半导体装置和电池电压监视装置的制造方法_2

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监视模块的配置地址)的相互的汉明距离的说明图。
[0043]图6是表示实施方式一的电池电压监视IC(引脚寻址)的地址表的例子的说明图。
[0044]图7是表示在实施方式三的电池电压监视装置中对模式设定端子设定的字符的相互的汉明距离的说明图。
[0045]图8是表示实施方式三的电池电压监视IC (自动寻址)的地址表的例子的说明图。
[0046]图9是表示自动寻址中的自动地址设定的动作的说明图。
[0047]图10是表示自动寻址(位移位(bit shift))中的自动地址设定的动作的时序图。
[0048]图11是表示自动寻址(增加(increment))中的自动地址设定的动作的时序图。
[0049]图12是表示具有由雏菊链构成的中断信号通信的电池电压监视装置的框图。
[0050]图13是表示测试模式下的状态寄存器一并读出(one-time read)的动作的说明图。
[0051]图14是表示测试模式下的状态寄存器一并读出的动作的时序图。
[0052]图15是表示雏菊链通信的动作的一个例子的、I帧的时序图。
[0053]图16是各种通信模式下的每一个动作的帧格式的一个例子。
【具体实施方式】
[0054]1.实施方式的概要
[0055]首先,说明本申请公开的发明的代表性的实施方式。在关于代表性的实施方式的简要说明中标注括号而参照的附图的参考标记仅例示了标注该标记的构成要素的概念中所包括的内容。
[0056]【I】 <检测到配置设定端子的故障并切断输出>
[0057]半导体装置(电池电压监视IC) (I —1-1—M)如下构成,所述半导体装置在通过多级地串联连接在正极(91)和负极(92)之间而构成电池组的多个单电池中,按从接近所述正极的第I抽头(93)到接近所述负极的第2抽头(94)的M个(M为3以上的整数)单电池组的每一个而配置,并且用于监视属于所述单电池组的单电池。
[0058]所述半导体装置包括:通信信号端子(4);配置设定端子组(6、7),其通过二进制字符来指定与所述M个单电池组中的哪个单电池组连接;输出切换电路(10),其能够对从所述通信信号端子输出信号或切断信号进行切换;以及模式判定电路(20),其基于所述配置设定端子组的状态来控制所述输出切换电路。
[0059]将用于指定与所述第I抽头连接的所述配置设定端子组的状态设定为第I字符,将用于指定与所述第2抽头连接的所述配置设定端子组的状态设定为第2字符。
[0060]所述模式判定电路在所述配置设定端子组的状态是与所述第I字符或所述第2字符的汉明距离为I时,通过所述输出切换电路切断来自所述通信信号端子的输出。
[0061]由此,能够在布线少、部件成本低、各个电池电压监视IC设置了高功能的通信接口而不采用复杂的通信协议、并考虑了自动防故障的情况下实现作为系统控制装置发挥功能的MCU和多个电池电压监视IC之间的通信。关于配置设定端子的设定,禁止与第I字符和第2字符各仅I位状态不同的字符(汉明距离=I的字符)的设定,所述第I字符表示配置于电位最高的组,所述第2字符表示配置于电位最低的组。检测到配置设定端子的状态变为了被禁止的设定后,判断为故障,切断输出。由此,变为自动防故障。
[0062]【2】<电压输出/电流输出/HiZ的切换>
[0063]在第一项中,所述输出切换电路能够对通过电压源(12)驱动所述通信信号端子、通过电流源(11)驱动所述通信信号端子、使所述通信信号端子为高阻抗进行切换。
[0064]所述模式判定电路在所述配置设定端子组的状态是与所述第I字符一致时,通过所述输出切换电路而以所述电压源来驱动所述通信信号端子。在所述配置设定端子组的状态是与所述第2字符一致时,通过所述输出切换电路而以电流源来驱动所述通信信号端子。在所述配置设定端子组的状态是与所述第I字符或所述第2字符的汉明距离为I时,通过所述输出切换电路使所述通信信号端子为高阻抗。
[0065]由此,无论与通信信号端子连接的电路是电压输入型还是电流输入型,都能够适当地进行应对。尤其是,在配置于最低电位端的情况下适合于驱动电流驱动型的升压电平移位器,在配置于最高电位端的情况下适合于驱动电压输入型的绝缘元件(绝缘体)。另夕卜,当内部的IC地址信号产生了 I位的错误时,通过检测出该错误并使所述通信信号端子为高阻抗,不会破坏外部电路,成为自动防故障。
[0066]【3】<地址设定端子(引脚寻址)>
[0067]在第一项或第二项中,所述配置设定端子组是地址设定端子(6),半导体装置(电池电压监视IC)还具有地址寄存器(30),并基于对所述地址设定端子设定的状态来设定所述地址寄存器。
[0068]由此,通过施加于地址设定端子(6)的电压电平(低电平固定/高电平固定、下拉/上拉等),能够从IC的外部来设定电池电压监视IC的地址。
[0069]【4】<模式设定端子>
[0070]在第一项或第二项中,半导体装置(电池电压监视IC)将所述通信信号端子作为通信信号输出端子(4),并且还具有地址寄存器(30)和通信信号输入端子(5),所述配置设定端子组是模式设定端子(7),所述半导体装置基于对所述模式设定端子设定的状态和从所述通信信号输入端子输入的值来设定所述地址寄存器。
[0071]由此,能够通过施加于模式设定端子(7)的电压电平(低电平固定/高电平固定、下拉/上拉等)和IC内部的地址寄存器(30)存储的值来设定电池电压监视IC的地址。例如,能够通过模式设定端子(7)来设定配置于最高电位端/配置于最低电位端/配置于中间的电位端这3种中的I种,并能够通过地址寄存器(30)存储的值来设定剩余的详细的地址。在配置于最高电位端和最低电位端中的一个的情况下,由于故障的影响非常大,因此强化保护,在配置于中间的电位端的情况下,由于地址产生错误的故障所导致的影响较轻,因此能够采取强化修复而不是强化保护等处理。
[0072]【5】〈自动寻址〉
[0073]在第四项中,半导体装置(电池电压监视IC)还包括运算电路(15)、输出选择电路
(16)、以及寄存器通信控制电路(17)。
[0074]所述输出选择电路能够选择是通过所述运算电路对从所述通信信号输入端子输入的信号进行运算并输出给所述通信信号输出端子、还是将从所述通信信号输入端子输入的信号原样输出给所述通信信号输出端子。
[0075]当从所述通信信号输入端子输入了指定了 IC地址的寄存器访问指令时,所述半导体装置能够基于所述寄存器访问指令并通过所述寄存器通信控制电路来访问内部寄存器。
[0076]当从所述通信信号输入端子输入了 IC地址设定指令和IC地址值时,所述半导体装置基于所述IC地址值来设定所述地址寄存器,所述输出选择电路选择通过所述运算电路对从所述通信信号输入端子输入的IC地址值进行了运算的信号并输出给所述通信信号输出端子。
[0077]由此,即使IC地址是未设定,也能够从外部设定IC地址,能够将用于指定IC地址的端子的数量抑制到必要的最小限度。
[0078]【6】<基于位移位的后级的IC地址生成>
[0079]在第五项中,输入到所述通信信号输入端子的信号是位串行信号,从所述通信信号输出端子输出的信号是位串行信号,所述运算电路的运算是位移位。
[0080]由此,能够在不将从所述通信信号输入端子输入的地址值转换为并行信号的情况下计算出应向后级发送的新的地址值,并且能够在不以帧期间为单位发生延迟的情况下发送给后级。
[0081]【7】<基于增加的后级的IC地址生成>
[0082]在第五项中,输入到所述通信信号输入端子的信号是位串行信号,从所述通信信号输出端子输出的信号是位串行信号,所述运算电路使伴随着所述IC地址设定指令输入的所述地址值增加并从所述通信信号输出端子输出。
[0083]由此,能够向相邻的半导体装置(电池电压监视IC) (I —1-1—M)依次赋予相邻的IC地址值,提高编码效率(通过少的位数来表示很多地址)。
[0084]【8】<地址寄存器诊断模式>
[0085]在第五项中,当从所述通信信号输入端子输入了 IC地址设定指令和IC地址值时,所述半导体装置比较基于所述IC地址值对所述地址寄存器设定的值和所述地址寄存器存储的值。
[0086]由此,通过最初的IC地址设定指令,能够向地址寄存器自动设定IC地址,通过第二次之后的IC地址设定指令,能够诊断是否保存了初始设定的IC地址。
[0087]【9】<中断>
[0088]在第一项中,所述半导体装置还包括中断输出端子(52),当通过所述模式判定电路检测到所述配置设定端子组的状态是与所述第I字符或所述第2字符的汉明距离为I时,从所述中断输出端子输出中断信号。
[0089]由此,能够将故障的发生迅速且可靠地通知给电池系统控制部。
[0090]【10】<状态寄存器一并读出>
[0091]半导体装置(电池电压监视IC) (I —1-1—M)如下构成,所述半导体装置在通过多级地串联连接在正极(91)和负极(92)之间而构成电池组的多个单电池中,按多个单电池组的每一个而配置,被赋予了 IC地址,并且用于监视属于所述单电池组的单电池。
[0092]所述半导体装置包括:地址寄存器(30),其用于保存被赋予的所述IC地址;以及通信信号输入端子(5)和通信信号输出端子⑷。
[0093]所述半导体装置包括:芯片地址判定电路(22),其基于从所述通信信号输入端子输入的芯片地址帧的数据来输出IC选择信号(32);寄存器地址判定电路(24),其基于从所述通信信号输入端子输入的寄存器地址帧的数据来输出寄存器选择信号(33);以及状态寄存器,其能够通过所述寄存器选择信号来进行指定。
[0094]当通过所述IC选择信号被选择时,所述半导体装置通过利用所述寄存器选择信号指定的状态寄存器的状态信息来置换、更新从所述通信信号输入端子输入的寄存器读出数据帧的、与所述地址寄存器存储的IC地址相对应的位位置的数据,并从所述通信信号输出端子发送被更新的状态读出数据帧。
[0095]由此,能够从多个半导体装置(电池电压监视IC) (I —1-1—M) —并(同时且并列地)读出状态信息。
[0096]【11】 <芯片地址帧>
[0097]在第十项中,所述芯片地址判定电路基于所述芯片地址帧中的、通过所述地址寄存器存储的IC地址确定的位位置的值来输出所述IC选择信号。
[0098]由此,在芯片地址帧中,能够通过I位来指定I个半导体装置(电池电压监视IC)(I — 1-1 —M),并能够同时独立且并列地指定O个至M个电池电压监视1C。
[0099]【12】 <地址寄存器诊断模式>
[0100]在第十项或第十一项中,所述半导体装置还包括模式设定端子(7),所述状态寄存器能够存储IC地址错误。当所述芯片地址帧为预定的值时,如果基于所述寄存器地址帧的值对所述地址寄存器设定的值与所述地址寄存器存储的值不同,则所述半导体装置将所述IC地址错误存储于所述状态寄存器。
[0101]由此,通过最初的IC地址设定指令,能够向地址寄存器自动设定IC地址,通过第二次之后的IC地址设定指令,能够诊断是否保存了初始设定的IC地址。诊断结果作为IC地址错误存储在状态寄存器中,通过状态寄存器一并读出指令,能够从多个半导体装置(电池电压监视IC) (I —1-1—M) —并读出。
[0102]【13】 < 电池电压监视装置中的故障时的雏菊链的切断>
[0103]包括第I电压测定部(2 — 1)到第M电压测定部(2 —M)的M个电压测定部、以及电池系统控制部⑶的电池电压监视装置如下构成,其中所述第I电压测定部到第M电压测定部的M个电压测定部是在通过多级地串联连接在正极(91)和负极(92)之间而构成电池组的多个单电池中,按M个(M为3以上的整数)单电池组的每一个而配置。
[0104]第I电压测定部(2—1)到第M电压测定部(2—M)的M个电压测定部按从接近所述正极的最高电位端(93)到接近所述负极的最低电位端(94)的M个(M为3以上的整数)单电池组的每一个,从所述最低电位端到所述最高电位端依次配置,并且基于所述配置并根据从第I地址到第M地址的地址而被识别。
[0105]所述电池系统控制部和所述第I电压测定部到所述第M电压测定部通过雏菊链
(8)连接,所述电池系统控制部能够通过使用所述雏菊链的通信来访问所述第I电压测定部到所述第M电压测定部。
[0106]所述第I电压测定部到所述第M电压测定部具有通过二进制字符来指定与所述M个单电池组中的哪个单电池组连接的配置设定端子组(6 — 1-6 — M、7 — 1-7 — Μ)。
[0107]将用于指定与所述最高电位端的单电池组连接的所述配置设定端子组的状态设定为第I字符,将用于指定与所述最低电位端的单电池组连接的所述配置设定端子组的状态设定为第2字符。
[0108]所述第I电压测定部到所述第M电压测定部分别在所述配置设定端子组的状态是与所述第I字符或所述第2字符的汉明距离为I时,切断使用所述雏菊链的所述通信。
[0109]由此,能够在布线少、部件成本低、各个电池电压监视IC设置了高功能的通信接口而不采用复杂的通信协议、并考虑了自动防故障的情况下实现作为系统控制装置发挥功能的MCU和多个电池电压监视IC之间的通信。关于配置设定端子的设定,禁止与第I字符和第2字符各仅I位状态不同的字符(汉明距离=I的字符)的设定,所述第I字符表示配置于电位最高的组,所述第2字符表示配置于电位最低的组。检测到配置设定端子的状态变为了被禁止的设定后,判断为故障,切断输出。由此,变为自动防故障。
[0110]【14】 <循环通信中的HiZ控制>
[0111]在第十三项中,所述第I电压测定部和所述电池系统控制部通过第I通信布线(8— I)连接,所述第M电压测定部和所述电池系统控制部经由信号电位变换元件(9)并通过第Μ+1通信布线(8 —Μ+1)连接。另外,所述第I电压测定部和第2电压测定部通过第2通信布线(8 — 2)连接,第M-1电压测定部和所述第M电压测定部通过第M通信布线(8 —Μ)连接。
[0112]所述第I电压测定部在被设定的所述配置设定端子组的状态是与所述第2字符相等时,通过电流源(11)来驱动所述第2通信布线,在被设定的所述配置设定端子组的状态是与所述第2字符的汉明距离为I时,使所述第2通信布线为高阻抗。
[0113]所述第M电压测定部在被设定的所述配置设定端子组的状态是与所述第I字符相等时,通过电
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