(57)【要約】【課題】回路構成を簡単で安価にしながら、電池の電圧信号を組電池のグランドラインから絶縁して出力する。長期間にわたって安定して電池の電圧信号を出力する。【解決手段】車両用の電源装置は、複数の電池２を直列接続してなる組電池１の電池電圧を電圧検出回路３で検出する。電圧検出回路３は、電池２の接続点１０に一次側が接続される絶縁トランス４と、絶縁トランス４の一次側に接続しているスイッチング素子５と、スイッチング素子５をオンオフに切り換える絶縁入力回路７と、絶縁トランス４の二次側の出力電圧を検出する二次電圧検出部８とを備える。電圧検出回路３は、絶縁トランス４の一次側とスイッチング素子５の直列入力回路６を電池２の測定点に接続し、絶縁入力回路７でスイッチング素子５を所定の周期でオンオフに切り換えて、絶縁トランス４の二次側の出力電圧を二次電圧検出部８で検出して測定点の電圧を検出する。【選択図】図１
2008002983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池(2)を直列に接続してなる組電池(1)と、この組電池(1)を構成する電池(2)の電圧を検出する電圧検出回路(3)を備える車両用の電源装置であって、
電圧検出回路(3)が、電池(2)の接続点(10)に一次側が接続される絶縁トランス(4)と、この絶縁トランス(4)の一次側に直列に接続しているスイッチング素子(5)と、このスイッチング素子(5)を所定の周期でオンオフに切り換える絶縁入力回路(7)と、この絶縁入力回路(7)でスイッチング素子(5)をオンオフに切り換えて、前記絶縁トランス(4)の二次側の出力電圧を検出する二次電圧検出部(8)とを備えており、
前記絶縁トランス(4)の一次側とスイッチング素子(5)の直列入力回路(6)が、電池(2)の電圧を検出する一対の測定点に電気的に接続され、絶縁入力回路(7)がスイッチング素子(5)を所定の周期でオンオフに切り換えて、絶縁トランス(4)の二次側に一次側の入力電圧に対応する電圧を出力し、二次側の出力電圧を二次電圧検出部(8)で検出して、組電池(1)の一対の測定点の電圧を検出するようにしてなる電池(2)の電圧検出回路(3)を備える車両用の電源装置。
【請求項２】
複数の電池(2)の接続点(10)に入力スイッチ(9)を介して絶縁トランス(4)の一次側を接続してなる請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項３】
入力スイッチ(9)が、各々の電池(2)の両端を測定点として順番に直列入力回路(6)に接続されて、各々の電池(2)の電圧を検出する請求項２に記載される車両用の電源装置。
【請求項４】
絶縁入力回路(7)が、前記スイッチング素子(5)の入力側に二次側を接続している入力トランス(17)と、この入力トランス(17)の一次側に所定の周期でオンオフパルスを入力するパルス回路(18)とを備え、
パルス回路(18)が入力トランス(17)の一次側にオンオフパルスを入力して、二次側に接続しているスイッチング素子(5)を所定の周期でオンオフに切り換える請求項１に記載される車両用の電源装置。
【請求項５】
二次電圧検出部(8)が、スイッチング素子(5)のオンオフに同期して出力電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ(12)を有する請求項１に記載される車両用の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池を直列に接続している組電池の電池電圧を検出する回路を備える車両用の電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されて車両を走行させる電源装置は、出力を大きくするために出力電圧を高くする必要がある。出力がバッテリの電圧と電流の積に比例するからである。たとえば、ハイブリッドカーや電気自動車を走行させる電源装置の出力電圧は、２００Ｖ以上と極めて高い。高電圧の電源装置は、多数の二次電池を直列に接続して組電池としている。
【０００３】
以上のように、多数の電池を直列に接続している組電池は、各々の電池の過充電と過放電を防止しながら充放電することが大切である。過充電と過放電が電池の電気性能を低下させると共に、寿命を短くするからである。電池の過充電や過放電を防止するために、電池の電圧を検出して電池の充放電を制御する車両用の電源装置が開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１９９５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の電源装置は、電圧検出回路で各々の電池の電圧を検出する。この電源装置は、電池の電圧を一定の範囲に制限するように電池を充放電して、電池の過充電と過放電を防止できる。電池は電圧が高くなるまで充電すると過充電され、反対に電圧が低くなるまで放電すると過放電されるからである。電圧検出回路は、各々の電池の電圧を差動アンプに入力する。差動アンプの出力をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換し、デジタル信号から電池の電圧を検出できる。
【０００５】
この電圧検出回路は、グランドラインを組電池のいずれかの部位に接続するので、組電池から絶縁された電圧信号を出力できない。組電池のグランドラインに接続された電圧検出回路の出力を組電池の充放電の制御回路に接続すると、組電池が車両のシャーシに接続される。充放電の制御回路が、グランドラインを車両のシャーシに接続しているからである。充放電の制御回路は、車載バッテリである１２Ｖの鉛バッテリを電源としている。車載バッテリは、グランドラインであるマイナス側を車両のシャーシに接続している。したがって、電圧信号を組電池から絶縁して出力できない電圧検出回路は、組電池を車両のシャーシに接続することになる。
【０００６】
車両を走行させる組電池は、２００Ｖ以上と相当な高電圧であるから、組電池のグランドラインを車両のシャーシから絶縁して安全性を向上できる。組電池のグランドラインから絶縁されない電圧検出回路は、Ａ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換された電圧信号を、たとえばフォトカップラ等を使用して、グランドラインを切り離して絶縁して出力できる。ただ、このことは回路を相当に複雑にする欠点がある。また、フォトカップラは、発光ダイオードの光をフォトセンサで受光して電圧信号を伝送するので、光の通路にゴミや汚れがあると、出力を安定して伝送できなくなる。車両用の電源装置は、ゴミが多くて汚れやすい外的環境で使用されることから、フォトカップラを長期間にわたって、安定して信号を伝送させるのが難しい。
【０００７】
また、特許文献１に記載される電源装置は、各々の電池の電圧を差動アンプに入力して電圧を検出する。この電源装置は、各々の差動アンプの一対の入力端子間の電圧は電池電圧となってほぼ一定であるが、入力端子のグランドラインに対する電圧が次第に高くなる。このため、一対の入力端子は、高圧のバイアス電圧でシフトされた状態となる。それは、直列に接続して次第に電圧が高くなる電池の電圧を、各々の差動アンプで検出するからである。この状態で使用される差動アンプは、電源電圧の高い高価なものとなり、また、差動アンプの電源も入力端子と同じようにグランドラインから電圧シフトする必要があって、電源回路が複雑で高価になる欠点がある。
【０００８】
本発明は、これらの欠点を解消することを目的に開発されたもので、本発明の大切な目的は、回路構成を簡単で安価にしながら、電池の電圧信号を組電池のグランドラインから絶縁して出力でき、しかも長期間にわたって安定して電池の電圧信号を出力できる電圧検出回路を備える車両用の電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の車両用の電源装置は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
車両用の電源装置は、複数の電池２を直列に接続してなる組電池１と、この組電池１を構成する電池２の電圧を検出する電圧検出回路３を備える。電圧検出回路３は、電池２の接続点１０に一次側が接続される絶縁トランス４と、この絶縁トランス４の一次側に直列に接続しているスイッチング素子５と、このスイッチング素子５を所定の周期でオンオフに切り換える絶縁入力回路７と、この絶縁入力回路７でスイッチング素子５をオンオフに切り換えて、前記絶縁トランス４の二次側の出力電圧を検出する二次電圧検出部８とを備える。電圧検出回路３は、絶縁トランス４の一次側とスイッチング素子５の直列入力回路６を、電池２の電圧を検出する一対の測定点に電気的に接続し、絶縁入力回路７でスイッチング素子５を所定の周期でオンオフに切り換えて、絶縁トランス４の二次側に、一次側の入力電圧に対応する電圧を出力し、二次側の出力電圧を二次電圧検出部８で検出して、組電池１の一対の測定点の電圧を検出する。
【００１０】
本発明の車両用の電源装置は、複数の電池２の接続点１０に、入力スイッチ９を介して絶縁トランス４の一次側を接続することができる。さらに、本発明の車両用の電源装置は、入力スイッチ９が、各々の電池２の両端を測定点として順番に直列入力回路６に接続されて、各々の電池２の電圧を検出することができる。
【００１１】
本発明の車両用の電源装置は、絶縁入力回路７が、スイッチング素子５の入力側に二次側を接続している入力トランス１７と、この入力トランス１７の一次側に所定の周期でオンオフパルスを入力するパルス回路１８とを備えることができる。この電源装置は、パルス回路１８が入力トランス１７の一次側にオンオフパルスを入力して、二次側に接続しているスイッチング素子５を所定の周期でオンオフに切り換えることができる。
【００１２】
本発明の車両用の電源装置は、二次電圧検出部８が、スイッチング素子５のオンオフに同期して出力電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１２を有することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電源装置は、簡単な回路構成としながら、電池の電圧信号を組電池のグランドラインから絶縁して出力できる。それは、本発明の電源装置が、電池の測定点を絶縁トランスとスイッチング素子との直列入力回路に接続し、スイッチング素子を所定の周期でオンオフに切り換えて絶縁トランスの二次側に出力し、この出力を二次電圧検出部で検出して、電池電圧を測定するからである。この構造の電圧検出回路は、簡単な回路構造によって製造コストを安くできる。また、絶縁トランスが二次電圧検出部の入力側の電圧シフトを除去するので、測定点の電圧が基準点に対して電圧シフトしても、二次電圧検出部の電源電圧を高くする必要がなく、また電源を電圧シフトする必要もなく、二次電圧検出部とその電源を簡単な回路構成として製造コストを安くできる。
【００１４】
また、絶縁トランスの一次側と二次側の巻き線比で、一次側と二次側の電圧比を変更できるので、各々の電池電圧のみでなく、高電圧である組電池全体の総電圧を降圧して、二次電圧検出部で検出できる。
【００１５】
さらに、本発明の電源装置は、車両のようにゴミや埃が多く、しかも汚れやすい厳しい環境で使用されても、長期間にわたって安定して電池の電圧を正確に検出できる特徴も実現する。それは、絶縁トランスが、フォトカップラのように光で信号を伝達するのに代わって、一次側と二次側の巻き線比で特定される電圧比で電池電圧を二次側に出力するからである。
【００１６】
本発明の請求項２の車両用の電源装置は、複数の電池の接続点に、入力スイッチを介して絶縁トランスの一次側を接続しているので、この入力スイッチの接続状態を制御して、任意の測定点における電圧を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電源装置を例示するものであって、本発明は電源装置を以下のものに特定しない。
【００１８】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１９】
図１の車両用の電源装置は、複数の電池２を直列に接続している組電池１と、この組電池１を構成する電池２の電圧を検出する電圧検出回路３を備える。
【００２０】
電圧検出回路３は、各々の電池２の電圧、あるいは特定の測定点における電圧（例えば総電圧）を検出して、電池２の過充電と過放電を防止しながら充放電するために電源装置に装備される。図の電源装置は、各々の電池２の接続点１０の電圧を検出して、電池２の電圧を検出する。電圧検出回路３は、全ての電池２の接続点１０の電圧を検出して、全ての電池２の電圧を検出することができる。ただ、電圧検出回路は、必ずしも全ての電池の接続点の電圧を検出する必要はなく、直列に接続している複数の電池をひとつのユニットとして、ユニット間の接続点の電圧を検出して、複数の電池からなる１ユニットの電圧として検出することもできる。たとえば、５０個の電池を直列に接続しているバッテリは、好ましくは５０個の全ての電池の電圧を各々独立して電圧検出回路で検出し、あるいは２個の電池を１ユニットとして２個の電池の電圧をトータル電圧として検出することもできる。さらに、電圧検出回路は、組電池のプラス側とマイナス側の接続点の電圧を検出して、組電池の総電圧を検出することもできる。
【００２１】
組電池１の電池２は、リチウムイオン二次電池又はニッケル−水素電池である。電池を複数のリチウムイオン二次電池とする電源装置は、全ての電池の電圧を検出して、各々の電池の充放電をコントロールする。電池をニッケル−水素電池とする電源装置は、複数のニッケル水素電池を直列に接続して電池モジュールとし、電池モジュールの単位で電圧を検出する。たとえば、電池をニッケル−水素電池とする組電池は、５個のニッケル−水素電池を直列に接続して電池モジュールとし、さらに、５０個の電池モジュールを直列に接続して組電池とする。この組電池は、全体で２５０個のニッケル−水素電池を直列に接続して、出力電圧を３００Ｖとしている。ただ、ニッケル−水素電池の電池モジュールは、必ずしも５個の電池を直列に接続することなく、たとえば、４個以下、あるいは６個以上の二次電池を直列に接続することもできる。また、組電池は、必ずしも５０個の電池モジュールを直列に接続する必要はなく、これよりも少なく、あるいは多くの電池モジュールを直列に接続することができる。さらにまた、電池には、ニッケルカドミウム電池等、充電できるすべての二次電池も使用できる。
【００２２】
検出された電池２の電圧は、電池２の残容量の検出に使用され、あるいは充放電の電流を積算して演算される残容量の補正に使用され、あるいはまた、残容量が０になって完全に放電されたことを検出して、過放電される状態では放電電流を遮断し、さらに満充電されたことを検出して、過充電される状態になると充電電流を遮断するために使用される。
【００２３】
多数の電池２を直列に接続している組電池１は、同じ電流で充放電される。したがって、全ての電池２の充電量と放電量は同じになる。しかしながら、必ずしも全ての電池２の電気特性は等しく揃って変化するわけではない。とくに、充放電の繰り返し回数が多くなると、各々の電池２は劣化する程度が異なって、満充電できる容量が変化する。この状態になると、満充電できる容量の減少した電池２は、過充電されやすく、また過放電もされやすくなる。電池２は、過充電と過放電で著しく電気特性が劣化するので、満充電できる容量が減少した電池２が過充電や過放電されると急激に劣化してしまう。このため、組電池１は、多数の電池２を直列に接続しているが、全ての電池２の過充電と過放電を防止しながら、すなわち、電池２を保護しながら充放電することが大切となる。全ての電池２を保護しながら充放電するために、電圧検出回路３は、電池２の電圧を検出している。
【００２４】
電圧検出回路３は、電池２の接続点１０に入力スイッチ９を介して一次側が接続される絶縁トランス４と、この絶縁トランス４の一次側に直列に接続しているスイッチング素子５と、このスイッチング素子５を所定の周期でオンオフに切り換える絶縁入力回路７と、この絶縁入力回路７でスイッチング素子５をオンオフに切り換えて、前記絶縁トランス４の二次側の出力電圧を検出する二次電圧検出部８とを備えている。
【００２５】
この電圧検出回路３は、絶縁トランス４の一次側とスイッチング素子５の直列入力回路６に電池２の電圧を入力する。直列入力回路６に入力される直流は、スイッチング素子５のオンオフで矩形波の交流に変換されて、絶縁トランス４の一次側から二次側に矩形波として出力される。スイッチング素子５がオンオフに切り換えられる周期は、外部に耳に聞こえる騒音を発生しないように、可聴周波数よりも高く、たとえば２０ｋＨｚ以上、好ましくは２０ｋＨｚ〜１ＭＨｚとする。
【００２６】
入力スイッチ９は、測定点である各々の接続点１０の電圧を直列入力回路６に入力する。入力スイッチ９は、順番に切り換えられて、各々の電池２の電圧を順番に一定の周期で直列入力回路６に入力する。図の電圧検出回路３は、直列入力回路６のプラス側の入力端子を、入力スイッチ９を介して、全ての電池２のプラス側の測定点に接続している。また、マイナス側の入力端子は、入力スイッチ９を介して、全ての電池２のマイナス側の測定点に接続している。電圧を測定する電池２のプラス側とマイナス側に接続される一対の入力スイッチ９は、同時にオンに切り換えられて、電池２の電圧を直列入力回路６に入力する。入力スイッチ９は、直列入力回路６にひとつの電池電圧を入力して、他の電池電圧を入力しない。したがって、ひとつの電池２のプラス側とマイナス側に接続している一対の入力スイッチ９をオンに切り換えるとき、他の全ての入力スイッチ９はオフに切り変えられる。一対の入力スイッチ９は順番に切り換えられて、全ての電池電圧を直列入力回路６に入力して、電池２の電圧が順番に検出される。入力スイッチ９は、制御回路１１でオンオフに切り換えられる。
【００２７】
図の電圧検出回路３は、一対の入力スイッチ９を順番に切り換えて、各々の電池２の電圧を順番に検出する構造としているが、電圧検出回路は、必ずしも一対の入力スイッチを同時にオンオフに切り換えて、各々の電池の電圧を検出する必要はない。電圧検出回路は、複数の入力スイッチを個別にオンオフに切り換えできる構造として、任意の測定点における電圧を測定することもできる。たとえば、図１において、組電池のプラス側とマイナス側の接続点に接続された入力スイッチ（ＳＷ１とＳＷ１０）をオンに切り換え、その他の入力スイッチ（ＳＷ２〜ＳＷ９）をオフに切り換えて、総電圧を検出することができる。また、同様に、特定の入力スイッチをオン、その他の入力スイッチをオフとして、任意の測定点における電圧を検出することもできる。たとえば、２個の電池の電圧をトータル電圧として検出する場合は、電圧を検出する２個の電池のプラス側とマイナス側の接続点に接続された入力スイッチをオンに切り換え、その他の入力スイッチをオフに切り換えて、２個の電池のトータル電圧を検出する。
【００２８】
以上の電圧検出回路３は、複数の電池２の接続点１０を、入力スイッチ９を介して、絶縁トランス４の一次側とスイッチング素子５の直列入力回路６に接続している。この電圧検出回路３は、入力スイッチ９の接続状態を制御して、各々の電池２の電圧、あるいは任意の測定点における電圧を検出することができる。ただ、特定の測定点における電圧のみを検出する電圧検出回路においては、必ずしも入力スイッチを設ける必要はなく、電圧を検出する測定点を直接に直列入力回路に接続することができる。たとえば、組電池の総電圧のみを検出する電圧検出回路においては、組電池のプラス側とマイナス側の接続点を直列入力回路に接続し、この測定点における電圧を検出して、組電池の総電圧を検出することができる。
【００２９】
絶縁トランス４は、一次側と二次側を絶縁している。この絶縁トランス４は、一次側に入力される矩形波を二次側に伝送する周波数特性を有する。絶縁トランス４は、巻線比で一次側の入力電圧に対する二次側の出力電圧が特定される。絶縁トランス４の巻線比は、一次側の最大入力電圧を二次電圧検出部８で検出できる最大電圧に変換するように特定される。たとえば、電圧検出回路３が組電池１の総電圧を検出し、かつ組電池１の最大出力電圧が３００Ｖであると、一次側の最大入力電圧は３００Ｖとなる。また、二次電圧検出部８の電源電圧を１２Ｖとして、検出できる最大電圧を１０Ｖとすれば、絶縁トランス４の巻線比は３０：１とする。絶縁トランス４は、一次側の二次側に対する巻線比を大きくして、二次側の出力電圧を低くできる。
【００３０】
二次側の出力電圧は、二次電圧検出部８に入力される。二次電圧検出部８は入力されるアナログ信号である電圧信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１２を備える。このＡ／Ｄコンバータ１２は、ビット数で分解能が特定される。たとえば、１６ビットのＡ／Ｄコンバータは、１次側の入力電圧に換算して、３００Ｖの電圧を約４．５ｍＶの分解能で検出する。Ａ／Ｄコンバータの分解能は入力電圧の大きさに関係しない。したがって、ひとつの電池電圧（例えば３〜４Ｖ）を検出する場合も、電池電圧は４．５ｍＶよりも高い分解能では検出できない。したがって、電池をリチウムイオン二次電池として、この電池電圧が３〜４Ｖに変化するとき、この電圧範囲において、１６ビットのＡ／Ｄコンバータは、４．５ｍＶの分解能で電圧を検出できる。Ａ／Ｄコンバータに、さらに高分解能のものを使用して、二次電圧検出部はより正確に電池の電圧を検出できる。また、高い分解能を必要としない場合、たとえば１６ビット未満のＡ／Ｄコンバータを使用して、電池電圧をデジタル信号に変換して検出できる。
【００３１】
電圧検出回路３が組電池１の総電圧を検出しないで、各々の電池電圧のみを検出する場合、絶縁トランス４の巻線比は、小さくできる。絶縁トランス４の一次側の最大入力電圧が小さくなるからである。この場合、たとえば、一次側の最大入力電圧を５Ｖとし、二次電圧検出部の最大電圧を５Ｖとする場合、絶縁トランスの巻線比は１：１となる。この二次電圧検出部は、５Ｖのアナログ信号をデジタル信号に変換するので、８ビットのＡ／Ｄコンバータを使用して分解能を２０ｍＶにできる。したがって、ひとつの電池電圧のみを検出して総電圧を検出しない二次電圧検出部は、ビット数が少なくて安価なＡ／Ｄコンバータを使用して、電池電圧を正確に検出できる。各々の電池電圧のみを検出する二次電圧検出部は、全ての電池電圧を検出し、これを加算して組電池の総電圧を検出できる。また、二次電圧検出部の最大電圧を４Ｖする場合、絶縁トランスの巻線比は、５：４として、５Ｖの電圧が入力されるときに、二次側の出力電圧を４Ｖとする。
【００３２】
図の絶縁トランス４は、一次側と並列に、抵抗１４とコンデンサ１５の並列回路にダイオード１６を直列に接続しているリンキング防止回路１３を接続している。リンキング防止回路１３は、スイッチング素子５をオフに切り変えたとき一次側に誘導される高電圧を吸収して、矩形波の乱れを防止している。
【００３３】
スイッチング素子５は、ゲートに矩形波を入力して、オンオフに切り換えられるＦＥＴ等の半導体スイッチである。スイッチング素子５には、ＦＥＴに代わってトランジスタも使用できる。
【００３４】
スイッチング素子５は、絶縁入力回路７でオンオフに切り換えられる。図の絶縁入力回路７は、スイッチング素子５の入力側、すなわちＦＥＴのゲートに二次側を接続している入力トランス１７と、この入力トランス１７の一次側に所定の周期でオンオフパルスを入力するパルス回路１８とを備える。パルス回路１８は、パルス発生部１９と、このパルス発生部１９から出力される矩形波でオンオフに切り換えられる半導体スイッチ２０のＦＥＴとを備える。入力トランス１７は、パルス発生部１９とスイッチング素子５を絶縁して、スイッチング素子５を所定の周期でオンオフに切り換える。この絶縁入力回路７は、パルス発生部１９とスイッチング素子５を絶縁して、すなわちパルス発生部１９とスイッチング素子５のグランドラインを接続することなく、スイッチング素子５をオンオフに切り換える。
【００３５】
この絶縁入力回路７は、以下の動作をしてスイッチング素子５をオンオフに切り換える。パルス発生部１９が、半導体スイッチ２０であるＦＥＴのゲートに、ＦＥＴをオンオフに切り換えるオンオフパルスを入力する。半導体スイッチ２０がオンオフに切り換えられると、入力トランス１７の一次側に矩形波が供給される。入力トランス１７は、一方の端子を電源（５〜１２Ｖ）のプラス側に、他方を半導体スイッチ２０に接続しているので、半導体スイッチ２０がオンオフに切り換えられると、矩形波が入力される。一次側に矩形波が入力されると、入力トランス１７の二次側には、矩形波が出力される。この二次側の矩形波は、スイッチング素子５のゲートに入力されて、スイッチング素子５をオンオフに切り換える。入力トランス１７の二次側から出力される矩形波は、スイッチング素子５をオンオフに切り換えできる出力とされている。したがって、この絶縁入力回路７は、パルス発生部１９から出力される矩形波で、スイッチング素子５をオンオフに切り換える。
【００３６】
スイッチング素子５がオンオフに切り換えられて、絶縁トランス４の二次側に出力される電池２の電圧に対応する矩形波は、二次電圧検出部８に入力される。二次電圧検出部８は、絶縁トランス４の二次側に接続している入力アンプ２１と、この入力アンプ２１の出力側に接続しているＡ／Ｄコンバータ１２とを備える。Ａ／Ｄコンバータ１２は、パルス発生部１９から出力される矩形波に同期して、入力アンプ２１の出力をデジタル信号に変換する。図２は、絶縁トランス４の二次側に出力される矩形波に同期して、Ａ／Ｄコンバータ１２がデジタル信号に変換するタイミングを示している。この図に示すように、Ａ／Ｄコンバータ１２は、矩形波が平坦となるタイミング、すなわち、スイッチング素子５がオンとオフに切り換えられる中間のタイミングで、入力アンプ２１から出力される電圧をデジタル信号に変換する。図１に示す電圧検出回路３は、Ａ／Ｄコンバータ１２が入力アンプ２１の出力をサンプリングしてデジタル信号に変換するタイミングを特定するトリガーパルスを出力するＭＰＵ２２を設けている。このＭＰＵ２２は、パルス発生部１９にも矩形波の同期信号を出力している。パルス発生部１９は、ＭＰＵ２２から入力される同期信号に同期する矩形波を出力する。
【００３７】
以上の電圧検出回路３は、ＭＰＵ２２から出力される同期信号に同期してパルス発生部１９が矩形波を半導体スイッチ２０のＦＥＴに出力する。半導体スイッチ２０のＦＥＴは、この矩形波でオンオフに切り換えられる。すなわち、半導体スイッチ２０のＦＥＴは、矩形波の”Ｈｉｇｈ”でオン、矩形波の”Ｌｏｗ”でオフに切り換えられる。半導体スイッチ２０のＦＥＴがオンオフに切り換えられて、入力トランス１７の一次側に矩形波が供給される。入力トランス１７は、一次側と二次側を絶縁して、二次側に矩形波を出力する。二次側の矩形波は、スイッチング素子５のＦＥＴのゲートに入力されて、ＦＥＴをオンオフに切り換える。スイッチング素子５がオンオフに切り換えられると、直列入力回路６に入力される電池電圧が、絶縁トランス４の一次側に入力される。このとき、直列入力回路６に電池電圧を入力するように一対の入力スイッチ９がオンに切り換えられている。絶縁トランス４は、一次側に入力される直流の電池電圧を矩形波に変換して二次側に出力する。絶縁トランス４の二次側に出力される矩形波は図２に示している。この矩形波に同期して、二次電圧検出部８のＡ／Ｄコンバータ１２が矩形波の平坦な部分の電圧をデジタル信号として出力する。このデジタル信号が、絶縁トランス４の直列入力回路６に入力される電池電圧を示すものである。特定の電池電圧が検出されると、直列入力回路６に接続される一対の入力スイッチ９を切り換えて、次々と同じ動作をして、電池電圧を検出する。
【００３８】
図１に示す電圧検出回路３の絶縁入力回路７は、入力トランス１７を介してスイッチング素子５をオンオフに切り換えて、スイッチング素子５とパルス回路１８を絶縁している。ただ、絶縁入力回路は、図３に示すように、入力トランスに代わって、フォトカップラ３９を使用することもできる。図のフォトカップラ３９は、一次側である発光ダイオードをパルス回路３８の出力側に、二次側であるフォトセンサをスイッチング素子５の入力側に接続している。この絶縁入力回路３７も、フォトカップラ３９でスイッチング素子５とパルス回路３８とを絶縁しながら、パルス回路３８でスイッチング素子５を所定の周期でオンオフに切り換える。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例にかかる車両用の電源装置の回路図である。
【図２】Ａ／Ｄコンバータが入力アンプの出力をデジタル信号に変換するタイミングを示す図である。
【図３】本発明の他の実施例にかかる車両用の電源装置の回路図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…組電池
２…電池
３…電圧検出回路
４…絶縁トランス
５…スイッチング素子
６…直列入力回路
７…絶縁入力回路
８…二次電圧検出部
９…入力スイッチ
１０…接続点
１１…制御回路
１２…Ａ／Ｄコンバータ
１３…リンキング防止回路
１４…抵抗
１５…コンデンサ
１６…ダイオード
１７…入力トランス
１８…パルス回路
１９…パルス発生部
２０…半導体スイッチ
２１…入力アンプ
２２…ＭＰＵ
３７…絶縁入力回路
３８…パルス回路
３９…フォトカップラ
【図１】
2008002983.tif 000003
【図２】
2008002983.tif 000004
【図３】
2008002983.tif 000005