KR100838718B1 - 배터리의 과충전 방지 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리의 과충전 방지회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 회로 구성을 통해 과충전에 의한 배터리 손상 및 이에 따른 안전사고로부터 사용자를 보호할 수 있는 과충전 방지회로에 관한 것이다. 본 발명의 과충전 방지회로는 저항소자와 MIT소자와 PTC소자와 정전압소자를 충전단자와 셀단자 사이에 설치하여 이루어진 것이다 .

과충전, 배터리, MIT소자, 정전압소자, PTC소자, 저항소자

Description

배터리의 과충전 방지 회로{Overcharge Protection Circuit For Battery}

도 1은 종래의 과충전 방지회로를 나타낸 도.

도 2는 본 발명의 과충전 방지회로를 나타낸 도.

본 발명은 배터리의 과충전 방지회로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 회로 구성을 통해 과충전에 의한 배터리 손상 및 이에 따른 안전사고로부터 사용자를 보호할 수 있는 과충전 방지회로에 관한 것이다.

통상, 이차 전지와 같은 배터리에 있어서는 보호회로를 구비하여 과충전 또는 과방전에 의한 배터리의 손상을 방지하고 있지만, 대부분 보호회로IC를 구비하거나 별도의 복잡한 과충전 방지회로를 구성하고 있어서, 비용 및 효율 측면에서 바람직하지 못한 문제점이 있었다.

또한, 이러한 보호회로를 구비하고 있더라도 한국정보통신기술협회(Telecommunication Technology Association, TTA) 인증을 받지 못한 저가의 충전기가 시중에 많이 유포되어 있어, 충전기로부터 과전압/과전류가 유입되어 배터리의 수명을 단축시키는 경우가 허다하고, 이에 따른 사고도 빈번하게 발생하고 있는 실정이다.

이를 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 10-2005-94324호에는 도 1과 같이 MIT(Metal-Insulator Transition)소자와 정전압소자를 일체로 형성하고, 이를 셀과 충전단자 사이에 개별 금속선 등을 통하여 양극 단자와 음극 단자 사이에 설치한 것이 개시되어 있다.

상기 종래의 기술에서는 , 과충전이 되게 되면 정전압소재가 발열이 일어나게 되고, 이때 점선으로 표시된 바와 같이 하나의 패키지로 형성되어 있는 MIT소자 쪽에 열이 전도되며, MIT소자는 소자의 특성상 설정된 임계온도(통상 50~150℃ 사이에 있음)를 초과하게 되면 방전이 일어나게 된다. 이러한 방전에 의해 배터리를 보호할 수 있다고 되어 있으나, MIT소자는 임계온도에 달하는 경우 저항값이 매우 낮아지게 되므로 거의 도체에 가깝게 되고, 이에 따라 배터리 셀의 양극과 음극이 서로 도통하여 쇼트가 일어나게 되는 문제점이 있다. 또한 충전단자쪽에서의 전류가 계속해서 정전압 소자로 흐르게 되어 정전압 소자가 계속해서 발열을 멈추지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 과충전시 배터리에 의한 안전사고를 방지할 수 있도록 하는 배터리의 과충전 방지회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 배터리의 과충전 방지회로는,

(+)셀단자와 (+)충전단자 사이에 일측(1)이 연결되는 저항소자와,

상기 저항소자의 다른측(2)과 그 일측(3)이 연결되는 MIT소자와;

상기 저항소자의 일측(1)과 그 일측(5)이 연결되며, 상기 MIT소자의 다른 측(4)에 그 다른측(6)이 연결되며, 상기 상기 MIT소자의 다른 측(4)에 그 다른측(6)이 연결된 지점은 (-)셀단자와 연결되는 정전압소자와;

상기 정전압소자의 다른측(6)과 그 일측(8)이 연결되며, 그 다른측(7)은 (-)충전단자와 연결되는 PTC소자로 이루어지되,

상기 MIT소자와 정전압소자와 PTC소자는 서로 열전달이 이루어질 수 있도록 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 과충전 방지회로는 저항소자를 포함하여 일체로 형성되는 것도 바람직하다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 과충전 방지회로를 나타낸 것으로, 저항소자의 일측(1)이 (+)셀단자와 (+)충전단자 사이에 연결되어 있으며, 상기 저항소자의 다른측(2)과 MIT소자의 일측(3)이 연결되며, 상기 저항소자의 일측(1)과 정전압소자의 일측(5)이 연결되며, 상기 MIT소자의 다른 측(4)에 정전압소자의 다른측(6)이 연결되며, 상기 상기 MIT소자의 다른 측(4)에 정전압소자의 다른측(6)이 연결된 지점은 (-)셀단자와 연결되어 있고, 상기 정전압소자의 다른측(6)과 PTC소자의 일측(8)이 연결되며, PTC소자의 다른측(7)은 (-)충전단자와 연결되어 있다.

이러한 회로 구성에 의하면, 과충전시 정전압소자에서 발열이 일어나게 되며, 이러한 열은 서로 열전달이 잘 일어나도록 일체로 형성된 MIT소자와 PTC소자에 전달되며, MIT소자는 도체로 성질이 바뀌게 되며, PTC소자는 저항이 높아져 전류의 흐름이 차단되게 한다. 이때 MIT소자와 직렬연결된 저항소자는 (+)셀단자와 (-)셀단자가 도통되어 쇼트되는 것을 막아주며, 셀은 서서히 방전이 되게 된다. 또한 PTC소자는 (-)충전단자와 정전압소자의 다른측(6) 사이의 전류를 차단하여 정전압소자가 더이상 과열되지 않도록 하게 된다.

이때 사용될 수 있는 정전압소자는 바리스터나 제너 다이오드를 사용할 수 있으며, 저항소자는 통상의 저항을 사용하면 된다.

MIT소자, PTC소자, 정전압소자는 각각 종래의 기술에 개시된 대로 서로 접촉시킨 뒤 외장재로 도포하여 일체로 형성할 수도 있고, 서로 접촉시켜 단일 칩 형태로 제조하는 것도 바람직하다. 이때 저항소자를 포함하여 일체로 형성하는 것도 가능하다.

본 발명에 의하면, 과충전시 배터리 셀 단자 사이의 단락사고도 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 충전기로부터 전류의 유입을 차단하여 정전압회로가 더이상 과열되지 않도록 할 수 있기 때문에 과충전시 배터리에 의한 안전사고를 방지할 수 있으며, 그 회로가 단순하면서도 안전한 효과가 있다.

Claims (2)

1. (+)셀단자와 (+)충전단자 사이에 일측(1)이 연결되는 저항소자와,

   상기 저항소자의 다른측(2)과 그 일측(3)이 연결되는 MIT소자와;

   상기 저항소자의 일측(1)과 그 일측(5)이 연결되며, 상기 MIT소자의 다른 측(4)에 그 다른측(6)이 연결되며, 상기 상기 MIT소자의 다른 측(4)에 그 다른측(6)이 연결된 지점은 (-)셀단자와 연결되는 정전압소자와;

   상기 정전압소자의 다른측(6)과 그 일측(8)이 연결되며, 그 다른측(7)은 (-)충전단자와 연결되는 PTC소자;로 이루어지되,

   상기 MIT소자와 정전압소자와 PTC소자는 서로간에 열전달이 이루어질 수 있도록 일체로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리의 과충전 방지회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 저항소자도 상기 MIT소자와 정전압소자와 PTC소자와 함께 일체로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리의 과충전 방지회로.

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