JPH11248757A - フライング・キャパシタ回路 - Google Patents
フライング・キャパシタ回路Info
- Publication number
- JPH11248757A JPH11248757A JP10054690A JP5469098A JPH11248757A JP H11248757 A JPH11248757 A JP H11248757A JP 10054690 A JP10054690 A JP 10054690A JP 5469098 A JP5469098 A JP 5469098A JP H11248757 A JPH11248757 A JP H11248757A
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- Japan
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- capacitor
- buffer circuit
- circuit
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 複数電圧計測用フライング・キャパシタ回路
の構成を簡素化する。 【解決手段】 コンデンサと、複数の計測電圧源のそれ
ぞれの両端子を前記共通のコンデンサの両端子に選択的
に接続する第1のスイッチと、バッファ回路と、前記コ
ンデンサの両端子を前記バッファ回路の入力に接続する
第2のスイッチとを備える。第1のスイッチとコンデン
サの間に第1のスイッチと同様のタイミングで開閉する
スイッチを備える。コンデンサが直列接続された2個の
コンデンサ素子から成り、それらの中間接続点とバッフ
ァ回路の基準電位の間に第2のスイッチと同様のタイミ
ングで開閉するスイッチを備え、バッファ回路が差動入
力型である。第1のスイッチとコンデンサの間に第1の
スイッチと同様のタイミングで開閉するスイッチを備え
る。【請求項5】スイッチがMOSトランジスタのゲー
トを光絶縁駆動する半導体リレー素子である。
の構成を簡素化する。 【解決手段】 コンデンサと、複数の計測電圧源のそれ
ぞれの両端子を前記共通のコンデンサの両端子に選択的
に接続する第1のスイッチと、バッファ回路と、前記コ
ンデンサの両端子を前記バッファ回路の入力に接続する
第2のスイッチとを備える。第1のスイッチとコンデン
サの間に第1のスイッチと同様のタイミングで開閉する
スイッチを備える。コンデンサが直列接続された2個の
コンデンサ素子から成り、それらの中間接続点とバッフ
ァ回路の基準電位の間に第2のスイッチと同様のタイミ
ングで開閉するスイッチを備え、バッファ回路が差動入
力型である。第1のスイッチとコンデンサの間に第1の
スイッチと同様のタイミングで開閉するスイッチを備え
る。【請求項5】スイッチがMOSトランジスタのゲー
トを光絶縁駆動する半導体リレー素子である。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の電圧を絶縁的
に計測するフライング・キャパシタ回路に関する。
に計測するフライング・キャパシタ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】センサ等の出力電圧を絶縁的に計測する
方式としてフライング・キャパシタ回路が知られてい
る。図8にフライング・キャパシタ方式による従来のマ
ルチプレクサの構成例(特開平9−1617号公報参
照)を示しており、それぞれスイッチ23,33,43を開いた
状態でスイッチ21,31,41を閉じることによりセンサ等の
電圧源20,30,40の電圧をコンデンサ22,32,42に充電し、
次にそれぞれスイッチ21,31,41を開いた状態でスイッチ
23,33,43を順次走査することによりコンデンサ22,32,42
の端子電圧をADコンバータ24で計測する。このような各
スイッチ動作の位相関係により各電圧源と計測回路の絶
縁性を保ったまま複数の電圧源の電圧が計測できる。
方式としてフライング・キャパシタ回路が知られてい
る。図8にフライング・キャパシタ方式による従来のマ
ルチプレクサの構成例(特開平9−1617号公報参
照)を示しており、それぞれスイッチ23,33,43を開いた
状態でスイッチ21,31,41を閉じることによりセンサ等の
電圧源20,30,40の電圧をコンデンサ22,32,42に充電し、
次にそれぞれスイッチ21,31,41を開いた状態でスイッチ
23,33,43を順次走査することによりコンデンサ22,32,42
の端子電圧をADコンバータ24で計測する。このような各
スイッチ動作の位相関係により各電圧源と計測回路の絶
縁性を保ったまま複数の電圧源の電圧が計測できる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の複数
電圧計測用のフライング・キャパシタ回路の構成を簡素
化することを目的とする。
電圧計測用のフライング・キャパシタ回路の構成を簡素
化することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、コンデンサと、複数の計測電圧源の両端子
を前記共通のコンデンサの両端子に選択的に接続する第
1のスイッチと、バッファ回路と、前記コンデンサの両
端子を前記バッファ回路の入力に接続する第2のスイッ
チとを備えたものである。
に本発明は、コンデンサと、複数の計測電圧源の両端子
を前記共通のコンデンサの両端子に選択的に接続する第
1のスイッチと、バッファ回路と、前記コンデンサの両
端子を前記バッファ回路の入力に接続する第2のスイッ
チとを備えたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図7を用いて説明する。
て、図1から図7を用いて説明する。
【0006】(実施の形態1)図1は本発明の一実施の
形態によるフライング・キャパシタ回路の構成を示し、
独立した複数の計測対象の電圧源20,30,40 はスイッチ2
1,31,41 から成る第1のスイッチ2を通してコンデンサ
3に接続され、コンデンサ3は第2のスイッチ4を通し
てバッファ回路5に接続されている。
形態によるフライング・キャパシタ回路の構成を示し、
独立した複数の計測対象の電圧源20,30,40 はスイッチ2
1,31,41 から成る第1のスイッチ2を通してコンデンサ
3に接続され、コンデンサ3は第2のスイッチ4を通し
てバッファ回路5に接続されている。
【0007】図2は本発明の実施例の動作を説明するた
めの各スイッチの開閉タイミングを示し、図2に基づい
て図1の動作を説明する。各スイッチ素子は開いた状態
を基準とし、期間P1においてスイッチ21を閉じれば電圧
源20の電圧がコンデンサ3に充電され、次にスイッチ21
を開いた後スイッチ4を閉じるとバッファ回路5にコン
デンサ3の充電電圧即ち電圧源20の電圧が入力される。
同様にスイッチ21の代わりに、期間P2ではスイッチ31
を、期間P3ではスイッチ41というように動作させると各
電圧源の電圧を順次バッファ回路5から得ることができ
る。
めの各スイッチの開閉タイミングを示し、図2に基づい
て図1の動作を説明する。各スイッチ素子は開いた状態
を基準とし、期間P1においてスイッチ21を閉じれば電圧
源20の電圧がコンデンサ3に充電され、次にスイッチ21
を開いた後スイッチ4を閉じるとバッファ回路5にコン
デンサ3の充電電圧即ち電圧源20の電圧が入力される。
同様にスイッチ21の代わりに、期間P2ではスイッチ31
を、期間P3ではスイッチ41というように動作させると各
電圧源の電圧を順次バッファ回路5から得ることができ
る。
【0008】図1の構成によると図8に示した従来の構
成に対し電圧源の数に係わらずコンデンサと第2のスイ
ッチは1セットで良く、回路の簡素化が達成できる。
成に対し電圧源の数に係わらずコンデンサと第2のスイ
ッチは1セットで良く、回路の簡素化が達成できる。
【0009】(実施の形態2)図3において電圧源1が
接地電位に対して不確定な外乱電圧Enに乗っている場合
におきる問題を説明する。閉じていたスイッチ2が開
き、スイッチ4が閉じられた瞬間においてスイッチ2aお
よびスイッチ2bのそれぞれ両端の電圧はゼロからEnに向
かって変化する。このためにスイッチ2aおよびスイッチ
2bのそれぞれオフ容量の電荷の変化によりIaおよびIbな
るリーク電流が流れ、このうちIaはコンデンサ3を通過
してIbと共にバッファ回路5の接地電位に流れ込む。す
なわちコンデンサ3に保持されるべき計測電圧が外乱電
圧Enによって発生するリーク電流Iaによってオフセット
すると云うコモンモード誤差を生ずる。図1のスイッチ
2から発生するリーク電流は図8の従来の構成に対し電
圧源の数が多いほど加算されて大きくなるため、精度が
不足する場合は対策が必要である。
接地電位に対して不確定な外乱電圧Enに乗っている場合
におきる問題を説明する。閉じていたスイッチ2が開
き、スイッチ4が閉じられた瞬間においてスイッチ2aお
よびスイッチ2bのそれぞれ両端の電圧はゼロからEnに向
かって変化する。このためにスイッチ2aおよびスイッチ
2bのそれぞれオフ容量の電荷の変化によりIaおよびIbな
るリーク電流が流れ、このうちIaはコンデンサ3を通過
してIbと共にバッファ回路5の接地電位に流れ込む。す
なわちコンデンサ3に保持されるべき計測電圧が外乱電
圧Enによって発生するリーク電流Iaによってオフセット
すると云うコモンモード誤差を生ずる。図1のスイッチ
2から発生するリーク電流は図8の従来の構成に対し電
圧源の数が多いほど加算されて大きくなるため、精度が
不足する場合は対策が必要である。
【0010】図4はコモンモード誤差を低減するための
本発明の一実施形態を示し、図1の構成に対しスイッチ
2の出力とコンデンサ3の間に図2のBUFのタイミング
で開閉するスイッチ6を設けている。前記リーク電流は
スイッチのオフ時の容量と電圧変化幅に比例する。図1
の構成ではオフ容量が電圧源の数のスイッチ素子の並列
容量であるに対し、図4の構成ではスイッチ6のオフ容
量が直列に入るためトータルのオフ容量はスイッチ素子
1個分以下になりコモンモード誤差が低減する。
本発明の一実施形態を示し、図1の構成に対しスイッチ
2の出力とコンデンサ3の間に図2のBUFのタイミング
で開閉するスイッチ6を設けている。前記リーク電流は
スイッチのオフ時の容量と電圧変化幅に比例する。図1
の構成ではオフ容量が電圧源の数のスイッチ素子の並列
容量であるに対し、図4の構成ではスイッチ6のオフ容
量が直列に入るためトータルのオフ容量はスイッチ素子
1個分以下になりコモンモード誤差が低減する。
【0011】(実施の形態3)図5はコモンモード誤差
を低減するための本発明の別の実施形態を示し、図1の
構成に対しコンデンサ3を2個の直列コンデンサ3a,3b
で構成するとともにその中間点と接地電位の間にスイッ
チ4と同じタイミングで開閉するスイッチ7を設け、バ
ッファ回路5は差動入力型である。図3での説明と同様
に発生するリーク電流Ia,Ibはそれぞれコンデンサ3a,3b
を経由し、スイッチ7を通して接地電位に落ちる。図5
に示した電流の向きの場合、リーク電流Iaはコンデンサ
3aに正のオフセット電圧をリーク電流Ibはコンデンサ3b
に負のオフセット電圧をそれぞれ発生させる。これらの
オフセット電圧は、回路の対照性により絶対値が等し
く、バッファ回路5の差動特性でキャンセルされるため
コモンモード誤差は原理的に発生しない。
を低減するための本発明の別の実施形態を示し、図1の
構成に対しコンデンサ3を2個の直列コンデンサ3a,3b
で構成するとともにその中間点と接地電位の間にスイッ
チ4と同じタイミングで開閉するスイッチ7を設け、バ
ッファ回路5は差動入力型である。図3での説明と同様
に発生するリーク電流Ia,Ibはそれぞれコンデンサ3a,3b
を経由し、スイッチ7を通して接地電位に落ちる。図5
に示した電流の向きの場合、リーク電流Iaはコンデンサ
3aに正のオフセット電圧をリーク電流Ibはコンデンサ3b
に負のオフセット電圧をそれぞれ発生させる。これらの
オフセット電圧は、回路の対照性により絶対値が等し
く、バッファ回路5の差動特性でキャンセルされるため
コモンモード誤差は原理的に発生しない。
【0012】(実施の形態4)図6はコモンモード誤差
を更に低減するための本発明の別の実施形態を示し、図
5の構成に対しスイッチ2とコンデンサ3bの間に更に
図2のBUFのタイミングで開閉するスイッチ8a,8bを設け
ている。図5の説明での回路の対照性はスイッチ2の各
素子の並列オフ容量値およびコンデンサ3a,3bの容量値
の対照性に係わるわけであるが、実際の部品にはバラツ
キがあるためキャンセル誤差が残る。キャンセル誤差を
低減するには、部品そのものの精度を上げるより回路構
成的に原因となるリーク電流を減らすのが得策である。
スイッチ8a,8bを設けることにより図4におけるスイッ
チ6と同様の効果で図5の実際的な構成で発生するコモ
ンモード誤差を更に低減できる。
を更に低減するための本発明の別の実施形態を示し、図
5の構成に対しスイッチ2とコンデンサ3bの間に更に
図2のBUFのタイミングで開閉するスイッチ8a,8bを設け
ている。図5の説明での回路の対照性はスイッチ2の各
素子の並列オフ容量値およびコンデンサ3a,3bの容量値
の対照性に係わるわけであるが、実際の部品にはバラツ
キがあるためキャンセル誤差が残る。キャンセル誤差を
低減するには、部品そのものの精度を上げるより回路構
成的に原因となるリーク電流を減らすのが得策である。
スイッチ8a,8bを設けることにより図4におけるスイッ
チ6と同様の効果で図5の実際的な構成で発生するコモ
ンモード誤差を更に低減できる。
【0013】(実施の形態5)図7に本発明の実施に好
適なスイッチ素子の例を示す。このLED14の光で光電
素子15を介してMOSトランジスタを開閉する構成のス
イッチ素子は駆動側との光絶縁効果、高オフ耐圧・低オ
ン抵抗のスイッチ特性などに優れ、欠点である高オフ容
量は本発明で対策できるため実用性が高い。
適なスイッチ素子の例を示す。このLED14の光で光電
素子15を介してMOSトランジスタを開閉する構成のス
イッチ素子は駆動側との光絶縁効果、高オフ耐圧・低オ
ン抵抗のスイッチ特性などに優れ、欠点である高オフ容
量は本発明で対策できるため実用性が高い。
【0014】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の複
数電圧計測用のフライング・キャパシタ回路の構成の簡
素化および性能向上を図ることができる。
数電圧計測用のフライング・キャパシタ回路の構成の簡
素化および性能向上を図ることができる。
【図1】本発明の一実施の形態によるフライング・キャ
パシタ回路の構成図
パシタ回路の構成図
【図2】本発明の各実施例におけるスイッチの開閉タイ
ミング図
ミング図
【図3】電圧計測におけるコモンモード誤差の説明図
【図4】本発明の一実施の形態によるフライング・キャ
パシタ回路の構成図
パシタ回路の構成図
【図5】本発明の一実施の形態によるフライング・キャ
パシタ回路の構成図
パシタ回路の構成図
【図6】本発明の一実施の形態によるフライング・キャ
パシタ回路の構成図
パシタ回路の構成図
【図7】本発明の一実施の形態によるスイッチ素子の構
成図
成図
【図8】従来のフライング・キャパシタ回路の構成図
1 複数の電圧源 2 第1のスイッチ 3 コンデンサ 4 第2のスイッチ 5 バッファ回路
Claims (5)
- 【請求項1】コンデンサと、複数の計測電圧源のそれぞ
れの両端子を前記共通のコンデンサの両端子に選択的に
接続する第1のスイッチと、バッファ回路と、前記コン
デンサの両端子を前記バッファ回路の入力に接続する第
2のスイッチとを備えたことを特徴とするフライング・
キャパシタ回路。 - 【請求項2】第1のスイッチとコンデンサの間に第1の
スイッチと同様のタイミングで開閉するスイッチを備え
る請求項1記載のフライング・キャパシタ回路。 - 【請求項3】コンデンサが直列接続された2個のコンデ
ンサ素子から成り、それらの中間接続点とバッファ回路
の基準電位の間に第2のスイッチと同様のタイミングで
開閉するスイッチを備え、バッファ回路が差動入力型で
あることを特徴とする請求項1記載のフライング・キャ
パシタ回路。 - 【請求項4】第1のスイッチとコンデンサの間に第1の
スイッチと同様のタイミングで開閉するスイッチを備え
る請求項3記載のフライング・キャパシタ回路。 - 【請求項5】スイッチがMOSトランジスタのゲートを
光絶縁駆動する半導体リレー素子であることを特徴とす
る請求項1記載のフライング・キャパシタ回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10054690A JPH11248757A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | フライング・キャパシタ回路 |
| PCT/JP1999/001075 WO1999045402A1 (en) | 1998-03-06 | 1999-03-05 | Voltage measuring instrument with flying capacitor |
| US09/403,512 US6362627B1 (en) | 1998-03-06 | 1999-03-05 | Voltage measuring instrument with flying capacitor |
| DE69937220T DE69937220T2 (de) | 1998-03-06 | 1999-03-05 | Spannungsmessvorrichtung mit fliegendem kondensator |
| EP99907870A EP0990913B1 (en) | 1998-03-06 | 1999-03-05 | Voltage measuring instrument with flying capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10054690A JPH11248757A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | フライング・キャパシタ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11248757A true JPH11248757A (ja) | 1999-09-17 |
Family
ID=12977803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10054690A Pending JPH11248757A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | フライング・キャパシタ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11248757A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6437538B1 (en) | 1999-10-21 | 2002-08-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Battery voltage measurement apparatus |
| US6639409B2 (en) | 2000-11-02 | 2003-10-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Battery voltage measurement device |
| US6639408B2 (en) | 2000-11-02 | 2003-10-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Battery voltage measurement device |
| US7053588B2 (en) | 2004-11-04 | 2006-05-30 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Power supply controller, electric vehicle and battery control unit |
| US7194362B2 (en) | 2004-03-22 | 2007-03-20 | Yazaki Corporation | Switching circuit and individual voltmeter apparatus |
| US7288919B2 (en) | 2001-10-01 | 2007-10-30 | Sanken Electric Co., Ltd. | Voltage balance circuit, voltage detective circuit, voltage balancing method, and voltage detecting method |
| US7466137B2 (en) | 2004-11-30 | 2008-12-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring voltage of the fuel cell stack using a capacitor |
| US7719283B2 (en) | 2004-06-04 | 2010-05-18 | Yazaki Corporation | Switching circuit and voltage measuring circuit |
| KR101182923B1 (ko) | 2010-12-01 | 2012-09-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 아날로그 스위치, 이를 갖는 배터리 팩 및 배터리 전압 측정 방법 |
| CN105373159A (zh) * | 2014-08-06 | 2016-03-02 | Ls产电株式会社 | 用于控制温度的设备和方法 |
-
1998
- 1998-03-06 JP JP10054690A patent/JPH11248757A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6437538B1 (en) | 1999-10-21 | 2002-08-20 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Battery voltage measurement apparatus |
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| US7719283B2 (en) | 2004-06-04 | 2010-05-18 | Yazaki Corporation | Switching circuit and voltage measuring circuit |
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| US7466137B2 (en) | 2004-11-30 | 2008-12-16 | Honda Motor Co., Ltd. | Apparatus and method for measuring voltage of the fuel cell stack using a capacitor |
| KR101182923B1 (ko) | 2010-12-01 | 2012-09-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 아날로그 스위치, 이를 갖는 배터리 팩 및 배터리 전압 측정 방법 |
| US8803478B2 (en) | 2010-12-01 | 2014-08-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Analog switch, battery pack including the same and battery voltage measuring method |
| CN105373159A (zh) * | 2014-08-06 | 2016-03-02 | Ls产电株式会社 | 用于控制温度的设备和方法 |
| JP2016038385A (ja) * | 2014-08-06 | 2016-03-22 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | 温度制御装置及びその温度制御方法 |
| US9946274B2 (en) | 2014-08-06 | 2018-04-17 | Lsis Co., Ltd. | Apparatus and method for controlling temperature |
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Legal Events
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