KR100608709B1 - Battery protection circuit of mobile phone - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대폰의 배터리 보호회로에 관한 것으로서, 과전류, 과전압, 과열 등으로 부터 배터리를 보호하기 위한 회로를 각각 분리 시켜 구성한 휴대폰의 배터리 보호회로에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 배터리의 온도를 감지하기 위한 더미스터와, 아답타에서 입력되는 과전압/역전압으로 부터 배터리를 보호하기 위한 과전압/역전압 보호회로와, 상기 과전압/역전압 보호회로로 부터 입력 받은 전원을 도통 제어하는 제2씨모스와, 상기 제2씨모스에서 입력되는 전원이 과전류이면 과전류검출 제어신호를 출력하는 과전류 보호회로와, 상기 과전류 보호회로의 출력 전원을 입력 받고 배터리의 전류가 누설되는 것을 방지하는 제2다이오드와, 상기 제2씨모스의 출력 전원을 입력 받아 구동되고 상기 더미스터의 출력 신호를 입력 받아 상기 배터리가 과열되면 과열검출 제어신호를 출력하는 온도 보호회로와, 상기 제2다이오드의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰을 구동시키고, 상기 과전류 보호회로의 과전류검출 제어신호와 온도 보호회로의 과열검출 제어신호를 입력 받아 상기 배터리의 충전을 위한 충전 제어신호를 출력하는 충전제어회로와, 상기 충전제어회로의 충전 제어신호에 의해 도통제어를 받아 상기 제2다이오드를 통한 전원을 상기 배터리에 충전하는 제3씨모스와, 상기 제3씨모스로 입력 되는 전원을 감시하여 정전압/정전류가 아니면 상기 제2씨모스를 턴오프 시키는 제어신호를 출력하는 정전압/정전류 감시회로로 구성된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery protection circuit of a mobile phone, and more particularly to a battery protection circuit of a mobile phone configured by separating circuits for protecting a battery from overcurrent, overvoltage, overheating, and the like. To this end, the present invention is a dummyster for sensing the temperature of the battery, an overvoltage / reverse voltage protection circuit for protecting the battery from the overvoltage / reverse voltage input from the adapter, and received from the overvoltage / reverse voltage protection circuit A second CMOS for controlling the conduction of the power supply, an overcurrent protection circuit for outputting an overcurrent detection control signal when the power input from the second CMOS is overcurrent, and an output power of the overcurrent protection circuit is input, and a current of the battery is leaked. A second diode configured to prevent the battery from being turned on, a temperature protection circuit driven by receiving the output power of the second CMOS, and receiving an output signal of the dummyster and outputting an overheat detection control signal when the battery is overheated; The mobile phone is driven by receiving the output power of 2 diodes, and the overcurrent detection control signal and temperature compensation of the overcurrent protection circuit A charge control circuit that receives an overheat detection control signal of a circuit and outputs a charge control signal for charging the battery, and receives a conduction control by a charge control signal of the charge control circuit to supply power through the second diode to the battery; And a constant voltage / constant current monitoring circuit for monitoring a power source inputted to the third CMOS, and outputting a control signal for turning off the second CMOS when it is not a constant voltage / constant current.
Description
도 1은 종래의 휴대폰 배터리 보호 회로를 보인 회로도.1 is a circuit diagram showing a conventional mobile phone battery protection circuit.
도 2는 본 발명 휴대폰 배터리 보호 회로를 보인 회로도.Figure 2 is a circuit diagram showing a mobile phone battery protection circuit of the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
10 : 아답타 120 : 과전압/역전압 보호회로
130 : 과전류 보호회로 140 : 충전제어회로
150 : 온도보호회로 160 : 정전압/정전류 감시회로10: adapter 120: overvoltage protection circuit
130: overcurrent protection circuit 140: charge control circuit
150: temperature protection circuit 160: constant voltage / constant current monitoring circuit
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본 발명은 휴대폰의 배터리 보호 회로에 관한 것으로, 특히 배터리에 흐르는 과전류, 과전압, 과열 등으로 부터 배터리를 보호하는 휴대폰의 배터리 보호회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery protection circuit of a mobile phone, and more particularly, to a battery protection circuit of a mobile phone that protects a battery from overcurrent, overvoltage, overheating, etc. flowing through the battery.
도 1은 종래의 휴대폰 배터리 보호 회로를 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 소프트웨어적으로 배터리를 보호하는 전원관리부(20)와, 아답타(10)로 부터 입력 받은 전원을 상기 전원관리부(20)로 출력하는 제1노드(N1)와, 상기 전원관리부(20)의 제어신호에 의해 상기 제1노드(N1)의 출력 전류를 입력 받아 도통제어되는 제1씨모스(Q1)와, 상기 제1씨모스(Q1)의 출력 전류를 저항(R)을 통하여 입력 받는 다이오드(D)와, 상기 다이오드(D)의 출력 전압을 입력 받아 상기 전원관리부(20)로 출력하는 제2노드(N2)와, 상기 제2노드(N2)의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰에 전원을 공급하기 위한 휴대폰 전원공급단자(30)와, 상기 제2노드(N2)의 출력 전원을 입력 받아 상기 전원관리부(20)의 제어신호에 의해 도통제어되는 제2씨모스(Q2)와, 상기 제2씨모스(Q2)의 출력 전원을 입력 받아 충전되는 배터리(50)와, 상기 배터리(50)의 온도를 검출하여 상기 전원관리부(20)로 전기적인 신호를 출력하는 더미스터(51)와, 상기 전원관리부(20)의 출력신호를 입력 받아 상기 전원관리부(20)로 배터리(50)를 보호하기 위한 제어신호를 출력하는 엠에스엠(40)(Mobile Station Modem)으로 구성된다.1 is a circuit diagram showing a conventional mobile phone battery protection circuit, as shown in the
상기 전원관리부(20)는 하나의 칩으로 구현되어 있으며 상기 제1노드(N1)의 출력 전압을 입력 받아 아답타(10)에서 출력되는 전압을 감지하기 위한 아답타전압 감지단자(P1)와, 상기 제1씨모스(Q1)로 제어신호를 출력하여 배터리(50)로 입력되는 전원이 정전압/정전류가 아니면 제1씨모스(Q1)를 턴 오프시키는 정전압/정전류 제어단자(P2)와, 상기 저항(R)의 양단에 걸리는 전압을 감지하여 배터리(50)에 충전되는 전류를 감지하기 위한 배터리 충전전류 감지단자(P3,P4)와, 제2노드(N2)의 출력전압을 입력 받아 배터리(50)에 충전되는 전압을 감지하기 위한 배터리 충전전압 감지단자(P5)와, 상기 제2씨모스(Q2)로 제어신호를 출력하여 배터리(50)에 공급되는 전원을 온/오프시키는 배터리충전 제어단자(P6)와, 상기 더미스터(51)의 출력 신호를 입력 받아 배터리(50)의 온도를 감지하기 위한 온도감지단자(P7)와, 상기 엠에스엠(40)과 제어신호를 교환하기 위한 엠에스엠단자(P8)로 구성된다.The
이와 같이 구성된 종래의 휴대폰 배터리 보호 회로에 있어서, 전원관리부(20)는 아답타전압 감지단자(P1)를 통하여 아답타(10)의 출력 전압을 감지하고, 배터리 충전전류 감지단자(P3,P4)를 통하여 배터리(50)를 충전시키는 전류의 세기를 감지하고, 배터리 충전전압 감지단자(P5)를 통하여 배터리(50)를 충전시키는 전압의 크기를 감지한다. 또한, 전원관리부(20)는 온도감지단자(P7)를 통하여 배터리(50)의 온도를 감지하게 된다. 이와 같이 전원관리부(20)는 아답타전압, 배터리 충전전류, 배터리 충전전압, 배터리 온도를 디지털신호로 변환 입력받아 소프트웨어적으로 처리하고, 이 소프트웨어적으로 처리된 디지털신호를 엠에스엠(40)으로 전송한다. 상기 엠에스엠(40)은 아답타전압, 배터리 충전전류, 배터리 충전전압, 배터리 온도에 이상이 있을 시 상기 전원관리부(20)로 제어신호를 출력하여, 그 전원관리부(20)의 소프트웨어적인 제어로 제1씨모스(Q1)와 제2씨모스(Q2)를 턴오프시켜 아답타(10)의 전원공급을 차단시키거나 배터리 충전 전원을 차단시켜 배터리(50)를 보호하게 된다.In the conventional mobile phone battery protection circuit configured as described above, the
따라서, 종래에는 하나의 칩으로 구현되어 있으며 엠에스엠의 제어신호를 입력 받아 소프트웨어적으로 전원관리부를 제어하여 과전류, 과전압과 과열로 부터 배터리를 보호하는 장치를 사용하고 있다.Therefore, in the related art, a single chip is used and a device which protects the battery from overcurrent, overvoltage and overheating by controlling the power management unit by receiving the control signal of the MS is software.
그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 있어서, 전원관리부가 하나의 칩으로 구현되어 있기 때문에 아답타로 부터 이상전원 공급 등의 이유로 전원관리부의 자체 불량 또는 고장이 발생될 경우 소프트웨어적으로 제어가 불가능하게 되어 배터리가 손상되는 문제점이 있다. 예를 들어, 전원관리부가 동작을 못하게 되면 도 1의 제1씨모스, 저항, 다이오드, 제2씨모스를 통하여 직접 충전이 되기 때문에 과전류에 의해 배터리의 온도가 상승되어 배터리가 손상된다.However, in the conventional technology as described above, since the power management unit is implemented as a single chip, software failure to control itself is not possible when a failure or failure of the power management unit occurs due to abnormal power supply from the adapter. There is a problem that the battery is damaged. For example, if the power management unit fails to operate, the battery is directly charged through the first CMOS, the resistor, the diode, and the second CMOS of FIG. 1, thereby increasing the temperature of the battery due to overcurrent, thereby damaging the battery.
따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은, 과전류, 과전압, 과열상태 등을 하드웨어적으로 각기 직접 검출하고, 그 각 검출상태에 따라 배터리를 보다 신속하고 안정되게 보호하기 위한 하드웨어 구성의 휴대폰의 배터리 보호회로를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention devised in view of the above-described problems is a hardware configuration for directly detecting an overcurrent, an overvoltage, an overheat state, and the like in hardware, and protecting the battery more quickly and stably in accordance with each detected state. The purpose is to provide a battery protection circuit of the mobile phone.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배터리의 온도를 감지하기 위한 더미스터와, 아답타에서 입력되는 과전압/역전압으로 부터 배터리를 보호하기 위한 과전압/역전압 보호회로와, 상기 과전압/역전압 보호회로로 부터 입력 받은 전원을 도통 제어하는 제2씨모스와, 상기 제2씨모스에서 입력되는 전원이 과전류이면 과전류검출 제어신호를 출력하는 과전류 보호회로와, 상기 과전류 보호회로의 출력 전원을 입력 받고 배터리의 전류가 누설되는 것을 방지하는 제2다이오드와, 상기 제2씨모스의 출력 전원을 입력 받아 구동되고 상기 더미스터의 출력 신호를 입력 받아 상기 배터리가 과열되면 과열검출 제어신호를 출력하는 온도 보호회로와, 상기 제2다이오드의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰을 구동시키고, 상기 과전류 보호회로의 과전류검출 제어신호와 온도 보호회로의 과열검출 제어신호를 입력 받아 상기 배터리의 충전을 위한 충전 제어신호를 출력하는 충전제어회로와, 상기 충전제어회로의 충전 제어신호에 의해 도통제어를 받아 상기 제2다이오드를 통한 전원을 배터리에 충전하는 제3씨모스와, 상기 제3씨모스로 입력되는 전원을 감시하여 정전압/정전류가 아니면 상기 제2씨모스를 턴오프시키는 제어신호를 출력하는 정전압/정전류 감시회로로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the dummyster for sensing the temperature of the battery, an overvoltage / reverse voltage protection circuit for protecting the battery from the overvoltage / reverse voltage input from the adapter, and the overvoltage / reverse A second CMOS for controlling conduction of the power input from the voltage protection circuit; an overcurrent protection circuit for outputting an overcurrent detection control signal when the power input from the second CMOS is overcurrent; and an output power supply of the overcurrent protection circuit. A second diode to prevent leakage of the current from the battery and an output power of the second CMOS; and an overheat detection control signal when the battery is overheated by receiving the output signal of the dummy amplifier. The mobile terminal is driven by receiving the temperature protection circuit and the output power of the second diode, and checking the overcurrent of the overcurrent protection circuit. A charge control circuit that receives a control signal and an overheat detection control signal of a temperature protection circuit and outputs a charge control signal for charging the battery; and a second diode under the conduction control by a charge control signal of the charge control circuit. A third voltage for charging the battery through the third CMOS and a constant voltage / constant current monitoring circuit for monitoring a power input to the third CMOS and outputting a control signal for turning off the second CMOS if it is not a constant voltage / constant current. Characterized in that configured.
이하, 본 발명에 의한 휴대폰에 있어서 배터리 보호 회로의 작용 및 효과를 첨부한 도 2를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the battery protection circuit in the mobile phone according to the present invention will be described with reference to FIG.
도 2는 본 발명 휴대폰의 배터리 보호 회로를 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 배터리(170)의 온도를 전기적인 신호로 감지하기 위한 더미스터(TH)와, 아답타(10)로 부터 전원을 입력 받고 상기 아답타(10)의 과전압 및 역전압으로 부터 상기 배터리(170)를 보호하기 위한 과전압/역전압 보호회로(120)와, 상기 과전압/역전압 보호회로(120)를 통해 입력 받은 전원을 도통 제어하는 제2씨모스(C2)와, 상기 제2씨모스(C2)의 출력전원을 입력 받아 출력하고 상기 배터리(170)의 과전류충전을 방지하기 위한 과전류검출 제어신호를 출력하는 과전류 보호회로(130)와, 상기 과전류 보호회로(130)의 출력 전원을 입력 받아 출력하고 상기 배터리(170)의 전류가 누설되는 것을 방지하는 제2다이오드(D2)와, 상기 제2씨모스(C2)의 출력 전원을 입력 받고 상기 배터리(170)의 온도를 검출하는 더미스터(TH)의 출력 신호를 입력 받아 배터리(170)가 과열되는 것을 방지하기 위한 과열검출 제어신호를 출력하는 온도 보호회로(150)와, 상기 제2다이오드(D2)의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰을 구동시키고, 상기 과전류 보호회로(130)의 과전류검출 제어신호와 온도 보호회로(150)의 과열검출 제어신호를 입력 받아 상기 배터리(170)의 충전을 위한 충전제어신호를 출력하는 충전제어회로(140)와, 상기 충전제어회로(140)의 충전제어신호에 의해 도통 제어를 받아 상기 제2다이오드(D2)를 통한 전원을 상기 배터리(170)에 충전하는 제3씨모스(C3)와, 상기 제3씨모스(C3)로 출력되어 배터리(170)를 충전시키는 전압과 전류를 감시하여 정전압/정전류가 아니면 상기 제2씨모스(C2)를 턴오프시키는 제어신호를 출력하여 배터리 충전 전원을 차단하는 정전압/정전류 감시회로(160)로 구성된다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a battery protection circuit of the mobile phone according to the present invention. As shown therein, a dummyster TH for sensing a temperature of the
상기 과전압/역전압 보호회로(120)는 아답타(110)의 출력전원을 순방향 입력받아 출력하는 제1다이오드(D1)와, 상기 제1다이오드(D1)에 역방향 바이어스 연결되어 상기 제1다이오드(D1)의 출력 전원을 입력 받아 과전압이 되면 도통되는 제너다이오드(ZD1)와, 상기 제너다이오드(ZD1)의 타단에 연결되어 접지된 제1저항(R1)과, 상기 제1다이오드(D1)의 출력 전원을 콜렉터로 입력 받아 상기 제너다이오드(ZD1)에 과전압이 인가되면 상기 제1저항(R1)에 걸리는 전압을 제어신호로 입력 받아 도통되는 제1트랜지스터(TR1)와, 상기 제1트랜지스터(TR1)의 에미터에 연결되고 타단이 접지된 제2저항(R2)과, 상기 제2저항(R2)에 걸리는 전압을 제어신호로 입력 받아 상기 제1다이오드(D1)의 출력 전원을 도통 제어하여 상기 제2씨모스(C2)로 출력하는 제1씨모스(C1)로 구성된다.The overvoltage / reverse
상기 과전류 보호회로(130)는 상기 제2씨모스(C2)의 출력 전원을 제3저항(R3)을 통하여 입력 받고 타단이 접지되어 기준전압을 생성하는 제4저항(R4)과, 상기 제2씨모스(C2)의 출력 전원을 입력 받아 상기 제2다이오드(D2)로 출력하는 제5저항(R5)과, 상기 제5저항(R5)의 출력 전원을 제6저항(R6)을 통하여 입력 받고 타단이 접지된 제7저항(R7)과, 상기 제4저항(R4)에 걸리는 전압을 비반전단자로 입력 받고 상기 제7저항(R7)에 걸리는 전압을 반전단자로 입력받아, 그 입력받은 두 전압을 비교하여 상기 충전제어회로(140)로 과전류검출 제어신호를 출력하는 제1비교기(IC1)로 구성된다.The
상기 온도 보호회로(150)는 상기 제2씨모스(C2)의 출력 전원을 구동전압과 인에이블 신호로 입력 받는 레귤레이터(190)와, 상기 레귤레이터(190)의 출력 전원을 입력 받아 상기 배터리(170)에 부착된 더미스터(TH)로 출력하는 제9저항(R9)과, 상기 레귤레이터(190)의 출력 전원을 제10저항(R10)을 통하여 입력 받고 타단이 접지된 제11저항(R11)과, 상기 제11저항(R11)에 걸리는 전압을 반전 단자에 입력 받고 상기 배터리(170)에 부착된 더미스터(TH)에 걸리는 전압을 비반전 단자에 입력받아, 그 입력받은 두 전압을 비교하여 상기 충전제어회로(140)로 과열검출 제어신호를 출력하는 제2비교기(IC2)로 구성된다.The
상기 충전제어회로(140)는 상기 제2다이오드(D2)의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰을 구동시키기 위한 전원을 출력하고 배터리(170)를 충전하기 위한 전원을 상기 제3씨모스(C3)로 출력하는 휴대폰 구동단자(180)와, 상기 휴대폰 구동단자(180)의 출력 전원을 입력 받는 제12저항(R12)과, 상기 과전류 보호회로(130) 및 온도 보호회로(150)에서 각각 출력되는 과전류검출 및 과열검출 제어신호와 상기 제12저항(R12)의 출력전원을 제어신호로 입력받아 도통 제어되고 상기 제2다이오드(D2)의 출력 전원을 제8저항(R8)을 통하여 콜렉터에 입력 받으며 에미터가 접지된 제2트랜지스터(TR2)로 구성된 것으로, 이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명한다.The charging control circuit 140 receives the output power of the second diode (D2) and outputs power for driving the mobile phone and outputs power for charging the
먼저, 과전압/역전압 보호회로(120)는 아답타(10)에서 출력되는 전원의 역전압을 방지하기 위해 구비된 제1다이오드(D1)를 통하여 입력 받아 제1씨모스(C1)를 통하여 제2씨모스(C2)로 전원을 공급하게 된다. 만약, 제1다이오드(D1)를 통하여 과전압이 입력되면 제너다이오드(ZD1)가 도통되어 제1저항(R1)에 전압이 걸리게 되고, 상기 제1저항(R1)에 걸린 전압에 의해 제1트랜지스터(TR1)는 도통된다. 상기 제1트랜지스터(TR1)가 도통되어 제2저항(R2)에 전압이 걸리게 되고 상기 제1씨모스(C1)의 게이트에 하이 신호가 입력되어 제1씨모스(C1)는 턴 오프되어 제2씨모스(C2)로 공급되는 전원을 차단시킨다. 따라서, 배터리(170)에 공급되는 전원이 차단된다.First, the overvoltage / reverse
과전류 보호회로(130)는 상기 제2씨모스(C2)의 출력 전원을 제5저항(R5)을 통하여 입력 받아 제2다이오드(D2)로 출력시킨다. 제3저항(R3)과 제4저항(R4)에 의해 분배된 전압은 기준전압이고, 상기 기준전압 보다 높게 제6저항(R6)과 제7저항(R7)에 의해 분배된 전압을 비교전압으로 설정하면 제1비교기(IC1)에서 하이 신호가 출력된다. 만약, 상기 제5저항(R5)에 과전류가 흐르게 되면 상기 제5저항(R5)의 양단에 걸리는 전압 차이가 커지게 되고 제6저항(R6)과 제7저항(R7)에 의해 분배된 비교전압은 낮아지게 된다. 상기 비교전압이 제3저항(R3)과 제4저항(R4)에 의한 기준전압보다 낮아지게 되면 제1비교기(IC1)의 출력은 과전류검출 제어신호인 로우 신호를 출력시키게 된다. 상기 제1비교기(IC1)의 로우 신호를 입력 받은 제2트랜지스터(TR2)는 턴 오프되고, 그에 따라 제3씨모스(C3)는 턴 오프되어 배터리(170)로 공급되는 전원이 차단된다.The
온도 보호회로(150)는 레귤레이터(190)의 전압을 제10저항(R10)과 제11저항(R11)으로 분압하여 기준전압으로 하고 제9저항(R9)과 더미스터(TH)에 의해 분배된 전압을 비교전압으로 한다. 정상 상태에서 비교전압은 기준전압보다 높게 설정된다. 제2비교기(IC2)는 상기 기준전압과 비교전압을 입력 받아 하이 신호를 출력하여 상기 제2트랜지스터(TR2)에 하이 신호를 출력하게 된다. 상기 배터리(170)에 부착된 더미스터(TH)는 배터리(170)의 온도가 상승하면 그 더미스터(TH)의 저항값이 감소하여 양단에 걸리는 전압은 낮아진다. 상기 더미스터(TH)의 전압이 낮아지면 비교전압이 기준전압보다 낮아지게 되고 제2비교기(IC2)는 과열검출 제어신호인 로우 신호를 출력하게 된다. 상기 제2비교기(IC2)의 로우 신호를 입력 받은 제2트랜지스터(TR2)는 턴 오프되고, 그에 따라 제3씨모스(C3)는 턴 오프되어 배터리(170)로 공급되는 전원이 차단된다.The
또한, 정전압/정전류 감시회로(160)는 상기 제2다이오드(D2)에서 출력되는 전압과 전류가 일정하게 유지되지 않으면 상기 제2씨모스(C2)로 하이 신호를 출력하여 제2씨모스(C2)를 턴 오프시켜 아답타(10)의 전원공급을 차단시킨다.In addition, the constant voltage / constant
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 과전류, 과전압, 과열상태 등으로 부터 배터리를 보호하기 위한 회로를 각각 분리 시켜 하드웨어적으로 구성했기 때문에 각 과전류, 과전압 및 과열검출 배터리 보호회로가 모두 고장나는 경우는 발생되지 않아, 종래의 휴대폰 배터리 보호회로 보다 신속하고, 안정적으로 배터리를 보호 할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, since the present invention is configured in hardware by separately separating circuits for protecting the battery from overcurrent, overvoltage, overheating, etc., each of the overcurrent, overvoltage, and overheating detection battery protection circuits fails. There is no effect, it is faster than the conventional mobile phone battery protection circuit, there is an effect that can protect the battery stably.
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