KR100907360B1 - 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치 - Google Patents

배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100907360B1
KR100907360B1 KR1020010085930A KR20010085930A KR100907360B1 KR 100907360 B1 KR100907360 B1 KR 100907360B1 KR 1020010085930 A KR1020010085930 A KR 1020010085930A KR 20010085930 A KR20010085930 A KR 20010085930A KR 100907360 B1 KR100907360 B1 KR 100907360B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
circuit
battery
current
secondary battery
Prior art date
Application number
KR1020010085930A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020057793A (ko
Inventor
사쿠라이아츠시
Original Assignee
세이코 인스트루 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 세이코 인스트루 가부시키가이샤 filed Critical 세이코 인스트루 가부시키가이샤
Publication of KR20020057793A publication Critical patent/KR20020057793A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100907360B1 publication Critical patent/KR100907360B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

배터리 장치의 배터리 상태 감시회로는, 배터리 장치가 과충전, 과방전, 및 과전류의 각각의 보호상태가 될 때의 검출지연과, 배터리 장치가 각각의 보호 상태로부터 해제될 때의 해제지연 모두가 확보되는 구성을 갖는다.

Description

배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치{BATTERY STATE MONITORING CIRCUIT AND BATTERY DEVICE}
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치를 도시하는 회로 블록도,
도 2는 종래의 예에 의한 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치를 도시하는 회로 블록도,
도 3은 종래의 다른 예에 의한 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치를 도시하는 회로 블록도,
도 4는 본 발명에 사용되고 있는 지연회로(109)의 예를 도시하는 회로 블록도,
도 5는 본 발명에 사용되고 있는 지연회로(809)의 예를 도시하는 회로 블록도.
도 6은 본 발명에 사용되고 있는 지연회로(809)의 다른 예를 도시하는 회로 블록도,
도 7은 본 발명에 사용되고 있는 지연회로(109)의 다른 예를 도시하는 회로 블록도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치 를 도시하는 회로 블록도,
도 9는 종래의 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치에 있어서 충전이 되면서 펄스적인 방전 동작이 발생하는 경우의 타이밍 차트,
도 10은 본 발명에 의한 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치에 있어서 충전이 되면서 펄스적인 방전 동작이 발생하는 경우의 타이밍 차트,
도 11은 종래의 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치에 있어서 과방전 보호상태로 들어가는 순간의 타이밍 차트,
도 12는 본 발명에 의한 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치에 있어서 과방전 보호상태로 들어가는 순간의 타이밍 차트이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
109, 110, 111 : 해제 지연회로 201 : 2차 전지
202 : 배터리 상태 감시회로 203 : 스위치 회로
204 : 외부단자 +V0 205 : 외부단자 -V0
301 : 충전기 302 : 부하
303 : FET-A 304 : FET-B
305 : 논리회로 306 : 과충전 검출회로
307 : 과방전 검출회로 308 : 과전류 검출회로
309, 310, 311 : 검출 지연회로 401 : 비교기
402 : 콘덴서 403, 404, 407, 501 : 저항기
405, 406, 601, 602 : 스위치 701 : 정전류
702 : 기준전압
809, 810, 811 : 검출해제 지연회로
본 발명은 2차 전지의 충/방전 동작을 제어할 수 있는 배터리 상태 감시회로, 및 그 회로를 이용하는 배터리 장치에 관한 것이다.
종래의 2차 전지로 형성된 배터리 장치로서, 도 2의 회로 블록도에 도시된 전원공급장치가 알려져 있다. 예를 들면, 일본특허출원 공개 제4-75430호에는 도 2에 도시된 전원공급장치의 구조가 개시되어 있다. 이 구조에서는, 외부단자-V0 (205) 또는 +V0 (204)에 전류 제한 수단인 스위치 회로(203)를 통하여 2차 전지(201)가 접속되어 있다. 또한, 2차 전지(201)와 병렬로 배터리 상태 감시회로(202)가 접속되어 있다. 배터리 상태 감시회로(202)는, 2차 전지(201)의 전압 및 전류를 검출하는 기능이 있다. 2차 전지(201)가 소정 전압값보다 높은 과충전 상태, 2차 전지(201)가 소정 전압값보다 낮은 과방전 상태, 및 스위치 회로(203)에 소정 전류값보다 높은 전류값이 흘러 외부단자-V0 (205)가 소정 전압에 도달하는 과전류 상태 중 어느 하나의 경우에, 스위치 회로(203)가 오프(off)되어 충전 전류 또는 방전 전류를 억제하도록 배터리 상태 감시회로(202)로부터 충/방전 금지신호가 출력된다. 이 후, 2차 전지(201)가 과충전 상태, 과방전 상태 또는 과전류 상태에서 충전 동작 또는 방전 동작을 정지하게 되는 상태를 각기 과충 전 보호상태, 과방전 보호상태, 또는 과전류 보호상태라 부른다.
또한, 배터리 상태 감시회로가 실용적인 기능을 갖는 배터리 장치의 종래예로서, 도 3의 블록도에 도시된 배터리 장치가 또한 알려져 있다. 도 3을 참조하면, 과충전 검출회로(306), 과방전 검출회로(307), 과전류 검출회로(308), 지연회로(309, 310, 311), 및 논리회로(305)는 함께 결합되어 배터리 상태 감시회로(202)가 된다. 도 3에서, 충전기(301)는 외부단자 +V0(204)와 -V0(205) 사이에 접속되고, 2차 전지(201)가 충전 전압의 상한 이상이 될 때, 과충전 검출회로(306)로부터 과충전 검출신호가 지연회로(309)로 출력되고, 과충전 검출신호가 주어진 시간 이상 계속될 때, 지연회로(309)로부터 과충전 검출신호가 논리회로(305)로 출력된다. 또한, 부하(302)가 외부단자 +V0(204)와 -V0(205) 사이에 접속된다. 2차 전지(201)가 방전 전압의 하한 이하가 될 때, 과방전 검출회로(307)로부터 과방전 검출신호가 지연회로(310)로 출력되고, 과방전 검출신호가 소정 시간 이상 계속될 때, 지연회로(310)로부터 과방전 검출신호가 논리회로(305)로 출력된다. 또한, 스위치 회로(203)에 흐르는 방전 전류가 상한 이상이 되고 외부단자-V0(205)의 전위가 소정값 이상이 될 때, 과전류 검출회로(308)로부터 과전류 검출신호가 지연회로(311)로 출력되고, 과전류 검출신호가 소정 시간 이상 계속될 때, 지연회로(311)로부터 과전류 검출신호가 논리회로(305)로 출력된다. 과충전 검출신호를 입력할 때, 논리회로(305)는 충전 금지신호를 FET-B(304)로 출력함으로써, 충전 전류를 정지시킬 수 있다. 또한, 과방전 검출신호 또는 과전류 검출신호를 입력할 때, 논리회로(305)는 과방전 금지신호를 FET-A(303)로 출력함으로써, 방전 전류를 정지시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 구성된 종래의 전원공급장치에서는, 충전 전류 또는 방전 전류가 정지할 때까지 지연 시간, 즉, 과충전 검출 지연시간, 과방전 검출 지연시간, 및 과전류 검출 지연시간을 확보할 수 있다. 이들 지연 시간은 일시적인 노이즈 등에 의해 발생되는 오동작을 방지하기 위해 필요하다.
그러나, 도 3에 도시된 바와 같이 구성된 종래의 전원공급장치는 정지된 충전 전류 또는 방전 전류를 복귀시키기 위한 지연시간, 즉, 과충전 해제 지연시간, 과방전 해제 지연시간, 및 과전류 해제 지연시간을 확보할 수 없다. 이 때문에, 다음과 같은 문제가 발생한다.
예를 들면, 종래의 배터리 장치에서는, 도 9의 타이밍 차트에 도시된 바와 같이 충전이 되면서 펄스적인 방전이 발생하는 경우에 장애가 발생한다. 먼저, 펄스상의 방전 전류가 흐른다. 2차 전지(201)의 내부 임피던스에서 전압 강하가 일어날 때, 공급 전압은 일시적으로 과충전 전압보다 낮게 된다. 이에 의해, 과충전 보호상태가 순간적으로 해제된다. 그 결과, 과충전 검출 지연시간 동안 충전 전류가 흐른다. 상기 동작이 펄스 동작에 따라 반복된다. 따라서, 2차 전지(201)의 전압이 과충전 전압 이상으로 상승하더라도, 배터리 상태 감시회로는 소정 전압에서 과충전 보호상태를 유지할 수 없고, 펄스 형태로 충전 동작이 계속된다고 하는 문제가 발생한다.
또한, 종래의 배터리 장치에서는 이 배터리 장치가 도 11에 도시된 타이밍 차트에 도시된 바와 같이 과방전 보호상태로 들어가는 순간에 장애가 발생한다. 먼저, 과방전 전류는 과방전 보호상태에 들어가는 순간에 방전 전류가 정지한다. 그 다음, 배터리 전압은 2차 전지(201)의 기생 코일 성분 등에 기인하여 일시적으로 상승하여 과방전 전압을 초과한다. 그 다음, 과방전 보호 상태가 순간적으로 해제된다. 그 결과, 과방전 검출 지연시간 동안 방전 전류가 흐르게 된다. 상기 동작은 과방전 검출 지연시간에 따라 반복되고, 발진이 일어난다. 따라서, 2차 전지(201)의 전압이 하강하더라도, 배터리 상태 감시회로는 소정 전압에서 과방전 보호 상태를 유지할 수 없어, 방전 동작이 계속되는 문제가 있다. 과방전 보호 상태가 유지될 수 없는 것은 전지 수명에 악영향을 주기 때문에, 종래의 배터리 상태 감시회로를 이용하는 배터리 장치에서는 수명이 짧다는 문제가 발생한다.
또한, 종래의 배터리 장치에서는, 과전류 보호 상태에 들어가는 순간에 방전 전류가 정지할 때 외부 부하의 코일 성분 등에 기인하여 -V0(205)의 전압이 일시적으로 하강하기 때문에, 이 순간에 과전류 보호상태가 해제된다. 동작 원리는 과방전 상태의 장애에서와 동일하다. 따라서, 스위치 회로(203)에 큰 전류가 흐르더라도, 배터리 상태 감시회로는 소정 전류로 과전류 보호상태를 유지할 수 없어, 방전 동작이 계속된다는 문제가 있다. 과방전 보호상태가 유지될 수 없는 것은 스위치 회로의 수명에 악영향을 주기 때문에, 종래의 배터리 상태 감시회로를 이용하는 배터리 장치에서는 수명이 짧다는 문제가 발생한다.
본 발명은 종래의 배터리 장치가 가지고 있는 상기 문제들을 해결하기 위해 만들어졌으며, 따라서 본 발명의 목적은 과충전 보호상태, 과방전 보호상태, 및 과 전류 보호상태를 확실히 유지할 수 있는 배터리 상태 감시회로를 실현하고 수명이 길고 안전한 배터리 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면, 새롭게 과충전 해제 지연시간, 과방전 해제 지연시간, 및 과전류 해제 지연시간을 확보할 수 있는 회로를 갖는 배터리 상태 감시회로가 제공된다.
이제, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들이 보다 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치를 도시하는 회로 블록도이다. 도 1에서는, 도 3에 도시된 배터리 상태 감시회로에 해제 지연회로(109 및 110)가 새롭게 추가되어 배터리 상태 감시회로(102)를 구성하고 있다.
도 1에 도시된 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치에서는, 과충전 보호상태인 배터리 장치의 외부 단자 +V0(204)와 -V0(205) 사이에 부하(302)가 접속되고, 2차 전지(201)가 충전 전압의 상한값 이하가 될 때, 과충전 검출회로(306)로부터 과충전 해제신호가 지연회로(309)로 출력된다. 지연회로(309)는 종래예에서와 같이 과충전 검출 신호의 지연회로이기 때문에, 지연 없이 과충전 해제신호가 지연회로(109)로 출력된다. 과충전 해제신호가 소정 시간 동안 계속될 때 지연회로(109)는 과충전 해제신호를 논리회로(305)로 출력한다. 과충전 해제신호가 논리회로(305)로 입력되면, 논리회로(305)는 충전 가능 신호를 FET-B(304)로 출력 하여, 충전 동작이 가능하게 된다.
본 발명에 있어서, 도 10의 타이밍 차트에 도시된 바와 같이 충전이 되면서 펄스적인 방전 동작이 발생하는 경우, 방전이 되는 순간에 2차 전지(201)의 내부 임피던스로 전압이 강하한다. 그러나, 상기 전압 강하에 의해 과충전 보호되고자 하는 소정 전압보다 전압이 낮더라도, 지연회로(109)의 지연 시간이 상기 펄스 시간 이상 설정되면, 배터리 상태 감시회로(102)는 과충전 보호 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 2차 전지(201)의 전압이 충전 동작에 기인하여 상승하면, 배터리 장치는 소정 전압에서 과충전 보호 상태에 들어갈 수 있고, 그럼으로써 배터리의 가열 또는 파열 등의 위험이 없는 안전한 배터리 장치를 제공할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치에서는, 충전기(301)가 과방전 보호상태인 배터리 장치의 외부단자 +V0(204)와 -V0(205) 사이에 접속될 때, 그리고 2차 전지(201)가 방전 전압의 하한값 이상일 때, 과방전 검출회로(307)로부터 과방전 해제신호가 지연회로(310)로 출력된다. 지연회로(310)가 종래예에서와 같이 과방전 검출신호의 지연회로이기 때문에, 지연 없이 과방전 해제신호가 지연회로(110)로 출력된다. 지연회로(110)는 과방전 해제신호가 소정 시간 동안 계속될 때 논리회로(305)로 과방전 해제신호를 출력한다. 과방전 해제신호가 논리회로(305)로 입력되면, 논리회로(305)는 방전 가능 신호를 FET-A(304)로 출력하여, 방전 동작을 가능하게 한다.
본 발명에서는, 도 12의 타이밍 차트에 도시된 바와 같이, 과방전 보호상태에 들어가는 순간에 방전 전류가 정지할 때, 배터리 전압은 2차 전지(201)의 기생 코일 성분 등에 기인하여 일시적으로 상승한다. 그러나, 전압이 일시적 전압 상승에 기인하여 과방전 보호되고자 하는 소정 전압을 초과하더라도, 상기 일시적 전압 상승이 억제되는 시간 이상으로 지연회로(110)의 지연시간이 설정되면, 배터리 상태 감시회로(102)는 과방전 보호상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 방전 동작에 기인하여 2차 전지(201)의 전압이 하강하면, 소정 전압에서 과방전 보호상태로 들어갈 수 있고, 그럼으로써 배터리 수명을 감소시키지 않는 배터리 장치를 제공할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치에서는, 과전류 보호상태인 배터리 장치의 외부단자 +V0(204)와 -V0(205) 사이에 접속된 부하(302)가 이들 외부전극으로부터 분리되어 방전 전류를 정지시키고, 외부단자 -V0(205)의 전위는 소정값 이하가 되면, 과전류 검출회로(308)로부터 과전류 해제신호가 지연회로(311)로 출력된다. 지연회로(311)는 종래예에서와 같이 과전류 검출신호의 지연회로이기 때문에, 지연 없이 지연회로(311)는 과전류 해제신호를 출력한다. 지연회로(111)는 과전류 해제신호가 소정 시간 이상 계속되면 논리회로(305)로 과전류 해제신호를 출력한다. 과전류 해제신호가 논리회로(305)로 입력되면, 논리회로(305)는 방전 가능 신호를 FET-A(304)로 출력함으로써, 방전 동작을 가능하게 한다.
본 발명에서는, 과전류 보호상태에 들어가는 순간에 방전 전류가 정지할 때, -VO(205)의 전압은 외부 부하의 기생 코일 성분 등에 기인하여 일시적으로 하강한다. 그러나, 전압이 과전류 보호되고자 하는 소정 전압보다 일시적으로 낮더라도, 지연회로(111)의 지연시간이 상기 일시적 전압 상승이 억제되는 시간 이상으로 설정되면, 배터리 상태 감시회로(102)는 과전류 보호상태를 유지할 수 있다. 동작 원리는 과방전 상태의 경우와 동일하다. 이 때문에, 소정 전류로 과전류 보호상태에 들어가고, 그럼으로써 스위치 회로(203)의 수명을 감소시키지 않는 배터리 장치를 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명에 사용되고 있는 지연회로(109)의 예를 도시하는 회로 블록도이다. 도 4에 도시된 지연회로(109)는, 비교기(401), 콘덴서(402), 저항기들(403, 404, 407), 및 스위치들(405, 406)로 구성되어 있다. 스위치(405 및 406)는 이들(405 및 406) 중 하나의 스위치만이 온(on) 되도록 구성되어 있다. 이 예에서, 과충전 검출신호는 VDD, 과충전 해제신호는 VSS라고 가정하자. 스위치(405)는 과충전 검출신호에 응답하여 온 되고, 콘덴서(402)를 충전하며 콘덴서(402)의 플러스 단자의 전압을 VDD까지 상승시킨다. 콘덴서(402)의 플러스 단자의 전압이 저항기(403 및 404)에 의해 분압된 전압보다 높게 될 때, 비교기(401)의 출력은 VSS에서 VDD로 반전되어 과충전 검출신호를 출력한다. 이 때, 과충전 검출신호에 지연은 발생하지 않는다. 역으로, 스위치(406)가 과충전 해제신호에 응답하여 온 되고, 저항기(407)를 통해 콘덴서(402)를 방전하며 콘덴서(402)의 플러스 단자의 전압을 VSS까지 하강시킨다. 콘덴서(402)의 플러스 단자의 전압이 저항기(403 및 404)에 의해 분압된 전압보다 낮아질 때, 비교기(401)의 출력은 VDD에서 VSS로 반전되어 과충전 해제신호를 출력한다. 이 때, 과충전 해제신호에 콘덴서(402)와 저항기(407)에 응한 지연이 발생한다. 지연회로(109)는 전술한 바와 같이 단순한 회로로 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명에 사용되고 있는 지연회로(109)의 다른 예를 도시하는 회로 블록도이다. 도 7에 도시된 지연회로(109)는 일정 전류를 출력하는 정전류(701)에 의해 콘덴서(402)를 방전하여 지연을 생성하고, 이 지연을 일정 전압을 출력하는 기준전압(702)과 비교하여 출력을 반전시키고, 따라서 도 4와 같은 지연 동작을 실현하고 있다. 이 예에서, 콘덴서(402), 저항기(407), 및 정전류(701)는 조정되도록 설계되어, 지연회로(109)는 임의의 지연 시간을 실현할 수 있다.
또한, 지연회로(109)의 구성요소인 콘덴서 등이 배터리 상태 감시회로의 외부 부품으로서 형성되는 것이 가능하다. 또한, 지연회로(110 및 111)가 지연회로(109)의 회로와 동일하게 구성될 수 있고 신호 지연을 실현할 수 있다면, 지연회로(109, 110 및 111)는 상기 실시예에 한정되지 않는 각종 방식으로 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 상태 감시회로와 배터리 장치를 도시하는 회로 블록도이다. 도 8에 도시된 배터리 상태 감시회로는 도 1에 도시된 배터리 상태 감시회로의 검출지연회로(309, 310, 311)와 해제 지연회로(109, 110, 및 111) 대신에 검출해제 지연회로(809, 810, 및 811)를 제공하도록 구성되어 있다. 배터리 상태 감시회로(102)의 동작 및 발명의 효과는 도 1과 동일하다.
도 5는 본 발명에 사용되고 있는 지연회로(809)의 예를 도시하는 회로 블록도이다. 도 5는 도 4에 저항기(501)가 추가된 회로를 도시한다. 이 구성에 의해, 과충전 해제신호와 과충전 검출신호 모두에 지연이 제공될 수 있다.
도 6은 본 발명에 사용되고 있는 지연회로(809)의 다른 예를 도시하는 회로 블록도이다. 도 6의 지연회로는 도 5에 도시된 회로에 추가된 스위치들(601 및 602)을 가지고 있다. 스위치들(601 및 602) 중 하나만이 온 된다. 스위치(601)는 스위치(405)가 온 되고 과충전 검출신호가 비교기(401)로부터 출력될 때 온 되며, 그 결과 콘덴서(402)의 플러스 단자 전압이 VDD로 상승한다. 스위치(602)는 스위치(406)가 온 되고 과충전 해제신호가 비교기(401)로부터 출력될 때 온 되며, 그 결과 콘덴서(402)의 플러스 단자 전압이 VSS로 하강한다. 도 6에서는, CR 지연의 시동 전압이 VDD 또는 VSS로 고정되기 때문에, 보다 정확한 지연 시간이 얻어질 수 있다. 예를 들면, 이 구성은 짧은 시간에 검출과 해제가 교대로 발생하는 경우에 매우 효과적이다.
또한, 본 발명에서는, 도 5 및 도 6에 도시된 회로 구성이 취해질 때, 콘덴서(402)의 플러스 단자 전압이 VDD이면 배터리 장치가 과충전 검출상태이고, 역으로 콘덴서(402)의 플러스 단자 전압이 VSS이면 배터리 장치가 과충전 해제상태이고, 콘덴서(402)의 플러스 단자 전압이 VDD와 VSS 사이이면 배터리 장치가 지연시간중이도록, 콘덴서(402)의 플러스 단자 전압을 감시함으로써 배터리 상태 감시회로(102)의 상태가 간단히 파악될 수 있다.
또한, 지연회로(810, 811)가 회로(809)와 동일한 회로로 구성될 수 있고 동일한 효과를 제공한다. 또한, 신호 지연이 실현될 수 있다면, 이 실시예에 한정되지 않고 각종 방식으로 지연회로(809, 810, 811)가 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의한 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치에서는, 과충전, 과방전, 및 과전류의 각각의 보호 상태에 들어갈 때의 검출 지연과, 배터리 장치가 보호 상태로부터 해제될 때의 해제 지연 모두를 확보할 수 있다. 이 구성에 의해, 충전이 되면서 펄스화된 방전이 생기더라도, 배터리 상태 감시회로는 과충전 보호상태를 유지할 수 있고, 그럼으로써 안전성 높은 배터리 장치를 제공할 수 있다.
또한, 배터리 장치가 과방전 보호상태에 들어가는 순간에 방전 전류가 정지하더라도, 배터리 상태 감시회로는 과방전 보호 상태를 유지할 수 있고, 그럼으로써, 전지 수명이 긴 배터리 장치를 제공할 수 있다.
또한, 배터리 장치가 과전류 보호상태에 들어가는 순간에 방전 전류가 정지하더라도, 배터리 상태 감시회로는 과전류 보호상태를 유지할 수 있고, 그럼으로써, 스위치 회로의 수명이 긴 배터리 장치를 제공할 수 있다.
또한, 지연회로의 용량 단자의 전압이 감시되므로, 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치의 상태가 파악될 수 있다.
본 발명의 앙호한 실시예들의 전술한 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 개시된 정확한 형태에 본 발명을 한정하는 것이 아니라 상기 가설에 비추어 또는 본 발명의 실행으로부터 얻어질 수 있는 변형 및 변화가 가능하다. 실시예들은 본 발명의 원리와 실제적 적용을 설명하기 위해서 선택되고 기술되며, 당해 기술 분야의 숙련된 자는 고려된 특정 사용에 적합하게 각종 실시예와 변형에 본 발명을 사용할 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위 및 그 동등물에 한정된다.

Claims (12)

  1. 충전과 방전이 가능한 2차 전지의 전류를 조절하는 전류 제한 수단을 제어할 수 있음과 함께 상기 2차 전지의 전압 또는 전류 또는 그 양쪽 모두를 감시할 수 있는 배터리 상태 감시 회로로서, 상기 배터리 상태 감시 회로 내에는 적어도,
    상기 2차 전지의 충전 가능한 상한 전압을 검출할 수 있는 검출 회로와,
    상기 2차 전지의 전압이 상기 상한 전압을 초과한 경우 상기 검출 회로가 출력하는 검출 신호와, 상기 2차 전지의 전압이 상기 상한 전압보다 낮은 경우 상기 검출 회로가 출력하는 해제 신호 양쪽 모두를, 배터리 전압의 일시적 전압 강하가 억제되는 시간 이상 동안 지연시키는 신호 지연 회로가 구비되고,
    상기 신호 지연 회로는, 콘덴서와, 상기 검출 신호에 의해 상기 콘덴서에 충전하는 제1 스위치 및 제1 저항과, 상기 해제 신호에 의해 상기 콘덴서를 방전하는 제2 스위치 및 제2 저항과, 기준 전압 발생 회로와, 상기 콘덴서의 전압과 상기 기준 전압 발생 회로의 전압이 입력되는 비교 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  2. 충전과 방전이 가능한 2차 전지의 전류를 조절하는 전류 제한 수단을 제어할 수 있음과 함께 상기 2차 전지의 전압 또는 전류 또는 그 양쪽 모두를 감시할 수 있는 배터리 상태 감시 회로로서, 상기 배터리 상태 감시 회로 내에는 적어도,
    상기 2차 전지의 방전 가능한 하한 전압을 검출할 수 있는 검출 회로와,
    상기 2차 전지의 전압이 상기 하한 전압보다 낮은 경우 상기 검출 회로가 출력하는 검출 신호와, 상기 2차 전지의 전압이 상기 하한 전압을 초과한 경우 상기 검출 회로가 출력하는 해제 신호 양쪽 모두를, 배터리 전압의 일시적 전압 상승이 억제되는 시간 이상 동안 지연시키는 신호 지연 회로가 구비되고,
    상기 신호 지연 회로는, 콘덴서와, 상기 검출 신호에 의해 상기 콘덴서에 충전하는 제1 스위치 및 제1 저항과, 상기 해제 신호에 의해 상기 콘덴서를 방전하는 제2 스위치 및 제2 저항과, 기준 전압 발생 회로와, 상기 콘덴서의 전압과 상기 기준 전압 발생 회로의 전압이 입력되는 비교 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  3. 충전과 방전이 가능한 2차 전지의 전류를 조절하는 전류 제한 수단을 제어할 수 있음과 함께 상기 2차 전지의 전압 또는 전류 또는 그 양쪽 모두를 감시할 수 있는 배터리 상태 감시 회로로서, 상기 배터리 상태 감시 회로 내에는 적어도,
    상기 전류 제한 수단에 흐르는 상한 전류를 검출할 수 있는 검출 회로와,
    상기 상한 전류를 초과했을 때에 상기 검출 회로가 출력하는 검출 신호와 상기 상한 전류보다 낮아졌을 때에 상기 검출 회로가 출력하는 해제 신호 양쪽 모두를, 배터리 전압의 일시적 전압 강하가 억제되는 시간 이상 동안 지연시키는 신호 지연 회로가 구비되고,
    상기 신호 지연 회로는, 콘덴서와, 상기 검출 신호에 의해 상기 콘덴서에 충전하는 제1 스위치 및 제1 저항과, 상기 해제 신호에 의해 상기 콘덴서를 방전하는 제2 스위치 및 제2 저항과, 기준 전압 발생 회로와, 상기 콘덴서의 전압과 상기 기준 전압 발생 회로의 전압이 입력되는 비교 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  4. 충전과 방전이 가능한 2차 전지의 전류를 조절하는 전류 제한 수단을 제어할 수 있음과 함께 상기 2차 전지의 전압 또는 전류 또는 그 양쪽 모두를 감시할 수 있는 배터리 상태 감시 회로로서, 상기 배터리 상태 감시 회로 내에는 적어도,
    상기 2차 전지의 충전 가능한 상한 전압을 검출할 수 있는 상한 전압 검출회로와,
    상기 2차 전지의 전압이 상기 상한 전압을 초과한 경우 상기 상한 전압 검출회로가 출력하는 검출 신호와, 상기 2차 전지의 전압이 상기 상한 전압보다 낮은 경우 상기 상한 전압 검출회로가 출력하는 해제 신호 양쪽 모두를, 배터리 전압의 일시적 전압 강하가 억제되는 시간 이상 동안 지연시키는 신호 지연회로와,
    상기 2차 전지의 방전 가능한 하한 전압을 검출할 수 있는 하한 전압 검출회로와,
    상기 2차 전지의 전압이 상기 하한 전압보다 낮은 경우 상기 하한 전압 검출회로가 출력하는 검출 신호와, 상기 2차 전지의 전압이 상기 하한 전압을 초과하는 경우 상기 하한 전압 검출회로가 출력하는 해제 신호 양쪽 모두를, 배터리 전압의 일시적 전압 상승이 억제되는 시간 이상 동안 지연시키는 신호 지연 회로와,
    상기 전류 제한 수단에 흐르는 상한 전류를 검출할 수 있는 상한 전류 검출 회로와,
    상기 상한 전류를 초과하는 경우 상기 상한 전류 검출회로가 출력하는 검출 신호와, 상기 상한 전류보다 낮은 경우 상기 상한 전류 검출회로가 출력하는 해제 신호 양쪽 모두를, 배터리 전압의 일시적 전압 강하가 억제되는 시간 이상 동안 지연시키는 신호 지연회로가 구비되고,
    상기 신호 지연 회로는, 콘덴서와, 상기 검출 신호에 의해 상기 콘덴서에 충전하는 제1 스위치 및 제1 저항과, 상기 해제 신호에 의해 상기 콘덴서를 방전하는 제2 스위치 및 제2 저항과, 기준 전압 발생 회로와, 상기 콘덴서의 전압과 상기 기준 전압 발생 회로의 전압이 입력되는 비교 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 신호 지연 회로에서, 상기 검출 신호의 지연 시간 및 상기 해제 신호의 지연 시간 중 어느 하나 또는 모두를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시회로.
  6. 삭제
  7. 외부 단자인 + 단자와 - 단자 사이에, 충전과 방전이 가능한 2차 전지와, 상기 2차 전지의 전류를 조절하는 전류 제한 수단과, 상기 전류 제한 수단을 제어할 수 있음과 함께 상기 2차 전지의 전압 또는 전류 또는 그 양쪽 모두를 감시할 수 있는 배터리 상태 감시 회로가 구비되어 있는 배터리 장치로서,
    상기 배터리 상태 감시회로는 청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 청구항에 기재된 배터리 상태 감시 회로인 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
KR1020010085930A 2001-01-05 2001-12-27 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치 KR100907360B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001000496A JP2002204532A (ja) 2001-01-05 2001-01-05 バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置
JPJP-P-2001-00000496 2001-01-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020057793A KR20020057793A (ko) 2002-07-12
KR100907360B1 true KR100907360B1 (ko) 2009-07-10

Family

ID=18869270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010085930A KR100907360B1 (ko) 2001-01-05 2001-12-27 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6437541B1 (ko)
JP (1) JP2002204532A (ko)
KR (1) KR100907360B1 (ko)
CN (1) CN1194456C (ko)
HK (1) HK1048848B (ko)
TW (1) TW529191B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101725499B1 (ko) * 2015-12-10 2017-04-10 현대오트론 주식회사 과충전 방지 장치 및 방법
KR20230006145A (ko) 2021-07-02 2023-01-10 엘지전자 주식회사 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10203512B4 (de) * 2002-01-30 2021-09-02 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschine mit einem elektrischen Antrieb, einem Schaltmittel und einer Batterieeinheit
KR20030078289A (ko) * 2002-03-29 2003-10-08 주식회사 프로파워 리튬이온 배터리 보호회로
JP3926718B2 (ja) * 2002-09-27 2007-06-06 セイコーインスツル株式会社 充放電制御回路および充電式電源装置
JP4245904B2 (ja) * 2002-11-14 2009-04-02 セイコーインスツル株式会社 電圧検出回路
US7791319B2 (en) * 2003-02-21 2010-09-07 Research In Motion Limited Circuit and method of operation for an electrical power supply
JP2005229774A (ja) * 2004-02-16 2005-08-25 Seiko Instruments Inc バッテリー状態監視回路とバッテリー装置
JP4857585B2 (ja) * 2005-04-04 2012-01-18 日立工機株式会社 コードレス電動工具
JP5118637B2 (ja) * 2005-07-14 2013-01-16 ボストン−パワー,インコーポレイテッド Liイオン電池用制御電子回路
JP5020546B2 (ja) * 2006-06-01 2012-09-05 株式会社リコー 充放電保護回路、該充放電保護回路を組み込んだバッテリーパック、該バッテリーパックを用いた電子機器、携帯ゲーム機
TWI426678B (zh) * 2006-06-28 2014-02-11 Boston Power Inc 具有多重充電率之電子裝置、電池組、充電於電子裝置中的鋰離子電荷儲存電源供應器之方法及可攜式電腦
JP2008151526A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池の劣化判定装置及びバックアップ電源
JP4546445B2 (ja) * 2006-12-21 2010-09-15 セイコーインスツル株式会社 充電式電源装置及び半導体装置
JP2008177638A (ja) * 2007-01-16 2008-07-31 Seiko Instruments Inc 遅延回路
KR100943749B1 (ko) * 2007-04-16 2010-02-23 에너그린(주) 태양광 발전 가로등
CN101425678B (zh) * 2007-10-30 2011-11-23 比亚迪股份有限公司 电池保护方法和系统
US20090153100A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-18 Fujitsu Limited Charging control apparatus controlling charging current and control method therefore
JP4824040B2 (ja) * 2007-12-14 2011-11-24 富士通株式会社 電池回路の制御装置、充電制御装置、これを用いた電子機器、および制御方法
EP2347318A1 (en) * 2008-09-12 2011-07-27 Boston-Power, Inc. Method and apparatus for embedded battery cells and thermal management
CN102422504A (zh) * 2009-05-18 2012-04-18 波士顿电力公司 可充电电池的能量效率及快速充电模式
JP2011050143A (ja) * 2009-08-26 2011-03-10 Panasonic Corp 過充電保護回路、電池パック、及び充電システム
WO2011028703A2 (en) * 2009-09-01 2011-03-10 Boston-Power, Inc. Safety and performance optimized controls for large scale electric vehicle battery systems
WO2011028695A2 (en) * 2009-09-01 2011-03-10 Boston-Power, Inc. Large scale battery systems and method of assembly
JP5601089B2 (ja) * 2010-08-23 2014-10-08 ミツミ電機株式会社 保護回路及び保護回路ic
FR2977401B1 (fr) * 2011-06-28 2013-06-28 Schneider Toshiba Inverter Systeme de gestion de l'energie electrique comportant une source d'alimentation electrique, une source d'energie renouvelable et un
US20130043841A1 (en) * 2011-08-17 2013-02-21 Pei-Lun Wei Circuit and method of measuring voltage of the battery
US20140217989A1 (en) * 2011-09-02 2014-08-07 Nec Corporation Battery control system, battery controller, battery control method, and recording medium
CN103688438B (zh) * 2012-02-01 2016-03-02 丰田自动车株式会社 蓄电系统以及用于判别蓄电块的状态的方法
JP5677362B2 (ja) 2012-04-27 2015-02-25 本田技研工業株式会社 電源劣化判定装置
JPWO2015015527A1 (ja) * 2013-07-29 2017-03-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 給電制御装置
JP6370137B2 (ja) 2014-07-09 2018-08-08 エイブリック株式会社 充放電制御回路及びバッテリ装置
CN106501585B (zh) * 2016-12-09 2020-01-07 合肥中感微电子有限公司 一种过充电检测电路和电池保护系统
JP6844511B2 (ja) 2017-11-21 2021-03-17 セイコーエプソン株式会社 携帯型情報処理装置、集積回路、及び、電池パック
JP6460218B1 (ja) * 2017-12-08 2019-01-30 ミツミ電機株式会社 二次電池保護集積回路、二次電池保護装置及び電池パック
EP3595046A1 (de) * 2018-07-09 2020-01-15 Hilti Aktiengesellschaft Akkuschutzvorrichtung
CN110095646B (zh) * 2019-04-24 2021-07-09 南京中感微电子有限公司 负压检测电路及电池保护电路
JP7489907B2 (ja) 2020-12-03 2024-05-24 エイブリック株式会社 充放電制御回路及びバッテリ装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10224981A (ja) * 1997-02-10 1998-08-21 Seiko Instr Inc 充放電制御回路
JPH11307138A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Seiko Instruments Inc バッテリー状態監視回路及びバッテリー装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2872365B2 (ja) * 1990-07-18 1999-03-17 旭化成工業株式会社 充電式の電源装置
US5764035A (en) * 1996-09-23 1998-06-09 Ericsson Inc. System and method for automatically enabling rapid charging of a battery in a portable phone

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10224981A (ja) * 1997-02-10 1998-08-21 Seiko Instr Inc 充放電制御回路
JPH11307138A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Seiko Instruments Inc バッテリー状態監視回路及びバッテリー装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101725499B1 (ko) * 2015-12-10 2017-04-10 현대오트론 주식회사 과충전 방지 장치 및 방법
KR20230006145A (ko) 2021-07-02 2023-01-10 엘지전자 주식회사 과충전 보호 관제 시스템 및 이를 이용한 과충전 보호 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TW529191B (en) 2003-04-21
CN1366189A (zh) 2002-08-28
CN1194456C (zh) 2005-03-23
JP2002204532A (ja) 2002-07-19
HK1048848B (zh) 2005-11-11
HK1048848A1 (en) 2003-04-17
US6437541B1 (en) 2002-08-20
KR20020057793A (ko) 2002-07-12
US20020089308A1 (en) 2002-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100907360B1 (ko) 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치
KR100731398B1 (ko) 충방전 제어회로 및 충전식 전원장치
KR100341133B1 (ko) 충전/방전 제어회로 및 충전식 전원장치
JP4011349B2 (ja) 再充電可能バッテリ用の充電/放電保護回路
US6563292B2 (en) Charge/discharge protection circuit with latch circuit for protecting a charge control FET from overheating
KR100981031B1 (ko) 충전/방전 보호 회로
KR101245412B1 (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
KR100777884B1 (ko) 충방전 제어회로와 충전식 전원장치
KR101211981B1 (ko) 배터리 장치
WO2005094512A2 (en) Secondary battery protection circuit with over voltage transient protection
JPH11318034A (ja) 充放電制御回路と充電式電源装置
JPH0837737A (ja) 二次電池保護装置
JP3190597B2 (ja) 充放電制御回路と充電式電源装置
JP2004120849A (ja) 外部保護回路を備えた二次電池ユニット
JP5006138B2 (ja) 充放電制御回路および充電式電源装置
US6940256B2 (en) Battery state monitoring circuit and battery device
JP4359740B2 (ja) 二次電池の保護回路
JPH10150721A (ja) 二次電池の保護回路
JP2001057740A (ja) 電池保護装置
JP2001145271A (ja) 二次電池の保護方法及び保護回路
JP3622806B2 (ja) 二次電池の過電流検出回路
JPH1189099A (ja) 充放電制御回路
JP7489907B2 (ja) 充放電制御回路及びバッテリ装置
JP7471266B2 (ja) マスク制御回路並びに該マスク制御回路を備えるコントローラ、充放電制御回路及びバッテリ装置
JP2000358335A (ja) 充放電制御用半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130621

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140702

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150618

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160617

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170616

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180619

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190619

Year of fee payment: 11