(57)【要約】【課題】  電気スイッチの端子間容量に起因する電圧誤差が低減させ、電池セルの電圧をより正確に計測する電圧計測装置を提供すること。【解決手段】  サンプリングスイッチは、電池セル群７を構成する電池セルのうち、測定対象となるいずれか１又は複数の電池セルをコンデンサ２と電気的に接続させ、当該電池セルでコンデンサ２を充電させる。計測部５は、充電が終了されたコンデンサ２の電圧を測定電圧として取得し、サンプリングスイッチＳＳＷの端子間容量に起因して生じる測定電圧に対する電圧誤差が低減されるように、測定電圧を補正する。過電圧防止スイッチ６は、サンプリングスイッチＳＳＷがオンする直前にオンし、入力端子Ｔ１を接地させ、計測部５を過電圧から保護する。【選択図】      図１
2007040842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の電池セルから構成される電池セル群の電圧を計測する電圧計測装置であって、
コンデンサと、
電気スイッチから構成され、前記電池セル群を構成する電池セルのうち、測定対象となるいずれか１又は複数の電池セルと前記コンデンサとを電気的に接続させ、当該電池セルで前記コンデンサを充電させ、充電終了後、当該電池セルを前記コンデンサから切り離すサンプリングスイッチと、
前記サンプリングスイッチにより前記コンデンサと測定対象の電池セルとが電気的に切り離された後、コンデンサの電圧を計測し、この電圧を測定対象の電池セルの測定電圧として取得する計測部と、
電気スイッチから構成され、前記サンプリングスイッチにより測定対象となる電池セルと前記コンデンサとの電気的な接続が切り離された後、前記コンデンサと前記計測部の入力端子とを電気的に接続するトランスファスイッチと、
電気スイッチから構成され、前記サンプリングスイッチにより測定対象となる電池セルと前記コンデンサとが電気的に接続される直前にオンして、前記計測部の入力端子を接地させる過電圧防止スイッチとを備えることを特徴とする電圧計測装置。
【請求項２】
直列接続された複数の電池セルから構成される電池セル群の電圧を計測する電圧計測装置であって、
コンデンサと、
電気スイッチから構成され、前記電池セル群を構成する電池セルのうち、測定対象となるいずれか１又は複数の電池セルと前記コンデンサとを電気的に接続させ、当該電池セルで前記コンデンサを充電させ、充電終了後、当該電池セルを前記コンデンサから電気的に切り離すサンプリングスイッチと、
前記サンプリングスイッチにより前記コンデンサと測定対象の電池セルとが電気的が切り離された後、コンデンサの電圧を測定し、この電圧を測定対象の電池セルの測定電圧として取得する計測部と、
電気スイッチから構成され、前記サンプリングスイッチにより測定対象となる電池セルと前記コンデンサとの電気的な接続が切り離された後、前記コンデンサと前記計測部の入力端子とを電気的に接続するトランスファスイッチとを備え、
前記計測部は、前記サンプリングスイッチの端子間容量が表された等価回路を用いて、測定対象の電池セルにより充電されたコンデンサの電圧である算出測定電圧を求め、当該算出測定電圧と前記測定電圧との比率を求め、当該比率を前記測定電圧に乗じることで前記測定電圧の電圧誤差を補正することを特徴とする電圧計測装置。
【請求項３】
前記計測部は、前記サンプリングスイッチの端子間容量が表された等価回路を用いて、測定対象の電池セルにより充電されたコンデンサの電圧である算出測定電圧を求め、当該算出測定電圧と前記測定電圧との比率を求め、当該比率を前記測定電圧に乗じることで前記測定電圧の電圧誤差を補正することを特徴とする請求項１記載の電圧計測装置。
【請求項４】
前記サンプリングスイッチは、フォトカプラ又はフォトモスＦＥＴであり、
前記過電圧防止スイッチは、トランジスタであることを特徴とする請求項１又は３記載の電圧計測装置。
【請求項５】
前記サンプリングスイッチは、直列接続された電池セル群のうち、端から数えて奇数番目に位置する電池セルの正極とコンデンサの第１の電極とを接続する第１の枝路に配設されると共に、偶数番目に位置する電池セルの正極と前記第１の電極に対向する第２の電極とを接続する第２の枝路に配設され、
前記計測部は、前記算出測定電圧を、下記の式（Ａ）により算出することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の電圧計測装置。
Ｖｘ´＝（Ｃ２×Ｖｘ＋Ｃｓｓｗ×電池セルの電圧総和×ｎ）／（Ｃ２＋Ｃｓｓｗ×ｎ）・・・（Ａ）
但し
Ｖｘ´：算出測定電圧
Ｃ２：コンデンサの容量
Ｖｘ：測定対象の電池セルの測定電圧
Ｃｓｓｗ：サンプリングスイッチＳＳＷの端子間容量
ｎ：接続ノード数
接続ノード数ｎは、前記第１の電極に正の電荷が蓄えられる場合は、前記第１の枝路の総数となり、前記第２の電極に正の電荷が蓄えられる場合は、前記第２の枝路の総数となる。
【請求項６】
前記トランスファスイッチは、前記コンデンサにおいて、正の電荷が蓄えられた電極を前記入力端子側に接続させ、負の電荷が蓄えられた電極を接地側に接続させることを特徴とする請求項５記載の電圧計測装置。
【請求項７】
直列接続された複数の電池セルから構成された電池セル群と、
前記電池セル群からの電力によって駆動されるモータと、
前記電池セル群から出力された直流の電力を交流の電力に変換して前記モータに供給するインバータ部と、
請求項１〜６のいずれかに記載の電圧計測装置とを備えることを特徴とする電動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列接続された複数の電池セルから構成される電池セル群の電圧を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、ハイブリッドカー、又は電動工具等においては、動力源または補助動力源として電動モータが広く採用されており、電動モータへの電力供給源として、二次電池からなる複数の電池セルを直列接続して構成された電池セル群が広く用いられている。なお、電池セル群としては、例えば１．２Ｖのニッケル水素電池を２４０セル直列接続したものが広く知られている。このような電池セル群では、充放電過程において、各セルの温度特性や容量のバラツキ等により、いずれかの電池セルに対して過放電や過充電が発生する虞がある。そして、このような過放電や過充電を防止するためには、電池セル群全体の電圧のみならず、電池セル単体或いは所定数のセルからなる電池セルブロック毎の電圧を測定することが肝要となる。
【０００３】
電池セル群を構成する各電池セルの電圧を測定する従来の技術として、フライングキャパシタ回路（例えば、特許文献１）が知られている。図９は、特許文献１に示されたフライングキャパシタ回路の回路図を示している。図９に示すように、このフライングキャパシタ回路は、Ｎ個の電池セルが直列接続された電池セル群１００と、電池セル群１００の中からいずれか１つの電池セルを選択するセル選択スイッチ群２００，３００と、サンプリングスイッチ４００と、トランスファスイッチ６００と、Ａ／Ｄ変換器７００とを備えている。
【０００４】
図９を用いてフライングキャパシタ回路の基本的な動作を説明すると、以下のようになる。すなわち、セル選択スイッチ群２００，３００は、電池セル群１００の内のいずれか１個の電池セルを選択し、サンプリングスイッチ４００は選択された電池セルでコンデンサ５００を充電させる。充電終了後、サンプリングスイッチがオフし、トランスファスイッチ６００がオンし、Ａ／Ｄ変換器７００により充電されたコンデンサ５００の電圧がデジタル値に変換され、サンプリングスイッチ４００により選択されたセルの電圧が得られる。
【０００５】
ここで、上記セル選択スイッチ群２００，３００、サンプリングスイッチ４００、及びトランスファスイッチ６００は電気スイッチが採用され、このような電気スイッチには、必ず寄生容量が存在するため、その寄生容量の影響を受けて、いずれかの電池セルでコンデンサ５００を充電すると、充電後のコンデンサ５００の電圧である測定電圧に電圧誤差が発生するという問題がある。そして、特許文献１では、寄生容量のうち、対地間容量Ｃｓの影響による電圧誤差の問題が指摘され、その電圧誤差ΔＶは下記の式（Ｂ）によって表されている。
ΔＶ＝ΣＣｓ／Ｃ×Ｖ（ｎ−１）      （Ｂ）
【０００６】
但し、Ｃｓは対地間容量を示し、ΣＣｓはコンデンサ５００の上側電極につながっている合計（Ｎ＋１）個の対地間容量の総和を示している。そして、特許文献１では、サンプリングスイッチ４００が選択された電池セルでコンデンサ５００を充電し、サンプリングスイッチ４００がオフに遷移した後に、下側のトランスファスイッチ６０２がオンしてコンデンサの対地電位を接地電圧に引き下げ、引き続いて上側のトランスファスイッチ６０１がオンして、コンデンサ５００の電圧をＡ／Ｄ変換器７００に転送することで、対地間容量による電圧誤差の問題が解決されている。
【特許文献１】特開２００１−２０１５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、フライングキャパシタ回路においては、セル選択スイッチ群２００，３００、サンプリングスイッチ４００としては、駆動バイアスの不要なフォトカプラ又はフォトモスＦＥＴ等のフォトスイッチが使用されることが多く、このフォトスイッチでは、接地間容量は約０．５ｐＦと小さいが、端子間容量は３０〜５０ｐＦと大きいため、接地間容量よりもむしろ端子間容量の方が電圧誤差に大きな影響を与えることとなる。具体的には、セル選択スイッチ群２００，３００、及びサンプリングスイッチ４００がオンした際、オフ期間において端子間容量により蓄えられた電荷がコンデンサ５００に移動しコンデンサ５００に電圧誤差が発生する。
【０００８】
また、コンデンサ５００として０．２μＦ程度の容量を有するものを使用すると、対地間容量による電圧誤差は事実上問題のない程度に引き下げることも可能である。
【０００９】
更に、測定対象の電池セルを選択するセル選択スイッチ群２００，３００をオンした際、トランスファスイッチ６００はオフされているため、そのスイッチの端子間容量により、オンしたセル選択スイッチ群２００，３００により電池セル群１００とＡ／Ｄ変換器７００とは交流的に接続され、測定対象となる電池セルとコンデンサ５００とを通電させた際、Ａ／Ｄ変換器７００に当該電池セルの電圧に起因する過電圧が印加される事になり、場合によってはＡ／Ｄ変換器を破壊する虞がある。
【００１０】
本発明の目的は、電気スイッチの端子間容量に起因する電圧誤差を低減させ、電池セルの電圧をより正確に計測することができる電圧計測装置及び電動工具を提供することである。また、本発明の目的は、測定対象となる電池セルとコンデンサとを導通させた際に、Ａ／Ｄ変換器等の計測部に過電圧が印加されることを防止することができる電圧計測装置及び電動工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による電圧計測装置は、直列接続された複数の電池セルから構成される電池セル群の電圧を計測する電圧計測装置であって、コンデンサと、電気スイッチから構成され、前記電池セル群を構成する電池セルのうち、測定対象となるいずれか１又は複数の電池セルと前記コンデンサとを電気的に接続させ、当該電池セルで前記コンデンサを充電させ、充電終了後、当該電池セルを前記コンデンサから切り離すサンプリングスイッチと、前記サンプリングスイッチにより前記コンデンサと測定対象の電池セルとが電気的に切り離された後、コンデンサの電圧を計測し、この電圧を測定対象の電池セルの測定電圧として取得する計測部と、電気スイッチから構成され、前記サンプリングスイッチにより測定対象となる電池セルと前記コンデンサとの電気的な接続が切り離された後、前記コンデンサと前記計測部の入力端子とを電気的に接続するトランスファスイッチと、電気スイッチから構成され、前記サンプリングスイッチにより測定対象となる電池セルと前記コンデンサとが電気的に接続される直前にオンして、前記計測部の入力端子を接地させる過電圧防止スイッチとを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による電圧測定装置は、直列接続された複数の電池セルから構成される電池セル群の電圧を計測する電圧計測装置であって、コンデンサと、電気スイッチから構成され、前記電池セル群を構成する電池セルのうち、測定対象となるいずれか１又は複数の電池セルと前記コンデンサとを電気的に接続させ、当該電池セルで前記コンデンサを充電させ、充電終了後、当該電池セルを前記コンデンサから電気的に切り離すサンプリングスイッチと、前記サンプリングスイッチにより前記コンデンサと測定対象の電池セルとの電気的な接続が切り離された後、コンデンサの電圧を測定し、この電圧を測定対象の電池セルの測定測定電圧として取得する計測部と、電気スイッチから構成され、前記サンプリングスイッチにより測定対象となる電池セルと前記コンデンサとの電気的な接続が切り離された後、前記コンデンサと前記計測部の入力端子とを電気的に接続するトランスファスイッチとを備え、前記計測部は、前記サンプリングスイッチの端子間容量を表した等価回路を用いて、測定対象の電池セルにより充電されたコンデンサの電圧である算出測定電圧を求め、当該算出測定電圧と前記測定電圧との比率を求め、当該比率を前記測定電圧に乗じることで前記測定電圧の電圧誤差を補正することを特徴とする。
【００１３】
また、上記構成において、前記計測部は、前記サンプリングスイッチの端子間容量をコンデンサで表した等価回路を用いて、測定対象の電池セルにより充電されたコンデンサの電圧である算出測定電圧を求め、当該算出測定電圧と前記測定電圧との比率を求め、当該比率を前記測定電圧に乗じることで前記測定電圧の電圧誤差を補正することが好ましい。
【００１４】
また、上記構成において、前記サンプリングスイッチは、フォトカプラ又はフォトモスＦＥＴであり、前記過電圧防止スイッチは、トランジスタであることが好ましい。
【００１５】
また、上記構成において、前記サンプリングスイッチは、直列接続された電池セル群のうち、端から数えて奇数番目に位置する電池セルの正極とコンデンサの第１の電極とを接続する第１の枝路に配設されると共に、偶数番目に位置する電池セルの正極と前記第１の電極に対向する第２の電極とを接続する第２の枝路に配設され、前記計測部は、前記算出測定電圧を、下記の式（Ａ）により算出することが好ましい。
【００１６】
Ｖｘ´＝（Ｃ２×Ｖｘ＋Ｃｓｓｗ×電池セルの電圧総和×ｎ）／（Ｃ２＋Ｃｓｓｗ×ｎ）・・・（Ａ）
但し
Ｖｘ´：算出測定電圧
Ｃ２：コンデンサの容量
Ｖｘ：測定対象の電池セルの測定電圧
Ｃｓｓｗ：サンプリングスイッチＳＳＷの端子間容量
ｎ：接続ノード数
接続ノード数ｎは、前記第１の電極に正の電荷が蓄えられる場合は、前記第１の枝路の総数となり、前記第２の電極に正の電荷が蓄えられる場合は、前記第２の枝路の総数となる。
【００１７】
また、上記構成において、前記トランスファスイッチは、前記コンデンサにおいて、正の電荷が蓄えられた電極を前記入力端子側に接続させ、負の電荷が蓄えられた電極を接地側に接続させることが好ましい。
【００１８】
また、本発明による電動工具は、直列接続された複数の電池セルから構成された電池セル群と、前記電池セル群からの電力によって駆動されるモータと、前記電池セル群から出力された直流の電力を交流の電力に変換して前記モータに供給するインバータ部と、請求項１〜６のいずれかに記載の電圧計測装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明によれば、サンプリングスイッチは、電池セル群のうち、測定対象となる電池セルをコンデンサに電気的に接続させ、測定対象となる電池セルでコンデンサを充電させ、充電終了後、当該電池セルとコンデンサとを電気的に切り離す。
【００２０】
そして、トランスファスイッチは、サンプリングスイッチにより充電が終了されたコンデンサと測定対象となる電池セルとの電気的な接続が切り離された後、コンデンサと計測部の入力端子とを電気的に接続し、計測部は充電が終了されたコンデンサの電圧を計測する。これにより、測定対象となる電池セルの電圧、すなわち測定電圧が得られる。
【００２１】
また、過電圧防止スイッチは、サンプリングスイッチにより測定対象となる電池セルとコンデンサとが電気的に接続される直前にオンして、計測部の入力端子を接地側に接続させる。そのため、サンプリングスイッチがオンする際に入力端子の電圧は接地電圧となり、サンプリングスイッチがオンして測定対象となる電池セルとコンデンサとを導通させた際に、計測部の入力端子に過電圧が印加されることを防止することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明によれば、サンプリングスイッチは、電池セル群のうち、測定対象となる電池セルをコンデンサに電気的に接続させ、測定対象となる電池セルでコンデンサを充電させ、充電終了後、当該電池セルとコンデンサとを電気的に切り離す。
【００２３】
そして、トランスファスイッチは、サンプリングスイッチにより充電が終了されたコンデンサと測定対象となる電池セルとの電気的な接続が切り離された後、コンデンサと計測部の入力端子とを電気的に接続し、計測部は充電が終了されたコンデンサの電圧を計測する。これにより、測定対象となる電池セルの電圧が計測される。
【００２４】
ここで、サンプリングスイッチは電気スイッチから構成され、サンプリングスイッチをオンからオフに切り替えた際、オフ期間において端子間容量により蓄えられた電荷がコンデンサに移動するために、測定電圧に電圧誤差が発生するが、計測部は、サンプリングスイッチの端子間容量をコンデンサに置き換えた等価回路を用いて、測定対象の電池セルにより充電されたコンデンサの電圧である算出測定電圧を求め、当該算出測定電圧と測定電圧との比率を求め、求めた比率を測定電圧に乗じているため、端子間容量に起因する電圧誤差が補正され、測定対象となる電池セルの電圧を正確に算出することができる。
【００２５】
請求項３記載発明によれば、サンプリングスイッチの端子間容量に起因して生じる測定電圧の電圧誤差が低減され、測定対象となる電池セルの電圧をより正確に得ることができる。
【００２６】
請求項４記載の発明によれば、サンプリングスイッチは、フォトモスＦＥＴ又はフォトカプラから構成され、過電圧防止スイッチはトランジスタ等のスイッチで構成されているため、過充電防止スイッチの方がサンプリングスイッチよりも動作速度が速くなる。従って、サンプリングスイッチと過電圧防止スイッチとを同じタイミングでオンさせても、サンプリングスイッチがオンになったときには、過充電防止スイッチは既にオンなっているため、サンプリングスイッチがオンになったときには、計測部の入力端子は接地電圧になるため、サンプリングスイッチのオン時に発生する過電圧をより確実に防止することができる。
【００２７】
請求項５記載の発明によれば、サンプリングスイッチは、電池セル群のうち端から数えて奇数番目に位置する電池セルの正極とコンデンサの第１の電極とをつなぐ第１の枝路に配設されると共に、電池セル群のうち端から数えて偶数番目に位置する電池セルの正極とコンデンサの第２の電極とを接続する第２の枝路に配設されている。
【００２８】
そして、測定電圧を基に、測定電圧を用いてサンプリングスイッチの端子間容量で表した等価回路から得られるコンデンサの電圧が算出測定電圧として算出され、この算出測定電圧に対する測定電圧の比率が測定電圧に乗じられ、測定電圧が補正されているため、測定電圧は、サンプリングスイッチの端子間容量による電圧誤差が低減されるように精度よく補正され、測定対象となる電池セルの電圧をより正確に測定することができる。
【００２９】
請求項６記載の発明よれば、コンデンサを構成する両電極のうち、正の電荷が蓄えられる電極が計測部の入力端子側に接続され、負の電荷が蓄えられる電荷が接地側に接続されるため、入力端子には正の電圧が印加されることとなり、いずれの電池セルを測定した場合であっても、正の測定電圧を得ることができる。
【００３０】
請求項７記載の発明によれば、請求項１〜６のいずれかに記載された発明と同一の効果を奏することができる電動工具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態による電圧計測装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態による電圧計測装置を示した図面である。この電圧計測装置は、サンプリングスイッチ部１、コンデンサ２、トランスファスイッチ部３、クランプ部４、計測部５、及び過電圧防止スイッチ６を備え、電池セル群７を構成するいずれか１又は複数の電池セル７１〜７ｎの電圧を測定する。以下の説明では、１個の電池セルを測定する場合を例に挙げて説明する。
【００３２】
電池セル群７は、直列接続されたｎ個の電池セル７１〜７ｎから構成されている。電池セル７１〜７ｎは、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池、或いはニッケルカドミウム二次電池等の充電可能な二次電池である。以下、電池セル７１〜７ｎの各々を総称して呼ぶときは、セルに対して「７０」の符号を付す。
【００３３】
サンプリングスイッチ部１は、ｎ＋１個のサンプリングスイッチＳＷ１〜ＳＷｎ＋１とｎ＋１個の抵抗Ｒ１１〜Ｒ１ｎ＋１とを備えている。以下、サンプリングスイッチＳＷ１〜ＳＷｎ＋１の各々を総称して呼ぶときはサンプリングスイッチに「ＳＳＷ」の符号を付して表す。また、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１ｎ＋１の各々を総称して呼ぶときは抵抗に「Ｒ１」の符号を付して表す。
【００３４】
電池セル群７を構成する電池セル７０のうち、図１の上から数えて奇数番目に位置する電池セル７０の正極は、図１の上から数えて奇数番目に位置する第１の枝路ｅ１を介してコンデンサ２の第１の電極２１に接続され、奇数番目に位置する電池セル７０の負極は、図１の上から数えて偶数番目に位置する第２の枝路ｅ２を介してコンデンサ２の第２の電極２２に接続されている。また、電池セル群７を構成する電池セル７０のうち、図１の上から数えて偶数番目に位置する電池セル７０の正極は、第２の枝路ｅ２を介してコンデンサ２の第２の電極２２と接続され、当該電池セル７０の負極は、第１の枝路ｅ１を介してコンデンサ２の第１の電極２１と接続されている。そして、第１の枝路ｅ１と第２の枝路ｅ２の各々に対し、直列接続されたサンプリングスイッチＳＳＷと抵抗Ｒ１とが配設されている。
【００３５】
サンプリングスイッチＳＳＷとしては、駆動バイアスが不要なフォトカプラ又はフォトモスＦＥＴを採用することができる。サンプリングスイッチＳＳＷは同一構成であるため、サンプリングスイッチＳＷ１を例に挙げて説明する。図２はサンプリングスイッチＳＷ１の詳細な構成を示す回路図であり、（ａ）はフォトカプラの構成を示す回路図であり、（ｂ）はフォトモスＦＥＴの構成を示す回路図である。（ａ）に示すようにフォトカプラは発光ダイオードＬＥＤ１１、及びフォトトランジスタＴ１１から構成されている。発光ダイオードＬＥＤ１１のアノード及びカソードは計測部５に接続されている。フォトトランジスタＴ１１はコレクタが図１に示す抵抗Ｒ１１に接続され、エミッタがコンデンサ２の第１の電極２１に接続されている。
【００３６】
計測部５は、発光ダイオードＬＥＤ１１を通電し、発光ダイオードＬＥＤ１１を発光させてフォトトランジスタＴ１１を照らし、フォトトランジスタＴ１１をオンさせる。
【００３７】
（ｂ）に示すようにフォトモスＦＥＴは、発光ダイオードＬＥＤ１２、光発電セルＳ１、２個の電界効果型トランジスタＴ１２，Ｔ１３、及び２個のダイオードＤ１２，Ｄ１３を備えている。発光ダイオードＬＥＤ１２のアノード及びカソードは、計測部５に接続されている。電界効果型トランジスタＴ１２のドレインは抵抗Ｒ１１に接続され、電界効果型トランジスタＴ１３のドレインはコンデンサ２の第１の電極２１に接続されている。
【００３８】
計測部５は、発光ダイオードＬＥＤ１２を導通し、発光ダイオードＬＥＤ１２を発光させて、光発電セルＳ１を照射し、光発電セルＳ１は、電界効果型トランジスタＴ１２，Ｔ１３のゲート容量を充電し、ゲートソース間電圧を高くし、電界効果型トランジスタＴ１２，Ｔ１３をオンさせる。
【００３９】
サンプリングスイッチ部１は、計測部５の制御の下、いずれかのサンプリングスイッチＳＳＷがオンされ、電池セル７１〜７ｎのうち、測定対象の電池セル７０をコンデンサ２に接続させる。
【００４０】
トランスファスイッチ部３は、各々ＦＥＴから構成される４個のトランスファスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３４と、３個の抵抗Ｒ３１〜Ｒ３３とを備えている。トランスファスイッチＳＷ３１は、一端がコンデンサ２の第１の電極２１に接続され、他端が抵抗Ｒ３２を介して接地されている。トランスファスイッチＳＷ３２は、一端がコンデンサ２の第１の電極２１に接続され、他端が抵抗Ｒ４１に接続されている。トランスファスイッチＳＷ３３は、一端がコンデンサ２の電極２２に接続され、他端が抵抗Ｒ４１に接続されている。トランスファスイッチＳＷ３４は、一端がコンデンサ２の第２の電極２２に接続され、他端が抵抗Ｒ３１を介して接地されている。抵抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３２とは抵抗Ｒ３３を介して接続されている。
【００４１】
トランスファスイッチＳＷ３１を例に挙げてトランスファスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３４の接続関係を説明すると、トランスファスイッチＳＷ３１の一方が計測部５に接続され、他方が第１の電極２１に接続されている。
【００４２】
クランプ部４は、抵抗Ｒ４１、２個のダイオードＤ４１，Ｄ４２、及びコンデンサＣ４１を備えている。ダイオードＤ４１のカソードは電源と接続され、電源電圧ＶＣＣが印加され、アノードには抵抗Ｒ４１、ダイオードＤ４２のカソード、コンデンサＣ４１、及び計測部５の入力端子Ｔ１が接続されている。ダイオードＤ４２のアノードは接地されている。コンデンサＣ４１の一端は接地されている。ここで、電源電圧ＶＣＣの値は例えば５Ｖである。
【００４３】
ダイオードＤ４１は、クランプ用のダイオードであり、入力端子Ｔ１の電圧が、電源電圧ＶＣＣとダイオードＤ４１の順方向電圧とを加算した値を超えた場合、オンして、電源側に電流を流して入力端子Ｔ１の電圧を低下させ、計測部５に対する過電圧を防止している。
【００４４】
ダイオードＤ４２もクランプ用のダイオードであり、入力端子Ｔ１の電圧が、接地電圧よりもダイオードＤ４２の順方向電圧分低くなった場合にオンして、入力端子Ｔ１側に電流を流して入力端子Ｔ１の電圧を上昇させる。コンデンサＣ４１は、入力端子Ｔ１に印加される電圧の高周波ノイズを除去する。
【００４５】
計測部５は、Ａ／Ｄ変換機能を備えるＣＰＵと、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭと、本電圧計測装置の制御プログラムを記憶するＲＯＭ等から構成され、入力端子Ｔ１の電圧をＡ／Ｄ変換して得られた値を、測定対象となる電池セル７０の測定電圧として取得する。また、計測部５は、サンプリングスイッチＳＳＷのうち、測定対象となる電池セル７０をコンデンサ２に接続するサンプリングスイッチＳＳＷをオンさせ、当該電池セル７０によりコンデンサ２を充電させる。
【００４６】
また、計測部５は、測定対象となる電池セル７０が奇数番目に位置する電池セル７０である場合、コンデンサ２の第１の電極２１に正の電荷が貯まるため、第１の電極２１が計測部５側に接続され、第２の電極２２が接地側に接続されるように、トランスファスイッチＳＷ３２とトランスファスイッチＳＷ３４とをオンする。一方、計測部５は、測定対象となる電池セル７０が偶数番目に位置する電池セル７０である場合、コンデンサ２の第２の電極２２に正の電荷が貯まるため、第２の電極２２が計測部５側に接続され、第１の電極２１が接地側に接続されるように、トランスファスイッチＳＷ３１とトランスファスイッチＳＷ３３とをオンする。
【００４７】
更に、計測部５は、電池セル７１〜７ｎの各々の測定電圧Ｖｘを順次測定し電池セル群７の電圧総和を求め、求めた電圧総和と測定対象となる電池セル７０の測定電圧Ｖｘとを式（１）に代入し、サンプリングスイッチＳＳＷの端子間容量が表された等価回路から測定対象となる電池セル７０の測定電圧である算出測定電圧Ｖｘ´を求める。そして、算出測定電圧Ｖｘ´に対する測定電圧Ｖｘの比率に測定電圧Ｖｘを乗じ（＝Ｖｘ×（Ｖｘ／Ｖｘ´））、測定電圧Ｖｘを補正する。
Ｖｘ´＝（Ｃ２×Ｖｘ＋Ｃｓｓｗ×電池セルの電圧総和×ｎ）／（Ｃ２＋Ｃｓｓｗ×ｎ）・・・（１）
但し
Ｃ２：コンデンサ２の容量
Ｖｘ：測定対象の電池セル７０の測定電圧
Ｃｓｓｗ：サンプリングスイッチＳＳＷの端子間容量
ｎ：接続ノード数
ここで、接続ノード数ｎは、測定対象の電池セル７０が奇数番目の電池セル７０であり、コンデンサ２の第１の電極２１に正の電荷が蓄えられる場合は、第１の枝路ｅ１の総数となり、測定対象の電池セル７０が偶数番目の電池セル７０であり、コンデンサ２の第２の電極２２に正の電荷が蓄えられる場合は、第２の枝路ｅ２の総数となる。
【００４８】
また、電池セル７０の電圧総和＝Σ各電池セルの測定電圧である。
【００４９】
過電圧防止スイッチ６は、ゲートが計測部５に接続されドレインが入力端子Ｔ１に接続され、ソースが接地されたＦＥＴから構成され、計測部５の制御の下、サンプリングスイッチＳＳＷのオン時において、サンプリングスイッチＳＳＷがオンする直前にオンして入力端子Ｔ１を接地側に接続させ、入力端子Ｔ１の電圧を接地電圧に維持する。これにより、サンプリングスイッチＳＳＷのオン時に入力端子Ｔ１に発生する過電圧が防止される。
【００５０】
次に本電圧計測装置の動作について説明する。図３は、本電圧計測装置のタイミングチャートを示しており、（ａ）はサンプリングスイッチＳＳＷのオン・オフのタイミングを示し、（ｂ）はトランスファスイッチのオン・オフのタイミングを示し、（ｃ）はコンデンサの充電又は放電タイミングを示し、（ｄ）は計測部５の計測タイミングを示している。
【００５１】
以下の説明では、電池セル群７を構成する電池セル７０のうち、電池セル７１の電圧を測定する場合を例に挙げて説明する。従って、（ａ）に示すサンプリングスイッチＳＳＷは、サンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２とを示すことになる。また、サンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２以外のサンプリングスイッチＳＳＷは全てオフされているものとする。更に、初期状態において、トランスファスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３４は全てオフされているものとする。
【００５２】
まず、区間Ａにおいて、計測部５はサンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンさせる。これにより、（ｃ）に示すようにコンデンサ２は電池セル７１によって充電される。コンデンサ２への充電が終了すると、区間Ｂにおいて、計測部５はサンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオフし、コンデンサ２を電池セル７１から切り離す。なお、区間Ａの時間は、電池セル７１の容量と、コンデンサ２等によって規定される時定数とから算出される充電が終了するまでの時間に基づいて予め定められた値である。
【００５３】
区間Ｃにおいて、計測部５は、トランスファスイッチＳＷ３２，ＳＷ３４をオンさせ、コンデンサ２の電圧を測定する。区間Ｄにおいて、計測部５は、トランスファスイッチＳＷ３２，ＳＷ３４を共にオフさせ、電池セル群７と計測部５とを切り離す。区間Ｅにおいて、計測部５は、トランスファスイッチＳＷ３２，ＳＷ３４をオンさせ、コンデンサ２を放電させ、コンデンサ２の電圧をリセットし、次に測定対象となる電池セル７０でコンデンサ２を充電するための準備を行う。区間Ｆにおいて、計測部５は、トランスファスイッチＳＷ３２，ＳＷ３４をオフし、コンデンサ２を計測部５から切り離す。
【００５４】
区間Ｇにおいて、計測部５は、次に測定対象となる電池セル７０、例えば電池セル７２をコンデンサ２に接続するために、サンプリングスイッチＳＷ２，ＳＷ３をオンさせ、電池セル７２でコンデンサ２を充電させる。
【００５５】
ここで、ダイオードＤ４１の効果について説明する。ダイオードＤ４１及び過電圧防止スイッチ６が共に存在しない場合、測定対象となる電池セル７０以外の電池セル７０に接続されたサンプリングスイッチＳＳＷとトランスファスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３４とは共にオフ状態であるが、これらのスイッチはＦＥＴで構成されており、このＦＥＴの端子間容量によって、入力端子Ｔ１と測定対象以外の電池セル７０とは交流的に接続されることとなる。そのため、サンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオフからオンに移行した瞬間、入力端子Ｔ１には、電池セル７１の電圧による過電圧が発生されることとなる。
【００５６】
図４は、過電圧防止スイッチ６を省いた状態でのダイオードＤ４１による過電圧保護の効果を示すタイミングチャートであり、上段はサンプリングスイッチＳＳＷのオン・オフのタイミングを示し、下段は入力端子Ｔ１に印加される電圧を示している。
【００５７】
タイミングＴＭ１において、測定対象の電池セル７０をコンデンサ２に接続するためのサンプリングスイッチＳＳＷがオンされると、ダイオードＤ４１の存在により、入力端子Ｔ１の電圧は、電源電圧ＶＣＣにダイオードＤ４１の順方向電圧を加えた値を超えないように制限される。そのため、サンプリングスイッチＳＳＷのオン時において入力端子Ｔ１に印加される電圧は、下段に示すように、電源電圧ＶＣＣにダイオードＤ４１の順方向電圧を加えた値に制限される。
【００５８】
しかしながら、ダイオードの順方向電圧は、一般的に約０．３〜０．６Ｖであり、また、ＣＰＵへ印加できる電圧の上限値は、ＣＰＵ内部の寄生ダイオードやトランジスタ等の影響により、電源電圧ＶＣＣ＋０．３Ｖ程度であることから、ダイオードＤ４１の順方向電圧の大きさによっては、入力端子Ｔ１に印加される電圧が、計測部５に印加できる上限値を超えてしまうこともあり、この場合、計測部５を破損する虞がある。
【００５９】
そこで、本電圧計測装置は、過電圧防止スイッチ６を設け、計測部５の破損を防止している。図５は、過電圧防止スイッチ６による効果を説明するためのタイミングチャートであり、（ａ）は測定対象となる電池セル７０を接続するためのサンプリングスイッチＳＳＷのオン・オフのタイミングを示し、（ｂ）は過電圧防止スイッチ６のオン・オフのタイミングを示し、（ｃ）は入力端子Ｔ１の電圧を示している。
【００６０】
以下、測定対象となる電池セル７０を電池セル７１とした場合を例に挙げて説明する。なお、このタイミングチャートにおいて、測定対象となる電池セル７１を接続するサンプリングスイッチＳＳＷであるサンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２以外のサンプリングスイッチＳＳＷ及びトランスファスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３４は全てオフされているものとする。
【００６１】
サンプリングスイッチＳＳＷがオンされたタイミングＴＭ１において、計測部５は、サンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２にオンさせる信号を出力するのと同時に、過電圧防止スイッチ６にオンさせる信号を出力し、サンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２を共にオンさせる。ここで、サンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２はフォトスイッチにより構成され、過電圧防止スイッチ６はＦＥＴにより構成されているため、ＦＥＴよりもフォトモスＦＥＴ又はフォトカプラの方が、動作速度が速い結果、サンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２がオンしたとき、過電圧防止スイッチ６は既にオンしていることとなる。従って、サンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２のオン時において入力端子Ｔ１に流れる電流は接地側へと引き込まれ、図５（ｃ）に示すように入力端子Ｔ１の電圧は接地電圧である０Ｖを維持する。そのため、入力端子Ｔ１には図４（ｂ）に示すような過電圧が印加されず、計測部５を過電圧から保護することができる。
【００６２】
次に、サンプリングスイッチＳＳＷの端子間容量による測定電圧の電圧誤差について説明する。図６は、電池セル７１の計測時に生じる電圧誤差を説明する図面である。
【００６３】
なお、図６では、電池セル群７は、電池セル７１〜７４の４個の電池セル７０で構成されている。また、説明の便宜上、図１に示すクランプ部４、及び計測部５は省略している。更に、電池セル７１は、図１に示すように奇数番目の電池セル７０であるため、トランファスイッチＳＷ３２，ＳＷ３４は電池セル７１の電圧測定時にオンされ、トランスファスイッチＳＷ３１，ＳＷ３３はオンされることはない。従って、図６ではトランスファスイッチ部３のうち抵抗Ｒ３１のみ示し、他の抵抗Ｒ３２，Ｒ３３は省略している。
【００６４】
図６に示すコンデンサＣＳ１〜ＣＳ５は、サンプリングスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の端子間容量を示し、コンデンサＣＳ１〜ＣＳ５に付した数値は、サンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンしてコンデンサＣへの充電が終了した静電状態でのコンデンサＣＳ１〜ＣＳ５の電極間の電圧を示している。なお、これらの電圧は、コンデンサＣＳ１〜ＣＳ５の左側の電極から右側の電極に向かう方向を正としたときの電圧を示している。例えば、コンデンサＣＳ３は、−８Ｖとされているが、これは、左側の電極に対して右側の電極が８Ｖ低いことを示している。
【００６５】
そして、コンデンサＣＳ１〜ＣＳ５の静電容量を５０ｐＦ、コンデンサ２の静電容量を０．２μＦ、電池セル７１〜７４の電圧を４Ｖとして、サンプリングスイッチＳＷ１をオンしてコンデンサ２の充電が終了した静電状態において、コンデンサＣＳ１〜ＣＳ５の各電圧は、キルヒホッフの第２の法則から０Ｖ、０Ｖ、−８Ｖ、−８Ｖ、−１６Ｖとなり、コンデンサ２の電圧は４Ｖとなる。
【００６６】
次に、サンプリングスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオンからオフに切り替えたとき（なお、サンプリングスイッチＳＷ３〜ＳＷ５は終始オフ）、コンデンサ２に移動する電荷をＱ、コンデンサＣＳ１，ＣＳ３，ＣＳ５からコンデンサ２に移動する電荷Ｑ１〜Ｑ３、第１の電極２１の電圧をＶとすると、コンデンサ２の電極間の電圧を電荷Ｑとを用いて表すと、式（２）が得られる。
【００６７】
Ｖ＝４＋Ｑ／０．２μＦ        （２）
また、コンデンサＣＳ１の電極間の電圧を電荷Ｑ１とＶとを用いて表すと、式（３）が得られ、コンデンサＣＳ３の電極間の電圧を、電荷Ｑ２とＶとを用いて表すと、式（４）が得られ、コンデンサＣＳ５の電極間の電圧を、電荷Ｑ３とＶとを用いて表すと式（５）が得られる。
【００６８】
Ｖ＝１６−Ｑ１／５０ｐＦ      （３）
Ｖ＝１６−Ｑ２／５０ｐＦ      （４）
Ｖ＝１６−Ｑ３／５０ｐＦ      （５）
Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ３          （６）
また、電荷保存の法則から式（６）が成り立つため、式（２）〜（５）を式（６）に代入しＶについて解くと、式（７）が得られ、Ｖ＝４．００８９９［Ｖ］が算出される。
【００６９】
Ｖ＝（０．８μＦ＋５０ｐＦ×１６×３）／（０．２μＦ＋１５０ｐＦ）    （７）
従って、電池セル７１に対するサンプリングスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の端子間容量に起因する電圧誤差ΔＶは、ΔＶ＝４．００８９９−４．０＝８．９９［ｍＶ］と算出される。
【００７０】
図７は、電池セル７４の測定時において生じる電圧誤差を説明するための図面である。なお、図７では、電池セル群７は、図６と同様、電池セル７１〜７４の４個の電池セル７０で構成されているものとする。また、説明の便宜上、図１に示すトランスファスイッチ部３、クランプ部４、及び計測部５は省略している。電池セル７４は、図１に示すように偶数番目の電池セル７０であるため、トランファスイッチＳＷ３１，ＳＷ３３は電池セル７４の電圧測定時にオンされ、トランスファスイッチＳＷ３２，ＳＷ３４はオンされることはない。従って、図７ではトランスファスイッチ部３のうち抵抗Ｒ３２のみ示し、他の抵抗Ｒ３１，Ｒ３３は省略している。
【００７１】
サンプリングスイッチＳＷ４，ＳＷ５をオンし、サンプリングスイッチＳＷ１〜ＳＷ３をオフして、コンデンサ２を充電させ、コンデンサ２の充電が終了した静電状態において、コンデンサＣＳ１〜ＣＳ５の各電圧は、キルヒホッフの第２の法則から１６Ｖ、８Ｖ、８Ｖ、０Ｖ、０Ｖとなり、コンデンサ２の電圧は４Ｖとなる。
【００７２】
次に、サンプリングスイッチＳＷ４，ＳＷ５をオンからオフしたとき（なお、サンプリングスイッチＳＷ１〜ＳＷ３は終始オフ）、コンデンサ２に移動する電荷をＱ、コンデンサＣＳ２，ＣＳ４からコンデンサ２に移動する電荷をＱ１、Ｑ２、第２の電極２２の電圧をＶとすると、コンデンサ２の電極間の電圧を電荷Ｑと第１の電極２２の電圧Ｖとを用いて表すと、式（８）が得られる。
【００７３】
Ｖ＝４＋Ｑ／０．２μＦ        （８）
また、コンデンサＣＳ３の電極間の電圧を、電荷Ｑ１と電圧Ｖとを用いて表すと、式（９）が得られ、コンデンサＣＳ３の電極間の電圧を、電荷Ｑ２と電圧Ｖとを用いて表すと、式（１０）が得られる。
【００７４】
Ｖ＝１６−Ｑ１／５０ｐＦ      （９）
Ｖ＝１６−Ｑ２／５０ｐＦ      （１０）
Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２                （１１）
また、電荷保存の法則から式（１１）が成り立つため、式（８）〜（１０）を式（１１）に代入しＶについて解くと、式（１２）が得られ、Ｖ＝４．０００００［Ｖ］が算出される。
【００７５】
Ｖ＝（０．８μＦ＋４００ｐＦ）／（０．２μＦ＋１００ｐＦ）  （１２）
従って、電池セル７４に対するサンプリングスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の端子間容量に起因する電圧誤差ΔＶは、ΔＶ＝０．００［ｍＶ］と算出され、この場合、サンプリングスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の端子間容量に起因する電圧誤差は生じていない。
【００７６】
次に、計測部５の演算を図６に示す電圧計測回路に適用した場合について説明する。ここでは、コンデンサ２の容量Ｃ２を０．２μＦ、電池セル７１〜７４の充電電圧をそれぞれ４．１Ｖ、サンプリングスイッチ群の端子間容量を５０ｐＦ、電池セル７１の測定電圧Ｖｘを４．１０９２１８Ｖとして、式（１）を用いて算出測定電圧Ｖｘ´を算出すると、算出測定電圧Ｖｘ´は式（１３）によって表され、Ｖｘ´＝４．１２０４９５Ｖと算出される。但し、電池セル７１〜７４の電圧総和は１６．４０９２１８Ｖである。
【００７７】
Ｖｘ´＝（０．２μＦ×４．１０９２１８Ｖ＋５０ｐＦ×１６．４０９２１８Ｖ×３）／（０．２μＦ＋５０ｐＦ×３）＝４．１２０４９５Ｖ      （１３）
従って、補正後の測定電圧は、４．１０９２１８Ｖ×（４．１０９２１８Ｖ／４．１２０４９５Ｖ）＝４．０９７９Ｖとなる。この場合、測定誤差は、４．０９７９−４．１＝２．１ｍＶとなる。一方、補正しない場合の測定電圧ＶｘはＶｘ＝４．１０９２１８Ｖであるため、の電圧誤差は、４．１０９２１８−４．１＝９．２ｍＶとなる。従って、この補正により、電圧誤差が９．２ｍＶから２．１ｍＶに低減され、電池セル７１の電圧のより正確な値が算出されていることが分かる。
【００７８】
以上説明したように本実施の形態による電圧測定回路によれば、サンプリングスイッチＳＳＷは、測定対象となる電池セル７０をコンデンサ２に電気的に接続させ、測定対象となる電池セル７０でコンデンサ２を充電させ、充電終了後、当該電池セル７０とコンデンサ２とを電気的に切り離す。
【００７９】
そして、トランスファスイッチ部３は、サンプリングスイッチＳＳＷにより充電が終了されたコンデンサ２と測定対象となる電池セル７０との電気的な接続が切り離された後、コンデンサ２と計測部５の入力端子Ｔ１とを電気的に接続し、計測部５は充電が終了されたコンデンサ２の電圧を計測する。これにより、測定対象となる電池セル７０の電圧が計測される。
【００８０】
ここで、サンプリングスイッチＳＳＷはフォトカプラ又はフォトモスＦＥＴから構成され、サンプリングスイッチＳＳＷをオンからオフに切り替えた際、サンプリングスイッチＳＳＷの端子間容量による電荷がコンデンサ２に移動し、測定電圧Ｖｘには電圧誤差が生じてしまう。そこで、計測部５は、電圧誤差が低減されるように、測定電圧Ｖｘを補正するため、測定対象となる電池セル７０の電圧のより正確な値を算出することができる。
【００８１】
更に、過電圧防止スイッチ６を備えているため、サンプリングスイッチＳＳＷにより測定対象となる電池セル７０とコンデンサ２とが電気的に接続される際に、オンして、計測部５の入力端子Ｔ１が接地側に接続される。そのため、サンプリングスイッチＳＳＷがオンする際に入力端子Ｔ１の電圧は接地電圧にとなり、入力端子Ｔ１に過電圧が印加することが防止される。
【００８２】
なお、上記実施の形態では、サンプリングスイッチＳＳＷとしてフォトカプラ又はフォトモスＦＥＴを採用したが、これに限定されず、他の電気スイッチを採用してもよい。この場合、サンプリングスイッチＳＳＷに採用されるトランジスタの動作速度は、過電圧防止スイッチ６に採用されるトランジスタの動作速度よりも速くする必要がある。
【００８３】
また、トランスファスイッチＳＷ３１〜ＳＷ３４としてＦＥＴを採用したが、これに限定されず、バイポーラ型のトランジスタを採用してもよい。
【００８４】
更に、上記実施の形態では、電池セル群７のうち１つの電池セル７０を測定する場合について説明したが、これに限定されず、２以上の電池セル７０の電圧を同時に計測してもよい。この場合、計測部５は、測定する電池セル７０をコンデンサと接続するためのサンプリングスイッチＳＳＷを同時にオンすればよい。
【００８５】
次に本発明の実施の形態による電動工具について説明する。図８は本発明の実施の形態による電動工具を示した回路図を示している。この電動工具は、電池セル群７、電圧計測装置１０、インバータ部２０、及びモータ３０を備えている。なお、図１と同一のものは同一の符号を付し説明を省略する。
【００８６】
なお電動工具としては、例えば、電気ドライバ、電気のこぎり、コンプレッサ、電動式ドリル等が挙げられる。
【００８７】
電圧計測装置１０は、図１に示す電圧計測装置と同一構成である。インバータ部２０は、６個のトランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ６から構成される公知のインバータであり、電池セル群７から供給される直流の電力を三相の交流電力に変換し、モータ３０を駆動させる。モータ３０は、例えば電動工具が電気ドライバであれば、ねじを回すスティックを回転させる。
【００８８】
トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ６は、ｎチャネルの電界効果型トランジスタから構成されている。トランジスタＦＥＴ１のソース及びトランジスタＦＥＴ４のドレインと、トランジスタＦＥＴ２のソース及びトランジスタＦＥＴ５のドレインと、トランジスタＦＥＴ３のソース及びトランジスタＦＥＴ６のドレインとは、モータ３０に接続されている。
【００８９】
また、トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ６は、ゲートが計測部５と接続され、計測部５の制御の下、オン・オフする。
【００９０】
以上説明したように、本電動工具によれば、電池セル７０の電圧を正確に測定すると共に、計測部５に過電圧が印加されないような電動工具を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明によれば、電池セル群を構成する電圧の正確な値を算出することができると共に、サンプリングスイッチがオンした時に発生する過電圧を防止することができるため、電動工具等の電動機器に対して有用な電圧計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の形態による電圧計測装置を示した図面である。
【図２】サンプリングスイッチの構成を示す回路図であり、（ａ）はフォトカプラの構成を示し、（ｂ）はフォトモスＦＥＴの構成を示している。
【図３】本電圧計測装置のタイミングチャートを示しており、（ａ）はサンプリングスイッチＳＳＷのオン・オフのタイミングを示し、（ｂ）はトランスファスイッチのオン・オフのタイミングを示し、（ｃ）はコンデンサの充電又は放電タイミングを示し、（ｄ）は計測部５の計測タイミングを示している。
【図４】過電圧防止スイッチを省いた状態でのダイオードによる過電圧保護の効果を示すタイミングチャートであり、（ａ）はサンプリングスイッチのオン・オフのタイミングを示し、（ｂ）は入力端子に印加される電圧を示している。
【図５】過電圧防止スイッチによる効果を説明するためのタイミングチャートであり、（ａ）は測定対象となる電池セルを接続するためのサンプリングスイッチのオン・オフのタイミングを示し、（ｂ）は過電圧防止スイッチのオン・オフのタイミングを示し、（ｃ）は入力端子の電圧を示している。
【図６】電池セルの電圧の計測時に生じる電圧誤差を説明する図面である。
【図７】電池セルの測定時において生じる電圧誤差を説明するための図面である。
【図８】実施の形態２による電圧計測装置を電動工具等の電動機器に適用した場合の回路図を示している。
【図９】特許文献１に示されたフライングキャパシタ回路の回路図を示している。
【符号の説明】
【００９３】
１  サンプリングスイッチ部
２  コンデンサ
３  トランスファスイッチ部
４  クランプ部
５  計測部
６  過電圧防止スイッチ
７  電池セル群
１０  電圧計測装置
２０  インバータ部
２１  第１の電極
２２  第２の電極
３０  モータ
７０  電池セル
７１〜７ｎ  電池セル
Ｃ２  容量
Ｃ４１  コンデンサ
ＣＳ１〜ＣＳ５  コンデンサ
Ｄ４１，Ｄ４２  クランプダイオード
ｅ１  第１の枝路
ｅ２  第２の枝路
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６  トランジスタ
ＳＷ３１〜ＳＷ３４  トランスファスイッチ
Ｔ１  入力端子
ＴＭ１  タイミング
Ｖ  電圧
ＶＣＣ  電源電圧
Ｖｘ  測定電圧
ΔＶ  電圧誤差
【図１】
2007040842.tif 000003
【図２】
2007040842.tif 000004
【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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