KR100781792B1 - 2차전지 잔량 측정용 집적회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2차전지 잔량 측정용 집적회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는휴대폰, PDA, MP3, 동영상플레이어(DMB,MPEG4, DVD플레이어 포함), 네비게이션, 게임기, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 디지털카메라, 비디오카메라 등의 휴대용 기기 LCD 창에 2차전지 잔량을 표시하기 위해 전류검출저항(Current Shunt Resistor)을 사용하지 아니하고 전류를 측정할 수 있을 뿐 아니라 미세한 전류도 측정할 수 있도록 하는 것으로,
이는 전지로부터의 과방전 전류를 검출하는 이상검출회로(350)와, 이상발생시에 전지에 연결된 전류 흐름을 차단하는 게이트 전압 제어회로(360)를 파워MOSFET Q1의 게이트 사이에 삽입하여 구성함으로서, 휴대용 기기의 대기시에는, 게이트 전압 제어 회로(360) 안의 스위프 발생회로(361)에 의하여，파워MOSFET Q1의 게이트 전압을 시간과 함께 변화시켜서，파워MOSFET Q1의 온 저항을 크게 하고, 미리 설정된 온 저항이 된 타이밍에서，파워MOSFET Q1의 소오스와 드레인 사이에 흐르는 대기시의 전류를 전압차로서 검출할 수 있는 2차전지 잔량 측정용 집적회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
2차전지, 잔량표시, 파워MOSFET

Description

2차전지 잔량 측정용 집적회로{THE INTERGRATED CIRCUIT TO MEASURE THE REMAINING CAPACITY}
도 1은 본 발명의 제１의 실시 형태에 관련된 전류 측정 회로의 대략을 나타내는 회로 구성도,
도 2는 동일하게，전류 측정 회로에 있어서 게이트 전압 제어 회로의 구성예를 나타내는 회로도,
도 3은 동일하게，스위프 동작 온 모드시에 있어서，파워MOSFET의 게이트 전압과 시간과의 관계를 나타내는 대략 설명도,
도 4는 본 발명의 제２의 실시 형태에 관련되어，게이트 전압 제어 회로에 있어서 스위프 회로의 다른 구성예를 나타내는 회로도,
[도면부호의 간단한 설명]
311ａ，311ｂ: 단자（＋，－） 312 : ２차 전지
321 : Ｉ.Ｃ 기판 322 : MPU
322ａ : ＲＡＭ 322ｂ : ＲＯＭ
323 : LCD 창 330 : 전압 검출 회로
331 : 증폭기 332 : ＡＤＣ
340 : 제어 회로 350 : 이상 검출 회로
360 : 게이트 전압 제어 회로
360ａ，360ｃ，360ｄ，360ｆ，360ｉ，360ｊ，360ｋ : 인버터 회로
360ｂ，360ｅ : ＮＡＮＤ 회로 360ｇ : 연산 증폭기
360ｍ : POWER MOSFET 360ｎ : 캐패시터
3601 : ＰＭＯＳ FET 361 : 스위프 회로
361ａ : ＰＭＯＳ FET 361ｂ : 정전류원
362 : 스위프 회로
본 발명은 휴대폰, PDA, MP3, 동영상플레이어(DMB,MPEG4, DVD플레이어 포함), 네비게이션, 게임기, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 디지털카메라, 비디오카메라 등의 휴대용 기기 LCD 창에 2차전지 잔량을 표시하기 위해 전류검출저항(Current Shunt Resistor)을 사용하지 아니하고 전류를 측정할 수 있을 뿐 아니라 미세한 전류도 측정할 수 있는 2차전지 잔량 측정용 집적회로에 관한 것이다.
오늘날 휴대 전화등의 휴대 기기의 보급에는 눈부신 발전을 하고 있으며 휴대 기기는 통상，옥외에 있어 사용하는 것이 대부분이다．이 때문에, ２차 전지의 잔량을 예측하고，잔량이 없어지기 전에 이용자에게 표시와 Low Battery의 경고를 할 필요가 있다．
종래 ２차 전지의 잔량은，온도，전지전압，충방전 전류라고 한 정보를 기초로，MPU등에 의하여 적산전류로 예측하는 방법이 보다 정확한 수단으로 쓰여지고 있다．
여기에서，충방전 전류를 측정하기 위한 방법에 관하여 설명한다．일예로 전지의 전류 흐름에 전류검출저항(Current Shunt Resistor이하 Rcs)을 통상，저항치 10ｍΩ∼100ｍΩ을 직렬로 삽입하고，동작시에 있어서，저항 Rcs의 양단의 전위차를，전압 검출 회로에 의하여 읽어들인다．그리고，그 읽은 전위차 데이터를，전압 검출 회로 안의 증폭기 및 ＡＤＣ에 의하여 디지털화한다．그 후，이 디지털 데이터를 제어부에 보내는 것으로，다른 정보와 동시에，잔량 예측을 위한 충방전 전류에 관한 정보로서 이용된다．
하지만, 휴대 기기의 소비 전류는 적어지고 있기 때문에, 동작시에 있어서저항 Ｒcs 양단의 전위차를, 전압 검출 회로에 의하여 제어부로 읽어들여서 잔량 예측을 위한 충방전 전류로 이용하는 종래의 방법으로는 ２차 전지의 잔량 측정의 정밀도를 올리는 것이 어렵다．
그러면，대기시에 흐르는 전류를 측정하여，２차 전지의 잔량 산출에 이용할 수도 있다. 그런데，대기상태의 전류는，통상１ｍＡ 이하로 미세하다．그 때문에, 저항 Ｒcｓ를 이용한 종래의 방법으로는，저항 Ｒcｓ의 양단으로부터 얻어지는 전위차가 아주 미세한 값으로, 예를 들면，저항 Ｒcｓ의 저항치를 50ｍΩ 로 설계(전 지의 내부임피던스가 통상 350mOhm 전후이므로 이와 직렬로 접속되는 Rcs는 그보다 작은 20mOhm을 넘지 않게 정하는 것이 바람직함)하면, 흐르는 전류가１ｍＡ일때 전압 강하분은 2０μＶ로 된다．이것은 노이즈와 구별하기 어려운 레벨이다．
고로, 전류검출저항 Ｒcｓ의 저항치를 크게 하면，큰 전위차를 얻을 수 있어서 미세한 대기시의 전류를 정확하게 측정할 수 있다．그러나，저항 Ｒcｓ는，전류 경로에 직렬로 삽입되는 것이므로 그 때문에, 저항 Ｒcｓ로 발생한 전압 강하를 생각하면 ，전지팩의 전압강하로 기기 본체에의 전압 공급 부족하게 되므로 동작을 멈추게 할 수 있으므로，Ｒcｓ의 저항치를 극단적으로 크게 하는 것은 허용되지 않는다.
이처럼 고정된 저항 Ｒcｓ를 이용하고 충방전 전류를 측정한 종래의 방법으로는，미세한 대기시의 전류를 정확하게 측정할 수 없다. 따라서, 휴대폰 사용후 대기시에 흐르는 전류를 측정하여，잔량 예측에 이용하도록 한다 하여도，고정밀의 ２차 전지의 잔량 예측하기는 어려운 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은，NMOS 트랜지스터 대신에 파워 MOSFET를 이용하여 미세한 전류를 정확하게 측정할 수 있고，２차 전지의 잔량을 고정밀도로 예측하는 것을 용이하게 가능하게 한 직접회로를 제공하는데 목적으로 하고 있다．
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 2차전지 잔량 측정용 집적회로는,
기기 본체 또는 충전기의 단자에 접속된 단자（＋，－）(311ａ，311ｂ) 사이에 １개 또는 여러 개의 ２차 전지(312)가 직렬로 접속되어 전류가 흐르고, 그 전류가 흐르는 도중，이상 전류 발생시에 전류 흐름을 차단하기 위한 파워MOSFET Q１，Q２가 직렬로 형성된I.C 기판(321)이 구성되되;
상기 I.C 기판(321)상에는,
파워MOSFET Q1의 소오스와 드레인 사이를 흐르는 피측정 전류(방전 전류)를 전압치(Vgs)로서 검출하기 위한 전압 검출 회로(330)와,
전압 검출 회로(330)으로 부터 공급되는 전압치 데이터，온도 데이터 및 전지전압 데이터를，잔량 예측을 위한 정보로서 이용하고 ２차 전지 312의 잔량을 예측하고，기기 본체등의 LCD 창(323)에 표시하는 MCU(322)와,
MPU(322)의 출력에 근거하여，상기 전압 검출 회로 (330)로의 전압을 읽는 타이밍을 제어하거나，게이트 전압 제어 회로(360)의 동작 모드의 변경상태를 나타내는 스위프 전압 발생 유무 등을 제어하는 제어 회로(340)와,
２차 전지(312)의 셀 전압 및 파워MOSFET Q1，Q2의 소오스와 드레인 사이를 흐르는 피측정 전류 등(방전 전류／충전 전류)이 정보를 읽어들이고，과충전，과방전，과전류，단락회로 등의 이상의 발생을 검출하는 이상 검출 회로(350)와,
제어 회로(340) 및 상기 이상 검출 회로(350)의 제어에 의하여 파워 MOSFET Q1의 게이트를 제어하는 게이트 전압 제어 회로(360)로 이루어져 구성됨으로서 달성된다.
이러한 본 발명에 따른 2차전지 전류 측정용 집적회로인 전류 측정 회로에 의하면，피측정 전류의 측정에 본래，이상 발생시에 전지에 연결된 전류 흐름을 차단하기 위해 설치된 파워 MOSFET의 온 저항을 이용할 수 있게 된다．이것에 의해，저항 Rcs를 이용하지 아니하고，미세한 전류도 용이하게 측정할 수 있는 것이다．
이하，이 발명의 실시의 형태에 관하여 도면을 참조하여 설명한다．
도 1은 본 발명의 제１의 실시 형태에 관련된 전류 측정 회로의 대략 구성을 나타내는 것이다．여기에서는，예를 들면 휴대폰, PDA, MP3, 동영상플레이어(DMB,MPEG4, DVD플레이어 포함), 네비게이션, 게임기, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 디지털카메라, 비디오카메라 등의 휴대용 기기에 사용된 전지팩의 예로서，그 주요부를 나타내고 있다．
이 전지팩에는，기기 본체 또는 충전기의 단자에 접속된 단자（＋，－）(311ａ，311ｂ) 사이에 １개 또는 여러 개의 ２차 전지가 직렬로 접속되어，전류가 흐르게 된다．또，이 전류가 흐르는 도중，이상 전류 발생시에 전류 흐름을 차단하기 위한 파워MOSFET Q１，Q２가 직렬로 구성된다.
I.C 기판(321)상에는 전압 검출 회로(330)，제어 회로(340)，이상 검출 회로(350)，및 게이트 전압 제어 회로(360)가 구성된다．
전압 검출 회로(330)는，파워MOSFET Q1의 소오스와 드레인 사이를 흐르는 피측정 전류(방전 전류)를 전압치(Vgs)로서 검출하기 위한 것으로，이는 증폭기(331) 및 ＡＤＣ(332)로 구성된다. 즉, 파워MOSFET Q1의 소오스와 드레인 사이에 피측정 전류(방전 전류)가 흘렀을 경우에 이를 받아들이는 파워MOSFET Q1의 온 저항이 미리 설정된 제2의 저항치로 되는 소정의 스위프 시간이 경과한 시점에서, 파워MOSFET Q1의 소오스와 드레인 사이에 발생되는 전압치(Vgs)로서 읽어들임으로서 검출하게 된다.
여기에서 디지털화된 전압치 데이터는 MPU (322)에 보내지고，온도 데이터 및 전지전압 데이터와 동시에 잔량 예측을 위한 정보로서 이용된다．
제어 회로(340)는，상기 MPU(322)의 출력에 근거하여，상기 전압 검출 회로 (330)로의 전압을 읽는 타이밍을 제어하거나，상기 게이트 전압 제어 회로(360)의 동작 모드의 변경상태를 나타내는 스위프 전압 발생 유무 등을 제어한다．
여기에서 상기 스위프 동작이란，상기 파워 MOSFET Q1의 게이트 전압을 서서히 낮아지도록 변화시키는 것으로, 일예로，상기 파워 MOSFET Q1의 소오스와 드레인사이를 흐르는 피측정 전류가 전압 검출 회로(330)에 의하여 검출할 수 없는 정도의 미세한 값으로 설정되어 있다면, 이 스위프 동작 모드에서 전압 검출 회로 (330)로의 전압을 읽는 타이밍이，파워 MOSFET Q1의 온 저항이 미리 설정된 제２의 저항치가 되는 시점（일예 : 통상시의 저항 값이　 제１의 저항치의 １０ 배)이 되도록 제어된다．이로 인해，상기 파워MOSFET Q1의 온 저항이 상기 제２의 저항치로 된 소정의 스위프 시간이 경과한 시점에서，상기 MPU(322)의 제어를 전압 검출 회로(330)가 전압치를 읽어 들이도록 제어된다．
이상 검출 회로(350)는 상기 ２차 전지(312)의 셀 전압 및 파워MOSFET Q1，Q2의 소오스와 드레인 사이를 흐르는 피측정 전류 등(방전 전류／충전 전류)이 정보를 읽어들이고，과충전，과방전，과전류，단락회로 등의 이상의 발생을 검출하는 곳이다. 이러한 이상발생시에는，파워 MOSFET Q2의 게이트 또는 상기 게이트 전압 제어 회로(360)을 제어하고，상기 전류 흐름을 차단하는 보호기능역할을 하게 된다.
게이트 전압 제어 회로(360)은，상기 제어 회로(340) 및 상기 이상 검출 회로(350)의 제어에 의하여，파워 MOSFET Q1의 게이트를 제어하는 곳이다.
즉，게이트 전압 제어 회로(360)은，도 2에 도시된 바와 같이 제어 회로(340)로 부터의 출력이 인버터 회로(360ａ)에 공급된다．그 인버터 회로(360ａ)의 출력은，ＮＡＮＤ 회로(360ｂ)의 입력단의 한편에 공급된다．그 ＮＡＮＤ 회로(360ｂ)의 입력단의 다른 방향으로는，상기 이상 검출 회로(350)에 의해 출력이 공급된다．
NAND 회로(360ｂ)의 출력은，인버터 회로(360ｃ，360ｄ)를 거쳐，스위프 회로(361)을 구성한 파워MOSFET(361ａ)의 게이트에 공급됨과 동시에，NAND 회로(360ｅ)의 입력단의 한편에 공급된다．파워MOSFET(361ａ)는，소오스가 제１의 전위인 전원 전압 VDD에 접속되어，드레인이 상기 파워 MOSFET Q1의 게이트에 접속된다.
NAND 회로(360ｅ)의 입력단의 다른 방향으로는，상기 이상 검출 회로(350)로부터의 출력이 공급된다．이 NAND 회로(360ｅ)의 출력은，인버터 회로(360ｆ)를 거 쳐，전압 플로워 구성으로 되었던 연산 증폭기(360ｇ)에 공급된다．
상기 인버터 회로(360ｆ)의 출력 신호는 상기 연산 증폭기(360ｇ)를 온／오프의 상태를 제어하는 신호가 된다．
상기 연산 증폭기(360ｇ)는 반전 입력단（－）과 비반전 입력단（＋）의 전압을 비교한 차동단과 ，파워MOSFET(361c)와，정전류원(361ｂ)로 된 출력단에 의하여 구성되고，파워MOSFET(361c)의 게이트에 차동단으로부터의 신호가 공급된다．
상기 정전류원(361ｂ)는 연산 증폭기(360ｇ)의 출력단의 일부임과 동시에，상기 스위프 회로(361)의 방전 회로이기도 한다．
연산 증폭기(360ｇ)의 출력단（이 경우，상기 파워MOSFET 361c 와 정전류원361ｂ와의 접속점)에는 그 반전 입력단（－） 및 파워MOSFET Q1의 게이트가 접속되고 있다．한편，연산 증폭기(360ｇ)의 비반전 입력단（＋)에는，상기 파워MOSFET Q1의 게이트 전압（Vgs)의 하한에 제한을 주기 위한 기준 전압 Vref가 공급된다．
또한，상기 이상 검출 회로(350)의 출력은，인버터 회로(360ｉ，360ｊ，360ｋ)를 거쳐 파워MOSFET(360ｍ)의 게이트에 공급된다．그 파워 MOSFET(360ｍ)는，드레인이 상기 파워MOSFET Q1의 게이트에 접속되어，소오스가 제２의 전위인　접지(－단자)에 접속된다．
그리고, 파워MOSFET Q1의 게이트와 소오스 사이에는，상기 스위프 회로(361)을 구성한 캐패시터(360ｎ)가 구성된다.
이러한 구성으로 이루어진, 휴대 기기의 동작은 이상 검출 회로(350)보다 통상 동작 모드를 설정한 "H" 레벨의 신호가 출력된다．그러면 파워MOSFET(360ｍ)가 오프 상태로 된다．이와동시에 제어 회로(340)에서는 스위프 동작 오프 모드를 설정한 "L" 레벨의 신호가 출력된다．그러면，스위프 회로(361)의 파워MOSFET(361ａ)가 온 상태가 됨과 동시에，연산 증폭기(360ｇ)가 오프 상태, 즉, 연산 증폭기(360ｇ)의 출력이 하이·임피던스상태로 된다．이로인해 스위프 회로(361)의 캐패시터(360ｎ)가 전하에 의하여 충전된다．이러한 동작시에는，저항치가 제１의 저항치로 된 파워MOSFET Q1의 소오스 와 드레인 사이를 흐르는 방전 전류가，전압 검출 회로(330)에 의하여 제어 회로 (340)의 제어에 의하여 소정의 타이밍으로 반복해서 받아들이게 된다.
일예로, 방전 전류가 미세한 휴대용 기기의 대기시에 있어서는，제어 회로( 340)보다 스위프 동작 온 모드를 설정한 "H" 레벨의 신호가 출력된다．그러면，스위프 회로(361)의 파워MOSFET(361ａ)가 오프 상태가 됨과 동시에，연산 증폭기(360ｇ)가 온 상태로 된다．이로 인해 스위프 회로(361)의 캐패시터(360ｎ)에 충전되어 있는 전하가 정전류원(361ｂ)를 이용하여 방전된다．그 결과，파워MOSFET Q1의 게이트 전압이 서서히 저하되고，이와 동시에 파워MOSFET Q1의 온 저항이 서서히 상승된다．그리고，제어 회로(340)의 제어에 의하여 저항치가 제２의 저항치로 된 타이밍에，파워MOSFET Q1의 소오스와 드레인사이를 흐르는 방전 전류（일예 : 대기상태 전류)가 전압 검출 회로(330)에 의하여 발생된다.
또한，상기 방전 전류의 측정중에 파워MOSFET Q1을 완전하게 오프시키는 것은 문제가 있다． 그렇기 때문에 파워MOSFET Q1의 게이트 전압은 기준 전압 Vref이하로 저하되지 않도록 설정된다.
또한, 이상전류발생시에는 이상 검출 회로(350)보다 보호 동작 모드를 설정한 "L"레벨의 신호가 출력된다．그 이유는 파워 MOSFET(360ｍ)가 온 상태로 되고, 그로 인해 파워MOSFET Q1이 오프 상태로 되어，２차 전지(312)에 연결된 전류 흐름이 차단된다．
MPU(322)는 도 1에 도시된 바와 같이，상기 전압 검출 회로(330)로 부터 공급되는 전압치 데이터，온도 데이터 및 전지전압 데이터를，잔량 예측을 위한 정보로서 이용하고 ２차 전지 312의 잔량을 예측하고，기기 본체등의 LCD 창(323)에 표시하는 곳이다．이러한 MPU(322)에는，잔량 예측을 실행하기 위한 정보를 저장한 램(322ａ)과, 잔량 예측을 실행하기 위한 연산 프로그램등을 저장한 롬(322ｂ)이 접속되어 연결된다.
그리고, 램(322ａ)에는，상기 스위프 동작모드에 있어서，상기 전압 검출 회로(330)로의 전압치를 읽는 타이밍을 설정해 준다. 이러한 타이밍은 파워 MOSFET Q1의 온 저항이 제２의 저항치가 된 스위프 시간으로 기억된다.
도 3은 상기 스위프 동작 온 모드시에 있어서，파워 MOSET Q1의 게이트 전압의 변화와 시간과의 관계를 나타내는 것이다.
이는 스위프 동작모드가 설정되면，파워MOSFET Q1의 게이트 전압은，전원 전압 VDD이 기준 전압 Vref까지 서서히 저하된다. 이때, 파워 MOSFET Q1의 온 저항이 미리 설정한 온 저항(제２의 저항치)이 되는 게이트 전압（ΔＶ）에 대응된다.
그리고, 스위프 동작 온 모드의 시작으로부터의 스위프 시간 ΔＴ가，상기 스위프 동작모드에 있어서，상기 전압 검출 회로(330)의 전압을 읽는 타이밍으로서 ，램(322ａ)에 기억된다.
이하, 상기와 같은 구성을 통해 전류 측정 회로에서의 피측정 전류（방전 전류)의 측정 동작에 관하여 설명한다．
도 1에 도시된 바와 같이, 전지팩이 휴대 기기의 본체에 장착된 상태에서，휴대폰등의 기기의 동작시에 있어서，이상 검출 회로(350)의 제어에 의하여 파워MOSFET Q1，Q2가 함께 온(ON) 되면서 동작 모드가 설정된다．이때，제어 회로(340)로부터의 출력에 의하여 전압 검출 회로(330)가 제어되어，
이로 인해 게이트에서의 전원 전압 VDD 공급에 의하여 제1의 저항치로 된 파워 MOSFET Q1의 소오스와 드레인 사이에 방전 전류가 흘렀을 경우에 이를 받아들이는 파워MOSFET Q1의 온 저항이 미리 설정된 제2의 저항치로 되는 소정의 스위프 시간이 경과한 시점에서, 파워MOSFET Q1의 소오스와 드레인 사이에 발생되는 전압값(Vgs)으로서 받아들여진다. 이어서，디지털화된 전압 데이터는 MPU(322)에 보내진다．그리고，２차 전지(312)의 잔량 예측을 위한 정보로 된다．
MPU(322)로는 전압 검출 회로(330)으로부터의 정보를 기초로 하여 ２차 전지 (312)의 잔량을 예측하고，그 결과를 LCD 창(323_에 표시한다．또한，MPU(322)로는 ，제어 회로(340)을 제어하고，전압 검출 회로(330)로의 전압치 데이터의 취입을 소정의 타이밍에 반복，２차 전지(312)의 잔량을 정기적으로 예측하고，LCD 창(323)로 표시하게 된다．
그리고, 휴대 기기의 대기시에는，전압 검출 회로(330)로 검출할 수 없는 정도에까지 방전 전류가 미세하게 되면，MPU(322)에 의하여，제어 회로(340)를 통해 제어되어 게이트 전압 제어 회로(360)의 스위프 동작 온 모드가 설정된다．이때 파워MOSFET Q1의 게이트 전압이 서서히 저하되고, 파워MOSFET Q1의 온 저항이 서서히 상승된다．그리고，그 저항치가 제２의 저항치(일예 : 온 저항이 통상시의 １０ 배)로 된 타이밍에 제어 회로(340)의 제어에 의하여，파워MOSFET(Q1)의 소오스와 드레인 사이를 흐르는 미세한 방전 전류가 전압 검출 회로(330)에 의하여 받아들여지게 된다.
그 전압 검출 회로(330)에 의해 방전 전류가 받아들여지고，디지털화되는 전압치 데이터는，MPU(322)에 보내진다．이로 인해, MPU(322)에 있어，전압 검출 회로(330)로부터의 정보를 기초로 하여 ２차 전지(312)의 잔량의 예측이 똑같이 하여 행해지고，그 결과가 휴대용 기기의 LCD 창(323)에 표시된다．
이처럼，방전 전류의 측정에，본래 이상발생시에 ２차 전지(312)에 연결된 전류 흐름을 차단하기 위해 설치된 파워 MOSFET Q1의 온 저항을 이용할 수 있도록 하고 있다．즉，파워 MOSFET Q1의 온 저항을 변화시키는 것에 의하여，큰 전압으로서，방전 전류를 측정할 수 있도록 하고 있다．이것에 의해，전류검출저항 Rcs를 이용하지아니하고，미세한 피측정 전류를 용이하게 측정하는 것이 가능해진다．따라서 미세한 피측정 전류도 정확하게 측정할 수 있고，종래의 바 그래프로 표시하고 있던 ２차 전지의 잔량을 시간 단위로 표시할 수 있는 등，고정밀의 예측이 용이하게 가능해지는 것이다．
또한. 파워 MOSFET Q1의 온 저항을 시간과 함께 변화시켜서，미리 설정한 온 저항으로 된 스위프 시간 타이밍에 미세한 방전 전류를 읽을 수 있기 때문에 게이트 전압 제어 회로(360)이나 파워 MOSFET Q1등의 회로 소자의 불규칙함을 시간의 불규칙함으로 대치하는 것이 가능해진다．그 결과 시간에 의한 조정，즉 소프트웨어의 조정에 의한 대응이 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 이상 검출 회로(350)에 의하여 방전 전류의 이상이 검출된 경우에는 보호 동작이 행해진다．
즉，게이트 전압 제어 회로(360)을 이용하여，파워 MOSFET Q1의 게이트가 제어되고, 이로 인해 파워 MOSFET Q1이 오프 상태로 되어 ２차 전지(312)에 연결된 전류 흐름이 차단된다．
또 다른 일실시예로 도 4는 본 발명의 제２의 실시 형태에 관련되어，게이트 전압 제어 회로에 있어서 스위프 회로의 다른 구성예를 나타내는 것이다．
스위프 회로(362)는 ，일예로, 한 끝이 파워 MOSFET Q1의 게이트에 접속되어 다른 단이 제１의 전위인 전원 전압 VDD에 접속된 스위치(362ａ)와，한 끝이 파워 MOSFET Q1의 게이트에 접속되어 다른 단이 제２의 전위인 접지 전위에 접속된 캐패시터(362ｂ)와，한 끝이 파워 MOSFET Q1의 게이트에 접속되어 다른 단이 접지 전위, 즉 제２의 전위에 접속된 정전류원(방전 회로）(362ｃ)를 갖춰 구성된다．
이러한 스위프 회로(362)의 경우，도 2의 파워 MOSFET(361ａ)에 상당한 상기 스위치(362ａ)를 오프 상태로 하여, 도 2의 정전류원(361ｂ)에 상당한 상기 정전류 원(362ｃ)를 이용하여，도 2의 캐패시터(360ｎ)에 상당한 상기 캐패시터(362ｂ)에 충전된 전하를 방전시키는 것에 의하여，파워 MOSFET Q1의 게이트 전압을 시간의 경과와 동시에 변화시키도록 구성할 수가 있다.
이상에서 설명드린 바와 같이, 본 발명에 따른 2차전지 잔량 측정용 집적회로에 의하면，미세한 전류를 정확하게 측정할 수 있고，２차 전지의 잔량을 고정밀도로 예측할 수 있는 좋은 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 기기 본체 또는 충전기의 단자에 접속된 단자（＋，－）(311ａ，311ｂ) 사이에 １개 또는 여러 개의 ２차 전지(312)가 직렬로 접속되어 전류가 흐르고, 그 전류가 흐르는 도중，이상 전류 발생시에 전류 흐름을 차단하기 위한 파워MOSFET Q１，Q２가 직렬로 형성된I.C 기판(321)으로 이루어지고,
    상기 I.C 기판(321)상에는,
    파워MOSFET Q1의 소오스와 드레인 사이를 흐르는 피측정 전류(방전 전류)를 전압치(Vgs)로서 검출하기 위한 전압 검출 회로(330)와,
    전압 검출 회로(330)으로 부터 공급되는 전압치 데이터，온도 데이터 및 전지전압 데이터를，잔량 예측을 위한 정보로서 이용하고 ２차 전지 312의 잔량을 예측하고，기기 본체등의 LCD 창(323)에 표시하는 MCU(322)와,
    MPU(322)의 출력에 근거하여，상기 전압 검출 회로 (330)로의 전압을 읽는 타이밍을 제어하거나，게이트 전압 제어 회로(360)의 동작 모드의 변경상태를 나타내는 스위프 전압 발생 유무 등을 제어하는 제어 회로(340)와,
    ２차 전지(312)의 셀 전압 및 파워MOSFET Q1，Q2의 소오스와 드레인 사이를 흐르는 피측정 전류 등(방전 전류／충전 전류)이 정보를 읽어들이고，과충전，과방전，과전류，단락회로 등의 이상의 발생을 검출하는 이상 검출 회로(350)와,
    제어 회로(340) 및 상기 이상 검출 회로(350)의 제어에 의하여 파워 MOSFET Q1의 게이트를 제어하는 게이트 전압 제어 회로(360)로 이루어져 구성된 것에 있어서,
    게이트 전압 제어 회로는 시간의 경과에 따라 파워MOSFET Q1의 소오스와 드레인 사이의 저항이 변화하도록 하여 유입되는 게이트 전압을 변화시키기 위해 제어 회로(340)로부터의 출력이 인버터 회로(360ａ)에 공급되고, 그 인버터 회로(360ａ)의 출력이 NAND 회로(360ｂ) 입력단 일측에 공급되며, 그 NAND 회로(360ｂ) 입력단의 타측 방향으로 이상 검출 회로(350)에 의해 출력이 공급되고, 그 NAND 회로(360ｂ)의 출력이 인버터 회로(360ｃ，360ｄ)를 거쳐 스위프 회로(361)을 구성한 파워MOSFET(361ａ)의 게이트에 공급됨과 동시에，NAND 회로(360ｅ)의 입력단 일측에 공급되며, 파워MOSFET(361ａ)의 소오스가 제１의 전위인 전원 전압 VDD에 접속되어 드레인이 파워 MOSFET Q1의 게이트에 접속되며, NAND 회로(360ｅ) 입력단 일측에 이상 검출 회로(350)로부터의 출력이 공급되고, 그 NAND 회로(360ｅ)의 출력이 인버터 회로(360ｆ)를 거쳐전압 플로워로 구성된 연산 증폭기(360ｇ)에 공급되며, 인버터 회로(360ｆ)의 출력 신호가 연산 증폭기(360ｇ)를 온／오프의 상태를 제어하는 신호가 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 잔량 측정용 집적회로.
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  5. 제1항에 있어서, 연산 증폭기(360ｇ)는 반전 입력단（－）과 비반전 입력단（＋）의 전압을 비교한 차동단과 ，파워MOSFET(360a)와，정전류원(361ｂ)로 된 출력단에 의하여 구성되고，파워MOSFET(360a)의 게이트에는 차동단으로부터의 신호가 공급되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2차전지 잔량 측정용 집적회로.
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