監控器和控制模塊的制作方法

文檔序號：7396379閱讀：245來源：國知局

監控器和控制模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及監控器和控制模塊。具體涉及一種用于監控電力單元的電壓、取樣并保持所述電力單元的電壓以及平衡所述電力單元的電壓的方法和模塊。本實用新型要解決的其中一個技術問題是提供適合于提供電力單元充電監控和電力單元充電平衡的電路。根據一個實施方案，接口電路能夠以多種操作模式操作。根據另一實施方案，所述接口電路被耦接到濾波器區段。本實用新型可以用于電子設備。本實用新型的其中一個有利技術效果是取得了在電力單元中監視電力電平和在電力單元中平衡充電電平的電路和方法。
【專利說明】監控器和控制模塊

【技術領域】
[0001] 本實用新型大致涉及電子器件，且更特定來說，涉及用于形成半導體裝置和結構的方法。

【背景技術】
[0002] 電力存儲單元用于許多應用，包括汽車、航天、航空、航海、計算機、通信、重型設備、遙感應用等等。電力存儲單元可以充當提供特定額定電壓來驅動電負載的電源或電池組。電力存儲單元可以由并聯或串聯連接的多個個別電池組單元組成。電池組的壽命在很大程度上取決于電池組充電和放電的方式并且會因對電池組單元過度充電或對電池組單元過度放電而縮短。此外，需將電池組的全部單元保持在相同容量。這對應于將全部電池組單元保持在大約相同開路電壓。電池組的使用以及一個單元的過度放電將影響該單元和電池組的壽命。電池組制造商不斷地努力尋求用來測量電池組單元兩端的電壓的更好且更準確的測量技術。與改進測量技術同步，電池組制造商還尋求平衡電池組內的單元電壓的方式。
[0003] 因此，將有利的是具有一種用于監控并平衡電池組的電壓和電池組內的單元的電壓的電路和方法。對于所述電路和方法將進一步有利的是具成本效益。實用新型內容
[0004] 本實用新型要解決的其中一個技術問題是提供適合于提供電力單元充電監控和電力單元充電平衡的電路。
[0005] 根據本實用新型的一個方面，提供一種監控器和控制電路，包括：開關網絡，其具有第一端子、第二端子和第三端子；和濾波器電路，其具有第一和第二輸入端子以及第一、第二和第三輸出端子，所述第一輸出端子耦接到所述開關網絡的所述第一端子，且所述第三輸出端子耦接到所述開關網絡的所述第三端子。
[0006] 在一個實施例中，所述開關網絡包括：第一開關元件，其具有控制端子、第一載流端子和第二載流端子，所述第一開關元件的所述第二載流端子耦接到所述濾波器電路的所述第二輸出端子；和電流控制元件，其耦接到所述第一開關元件且具有控制端子、第一載流端子和第二載流端子，其中所述電流控制元件被配置來傳導平衡電流或控制能夠傳導所述平衡電流的元件。
[0007] 在一個實施例中，所述濾波器電路包括：第一能量存儲元件，其具有第一和第二端子，所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第二輸出端子；第一阻抗元件，其具有第一和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第一輸入端子并且所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第一輸出端子；和第二阻抗元件，其具有第一和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第二輸入端子且所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第三輸出端子。
[0008] 在一個實施例中，所述電流控制元件的所述第一載流端子耦接到所述開關網絡的所述第一端子。
[0009] 在一個實施例中，所述的監控器和控制電路還包括與所述第一開關元件串聯耦接的阻抗。
[0010] 在一個實施例中，所述第一開關元件的所述第二載流端子耦接到所述電流控制元件的所述第二載流端子。
[0011] 在一個實施例中，所述第一開關元件的所述第一載流端子耦接到所述電流控制元件的所述第一載流端子。
[0012] 在一個實施例中，所述的監控器和控制電路還包括第二開關元件，所述第二開關元件具有控制端子以及第一和第二載流端子，所述第二開關元件的所述第一載流端子耦接到所述電流控制元件的所述第二載流端子。
[0013] 在一個實施例中，所述的監控器和控制電路還包括：第一晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述第一晶體管的所述控制電極耦接到所述電流控制元件的所述第二載流端子且所述第一晶體管的所述第二載流電極耦接到所述第一和第二阻抗元件之一的所述第一端子；和第三阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第三阻抗元件的所述第一端子耦接到所述第一和第二阻抗元件之一的所述第一端子且所述第三阻抗元件的所述第二端子耦接到所述第一晶體管的所述第一載流電極。
[0014] 在一個實施例中，所述濾波器電路包括：第一阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第一輸入端子；第二阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第二輸入端子且所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第三輸出端子；和第一能量存儲元件，其具有第一端子和第二端子，所述第一能量存儲元件的所述第一端子耦接到所述第一和第二阻抗元件之一的所述第二端子且所述第一能量存儲元件的所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第二輸出端子。
[0015] 在一個實施例中，所述的監控器和控制電路還包括：第一晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述第一能量存儲元件的所述第二端子且所述第二載流電極耦接到所述電流控制元件的所述第一載流端子；和第三阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第三阻抗元件的所述第一端子耦接到所述第一阻抗元件的所述第一端子且所述第三阻抗元件的所述第二端子耦接到所述第一晶體管的所述第一載流電極。
[0016] 根據本實用新型的一個方面，提供一種監控器和控制電路，包括：開關網絡，其具有第一、第二和第三端子；第一阻抗元件，其耦接到所述開關網絡的所述第一端子；能量存儲元件，其耦接到所述開關網絡的所述第二端子；和第二阻抗元件，其耦接到所述開關網絡的所述第三端子。
[0017] 在一個實施例中，所述開關網絡包括：取樣開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述取樣開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件的所述第二端子；和平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述平衡開關的所述第二端子耦接到所述取樣開關的所述第二端子且所述平衡開關的所述第一端子耦接到所述開關網絡的所述第三端子。
[0018] 在一個實施例中，所述的電路還包括：晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述開關網絡的所述第二端子，所述第一載流電極耦接到所述第二阻抗元件且所述第二載流電極耦接到所述第一阻抗元件；和第三阻抗元件，其耦接在所述晶體管的所述第一電流電極與所述第二阻抗元件之間。
[0019] 在一個實施例中，所述開關網絡包括：取樣開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述取樣開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件的所述第二端子；和第一平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述第一平衡開關的所述第一端子耦接到所述取樣開關的所述第一端子。
[0020] 在一個實施例中，所述開關網絡還包括第四端子。
[0021] 在一個實施例中，所述開關網絡還包括：取樣開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述取樣開關的所述第一端子耦接到所述第一阻抗元件，且所述取樣開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件；第一平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述第一平衡開關的所述第一端子耦接到所述取樣開關的所述第一端子且所述第一平衡開關的所述第二端子耦接到所述開關網絡的所述第四端子；和第二平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述第二平衡開關的所述第二端子耦接到所述開關網絡的所述第四端子且所述第二平衡開關的所述第一端子耦接到所述第二阻抗元件。
[0022] 在一個實施例中，所述的電路還包括：晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述開關網絡的所述第四端子，所述第一載流電極耦接到第三阻抗元件且所述第二載流電極耦接到所述第一阻抗元件；和第三阻抗元件，其耦接在所述晶體管的所述第一載流電極與所述第二阻抗元件之間。
[0023] 在一個實施例中，所述開關網絡包括：開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述開關的所述第一端子耦接到所述第一阻抗元件且所述開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件；晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述開關網絡的所述第四端子，所述第二載流電極耦接到所述第一阻抗元件；和第三阻抗元件，其耦接在所述晶體管的所述第一載流電極與所述第二阻抗元件之間；和預驅動器，其具有輸入端和輸出端，所述輸出端耦接到所述開關網絡的所述第四端子。
[0024] 在一個實施例中，所述能量存儲元件具有第一和第二端子，所述第二端子耦接到所述開關網絡的所述第二端子且所述第一端子耦接到所述第二阻抗元件。
[0025] 本實用新型可以用于電子設備。本實用新型的其中一個有利技術效果是取得了在電力單元中監視電力電平和在電力單元中平衡充電電平的電路和方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 結合附圖閱讀下列詳細描述將更好地了解本實用新型，其中相同參考數字表示相同元件，且其中：
[0027] 圖1是根據本實用新型的一個實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的方框圖；
[0028] 一些附圖標記說明：
[0029] 22"222、· · ·、22n :濾波器區段
[0030] 16^162、· ··、16n :開關網絡
[0031] 圖2是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的方框圖；
[0032] 一些附圖標記說明：
[0033] 22^22^22^224 :濾波器區段
[0034] 16丨、162、163、164 :開關網絡
[0035] 圖3是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0036] 圖4是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0037] 圖5是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0038] 圖6是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0039] 圖7是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0040] 圖8是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0041] 圖9是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0042] 圖10是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0043] 圖11是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0044] 一些附圖標記說明：
[0045] 322丨、3222、· · ·、322n :濾波器區段
[0046] 316^316^ ··、316n :開關網絡
[0047] 圖12是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0048] 圖13是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0049] 圖14是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0050] 圖15是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0051] 圖16是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0052] 圖17是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0053] 圖18是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0054] 圖19是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0055] 圖20是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0056] 圖21是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0057] 圖22是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0058] 圖23是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0059] 圖24是根據本實用新型的另一實施方案的電池組監控和平衡系統的一部分的示意圖；
[0060] 出于說明的簡潔性和明了性，圖中元件不一定按比例繪制，且不同圖中的相同參考數字表示相同元件。此外，出于描述的簡潔性，省略了眾所周知的步驟和元件的描述和細節。如本文所使用，載流電極意指載送流過裝置的電流的裝置元件，諸如M0S晶體管的源極或漏極，或雙極晶體管的發射極或集電極，或二極管的陰極或陽極，且控制電極意指控制流過裝置的電流的裝置元件，諸如M0S晶體管的閘極或雙極晶體管的基極。盡管本文將裝置說明為特定η溝道或p溝道裝置，或特定η型或p型摻雜區域，但是本領域技術人員應明白，根據本實用新型的實施方案互補裝置也是可行的。本領域技術人員應明白，如本文所使用的詞"期間"、"同時"和"當...時"并非意指動作基于啟動動作即刻發生的精確術語，而是在由啟動動作啟動的反應與啟動動作之間可能存在某種較短而合理的延遲，諸如傳播延遲。詞"近似"、"大約"或"大體"的使用意指元件值具有被預期非常接近規定值或位置的參數。然而，如在本領域中所眾所周知，始終存在妨礙值或位置與所規定的確切值相同的較小差異。本領域公認高至大約百分之十（10%)(且對于半導體摻雜濃度來說高至百分之二十（20% ))的差異被視為如所述的確切理想目標的合理差異。
[0061] 應注意邏輯零電壓電平（\)也被稱為邏輯低電壓或邏輯低電壓電平且邏輯0電壓的電壓電平是電源電壓和邏輯系列類型的函數。例如，在互補金屬氧化物半導體（CMOS) 邏輯系列中，邏輯零電壓可以是電源電壓電平的30%。在5伏晶體管-晶體管邏輯（TTL) 系統中，邏輯零電壓電平可以是大約〇. 8伏，而對于5伏CMOS系統，邏輯零電壓電平可以是大約1.5伏。邏輯1電壓電平（VH)也被稱為邏輯高電壓電平、邏輯高電壓或邏輯1電壓，且如同邏輯0電壓電平，邏輯高電壓電平也可以是電源和邏輯系列類型的函數。例如，在CMOS 系統中，邏輯1電壓可以是大約電源電壓電平的70%。在5伏TTL系統中，邏輯1電壓可以是大約2. 4伏，而對于5伏CMOS系統，邏輯1電壓可以是大約3. 5伏。

【具體實施方式】
[0062] 一般來說，本實用新型提供一種除其它外用于平衡組件（舉例來說，諸如包括一個或多個電力單元的組件）的電壓的模塊和方法。根據本實用新型的一個實施方案，接口電路以一種操作模式操作來監控第一組件的電壓，以另一操作模式操作來取樣第一組件的電壓，且以又一操作模式操作來平衡第一組件的電壓。
[0063] 根據各個實施方案，所述模塊包括單片集成接口或開關網絡和元件（舉例來說，諸如晶體管和電阻器，或與所述接口或開關網絡單片集成來實現平衡的電阻器）。
[0064] 根據本實用新型的另一實施方案，提供一種用于與一個或多個電力單元建立接口連接的方法，其包括：響應于將第一開關元件配置成第一開關元件配置且將第二開關元件配置成第二開關元件配置而監控所述一個或多個電力單元的第一電力單元的電壓；響應于第一開關元件處于第二開關元件配置且第二開關元件處于第二開關元件配置而生成來自第一電力單元的取樣電壓以及保持取樣電壓；和響應于第二開關元件處于第一開關元件配置而平衡第一電力單元的電壓。
[0065] 根據另一實施方案，提供一種模塊，其包括：第一開關網絡，所述第一開關網絡具有第一、第二和第三端子；第一能量存儲元件，其耦接在第一開關網絡的第一端子與第二端子之間；第一阻抗元件，其耦接到第一開關網絡的第一端子；和第二阻抗元件，其耦接到第一開關網絡的第三端子。
[0066] 圖1是包括連接到濾波器電路22的控制模塊12的電力單元監控器和控制電路 10的方框圖。電力單元監控器和控制電路10連接到電力存儲單元24。控制模塊12包括接口網絡16,所述接口網絡16具有連接到控制模塊12的輸入端或替代地充當控制模塊 12的輸入端的輸入端以及連接到多路復用器（MUX) 18的輸入端的輸出端，所述多路復用器 (MUX) 18具有連接到模擬轉數字轉換器（ADC) 20的輸出端。電力存儲單元24可以由多個電力單元24ρ242、· · ·、24n組成，所述多個電力單元被分別連接到控制電路10的相應濾波器區段22^2?.....22n。替代地，電力存儲單元可以由電容器、燃料電池、電池組等組成。接口網絡16可以由多個開關元件16^ 162.....16n組成，其中開關元件16i具有輸入端子 16J1U6J2U6J3U6J4和16J5以及輸出端子16^1,16^2和16P3 ;開關元件162具有輸入端子162I1、162I2、162I3、162I4和16 215以及輸出端子16201、16202、和16203 ;且開關元件1611具有輸入端子161111、161112、16 1113、161114和161115以及輸出端子161101、16 1102和161103。根據一個實施方案，輸入端子16J3連接到輸入端子16211以形成輸入端子16。11且輸入端子16 (η_υΙ3連接到輸入端子16J1以形成輸入端子16CI (n-1);輸出端子16P3連接到輸出端子16201以形成輸出端子16。01且輸出端子16(η_ υ03連接到輸出端子16n01以形成輸出端子16e0(n-l)。應注意下標"η"表示整數。
[0067] 根據另一實施方案，控制模塊12是在半導體封裝體中的單片集成半導體裝置，其具有輸入接腳或引線12Ρ^ 12Ρ2、12Ρ3、12Ρ4.....12P(2lri)、12Ρ 2η、和12Ρ(2η+1)，其中η表示整數。舉例來說，輸入端子 16J1U6J2U6J1U6J2、. . .、16cI(n-l)、16nI2、和 16ηΙ3 分別連接到輸入接腳 12Ρρ12Ρ2、12Ρ3、12Ρ4.....12P(2lri)、12Ρ 2η、和 12Ρ(2η+1)。雖然輸入端子 16J1、 16J2U6CI1U62I2.....16CI (n_l)、16J2、和16J3被示為分別直接連接到輸入接腳12Ρ^ 12Ρ2、12Ρ3、12Ρ4.....12Ρ(2η_ υ、12Ρ2η、和12Ρ(2η+1)，但是這并非是對本實用新型的限制且其可以通過其它電路元件而彼此連接。替代地，輸入端子16JU16J2U6CIU16J2、...、 16cI(n-l)、16nI2、和 16J3 可以分別充當輸入接腳 12Ρρ12Ρ2、12Ρ3、12Ρ4、…、12P(2lri)、 12P 2n、和 12P(2n+1)。
[0068] 根據另一實施方案，控制模塊12和濾波器區段22被單片集成以形成集成半導體裝置。在其中控制模塊12和濾波器區段22被單片集成的實施方案中，不存在輸入接腳 UPpUPpUPpUPp ... 、和 12P(2n+1)，且輸入端子 2241,22^1,224(11-1), 和22nI2充當輸入接腳，或替代地連接到輸入接腳。
[0069] 開關元件埤的輸入端子16J4和16J5被耦接分別用于接收控制信號V26i和 V28i ;開關元件162的輸入端子16214和16215被耦接分別用于接收控制信號V26 2和V282 ；且開關元件16n的輸入端子16nI4和16nI5被耦接分別用于接收控制信號￥26"和V28 n。
[0070]開關元件 16" …、16n 的輸出端子 16^1,16^2,16^1,16202, ...、16c0(n_l)、 16n02、和16n03連接到MUX 18的相應輸入端子。
[0071] 濾波器22由多個濾波器區段22p222.....22n組成，其中每個濾波器區段包括連接到電力存儲單元24的相應電力單元的輸入端子和連接到接口網絡16的相應輸入接腳的輸出端子。濾波器區段22i具有輸入端子22J1和22J2以及輸出端子22^1.22^2.和 22^3 ;濾波器區段222具有輸入端子22211和22212以及輸出端子22 201、22202、和22203 ；且濾波器區段22"具有輸入端子22ηΙ1和22nI2以及輸出端子22n01、22 n02、和22n03。根據一個實施方案，輸入端子22J2連接到輸入端子22211以形成輸入端子22。11且輸入端子 22(η_υΙ2連接到輸入端子22ηΙ1以形成輸入端子22CI (η_1)。輸出端子22^3連接到輸出端子22201以形成輸出端子22。01且輸出端子22(η_υ03連接到輸出端子22 η01以形成輸出端子22。0(11-1)。根據其中控制模塊12是單片集成半導體裝置且濾波器22由分立電路元件形成的實施方案，輸出端子 22^1,22^2,2241,22202, . . .、22c0(n_l)、22n02、22n03 分別連接到輸入接腳 12P1U2P2U2P3>12P4.....12P (2lri)、12P2n、和 12P(2n+1)。
[0072] 輸入端子22J1連接到電力單元21的正端子且輸入端子22CI1分別連接到電力單元21的負端子和242的正端子。輸入端子22。1 (η-l)連接到電力單元24n的正端子。輸入端子22nI2連接到電力單元24n的負端子。
[0073] 應注意開關元件16i、162.....16n ;濾波器區段22^222.....22n ;和電力單元24。 242.....24n的數量并非是對本實用新型的限制。
[0074] 出于完整性，將圖2包括在內來示出電力單元監控器和控制電路10A，所述電力單元監控器和控制電路10A包括分別連接到四個濾波器區段22p222、223、和224的四個開關元件16" 162、163、和164。因此，控制電路10A連接到四個電力存儲單元之七為為、和24 4。雖然圖2中示出四個開關元件、四個濾波器區段和四個電力存儲單元，但是這并非是對本實用新型的限制，即，可以存在四個以上或少于四個的開關元件、濾波器區段和電力存儲單元。更特定來說，開關元件161具有輸入端子16J1U6J2U6J3U6J4、和16J5以及輸出端子 16^1.16^240 16^3 ;開關元件 162 具有輸入端子 16211、16212、16213、16214、和 16215 以及輸出端子16201、16202、和16203 ;開關元件163具有輸入端子16311、16312、16313、16 314、和16315以及輸出端子16301、16302、和16303 ;且開關元件164具有輸入端子16411、16412、 16413、16414、和16415以及輸出端子16401、16 402、和16403。根據一個實施方案，輸入端子 16J3可以連接到輸入端子16211以形成輸入端子16CI1，輸入端子16213可以連接到輸入端子16311以形成輸入端子16。12且輸入端子16313連接到輸入端子16411以形成輸入端子16。13，輸出端子16^3可以連接到輸出端子16201以形成輸出端子16。01，輸出端子16203 可以連接到輸出端子16301以形成輸出端子16。02，且輸出端子16303可以連接到輸出端子 16401以形成輸出端子16c03。
[0075] 開關元件16i的輸入端子16J4和16J5被耦接分別用于接收控制信號V26i和 V28i ;開關元件162的輸入端子16214和16215被耦接分別用于接收控制信號V26 2和V282 ；開關元件163的輸入端子16314和16315被耦接分別用于接收控制信號V26 3和V283 ;且開關元件164的輸入端子16414和16415被耦接分別用于接收控制信號V26 4和V284。
[0076]開關元件 16^16^163、和 164 的輸出端子 16^1,16^2,16^1,16202,16^2,16302, 16c03、16402、和16403分別連接到MUX 18的相應輸入端子。
[0077] 濾波器22由多個濾波器區段22p222、223、和224組成，其中每個濾波器區段包括連接到電力存儲單元24的相應電力單元244的輸入端子以及連接到控制模塊12的開關元件的相應輸入接腳的輸出端子。濾波器區段22i具有輸入端子22J1和22J2 以及輸出端子22^1.22^240 22P3 ;濾波器區段222具有輸入端子22211和22212以及輸出端子22201、22202、和22203 ;濾波器區段223具有輸入端子22311和22312以及輸出端子 22301、22302、和22303 ;且濾波器區段224具有輸入端子22411和22412以及輸出端子22 401、 22402、和22403。根據一個實施方案，輸入端子22J2連接到輸入端子22211以形成輸入端子22。11，輸入端子22212連接到輸入端子22311以形成輸入端子22。12，且輸入端子22 312連接到輸入端子22411以形成輸入端子22。13。輸入端子22J1連接到電力單元2七的正端子且輸入端子22CI1分別連接到電力單元21的負端子和電力單元242的正端子。輸入端子 22CI2分別連接到電力單元242的負端子和電力單元243的正端子。輸入端子22 CI3分別連接到電力單元243的負端子和電力單元244的正端子。輸入端子22412連接到電力單元24 4 的負端子。
[0078] 輸出端子22抑可以連接到輸出端子22201以形成輸出端子22。01，輸出端子22203 可以連接到輸出端子22301以形成輸出端子22。02，且輸出端子22303可以連接到輸出端子 22401以形成輸出端子22。03。輸出端子22^1連接到輸入接腳12Pi ;輸出端子22^2連接到輸入接腳12P2 ;輸出端子22。01連接到輸入接腳12P3 ;輸出端子22202連接到輸入接腳12P4 ；輸出端子22。02連接到輸入接腳12P5 ;輸出端子22302連接到輸入接腳12P6 ;輸出端子22c03 連接到輸入接腳12P7 ;輸出端子22402連接到輸入接腳12P8 ;且輸出端子22403連接到輸入接腳12P9。
[0079] 圖3是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段22m連接到電力單元24m 的接口網絡16 (參考圖1和圖2描述）的開關元件或區段16m的電路示意圖。應注意圖1 中的開關元件16^16；^、. . .、16n由開關元件16m組成且變量m用來表示整數1、2、. . .、n。例如，開關元件16i對應于開關元件16m，其中m由1代替，開關元件162對應于開關元件16 m，其中m由2代替，且開關元件16"對應于開關元件16m，其中m由η代替。類似地，圖2中的開關元件16ρ162、163、164由開關元件16m組成，其中變量m用來表示整數1、2、3和4。例如，開關元件16i對應于開關元件16m，其中m由1代替，開關元件162對應于開關元件16 m，其中m由2代替，開關元件163對應于開關元件16m，其中m由3代替，且開關元件16 4對應于開關元件16m，其中m由4代替。
[0080] 開關區段16m包括開關26m和28m，其中每個開關26m和28 m包括控制端子和一對傳導端子。開關26111可以被稱為電流控制元件或平衡開關且開關28_"可以被稱為取樣開關。更特定來說，開關26m具有控制端子26。、傳導端子26m,2和傳導端子26 m,3。傳導端子26m,2 連接到輸入端子16mIl和輸出端子16m01。應注意傳導端子26m, 2可以連接到端子16mIl和 16m01，或替代地，端子16mIl和16m01可以形成輸入/輸出端子。開關28 m具有控制端子 28"、傳導端子28m,2、和傳導端子28m,3。傳導端子28 m,2連接到傳導端子26m,3和端子16mI2 和16m02。傳導端子28m,3連接到輸入端子16mI3和輸出端子16 m03。應注意傳導端子28m,3 可以連接到端子16mI3和16m03,或替代地，端子16mI3和16 m03可以形成輸入/輸出端子。還應注意端子26^對應于圖1的端子16J4U6J4.....16nI4且端子28^對應于圖1的端子 16J5、162I5、· · ·、16nI5。
[0081] 濾波器區段22m包括阻抗元件34m，阻抗元件34 m具有連接到輸入端子22mIl或替代地充當輸入端子22mIl的端子以及連接到輸出端子22 m01或替代地充當輸出端子22m01的端子。輸出端子22m01可以通過能量存儲元件36_"連接到輸出端子22 m02。輸入端子22mI2 可以通過阻抗元件34(m+1)連接到輸出端子22 m03。舉例來說，阻抗元件34m和34(m+1)是電阻器且能量存儲元件36 111是電容器。因為阻抗元件34111和34(111+1)不限于是電阻器，所以其由圖 3中的符號Z表示。根據其中開關區段16 m是單片集成半導體裝置或單片集成半導體裝置的一部分且電路元件、和36^是分立電路元件的實施方案，電路元件、和36 m通過輸入接腳12PHP12P%、和12P(2m+1)連接到開關區段16m，即，輸出端子22 m01連接到輸入接腳，輸出端子22m02連接到輸入接腳12P2m，且輸出端子22 m03連接到輸入接腳 12P(2m+1)。
[0082] 電力單元24111包括電池組單元，所述電池組單元具有連接到濾波器區段22 m的輸入端子22mIl的正端子和連接到濾波器區段22m的輸入端子22 mI2的負端子。
[0083] 應注意輸出端子22m01電連接到輸入端子16mIl，輸出端子22 m02電連接到輸入端子16mI2,且輸出端子22m03電連接到輸入端子16 mI3。
[0084] 仍然參考圖3,開關區段16m以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續觀察模式、取樣和保持模式、以及平衡模式。在連續觀察操作模式下，電力單元24 m兩端的電壓通過將開關元件26111和28"1配置為斷開或閉合而進行監控。例如，電力單元24 m兩端的電壓可以通過將適于斷開開關元件26m的控制電壓V26m施加于開關元件26 m的控制端子以及將適于閉合開關元件28m的控制電壓V28m施加于開關元件28 m的控制端子進行監控，從而使輸出端子16m02短路到輸出端子16m03。
[0085] 閉合開關元件28m使輸出端子16m02短路到輸出端子16 m03且電容器36_"基本上被充電到電力單元24^的電壓，S卩，電容器36"1被充電到基本上等于電力單元24 π兩端的電壓的電壓。電容器36m兩端的電壓出現在輸出端子16m01和16 m02的兩端。MUX 18(圖1和圖 2中所示）被配置來將輸出端子16m01和16m02上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20。因此，表示電力單元24^的過濾電壓的電壓被傳輸到ADC 20,從而觀察或監控電力單元24_"兩端的電壓。
[0086] 在取樣和保持操作模式下，電力單元24m兩端的電壓可以通過施加適于斷開開關元件26 m的控制電壓V26m到開關元件26m的控制端子并且施加適于閉合開關元件28 m的控制電壓V28m到開關元件28m的控制端子而取樣且存儲或保持，從而使輸出端子16 m02短路至IJ輸出端子16m03。電容器36111被充電到基本上等于電力單元24 m兩端的電壓的電壓，即，電容器36m取樣電力單兀24m的電壓。
[0087] 在取樣電力單元24^上的電壓后，適于斷開開關元件26^的控制電壓ν26π被維持在開關元件26m的控制端子上且適于斷開開關元件28m的控制電壓V28m被施加到開關元件 28m的控制端子。MUX 18和ADC 20(圖1和圖2中所示）經過配置使得輸出端子16m01和 16m02連接到高阻抗網絡。因此，出現在電容器36 111兩端的取樣電壓被保持。電容器36m兩端的電壓出現在輸出端子16m01和16m02的兩端。MUX18被配置來將輸出端子16 m01和16m02 上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20。因此，表不電力單兀24m的電壓的取樣電壓被傳輸到 ADC20。
[0088] 在平衡操作模式下，電力單元24m兩端的電壓可以通過將適于閉合開關元件26 m的控制電壓V26m施加到開關元件26m的控制端子以及將適于閉合開關元件28 m的控制電壓￥28111施加到開關元件28m的控制端子而進行平衡。因此，流過阻抗元件34 m、開關元件26m、開關元件28m和阻抗元件34(m+1)的平衡電流對電力單元24" 1進行放電。開關元件26m可以被稱為平衡開關或開關且開關元件28m可以被稱為取樣開關或開關。
[0089] 圖4是包括如參考圖1描述的控制模塊12和濾波器電路22但是還包括如參考圖3 描述的濾波器電路22和接口電路16的電路實施的實施方案的電力單元監控器和控制電路 100的方框圖。類似于圖1的實施方案，圖4所示的接口網絡16的開關網絡16ρ162..... 16n由如參考圖3描述的開關區段16m組成，其中變量m用來表示整數1、2.....η。例如，開關網絡16i對應于開關區段16m，其中m由1代替，開關網絡162對應于開關區段16 m，其中m 由2代替，且開關網絡16n對應于開關區段16^，其中m由η代替。
[0090] 控制電路100連接到電池組單元24。如上所述，控制模塊12包括接口網絡16,所述接口網絡16具有耦接到控制模塊12的輸入端或替代地充當控制模塊12的輸入端的輸入端子以及耦接到多路復用器（MUX) 18的輸入端的輸出端子，多路復用器（MUX) 18具有連接到模擬轉數字轉換器（ADC) 20的輸出端。已經參考圖1和圖3描述了接口網絡16。
[0091] 圖22由多個濾波器區段22i、222. . .、22η組成，其中每個濾波器區段包括連接到電力存儲單元24的相應電力單元21、242.....24n的輸入端子以及連接到開關網絡16i、 162.....16n的相應輸入端子的輸出端子。濾波器區段22i具有輸入端子22J1和22。11以及輸出端子22^132^2.和22c01 ;濾波器區段222具有輸入端子22CI1和22CI2以及輸出端子22c01、22202、和22c02 ;且濾波器區段22n具有輸入端子22CI (n-1)和22nI2以及輸出端子 22c0(n-l)、22n02、和 22n03。
[0092] 輸入端子22J1連接到電力單元21的正端子且輸入端子22CI1分別連接到電力單元24的負端子和電力單元24 2的正端子。輸入端子22CI (n-1)連接到電力單元24n的正端子且輸入端子22nI2連接到電力單元24 n的負端子。
[0093] 濾波器區段22i包括阻抗元件31和342以及能量存儲元件36i。更特定來說，輸出端子22P1通過阻抗元件31連接到輸入端子22J1以及通過能量存儲元件36i連接到輸出端子22^2。輸入端子22 CI1通過阻抗元件342連接到輸出端子22c01。應注意阻抗元件 34 2為濾波器區段22i和2?所共用。舉例而言，阻抗元件31和342是電阻器且能量存儲元件36i是電容器。
[0094] 濾波器區段2?包括阻抗元件342和能量存儲元件362。更特定來說，輸出端子 22 c01通過阻抗元件342連接到輸入端子22CI1以及通過能量存儲元件36 2連接到輸出端子 22202。舉例來說，能量存儲元件362是電容器。應注意類似的共用組件和連接存在于濾波器區段2?與連接到濾波器區段2?的另一濾波器區段之間，如同存在于濾波器區段22i與濾波器區段2?之間。為了明了起見，并未示出濾波器區段2?的全部組件。
[0095] 濾波器區段22n包括阻抗元件34"和34(n+1)以及能量存儲元件36 n。更特定來說，輸出端子22c0(n-l)通過阻抗元件34"連接到輸入端子22cI(n-l)以及通過能量存儲元件36 n 連接到輸出端子22n02。輸出端子22c0(n-l)還連接到輸入接腳12Ρ(2η_ υ。輸入端子22nI2 通過阻抗元件34(n+1)連接到輸出端子22n03。舉例來說，阻抗元件34n和34 (n+1)是電阻器且能量存儲元件36"是電容器。由于阻抗元件34"和34(11+1)并非限于是電阻器，所以其在圖4 中由符號Z指定，S卩，其可以是其它類型的阻抗元件。由開關區段16^1?.....16n組成的圖4的接口網絡16以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續觀察模式、取樣和保持模式、以及平衡模式。已經參考圖3描述了接口電路16的操作模式。
[0096] 圖5是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段22m連接到電力單元24 m 的接口網絡16 (參考圖1和圖2描述）的開關區段16m的電路示意圖。應注意圖1中的開關網絡16ρ162、. . .、16n由開關區段16^組成且變量m用來表示整數1、2、. . .、n。例如，開關網絡埤對應于開關區段16m，其中m由1代替，開關網絡162對應于開關區段16 m，其中 m由2代替，且開關網絡16n對應于開關區段16m，其中m由η代替。圖5的開關區段16 m類似于圖3的開關區段16m，除電容器36m的端子之一不連接到輸入接腳12P&4以夕卜。因此，電容器36 m具有連接到輸入接腳12P2m的端子，但是其另一端子與另一電路（圖6中所示）共用。如參考圖3所述，開關元件26 m可以被稱為平衡開關或開關且開關元件28m可以被稱為取樣開關或開關。
[0097] 圖6是包括如參考圖1描述的控制模塊12和濾波器電路22但是還包括參考圖5 所述的濾波器電路22和接口電路16的電路實施的實施方案的電力單元監控器和控制模塊150的方框圖。控制模塊150連接到電池組單元24。如上所述，控制模塊12包括接口網絡16,所述接口網絡16具有連接到控制模塊12的輸入端或替代地充當控制模塊12的輸入端的輸入端子以及連接到多路復用器（MUX) 18的相應輸入端的輸出端子，多路復用器 (MUX) 18具有連接到模擬轉數字轉換器（ADC) 20的輸出端。接口電路16由開關區段16^ 162、. . .、16n和開關兀件26A組成。已經參考圖4描述了開關區段16^ 162、. . .、16n。
[0098] 開關元件26A具有被耦接用于接收控制信號V26A的控制端子264、傳導端子 26A 2、和傳導端子26A3。傳導端子26^連接到傳導端子16AI1和輸出端子16 A01。傳導端子 26A3連接到輸入端子16J1、輸出端子16^1和傳導端子261>2。
[0099] 輸出端子 16^1,16^1,16^2,1641,16202,. ··、16c0(n-l)、16n02、16n03連接到MUX 18的相應輸入端子。
[0100] 濾波器22由多個濾波器區段22^2?. . .、22n組成，其中每個濾波器區段包括連接到電力存儲單元24的相應電力單元24p242.....24n的輸入端子以及連接到開關網絡16p 162.....16n的相應輸入端子的輸出端子。濾波器區段22i具有輸入端子22J1和22。11以及輸出端子22^132^2.和22c01 ;濾波器區段222具有輸入端子22CI1和22CI2以及輸出端子22c01、22202、和22c02 ;且濾波器區段22n具有輸入端子22CI (n-1)和22nI2以及輸出端子 22c0(n-l)、22n02、和 22n03。
[0101] 輸入端子22J1連接到電力單元21的正端子且輸入端子22CI1分別連接到電力單元24的負端子和電力單元24 2的正端子。輸入端子22CI (n-1)連接到電力單元24n的正端子且輸入端子22nI2連接到電力單元24 n的負端子。
[0102] 濾波器區段22i包括阻抗元件34i和342以及能量存儲元件36i，其中能量存儲元件36i具有連接到輸入接腳12P A的端子和連接到輸入接腳12P2的端子。輸出端子22^1連接到輸入接腳12Pi。輸入端子22。11通過阻抗元件34 2連接到輸出端子22。01。應注意阻抗元件342為濾波器區段22i和2?所共用。舉例來說，阻抗元件31和342是電阻器且能量存儲元件36i是電容器。
[0103] 濾波器區段2?包括阻抗元件342和能量存儲元件362。輸出端子22 c01連接到輸入接腳12P3。能量存儲元件362的端子連接到輸入接腳12P 2且電容器362的另一端子連接到輸入接腳12P4。舉例來說，阻抗元件34 2是電阻器且能量存儲元件362是電容器。應注意類似的共用組件和連接存在于濾波器區段2?與連接到濾波器區段2?的另一濾波器區段之間，如同存在于濾波器區段22i與濾波器區段2?之間。為了明了起見，并未示出濾波器區段2?的全部組件。
[0104] 濾波器區段22n包括阻抗元件34"和34(11+1)以及能量存儲元件36 n。輸出端子 22c0 (n-1)連接到輸入接腳12Ρ(2η_υ。輸入端子22。1 (n-1)通過阻抗元件34"連接到輸出端子 22c0(n-l)，且輸入端子22nI2通過阻抗元件34 (n+1)連接到輸出端子22n03。輸出端子22n03 連接到輸入接腳12P (2n+1)。能量存儲元件36n具有連接到輸入接腳12P2n的端子且具有連接到相鄰濾波器區段的端子。例如，根據其中存在三個濾波器區段的實施方案，能量存儲元件 36 n的索引η是3,即能量存儲元件36n由參考符號363標注且具有連接到濾波器區段2?的能量存儲元件36 2的端子的端子。舉例來說，阻抗元件34"和34(n+1)是電阻器且能量存儲元件36"是電容器。由于阻抗元件31、342.....34n、34(n+1)并非限于是電阻器，所以其被標注為參考符號Z，S卩，其可以是其它類型的阻抗元件。
[0105] 根據另一實施方案，單元的極性經過切換使得單元具有圖1、圖2、圖4和圖6所示的相反極性。
[0106] 仍然參考圖6,接口網絡16(其包括開關區段16i.....16n)以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續觀察模式、差分取樣和保持模式、以及內部平衡模式。在過濾連續觀察操作模式下，電力單元24.....24n兩端的電壓通過將開關元件26i.....26"配置為斷開以及將開關元件28i.....28"和26A配置為閉合而進行監控。例如，電力單元24兩端的電壓可以響應于MUX 18被配置來將輸出端子16A01和16^2上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20而進行監控。因此，表示電力單元24的過濾電壓的電壓被傳輸到ADC 20,從而觀察或監控電力單元2七兩端的電壓。
[0107] 類似地，可響應于MUX 18被配置來將輸出端子16^2和16202上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20而監控電力單元24 2兩端的電壓。因此，表示電力單元242兩端的電壓的電壓被傳輸到ADC 20。從而觀察或監控電力單元242兩端的電壓。
[0108] 可以響應于MUX 18被配置來將輸出端子16^02和16n02上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20而監控電力單元24 n兩端的電壓。因此，表示電力單元24"兩端的電壓的電壓被傳輸到ADC 20,從而觀察或監控電力單元24n兩端的電壓。
[0109] 在差分取樣和保持操作模式下，電力單元24i.....24n兩端的電壓可以通過分別施加合適的控制電壓V26AJ26P · ·、V26n、和V28P · ·、V28n到開關元件26AJ6P· · ·、26n、和28i.....28n而取樣且存儲或保持。對于取樣而言，開關元件被配置來實現過濾連續觀察模式。響應于這些開關配置，電容器36i.....36"被充電到基本上等于電力單元21..... 24n兩端的電壓的電壓。電容器36i.....36"充當濾波器并且過濾取樣信號。應注意開關元件26A和28^...、28n的導通電阻（Rdson)與電容器36^...、36"的兩個端子串聯，其減少與共模噪音相關的問題。
[0110] 在取樣電力單元21.....24n的電壓之后，通過將適于斷開開關元件26A和 28!.....28n的控制信號V26A和V28i.....V28n分別施加到這些開關元件的控制端子而將信息保持在電容器36i.....36n上。開關元件26i.....26n保持斷開，S卩，其與在過濾連續觀察模式下保持相同狀態。響應于這種開關配置，電容器36i.....36n與電力單元組24..... 24n隔離，從而保持出現在電力單元24ρ · · ·、24n上的電壓。
[0111] 可響應于MUX 18被配置來將輸出端子16A01和16P2上的電壓傳輸到ADC 20而監控表示電力單元2七的電壓的取樣電壓。
[0112] 響應于MUX 18被配置來將輸出端子16^2和16202上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20,表不電力單兀24 2的電壓的取樣電壓被傳輸到ADC 20。
[0113] 響應于MUX 18被配置來將輸出端子16^^02和16n02上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20,表不電力單兀24 n的電壓的取樣電壓被傳輸到ADC 20。
[0114] 在內部平衡操作模式下，可以通過將適于閉合開關元件26i和28i的控制信號V26i 和V28i分別施加到開關元件26i和28i的控制端子而平衡電力單元21兩端的電壓。因此，流過阻抗元件34、開關元件26i、開關元件28i、和阻抗元件34 2的平衡電流對電力單元24 進行放電。
[0115] 應注意其它電力單元兩端的電壓可以使用類似技術而平衡。
[0116] 圖7是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段22m連接到電力單元24 m 的開關區段16m(參考圖1和圖2描述）的電路示意圖。應注意圖1中的開關網絡16p 162、 . . .、16n由開關區段16π組成且變量m用來表示整數1、2、. . .、η。例如，開關網絡16ι 對應于開關區段16m，其中m由1代替，開關網絡162對應于開關區段16m，其中m由2代替，且開關網絡16"對應于開關區段16 m，其中m由η代替。類似地，圖2中的開關網絡16^162、 163、 164由開關區段16m組成且變量m用來表示整數1、2、3、和4。例如，開關網絡16 1對應于開關區段16m，其中m由1代替，開關網絡162對應于開關區段16 m，其中m由2代替，開關網絡163對應于開關區段16m，其中m由3代替，且開關網絡16 4對應于開關區段16m，其中m 由4代替。
[0117] 已經參考圖3描述了開關區段16m。
[0118] 濾波器區段22m類似于參考圖3描述的濾波器區段，除其還包括平衡元件30_"和 32 m以外。舉例來說，平衡元件30"^P32m*別是晶體管和電阻器。晶體管30m具有通過電阻器32_"連接到輸入端子22 mIl的漏極端子、連接到輸入端子22mI2的源極端子、和充當輸出端子22m02或替代地連接到輸出端子22 m02的閘極端子。輸出端子22m01通過阻抗元件34m 連接到輸入端子22mIl且通過能量存儲元件36m連接到輸出端子22m02。輸入端子22 mI2通過阻抗元件34(m+1)連接到輸出端子22m03。舉例來說，阻抗元件34 m和34(m+1)是電阻器且能量存儲元件36_"是電容器。電阻器32"^P 34111各具有一般連接在一起以形成連接到輸入端子22mIl或替代地形成輸入端子22 mIl的節點的端子。電阻器32m的另一端子連接到晶體管 30m的漏極端子且電阻器34 m的另一端子可以連接到電容器36m的端子以形成充當輸出端子 22m01或替代地可以連接到輸出端子22 m01的節點。電容器36m的另一端子可以連接到晶體管30m的閘極端子且形成可以連接到輸出端子22 m02或替代地充當輸出端子22m02的節點。電阻器34(m+1)具有連接到晶體管30 m的源極端子以形成可以連接到輸入端子22mI2或替代地充當輸入端子22mI2的節點的端子；和充當輸出端子22 m03或替代地可以連接到輸出端子 22m03的端子。由于阻抗元件32m、34m、和34^不限于是電阻器，所以其由圖7中的符號Z 標注，即，其可以是其它類型的阻抗元件。
[0119] 電池單元24m包括電池組單元，所述電池組單元具有連接到濾波器區段22 m的輸入端子22mIl的正端子和連接到濾波器區段22m的輸入端子22 mI2的負端子。
[0120] 應注意輸出端子22m01被電連接到輸入接腳，輸出端子22m02被電連接到輸入接腳12P 2m，且輸出端子22m03被電連接到輸入接腳12P(2m+1)。
[0121] 仍然參考圖7,開關區段16m以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續監控或觀察模式、取樣和保持模式以及平衡模式。在過濾連續監控模式下，適于斷開開關元件26 m 的控制電壓V26m被施加于開關元件26m的控制端子且適于閉合開關元件28m的控制電壓 V28m被施加于開關元件28m的控制端子。閉合開關元件28m將平衡晶體管30 m的閘極到源極電壓設置為基本上是〇,從而關閉平衡晶體管30m。此外，流過濾波器電阻器34 m和34(m+1) 的電流基本上是〇,因此電容器36^被充電到基本上等于電力單元24^兩端的電壓的電壓。 MUX 18(圖1和圖2所示）被配置來將輸出端子16m01和16m02上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20。因此，表示電力單元電壓的電壓被傳輸到ADC 20,從而觀察或監控電力單元24m兩端的電壓。
[0122] 在取樣和保持操作模式下，適于斷開開關元件26m的控制電壓V26m被施加于開關元件26 m的控制端子且適于閉合開關元件28m的控制電壓V28m被施加于開關元件28 m的控制端子。閉合開關元件28m將平衡晶體管30m的閘極到源極電壓設置為基本上是0,從而關閉平衡晶體管30 m。此外，流過濾波器電阻器34"1和34("1+1)的電流基本上是0,因此電容器 36 111被充電到基本上等于電力單元24m兩端的電壓的電壓，即電容器36m取樣電力單元24_"的電壓。接著適于斷開開關元件26 m的控制電壓V26m被維持在開關元件26m的控制端子上且適于斷開開關元件28 m的控制電壓V28m被施加于開關元件28m的控制端子。MUX 18和ADC 20 (圖1和圖2中所示）經過配置使得輸出端子16m01和16m02連接到高阻抗網絡。由于晶體管30 m的閘極端子是高阻抗節點，所以電流不會流過電阻器34"^P電容器36m。因此，保持出現在電容器36_"兩端的取樣電壓。電容器36 m兩端的電壓出現在輸出端子16m01和16m02 兩端。MUX 18(圖1和圖2中所示）被配置來將輸出端子16m01和16m02上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20。因此，表不電力單兀24 m的電壓的取樣電壓被傳輸到ADC 20。
[0123] 在平衡操作模式下，適于閉合開關元件26m的控制電壓V26m被施加于開關元件 26 m的控制端子且適于斷開開關元件28m的控制電壓V28m被施加于開關元件28 m的控制端子。因此，電容器36m通過開關元件26m被放電且晶體管30 m變成導電且流過電阻器32m和晶體管30_"的平衡電流對電力單元24π進行放電。如參考圖3所述，開關元件26 π可以被稱為平衡開關或開關且開關元件28m可以被稱為取樣開關或開關。
[0124] 圖8是包括如參考圖1描述的控制模塊12和濾波器電路22但是還包括如參考圖 7描述的濾波器電路22 m和開關網絡16m的電路實施的實施方案的電力單元監控器和控制模塊200的方框圖。已經參考圖4描述了接口電路16。
[0125] 濾波器22由多個濾波器區段22^2?. . .、22n組成，其中每個濾波器區段包括連接到電力存儲單元24的相應電力單元24、242.....24n的輸入端子和連接到接口網絡16的相應輸入接腳.....的輸出端子。濾波器區段 22i具有輸入端子22J1和22CI1以及輸出端子22^132^2.和22c01 ;濾波器區段222具有輸入端子22CI1和22CI2以及輸出端子22c01、22202、和22 c02 ;且濾波器區段22n具有輸入端子22CI (n-1)和22nI2以及輸出端子22c0(n-l)、22n02、和22 n03。已經參考圖4描述了濾波器區段22p222.....22n。此外，圖8的每個濾波器區段22p222.....22 n包括平衡晶體管和平衡電阻器。更特定來說，濾波器區段22i包括晶體管3〇i，晶體管3〇i具有通過電阻器 321連接到輸入端子22J1的漏極端子、連接到輸入端子22。11的源極端子、和充當輸出端子 22P2或替代地可連接到輸出端子22P2的閘極端子。電阻器32i和阻抗元件31各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子22J1或替代地形成輸入端子22J1的節點的端子。電阻器32i的另一端子連接到晶體管3〇i的漏極端子且阻抗元件31的另一端子可以連接到電容器36i的端子以形成充當輸出端子22^1或替代地可以連接到輸出端子22^1的節點。電容器36i的另一端子可以連接到晶體管3〇i的閘極端子且形成可以連接到輸出端子22P2或替代地充當輸出端子22P2的節點。阻抗元件34 2具有連接到晶體管3〇i的源極端子以形成可以連接到輸入端子22。11或替代地充當輸入端子22。11的節點的端子以及可以連接到輸出端子22。01或替代地充當輸出端子22。01的端子。應注意阻抗元件34 2為濾波器區段221和222所共用。
[0126] 濾波器區段2?包括晶體管302,晶體管302具有通過電阻器32 2連接到輸入端子 22CI1的漏極端子、連接到輸入端子22。12的源極端子以及充當輸出端子22 202或替代地可以連接到輸出端子22202的閘極端子。電阻器322和阻抗元件34 2各具有一般連接在一起且連接到輸入端子22。11的端子。電阻器322的另一端子連接到晶體管30 2的漏極端子且電阻器342的另一端子連接到電容器362的端子和輸出端子22。01。電容器36 2的另一端子可以連接到晶體管302的閘極端子且形成可以連接到輸出端子22202或替代地充當輸出端子 22 202的節點。應注意類似的共用組件和連接存在于濾波器區段2?與濾波器區段223 (未示出）之間，如同存在于濾波器區段22i與濾波器區段2?之間。為了明了起見，并未示出濾波器區段2?的全部組件。
[0127] 濾波器區段22n包括晶體管30n，晶體管30"具有通過電阻器32"連接到輸入端子 22。1 (n-1)的漏極端子、連接到輸入端子22nI2的源極端子以及充當輸出端子22n02或替代地可以連接到輸出端子22 n02的閘極端子。輸入端子22cI(n-l)通過阻抗元件34"連接到輸出端子22 c0(n-l)。電阻器32n和阻抗元件34n各具有一般一起連接到輸入端子22。1 (n-1) 的端子。電阻器32n的另一端子連接到晶體管30n的漏極端子且阻抗元件34 n的另一端子可以連接到電容器36n的端子以形成充當輸出端子22c0(n-l)或替代地可以連接到輸出端子22 c0(n-l)的節點。輸出端子22c0(n-l)連接到輸入接腳12Ρ(2η_ υ。電容器36"的另一端子可以連接到晶體管30η的閘極端子且形成可以連接到輸出端子22 η02或替代地充當輸出端子22η02的節點。阻抗元件34(η+1)具有連接到晶體管30 η的源極端子以形成可以連接到輸入端子22J2或替代地充當輸入端子22J2的節點的端子以及可以連接到輸出端子22 η03 或替代地充當輸出端子22η03的端子。
[0128] 仍然參考圖8,由開關區段16ρ162.....16n組成的接口網絡16以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續觀察模式、取樣和保持模式、以及平衡模式。已經參考圖7描述了接口電路16的操作模式。
[0129] 圖9是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段22m連接到電力單元24 m 的接口網絡16 (參考圖1和圖2描述）的開關區段16m的電路示意圖。應注意圖1中的開關網絡16ρ162、. . .、16n由開關區段16^組成且變量m用來表示整數1、2、. . .、n。例如，開關網絡16i對應于開關區段16m，其中m由1代替，開關網絡162對應于開關區段16 m，其中m 由2代替，且開關網絡16n對應于開關區段16m，其中m由η代替。圖9的開關區段16 m類似于圖7的開關區段16m，除電容器36m的端子之一未連接到輸入接腳12P&4以夕卜。因此，電容器36 m具有連接到輸入接腳12P2m的端子，但是其另一端子與如圖10所示的另一電路共用。如參考圖3所述，開關元件26 m可以被稱為平衡開關或平衡開關元件，且開關28m可以被稱為取樣開關或取樣開關元件。
[0130] 圖10是包括如參考圖6所述的控制模塊12和接口網絡16但是還包括參考圖9 描述的濾波器電路22和接口電路16的電路實施的實施方案的電力單元監控器和控制模塊 250的方框圖。控制模塊250連接到電池組單元24。控制模塊250類似于圖6的控制模塊 150,除濾波器電路22還包括平衡元件（諸如晶體管3〇i.....30n)和阻抗元件32i.....32 n 夕卜。更特定來說，濾波器區段22i包括晶體管3〇i，晶體管3〇i具有通過電阻器32i連接到輸入端子22J1的漏極端子、連接到輸入端子22。11的源極端子、和充當輸出端子22P2或替代地可以連接到輸出端子22P2的閘極端子。電阻器32i和阻抗元件31各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子22J1或替代地形成輸入端子22J1的節點的端子。電阻器32i的另一端子連接到晶體管3〇i的漏極端子且阻抗元件31的另一端子充當輸出端子22斯或替代地可以連接到輸出端子22^1，其中輸出端子連接到輸入接腳12Pi。電容器端子連接到輸入接腳12PA。電容器36i的另一端子連接到晶體管3(^的閘極端子且形成可以連接到輸出端子22P2或替代地充當輸出端子22P2的節點。電容器36i的這個端子和輸出端子22P2連接到輸入接腳12P 2。阻抗元件342具有連接到晶體管3〇i的源極端子以形成可以連接到輸入端子22CI1或替代地充當輸入端子22 CI1的節點的端子以及可以連接到輸出端子22。01或替代地充當輸出端子22。01的端子。應注意阻抗元件34 2為濾波器區段221和222所共用。
[0131] 濾波器區段2?包括晶體管302,晶體管302具有通過電阻器32 2連接到輸入端子 22CI1的漏極端子、連接到輸入端子22。12的源極端子以及充當輸出端子22 202或替代地可以連接到輸出端子22202的閘極端子。電阻器322和阻抗元件34 2各具有一般連接在一起且連接到輸入端子22。11的端子。電阻器322的另一端子連接到晶體管30 2的漏極端子且阻抗元件342的另一端子充當輸出端子22。01或替代地可以連接到輸出端子22。01，其中輸出端子連接到輸入接腳12P 3。電容器362的端子連接到晶體管3〇i的閘極、電容器36i的端子以及輸入接腳12P 2。電容器362的另一端子連接到晶體管302的閘極端子且形成可以連接到輸出端子22 202或替代地充當輸出端子22202的節點，其中輸出端子連接到輸入接腳12P4。應注意類似的共用組件和連接存在于濾波器區段2?與濾波器區段22 3之間（未示出），如同存在于濾波器區段22i與濾波器區段2?之間。為了明了起見，并未示出濾波器區段2? 的全部組件。
[0132] 濾波器區段22n包括晶體管30n，晶體管30"具有通過電阻器32"連接到輸入端子 22。1 (n-1)的漏極端子、連接到輸入端子22nI2的源極端子以及充當輸出端子22n02或替代地可以連接到輸出端子22 n02的閘極端子，輸出端子22n02連接到輸入接腳12P2n。阻抗元件34 n具有連接到晶體管的源極端子以形成可以連接到輸入端子22。1 (n-1)或替代地充當輸入端子22cI(n-l)的節點的端子以及可以連接到輸出端子22c0(n-l)或替代地充當輸出端子22c0(n-l)的端子。輸出端子22c0(n-l)連接到輸入接腳12Ρ(2η_ υ。電阻器32n和阻抗元件34n各具有一般連接在一起且連接到輸入端子22。1〇1-1)的端子。電阻器32n的另一端子連接到晶體管30 n的漏極端子且阻抗元件34n的另一端子可以充當輸出端子22。0 (n-1) 或替代地可以連接到輸出端子22c0(n-l)。電容器36n的另一端子連接到晶體管30 n的閘極端子且形成可以連接到輸出端子22n02或替代地充當輸出端子22n02的節點。阻抗元件 34 (n+1)具有連接到晶體管30n的源極端子以形成可以連接到輸入端子22nI2或替代地充當輸入端子22 nI2的節點的端子以及可以連接到輸出端子22n03或替代地充當輸出端子22n03 的端子，輸出端子22 n03連接到輸入接腳12P(2n+1)。
[0133] 根據另一實施方案，單元的極性經過切換使得單元具有圖中所示的相反極性。替代地，η溝道晶體管可以由p溝道晶體管代替。
[0134] 控制模塊250的操作類似于控制模塊150 (圖6)的操作，除了在平衡操作模式下以外。假定默認操作模式為過濾連續觀察模式，其中閉合開關元件26A、28i.....28n且斷開開關元件26i.....26n，電力單元21兩端的電壓可以通過將適于閉合開關元件26i的控制電壓V26i施加于開關元件26i的控制端子以及將適于斷開開關元件28i的控制電壓V28i施加到開關元件28i的控制端子而進行平衡。因此，晶體管3〇i變成導電且流過電阻器32i和晶體管3〇i的平衡電流對電力單元24進行放電。
[0135] 應注意其它電力單元兩端的電壓可以使用類似技術而平衡。
[0136] 圖11是根據本實用新型的實施方案包括連接到濾波器電路322的控制模塊312 的電力單元監控器和控制電路300的方框圖。電力單元監控器和控制電路300連接到電力存儲單元24。控制模塊312包括接口網絡316,接口網絡316具有連接到控制模塊312的輸入端或替代地充當控制模塊312的輸入端的輸入端和連接到多路復用器（MUX) 18的輸入端的輸出端，多路復用器（MUX) 18具有連接到模擬轉數字轉換器（ADC) 20的輸出端。電力存儲單元24可以由多個電力單元或電池組21、242、...、24n組成，所述多個電力單元或電池組24、242.....24"被分別連接到控制電路300的相應濾波器區段322p3222.....322 n。替代地，電力存儲單元可以由電容器、燃料電池等組成。接口網絡316可以由多個開關網絡 316^316^. ··、316n 組成，其中開關網絡 316i 具有輸入端子 31641,31642,31643,3164^ 316J5J16J6、和 316J7 以及輸出端子 316^1,316^2 J16P3、和 316P4 ;開關網絡 3162 具有輸入端子 316211、316212、316213、316214、316 215、316216、和316217以及輸出端子 316201、 316202、316203、和 316204 ;且開關網絡 316n 具有輸入端子 316ηΙ1、316ηΙ2、316ηΙ3、316ηΙ4、 316 nI5、316nI6、和 316nI7 以及輸出端子 3161101、3161102、3161103、和3161104。根據一個實施方案，輸入端子316J4連接到輸入端子316 211以形成輸入端子316。11且輸入端子316(η_υ 14連接到輸入端子316J1以形成輸入端子316cI(n-l);輸出端子316^4連接到輸出端子 316 201以形成輸出端子316c01，且輸出端子316(n_D〇4連接到輸出端子316 n01以形成輸出端子 316c0 (n_l)。
[0137] 根據另一實施方案，控制模塊312是半導體封裝體中的單片集成半導體裝置，其具有輸入接腳或引線 312PP312PW312PV312PP312PP312P6、· · · 312P3n、和312P(3n+1)，其中η表示整數。舉例來說，輸入端子316JU316J2.316J3.316J1、 316212、316213、...、316。1〇1-1)、3161112、316 1113、和3161114分別連接到輸入接腳312卩1、 312? 2、312?3、312?4、312?5、312? 6、...、312?(311_2)、312?(311_ 1)、312?311、和312卩(311+1)。雖然輸入端子 31641,31642,31643,31641,316212,316213,. ··、316cI(n-l)、316nI2、316nI3、和 316nI4 被示為分別直接連接到輸入接腳.....312P(3n_2)、 312Ρ(3η_υ、312Ρ3η、和312P(3n+1)，但是這并非是對本實用新型的限制，例如輸入端子316J1、 31642,316^3,31641,316212,316213,...、316CI (n-1)、316nI2、316nI3、和 316nI4 可以通過其它電路元件分別連接到輸入接腳· ·、312P(3n_2)、 312P(3n_D、312P 3n、和 312P(3n+1)。
[0138] 根據另一實施方案，控制模塊312和濾波器區段322或濾波器區段322的一部分被單片集成以形成集成半導體裝置。圖22中描繪了濾波器的部分集成的實例。在其中控制模塊312和濾波器區段322或濾波器區段322的部分被單片集成的實施方案中，輸入接腳312? 1、312?2、312?3、312?4、312? 5、312?6、...、312?(311_2)、312? (311_1)、312?311、和312卩(311+1)不存在。
[0139] 開關網絡316i的輸入端子316J5316J6、和316J7被耦接分別用于接收控制信號、和V3L ;開關網絡3162的輸入端子316215、316216、和316 217被耦接分別用于接收控制信號V262、V282、和V31 2 ;且開關網絡316n的輸入端子316nI5、316nI6和316 nI7被耦接分別用于接收控制信號V26n、V28n、和V31 n。
[0140] 開關網絡 316p ...、316n 的輸出端子 316^1,316^2,316^3,31641,316202, 316203、316c0(n-l)、316 n02、316n03、和 316n04 連接到 MUX 18 的相應輸入端子。
[0141] 濾波器322由多個濾波器區段322^3222、...、322n組成，其中每個濾波器區段包括連接到電力存儲單元24的相應電力單元的輸入端子以及連接到接口網絡316的相應輸入接腳的輸出端子。濾波器區段322i具有輸入端子322J1和322J2以及輸出端子322P1、 322^2.322^3.和322^4 ;濾波器區段3222具有輸入端子322211和322212以及輸出端子 322 201、322202、322203、和3 2 2204;且濾波器區段32211具有輸入端子3221111和322 1112以及輸出端子3221101、3221102、322 1103、和3221104。根據一個實施方案，輸入端子322112可以連接到輸入端子322 211以形成輸入端子322CI1且輸入端子322(η_υΙ2可以連接到輸入端子322J1 以形成輸入端子322 CI (η-1)。輸出端子322^^04可以連接到輸出端子322201以形成輸出端子322c01且輸出端子322 204可以連接到輸出端子322η01以形成輸出端子322c0(n-l)。根據其中控制模塊312是單片集成半導體裝置且濾波器322由分立電路元件形成的實施方案，輸出端子322P1連接到輸入接腳312Pi ;輸出端子322P2連接到輸入接腳312P2 ;輸出端子322P3連接到輸入接腳312P3 ;輸出端子322c01連接到輸入接腳312P4 ;輸出端子322202 連接到輸入接腳312P5 ;輸出端子322203連接到輸入接腳312P6 ;輸出端子322c0(n-l)連接到輸入接腳312P(3n_2);輸出端子322 n02連接到輸入接腳312P(3lri);輸出端子322n03連接到輸入接腳312P 3n ;且輸出端子322n04連接到輸入接腳312P(3n+1)。
[0142] 輸入端子322J1連接到電力單元21的正端子且輸入端子322。11分別連接到電力單元21的負端子和電力單元24 2的正端子。輸入端子322cI(n-l)連接到電力單元24n 的正端子且輸入端子322nI2連接到電力單元24n的負端子。
[0143] 應注意下標"η"表示整數。還應注意開關網絡316^31?.....316n ;濾波器區段 322p3222.....322n和電力單元21、242.....24 n的數量并非是對本實用新型的限制。
[0144] 圖12是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段322_"連接到電力單元24m 的接口網絡316(參考圖11描述）的開關區段316m的電路示意圖。應注意圖11中的開關網絡316^316^...、316n由開關區段316m組成且變量m用來表示整數1、2、...、n。例如，開關網絡316i對應于開關區段316m，其中m由1代替，開關網絡3162對應于開關區段316 m，其中m由2代替，且開關網絡316n對應于開關區段316m，其中m由η代替。
[0145] 開關區段316m包括開關元件326m、328m、和331 m，其中每個開關元件326m、328m、和 33lm包括控制端子和一對傳導端子。更特定來說，開關元件326 m具有控制端子326m, i、傳導端子326m,2、和傳導端子326m,3。傳導端子326 m,2可以連接到端子316mIl和316m01，或替代地，端子316J1和316 m01可以形成輸入/輸出端子。開關元件328m具有控制端子328^、傳導端子328 m,2和傳導端子328m,3。傳導端子328m, 2連接到傳導端子326m,3以及端子316J2 和316m02。傳導端子328 m,3連接到輸入端子316J4以及輸出端子316m04。傳導端子328 m,3 可以連接到端子316mI4和316m04或替代地，端子316mI4和316 m04可以形成輸入/輸出端子。傳導端子331m,2連接到輸入端子316J3和輸出端子316 m03。應注意端子326^328^、和33L分別對應于圖11的端子316nI5、316 nI6、和316nI7。開關元件331m可以被稱為取樣開關且開關元件328 m和326m可以被稱為平衡開關或電流控制元件。
[0146] 濾波器區段322m包括阻抗元件334m，阻抗元件334 m具有連接到輸入端子322J1 或替代地充當輸入端子322J1的端子以及連接到輸出端子322m01或替代地充當輸出端子 322 m01的端子。輸出端子322m01可以通過能量存儲元件336_"連接到輸出端子322m02。輸入端子322 mI2可以通過阻抗元件334(m+1)連接到輸出端子322m03。舉例來說，阻抗元件334 m 和334(m+1)是電阻器且能量存儲元件336_"是電容器。根據其中開關區段316m是單片集成半導體裝置或單片集成半導體裝置的一部分且電路元件334 m、334(m+1)、和336m是分立電路元件的實施方案，電路元件334" 1、336"1、和334(111+1)通過輸入接腳312?(3" 1_2)、312?3"1、和312?(3" 1+1) 連接到開關區段316m，S卩，輸出端子322m01連接到輸入接腳312P(3m_ 2)，輸出端子322m02連接到輸入接腳312P3m，且輸出端子322 m03連接到輸入接腳312P(3m+1)。輸入接腳312?^^可能不連接到另一電路元件。根據另一實施方案，濾波器可以被部分或完全單片集成且輸出接腳將相應改變。由于阻抗元件不限于是電阻器，所以其由符號Z標注，S卩，其可以是其它類型的阻抗元件。
[0147] 電力單元24111包括電池組單元，所述電池組單元具有連接到濾波器區段22 m的輸入端子322mIl的正端子和連接到濾波器區段322m的輸入端子322J2的負端子。
[0148] 應注意輸出端子322m01通過輸入接腳312P(3m_ 2)被電連接到輸入端子316J1，輸出端子322m02通過輸入接腳312P3m被電連接到輸入端子316J3,且輸出端子322 m03通過輸入接腳312P(3m+1)被電連接到輸入端子316J4。
[0149] 仍然參考圖12,開關區段316m以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續觀察模式、取樣和保持模式以及平衡模式。在過濾連續觀察操作模式下，電力單元24_"兩端的電壓通過將適于斷開開關元件326 m和328m的控制電壓V326m和V328m分別施加到這些開關元件的控制端子以及將適于閉合開關元件331 m的控制電壓V331m施加到這個開關元件的控制端子而進行監控。因此，電力單元24 m兩端的電壓出現在輸出端子316m01和316m03上。 MUX 18(圖11中所示）被配置來將輸出端子316m01和316m03上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20。因此，表示電力單元24 m的過濾電壓的電壓被傳輸到ADC 20,從而觀察或監控電力單元24π兩端的電壓。
[0150] 在取樣和保持操作模式下，電力單元24m兩端的電壓可以通過將適于斷開開關元件326m和328m的控制電壓V326m和V328m分別施加到這些開關元件的控制端子以及將適于閉合開關元件331m的控制電壓￥331111施加到這個開關元件的控制端子而取樣且存儲或保持。電容器336" 1被充電到基本上等于電力單元24m兩端的電壓的電壓，S卩，電容器336_"取樣電力單元24^的電壓。
[0151] 在取樣電力單元24π的電壓之后，適于斷開開關元件33U的控制電壓V33U被施加到開關元件331 m的控制端子，而適于將開關元件326m和328m維持在斷開配置的控制電壓V326 m和V328m被維持在開關元件326m和328m的控制端子上。因此，出現在電容器336 m 兩端的取樣電壓被保持且出現在輸出端子316m01和316m03兩端。MUX18被配置來將輸出端子316 m01和316m03上的電壓傳輸到ADC 20。因此，表示電力單元24m的取樣和保持電壓的電壓被傳輸到ADC 20。
[0152] 在平衡操作模式下，電力單元24m兩端的電壓可以通過將適于閉合開關元件326 m 和328m的控制電壓V326m和V328m分別施加到開關元件326 m和328m的控制端子而平衡。因此，流過阻抗元件334m、開關元件326 m、開關元件328m和阻抗元件334(m+1)的平衡電流對電力單元24 m進行放電。類似于圖3的開關元件26m和28m，開關元件326m可以被稱為平衡開關元件或平衡開關且開關元件331 m可以被稱為取樣開關元件或取樣開關。
[0153] 應注意開關元件328m是可選元件且根據其中不存在開關元件328m的實施方案，輸出端子316 m02被短路到輸出端子316m04。
[0154] 圖13是包括如參考圖11所述的控制模塊312和濾波器電路322但還包括參考圖 12所述的濾波器電路322和接口電路316的電路實施的實施方案的電力單元監控器和控制電路350的方框圖。類似于圖11的實施方案，如參考圖12所述，示于圖13的接口網絡316 的開關網絡316ρ3162.....316n由開關區段316m組成，其中變量m用來表示整數1、2..... η。例如，開關網絡316i對應于開關區段316m，其中m由1代替，開關網絡3162對應于開關區段316m，其中m由2代替，且開關網絡316n對應于開關區段316m，其中m由η代替。
[0155] 控制電路350連接到電池組單元24。如上所述，控制模塊312包括接口網絡316，所述接口網絡316具有耦接到控制模塊312的輸入端或替代地充當控制模塊312的輸入端的輸入端子以及耦接到多路復用器（MUX) 18的輸入端的輸出端子，多路復用器（MUX) 18具有連接到ADC 20的輸出端。
[0156] 開關網絡包括開關元件和33h，其中每個開關元件和 33h包括控制端子和一對傳導端子。更特定來說，開關元件326i具有控制端子326 U1、傳導端子3261>2、和傳導端子3261>3。傳導端子326 1>2可以連接到端子316J1和316^1或替代地，端子316J1和316P1可以形成輸入/輸出端子。開關元件328i具有控制端子328 U1、傳導端子3281>2、和傳導端子3281>3。傳導端子328 1>2連接到傳導端子3261>3以及端子316J2和 316^2。傳導端子328 1>3連接到輸入端子316CI1和輸出端子316c01。傳導端子328 1>3可以連接到端子316CI1和316c01，或替代地，端子316 CI1和316c01可以形成輸入/輸出端子。傳導端子3311>2連接到輸入端子316J3和輸出端子316 m03。應注意端子326^^328^、和 331^分別對應于圖11的端子316J5.316J6和316J7。
[0157] 開關網絡3162包括開關元件3262、3282、和331 2，其中每個開關元件3262、3282、和 3312包括控制端子和一對傳導端子。更特定來說，開關元件326 2具有控制端子3262>1、傳導端子3262,2、和傳導端子326 2,3。傳導端子3262,2可以連接到端子316 CI1和316c01或替代地，端子316CI1和316c01可以形成輸入/輸出端子。開關元件3282具有控制端子328 2>1、傳導端子3282,2、和傳導端子3282,3。傳導端子328 2,2連接到傳導端子3262,3和端子316212 和316 202。傳導端子3312,2連接到輸入端子316213和輸出端子316 203。傳導端子3282,3 和3312,3與下文所述的開關網絡316n連接。應注意類似的共用組件和連接存在于開關網絡 316 2與連接到開關網絡3162的開關區段之間，如同存在于開關網絡316i與開關網絡3162之間。為了明了起見，并未示出開關網絡316 2的全部組件。
[0158] 開關網絡316n包括開關元件326n、328n、和331 n，其中每個開關元件326n、328n、和 33ln包括控制端子和一對傳導端子。更特定來說，開關元件326 n具有控制端子326n,i、傳導端子326n,2、和傳導端子326 n,3。傳導端子326n,2可以連接到端子316。1 (n-1)和316e0(n-l) 或替代地，端子316cI(n-l)和316 c0(n-l)可以形成輸入/輸出端子。開關元件328n具有控制端子328n>1、傳導端子328 n,2、和傳導端子328n,3。傳導端子328n, 2連接到傳導端子326n, 3以及端子316nI2和316 n02。傳導端子328n,3連接到輸入端子316nI4和輸出端子316 n04。傳導端子328n,3可以連接到端子316nI4和316 n04或替代地，端子316nI4和316n04可以形成輸入/輸出端子。傳導端子331 n,2連接到輸入端子316nI3和輸出端子316n03且傳導端子331 n,3連接到輸入端子316nI4和輸出端子316n04。
[0159] 濾波器322由多個濾波器區段322p3222. . .、322n組成，其中每個濾波器區段包括連接到電力存儲單元24的相應電力單元24、242.....24n的輸入端子以及連接到開關網絡316^31?.....316n的相應輸入端子的輸出端子。濾波器區段322i具有輸入端子 322J1和322CI1以及輸出端子322PU322P2、和322c01 ;濾波器區段3222具有輸入端子 322CI1和322CI2以及輸出端子322c01、322202、和322 c02 ;且濾波器區段322n具有輸入端子 322CI (n-1)和 322nI2 以及輸出端子 322c0(n-l)、322n02、和 322n03。
[0160] 輸入端子322J1連接到電力單元24的正端子且輸入端子322CI1連接到電力單元21的負端子和電力單元24 2的正端子。輸入端子322CI (n-1)連接到電力單元24n的正端子且輸入端子322nI2連接到電力單元24 n的負端子。
[0161] 濾波器區段322i包括阻抗元件33七和3342以及能量存儲元件336i。更特定來說，輸出端子322^1通過阻抗元件331連接到輸入端子322J1且通過能量存儲元件336i連接到輸出端子322^2。輸入端子322 CI1通過阻抗元件3342連接到輸出端子322c01。應注意阻抗元件334 2為濾波器區段322i和32?所共用。舉例來說，阻抗元件331和3342是電阻器且能量存儲元件336i是電容器。
[0162] 濾波器區段3222包括阻抗元件3342和電容器336 2。更特定來說，輸出端子322c01 通過阻抗元件3342連接到輸入端子322。11且通過能量存儲元件336 2連接到輸出端子 322202。舉例來說，阻抗元件3342是電阻器且能量存儲元件336 2是電容器。應注意類似的共用組件和連接存在于濾波器區段32?與連接到濾波器區段32?的另一濾波器區段之間，如同存在于濾波器區段322i與濾波器區段32?之間。為了明了起見，并未示出濾波器區段 322 2的全部組件。
[0163] 濾波器區段322n包括電阻器334"和334(n+1)以及能量存儲元件336 n。更特定來說，輸出端子322c0(n-l)通過阻抗元件334"連接到輸入端子322 cI(n-l)且通過能量存儲元件336"連接到輸出端子322n02。輸入端子322 nI2通過阻抗元件334(n+1)連接到輸出端子 322n03。舉例來說，阻抗元件334 n和334(n+1)是電阻器且能量存儲元件336n是電容器。
[0164] 仍然參考圖13,接口網絡316以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續觀察模式、取樣和保持模式、以及平衡模式。已經參考圖12描述了接口電路316的操作模式。
[0165] 應注意開關元件328i、3282.....328n是可選元件且根據其中不存在開關元件 328^3282、. . .、328n的實施方案，輸出端子316^2被短路到輸出端子316P4,輸出端子 316202被短路到輸出端子3 1 6204,且輸出端子316n02被短路到輸出端子316n04。
[0166] 圖14是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段322_"連接到電力單元24m 的接口網絡316(參考圖12和圖13描述）的開關區段316m的電路示意圖。應注意圖11和圖15中的開關網絡316^ 3162.....316n由開關區段316m組成且變量m用來表示整數1、 2.....η。例如，開關網絡3%對應于開關區段316m，其中m由1代替，開關網絡3162對應于開關區段316m，其中m由2代替，且開關網絡316"對應于開關區段316m，其中m由η代替。圖14的開關區段316m類似于圖12的開關區段316m，除電容器336m的端子之一未連接到輸入接腳312P (3m_2)以外。因此，電容器336m具有連接到輸入接腳312P3m的端子，但其另一端子未連接到輸入接腳312P (3m_2)。如參考圖12所述，開關元件326_"可以被稱為平衡開關元件且開關元件331 m可以被稱為取樣開關元件。
[0167] 應注意開關元件328m是可選元件且根據其中不存在開關元件328m的實施方案，輸出端子316 m02被短路到輸出端子316m04。
[0168] 圖15是包括如參考圖11描述的控制模塊312和濾波器電路322但還包括參考圖 14描述的濾波器電路322和接口電路316的電路實施的實施方案的電力單元監控器和控制模塊400的方框圖。應注意圖15的實施方案還不同于圖11的實施方案，不同點在于在圖 15的實施方案中，使輸入接腳312P 2、312P5、和312?%$保持為浮動。控制模塊400連接到電池組單元24。如上所述，控制模塊312包括接口網絡316,接口網絡316具有連接到控制模塊312的輸入端或替代地充當控制模塊312的輸入端的輸入端子以及連接到MUX 18的輸入端的輸出端子，MUX 18具有連接到ADC 20的輸出端。接口電路316由開關網絡316i、 3162、…、316n和開關元件326A組成。已經參考圖13描述了開關網絡316丨、316 2、…、316n。
[0169] 開關元件326A具有被耦接用于接收控制信號V326A的控制端子326Ai、傳導端子 326A 2、和傳導端子326A3。傳導端子326Ai可以充當輸入端子316Ai。傳導端子326A2連接到傳導端子316J1和輸出端子316 A01。傳導端子326A3連接到輸入端子316J1、輸出端子 316^1和傳導端子326 1>2。
[0170] 輸出端子 316^1,316^2,316^3,31641,316202,316203,...、316c0(n-l)、316 n02、 316n03、316n04、和316A01連接到MUX 18的相應輸入端子。
[0171] 濾波器322由多個濾波器區段322^32?.....322n組成，其中每個濾波器區段包括連接到電力存儲單元24的相應電力單元21、242.....24n的輸入端子以及連接到開關網絡316ρ3162.....316n的相應輸入端子的輸出端子。濾波器區段322i具有輸入端子 322J1和322CI1以及輸出端子322PU322P2、和322c01 ;濾波器區段3222具有輸入端子 322CI1和322CI2以及輸出端子322c01、322202、和322 c02 ;且濾波器區段322n具有輸入端子 322CI (n-1)和 322nI2 以及輸出端子 322c0(n-l)、322n02、和 322n03。
[0172] 輸入端子322J1連接到電力單元21的正端子且輸入端子322CI1分別連接到電力單元21的負端子和電力單元24 2的正端子。輸入端子322cI(n-l)連接到電力單元24n 的正端子且輸入端子322nI2連接到電力單元24n的負端子。
[0173] 濾波器區段322i包括阻抗元件331和3342以及能量存儲元件336i，其中能量存儲元件336i具有連接到輸入接腳312P A的端子和連接到輸入接腳312P3的端子。輸出端子 322^1連接到輸入接腳SUPi。輸入端子322。11通過阻抗元件334 2連接到輸出端子322c01 且輸出端子322。01連接到輸入接腳312P4。應注意阻抗元件334 2為濾波器區段322i和3222 所共用。舉例來說，阻抗元件331和3342是電阻器且能量存儲元件336i是電容器。
[0174] 濾波器區段3222包括阻抗元件3342和能量存儲元件336 2。輸出端子322。01連接到輸入接腳312P4。能量存儲元件3362的端子連接到輸入接腳312P 3且電容器3362的另一端子連接到輸入接腳312P6。舉例來說，阻抗元件334 2是電阻器且能量存儲元件3362是電容器。應注意類似共用組件和連接存在于濾波器區段32?與連接到濾波器區段32?的另一濾波器區段之間，如同存在于濾波器區段322i與濾波器區段32?之間。為了明了起見，并未示出濾波器區段32?的全部組件。
[0175] 濾波器區段322n包括阻抗元件334"和334(n+1)以及能量存儲元件336 n。輸出端子 322c0(n-l)連接到輸入接腳312P(3n_ 2)。輸入端子322eI(n-l)通過阻抗元件334"連接到輸出端子322c0(n-l)。輸入端子322 nI2通過阻抗元件334(n+1)連接到輸出端子322n03。能量存儲元件336 n的端子連接到輸入接腳312P6且能量存儲元件336n的另一端子連接到輸入接腳312P 3n。舉例來說，阻抗元件334n和334(n+1)是電阻器且能量存儲元件336 n是電容器。
[0176] 根據另一實施方案，單元的極性經過切換使得單元具有圖中所示的相反極性。
[0177] 仍然參考圖15,開關網絡316i.....316n以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續觀察模式、取樣和保持模式、以及內部平衡模式。如上所述，操作模式可以根據開關元件326Α、326ρ · · · ,326^328^ · · ·、328n、和331^ · · ·、331n的狀態，即斷開或閉合這些開關元件的組合進行選擇。
[0178] 在過濾連續觀察操作模式下，電力單元21.....24n兩端的電壓通過將開關元件 326" · · ·、326n、和328^ · · ·、328n配置為斷開且將開關元件331ρ · · ·、331n、和326A配置為閉合而進行監控。例如，電力單元24兩端的電壓可響應于MUX 18被配置為將輸出端子 316A01和316^3上的電壓傳輸到ADC 20而進行監控。因此，表示電力單元2七的過濾電壓的電壓被傳輸到ADC 20,從而觀察或監控電力單元21兩端的電壓。類似地，電力單元242兩端的電壓可以響應于MUX 18被配置來將輸出端子316^3和316203上的電壓傳輸到ADC20 而進行監控。因此，表示電力單元24 2的過濾電壓的電壓被傳輸到ADC 20,從而觀察或監控電力單元242兩端的電壓。電力單元24"兩端的電壓可以響應于MUX 18被配置來將輸出端子316(η_υ03和316n03上的電壓傳輸到ADC 20而進行監控。因此，表示電力單元24"的過濾電壓的電壓被傳輸到ADC 20，從而觀察或監控電力單元24n兩端的電壓。
[0179] 在差分取樣和保持操作模式下，電力單元21.....24n兩端的電壓可以通過將適當控制電壓VSZeAJSZei·、￥328"和V331i·、V331n分別施加到開關元件·、326n、·、328n和33L·、331n而取樣并存儲或保持。對于取樣來說，開關元件被配置來實現過濾連續觀察模式。響應于這些開關元件配置，電容器336^ ...、336"被充電到基本上等于電力單元2七、...、24n兩端的電壓的電壓，S卩，電容器336^ ...、336n取樣電力單元24、...、24n的電壓。電容器336^ ...、336n充當濾波器且過濾取樣信號。應注意開關兀件326A和331p . . .、331n的導通電阻（Rdson)與電容器 336i.....336"的兩個端子串聯，其減少與共模噪音相關的問題。
[0180] 在取樣電力單元21.....24n的電壓之后，通過將適于斷開開關元件326 4和 331^ . . .、331n的控制信號V326A和V331p . . .、V331n分別施加到這些開關元件的控制端子而將信息保持在電容器336i、. . .、336"上。開關元件326i、. . .、326"和328i、. . .、328"保持斷開，即，其保持與在過濾連續觀察模式下相同的狀態。響應于這種開關元件配置，電容器336^ ...、336n與電力單元組2七、...、24n隔離，從而保持出現在電力單元2七、...、24 n 上的電壓。
[0181] 表不電力單兀24的電壓的取樣電壓可以響應于MUX 18被配置來將輸出端子 316A01和316P3上的電壓傳輸到模擬轉數字轉換器20而進行監控。響應于MUX 18被配置來將輸出端子316^3和316203上的電壓傳輸到ADC 20,表示電力單元242的電壓的取樣電壓被傳輸到ADC 20。響應于MUX 18被配置來將輸出端子316^,03和316n03上的電壓傳輸到ADC 20,表不電力單兀24n的電壓的取樣電壓被傳輸到ADC 20。
[0182] 在內部平衡操作模式下，在電力單元21.....24"兩端的電壓以如參考圖6所述的類似方式使用開關元件326i.....326"和328i.....328n以及開關元件26i.....26 n和 28!.....28"進行平衡的同時，開關元件33h.....331"和362A被斷開或閉合。
[0183] 應注意開關元件328i、3282.....328n是可選元件且根據其中不存在開關元件 328^3282、. . .、328n的實施方案，輸出端子316^2被短路到輸出端子316P4,輸出端子 316202被短路到輸出端子3 1 6204,且輸出端子316n02被短路到輸出端子316n04。
[0184] 圖16是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段322連接到電力單元24 的接口網絡316 (參考圖11描述）的開關區段316m的電路示意圖。應注意圖13、圖15和圖17中的開關網絡316ρ3162.....316n由開關區段316m組成且變量m用來表示整數1、 2.....η。例如，開關網絡3%對應于開關區段316m，其中m由1代替，開關網絡3162對應于開關區段316m，其中m由2代替，且開關網絡316"對應于開關區段316m，其中m由η代替。
[0185] 已經參考圖12描述了開關區段316m。舉例來說，開關元件326"^P 328mB成簡單晶體管預驅動器電路但是其可以由能夠驅動任何極性的外部平衡元件的任何其它預驅動器電路代替。
[0186] 圖16中的濾波器區段322m類似于參考圖12描述的濾波器區段，除其包括平衡元件330 m和332m以外。平衡元件330m可以是NPN雙極晶體管、PNP雙極晶體管、N溝道 MOSFET、P溝道M0SFET等等。舉例來說，平衡元件330^和332π分別是N溝道M0SFET晶體管和電阻器。Ν溝道M0SFET 330_"具有通過電阻器332_"連接到輸入端子322J1的漏極端子、連接到輸入端子322mI2的源極端子、和充當輸出端子322 m02或替代地連接到輸出端子 322m02的閘極端子，其中輸出端子連接到輸入接腳312P&4。輸出端子322 m01通過阻抗元件334m連接到輸入端子322mIl。能量存儲元件336 m具有連接到輸入接腳312P(3m_2)的端子和連接到輸入接腳312P 3m的端子。舉例來說，阻抗元件334m和334(m+1)是電阻器且能量存儲元件336 m是電容器。電阻器332m和334m各具有一般連接在一起以形成連接到輸入端子 322J1或替代地形成輸入端子322J1的節點的端子。電阻器332 m的另一端子連接到晶體管330m的漏極端子且電阻器334m的另一端子連接到電容器336 m的端子以形成充當輸出端子322m01或替代地可以連接到輸出端子322m01的節點。如上所提及，電容器336 m的另一端子連接到輸出接腳312P3m。電阻器334(m+1)具有連接到晶體管330 m的源極端子以形成可以連接到輸入端子322mI2或替代地充當輸入端子322J2的節點的端子以及充當輸出端子 322m04或替代地連接到輸出端子322m04的端子。
[0187] 電力單元24m包括電池組單元，所述電池組單元具有連接到濾波器區段322 m的輸入端子322mIl的正端子以及連接到濾波器區段322m的輸入端子322J2的負端子。
[0188] 應注意輸出端子322m01被電連接到輸入接腳312P(3m_ 2)，輸出端子322m02被電連接到輸入接腳312P.D，且輸出端子322m04被電連接到輸入接腳312P (3m+1)。
[0189] 仍然參考圖16,開關區段316m以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續監控或觀察模式、取樣和保持模式、以及平衡模式。在過濾連續觀察操作模式下，電力單元24_"兩端的電壓通過將適于斷開開關元件326 m的控制電壓V326m施加到這個開關元件的控制端子以及將適于閉合開關元件328m和331 m的控制電壓V328m和V331m分別施加到這些開關元件的控制端子而進行監控。因此，電力單元24 m兩端的過濾電壓出現在輸出端子316m01和 316m03上。MUX 18(圖11中示出）被配置來將輸出端子316m01和316m03上的電壓傳輸到 ADC20。因此，表示電力單元24π的過濾電壓的電壓被傳輸到ADC 20,從而觀察或監控電力單元24^兩端的電壓。
[0190] 在取樣和保持操作模式下，電力單元24m兩端的電壓可以通過將適于斷開開關元件326 m的控制電壓V326m施加到這個開關元件的控制端子以及將適于閉合開關元件328m和 331 m的控制電壓V328"^PV331m分別施加到這些開關元件的控制端子而取樣且存儲或保持。電容器336 m被充電到基本上等于電力單元24m兩端的電壓的電壓，S卩，電容器336m取樣電力單元24 π的電壓。
[0191] 在取樣電力單元24^上的電壓之后，適于斷開開關元件33U的控制電壓￥331"1被施加到開關元件331 m的控制端子，而適于分別將開關元件326m和328m維持為斷開和閉合配置的控制電壓V326 m和V328m被維持在開關元件326m和328m的控制端子上。因此，出現在電容器336 m兩端的取樣電壓被保持并出現在輸出端子316m01和316m03兩端。MUX 18被配置來將輸出端子316m01和316m03上的電壓傳輸到ADC 20。因此，表示電力單元24"^ 取樣和保持電壓的電壓被傳輸到ADC 20。
[0192] 在平衡操作模式下，電力單元24m兩端的電壓可以通過將適于閉合開關元件326 m 和斷開開關元件328m的控制電壓V326m和V328m分別施加到開關元件326 m和328m的控制端子而平衡。因此，流過阻抗元件332_^P晶體管330J^平衡電流對電力單元24 m進行放電。如參考圖12所述，開關元件326m可以被稱為平衡開關元件且開關元件331 m可以被稱為取樣開關元件。
[0193] 圖17是包括如參考圖11和圖16描述的控制模塊312和濾波器電路322但還包括參考圖16描述的濾波器電路322和接口電路316的電路實施的實施方案的電力單元監控器和控制模塊450的方框圖。控制模塊450連接到電池組單元24。控制模塊450類似于控制模塊350,除控制模塊450包括平衡結構330^33(^.....330n以及平衡結構332^ 3322.....332n以外。更特定來說且根據參考圖13描述的控制模塊350的描述，晶體管33〇i 具有通過電阻器332i連接到輸入端子322J1的漏極端子、連接到輸入端子322。11的源極端子、和連接到輸入接腳312P2的閘極端子。輸出端子322P1通過阻抗元件331連接到輸入端子322J1。能量存儲元件336i具有連接到輸入接腳312Pi的端子以及連接到輸入接腳 312P 3的端子。舉例來說，阻抗元件331和3342是電阻器且能量存儲元件336i是電容器。電阻器332i和331各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子322J1或替代地形成輸入端子322J1的節點的端子。電阻器332i的另一端子連接到晶體管33〇i的漏極端子且電阻器331的另一端子連接到電容器336i的端子以形成充當輸出端子322P1或替代地可以連接到輸出端子322P1的節點。電阻器334 2具有連接到晶體管33〇i的源極端子以形成可以連接到輸入端子322CI1或替代地可以充當輸入端子322 CI1的節點的端子以及可以充當輸出端子322。01或替代地可以連接到輸出端子322。01的端子。
[0194] 晶體管3302具有通過電阻器3322連接到輸入端子322。11的漏極端子、連接到輸入端子322 cI(n-l)的源極端子、和連接到輸入接腳312P5的閘極端子。輸出端子322。01通過阻抗元件334 2連接到輸入端子322。11。能量存儲元件3362具有連接到輸入接腳312P4 的端子和連接到輸入接腳312P6的端子。舉例來說，阻抗元件3342是電阻器且能量存儲元件336 2是電容器。電阻器3322和3342各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子 322 CI1或替代地形成輸入端子322。11的節點的端子。電阻器3322的另一端子連接到晶體管330 2的漏極端子且電阻器3342的另一端子連接到電容器3362的端子以形成充當輸出端子322 c01或替代地可以連接到輸出端子322c01的節點。應注意類似共用組件和連接存在于濾波器區段32?與連接到濾波器區段32?的另一濾波器區段之間，如同存在于濾波器區段322i與濾波器區段32?之間。為了明了起見，并未示出濾波器區段32?的全部組件。
[0195] 晶體管330n具有通過電阻器332n連接到輸入端子322 CI (n-1)的漏極端子、連接到輸入端子322nI2的源極端子和連接到輸入接腳312P(3lri)的閘極端子。輸出端子322 n04 通過阻抗元件334(n+1)連接到輸入端子322nI2。能量存儲元件336 n具有連接到輸入接腳 312P(3n_2)的端子和連接到輸入接腳312P 3n的端子。舉例來說，阻抗元件334(n+1)是電阻器且能量存儲元件336n是電容器。電阻器332 n和334n各具有一般連接在一起以形成連接到輸入端子322cI(n-l)或替代地形成輸入端子322 cI(n-l)的節點的端子。電阻器332n的另一端子連接到晶體管330n的漏極端子且電阻器334 n的另一端子連接到電容器336n的端子以形成充當輸出端子322c0(n-l)或替代地連接到輸出端子322 c0(n-l)的節點。電阻器334(n+1) 具有連接到晶體管330n的源極端子以形成可以連接到輸入端子322nI2或替代地充當輸入端子322 nI2的節點的端子以及充當輸出端子322n04或替代地可以連接到輸出端子322n04 的端子，其中輸出端子可以連接到輸入接腳312P (3n+1)。
[0196] 仍然參考圖17,開關區段316i.....316n以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續觀察模式、取樣和保持模式、以及平衡模式。如參考圖16所述，操作模式可以根據開關元件326^ . · . ,326^328^ . . .、328n、和331p . .、331n的狀態，即斷開或閉合這些開關元件的組合進行選擇。
[0197] 圖18是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段322_"連接到電力單元24m 的接口網絡316(參考圖11描述）的開關區段316m的電路示意圖。應注意圖11中的開關網絡316^316^...、316 n由開關區段316m組成且變量m用來表示整數1、2、...、n。例如，開關網絡316i對應于開關區段316 m，其中m由1代替，開關網絡3162對應于開關區段316m，其中m由2代替，且開關網絡316 n對應于開關區段316m，其中m由η代替。圖18的開關區段316_"類似于圖16的開關區段316 m，除電容器336m的端子之一未連接到輸入接腳312Pi以夕卜。因此，電容器336 m具有連接到輸入接腳312P3m的端子但是其另一端子未連接到輸入接腳312P&4。如參考圖12所述，開關元件326 111可以被稱為平衡開關元件且開關元件331m 可以被稱為取樣開關元件。
[0198] 圖19是包括如參考圖11和圖17描述的控制模塊312和濾波器電路322但還包括參考圖18描述的濾波器電路322和接口電路316的電路實施的實施方案的電力單元監控器和控制模塊500的方框圖。控制模塊500連接到電池組單元24。控制模塊500類似于控制模塊400,除控制模塊500包括平衡結構33(ν330 2、. . .、330n和平衡結構332i、3322、...、 332n以外。更特定來說且根據參考圖15描述的控制模塊400的描述，晶體管33〇i具有通過電阻器332i連接到輸入端子322J1的漏極端子、連接到輸入端子322。11的源極端子、和連接到輸入接腳312P 2的閘極端子。輸出端子322P1通過阻抗元件331連接到輸入端子 322J1。能量存儲元件336i具有連接到輸入接腳312P A的端子和連接到輸入接腳312P3的端子。舉例來說，阻抗元件331和3342是電阻器且能量存儲元件336 1是電容器。電阻器 332i和331各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子322J1或替代地可以形成輸入端子322J1的節點的端子。電阻器332i的另一端子連接到晶體管33〇i的漏極端子且電阻器331的另一端子經由輸出端子322P1連接到輸入接腳312Pi。電阻器334 2具有連接到晶體管33〇i的源極端子以形成可以連接到輸入端子322。11或替代地可以充當輸入端子322 CI1的節點的端子以及充當輸出端子322c01或替代地可以連接到輸出端子322c01的端子，其中輸出端子可以連接到輸入接腳312P 4。
[0199] 晶體管3302具有通過電阻器33?連接到輸入端子322。11的漏極端子、連接到輸入端子322。1 (n-1)的源極端子、和經由輸出端子322202連接到輸入接腳312P5的閘極端子。輸出端子322。01通過阻抗元件334 2連接到輸入端子322。11。能量存儲元件3362具有連接到輸入接腳312P3的端子和連接到輸入接腳312P 6的端子。舉例來說，阻抗元件3342是電阻器且能量存儲元件3362是電容器。電阻器332 2和3342各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子322CI1或替代地可以形成輸入端子322 CI1的節點的端子。電阻器3322 的另一端子連接到晶體管3302的漏極端子且電阻器3342的另一端子經由輸出端子322 c01 連接到輸入接腳312P4。應注意類似的共用組件和連接存在于濾波器區段32?與連接到濾波器區段32?的另一濾波器區段之間，如同存在于濾波器區段322i與濾波器區段32?之間。為了明了起見，并未示出濾波器區段32?的全部組件。
[0200] 晶體管330n具有通過電阻器332n連接到輸入端子322 CI (n-1)的漏極端子、連接到輸入端子322nI2的源極端子、和經由輸出端子322n02連接到輸入接腳312P (3lri)的閘極端子。輸出端子322n04通過阻抗元件334(n+1)連接到輸入端子322 nI2。能量存儲元件336n 具有連接到輸入接腳312P3n的端子。舉例來說，阻抗元件334(n+1)是電阻器且能量存儲元件336 n是電容器。電阻器332n和334n各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子 322 cI(n-l)或替代地可以形成輸入端子322cI(n-l)的節點的端子。電阻器332n的另一端子連接到晶體管330 n的漏極端子且電阻器334n的另一端子經由輸出端子322c0(n-l)連接到輸入接腳312P (3n_2)。電阻器334(n+1)具有連接到晶體管330n的源極端子以形成可以連接到輸入端子322 nI2或替代地充當輸入端子322nI2的節點的端子以及充當輸出端子322n04或替代地可以連接到輸出端子322 n04的端子，其中輸出端子322n04連接到輸入接腳312P(3n+1)。
[0201] 根據另一實施方案，單元的極性經過切換使得單元具有圖中所示的相反極性。
[0202] 仍然參考圖19,開關區段316i.....316n以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續觀察模式、差分取樣和保持模式、以及平衡模式。如上所述，操作模式可以根據開關元件326Α、326ρ · · · ,326^328^ · · ·、328n、和331^ · · ·、331n的狀態，即斷開或閉合這些開關元件的組合而進行選擇。
[0203] 在過濾連續觀察操作模式下，電力單元21.....24n兩端的電壓通過將開關元件 326^ ...、326n配置為斷開且將開關元件328" ...，328^331^ ...、331n、和326A配置為閉合而進行監控。ADC 20可以通過使用類似于參考圖15描述的技術的技術配置MUX 18而監控電力單元24ρ· · ·、24n兩端的電壓。
[0204] 在差分取樣和保持操作模式下，電力單元21.....24n兩端的電壓可以通過將適當控制電壓VSZeAJSZei·、￥328"和V331i·、V331n分別施加到開關元件326Α、326ρ · · ·、326n、328i、· · ·、328n和331^ · · ·、331n的控制端子而取樣且存儲或保持。對于取樣而言，開關元件被配置來實現過濾連續觀察模式。響應于這些開關元件配置，電容器336^ . . .、336"被充電到基本上等于電力單元2七、· . .、24n兩端的電壓的電壓，艮P，電容器336^···、336n取樣電力單元21、···、24 n的電壓。電容器336^···、336n充當濾波器且過濾取樣信號。應注意開關元件326A和33h.....331n的導通電阻（Rdson)與電容器336i.....336"的兩個端子串聯，其減少與共模噪音相關的問題。
[0205] 在取樣電力單元24.....24n的電壓之后，通過將適于斷開開關元件326 4和 331^ . . .、331n的控制信號V326A和V331p . . .、V331n分別施加到這些開關元件的控制端子而將信息保持在電容器336^ ...、336"上。開關元件326^ ...、326"和3281、...、328n 不改變狀態，即其保持與過濾連續觀察模式下相同的狀態。響應于這種開關配置，電容器 336^···、336n與電力單元組24、···、24 n隔離，從而保持出現在電力單元21、···、24"上的電壓。
[0206] ADC 20可以通過以與參考圖15描述的方式幾乎相同的方式配置MUX 18而監控電力單元21.....24n兩端的取樣和保持電壓。
[0207] 在平衡操作模式下，在使用類似于參考圖16和圖17描述的技術的技術平衡電力單元21.....24n兩端的電壓的同時斷開或閉合開關元件33h.....331"和362八。
[0208] 圖20是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段322連接到電力單元24 的接口網絡316(參考圖11描述）的開關區段316 m的電路示意圖。應注意圖21中的開關網絡316^316^...、316n由開關區段316 m組成且變量m用來表示整數1、2、...、n。例如，開關網絡316i對應于開關區段316m，其中m由1代替，開關網絡316 2對應于開關區段316m，其中m由2代替，且開關網絡316n對應于開關區段316 m，其中m由η代替。
[0209] 已經參考圖12描述了開關區段316m。應注意開關元件326m是被用于平衡其中不存在平衡電阻器332 m的實施方案（諸如圖12所示的實施方案）的可選電路元件。
[0210] 濾波器區段322m類似于參考圖14描述的濾波器區段，除其包括平衡元件332 m以夕卜。輸出端子322m01通過阻抗元件334111連接到輸入端子322 mIl。能量存儲元件336m具有連接到輸入接腳312P3m的端子。舉例來說，平衡元件332 m以及阻抗元件334m和334(m+1)是電阻器且能量存儲元件336 m是電容器。電阻器332m和334m各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子322J1或替代地可以形成輸入端子322 mIl的節點的端子。電阻器332m 的另一端子經由輸出端子322m02連接到輸入接腳312P&4。電容器336m的一個端子可以連接到輸出端子322 m03或替代地充當輸出端子322m03,其中輸出端子連接到輸入接腳312P3m。電容器336m的另一端子可以連接到如圖21所示的其它電路。電阻器334 (m+1)具有可以連接到輸入端子322mI2或替代地充當輸入端子322J2的端子以及充當輸出端子322 m04或替代地連接到輸出端子322m04的端子。
[0211] 電力單元24111包括電池組單元，所述電池組單元具有連接到濾波器區段322 m的輸入端子322mIl的正端子以及連接到濾波器區段322m的輸入端子322J2的負端子。
[0212] 應注意輸出端子322m01被電連接到輸入接腳312P(3m_ 2)，輸出端子322m02被電連接到輸入接腳312PW4，輸出端子322m03被電連接到輸入接腳312P 3m，且輸出端子322m04被電連接到輸入接腳312P(3m+1)。
[0213] 圖21是包括如參考圖11描述的控制模塊312和濾波器電路322但還包括參考圖 20描述的濾波器電路322和接口電路316的電路實施的實施方案的電力單元監控器和控制模塊550的方框圖。控制模塊550連接到電池組單元24。控制模塊550類似于控制模塊 500,除控制模塊550包括平衡結構332i、332 2、. ..、332n，但不包括平衡結構330^33(^...、 330n以外。更特定來說且根據參考圖19描述的控制模塊500的描述，輸出端子322P1通過阻抗元件331連接到輸入端子322J1。能量存儲元件336i具有連接到輸入接腳312P a 的端子和連接到輸入接腳312P3的端子。舉例來說，平衡元件332i和阻抗元件331和3342 是電阻器且能量存儲元件336i是電容器。電阻器332i和331各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子322J1或替代地可以形成輸入端子322J1的節點的端子。電阻器 332i的另一端子可以連接到輸出端子322P2或替代地可以充當輸出端子322P2,且電阻器 331的另一端子連接到電容器336i的端子且可以形成充當輸出端子322P1或替代地可以連接到輸出端子322P1的節點。輸出端子322P1連接到輸入接腳312Pi且輸出端子322P2 連接到輸入接腳312P 2。電阻器3342具有連接到輸入端子322。11或替代地充當輸入端子 322CI1的端子和可以充當輸出端子322 c01或替代地可以連接到輸出端子322c01的端子。
[0214] 輸出端子322。01通過阻抗元件3342連接到輸入端子322。11。能量存儲元件336 2具有連接到輸入接腳312P3的端子和連接到輸入接腳312P6的端子。舉例來說，平衡元件332 2 和阻抗元件3342是電阻器且能量存儲元件3362是電容器。電阻器3322和334 2各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子322CI1或替代地可以形成輸入端子322 CI1的節點的端子。電阻器3322的另一端子連接到輸出端子322202或替代地充當輸出端子322 202 且電阻器3342的另一端子可以充當輸出端子322c01或替代地可以連接到輸出端子322 c01。輸出端子322202連接到輸入接腳312P5。應注意類似的共用組件和連接存在于濾波器區段 32?與連接到濾波器區段32?的另一濾波器區段之間，如同存在于濾波器區段322i與濾波器區段32?之間。為了明了起見，并未示出濾波器區段32?的全部組件。
[0215] 輸出端子322n04通過阻抗元件334(n+1)連接到輸入端子322 nI2。能量存儲元件 336n具有連接到輸入接腳312P3n的端子且可以充當輸出端子322 n03。舉例來說，平衡元件 332n和阻抗元件334(n+1)是電阻器且能量存儲元件336"是電容器。電阻器332"和334"各具有一般連接在一起以形成可以連接到輸入端子322。1 (n-1)或替代地可以形成輸入端子 322cI(n-l)的節點的端子。電阻器332n的另一端子可以連接到輸出端子332 n02或替代地充當輸出端子332n02,其中輸出端子332n02可以連接到輸入接腳312P&4且電阻器334 n的另一端子可以連接到輸入接腳312P(3n_2)。電阻器334 (n+1)具有連接到輸入端子322nI2或替代地可以充當輸入端子322nI2的端子以及可以充當輸出端子322 n04或替代地可以連接到輸出端子322n04的端子，其中輸出端子可以連接到輸入接腳312P (3n+1)。
[0216] 根據另一實施方案，單元的極性經過切換使得單元具有圖中所示的相反極性。
[0217] 仍然參考圖21，開關網絡3%.....316"以至少三種不同操作模式操作，包括過濾連續觀察模式、差分取樣和保持模式、以及平衡模式。如上所述，操作模式可以根據開關元件326Α、326ρ · · · ,326^328^ · · ·、328n、和331^ · · ·、331n的狀態，即斷開或閉合這些開關元件的組合而進行選擇。
[0218] 在過濾連續觀察操作模式下，電力單元21.....24n兩端的電壓通過將開關元件 326" · · ·、326n、和328^ · · ·、328n配置為斷開且將開關元件331ρ · · ·、331n、和326A配置為閉合而進行監控。ADC 20可以通過以與參考圖15描述的方式幾乎相同的方式配置MUX 18 而監控電力單元24^· · ·、24n兩端的電壓。
[0219] 在差分取樣和保持操作模式下，使用類似于參考圖19描述的技術和開關配置由 ADC 20取樣且存儲或保持且監控電力單元21.....24n兩端的電壓。
[0220] 在平衡操作模式下，斷開或閉合開關元件33^.....331"和362A。對于平衡電力單元24而言，斷開開關元件326i且閉合開關元件328i。因此，流過阻抗元件332i、開關元件328i和阻抗元件3342的平衡電流對電力單元21進行放電。應注意其它電力單元兩端的電壓可以使用類似技術進行平衡。如參考圖12所述，開關元件328 m可以被稱為平衡開關元件且開關元件331m可以被稱為取樣開關元件。應注意開關元件326i.....326n是可選電路元件，其可以省略。
[0221] 圖22是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段322_"連接到電力單元24m 的接口網絡316(參考圖14和圖15描述）的開關區段316Am的電路示意圖。開關區段316Am 類似于參考圖14描述的開關區段316m，除了不存在電流控制元件328m、輸入接腳312P&4、端子316 mI2和端子316m02以外，電流控制元件326m的傳導端子326m, 3連接到開關元件331m 的傳導端子331m,3，且開關區段316Am還包括連接到開關元件331 m的過濾阻抗元件Zf。雖然過濾阻抗元件Zf被示為連接在端子331 m,2與端子316J3之間，但這并非是對本實用新型的限制。例如，過濾阻抗元件Zf可以連接在端子331 m,3與端子316J4之間。
[0222] 因此，圖22示出包括濾波器阻抗元件與取樣和保持路徑中的濾波器電阻的部分集成的實施方案。根據本實施方案，平衡路徑的總阻抗與濾波函數解耦，其對于諸如圖14、圖15、圖20和圖21中示出的實施方案（其中平衡電流可能是高的且阻抗元件334m和 334(m+l)是具有低電阻值的歐姆電阻）中使用圖22的濾波器區段322 m有利。包括阻抗元件Zf允許使用基本上獨立于阻抗元件334m和334 (m+1)的較小濾波器存儲元件336m。
[0223] 圖23是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段322連接到電力單元24 的接口網絡316(參考圖11描述）的開關區段316 m的電路示意圖。圖23的實施方案類似于圖16的實施方案，其中開關元件326m和328 m由預驅動器327m代替，所述預驅動器327m 具有連接到輸出接腳312P&4的輸出端和連接到輸出端子316m02的輸入端。預驅動器327m 具有被耦接用于接收驅動信號VDKIVE1的端子和被耦接用于接收驅動信號VDKIVE2的端子。應注意類似于開關元件326 m和328m的開關元件包括在預驅動器327m內。
[0224] 圖24是根據本實用新型的另一實施方案通過濾波器區段322連接到電力單元24 的接口網絡316(參考圖11描述）的開關區段316 m的電路示意圖。圖24的實施方案類似于圖18的實施方案，其中開關元件326m和328 m由預驅動器327m代替，所述預驅動器327m 具有連接到輸出接腳312P&4的輸出端和連接到輸出端子316m02的輸入端。預驅動器327m 具有被耦接用于接收驅動信號VDKIVE1的端子和被耦接用于接收驅動信號VDKIVE2的端子。應注意類似于開關元件326m和328m的開關元件包括在預驅動器327m內。
[0225] 根據本實用新型的一個方面，提供一種監控器和控制電路，包括：開關網絡，其具有第一端子、第二端子和第三端子；和濾波器電路，其具有第一和第二輸入端子以及第一、第二和第三輸出端子，所述第一輸出端子耦接到所述開關網絡的所述第一端子，且所述第三輸出端子耦接到所述開關網絡的所述第三端子。
[0226] 在一個實施例中，所述開關網絡包括：第一開關元件，其具有控制端子、第一載流端子和第二載流端子，所述第一開關元件的所述第二載流端子耦接到所述濾波器電路的所述第二輸出端子；和電流控制元件，其耦接到所述第一開關元件且具有控制端子、第一載流端子和第二載流端子，其中所述電流控制元件被配置來傳導平衡電流或控制能夠傳導所述平衡電流的元件。
[0227] 在一個實施例中，所述濾波器電路包括：第一能量存儲元件，其具有第一和第二端子，所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第二輸出端子；第一阻抗元件，其具有第一和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第一輸入端子并且所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第一輸出端子；和第二阻抗元件，其具有第一和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第二輸入端子且所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第三輸出端子。
[0228] 在一個實施例中，所述電流控制元件的所述第一載流端子耦接到所述第一開關網絡的所述第一端子。
[0229] 在一個實施例中，所述的監控器和控制電路還包括與所述第一開關元件串聯耦接的阻抗。
[0230] 在一個實施例中，所述第一開關元件的所述第二載流端子耦接到所述電流控制元件的所述第二載流端子。
[0231] 在一個實施例中，所述第一開關元件的所述第一載流端子耦接到所述電流控制元件的所述第一載流端子。
[0232] 在一個實施例中，所述的監控器和控制電路還包括第二開關元件，所述第二開關元件具有控制端子以及第一和第二載流端子，所述第二開關元件的所述第一載流端子耦接到所述電流控制元件的所述第二載流端子。
[0233] 在一個實施例中，所述的監控器和控制電路還包括：第一晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述第一晶體管的所述控制電極耦接到所述電流控制元件的所述第二載流端子且所述第一晶體管的所述第二載流電極耦接到所述第一和第二阻抗元件之一的所述第一端子；和第三阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第三阻抗元件的所述第一端子耦接到所述第一和第二阻抗元件之一的所述第一端子且所述第三阻抗元件的所述第二端子耦接到所述第一晶體管的所述第一載流電極。
[0234] 在一個實施例中，所述濾波器電路包括：第一阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第一輸入端子；第二阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第二輸入端子且所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第三輸出端子；和第一能量存儲元件，其具有第一端子和第二端子，所述第一能量存儲元件的所述第一端子耦接到所述第一和第二阻抗元件之一的所述第二端子且所述第一能量存儲元件的所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第二輸出端子。
[0235] 在一個實施例中，所述的監控器和控制電路還包括：第一晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述第一能量存儲元件的所述第二端子且所述第二載流電極耦接到所述電流控制元件的所述第一載流端子；和第三阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第三阻抗元件的所述第一端子耦接到所述第一阻抗元件的所述第一端子且所述第三阻抗元件的所述第二端子耦接到所述第一晶體管的所述第一載流電極。
[0236] 根據本實用新型的一個方面，提供一種電路，包括：開關網絡，其具有第一、第二和第三端子；第一阻抗元件，其耦接到所述開關網絡的所述第一端子；能量存儲元件，其耦接到所述開關網絡的所述第二端子；和第二阻抗元件，其耦接到所述開關網絡的所述第三端子。
[0237] 在一個實施例中，所述開關網絡包括：取樣開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述取樣開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件的所述第二端子；和平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述平衡開關的所述第二端子耦接到所述取樣開關的所述第二端子且所述平衡開關的所述第一端子耦接到所述開關網絡的所述第三端子。
[0238] 在一個實施例中，所述的電路還包括：晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述開關網絡的所述第二端子，所述第一載流電極耦接到所述第二阻抗元件且所述第二載流電極耦接到所述第一阻抗元件；和第三阻抗元件，其耦接在所述晶體管的所述第一載流電極與所述第二阻抗元件之間。
[0239] 在一個實施例中，所述開關網絡包括：取樣開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述取樣開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件的所述第二端子；和第一平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述第一平衡開關的所述第一端子耦接到所述取樣開關的所述第一端子。
[0240] 在一個實施例中，所述開關網絡還包括第四端子。
[0241] 在一個實施例中，所述開關網絡還包括：取樣開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述取樣開關的所述第一端子耦接到所述第一阻抗元件，且所述取樣開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件；第一平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述第一平衡開關的所述第一端子耦接到所述取樣開關的所述第一端子且所述第一平衡開關的所述第二端子耦接到所述開關網絡的所述第四端子；和第二平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述第二平衡開關的所述第二端子耦接到所述開關網絡的所述第四端子且所述第二平衡開關的所述第一端子耦接到所述第二阻抗元件。
[0242] 在一個實施例中，所述的電路還包括：晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述開關網絡的所述第四端子，所述第一載流電極耦接到第三阻抗元件且所述第二載流電極耦接到所述第一阻抗元件；和第三阻抗元件，其耦接在所述晶體管的所述第一載流電極與所述第二阻抗元件之間。
[0243] 在一個實施例中，所述開關網絡包括：開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述開關的所述第一端子耦接到所述第一阻抗元件且所述開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件；晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述開關網絡的所述第四端子，所述第二載流電極耦接到所述第一阻抗元件；和第三阻抗元件，其耦接在所述晶體管的所述第一載流電極與所述第二阻抗元件之間；和預驅動器，其具有輸入端和輸出端，所述輸出端耦接到所述開關網絡的所述第四端子。
[0244] 在一個實施例中，所述能量存儲元件具有第一和第二端子，所述第二端子耦接到所述開關網絡的所述第二端子且所述第一端子耦接到所述第二阻抗元件。
[0245] 根據本實用新型的一個方面，提供一種用于與一個或多個電力單元建立接口連接的方法，其包括：以第一操作模式操作接口電路以過濾并監控所述一個或多個電力單元的第一電力單元的電壓；以第二操作模式操作所述接口電路以取樣所述第一電力單元的所述電壓；和以第三操作模式操作所述接口電路以平衡所述第一電力單元的所述電壓。
[0246] 在一個實施例中，以所述第一操作模式操作所述接口電路包括響應于將第一開關配置成第一開關配置且將第二開關配置成第二開關配置而過濾并監控所述第一電力開關的所述電壓。
[0247] 在一個實施例中，以所述第二操作模式操作所述接口電路包括響應于將所述第一和第二開關配置成所述第二開關配置而從所述第一電力單元生成取樣電壓以及保持所述取樣電壓。
[0248] 在一個實施例中，以所述第三操作模式操作所述接口電路包括響應于將所述第二開關配置成所述第一開關配置而平衡所述第一電力單元的所述電壓。
[0249] 在一個實施例中，將所述第一開關配置成所述第一開關配置包括閉合所述第一開關且將所述第二開關配置成所述第二開關配置包括斷開所述第二開關。
[0250] 雖然本文已經公開了具體實施方案，但并不意味著本實用新型限于所公開的實施方案。本領域技術人員應認識到在不背離本實用新型的精神的前提下可作出修改和變動。本實用新型旨在涵蓋處在隨附權利要求的范疇內的所有這些修改和變動。例如，單元的極性可以經過切換使得單元具有圖中所示的相反極性。替代地，η溝道晶體管可以由p溝道晶體管代替。
【權利要求】
1. 一種監控器和控制模塊，其特征在于包括：開關網絡，其具有第一端子、第二端子和第三端子；和濾波器電路，其具有第一和第二輸入端子以及第一、第二和第三輸出端子，所述第一輸出端子耦接到所述開關網絡的所述第一端子，且所述第三輸出端子耦接到所述開關網絡的所述第三端子。
2. 根據權利要求1所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述開關網絡包括：第一開關元件，其具有控制端子、第一載流端子和第二載流端子，所述第一開關元件的所述第二載流端子耦接到所述濾波器電路的所述第二輸出端子；和電流控制元件，其耦接到所述第一開關元件且具有控制端子、第一載流端子和第二載流端子，其中所述電流控制元件被配置來傳導平衡電流或控制能夠傳導所述平衡電流的元件。
3. 根據權利要求2所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述濾波器電路包括：第一能量存儲元件，其具有第一和第二端子，所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第二輸出端子；第一阻抗元件，其具有第一和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第一輸入端子并且所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第一輸出端子；和第二阻抗元件，其具有第一和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第二輸入端子且所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第三輸出端子。
4. 根據權利要求2所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述電流控制元件的所述第一載流端子耦接到所述開關網絡的所述第一端子。
5. 根據權利要求3所述的監控器和控制模塊，其特征在于還包括與所述第一開關元件串聯耦接的阻抗。
6. 根據權利要求3所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述第一開關元件的所述第二載流端子耦接到所述電流控制元件的所述第二載流端子。
7. 根據權利要求3所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述第一開關元件的所述第一載流端子耦接到所述電流控制元件的所述第一載流端子。
8. 根據權利要求7所述的監控器和控制模塊，其特征在于還包括第二開關元件，所述第二開關元件具有控制端子以及第一和第二載流端子，所述第二開關元件的所述第一載流端子耦接到所述電流控制元件的所述第二載流端子。
9. 根據權利要求3所述的監控器和控制模塊，其特征在于還包括：第一晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述第一晶體管的所述控制電極耦接到所述電流控制元件的所述第二載流端子且所述第一晶體管的所述第二載流電極耦接到所述第一和第二阻抗元件之一的所述第一端子；和第三阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第三阻抗元件的所述第一端子耦接到所述第一和第二阻抗元件之一的所述第一端子且所述第三阻抗元件的所述第二端子耦接到所述第一晶體管的所述第一載流電極。
10. 根據權利要求2所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述濾波器電路包括：第一阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第一輸入端子；第二阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第一端子充當所述濾波器電路的所述第二輸入端子且所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第三輸出端子；和第一能量存儲元件，其具有第一端子和第二端子，所述第一能量存儲元件的所述第一端子耦接到所述第一和第二阻抗元件之一的所述第二端子且所述第一能量存儲元件的所述第二端子充當所述濾波器電路的所述第二輸出端子。
11. 根據權利要求10所述的監控器和控制模塊，其特征在于還包括：第一晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述第一能量存儲元件的所述第二端子且所述第二載流電極耦接到所述電流控制元件的所述第一載流端子；和第三阻抗元件，其具有第一端子和第二端子，所述第三阻抗元件的所述第一端子耦接到所述第一阻抗元件的所述第一端子且所述第三阻抗元件的所述第二端子耦接到所述第一晶體管的所述第一載流電極。
12. -種監控器和控制模塊，其特征在于包括：開關網絡，其具有第一、第二和第三端子；第一阻抗元件，其耦接到所述開關網絡的所述第一端子；能量存儲元件，其耦接到所述開關網絡的所述第二端子；和第二阻抗元件，其耦接到所述開關網絡的所述第三端子。
13. 根據權利要求12所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述開關網絡包括：取樣開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述取樣開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件的所述第二端子；和平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述平衡開關的所述第二端子耦接到所述取樣開關的所述第二端子且所述平衡開關的所述第一端子耦接到所述開關網絡的所述第三端子。
14. 根據權利要求12所述的監控器和控制模塊，其特征在于還包括：晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述開關網絡的所述第二端子，所述第一載流電極耦接到所述第二阻抗元件且所述第二載流電極耦接到所述第一阻抗元件；和第三阻抗元件，其耦接在所述晶體管的所述第一載流電極與所述第二阻抗元件之間。
15. 根據權利要求12所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述開關網絡包括：取樣開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述取樣開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件的所述第二端子；和第一平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述第一平衡開關的所述第一端子耦接到所述取樣開關的所述第一端子。
16. 根據權利要求12所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述開關網絡還包括第四端子。
17. 根據權利要求16所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述開關網絡還包括：取樣開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述取樣開關的所述第一端子耦接到所述第一阻抗元件，且所述取樣開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件；第一平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述第一平衡開關的所述第一端子耦接到所述取樣開關的所述第一端子且所述第一平衡開關的所述第二端子耦接到所述開關網絡的所述第四端子；和第二平衡開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述第二平衡開關的所述第二端子耦接到所述開關網絡的所述第四端子且所述第二平衡開關的所述第一端子耦接到所述第二阻抗元件。
18. 根據權利要求17所述的監控器和控制模塊，其特征在于還包括：晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述開關網絡的所述第四端子，所述第一載流電極耦接到第三阻抗元件且所述第二載流電極耦接到所述第一阻抗元件；和第三阻抗元件，其耦接在所述晶體管的所述第一載流電極與所述第二阻抗元件之間。
19. 根據權利要求16所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述開關網絡包括：開關，其具有控制端子以及第一和第二端子，所述開關的所述第一端子耦接到所述第一阻抗元件且所述開關的所述第二端子耦接到所述能量存儲元件；晶體管，其具有控制電極以及第一和第二載流電極，所述控制電極耦接到所述開關網絡的所述第四端子，所述第二載流電極耦接到所述第一阻抗元件；和第三阻抗元件，其耦接在所述晶體管的所述第一載流電極與所述第二阻抗元件之間；和預驅動器，其具有輸入端和輸出端，所述輸出端耦接到所述開關網絡的所述第四端子。
20. 根據權利要求19所述的監控器和控制模塊，其特征在于所述能量存儲元件具有第一和第二端子，所述第二端子耦接到所述開關網絡的所述第二端子且所述第一端子耦接到所述第二阻抗元件。
【文檔編號】H02J7/00GK203850853SQ201420056404
【公開日】2014年9月24日申請日期:2014年1月29日優先權日:2013年1月30日
【發明者】B·德科克, B·金坦申請人:半導體元件工業有限責任公司

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