按照环境保护，已知的是电动汽车具有一个电动机来作为用于驱动汽车 的驱动源，而混合动力汽车具有一个电动机和一个引擎。作为用于驱动电动 机的电源，几百个蓄电池或燃料电池(在下文中通常称为″电池″)彼此串联 且用于多种情况中。因此，为了监测充电状态、放电状态、每个电池的寿命、 异常情况等等在运行期间的某一时刻到下一时刻的改变，对电池组单元的端 电压进行精确测量的需求日益增加，所述电池组单元彼此串联并且对其施加 几百伏特的电力。
为了满足这种需要，以这种方式来进行电池组端电压的测量，即，将构 成一个电池组的多个电池组单元模块化、通过第一开关组来利用每个模块的 电压对电容元件进行再充电、接着断开第一开关组、通过第二开关组而将电 容元件连接到电压测量装置。
例如，在日本专利申请公开号2001-116777中，将一个光MOSFET或相 当于光MOSFET的一个元件用作开关元件。很容易互相区分开关驱动信号系 统和测量电压信号系统，开关驱动信号不容易受到测量电压的影响，并且开 关驱动电路不需要专门的设置。
然而，在上述专利文献中公开的技术存在以下问题。
(1)在光MOSFET的情况中，响应速度缓慢并且响应速度也改变很大。 因而，必须确保每个开关的切换时间充足，而且很难精确而快速地使开关接 通和断开以进行充、放电操作。
(2)很难将光MOSFET造得很小，并且由于其结构的原因，很难提高 光MOSFET的封装密度，而且增大测量装置的尺寸和成本。
(3)需要一个电源来驱动所述光MOSFET。如果要测量部分的数目增加， 则需要较大的电流。
(4)当要测量其工作温度比蓄电池的工作温度更高的燃料电池的电压 时，其电路必须承受这样高的工作温度，但是光MOSFET不能容易地经受住 高温。
(5)每个开关不具有保护功能。因此，即使将开关设计成使得通过确保 足够的切换时间而使短路电流不会流经所述开关，如果由于电动机或引擎中 较大噪声的原因而误操作驱动信号，那么短路电流就会流动并且该电压测量 电路被破坏。这是个严重的问题。

为了解决这些问题而实现了本发明，本发明提供一种小而廉价的具有高 噪音免疫的电压测量装置，其可以不利用任何专门电源而高速并精确地测量 电池组单元的端电压。
根据本发明的一个技术方面，提供一种电压测量装置，其测量具有多个 电压源的电路的第一节点和第二节点之间的电压，包括：具有具备第一类导 电性的第一类第一MOSFET和具备第一类导电性的第一类第二MOSFET的 第一开关组，连接到第一节点的第一类第一MOSFET第一主电极，将与第一 主电极电压相应的电压施加于其控制电极，根据控制电极的电压而导通及断 开第一类第一MOSFET，连接到第二节点的第一类第二MOSFET第一主电 极，将与第一主电极电压相应的电压施加于其控制电极，以及根据控制电极 的电压而导通及断开第一类第二MOSFET；连接在第一类第一MOSFET的第 二主电极和第一类第二MOSFET的第二主电极之间的电容；具有具备与第一 类导电性相反的第二类导电性的第二类第一MOSFET和具备第二类导电性的 第二类第二MOSFET的第二开关组，连接到第一类第一MOSFET第二主电 极的第二类第一MOSFET第二主电极，根据输入到其控制电极的信号而导通 及断开所述第二类第一MOSFET，连接到第一类第二MOSFET第二主电极的 第二类第二MOSFET第二主电极，根据输入到其控制电脑的信号而导通及断 开所述第二类第二MOSFET；具有具备第二类导电性的第二类第三MOSFET 和具备第二类导电性的第二类第四MOSFET的第三开关组，连接到第一类第 一MOSFET控制电极的第二类第三MOSFET第二主电极，根据输入到控制 电极的信号而导通及断开所述第二类第三MOSFET，连接到第一类第二 MOSFET控制电极的第二类第四MOSFET第二主电极，根据输入到控制电极 的信号而导通及断开所述第二类第四MOSFET；以及一个控制器，其根据第 三开关组的导通操作而导通第一开关组以及根据第三开关组的断开操作而断 开第一开关组，其中第二开关组第二类第一MOSFET的第一主电极和其背栅 极电极彼此互连。

图1是根据第一实施例的电压测量装置的系统方框图；
图2是根据第一实施例的电压测量装置中的电路图；
图3是一个示意图，示出了图2所示的第二开关组N3的偏置电路的对 照实施例；
图4是根据第一实施例的电压测量单元中Nch-MOSFET元件N3的结构 的横截面图；
图5是根据第二实施例的电压测量装置中具有导通/断开驱动电路的电压 测量单元的电路图；
图6是一个示意图，用于说明图5所示导通/断开驱动电路的终端波形的 波形；以及
图7是根据一种改进的在电压测量装置中具有导通/断开驱动电路的电压 测量单元的电路图。

参考附图，以下将详细说明根据本发明的电压测量装置的优选实施例。
第一实施例
图1显示了根据第一实施例的电压测量装置10的整体结构。在图1中， 电池组1包含多个彼此串联的电压源Vi(i＝1，2...，Cn-1，Cn，Cn+1，...，N)。 利用每个电压源的电压经由第一开关组2a对电容器组2c进行充电。然后断 开第一开关组2a，将电容器经由第二开关组2b连接到相应的电压测量装置， 从而测量电池组1的端电压。多个电压测量装置组装于一个芯片上，选定多 个模块的测量端中的一个，并且利用一个电压测量装置测量所述电压。
根据第一实施例的电压测量装置包括一个连接到电池组1的电压测量单 元2，连接到电压测量单元2输出端的电压转换单元3，以及控制器4，所述 控制器基于电压转换单元3的输出而控制电压测量单元2的操作等等。
通常，电池组1是一个具有多个电压源(电池)的电路。本发明的电压 测量装置测量预定节点间的电压。在这个实施例中，将说明电池的一种串联 电路以作为电路的典型实例，并且将节点间一个或多个电池的组合称为一个 模块。
根据第一实施例的电池组1包括彼此串联的N个(N是大于等于1的整 数)模块(图中仅显示了模块n-1，n，n+1)。在每个模块i中，多个电池组 单元彼此串联，且每个电池组单元构成一个电压源(图中仅显示了分别与模 块Vcn-1，Vcn，Vcn+1相对应的电压源n-1，n，n+1)。这个电池组1输出 例如是100到200V这样高的电压。
电压测量单元2包括其设置于电池组1的每个模块中的N个电压测量电 路。每个电压测量电路包含第一开关组2a(相应于图中模块n的P1、P2)、 作为存储元件的电容器组2c(图中仅显示了分别与模块n-1，n，n+1相对应 的Cn-1，Cn，Cn+1)、和第二开关组2b(相应于图中模块n的N3、N4)。根 据来自于控制器4中的控制信号，将电池组1的每个模块的电压经由第一开 关组2a输出到第一开关组2a并由电容器保持，并且根据来自于控制器4中 的控制信号而经由第二开关组将由电容器保持的电压输出到电压转换单元3。
电压转换单元3包括例如一个A/D转换器，并将电压测量单元2提供的 为模拟信号的电压转换成数字信号，并且将该数字信号发送到控制器4。
控制器4向电压测量单元2提供控制信号以控制其操作，并且将一个电 压转换单元3输出的数字信号添加到控制信号中，并且计算整个电池组1的 电压或每个模块的电压。所计算的电压用于监控电池组1的充电状态、放电 状态、电池组的寿命、异常情况等等。
图2是一个电压测量单元2结构的实施例的电路图。在图中的实施例中 将说明所述电压测量单元2的结构，其中，该结构和与其他模块相对应的那 些电压测量单元2相同。
图2中所示的电压测量单元2包括作为第一开关组的P-通道MOS场效 应晶体管(下文中为″Pch-MOSFET″)P1和P2、作为连接到第一开关组的电 压保持器(voltage holder)的电容器Cn、作为经电容器Cn而连接到第一开 关组的第二开关组的N-通道MOS场效应晶体管(下文中为“Nch-MOSFET”) N3和N4、以及作为连接到第一开关组的第一导电型MOSFET栅极(电容元 件)的第三开关组2d的Nch-MOSFET(N1，N2)。在下文中，将能够承受如 500V这样高的电压的元件用作这些MOSFET(P1、P2、N1到N4)。由第一 开关组所包含的晶体管被称作是具有第一类导电性的第一类MOSFET，而由 第二开关组所包含的晶体管被称作是具有第二类导电性的第二类MOSFET。
第一开关组
所述第一开关组连接到与电池组1的模块n相对应的电压源Vcn两端， 其包括包含Pch-MOSFET的开关元件P1和P2。将开关元件P1(具有第一类 导电性的第一类第一MOSFET)连接到电压源Vcn的一个电压输入端A(第 一电压输入端)，而将开关元件P2(具有第一类导电性的第一类第二 MOSFET)连接到另一个电压输入端B(第二电压输入端)。第一电压输入端 A是电压源电路的第一节点Dn1，而第二电压输入端B是电压源电路的第二 节点Dn2。
在开关元件P1中，源极(第一主电极)经过电阻R2而连接到电压输入 端A，漏极(第二主电极)连接到电容器Cn(电容器元件)的一端，而栅极 (电容器元件)连接到开关元件N1(由第三开关组所包含的具有第二类导电 性的第二类第三MOSFET)的漏极(第二主电极)，以及背栅极(基片)连接 到开关元件P1的源极。起栅极电压限制器作用的齐纳二极管ZD1和电阻R1 并联于开关元件P1的背栅极和栅极之间以用于确定开关元件P1的栅极电压。 也就是说，在齐纳二极管ZD1中，阴极连接到开关元件P1的背栅极，而阳 极连接到开关元件P1的栅极。电阻R2与构成限流单元的电阻元件相对应， 而齐纳二极管ZD2与构成限流单元的电压限制元件相对应。也就是说，包括 电阻R2和齐纳二极管ZD1的限流单元限制流向开关元件P1的电流，从而防 止损坏开关元件P1。
在开关元件P2中，源极(第一主电极)经由电阻R5而连接到电压输入 端B，漏极(第二主电极)连接到电容器Cn的另一端，栅极(控制电极)连 接到开关元件N2(由第三开关组所包含的具有第二类导电性的第二类第四 MOSFET)的漏极(第二主电极)，而背栅极(基底)连接到开关元件P2的 源极。起栅极电压限制器作用的齐纳二极管ZD2和电阻R4并联在开关元件 P2的背栅极和栅极之间以用于确定开关元件P2的栅极电压。也就是说，在 齐纳二极管ZD2中，阴极连接到开关元件P2的背栅极，而阳极连接到开关 元件P2的栅极。电阻R5是一个限流元件，而齐纳二极管ZD2是一个电压限 制元件，并且它们构成一个限流单元。也就是说，包括电阻R5和齐纳二极管 ZD2的限流单元限制流向开关元件P2的电流，从而防止损坏开关元件P2。
第三开关组
开关元件N1(具有第二类导电性的第二类第三MOSFET)驱动开关元件 P1。在开关元件N1中，漏极(第二主电极)连接到如上所述的开关元件P1 的栅极，源极经由电阻R3而接地(GND)，并且背栅极(基底)接地。电阻 R3是一个构成限流单元的电阻元件，并限制流向开关元件N1的电流，从而 防止损坏开关元件N1。
开关元件N1的栅极(控制电极)连接到控制信号输入端E。从控制器4 中将高电平(下文中称为“H-电平”)电压施加于控制信号输入端E，接着以 此导通开关元件N1。因此，也导通开关元件P1，并将来自于电压输入端A 的电压施加于电容器Cn的一端。
开关元件N2(第二导电型第四MOSFET)驱动开关元件P2。在开关元 件N2中，漏极(第二主电极)连接到如上所述的开关元件P2的栅极，源极 (第一主电极)经由电阻R6而接地，并且背栅极(基片)接地。电阻R6是 一个构成限流单元的电阻元件，并限制流向开关元件N2的电流，从而防止 损坏开关元件N2。
开关元件N2的栅极(控制电极)连接到控制信号输入端F。从控制器4 将H电平电压施加于所述控制信号输入端F，接着以此导通开关元件N2。因 此，也导通开关元件P2，并将电压输入端B的电压施加于电容器Cn的另一 端。
第二开关组
在开关元件N3(第二导电型第一MOSFET)中，漏极(第二主电极)连 接到电容器Cn的一端，源极(第一主电极)经由电阻R7连接到一个电压输 出端S并且连接到齐纳二极管ZD3的阴极。齐纳二极管ZD3的阳极接地 (GND)。由于电压转换单元3中A/D转换器的输入阻抗非常高，由于电容 或漏电流的原因而增大了那一个电压输出端S的电压，从而保护了第二开关 组的MOSFET使其不被损坏。
在开关元件N3中，背栅极(基片)连接到源极，而栅极(控制电极) 连接到控制信号输入端C。因此，从控制器4将H-电平电压施加于所述控制 信号输入端C，导通开关元件N3，将电容器Cn一端的电势输出到电压输出 端S。
在开关元件N4(第二导电型第二MOSFET)中，漏极(第二主电极)连 接到另一个电容器Cn，源极(第一主电极)经由电阻R8而接地，背栅极(基 片)连接到源极，而栅极连接到控制信号输入端D。因而，从控制器4将H- 电平电压施加于控制信号输入端D，导通开关元件N4，将电容器Cn另一端 的电势输出到其同样起另一个电压输出端作用的地面(GND)。
开关元件P1和P2包括耐高压的晶体管，并且连接到电压输入端A和B 的电压源Vcn同样用作开关元件P1和P2的栅极驱动电源。
电阻R1和齐纳二极管ZD1经由电阻R2而并联于耐压开关元件P1的栅 极和源极之间。因此，对于所述耐压开关元件(Nch-MOSFET)N1的导通状 态期间，齐纳二极管ZD1引发齐纳击穿，并且可将开关元件P1栅极和源极 之间的电压维持在击穿电压上。对于开关元件N1的断开状态期间，开关元件 P1的栅极和源极被电阻R1短路，导通状态期间所存储的开关元件P1的栅极 电荷被放电，并且开关元件P1的栅极电势固定为源极电势。
同样地，电阻R4和齐纳二极管ZD2经由电阻R5而并联于耐压开关元件 (Pch-MOSFET)P2的栅极和源极之间。因此，对于所述耐压开关元件 (Nch-MOSFET)N2的导通状态期间，齐纳二极管ZD2引发齐纳击穿，并 且可将开关元件P2栅极和源极之间的电压维持在击穿电压上。对于开关元件 N2的断开状态期间，开关元件P2的栅极和源极被电阻R4短路，导通状态期 间所存储的开关元件P2的栅极电荷被放电，并且开关元件P2的栅极电势固 定为源极电势。
因此，为了导通和断开开关元件P1和P2，不需要产生电压以将其施加 于利用专门电源的栅极，并且电压测量装置可制造得尺寸更小且廉价。
第一开关组可以包括耐压Nch-MOSFET。然而，如果第一开关组利用所 述耐压开关元件(Pch-MOSFET)P1和P2，那么与用于相同目的的包括耐压 Nch-MOSFET的电路相比，电路结构变得更简单。也就是说，当使用耐压 Nch-MOSFET而不是耐压Pch-MOSFET(P1，P2)时，为了导通所述 Nch-MOSFET，根据其阈值电压，栅极电势比源极电势更高是必要的。当导 通所述Nch-MOSFET时，源极电势升高到接近于漏极一侧电压源电势的一个 值。因此，如果不将栅极电势增加到比电压源电势更高的值，那么 Nch-MOSFET就不能继续其导通状态。因而，不同与使用Pch-MOSFET的情 况，电压源实际上不能用作栅极驱动电源，并且需要一个产生栅极驱动电压 的附加电路，根据所述阈值电压，该栅极驱动电压比电压输入端A、B的电 压源电势更高。可能采用一种浮动电源驱动方法、一种引导驱动方法、一种 电荷泵驱动方法等等以便产生这种栅极驱动电压，然而电路结构会变得复杂 化。
电压测量单元
将说明电压测量单元2的操作。从控制器4将低电平(下文中称″L-电 平″)控制信号提供给每个控制信号输入端C和D，并且将H-电平控制信号 提供给每个控制信号输入端E和F。相应地，导通开关元件(Nch-MOSFET) N1和N2，并因此导通开关元件(Pch-MOSFET)P1和P2。断开开关元件 (Nch-MOSFET)N3和N4。
在这个状态中，电流从电池组1的一个模块n中流出，并且对电容器Cn 进行再充电。在这个再充电操作期间，提供给控制信号输入端E和F的控制 信号保持H-电平，直到电容器Cn两端的电压等于模块n的电压源Vcn两端 的电压。
接下来，从控制器4将L-电平控制信号提供给控制信号输入端E和F。 相应地，断开开关元件N1和N2，并因此断开开关元件P1和P2。保持开关 元件N3和N4的断开状态。在这个状态中，在上述再充电操作的基础上，电 容器Cn保持电压。
所述H-电平调节信号从控制器4中提供给控制信号输入端C和D。相应 地，导通开关元件N3和N4。因此，在一个电压输出端S和起另一个电压输 出端作用的地面(GND)之间输出所述电容器Cn两端的电压。其后，重复 上述测量循环。
为了比较，图3显示了图2中所示开关组N3的电路结构。在图3中， 如果第二开关组(Nch-MOSFET)N3的背栅极接地(GND)，为了测量具有 高端电压的电池组，由于第二开关组(Nch-MOSFET)N3的阈值升高，则需 要较高的栅极电压。
另一方面，在图2所示这个实施例的电压测量装置的情况中，关于地面 电势(GND)而偏置第二开关组(Nch-MOSFET)N3的背栅极，并且背栅极 和源极共同担任同样的功能。因此，与图3中所示的电压测量装置不同，不 会产生基片偏置效应。根据这个实施例的电路结构，可将电池组的多个电压 测量装置(图3中)组装在一个芯片上，并且可公用电压测量端S。
如以上所说明的，根据第一实施例，作为构成第一到第三开关组的开关， 采用Pch-MOSFET和Nch-MOSFET而不是光MOSFET，并且第二开关组 (Nch-MOSFET)N3的背栅极连接到其源极。因此，提高了响应速度，并且 可以精确而快速地执行用于电容器再充电和放电操作的切换操作。即使电压 源Vcn的模块电压升高，也不会产生基片偏置效应。因而，可以以一个预定 阈值而导通和断开所述Nch-MOSFET元件N3的栅极电压。因此，即使模块 电压高，也可以精确而快速地测量电压。
根据基于电压源电压而施加于控制电极的电压来导通和断开构成第一开 关组的Pch-MOSFET，并且根据来自于外部的信号而导通和断开构成第二和 第三开关组的Nch-MOSFET。因而，可以无需专门电源即可实现廉价而小巧 的电压测量装置。
第二实施例
根据第一实施例(见图1和2)，可将与电池组1中模块的电压源相对应 的多个电压测量单元组装在一个芯片中，共同利用模块的测量端，并且利用 电压测量装置中的一个来测量电压。在这种情况下，电压测量单元2中的第 二开关组的Nch-MOSFET元件N3具有横向MOSFET结构。
图4是具有横向MOSFET结构的Nch-MOSFET元件N3的剖面图。为了 对比，图5所示电压测量装置的基本结构中显示了其背栅极接地(GND)的 Nch-MOSFET结构的横截面。
在图4所示Nch-MOSFET元件N3中，源极和背栅极彼此互连以抑制上 述基片偏置效应。在形成于P型硅基片(P-Sub)上的N型硅外延生长层(N-Epi) 101上具有连接到漏极的N+区102、具有连接到源极的N+区105和连接到背 栅极的P+区106的P槽103、以及具有接地的P+区107的槽104。多晶硅栅 极108经过一个氧化物(未显示)而形成于位于源极一端和在漏极一端的两 个N+区102和105之间的N-Epi101上。多晶硅栅极109经过一个氧化物(未 显示)而形成于位于背栅极一端和地面端的两个P+区106和107之间的 N-Epi101上。
在这种情况下，如果将模块n电压源Vcn的端电压输出到电压转换单元 3，由于电压输出端(测量端)S是公用的，则将Vcn同样施加于除模块n以 外的其他模块的电压输出端S。因此，Nch-MOSFET元件N3的源极电势变 为Vcn，并且由于在该时刻Nch-MOSFET元件N3的栅极电压是0V，则基于 Vcn电压值对存在于图4所示N-Epi101中两个P+区106和107(图4中部分 A)之间的寄生Pch-MOS进行操作，并且电流从电压输出端S反向流向地面 (GND)。所述寄生Pch-MOS的阈值由P-Sub100上N-Epi101的密度和位于 多晶硅栅极109下的氧化物厚度所决定。
为了在电池组1的电压源电压值高时更准确地测量电压，除了具有根据 第一实施例(图1和2)的结构以外，第二实施例还具有一个Nch-MOSFET 元件N3的导通/断开驱动电路(寄生Pch-MOS防止电路)，从而防止对位于 图4的部分A中的寄生Pch-MOS进行操作。
图5是示出根据第二实施例第一电压测量装置结构的电路图。图6显示 了电压测量装置终端的波形。
图5中所示电压测量装置的基本结构大致与第一实施例的基本结构相 同。第二实施例的电压测量装置不同于第一实施例电压测量装置之处在于， 第二实施例包含了一个用作导通/断开驱动信号形成单元的导通/断开驱动电 路21，其形成一个输入到第二开关组Nch-MOSFET元件N3栅极的信号(导 通/断开驱动信号)。
所述导通/断开驱动电路21具有一个Pch-MOSFET元件P4(具有第一类 导电性的第一类第三MOSFET)和一个Nch-MOSFET元件N7(具有第二类 导电性的第二类第五MOSFET)。所述Pch-MOSFET元件P4构成第一驱动开 关。在第一驱动开关中，源极(第一主电极)连接到驱动电源Vcc，漏极(第 二主电极)连接到Nch-MOSFET元件N3的栅极，而背栅极连接到源极。所 述Nch-MOSFET元件N7构成第二驱动开关。在第二驱动开关中，源极(第 一主电极)连接到Nch-MOSFET元件N3的源极，漏极(第二主电极)连接 到Nch-MOSFET元件N3的栅极，而背栅极接地。也就是说，Pch-MOSFET 元件P4连接于驱动电源Vcc和Nch-MOSFET元件N3的栅极之间，而 Nch-MOSFET元件N7连接于Nch-MOSFET元件N3的栅极和源极之间。
如图示连接到所述Pch-MOSFET元件P4的是Pch-MOSFET元件P3(具 有第一类导电性的第一类第四MOSFET)、Nch-MOSFET元件N5(具有第二 类导电性的第二类第六MOSFET)、电阻9(第一电阻元件)、电容元件C1(第 一电容元件)、反相器INV2(第二反相器)。如图示连接到所述Nch-MOSFET 元件N7的是Pch-MOSFET元件P5(具有第一类导电性的第一类第五 MOSFET)、Nch-MOSFET元件N6(具有第二类导电性的第二类第七 MOSFET)、电阻10(第二电阻元件)、电容元件C2(第二电容元件)、反相 器INV3(第三反相器)。
在所述Pch-MOSFET元件P3中，源极(第一主电极)连接到驱动电源 Vcc，而漏极(第二主电极)连接到电阻9的一端。在所述Nch-MOSFET元 件N5中，源极(第一主电极)接地，漏极(第二主电极)连接到电阻R9的 另一端和电容元件C1的另一端。在电阻9中，一端连接到Pch-MOSFET元 件P3的漏极，而另一端连接到Nch-MOSFET元件N5的漏极。在电容元件 C1中，一端连接到Nch-MOSFET元件N5的漏极和电阻R9的另一端，而另 一端接地以作为一个旁路。在反相器INV2中，输入端连接到电容元件C1的 一端，而输出端连接到Pch-MOSFET元件P4的栅极。
在Pch-MOSFET元件P5中，源极(第一主电极)连接到驱动电源Vcc， 而漏极(第二主电极)连接到电阻10的一端和电容元件C2的一端。在 Nch-MOSFET元件N6中，源极(第一主电极)接地，而漏极(第二主电极) 连接到电阻10的另一端。在电阻10中，一端连接到Pch-MOSFET元件P5 的漏极和电容元件C2的一端，而另一端连接到Nch-MOSFET元件N6的漏 极。在电容元件C2中，一端连接到Pch-MOSFET元件P5的漏极和电阻10 的一端，而另一端连接到驱动电源Vcc作为旁路。在反相器INV3中，输入 端连接到电容元件C2的一端，而输出端连接到Nch-MOSFET元件N7的栅 极。
四个MOSFET元件P3、N5、P5和N6的栅极(控制电极)经过反相器 INV1而连接到输入端IN。Nch-MOSFET元件N4栅极的控制信号输入端D 同样连接到输入端IN。
具备了上述结构，将延迟信号输入到两个驱动开关Pch-MOSFET元件P4 和Nch-MOSFET元件N7的栅极，那些MOSFET不是同时处于导通状态的。
参考图5说明所述导通/断开驱动电路21的操作。如果在t1时刻将H-电 平信号从控制器4输入到输入端IN，则在反相器INV1中将其输出波形(INV1 之后)转换为L-电平。
由于来自于反相器INV1中的L-电平信号的原因，在Nch-MOSFET元件 N7一侧，导通Pch-MOSFET元件P5并断开Nch-MOSFET元件N6，其被推 向驱动电源Vcc，并且在反相器INV3中，将输入波形(INV3之前)转换为 H-电平，而输出波形(INV3之后)转换为L-电平。相应地，在t1时刻断 开所述Nch-MOSFET元件N7。
另一方面，在Pch-MOSFET元件P4一侧，由于来自于反相器INV1的 L-电平信号的原因，断开Nch-MOSFET元件N5并且导通Pch-MOSFET元件 P3，其被推向驱动电源Vcc，并且将反相器INV2的输入波形(INV2之前) 转换为H-电平。根据延迟时间这个输入波形(INV2之前)平缓上升，所述 延迟时间以由电阻R9和电容元件C1所决定的时间常数为基础。因而，来自 于反相器INV2中的输出波形(INV2之后)在t2时刻下降到L-电平，所述 t2时刻是从t1时刻开始经过延迟时间的时刻。相应地，在t2时刻而不是在t1 时刻导通Pch-MOSFET元件P4，并且在t2时刻，导通所述Pch-MOSFET元 件P4。
如果在t3时刻将L-电平信号从控制器4输入到输入端IN，则反相器INV1 的输出波形(INV1之后)转换为H-电平。
由于来自于反相器INV1的H-电平信号的原因，在Pch-MOSFET元件P4 一侧，导通Nch-MOSFET元件N5并且断开Pch-MOSFET元件P3，其被推 向地面，以及在反相器INV2一侧，将输入波形(INV2之前)转换为L-电平， 而输出波形(INV2之后)转换为H-电平。因此，在t3时刻断开Pch-MOSFET 元件P4。
另一方面，在Nch-MOSFET元件N7一测，由于来自于反相器INV1的 H-电平信号的原因，断开Pch-MOSFET元件P5，导通Nch-MOSFET元件N6， 其被推向地面，并且将反相器INV3的输入波形(INV3之前)转换为L-电平。 根据延迟时间，这个输入波形(INV3之前)平缓下降，所述延迟时间以由电 阻R10和电容元件C2决定的时间常数为基础。因而，来自于反相器INV3 的输出波形(INV3之后)在t4时刻上升到H-电平，所述t4时刻是从t3时刻 经延迟时间而延迟的时刻。相应地，在t4时刻而不是t3时刻导通所述 Nch-MOSFET元件N7，并且在t4时刻，所述Nch-MOSFET元件N3的栅极 及其背栅极/源极被短路。
其后，以同样方式，如果在t5时刻将H-电平信号波形输入到输入端IN， 则在t5时刻断开Nch-MOSFET元件N7，并且在从t5时刻延迟后的t6时刻 导通Pch-MOSFET元件P4。
因此，根据所述导通/断开驱动电路21，如果将H-电平信号施加于输入 端IN，则断开Nch-MOSFET元件N7，并且在预定时间延迟之后，导通 Pch-MOSFET元件P4，并且导通Nch-MOSFET元件N3。如果将L-电平信号 施加于输入端IN，则断开Pch-MOSFET元件P4，断开Nch-MOSFET元件 N3，并且在预定时间延迟之后，导通Nch-MOSFET元件N7。也就是说，当 Nch-MOSFET元件N3断开时，导通Nch-MOSFET元件N7，并接着以此将 Nch-MOSFET元件N3的栅极与其背栅极/源极短路，并且其电势变成彼此相 等。因而，有可能停止存在于图4所示多晶硅栅极109下面的部分A中的寄 生Pch-MOS的操作。
所述导通/断开驱动电路21具有用于延迟Pch-MOSFET元件P4和 Nch-MOSFET元件N7的导通时间的功能，其分别借助于电阻R9、电容元件 C1和反相器INV2，以及电阻R10、电容兀件C2和反相器INV3而驱动 Nch-MOSFET元件N3的栅极，以便防止P4和N7同时导通。因此，有可能 避免电源Vcc和电压输出终端S短路、电流从电源Vcc流入到电压输出终端 S、并且使测量精度降低的情况。
此外，由于输入端IN和所述导通/断开驱动电路21的输入端经由反相器 INV1彼此相连，可以通过一个控制信号而导通和断开Nch-MOSFET元件N4 和Nch-MOSFET元件N3。
可对本实施例的导通/断开驱动电路21进行不同的改进。例如，即使通 过图7中所示的导通/断开驱动电路22来替代导通/断开驱动电路21，也可以 获得相同的效果。
改进
在图7所示的导通/断开驱动电路22中，替代所述Pch-MOSFET元件P3 和Nch-MOSFET元件N5而提供反相器INV4(第四反相器)和二极管D1(第 一二极管)。此外，替代所述Pch-MOSFET元件P5和Nch-MOSFET元件N6 而提供反相器INV5(第五反相器)和二极管D2(第二二极管)。
在所述反相器INV4中，输入端连接到反相器INV1，而输出端连接到电 阻9的一端和二极管D1的阴极。电阻9的另一端和二极管D1的阳极连接到 电容元件C1的一端。电容元件C1的一端也连接到反相器INV2的输入端， 电容元件C1的另一端接地以作为旁路。
同样地，在反相器INV5中，输入端连接到反相器INV1，而输出端连接 到电阻10的一端和与之并联的二极管D2的阳极。电阻10的另一端和二极 管D2的阴极连接到电容元件C2的一端。电容元件C2一端也连接到反相器 INV3的输入端。电容元件C2的另一端接地以作为旁路。
根据这个结构，如果将H-电平信号施加于输入端IN，则断开 Nch-MOSFET元件N7，然后根据二极管D1、电阻9、电容元件C1和反相器 INV2的操作而在预定时间之后导通Pch-MOSFET元件P4，并且在这一时刻， 导通Nch-MOSFET元件N3。如果将L-电平信号施加于输入端IN，则断开 Pch-MOSFET元件P4，断开Nch-MOSFET元件N3，然后根据二极管D2、 电阻10、电容元件C2和反相器INV3的操作而在预定时间之后导通 Nch-MOSFET元件N7。相应地，可以获得与第二实施例相同的效果。
发明效果
根据本发明，作为构成第一到第三开关组的开关，采用第一导电型 MOSFET和第二导电型MOSFET而不是光MOSFET，并且第二开关组第二 导电型第一MOSFET的背栅极电极连接到第一主电极。因此，响应速度块， 并且可以精确而快速地执行用于再充电和放电所述电容器元件的切换操作。 因而，即使模块电压变高，也不会产生基片偏置效应，并且因而可以以一个 预定门限值而导通及断开第二开关组的第二导电型第一MOSFET的栅极电 压。因此，即使模块电压高，也可以精确而快速地测量所述电压。
根据基于电压源电压的施加于控制电极的电压而导通及断开作为第一开 关组的第一导电型MOSFET，并且根据来自于外部的信号而导通及断开作为 第二和第三开关组的第二导电型MOSFET。因而，无需专门电源即可实现一 个廉价而小巧的电压测量装置。
根据本发明，第二开关组的第二导电型第一MOSFET的第一主电极及其 背栅极彼此互连。因此，可借助于导通/断开驱动信号形成单元而通过第二开 关组第二导电型第一MOSFET的控制电极与第一主电极之间的短路来防止寄 生第一导电型MOS的故障，所述附加的第一导电型MOS位于地面电极和背 栅极电极之间，且该故障是在第二开关组第二导电型第一MOSFET的背栅极 电极连接到其第一主电极时所引起的。
驱动第二开关组第二导电型第一MOSFET控制电极的第一和第二驱动开 关的导通/断开时间彼此不一致，不会发生驱动电源和电压输出端之间的短 路，并且，不会产生由模块间短路所引起的电流，因此有可能防止测量精度 的恶化。
工业应用
如上所述，本发明可应用到一个这样的电压测量装置，即其能够精确测 量彼此串联的几百个蓄电池和燃料电池的每个电池组单元的端电压，并且对 其施加几百伏特的电压，以及将其用于电动汽车、混合动力汽车等等中。
本申请在35USC§119下请求2004年3月29日提交的日本专利申请号为 2004-96154的专利申请的优先权，此处由于参考而引入其全部内容。虽然参 考本发明的某些实施例描述了本发明，但是本发明不局限于如上所述的实施 例。按照所阐述的，所属领域技术人员可做出对如上所述实施例的改进和变 更。本发明的范围以下述权利要求的定义为准。