专利名称：半导体装置以及半导体装置的升压电路的异常诊断方法
技术领域：
本发明涉及半导体装置以及半导体装置的升压电路的诊断方法，特别涉及电池监视用半导体装置以及电池监视用半导体装置的升压电路的异常诊断方法。
背景技术：
一般地，存在用于进行串联连接的多个电池的监视、控制的半导体装置。作为这样的电池监视用半导体装置，公知用于对例如搭载在车辆等上的电池进行监视、控制的电池监视ICdntegral Circuit) 0作为这样的电池监视IC，存在本申请人先前申请的发明的特愿2010-102385中所述的半导体装置。在图6中示出该半导体装置的简要结构的一例。图 6所示的半导体装置100具有单元选择开关118、缓冲放大器120、模拟电平移位器122以及升压电路142而构成。电池114包括串联连接的5个电池单元Vcl Vc5，电池单元Vcl的负极与GND (接地)连接。另外，电池单元Vc5的正极与电池监视IC100的电源电压VCC连接。电池114 的两端电压VO V5经由各个LPF (低通滤波器)116与电池监视IC100的单元选择开关 118的输入连接。单元选择开关118的输出与缓冲放大器120(缓冲放大器130、缓冲放大器13 连接。缓冲放大器120的输出与模拟电平移位器122连接。模拟电平移位器122 具有检测电阻Rl R4、放大器136而构成。另外，升压电路142具有将从电池114的电池单元Vc5的正极侧供给的电源电压VCC升压到驱动电压VCCl并且作为缓冲放大器120的缓冲放大器130以及缓冲放大器132的驱动电压进行供给的功能。对以往的利用电池监视IC100进行的电池114的电池电压的测定进行说明。在对电池单元Vcl的电压值进行测定的情况下，单元选择开关118的开关元件SW1_2、SWO成为导通状态，其他的开关元件成为断开状态。电池单元Vcl的电压Vcl=Vl — VO利用模拟电平移位器122进行电压变换，成为Vout=Vcl,被变换为GND基准的电压。同样地，在对电池单元Vc2的电压进行测定的情况下，单元选择开关118的开关元件SW2_2、SW1_1成为导通状态，其他的开关元件成为断开状态，利用模拟电平移位器122进行电压变换，成为Vout=Vc2。在对电池单元Vc3的电压进行测定的情况下，单元选择开关 118的开关元件SW3_2、SW2_1成为导通状态，其他的开关元件成为断开状态，利用模拟电平移位器122进行电压变换，成为Vout=Vc3。在对电池单元Vc4的电压进行测定的情况下，单元选择开关118的开关元件SW4_2、SW3_1成为导通状态，其他的开关元件成为断开状态，利用模拟电平移位器122进行电压变换，成为Vout=Vc4。在对电池单元Vc5的电压进行测定的情况下，单元选择开关118的开关元件SW5、SW4_1成为导通状态，其他的开关元件成为断开状态，利用模拟电平移位器122进行电压变换，成为Vout=Vc5。此处，在对电池单元Vc5的电压进行测定的情况下，当不利用升压电路42对电源电压VCC进行升压而原样地向缓冲放大器120的缓冲放大器130、缓冲放大器132供给时， 在缓冲放大器130中是Vx=V5=VCC，输入电压和电源电压(驱动电压)变为相同，缓冲放大器130内的晶体管在非饱和区域动作，缓冲放大器130的输出Vxl的偏移电压Vos变大，其结果是，存在利用输出电压Vout进行的电池电压的测定精度降低的情况。因此，在半导体装置100中，利用升压电路142将电源电压VCC升压到能够使缓冲放大器130内的晶体管在饱和区域进行动作的驱动电压VCC1，并且将驱动电压VCCl向缓冲放大器130供给。由此，对缓冲放大器130的偏移电压Vos进行抑制，提高利用输出电压Vout进行的电池电压的测定精度。在上述的半导体装置100中，在测定电池单元Vc5的电压时，在测定到被认为输出电压Vout异常的电压情况下，由于升压电路142的异常(故障)导致电源电压VCC没有被适当地升压到驱动电压VCCl就被供给到缓冲放大器130，所以，不能够区分是输出电压 Vout异常或者是由于模拟电平移位器122等其他部分的异常(故障)导致输出电压Vout 异常这样的故障部位。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够对半导体装置所具有的升压电路的异常进行诊断的半导体装置以及半导体装置的升压电路的异常诊断方法。为了实现上述目的，技术方案1所述的半导体装置，具有多个开关元件，分别经由低通滤波器与串联连接的多个电池连接，选择所述串联连接的多个电池的任意一个；第一缓冲放大器，包括由从所述串联连接的多个电池供给的电源电压驱动的晶体管而构成， 并且输入由所述开关元件所选择的电池的一端的电压，并且，具有对从所述低通滤波器流到所述开关元件的电流进行限制的大小的输入阻抗；第二缓冲放大器，包括由所述电源电压驱动的晶体管而构成，并且输入由所述开关元件所选择的电池的另一端的电压，并且，具有对从所述低通滤波器流到所述开关元件的电流进行限制的大小的输入阻抗；电平移位器，利用所述电源电压进行驱动，并且，对从所述第一缓冲放大器输出的电压与从所述第二缓冲放大器输出的电压之差进行输出；升压单元，将所述电源电压升压到用于使所述第一缓冲放大器中所含的晶体管以及所述第二缓冲放大器中所含的晶体管在饱和区域动作的电压值；短路元件，基于控制信号，使所述升压单元的输入侧和输出侧短路。技术方案2如技术方案1所述的半导体装置，在进行所述升压单元的异常诊断的情况下，所述短路元件基于控制信号使所述升压单元的输入侧和输出侧短路。技术方案3如技术方案1或技术方案2所述的半导体装置，具有切换元件，在所述开关元件选择了所述串联连接的多个电池中的一端连接到接地的电池的情况下，将向外部输出的电压从由所述电平移位器输出的电压切换为所述开关元件所选择的电池的另一端的电压。技术方案4如技术方案1 3的任意一项所述的半导体装置，具有第一连接元件，用于将所述第一缓冲放大器的输入端子与输出端子连接，以使不经由所述第一缓冲放大器地使电流流过；第二连接元件，用于将所述第二缓冲放大器的输入端子和输出端子连接，以使不经由所述第二缓冲放大器地使电流流过。技术方案5提供一种半导体装置的升压单元的异常诊断方法，具有如下步骤在权利要求1 4的任意一项所述的半导体装置中，基于经由升压单元供给的被升压到用于使第一缓冲放大器中所含的晶体管以及第二缓冲放大器中所含的晶体管在饱和区域动作
5的电压值的电源电压，驱动所述第一缓冲放大器以及所述第二缓冲放大器，对电池的第一电压值进行测定；在所述半导体装置中，基于利用短路元件使所述升压单元的输入侧和输出侧短路而不经由所述升压单元所供给的所述电源电压，驱动所述第一缓冲放大器以及所述第二缓冲放大器，对所述电池的第二电压值进行测定；对所述第一电压值和所述第二电压值进行比较。技术方案6如技术方案5所述的半导体装置的升压单元的异常诊断方法，具有如下步骤在对所述第一电压值和所述第二电压值进行比较的结果是所述第一电压值和所述第二电压值相同的情况下，诊断为所述升压电路异常。技术方案7如技术方案5或技术方案6所述的半导体装置的升压单元的异常诊断方法，具有如下步骤在对所述第一电压值和所述第二电压值进行比较的结果是所述第一电压值和所述第二电压值之差处于预先决定的范围内的情况下，诊断为所述升压电路正
堂
巾ο根据本发明，能够起到对半导体装置所具有的升压电路的异常进行诊断这样的效^ ο
图1是表示本实施方式的半导体装置的简要结构的一例的电路图。图2是表示单元选择开关的简要结构的具体的一例的电路图。图3是表示缓冲放大器的简要结构的具体的一例的电路图。图4是用于说明对本实施方式的半导体装置中的升压电路的异常进行诊断的诊断部的一例的简要结构图。图5是本实施方式的半导体装置中的升压电路的异常诊断处理的流程的一例的流程图。图6是表示以往的半导体装置的简要结构的一例的电路图。附图标记说明 10、40、50、60 电池监视 IC 14电池
16 LPF
18单元选择开关 20缓冲放大器 22模拟电平移位器 30、32缓冲放大器 36放大器 42升压电路 43短路开关 70诊断部 62、64短路开关
Vcl、Vc2、Vc3、Vc4、Vc5 电池单元 SffK开关元件。
具体实施例方式以下，参照附图详细地对本实施方式的电池监视用的半导体装置进行说明。在图1中示出本实施方式的半导体装置(电池监视IC)的简要结构的一例的电路图。本实施方式的电池监视ICio具有单元选择开关18、缓冲放大器20以及模拟电平移位器22而构成。缓冲放大器20包括缓冲放大器30、缓冲放大器32、升压电路42以及对升压电路42的异常进行诊断时所使用的短路开关43而构成，模拟电平移位器22利用检测电阻 Rl、R2、R3、R4以及放大器36构成差动放大电路。电池14包括串联连接的5个电池单元Vcl Vc5，电池单元Vcl的负极与GND连接。另外，电池单元Vc5的正极与电池监视IClO的电源连接。电池单元Vcl Vc5各自的两端以输入两端电压VO V5的方式经由利用电容器Cfl Cf5以及电阻RfO Rf5所构成的LPF16连接到电池监视IClO的单元选择开关18的开关元件SWO SW5。单元选择开关18包括用于选择各电池单元Vcl Vc5的开关元件SWO SW5而构成。在本实施方式中，开关元件SWO SW5全部为同样的结构，由高耐压的MOS晶体管构成。在图2中示出本实施方式的开关元件SWO SW5的具体的一例的电路图。本实施方式的开关元件SWO SW5包括NMOS晶体管70、PMOS晶体管72以及非电路74而构成。在对非电路74所输入的控制信号为高电平的情况下，NMOS晶体管70以及PMOS晶体管72成为导通状态，从LPF16向缓冲放大器20输出电压。另一方面，在对非电路74所输入的控制信号为低电平的情况下，NMOS晶体管70以及PMOS晶体管72成为断开状态，不从LPF16向缓冲放大器20输出电压。并且，开关元件SWO SW5只要是由高耐压晶体管构成即可，并不限定于此，也可以是其他结构。单元选择开关18的输出与缓冲放大器20的非反转端子连接。在本实施方式中， 单元选择开关18的开关元件SWO、Sff 1_U SW2_1、SW3_1、SW4_1与缓冲放大器32的非反转输入端子连接，开关元件SW1_2、SW2_2、SW3_2、SW4_2、SW5与缓冲放大器30的非反转输入端子连接。并且，输出分别连接(负反馈)到缓冲放大器30、32的反转端子。在本实施方式中，缓冲放大器30、32是同样的结构，由高耐压的MOS晶体管构成。 在图3中示出本实施方式的缓冲放大器30、32的具体的一例的电路图。本实施方式的缓冲放大器30、32包括PMOS晶体管80、82、84、86、电容器88以及NMOS晶体管90、92、94而构成。 在本实施方式中，电压值与从非反转端子输入的电压Vx、Vy相同的电压Vxl、Vy 1 (Vx=VxU Vy=Vyl)被从输出端子输出。并且，缓冲放大器30、32只要是由高耐压晶体管构成即可，并不限于此，也可以是其他结构。缓冲放大器20的输出与模拟电平移位器22连接。在本实施方式中，缓冲放大器 30的输出(Vxl)经由检测电阻Rl与放大器36的非反转端子连接，缓冲放大器32的输出 (Vyl)与放大器36的反转端子连接。升压电路42具有如下功能将从电池14的电池单元Vc5的正极侧供给的电源电压VCC升压到预定的驱动电压VCCl (VCCXVCC1)，将升压了的电压VCCl作为缓冲放大器20 的缓冲放大器30、32的驱动电压进行供给。另外，在对升压电路42的异常进行诊断时，利用从电池监视IClO外部输入的控制信号等使短路开关43导通或断开，由此，向缓冲放大器 30供给的驱动电压能够切换为被升压电路42升压了的驱动电压VCCl以及电源电压VCC的任意一个。模拟电平移位器22具有如下功能将被单元选择开关18选择的电池单元的两端电压的电压值之差作为Vout输出到电池监视IClO的外部。作为本实施方式的模拟电平移位器22的具体的一例，举出了具有与缓冲放大器30、32同样的结构(参照图3)的放大器 36以及电阻值相同的检测电阻Rl R4(R1=R2=R3=R4)的结构。对本实施方式的电池监视IClO的动作进行说明。首先，对由本实施方式的电池监视IClO进行的电池单元Vcl Vc5的电池电压的测定进行说明。在对电池单元Vcl的电压值(VI — VO=Vcl)进行测定的情况下，单元选择开关18的开关元件SW1_2、SW0成为导通状态，其他的开关元件成为断开状态。由于缓冲放大器30、32的输入阻抗较高，所以，没有电流引起的电阻Rf4、Rf5、单元选择开关18(开关元件SW1_2、SW0)的电压降低，所以成为电压Vx=Vl、电压Vy=VO。因此，模拟电平移位器22 的输出Vout成为Vl - VO=Vcl,被变换为接地基准的电压并输出到外部。并且，同样地，在对电池单元Vc2的电压进行测定的情况下，单元选择开关18的开关元件SW2_2、Sffl_l成为导通状态，其他的开关元件成为断开状态，从模拟电平移位器 22输出Vout=Vc2。在对电池单元Vc3的电压进行测定的情况下，单元选择开关18的开关元件SW3_2、SW2_1成为导通状态，其他的开关元件成为断开状态，从模拟电平移位器22 输出Vout=Vc3。在对电池单元Vc4的电压进行测定的情况下，单元选择开关18的开关元件SW4_2、SW3_1成为导通状态，其他的开关元件成为断开状态，从模拟电平移位器22输出 Vout=Vc40在对电池单元Vc5的电压进行测定的情况下，单元选择开关18的开关元件SW5、 SW4_1成为导通状态，其他的开关元件成为断开状态，从模拟电平移位器22输出Vout=Vc5。在本实施方式的电池监视IClO中，在对电池单元Vc5的电池电压进行测定的情况下，当不利用升压电路42对电源电压VCC进行升压而原样地向缓冲放大器20的缓冲放大器30以及缓冲放大器32供给时，与电池单元Vc5的正极侧连接的缓冲放大器30的输入电压Vx成为Vx=V5=VCC。这样，缓冲放大器30的输入电压的电压值和缓冲放大器30的驱动电压的电压值相同，变为电源电压VCC，所以，缓冲放大器30内的MOS晶体管在非饱和区域动作，缓冲放大器30的输出的偏移电压Vos变大。由于偏移电压Vos的影响，存在利用输出电压Vout进行的电池电压的测定精度降低的情况。因此，在本实施方式中，利用升压电路42将电源电压VCC升压到使缓冲放大器30 内的MOS晶体管在饱和区域动作的驱动电压VCCl，将升压了的驱动电压VCCl作为缓冲放大器30、32的驱动电压进行供给。由此，构成缓冲放大器30的MOS晶体管在饱和区域动作， 所以，对偏移电压Vos进行抑制，对于缓冲放大器30的输出电压Vxl不存在偏移电压Vos 的影响，利用从模拟电平移位器22输出的输出电压Vout进行的电池电压的测定精度提高。并且，在升压电路42所进行的电源电压VCC的升压中，升压到能够使构成缓冲放大器30、32的MOS晶体管在饱和区域动作的驱动电压VCCl即可，作为具体的一例是电源电压VCC=60V，在该电压值在MOS晶体管的饱和区域外的情况下，升压到能够在饱和区域动作的驱动电压VCC1=65V以上即可。并且，根据MOS晶体管的规格决定具体的电压值即可。另外，本实施方式的电池监视IClO具有开关元件SWK而构成。开关元件SWK具有如下功能切换使从电池监视IC50输出的输出电压Vout成为从模拟电平移位器22输出的电压或成为电压Vx。并且，开关元件SWK不是必需的结构，但是，存在通过具有开关元件SWK从而如以下说明的那样能够使电池电压的测定精度提高的情况，所以，优选具有开关元件 SffKo在对电池14的电池单元Vcl的电池电压进行测定的情况下，对于与电池单元Vcl 的负极侧连接的缓冲放大器32的输入电压Vy来说，由于电池单元Vcl的负极侧与GND连接，所以，成为输入电压Vy=GND。这样，缓冲放大器32的输入电压的电压值(GND)和缓冲放大器32的GND相同，所以，缓冲放大器32内的MOS晶体管在非饱和区域动作，缓冲放大器 32的输出的偏移电压Vos变大。因此，由于该偏移电压Vos的影响，存在利用输出电压Vout 进行的电池电压的测定精度降低的情况。因此，在对电池单元Vcl的电池电压进行测定的情况下，使单元选择开关18的开关元件SWO、Sffl_2为导通状态，并且，利用开关元件SWK， 使输出到电池监视IC50外部的输出电压Vout从经由缓冲放大器32而由模拟电平移位器 22输出的电压切换为电压Vx。由此，不使用在非饱和区域动作的缓冲放大器32，直接将电池单元Vcl的正极侧连接到将输出电压Vout输出的输出端子，所以，利用输出电压Vout进行的电池电压的测定精度提高。另外，本实施方式1的电池监视IClO还具有用于将缓冲放大器30、32的输出端子和输入端子进行连接的短路开关62、64而构成。短路开关62、64具有分别使缓冲放大器 30,32短路、使缓冲放大器30、32为断开状态的功能。并且，短路开关62、64不是必需的结构，但是，通过具有短路开关62、64，由此，如以下说明的那样，由于存在缓冲放大器30、32 异常、电池电压的测定精度降低的情况，所以，优选具有短路开关62、64。单元选择开关18的输出经由缓冲放大器30、32连接到模拟电平移位器22，所以， 在缓冲放大器30、32不正常动作(异常)的情况下，存在输出电压Vout不成为适当的电压值、电池电压的测定精度降低的情况。在这样的情况下，使短路开关62、64的开关元件SWP、 SWN为断开状态，进行经由了缓冲放大器30、32的通常的电池单元Vcl Vc5的电池电压的测定。另外，使短路开关62、64的开关元件SWP、SffN为导通状态，进行不经由缓冲放大器30、32的电池单元Vcl Vc5的电池电压的测定。对两测定结果进行比较，在测定值一致的情况下(包括处于预先决定的容许误差范围内的情况)，视作缓冲放大器30、32异常。 另一方面，在不一致的情况下，视作正常动作。这样，能够进行缓冲放大器30、32的动作的自判断，所以，能够防止电池电压的测定精度降低。在本实施方式的电池监视IClO中，如上述那样对从电池监视IClO输出的输出电压Vout的电压值进行测定，由此，进行电池单元Vcl Vc5的电池电压的测定。例如，使用于车辆等所搭载的电池(电动汽车或混合电动汽车用的蓄电池等)的测定。然后，对本实施方式的电池监视IClO所具有的升压电路42的异常的诊断进行说明。并且，在本实施方式的电池监视IClO中，在电池14的电池单元Vc5的电压测定时，在示出了被认为输出电压Vout为异常的值的情况下，进行升压电路42的异常的诊断。关于升压电路42的异常的诊断，在电池单元Vc5的电压测定中，通过比较如下两种情况下的输出电压Vout来进行在使短路开关43为导通状态，不经由升压电路42 (升压电路42为断开状态)，将电源电压VCC原样地作为缓冲放大器30的驱动电压进行供给的情况下，从电池监视IClO输出的输出电压Vout (以下，称为Vout (swon)；在使短路开关43为断开状态，经由升压电路42 (升压电路42为导通状态)，将电源电压VCC被升压了的驱动电压VCCl作为缓冲放大器30的驱动电压进行供给的情况下，从电池监视IClO输出的输出电压Vout (以下，称为 Vout (swoff))。此处，对升压电路42的异常与输出电压Vout (swon)以及输出电压Vout (swoff) 的关系进行说明。首先，对升压电路42正常动作的情况进行说明。将电源电压VCC被升压电路42 进行升压后的驱动电压VCCl向缓冲放大器30供给，所以，偏移电压Vos被抑制，缓冲放大器30的输出电压Vxl成为适当的电压值，在输出电压Vout(Swoff)中偏移电压Vos的影响被抑制。此处，当使短路开关43为导通状态，不经由升压电路42而将电源电压VCC原样地向缓冲放大器30供给时，成为输入电压Vx=V5=VCC，输入电压和驱动电压相同，所以， 偏移电压Vos变大。因此，输出电压Vxl成为加入了该偏移电压Vos的电压值，输出电压 Vout (swon)也成为加入了偏移电压Vos的电压值。因此，输出电压Vout (swoff)兴输出电压 Vout (swon)ο然后，对升压电路42产生异常并且不正常动作的情况进行说明。并且，升压电路 42的异常的状态有多个种类，所以，以下按照每个异常状态的种类进行说明。存在升压电路42完全不动作这样的异常状态。即，电源电压VCC=驱动电压VCCl 的情况。在这样的情况下，在使短路开关43为导通状态而不经由升压电路42的情况以及使短路开关43为断开状态而经由升压电路42的情况下，都将电源电压VCC作为驱动电压原样地供给到缓冲放大器30。因此，输出电压Vout (swon)=输出电压Vout (swoff)，在这样的情况下，能够诊断为异常状态。另外，存在升压电路42将电源电压VCC升压到比本来设定的设定值(驱动电压 VCCD高的电压值这样的异常状态。在该情况下，升压后的电压值是比能够在饱和区域驱动缓冲放大器30内的MOS晶体管的驱动电压VCCl高的值，所以，在将这样的电压值的驱动电压向缓冲放大器30供给的情况下，与升压电路42正常动作的情况同样地，能够在饱和区域驱动缓冲放大器30内的MOS晶体管。因此，偏移电压Vos的产生被抑制，与升压电路42 正常动作的情况同样地，输出电压Vout (swoff)兴输出电压Vout (swon)。并且，在本实施方式中，以不诊断这样的异常的状态的方式构成，但是，这样的异常状态不使输出电压Vout 的测定精度降低，所以，对电池单元的电压的测定不产生影响。另外，存在如下的异常状态升压电路42将电源电压VCC升压到比本来设定的设定值(驱动电压VCC1)低的电压值，但是，升压后的电压值是能够使缓冲放大器30内的MOS 晶体管在饱和区域动作的电压值。在该情况下，与上述的升压电路42将电源电压VCC升压到比驱动电压VCCl高的电压值这样的异常状态同样地，能够在饱和区域驱动缓冲放大器 30内的MOS晶体管。因此，偏移电压Vos的产生被抑制，输出电压Vout (swoff)兴输出电压Vout (swon)。并且，在本实施方式中，以不诊断这样的异常的状态的方式构成，但是，这样的异常状态不使输出电压Vout的测定精度降低，所以，对电池单元的电压的测定不产生影响。另外，存在如下的异常状态升压电路42对电源电压VCC进行升压，但是，升压到不能够使缓冲放大器30内的MOS晶体管在饱和区域动作的程度的电压值。在该情况下，升压后的电压值不能够在饱和区域驱动缓冲放大器30内的MOS晶体管，所以，在缓冲放大器 30中产生偏移电压。但是，缓冲放大器30内的MOS晶体管利用电压值比电源电压VCC高的电压进行驱动，所以，所产生的偏移电压Vos(以下，称为偏移电压VOS(SWOff)。)比使短路开关43为导通状态而不经由升压电路42将电源电压VCC原样地向缓冲放大器30供给的情况下所产生的偏移电压Vos (以下，称为偏移电压Vos (swon)。)小(偏移电压Vos (swon) <偏移电压Vos (swoff))。因此，输出电压Vout中加入的偏移电压Vos的电压值不同，所以，与升压电路42正常动作的情况同样地，输出电压Vout (swoff)兴输出电压Vout (swon)。 并且，在这样的情况下，基于预先这样成为偏移电压VOS(SWOn) <偏移电压Vos (swoff)的情况下的输出电压Vout (swoff)与正常动作的情况下的输出电压Vout (swoff)，例如关于输出电压Vout (swoff)和输出电压Vout (swon)之差，求出能够诊断为正常动作的预定的范围，根据输出电压Vout (swoff) —输出电压Vout (swon)是否在该预定的范围，对升压电路 42是否为异常状态进行诊断即可。另外，存在如下的异常状态升压电路42对电源电压VCC进行逆升压，S卩，成为电源电压VCC>驱动电压VCCl。在该情况下，在缓冲放大器30中，输入电压Vx>驱动电压 VCC1。一般存在超过驱动电压的输入电压Vx不能处理或者受到损害的放大器，但是，考虑到缓冲放大器30即使被输入超过驱动电压的输入电压Vx也正常动作的情况时，由于输出电压Vxl不超过驱动电压VCC1，所以，电压值比供给了驱动电压VCC的情况(短路开关43 为导通状态的情况)小。因此，成为输出电压Vout (swon) >输出电压Vout (swoff)。即使在这样的情况下，也与升压电路42正常动作的情况同样地，输出电压Vout (swoff)兴输出电压Vout (swon)，但是，如在上述的升压电路42将电源电压VCC升压到不能够使缓冲放大器 30内的MOS晶体管在饱和区域进行动作的程度的电压值这样的异常状态中所述的那样，求出能够诊断为升压电路42正常动作的输出电压Vout (swoff) —输出电压Vout (swon)的预定的范围，根据是否在该预定的范围，对升压电路42是否为异常状态进行诊断即可。在进行这样的升压电路42的异常的诊断的情况下，例如，从在电池监视IClO的外部设置的诊断部70等(参照图4)输入对短路开关43的导通以及断开进行控制的控制信号，并且，利用诊断部70进行输出电压Vout (swoff)以及输出电压Vout (swon)的比较等。在图5中示出本实施方式的电池监视IClO中的升压电路42的异常诊断处理的流程的一例。在步骤100中，为了对电池14的电池单元Vc5的电压值进行测定，使单元选择开关18的开关元件SW5、4_1为导通状态、使其他的开关元件为断开状态。在下面的步骤102中，使短路开关43为断开状态(使升压电路42为导通状态)。 由此，利用升压电路42将电源电压VCC升压到驱动电压VCCl，作为缓冲放大器30的驱动电压进行供给。在下面的步骤104中，对输出电压Vout (swoff)进行测定。在下面的步骤106中，使短路开关43的开关元件SWC为导通状态(使升压电路42 为断开状态)。由此，不经由升压电路42，电源电压VCC原样地作为缓冲放大器30的驱动电压进行供给。在下面的步骤108中，对输出电压Vout (swon)进行测定。在下面的步骤110中，对输出电压Vout (swoff)和输出电压Vout (swon)进行比较，在下面的步骤112中，判断输出电压Vout (swoff)和输出电压Vout (swon)是否一致。在一致的情况下，被肯定而进入步骤118。这样的情况是产生了上述的升压电路42完全不动作这样的异常状态的情况，所以，在步骤118中诊断为升压电路42异常，结束诊断处理。另一方面，在步骤112中，在判断为输出电压Vout (swoff)和输出电压Vout (swon) 不一致的情况下，进入步骤114。在步骤114中，判断输出电压Vout(Swoff)与输出电
11压Vout (swon)之差是否在上述的能够诊断为正常动作的预定的范围内。在输出电压 Vout(Swoff)和输出电压Vout (swon)之差在该预定的范围内的情况下，被肯定而进入步骤 116，诊断为升压电路42正常，结束诊断处理。另一方面，在输出电压Vout (swoff)和输出电压V0Ut(SW0n)之差不在该预定的范围内的情况下，被否定而进入步骤118。在这样的情况下，是上述的升压电路42升压的VCCl为不能够使缓冲放大器30内的MOS晶体管在饱和区域动作的程度的电压值这样的异常状态、或者是升压电路42将电源电压VCC进行逆升压这样的异常状态，所以，在步骤118中诊断为升压电路42异常，结束诊断处理。这样对升压电路42的异常状态进行诊断，其结果是，在诊断为升压电路42正常动作的情况下，此外在输出电压Vout是被认为异常的电压值的情况下，能够判断为在升压电路42以外的部分产生异常。另外，如上述的那样，使用短路开关62、64，对缓冲放大器30、 32是否正常动作进行诊断，在两者都正常动作的情况下，能够诊断为模拟电平移位器22产生异常。如以上所说明的那样，在本实施方式的电池监视IClO中具有包括开关元件SWC的短路开关43，该开关元件SWC使升压电路42的输入侧和输出侧短路，该升压电路42将从电池单元Vc5的正极侧供给的电源电压VCC升压到能够在饱和区域驱动缓冲放大器30内的 MOS晶体管的驱动电压VCCl并作为缓冲放大器30的驱动电压进行供给，所以，在测定电池单元Vc5的电压时，在测定到被认为输出电压Vout异常的电压的情况下，对将使短路开关 43为断开状态而利用升压电路42升压后的驱动电压VCCl向缓冲放大器30供给从而测定到的输出电压Vout (swoff)和使短路开关43为导通状态而不经由升压电路42将电源电压 VCC原样地向缓冲放大器30供给从而测定到的输出电压Vout (swon)进行比较，由此，能够对升压电路42的异常进行诊断。在输出电压Vout (swoff)和输出电压Vout(swon) —致的情况下，诊断为升压电路42异常。另外，在输出电压Vout (swoff) —输出电压Vout (swon) 在预定的范围内的情况下，诊断为升压电路42正常，并且，在不处于预定的范围内的情况下，诊断为升压电路42异常。这样，在本实施方式的电池监视IClO中，能够对升压电路42的异常进行诊断。因此，在测定到被认为输出电压Vout异常的电压的情况下，能够对故障位置进行区分。并且，本实施方式的短路开关43、短路开关62、64、开关元件SWK可以是对物理上的旁路进行控制的开关元件，也可以是在功能上对ENABLE和DISENABLE (导通和断开)进行切换的逻辑控制开关元件，并不特别限定。另外，在本实施方式中，对电池14具有5个电池单元(电池单元Vcl Vc5)的情况进行了说明，但不限于此，只要将多个电池单元串联连接，其个数不特别限定。另外，在本实施方式中，对以在电池单元Vcl Vc5间连接电容器Cfl Cf5的π 型构成LPF16的结构的情况进行了说明，但不限于此，例如，也可以是将电容器Cfl Cf5 连接在电池单元Vcl Vc5的正极侧和GND之间的对地型结构。
权利要求
1.一种半导体装置，其特征在于，具有多个开关元件，分别经由低通滤波器与串联连接的多个电池连接，选择所述串联连接的多个电池的任意一个；第一缓冲放大器，包括由从所述串联连接的多个电池供给的电源电压驱动的晶体管而构成，并且输入由所述开关元件所选择的电池的一端的电压，并且，具有对从所述低通滤波器流到所述开关元件的电流进行限制的大小的输入阻抗；第二缓冲放大器，包括由所述电源电压驱动的晶体管而构成，并且输入由所述开关元件所选择的电池的另一端的电压，并且，具有对从所述低通滤波器流到所述开关元件的电流进行限制的大小的输入阻抗；电平移位器，利用所述电源电压进行驱动，并且，对从所述第一缓冲放大器输出的电压与从所述第二缓冲放大器输出的电压之差进行输出；升压单元，将所述电源电压升压到用于使所述第一缓冲放大器中所含的晶体管以及所述第二缓冲放大器中所含的晶体管在饱和区域动作的电压值；以及短路元件，基于控制信号，使所述升压单元的输入侧和输出侧短路。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在进行所述升压单元的异常诊断的情况下，所述短路元件基于控制信号使所述升压单元的输入侧和输出侧短路。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，具有切换元件，在所述开关元件选择了所述串联连接的多个电池中的一端连接到接地的电池的情况下，将向外部输出的电压从由所述电平移位器输出的电压切换为所述开关元件所选择的电池的另一端的电压。
4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，具有第一连接元件，用于将所述第一缓冲放大器的输入端子与输出端子连接，以使不经由所述第一缓冲放大器地使电流流过；以及第二连接元件，用于将所述第二缓冲放大器的输入端子和输出端子连接，以使不经由所述第二缓冲放大器地使电流流过。
5.一种半导体装置的升压单元的异常诊断方法，其特征在于，具有如下步骤在权利要求1 4的任意一项所述的半导体装置中，基于经由升压单元供给的被升压到用于使第一缓冲放大器中所含的晶体管以及第二缓冲放大器中所含的晶体管在饱和区域动作的电压值的电源电压，驱动所述第一缓冲放大器以及所述第二缓冲放大器，对电池的第一电压值进行测定；在所述半导体装置中，基于利用短路元件使所述升压单元的输入侧和输出侧短路而不经由所述升压单元所供给的所述电源电压，驱动所述第一缓冲放大器以及所述第二缓冲放大器，对所述电池的第二电压值进行测定；对所述第一电压值和所述第二电压值进行比较。
6.权利要求5所述的半导体装置的升压单元的异常诊断方法，其特征在于，具有如下步骤在对所述第一电压值和所述第二电压值进行比较的结果是所述第一电压值和所述第二电压值相同的情况下，诊断为所述升压电路异常。
7.权利要求5所述的半导体装置的升压单元的异常诊断方法，其特征在于，具有如下步骤在对所述第一电压值和所述第二电压值进行比较的结果是所述第一电压值和所述第二电压值之差处于预先决定的范围内的情况下，诊断为所述升压电路正常。
全文摘要
本发明提供能诊断半导体装置具有的升压电路的异常的半导体装置及半导体装置的升压电路的异常诊断方法。具有使升压电路(42)的输入侧与输出侧短路的短路开关(43)，升压电路(42)将从电池单元(Vc5)正极侧供给的电源电压VCC升压到能使缓冲放大器(30)内的MOS晶体管在饱和区域驱动的驱动电压VCC1并作为驱动电压供给。在测定电池单元(Vc5)的电压时，在输出电压Vout为异常电压值时，比较将使短路开关(43)为断开状态而由升压电路(42)升压的驱动电压VCC1向缓冲放大器(30)供给所测定的输出电压Vout(swoff)与使短路开关(43)为导通状态而不经由升压电路(42)将电源电压VCC向缓冲放大器(30)供给所测定的输出电压Vout(swon)，诊断升压电路(42)的异常。
文档编号G01R31/00GK102445613SQ201110292840
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者伴将史 申请人:拉碧斯半导体株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
