KR101691051B1 - 보호감시 회로 및 전지팩 - Google Patents

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이츠키 나카노
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Abstract

충방전 가능한 2차전지(110)의 과충전, 과방전, 및 과전류 중 적어도 하나를 검출해서, 제어 트랜지스터(M11, M12)를 온/오프 제어하여 상기 2차전지(110)를 보호하는 보호 회로(130)와, 상기 2차전지(110)의 상태를 검출하는 2차전지 감시 회로(120)를 구비하는 보호감시 회로(101)로서, 상기 보호 회로(130)는 상기 2차전지 감시 회로(120)에 대한 전원 전압을 공급하고, 상기 2차전지의 과방전을 검출하면, 미리 설정된 시간이 경과한 후, 또는 상기 2차전지 감시 회로(120)로부터 상기 전원 전압의 공급을 차단하기 위한 제어 신호를 수신한 후, 상기 2차전지 감시 회로(120)에 대한 상기 전원 전압의 공급을 차단하는 것을 특징으로 한다.

Description

보호감시 회로 및 전지팩{PROTECTION/MONITOR CIRCUIT AND BATTERY PACK}
본 발명은 보호감시 회로, 및 보호감시 회로를 구비하는 전지팩에 관한 것이다.
최근에는, 2차전지로서 리튬이온 전지가 디지털 카메라나 휴대전화 등의 휴대기기에 탑재되고 있다. 리튬이온 전지는 일반적으로 과충전, 과전류, 및 과방전 등에 약하여, 과충전, 과전류, 및 과방전 등을 검출하여 리튬이온 전지를 보호하는 보호 회로를 구비하는 전지팩의 형태로 제공된다.
또한, 전지팩 내에는, 온도센서 등이 설치되어, 전지팩 내의 온도변화에 대응한 전압변화 등을 검출하여, 리튬이온 전지의 전지 잔량 등의 상태를 검출하는 2차전지 감시 회로 등이 탑재되는 경우가 있다. 이 경우, 전지팩에는 2차전지 감시 회로로부터의 출력 신호를 휴대기기에 송신하기 위한 통신 단자가 별도 설치되어, 이 통신 단자로부터 출력되는 전지팩의 상태 정보를 취득하여 전지팩의 상태 관리를 행한다.
종래에는, 전지팩에 설치한 통신 단자로부터, 전지팩의 충전을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하는 충전장치가 기재되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본 특개 2000-209788호 공보
(발명의 개요)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그렇지만, 종래의 전지팩 내의 보호 회로와 2차전지 감시 회로는, 서로 통신수단을 가지고 있지 않고, 각각 독립하여 동작하기 때문에, 2차전지 감시 회로는 보호 회로의 보호 동작의 유무를 검출하는 수단을 구비하고 있지 않다. 그 때문에, 2차전지 감시 회로에 있어서, 보호 회로가 동작했는지 아닌지를 판정하기 위해서는, 2차전지 감시 회로 내의 전압센서 및 전류센서의 출력을 모니터할 필요가 있다. 보호 회로가 동작하는 조건에 적합한지 아닌지를 판정하기 위해서는 2차전지 감시 회로는 항상 계속해서 연산할 필요가 있다.
한편, 2차전지 감시 회로가 실행하는 연산에 의해 보호 회로의 보호동작의 유무를 판정하는 경우, 이하와 같은 문제가 있다. 과충전 보호의 동작의 유무에 관해서는, 전원 전압을 모니터함으로써 문제없이 판정할 수 있다. 그러나, 과방전 보호의 동작의 유무에 관해서는, 통상, 파워온리셋의 동작의 유무를 검출함으로써 판정된다. 즉, 과방전 검출전압에 대단히 가까운 전압에 있어서, 2차전지 감시 회로에의 전원 전압의 공급이 차단되어, 2차전지 감시 회로로의 전원 전압의 공급이 재기동된 것을 검출할 필요가 있다. 이 경우, 오검출의 가능성이 있어, 엄밀하게 보호 회로가 동작했는지 아닌지를 판정하는 것이 곤란했다.
또, 과전류 보호 및 단락 보호의 동작의 유무에 대해서도, 보호 회로가 동작한 것을 판정하는 것은 대단히 곤란했다. 그 이유는, 보호 회로의 과전류 검출 전류값이, 2차전지 감시 회로의 전류측정 가능 범위의 외측에 있어, 보호 회로의 과전류 검출까지의 지연시간이 대단히 짧아, 2차전지 감시 회로가 전류 측정을 끝내기 전에 보호 회로가 동작하기 때문에, 전류값의 측정이 곤란하기 때문이다. 따라서, 정확하게 보호 회로의 동작 상태를 2차전지 감시 회로에 기록하고 싶은 경우에는, 무엇인가의 통지 메커니즘을 설치하는 것이 필요하다.
또한, 보호 회로에 있어서 과방전이 검출된 경우, 2차전지가 그것 이상 방전하는 것을 방지하고, 과방전시의 소비전류를 저감시키는 것을 목적으로 하여, 2차전지 감시 회로에 대한 전원 전압의 공급이 차단된다. 따라서, 과방전 상태가 통지되었다고 해도, 전원 전압의 공급이 차단된 2차전지 감시 회로에서 그 통지를 받아들일 수 없는 것도 생각할 수 있다.
본 발명은, 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 보호 회로가 2차전지의 과방전을 검출하여 2차전지 감시 회로로의 전원 전압의 공급을 차단하는 경우이어도, 2차전지 감시 회로가 2차전지의 과방전을 검출한 것을 나타내는 정보를 정확하게 기록하는 것이 가능한 보호감시 회로, 및 보호감시 회로를 구비하는 전지팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 충방전 가능한 2차전지(110)의 과충전, 과방전 및 과전류 중 적어도 하나를 당해 보호 회로가 검출해서, 제어 트랜지스터(M11, M12)를 온/오프 제어하여 상기 2차전지(110)을 보호하는 보호 회로(130)와, 상기 2차전지(110)의 상태를 검출하고, 상기 보호 회로와는 다른 회로인 상기 2차전지의 잔량 상태 등을 검출하는 2차전지 감시 회로(120)를 구비하는 보호 감시 회로(101)로서, 상기 보호 회로(130)는 상기 2차전지 감시 회로(120)에 대한 전원 전압을 공급하고, 상기 2차전지의 과방전을 검출하면, 미리 설정된 시간경과 후 또는 상기 2차전지 감시 회로로부터 상기 전원 전압의 공급을 차단하기 위한 제어 신호를 수신한 후, 상기 2차전지 감시 회로(120)에 대한 상기 전원 전압의 공급을 차단하고, 상기 보호 회로는, 또한, 상기 2차전지의 과방전을 검출하면, 상기 2차전지 감시 회로에 대하여 상기 과방전이 검출된 취지를 통지하는 통지 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 보호감시 회로 및 전지팩에 의하면, 보호 회로가 2차전지의 과방전을 검출하여 2차전지 감시 회로로의 전원 전압의 공급을 차단하는 경우이어도, 2차전지 감시 회로가 2차전지의 과방전을 검출한 것을 나타내는 정보를 정확하게 기록하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 1실시형태의 보호감시 회로를 구비하는 전지팩의 내부 구성을 도시하는 도면.
도 2는 2차전지 감시 IC의 하드웨어 구성을 도시하는 도면.
도 3은 보호 IC의 내부 구성을 도시하는 도면.
도 4는 과방전 이외를 검출한 경우에 있어서의 보호 IC로부터 2차전지 감시 IC로의 통신시에 있어서의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5는 과방전을 검출한 경우에 있어서의 보호 IC로부터 2차전지 감시 IC로의 통신시에 있어서의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 6은 2차전지 감시 IC에 있어서 인식되는 명령의 일람을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 1실시형태에 따른 보호 IC의 과방전 검출시에 있어서의 보호 IC와 2차전지 감시 IC의 동작 처리를 설명하기 위한 플로우차트.
도 8은 본 발명의 1실시형태에 따른 보호 IC의 과방전 검출시에 있어서의 보호 IC와 2차전지 감시 IC의 동작 처리의 변형예를 설명하기 위한 플로우차트.
도 9는 본 발명의 1실시형태에 따른 보호 IC에 의한 과방전 검출 후에, 2차전지의 충전이 개시되는 경우의 보호 IC와 2차전지 감시 IC의 동작 처리를 설명하기 위한 플로우차트.
도 10은 본 발명의 1실시형태에 따른 보호감시 회로를 구비하는 전지팩, 및 전지팩을 탑재한 휴대기기의 일례를 도시하는 도면.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 첨부된 도면과 함께 설명한다.
<전지팩의 내부 구성>
도 1은 본 발명의 1실시형태의 전지팩의 내부 구성을 도시한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 전지팩(100)은 보호감시 회로(101)와, 전지 유닛(111)을 갖도록 구성된다. 보호감시 회로(101)와 전지 유닛(111)은 2차전지 접속 정극 단자(112) 및 2차전지 부극 단자(113)에 의해 접속된다.
보호감시 회로(101)는 2차전지 감시 IC(120)와, 보호 IC(130)와, 저항(R1∼R5)과, 컨덴서(C1∼C3)와, 기생 다이오드(D1)를 갖는 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터(M11)와, 기생 다이오드(D2)를 갖는 MOS 트랜지스터(M12)와, 정극 단자(114), 부극 단자(115), 외부 단자(116)를 동일한 기판 위에 배열 설치하고, 보호 모듈 또는 COB(Chip on Board)로서 구성된다. 또한, 2차전지 감시 회로 및 보호 회로는 IC(Integrated Circuit)에서 실현되고, 예를 들면, IC 패키지 또는 COB의 형태로 제공되어도 된다.
전지팩(100)은 정극 단자(114) 및 부극 단자(115)에 의해 휴대기기나 충전장치 등과 접속하여 사용된다. 전지팩(100)은, 2차전지 감시 IC(120)에 의해, 복수의 2차전지(110)를 갖는 전지 유닛(111)의 상태를 감시하고, 보호 IC(130)에 의해, 전지 유닛(111)을 과충전, 과전류, 및 과방전 등으로부터 보호한다.
<2차전지 감시 회로>
다음에, 도 1에 있어서의 2차전지 감시 IC(120)에 대하여 설명한다. 2차전지 감시 IC(120)는, 전지 유닛(111)의 상태를 감시하고, 전지 유닛(111)의 상태 정보를 취득하고, 전지의 잔량 등을 검출한다. 또한 2차전지 감시 IC(120)는, 예를 들면, 휴대기기 등으로부터 상태 정보의 참조 요구를 받으면, 취득한 상태 정보를 휴대기기 등에 제공한다. 또한, 2차전지 감시 IC(120)는, 예를 들면, 제품명 MM8002 등이 사용된다.
2차전지 감시 IC(120)는 전원 단자인 VDD1 단자와, 기준전위 단자인 VSS 단자와, 전지 유닛(111)의 전압 검지 단자인 VBAT1 단자와, 저항 R3의 양단의 전압을 검출하는 1세트의 전압 검출 단자인 VRSP 단자 및 VRSM 단자와, 휴대기기 등과의 통신 단자인 SIO 단자와, 보호 IC(130)와의 통신 단자인 PORT0 단자, PORT1 단자, 및 PORT2 단자를 갖도록 구성된다.
2차전지 감시 IC(120)에는, 전원 단자인 VDD1 단자를 통하여, 보호 IC(130)로부터 레귤레이트(안정화)된 전원 전압이 공급된다. 또한, 보호 IC(130)로부터 공급되는 전원 전압의 값은, 미리 과방전으로서 검출되는 전지 유닛(111)의 전원 전압의 값보다도 낮아지도록 설정된다. 또한 2차전지 감시 IC(120)는 이와 같이 설정된 전원 전압의 값하에서 적절하게 동작하도록 제어된다.
2차전지 감시 IC(120)는 전지 유닛(111)의 정극에 접속된 전압 검지 단자인 VBAT1 단자를 통하여 전지 유닛(111)의 전원 전압을 검출한다. 또한 전압 검출 단자인 VRSM 단자와, VRSP 단자는 2차전지 감시 IC(120)의 외부에서 저항 R3의 양단의 전압을 검출함으로써 저항 R3을 흐르는 전류를 검출한다. 이것에 의해, 전지 유닛(111)의 충방전 전류를 검출한다.
2차전지 감시 IC(120)의 SIO 단자는, 보호 IC(130)를 통하여, 휴대기기와의 통신에 사용되는 외부 단자(116)에 접속된다. 2차전지 감시 IC(120)는 통신 단자인 SIO 단자 및 보호 IC(130)를 통하여 휴대기기와의 통신을 행한다.
2차전지 감시 IC(120)는, 보호 IC(130)와 접속된 통신 단자인 PORT0 단자와, PORT1 단자와, PORT2 단자를 통하여, 보호 IC(130)와의 통신을 행한다. 구체적으로는, 2차전지 감시 IC(120)는, 보호 IC(130)에 있어서 전지 유닛(111)의 과충전, 과전류, 및 과방전 등 중 적어도 하나가 검출되었을 때, 보호 IC(130)로부터 과충전, 과전류, 및 과방전 등이 검출된 것을 나타내는 통지 신호를 수신한다.
2차전지 감시 IC(120)는 보호 IC(130)로부터 과충전, 과전류, 및 과방전 등이 검출된 것을 나타내는 통지 신호를 수신한 후, 과충전, 과전류, 및 과방전 등이 검출된 것을 나타내는 정보를 불휘발성 메모리에 기록한다.
또한, 2차전지 감시 IC(120)는, 과방전이 검출된 것을 나타내는 통지 신호를 수신한 경우에는, 인터럽트 처리에 의해, 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보를 불휘발성 메모리에 기록한 후, 2차전지 감시 IC(120)의 모든 동작(기능)을 정지하고, 후술하는 보호 IC(130)의 전압 레귤레이터(LDO)(131)의 오프(차단)에 대비한다. 또한 2차전지 감시 IC(120)는, 상기한 모든 동작을 정지하기 직전에, 보호 IC(130)에 대하여 전압 레귤레이터(131)를 오프시키기 위한 제어 신호를 출력할 수 있다.
<보호 회로>
다음에 도 1에 있어서의 보호 IC(130)에 대하여 설명한다. 보호 IC(130)는, 과충전 검출 회로, 과전류 검출 회로, 및 과방전 검출 회로 등을 내장하고, 과충전, 과전류, 과방전 등을 검출하고, 과충전, 과전류, 과방전 등으로부터 전지 유닛(111)을 보호한다. 또한, 보호 IC(130)는, 예를 들면, 제품명 MM3289 등이 사용된다.
보호 IC(130)는, 전원 단자인 VDD2 단자 및 기준전위 단자인 VSS 단자와, 전압 검지 단자인 VSENSE 단자와, 레귤레이트 된 전압을 2차전지 감시 IC(120)에 출력하는 단자인 VREGOUT 단자를 갖도록 구성된다.
보호 IC(130)는, 전지팩(100)의 충방전을 차단하는 MOS 트랜지스터(M11, M12)의 게이트에 각각 접속되는 DOUT 단자와 COUT 단자와, 2차전지 감시 IC(120)와의 통신 단자인 CCNT 단자, DCNT 단자, 및 INT 단자를 갖도록 구성된다.
보호 IC(130)는, 전지 유닛(111)의 정극에 접속된 전원 단자인 VDD2 단자를 통하여, 전원 전압이 공급된다. 기준전위 단자인 VSS 단자는 전지 유닛(111)의 부극에 접속된다.
보호 IC(130)는, 저포화 레귤레이션을 행하는 전압 레귤레이터(LDO)(131)를 갖고, 전원 단자인 VDD2 단자에 공급된 전원 전압을 전압 레귤레이터(131)에 의해 레귤레이트 하고, 레귤레이트 된 전원 전압을, VREGOUT 단자를 통하여, 2차전지 감시 IC(120)에 공급한다.
또한, 상기한 바와 같이, 전압 레귤레이터(131)에 의해 레귤레이트 되고, 2차전지 감시 IC(120)에 공급되는 전원 전압의 값(전압 레귤레이터(131)의 출력전압)은 미리 과방전으로서 검출(판정)되는 전지 유닛(111)의 전원 전압의 값보다도 낮아지도록 설정된다. 또한 2차전지 감시 IC(120)측은 이와 같이 설정된 전원 전압의 값하에서 적절하게 동작하도록 제어된다.
전지 유닛(111)의 전원 전압의 값이, 과방전이 검출되는 경우와 같이 저하하면, 2차전지 감시 IC(120)에 공급되는 전원 전압의 값도 동일하게 저하되어 버린다. 따라서, 2차전지 감시 IC(120)가 동작하기 위한 전원 전압의 값이, 과방전으로서 검출되는 전압값보다도 높게 설정되어 있는 경우에는, 과방전이 검출되는 것과 같은 경우, 정상적으로 동작하기 위한 전원이 공급되지 않아, 2차전지 감시 IC(120)의 동작이 불안정하게 되는 경우가 생긴다. 이러한 불안정한 상태가 되면, 2차전지 감시 IC(120)가 전지 유닛(111)의 전원 전압의 상태를 감시하는 기능을 가지고 있었다고 해도, 전지 유닛(111)의 상태를 정확하게 판별할 수 없는 경우가 생긴다.
그렇지만, 본 실시형태에 의하면, 2차전지 감시 IC(120)는 과방전으로서 검출되는 전지 유닛(111)의 전원 전압의 값보다도 2차전지 감시 IC(120)가 동작하는 전원 전압의 값이 더욱 낮게 설정되어, 그 설정된 값으로 동작 가능하게 제어된다.
따라서, 전지 유닛(111)의 전원 전압의 저하에 의해, 2차전지 감시 IC(120)에 공급되는 전원 전압의 값이 낮아지는 경우에는, 우선 과방전으로서 검출되어, 상기한 바와 같이 2차전지 감시 IC(120)에 대한 전원 전압의 공급이 차단된다. 이것에 의해, 전지 유닛(111)의 전원 전압이 보호 IC(130)의 과방전 검출전압 부근까지 저하된 경우에도, 2차전지 감시 IC(120)에 공급되는 전원 전압이 저하되는 일이 없게 된다. 따라서, 2차전지 감시 IC(120)는, 과방전이 검출되기 직전까지, 전지 유닛(111)의 상태를 정상적으로 기록할 수 있다.
본 실시형태에서는, 전압 레귤레이터(131)는, 보호 IC(130)와 일체화되어 집적되는 구성으로 했지만, 별체로 해도 되고, 이것에는 한정되지 않는다.
보호 IC(130)는 전지 유닛(111)의 정극에 접속된 전압 검지 단자인 VSENSE 단자를 통하여 전지 유닛(111)의 전원 전압을 검출한다. 또한, VSENSE 단자는 과충전 검출과 과방전 검출 회로의 전압 입력으로서 사용된다. 또한 보호 IC(130)는, 과방전, 및 과전류 등을 검출했을 때, DOUT 단자의 출력을 Low 레벨로 하여 MOS 트랜지스터(M11)를 차단한다. 또한 보호 IC(130)는, 과충전, 및 충전 과전류를 검출했을 때, COUT 단자의 출력을 Low 레벨로 하여 MOS 트랜지스터(M12)를 차단한다.
보호 IC(130)는, 2차전지 감시 IC(120)와 접속된 통신 단자인 CCNT 단자, DCNT 단자, 및 INT 단자를 통하여, 2차전지 감시 IC(120)와 통신을 행한다. 구체적으로는, 보호 IC(130)는, 2차전지 감시 IC(120)에 대하여, 과충전, 과전류, 및 과방전을 검출했을 때, 과충전, 과전류, 및 과방전이 검출된 것을 나타내는 통지 신호를 출력한다.
여기에서, 보호 IC(130)는, 과방전을 검출한 후, 미리 설정한 시간 경과 후 또는 2차전지 감시 IC(120)로부터 전압 레귤레이터(131)를 오프(차단)시키기 위한 제어 신호인 전압 레귤레이터 오프 신호를 수신한 후, 전압 레귤레이터(131)를 오프(셧 다운)시켜, 2차전지 감시 IC(120)에 대한 전원 전압의 공급을 차단함과 아울러, 보호 IC(130)를 셧 다운 모드로 이행한다.
보호 IC(130)는, 과방전을 검출하여 보호 IC(130)를 셧 다운한 후, 2차전지의 충전이 개시되고, 미리 설정된 전압이 충전되면, 과방전으로부터의 복귀를 판정하고, 전압 레귤레이터(131)를 온 시킨다.
<2차전지 감시 회로의 하드웨어 구성>
다음에 도 2를 참조하여, 2차전지 감시 IC(120)의 구성에 대하여 설명한다. 도 2는 2차전지 감시 IC의 하드웨어 구성을 도시한다. 도 2에 있어서, 2차전지 감시 IC(120)는 CPU(Central Processing Unit)(121)와, 센서부(122)와, ROM(Read Only Memory)(123)과, EEPROM(Erasable Programmable ROM)(124)과, 시리얼 인터페이스(I/F)(125)와, 입출력 포트(I/O PORT)(126)를 갖도록 구성된다.
CPU(121)는 2차전지 감시 IC(120)의 각 부를 제어한다. 센서부(122)는 전지 유닛(111)의 전압, 전류, 및 온도를 검출한다. ROM(123)은 CPU(121)가 2차전지 감시 IC(120)의 각 부를 제어하기 위하여 실행하는 프로그램을 저장한다.
또, CPU(121)는, 보호 IC(130)에 대한 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를, 입출력 포트(126)를 통하여, 보호 IC(130)와 접속된 PORT0 단자, PORT1 단자, 및 PORT2 단자로부터 보호 IC(130)에 출력한다.
구체적으로는, CPU(121)는 PORT0 단자, PORT1 단자, 및 PORT2 단자로부터, 예를 들면, 보호 IC(130)에서 과방전이 검출된 것을 나타내는 통지 신호를 수신하면, 인터럽트 처리에 의해, 후술하는 EEPROM(124) 등의 불휘발성 메모리에 대하여, 보호 IC(130)에서 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보 등을 기록한다.
이 때, CPU(121)는, 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보를 기록하고, 모든 동작(기능)을 정지하기 직전에, 보호 IC(130)의 전압 레귤레이터(131)를 오프시키기 위한 제어 신호인 전압 레귤레이터 오프 신호를 생성하고, PORT0 단자, PORT1 단자, 및 PORT2 단자를 통하여 보호 IC(130)에 대하여 출력할 수 있다.
또한, CPU(121)는, 예를 들면, EEPROM(124) 등에 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보를 기록할 때, 검출회수를, 예를 들면, 레지스터 등을 사용하여 인크리먼트 함으로써 카운트하고, 카운트한 검출회수를 기록할 수 있다.
EEPROM(124)은 센서부(122)에 의해 검출된 전지 유닛(111)의 전압, 전류 및 온도의 각 패러미터 등의 정보를 저장한다. EEPROM(124)은 3개의 통신 단자인 PORT0 단자, PORT1 단자, 및 PORT2 단자로부터 입출력 포트(126)를 통하여 수신한 전원 유닛(111)의 과충전, 과전류, 및 과방전 등을 검출한 것을 나타내는 정보 등을 저장한다.
입출력 포트(126)는 3개의 통신 단자인 PORT0 단자, PORT1 단자, 및 PORT2 단자를 통하여, 보호 IC(130)와 통신하기 위한 신호의 입출력을 행한다.
CPU(121)와, 센서부(122)와, ROM(123)과, EEPROM(124)과, 시리얼(I/F125)과, 입출력 포트(126)는 버스(127)에 의해 접속되어 있고, 각각의 사이에서 데이터 및 프로그램 등을 주고받을 수 있다.
센서부(122)는 온도센서 회로(122a)와, 전압센서 회로(122b)와, 전류센서 회로(122c)와, 멀티플렉서(122d)와, 아날로그-디지털(A/D) 변환 회로(122e)를 갖도록 구성된다.
온도센서 회로(122a)는 전지 유닛(111)의 온도를 검출한다. 전압센서 회로(122b)는, 전지 유닛(111)에 접속된 전압 검지 단자(VBAT1)를 통하여, 전지 유닛(111)의 출력전압을 검출한다. 전류센서 회로(122c)는, 외부저항 R3의 양단에 접속된 전압 검출 단자(VRSP 및 VRSM)를 통하여, 저항 R3을 흐르는 전류, 즉, 전지 유닛(111)의 충방전 전류를 검출한다.
온도센서 회로(122a), 전압센서 회로(122b), 및 전류센서 회로(122c)의 각 출력은 멀티플렉서(122d)에 접속되어 있어, 멀티플렉서(122d)에 의해 하나의 신호로서 출력된다. A/D 변환회로(122e)는 멀티플렉서(122d)에 의해 출력된 신호를 아날로그로부터 디지털로 변환한다.
<보호 회로의 내부 구성>
다음에 도 3을 참조하여, 보호 IC(130)의 내부 구성에 대하여 설명한다. 도 3은 보호 IC의 내부 구성을 도시한다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 보호 IC(130)는 전압 레귤레이터(LDO)(131)와, 과충전 검출 회로(132)와, 과방전 검출 회로(133)와, 과전류 검출 회로(134)와, 쇼트 검출 회로(135)를 갖도록 구성되어 있다.
보호 IC(130)는, 상기의 각 검출 회로로부터의 검출 신호에 기초하여 제어 신호로서의 출력 신호를 생성하는 논리 회로(136)와, 불감응 시간 설정 회로로서의 지연 회로(137)와, 2차전지 감시 IC(120)와의 쌍방향의 통신을 제어하는 통신 제어 회로(138)를 갖도록 구성되어 있다.
도 3에 있어서의 보호 IC(130)는 VSS 단자(142)와, VDD 단자(143)와, DOUT 단자(144)와, COUT 단자(145)와, V-(마이너스) 입력 단자(146)와, VREGOUT 단자(147)와, VSENSE 단자(148)와, CCNT 단자(149)와, DCNT 단자(150)와, INT 단자(151)를 갖도록 구성되어 있다.
전압 레귤레이터(131)는 전원 단자인 VDD 단자(143)(도 1에 있어서의 VDD2 단자)에 접속되어, 보호 IC(130) 내에 공급된 전원 전압을 레귤레이트 한다. 또한 전압 레귤레이터(131)는 VREGOUT 단자(147)에 접속되어, 레귤레이트 한 전원 전압을 VREGOUT 단자(147)로부터 2차전지 감시 IC(120)에 출력한다.
과충전 검출 회로(132)는 컴퍼레이터를 포함하고, 그 비반전 입력 단자는 VSS 단자(142)와, VSENSE 단자(148) 사이에 직렬접속된 저항 R11과 R12 사이의 접속점에 접속되고, 반전 입력 단자는 기준 전압원(Vref1)의 정극측에 접속된다.
과방전 검출 회로(133)는, 과충전 검출 회로(132)와 마찬가지로 컴퍼레이터를 포함하고, 그 비반전 입력 단자는 VSS 단자(142)와, VSENSE 단자(148) 사이에 직렬접속된 저항 R13과 R14 사이의 접속점에 접속된다. 또한 과방전 검출 회로(133)의 반전 입력 단자는 기준 전압원(Vref1)의 정극측에 접속된다.
과전류 검출 회로(134)는 상기의 과충전 검출 회로(132)나 과방전 검출 회로(133)와 마찬가지로 컴퍼레이터를 포함하고, 그 비반전 입력 단자는 저항 R15를 통하여 V-입력 단자(146)에 접속된다. 과전류 검출 회로(134)의 반전 입력 단자는 기준 전압원(Vref2)의 정극측에 접속된다. 또한, 기준 전압원(Vref1, Vref2)의 부극측은 VSS 단자(142)에 접속된다.
쇼트 검출 회로(135)는 히스테리시스 기능 부착의 앰프로 이루어지고, 저항 R15를 통하여 V-입력 단자(146)에 접속된다.
과충전 검출 회로(132)는 과충전 상태를 검출하면 과충전 검출 신호를 출력한다. 과방전 검출 회로(133)는 과방전 상태를 검출하면 과방전 검출 신호를 출력하고, 과방전 복귀 상태를 검출하면, 과방전 복귀 신호를 출력한다. 과전류 검출 회로(134)는 과전류를 검출하면 과전류 검출 신호를 출력한다.
여기에서, 출력된 과충전 검출 신호, 과방전 검출 신호, 과전류 검출 신호는, 각각, 과충전 상태, 과방전 상태, 과전류 상태가 계속되고 있는 동안 유지되고, 논리 회로(136)에 입력된다. 논리 회로(136)는 과충전 검출 신호, 과방전 검출 신호, 과전류 검출 신호의 입력이 있으면, 각각의 경우에 따른 신호를 지연 회로(137)에 출력한다.
지연 회로(137)는, 논리 회로(136)로부터 과방전 검출에 대응하는 신호를 받으면, 과방전 검출에 대응하여 설정된 제 1 단계의 불감응 시간이 경과했을 때, 과방전 지시 신호를 논리 회로(136)에 출력한다. 또한 논리 회로(136)는, 제 2 단계의 불감응 시간이 경과했을 때, 제 2 과방전 지시 신호를 논리 회로(136)에 출력한다.
여기에서, 논리 회로(136)는, 상기한 제 1 과방전 지시 신호를 받으면, 방전 전류를 차단하기 위한 방전 제어 신호를 인버터(140), 저항 R16 경유하여 DOUT 단자(144)로부터 출력한다. 또한 논리 회로(136)는 상기한 제 2 과방전 지시 신호를 받으면, 전압 레귤레이터(131)를 셧 다운시키는 전압 레귤레이터 오프 신호를 전압 레귤레이터(131)에 대하여 출력한다.
지연 회로(137)는 논리 회로(136)로부터 과전류 검출에 대응하는 신호를 받으면, 과전류 검출에 대응하여 설정된 불감응 시간이 경과했을 때, 과전류 지시 신호를 논리 회로(136)에 출력한다. 이 때, 논리 회로(136)는 과전류 지시 신호를 받으면, 방전 전류를 차단하기 위한 방전 제어 신호를 DOUT 단자(144)로부터 출력한다.
논리 회로(136)는 쇼트 검출 회로(135)로부터 쇼트 검출 신호를 받은 경우에는, 불감응 시간없이 방전 전류를 차단하기 위한 방전 제어 신호를 DOUT 단자(144)로부터 출력한다.
논리 회로(136)는, 과방전 검출 회로(133)로부터 과방전 복귀 신호를 받은 경우에는, 불감응 시간 없이 전압 레귤레이터(131)를 온 시키는 전압 레귤레이터 온 신호를 전압 레귤레이터(131)에 대하여 출력한다.
지연 회로(137)는, 논리 회로(136)로부터 과충전 검출에 대응하는 신호를 받으면, 과충전 검출에 대응하여 설정된 불감응 시간이 경과했을 때, 과충전 지시 신호를 논리 회로(136)에 출력한다. 이 때, 논리 회로(136)는, 과충전 지시 신호를 받으면, 충전 전류를 차단하기 위한 충전 제어 신호를 인버터(141), 저항 R17 경유로 COUT 단자(145)로부터 출력한다.
통신 제어 회로(138)는, 2차전지 감시 IC(120)로부터, CCNT 단자(149), DCNT 단자(150), 및 INT 단자(151)를 통하여 전압 레귤레이터(131)를 셧 다운시키는 전압 레귤레이터 오프 신호를 받으면, 논리 회로(136)에 전압 레귤레이터(131)의 셧 다운을 통지하는 통지 신호를 출력한다. 논리 회로(136)는, 통신 제어 회로(138)로부터 수신한 전압 레귤레이터(131)의 셧 다운 통지 신호에 따라, 전압 레귤레이터(131)에 대하여 전압 레귤레이터 오프 신호를 출력한다.
통신 제어 회로(138)는, 상기한 바와 같이 논리 회로(136)가 과방전 검출, 과전류 검출, 및 과충전 검출 등의 검출 신호를 받으면, CCNT 단자(149), DCNT 단자(150), 및 INT 단자(151)로부터, 과방전 검출, 과전류 검출, 및 과충전 검출 등의 검출 신호를 2차전지 감시 IC(120)에 대하여 출력한다.
또한, 보호 IC(130)는, 2차전지 감시 IC(120)와 접속되는 SIOI 단자(152)와, SIOI 단자(152)로부터 출력되는 통신 펄스 신호의 레벨 시프트를 행하는 레벨 시프트 회로(139)와, 휴대기기 등과의 통신을 행하기 위한 외부 단자(116)에 접속되는 SIOE 단자(153)를 갖는다. 레벨 시프트 회로(139)는 SIOI 단자(152)로부터 출력된 상태 정보를 나타내는 통신 펄스 신호의 레벨을 시프트하여 출력한다.
이것에 의해, SIOI 단자(152)와, SIOE 단자(153)는 2차전지 감시 IC(120)와 휴대기기 등과의 통신을 스루(통과)시킨다. 즉, 일방의 단자의 전압이 Low 레벨로 되면, 이미 일방의 단자에 Low를 출력하고, 쌍방향 모두 동일한 동작을 행한다.
2차전지 감시 IC(120)는 마이크로 컴퓨터 내장의 미세한(정전기에 대하여 약한) IC 제조 프로세스인 한편, 보호 IC(130)는 고내압이고 정전기에 강한 IC 제조 프로세스이다. 휴대기기 등과의 통신 단자는, 전지팩의 단자로서 사용되기 때문에, 전지팩의 안전성의 규격값을 만족시켜, 정전기나 고전압에 대응할 필요가 있다. 그렇지만, 2차전지 감시 IC(120)의 통신 단자를 그대로 이용하면, 정전기 등의 규격을 만족시3키는 것이 곤란하다. 따라서, 일단, 휴대기기 등으로부터의 통신 신호를 보호 IC(130)에 받아들이고, 보호 IC(130)로부터 출력시킴으로써 정전기나 고전압에 강한 통신 단자를 실현한다.
다음에, 도 4, 도 5, 및 도 6을 참조하여, 보호 IC(130)로부터 2차전지 감시 IC(120)에 대한 통신 프로토콜의 예에 대하여 설명한다.
도 4는 과방전 이외를 검출한 경우에 있어서의 보호 IC로부터 2차전지 감시 IC로의 통신시에 있어서의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 경우, CCNT(PORT0), DCNT(PORT1)의 논리는 충전 과전류를 검출한 상태를 나타낸다. 또한 도 5는 과방전을 검출한 경우에 있어서의 보호 IC로부터 2차전지 감시 IC로의 통신시에 있어서의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 또한 도 6은 2차전지 감시 IC에서 인식되는 명령의 일람을 나타낸다.
보호 IC(130)는 과방전을 검출한 경우와, 과방전 이외를 검출한 경우에서 상이한 동작을 행한다. 구체적으로는, 과방전 이외의, 과충전, 방전 과전류, 충전 과전류를 검출한 경우에는, CCNT 단자와 DCNT 단자를 도 6에 나타내는 일람표에 따라 설정한 후, INT 단자에 펄스를 출력한다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 보호 IC(130)는, 과방전 이외의, 예를 들면, 과충전을 검출한 경우에는, CCNT(PORT0) 단자를 Low 레벨(0)로 설정하고, DCNT(PORT1) 단자를 High 레벨(1)로 설정하고, 그 후에 INT(PORT1) 단자에, 일정 기간, Low 레벨의 펄스를 출력한다. 다음에 CCNT(PORT0) 단자를 개방(High 레벨)한다.
여기에서, 2차전지 감시 IC(120)는 INT 단자의 하강을 인터럽트 트리거로 하여 CCNT 단자와 DCNT 단자를 래치 한다. 또한 INT 단자의 펄스폭은, 예를 들면, 38.4kHz에서 확실하게 래치할 수 있도록, MIN=100μs로 한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 보호 IC(130)는, 과방전을 검출한 경우, CCNT(PORT0) 단자를 Low 레벨로 설정하고, DCNT(PORT1) 단자를 Low 레벨로 설정하고, INT(PORT1) 단자를 풀다운 하는 (Low 레벨로 설정하고 유지한다.).
도 6에 도시하는 바와 같이, 보호 IC(130)는, DCNT=0 및 CCNT=0의 경우, 과방전 검출의 명령을 2차전지 감시 IC(120)에 통지한다. 보호 IC(130)는, DCNT=0 및 CCNT=1의 경우, 방전 과전류 검출의 명령을 2차전지 감시 IC(120)에 통지한다. 보호 IC(130)는, DCNT=1 및 CCNT=0의 경우, 충전 과전류 검출의 명령을 2차전지 감시 IC(120)에 통지한다. 보호 IC(130)는, DCNT=1 및 CCNT=1의 경우, 과충전 검출의 명령을 2차전지 감시 IC(120)에 통지한다.
또한, 보호 IC(130)는, 과방전을 검출하여 DOUT 단자를 Low 레벨로 한 후에도, INT(PORT2) 단자를 Low 레벨에 유지하고, 2차전지 감시 IC(120)로의 전압을 공급하는 전압 레귤레이터(131)를 오프한 후, HiZ(하이 임피던스 상태)로 한다. 전압 레귤레이터(131)는 오프되기 때문에, 외견상에는 Low가 계속 출력된다.
상기한 바와 같이, 보호 IC(130)는, 2차전지 감시 IC(120)에 대하여, 인터럽트를 발생시켜, 과충전, 과방전, 충전 과전류, 방전 과전류 등을 검출한 것을 통지하는 것이 가능하다.
다음에, 도 7을 참조하여, 본 발명의 1실시형태에 따른 보호 IC(130)의 과방전 검출시에 있어서의 보호 IC(130)와 2차전지 감시 IC(120)의 동작 처리에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 1실시형태에 따른 보호 IC의 과방전 검출시에 있어서의 보호 IC와 2차전지 감시 IC의 동작 처리를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 보호 IC(130)는 보호 IC(130)에 있어서 과방전이 검출되었는지 아닌지를 판정한다(S10).
과방전이 검출된 경우(S10에 있어서, YES), 보호 IC(130)는, 도 5에 도시하는 바와 같은 동작으로 2차전지 감시 IC(120)에 대하여 과방전이 검출된 것을 통지한다(S11).
보호 IC(130)는, 방전을 제어하기 위하여, S10의 처리에서 과방전이 검출된 후에 카운트를 행하고, 상기한 제 1 단계의 불감응 시간(예를 들면, 약 24ms)의 경과 후에, DOUT 단자를 High 레벨로부터 Low 레벨로 전환을 행한다(S12). 이 시점에서, 보호 IC(130)는 보호 IC(130)의 전압 레귤레이터(131) 이외의 부분에 상당하는 보호기능 부분을 저소비전력 상태로 이행한다.
또한, 보호 IC(130)는 과방전이 검출되지 않은 경우에는(S10에서, NO), 과방전이 검출될 때까지 판정 처리를 계속한다.
2차전지 감시 IC(120)는 S11의 처리에 의해 보호 IC(130)의 INT 단자로부터 인터럽트를 받고, 과방전 검출 통지를 받으면(S13), 다음 S14의 처리를 행하기 위하여, 인터럽트 처리에 의해, 예를 들면, 서브클록 모드인 경우에는, PLL(Phase Locked Loop)을 기동한다.
2차전지 감시 IC(120)는, 예를 들면, EEPROM(124) 등의 불휘발성 메모리에, 보호 IC(130)에서 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보를 기록한다(S14). 다음에 2차전지 감시 IC(120)는, 모든 동작을 정지하고(S15), 전압 레귤레이터(131)의 셧 다운에 대비한다.
또한, 2차전지 감시 IC(120)에 있어서의 S13부터 S15에 있어서의 처리는, 보호 IC(130)의 S10의 처리에서 과방전이 검출된 후, 예를 들면, 전압 레귤레이터(131)이 셧 다운될 때까지의 약 40ms 동안에 처리되는 것이 바람직하다.
보호 IC(130)는, S10의 처리에서 과방전이 검출된 후, 전압 레귤레이터가 셧 다운 될 때까지의 지연시간(상기한 제 2 단계의 불감응 시간, 예를 들면, 약 64ms)을 설정하고, 설정된 지연시간이 경과했는지 아닌지를 확인한다(S16).
보호 IC(130)는, 설정시간이 경과한 경우(S16에 있어서, YES), 전압 레귤레이터(131)를 셧 다운한다(S17). 이것에 의해, 2차전지 감시 IC(120)에 있어서의 전류소비를 억제한다. 또한, 보호 IC(130)는, 설정시간이 경과하지 않은 경우(S16에 있어서, NO), 설정시간까지 카운트를 계속한다.
이와 같이, 보호 IC(130)에서는, 과방전이 검출된 후에, DOUT 단자를 High 레벨로부터 Low 레벨로 전환을 행할 때까지의 카운트값 및 전압 레귤레이터(131)를 셧 다운 할 때까지의 카운트 값에 대한 2단계의 타이머 기능을 설정할 수 있다.
보호 IC(130)는, 전압 레귤레이터(131)를 셧 다운하는 신호를 이용하여, 보호 IC(130) 내의 스탠바이 모드로 이행하고, 보호 IC(130) 내의 전류 소비를 억제하기 위하여, 보호 IC(130)의 소비전류가 끝없게 0이 되는 셧 다운 모드로 이행한다(S18).
상기한 바와 같이, 보호 IC(130)와 연동하여 동작하기 때문에, 2차전지 감시 IC(120)용의 전압 레귤레이터(131)의 셧 다운에 지연시간을 둠으로써, 확실하게 과방전을 검출한 것을 나타내는 정보를 2차전지 감시 IC(120)에 기록하는 것이 가능하게 된다.
다음에 도 8을 참조하여, 본 발명의 1실시형태에 따른 보호 IC(130)의 과방전 검출시에 있어서의 보호 IC(130)와 2차전지 감시 IC(120)의 동작 처리의 변형예에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 1실시형태에 따른 보호 IC의 과방전 검출시에 있어서의 보호 IC와 2차전지 감시 IC의 동작 처리의 변형예를 나타내는 플로우차트이다. 또한, 도 8에 나타내는 각 처리에 있어서, 상기한 도 7에 나타내는 처리와 동일한 처리를 행하는 부분에는, 동일한 스텝 번호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.
여기에서, 도 8에 나타내는 동작 처리의 변형예에서는, 상기한 도 7의 동작 처리와 비교하면, S16의 처리 대신에 S19의 처리를 행한다. 구체적으로는, S15의 처리 후, 2차전지 감시 IC(120)는, 전압 레귤레이터(131)를 오프하는 전압 레귤레이터 오프 신호를 생성하고, 보호 IC(130)에 대하여 출력한다. 그 후, 보호 IC(130)는 2차전지 감시 IC(120)로부터 전압 레귤레이터 오프 신호를 수신했는지 아닌지 확인한다(S19).
보호 IC(130)는, 전압 레귤레이터 오프 신호를 수신했다고 확인한 경우(S19에 있어서, YES), S17의 처리에서 전압 레귤레이터(131)를 셧 다운 한다. 또한, 전압 레귤레이터 오프 신호를 수신했다고 확인하지 않은 경우(S19에 있어서, NO), 확인 처리를 계속한다.
상기한 바와 같이, 변형예에서는, 보호 IC(130)는, 설정시간이 경과했는지 아닌지 카운트하여 2차전지 감시 IC(120)에 있어서의 과방전 검출시의 기록 시간을 버는 것이 아니고, 2차전지 감시 IC(120)의 기록 후에 생성되는 전압 레귤레이터 오프 신호를 수신했는지 아닌지를 확인한다.
보호 IC(130)는, 2차전지 감시 IC(120)로부터 전압 레귤레이터 오프 신호의 수신을 확인한 후, 전압 레귤레이터(131)를 오프 한다. 이것에 의해, 2차전지 감시 IC(120)가 보호 IC(130)에 있어서 과방전을 검출한 것을 나타내는 정보를 확실하게 기록한 후, 효율적으로 2차전지 감시 IC(120)의 전원 전압을 공급하는 전압 레귤레이터(131)를 오프하는 것이 가능하게 된다.
다음에 도 9를 참조하여, 본 발명의 1실시형태에 따른 보호 IC(130)에 의한 과방전 검출 후에, 2차전지의 충전이 개시되는 경우의 보호 IC(130)와 2차전지 감시 IC(120)의 동작 처리에 대하여 설명한다. 도 9는, 본 발명의 1실시형태에 따른 보호 IC에 의한 과방전 검출 후에, 2차전지의 충전이 개시되는 경우의 보호 IC와 2차전지 감시 IC의 동작 처리를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 보호 IC(130)에 있어서 과방전이 검출되고, 보호 IC(130)와 2차전지 감시 IC(120)이 셧 다운된 후에, 예를 들면, 유저 등에 의해, 전지팩(20)이 충전기에 접속되어, 충전이 개시된다(S20).
보호 IC(130)는, 충전 개시 후의, 과방전 복귀시에 있어서의 소정 전압이 충전되었는지 아닌지를 판정한다(S21).
보호 IC(130)는, 소정 전압이 충전되었다고 판정한 경우(S21에 있어서, YES), 보호 IC(130)는 2차전지 감시 IC(120)에 대하여 전원 전압을 공급하는 전압 레귤레이터(131)를 온 시킨다(S22). 또한, 보호 IC(130)는, 소정 전압이 충전되었다고 판정하지 않는 경우(S21에 있어서, NO), 판정 처리를 계속한다.
2차전지 감시 IC(120)는, 보호 IC(130)에서 전압 레귤레이터(131)가 온 됨에 따라, 파워온 리셋된다(S23).
또한, 상기에 있어서, 예를 들면, 충전기 접속시에 전압 레귤레이터를 온 시키면, 전지(전원) 전압이 낮은 경우(예를 들면, 2V 이하 정도)에는, 2차전지 감시 IC(120)의 파워온 리셋이 정상적으로 기능하지 않을 가능성이 있다. 따라서, 전원 전압이 과방전 검출전압 이상, 또는 과방전 복귀 전압 이상에 도달했을 때 전압 레귤레이터(131)를 온 시킨다. 이것에 의해, 보호 IC(130)는, 과방전 복귀시에 있어서의 2차전지 감시 IC(120)의 파워온 리셋를 확실하게 실행하는 것이 가능하게 된다.
다음에 도 10을 참조하여, 본 발명의 1실시형태에 따른 보호감시 회로(101)를 구비하는 전지팩(100), 및 전지팩(100)을 탑재하는 휴대기기(160)에 대하여 설명한다. 도 10은 본 발명의 1실시형태에 따른 보호감시 회로를 구비하는 전지팩, 및 전지팩을 탑재하는 휴대기기의 1예를 도시한다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 보호감시 회로(101)는 전지팩(100) 내에 구비된다. 또한 보호감시 회로(101)를 구비하는 전지팩(100)은, 예를 들면, 휴대기기(160) 등에 탑재되어 사용된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 과방전이 검출되고, 보호 회로에서 2차전지 감시 회로에 대한 전원 전압의 공급이 차단되는 경우이어도, 2차전지 감시 회로에서 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보를 정확하게 기록하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 의하면, 보호 회로가 동작한 경우에, 2차전지 감시 회로에 대하여 인터럽트를 발생시켜, 보호 회로가 동작한 것을 통지함으로써, 2차전지 감시 회로에서의 보호동작의 이력을 기록하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면, 보호 회로에 있어서, 보호 회로와 연동하고 있는 2차전지 감시 회로용의 전압 레귤레이터의 셧 다운 전에, 지연시간을 두는 것 또는 2차전지 감시 회로로부터의 전압 레귤레이터 오프 신호의 수신을 확인하는 처리를 구비함으로써, 2차전지 감시 회로에 확실하게 과방전 검출의 기록을 남길 수 있다.
상기한 바와 같이, 2차전지 감시 회로는, 보호 회로에 있어서의 보호동작의 이력을 확실하게 검출하는 것이 가능하게 되어, 전지팩의 보호동작의 이력 등을 남길 수 있다. 또한 전지팩의 보호동작의 이력 등에 기초하여, 휴대기기 본체에서, 이 전지팩의 사용을 정지하거나, 전지팩으로의 충전을 금지하거나, 전지팩의 교환을 재촉하는 것이 가능하게 된다.
따라서, 만일, 전지팩이 부풀게 되는, 발열 등의 이상이 발생한 경우에는, 판매점에서 전지팩의 보호동작의 이력을 읽어냄으로써 정상적으로 사용된 상태에서의 이상인지, 또는 유저가 잘못된 사용에 의한 이상인지를 판정할 수 있다. 즉, 이상 상태로 된 전지팩의 해석시에도 유효한 정보로서 이용하는 것이 가능하게 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기한 실시예에 제한되지 않는다. 본 발명의 주지를 일탈하지 않고, 상기한 실시예에 여러 변형 및 치환을 가할 수 있다.
본 국제출원은 2009년 1월 14일에 출원된 일본 특허출원 2009-006157호, 및 2010년 1월 14일에 출원된 일본 특허출원 2010-005980호에 기초하는 우선권을 주장하는 것으로, 일본 특허출원 2009-006157호 및 일본 특허출원 2010-005980호의 전체 내용을 본 국제출원에 원용한다.
100 전지팩 101 보호감시 회로
111 전지 유닛 120 2차전지 감시 IC
121 CPU 130 보호 IC
131 전압 레귤레이터(LDO) 132 과충전 검출 회로
133 과방전 검출 회로 134 과전류 검출 회로
135 쇼트 검출 회로 136 논리 회로
137 지연 회로 138 통신 제어 회로
139 레벨 시프트 회로 160 휴대기기

Claims (9)

  1. 충방전 가능한 2차전지의 과충전, 과방전, 및 과전류 중 적어도 하나를 당해 보호 회로가 검출해서, 제어 트랜지스터를 온/오프 제어하여 상기 2차전지를 보호하는 보호 회로와, 상기 2차전지의 상태를 검출하고, 상기 보호 회로와는 다른 회로인 상기 2차전지의 잔량 상태 등을 검출하는 2차전지 감시 회로를 구비하는 보호감시 회로로서,
    상기 보호 회로는 상기 2차전지 감시 회로에 대한 전원 전압을 공급하고, 상기 2차전지의 과방전을 검출하면, 미리 설정된 시간 경과 후 또는 상기 2차전지 감시 회로로부터 상기 전원 전압의 공급을 차단하기 위한 제어 신호를 수신한 후, 상기 2차전지 감시 회로에 대한 상기 전원 전압의 공급을 차단하고,
    상기 보호 회로는, 또한, 상기 2차전지의 과방전을 검출하면, 상기 2차전지 감시 회로로 상기 과방전이 검출된 것을 통지하는 통지 신호를 출력하고,
    상기 2차전지 감시 회로는 불휘발성 메모리를 갖고, 상기 통지 신호를 수신하면, 상기 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보를 상기 불휘발성 메모리에 기록하는 것을 특징으로 하는 보호감시 회로.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 2차전지 감시 회로는, 상기 통지 신호를 수신하면, 인터럽트 처리에 의해, 상기 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보를 상기 불휘발성 메모리에 기록하는 것을 특징으로 하는 보호감시 회로.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 2차전지 감시 회로는, 상기 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보를 상기 불휘발성 메모리에 기록한 후, 모든 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 보호감시 회로.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 2차전지 감시 회로는 상기 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보를 상기 불휘발성 메모리에 기록하고, 모든 동작을 정지할 때, 상기 보호 회로에 대하여 상기 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 보호감시 회로.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 보호 회로에 의한 과방전 검출 후이며, 상기 2차전지의 충전을 개시하는 경우,
    상기 보호 회로는, 상기 전원 전압이 미리 설정된 전압으로 되었을 때, 상기 전원 전압을 공급하는 것을 특징으로 하는 보호감시 회로.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 전원 전압의 값은 상기 과방전으로서 검출되는 상기 2차전지의 전원 전압값보다도 낮게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 보호감시 회로.
  8. 충방전 가능한 2차전지의 과충전, 과방전 및 과전류 중 적어도 하나를 당해 보호 회로가 검출해서, 제어 트랜지스터를 온/오프 제어하여 상기 2차전지를 보호하는 보호 회로와, 상기 2차전지의 상태를 검출하고, 상기 보호 회로와는 다른 회로인 상기 2차전지의 잔량 상태 등을 검출하는 2차전지 감시 회로를 구비하는 보호 감시 회로로서,
    상기 보호 회로는 상기 2차전지 감시 회로에 대한 전원 전압을 공급하고, 상기 2차전지의 과방전을 검출하면, 상기 2차전지 감시 회로로 상기 과방전이 검출된 것을 통지하는 통지 신호를 출력하고, 미리 설정된 시간경과 후 또는 상기 2차전지 감시 회로로부터 상기 전원 전압의 공급을 차단하기 위한 제어 신호를 수신한 후, 상기 2차전지 감시 회로에 대한 상기 전원 전압의 공급을 차단하고,
    상기 2차전지 감시 회로는 불휘발성 메모리를 갖고, 상기 통지 신호를 수신하면, 상기 과방전이 검출된 것을 나타내는 정보를 상기 불휘발성 메모리에 기록고,
    상기 전원 전압의 값은 상기 과방전으로서 검출되는 상기 2차전지의 전지 전압값보다도 낮게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 보호 감시 회로.
  9. 제 1 항, 제 3 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 보호 감시 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
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