(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を均等化する電圧バランス回路において、
コンデンサと、
直列に接続された複数の蓄電回路から選択した蓄電回路に前記コンデンサを並列に接続し、該選択した蓄電回路から該コンデンサに充放電させる第１の接続部と、
前記充放電されたコンデンサを前記選択した蓄電回路とは異なる他の選択した蓄電回路に並列に接続し、該充放電されたコンデンサから該他の選択した蓄電回路に充放電させる第２の接続部と、を備え、
前記第１の接続部及び前記第２の接続部を、前記各蓄電回路の一方の電極と他方の電極との間に直列に接続された第１のスイッチ及び第２のスイッチから構成し、
前記各蓄電回路の一方の電極と他方の電極との間にそれぞれ直列に接続された第１のスイッチ及び第２のスイッチの接続点間に前記コンデンサの一端を接続し、前記コンデンサの他端を共通に接続した、
ことを特徴とする電圧バランス回路。
【請求項２】
前記選択した蓄電回路に前記複数のコンデンサを並列に接続する処理と前記他の選択した蓄電回路に該複数のコンデンサを並列に接続する処理とを繰り返す制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載の電圧バランス回路。
【請求項３】
前記直列に接続された複数の蓄電回路における各蓄電回路は、１又は複数個の二次電池を含むことを特徴とする請求項１に記載の電圧バランス回路。
【請求項４】
前記直列に接続された複数の蓄電回路における各蓄電回路は、１又は複数個のコンデンサを含むことを特徴とする請求項１に記載の電圧バランス回路。
【請求項５】
直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を検出するための電圧検出用回路において、
第１のコンデンサと、
第２のコンデンサと、
前記複数の蓄電回路から１つの蓄電回路を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧で前記第１のコンデンサを充電する充電部と、
前記第１のコンデンサと前記第２コンデンサとを直列に接続し、前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第１のコンデンサと前記第２コンデンサとに印加する電圧印加部と、
前記選択した蓄電回路の両極間の電圧検出用として前記第２のコンデンサの両端に接続された測定端子対と、
を備えることを特徴とする電圧検出用回路。
【請求項６】
前記選択した蓄電回路に関し、前記第１のコンデンサに充電する処理と前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第１のコンデンサと前記第２コンデンサとに印加する処理とを繰り返す制御部を備えることを特徴とする請求項５に記載の電圧検出用回路。
【請求項７】
前記充電部を、
一端が前記各蓄電回路の前記一方の電極に接続されるとともに他端が前記各第１のコンデンサの一方の電極にそれぞれ接続された複数の第１のスイッチと、
一端が前記複数の第１のコンデンサの他方の電極に共通に接続されるとともに、他端が基準電位を設定するノードに接続された充電用スイッチと、
前記選択した蓄電回路に一端が接続された前記第１のスイッチと前記充電用スイッチとをオンさせる制御部とから構成した、ことを特徴とする請求項５に記載の電圧検出用回路。
【請求項８】
前記第２のコンデンサの一方の電極を、前記充電用スイッチの他端に接続し、
前記電圧印加部を、
一端が前記各蓄電回路の前記他方の電極に接続されるとともに他端が前記各第１のコンデンサの一方の電極にそれぞれ接続された複数の第２のスイッチと、
一端が前記複数の第１のコンデンサの他方の電極に共通に接続されるとともに、他端が前記第２のコンデンサの他方の電極に接続された電圧印加用スイッチと、
前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第１のコンデンサと前記第２コンデンサとに印加する際には、前記複数の第１のスイッチと前記充電用スイッチとをオフさせ、該選択した蓄電回路に一端が接続された前記第２のスイッチと前記電圧印加用スイッチとをオンさせる制御部とから構成した、
ことを特徴とする請求項５に記載の電圧検出用回路。
【請求項９】
前記各蓄電回路は、１又は複数個の二次電池を含むことを特徴とする請求項５に記載の電圧検出用回路。
【請求項１０】
前記各蓄電回路は、１又は複数個のコンデンサを含むことを特徴とする請求項５に記載の電圧検出用回路。
【請求項１１】
直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を検出するための電圧検出用回路において、
直列に接続された複数の蓄電回路から１つの蓄電回路を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧を検出する端子電圧検出部と、
電圧の測定が可能な測定端子対と、
前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を検出し、該他方の電極の電圧と前記端子電圧検出部で検出した電圧との間の差分電圧を、該選択した蓄電回路の両極間の電圧として前記測定端子対間に示す電圧検出部と、
を備えることを特徴とする電圧検出用回路。
【請求項１２】
前記端子電圧検出部を、前記各蓄電回路の前記一方の電極に一端がそれぞれ接続された複数の第１のスイッチで構成し、
前記測定端子対のうちの一方の測定端子を、基準電位を設定するノードに接続し、
前記電圧検出部を、前記各第１のスイッチの他端と前記各蓄電回路の他方の電極との間にそれぞれ接続された複数の第２のスイッチと、一方の電極が該各第１のスイッチと該各第２のスイッチとのノードに接続されるとともに他方の電極が前記測定端子対のうちの他方の測定端子に共通に接続された、該各蓄電回路に対応する複数のコンデンサと、該測定端子対間に接続された第３のスイッチと、前記差分電圧を前記測定端子対間に示す際に、該選択した蓄電回路に接続された該第１のスイッチと該第３のスイッチとをオンさせて該選択した蓄電回路に対応する該コンデンサを充電し、該第１のスイッチと該第３のスイッチとをオフさせた後に、該選択した蓄電回路に接続された第２のスイッチをオンさせる制御部とから構成した、
ことを特徴とする請求項１１に記載の電圧検出用回路。
【請求項１３】
前記端子電圧検出部と前記電圧検出部とから前記各蓄電回路の両極間の電圧を測定するために、前記直列に接続された複数の蓄電回路を順にスキャンして各蓄電回路ごとに前記差分電圧を前記測定端子対間に示すことを特徴とする請求項１１に記載の電圧検出用回路。
【請求項１４】
前記各蓄電回路は、１又は複数個の二次電池を含むことを特徴とする請求項１１に記載の電圧検出用回路。
【請求項１５】
前記各蓄電回路は、１又は複数個のコンデンサを含むことを特徴とする請求項１１に記載の電圧検出用回路。
【請求項１６】
直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を均等化する電圧バランス方法であって、
前記直列に接続された複数の蓄電回路のうちの各蓄電回路の一方の電極と他方の電極との間に直列に接続された第１のスイッチ及び第２のスイッチを制御して、
前記第１のスイッチ及び第２のスイッチのそれぞれの接続点間に一端が接続され、他端が共通に接続された複数のコンデンサの前記各一端を、前記複数の蓄電回路の一方の電極にそれぞれ接続して前記複数の蓄電回路から、直列接続された蓄電回路を選択し、該選択した蓄電回路から該複数のコンデンサに充放電させるステップと、
前記充放電された複数のコンデンサの各一端を、前記複数の蓄電回路の他方の電極にそれぞれ接続して前記複数の蓄電回路から、前記選択した蓄電回路とは異なる直列接続された他の蓄電回路を選択し、前記充放電された複数のコンデンサから前記他の選択した蓄電回路に充放電させるステップと、
を備えることを特徴とする電圧バランス方法。
【請求項１７】
直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を検出する電圧検出方法であって、
前記複数の蓄電回路から１つの蓄電回路を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧で前記第１のコンデンサを充電するステップと、
第１のコンデンサと第２コンデンサとを直列に接続し、前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第１のコンデンサと前記第２コンデンサとに印加するステップと、
前記第２のコンデンサの両端に印加された電圧を、前記選択した蓄電回路の両極間の電圧として検出するステップと、
を備えることを特徴とする電圧検出方法。
【請求項１８】
直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を検出する電圧検出方法において、
直列に接続された複数の蓄電回路から１つの蓄電回路を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧を検出するステップと、
前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を検出し、該他方の電極の電圧と前記検出した電圧との間の差分電圧を、該選択した蓄電回路の両極間の電圧として測定端子対間に示すステップと、
前記測定端子対の両端で各蓄電回路の両極間の電圧を検出するステップと、
を備えることを特徴とする電圧検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直列に接続された複数の二次電池の各両極間の電圧、或いは直列に接続された複数のコンデンサの各充電電圧を均等化する電圧バランス回路、各二次電池或いは各コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出用回路、電圧バランス方法及び電圧検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直列に接続された複数の二次電池は、何度も充放電が繰り返されると、二次電池の充電電圧にアンバランスが生じる。即ち、各二次電池の充電電圧が等しくならない現象が発生する。各二次電池の充電電圧が極端に不均一になると、高い電圧で十分に充電された二次電池と、充電電圧が低くて充電不足の二次電池とが存在することになる。充電不足の二次電池の電池を充電するために、直列の複数の二次電池全体を再度充電すると、十分に充電されていた二次電池は過充電になってしまう。二次電池が過充電になると、その電池の寿命は短くなってしてしまう。また、充電不足の二次電池が放電されると、充電不足の二次電池は過放電となる。過放電になると、それ以上の放電ができなくなる。従って、電圧アンバランスが発生すると、全体の容量が減るばかりでなく、電池の寿命にも影響が出てしまい、全体として満足のいく能力を発揮できない。
【０００３】
このような電圧アンバランスを防ぐためには、二次電池の電圧を監視する電圧検出用回路及び監視結果に基づき二次電池を充放電する充放電回路とを二次電池ごとに設けたり、次の図９に示す電圧バランス回路を設けたりする必要があった。
【０００４】
しかしながら、従来の電圧バランス回路には、次のような課題がある。
図９は、従来の二次電池の電圧バランス回路の回路図である。
この電圧バランス回路１０は、直列に接続された３個の二次電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の充電電圧を均等化するものである。電圧バランス回路１０は、３個のツェナーダイオード１１，１２，１３で構成されている。ツェナーダイオード１１のカソードは二次電池Ｂ１の正極に接続されている。ツェナーダイオード１１のアノードは、二次電池Ｂ１の負極と二次電池Ｂ２の正極との接続点Ｎ１に接続されている。ツェナーダイオード１２のカソードは、接続点Ｎ１に接続されている。ツェナーダイオード１２のアノードは、二次電池Ｂ２の負極と二次電池Ｂ３の正極との接続点Ｎ２に接続されている。ツェナーダイオード１３のカソードは、接続点Ｎ２に接続されている。ツェナーダイオード１３のアノードは、二次電池Ｂ３の負極に接続されている。
【０００５】
対応する二次電池Ｂ１の電圧がツェナーダイオード１１の降伏点を超えていればツェナーダイオード１１に電流が流れて、二次電池Ｂ１は放電する。二次電池Ｂ１の電圧がツェナーダイオード１１の降伏点を越えていなければ電流は流れず、二次電池Ｂ１は充電される。各ツェナーダイオード１２，１３についても、同様である。即ち、対応する二次電池Ｂ２，Ｂ３の電圧が降伏点よりも高ければ各ツェナーダイオード１２，１３に電流が流れて、二次電池Ｂ２，Ｂ３は放電する。降伏点を越えていなければ各ツェナーダイオード１２，１３に電流は流れず、二次電池Ｂ２，Ｂ３は充電される。よって、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電電圧が均等化する。
【０００６】
一方、直列に接続された各コンデンサの電圧を均等化する場合、コンデンサの電圧を監視するための電圧検出用回路及び監視結果に基づき充放電する充放電回路とをコンデンサごとに設ける。または、次の図１０に示すように、電圧バランス回路を設ける必要があった。
【０００７】
この電圧バランス回路２０は、直列に接続された３個のコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の充電電圧を均等化するものである。電圧バランス回路２０は、各コンデンサＣ１〜Ｃ３にそれぞれ並列に接続された３個の抵抗２１，２２、２３で構成されている。抵抗２１〜２３の抵抗値は等しい。抵抗２１〜２３で分圧された電圧は、コンデンサＣ１〜Ｃ３の接続ノードに印加される。よって、コンデンサＣ１〜Ｃ３の充電電圧は均等化される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の図９の電圧バランス回路１０では、各ツェナーダイオード１１〜１３に電流が流れることで、各二次電池Ｂ１〜Ｂ３の過充電が防止される。ところが、３個のツェナーダイオード１１〜１３に同時に電流が流れたときには、その電流によってロスが発生し、効率が低下する。また、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の充電電圧が各ツェナーダイオード１１〜１３の降伏電圧で決まるので、ツェナーダイオード１１〜１３の精度によって、充電電圧がばらつくことがあった。
【０００９】
一方、図１０の電圧バランス回路２０では、抵抗２１〜２３に常時電流が流れるので、ロスが発生する。
【００１０】
また、各二次電池Ｂ１〜Ｂ３或いは各コンデンサＣ１〜Ｃ３ごとに、その充電電圧を検出する電圧検出用回路を設ける場合には、回路規模が大きくなる。
【００１１】
本発明は、ロスを少なくすることが可能な電圧バランス回路及び電圧バランス方法を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、直列に接続された各二次電池、各コンデンサのような蓄電回路の各両極間の電圧を検出する電圧検出用回路の構成を簡素化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る電圧バランス回路は、
直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を均等化する電圧バランス回路において、
コンデンサと、
直列に接続された複数の蓄電回路から選択した蓄電回路に前記コンデンサを並列に接続し、該選択した蓄電回路から該コンデンサに充放電させる第１の接続部と、
前記充放電されたコンデンサを前記選択した蓄電回路とは異なる他の選択した蓄電回路に並列に接続し、該充放電されたコンデンサから該他の選択した蓄電回路に充放電させる第２の接続部と、を備え、
前記第１の接続部及び前記第２の接続部を、前記各蓄電回路の一方の電極と他方の電極との間に直列に接続された第１のスイッチ及び第２のスイッチから構成し、
前記各蓄電回路の一方の電極と他方の電極との間にそれぞれ直列に接続された第１のスイッチ及び第２のスイッチの接続点間に前記コンデンサの一端を接続し、前記コンデンサの他端を共通に接続したことを特徴とする。
【００１４】
なお、前記選択した蓄電回路に前記複数のコンデンサを並列に接続する処理と前記他の選択した蓄電回路に該複数のコンデンサを並列に接続する処理とを繰り返す制御部を備えてもよい。
【００１５】
前記直列に接続された複数の蓄電回路における各蓄電回路は、１又は複数個の二次電池を含んでもよい。
【００１６】
また、前記直列に接続された複数の蓄電回路における各蓄電回路は、１又は複数個のコンデンサを含んでもよい。
【００１７】
また、この本発明の第２の観点に係る電圧検出用回路は、直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を検出するための電圧検出用回路において、
第１のコンデンサと、
第２のコンデンサと、
前記複数の蓄電回路から１つの蓄電回路を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧で前記第１のコンデンサを充電する充電部と、
前記第１のコンデンサと前記第２コンデンサとを直列に接続し、前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第１のコンデンサと前記第２コンデンサとに印加する電圧印加部と、
前記選択した蓄電回路の両極間の電圧検出用として前記第２のコンデンサの両端に接続された測定端子対と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
このような構成を採用したことにより、選択した蓄電回路の例えば負極の電圧が、充電部により、第１のコンデンサに充電される。電圧印加部が、選択した蓄電回路の正極の電圧と第１のコンデンサに充電されている負極の電圧との間の差分電圧が第２のコンデンサに印加される。即ち、第２のコンデンサには、選択した蓄電回路の両極間の電圧に充電される。
【００１９】
なお、前記選択した蓄電回路に関し、前記第１のコンデンサに充電する処理と前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第１のコンデンサと前記第２コンデンサとに印加する処理とを繰り返す制御部を備えることもできる。
【００２０】
また、前記充電部を、
一端が前記各蓄電回路の前記一方の電極に接続されるとともに他端が前記各第１のコンデンサの一方の電極にそれぞれ接続された複数の第１のスイッチと、
一端が前記複数の第１のコンデンサの他方の電極に共通に接続されるとともに、他端が基準電位を設定するノードに接続された充電用スイッチと、
前記選択した蓄電回路に一端が接続された前記第１のスイッチと前記充電用スイッチとをオンさせる制御部とから構成してもよい。
また、前記第２のコンデンサの一方の電極を、前記充電用スイッチの他端に接続し、
前記電圧印加部を、
一端が前記各蓄電回路の前記他方の電極に接続されるとともに他端が前記各第１のコンデンサの一方の電極にそれぞれ接続された複数の第２のスイッチと、
一端が前記複数の第１のコンデンサの他方の電極に共通に接続されるとともに、他端が前記第２のコンデンサの他方の電極に接続された電圧印加用スイッチと、
前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第１のコンデンサと前記第２コンデンサとに印加する際には、前記複数の第１のスイッチと前記充電用スイッチとをオフさせ、該選択した蓄電回路に一端が接続された前記第２のスイッチと前記電圧印加用スイッチとをオンさせる制御部とから構成してもよい。
【００２１】
また、前記各蓄電回路は、１又は複数個の二次電池を含むようにしてもよい。
【００２２】
また、前記各蓄電回路は、１又は複数個のコンデンサを含むようにしてもよい。
【００２３】
また、この発明の第３の観点に係る電圧検出用回路は、直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を検出するための電圧検出用回路において、
直列に接続された複数の蓄電回路から１つの蓄電回路を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧を検出する端子電圧検出部と、
電圧の測定が可能な測定端子対と、
前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を検出し、該他方の電極の電圧と前記端子電圧検出部で検出した電圧との間の差分電圧を、該選択した蓄電回路の両極間の電圧として前記測定端子対間に示す電圧検出部と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
このような構成を採用したことにより、選択した蓄電回路の例えば負極の電圧が、端子電圧検出部により、検出される。選択した蓄電回路の正極の電圧が電圧検出部により検出され、さらに、端子電圧検出部で検出した電圧とから、該選択した蓄電回路の両極間の電圧に相当する差分電圧が検出されて測定端子対に与えられる。即ち、測定端子対の電位差を測定すれば、各充電回路の両極間の電圧が測定できる。
【００２５】
なお、前記端子電圧検出部を、前記各蓄電回路の前記一方の電極に一端がそれぞれ接続された複数の第１のスイッチで構成し、
前記測定端子対のうちの一方の測定端子を、基準電位を設定するノードに接続し、
前記電圧検出部を、前記各第１のスイッチの他端と前記各蓄電回路の他方の電極との間にそれぞれ接続された複数の第２のスイッチと、一方の電極が該各第１のスイッチと該各第２のスイッチとのノードに接続されるとともに他方の電極が前記測定端子対のうちの他方の測定端子に共通に接続された、該各蓄電回路に対応する複数のコンデンサと、該測定端子対間に接続された第３のスイッチと、前記差分電圧を前記測定端子対間に示す際に、該選択した蓄電回路に接続された該第１のスイッチと該第３のスイッチとをオンさせて該選択した蓄電回路に対応する該コンデンサを充電し、該第１のスイッチと該第３のスイッチとをオフさせた後に、該選択した蓄電回路に接続された第２のスイッチをオンさせる制御部とから構成されてもよい。
【００２６】
また、前記端子電圧検出部と前記電圧検出部とから前記各蓄電回路の両極間の電圧を測定するために、前記直列に接続された複数の蓄電回路を順にスキャンして各蓄電回路ごとに前記差分電圧を前記測定端子対間に示すようにしてもよい。
【００２７】
また、前記各蓄電回路は、１又は複数個の二次電池を含んでもよい。
【００２８】
また、前記各蓄電回路は、１又は複数個のコンデンサを含んでもよい。
【００２９】
また、この発明の第４の観点に係る電圧バランス方法は、直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を均等化する電圧バランス方法であって、
前記直列に接続された複数の蓄電回路のうちの各蓄電回路の一方の電極と他方の電極との間に直列に接続された第１のスイッチ及び第２のスイッチを制御して、
前記第１のスイッチ及び第２のスイッチのそれぞれの接続点間に一端が接続され、他端が共通に接続された複数のコンデンサの前記各一端を、前記複数の蓄電回路の一方の電極にそれぞれ接続して前記複数の蓄電回路から、直列接続された蓄電回路を選択し、該選択した蓄電回路から該複数のコンデンサに充放電させるステップと、
前記充放電された複数のコンデンサの各一端を、前記複数の蓄電回路の他方の電極にそれぞれ接続して前記複数の蓄電回路から、前記選択した蓄電回路とは異なる直列接続された他の蓄電回路を選択し、前記充放電された複数のコンデンサから前記他の選択した蓄電回路に充放電させるステップと、を備えることを特徴とする。
【００３０】
また、この発明の第５の観点に係る電圧検出方法は、直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を検出する電圧検出方法であって、
前記複数の蓄電回路から１つの蓄電回路を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧で前記第１のコンデンサを充電するステップと、
第１のコンデンサと第２コンデンサとを直列に接続し、前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を、直列に接続された前記第１のコンデンサと前記第２コンデンサとに印加するステップと、
前記第２のコンデンサの両端に印加された電圧を、前記選択した蓄電回路の両極間の電圧として検出するステップと、を備えることを特徴とする。
【００３１】
また、この発明の第６の観点に係る電圧検出方法は、直列に接続された複数の蓄電回路の各蓄電回路の両極間電圧を検出する電圧検出方法において、
直列に接続された複数の蓄電回路から１つの蓄電回路を選択し、該選択した蓄電回路の一方の電極の電圧を検出するステップと、
前記選択した蓄電回路の他方の電極の電圧を検出し、該他方の電極の電圧と前記検出した電圧との間の差分電圧を、該選択した蓄電回路の両極間の電圧として測定端子対間に示すステップと、
前記測定端子対の両端で各蓄電回路の両極間の電圧を検出するステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ロスの少ない電圧バランス回路が実現できる。また、直列に接続された各二次電池や各コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出回路を、簡素な構成にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電圧バランス回路の構成を示す図である。
３個の二次電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、それぞれ、蓄電回路であり、直列に接続されている。
電圧バランス回路３０は、６個のスイッチ３１，３２，３３，３４，３５，３６と、２個のコンデンサ３７，３８と、制御部３９と、を備える。この電圧バランス回路３０は、３個の二次電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の電圧を均等化する回路である。
【００３４】
スイッチ３１〜３６は、二次電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３とコンデンサ３７，３８とを接続するためのものである。スイッチ３１〜３６は、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等によって構成される。
【００３５】
スイッチ３１の一端は、二次電池Ｂ１の正極に接続されている。スイッチ３１の他端は、スイッチ３２の一端と接続ノードＮ１で接続されている。スイッチ３２の他端は、二次電池Ｂ１の負極に接続されている。スイッチ３３の一端は、二次電池Ｂ２の正極に接続されている。スイッチ３３の他端は、スイッチ３４の一端と接続ノードＮ２で接続されている。スイッチ３４の他端は、二次電池Ｂ２の負極に接続されている。スイッチ３５の一端は、二次電池Ｂ３の正極に接続されている。スイッチ３５の他端は、スイッチ３６の一端と接続ノードＮ３で接続されている。スイッチ３６の他端は、二次電池Ｂ３の負極に接続されている。
コンデンサ３７，３８は、二次電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の蓄電エネルギを移動させるためのものである。コンデンサ３７，３８は、そのために必要な容量を有している。
【００３６】
コンデンサ３７は、接続ノードＮ１と接続ノードＮ２との間に接続されている。コンデンサ３８は、接続ノードＮ２と接続ノードＮ３との間に接続されている。スイッチ３１，３３は、二次電池Ｂ１が選択されたときに、コンデンサ３７を二次電池Ｂ１に並列に接続するためのものである。スイッチ３３，３５は、二次電池Ｂ２が選択されたときに、コンデンサ３８を二次電池Ｂ２に並列に接続するためのものである。
【００３７】
スイッチ３２，３４は、二次電池Ｂ２が選択されたときに、コンデンサ３７を二次電池Ｂ２に並列に接続するためのものである。スイッチ３４，３６は、二次電池Ｂ３が選択されたときに、コンデンサ３８を二次電池Ｂ３に並列に接続するためのものである。
【００３８】
制御部３９は、スイッチ３１〜３６のオン、オフを制御するものである。即ち、制御部３９は、制御信号Ｓ１を、スイッチ３１，３３，３５に供給する。制御部３９は、制御信号Ｓ２を、スイッチ３２，３４，３６に供給する。制御信号Ｓ１とＳ２とは、図２に示すように、信号レベルが交互に高レベル（以下、“Ｈ”という）又は低レベル（以下、“Ｌ”という）になる。
【００３９】
スイッチ３１〜３６は、それぞれ、信号レベルがＨレベルの制御信号が供給されてオンする。即ち、スイッチ３１〜３６は、オンする。また、スイッチ３１〜３６は、それぞれ、信号レベルがＬレベルの制御信号が供給されて開く。即ち、スイッチ３１〜３６は、オフする。
【００４０】
制御部３９は、例えば、パルス発生回路とフリップフロップ回路とを備えて構成される。但し、制御部３９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータで構成されることもできる。
【００４１】
次に、図１の電圧バランス回路３０の動作を説明する。
制御部３９は、スイッチ３１〜３６に図２のような制御信号を供給する。
図２に示すように、制御信号Ｓ１の信号レベルと制御信号Ｓ２の信号レベルとは、交互に、Ｈレベル、Ｌレベルになる。
【００４２】
スイッチ３１，３３，３５と、スイッチ３２，３４，３６とは、供給された制御信号Ｓ１，Ｓ２に従って交互にオン、オフする。
【００４３】
制御信号Ｓ１が“Ｈ”になると、スイッチ３１、３３，３５は、オンする。接続ノードＮ１は、スイッチ３１を介して二次電池Ｂ１の正極に接続される。接続ノードＮ２は、スイッチ３３を介して二次電池Ｂ１の負極及び二次電池Ｂ２の正極に接続される。そして、接続ノードＮ３は、スイッチ３５を介して二次電池Ｂ２の負極に接続される。これにより、二次電池Ｂ１の正極と負極との間にコンデンサ３７が接続される。また、二次電池Ｂ２の正極と負極との間にコンデンサ３８が接続される。つまり、二次電池Ｂ１とコンデンサ３７とが並列に接続される。また、二次電池Ｂ２とコンデンサ３８とが並列に接続される。
【００４４】
二次電池Ｂ１とコンデンサ３７とが並列に接続されると、二次電池Ｂ１の両極間の電圧とコンデンサ３７の両端の電圧とに従い、二次電池Ｂ１とコンデンサ３７との間で充放電が行われる。即ち、二次電池Ｂ１の両極間の電圧がコンデンサ３７の両端の電圧よりも高いと、二次電池Ｂ１は、スイッチ３１，３３を介してコンデンサ３７を充電する。充電の際、二次電池Ｂ１の蓄電エネルギは、コンデンサ３７へと移動する。二次電池Ｂ１がコンデンサ３７を充電すると、二次電池Ｂ１の両端の電圧は低下する。そして、二次電池Ｂ１の両極間の電圧とコンデンサ３７の両端の電圧とはほぼ等しくなる。一方、二次電池Ｂ１の両極間の電圧がコンデンサ３７の両端の電圧以下であると、二次電池Ｂ１はスイッチ３１，３３を介してコンデンサ３７によって充電される。充電の際、コンデンサ３７の蓄電エネルギは、二次電池Ｂ１へと移動する。二次電池Ｂ１が充電されると、二次電池Ｂ１の両端の電圧は、上昇する。そして、二次電池Ｂ１の両極間の電圧とコンデンサ３７の両端の電圧とはほぼ等しくなる。
【００４５】
また、二次電池Ｂ１の両極間の電圧とコンデンサ３７の両端の電圧とが等しければ、スイッチ３１、３３がオンしても二次電池Ｂ１又はコンデンサ３７に電流は流れない。
【００４６】
二次電池Ｂ２とコンデンサ３８とが並列に接続されると、二次電池Ｂ２の両極間の電圧とコンデンサ３８の両端の電圧とに従い、同じようにして、二次電池Ｂ２とコンデンサ３８との間で充放電が行われる。そして、二次電池Ｂ２の両極間の電圧とコンデンサ３８の両端の電圧とは上昇したり低下したりする。これにより、二次電池Ｂ２の両極間の電圧とコンデンサ３８の両端の電圧とはほぼ等しくなる。
【００４７】
尚、コンデンサ３７の内部抵抗等（インピーダンス）は、従来のバランス抵抗と比較して非常に小さい。従って、充放電によるエネルギロスは、従来と比較して、非常に小さくなる。
【００４８】
続いて、制御信号Ｓ１は、“Ｌ”になる。また、制御信号Ｓ２は、“Ｈ”になる。
【００４９】
スイッチ３１，３３，３５は、制御信号Ｓ１の信号レベルに従ってオフする。また、スイッチ３２，３４，３６は、制御信号Ｓ２の信号レベルに従ってオンする。スイッチ３１〜３６がこのようにオン、オフすると、接続ノードＮ１は、スイッチ３２を介して二次電池Ｂ２の正極に接続される。接続ノードＮ２はスイッチ３４を介して二次電池Ｂ２の負極及び二次電池Ｂ３の正極に接続される。そして、接続ノードＮ３は、スイッチ３６を介して二次電池Ｂ３の負極に接続される。これにより、二次電池Ｂ２の正極と負極との間にコンデンサ３７が接続される。また、二次電池Ｂ３の正極と負極との間にコンデンサ３８が接続される。つまり、二次電池Ｂ２にコンデンサ３７が並列に接続される。また、二次電池Ｂ３にコンデンサ３８が並列に接続される。
【００５０】
二次電池Ｂ３とコンデンサ３８とが並列に接続されると、二次電池Ｂ３の両極間の電圧とコンデンサ３８の両端の電圧とに従い、二次電池Ｂ３とコンデンサ３８との間で充放電が行われる。
【００５１】
制御部３９がこのようなスイッチ３１〜３６のオン、オフ制御を繰り返すことにより、二次電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の両極間の電圧は均等化される。
【００５２】
例えば、二次電池Ｂ１の両極間の電圧が、二次電池Ｂ２、Ｂ３の両極間の電圧よりも高い場合、スイッチ３１，３３，３５がオンしてスイッチ３２、３４，３６がオフすると、二次電池Ｂ１がコンデンサ３７を充電する。このため、二次電池Ｂ１の両極間の電圧は低下する。また、コンデンサ３７の両端の電圧は上昇する。
【００５３】
次に、スイッチ３１，３３，３５がオフし、スイッチ３２，３４，３６がオンすると、コンデンサ３７が二次電池Ｂ２を充電するため、二次電池Ｂ２の両極間の電圧は上昇する。これにより、二次電池Ｂ１の両極間の電圧と二次電池Ｂ２の両極間の電圧との差は小さくなる。
【００５４】
次に、スイッチ３１，３３，３５がオンしてスイッチ３２、３４，３６がオフすると、二次電池Ｂ２がコンデンサ３８を充電する。このため、コンデンサ３８の両端の電圧は上昇する。
【００５５】
次に、スイッチ３１，３３，３５がオフし、スイッチ３２，３４，３６がオンすると、コンデンサ３８が二次電池Ｂ３を充電するため、二次電池Ｂ３の両極間の電圧は、上昇する。従って、二次電池Ｂ２の両極間の電圧と二次電池Ｂ３の両極間の電圧との差は小さくなる。
【００５６】
このようなスイッチ３１，３３，３５と、スイッチ３２，３４，３６とが交互にオン、オフを繰り返することにより、電圧が高い二次電池Ｂ１から、コンデンサ３７，３８を介して電圧の低い二次電池Ｂ２，Ｂ３へと蓄電エネルギが移動する。そして、二次電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の両極間の電圧が均等化される。
【００５７】
以上のように、本実施形態の電圧バランス回路３０では、コンデンサ３７，３８と二次電池Ｂ１，Ｂ２とが並列に接続されて、その間で充放電が行われる。その後、コンデンサ３７，３８と二次電池Ｂ２，Ｂ３とが並列に接続されて、その間で放充電されるようにした。従って、ロスなく、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化できる。
【００５８】
［第２の実施形態］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電圧バランス回路を示す構成図である。
この第２の実施形態の電圧バランス回路４０は、蓄電回路が、直列に接続されたコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３を含み、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３の両端の電圧を均等化する回路である。
【００５９】
電圧バランス回路４０の基本的構成は、図１と同様であり、６個のスイッチ４１，４２，４３，４４，４５，４６と、２個のコンデンサ４７，４８と、スイッチ４１〜４６をオン、オフ制御する制御部３９とを備えている。
【００６０】
スイッチ４１の一端は、コンデンサＣ１の一方の電極に接続される。スイッチ４１の他端は、スイッチ４２の一端と接続ノードＮ１で接続されている。スイッチ４２の他端は、コンデンサＣ１の他方の電極に接続されている。スイッチ４３の一端は、コンデンサＣ２の一方の電極に接続される。スイッチ４３の他端は、スイッチ４４の一端と接続ノードＮ２で接続されている。スイッチ４４の他端は、コンデンサＣ２の他方の電極に接続されている。スイッチ４５の一端は、コンデンサＣ３の一方の電極に接続される。スイッチ４５の他端は、スイッチ４６の一端と接続ノードＮ３で接続されている。スイッチ４６の他端は、コンデンサＣ３の他方の電極に接続されている。
【００６１】
コンデンサ４７は、接続ノードＮ１と接続ノードＮ２との間に接続されている。コンデンサ４８は、接続ノードＮ２と接続ノードＮ３との間に接続されている。
【００６２】
次に、図３の電圧バランス回路４０の動作を説明する。
制御部３９は、第１の実施形態と同様に、制御信号Ｓ１をスイッチ４１，４３，４５に供給する。制御部３９は、制御信号Ｓ２をスイッチ４２，４４，４６に供給する。
【００６３】
制御信号Ｓ１により、スイッチ４１，４３，４５がオンし、制御信号Ｓ２により、スイッチ４２，４４，４６がオフすると、接続ノードＮ１が、スイッチ４２を介してコンデンサＣ１の一方の電極に接続される。接続ノードＮ２がスイッチ４３を介してコンデンサＣ１の他方の電極及びコンデンサＣ２の一方の電極に接続される。そして、接続ノードＮ３が、スイッチ４５を介してコンデンサＣ２の他方の電極に接続される。これにより、コンデンサＣ１に、コンデンサ４７が並列に接続される。コンデンサＣ２にコンデンサ４８が並列に接続される。
【００６４】
コンデンサＣ１とコンデンサ４７とが並列に接続されて、その間で充放電が行われる。充放電が行われると、コンデンサＣ１の両端の電圧とコンデンサ４７の両端の電圧とは、ほぼ等しくなる。コンデンサＣ２とコンデンサ４８とが並列に接続されて、その間で充放電が行われる。コンデンサＣ２の両端の電圧とコンデンサ４８の両端の電圧とは、ほぼ等しくなる。
【００６５】
制御信号Ｓ１により、スイッチ４１，４３，４５がオフし、制御信号Ｓ２により、スイッチ４２，４４，４６をオンすると、接続ノードＮ１がスイッチ４３を介してコンデンサＣ２の一方の電極に接続される。接続ノードＮ２がスイッチ４４を介してコンデンサＣ２の他方の電極及びコンデンサＣ３の一方の電極に接続される。そして、接続ノードＮ３が、スイッチ４６を介してコンデンサＣ３の他方の電極に接続される。即ち、これにより、コンデンサＣ２にコンデンサ４７が並列に接続される。コンデンサＣ３にコンデンサ４８が並列に接続される。
【００６６】
コンデンサＣ２とコンデンサ４７とが並列に接続されると、その間で充放電が行われる。コンデンサＣ３とコンデンサ４８とが並列に接続されると、その間で充放電が行われる。
【００６７】
例えば、コンデンサ４７の両端の電圧よりもコンデンサＣ２の両端の電圧が低ければ、コンデンサ４７のエネルギーはコンデンサＣ２に移動する。コンデンサＣ２の両端の電圧は上昇する。これにより、コンデンサＣ１の両端の電圧とコンデンサＣ２の両端の電圧とが均等化される。尚、コンデンサ４７の両端の電圧とコンデンサＣ２の両端の電圧とが等しいときには、エネルギーの移動は起こらない。また、コンデンサ４７の両端の電圧よりもコンデンサＣ２の両端の電圧が高いときには、コンデンサＣ２からコンデンサ４７にエネルギーが移る。これにより、コンデンサ４７の両端の電圧とコンデンサＣ２の両端の電圧とがほぼ等しくなる。
【００６８】
よって、制御部３９がスイッチ４１〜４６のオン、オフ制御を繰り返すことにより、コンデンサＣ１，Ｃ２の両端の電圧がほぼ等しくなる。
【００６９】
コンデンサＣ２及びコンデンサＣ３の両端の電圧についても、同様に、制御部３９がスイッチ４１〜４６のオン、オフ制御を繰り返すことにより、コンデンサＣ２，Ｃ３の両端の電圧がほぼ等しくなる。即ち、コンデンサＣ１〜Ｃ３の両端の電圧が均等化される。
【００７０】
以上のように、本実施形態の電圧バランス回路４０では、蓄電回路がコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３を含む場合でも、ロスなく、コンデンサＣ１〜Ｃ３の両端の電圧を均等化できる。
【００７１】
［第３の実施形態］
図４は、本発明の第３の実施形態に係る電圧バランス回路の構成を示す図である。
本実施形態の電圧バランス回路５０では、複数のコンデンサを各二次電池Ｂ１〜Ｂ３に接続する。
【００７２】
電圧バランス回路５０は、第１の実施形態のスイッチ３１〜３６と同様の６個のスイッチ５１，５２，５３，５４，５５，５６と、３個のコンデンサ５７，５８，５９と、制御部３９とを備えている。即ち、電圧バランス回路５０では、コンデンサ５８が追加されている。
【００７３】
スイッチ５１の一端は、二次電池Ｂ１の正極に接続されている。スイッチ５１の他端は、スイッチ５２の一端と接続ノードＮ１で接続されている。スイッチ５２の他端は、二次電池Ｂ１の負極に接続されている。スイッチ５３の一端は、二次電池Ｂ２の正極に接続されている。スイッチ５３の他端は、スイッチ５４の一端と接続ノードＮ２で接続されている。スイッチ５４の他端は、二次電池Ｂ２の負極に接続されている。スイッチ５５の一端は、二次電池Ｂ３の正極に接続されている。スイッチ５５の他端は、スイッチ５６の一端と接続ノードＮ３で接続されている。スイッチ５６の他端は、二次電池Ｂ３の負極に接続されている。
【００７４】
コンデンサ５７の一方の電極は、接続ノードＮ１に接続されている。コンデンサ５８の一方の電極は、接続ノードＮ２に接続されている。コンデンサ５９の一方の電極は、接続ノードＮ３に接続されている。各コンデンサ５７，５８，５９の他方の電極は、共通に接続されている。
【００７５】
次に、電圧バランス回路５０の動作を説明する。
制御部３９は、第１の実施形態と同様の制御信号Ｓ１，Ｓ２をスイッチ５１〜５６に与える。各スイッチ５１，５３，５５と、スイッチ５２，５４，５６とは、交互にオン、オフする。
【００７６】
スイッチ５１，５３，５５がオンすると、接続ノードＮ１が、スイッチ５１を介して二次電池Ｂ１の正極に接続される。接続ノードＮ２がスイッチ５３を介して二次電池Ｂ１の負極及び二次電池Ｂ２の正極に接続される。そして、接続ノードＮ３が、スイッチ５５を介して二次電池Ｂ２の負極に接続される。これにより、二次電池Ｂ１の正極と負極との間にコンデンサ５７及び５８が直列に接続される。二次電池Ｂ２の正極と負極との間にコンデンサ５８及び５９が直列に接続される。つまり、二次電池Ｂ１にコンデンサ５７及び５８の直列回路が並列に接続される。二次電池Ｂ２にコンデンサ５８及び５９の直列回路が並列に接続される。これにより、各コンデンサ５７、５８，５９の両端に印加される電圧は、コンデンサ５８がない場合と比較して、１／２になる。言い換えると、コンデンサ５７〜５９には、コンデンサ５８がない場合と比較して耐圧が１／２のものを用いることができる。
【００７７】
二次電池Ｂ１とコンデンサ５７，５８とは、その間で充放電する。充放電することにより、二次電池Ｂ１とコンデンサ５７，５８との電圧は、二次電池Ｂ１の電圧或いはそれに近い電圧になる。二次電池Ｂ２とコンデンサ５８，５９とは、その間で充放電する。充放電することにより、二次電池Ｂ２とコンデンサ５８，５９との電圧は、二次電池Ｂ２の両極間の電圧或いはそれに近い電圧になる。
【００７８】
続いて、制御部３９が供給した制御信号Ｓ１により、スイッチ５１，５３，５５がオフし、制御信号Ｓ２により、スイッチ５２，５４，５６がオンすると、接続ノードＮ１がスイッチ５２を介して二次電池Ｂ２の正極に接続される。接続ノードＮ２がスイッチ５４を介して二次電池Ｂ２の負極及び二次電池Ｂ３の正極に接続される。そして、接続ノードＮ３が、スイッチ５６を介して二次電池Ｂ３の負極に接続される。これにより、二次電池Ｂ２の正極と負極との間にコンデンサ５７及び５８の直列回路が接続される。二次電池Ｂ３の正極と負極との間にコンデンサ５８及び５９の直列回路が接続される。つまり、二次電池Ｂ２にコンデンサ５７及び５８の直列回路が並列に接続される。二次電池Ｂ３にコンデンサ５８及び５９の直列回路が並列に接続される。
【００７９】
二次電池Ｂ２とコンデンサ５７及び５８とは、その間で充放電する。二次電池Ｂ３とコンデンサ５８及び５９とは、その間で充放電する。
【００８０】
例えば、二次電池Ｂ１の両極間の電圧が二次電池Ｂ２，Ｂ３の両極間の各電圧よりも高い場合には、二次電池Ｂ１によりコンデンサ５７及び５８の直列回路が充電される。次に、コンデンサ５７及び５８の直列回路からエネルギーが二次電池Ｂ２に与えられる。よって、二次電池Ｂ１と二次電池Ｂ２とのそれぞれの両極間の電圧が均等化される。二次電池Ｂ２と二次電池Ｂ３とのそれぞれの両極間の電圧が異なるときも、同様であり、コンデンサ５８及び５９の直列回路によって二次電池Ｂ２，Ｂ３のそれぞれの両極間の電圧が均等化される。
【００８１】
このように、スイッチ５１，５３，５５と、スイッチ５２，５４，５６とが交互にオン、オフを繰り返すことにより、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧のばらつきがなくなる。
【００８２】
以上のように、本実施形態の電圧バランス回路５０は、コンデンサ５７及び５８の直列回路を二次電池Ｂ１に並列に接続するとともにコンデンサ５８及び５９の直列回路を二次電池Ｂ２に並列に接続して各コンデンサ５７〜５９に充放電する。その後、コンデンサ５７及び５８の直列回路を二次電池Ｂ２に並列に接続するとともにコンデンサ５８及び５９の直列回路を二次電池Ｂ３に並列に接続して各コンデンサ５７〜５９に充放電させる。そのため、第１の実施形態と同様に、ロスなく、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の電圧を均等化できる。
【００８３】
また、電圧バランス回路５０では、コンデンサ５８が、接続ノードＮ２と、コンデンサ５７とコンデンサ５９との接続点に接続されることにより、スイッチ５１〜５６のオン、オフに伴って、コンデンサ５８〜５９による直列回路が形成される。そのため、コンデンサ５７〜５９に耐圧の低いものを用いることができる。
【００８４】
［第４の実施形態］
図５は、本発明の第４の実施形態に係る電圧検出用回路の構成を示す図である。
この電圧検出用回路６０は、第３の実施の形態に係る電圧バランス回路５０を用いて、直列に接続された二次電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の各両極間の電圧を検出する回路である。電圧検出用回路６０は、６個のスイッチ６１，６２，６３，６４，６５，６６と、コンデンサ６７，６８，６９と、制御部３９と、を備えている。
【００８５】
スイッチ６１の一端は、二次電池Ｂ１の正極に接続されている。スイッチ６１の他端は、スイッチ６２の一端と接続ノードＮ１で接続されている。スイッチ６２の他端は、二次電池Ｂ１の負極に接続されている。スイッチ６３の一端は、二次電池Ｂ２の正極に接続されている。スイッチ６３の他端は、スイッチ６４の一端と接続ノードＮ２で接続されている。スイッチ６４の他端は、二次電池Ｂ２の負極に接続されている。スイッチ６５の一端は、二次電池Ｂ３の正極に接続されている。スイッチ６５の他端は、スイッチ６６の一端と接続ノードＮ３で接続されている。スイッチ６６の他端は、二次電池Ｂ３の負極に接続されている。
【００８６】
電圧検出用回路６０は、さらに、電圧印加用スイッチ７０と、充電用スイッチ７１と、コンデンサ７２と、を備えている。コンデンサ７２は、二次電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の各両極間の電圧を保持するためのコンデンサである。電圧印加用スイッチ７０は、電圧印加用のものである。充電用スイッチ７１は、充電用のものである。制御部３９は、スイッチ６１，６２，６３，６４，６５，６６に、それぞれ、制御信号Ｓ６１，Ｓ６２，Ｓ６３，Ｓ６４，Ｓ６５，Ｓ６６を供給する。また、制御部３９は、充電用スイッチ７１，電圧印加用スイッチ７０にも、それぞれ、制御信号Ｓ７１，７０を供給する。
【００８７】
電圧印加用スイッチ７０の一端は、コンデンサ７２の一端に接続されている。充電用スイッチ７１の一端は、電圧印加用スイッチ７０の他端に接続されている。コンデンサ７２の他端は、二次電池Ｂ３の負極に接続されている。充電用スイッチ７１の他端は、コンデンサ７２の他端に接続されている。接続ノードＮ４は、電圧印加用スイッチ７０の他端と充電用スイッチ７１の一端との接続点である。コンデンサ６７〜６９の他方の電極は接続ノードＮ４に共通に接続されている。
【００８８】
次に、電圧検出用回路６０の動作を説明する。
スイッチ６１〜６６、電圧印加用スイッチ７０及び充電用スイッチ７１のオン、オフを制御する制御信号Ｓ６１〜Ｓ６６，Ｓ７０，Ｓ７１のタイムチャートを図６（１）〜（８）に示す。
【００８９】
二次電池Ｂ３の両極間の電圧を検出するとき、制御部３９は、図６（１）〜（４）に示すような制御信号Ｓ７１，Ｓ７０，Ｓ６６，Ｓ６５を充電用スイッチ７１及びスイッチ６６と、電圧印加用スイッチ７０及びスイッチ６５とに供給する。
【００９０】
図６（１）、（３）に示すように、制御信号Ｓ７１とＳ６６とは、二次電池Ｂ３の測定期間において、同じタイミングで“Ｈ”、“Ｌ”になる。また、図６（２）、（４）に示すように、制御信号Ｓ７０とＳ６５とは、同じタイミングで“Ｌ”、“Ｈ”になる。
【００９１】
制御信号Ｓ７１とＳ６６とが“Ｈ”になると、充電用スイッチ７１とスイッチ６６とがオンする。充電用スイッチ７１とスイッチ６６とがオンすることにより、二次電池Ｂ３の負極にスイッチ６６を介してコンデンサ６９の両端が接続される。これにより、コンデンサ６９の両極間の電圧Ｖｃは零になる。続いて、制御信号Ｓ７０、Ｓ７１，Ｓ６６，Ｓ６５に従って、充電用スイッチ７１とスイッチ６６とがオフし、電圧印加用スイッチ７０とスイッチ６５とがオンする。これにより、コンデンサ６９の一方の電極がスイッチ６５を介して二次電池Ｂ３の正極に接続される。コンデンサ６９の他方の電極が電圧印加用スイッチ７０を介してコンデンサ７２の一方の電極に接続される。従って、コンデンサ７２の一方の電極には、二次電池Ｂ３の正極の電圧ＶB3とコンデンサ６９の両極間の電圧Ｖｃとの差の電圧が印加される。ここで、コンデンサ６９の両極間の電圧Ｖｃが零なので、コンデンサ７２には、二次電池Ｂ３の両極間の電圧が印加される。コンデンサ７２は、印加された電圧ＶB3に基づいて充電される。次に、再び、スイッチ６５，７０がオフし、スイッチ６６、７１がオンする。このとき、コンデンサ７２への充電が十分でないと、コンデンサ７２の両極間の電圧は、二次電池Ｂ３の両極間の電圧には、達しない。
【００９２】
制御部３９が、充電用スイッチ７１及びスイッチ６６と、電圧印加用スイッチ７０及びスイッチ６５とのオン、オフを繰り返し制御することにより、コンデンサ７２の両極間の電圧は上昇する。そして、二次電池Ｂ３の両極間の電圧とコンデンサ７２の両極間の電圧とが等しくなる。この状態でコンデンサ７２の両極間の電圧を測定することより、二次電池Ｂ３の両極間の電圧を測定できる。
【００９３】
二次電池Ｂ２の両極間の電圧を検出する場合、制御部３９は、図６（１）、（５）に示すように、二次電池Ｂ２の両極間の電圧の測定期間の間、制御信号Ｓ７１，Ｓ６４を、それぞれ、充電用スイッチ７１，スイッチ６４に供給する。制御信号Ｓ７１，Ｓ６４は、同じタイミングで“Ｈ”、“Ｌ”になる
【００９４】
また、制御部３９は、図６（２）、（６）に示すように、二次電池Ｂ２の両極間の電圧の測定期間の間、制御信号Ｓ７０，Ｓ６３を、それぞれ、電圧印加用スイッチ７０，スイッチ６３に供給する。制御信号Ｓ７０，Ｓ６３は、同じタイミングで“Ｌ”、“Ｈ”になる
【００９５】
制御信号Ｓ７１，Ｓ６４により、充電用スイッチ７１とスイッチ６４とがオンすることにより、二次電池Ｂ３の正極と、二次電池Ｂ３の負極との間にスイッチ６４，７１を介してコンデンサ６８の両端が接続される。続いて、充電用スイッチ７１とスイッチ６４とがオフし、電圧印加用スイッチ７０とスイッチ６３とがオンすると、コンデンサ６８の一方の電極がスイッチ６３を介して二次電池Ｂ２の正極に接続される。コンデンサ６８の他方の電極が電圧印加用スイッチ７０を介してコンデンサ７２の一方の電極に接続される。従って、コンデンサ７２の一方の電極には、二次電池Ｂ２の正極の電圧ＶB2とコンデンサ６８の両端間の電圧Ｖｃとの差分が印加される。
【００９６】
コンデンサ７２に接続される直前のコンデンサ６８の両端間の電圧Ｖｃは、二次電池Ｂ３の正極の電圧ＶB3なので、コンデンサ７２には、二次電池Ｂ２の両極間の電圧が印加される。
【００９７】
そして、制御部３９が、充電用スイッチ７１及びスイッチ６４と、電圧印加用スイッチ７０及びスイッチ６３とのオン、オフを繰り返し制御することにより、二次電池Ｂ２の両極間の電圧とコンデンサ７２の両極間の電圧とが等しくなる。この状態でコンデンサ７２の両極間の電圧を測定することより、二次電池Ｂ２の両極間の電圧を測定できる。
【００９８】
二次電池Ｂ１の両極間の電圧を検出する場合も同様であり、制御部３９は、充電用スイッチ７１及びスイッチ６２と、電圧印加用スイッチ７０及びスイッチ６１とを交互にオン、オフする。
【００９９】
制御信号Ｓ７１，Ｓ６２により、充電用スイッチ７１とスイッチ６２とがオンすることにより、二次電池Ｂ２の正極と、二次電池Ｂ３の負極との間にコンデンサ６７の両端が接続される。
【０１００】
続いて、充電用スイッチ７１とスイッチ６２とがオフし、電圧印加用スイッチ７０とスイッチ６１とがオンすると、コンデンサ６７の一方の電極がスイッチ６１を介して二次電池Ｂ１の正極に接続される。コンデンサ６７の他方の電極がスイッチ７１を介してコンデンサ７２の一方の電極に接続される。従って、コンデンサ７２の一方の電極には、二次電池Ｂ１の正極の電圧ＶB1とコンデンサ６７の両極間の電圧Ｖｃとの差分が印加される。コンデンサ７２に接続される直前のコンデンサ６７の両端間の電圧Ｖｃは、二次電池Ｂ２の正極の電圧ＶB2なので、コンデンサ７２には、二次電池Ｂ１の両極間の電圧が印加される。
【０１０１】
そして、制御部３９が、充電用スイッチ７１及びスイッチ６２と、電圧印加用スイッチ７０及びスイッチ６１とのオン、オフを繰り返し制御することにより、二次電池Ｂ１の両極間の電圧とコンデンサ７２の両極間の電圧とが等しくなる。この状態でコンデンサ７２の両極間の電圧を測定することより、二次電池Ｂ１の両極間の電圧を測定できる。
【０１０２】
以上のように、本実施形態の電圧検出用回路６０では、スイッチ６１〜６６、充電用スイッチ７１及び電圧印加用スイッチ７０のスイッチングにより、コンデンサ７２に順次各二次電池Ｂ１〜Ｂ３の両極間の電圧を印加するようにした。従って、個々の二次電池Ｂ１〜Ｂ３ごとに電圧測定用回路を設ける場合と比べて簡素な構成で、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の両極間の電圧を測定できる。さらに、各二次電池Ｂ１〜Ｂ３の両極間の電圧を測定する位置が、コンデンサ７２の両端に限定されるので、測定した値にばらつきがなく、高精度に各電圧を測定できる。
【０１０３】
［第５の実施形態］
図７は、本発明の第５の実施形態に係る電圧検出用回路の構成を示す図であり、図８は、電圧検出用回路のスキャンタイミングチャートである。図５中の要素と共通する要素には、共通の符号が付されている。
【０１０４】
この電圧検出用回路８０は、直列に接続された二次電池Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の各両極間の電圧を検出する回路であり、二次電池Ｂ１〜Ｂ３に第４の実施形態と同様に接続された６個のスイッチ６１〜６６と、各スイッチ６１〜６６に第４の実施形態と同様に接続された３個のコンデンサ６７〜６９と、充電用スイッチ７１とを備えている。
【０１０５】
スイッチ６２，６４，６６は、各二次電池Ｂ１〜Ｂ３の負極の電圧を検出するためのものである。スイッチ６１，６３，６５と、コンデンサ６７〜６９と充電用スイッチ７１とは、各二次電池Ｂ１〜Ｂ３の正極の電圧を検出するためのものである。
【０１０６】
この電圧検出用回路８０では、二次電池Ｂ３の両極間の電圧を検出するとき、制御部３９は、まず、図８に示すように、“Ｈ”の制御信号Ｓ７１，Ｓ６６を、それぞれ、充電用スイッチ７１及びスイッチ６６に供給する。充電用スイッチ７１及びスイッチ６６はオンする。充電用スイッチ７１とスイッチ６６とがオンすることにより、二次電池Ｂ３の負極にスイッチ６６，７１を介してコンデンサ６９の両端が接続される。制御部３９は、コンデンサ６９の両極間の電圧Ｖｃが完全に零になるまで、この充電用スイッチ７１とスイッチ６６とをオンする。続いて、制御信号Ｓ７１，Ｓ６６が“Ｌ”になると、充電用スイッチ７１とスイッチ６６とはオフする。制御部３９は、その後、制御信号Ｓ６５の信号レベルを“Ｈ”にする。スイッチ６５はオンする。これにより、コンデンサ６９の一方の電極がスイッチ６５を介して二次電池Ｂ３の正極に接続される。コンデンサ６９の両極間の電圧Ｖｃが零なので、接続ノードＮ４の電位は、二次電池Ｂ３の正極の電位と同じになる。このとき充電用スイッチ７１の両端の電位差を測定することにより、二次電池Ｂ３の両極間の電圧が測定可能である。
【０１０７】
二次電池Ｂ２の両極間の電圧を検出するとき、制御部３９は、制御信号Ｓ６５の信号レベルを“Ｌ”にする。続いて、制御部３９は、制御信号Ｓ７１，Ｓ６４の信号レベルを“Ｈ”にする。充電用スイッチ７１及びスイッチ６４はオンする。充電用スイッチ７１とスイッチ６４とがオンすることにより、二次電池Ｂ３の正極と負極の間にスイッチ６４，７１を介してコンデンサ６８の両端が接続される。制御部３９は、コンデンサ６８の両端間の電圧Ｖｃが完全に二次電池Ｂ３の正極の電圧になるまで、この充電用スイッチ７１とスイッチ６４とをオンする。続いて、制御部３９は、制御信号Ｓ７１，Ｓ６４の信号レベルを“Ｌ”にする。充電用スイッチ７１とスイッチ６４とはオフする。続いて、制御部３９は、制御信号Ｓ６３の信号レベルを“Ｈ”にする。スイッチ６３はオンする。これにより、コンデンサ６８の一方の電極がスイッチ６３を介して二次電池Ｂ２の正極に接続される。このとき、コンデンサ６８の両端間の電圧Ｖｃが二次電池Ｂ３の正極の電圧ＶB3なので、接続ノードＮ４と二次電池Ｂ３の負極との間の電圧は、二次電池Ｂ２の正極の電位と二次電池Ｂ３の正極の電位との差分電圧になる。よって、充電用スイッチ７１の両端の電位差を測定することにより、二次電池Ｂ２の両極間の電圧が測定可能である。
【０１０８】
二次電池Ｂ１の両極間の電圧を検出する場合も同様であり、まず、制御部３９は、制御信号Ｓ６３の信号レベルを“Ｌ”にする。続いて、制御部３９は、制御信号Ｓ７１，Ｓ６２の信号レベルを“Ｈ”にする。充電用スイッチ７１及びスイッチ６２とはオンする。充電用スイッチ７１とスイッチ６２とがオンすることにより、二次電池Ｂ２の正極と、二次電池Ｂ３の負極との間にスイッチ６２，７１を介してコンデンサ６７の両端が接続される。コンデンサ６７の両極間の電圧Ｖｃが二次電池Ｂ２の正極と二次電池Ｂ３の負極との間の電圧になる。
【０１０９】
続いて、制御部３９は、制御信号Ｓ７１，Ｓ６２の信号レベルを“Ｌ”にする。充電用スイッチ７１とスイッチ６２とはオフする。続いて、制御部３９は、制御信号Ｓ６１の信号レベルを“Ｈ”にする。スイッチ６１はオンする。スイッチ６１がオンすると、コンデンサ６７の一方の電極がスイッチ６１を介して二次電池Ｂ１の正極に接続される。このとき、コンデンサ６７の両極間の電圧Ｖｃが二次電池Ｂ２の正極の電圧ＶB2なので、接続ノードＮ４と二次電池Ｂ３の負極との間の電圧は、二次電池Ｂ１の正極の電位と二次電池Ｂ２の正極の電位との差分電圧になる。よって、充電用スイッチ７１の両端の電位差を測定することにより、二次電池Ｂ１の両極間の電圧が測定可能である。
【０１１０】
以上のように、本実施形態の電圧検出用回路８０では、スイッチ６１〜６６、充電用スイッチ７１のスイッチングにより、充電用スイッチ７１の両端で二次電池Ｂ１〜Ｂ３の両極間の電圧を測定できるようにしたので、第４の実施形態の電圧検出用回路６０よりも簡単な構成になる。また、各両極間の電圧を測定する位置が、充電用スイッチ７１の両端に限定されるので、第４の実施形態と同様、測定した値にばらつきがなく、高精度に各電圧を測定できる。
【０１１１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、第２の実施形態の電圧バランス回路４０では、二次電池Ｂ１〜Ｂ３の代わりに蓄電回路としてコンデンサＣ１〜Ｃ３を使用したが、第３の実施形態〜第５の実施形態においても、二次電池Ｂ１〜Ｂ３をコンデンサＣ１〜Ｃ３に変更してもよい。また、各蓄電回路は、複数の二次電池からなる回路や、複数のコンデンサを持つ回路にしてもよい。
【０１１２】
また、二次電池、コンデンサ等の蓄電回路は、３つには限定されず、４つ以上であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電圧バランス回路の構成を示す図である。
図２は、スイッチのオン、オフを制御する制御信号のタイムチャートである。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る電圧バランス回路を示す構成図である。
図４は、本発明の第３の実施形態に係る電圧バランス回路の構成を示す図である。
図５は、本発明の第４の実施形態に係る電圧検出用回路の構成を示す図である。
図６は、スイッチ、電圧印加用スイッチ及び充電用スイッチのオン、オフを制御する制御信号のタイムチャートである。
図７は、本発明の第５の実施形態に係る電圧検出用回路の構成を示す図である。
図８は、図７の電圧検出用回路のスキャンのタイミングチャートである。
図９は、従来の二次電池の電圧バランス回路の回路図である。
図１０は、コンデンサの電圧バランス回路の回路図である。
【符号の説明】
【０１１４】
３０，４０，５０      電圧バランス回路
３１〜３６，４１〜４６、５１〜５６，６１〜６６      スイッチ
３７，３８，４７，４８，５７〜５９，６７〜６９，７２      コンデンサ
６０，８０      電圧検出回路
７０      電圧印加用スイッチ
７１      充電用スイッチ
【図１】
0003858893.tif 000002
【図２】
0003858893.tif 000003
【図３】
0003858893.tif 000004
【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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