(57)【要約】【課題】切替スイッチとして、コスト、大きさ、耐久性、応答速度などの面で優れた半導体スイッチを用いることができるフライングキャパシタ回路及び電圧計測回路を提供する。【解決手段】単位セルＶm-1のマイナス側と、その単位セルＶm-1のマイナス側に接続されている単位セルＶmのプラス側とは、共通の切替スイッチＳmを介してコンデンサに接続される。この切替スイッチＳmは、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、直列接続された２つの電界効果トランジスタＱ１、Ｑ２から構成されている。【選択図】図２
2005017289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサと、バッテリからなる単位セルを複数個直列に接続して構成された組電池の各単位セルの両端を前記コンデンサに順次接続するための複数の切替スイッチとを備えたスイッチング回路において、
前記切替スイッチは、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、直列接続された２つの半導体スイッチを有することを特徴とするスイッチング回路。
【請求項２】
請求項１記載のスイッチング回路であって、
一の前記単位セルのマイナス側と、当該単位セルのマイナス側に接続されている二の前記単位セルのプラス側とは、共通の前記切替スイッチを介して前記コンデンサに接続されていることを特徴とするスイッチング回路。
【請求項３】
請求項１又は２記載のスイッチング回路であって、
前記半導体スイッチのオンオフを指示する制御信号を出力するロジック回路と、
前記制御信号をレベルシフトして、前記半導体スイッチのゲートに出力するレベルシフト回路とをさらに備えたことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項４】
請求項１又は２記載のスイッチング回路であって、
前記半導体スイッチのソース−ゲート間に設けた抵抗素子と、
該抵抗素子の両端に接続したドライブ用コンデンサと、
前記ドライブ用コンデンサを介して前記抵抗素子の両端に交流電圧を印加する発振回路とを備えたことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項５】
請求項４記載のスイッチング回路であって、
前記発振回路と前記ドライブ用コンデンサとの間に設けたドライブ用スイッチと、
前記ドライブ用スイッチのオンオフを指示する制御信号を出力するロジック回路とを備えたことを特徴とするスイッチング回路。
【請求項６】
請求項１〜５何れか１項記載のスイッチング回路であって、
前記切替スイッチのうち、最も高圧側にある前記単位セルのプラス側に接続されている半導体スイッチはＰｃｈ．であり、他の半導体スイッチはＮｃｈ．であることを特徴とするスイッチング回路。
【請求項７】
請求項１〜６何れか１項記載のスイッチング回路であって、
前記コンデンサの両端電圧を計測する電圧計測手段と、
前記コンデンサの両端と前記電圧計測手段との間に設けられた計測スイッチとをさらに備え、
前記計測スイッチは、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、直列接続された２つの半導体スイッチを有することを特徴とする電圧計測回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スイッチング回路及び電圧計測回路に係わり、特に、直列に接続されたバッテリの両端をコンデンサに接続するスイッチング回路及び当該スイッチング回路を備えた電圧計測回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した従来のスイッチング回路として、例えば、図５に示すようなものが提案されている（例えば、特許文献１、２）。同図に示すように、スイッチング回路は、直列に接続された複数の単位セルＶ1〜Ｖnに対して１つのコンデンサＣと、上記単位セルＶ1〜Ｖnの各両端を上記コンデンサＣの両端に順次接続するための複数の切替スイッチＳ1〜Ｓn+1とを備えている。なお、図５において単位セルＶ1〜Ｖnはそれぞれ一つのバッテリから構成されている。
【０００３】
切替スイッチＳ1〜Ｓn+1は、ｎ個の単位セルＶ1〜Ｖnに対して、（ｎ＋１）個設けられている。つまり、例えば、単位セルＶ1のプラス側と、この単位セルＶ1のプラス側に接続されている単位セルＶ2のマイナス側とは、共通の切替スイッチＳ2を介してコンデンサＣに接続されるようになっている。また、図６に示すように、各単位セルＶ1〜Ｖnの両側に２つずつ切替スイッチＳ1〜Ｓ2nを設けるスイッチング回路も提案されている（例えば特許文献３）。
【特許文献１】特開平１１−２４８７５５号公報
【特許文献２】特開２００２−１５６３９２号公報
【特許文献３】特開平１１−２４８７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５及び図６に示す従来のスイッチング回路においては、切替スイッチＳ1〜Ｓn+1、Ｓ1〜Ｓ2nとして、リレースイッチを用いていた。しかしながら、リレースイッチは、コスト、大きさ、耐久性、応答速度の面で問題がある。そのため、これらの面で優れている半導体スイッチを切替スイッチＳ1〜Ｓn+1、Ｓ1〜Ｓ2nとして用いたいという要望があった。
【０００５】
しかしながら、半導体スイッチにはソース−ドレイン間に寄生ダイオードが存在するため、切替スイッチＳ1〜Ｓn+1、Ｓ1〜Ｓ2nをオフしても、寄生ダイオードを通じて電流が流れてしまうことがあり、単位セルＶ1〜ＶnとコンデンサＣとの絶縁を完全に図ることができない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、切替スイッチとして、コスト、大きさ、耐久性、応答速度などの面で優れた半導体スイッチを用いることができるスイッチング回路及び電圧計測回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、コンデンサと、バッテリからなる単位セルを複数個直列に接続して構成された組電池の各単位セルの両端を前記コンデンサに順次接続するための複数の切替スイッチとを備えたスイッチング回路において、前記切替スイッチは、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、直列接続された２つの半導体スイッチを有することを特徴とするスイッチング回路に存する。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、切替スイッチが、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、直列接続された２つの半導体スイッチを有する。従って、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、２つの半導体スイッチを接続することにより、ソース−ドレイン方向に発生する寄生ダイオードの順方向が互いに逆向きとなる。これにより、半導体スイッチがオフのとき、寄生ダイオードを通じて電流が流れてしまうということがない。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のスイッチング回路であって、一の前記単位セルのマイナス側と、当該単位セルのマイナス側に接続されている二の前記単位セルのプラス側とは、共通の前記切替スイッチを介して前記コンデンサに接続されていることを特徴とするスイッチング回路に存する。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、一の単位セルのマイナス側と二の単位セルのプラス側とが共通の切替スイッチを介してコンデンサに接続されるスイッチング回路の場合、その共通の切替スイッチには双方向の電流を流す必要がある。そこで、切替スイッチとして、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きに接続された２つの半導体スイッチを用いることにより、双方向に電流を流すことができ、しかも、オフ時に寄生ダイオードを通じて電流が流れてしまうこともない。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のスイッチング回路であって、前記半導体スイッチのオンオフを指示する制御信号を出力するロジック回路と、前記制御信号をレベルシフトして、前記半導体スイッチのゲートに出力するレベルシフト回路とをさらに備えたことを特徴とするスイッチング回路に存する。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、ロジック回路が半導体スイッチのオンオフを指示する制御信号を出力する。レベルシフト回路が、制御信号をレベルシフトして、半導体スイッチのゲートに出力する。従って、レベルシフト回路により制御信号をレベルシフトすれば、低電圧系のロジック回路が出力する制御信号を用いて、ソースに高電圧が印加されている半導体スイッチのオンオフを制御することができ、高価なフォトＭＯＳなどを用いる必要がない。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載のスイッチング回路であって、前記半導体スイッチのソース−ゲート間に設けた抵抗素子と、該抵抗素子の両端に接続したドライブ用コンデンサと、前記ドライブ用コンデンサを介して前記抵抗素子の両端に交流電圧を印加する発振回路とを備えたことを特徴とするスイッチング回路に存する。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、発振回路からの交流電圧がドライブ用コンデンサを介して抵抗素子に印加されると、半導体スイッチのソース−ゲート間にバイアスがかかり２つの半導体スイッチをオンすることができる。以上の構成によれば、ドライブ用コンデンサにより発振回路と組電池とは直流的には絶縁することができるため、発振回路は組電池とは異なる低圧系電源を電源とすることができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のスイッチング回路であって、前記発振回路と前記ドライブ用コンデンサとの間に設けたドライブ用スイッチと、前記ドライブ用スイッチのオンオフを指示する制御信号を出力するロジック回路とを備えたことを特徴とするスイッチング回路に存する。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、ドライブ用スイッチがオンすると、発振回路からの交流電圧がドライブ用コンデンサを介して、抵抗素子に印加する。このドライブ用スイッチは、ロジック回路からの制御信号によりオンオフが制御される。以上の構成によれば、複数の切替スイッチに対して発振回路を一つにすることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５何れか１項記載のスイッチング回路であって、前記切替スイッチのうち、最も高圧側にある前記単位セルのプラス側に接続されている半導体スイッチはＰｃｈ．であり、他の半導体スイッチはＮｃｈ．であることを特徴とするスイッチング回路に存する。
【００１８】
請求項６記載の発明によれば、切替スイッチのうち、最も高電圧側にある単位セルのプラス側に接続されている切替スイッチが有する半導体スイッチはＰｃｈ．であり、他の切替スイッチが有する半導体スイッチはＮｃｈ．である。従って、Ｐｃｈ．の半導体スイッチを用いなければ、オンすることができない最高電圧側にある単位セルのプラス端子に接続される半導体スイッチ以外は、安価なＮｃｈ．の半導体スイッチを用いることができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６何れか１項記載のスイッチング回路であって、前記コンデンサの両端電圧を計測する電圧計測手段と、前記コンデンサの両端と前記電圧計測手段との間に設けられた計測スイッチとをさらに備え、前記計測スイッチは、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、直列接続された２つの半導体スイッチを有することを特徴とする電圧計測回路に存する。
【００２０】
請求項７記載の発明によれば、コンデンサと電圧計測手段との間に設けられる計測スイッチが、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、直列接続された２つの半導体スイッチを有する。従って、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、２つの半導体スイッチを接続することにより、ソース−ドレイン方向に発生する寄生ダイオードの順方向が互いに逆向きとなる。これにより半導体スイッチがオフのとき、寄生ダイオードを通じて電流が流れてしまうということがない。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、２つの半導体スイッチを接続することにより、ソース−ドレイン方向に発生する寄生ダイオードの順方向が互いに逆向きとなる。これにより、半導体スイッチがオフのとき、寄生ダイオードを通じて電流が流れてしまうということがないので、切替スイッチとして、半導体スイッチを用いることができるスイッチング回路を得ることができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、切替スイッチとして、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きに接続された２つの半導体スイッチを用いることにより、双方向に電流を流すことができ、しかも、オフ時に寄生ダイオードを通じて電流が流れてしまうことがないので、切替スイッチとして、半導体スイッチを用いることができるスイッチング回路を得ることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、レベルシフト回路により制御信号をレベルシフトすれば、低電圧系のロジック回路が出力する制御信号を用いて、ソースに高電圧が印加されている半導体スイッチのオンオフを制御することができ、高価なフォトＭＯＳなどを用いる必要がないので、コストダウンを図ったスイッチング回路を得ることができる。
【００２４】
請求項４記載の発明によれば、ドライブ用コンデンサにより発振回路と組電池とは直流的には絶縁することができるため、発振回路は組電池とは異なる低圧系電源を電源とすることができるので、構成が簡単となり安価で、かつ、高性能なスイッチング回路を得ることができる。
【００２５】
請求項５記載の発明によれば、複数の切替スイッチに対して発振回路を一つにすることができるので、構成が簡単となりコストダウンを図ったスイッチング回路を得ることができる。
【００２６】
請求項６記載の発明によれば、Ｐｃｈ．の半導体スイッチを用いなければ、オンすることができない最高電圧側にある単位セルのプラス端子に接続される半導体スイッチ以外は、安価なＮｃｈ．の半導体スイッチを用いることができるので、コストダウンを図ったスイッチング回路を得ることができる。
【００２７】
請求項７記載の発明によれば、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、２つの半導体スイッチを接続することにより、ソース−ドレイン方向に発生する寄生ダイオードの順方向が互いに逆向きとなる。これにより半導体スイッチがオフのとき、寄生ダイオードを通じて電流が流れてしまうということがないので、計測スイッチとして、半導体スイッチを用いることができる電圧計測回路を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
第１実施例
以下、第１実施例における本発明によるスイッチング回路及び電圧計測回路を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明のスイッチング回路としてのフライングキャパシタ回路を組み込んだ電圧計測回路の一実施の形態を示す回路図である。同図に示すように、電圧計測回路は、２つのバッテリからなる単位セルＶ1〜Ｖnが複数直列に接続された組電池に対して、一つのコンデンサＣを備えている。
【００２９】
また、電圧計測回路は、上記単位セルＶ1〜Ｖnの各両端を上記コンデンサＣの両端に順次接続するための複数の切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)と、この切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)と直列に接続された抵抗Ｒ11〜Ｒ1(n+1)とを備えている。切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)は、ｎ個の単位セルＶ1〜Ｖnに対して、（ｎ＋１）個設けられている。上述した切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)及びコンデンサＣがスイッチング回路を構成している。また、コンデンサＣの両端は、計測スイッチＳ21及びＳ22を介して、コンデンサＣの充電電圧を計測する計測回路１０に接続されている。
【００３０】
上述したフライングキャパシタ回路を組み込んだ電圧計測回路の動作について以下説明する。まず、図示しないロジック回路は、切替スイッチＳ11及びＳ12をオンして、単位セルＶ1の両端をコンデンサＣの両端に接続する。これにより、コンデンサＣの充電電圧は、単位セルＶ1の両端電圧に応じた値となる。次に、ロジック回路は、切替スイッチＳ11及びＳ12をオフにして、単位セルＶ1をコンデンサＣから切り離すと共に、計測スイッチＳ21及びＳ22をオンして、計測回路１０によりコンデンサＣの充電電圧を計測させる。このコンデンサＣの充電電圧を計測することにより、単位セルＶ1の両端電圧を計測することができる。
【００３１】
さらにロジック回路は、切替スイッチＳ12及びＳ13をオンして、単位セルＶ2の両端をコンデンサＣの両端に接続する。以下、ロジック回路は、上述したように切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)及び計測スイッチＳ21、Ｓ22のオンオフ制御する。そして、これにより単位セルＶ1〜Ｖnの両端を順次コンデンサＣに接続させると共に、接続によって単位セルＶ1〜Ｖnの両端電圧に応じた値となったコンデンサＣの充電電圧を計測回路１０により計測させる。
【００３２】
これらの動作から明らかなように、各単位セルＶ1〜Ｖn間に接続されている切替スイッチＳ12〜Ｓ1nは２つの単位セルＶ1〜Ｖnによって共用されている。具体的に述べると、例えば、単位セルＶ1のプラス側と、この単位セルＶ1のプラス側に接続されている単位セルＶ2のマイナス側とは、共通の切替スイッチＳ12を介してコンデンサＣに接続されるようになっている。このため、各単位セルＶ1〜Ｖn間にある切替スイッチＳ12〜Ｓ1nには、双方向の電流が流れることとなる。
【００３３】
次に、上述した切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)の詳細な構成について図２及び図３を参照して説明する。図２は、切替スイッチＳ12〜Ｓ1(n+1)のうち任意の切替スイッチＳmを示す回路図であり、図３は、最も高電圧となる単位セルＶ1のプラス側に接続されている切替スイッチＳ11を示す回路図である。
【００３４】
まず、図２を参照して、切替スイッチＳ12〜Ｓ1(n+1)について説明する。同図に示すように、切替スイッチＳmは、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、直列に接続された２つの半導体スイッチとしてのＮｃｈ．の電界効果トランジスタ（＝ＦＥＴ）Ｑ１及びＱ２から構成されている。このため、各ＦＥＴＱ１及びＱ２のソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードＤ１及びＤ２も、その順方向が互いに逆向きになる。
【００３５】
上述したＦＥＴＱ１及びＱ２のゲートは、トランジスタＴｒ１のコレクタ及び抵抗Ｒｂ間に接続されている。上記トランジスタＴｒ１のエミッタは、抵抗Ｒａ及びＲ1(m-1)を介して単位セルＶm-1のプラス側に接続されると共に、抵抗Ｒｃを介してベースと接続されている。一方、抵抗Ｒｂは、単位セルＶmのマイナス側に接続されている。
【００３６】
また、トランジスタＴｒ１のベースは、抵抗Ｒｄ及びＲｅを介してトランジスタＴｒ２のコレクタに接続される。このトランジスタＴｒ２のエミッタはグランドに接続されている。一方、ベースは抵抗Ｒｆを介して図示しないロジック回路に接続されるとともに、抵抗Ｒｇを介してエミッタに接続されている。
【００３７】
これにより、５Ｖ系のロジック回路から５Ｖの制御信号がトランジスタＴｒ２のベースに供給されると、トランジスタＴｒ２がオンする。トランジスタＴｒ２がオンすると抵抗Ｒ1(m-1)、Ｒａ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅの順に電流が流れる。このとき抵抗Ｒｃに発生する電圧により、トランジスタＴｒ１のエミッタ−ベース間にバイアスが与えられるため、トランジスタＴｒ１もオンする。
【００３８】
トランジスタＴｒ１がオンすると、ＦＥＴＱ１及びＱ２のゲートには、単位セルＶm及び単位セルＶm-1の両端電圧の合計値を、抵抗Ｒ1(m-1)、Ｒａと、抵抗Ｒｂとで分圧した電圧が印加される。これにより、ＦＥＴＱ１及びＱ２のゲートには、そのソースより高いバイアス電圧が印加され、ＦＥＴＱ１及びＱ２はオンする。以上のことから明らかなように、抵抗Ｒａ〜Ｒｇ及びトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は５Ｖの制御信号をレベルシフトして、ＦＥＴＱ１及びＱ２のゲートに印加するレベルシフト回路として働く。
【００３９】
次に、図３を参照して切替スイッチＳ11について説明する。同図に示すように、切替スイッチＳ11は、切替スイッチＳ12〜Ｓ1(n+1)と同様に、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、直列接続された２つのＰｃｈ．ＦＥＴＱ１及びＱ２から構成されている。このため、各ＦＥＴＱ１及びＱ２のソース−ドレイン間に発生する寄生ダイオードＤ１及びＤ２も、その順方向が逆向きになる。
【００４０】
上述したＦＥＴＱ１及びＱ２のゲートは、抵抗Ｒｈの一端と、抵抗Ｒｉの一端との間に接続されている。上記抵抗Ｒｈの他端は、抵抗Ｒ11を介して単位セルＶ1に接続されている。一方、抵抗Ｒｉの他端は、トランジスタＴｒ３のコレクタ−エミッタ間を介してグランドに接続されている。このトランジスタＴｒ３のベースは抵抗Ｒｊを介して図示しないロジック回路に接続されていると共に、抵抗Ｒｋを介してエミッタに接続されている。
【００４１】
これにより、５Ｖ系のロジック回路から５Ｖの制御信号がトランジスタＴｒ３のベースに供給されると、トランジスタＴｒ３がオンする。トランジスタＴｒ３がオンすると、ＦＥＴＱ１及びＱ２のゲートには、単位セルＶ1のプラス側の電圧を抵抗Ｒ11、抵抗Ｒｈと、抵抗Ｒｉとで分圧した電圧が印加される。これにより、ＦＥＴＱ１及びＱ２のゲートには、そのソースより低いバイアス電圧が印加され、ＦＥＴＱ１及びＱ２がオンする。以上のことから明らかなように、抵抗Ｒｈ〜Ｒｋ及びトランジスタＴｒ３は５Ｖの制御信号をレベルシフトして、ＦＥＴＱ１及びＱ２のゲートに印加するレベルシフト回路として働く。
【００４２】
以上のフライングキャパシタ回路を組み込んだ電圧計測回路によれば、切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)は、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、直列接続された２つのＦＥＴＱ１及びＱ２からそれぞれ構成されている。従って、切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)としてＦＥＴを用いれば双方向に電流を流すことができる。
【００４３】
しかも、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、２つのＦＥＴＱ１及びＱ２を接続することにより、ソース−ドレイン方向に発生する寄生ダイオードＤ１及びＤ２の順方向が互いに逆向きとなる。これによりＦＥＴＱ１及びＱ２がオフのとき、寄生ダイオードＤ１及びＤ２を通じて、オン時における電流方向と逆方向に電流が流れてしまうことも防止することができ、切替スイッチとして、コスト、大きさ、耐久性、応答速度などが優れた半導体スイッチであるＦＥＴＳ11〜Ｓ1(n+1)を用いることができる。
【００４４】
また、上述した電圧計測回路によれば、レベルシフト回路により制御信号をレベルシフトしてＦＥＴＱ１及びＱ２のゲートに印加している。このレベルシフト回路により、５Ｖ系のロジック回路が出力する制御信号を用いて、高電圧にソースが接続されたＦＥＴＱ１及びＱ２のオンオフを制御することができ、高価なフォトＭＯＳなどを用いる必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【００４５】
ところで、切替スイッチＳ11のＦＥＴＱ１及びＱ２は最も高電圧である単位セルＶ1のプラス側に接続されているため、ゲートにソースより高い電圧を印加することができず、Ｎｃｈ．ＦＥＴを用いることができない。そこで、上述した電圧計測回路のように、最も高電圧側にある単位セルＶ1のプラス側に接続されている切替スイッチＳ11が有するＦＥＴＱ１及びＱ２を高価なＰｃｈ．ＦＥＴとし、他の切替スイッチＳ12〜Ｓ1(n+1)はＮｃｈ．ＦＥＴとすれば、コストダウンを図ることができる。
【００４６】
さらに、上述したように、計測スイッチＳ21及びＳ22としてもＦＥＴＱ１及びＱ２を用いることにより、計測スイッチＳ21及びＳ22に双方向電流を流すことができる。しかも、切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)と同様に、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きになるように、２つのＦＥＴＱ１及びＱ２を接続することにより、ソース−ドレイン方向に発生する寄生ダイオードＤ１及びＤ２の順方向が互いに逆向きとなる。これによりＦＥＴＱ１及びＱ２がオフであっても逆方向に電流が流れてしまうことも防止することができる。
【００４７】
なお、上述した実施の形態では、切替スイッチＳ11及びＳ1(n+1)についても、ソース−ドレイン方向が互いに逆向きとなるように直列接続した２つのＦＥＴＱ１及びＱ２を用いていた。しかしながら、切替スイッチＳ11及びS1(n+1)には、単方向の電流しか流れないため、トランジスタなどの単方向スイッチを用いることも考えられる。
【００４８】
第２実施例
次に、第２実施例における本発明によるスイッチング回路及び電圧計測回路を、図面に基づいて説明する。図４は、本発明のスイッチング回路としてのフライングキャパシタ回路を組み込んだ電圧計測回路の一実施の形態を示す回路図である。なお、同図において、図１〜図３について上述した第１実施例と同等の部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４９】
第１実施例と異なる点は、切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)のドライブ回路である。第１実施例では、組電池の電圧を分圧して切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)を構成するＦＥＴＱ１、Ｑ２のゲート電圧を得ていたが、第２実施形態では以下のように構成している。図４に示すように、ＦＥＴＱ１、Ｑ２のドライブ回路は、このＦＥＴＱ１及びＱ２のゲート−ソース間に設けられた抵抗Ｒｄｒ（＝抵抗素子）と、この抵抗Ｒｄｒの両端に設けられたコンデンサＣｒ１及びＣｒ２（＝ドライブ用コンデンサ）と、コンデンサＣｒ１及びＣｒ２を介して抵抗Ｒｄｒの両端に交流電圧を印加する発振回路２０とを備えている。
【００５０】
また、ドライブ回路は、発振回路２０とコンデンサＣｒ２との間に設けたドライブ用スイッチＳＷと、このドライブ用スイッチＳＷのオンオフを指示する制御信号を出力するロジック回路３０とを備えている。
【００５１】
上述した構成の電圧計測装置のドライブ回路の動作を以下説明する。上述した発振回路２０は、常時発振して、交流電圧を出力している。今、ロジック回路３０がドライブ用スイッチＳＷに制御信号を出力すると、ドライブ用スイッチＳＷがオンして、抵抗Ｒｄｒの両端に発振回路２０からの交流電圧が印加される。これによりＦＥＴＱ１及びＱ２のソース−ゲート間にバイアスがかかり２つのＦＥＴＱ１及びＱ２をオンすることができる。一方、ロジック回路３０がドライブ用スイッチＳＷに対する制御信号の出力を停止すると、ドライブ用スイッチＳＷがオフして、交流電圧の供給経路が断たれるため、ＦＥＴＱ１及びＱ２がオフする。
【００５２】
以上の構成によれば、コンデンサＣｒ１及びＣｒ２により発振回路２０と組電池とは直流的に絶縁することができるため、発振回路２０や、ロジック回路３０は組電池とは異なる例えば５Ｖ系の低電圧源を電源とすることができる。このため、例えば、発振回路２０とコンデンサＣｒ２との間に設けたドライブ用スイッチＳＷも高耐圧が不要であり、安全な装置を安価に得ることができる。
【００５３】
また、抵抗Ｒｄｒに印加する交流電圧をオンオフするドライブ用スイッチＳＷと、このドライブ用スイッチＳＷを制御するロジック回路３０とを設けることにより、複数の切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)に対して発振回路２０を一つにすることができ、各切替スイッチＳ11〜Ｓ1(n+1)に対して各々発振回路２０を設ける必要がない。このため、構成が簡単となり、コストダウンを図ることができる。
【００５４】
なお、第２実施例としては、さらに、抵抗Ｒｄｒと並列にコンデンサを設けることも考えられる。このような構成にすることにより、抵抗Ｒｄｒとコンデンサとがフィルタとして働き、ノイズなどによって不用意にＦＥＴＱ１及びＱ２がオンしてしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施例における本発明のスイッチング回路としてのフライングキャパシタ回路を組み込んだ電圧計測回路を示す回路図である。
【図２】図１の電圧計測回路を構成する切替スイッチＳ12〜Ｓ1(n+1)を示す詳細回路図である。
【図３】図１の電圧計測回路を構成する切替スイッチＳ11を示す詳細回路図である。
【図４】第２実施例における本発明のスイッチング回路としてのフライングキャパシタ回路を組み込んだ電圧計測回路を示す回路図である。
【図５】従来のフライングキャパシタ回路の一例を示す回路図である。
【図６】従来のフライングキャパシタ回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｃ  コンデンサ
Ｃｒ１、Ｃｒ２  ドライブ用コンデンサ
Ｓ11〜Ｓ1(n+1)  切替スイッチ
Ｓ21、Ｓ22  計測スイッチ
Ｓ211〜Ｓ21n  計測スイッチ
Ｓ221〜Ｓ22n  計測スイッチ
ＳＷ  ドライブ用スイッチ
Ｖ1〜Ｖn  単位セル
Ｑ１、Ｑ２  電界効果トランジスタ（半導体スイッチ）
Ｒｄｒ  抵抗素子
２０  発振回路
３０  ロジック回路
【図１】
2005017289.tif 000003
【図２】
2005017289.tif 000004
【図３】
2005017289.tif 000005
【図４】
2005017289.tif 000006
【図５】
2005017289.tif 000007
【図６】
2005017289.tif 000008