KR101628606B1 - A charge control circuit and method of over-discharge battery - Google Patents
A charge control circuit and method of over-discharge battery Download PDFInfo
- Publication number
- KR101628606B1 KR101628606B1 KR1020150020372A KR20150020372A KR101628606B1 KR 101628606 B1 KR101628606 B1 KR 101628606B1 KR 1020150020372 A KR1020150020372 A KR 1020150020372A KR 20150020372 A KR20150020372 A KR 20150020372A KR 101628606 B1 KR101628606 B1 KR 101628606B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery cell
- charging
- voltage
- discharge
- unit
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 91
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 23
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 6
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 claims description 2
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000002618 waking effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H02J7/0026—
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
-
- H02J7/027—
-
- H02J2007/004—
Abstract
Description
본 발명은 과방전 배터리의 충전제어회로 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리의 과방전 상태를 감지하여 과방전 해지 전까지 방전을 차단하고 충전만 하도록 제어하며, 완전 방전된 경우에도 충전기가 연결될 경우 충전제어 기능이 수행될 수 있도록 구성되는 과방전 배터리의 충전제어회로 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a charging control circuit and method for an overdischarge battery, and more particularly, to a charging control circuit and method for controlling an overdischarge battery charging control circuit and method. More particularly, And more particularly to a charge control circuit and method of an over-discharge battery which is configured so that a charge control function can be performed.
휴대형 전자 기기의 일례인 휴대폰, 스마트폰 또는 노트북 컴퓨터 등의 전기전자장치나 기기에서는, 기능이 복잡해지고 사용 데이터량이 많아 짐에 따라, 소비 전력이 증가하는 한편, 모바일 환경에서의 장시간 동작이 요구되고 있다.2. Description of the Related Art Electric electronic apparatuses and devices such as mobile phones, smart phones, or notebook computers, which are an example of portable electronic apparatuses, are complicated in function and have a large amount of data to be used, so that power consumption is increased and long- have.
따라서, 최근에는 휴대형 전자 기기의 배터리로서 에너지 밀도가 높은 리튬 이온(Li-ion) 전지가 주로 사용되고 있으며, 이는 적어도 하나의 배터리 셀이 하우징에 수납된 배터리 팩 형태로 구성된다.Accordingly, a lithium-ion (Li-ion) battery having high energy density is mainly used as a battery of a portable electronic device, and at least one battery cell is configured in the form of a battery pack housed in the housing.
리튬 이온 전지는 충전 또는 방전될 때, 충방전 전압 및 충방전 전류가 정밀하게 제어될 필요가 있으며, 이를 위해 통상 배터리 팩 내부에 마이크로프로세서가 설치되고, 이러한 마이크로프로세서가 충전 및 방전 중에 배터리 팩의 내부 상태를 감지하여, 전자 기기의 본체에 정보를 보내거나, 보호회로를 동작시킨다.When the lithium ion battery is charged or discharged, the charge / discharge voltage and the charge / discharge current need to be precisely controlled. To this end, a microprocessor is usually installed in the battery pack. When the microprocessor is charged and discharged, Detects the internal state, sends information to the main body of the electronic apparatus, or operates the protection circuit.
이러한 배터리는 사용 중에 충전량이 모두 소모되는 경우, 또는 사용하지 않고 장시간 방치하여 자연적으로 소모되는 경우 등에 의해 과방전 또는 완전 방전된다.Such a battery is overdischarged or completely discharged when the charged amount is exhausted during use, or when the battery is left unused for a long time and naturally consumed.
배터리 특성상 전압이 설정한 하한 전압 이하의 과방전 상태가 되면 더 이상 배터리의 사용을 방지하기 위해 방전을 차단하여 배터리를 보호하게 되는 데, 이럴 경우 즉시 충전하지 않고 방치하게 되면 미세전류 또는 자연방전에 의해 "0V"까지 방전하게 된다.If the battery is overcharged below the set lower limit voltage due to its battery characteristics, the battery is protected by blocking the discharge to prevent further use of the battery. If the battery is left without being charged immediately, To "0V"
이때, 사용자가 충전을 위해 배터리 팩에 충전기를 연결하여도 이를 관리하는 배터리 팩 내부의 마이크로프로세스는 전원이 완전 꺼져 있는 상태여서 기동(wakeup)을 하지 못하게 되어 충전기 연결을 인식하지 못하여 충전을 할 수 없게 된다.At this time, even if the user connects the charger to the battery pack for charging, the microprocess inside the battery pack can not be wakeup because the power is completely turned off, so that the charger can not be recognized and can be charged I will not.
결국, 사용자는 제조사에 배터리 복구를 의뢰하는 것에 의해 충전하는 방법밖에 없어, 정상적인 사용에 불편한 문제점이 있었다.As a result, the user can only charge the battery by requesting the manufacturer to restore the battery, which is inconvenient for normal use.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은, 배터리의 과방전 상태를 감지하여 과방전 해지 전까지 방전을 차단하고 충전만 하도록 제어하며, 완전 방전된 경우에도 충전기가 연결될 경우 충전제어 기능이 수행될 수 있도록 구성되는 과방전 배터리의 충전제어회로 및 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a battery charger that senses an overdischarging state of a battery, And to provide a charging control circuit and method for an overdischarge battery which is configured such that a charge control function can be performed when connected.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 직렬 또는 병렬 연결되는 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리셀부와; 상기 배터리셀부의 충전을 제어하는 제어부(MCU)와; 상기 배터리셀부를 충전하는 충전부와; 상기 제어부(MCU)에 기동전원을 공급하는 전원공급부; 및 상기 제어부(MCU)의 제어에 따라 상기 배터리셀부의 충전 또는 방전 상태를 절환시키는 방전스위치와 충전스위치를 구비하는 스위칭부를 포함하여 구성되며, 상기 제어부(MCU)는, 과방전 상태에서 상기 배터리셀부의 방전을 차단하고 충전만 하도록 상기 스위칭부를 제어하고, 상기 전원공급부는 완전 방전 상태에서 충전기 연결로 공급되는 전원을 상기 제어부(MCU)를 기동시키기 위한 전원으로 공급함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising: a battery cell portion including a plurality of battery cells connected in series or in parallel; A control unit (MCU) for controlling charging of the battery cell unit; A charging unit charging the battery cell unit; A power supply unit for supplying a starting power source to the control unit (MCU); And a switching unit including a discharging switch and a charging switch for switching a charging or discharging state of the battery cell unit under the control of the MCU, wherein the control unit (MCU) The power supply unit supplies power to the charger in a fully discharged state to a power source for starting the control unit (MCU).
여기서, 상기 충전부는 충전기에서 공급되는 전원을 정전압 및 정전류로 변환하여 상기 배터리셀부로 출력하여 배터리셀부를 충전할 수 있다.Here, the charging unit converts the power supplied from the charger to a constant voltage and a constant current, and outputs the converted power to the battery cell unit to charge the battery cell unit.
여기서, 상기 충전부는 기준저항과, 충전전압 설정 저항, 및 충전전류 설정 저항을 포함하여, 기준저항에 의해 설정된 전압을 기준으로 충전전압 설정 저항에 의해 충전전원을 일정한 전압으로 공급하여 충전하고, 충전전류 설정 저항에 의해 일정한 전류로 제한하여 정전압 및 정전류의 충전전원을 구성할 수 있다.The charging unit includes a reference resistance, a charging voltage setting resistor, and a charging current setting resistor. The charging unit supplies the charging power by a constant voltage based on the voltage set by the reference resistance, The constant current is limited to a constant current by the current setting resistor to constitute a constant voltage and constant current charging power source.
여기서, 상기 전원공급부는 충전기가 결합되는 충전단자에 분압저항이 연결되며, 이 분압저항과 방전단자 사이에 FET가 연결되어, 완전 방전 상태에서 분압저항에 의해 충전기에서 공급되는 전원을 분압하여 상기 제어부(MCU)에 기동전원으로 공급하고, 상기 배터리셀부 방전시 FET가 "온(ON)"되어 방전전원을 상기 제어부(MCU)의 동작전원으로 공급할 수 있다.The power supply unit is connected to a charging terminal through which a charger is coupled, and a voltage-dividing resistor is connected to the charging terminal. A FET is connected between the voltage-dividing resistor and the discharging terminal to divide the power supplied from the charger by the voltage- (MCU), and when the battery cell is discharged, the FET is turned on to supply the discharge power to the operating power of the control unit (MCU).
여기서, 상기 제어부(MCU)는 상기 배터리셀부의 배터리 셀 각각의 전압을 감지하여 저전압의 과방전 상태를 인식하며, 과방전 상태에서 상기 방전스위치를 "오프(OFF)"시키는 방전제어신호와 상기 충전스위치를 "온(ON)"시키는 충전제어신호를 출력하여 상기 배터리셀부의 방전을 차단하고 충전을 하도록 제어하고, 상기 배터리셀부의 충전량이 설정한 과방전 해지 전압 이상이면 상기 방전스위치를 "온(ON)"시키는 방전제어신호를 출력하여 방전과 충전이 함께 이루어지도록 제어할 수 있다.The controller (MCU) senses the voltage of each of the battery cells of the battery cell unit, recognizes the over-discharge state of the low voltage, and generates a discharge control signal for turning off the discharge switch in the over- The control unit outputs a charge control signal for turning on the switch so that the discharge of the battery cell unit is interrupted and charged. When the charge amount of the battery cell unit is equal to or higher than the set overdischarge voltage, the discharge switch is turned on ON ") < / RTI > to control the discharging and charging to be performed together.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 과방전 배터리의 충전제어방법은, (1) 저전압 배터리 셀을 추출하여 과방전 상태인지 여부를 확인하는 단계와; (2) 과방전 상태에서 배터리셀부의 방전을 차단하고, 충전하는 단계와; (3) 배터리셀부의 충전량이 과방전 해지 전압 이상인지 여부를 확인하는 단계; 및 (4) 과방전 해지 전압 이상이면 배터리셀부를 방전하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling charging of an over-discharge battery, comprising the steps of: (1) extracting a low-voltage battery cell to check whether the battery cell is in an over-discharge state; (2) blocking and charging a discharge of the battery cell part in an overdischarged state; (3) checking whether the charged amount of the battery cell portion is equal to or higher than an overdischarge voltage; And (4) discharging the battery cell portion if the overdischarge voltage is equal to or higher than the overdischarge voltage.
여기서, 상기 단계 (1)은 제어부(MCU)가 배터리셀부의 배터리 셀 각각의 전압을 감지하여 저전압 배터리 셀을 추출하고, 추출한 저전압 배터리 셀 중 설정한 전압 이하의 과방전 배터리셀을 추출하여 배터리셀부가 방전 상태인지 여부를 확인할 수 있다.In the step (1), the controller (MCU) senses the voltage of each of the battery cells of the battery cell unit, extracts the low-voltage battery cell, extracts the over-discharge battery cell of the extracted low- It is possible to confirm whether the additional discharge state is present or not.
여기서, 상기 단계 (2)는 과방전 상태에서 제어부(MCU)가 방전스위치를 닫고 충전스위치를 열어 배터리셀부의 방전을 차단하고, 배터리셀부가 과방전 해지 전압이 될때까지 충전만 지속하게 하는 것이 바람직하다.In step (2), it is preferable that the controller (MCU) closes the discharging switch and opens the charging switch to shut off the discharge of the battery cell part in the overdischarging state, and keeps charging only until the battery cell part becomes the overdischarge voltage Do.
본 발명에 의해, "0V"까지 완전 방전된 배터리를 제조사에 복구 의뢰하지 않더라도 충전부를 통해 충전전원이 공급될 경우 즉시 제어부(MCU)에 기동전원을 공급하여 충전을 제어할 수 있으며, 과방전 해지 전압에 도달할 때까지 방전측 스위치를 닫은 상태에서 충전만 하여, 과방전 해지 조건이 되기 전까지는 사용을 못하도록 하고 계속적인 충전으로 과방전 해지 전압 이상 도달하게 될 때 배터리를 사용할 수 있게 함으로써 배터리의 복구 성능을 향상시킬 수 있게 된다.According to the present invention, even if the battery completely discharged to "0V" is not requested to the manufacturer, charging power can be supplied to the control unit (MCU) The battery can be used only when the discharge side switch is closed until the voltage is reached and the battery can be used when the battery reaches the overdischarge voltage by continuous charging so as not to use until the overdischarge condition is reached. Recovery performance can be improved.
첨부의 하기 도면들은, 전술한 발명의 실시를 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면들에 도시된 사항에 한정해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 과방전 배터리의 충전제어회로를 나타내는 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 과방전 배터리의 충전제어회로를 나타내는 상세 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 과방전 배터리의 충전제어방법을 설명하기 위한 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 is a block diagram showing a charge control circuit of an over-discharge battery according to the present invention,
2 is a detailed circuit diagram showing a charge control circuit of an over-discharge battery according to the present invention,
3 is a flowchart for explaining a charging control method of an over-discharge battery according to the present invention.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms used in the specification and claims should not be construed in a dictionary sense, and the inventor may, on the principle that the concept of a term can be properly defined in order to explain its invention in the best way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명은 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the present specification and the drawings are only exemplary embodiments of the present invention, and since the present invention is not intended to express all of the technical ideas, various equivalents It should be understood that water and variations may exist.
도 1은 본 발명에 따른 과방전 배터리의 충전제어회로를 나타내는 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 과방전 배터리의 충전제어회로를 나타내는 상세 회로도이고, 도 3은 본 발명에 따른 과방전 배터리의 충전제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.2 is a detailed circuit diagram showing a charge control circuit for an over-discharge battery according to the present invention, and Fig. 3 is a detailed circuit diagram showing a charge control circuit for an over-discharge battery according to the present invention, Of FIG.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 과방전 배터리의 충전제어회로는, 직렬 또는 병렬 연결되는 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리셀부(10)와; 상기 배터리셀부(10)의 충전을 제어하는 제어부(MCU)(20)와; 상기 배터리셀부(10)를 충전하는 충전부(30)와; 상기 제어부(MCU)(20)에 기동전원을 공급하는 전원공급부(40)와; 상기 제어부(MCU)(20)의 제어에 따라 상기 배터리셀부(10)의 충전 또는 방전 상태를 절환시키는 방전스위치(52)와 충전스위치(54)를 구비하는 스위칭부(50)와; 부하가 연결되며 방전전원(PACK+)을 출력하기 위한 방전단자(60);를 포함하여 구성될 수 있다.1 and 2, a charge control circuit for an over-discharge battery according to the present invention includes a
여기서, 상기 배터리셀부(10)는, 복수의 배터리 셀(cell)이 직렬 또는 병렬로 연결된 모듈(module)로 마련될 수 있다.Here, the
또한, 상기 제어부(MCU)(20)는, 상기 배터리셀부(10)의 각 배터리 셀의 전압, 전류 수치를 감지하여 충전량을 구하며 구해진 상기 배터리셀부(10)의 충전량에 따라 충전 및 방전을 제어하기 위한 구성요소로써, 특히 과방전 상태에서 상기 배터리셀부(10)의 방전을 차단하고 충전만 이루어질 수 있도록 제어한다. The control unit (MCU) 20 senses the voltage and current values of each battery cell of the
또한, 상기 충전부(30)는, 충전단자에 충전기가 연결될 경우에, 공급되는 충전전원을 정전압(constant voltage) 및 정전류(constant current)로 변환하여 상기 배터리셀부(10)로 출력하여 배터리셀부(10)를 충전한다.When the charger is connected to the charging terminal, the
여기서, 상기 충전부(30)는, 기준저항(R45,R46)과, 충전전압 설정 저항(R49,R50), 및 충전전류 설정 저항(R48)을 포함하여, 기준저항(R45,R46)에 의해 설정된 전압을 기준으로 충전전압 설정 저항(R49,R50)에 의해 충전전원을 일정한 전압의 전원으로 공급하여 충전하고, 이때 충전전류 설정 저항(R48)에 의해 일정한 전류로 제한된다.Here, the
여기서, 상기 전원공급부(40)는, 완전 방전된 상태에서도 상기 제어부(MCU)(20)를 기동(wakeup)시키기 위한 전원을 공급하기 위한 구성요소로써, 도 2에 도시한 바와 같이, 충전전원을 상기 제어부(MCU)(20) 기동에 적절한 전압으로 분압하여 제어부(MCU)(20)에 공급하도록 충전단자에 분압저항(R43,R44)이 연결된다.Here, the
상기 전원공급부(40)는 또한, 상기 배터리셀부(10)에서 방전시 충전전원 대신 방전전원(PACK+)을 사용하여 상기 제어부(MCU)(20)에 동작전원을 공급할 수 있도록 상기 분압저항(R43,R44)과 방전단자(60) 사이에 FET(Q3)가 연결된다.The
여기서, 상기 스위칭부(50)의 방전스위치(52)는 상기 제어부(MCU)(20)의 방전제어신호(DSG)에 따라 상기 배터리셀부(10)의 방전을 차단 혹은 통과시키는 구성요소로써, 상기 배터리셀부(10)의 각 배터리 셀이 미리 설정된 과방전 해지 전압에 도달할 때까지 제어부(MCU)(20)의 방전제어신호(DSG)에 의해 "오프(OFF)" 됨으로써 배터리 셀의 방전을 차단하여 충전만 이루어질 수 있도록 도 2에서와 같이, 상기 배터리셀부(10)와 방전단자(60) 사이에 FET(Q6)가 연결되며, FET(Q6)의 게이트(G)에 FET(Q7)의 드레인(D)이 연결되고, FET(Q7)의 게이트(G)에 제어부(MCU)(20)의 방전제어신호(DSG)가 인가되도록 설치될 수 있다. The
여기서, 상기 스위칭부(50)의 충전스위치(54)는 상기 제어부(MCU)(20)의 충전제어신호(CHG)에 따라 상기 배터리셀부(10)의 충전을 차단 혹은 통과시키는 구성요소로써, 상기 제어부(MCU)(20)의 충전제어신호(CHG)에 의해 "온(ON)" 됨으로써 상기 배터리셀부(10)의 각 셀을 충전할 수 있도록, 도 2에서와 같이, 상기 배터리셀부(10)와 충전부(30) 사이에 FET(Q1,Q2)가 연결되며, FET(Q1,Q2)의 공통 게이트(G)에 FET(Q5)의 드레인(D)이 연결되고, FET(Q3)의 게이트(G)에 제어부(MCU)(20)의 충전제어신호(CHG)가 인가되도록 설치될 수 있다.The
이하, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 과방전 배터리의 충전제어과정을 상세히 설명한다.Hereinafter, the charging control process of the over-discharge battery according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
본 발명을 설명하기에 앞서, 일반적으로 상기 제어부(MCU)(20)는 배터리셀부(10)의 각 배터리 셀의 전압, 전류 수치를 실시간으로 감지하여 충전량을 구한다. Before describing the present invention, generally, the control unit (MCU) 20 detects the voltage and current values of each battery cell of the
상기 배터리셀부(10)가 정상적인 사용이 가능한 충전량을 가지고 있는 경우, 제어부(MCU)(20)는 스위칭부(50)의 방전스위치(52)에 "하이(High)"레벨의 방전제어신호(DSG)를 출력하여 방전스위치(52)를 "온(ON)"시킨다. 상기 방전스위치(52)가 "온(ON)"됨에 따라 상기 배터리셀부(10)의 출력전압(PACK+)을 방전단자(60)로 내보낸다. The control unit (MCU) 20 outputs a discharge control signal DSG (high level) to the
한편, 완전 방전된 상태에서는 상기 제어부(MCU)(20)에 동작전원이 공급되지 못하기 때문에 배터리셀부(10)의 충전을 관리 제어할 수 없다.On the other hand, since the operating power is not supplied to the control unit (MCU) 20 in a completely discharged state, the charging of the
이때, 충전단자에 충전기가 연결되어 있을 경우, 본 발명에서, 상기 전원공급부(40)는 충전단자를 통해 공급되는 충전전원을 분압저항(R43,R44)에 의해 제어부(MCU)(20) 기동에 적절한 전압으로 분압하여 제어부(MCU)(20)에 기동전원으로 공급한다.In this case, when the charger is connected to the charging terminal, the
따라서, 상기 제어부(MCU)(20)는 전원이 완전 꺼져 있는 상태라도 전원공급부(40)에서 공급되는 기동전원에 의해 기동하게 되어, 도 3에서와 같이, 충전기 연결을 인식하고 배터리셀(10)의 충전을 관리 제어할 수 있게 된다.3, the control unit (MCU) 20 recognizes the connection of the charger and operates the
먼저, 제어부(MCU)(20)에서는 배터리셀부(10)의 배터리 셀 각각의 전압을 감지하여 저전압 배터리셀을 추출한다(S10).First, the control unit (MCU) 20 senses the voltage of each battery cell of the
제어부(MCU)(20)는 추출한 저전압 배터리셀들 중 설정한 전압 이하의 과방전 배터리셀을 추출하여(S20), 배터리셀부(10)가 과방전 상태인지 여부를 확인한다(S30). The control unit (MCU) 20 extracts an overdischargeable battery cell having a voltage lower than a set voltage among the extracted low voltage battery cells (S20), and checks whether the
여기서, 제어부(MCU)(20)는 배터리부(10)가 과방전 상태가 아니면 S10부터 단계를 반복 수행하고, 배터리셀부(10)가 과방전 상태이면 배터리셀부(10)가 더 이상 방전하지 못하도록 "로우(Low)"레벨의 방전제어신호(DSG)를 출력하여 스위칭부(50)의 방전스위치(52)가 "오프(OFF)"되도록 한다(S40).The control unit (MCU) 20 repeats the steps from S10 if the
방전스위치(52)의 FET(Q7) 게이트(G)에 제어부(MCU)(20)로부터 "로우(Low)"레벨의 방전제어신호(DSG)가 입력되면, FET(Q7)가 n-채널 MOSFET 이기 때문에 소스(S)와 게이트(G)의 전압레벨이 같으므로 "오프(OFF)" 상태가 된다. When a "Low" level discharge control signal DSG is input from the control unit (MCU) 20 to the gate (G) of the FET (Q7) of the
그러면, FET(Q7)는 FET(Q6)의 게이트(G)에 아무런 영향을 주지 못하고, FET(Q6)의 소스(S)와 게이트(G) 간의 저항에 의해 같은 전압 레벨이 되어 "오프(OFF)"가 되어, 방전을 불가능하게 제어한다.Then, the FET Q7 has no influence on the gate G of the FET Q6 and becomes the same voltage level due to the resistance between the source S and the gate G of the FET Q6, ) "To control the discharge to be impossible.
다음, 제어부(MCU)(20)에서는 충전부(30)의 충전단자에 충전기가 연결되어 있는지 여부를 확인한다(S50). Next, the control unit (MCU) 20 checks whether the charger is connected to the charging terminal of the charging unit 30 (S50).
여기서, 충전부(30)에 충전기가 연결되어 있지 않으면 S50 단계의 충전기 연결 여부 확인을 반복 수행하고, 충전기가 연결되어 있으면 스위칭부(50)의 충전스위치(54)를 "온(ON)"시켜 충전부(30)의 출력전원으로 배터리셀부(10)를 충전한다(S60).If the charger is not connected to the
즉, 사용자가 충전을 위해 충전기를 충전단자에 연결하면, 충전부(30)는 충전전원을 정전압 및 정전류 변환하여 스위칭부(50)의 충전스위치(54)로 출력한다.That is, when the user connects the charger to the charging terminal for charging, the
제어부(MCU)(20)에서는 "하이(High)"레벨의 충전제어신호(CHG)를 출력하여 스위칭부(50)의 충전스위치(54)를 "온(ON)"되도록 하여, 충전부(30)를 통해 입력되는 정전압 및 정전류의 전원을 배터리셀부(10)로 공급하여 충전시킨다.The control unit (MCU) 20 outputs the charging control signal CHG of the "High" level to turn on the charging
이때, 충전스위치(54)의 FET(Q5)는 게이트(G)에 "하이(High)"레벨의 충전제어신호(CHG)가 입력되면, 소스(S) 보다 게이트(G)의 전압이 높아 "온(ON)" 상태가 된다. At this time, when the charging control signal CHG of the "high" level is inputted to the gate G of the FET Q5 of the charging
그러면, FET(Q1,Q2)의 게이트(G)에 접지신호를 주게 되며, FET(Q1,Q2)는 p-채널 MOSFET이기 때문에 소스(S) 보다 게이트(G) 전압이 낮기 때문에 "온(ON)" 되어 되어 충전이 이루어진다.Because the FETs Q1 and Q2 are p-channel MOSFETs, the gate (G) voltage is lower than the source S, so that the gate (G) of the FETs (Q1 and Q2) ) "And charging is performed.
FET(Q1,Q2)가 모두 "온(ON)"이 되더라도 다이오드가 서로 반대방향으로 되어 있어 역방향 인입을 방지할 수 있다.Even if the FETs Q1 and Q2 are both turned ON, the diodes are opposite to each other, so that the reverse current can be prevented.
따라서, 과방전 상태에서 제어부(MCU)(20)는 방전을 차단하고 충전만 이루어지게 제어한다.Therefore, in the overdischarge state, the control unit (MCU) 20 interrupts the discharge and controls only the charging.
다음, 제어부(MCU)(20)에서는 충전중인 배터리셀부(10)의 충전량이 설정한 과방전 해지전압 이상인지 여부를 확인한다(S70).Next, the control unit (MCU) 20 checks whether the charged amount of the
여기서, 상기 배터리셀부(10)의 충전량이 미리 설정된 과방전 해지전압 이상 상승하면, 제어부(MCU)(20)는 "하이(High)"레벨의 방전제어신호(DSG)를 내보내어 상기 스위칭부(50)의 방전스위치(52)를 "온(ON)"시킨다(S80).Here, when the charged amount of the
방전스위치(52)가 "온(ON)"됨에 따라, 배터리셀부(10)는 충전과 동시에 방전되어 방전단자(60)에 연결된 부하기기를 사용자가 정상적으로 사용할 수 있도록 한다.As the discharging
이때, 전원공급부(40)에서는 FET(Q3)의 드레인(D)측에 방전전원(PACK+)이 인가되어 "온(ON)"됨으로써, 충전전원 대신 방전전원을 분압저항(R43,R44)으로 분압하여 제어부(MCU)(20)의 동작전원으로 공급하게 된다.At this time, the discharge power source (PACK +) is applied to the drain (D) side of the FET (Q3) at the
전술한 과정들이 반복되어 제어부(MCU)(20)에 의해 과방전 상태의 배터리셀부(10)의 충방전 관리가 구현된다.
The above-described processes are repeated and the charge / discharge management of the
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 과방전 배터리의 충전제어회로 및 방법은, 과방전 또는 완전 방전된 배터리에 대해 사용자가 제조사에 복구 의뢰할 필요없이 충전기를 꽂음으로써 자동적으로 충전할 수 있다.
As described above, the charging control circuit and method of the over-discharge battery according to the present invention can automatically charge the overdischarged or fully-discharged battery by inserting the charger without requiring the user to request recovery from the manufacturer.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments and the drawings, it is to be understood that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments and various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention by those skilled in the art. Various modifications and variations may be made without departing from the scope of the appended claims.
10 : 배터리부
20 : 제어부(MCU)
30 : 충전부
40 : 전원공급부
50 : 스위칭부
52 : 방전스위치
53 : 충전스위치
60 : 방전단자10: Battery section
20: Control unit (MCU)
30:
40: Power supply
50:
52: Discharge switch
53: Charging switch
60: discharge terminal
Claims (8)
상기 배터리셀부의 과방전 상태에서는 상기 배터리셀부의 방전을 차단하고 충전만 하도록 제어하며, 과방전 해지 상태에서는 상기 배터리셀부의 방전과 충전이 함께 이루어지도록 제어하는 제어부(MCU);
상기 배터리셀부를 충전하는 충전부;
상기 제어부(MCU)에 기동전원을 공급하는 전원공급부; 및
상기 제어부(MCU)의 제어에 따라 상기 배터리셀부의 충전 또는 방전 상태를 절환시키는 방전스위치와 충전스위치를 구비하는 스위칭부를 포함하여 구성되며,
상기 전원공급부는,
상기 배터리셀부 방전시 방전전원을 상기 제어부(MCU)의 동작전원으로 공급하며, 과방전이나 완전 방전으로 방전 차단시 충전기 연결로 공급되는 충전전원을 상기 제어부(MCU)의 기동전원으로 공급하여 상기 제어부(MCU)에서 충전제어가 이루어지도록 함을 특징으로 하는 과방전 배터리의 충전제어회로.A battery cell portion including a plurality of battery cells connected in series or in parallel;
A control unit (MCU) for controlling the charging and discharging of the battery cell unit in the overdischarge state of the battery cell unit;
A charging unit charging the battery cell unit;
A power supply unit for supplying a starting power source to the control unit (MCU); And
And a switching unit including a discharging switch and a charging switch for switching the charging or discharging state of the battery cell unit under the control of the control unit (MCU)
The power supply unit,
And supplies a charging power supply to the charger when the battery cell unit is discharged, and supplies the charging power to a starting power source of the control unit (MCU) when the discharge is cut off due to over discharge or full discharge, (MCU) is controlled so as to perform charging control.
충전기에서 공급되는 전원을 정전압 및 정전류로 변환하여 상기 배터리셀부로 출력하여 배터리셀부를 충전함을 특징으로 하는 과방전 배터리의 충전제어회로.2. The apparatus of claim 1,
Wherein the power supplied from the charger is converted into a constant voltage and a constant current and is output to the battery cell unit to charge the battery cell unit.
기준저항과, 충전전압 설정 저항, 및 충전전류 설정 저항을 포함하여, 기준저항에 의해 설정된 전압을 기준으로 충전전압 설정 저항에 의해 충전전원을 일정한 전압으로 공급하여 충전하고, 충전전류 설정 저항에 의해 일정한 전류로 제한하여 정전압 및 정전류의 충전전원을 구성함을 특징으로 하는 과방전 배터리의 충전제어회로.3. The apparatus of claim 2,
A charging voltage setting resistor including a reference resistance, a charging voltage setting resistor, and a charging current setting resistor, charging the charging power supply with a constant voltage by a charging voltage setting resistor based on a voltage set by the reference resistance, Wherein the constant current is limited to a constant current to constitute a constant-voltage and constant-current charging power supply.
충전기가 결합되는 충전단자에 분압저항이 연결되며, 이 분압저항과 방전단자 사이에 FET가 연결되어, 완전 방전 상태에서 분압저항에 의해 충전기에서 공급되는 전원을 분압하여 상기 제어부(MCU)에 기동전원으로 공급하고,
상기 배터리셀부 방전시 FET가 "온(ON)"되어 방전전원을 상기 제어부(MCU)의 동작전원으로 공급함을 특징으로 하는 과방전 배터리의 충전제어회로.The plasma display apparatus of claim 1, wherein the power supply unit
A voltage dividing resistor is connected to the charging terminal to which the charger is coupled and a FET is connected between the voltage dividing resistor and the discharging terminal to divide the power supplied from the charger by the voltage dividing resistor in the fully discharged state, Respectively,
And the FET is turned on when the battery cell is discharged to supply the discharge power to the operating power of the MCU.
상기 배터리셀부의 배터리 셀 각각의 전압을 감지하여 저전압의 과방전 상태를 인식하며, 과방전 상태에서 상기 방전스위치를 "오프(OFF)"시키는 방전제어신호와 상기 충전스위치를 "온(ON)"시키는 충전제어신호를 출력하여 상기 배터리셀부의 방전을 차단하고 충전을 하도록 제어하고,
상기 배터리셀부의 충전량이 설정한 과방전 해지 전압 이상이면 상기 방전스위치를 "온(ON)"시키는 방전제어신호를 출력하여 방전과 충전이 함께 이루어지도록 제어함을 특징으로 하는 과방전 배터리의 충전제어회로.2. The apparatus of claim 1, wherein the controller (MCU)
A discharge control signal for turning on and off the discharge switch in an overdischarge state and a discharge control signal for turning on and off the discharge switch in an overdischarge state by recognizing an overdischarge state of a low voltage by sensing a voltage of each battery cell of the battery cell unit, The charging control signal is outputted so as to shut off the discharge of the battery cell part and to charge the battery cell part,
And a discharging control signal for turning on the discharging switch when the charged amount of the battery cell unit is equal to or higher than the set overdischarge voltage, so that discharge and charging are performed together Circuit.
(1) 저전압 배터리 셀을 추출하여 과방전 상태인지 여부를 확인하는 단계;
(2) 과방전 상태에서 제어부(MCU)가 방전스위치를 닫고 충전스위치를 열어 배터리셀부의 방전을 차단하고, 배터리셀부가 과방전 해지 전압이 될때까지 충전만 지속하게 하는 단계;
(3) 배터리셀부의 충전량이 과방전 해지 전압 이상인지 여부를 확인하는 단계; 및
(4) 과방전 해지 전압 이상이면 배터리셀부를 방전하는 단계를 포함하는 과방전 배터리의 충전제어방법.A charge control method in a charge control circuit for an over-discharge battery according to any one of claims 1 to 5,
(1) extracting a low-voltage battery cell and checking whether it is in an over-discharge state;
(2) In the overdischarged state, the control unit (MCU) closes the discharging switch, opens the charging switch to shut off the discharge of the battery cell unit, and continues charging only until the battery cell unit becomes the overdischarge voltage.
(3) checking whether the charged amount of the battery cell portion is equal to or higher than an overdischarge voltage; And
(4) discharging the battery cell portion when the overdischarge voltage is equal to or higher than the overdischarge voltage.
제어부(MCU)가 배터리셀부의 배터리 셀 각각의 전압을 감지하여 저전압 배터리 셀을 추출하고, 추출한 저전압 배터리 셀 중 설정한 전압 이하의 과방전 배터리셀을 추출하여 배터리셀부가 방전 상태인지 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 과방전 배터리의 충전제어방법.7. The method of claim 6, wherein step (1)
The control unit (MCU) senses the voltage of each battery cell in the battery cell unit, extracts the low voltage battery cell, and extracts the overdischarge battery cell of the extracted low voltage battery cell or lower than the set voltage to check whether the battery cell unit is in the discharge state Wherein the charging control means controls charging of the overdischargeable battery.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150020372A KR101628606B1 (en) | 2015-02-10 | 2015-02-10 | A charge control circuit and method of over-discharge battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150020372A KR101628606B1 (en) | 2015-02-10 | 2015-02-10 | A charge control circuit and method of over-discharge battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101628606B1 true KR101628606B1 (en) | 2016-06-09 |
Family
ID=56139053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150020372A KR101628606B1 (en) | 2015-02-10 | 2015-02-10 | A charge control circuit and method of over-discharge battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101628606B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11228062B2 (en) | 2017-10-18 | 2022-01-18 | Lg Chem, Ltd. | Battery pack and power system comprising same |
| US11594900B2 (en) | 2017-11-06 | 2023-02-28 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery pack having fastening recognition function |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980046941A (en) * | 1996-12-13 | 1998-09-15 | 구자홍 | Battery over discharge prevention device |
| KR19980083555A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-05 | 윤종용 | Over discharge protection circuit of rechargeable battery |
| KR19990015307A (en) * | 1997-08-05 | 1999-03-05 | 윤종용 | Rechargeable Battery Charging Recovery Device during Full Discharge of Rechargeable Battery |
| KR20000033972A (en) * | 1998-11-26 | 2000-06-15 | 김사현 | Controller for battery discharge of vehicle |
| KR101016825B1 (en) | 2009-02-24 | 2011-02-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery pack and protecting method thereof |
-
2015
- 2015-02-10 KR KR1020150020372A patent/KR101628606B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980046941A (en) * | 1996-12-13 | 1998-09-15 | 구자홍 | Battery over discharge prevention device |
| KR19980083555A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-05 | 윤종용 | Over discharge protection circuit of rechargeable battery |
| KR19990015307A (en) * | 1997-08-05 | 1999-03-05 | 윤종용 | Rechargeable Battery Charging Recovery Device during Full Discharge of Rechargeable Battery |
| KR20000033972A (en) * | 1998-11-26 | 2000-06-15 | 김사현 | Controller for battery discharge of vehicle |
| KR101016825B1 (en) | 2009-02-24 | 2011-02-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery pack and protecting method thereof |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11228062B2 (en) | 2017-10-18 | 2022-01-18 | Lg Chem, Ltd. | Battery pack and power system comprising same |
| US11594900B2 (en) | 2017-11-06 | 2023-02-28 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery pack having fastening recognition function |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3327892B1 (en) | Charging and discharging control circuit and battery pack | |
| KR102256601B1 (en) | BMS Wake-up Apparatus, BMS and Battery pack including the same | |
| US7378819B2 (en) | Systems and methods for regulating pulsed pre-charge current in a battery system | |
| KR101146378B1 (en) | Charging battery pack and system thererwith | |
| US7902794B2 (en) | Over-voltage protected battery charger with bypass | |
| US8945735B2 (en) | Built-in charge circuit for secondary battery and secondary battery with the built-in charge circuit | |
| CN112532048B (en) | Power supply equipment wake-up circuit | |
| KR102247393B1 (en) | Battery pack and method for controlling thereof | |
| TW201021362A (en) | Battery pack and method of battery pack power management | |
| KR20120059851A (en) | System for controlling charging of battery pack | |
| KR101264740B1 (en) | Battery protection circuit and controlling method thereof | |
| US20150061549A1 (en) | Battery pack, power tool and battery charger | |
| US10720677B2 (en) | Discharging control method for battery module and battery circuit architecture | |
| KR20150107032A (en) | Battery pack | |
| US20110068750A1 (en) | Universal serial bus battery | |
| KR101628606B1 (en) | A charge control circuit and method of over-discharge battery | |
| KR102458525B1 (en) | Battery Pack with locking recognition function | |
| KR20180020717A (en) | Apparatus and method for controlling discharge of secondary cell using primary cell | |
| KR101863092B1 (en) | Method for controlling battery charging and battery pack being applied the method | |
| KR101989492B1 (en) | Appratus and method for wake-up sleep mode mcu | |
| CN107579562B (en) | Mobile terminal and battery cell protection circuit | |
| CN105162078A (en) | Terminal charging protection circuit and method, and terminal | |
| US8493023B2 (en) | Charge apparatus and method using the same | |
| CN113169564A (en) | Battery pack and electrical equipment system | |
| CN210156941U (en) | Power consumption control circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |