KR102123670B1 - 배터리 보호 회로 장치 - Google Patents

배터리 보호 회로 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102123670B1
KR102123670B1 KR1020150098457A KR20150098457A KR102123670B1 KR 102123670 B1 KR102123670 B1 KR 102123670B1 KR 1020150098457 A KR1020150098457 A KR 1020150098457A KR 20150098457 A KR20150098457 A KR 20150098457A KR 102123670 B1 KR102123670 B1 KR 102123670B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
protection
terminal
current
fet
Prior art date
Application number
KR1020150098457A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170006963A (ko
Inventor
손영호
이상협
윤형근
이석훈
이정훈
Original Assignee
주식회사 엘지화학
이상협
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 주식회사 엘지화학, 이상협 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020150098457A priority Critical patent/KR102123670B1/ko
Publication of KR20170006963A publication Critical patent/KR20170006963A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102123670B1 publication Critical patent/KR102123670B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • 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
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00045—Authentication, i.e. circuits for checking compatibility between one component, e.g. a battery or a battery charger, and another component, e.g. a power source
    • 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
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • 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
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • 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
    • H02J7/00306—Overdischarge protection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

본 발명은 배터리의 보호 동작을 제어하는 배터리 보호 회로 장치에 있어서, 외부 저항과 연결되는 보호 범위 선택 단자;를 구비하는 멀티칩 IC을 포함하며, 상기 외부 저항은 상기 보호 범위 선택 단자와 접지단 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 외부 저항의 저항 값에 따라 상기 멀티칩 IC이 제어하는 상기 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값이 설정되는 배터리 보호 회로 장치가 제시된다.

Description

배터리 보호 회로 장치{PROTECTION CIRCUIT DEVICE FOR BATTERY}
본 발명은 배터리 보호 회로 장치에 관한 것으로, 특히 보호 IC의 보호 동작 범위를 보호 범위 선택 단자에 연결된 저항 값에 따라 설정할 수 있는 배터리 보호 회로 장치에 관한 것이다.
최근 이차 전지에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 이차 전지는 충방전이 가능한 전지로서, 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등과 최근의 리듐 이온 전지를 모두 포함하는 의미이다. 이차 전지 중 리튬 이온 전지는 종래의 Ni/Cd 전지, Ni/MH 전지 등에 비하여 에너지 밀도가 훨씬 높다는 장점이 있다, 또한, 리튬 이온 전지는 소형, 경향으로 제작할 수 있어서, 이동 기기의 전원으로 사용된다. 또한, 리듐 이온 전지는 전기 자동차의 전원으로 사용 범위가 확장되어 차세대 에너지 저장 매체로 주목을 받고 있다. 위와 같은 장점에도 불구하고, 리튬 이온 전지는 과충전에 취약하다는 단점을 가진고 있다. 리튬 이온 전지가 과충전에 대한 안전 장치 없이 방치되었을 경우, 배터리의 폭발하거나 발화로 인한 인명사고 또는 재산상의 손실을 초래할 수 있다.
종래의 배터리 보호 회로 장치에는 보호 IC 및 FET IC를 하나의 패키지로 구성한 멀티칩 IC가 사용되었다. 이러한 멀티칩 IC는 보호 동작의 전류 및 전압의 종류별로 서로 다른 IC 패키지를 제작되어야 하므로 추가의 개발 기간이 소요되었다.
또한, 종래의 배터리 보호 회로 장치는 인증 기능을 추가하기 위해서는 인증 IC가 추가로 실장 되어야 한다. 이에 인증 IC 실장을 위한 별도의 실장 공간이 확보되어야 했다.
따라서, 배터리의 보호 동작의 전류 및 전압의 종류에 상관없이 범용적으로 사용할 수 있으며, 인증 IC 실장을 위한 별도의 실장 공간이 필요 없이 인증 동작을 수행할 수 있는 동한 배터리 보호 회로 장치의 개발이 요구된다.
한국특허공개 제2004-0046726호
본 발명은 배터리의 보호 동작의 전류 및 전압의 종류에 상관 없이 범용적으로 사용할 수 있는 배터리 보호 회로 장치를 제공한다.
본 발명은 인증 IC를 위한 별도의 실장 공간의 확보가 필요 없이 인증 기능을 수행할 수 있는 배터리 보호 회로 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 보호 회로 장치는 배터리의 보호 동작을 제어하는 배터리 보호 회로 장치에 있어서, 외부 저항과 연결되는 보호 범위 선택 단자;를 구비하는 멀티칩 IC을 포함하며, 상기 외부 저항은 상기 보호 범위 선택 단자와 접지단 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 외부 저항의 저항 값에 따라 상기 멀티칩 IC이 제어하는 상기 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값이 설정될 수 있다.
상기 보호 동작은 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능 및 합선 보호 기능을 포함하며, 상기 외부 저항의 저항 값에 따라 설정되는 배터리의 보호 동작의 최대 전압 값 및 최대 전류 값에 따라 상기 과충전 보호 기능의 과충전 검출 전압(Over-charge detection Voltage), 상기 과방전 보호 기능의 과방전 검출 전압(Over-discharge detection Voltage), 상기 과전류 보호 기능의 과전류 검출 전압(Over-current detection Voltage) 및 상기 합선 보호 기능의 합선 검출 전압(Short-current detection Voltage)이 결정될 수 있다.
상기 멀티칩 IC는, 외부 전자장치의 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 통신 단자; 배터리가 정품임을 나타내는 인증 정보가 미리 저장된 저장부; 및 상기 통신 단자를 통해 전자장치의 연결 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 전자장치가 연결된 경우, 상기 저장부로부터 상기 인증 정보를 추출하여 상기 통신 단자와 연결된 상기 전자장치로 전달하는 인증부;를 더 포함할 수 있다.
상기 멀티칩 IC는, 충전장치에 구비된 인증칩과 데이터를 송수신할 수 있는 통신단자; 정품 충전장치들의 정품 확인 정보가 미리 저장된 저장부; 상기 통신 단자를 통해 충전장치가 연결된 경우, 상기 충전장치에 구비된 인증칩으로부터 정품 인증 정보를 전달받고, 상기 정품 확인 정보에 전달받은 상기 정품 인증 정보와 동일한 정보가 있는지 판단하고, 상기 판단 결과, 동일한 정보가 없는 경우, 연결된 상기 충전장치가 정품이 아닌 것으로 판단하고, 상기 배터리의 충전 용량의 제어하는 충전 제어 정보를 생성하는 인증부; 및 상기 인증부에서 생성된 충전 제어 정보에 따라 상기 배터리의 충전을 위해 공급되는 전류량을 제어하는 충방전 전류 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 멀티칩 IC는, 상기 외부 저항의 저항 값에 대응되는 상기 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값 정보가 미리 저장된 저장부; 상기 보호 범위 선택 단자를 통해 상기 외부 저항의 전압 및 전류를 검출하는 충방전 전류 제어부; 상기 보호 동작에 의해 상기 멀티칩 IC 내부에 흐르는 전류를 차단하는 FET부; 및 상기 충방전 전류 제어부에서 검출된 상기 전압 및 전류로부터 상기 외부 저항의 저항 값을 산출하고, 산출된 상기 저항 값에 대응되는 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값 정보를 상기 저장부에 미리 저장된 상기 보호 동작의 전류 및 전압 범위 정보로부터 추출하며, 추출된 상기 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값 정보에 따라 상기 FET부의 동작을 제어하여 상기 배터리의 보호 동작을 수행하는 배터리 보호 제어부;를 더 포함할 수 있다.
상기 FET부는, 상기 FET부의 제어 신호에 따라 각각 별도로 동작하는 제1 및 제2 FET를 더 포함할 수 있다.
상기 멀티칩 IC는, 상기 제1 FET과 전기적으로 연결된 제1 단자; 및 상기 제2 FET과 전기적으로 연결된 제2 단자;를 포함하되, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자는 사이에 마련된 적어도 하나의 캐패시터를 통해 전기적으로 서로 연결될 수 있다.
상기 제1 단자는, 상기 배터리의 음극 단자와 상기 적어도 하나의 캐패시터 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 접지단과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 단자는, 상기 배터리의 충전을 위해 입력되는 전원의 음극 단자와 상기 적어도 하나 의 캐패시터 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 보호 회로 장치는 멀티칩 IC에 마련된 보호 범위 선택 단자와 접지단 사이에 전기적으로 연결하는 외부 저항의 저항 값을 산출하고, 산출된 저항 값에 따라 설정되는 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값으로 배터리의 보호 동작을 수행할 수 있으므로, 배터리의 보호 동작의 전류 값 및 전압 값의 종류에 상관 없이 범용적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 배터리 보호 회로 장치는 멀티칩 IC에 마련된 인증부에서 인증 과정을 수행할 수 있으므로, 인증 IC를 위한 별도의 실장 공간의 확보가 필요 없다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티칩 IC의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 보호 회로 장치에서 사용된 외부 저항의 저항 값들에 각각 대응되는 멀티칩 IC의 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값들을 나타내는 예시표.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리는 전기 에너지를 저장하고 제공한다. 이러한 배터리는 충전 및 방전 가능한 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 배터리는 소정 수의 배터리 셀이 배터리 모듈을 이룰 수 있다. 즉, 배터리는 적어도 하나의 배터리 모듈을 포함할 수 있고, 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 복수의 배터리 모듈은 배터리나 부하 등의 스펙(specification)에 부합되도록 다양한 방법으로 직렬 및/또는 병렬 연결될 수 있고, 복수의 배터리 셀 또한 직렬 및/또는 병렬 연결될 수 있다. 여기서, 배터리 셀의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등으로 구성할 수 있다.
1. 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 일 예
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 멀티칩 IC의 구성도이다.
도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 보호 회로 장치(100)는 배터리의 보호 동작을 수행하는 멀티칩 IC(110), 멀티칩 IC(110)에 구비된 보호 범위 선택 단자(111)와 접지단 사이에 연결되는 외부 저항(120)을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 멀티칩 IC(110)는 보호 범위 선택 단자(111), 충방전 전류 제어부(112), 배터리 보호 제어부(113), 통신 단자(114), 인증부(115), FET부(116), 제1 FET(117-1), 제2 FET(117-2), 제1 단자(118-1), 제2 단자(118-2) 및 저장부(119)를 포함할 수 있다.
보호 범위 선택 단자(111)는 외부 저항(120)과 연결될 수 있다. 여기서 외부 저항(120)은 보호 범위 선택 단자(111)와 접지단 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 외부 저항(120)의 저항 값에 따라 멀티칩 IC(110)의 배터리의 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값이 설정될 수 있다.
통신 단자(114)는 외부 전자장치(미도시)와 배터리 보호 회로 장치(100)의 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 단자이다.
인증부(115)는 배터리 보호 제어부(113)의 제어에 따라 배터리 보호 회로 장치(100)의 통신 단자(114)와 전자장치의 연결 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, 전자장치가 연결된 경우, 저장부(119)에 미리 저장된 인증 정보를 통신 단자(114)를 통해 연결된 전자장치로 전달할 수 있다. 여기서 인증 정보는 배터리 보호 회로 장치(100)에 의해 보호되는 배터리가 정품임을 나타내는 정보이다.
또한, 인증부(115)는 배터리 보호 제어부(113)의 제어에 따라 배터리 보호 회로 장치(100)의 통신 단자(114)와 충전장치(미도시)의 연결 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, 충전장치가 연결된 경우, 충전장치에 구비된 인증칩으로부터 정품 인증 정보를 전달받고, 저장부(119)에 미리 저장된 정품 확인 정보에 전달받은 정품 인증 정보와 동일한 정보가 있는지 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, 동일한 정보가 없는 경우, 통신 단자(114)와 연결된 충전장치가 정품이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 그 후, 배터리의 충전 용량을 제어하는 충전 제어 정보를 생성하여 충방전 전류 제어부(112)로 전달할 수 있다.
충방전 전류 제어부(112)는 인증부(115)로부터 충전 제어 정보가 수신된 경우, 수신된 충전 제어 정보에 따라 배터리 충전을 위해 공급되는 전류량을 제어할 수 있다.
또한, 충방전 전류 제어부(112)는 배터리 보호 제어부(113)의 제어에 따라 보호 범위 선택 단자(111)와 연결된 외부 저항(120)에 흐르는 전류 또는 전압을 검출할 수 있다.
또한, 충방전 전류 제어부(112)는 검출된 외부 저항(120)의 전류 또는 전압을 배터리 보호 제어부(113)로 전달할 수 있다.
배터리 보호 제어부(113)는 충방전 전류 제어부(112)에서 검출된 외부 저항(120)의 전압 또는 전류로부터 외부 저항(120)의 저항 값을 산출할 수 있다.
그 후, 배터리 보호 제어부(113)는 산출된 저항 값에 대응되는 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값 정보를 저장부(119)에 미리 저장된 보호 동작의 전류 및 전압 범위 정보로부터 추출할 수 있다.
그 후, 배터리 보호 제어부(113)는 추출된 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값 정보에 따라 FET부(116)의 동작을 제어하여 배터리의 보호 동작을 수행할 수 있다.
FET부(116)는 배터리 보호 제어부(113)의 제어 신호에 따라 구비된 제1 FET(117-1) 또는 제2 FET(117-2)의 동작을 각각 별도로 제어할 수 있다.
제1 FET(117-1)는 제1 단자(118-1)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 FET(117-2)는 제2 단자(118-2)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 단자(118-1)와 제2 단자(118-2)는 사이에 마련된 적어도 하나의 캐패시터(130)를 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제1 단자(118-1)는 배터리의 음극 단자와 적어도 하나의 캐패시터(130) 사이를 전기적으로 연결되며, 접지단과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제2 단자(118-2)는 배터리의 충전을 위해 입력되는 전원의 음극 단자와 적어도 하나의 캐패시터(130) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 멀티칩 IC(110)의 배터리 보호 제어부(113)는 배터리 보호 회로 상에 과충전 상태, 과방전 상태, 과전류 상태 및 합선 상태를 중 적어도 하나의 상태가 검출되면, 검출된 상태에 대응하는 배터리의 보호 동작을 수행할 수 있다. 여기서 배터리의 보호 동작은 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능 및 합선 보호 기능 중 적어도 하나의 기능을 포함할 수 있다.
외부 저항(120)의 저항 값에 따라 설정되는 배터리의 보호 동작의 최대 전압 값 및 최대 전류 값에 따라 과충전 보호 기능의 과충전 검출 전압(Over-charge detection Voltage), 과방전 보호 기능의 과방전 검출 전압(Over-discharge detection Voltage), 과전류 보호 기능의 과전류 검출 전압(Over-current detection Voltage) 및 합선 보호 기능의 합선 검출 전압(Short-current detection Voltage)이 결정될 수 있다.
과충전 보호 기능은 과충전으로 인한 배터리의 발열 또는 파열 등을 방지하기 위한 기능이다.
더욱 상세하게는, 멀티칩 IC(110)의 배터리 보호 제어부(113)는 VSS 단자(미도시) 및 VDD 단자(미도시)를 통해 배터리의 셀(CELL) 전압을 센싱(Sensing)하여, 셀 전압이 미리 설정된 과충전 검출 전압(Over-charge detection Voltage) 이상인 경우, 과충전 상태로 판단하며 충전 차단 동작의 수행을 명령하는 충전 차단 동작 FET 제어 신호를 생성하여 FET부(116)로 전달할 수 있다. 그 후, FET부(116)는 배터리 보호 제어부(113)로부터 전달받은 충전 차단 동작 FET 제어 신호로부터 제1 FET 오프 제어 신호를 생성하고, 생성된 제1 FET 오프 제어 신호를 제1 FET(117-1)로 전달하여 과충전을 차단하는 동작을 수행할 수 있다. 여기서 제1 FET(117-1)는 내부에 흐르는 충전 전류를 스위칭하며, 제1 FET 오프 제어 신호는 제1 FET(117-1)의 동작 상태를 오프(OFF) 상태로 제어할 수 있는 신호이다.
과방전 보호 기능은 과방전으로 인한 배터리의 열화를 방지하기 위한 기능이다.
더욱 상세하게는, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티칩 IC(110)의 배터리 보호 제어부(113)는 VSS 단자 및 VDD 단자를 통해 배터리의 셀(CELL) 전압을 센싱(Sensing)하여, 셀 전압이 미리 설정된 과방전 검출 전압(Over-discharge detection Voltage) 이하인 경우, 과방전 상태로 판단하며 방전 차단 동작의 수행을 명령하는 방전 차단 동작 FET 제어 신호를 생성하여 FET부(116)로 전달할 수 있다. 그 후, FET부(116)는 배터리 보호 제어부(113)로부터 전달받은 방전 차단 동작 FET 제어 신호로부터 제2 FET 오프 제어 신호를 생성하고, 생성된 제2 FET 오프 제어 신호를 제2 FET(117-2)로 전달하여 과방전을 차단하는 동작을 수행할 수 있다. 여기서 제2 FET(117-1)는 내부에 흐르는 방전 전류를 스위칭하며, 제2 FET 오프 제어 신호는 제2 FET(117-2)의 동작 상태를 오프(OFF) 상태로 제어할 수 있는 신호이다.
과전류 보호 기능은 배터리와 전기적으로 연결된 전자장치의 고장 등으로 이상 전류가 흐를 경우, 방전을 차단하는 기능이다.
더욱 상세하게는, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티칩 IC(110)의 배터리 보호 제어부(113)는 제1 단자(117) 및 제2 단자(118)를 통해 FET부(116)에 흐르는 전압을 센싱(Sensing)하여, FET부(116)의 전압이 미리 설정된 미리 설정된 과전류 검출 전압(Over-current detection Voltage) 이상인 경우, 과전류 상태로 판단하며 과전류 차단 동작의 수행을 명령하는 과전류 차단 동작 FET 제어 신호를 생성하여 FET부(116)로 전달할 수 있다. 그 후, FET부(116)는 배터리 보호 제어부(113)로부터 전달받은 과전류 차단 동작 FET 제어 신호로부터 제2 FET 오프 제어 신호를 생성하고, 생성된 제2 FET 오프 제어 신호를 제2 FET(117-2)로 전달하여 과전류를 차단하는 동작을 수행할 수 있다. 여기서 제2 FET(117-1)는 내부에 흐르는 과전류를 스위칭하며, 제2 FET 오프 제어 신호는 제2 FET(117-2)의 동작 상태를 오프(OFF) 상태로 제어할 수 있는 신호이다.
합선 보호 기능은 배터리 팩(Pack) 외부 단자가 금속 물질에 의해 합선(Short) 시 배터리가 과전류로 방전되는 경우, 소정의 전류 이상으로 방전되지 않도록 방전 전류를 차단하는 기능이다.
더욱 상세하게는, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티칩 IC(110)의 배터리 보호 제어부(113)는 제1 단자(117) 및 제2 단자(118)를 통해 FET부(116)에 흐르는 전압을 센싱(Sensing)하여, FET부(116)의 전압이 미리 설정된 합선 검출 전압(Short-current detection Voltage) 이상인 경우, 합선 상태로 판단하며
합선 차단 동작의 수행을 명령하는 합선 차단 동작 FET 제어 신호를 생성하여 FET부(116)로 전달할 수 있다. 그 후, FET부(116)는 배터리 보호 제어부(113)로부터 전달받은 합선 차단 동작 FET 제어 신호로부터 제2 FET 오프 제어 신호를 생성하고, 생성된 제2 FET 오프 제어 신호를 제2 FET(117-2)로 전달하여 합선을 차단하는 동작을 수행할 수 있다. 여기서 제2 FET(117-1)는 멀티칩 IC(110)의 내부에 흐르는 합선 전류를 스위칭하며, 제2 FET 오프 제어 신호는 제2 FET(117-2)의 동작 상태를 오프(OFF) 상태로 제어할 수 있는 신호이다.
2. 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티 칩의 보호 동작의 설정
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 배터리 보호 회로 장치에서 사용된 외부 저항의 저항 값들에 각각 대응되는 멀티칩 IC의 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값들을 나타내는 예시표이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티칩 IC(110)의 저장부에는 외부 저항(120)의 저항 값에 따라 대응되는 각각 다른 보호 동작의 전류 범위 및 전압 범위 정보가 미리 저장될 수 있다.
멀티칩 IC(110)는 보호 범위 선택 단자(111)와 연결된 외부 저항(120)의 전류 또는 전압을 검출하고, 검출된 외부 저항(120)의 전류 또는 전압으로부터 외부 저항(120)의 저항 값을 산출할 수 있다.
그 후, 멀티칩 IC(110)는 산출된 외부 저항(120)의 저항 값에 대응되는 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값을 저장부(119)로부터 추출할 수 있다.
그 후, 멀티칩IC(110)는 추출된 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값에 따라 배터리의 보호 동작을 수행할 수 있다.
도 3에는 총 12가지의 보호 동작의 최대 전류 값과 최대 전압 값들이 도시되어 있다. 종래의 배터리 보호 회로 장치의 보호 IC의 보호 동작의 최대 전류 값과 최대 전압 값은 한번 설정되면 다시 수정할 수 없었다. 이에 보호 동작의 최대 전류 값과 최대 전압 값의 종류별로 대응되는 보호 IC들이 각각 제조되었다.
반면, 본 발명의 실시 예에 따른 보호 회로 장치(100)의 멀티칩 IC(110)는 보호 범위 선택 단자(111)와 연결된 외부 저항(120)의 저항 값에 따라 보호 동작의 최대 전류 값과 최대 전압 값이 설정되므로 배터리 보호 회로 장치(100)의 범용성을 확보할 수 있다.
한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 배터리 보호 회로 장치 110: 멀티칩 IC
111: 보호 범위 선택 단자 112: 충방전 전류 제어부
113: 배터리 보호 제어부 114: 통신 단자
115: 인증부 116: FET부
117-1: 제1 FET 117-2: 제1 FET
118: 제1 단자 118-2: 제2 단자
119: 저장부 120: 외부 저항
130: 캐패시터

Claims (9)

  1. 배터리의 보호 동작을 제어하는 배터리 보호 회로 장치에 있어서,
    외부 저항과 연결되는 보호 범위 선택 단자;
    외부 전자장치 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 통신 단자;
    배터리가 정품임을 나타내는 인증 정보가 미리 저장된 저장부; 및
    상기 통신 단자를 통해 전자장치의 연결 여부를 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 전자장치가 연결된 경우, 상기 저장부로부터 상기 인증 정보를 추출하여 상기 통신 단자와 연결된 상기 전자장치로 전달하는 인증부;
    를 구비하는 멀티칩 IC을 포함하며,
    상기 외부 저항은 상기 보호 범위 선택 단자와 접지단 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 외부 저항의 저항 값에 따라 상기 멀티칩 IC가 제어하는 상기 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값이 설정되는 배터리 보호 회로 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 보호 동작은 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능 및 합선 보호 기능을 포함하며,
    상기 외부 저항의 저항 값에 따라 설정되는 배터리의 보호 동작의 최대 전압 값 및 최대 전류 값에 따라 상기 과충전 보호 기능의 과충전 검출 전압(Over-charge detection Voltage), 상기 과방전 보호 기능의 과방전 검출 전압(Over-discharge detection Voltage), 상기 과전류 보호 기능의 과전류 검출 전압(Over-current detection Voltage) 및 상기 합선 보호 기능의 합선 검출 전압(Short-current detection Voltage)이 결정되는 배터리 보호 회로 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 멀티칩 IC는,
    충전장치에 구비된 인증칩과 데이터를 송수신할 수 있는 통신단자;
    정품 충전장치들의 정품 확인 정보가 미리 저장된 저장부;
    상기 통신 단자를 통해 충전장치가 연결된 경우, 상기 충전장치에 구비된 인증칩으로부터 정품 인증 정보를 전달받고, 상기 정품 확인 정보에 전달받은 상기 정품 인증 정보와 동일한 정보가 있는지 판단하고, 상기 판단 결과, 동일한 정보가 없는 경우, 연결된 상기 충전장치가 정품이 아닌 것으로 판단하고, 상기 배터리의 충전 용량을 제어하는 충전 제어 정보를 생성하는 인증부; 및
    상기 인증부에서 생성된 충전 제어 정보에 따라 상기 배터리의 충전을 위해 공급되는 전류량을 제어하는 충방전 전류 제어부; 를 더 포함하는 배터리 보호 회로 장치.
  5. 청구항 1항에 있어서, 상기 멀티칩 IC는,
    상기 외부 저항의 저항 값에 대응되는 상기 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값 정보가 미리 저장된 저장부;
    상기 보호 범위 선택 단자를 통해 상기 외부 저항의 전압 및 전류를 검출하는 충방전 전류 제어부;
    상기 보호 동작에 의해 상기 멀티칩 IC 내부에 흐르는 전류를 차단하는 FET부; 및
    상기 충방전 전류 제어부에서 검출된 상기 전압 및 전류로부터 상기 외부 저항의 저항 값을 산출하고, 산출된 상기 저항 값에 대응되는 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값 정보를 상기 저장부에 미리 저장된 상기 보호 동작의 전류 및 전압 범위 정보로부터 추출하며, 추출된 상기 보호 동작의 최대 전류 값 및 최대 전압 값 정보에 따라 상기 FET부의 동작을 제어하여 상기 배터리의 보호 동작을 수행하는 배터리 보호 제어부;
    를 더 포함하는 배터리 보호 회로 장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 FET부는,
    상기 FET부의 제어 신호에 따라 각각 별도로 동작하는 제1 및 제2 FET를 더 포함하는 배터리 보호 회로 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 멀티칩 IC는,
    상기 제1 FET와 전기적으로 연결된 제1 단자; 및
    상기 제2 FET와 전기적으로 연결된 제2 단자; 를 포함하되,
    상기 제1 단자와 상기 제2 단자는 사이에 마련된 적어도 하나의 캐패시터를 통해 전기적으로 서로 연결되는 배터리 보호 회로 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 단자는,
    상기 배터리의 음극 단자와 상기 적어도 하나의 캐패시터 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 접지단과 전기적으로 연결되는 배터리 보호 회로 장치.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 제2 단자는,
    상기 배터리의 충전을 위해 입력되는 전원의 음극 단자와 상기 적어도 하나 의 캐패시터 사이에 전기적으로 연결되는 배터리 보호 회로 장치.
KR1020150098457A 2015-07-10 2015-07-10 배터리 보호 회로 장치 KR102123670B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150098457A KR102123670B1 (ko) 2015-07-10 2015-07-10 배터리 보호 회로 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150098457A KR102123670B1 (ko) 2015-07-10 2015-07-10 배터리 보호 회로 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170006963A KR20170006963A (ko) 2017-01-18
KR102123670B1 true KR102123670B1 (ko) 2020-06-17

Family

ID=57992371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150098457A KR102123670B1 (ko) 2015-07-10 2015-07-10 배터리 보호 회로 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102123670B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102416213B1 (ko) 2017-05-30 2022-07-05 삼성전자주식회사 감전 방지 방법 및 이를 구현한 전자 장치
KR102538990B1 (ko) * 2019-01-24 2023-06-01 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 보호회로 및 이를 이용한 과전류 차단 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100471896B1 (ko) 2002-11-28 2005-03-09 현대자동차주식회사 차량의 스티어링휠장치
KR20070013836A (ko) * 2005-07-27 2007-01-31 주식회사 팬택 충전기 내장형 전원 시스템
KR20130066462A (ko) * 2011-12-12 2013-06-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩의 보호회로 및 이를 포함하는 배터리팩

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170006963A (ko) 2017-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4951047B2 (ja) バッテリパックおよび過放電保護方法
US8355231B2 (en) Apparatus and method for protecting battery pack by detecting destruction of sense resistor in battery pack
US7898216B2 (en) Rechargeable battery device having a protection circuit for protecting from overcharge and overdischarge
US8049469B2 (en) Safety circuit and battery pack using the same
US9564764B2 (en) Apparatus and method for battery management with malfunction prevention algorithm
US8802257B2 (en) Battery pack and driving method thereof
KR100959612B1 (ko) 하이브리드 전지
US20150263391A1 (en) Battery pack
WO2017148123A1 (zh) 电池保护装置及电源组件
KR102123670B1 (ko) 배터리 보호 회로 장치
KR100739463B1 (ko) 온도 보호기능을 구비한 배터리 보호회로
KR102045999B1 (ko) 배터리 보호 장치
KR102137698B1 (ko) 배터리 보호 회로 장치
KR102569634B1 (ko) 모듈 보호 회로 및 이를 이용한 모듈 보호 방법
KR101610878B1 (ko) 배터리 팩 관리 장치 및 방법
KR100614392B1 (ko) 배터리팩
KR101429771B1 (ko) 배터리 팩
JP2010011574A (ja) 充放電制御回路
KR102135271B1 (ko) 배터리 보호 회로 장치
KR20220101918A (ko) 배터리 팩
KR100536529B1 (ko) 배터리 팩의 보호 회로
KR20200052130A (ko) 셀의 발화 억제 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램

Legal Events

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