電圧と、反転ゲート信号の電圧と、を加算した分だけ、基準電位源ＧＮＤより略高い電位となる。このため、スイッチ素子Ｑ２２のゲート−ソース間電圧は、スイッチ素子Ｑ１２のゲート−ソース間電圧と同様に、反転ゲート信号の電圧と略等しくなる。したがって、１つの制御信号でスイッチ素子Ｑ１２とスイッチ素子Ｑ２２とを制御することができる。よって、スイッチ素子Ｑ１１とスイッチ素子Ｑ１２とで、制御信号を生成する制御信号生成部を別個に設ける必要がないため、セルバランス回路ＡＡを小型化することができる。
【００７１】
スイッチ素子Ｑ３２と、スイッチ素子Ｑ１２、Ｑ２２と、についても、上述のスイッチ素子Ｑ１２と、スイッチ素子Ｑ２２と、と同様に、１つの制御信号で制御することができる。また、スイッチ素子Ｑ１１、Ｑ２１、Ｑ３１や、スイッチ素子Ｑ１３、Ｑ２３、Ｑ３３や、スイッチ素子Ｑ１４、Ｑ２４、Ｑ３４についても、それぞれ、１つの制御信号で制御することができる。このため、セルバランス回路ＡＡを小型化することができる。
【００７２】
また、例えばキャパシタＣ２２および抵抗Ｒ２２に着目する。キャパシタＣ２２は、抵抗Ｒ２２を介して２次電池ＢＴ１に接続されるため、キャパシタＣ２２は、２次電池ＢＴ１により充電される。このため、キャパシタＣ２２の端子間電圧を、２次電池ＢＴ１の充電電圧と略等しくすることができる。
【００７３】
キャパシタＣ２１、Ｃ２３、Ｃ２４、Ｃ３１〜Ｃ３４のそれぞれの端子間電圧についても、上述のキャパシタＣ２２と同様に、抵抗Ｒ２１、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ３１〜Ｒ３４のそれぞれにより、対応する２次電池の充電電圧と略等しくすることができる。
【００７４】
また、例えばダイオードＤ２２に着目する。ダイオードＤ２２のアノードには、スイッチ素子Ｑ２２のソースが接続され、ダイオードＤ２２のカソードには、スイッチ素子Ｑ２２のゲートが接続される。このため、スイッチ素子Ｑ２２において、ゲートからソースに電流が流れてしまうのを防止できる。
【００７５】
スイッチ素子Ｑ２１、Ｑ２３、Ｑ２４、Ｑ３１〜Ｑ３４のそれぞれにおいても、上述のスイッチ素子Ｑ２２と同様に、ダイオードＤ２１、Ｄ２３、Ｄ２４、Ｄ３１〜Ｄ３４のそれぞれにより、ゲートからソースに電流が流れてしまうのを防止できる。
【００７６】
また、以上の駆動回路１、１Ａを備えるセルバランス回路ＡＡによれば、以下の効果を奏することができる。
【００７７】
２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時において、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの充電電圧を等しくすることができる。このため、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時だけでなく放電時においても、これら２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの充電電圧を均一化させて、セルバランスを安定させることができる。
【００７８】
また、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電時および放電時においてスイッチ素子Ｑ１１〜Ｑ１４、Ｑ２１〜Ｑ２４、Ｑ３１〜Ｑ３４をスイッチングさせるため、これら２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の充電電圧に差が生じるのを抑制できるので、一時的に劣化領域に達してしまうのを防止して、これら２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の劣化を抑制できる。
【００７９】
また、スイッチ素子Ｑ１１〜Ｑ１４、Ｑ２１〜Ｑ２４、Ｑ３１〜Ｑ３４のデューティ比が５０％であるため、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３のそれぞれの充電電圧をより正確に均一化させることができる。
【００８０】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００８１】
例えば、上述の実施形態では、２次電池ＢＴ１〜ＢＴ３の３つの２次電池が直列接続されている場合ついて説明したが、これに限らない。例えば、４つの２次電池が直列接続されている場合や、５つの２次電池が直列接続されている場合に対しても、本発明の駆動回路を適用することができる。
【００８２】
また、上述の実施形態では、巻線Ｗ１〜Ｗ３のそれぞれが同一の鉄心に巻回されているものとしたが、これに限らず、例えば鉄心がないものとしてもよい。
【００８３】
また、上述の実施形態では、本発明の駆動回路を、セルバランス回路ＡＡに適用したが、これに限らず、複数のスイッチ素子を備える種々の装置に適用することができる。
【００８４】
また、上述の実施形態では、本発明の駆動回路が接続されるスイッチ素子を、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴで構成されるものとしたが、これに限らず、例えばＩＧＢＴやＢＪＴなどの他のスイッチ素子で構成してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１、１Ａ；駆動回路
２０；制御信号生成部
２１；クロック生成部
２２、２３；制御部
ＡＡ；セルバランス回路
ＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３；２次電池
Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１〜Ｃ２４、Ｃ３１〜Ｃ３４；キャパシタ
Ｄ２１〜Ｄ２４、Ｄ３１〜Ｄ３４；ダイオード
Ｑ１１〜Ｑ１４、Ｑ２１〜Ｑ２４、Ｑ３１〜Ｑ３４；スイッチ素子
Ｒ２１〜Ｒ２４、Ｒ３１〜Ｒ３４；抵抗
Ｔ；トランス
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３；巻線
【図１】
0005808563.tif 000005
【図２】
0005808563.tif 000006