KR101621408B1 - 스위치 정상동작 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스위치의 턴온 또는 턴오프 정상동작여부를 모니터링하는 장치 및 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치는, 복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리와 외부 기기를 전기적으로 연결 및 해제시키는 트랜지스터 소자; 및 상기 트랜지스터 소자의 턴온 및 턴오프를 제어하는 신호를 상기 트랜지스터 소자로 출력하고, 상기 트랜지스터 소자의 턴온 및 턴오프 정상동작여부를 확인하기 위해 트랜지스터 소자의 중앙 단자 전압을 측정하는 제어부;를 포함한다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 팩에 스위치로 사용되는 소자의 정상동작 여부를 모니터링 할 수 있다.

Description

스위치 정상동작 모니터링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING OF SWITCH'S NORMAL OPERATING}
본 발명은 스위치 정상동작 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리와 외부 기기를 전기적으로 연결 및 해제시키는 스위치의 턴온 또는 턴오프 정상동작여부를 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인해 화석 에너지를 사용하지 않고 전기 에너지를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있다.
이에 따라 모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가하고 있고 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하는 것은 물론 수요의 형태 역시 다양해지고 있다. 고출력, 대용량 이차전지를 사용하는 전기차나 하이브리드 자동차 같은 장치에서는 다수의 이차전지 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 요구되는 출력 및 충방전 용량을 가진 배터리 팩으로 구성한다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 팩(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 배터리 팩(100)은 복수의 이차전지 셀(111)을 포함하는 어셈블리(110), 제어부(120), 트랜지스터 소자들(131, 132)로 구성된 스위치(130) 및 제어부(120)를 포함한다.
상기 어셈블리(110)의 고전위 단자(+)와 저전위 단자(-) 사이에는 상기 어셈블리(110)로부터 전력을 공급받는 부하 또는 상기 어셈블리(110)에 전력을 공급하는 충전장치가 연결될 수 있다.
상기 트랜지스터 소자들(131, 132)은 상기 어셈블리(110)의 고전위 단자(+)에 연결되어 있다. 상기 트랜지스터 소자들(131, 132)은 턴온(turn on) 및 턴오프(turn off)에 의해서 상기 어셈블리(110)와 부하 또는 충전장치를 전기적으로 연결 및 해제시킨다. 즉, 상기 트랜지스터 소자들(131, 132)은 스위치 역할을 한다.
상기 제어부(120)는 상기 어셈블리(110)에 포함된 각각의 이차전지 셀(111)의 전압을 측정하여 각각의 이차전지 셀(111)의 상태를 모니터링하거나, 상기 어셈블리(110)의 저전위 단자(-) 측에 연결된 저항 소자(140)를 통해 상기 어셈블리(110)의 충전 전력량 및 방전 전력량을 모니터링하기도 한다. 그러나 가장 중요한 역할은 상기 트랜지스터 소자들(131, 132)의 턴온 및 턴오프를 제어하는 제어 신호를 출력하는 역할이다.
도 2는 종래 기술에 따라 상기 제어부(120)와 상기 트랜지스터 소자들(131, 132)의 연결관계를 도시한 부분 확대도이다.
도 2를 참조하면, 트랜지스터 소자들(131, 132)는 전계 효과 트랜지스터(FET) 인 것을 확인할 수 있다. 두 FET의 구별을 용이하게 하기 위해, 도면의 왼쪽에 도시된 FET(131)를 CFET, 도면의 오른쪽에 도시된 FET(131)를 DFET이라고 명명하겠다. 각각의 FET은 3개의 단자를 포함하고 있는데, 각각 소스 단자(S), 게이트 단자(G), 드레인 단자(D)이다.
각 FET의 소스 단자(S)와 게이트 단자(G) 사이에는 저항 소자 R1이 연결되어 있다. 상기 저항 소자 R1은 상기 FET의 소스 단자(S)와 게이트 단자(G) 사이에 전압 차이를 발생시키기 위한 역할을 한다.
그리고, 각 FET의 게이트 단자(G)와 제어부(120) 사이에는 저항 소자 R2가 연결되어 있다. 상기 저항 소자 R2는 각 FET 소자의 게이트 단자(G)와 제어부(120) 사이에 흐르는 전류를 제한하기 위한 역할을 한다.
상기 FET의 3개 단자 중 게이트 단자(G)에 전압을 인가하면, 상기 FET 내부에 전계가 형성되어, 소스 단자(S)와 드레인 단자(D) 사이에 전류가 통하게 되는 채널(channel)이 형성된다. 즉, 상기 제어부(120)는 CFET(131) 및 DFET(132) 각각의 게이트 단자(G)에 신호를 출력하는 방식을 통해서, 상기 CFET(131) 및 DFET(132)의 턴온 및 턴오프를 제어한다.
한편, 배터리 팩(100)의 종류에 따라 상기 트랜지스터 소자들(131, 132)은 고전압 환경에 빈번하게 노출될 수 있다. 물론, 상기 트랜지스터 소자들(131, 132)은 이러한 고전압에 견딜 수 있는 소자들을 사용한다. 그러나, 반도체 소자인 트랜지스터 소자들(131, 132)에 물리적 변형이 발생할 가능성을 배제할 수는 없다. 그 결과, 상기 제어부(120)의 제어 신호에 상기 트랜지스터 소자들(131, 132)의 턴온 및 턴오프가 정상적으로 동작하지 않을 수 있다.
따라서, 상기 스위치 역할을 하는 트랜지스터 소자들(131, 132)의 턴온 및 턴오프가 정상적으로 동작하는지 모니터링하는 장치 및 방법이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리와 외부 기기를 전기적으로 연결 및 해제시키는 스위치의 턴온 또는 턴오프 정상동작여부를 모니터링하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치는, 복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리와 외부 기기를 전기적으로 연결 및 해제시키는 트랜지스터 소자; 및 상기 트랜지스터 소자의 턴온 및 턴오프를 제어하는 신호를 상기 트랜지스터 소자로 출력하고, 상기 트랜지스터 소자의 턴온 및 턴오프 정상동작여부를 확인하기 위해 트랜지스터 소자의 중앙 단자 전압을 측정하는 제어부;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 트랜지스터 소자는 2개의 전계 효과 트랜지스터이다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 전계 효과 트랜지스터의 턴온 및 턴오프를 제어하는 신호를 상기 전계 효과 트랜지스터의 게이트 단자로 출력하고, 상기 전계 효과 트랜지스터의 턴온 또는 턴오프 여부를 확인하기 위해 전계 효과 트랜지스터의 게이트 단자 전압을 측정한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 트랜지스터 소자의 턴온 또는 턴오프 여부를 확인하기 위해 측정한 트랜지스터 소자의 중앙 단자 전압과 미리 설정된 기준 전압값을 비교하여 정상동작여부를 판단한다.
본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치는 상기 트랜지스터 소자의 비정상동작 여부를 시각적 또는 청각적으로 출력하는 경고부;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 트랜지스터 소자의 턴온 또는 턴오프가 비정상동작인 경우 상기 경고부를 통해 트랜지스터 소자의 비정상동작 사실을 시각적 또는 청각적으로 경고할 수 있도록 경고 신호를 출력한다.
본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치는 상기 기준값을 저장하는 메모리부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치는, 복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리;를 포함하는 배터리 팩의 일 구성 요소가 될 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성 요소가 될 수 있다. 상기 부하는 전기 구동 수단 또는 휴대용 기기가 될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 방법은, 복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리와 외부 기기를 전기적으로 연결 및 해제시키는 트랜지스터 소자의 중앙 단자 전압 측정을 통해 트랜지스터 소자의 턴온 및 턴오프 정상동작 여부를 확인하는 스위치 정상동작 모니터링 방법으로서, (a) 상기 트랜지스터 소자의 턴온 또는 턴오프를 제어하는 신호를 상기 트랜지스터 소자로 출력하는 단계; 및 (b) 상기 트랜지스터 소자의 턴온 또는 턴오프 정상동작여부를 확인하기 위해 트랜지스터 소자의 중앙 단자 전압을 측정하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 방법은 상기 (a) 단계 이전에, 상기 트랜지스터 소자의 턴온 또는 턴오프 정상동작여부를 확인하기 위해 미리 설정된 기준 전압값을 저장하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 방법은 상기 (b) 단계 이후에, (c) 상기 트랜지스터 소자의 중앙 단자 전압과 미리 설정된 기준 전압값을 비교하여 정상동작여부를 판단하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 방법은 상기 (c) 단계 이후에, (d) 상기 트랜지스터 소자의 비정상동작으로 판단된 경우, 비정상동작 여부를 시각적 또는 청각적으로 경고할 수 있도록 경고 신호 출력하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배터리 팩에 스위치로 사용되는 소자의 정상동작 여부를 모니터링 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 비정상동작으로 판단될 경우 사용자 등에게 경고하여 조치를 취할 수 있게 한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 기술에 따른 배터리 팩의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 종래 기술에 따라 제어부와 트랜지스터 소자들의 연결관계를 도시한 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 정상동작 모니터링 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치(200)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치(200)는 트랜지스터 소자(131, 132) 및 제어부(120)를 포함한다.
상기 트랜지스터 소자(131, 132)는 복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리와 외부 기기를 전기적으로 연결 및 해제시키는 역할을 한다. 본 명세서에서 트랜지스터 소자(131, 132)란, 3개의 단자를 가지고 있으며, 3개의 단자 중 어느 하나의 단자에 전류를 흘리거나 전압을 인가하였을 때 나머지 두 개의 단자의 전류 흐름을 제어할 수 있는 반도체 소자를 의미한다. 즉, 스위치 역할을 할 수 있는 반도체 소자를 의미한다. 상기 트랜지스터 소자(131, 132)는 접합형 트랜지스터(BJT, Bi-polar Junction Transistor), 전계효과 트랜지스터(FET, Field Effect Transistor), 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor), 유적 발굴기 MOS 구조의 보조 양극 동작 FET(GTBT, Grounded-Trench-MOS Assisted Bipolar-mode Field Effect Transistor), 단접합 트랜지스터(UJT, Uni-Junction Transistor), 프로그래밍가능 UJT(PUT, Programmable Uni-junction Transistor), 포토 트랜지스터, 정전 유도 트랜지스터(SIT, Static Induction Transistor), 달링턴 트랜지스터 등 다양한 반도체 트랜지스터가 사용될 수 있다.
상기 제어부(120)는 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 턴온 및 턴오프를 제어하는 신호를 상기 트랜지스터 소자(131, 132)로 출력하고, 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 턴온 및 턴오프 정상동작여부를 확인하기 위해 트랜지스터 소자(131, 132)의 중앙 단자 전압을 측정한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 트랜지스터 소자(131, 132)는 2개의 전계 효과 트랜지스터(FET)이다. 두 FET의 구별을 용이하게 하기 위해, 도면의 왼쪽에 도시된 FET(131)를 CFET, 도면의 오른쪽에 도시된 FET(131)를 DFET이라고 명명하겠다. 각각의 FET은 3개의 단자를 포함하고 있는데, 각각 소스 단자(S), 게이트 단자(G), 드레인 단자(D)이다. 이때, 각각의 FET의 중앙단자는 게이트 단자(G)이다.
각 FET의 소스 단자(S)와 게이트 단자(G) 사이에는 저항 소자 R1이 연결되어 있다. 상기 저항 소자 R1은 상기 FET의 소스 단자(S)와 게이트 단자(G) 사이에 전압 차이를 발생시키기 위한 역할을 한다.
그리고, 각 FET의 게이트 단자(G)와 제어부(120) 사이에는 저항 소자 R2가 연결되어 있다. 상기 저항 소자 R2는 각 FET 소자의 게이트 단자(G)와 제어부(120) 사이에 흐르는 전류를 제한하기 위한 역할을 한다.
이 경우, 상기 제어부(120)는 상기 FET의 턴온 및 턴오프를 제어하는 신호를 상기 FET의 게이트 단자로 출력하고, 상기 FET의 턴온 또는 턴오프 여부를 확인하기 위해 각 FET 의 게이트 단자(G) 전압을 측정한다.
도 2 및 도 3을 함께 비교하면, 상기 제어부(120)의 2번 단자가 저항 소자 R2를 통해서 상기 CFET(131)의 게이트 단자(G)에 연결된 것을 확인할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(120)의 7번 단자가 저항 소자 R2를 통해서 상기 DFET(132)의 게이트 단자(G)에 연결된 것을 확인할 수 있다. 이 점은 도 2에 도시된 종래 기술과 도 3에 도시된 본 발명의 공통점인 것을 확인할 수 있다. 그러나 도 3에 도시된 본 발명에 따른 실시예는 도 2에 도시된 종래 기술과 달리, 상기 제어부(120)의 1번 단자가 상기 CFET(131)의 게이트 단자(G)에 연결된 것과 상기 제어부(120)의 8번 단자가 상기 DFET(132)의 게이트 단자(G)에 연결된 것을 확인할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 제어부(120)는 트랜지스터 소자의 턴온 또는 턴오프 여부를 확인하기 위해 측정한 트랜지스터 소자의 중앙 단자 전압과 미리 설정된 기준 전압값을 비교하여 정상동작여부를 판단한다.
일 예로, 상기 CFET(131)을 턴온 시키고 CFET(131)이 정상적으로 턴온되었는지는 확인하는 경우를 살펴보겠다. 먼저, 상기 제어부(120)는 2번 단자를 통해 상기 CFET(131)을 턴온 시키는 제어 신호를 출력한다. 상기 CFET(131)이 정상적으로 턴온된 경우, 상기 CFET(131)의 게이트 단자(G)에는 일정한 전압이 인가될 것이다. 그리고, 상기 제어부(120)는 1번 단자를 통해서 상기 CFET(131)의 게이트 단자(G)의 전압을 측정하고, 미리 설정된 기준 전압값을 비교하여 정상동작여부를 판단한다.
다른 예로, 상기 CFET(131)을 턴오프 시키고 CFET(131)이 정상적으로 턴오프되었는지는 확인하는 경우를 살펴보겠다. 먼저, 상기 제어부(120)는 2번 단자를 통해 상기 CFET(131)을 턴오프 시키는 제어 신호를 출력한다. 이 때 제어 신호는, 상기 CFET(131)의 턴온상태를 계속 유지시키던 제어 신호의 출력을 중단하는 형태가 될 수 있다. 상기 CFET(131)이 정상적으로 턴오프된 경우, 상기 CFET(131)의 게이트 단자(G)에는 더 이상 전압이 인가되지 않을 것이다. 그리고, 상기 제어부(120)는 1번 단자를 통해서 상기 CFET(131)의 게이트 단자(G)의 전압을 측정하고, 미리 설정된 기준 전압값을 비교하여 정상동작여부를 판단한다.
상기 예는 CFET(131)을 기준을 설명하였으나, DFET(132)에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치(200)는 상기 기준값을 저장하는 메모리부(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 메모리부(150)는 상기 제어부(120) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 상기 제어부(120)와 연결될 수 있다. 상기 메모리부는 RAM, ROM, EEPROM등 데이터를 기록하고 소거할 수 있다고 알려진 공지의 반도체 소자나 하드 디스크와 같은 대용량 저장매체로서, 디바이스의 종류에 상관 없이 정보가 저장되는 디바이스를 총칭하는 것으로서 특정 메모리 디바이스를 지칭하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치(200)는 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 비정상동작 여부를 시각적 또는 청각적으로 출력하는 경고부(160)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 제어부(120)는, 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 턴온 또는 턴오프가 비정상동작인 경우 상기 경고부(160)를 통해 트랜지스터 소자의 비정상동작 사실을 시각적 또는 청각적으로 경고할 수 있도록 경고 신호를 출력한다.
일 예로, 상기 경고부(160)는 LED, LCD, 알람 경보기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 경고부(160)는 LED를 점멸하거나 LCD에 경고 메시지를 출력하거나 알람 부저음을 발생시켜 사용자에게 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 고장 발생 사실을 경고할 수 있다. 하지만 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다. 또한, 상기 LED, LCD 및 알람 경보기는 상기 경고부의 일 예시에 불과하며, 여러 가지 변형된 형태의 시각적 또는 청각적 알람 장치가 경고부로 채용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.
상기 제어부(120)는, 상술한 제어 로직을 실행하기 위해 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 포함할 수 있다. 또한, 상술한 제어 로직이 소프트웨어로 구현될 때, 상기 제어부(120)는 프로그램 모듈의 집합으로 구현될 수 있다. 이 때, 프로그램 모듈은 상기 메모리부(150)에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치(200)는 복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리를 포함하는 배터리 팩의 일 구성 요소가 될 수 있다.
상기 어셈블리는 하나 이상의 이차전지 셀을 포함하는 것으로 이차전지 셀의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 각각의 이차전지 셀은 재충전이 가능하고 충전 또는 방전 전압을 고려해야 하는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드늄 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다. 또한, 상기 어셈블리에 포함되는 이차전지 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 배터리 팩이 이차전지 셀의 종류, 출력전압, 충전용량 등에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 팩과 배터리 팩으로부터 전력을 공급받는 부하를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다.
상기 배터리 구동 시스템의 일예로는 전기차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거(E-Bike), 전동 공구(Power tool), 전력 저장 장치(Energy Storage System), 무정전 전원 장치(UPS), 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 오디오 장치, 휴대용 비디오 장치 등이 될 수 있으며, 상기 부하의 일예로는 배터리 팩이 공급하는 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터 또는 배터리 팩이 공급하는 전력을 각종 회로 부품이 필요로 하는 전력으로 변환하는 전력 변환 회로일 수 있다.
이하에서는, 상술한 스위치 정상동작 모니터링 장치(200)의 동작 알고리즘에 해당하는 스위치 정상동작 모니터링 방법에 대해서 설명하도록 하겠다. 스위치 정상동작 모니터링 방법을 설명함에 있어서, 앞서 설명한 본 발명에 따른 각 구성 요소에 대한 반복적인 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스위치 정상동작 모니터링 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.
먼저, 단계 300에서, 상기 제어부(120)는 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 턴온 또는 턴오프 정상동작여부를 확인하기 위해 미리 설정된 기준 전압값을 상기 메모리부(150)에 저장한다. 상기 제어부(120)는 단계 300에서의 프로세스를 마치고 단계 310으로 이행한다.
다음 단계 310에서, 상기 제어부(120)는 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 턴온 또는 턴오프를 제어하는 신호를 상기 트랜지스터 소자(131, 132)로 출력한다. 상기 제어부(120)는 단계 310에서의 프로세스를 마치고 단계 320으로 이행한다.
다음 단계 320에서, 상기 제어부(120)는 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 턴온 또는 턴오프 정상동작여부를 확인하기 위해 트랜지스터 소자(131, 132)의 중앙 단자 전압을 측정한다. 상기 제어부(120)는 단계 320에서의 프로세스를 마치고 단계 330으로 이행한다.
다음 단계 330에서, 상기 제어부(120)는 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 중앙 단자 전압과 미리 설정된 기준 전압값을 비교하여 정상동작여부를 판단한다. 만약, 상기 제어부(120)가 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 작동상태를 정상동작으로 판단할 경우(단계 330의 YES), 상기 제어부(120)는 프로세스를 종료한다. 반면, 상기 제어부(120)가 상기 트랜지스터 소자(131, 132)의 작동상태를 비정상동작으로 판단할 경우((단계 330의 NO), 상기 제어부(120)는 프로세스를 단계 340으로 이행한다.
단계 340에서, 상기 제어부(120)는 비정상동작 여부를 시각적 또는 청각적으로 경고할 수 있도록 경고 신호 출력한다. 그리고, 상기 제어부(120)는 프로세스를 종료한다.
본 발명에 따르면, 배터리 팩에 스위치로 사용되는 소자의 정상동작 여부를 모니터링 할 수 있다. 또한, 비정상동작으로 판단될 경우 사용자 등에게 경고하여 조치를 취할 수 있게 한다.
한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 3에 도시된 블럭도에 대한 각 구성은 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.
즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관하게 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 배터리 팩
110 : 어셈블리
111 : 이차전지 셀
120 : 제어부
130 : 스위치
131, 132 : 트랜지스터 소자
140 : 저항 소자
150 : 메모리부
160 : 경고부
200 : 스위치 정상동작 모니터링 장치

Claims (13)

  1. 복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리와 외부 기기를 전기적으로 연결시키거나 해제시키는 전계 효과 트랜지스터 소자; 및
    상기 트랜지스터 소자의 턴온 및 턴오프를 제어하는 신호를 상기 트랜지스터 소자로 출력하는 출력포트, 상기 트랜지스터 소자의 턴온 및 턴오프 정상동작여부를 확인하기 위해 트랜지스터 소자의 게이트 단자와 직접 연결된 선로의 전압을 측정하는 입력포트를 구비한 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 입력포트를 통해 측정한 상기 게이트 단자 전압과 미리 설정된 기준 전압값을 비교하여 상기 트랜지스터 소자의 정상동작여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스위치 정상동작 모니터링 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 트랜지스터 소자의 비정상동작 여부를 시각적 또는 청각적으로 출력하는 경고부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 트랜지스터 소자의 턴온 또는 턴오프가 비정상동작인 경우 상기 경고부를 통해 트랜지스터 소자의 비정상동작 사실을 시각적 또는 청각적으로 경고할 수 있도록 경고 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스위치 정상동작 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기준 전압값을 저장하는 메모리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 정상동작 모니터링 장치.
  7. 제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 스위치 정상동작 모니터링 장치; 및
    복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  8. 제7항에 따른 배터리 팩;
    상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구동 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부하는 전기 구동 수단 또는 휴대용 기기임을 특징으로 하는 배터리 구동 시스템.
  10. 복수의 이차전지 셀을 포함하는 어셈블리와 외부 기기를 전기적으로 연결시키거나 해제시키는 전계 효과 트랜지스터 소자의 게이트 단자의 전압을 측정하여 트랜지스터 소자의 턴온 및 턴오프 정상동작 여부를 확인하는 스위치 정상동작 모니터링 방법으로서,
    (a) 출력포트를 통해 상기 트랜지스터 소자의 턴온 또는 턴오프를 제어하는 신호를 상기 트랜지스터 소자로 출력하는 단계;
    (b) 상기 트랜지스터 소자의 게이트 단자와 직접 연결된 선로의 전압을 측정하는 입력포트를 통해 상기 트랜지스터 소자의 게이트 단자 전압을 측정하는 단계; 및
    (c) 상기 트랜지스터 소자의 게이트 단자 전압과 미리 설정된 기준 전압값을 비교하여 상기 트랜지스터 소자의 정상동작여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 정상동작 모니터링 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 (a) 단계 이전에,
    상기 미리 설정된 기준 전압값을 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 정상동작 모니터링 방법.
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서, 상기 (c) 단계 이후에,
    (d) 상기 트랜지스터 소자가 비정상동작으로 판단된 경우, 비정상동작 여부를 시각적 또는 청각적으로 경고하는 경고 신호 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치 정상동작 모니터링 방법.
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