KR100518710B1

KR100518710B1 - 충전 제어 회로, 및 이 충전 제어 회로에서의 2차 전지의만충전을 검출하는 전압 조정 방법

Info

Publication number: KR100518710B1
Application number: KR10-2003-0069086A
Authority: KR
Inventors: 오하기미쯔루; 마쯔끼히데오
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2003-10-06
Publication date: 2005-10-05
Also published as: JP2004129453A; CN1490918A; KR20040031649A; US20040119443A1; US6998817B2

Abstract

충전 제어 회로는, 만충전 상태를 검출하기 위한 소정의 만충전 검출 전압을 공급하는 만충전 검출 전압 공급 수단과, 2차 전지의 충전 상태를 나타내는 충전 상태 전압이 입력되는 충전 상태 전압 입력부, 및 만충전 검출 전압이 입력되는 만충전 검출 전압 입력부를 갖고, 충전 상태 전압과 만충전 검츨 전압과의 비교 결과를 출력하는 비교기를 구비한 충전 제어 회로에서, 비교기의 만충전 검출 전압 입력부에 접속되며, 만충전 검출 전압을 조정하기 위한 외부 단자를 더 구비하고 있으며, 외부 단자에는 만충전 검출 전압을 조정하는 전자 부품이 접속 가능하다.

Description

충전 제어 회로, 및 이 충전 제어 회로에서의 2차 전지의 만충전을 검출하는 전압 조정 방법{CHARGE CONTROLLING CIRCUIT AND VOLTAGE REGULATING METHOD FOR DETECTING FULL-CHARGE OF SECONDATY BATTERY IN THE CHARGE CONTROLLING CIRCUIT}

본 발명은, 충전 제어 회로 및 이 충전 제어 회로에서의 2차 전지의 만충전을 검출하는 전압 조정 방법에 관한 것이다.

리튬 이온 2차 전지는, 니켈 카드뮴 전지나 니켈 수소 전지에 비해 매우 큰 충전 용량을 갖는다. 이 특징을 살려서, 다양한 용도, 예를 들면 랩탑형 컴퓨터나 휴대 전화에 다용된다. 또한, 리튬 이온 2차 전지는, 니켈 카드뮴 전지나 니켈 수소 전지와 같이, 충전되어 있는 전지의 피크 전압이나, 피크 전압으로부터 ΔV 저하를 검출하여 만충전을 검출할 수 없다. 이 때문에, 리튬 이온 2차 전지는 전지 전압을 정확하게 검출하여 만충전을 검출하고 있다. 따라서, 전지 전압이 설정 전압으로 되면 만충전되었다고 판정하여 충전을 종료시키고 있다.

이러한 리튬 이온 2차 전지 등을 대상으로 하는 충전 제어 회로에서, 만충전 상태를 검출하는 설정 전압(이후, 만충전 검출 전압)은 고정식으로 되어 있다(예를 들면, 일본 특개평11-332121호 공보 참조).

만충전 검출 전압이 고정식이기 때문에, 다양한 전지 및 각 전지의 충전 레벨에 맞는 만충전 검출 전압을 미세 조정할 수 없었다.

예를 들면, 2차 전지의 전지 성능을 저하시키지 않는 만충전 검출 전압으로서는, 이 전압으로 2차 전지를 유지해도, 전지가 과충전되지 않고, 또한 과충전되지 않는 전압이다. 이와 같이, 전지 성능을 저하시키지 않는 만충전 검출 전압은, 2차 전지의 타입에 따라 달라 일정하지 않다. 예를 들면 리튬 이온 2차 전지는, 전지 성능을 저하시키지 않는 전압으로서 4.1V/셀∼4.2V/셀로 하는 것이 최적이다.

본 발명이 제공하는 주된 기술에서는, 만충전 상태를 검출하기 위한 소정의 만충전 검출 전압을 공급하는 만충전 검출 전압 공급 수단과, 2차 전지의 충전 상태를 나타내는 충전 상태 전압이 입력되는 충전 상태 전압 입력부, 및 상기 만충전 검출 전압이 입력되는 만충전 검출 전압 입력부를 갖고, 상기 충전 상태 전압과 상기 만충전 검출 전압과의 비교 결과를 출력하는 비교기를 구비한 충전 제어 회로에 있어서,

상기 비교기의 상기 만충전 검출 전압 입력부에 접속되며, 상기 만충전 검출 전압을 조절하기 위한 외부 단자를 더 구비하고 있으며, 상기 외부 단자에는, 상기 만충전 검출 전압을 조정하는 전자 부품이 접속 가능한 것으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 대해서는 본 명세서 및 첨부 도면의 기재에 의해 명확하게 한다.

(발명의 개요)

본 명세서 및 첨부 도면의 기재에 의해, 적어도 다음 사항이 명확해진다.

본 실시 형태에 따른 충전 제어 회로에서는, 만충전 상태를 검출하기 위한 소정의 만충전 검출 전압을 공급하는 만충전 검출 전압 공급 수단과, 2차 전지의 충전 상태를 나타내는 충전 상태 전압이 입력되는 충전 상태 전압 입력부, 및 상기 만충전 검출 전압이 입력되는 만충전 검출 전압 입력부를 갖고, 상기 충전 상태 전압과 상기 만충전 검출 전압과의 비교 결과를 출력하는 비교기를 구비하며,

상기 비교기의 상기 만충전 검출 전압 입력부에 접속되며, 상기 만충전 검출 전압을 조정하기 위한 외부 단자를 더 구비하고 있으며, 상기 외부 단자에는 상기 만충전 검출 전압을 조정하는 전자 부품이 접속 가능한 것으로 한다.

상기 전자 부품은 저항인 것으로 할 수 있다.

상기 저항의 일단이 상기 외부 단자에 접속됨과 함께, 그 타단이 접속될 수 있다.

본 실시 형태에 따른 조정 방법에서는, 2차 전지의 충전 상태를 나타내는 충전 상태 전압이 입력되는 충전 상태 전압 입력부, 및 만충전 상태를 검출하기 위한 소정의 만충전 검출 전압이 입력되는 만충전 검출 전압 입력부를 갖고, 상기 충전 상태 전압과 상기 만충전 검출 전압과의 비교 결과를 출력하는 비교기를 구비한 충전 제어 회로에서의 2차 전지의 만충전을 검출하는 전압의 조정 방법에 있어서,

상기 비교기의 상기 만충전 검출 전압 입력부에는, 상기 만충전 검출 전압을 조정하기 위한 외부 단자가 접속되어 있고, 상기 외부 단자에 전자 부품을 접속함으로써, 상기 만충전 검출 전압을 조정하는 것으로 한다.

상기 전자 부품은 저항인 것으로 할 수 있다.

상기 저항의 일단을 상기 외부 단자에 접속함과 함께, 그 타단을 접속할 수 있다.

상기 만충전 검출 전압을 생성하기 위한 기준 전압원에는 기준 전압 단자가 접속되어 있으며, 상기 저항의 일단을 상기 외부 단자에 접속함과 함께, 그 타단을 상기 기준 전압 단자에 접속할 수 있다.

상기 저항은 제1 저항 및 제2 저항으로 구성됨과 함께, 상기 만충전 검출 전압을 생성하기 위한 기준 전압원에는 기준 전압 단자가 접속되어 있으며, 상기 제1 저항의 일단을 상기 외부 단자에 접속함과 함께, 그 타단을 접속하는 한편, 상기 제2 저항의 일단을 상기 외부 단자에 접속함과 함께, 그 타단을 상기 기준 전압 단자에 접속할 수 있다.

-실시예-

본 실시예에 따른 충전 제어 회로를 도 1에 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 충전 제어 회로는 파선으로 둘러싸인 IC(Integrated Circuit)(10)로 구성된다. 2차 전지 BAT에는, 2차 전지 BAT의 충전 상태를 검출하기 위한 저항 R의 일단이 접속된다. 이 저항 R의 타단은 접지된다. 2차 전지 BAT와 저항 R과의 접속점에는, IC(10)의 외부 핀으로서의 입력 단자 BAT-가 접속된다. 이 입력 단자 BAT에는 비교기 COM의 마이너스측 입력 단자(반전 입력, 충전 상태 전압 입력부)가 접속된다.

비교기 COM의 플러스측 입력 단자(비반전 입력, 만충전 검출 전압 입력부)에는, 저항 Ra 및 저항 Rb의 일단이 공통으로 접속되어 있다. 저항 Ra의 타단에는 기준 전압(기준 전압원) Vref가 접속되어 있다. 또한, 저항 Rb의 타단은 접지되어 있다. 이들 기준 전압 Vref, 저항 Ra 및 저항 Rb로, 2차 전지 BAT의 만충전 상태를 검출하기 위한 전압(만충전 검출 전압)을 공급하는 수단(만충전 검출 전압 공급 수단)을 구성한다. 기준 전압 Vref는, 예를 들면 일본 특개평11-332121호 공보의 도 1에 도시한 바와 같은 잘 알려진 기준 전압 생성 회로에 의해 실현된다. 이 기준 전압 Vref에는, IC(10)의 외부 핀으로서 기준 전압 단자 VREF가 접속되어 있다. 또한, 비교기 COM의 플러스측 입력 단자(+)에는 IC(10)의 외부 핀으로서 만충전 검출 전압을 조정하기 위한 외부 단자 ADJ가 접속되어 있다. 이 비교기 COM의 출력 단자는 트랜지스터 Tr의 베이스에 접속된다. 이 트랜지스터 Tr의 에미터는 접지되고, 그 비교기는 IC(10)의 외부 핀으로서 외부 단자 OUT에 접속된다.

이러한 구성에서, 2차 전지 BAT의 충전 전류는 저항 R을 흐르고, 그 전압 강하에 의한 전압이, 2차 전지의 충전 상태를 나타내는 충전 상태 전압으로서, 입력 단자 BAT-를 통해 비교기 COM의 마이너스측 입력 단자(-)에 인가된다. 한편, 기준 전압 Vref를 저항 Ra 및 저항 Rb로 분압함으로써 얻어진 만충전 검출 전압이 비교기 COM의 플러스측 입력 단자(+)에 인가된다. 비교기 COM은, 입력된 충전 상태 전압과 만충전 검출 전압과의 비교 결과를 트랜지스터 Tr의 베이스로 출력한다.

2차 전지 BAT의 충전을 개시하여, 만충전에 도달하지 않은 상태에서는, 비교기 COM의 출력은 "high"로 되기 때문에, 트랜지스터 Tr은 온 상태로 되고, 외부 단자 OUT는 접지된다. 그리고, 2차 전지 BAT가 만충전 상태에 도달하면, 비교기 COM의 출력은 "low"로 되기 때문에, 트랜지스터 Tr은 오프 상태로 되고, 외부 단자 OUT는 접지 상태가 되지 않는다.

외부 단자 OUT에는, 예를 들면, LED 램프가 전원과 직렬로 접속되고, 외부 단자 OUT의 접지의 유무에 따라, LED 램프가 점등 상태 혹은 소등 상태로 전환되는 구성으로 하여, 만충전 상태인지의 여부를 표시한다. 혹은, 서로 발광색이 다른 LED 램프을 복수 이용하여, 점등하는 LED 램프의 색으로, 만충전 상태인지의 여부를 표시한다. 또한, 외부 단자 OUT에는, 충전 상태를 감시하는 마이크로 컴퓨터의 입력 단자를 접속하고, 이 마이크로 컴퓨터로 LED 램프의 점등 제어를 행할 수도 있다.

여기서, 본 실시예에서는, 외부 단자 ADJ에는 만충전 검출 전압을 조정하기 위한 적절한 전자 부품이 외부 부착으로 접속된다. 예를 들면, 도 1에 도시한 바와 같이, 일단이 접지된 저항 R1의 타단을 외부 단자 ADJ에 접속한다. 그렇게 하면, 저항 Ra 및 기준 전압 Vref의 직렬 회로에 대하여 저항 Rb와 저항 R1이 병렬로 접속된 구성으로 된다. 따라서, 외부 부착된 저항 R1의 저항값을 적절하게 설정함으로써, 만충전 검출 전압을 조정할 수 있다. 또한, 이 구성 외에, 도 1에 도시한 바와 같이, 외부 부착된 저항 R2의 일단을 외부 단자 ADJ에 접속함과 함께, 외부 단자 VREF를 통해 저항 R2의 타단을 기준 단자 Vref에 접속한다. 따라서, 외부 부착된 저항 R1뿐만 아니라 저항 R2의 저항값도 적절하게 설정함으로써, 보다 정밀하게 만충전 검출 전압을 미세 조정할 수 있다.

이 만충전 검출 전압의 조정 기능에 의해, 리튬 이온 2차 전지를 비롯하여, 다른 다양한 전지, 및 각 전지의 충전 레벨에 맞춰 만충전 검출 전압을 미세 조정할 수 있다.

-기타-

상술한 본 실시예에 따른 충전 제어 회로에서는, 만충전 검출 회로 계통을 중심으로 설명하였지만, 정전류 제어 회로, 정전류 제어 회로 및 저전압 검출 회로 등의 공지의 회로 계통이 포함된다. 이들 정전류 제어 회로, 정전류 제어 회로 및 저전압 검출 회로의 출력이, 스위치 기능을 담당하는 트랜지스터의 베이스에 인가된다. 그리고, 이 트랜지스터의 온 오프로 2차 전지 BAT의 양극 단자에 대한 충전용 전원의 접속을 제어한다. 이에 의해, 2차 전지 BAT의 충전 프로세스를 제어한다.

이 실시예는 다음의 효과를 발휘한다.

만충전 검출 전압을 외부 단자에 접속한 저항 등의 전자 부품으로 조정할 수 있다. 이 때문에, 만충전 검출 전압의 설정 범위를 확대할 수 있다. 또한, 다양한 전지 및 각 전지의 충전 레벨에 맞춰, 만충전 검출 전압을 미세 조정할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 충전 제어 회로를 칩화한 IC라도, 원하는 저항 등의 전자 부품을 IC의 외부 단자에 접속함으로써, 만충전 검출 전압을 미세 조정할 수 있다. 충전 제어 회로를 칩화한 IC의 채용을 촉진할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 그 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것이 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경할 수 있다.

외부 단자에 접속된 저항 등의 전자 부품으로, 만충전 검출 전압을 조정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시 형태를 도시하는 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : IC(Integrated Circuit)

COM : 비교기

R1, R2 : 저항

Ra, Rb : 저항

Tr : 트랜지스터

Vref : 기준 전압(기준 전압원)

VREF : 기준 전압 단자

BAT : 입력 단자

ADJ : 외부 단자

OUT : 외부 단자

Claims

만충전 상태를 검출하기 위한 소정의 만충전 검출 전압을 공급하는 만충전 검출 전압 공급 수단과,

2차 전지의 충전 상태를 나타내는 충전 상태 전압이 입력되는 충전 상태 전압 입력부, 및 상기 만충전 검출 전압이 입력되는 만충전 검출 전압 입력부를 갖고, 상기 충전 상태 전압과 상기 만충전 검출 전압과의 비교 결과를 출력하는 비교기

를 구비한 충전 제어 회로에 있어서,

상기 비교기의 상기 만충전 검출 전압 입력부에 접속되며, 상기 만충전 검출 전압을 조정하기 위한 외부 단자를 더 구비하고 있으며,

상기 외부 단자에는, 상기 만충전 검출 전압을 조정하는 전자 부품이 접속 가능한 것을 특징으로 하는 충전 제어 회로.
제1항에 있어서,

상기 전자 부품은 저항인 것을 특징으로 하는 충전 제어 회로.
제2항에 있어서,

상기 저항의 일단이 상기 외부 단자에 접속됨과 함께, 그 타단이 접지되는 것을 특징으로 하는 충전 제어 회로.
2차 전지의 충전 상태를 나타내는 충전 상태 전압이 입력되는 충전 상태 전압 입력부, 및 만충전 상태를 검출하기 위한 소정의 만충전 검출 전압이 입력되는 만충전 검출 전압 입력부를 갖고, 상기 충전 상태 전압과 상기 만충전 검출 전압과의 비교 결과를 출력하는 비교기를 구비한 충전 제어 회로에서의 2차 전지의 만충전을 검출하는 전압 조정 방법에 있어서,

상기 비교기의 상기 만충전 검출 전압 입력부에는, 상기 만충전 검출 전압을 조정하기 위한 외부 단자가 접속되어 있고,

상기 외부 단자에 전자 부품을 접속함으로써, 상기 만충전 검출 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 2차 전지의 만충전을 검출하는 전압 조정 방법.
제4항에 있어서,

상기 전자 부품은 저항인 것을 특징으로 하는 2차 전지의 만충전을 검출하는 전압 조정 방법.
제5항에 있어서,

상기 저항의 일단을 상기 외부 단자에 접속함과 함께, 그 타단을 접지하는 것을 특징으로 하는 2차 전지의 만충전을 검출하는 전압 조정 방법.
제5항에 있어서,

상기 만충전 검출 전압을 생성하기 위한 기준 전압원에는 기준 전압 단자가 접속되어 있고,

상기 저항의 일단을 상기 외부 단자에 접속함과 함께, 그 타단을 상기 기준 전압 단자에 접속하는 것을 특징으로 하는 2차 전지의 만충전을 검출하는 전압 조정 방법.
제5항에 있어서,

상기 저항은 제1 저항 및 제2 저항으로 구성됨과 함께, 상기 만충전 검출 전압을 생성하기 위한 기준 전압원에는 기준 전압 단자가 접속되어 있고,

상기 제1 저항의 일단을 상기 외부 단자에 접속함과 함께, 그 타단을 접지하는 한편,

상기 제2 저항의 일단을 상기 외부 단자에 접속함과 함께, 그 타단을 상기 기준 전압 단자에 접속하는 것을 특징으로 하는 2차 전지의 만충전을 검출하는 전압 조정 방법.