JP2012145418A - 半導体回路、半導体装置、断線検出方法、及び断線検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電池に関する信号線の断線を適切に検出することができる、半導体回路、半導体装置、断線検出方法、及び断線検出プログラムを提供する。
【解決手段】信号線Ｌｎの断線検出を行う場合は、信号線Ｌｎに信号線Ｌｎの電位よりも低電位の信号線Ｌｎ−１よりも小さい電位を供給し、信号線Ｌｎの電位と、信号線Ｌｎ−１の電位とを比較し、信号線Ｌｃの電位＞信号線Ｌｉ（出力ＯＵＴ＝Ｌレベル）ならば、断線が無いことを検出し、信号線Ｌｃの電位＜信号線Ｌｉ（出力ＯＵＴ＝Ｈレベル）ならば、断線が有ることを検出する。また、信号線Ｌｎに信号線Ｌｎよりも高電位の信号線Ｌｎ＋１の電位よりも大きい電位を供給し、信号線Ｌｎの電位と、信号線Ｌｎ＋１の電位とを比較し、信号線Ｌｃの電位＜信号線Ｌｉ（出力ＯＵＴ＝Ｈレベル）ならば、断線が無いことを検出し、信号線Ｌｃの電位＞信号線Ｌｉ（出力ＯＵＴ＝Ｌレベル）ならば、断線が有ることを検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、半導体回路、半導体装置、断線検出方法、及び断線検出プログラム、特に電池電圧監視用の半導体回路、半導体装置、断線検出方法、及び断線検出プログラムに関するものである。

一般に、ハイブリッド自動車や電気自動車のモータ駆動等に用いられる大容量で高出力なバッテリーとして、複数の電池（電池セル）が直列に接続されたバッテリー（具体的一例としては、リチウムイオンバッテリー等が挙げられる）が用いられている。当該バッテリーの電池の電圧を監視・制御するための電池監視システムが知られている。

従来の電池監視システムは、複数の電池セルを含む電池セル群と、当該電池セル群に含まれる電池セルの電圧を測定・制御する半導体回路と、を備えて構成されている。

当該電池監視システムでは、測定用の半導体回路から得られた各電池セルの電圧情報を元に、電池セル群のセル電圧均等化（各電池セルの電圧値を均等にする）処理や充放電制御（各電池セルの充放電の制御）処理等を行う。このような電池監視システムでは、電池セルと測定用の半導体回路とを接続する信号線等に断線が生じていると、電池監視システムに不具合が発生する場合がある。

そのため、信号線の断線を検出する技術が知られている（特許文献１〜特許文献８参照）。

特開２００２−３４３４４５号公報 特開２００１−１１６７７６号公報 特開２００６−２９９２３号公報 特開２００４−１７０３３５号公報 特開２００５−１６８１１８号公報 特開２００４−１０４９８９号公報 特開２００６−５０７８４号公報 特開２００７−２２５４８４号公報

しかしながら、特許文献１〜特許文献８に記載の技術では、以下のような問題がある。

特許文献１〜３に記載の技術では、断線を検知するための抵抗を電池セル間に常時接続しなければならない。当該抵抗には、電池セルから常時電流が流れるため、待機時の電流（暗電流）を抑制するためには、抵抗値を大きくする必要がある。しかしながら、抵抗値には限界があるため、暗電流を抑制することは困難である。

また、特許文献４〜特許文献７に記載の技術では、断線を検知するためには、電池セル間をスイッチで短絡させる動作を必要とする。短絡させることにより、電池セルが過充電状態にない場合であっても放電動作をさせることになるため、電池セル同士の電池電圧をばらつかせる可能性がある。

またさらに、特許文献４及び特許文献８に記載の技術では、断線の有無を判定するために、電池電圧を測定するために用いられる、電池電圧計測回路及び計測電圧差を演算するための演算装置を必要とする。複数の電圧を電圧計測回路で測定して演算装置で演算しなければならないため、断線検知に時間を要してしまい、当該時間を短縮することが困難である。また、電池電圧計測回路が１つしか設けられていない半導体回路では、断線検知期間中は、通常の電池電圧セルの測定動作を行うことが困難である。

本発明は、上述した問題を解決するために提案されたものであり、電池に関する信号線の断線を適切に検出することができる、半導体回路、半導体装置、断線検出方法、及び断線検出プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の半導体回路は、直列に接続された複数の電池の各々の両端に接続された電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第１信号線とを接続するための第１接続手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第２信号線とを接続するための第２接続手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が低電位側に接続されている前記電池の高電位側の電圧よりも高い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第１電圧供給手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が高電位側に接続されている前記電池の低電位側の電圧よりも低い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第２電圧供給手段と、前記第１信号線の電圧と、前記第２信号線の電圧と、を比較して比較結果を出力する比較手段と、を備える。

請求項１０に記載の半導体装置は、直列に接続された複数の電池と、前記複数の電池に接続された、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の半導体回路と、を備える。

請求項１１に記載の断線検出方法は、直列に接続された複数の電池の各々の両端に接続された電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第１信号線とを接続するための第１接続手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第２信号線とを接続するための第２接続手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が低電位側に接続されている前記電池の高電位側の電圧よりも高い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第１電圧供給手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が高電位側に接続されている前記電池の低電位側の電圧よりも低い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第２電圧供給手段と、前記第１信号線の電圧と、前記第２信号線の電圧と、を比較して比較結果を出力する比較手段と、を備えた半導体回路において、断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御する工程と、検出を行う前記電池電圧信号線が低電位側に接続された前記電池の高電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御する工程と、電圧を供給するよう第１電圧供給手段を制御する工程と、前記比較手段から出力された比較結果に基づいて前記電池電圧信号線の断線の有無を検出する工程と、断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御する工程と、検出を行う前記電池電圧信号線が高電位側に接続された前記電池の低電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御する工程と、電圧を供給するよう第２電圧供給手段を制御する工程と、前記比較手段から出力された比較結果に基づいて前記電池電圧信号線の断線の有無を検出する工程と、を備える。

請求項１２に記載の断線検出プログラムは、直列に接続された複数の電池の各々の両端に接続された電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第１信号線とを接続するための第１接続手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第２信号線とを接続するための第２接続手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が低電位側に接続されている前記電池の高電位側の電圧よりも高い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第１電圧供給手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が高電位側に接続されている前記電池の低電位側の電圧よりも低い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第２電圧供給手段と、前記第１信号線の電圧と、前記第２信号線の電圧と、を比較して比較結果を出力する比較手段と、を備えた半導体回路の前記電池電圧信号線の断線を検出する処理をコンピュータに実行させるための断線検出プログラムであって、断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御するステップと、検出を行う前記電池電圧信号線が低電位側に接続された前記電池の高電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御するステップと、電圧を供給するよう第１電圧供給手段を制御するステップと、前記比較手段から出力された比較結果に基づいて前記電池電圧信号線の断線の有無を検出するステップと、断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御するステップと、検出を行う前記電池電圧信号線が高電位側に接続された前記電池の低電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御するステップと、電圧を供給するよう第２電圧供給手段を制御するステップと、前記比較手段から出力された比較結果に基づいて前記電池電圧信号線の断線の有無を検出するステップと、を備えた処理をコンピュータに実行させるためのものである。

本発明によれば、電池に関する信号線の断線を適切に検出することができる、という効果を奏する。

第１の実施の形態に係る電池監視システムの概略構成の一例を示す回路図である。 第１の実施の形態に係る半導体回路の概略構成の一例を示す回路図である。 第１の実施の形態に係る断線検出動作（比較動作１）の流れの一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係る半導体回路の比較動作１における状態を示した回路図である。 第１の実施の形態に係る断線検出動作（比較動作２）の流れの一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係る半導体回路の比較動作２における状態を示した回路図である。 第１の実施の形態に係る半導体回路の概略構成のその他の一例を示す回路図である。 第２の実施の形態に係る半導体回路の概略構成の一例を示す回路図である。 第２の実施の形態に係る断線検出動作全体の流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るイニシャライズ動作の流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る半導体回路のイニシャライズ動作における状態を示した回路図である。 第２の実施の形態に係る比較動作１の流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る半導体回路の比較動作１における状態を示した回路図である。 第２の実施の形態に係る比較動作２の流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る半導体回路の比較動作２における状態を示した回路図である。 第３の実施の形態に係る半導体回路の概略構成の一例を示す回路図である。 第３の実施の形態に係る断線検出動作全体の流れの一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る半導体回路のイニシャライズ動作１における状態を示した回路図である。 第３の実施の形態に係る半導体回路の比較動作１−１における状態を示した回路図である。 第３の実施の形態に係る半導体回路の比較動作１−２における状態を示した回路図である。 第３の実施の形態に係るイニシャライズ動作２の流れの一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る半導体回路のイニシャライズ動作２における状態を示した回路図である。 第３の実施の形態に係る比較動作２の流れの一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る半導体回路の比較動作２における状態を示した回路図である。 第３の実施の形態に係るイニシャライズ動作３の流れの一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る半導体回路のイニシャライズ動作３における状態を示した回路図である。 第３の実施の形態に係る比較動作３の流れの一例を示すフローチャートである。 第３の実施の形態に係る半導体回路の比較動作３における状態を示した回路図である。 第４の実施の形態に係る半導体回路の概略構成の一例を示す回路図である。

［第１の実施の形態］
まず、以下、図面を参照して本発明の基本構成となる、第１の実施の形態の電池監視システムについて詳細に説明する。

まず、本実施の形態の電池監視システムの構成について説明する。本実施の形態の電池監視システムの概略構成の一例を図１に示す。図１に示した本実施の形態の電池監視システムは、複数の電池セルを含む電池セル群１２と、電池セル群１２の各電池セルの電圧を測定する半導体回路１４と、を備えて構成されている。

半導体回路１４は、検出回路２２、記憶部２３、スイッチング素子群２４、比較回路２６、電圧計測セル選択スイッチ２８、及び電圧計測回路３０を備えて構成されている。

検出回路２２は、比較回路２６から出力される出力ＯＵＴに基づいて信号線Ｌｎ＋１〜Ｌｎ−２が断線しているかを検出するための機能を有する論理回路である。検出回路２２は、外部から信号線Ｌｎ＋１〜Ｌｎ−２の断線の有無の検出を実行するよう指示を受けると、スイッチング素子群２４のオン、オフを制御する制御信号（詳細後述）を出力する。

記憶部２３は、比較回路２６から出力された出力ＯＵＴ（Ｈレベル、Ｌレベルを示す論理値）を記憶する機能を有するものであり、具体的一例としては、レジスタが挙げられる。本実施の形態では、記憶部２３に記憶（格納）される論理値に基づいて、外部装置が、断線の有無を検出する。

図２に本実施の形態の半導体回路１４の概略構成の一例を示す。なお、本実施の形態では、具体的一例として、電池セル群１２は、３つのセルＣ（Ｃｎ−１〜Ｃｎ＋１、総称する場合は、セルＣという）を含んでおり、信号線Ｌｎ−２〜Ｌｎ＋１（総称する場合は、信号線Ｌという）により半導体回路１４に接続されている。また、図２では、検出回路２２及び記憶部２３の記載を省略している。

図２に示した半導体回路１４は、スイッチング素子群２４、比較回路２６、電圧計測セル選択スイッチ２８、及び電圧計測回路３０を備えて構成されている。スイッチング素子群２４は、スイッチング素子群ＳＷ１、スイッチング素子群ＳＷ２、電圧調整部ＩＨ、ＩＬを含むスイッチング素子群ＳＷ３、を含んで構成されている。

電圧計測セル選択スイッチ２８は、複数の内部スイッチング素子ＳＷ（図示省略）を備え、内部スイッチング素子ＳＷを切り替えて、電池電圧の測定・監視を行うセルＣの高電位側の電圧（信号線Ｌ）と低電位側の電圧（信号線Ｌ）とを選択する機能を有するものである。電圧計測回路３０は、電圧計測セル選択スイッチ２８により選択された電圧に基づいて、セルＣの電池電圧を計測する機能を有するものである。

スイッチング素子群ＳＷ１は、信号線Ｌと信号線Ｌｃとを接続する機能を有するものであり、検出回路２２からの制御信号に基づいて、断線検出を行う信号線Ｌと信号線Ｌｃとを接続する。スイッチング素子群ＳＷ１は、各信号線Ｌ毎にスイッチング素子ＳＷ１（ＳＷ１ｎ−２〜ＳＷ１ｎ＋１、総称する場合は、スイッチング素子ＳＷ１という）が設けられている。

スイッチング素子群ＳＷ２は、信号線Ｌと信号線Ｌｉとを接続する機能を有するものであり、検出回路２２からの制御信号に基づいて、断線検出を行う信号線Ｌよりも高電位の電池電圧が供給される信号線Ｌと信号線Ｌｉとを接続する。また、検出回路２２からの制御信号に基づいて、断線検出を行う信号線Ｌよりも低電位の電池電圧が供給される信号線Ｌと信号線Ｌｉとを接続する。スイッチング素子群ＳＷ２は、各信号線Ｌ毎にスイッチング素子ＳＷ２（ＳＷ２ｎ−２〜ＳＷ２ｎ＋１、総称する場合は、スイッチング素子ＳＷ２という）が設けられている。

スイッチング素子群ＳＷ３は、スイッチング素子群ＳＷ３Ｈ、ＳＷ３Ｌ、及び電圧調整部ＩＨ、ＩＬを備えて構成されている。スイッチング素子ＳＷ３（ＳＷ３ｎ−２〜ＳＷ３ｎ＋１、総称する場合は、スイッチング素子ＳＷ３という。また、スイッチング素子ＳＷ３Ｈ、ＳＷ３Ｌ、及び電圧調整部ＩＨ、ＩＬも同様に、総称する場合は、個々を示す符号を省略して記載する）は、各信号線Ｌ毎に設けられている。

スイッチング素子ＳＷ３の電圧調整部ＩＨは、スイッチング素子ＳＷ３Ｈにより、信号線Ｌに接続される。本実施の形態の電圧調整部ＩＨは、定電流源であり、信号線Ｌよりも高電圧が供給される信号線Ｌの当該高電圧よりも高い電圧を信号線Ｌに供給する機能を有するものである。具体的には、例えば、信号線Ｌｎにスイッチング素子ＳＷ３Ｈｎにより接続される電圧調整部ＩＨｎは、信号線Ｌｎ＋１に供給される電源電圧よりも高電圧を信号線Ｌｎに供給する。

また、スイッチング素子ＳＷ３の電圧調整部ＩＬは、スイッチング素子ＳＷ３Ｌにより、信号線Ｌに接続される。本実施の形態の電圧調整部ＩＬは、定電流源であり、信号線Ｌよりも低電圧が供給される信号線Ｌの当該低電圧よりも低い電圧を信号線Ｌに供給する機能を有するものである。具体的には、例えば、信号線Ｌｎにスイッチング素子ＳＷ３Ｌｎにより接続される電圧調整部ＩＬｎは、信号線Ｌｎ−１に供給される電源電圧よりも低電圧を信号線Ｌｎに供給する。

比較回路２６は、信号線Ｌｃの電圧と信号線Ｌｉの電圧とを比較して、比較結果を出力ＯＵＴとして出力する機能を有するものである。本実施の形態では、具体的一例として、信号線Ｌｃの電圧が信号線Ｌｉの電圧よりも低い場合は、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルを出力し、信号線Ｌｃの電圧が信号線Ｌｉの電圧よりも高い場合は、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルを出力する。

次に本実施の形態の半導体回路１４における断線検出動作について説明する。

また、以下では、具体的一例として、信号線Ｌｎの断線（図４の「×」印参照）を検出する場合について詳細に説明する。

まず、低電位側の信号線Ｌに供給される電池電圧との比較により断線を検出する場合の断線検出動作（比較動作１）について説明する。図３に、本実施の形態の断線検出動作の流れの一例のフローチャートを示す。

初期状態では、スイッチング素子ＳＷ１、スイッチング素子ＳＷ２、及びスイッチング素子ＳＷ３は全てオフ状態になっている。

ステップ１００では、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ１、及び低電位側の信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ２をオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ１ｎをオンにすると共に、スイッチング素子ＳＷ２ｎ−１をオンにする（図４参照）。

次のステップ１０２では、検出する信号線Ｌｎのスイッチング素子ＳＷ３Ｌをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ３Ｌｎをオンにする（図４参照）。これにより、電圧調整部ＩＬｎが信号線Ｌｎに接続される。

ここで、信号線Ｌｉの電位は、セルＣｎの低電位側の電池電圧の電池となる。信号線Ｌｃの電位は、信号線Ｌｎが断線していない場合は、セルＣｎの高電位側の電池電圧の電位となる。従って、信号線Ｌｎが断線していない場合は、信号線Ｌｃの電位＞信号線Ｌｉの電位となる。

一方、信号線Ｌｎが断線している場合は、信号線Ｌｃの電位が、電圧調整部ＩＬｎの電位に引っ張られる。本実施の形態では、電圧調整部ＩＬｎの電位は、信号線Ｌｎ−１の電位よりも小さいため、信号線Ｌｃの電位＜信号線Ｌｉの電位となる。

本実施の形態の比較回路２６では、信号線Ｌｃの電位＞信号線Ｌｉの場合は、Ｌレベルを出力し、信号線Ｌｃの電位＜信号線Ｌｉの場合は、Ｈレベルを出力する。

次のステップ１０４では、比較回路２６より出力された出力ＯＵＴを検出し、次のステップ１０６では、出力ＯＵＴがＨレベルか、Ｌレベルかを判断する。Ｌレベルの場合は、ステップ１０８へ進み、上述の通り、断線が無いことを検出した後、本動作を終了する。一方、Ｈレベルの場合は、ステップ１１０へ進み、上述の通り、断線が有ることを検出する。断線が有る場合は、ステップ１１２へ進み、例えば、電池監視システム１０の動作を停止する等、所定の措置を行った後、本処理を終了する。

次に、高電位側の信号線Ｌに供給される電池電圧との比較により断線を検出する場合の断線検出動作（比較動作２）について説明する。図５に、本実施の形態の断線検出動作の流れの一例のフローチャートを示す。

初期状態では、スイッチング素子ＳＷ１、スイッチング素子ＳＷ２、及びスイッチング素子ＳＷ３は全てオフ状態になっている。

ステップ２００では、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ１、及び高電位側の信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ２をオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ１ｎをオンにすると共に、素子ＳＷ２ｎ＋１をオンにする（図６参照）。 次のステップ２０２では、検出する信号線Ｌｎのスイッチング素子ＳＷ３Ｈをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ３Ｈｎをオンにする（図６参照）。これにより、電圧調整部ＩＨｎが信号線Ｌｎに接続される。

ここで、信号線Ｌｉの電位は、セルＣｎ＋１の高電位側の電池電圧の電池となる。信号線Ｌｃの電位は、信号線Ｌｎが断線していない場合は、セルＣｎ＋１の低電位側の電池電圧の電位となる。従って、信号線Ｌｎが断線していない場合は、信号線Ｌｃの電位＜信号線Ｌｉの電位となり、比較回路２６から出力ＯＵＴ＝Ｈレベルが出力される。

一方、信号線Ｌｎが断線している場合は、信号線Ｌｃの電位が、電圧調整部ＩＨｎの電位に引っ張られる。本実施の形態では、電圧調整部ＩＨｎの電位は、信号線Ｌｎ＋１の電位よりも大きいため、信号線Ｌｃの電位＞信号線Ｌｉの電位となり、比較回路２６から出力ＯＵＴ＝Ｌレベルが出力される。

次のステップ２０４では、比較回路２６より出力された出力ＯＵＴを検出し、次のステップ２０６では、出力ＯＵＴがＨレベルか、Ｌレベルかを判断する。Ｈレベルの場合は、ステップ２０８へ進み、上述の通り、断線が無いことを検出した後、本動作を終了する。一方、Ｌレベルの場合は、ステップ２１０へ進み、上述の通り、断線が有ることを検出する。断線が有る場合は、ステップ２１２へ進み、例えば、電池監視システム１０の動作を停止する等、所定の措置を行った後、本処理を終了する。

本実施の形態の半導体回路１４では、低電位側の信号線Ｌに供給される電池電圧との比較により断線を検出する場合の断線検出動作、及び高電位側の信号線Ｌに供給される電池電圧との比較により断線を検出する場合の断線検出動作を信号線Ｌの各々に行うことにより、断線検出を行う。なお、最上位のセルＣ（セルＣｎ＋１）の高電位側の信号線Ｌｎ＋１の断線検出を行う場合は、信号線Ｌｎとの比較により検出を行い、最下位のセルＣ（セルＣｎ−２）の低電位側の信号線信号線Ｌｎ−２の断線検出を行う場合は、信号線Ｌｎ−１との比較により検出を行う。

本実施の形態では、出力ＯＵＴの結果が、表１のようになる。

以上説明したように、本実施の形態の半導体回路１４では、信号線Ｌｎの断線検出を行う場合は、信号線Ｌｎに信号線Ｌｎの電位よりも低電位の電池電圧が供給される信号線Ｌｎ−１よりも小さい電位を供給し、信号線Ｌｎの電位と、信号線Ｌｎ−１の電位とを比較し、信号線Ｌｃの電位＞信号線Ｌｉ（出力ＯＵＴ＝Ｌレベル）ならば、断線が無いことを検出し、信号線Ｌｃの電位＜信号線Ｌｉ（出力ＯＵＴ＝Ｈレベル）ならば、断線が有ることを検出する。また、信号線Ｌｎに信号線Ｌｎよりも高電位の電池電圧が供給される信号線Ｌｎ＋１の電位よりも大きい電位を供給し、信号線Ｌｎの電位と、信号線Ｌｎ＋１の電位とを比較し、信号線Ｌｃの電位＜信号線Ｌｉ（出力ＯＵＴ＝Ｈレベル）ならば、断線が無いことを検出し、信号線Ｌｃの電位＞信号線Ｌｉ（出力ＯＵＴ＝Ｌレベル）ならば、断線が有ることを検出する。

このように本実施の形態では、電圧調整部ＩＨ、ＩＬを備えており、断線検出動作（比較動作１及び比較動作２）に応じて、電圧調整部ＩＨ、ＩＬから断線検出を行う信号線Ｌに電位を供給するため、比較回路２６により、適切に断線の検出を行うことができる。

また、電圧調整部ＩＨ、ＩＬは、常時、信号線Ｌに接続されるのではなく、断線を検出する期間のみ信号線Ｌに接続するため、電圧調整部ＩＨ、ＩＬから電流が常時流れ込むことがなく、待機時の電流（暗電流）が発生することがない、という効果が得られる。

また、比較回路２６により、適切に断線の検出を行うことができるため、電圧計測セル選択スイッチ２８及び電圧計測回路３０を使用することなく、断線の検出が行える。従って、電圧計測セル選択スイッチ２８及び電圧計測回路３０を使用して、セルＣの電池電圧を測定する動作の期間中であっても、断線検出を行うことができる、という効果が得られる。

なお、比較回路２６の構成は、特に限定されず、例えば図７に示した比較回路２６のように、チョッパ型コンパレータを用いることができる。この場合、比較回路２６のオフセット電圧を除去できる、という効果が得られる。なお、比較回路２６をチョッパ型コンパレータとして構成した場合の動作については、以下の実施の形態において詳細に説明する。

［第２の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の第２の実施の形態の半導体装置である半導体回路及び、信号線Ｌの断線の検出を行う断線検出動作について詳細に説明する。

図８に、本実施の形態の半導体回路４０の概略構成の一例を示す。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態と略同様の構成、及び動作については、その旨を記載し、詳細な説明を省略する。

第１の実施の形態では、断線検出動作では、低電位側と比較する比較動作１及び高電位側と比較する比較動作２において、いずれもスイッチング素子ＳＷ２が、信号線Ｌと信号線Ｌｉとを接続していたが、本実施の形態では、低電位側と比較する比較動作１の場合は、スイッチング素子ＳＷ２Ｌが信号線Ｌと信号線Ｌｉｌとを接続し、高電位側と比較する比較動作２の場合は、スイッチング素子ＳＷ２Ｈが、信号線Ｌと信号線Ｌｉｈとを接続するように、スイッチング素子ＳＷ２Ｌと、スイッチング素子ＳＷ２Ｈとを備えて構成されている。

また、本実施の形態の比較回路（コンパレータ）４２は、チョッパ型コンパレータとして構成されている。コンパレータ４２は、スイッチング素子ＳＷＣ１−Ａ、ＳＷＣ２−Ａ、ＳＷＣ１−Ｂ、ＳＷＣ２−Ｂ、コンデンサＣ１、Ｃ２、スイッチング素子ＳＷＣ３、自己閾値電圧Ｖｘのシングル反転増幅器ＮＡＭＰ、及びラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）を備えて構成されている。

スイッチング素子ＳＷＣ１−Ａは、信号線ＬｉｈをコンデンサＣ１に接続し、スイッチング素子ＳＷＣ２−Ａは、信号線ＬｃをコンデンサＣ１に接続する。また、スイッチング素子ＳＷＣ１−Ｂは、信号線ＬｉｌをコンデンサＣ２に接続し、スイッチング素子ＳＷＣ２−Ｂは、信号線ＬｃをコンデンサＣ２に接続する。

ラッチ回路は、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの出力電圧から論理値（Ｈレベル及びＬレベル）を確定して出力する機能を有するものである。

本実施の形態の半導体回路４０における断線検出動作について説明する。本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、具体的一例として、信号線Ｌｎの断線（図１０の「×」印参照）を検出する場合について詳細に説明する。

本実施の形態の断線検出動作全体の流れの一例のフローチャートを図９に示す。

ステップ３００では、イニシャライズ動作（初期動作、詳細後述）を行い、次のステップ３０２では、低電位側と比較する比較動作１を行い、さらに次のステップ３０４では、高電位側と比較する比較動作２を行う。次のステップ３０６では、全部の信号線Ｌに対して、ステップ３００〜３０４の動作を行ったか否か判断し、行っていなければ、ステップ３００に戻り、本動作を繰り返す。一方、全部の信号線Ｌに対して行った場合は、全部の信号線Ｌの断線検出動作が終了したため、本処理を終了する。

次に、上述（図９）の各動作について詳細に説明する。

図１０に、本実施の形態のイニシャライズ動作（図９、ステップ３００）の流れの一例のフローチャートを示す。

ステップ４００では、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ１、低電位側の信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ２Ｌ、高電位側のスイッチング素子ＳＷ２Ｈをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ１ｎをオンにすると共に、スイッチング素子ＳＷ２Ｌｎ−１をオンに、スイッチング素子ＳＷ２Ｈｎ＋１をオンにする（図１１参照）。

次のステップ４０２では、コンパレータ４２のスイッチング素子ＳＷＣ３をオンにする。これにより、コンパレータ４２のシングル反転増幅器ＮＡＭＰの入力信号線Ｌｘの電圧はシングル反転増幅器ＮＡＭＰの自己閾値電圧Ｖｘになる。

次のステップ４０４では、コンパレータ４２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ａをオンにする（図１１参照）。これにより、コンデンサＣ１には、信号線Ｌｉｈの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｌｉｈ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

次のステップ４０６では、コンパレータ４２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ｂをオンにした（図１１参照）後、本処理を終了する。コンデンサＣ２には、信号線Ｌｉｌの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｌｉｌ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

このようにイニシャライズ動作により、コンデンサＣ１には、信号線Ｌｉｈの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｌｉｈ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になり、コンデンサＣ２には、信号線Ｌｉｌの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｌｉｌ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

次に、比較動作１（図９、ステップ３０２）について説明する。図１２に、本実施の形態の比較動作の流れの一例のフローチャートを示す。

ステップ５００では、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ３Ｌをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ３Ｌｎをオンにする（図１３参照）。これにより、電圧調整部ＩＬｎが信号線Ｌｎに接続される。これにより、信号線Ｌｎの電位が、電圧調整部ＩＬｎに引っ張られ、断線検出電流が引き抜かれる。

次のステップ５０２では、コンパレータ４２のスイッチング素子ＳＷＣ３をオフにする（図１３参照）。これにより、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの入力Ｌｘの電圧はＨｉインピーダンス状態になり、上述のイニシャライズ動作で充電されたコンデンサＣ１、Ｃ２の電荷が保存された状態になる。

次のステップ５０４では、コンパレータ４２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ａをオフにし、次のステップ５０６は、スイッチング素子ＳＷＣ１−Ｂをオフにすると共に、スイッチング素子ＳＷＣ２−Ｂをオンにする。このときの入力信号線Ｌｘの電圧を電圧Ｖｘ’とすると、
電圧Ｖｘ’＝信号線Ｌｃ−（信号線Ｌｉｌ−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（１）

従って、電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝信号線Ｌｃ−信号線Ｌｉｌ ・・・（２）
となる。

ここで、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの出力電圧をＶｎａｍｐｏｕｔ、利得をＧｎａｍｐとすると、以下の（３）式となる。

出力電圧Ｖｎａｍｐｏｕｔ＝−利得Ｇｎａｍｐ×（電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（３）
利得Ｇｎａｍｐが充分に高い場合、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの出力論理は、電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘの正負で決定する。

信号線Ｌｎが断線していない場合は、信号線Ｌｎから電圧調整部ＩＬｎにより引き抜かれる電流（電圧）は、セルＣから供給されるため、信号線Ｌｃの電圧は、信号線Ｌｎの電圧のまま、変化しない。従って、（４）式のようになる。

電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｎ−信号線Ｌｎ−１）＞０ ・・・（４）

これにより、コンパレータ４２の出力ＯＵＴ＝Ｌレベルになる。

一方、信号線Ｌｎが断線している場合は、信号線Ｌｃは浮きノードとなり、信号線Ｌｎに対して、ハイインピーダンス状態になる。信号線Ｌｎからの信号線Ｌｃのハイインピーダンス状態の抵抗をＲｈｉとすると、断線検出電流が引き抜かれている信号線Ｌｃの電圧は、（５）式のようになる。

信号線Ｌｃ＝信号線Ｌｎ−電圧調整部ＩＬの電流×抵抗Ｒｈｉ ・・・（５）

ここで、（６）式の関係を満たすように、断線検出電流を設定しておけば、（７）式のようになり、コンパレータ４２の出力ＯＵＴ＝Ｈレベルになる。

断線検出電流×抵抗Ｒｈｉ＞信号線Ｌｎ−信号線Ｌｎ−１（＝セルＣの電池電圧） ・・・（６）
電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｎ−信号線Ｌｎ−１）＜０ ・・・（７）

次のステップ５０８では、コンパレータ４２より出力された出力ＯＵＴを検出し、次のステップ５１０では、出力ＯＵＴがＨレベルか、Ｌレベルかを判断する。Ｌレベルの場合は、ステップ５１２へ進み、上述の通り、断線が無いことを検出た後、本動作を終了する。一方、Ｈレベルの場合は、ステップ５１４へ進み、上述の通り、断線が有ることを検出する。断線が有る場合は、ステップ５１６へ進み、所定の措置を行った後、本処理を終了する。

次に、比較動作２（図９、ステップ３０４）について説明する。図１４に、本実施の形態の比較動作の流れの一例のフローチャートを示す。なお、ここでは、比較動作１に続いて比較動作２を行う場合について説明する。

ステップ６００では、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ３Ｌ（スイッチング素子ＳＷ３Ｌｎ）及びコンパレータ４２のスイッチング素子ＳＷＣ２−Ｂをオフにする（図１５参照）。

次のステップ６０２では、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ３Ｈをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ３Ｈｎをオンにする（図１５参照）。これにより、電圧調整部ＩＨｎが信号線Ｌｎに接続される。これにより、信号線Ｌｎの電位が、電圧調整部ＩＨｎに引っ張られ、断線検出電流が供給される。

次のステップ６０４では、コンパレータ４２のスイッチング素子ＳＷＣ２−Ａをオフにする。このときの入力信号線Ｌｘの電圧を電圧Ｖｘ’とすると、
電圧Ｖｘ’＝信号線Ｌｃ−（信号線Ｌｉｈ−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（８）

従って、電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝信号線Ｌｃ−信号線Ｌｉｈ ・・・（９）
となる。

信号線Ｌｎが断線していない場合は、電圧調整部ＩＨｎから信号線Ｌｎに供給される電流（電圧）は、セルＣに流れ込むため、信号線Ｌｃの電圧は、信号線Ｌｎの電圧のまま、変化しない。従って、（１０）式のようになる。

電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｎ−信号線Ｌｎ＋１）＜０ ・・・（１０）

これにより、コンパレータ４２の出力ＯＵＴ＝Ｈレベルになる。

一方、信号線Ｌｎが断線している場合は、信号線Ｌｃは浮きノードとなり、信号線Ｌｎに対して、ハイインピーダンス状態になる。信号線Ｌｎからの信号線Ｌｃのハイインピーダンス状態の抵抗をＲｈｉとすると、断線検出電流が供給されている信号線Ｌｃの電圧は（１１）式のようになる。

信号線Ｌｃ＝信号線Ｌｎ＋断線検出電流×抵抗Ｒｈｉ ・・・（１１）

ここで、断線検出電流×抵抗Ｒｈｉ＞信号線Ｌｎ＋１−信号線Ｌｎ（＝セルＣの電池電圧）の関係を満たすように、断線検出電流を設定しておけば、（１２）式のようになり、コンパレータ４２の出力ＯＵＴ＝Ｌレベルになる。

電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｎ−信号線Ｌｎ＋１）＞０ ・・・（１２）

次のステップ６０６では、コンパレータ４２より出力された出力ＯＵＴを検出し、次のステップ６１０では、出力ＯＵＴがＨレベルか、Ｌレベルかを判断する。Ｈレベルの場合は、ステップ６１０へ進み、上述の通り、断線が無いことを検出た後、本動作を終了する。一方、Ｌレベルの場合は、ステップ６１２へ進み、上述の通り、断線が有ることを検出する。断線が有る場合は、ステップ６１４へ進み、所定の措置を行った後、本処理を終了する。

本実施の形態では、出力ＯＵＴの結果が、表２のようになる。

以上説明したように、本実施の形態の半導体回路４０では、信号線Ｌｎの断線検出を行う場合は、イニシャライズ動作により、コンパレータ４２のコンデンサＣ１に信号線Ｌｉｈの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｌｉｈ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態にし、かつコンデンサＣ２に信号線Ｌｉｌの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｌｉｌ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態にする。比較動作１では、電圧調整部ＩＬｎにより、信号線Ｌｎから断線検出電流を引き抜き、信号線ＬｃとコンデンサＣ１とを接続して、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルならば、断線が無いことを検出し、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルならば、断線が有ることを検出する。また、比較動作２では、電圧調整部ＩＨｎにより、信号線Ｌｎに断線検出電流を供給し、信号線ＬｃとコンデンサＣ２とを接続して、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルならば、断線が無いことを検出し、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルならば、断線が有ることを検出する
このように本実施の形態では、電圧調整部ＩＨ、ＩＬを備えており、断線検出動作（比較動作１及び比較動作２）に応じて、電圧調整部ＩＨ、ＩＬから断線検出を行う信号線Ｌに電位を供給するため、コンパレータ４２により、適切に断線の検出を行うことができる。

また、本実施の形態では、コンパレータ４２がコンデンサＣ１、Ｃ２を備えたチョッパ型コンパレータとして構成されているため、イニシャライズ動作により、コンデンサＣ１、Ｃ２を充電して、当該充電電圧を用いて比較動作１及び比較動作２を行う。このようにコンデンサを二つ備えるため、比較動作１と比較動作２とを続けて行うことができ、比較動作２の前にイニシャライズ動作（充電動作）を行う必要がないため、断線検出動作を簡略化でき、断線検出動作に要する時間を短縮することができる、という効果が得られる。

また、電圧調整部ＩＨ、ＩＬは、常時、信号線Ｌに接続されるのではなく、断線を検出する期間のみ信号線Ｌに接続するため、電圧調整部ＩＨ、ＩＬから電流が常時流れ込むことがなく、待機時の電流（暗電流）が発生することがない、という効果が得られる。

また、断線検出電流は、上述のように、断線検出電流×抵抗Ｒｈｉ＞セルＣの電池電圧、の関係になるように設定すればよいため、セルＣ間をスイッチング素子で短絡させた場合の放電電流よりも小さくすることができる、従って、セルＣの電池電圧のばらつきが生じにくくなる。

また、コンパレータ４２により、適切に断線の検出を行うことができるため、電圧計測セル選択スイッチ２８及び電圧計測回路３０を使用することなく、断線の検出が行える。従って、電圧計測セル選択スイッチ２８及び電圧計測回路３０を使用して、セルＣの電池電圧を測定する動作の期間中であっても、断線検出を行うことができる、という効果が得られる。

［第３の実施の形態］
以下、図面を参照して本発明の第３の実施の形態の半導体装置である半導体回路及び、信号線Ｌの断線の検出を行う断線検出動作について詳細に説明する。

図１６に、本実施の形態の半導体回路５０の概略構成の一例を示す。なお、本実施の形態において、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と略同様の構成、及び動作については、その旨を記載し、詳細な説明を省略する。

本実施の形態の半導体回路５０は、電池セル群１２と電圧計測セル選択スイッチ２８との間（信号線Ｌ）にＬＰＦ（ローパスフィルタ）が接続されている。当該ＬＰＦは、高周波成分をカットすることにより、電池セル群１２の各セルＣで発生した急峻な電圧変動を抑制する機能を有している。

本実施の形態の半導体回路５０は、電池セル群１２とＬＰＦとの間の信号線Ｌの断線を検知する機能を有しており、そのため、スイッチング素子ＳＷ１が、電池セル群１２とＬＰＦとの間の信号線Ｌと信号線Ｌｃとを接続し、スイッチング素子３Ｈが、電池セル群１２とＬＰＦとの間の信号線Ｌに電圧調整部ＩＨから断線検出電流が供給されるように接続し、スイッチング素子ＳＷ３Ｌが、電池セル群１２とＬＰＦとの間の信号線Ｌに電圧調整部ＩＬにより断線検出電流が引き抜かれるように接続するように構成されている。また、スイッチング素子ＳＷ２Ｈ、ＳＷ２Ｌが、ＬＰＦと電圧計測セル選択スイッチ２８との間の信号線Ｌと、信号線Ｌｉｈ、Ｌｉｌとを接続するように構成されている。なお、セルＣから信号線Ｌに出力された電圧(電位)は、ＬＰＦの前段と後段とで電圧値（電位）が異なるため、ＬＰＦの前段と後段とを区別して説明するための便宜上、以下では、電池セル群１２とＬＰＦとの間の信号線Ｌ（ＬＰＦの前段）を信号線Ｌ、一方、ＬＰＦと電圧計測セル選択スイッチ２８との間の信号線Ｌ（ＬＰＦの後段）を信号線Ｖとして説明する。

また、本実施の形態の比較回路５２は、比較回路４２と略同様の構成のため、ここでは詳細な説明を省略する。

本実施の形態の半導体回路５０における断線検出動作について説明する。本実施の形態においても、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様に、具体的一例として、信号線Ｌｎの断線（図１６の「×」印参照）を検出する場合について詳細に説明する。

本実施の形態の断線検出動作全体の流れの一例のフローチャートを図１７に示す。なお、ここでは、全体の流れを示し、各動作の詳細については後述する。

ステップ７００では、イニシャライズ動作１を行い、次のステップ７０２では、低電位側と比較する比較動作１−１を行い、さらに次のステップ７０４では、高電位側と比較する比較動作１−２を行う。

次のステップ７０６では、イニシャライズ動作２を行い、次のステップ７０８では、低電位側及び信号線Ｖと比較する比較動作２を行う。

さらに次のステップ７１０では、イニシャライズ動作３を行い、次のステップ７１２では、高電位側及び信号線Ｖと比較する比較動作３を行う。

次のステップ７１４では、全部の信号線Ｌに対して、ステップ７００〜７１２の動作を行ったか否か判断し、行っていなければ、ステップ７００に戻り、本動作を繰り返す。一方、全部の信号線Ｌに対して行った場合は、全部の信号線Ｌの断線検出動作が終了したため、本処理を終了する。

次に、上述（図１７）の各動作について詳細に説明する。

本実施の形態のイニシャライズ動作１（図１６、ステップ７００）は、第１の実施の形態のイニシャライズ動作（図１０参照）と略同様であるため、フローチャートの記載を省略する。

イニシャライズ動作１では、まず、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ１、低電位側の信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ２Ｌ、高電位側のスイッチング素子ＳＷ２Ｈをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ１ｎをオンにすると共に、スイッチング素子ＳＷ２Ｌｎ−１をオンに、スイッチング素子ＳＷ２Ｈｎ＋１をオンにする（図１８参照）。

次に、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ３をオンにする。これにより、コンパレータ５２のシングル反転増幅器ＮＡＭＰの入力信号線Ｌｘの電圧はシングル反転増幅器ＮＡＭＰの自己閾値電圧Ｖｘになる。

さらに、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ａをオンにする（図１８参照）。これにより、コンデンサＣ１には、信号線Ｌｉｈの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｌｉｈ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。本実施の形態では、信号線Ｌｉｈの電圧値＝信号線Ｖｎ＋１の電圧、であるため、コンデンサＣ１には、信号線Ｖｎ＋１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ＋１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

また、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ｂをオンにした（図１８参照）後、イニシャライズ動作１を終了する。コンデンサＣ２には、信号線Ｌｉｌの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｌｉｌ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。本実施の形態では、信号線Ｌｉｌの電圧値＝信号線Ｖｎ−１の電圧、であるため、コンデンサＣ２には、信号線Ｖｎ−１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

このようにイニシャライズ動作１により、コンデンサＣ１には、信号線Ｖｎ＋１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ＋１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になり、コンデンサＣ２には、信号線Ｖｎ−１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

次に、比較動作１−１（図１７、ステップ７０２）について説明する。本実施の形態の比較動作１−１は、第２の実施の形態の比較動作１（図１２参照）と略同様であるため、フローチャートの記載を省略する。

比較動作１−１では、まず、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ３Ｌをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ３Ｌｎをオンにする（図１９参照）。これにより、電圧調整部ＩＬｎが信号線Ｌｎに接続される。これにより、信号線Ｌｎの電位が、電圧調整部ＩＬｎに引っ張られ、断線検出電流が引き抜かれる。

コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ３をオフにする（図１９参照）。これにより、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの入力Ｌｘの電圧はＨｉインピーダンス状態になり、上述のイニシャライズ動作で充電されたコンデンサＣ１、Ｃ２の電荷が保存された状態になる。

コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ａをオフにし、スイッチング素子ＳＷＣ１−Ｂをオフにすると共に、スイッチング素子ＳＷＣ２−Ｂをオンにする。このときの入力信号線Ｌｘの電圧を電圧Ｖｘ’とすると、
電圧Ｖｘ’＝信号線Ｌｃ−（信号線Ｖｎ−１−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（１３）
従って、電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ−１ ・・・（１４）
となる。

ここで、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの出力電圧をＶｎａｍｐｏｕｔ、利得をＧｎａｍｐとすると、以下の（１５）式となる。

出力電圧Ｖｎａｍｐｏｕｔ＝−利得Ｇｎａｍｐ×（電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（１５）
利得Ｇｎａｍｐが充分に高い場合、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの出力論理は、電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘの正負で決定する。

信号線Ｌｎが断線していない場合は、信号線Ｌｎから電圧調整部ＩＬｎにより引き抜かれる電流（電圧）は、セルＣから供給されるため、信号線Ｌｃの電圧は、信号線Ｌｎの電圧のまま、変化しない。従って、（１６）式のようになる。

電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｎ−信号線Ｖｎ−１）＞０ ・・・（１６）

これにより、コンパレータ５２の出力ＯＵＴ＝Ｌレベルになる。

一方、信号線Ｌｎが断線している場合は、信号線ＬｃはＬＰＦを介して、信号線Ｖｎと接続された状態になる。ＬＰＦの抵抗をＲｌｐｆとすると、断線検出電流が引き抜かれている信号線Ｌｃの電圧は、（１７）式のようになる。

信号線Ｌｃ＝信号線Ｖｎ−電圧調整部ＩＬの電流×抵抗Ｒｌｐｆ ・・・（１７）

ここで、（１８）式の関係を満たすように、断線検出電流を設定しておけば、（１９）式のようになり、コンパレータ５２の出力ＯＵＴ＝Ｈレベルになる。

断線検出電流×抵抗Ｒｌｐｆ＞信号線Ｖｎ−信号線Ｖｎ−１（＝セルＣの電池電圧） ・・・（１８）
電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ−１）＜０ ・・・（１９）

さらに、コンパレータ５２より出力された出力ＯＵＴを検出し、出力ＯＵＴがＨレベルか、Ｌレベルかを判断する。Ｌレベルの場合は、上述の通り、断線が無いことを検出た後、比較動作１−１を終了する。一方、Ｈレベルの場合は、上述の通り、断線が有ることを検出し、断線が有る場合は、所定の措置を行った後、比較動作１−１を終了する。

このように、比較動作１−１では、断線が無い場合には、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルとなり、断線が有る場合には、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルとなる。

次に、比較動作１−２（図１７、ステップ７０４）について説明する。本実施の形態の比較動作１−２は、第２の実施の形態の比較動作２（図１７参照）と略同様であるため、フローチャートの記載を省略する。なお、ここでは、第２の実施の形態と同様に、比較動作１−１に続いて比較動作１−２を行う場合について説明する。

比較動作１−２では、まず、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ３Ｌ（スイッチング素子ＳＷ３Ｌｎ）及びコンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ２−Ｂをオフにする（図２０参照）。

検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ３Ｈをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ３Ｈｎをオンにする（図２０参照）。これにより、電圧調整部ＩＨｎが信号線Ｌｎに接続される。これにより、信号線Ｌｎの電位が、電圧調整部ＩＨｎに引っ張られ、断線検出電流が供給される。

コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ２−Ａをオフにする。このときの入力信号線Ｌｘの電圧を電圧Ｖｘ’とすると、
電圧Ｖｘ’＝信号線Ｌｃ−（信号線Ｖｎ＋１−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（２０）

従って、電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ＋１ ・・・（２１）
となる。

信号線Ｌｎが断線していない場合は、電圧調整部ＩＨｎから信号線Ｌｎに供給される電流（電圧）は、セルＣに流れ込むため、信号線Ｌｃの電圧は、信号線Ｌｎの電圧のまま、変化しない。従って、（２２）式のようになる。

電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｎ−信号線Ｖｎ＋１）＜０ ・・・（２２）

これにより、コンパレータ５２の出力ＯＵＴ＝Ｈレベルになる。

一方、信号線Ｌｎが断線している場合は、信号線ＬｃはＬＰＦを介して、信号線Ｖｎと接続された状態になる。ＬＰＦの抵抗をＲｌｐｆとすると、断線検出電流が供給されている信号線Ｌｃの電圧は（２３）式のようになる。

信号線Ｌｃ＝信号線Ｖｎ＋電圧調整部ＩＨの電流×抵抗Ｒｌｐｆ ・・・（２３）

ここで、（２４）式の関係を満たすように、断線検出電流を設定しておけば、（２５）式のようになり、コンパレータ５２の出力ＯＵＴ＝Ｌレベルになる。

断線検出電流×抵抗Ｒｌｐｆ＞信号線Ｖｎ−信号線Ｖｎ＋１（＝セルＣｎ＋１の電池電圧） ・・・（２４）
電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ＋１）＞０ ・・・（２５）

さらに、コンパレータ５２より出力された出力ＯＵＴを検出し、出力ＯＵＴがＨレベルか、Ｌレベルかを判断する。Ｈレベルの場合は、上述の通り、断線が無いことを検出た後、比較動作１−２を終了する。一方、Ｌレベルの場合は、上述の通り、断線が有ることを検出し、断線が有る場合は、所定の措置を行った後、比較動作１−２を終了する。

このように、比較動作１−２では、断線が無い場合には、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルとなり、断線が有る場合には、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルとなる。

本実施の形態では、比較動作１−１、１−２の後、さらに比較動作２及び比較動作３を行う。比較動作２の前にまず、比較動作２に必要な電荷をコンパレータ５２のコンデンサＣ１、Ｃ２に充電するためのイニシャライズ動作２を行う。

図２１に、本実施の形態のイニシャライズ動作２（図１７、ステップ７０６）の流れの一例のフローチャートを示す。なお、ここでは、比較動作１−２に続いてイニシャライズ動作２を行う場合について説明する。

ステップ８００では、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ３Ｈ、高電位側の信号線Ｖのスイッチング素子ＳＷ２Ｈ、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ２−Ａをオフにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ３Ｈｎ、ＳＷ２Ｈｎ＋１、及びスイッチング素子ＳＷＣ２−Ａをオフにする（図２２参照）。

次のステップ８０２では、検出する信号線Ｖのスイッチング素子ＳＷ２Ｈをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ２Ｈｎをオンにする（図２２参照）。

次のステップ８０４では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ３をオンにする。これにより、コンパレータ５２のシングル反転増幅器ＮＡＭＰの入力信号線Ｌｘの電圧はシングル反転増幅器ＮＡＭＰの自己閾値電圧Ｖｘになる。

次のステップ８０６では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ａをオンにする（図２２参照）。これにより、コンデンサＣ１には、信号線Ｖｎの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

次のステップ８０８では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ｂをオンにした（図２２参照）後、イニシャライズ動作２を終了する。コンデンサＣ２には、信号線Ｖｎ−１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

このようにイニシャライズ動作２により、コンデンサＣ１には、信号線Ｖｎの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になり、コンデンサＣ２には、信号線Ｖｎ−１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

次に、イニシャライズ動作２に引き続いて行われる、比較動作２（図１７、ステップ７０８）について説明する。図２３に、本実施の形態の比較動作２の流れの一例のフローチャートを示す。

ステップ９００では、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ３Ｌをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ３Ｌｎをオンにする（図２４参照）。これにより、電圧調整部ＩＬｎが信号線Ｌｎに接続される。これにより、信号線Ｌｎの電位が、電圧調整部ＩＬｎに引っ張られ、断線検出電流が引き抜かれる。

次のステップ９０２では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ３をオフにする（図２４参照）。これにより、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの入力Ｌｘの電圧はＨｉインピーダンス状態になり、上述のイニシャライズ動作２で充電されたコンデンサＣ１、Ｃ２の電荷が保存された状態になる。

次のステップ９０４では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ａをオフにすると共に、スイッチング素子ＳＷＣ２−Ａをオンにする。さらに次のステップ９０６では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ｂをオフにすると共に、スイッチング素子ＳＷＣ２−Ｂをオンにする。このときのコンデンサＣ１の電荷を電荷Ｑ１、静電容量を静電容量Ｃ１、コンデンサＣ２の電荷を電荷Ｑ２、静電容量を静電容量Ｃ２とすると、電荷Ｑ１、Ｑ２は、以下の（２６）、（２７）式で表される。

電荷Ｑ１＝静電容量Ｃ１（信号線Ｖｎ−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（２６）
電荷Ｑ２＝静電容量Ｃ２（信号線Ｖｎ−１−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（２７）

さらに、入力信号線Ｌｘの電圧を電圧Ｖｘ’とすると、コンデンサＣ１、Ｃ２の合成容量から、以下の（２８）式のようになる。

（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２）電圧Ｖｘ’＝静電容量Ｃ１（信号線Ｖｎ−自己閾値電圧Ｖｘ）＋静電容量Ｃ２（信号線Ｖｎ−１−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（２８）
従って、以下の（２９）式のようになる。

電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ−１）−静電容量Ｃ１／（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２）×（信号線Ｖｎ−信号線Ｖｎ−１） ・・・（２９）
上述のように、利得Ｇｎａｍｐが充分に高い場合、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの出力論理は、電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘの正負で決定する。

信号線Ｌｎが断線していない場合は、信号線Ｌｎから電圧調整部ＩＬｎにより引き抜かれる電流（電圧）は、セルＣから供給されるため、信号線Ｌｃの電圧は、信号線Ｌｎの電圧のまま、変化しない。従って、（３０）式のようになる。

電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ−１）−静電容量Ｃ１／（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２）×（信号線Ｖｎ−信号線Ｖｎ−１）＞０ ・・・（３０）
これにより、コンパレータ４２の出力ＯＵＴ＝Ｌレベルになる。

一方、信号線Ｌｎが断線している場合は、信号線ＬｃはＬＰＦを介して、信号線Ｖｎと接続された状態になる。ＬＰＦの抵抗をＲｌｐｆとすると、断線検出電流が引き抜かれている信号線Ｌｃの電圧は、（３１）式のようになる。

信号線Ｌｃ＝信号線Ｖｎ−断線検出電流×抵抗Ｒｌｐｆ ・・・（３１）

ここで、（３２）式の関係を満たすように、断線検出電流を設定しておけば、（３３）式のようになり、コンパレータ５２の出力ＯＵＴ＝Ｈレベルになる。

断線検出電流×抵抗Ｒｌｐｆ＞（信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ−１）−静電容量Ｃ１／（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２）×（信号線Ｖｎ−信号線Ｖｎ−１）（＝セルＣｎの電池電圧×静電容量Ｃ２／（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２） ・・・（３２）
電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ−１）−静電容量Ｃ１／（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２）×（信号線Ｖｎ−信号線Ｖｎ−１）＜０ ・・・（３３）

次のステップ９０８では、コンパレータ５２より出力された出力ＯＵＴを検出し、次のステップ９１０では、出力ＯＵＴがＨレベルか、Ｌレベルかを判断する。Ｌレベルの場合は、ステップ９１２へ進み、上述の通り、断線が無いことを検出た後、比較動作２を終了する。一方、Ｈレベルの場合は、ステップ９１４へ進み、上述の通り、断線が有ることを検出し、断線が有る場合は、ステップ９１６へ進み、所定の措置を行った後、比較動作２を終了する。

このように、比較動作２では、断線が無い場合には、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルとなり、断線が有る場合には、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルとなる。

本実施の形態では、比較動作２に引き続き、比較動作３を行う。そのため、比較動作３の前にまず、比較動作３に必要な電荷をコンパレータ５２のコンデンサＣ１、Ｃ２に充電するためのイニシャライズ動作３を行う。

図２５に、本実施の形態のイニシャライズ動作３（図１７、ステップ７１０）の流れの一例のフローチャートを示す。なお、ここでは、比較動作２に続いてイニシャライズ動作３を行う場合について説明する。

ステップ１０００では、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ３Ｌ、低電位側の信号線Ｖのスイッチング素子ＳＷ２Ｌ、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ２−Ａ、ＳＷＣ２−Ｂをオフにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ３Ｌｎ、ＳＷ２Ｌｎ−１、及びスイッチング素子ＳＷＣ２−Ａ、ＳＷＣ２−Ｂをオフにする（図２６参照）。

次のステップ１００２では、検出する信号線Ｖのスイッチング素子ＳＷ２Ｌ、及び高電位側の信号線Ｖのスイッチング素子ＳＷ２Ｈをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ２Ｌｎ、及びスイッチング素子ＳＷ２Ｈｎ＋１をオンにする（図２６参照）。

次のステップ１００４では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ３をオンにする。これにより、コンパレータ５２のシングル反転増幅器ＮＡＭＰの入力信号線Ｌｘの電圧はシングル反転増幅器ＮＡＭＰの自己閾値電圧Ｖｘになる。

次のステップ１００６では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ａをオンにする（図２６参照）。これにより、コンデンサＣ１には、信号線Ｖｎ＋１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ＋１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

次のステップ１００８では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ｂをオンにした（図２６参照）後、イニシャライズ動作３を終了する。コンデンサＣ２には、信号線Ｖｎの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

このようにイニシャライズ動作３により、コンデンサＣ１には、信号線Ｖｎ＋１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ＋１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になり、コンデンサＣ２には、信号線Ｖｎの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態になる。

次に、イニシャライズ動作３に引き続いて行われる、比較動作３（図１７、ステップ７１２）について説明する。図２７に、本実施の形態の比較動作３の流れの一例のフローチャートを示す。

ステップ１１００では、検出する信号線Ｌのスイッチング素子ＳＷ３Ｈをオンにする。具体的一例として、スイッチング素子ＳＷ３Ｈｎをオンにする（図２８参照）。これにより、電圧調整部ＩＨｎが信号線Ｌｎに接続される。これにより、信号線Ｌｎの電位が、電圧調整部ＩＨｎに引っ張られ、断線検出電流が供給される。

次のステップ１１０２では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ３をオフにする（図２８参照）。これにより、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの入力Ｌｘの電圧はＨｉインピーダンス状態になり、上述のイニシャライズ動作３で充電されたコンデンサＣ１、Ｃ２の電荷が保存された状態になる。

次のステップ１００４では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ａをオフにすると共に、スイッチング素子ＳＷＣ２−Ａをオンにする。さらに次のステップ１１０６では、コンパレータ５２のスイッチング素子ＳＷＣ１−Ｂをオフにすると共に、スイッチング素子ＳＷＣ２−Ｂをオンにする。上述と同様に、コンデンサＣ１の電荷を電荷Ｑ１、静電容量を静電容量Ｃ１、コンデンサＣ２の電荷を電荷Ｑ２、静電容量を静電容量Ｃ２とすると、電荷Ｑ１、Ｑ２は、以下の（３４）、（３５）式で表される。

電荷Ｑ１＝静電容量Ｃ１（信号線Ｖｎ＋１−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（３４）
電荷Ｑ２＝静電容量Ｃ２（信号線Ｖｎ−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（３５）
さらに、入力信号線Ｌｘの電圧を電圧Ｖｘ’とすると、コンデンサＣ１、Ｃ２の合成容量から、以下の（３６）式のようになる。

（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２）電圧Ｖｘ’＝静電容量Ｃ１（信号線Ｖｎ＋１−自己閾値電圧Ｖｘ）＋静電容量Ｃ２（信号線Ｖｎ−自己閾値電圧Ｖｘ） ・・・（３６）
従って、以下の（３７）式のようになる。

電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ）−静電容量Ｃ１／（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２）×（信号線Ｖｎ＋１−信号線Ｖｎ） ・・・（３７）
上述したように、利得Ｇｎａｍｐが充分に高い場合、シングル反転増幅器ＮＡＭＰの出力論理は、電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘの正負で決定する。

信号線Ｌｎが断線していない場合は、電圧調整部ＩＨｎから信号線Ｌｎに供給される電流（電圧）は、セルＣに流れ込むため、信号線Ｌｃの電圧は、信号線Ｌｎの電圧のまま、変化しない。従って、（３８）式のようになる。

電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ）−静電容量Ｃ１／（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２）×（信号線Ｖｎ＋１−信号線Ｖｎ）＜０ ・・・（３８）
これにより、コンパレータ４２の出力ＯＵＴ＝Ｈレベルになる。

一方、信号線Ｌｎが断線している場合は、信号線ＬｃはＬＰＦを介して、信号線Ｖｎと接続された状態になる。ＬＰＦの抵抗をＲｌｐｆとすると、断線検出電流が引き抜かれている信号線Ｌｃの電圧は、（３９）式のようになる。

信号線Ｌｃ＝信号線Ｖｎ＋断線検出電流×抵抗Ｒｌｐｆ ・・・（３９）

ここで、（４０）式の関係を満たすように、断線検出電流を設定しておけば、（４１）式のようになり、コンパレータ５２の出力ＯＵＴ＝Ｌレベルになる。

断線検出電流×抵抗Ｒｌｐｆ＞静電容量Ｃ１／（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２）×（信号線Ｖｎ＋１−信号線Ｖｎ）（＝セルＣｎ＋１の電池電圧×静電容量Ｃ１／（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２） ・・・（４０）
電圧Ｖｘ’−自己閾値電圧Ｖｘ＝（信号線Ｌｃ−信号線Ｖｎ）−静電容量Ｃ１／（静電容量Ｃ１＋静電容量Ｃ２）×（信号線Ｖｎ＋１−信号線Ｖｎ）＞０ ・・・（４１）

次のステップ１１０８では、コンパレータ５２より出力された出力ＯＵＴを検出し、次のステップ１１１０では、出力ＯＵＴがＨレベルか、Ｌレベルかを判断する。Ｈレベルの場合は、ステップ１１１２へ進み、上述の通り、断線が無いことを検出た後、比較動作３を終了する。一方、Ｌレベルの場合は、ステップ１１１４へ進み、上述の通り、断線が有ることを検出し、断線が有る場合は、ステップ１１１６へ進み、所定の措置を行った後、比較動作３を終了する。

このように、比較動作３では、断線が無い場合には、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルとなり、断線が有る場合には、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルとなる。

従って、以上説明したように、本実施の形態では、出力ＯＵＴの結果が、表３のようになる。

以上説明したように、本実施の形態の半導体回路５０では、信号線Ｌｎの断線検出を行う場合は、イニシャライズ動作１により、コンパレータ５２のコンデンサＣ１に信号線Ｖｎ＋１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ＋１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態にし、かつコンデンサＣ２に信号線Ｖｎ−１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態にする。比較動作１−１では、電圧調整部ＩＬｎにより、信号線Ｌｎから断線検出電流を引き抜き、信号線ＬｃとコンデンサＣ１とを接続して、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルならば、断線が無いことを検出し、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルならば、断線が有ることを検出する。また、比較動作１−２では、電圧調整部ＩＨｎにより、信号線Ｌｎに断線検出電流を供給し、信号線ＬｃとコンデンサＣ２とを接続して、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルならば、断線が無いことを検出し、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルならば、断線が有ることを検出する。

さらに、イニシャライズ動作２により、コンパレータ５２のコンデンサＣ１に信号線Ｖｎの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態にし、かつコンデンサＣ２に信号線Ｖｎ−１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態にする。比較動作２では、電圧調整部ＩＬｎにより、信号線Ｌｎから断線検出電流を引き抜き、信号線ＬｃとコンデンサＣ１、Ｃ２とを接続して、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルならば、断線が無いことを検出し、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルならば、断線が有ることを検出する。

またさらに、イニシャライズ動作３により、コンパレータ５２のコンデンサＣ１に信号線Ｖｎの電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態にし、かつコンデンサＣ２に信号線Ｖｎ−１の電圧と、自己閾値電圧Ｖｘとの差（信号線Ｖｎ−１−自己閾値電圧Ｖｘ）が充電された状態にする。比較動作３では、電圧調整部ＩＨｎにより、信号線Ｌｎに断線検出電流を供給し、信号線ＬｃとコンデンサＣ１、Ｃ２とを接続して、出力ＯＵＴ＝Ｈレベルならば、断線が無いことを検出し、出力ＯＵＴ＝Ｌレベルならば、断線が有ることを検出する。

このように本実施の形態の半導体回路５０では、スイッチング素子ＳＷ１が断線を検出する位置であるＬＰＦの前段側の信号線Ｌと、信号線Ｌｃとを接続するように設けられ、スイッチング素子ＳＷ２Ｌが、ＬＰＦの後段側の信号線Ｖと信号線Ｌｉｌとを接続するように設けられ、スイッチング素子ＳＷ２ＨがＬＰＦの後段側の信号線Ｖと信号線Ｌｉｈとを接続するように設けられ、さらにスイッチング素子３Ｈが信号線Ｌと電圧調整部ＩＨとを接続し、スイッチング素３Ｌが信号線Ｌと電圧調整部ＩＬとを接続するように構成されている。

従って、ＬＰＦを備えた半導体回路５０において、電池セル群１２とＬＰＦとの間の信号線Ｌ（ＬＰＦの前段）の断線の検出を適切に行える。

なお、上述の第２の実施の形態と同様の効果が得られる。

すなわち、電圧調整部ＩＨ、ＩＬは、常時、信号線Ｌに接続されるのではなく、断線を検出する期間のみ信号線Ｌに接続するため、電圧調整部ＩＨ、ＩＬから電流が常時流れ込むことがなく、待機時の電流（暗電流）が発生することがない、という効果が得られる。

また、断線検出電流は、上述のような関係式を満たすように設定すればよいため、セルＣ間をスイッチング素子で短絡させた場合の放電電流よりも小さくすることができる、従って、セルＣの電池電圧のばらつきが生じにくくなる。

また、コンパレータ５２により、適切に断線の検出を行うことができるため、電圧計測セル選択スイッチ２８及び電圧計測回路３０を使用することなく、断線の検出が行える。従って、電圧計測セル選択スイッチ２８及び電圧計測回路３０を使用して、セルＣの電池電圧を測定する動作の期間中であっても、断線検出を行うことができる、という効果が得られる。

［第４の実施の形態］
第３の実施の形態では、電池セル群１２とＬＰＦとの間の信号線Ｌ（ＬＰＦの前段）の断線の検出を行う場合の半導体回路５０について詳細に説明したが、ＬＰＦと、電圧計測セル選択スイッチ２８との間の信号線Ｌ（ＬＰＦの後段の信号線Ｖ）の断線の検出を行う場合の半導体回路６０の概略構成の一例を図２９に示す。

本実施の形態の半導体回路６０は、ＬＰＦと電圧計測セル選択スイッチ２８との間の信号線Ｖの断線を検知する機能を有するため、スイッチング素子ＳＷ１が、信号線Ｖと信号線Ｌｃとを接続し、スイッチング素子３Ｈが、信号線Ｖに電圧調整部ＩＨから断線検出電流が供給されるように接続し、スイッチング素子ＳＷ３Ｌが、信号線Ｖに電圧調整部ＩＬにより断線検出電流が引き抜かれるように接続するように構成されている。また、スイッチング素子ＳＷ２Ｈ、ＳＷ２Ｌが、電池セル群１２とＬＰＦとの間の信号線Ｌと、信号線Ｌｉｈ、Ｌｉｌとを接続するように構成されている。

なお、断線検出動作は、第３の実施の形態と略同様のためここでは詳細な説明を省略するが、本実施の形態の半導体回路６０において、第３の実施の形態と同様の作用により、ＬＰＦと電圧計測セル選択スイッチ２８との間の信号線Ｌ（ＬＰＦの後段の信号線Ｖ）の断線の検出を適切に行うことができ、同様の効果が得られる。

なお、上述の第２の実施の形態〜第４の実施の形態では、断線を検出する信号線Ｌ毎に、各々比較動作を行う場合について説明したがこれに限らず、例えば、各比較動作において、全信号線Ｌの比較動作を実行し、終了したら次の比較動作を行うようにしてもよい。

なお、上述の第１の実施の形態〜第４の実施の形態では、各々比較動作において、出力ＯＵＴの論理値（Ｈレベル、Ｌレベル）に基づいて信号線Ｌの断線を検出し、信号線Ｌの断線が検出される毎に、所定の措置を実行する場合について説明したがこれに限らず、例えば、全ての信号線Ｌの出力ＯＵＴの論理値を得て、記憶部２３に格納しておき、記憶部２３に格納されている全信号線Ｌの出力ＯＵＴの論理値に基づいて、断線の有無を検出し、所定の措置を実行するようにしてもよい。また例えば、各比較動作では、出力ＯＵＴを記憶部２３に格納しておき、全ての比較動作が終了した後に、記憶部２３に格納されている全ての出力ＯＵＴの論理値に基づいて、断線の有無を検出し、所定の措置を実行するようにしてもよい。

なお、上述の第１の実施の形態〜第４の実施の形態では検出回路２２及び記憶部２３を半導体回路１４内部に備えるように構成したが、これに限らず、別の回路（チップ上）に形成するようにしてもよい。また、上述では、検出回路２２に断線検出実行指示を与える装置及び記憶部２３に格納されている論理値をモニタし、断線の有無を検出する装置を外部装置としたがこれに限らず、半導体回路１４内に備えるように構成してもよい。

１０ 電池監視システム
１２ 電池セル群
１４、４０、５０、６０ 半導体回路
２６、４２、５２、６２ 比較回路（コンパレータ）
２２ 検出回路
２３ 記憶部
２４ スイッチング素子群
ＩＨ、ＩＬ 電圧調整部
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ２Ｈ、ＳＷ２Ｌ、ＳＷ３、スイッチング素子
Ｌ、Ｖ 信号線

Claims (12)

1. 直列に接続された複数の電池の各々の両端に接続された電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第１信号線とを接続するための第１接続手段と、
   前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第２信号線とを接続するための第２接続手段と、
   前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が低電位側に接続されている前記電池の高電位側の電圧よりも高い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第１電圧供給手段と、
   前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が高電位側に接続されている前記電池の低電位側の電圧よりも低い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第２電圧供給手段と、
   前記第１信号線の電圧と、前記第２信号線の電圧と、を比較して比較結果を出力する比較手段と、
   を備えた半導体回路。
2. 前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第３信号線とを接続するための第３接続手段を備え、
   前記比較手段は、前記第１信号線の電圧と前記第３信号線の電圧と、をさらに比較して比較結果を出力する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体回路。
3. 前記第２接続手段は、前記電池電圧信号線に周波数遮断手段を介して接続された第４信号線に前記第２信号線を接続するためのものであり、前記第３接続手段は、前記第４信号線に前記第３信号線を接続するためのものである、請求項２に記載の半導体回路。
4. 前記第１接続手段は、前記電池電圧信号線に周波数遮断手段を介して接続された第４信号線に前記第１信号線を接続するためのものであり、前記第１電圧供給手段は、前記第４信号線に電圧を供給するためのものであり、前記第２電圧供給手段は、前記第４信号線に電圧を供給するためのものである、請求項２に記載の半導体回路。
5. 断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御し、かつ検出を行う前記電池電圧信号線が低電位側に接続された前記電池の高電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御し、かつ電圧を供給するよう第１電圧供給手段を制御して、前記比較手段から出力された比較結果、及び断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御し、かつ検出を行う前記電池電圧信号線が高電位側に接続された前記電池の低電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御し、かつ電圧を供給するよう第２電圧供給手段を制御して、前記比較手段から出力された比較結果の少なくとも一方に基づいて前記電池電圧信号線の断線の有無を検出する検出手段を、備えた請求項１項に記載の半導体回路。
6. 断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御し、かつ検出を行う前記電池電圧信号線が高電位側に接続された前記電池の低電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御し、かつ電圧を供給するよう第２電圧供給手段を制御して、前記比較手段から出力された比較結果、及び断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御し、かつ検出を行う前記電池電圧信号線が低電位側に接続された前記電池の高電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第３信号線とを接続するよう前記第３接続手段を制御し、かつ電圧を供給するよう第１電圧供給手段を制御して、前記比較手段から出力された比較結果の少なくとも一方に基づいて、前記電池電圧信号線の断線の有無を検出する検出手段を、備えた請求項２に記載の半導体回路。
7. 断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御し、かつ検出を行う前記電池電圧信号線が高電位側に接続された前記電池の低電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第４信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御し、かつ電圧を供給するよう第２電圧供給手段を制御して、前記比較手段から出力された比較結果、及び断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線を接続するよう前記第１接続手段を制御し、かつ検出を行う前記電池電圧信号線が低電位側に接続された前記電池の高電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第４信号線とを接続するよう前記第３接続手段を制御し、かつ電圧を供給するよう第１電圧供給手段を制御して、前記比較手段から出力された比較結果の少なくとも一方に基づいて、前記電池電圧信号線の断線の有無を検出する検出手段を、備えた請求項３に記載の半導体回路。
8. 前記電池電圧信号線と断線の有無の検出を行う前記第４信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御し、かつ前記第４信号線と接続された前記電池電圧信号線が高電位側に接続された前記電池の低電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御し、かつ電圧を供給するよう第２電圧供給手段を制御して、前記比較手段から出力された比較結果、及び前記電池電圧信号線と断線の有無の検出を行う前記第４信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御し、かつ前記第４信号線と接続された前記電池電圧信号線が低電位側に接続された前記電池の高電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第３信号線とを接続するよう前記第３接続手段を制御し、かつ電圧を供給するよう第１電圧供給手段を制御して、前記比較手段から出力された比較結果の少なくとも一方に基づいて、前記第４信号線の断線の有無を検出する検出手段を、備えた請求項４に記載の半導体回路。
9. 前記比較手段は、チョッパ型コンパレータである、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の半導体回路。
10. 直列に接続された複数の電池と、
    前記複数の電池に接続された、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の半導体回路と、
    を備えた半導体装置。
11. 直列に接続された複数の電池の各々の両端に接続された電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第１信号線とを接続するための第１接続手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第２信号線とを接続するための第２接続手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が低電位側に接続されている前記電池の高電位側の電圧よりも高い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第１電圧供給手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が高電位側に接続されている前記電池の低電位側の電圧よりも低い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第２電圧供給手段と、前記第１信号線の電圧と、前記第２信号線の電圧と、を比較して比較結果を出力する比較手段と、を備えた半導体回路において、
    断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御する工程と、
    検出を行う前記電池電圧信号線が低電位側に接続された前記電池の高電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御する工程と、
    電圧を供給するよう第１電圧供給手段を制御する工程と、
    前記比較手段から出力された比較結果に基づいて前記電池電圧信号線の断線の有無を検出する工程と、
    断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御する工程と、
    検出を行う前記電池電圧信号線が高電位側に接続された前記電池の低電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御する工程と、
    電圧を供給するよう第２電圧供給手段を制御する工程と、
    前記比較手段から出力された比較結果に基づいて前記電池電圧信号線の断線の有無を検出する工程と、
    を備えた断線検出方法。
12. 直列に接続された複数の電池の各々の両端に接続された電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第１信号線とを接続するための第１接続手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線と第２信号線とを接続するための第２接続手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が低電位側に接続されている前記電池の高電位側の電圧よりも高い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第１電圧供給手段と、前記電池電圧信号線毎に設けられた、前記電池電圧信号線が高電位側に接続されている前記電池の低電位側の電圧よりも低い電圧を当該電池電圧信号線に供給するための第２電圧供給手段と、前記第１信号線の電圧と、前記第２信号線の電圧と、を比較して比較結果を出力する比較手段と、を備えた半導体回路の前記電池電圧信号線の断線を検出する処理をコンピュータに実行させるための断線検出プログラムであって、
    断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御するステップと、
    検出を行う前記電池電圧信号線が低電位側に接続された前記電池の高電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御するステップと、
    電圧を供給するよう第１電圧供給手段を制御するステップと、
    前記比較手段から出力された比較結果に基づいて前記電池電圧信号線の断線の有無を検出するステップと、
    断線の有無の検出を行う前記電池電圧信号線と前記第１信号線とを接続するよう前記第１接続手段を制御するステップと、
    検出を行う前記電池電圧信号線が高電位側に接続された前記電池の低電位側に接続された前記電池電圧信号線と前記第２信号線とを接続するよう前記第２接続手段を制御するステップと、
    電圧を供給するよう第２電圧供給手段を制御するステップと、
    前記比較手段から出力された比較結果に基づいて前記電池電圧信号線の断線の有無を検出するステップと、
    を備えた処理をコンピュータに実行させるための断線検出プログラム。

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