半导体装置、电池监视系统以及半导体装置的起动方法_2

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的IC20中,对电池单元19的电压(电源电压VDD)施加的电路区域(电路元件)使用高耐压元件(高电压电路),另一方面,其它内部电路使用通过从调节器30输出的驱动电压VREG进行驱动的低耐压元件(低电压电路)。在具体而言,在图1所示的IC20中,电压测量电路28、调节器30以及升压电路32为高电压电路,其它电路为通过从调节器30输出的驱动电压VREG而被驱动的低电压电路。
[0039]升压电路32具有根据从蓄电池18供给的电源电压VDD来生成升压电压HV(HV1或者HV2,统称的情况下,称为“HV”)来供给的功能。
[0040]作为第1通信电路的一个例子的下位通信电路22以及作为第2通信电路的一个例子的上位通信电路24具有用于在MCU12或者各IC20间进行通信的功能。
[0041]在IC20j^下位通信电路22:经由通信线连接MCU12,并与MCU12之间进行各种数据的收发。IC20j^上位通信电路24 IC20 2的下位通信电路22 2经由通信线连接,并在1〇201以及IC20 2之间进行各种数据的收发。此外,在IC20 2的上位通信电路24 2没有连接上级的1C,但在电池监视系统10具有三个以上的IC20的情况下(3级以上的菊链连接的情况下),经由通信线与上级的1C的下位通信电路22连接。
[0042]下位通信电路22将本IC20的GND作为电路的GND、还将本IC20内部的调节器30的输出即驱动电压VREG作为电路电源(驱动电源)进行动作。因此,输入输出至下位通信电路22的信号是具有GND电位以上且VREG电位以下的范围的电位电平(振幅)的低电压信号。另一方面,上位通信电路24将本IC20的电源电压VDD作为电路的GND、还将上级的IC20的调节器30的输出即驱动电压VREG作为电路电源(驱动电源)进行动作。因此,输入输出至上位通信电路24的信号是具有VDD电位以上且VDD电位+上级的IC20的VREG电位以下的范围的电位电平的高电压信号。
[0043]具有输入输出至本IC20内的下位通信电路22的GND电位以上且VREG电位以下的范围的电位电平的低电压信号、和具有输入输出至上位通信电路24的VDD电位以上且VDD电位+VREG电位以下的范围的电位电平的高电压信号通过省略图示的电平转换器以振幅保持同等的方式被电平移位,由此能够在下位通信电路22与上位通信电路24之间输入输出。
[0044]具体而言,在本实施方式中,IC1的上位通信电路2七将本IC20 i的电源电压VDD1作为电路的GND、还将上级IC202的驱动电压VREG2作为电路电源进行动作。驱动电压VREG2能够视为将本IC20i的电源电压VDD1和驱动电压VREG1加在一起的电位。IC2的下位通信电路222将本IC20 2的GND2作为电路的GND、将本IC20 2内部的调节器30 2的输出即驱动电压VREG2作为电路电源(驱动电源)进行动作。本10202的GND2能够视为与下级的IC20 ι的电源电压VDD1同电位。因此,IC201的上位通信电路2七以及IC20 2的下位通信电路22 2都将10202的驱动电压VREG2作为电路电源、将IC20 2的GND作为电路的GND使用,所以相互能够进行通信。
[0045]本实施方式的起动电路40具有基于起动信号使本IC20的内部电路起动(例如,从待机状态恢复)的功能。本实施方式的起动电路40具有在Η电平的起动信号,更具体而言,在起动信号从L电平上升到Η电平的情况下检测出起动,并输出用于使本IC20内的内部电路起动的内部起动信号的一个例子的信号的功能。
[0046]起动电路40将本IC20的GND作为电路的GND、还将本IC20的电源电压VDD作为电路电源进行动作。本实施方式的起动电路40这样具有上述的功能,只要能够接收GND电位以上且VDD电位以下的范围的振幅的信号,则不特别限定。
[0047]另外,本实施方式的驱动电路50具有基于从控制电路26输入的控制信号,将用于使上级的IC20驱动的起动信号输出给上级的IC20的起动电路40的功能(详细后述)。驱动电路50将本IC20的电源电压VDD作为电路的GND、还将从本IC20的升压电路32输出的升压电压HV作为电路电源进行动作。
[0048]图2表示本实施方式的驱动电路50的具体例的构成图。图2(1)是驱动电路50的一个例子的不意结构图,⑵是表不节点(A)、(Β)、以及输出端子的一个例子的输出端子OUT中的电位,更具体而言,在节点(A)中传输的信号、在节点(B)中传输的信号以及在输出OUT中传输的信号的时间变化的一个例子的时间图。此外,图2中,为了便于说明,示出102(^的驱动电路50 10
[0049]如图2所示,本实施方式的驱动电路50具备缓存52、电平转换器54、PM0S晶体管56、以及NM0S晶体管58。
[0050]若本IC20的规定的内部电路开启,则控制电路26将控制信号输出给驱动电路50。驱动电路50的缓存52被输入控制信号。从缓存52输出的信号被输入给电平转换器54。电平转换器54A具有将具有输入的GND1电位以上且VDDl(VREG)电位以下的范围的电位电平的低电压信号变换为具有VDD1电位以上且HV1电位以下的范围的电位电平的高电压信号并输出的功能。电平转换器54的输出经由节点㈧输入给PM0S晶体管56,另外,经由节点⑶输入给NM0S晶体管58。
[0051]PM0S晶体管56的栅极端子经由节点㈧与电平转换器54连接。另外,PM0S晶体管56的源极端子与升压电压HV(具体而言,供给升压电压HV的信号线)连接。并且,PM0S晶体管56的漏极端子与输出OUT以及NM0S晶体管58的漏极端子连接。另一方面,NM0S晶体管58的栅极端子经由节点(B)与电平转换器54连接。另外,NM0S晶体管58的源极端子与电源电压VDD (具体而言,供给电压VDD的信号线)连接。另外,NM0S晶体管58的漏极端子与输出端子OUT以及PM0S晶体管56的漏极端子连接。从输出端子OUT输出的信号作为起动信号,被输出给上级的IC20的起动电路40。
[0052]对于本实施方式的电池监视系统10中的IC20的起动动作,基于电池监视系统10全体的动作的流程,详细地进行说明。图3表示表现电池监视系统10全体的动作的一个例子的流程的流程图。在电池监视系统10接通电源的情况下、从待机状态恢复的情况下进行图3所示的起动动作。此外,在本实施方式中,“待机状态”是指在满足规定的条件的情况下,为了抑制电流的消耗而成为非动作状态的状态,在本实施方式的IC20中,除了利用即使待机状态也未被切断的电源电压VDD进行动作的起动电路40之外的内部电路变为待机状态。因此,在本实施方式的IC20中,下位通信电路22、上位通信电路24、控制电路26、电压测量电路28、调节器30、升压电路32、以及驱动电路50变为待机状态。
[0053]首先,在步骤S100中,最下级的IC20接收起动信号。在本实施方式的电池监视系统10中,102(^的起动电路40 4妾收起动信号。在本实施方式的电池监视系统10中,MCU12与最下级的IC20连接,所以从最下级的IC20开始按顺序起动上级的IC20。其,首先,最下级的IC20接收起动信号。此外,起动信号可以从MCU12输入,也可以从电池监视系统10内的其它电路、外部的装置输入。
[0054]接下来的步骤S102?S108的处理是接收到起动信号的IC20中的处理。
[0055]在步骤S102中,接收到起动信号对IC20的起动电路40使本IC20内的内部电路起动。在本实施方式中,作为一个例子,若起动电路40通过起动信号检测出起动,则起动电路40将表示检测出起动的信号输出给调节器30,调节器30首先起动。在调节器30起动后,通过调节器30生成的驱动电压VREG进行动作的内部电路起动,从非动作状态移至动作状态。因此,通过调节器30的起动,控制电路26也起动。并且,控制电路26使升压电路32以及驱动电路50进行动作,由此驱动电路50能够对上级的IC20输出起动信号。
[0056]在下一个步骤S104中,IC20直至规定的内部电路起动为止,为待机状态,在起动的情况下,进入步骤S106。在本实施方式中,作为具体例子,IC20的控制电路26判断规定的内部电路是否起动。作为规定的内部电路,如上述,例举控制电路26、调节器30、以及升压电路32,但并不限于这些,只要是与驱动电路50进行动作所需的电源的供给相关的内部电路即可。作为本步骤中的规定的内部电路的其它一个例子,例举IC20的全部内部电路。
[0057]此外,内部电路的起动如上述那样,若调节器30起动,则控制电路26以及升压电路32至少起动。下位通信电路22、上位通信电路24、以及电压测量电路28此处可以不立即起动,可以在实际需要的情况下起动。
[0058]在规定的内部电路起动的情况下,在步骤S106中,控制电路26对驱动电路50输出表示规定的内部电路的起动完成的控制信号。
[0059]此外,即使IC20的上位通信电路24移至动作状态,在上级的IC20中,调节器30为非动作状态,下位通信电路22为非动作状态,所以上位通信电路24不进行通信。
[0060]在下一个步骤S108中,IC20的驱动电路50对上级的IC20输出用于使上级的IC20起动的起动信号。
[0061 ] 如图2⑵所示,在IC20的驱动电路50的节点(A)的电位为HV1 (H电平)时,PM0S晶体管56变为截止状态,在节点⑶的电位为HV1时,NM0S晶体管58变为导通状态,所以输出端子OUT的电位成为VDD1 (L电平)。
[0062]并且,在IC20的驱动电路50的节点(A)的电位为VDD1时,PM0S晶体管56变为导通状态,在节点(B)的电位为VDD1时,NM0S晶体管58变为截止状态,所以输出0U端子的电位成为HV1。在本实施方式的IC20中,在从输出端子OUT输出的起动信号从L电平上升到Η电平的情况下,上级的IC20的起动电路40检测出起动。
[0063]起动信号是振幅为本IC20的VDD电位以上且HV电位以下的范围的信号,上级的IC20的起动电路40能够接收本IC20的GND电位以上且VDD电位以下的范围,即,下级的IC20的VDD电位以上且VDDX2电位以下的范围的信号,所以能够接收起动信号。
[0064]此外,在本实施的IC20的驱动电路50中,对上级的IC20的起动电路40输出起动信号后,如图2(2)所示,通过使节点㈧的电位为HV1来使PM0S晶体管56成为截止状态、使节点(B)的电位为VDD1来使NM0S晶体管58成为截止状态,从而使输出OUT的电位成为H1- Z(高阻抗)状态。
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