KR102221498B1 - 배터리 관리 회로와 방법, 균형 회로와 방법 및 충전 대기 설비 - Google Patents

배터리 관리 회로와 방법, 균형 회로와 방법 및 충전 대기 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 관리 회로와 방법, 균형 회로와 방법 및 충전 대기 설비을 제공한다. 배터리 관리 회로는 제 1 충전 채널, 균형 회로 및 통신 회로를 포함한다. 제 1 충전 채널은 배터리를 직접 충전시키는데 사용되고, 그 중에 있어서, 배터리는 직렬로 연결된 제 1 셀 및 제 2 셀을 포함한다. 통신 회로는 전원 공급 장치가 제 1 충전 채널을 통해 배터리를 충전시키는 과정에서 전원 공급 장치와 통신하는데 사용된다. 균형 회로는 RLC 직렬 회로에 따른 균형 회로로서, 제 1 셀의 전압과 제 2 셀의 전압을 균형하는데 사용된다. 상기 배터리 관리 회로는 충전 과정의 발열량을 감소할 수 있다.

Description

배터리 관리 회로와 방법, 균형 회로와 방법 및 충전 대기 설비
본 발명은 충전 기술 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로 배터리 관리 회로와 방법, 균형 회로와 방법 및 충전 대기 설비에 관한 것이다.
현재 충전 대기 설비(예: 스마트폰)는 갈수록 소비자들의 주목을 받고 있지만 전력을 많이 소비하는 이유로 충전 대기 설비는 빈번하게 충전해야 한다.
충전 속도를 높이기 위하여, 충전 대기 설비를 큰 전류로 충전하는 방법이 실시 가능하다. 충전 전류가 클수록 충전 속도는 빨라지지만, 충전 대기 설비의 발열 문제도 점점 심각해진다.
따라서 충전 속도를 보장하는 것을 전제로, 충전 대기 설비의 열을 어떻게 감소하는지는 현재 해결하려는 과제이다.
본 발명은 배터리 관리 회로와 방법, 균형 회로와 방법 및 충전 대기 설비를 제공하여 충전 속도를 보장하는 것을 전제로 충전 대기 설비의 열을 감소할 수 있다.
제 1 양태에서, 본 발명은 배터리 관리 회로를 제공한다. 상기 배터리 관리 회로는 제 1 충전 채널, 균형 회로 및 통신 회로를 포함하고, 상기 제 1 충전 채널은 전원 공급 장치에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 수신하고, 상기 충전 전압 및/또는 상기 충전 전류를 배터리 양단에 직접 인가하여 상기 배터리를 충전시키는데 사용되며, 그 중에 있어서, 상기 배터리는 직렬로 연결된 제 1 셀 및 제 2 셀을 포함하며, 상기 전원 공급 장치가 상기 제 1 충전 채널을 통해 상기 배터리를 충전시키는 과정에서, 상기 전원 공급 장치로부터 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류의 크기가 상기 배터리의 현재 충전 단계와 정합되도록 상기 통신 회로는 상기 전원 공급 장치와 통신하는데 사용되며, 상기 균형 회로는 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀에 연결되어 상기 제 1 셀의 전압과 상기 제 2 셀의 전압을 균형하는데 사용되며, 상기 균형 회로는 RLC 직렬 회로, 스위치 회로 및 제어 회로를 포함하고, 상기 스위치 회로의 일단은 상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀에 연결되고, 상기 스위치 회로의 타단은 상기 RLC 직렬 회로에 연결되며, 상기 스위치 회로의 제어단은 상기 제어 회로에 연결되며, 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급한다.
제 2 양태에서, 본 발명은 충전 대기 설비를 제공한다. 상기 충전 대기 설비는, 서로 직렬로 연결된 제 1 셀 및 제 2 셀을 포함하는 배터리와; 제 1 양태에 기재된 배터리 관리 회로를 포함한다.
제 3 양태에서, 본 발명은 배터리 관리 방법을 제공한다. 상기 배터리 관리 방법은 배터리 관리 회로에 적용되며, 상기 배터리 관리 회로는 제 1 충전 채널, 균형 회로와 통신 회로를 포함하고, 상기 제 1 충전 채널은 전원 공급 장치에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 수신하고, 상기 충전 전압 및/또는 상기 충전 전류를 배터리의 양단에 직접 인가하여 상기 배터리를 충전하는 데에 사용되며, 상기 배터리는 서로 직렬로 연결된 제 1 셀 및 제 2 셀을 포함하고, 상기 균형 회로는 상기 제 1 셀의 전압과 상기 제 2 셀의 전압을 균형하기 위해 상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀에 연결되며, 상기 균형 회로는 RLC 직렬 회로, 스위치 회로 및 제어 회로를 포함하고, 상기 스위치 회로의 일단은 상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀에 연결되고, 상기 스위치 회로의 타단은 상기 RLC 직렬 회로에 연결되며, 상기 스위치 회로의 제어단은 상기 제어 회로에 연결되고, 상기 배터리 관리 방법은, 상기 전원 공급 장치가 상기 제 1 충전 채널을 통해 상기 배터리를 충전할 때, 상기 전원 공급 장치에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류의 크기가 상기 배터리의 현재 충전 단계와 정합되도록 상기 통신 회로는 상기 전원 공급 장치와 통신하는 단계와; 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급하는 단계를 포함한다.
제 4 양태에서, 본 발명은 균형 회로를 제공한다. 상기 균형 회로는 RLC 직렬 회로, 스위치 회로 및 제어 회로를 포함하고, 상기 스위치 회로의 일단은 상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀에 연결되고, 상기 스위치 회로의 타단은 상기 RLC 직렬 회로에 연결되며, 상기 스위치 회로의 제어단은 상기 제어 회로에 연결되고, 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급한다.
제 5 양태에서, 본 발명은 균형 방법을 제공한다. 상기 균형 방법은 균형 회로에 적용되며, 상기 균형 회로는 RLC 직렬 회로, 스위치 회로 및 제어 회로를 포함하고, 상기 스위치 회로의 일단은 상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀에 연결되고, 상기 스위치 회로의 타단은 상기 RLC 직렬 회로에 연결되며, 상기 스위치 회로의 제어단은 상기 제어 회로에 연결되고, 상기 균형 방법은, 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급하는 것을 포함한다.
본 발명에서 제공하는 배터리 관리 회로는 충전 과정의 발열량을 감소할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충전 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 균형 회로와 셀 사이의 연결 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RLC 직렬 회로의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RLC 직렬 회로의 입력 전압을 나타내는 파형도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RLC 직렬 회로의 입력 전압 파형과 RLC 직렬 회로의 전류 파형의 비교 도면이다.
도 6은 스위치 회로의 선택 가능한 한가지 실시형태를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 7은 스위치 회로의 선택 가능한 다른 한가지 실시형태를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 충전 대기 설비의 구조를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 맥동 직류 전류의 파형을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 고속 충전 과정의 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 방법의 흐름도이다.
관련 기술에서는 충전 대기 시스템을 충전하는데 사용되는 전원 공급 장치가 제안되고 있다. 상기 전원 공급 장치는 정전압 모드에서 작동한다. 정전압 모드에 있어서, 상기 전원 공급 장치로부터 출력되는 전압은 거의 일정하게 유지되고, 예를 들어, 5V, 9V, 12V 또는 20V 등이다.
상기 전원 공급 장치로부터 출력되는 전압은 배터리 양단에 직접 인가하기에는 적합하지 않고, 충전 대기 설비 내의 배터리의 예상되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 얻기 위해서는 먼저 충전 대기 설비 내의 변환 회로에 의해 변환될 필요가 있다.
배터리의 예상되는 충전 전압 및/또는 충전 전류의 요구를 충족시키기 위해 변환 회로는 전력 공급 장치에서 출력되는 전압을 변환시키는 데에 사용된다.
하나의 예시로서, 해당 변환 회로는 충전 집적 회로(integrated circuit, IC)와 같은 충전 관리 모듈일 수 있다. 배터리의 충전 과정에서 배터리의 충전 전압 및/또는 충전 전류를 관리하는 데에 사용된다. 변환 회로는 배터리의 충전 전압 및/또는 충전 전류에 대한 관리를 실현하기 위해 전압 피드백 모듈의 기능, 및/또는 전류 피드백 모듈의 기능을 갖는다.
예를 들어, 배터리의 충전 과정은 트리클 충전 단계, 정전류 충전 단계 및 정전압 충전 단계 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 트리클 충전 단계에서, 변환 회로는 전류 피드백 루프를 이용하여 트리클 충전 단계에서 배터리에 들어가는 전류가 배터리의 예상되는 충전 전류 크기(예컨대, 제 1 충전 전류)를 충족시키도록 한다. 정전류 충전 단계에서, 변환 회로는 전류 피드백 루프를 이용하여 정전류 충전 단계에서 배터리에 들어가는 전류가 배터리의 예상되는 충전 전류 크기(예컨대, 제 2 충전 전류, 해당 제 2 충전 전류는 제 1 충전 전류보다 클 수 있음)를 충족시키도록 한다. 정전압 충전 단계에서, 변환 회로는 전압 피드백 루프를 이용하여 정전압 충전 단계에서 배터리 양단에 인가되는 전압이 배터리의 예상되는 충전 전압의 크기를 충족시키도록 한다.
하나의 예시로서, 전원 공급 장치에서 출력되는 전압이 배터리의 예상되는 충전 전압보다 클 경우, 변환 회로는 전원 공급 장치에서 출력되는 전압에 대하여 강압 처리를 실시하는 데에 사용될 수 있고, 강압 전환 후의 충전 전압이 배터리의 예상되는 충전 전압의 요구를 충족시키도록 한다. 또 하나의 예시로서, 전원 공급 장치에서 출력되는 전압이 배터리의 예상되는 충전 전압보다 작을 경우, 변환 회로는 전원 공급 장치에서 출력되는 전압에 대하여 승압 처리를 실시하는데 사용될 수 있고, 승압 전환 후의 충전 전압이 배터리의 예상되는 충전 전압의 요구를 충족시키도록 한다.
또 하나의 예시로서, 전원 공급 장치에서 5V의 정전압을 출력하는 것을 예로 들면, 배터리가 단일 셀(리튬 배터리 셀일 경우, 단일 셀의 충전 차단 전압은 4. 2V임)을 포함하는 경우, 변환 회로(예컨대, Buck 강압 회로)는 전력 공급 장치에서 출력되는 전압에 대하여 강압 처리를 실시할 수 있으므로 강압 처리 후의 충전 전압이 배터리의 예상되는 충전 전압의 요구를 충족시키도록 한다.
또 하나의 예시로서, 전원 공급 장치에서 5V의 정전압을 출력하는 것을 예로 들면, 전원 공급 장치에 의해 두개 이상의 단일 셀이 직렬로 연결된 배터리(리튬 배터리 셀일 경우, 단일 셀의 충전 차단 전압은 4.2V임)가 충전될 경우, 변환 회로(예컨대, Boost 승압 회로)는 전원 공급 장치에서 출력되는 전압에 대하여 승압 처리를 실시할 수 있으므로 승압 후의 충전 전압이 배터리의 예상되는 충전 전압의 요구를 충족시키도록 한다.
변환 회로는 회로 전환 효율 저하로 인해 변환되지 않은 부분의 전기 에너지를 열량으로 손실하게 된다. 이 부분의 열량은 충전 대기 설비 내부에 축적된다. 충전 대기 설비의 설계 공간과 산열 공간은 모두 협소(예컨대, 사용자가 사용하는 이동 단말기의 물리적 크기는 점점 가볍고 얇아지고 있고, 또한 이동 단말기의 성능을 향상시키기 위해 다수의 전자 부품이 단말기 내부에 조밀하게 배치되어 있음)하기 때문에 변환 회로의 설계상의 어려움을 향상시킬 뿐만 아니라 충전 대기 설비 내부에 축적된 열량도 신속하게 소산하기 어렵게 되고, 따라서 충전 대기 설비의 이상을 유발한다.
예를 들어, 변환 회로에 축적된 열량은 변환 회로 부근의 전자 부품에 열적 간섭을 일으켜 전자 부품의 비정상적인 작동을 야기할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 변환 회로에 축적된 열량은 변환 회로 및 그 부근의 전자 부품의 사용 수명을 단축시킬 수 있다. 또 다른 예를 들면, 변환 회로에 축적된 열량으로 인해 배터리에 열 간섭이 일어나 배터리의 비정상적인 충전과 방전을 야기할 수 있다. 또 다른 예를 들면, 변환 회로에 축적된 열량으로 인해 충전 대기 설비의 온도가 상승되어 충전 과정에서 사용자의 사용 경험에 영향을 끼칠 수 있다. 또 다른 예를 들면, 변환 회로에 축적된 열량으로 인해 변환 회로 자체의 단락을 초래하여 전력 공급 장치에서 출력되는 전압이 배터리 양단에 직접 인가되어 비정상적인 충전을 일으킬 수 있으며, 배터리가 장기간 과전압 충전 상태에 있는 경우, 심지어 배터리의 폭발을 일으킬 수 있어 사용자의 안전을 위태롭게 한다.
본 발명의 실시예는 출력 전압을 조절할 수 있는 전원 공급 장치를 제공한다. 전원 공급 장치는 배터리의 상태 정보를 얻을 수 있다. 배터리의 상태 정보는 배터리의 현재 전기량 정보 및/또는 전압 정보를 포함할 수 있다. 배터리의 예상되는 충전 전압 및/또는 예상되는 충전 전류의 요구를 충족시키기 위해 전력 공급 장치는 획득한 배터리의 상태 정보에 따라 전원 공급 장치 자체의 출력 전압을 조절할 수 있다. 전원 공급 장치에 의해 조절된 출력 전압은 배터리 양단에 직접 인가되어 배터리를 충전할 수 있다(이하 "직접 충전"이라고 함). 또한 배터리 충전 과정의 정전류 충전 단계에서는 전력 공급 장치에 의해 조절된 출력 전압을 배터리 양단에 직접 인가하여 배터리를 충전할 수 있다.
전원 공급 장치는 배터리의 충전 전압 및/또는 충전 전류를 관리하기 위해 전압 피드백 모듈의 기능과 전류 피드백 모듈의 기능을 구비할 수 있다.
전원 공급 장치는 획득한 배터리의 상태 정보에 따라 전원 공급 장치 자체의 출력 전압을 조절하는 것은, 전원 공급 장치가 배터리의 상태 정보를 실시간으로 획득할 수 있고, 매번 획득한 배터리의 실시간 상태 정보에 따라 전원 공급 장치 자체의 출력 전압을 조절하여 배터리의 예상되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 충족시키도록 하는 것을 의미한다.
전원 공급 장치는 실시간으로 획득한 배터리의 상태 정보에 따라 전원 공급 장치 자체의 출력 전압을 조절한다는 것은, 충전 과정에서 배터리의 전압이 계속 상승함에 따라 전력 공급 장치는 충전 과정에서 상이한 시각의 배터리의 현재 상태 정보를 획득할 수 있으며, 배터리의 현재 상태 정보에 따라 전원 공급 장치 자체의 출력 전압을 실시간으로 조절하여 배터리의 예상되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 충족시키도록 하는 것을 의미한다.
예를 들어, 배터리의 충전 과정은 트리클 충전 단계, 정전류 충전 단계 및 정전압 충전 단계 중의 적어도 하나를 포함할 수있다. 트리클 충전 단계에 있어서, 전원 공급 장치는 트리클 충전 단계에서 제 1 충전 전류를 출력하여 배터리를 충전시켜 배터리의 예상되는 충전 전류의 요구를 충족시킬 수 있다(제 1 충전 전류는 일정한 직류 전류일 수 있음). 정전류 충전 단계에 있어서, 전력 공급 장치는 전류 피드백 루프를 이용하여 정전류 충전 단계에서 전원 공급 장치에 의해 출력되어 배터리로 들어가는 전류가 배터리의 예상되는 충전 전류의 요구를 충족시키도록 한다(예컨대, 맥동 파형의 전류인 제 2 충전 전류, 제 2 충전 전류는 제 1 충전 전류보다 클 수 있으며, 정전류 충전 단계의 맥동 파형의 전류 피크 값은 트리클 충전 단계의 일정한 직류 전류의 크기보다 클 수 있으며, 정전류 충전 단계의 정전류는 맥동 파형의 전류 피크 또는 평균 값이 거의 변화하지 않도록 유지하는 것을 의미함). 정전압 충전 단계에서, 전력 공급 장치는 전압 피드백 루프를 이용하여 정전압 충전 단계에서 전원 공급 장치에서 충전 대기 설비로 출력되는 전압(즉, 일정한 직류 전압)이 일정하게 유지되도록 한다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에서 언급된 전원 공급 장치는 주로 충전 대기 설비 내의 배터리의 정전류 충전 단계를 제어하는 데에 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 충전 대기 설비 내의 배터리의 트리클 충전 단계와 정전압 충전 단계의 제어 기능도 역시 본 발명의 실시예에서 언급된 전원 공급 장치와 충전 대기 설비 내부 별도의 충전 칩의 협조에 의해 구현될 수 있다. 정전류 충전 단계에 비해, 트리클 충전 단계 및 정전압 충전 단계에서 배터리가 받은 충전 전력은 비교적 작고, 충전 대기 설비 내부의 충전 칩의 효율 전환 손실 및 열량 축적은 허용될 수 있다. 설명해야 하는 것은 본 발명의 실시예에 언급된 정전류 충전 단계 또는 정전류 단계는 전원 공급 장치에서 출력되는 전류를 제어하는 충전 모드를 지칭할 수 있고, 전원 공급 장치에서 출력되는 전류가 완전히 일정하게 유지되는 것을 요구하지 않고, 예를 들면, 전원 공급 장치에서 출력되는 맥동 파형의 전류 피크 또는 평균 값이 그대로 유지되거나 또는 일정 기간 동안 그대로 유지되는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 실제로 전원 공급 장치는 정전류 충전 단계에서 일반적으로 다단식 정전류 충전을 이용한다.
다단식 정전류 충전(multi-stage constant current charging)는 N(N은 2 이상의 정수)개의 정전류 단계를 가질 수 있다. 다단식 정전류 충전은 소정의 충전 전류로 제 1 단계의 충전을 시작한다. 다단식 정전류 충전의 N개의 정전류 단계는 제 1 단계로부터 제(N-1) 단계까지 순차적으로 수행된다. 정전류 단계 중 이전 정전류 단계에서 다음 정전류 단계로 이동한 후, 맥동 파형의 전류 피크 값 또는 평균 값은 작아질 수 있다. 배터리 전압이 충전 종단 전압 문턱값(threshold value)에 도달하면 정전류 단계 중의 이전 정전류 단계는 다음 정전류 단계로 이동된다. 인접한 2개의 정전류 단계 사이의 전류 전환 과정은 점차적인 변화일 수 있고, 또는 단계식 점프 변화일 수 도 있다.
또한, 전원 공급 장치에서 출력되는 전류가 맥동 직류 전류(pulsating DC current) 인 경우, 정전류 모드는 맥동 직류 전류의 피크 값 또는 평균값을 제어하는 충전 모드를 의미하며, 즉 전원 공급 장치에서 출력되는 전류 피크 값이 정전류 모드에 대응하는 전류를 초과하지 않도록 제어한다. 또한 전원 공급 장치에서 출력되는 전류가 교류 전류인 경우, 정전류 모드는 교류 전류의 피크 값을 제어하는 충전 모드를 의미한다.
또한, 설명해야 할 것은 본 발명의 실시예에서 충전 대기 설비는 단말기일 수 있다. 이 "단말기"는 유선 선로를 통해 접속되는 장치 및/또는 무선 인터페이스를 통해 통신 신호를 수신/발신할 수 있도록 설정된 장치를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 유선 선로는, 예를 들어, 공중교환전화망(public switched telephone network, PSTN), 디지털 가입자 회선(digital subscriber line, DSL), 디지털 케이블, 직접 연결 케이블 및/또는 다른 데이터 연결 라인 또는 네트워크 연결 라인일 수 있다. 무선 인터페이스는, 예를 들어, 셀룰러 네트워크, 무선 근거리 네트워크(wireless local area network, WLAN), 디지털 비디오 방송 핸드 헬드(digital video broadcasting handheld, DVB-H) 네트워크와 같은 디지털 TV 네트워크, 위성 네트워크, 진폭 변조 주파수 변조(amplitude modulation-frequency modulation, AM-FM) 방송 송신기 및/또는 다른 통신 단말기와 통신하는 것일 수 있다. 무선 인터페이스를 통해 통신하도록 구성된 단말기는 "무선 통신 단말기", "무선 단말기" 및/또는 "이동 단말기"로 지칭할 수 있다. 이동 단말기의 예시로는 위성 또는 셀룰러 전화; 셀룰러 무선 전화와 데이터 처리, 팩스 및 데이터 통신 능력을 결합할 수 있는 개인 통신 시스템(personal communication system, PCS) 단말기; 무선 전화(radio telephone), 무선 호출기(pager), 인터넷/인트라넷 액세스(Internet/Intranet access), 웹 브라우징(web browsing), 노트북(notebook), 캘린더(calendar) 및/또는 글로벌 포지셔닝 시스템(global positioning system, GPS) 수신기를 포함할 수 있는 개인 디지털 보조(Persona Digital Assistant, PDA); 및/또는 일반 노트북 또는 휴대용 수신기 또는 무선 전화 기능을 갖춘 다른 전자 장치를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 충전 대기 설비 또는 단말기는 전원 은행(power bank)를 포함할 수 있다. 이 파워 뱅크는 전원 공급 장치에 의해 충전될 수 있으며, 따라서 다른 전자 장치에 전원을 공급하기 위해 에너지를 축적할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 전원 공급 장치에서 출력되는 맥동 파형의 전압을 충전 대기 설비의 배터리에 직접 인가하여 배터리를 충전할 경우, 충전 전류는 만두형태 웨이브(steamed bun wave)와 같은 맥동 파(pulsating wave)로 표현될 수 있다. 충전 전류는 간헐적으로 배터리를 충전할 수 있는 것으로 이해될 수 있고, 충전 전류의 주기는 교류 전류망과 같은 입력된 충전 전류의 주파수에 따라 변화된다. 예를 들어, 충전 전류의 주기에 대응하는 주파수는 전력망 주파수의 정수 배 또는 역수 배이다. 또한 충전 전류는 간헐적으로 배터리를 충전시킬 경우, 충전 전류에 대응하는 전류 파형은 전력망과 동기화된 하나 또는 한 그룹의 펄스로 구성될 수 있다.
하나의 예시로서, 본 발명의 실시예에서, 배터리는 충전 과정(예를 들어, 트리클 충전 단계, 정전류 충전 단계 및 정전압 충전 단계 중 적어도 하나)에서 전원 공급 장치에서 출력되는 맥동 직류 전류(방향은 변하지 않고, 진폭 크기는 시간에 따라 변함), 교류 전류(방향과 진폭 크기는 모든 시간에 따라 변함) 또는 직류 전류(즉, 일정한 직류이며, 진폭 크기와 방향은 모두 시간에 따라 변하지 않음)를 받을 수 있다.
종래의 충전 대기 설비에 있어서, 충전 대기 설비 내부는 일반적으로 단지 단일 셀만 포함하며, 비교적 큰 충전 전류를 사용하여 단일 셀을 충전할 경우, 충전 대기 설비의 발열 현상은 비교적 심각하다. 본 발명의 실시예는 충전 속도를 확보하면서도 충전중 충전 대기 설비의 발열 현상을 완화하기 위해, 충전 대기 설비의 셀 구조를 개조하여 직렬 연결된 셀을 갖는 배터리와 직렬 연결된 셀을 갖는 배터리를 직접 충전할 수 있는 배터리 관리 회로를 제공한다. 같은 충전 속도를 전제로 하여, 직렬 연결된 셀을 갖는 배터리가 필요하는 충전 전류는 단일 셀 구조의 배터리가 필요하는 충전 전류의 1/N(N은 충전 대기 설비의 직렬 연결된 셀의 수량이다)이다. 따라서 같은 충전 속도를 전제로 하여, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 회로는 외부 전원 공급 장치로부터 획득하는 충전 전류가 작으므로 충전 과정의 발열량을 감소할 수 있다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 충전 시스템의 구조를 나타내는 도면이다. 충전 시스템은, 전원 공급 장치(10), 배터리 관리 회로(20) 및 배터리(30)를 포함한다. 배터리 관리 회로(20)는 배터리(30)를 관리하는데 사용될 수 있다. 하나의 예시로서, 배터리 관리 회로(20)는 배터리(30)의 충전 과정을 관리할 수 있다(예를 들어, 충전 채널을 선택하거나, 충전 전압 및/또는 충전 전류를 제어하는 등이다). 다른 예시로서, 배터리 관리 회로(20)는 배터리(30)의 셀을 관리할 수 있다(예를 들어, 배터리(30) 중의 셀의 전압이 균형을 이루도록 하는 등이다).
배터리 관리 회로(20)는 제 1 충전 채널(21) 및 통신 회로(23)를 포함할 수 있다.
제 1 충전 채널(21)은, 전원 공급 장치(10)에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 수신하고, 충전 전압 및/또는 충전 전류를 배터리(30)의 양단에 인가하여 배터리(30)를 충전하는 데에 사용될 수 있다.
다시 말하면, 제 1 충전 채널(21)은, 전원 공급 장치(10)에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 배터리(30)의 양단에 직접 인가하여 배터리(30)를 직접 충전할 수 있다. "직접 충전"에 관한 설명은 전문을 참조할 수 있기 때문에 여기에서 자세히 설명하지 않는다. 제 1 충전 채널(21)은 직접 충전 채널이라고도 한다. 직접 충전 채널에 충전 IC 등 변환 회로를 설치할 필요가 없다. 다시 말하면, 직접 충전 채널은, 기존의 충전 채널처럼 먼저 전원 공급 장치에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 변환하고, 변환한 후의 충전 전압 및/또는 충전 전류를 배터리의 양단에 인가하는 것이 아니라, 전원 공급 장치에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 배터리의 양단에 직접 인가할 수 있다.
제 1 충전 채널(21)은, 예를 들어, 하나의 도선일 수 있다. 제 1 충전 채널(21)에 충전 전압 및/또는 충전 전류 변환과 관계없는 다른 회로 부품을 설치할 수도 있다. 예를 들어, 배터리 관리 회로(20)는 제 1 충전 채널(21)과 제 2 충전 채널을 포함하며, 제 1 충전 채널(21)에 충전 채널을 바꾸는데 사용되는 스위칭 소자를 설치할 수 있다(구체적으로 도 10에 관한 설명을 참조).
상술한 바와 같이, 전원 공급 장치(10)는 출력 전압을 조절할 수 있는 전원 공급 장치일 수 있지만, 본 발명의 실시예는 전원 공급 장치(10)의 종류를 구체적으로 한정하지 않는다. 예를 들어, 전원 공급 장치(10)는 어댑터와 전원 은행(power bank) 등과 같은 충전 전용 장치일 수 있고, 컴퓨터 등과 같은 전력 서비스와 데이터 서비스를 제공하는 다른 장치일 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리(30)는 서로 직렬로 연결된 복수의 셀(적어도 2 개의 셀)을 포함할 수 있다. 서로 직렬로 연결된 셀은 충전 과정에서 전원 공급 장치(10)에 의해 공급되는 충전 전압을 분압할 수 있다. 도 1에 도시된 제 1 셀(31a) 및 제 2 셀(31b)은 복수의 셀 중의 임의의 두 개의 셀일 수 있으며, 복수의 셀 중의 임의의 두 그룹의 셀일수 도 있다. 예를 들어, 제 1 셀(31a)(또는 제 2 셀(31b))은 한 그룹의 셀을 포함하고, 해당 그룹의 각 셀은 직렬 연결 관계 또는 병렬 연결 관계일 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
배터리(30)는 1 개의 배터리 또는 복수의 배터리를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 실시예에 있어서, 서로 직렬로 연결된 셀은 1개의 배터리를 형성하기 위해 하나의 배터리 팩에 포장되거나, 또는 복수의 배터리를 형성하기 위해 여러 배터리 팩에 포장될 수 도 있다. 예를 들어, 배터리(30)는 1개의 배터리일 수 있으며, 1개의 배터리가 서로 직렬로 연결된 제 1 셀(31a) 및 제 2 셀(31b)을 포함한다. 또 다른 예를 들어, 배터리(30)는 2개의 배터리일 수 있으며, 그 중 하나의 배터리는 제 1 셀(31a)을 포함하고, 다른 하나의 배터리는 제 2 셀(31b)을 포함한다.
전원 공급 장치(10)가 제 1 충전 채널(21)을 통해 배터리(30)에 대하여 충전하는 과정에서 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 통신할 수 있으며, 따라서 전력 공급 장치(10)에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류의 크기가 배터리(30)의 현재 충전 단계와 정합되도록 한다(또는 전원 공급 장치(10)에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류의 크기가 배터리(30)의 현재 충전 단계에 있어서의 충전 전압 및/또는 충전 전류의 요구를 충족시키도록 한다).
상술한 바와 같이, 제 1 충전 채널(21)은 직접 충전 채널이고, 전원 어댑터(10)에 의해 제공되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 배터리(30)의 양단에 직접 인가할 수 있다. 본 발명의 실시예에 있어서, 직접 충전 방식을 실현하기 위해, 배터리 관리 회로(20)에 통신 기능을 갖는 제어 회로, 즉 통신 회로(23)를 도입한다. 통신 회로(23)는 직접 충전 과정에서 전원 공급 장치(10)와 통신을 유지하여 폐 루프 피드백 메커니즘(closed-loop feedback mechanism)을 형성할 수 있다. 따라서 전원 공급 장치(10)는 배터리의 상태를 실시간으로 알게 되고, 제 1 충전 채널에 주입되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 계속 조절함으로써 전력 공급 장치(10)에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류의 크기가 배터리(30)의 현재 충전 단계와 정합되도록 한다.
배터리(30)의 현재 충전 단계는 트리클 충전 단계, 정전류 충전 단계, 정전압 충전 단계 중 임의의 하나일 수 있다.
트리클 충전 단계를 예로 하면, 배터리(30)의 트리클 충전 단계에 있어서, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 통신하여 전원 공급 장치(10)로 하여금 제 1 충전 채널(21)에 제공하는 충전 전류를 조절하여 이 충전 전류가 트리클 충전 단계에 대응하는 충전 전류와 정합되도록 한다(또는 이 충전 전류가 배터리(30)의 트리클 충전 단계에 있어서의 충전 전류의 요구를 충족시키도록 한다).
정전압 충전 단계를 예로 하면, 배터리(30)의 정전압 충전 단계에 있어서, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 통신하여 전원 공급 장치(10)로 하여금 제 1 충전 채널(21)에 제공하는 충전 전압을 조절하여 이 충전 전압이 정전압 충전 단계에 대응하는 충전 전압과 정합되도록 한다(또는 이 충전 전압이 배터리(30)의 정전압 단계에 있어서의 충전 전압의 요구를 충족시키도록 한다).
정전류 충전 단계를 예로 하면, 배터리(30)의 정전류 충전 단계에 있어서, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 통신하여 전원 공급 장치(10)로 하여금 제 1 충전 채널(21)에 제공하는 충전 전류를 조절하여 이 충전 전류가 정전류 충전 단계에 대응하는 충전 전류와 정합되도록 한다(또는 이 충전 전류가 배터리(30)의 정전류 충전 단계에 있어서의 충전 전류의 요구를 충족시키도록 한다).
본 발명의 실시예는 통신 회로(23)와 전원 공급 장치(10) 사이의 통신 내용 및 통신 방식에 대해 특별히 한정하지 않는다. 이하, 구체적인 실시예와 결합하여 상세히 설명하기 때문에, 여기에서 자세한 설명을 생략한다.
배터리 관리 회로(20)는 균형 회로(22)를 더 포함할 수 있다. 균형 회로(22)는 제 1 셀(31a)과 제 2 셀(31b)에 연결될 수 있으며, 제 1 셀(31a)과 제 2 셀(31b)의 전압이 균형을 이루도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 회로는 배터리에 대하여 직접 충전할 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 회로는 직접 충전 구성을 지원하는 배터리 관리 회로이다. 직접 충전 구성에 있어서, 직접 충전 채널에 변환 회로를 설치하지 않아도 되므로 충전 과정에서 충전 대기 설비의 발열량을 감소할 수 있다.
직접 충전 방식은 충전 과정에서 충전 대기 설비의 발열량을 어느 정도 감소할 수 있지만, 전원 공급 장치(10)의 충전 전류가 너무 클 경우, 예를 들어, 전원 공급 장치(10)의 출력 전류가 5A~10A에 도달하면, 배터리 관리 회로(20)의 발열은 여전히 심각하며, 안전상의 위험이 발생할 가능성이 있다.
충전 속도를 확보하면서도 충전중 충전 대기 설비의 발열 현상을 더욱 완화하기 위해, 본 발명의 실시예는 셀 구조를 개조하여 직렬 연결된 셀을 갖는 배터리를 제공한다. 단일 셀 배터리와 비교하면, 같은 충전 속도에 도달하는데 직렬 연결된 셀을 갖는 배터리가 필요하는 충전 전류는 단일 셀 구조의 배터리가 필요하는 충전 전류의 1/N이다(N은 충전 대기 설비 내의 서로 직렬 연결된 셀의 수량임). 다시 말하면, 동일한 충전 속도를 확보하는 것을 전제로, 본 발명의 실시예는 충전 전류의 크기를 많이 작게할 수 있으며, 따라서 충전중 충전 대기 설비의 발열량을 더욱 감소할 수 있다.
예를 들어, 3000mAh의 단일 셀 배터리가 3C 충전 배율에 도달하기 위해서는 9A의 충전 전류를 필요한다. 같은 충전 속도를 달성하고 또한 충전중 충전 대기 설비의 발열량을 감소하기 위하여 2개의 1500mAh 셀을 직렬로 연결하여 3000mAh의 단일 셀 배터리를 대체할 수 있다. 그 결과 단지 4.5A의 충전 전류만으로도 3C 충전 배율에 도달할 수 있으며, 9A의 충전 전류와 비교할 때, 4.5A의 충전 전류로 인한 발열량은 현저히 낮아진다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 회로는, 직렬 연결된 셀 간에 전압 균형을 이루도록 함으로써 직렬 연결된 셀의 매개 변수를 접근하게 하며, 따라서 배터리 내부의 셀을 편리하게 통합 관리할 수 있다. 또한 배터리 내에 여러 셀을 포함할 경우, 셀 사이의 매개 변수의 일치를 유지하는 것은 배터리의 전반적인 성능 및 수명을 향상시킬 수 있다.
설명해야 하는 것은, 제 1 충전 채널(21)은 직접 충전 방식으로 직렬 연결된 복수의 셀을 갖는 배터리(30)를 충전하기 때문에 전원 공급 장치(10)에 의해 공급되는 충전 전압은 배터리(30)의 총 전압보다 커야 한다. 일반적으로 단일 셀의 동작 전압은 3.0V~4.35V이며, 직렬 연결된 2개의 셀을 예로 들면, 제 1 충전 채널(21)을 사용하여 충전하는 과정에서 전원 공급 장치(10)의 출력 전압을 10V 이상으로 설정할 수 있다.
균형 회로(22)는 다양한 방법으로 실현할 수 있다. 본 발명의 실시예는 RLC 직렬 회로에 따른 균형 회로를 제공한다. 이하, 도 2~도 9를 참조하여 RLC 직렬 회로에 따른 균형 회로에 대해 상세하게 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 균형 회로(22)는 RLC 직렬 회로(25), 스위치 회로(26) 및 제어 회로(27)를 구비할 수 있다. 스위치 회로(26)의 일단은 제 1 셀(31a) 및 제 2 셀(31b)에 연결되고, 스위치 회로(26)의 타단은 RLC 직렬 회로(25)에 연결되며, 스위치 회로(26)의 제어단은 제어 회로(27)에 연결된다.
제 1 셀(31a)의 전압과 제 2 셀(31b)의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 제어 회로(27)는 스위치 회로(26)를 제어하여 제 1 셀(31a)과 제 2 셀(31b)이 번갈아 RLC 직렬 회로(25)와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, RLC 직렬 회로(25)에 입력 전압을 공급한다. 다시 말하면, 제어 회로(27)는 스위치 회로(26)를 제어하여 제 1 셀(31a)과 제 2 셀(31b)이 번갈아 RLC 직렬 회로(25)의 전압원으로 사용되도록 하면서 RLC 직렬 회로(25)에 입력 전압을 공급한다.
제어 회로(27)가 스위치 회로(26)에 의해 제 1 셀(31a)과 제 2 셀(31b)을 번갈아 RLC 직렬 회로(25)에 접속시킬 때, 도 3에 도시된 등가 회로도가 얻어진다. 도 3에 있어서, VG1은 제 1 셀(31a)과 제 2 셀(31b)을 번갈아 RLC 직렬 회로(25)에 접속시켜 형성된 RLC 직렬 회로(25)의 등가 전원이다. 제 1 셀(31a)의 전압은 4.3V이고, 제 2 셀(31b)의 전압은 4.2V인 경우를 예로 들면, VG1의 전압 파형은 도 4에 도시된 바와 같으며, 입력 전압은 4.25V의 직류 성분과 교류 성분으로 분해 될 수 있으며, 교류 성분의 Vpp(교류 성분의 최소값과 최대값의 차)는 0.5V이다.
여전히 제 1 셀(31a)의 전압은 4.3V이고, 제 2 셀(31b)의 전압은 4.2V인 경우를 예로 들면, 도 5는 RLC 직렬 회로(25)의 전류 I의 파형과 VG1의 전압 파형의 비교 도면이다. I의 특정 값은 RLC 직렬 회로(25)의 전체 임피던스와 관련되며, 본 발명의 실시예는 이것에 대해 특별히 한정하지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
VG1의 전압이 4.3V인 경우, 제 1 셀(31a)이 RLC 직렬 회로(25)에 접속된 것을 의미하며, VG1의 전압이 4.2V인 경우, 제 2 셀(31b)이 RLC 직렬 회로(25)에 접속된 것을 의미한다. 도 5의 VG1의 전압 파형과 RLC 직렬 회로(25)의 전류 I의 파형을 비교하면, 제 2 셀(31b)이 RLC 직렬 회로(25)에 접속될 때, RLC 직렬 회로(25)의 전류는 부 전류임을 알 수 있으며, 즉 전류는 외부에서 제 2 셀(31b)에 흘러 제 2 셀(31b)을 충전함으로써, 제 1 셀(31a)의 전압과 제 2 셀(31b)의 전압이 균형을 이루도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 균형 회로는 RLC 직렬 회로에 따른 균형 회로이며, 이 균형 회로는 회로 구조가 간단하다는 특징을 가지며, 배터리 관리 회로의 복잡성을 감소할 수 있다. 또한, RLC 직렬 회로의 부품이 비교적 적고, 총 임피던스가 비교적 낮기 때문에, 균형 회로는 작동 중에 열을 비교적 적게 생성한다.
상술한 바와 같이, 제어 회로(27)가 제 1 셀(31a)과 제 2 셀(31b)을 번갈아 RLC 직렬 회로(25)에 접속시킬 때, RLC 직렬 회로(25)의 전류 I의 파형은 도 5와 도시된 바와 같다. RLC 직렬 회로(25)의 임피던스가 너무 크면, 전류 I의 크기가 비교적 작아지고, 제 1 셀(31a)의 전압과 제 2 셀(31b)의 전압의 균형 과정이 비교적 느려지게 된다.
RLC 직렬 회로(25)는 공진 특성(resonant characteristic)을 가지며, RLC 직렬 회로(25)의 전류 I의 크기는 VG1의 전압 주파수(즉 RLC 직렬 회로(25)의 입력 전압의 주파수)와 관련되며, VG1의 전압 주파수가 RLC 직렬 회로(25)의 공진 주파수에 가까울수록, RLC 직렬 회로(25)의 전류는 커진다.
따라서 균형 회로의 에너지 전달 효율을 향상시키기 위해, 제어 회로(27)는 RLC 직렬 회로(25)의 입력 전압의 주파수가 RLC 직렬 회로(25)의 공진 주파수에 접근하도록 스위치 회로(26)를 제어할 수 있으며, 이렇게 하면 제 1 셀(31a)과 제 2 셀(31b) 사이의 에너지 전달 효율을 현저하게 향상시킬 수 있다. RLC 직렬 회로(25)의 입력 전압의 주파수가 RLC 직렬 회로(25)의 공진 주파수에 도달하면(즉 RLC 직렬 회로(25)의 입력 전압의 주파수가
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Figure 112019046246398-pct00002
(L은 인덕터(L)의 자기 인덕턴스 계수를 나타내고, C는 커패시터(C)의 용량을 나타냄)에 도달할 때), RLC 직렬 회로(25)는 공진 상태로 된다. RLC 직렬 회로가 공진 상태에 있을 때, 인덕터(L)와 커패시터(C)의 전압은 같고, 위상은 반대이며, 양자는 서로 상쇄됨으로써, 인덕터(L)와 커패시터(C)는 단락을 형성하고 (인덕터(L)와 커패시터(C)는 하나의 와이어에 해당됨), RLC는 직렬 회로(25)는 순수한 저항 회로로 되며, RLC 직렬 회로(25)의 전류 I의 크기가 최대화되고, 균형 회로(22)의 에너지 전달 효율이 최대화된다.
본 발명의 실시예는 스위치 회로(26)의 스위칭 소자의 온 오프에 의해 제 1 셀(31a)과 제 2 셀(31b)을 번갈아 RLC 직렬 회로(25)에 접속할 수 있다면, 스위치 회로(26)의 형태를 특별히 한정하지 않는다. 아래, 스위치 회로(26)의 선택 가능한 실시형태를 제공한다.
도 6은 스위치 회로의 선택 가능한 한가지 실시형태를 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이, 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터(Q1), 제 2 스위치 트랜지스터(Q2), 제 3 스위치 트랜지스터(Q3) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)를 포함할 수 있다. 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)의 제 1 연결단(60)은 제 1 셀(31a)의 양극에 연결되고, 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)의 제 2 연결단(61)은 제 2 스위치 트랜지스터(Q2)의 제 1 연결단(63)에 연결된다. 제 2 스위치 트랜지스터(Q2)의 제 2 연결단(64)은 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)의 제 1 연결단(66)과 제 1 셀(31a)의 음극에 연결된다. 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)의 제 2 연결단(67)은 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)의 제 1 연결단(69)에 연결된다. 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)의 제 2 연결단(70)은 제 2 셀(31b)의 음극에 연결된다. 제 2 셀(31b)의 양극은 제 1 셀(31a)의 음극에 연결된다. 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)의 제어단(62), 제 2 스위치 트랜지스터(Q2)의 제어단(65), 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)의 제어단(68), 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)의 제어단(71)은 모두 제어 회로(27)에 연결된다. RLC 직렬 회로의 각 구성 요소(도 6에 도시된 커패시터(C), 인덕터(L) 및 레지스터(R)를 포함한다)는 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)의 제 2 연결단(61)과 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)의 제 2 연결단(67) 사이에 직렬로 연결된다.
도 7은 스위치 회로의 선택 가능한 다른 한가지 실시형태를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터(Q1), 제 2 스위치 트랜지스터(Q2), 제 3 스위치 트랜지스터(Q3) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)를 포함할 수 있다. 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)의 제 1 연결단(60)은 제 1 셀(31a)의 양극에 연결되고, 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)의 제 2 연결단(61)은 제 2 스위치 트랜지스터(Q2)의 제 1 연결단(63)에 연결된다. 제 2 스위치 트랜지스터(Q2)의 제 2 연결단(64)은 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)의 제 1 연결단(66)에 연결된다. 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)의 제 2 연결단(67)은 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)의 제 1 연결단(69)에 연결된다. 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)의 제 2 연결단(70)은 제 2 셀(31b)의 음극에 연결된다. 제 2 셀(31b)의 양극은 제 1 셀(31a)의 음극에 연결된다. 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)의 제어단(62), 제 2 스위치 트랜지스터(Q2)의 제어단(65), 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)의 제어단(68), 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)의 제어단(71)은 모두 제어 회로(27)에 연결된다. RLC 직렬 회로의 적어도 일부분의 구성 요소는 제 2 스위치 트랜지스터(Q2)의 제 2 연결단(64)과 제 1 셀(31a)의 음극 사이에 직렬로 연결된다. RLC 직렬 회로의 상기 적어도 일부분의 구성 요소 이외의 나머지 구성 요소는 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)의 제 2 연결단(61)과 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)의 제 2 연결단(67) 사이에 직렬로 연결된다.
상술한 RLC 직렬 회로의 적어도 일부분의 구성 요소는 인덕터(L), 커패시터(C), 레지스터(R) 중의 임의의 하나 또는 복수개의 구성 요소일 수 있다. 예를 들어, 상술한 RLC 직렬 회로의 적어도 일부분의 구성 요소는 인덕터(L)일 수 있고, RLC 직렬 회로의 상기 적어도 일부분의 구성 요소 이외의 나머지 구성 요소는 캐패시터(C)와 레지스터(R)일 수 있다. 다른 예를 들면, 상술한 RLC 직렬 회로의 적어도 일부분의 구성 요소는 인덕터(L)와 커패시터(C)일 수 있고, RLC 직렬 회로의 상기 적어도 일부분의 구성 요소 이외의 나머지 구성 요소는 레지스터(R)일 수 있다. 또 다른 예를 들면, RLC 직렬 회로의 적어도 일부분의 구성 요소는 레지스터(R), 커패시터(C)와 인덕터(L)일 수 있고, RLC 직렬 회로의 상기 적어도 일부분의 구성 요소 이외의 나머지 구성 요소는 없으며, 이럴 경우, 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)의 제 2 연결단(61)과 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)의 제 2 연결단(67)은 직접 와이어를 통해 연결될 수 있다.
상술한 스위치 트랜지스터는, 예를 들면, 금속 산화물 반도체 (metal oxide semiconductor, MOS) 트랜지스터일 수 있다. 또한, 상술한 스위치 트랜지스터의 연결단은 스위치 트랜지스터의 소스 전극 및/또는 드레인 전극일 수 있다. 스위치 트랜지스터의 제어단은 스위치 트랜지스터의 게이트 전극일 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 균형 회로를 기초로 하여, 아래 도 8 및 도 9를 예로 들어 제어 회로(27)의 선택 가능한 제어 형태에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법의 흐름도이다. 도 8은 제 1 셀(31a)의 전압과 제 2 셀(31b)의 전압이 균형을 이루지 않고, 제 1 셀(31a)의 전압이 제 2 셀(31b)의 전압보다 큰 경우에 대응한다. 도 8의 제어 방법은 단계 810~단계 840을 포함한다. 아래, 이러한 단계에 대하여 상세하게 설명한다.
단계 810에 있어서, 시각 t0에서 시각 t1까지 제 1 스위치 트랜지스터(Q1) 및 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 제 2 스위치 트랜지스터(Q2) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)를 오프 상태로 제어한다. 그 중에서 시각 t0는 제어 회로(27)의 작업 주기의 시작 시각이다(즉 작업 주기의 0 시각이다).
도 6 또는 도 7을 참조하면, 제 1 스위치 트랜지스터(Q1) 및 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)는 온 상태에 있고, 제 2 스위치 트랜지스터(Q2) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)는 오프 상태에 있는 경우, 제 1 셀(31a), 커패시터(C), 인덕터(L) 및 레지스터(R)는 폐쇄 루프를 형성하고, 제 1 셀(31a)은 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급한다.
단계 820에 있어서, 시각 t1에서 시각 t2까지 제 1 스위치 트랜지스터(Q1), 제 2 스위치 트랜지스터(Q2), 제 3 스위치 트랜지스터(Q3) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)를 오프 상태로 제어한다. 그 중에서 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임(dead time)이다.
데드 타임은 한 시기의 보호 기간으로 이해할 수 있으며, 그 목적은 스위치 트랜지스터(Q1, Q3)와 스위치 트랜지스터(Q2, Q4)가 동시에 온 상태로 되어 회로 고장을 일으키는 것을 방지하는 데에 있다.
단계 830에 있어서, 시각 t2에서 시각 t3까지 제 2 스위치 트랜지스터(Q2) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 제 1 스위치 트랜지스터(Q1) 및 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)를 오프 상태로 제어한다.
도 6 또는 도 7을 참조하면, 제 2 스위치 트랜지스터(Q2) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)는 온 상태에 있고, 제 1 스위치 트랜지스터(Q1) 및 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)는 오프 상태에 있는 경우, 제 2 셀(31b), 커패시터(C), 인덕터(L) 및 레지스터(R)는 폐쇄 루프를 형성하고, 제 2 셀(31b)은 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급한다.
일부 실시예에 있어서, t3-t2 및 t1-t0 값은 같아도 되고, 즉 제 2 스위치 트랜지스터(Q2)와 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)가 온 상태에 있는 기간은 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)와 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)가 온 상태에 있는 기간과 같을 수 있다.
단계 840에 있어서, 시각 t3에서 시각 t4까지 제 1 스위치 트랜지스터(Q1), 제 2 스위치 트랜지스터(Q2), 제 3 스위치 트랜지스터(Q3) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)를 오프 상태로 제어한다. 그 중에서 시각 t4는 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임이다.
일부 실시예에 있어서, 제 2 데드 타임은 제 1 데드 타임과 같을 수 있다.
또한, 일부 실시예에 있어서, t1~t4의 값을 합리하게 설정하여 제어 회로(27)의 작동 주파수를 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같게 할 수 있으며, 이렇게 함으로써 RLC 직렬 회로의 입력 전압의 주파수를 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같게 할 수 있고, 따라서 RLC 직렬 회로가 공진 상태에 도달하도록 한다.
도 8은 임의의 하나의 작업 주기의 제어 회로(27)의 제어 타이밍을 설명하는 것이고, 다른 작업 주기의 제어 타이밍도 유사하므로, 더 자세히 설명하지 않는다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 방법의 흐름도이다. 도 9는 제 1 셀(31a)의 전압과 제 2 셀(31b)의 전압이 균형을 이루지 않고, 제 2 셀(31b)의 전압이 제 1 셀(31a)의 전압보다 큰 경우에 대응한다. 도 9에 기재된 제어 방법은 도 8에 기재된 제어 방법과 유사하며, 다른 점이라면 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)와 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)의 온/오프 순서가 제 2 스위치 트랜지스터(Q2)와 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)의 온/오프 순서와 서로 바꾸게 된다는 점이다. 도 9의 제어 방법은 단계 910~940을 포함한다. 아래 이러한 단계에 대하여 자세히 설명한다.
단계 910에 있어서, 시각 t0에서 시각 t1까지 제 2 스위치 트랜지스터(Q2) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 제 1 스위치 트랜지스터(Q1) 및 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)를 오프 상태로 제어한다. 그 중에서 시각 t0는 제어 회로(27)의 작업 주기의 시작 시각이다.
도 6 또는 도 7을 참조하면, 제 2 스위치 트랜지스터(Q2) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)는 온 상태에 있고, 제 1 스위치 트랜지스터(Q1) 및 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)는 오프 상태에 있는 경우, 제 2 셀(31b), 커패시터(C), 인덕터(L) 및 레지스터(R)는 폐쇄 루프를 형성하고, 제 2 셀(31b)은 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급한다.
단계 920에 있어서, 시각 t1에서 시각 t2까지 제 1 스위치 트랜지스터(Q1), 제 2 스위치 트랜지스터(Q2), 제 3 스위치 트랜지스터(Q3) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)를 오프 상태로 제어한다. 그 중에서 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이다.
단계 930에 있어서, 시각 t2에서 시각 t3까지 제 1 스위치 트랜지스터(Q1) 및 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 제 2 스위치 트랜지스터(Q2) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)를 오프 상태로 제어한다.
도 6 또는 도 7을 참조하면, 제 1 스위치 트랜지스터(Q1) 및 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)는 온 상태에 있고, 제 2 스위치 트랜지스터(Q2) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)는 오프 상태에 있는 경우, 제 1 셀(31a), 커패시터(C), 인덕터(L) 및 레지스터(R)는 폐쇄 루프를 형성하고, 제 1 셀(31a)은 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급한다.
일부 실시예에 있어서, t3-t2 및 t1-t0 값은 같아도 되고, 즉 제 2 스위치 트랜지스터(Q2)와 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)가 온 상태에 있는 기간은 제 1 스위치 트랜지스터(Q1)와 제 3 스위치 트랜지스터(Q3)가 온 상태에 있는 기간과 같을 수 있다.
단계 940에 있어서, 시각 t3에서 시각 t4까지 제 1 스위치 트랜지스터(Q1), 제 2 스위치 트랜지스터(Q2), 제 3 스위치 트랜지스터(Q3) 및 제 4 스위치 트랜지스터(Q4)를 오프 상태로 제어한다. 그 중에서 시각 t4는 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임이다.
일부 실시예에 있어서, 제 2 데드 타임은 제 1 데드 타임과 같을 수 있다.
또한, 일부 실시예에 있어서, t1~t4의 값을 합리하게 설정하여 제어 회로(27)의 작동 주파수를 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같게 할 수 있으며, 이렇게 함으로써 RLC 직렬 회로의 입력 전압의 주파수를 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같게 할 수 있고, 따라서 RLC 직렬 회로가 공진 상태에 도달하도록 한다.
도 8은 임의의 하나의 작업 주기의 제어 회로(27)의 제어 타이밍을 설명하는 것이고, 다른 작업 주기의 제어 타이밍도 유사하므로, 더 자세히 설명하지 않는다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 배터리 관리 회로(20)는 제 2 충전 채널(24)을 더 포함할 수 있다. 제 2 충전 채널(24)에 승압 회로(25)가 설치되어 있다. 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 채널(24)을 통해 배터리(30)를 충전할 때, 승압 회로(25)는 전원 공급 장치(10)로부터 제공되는 초기 전압을 접수하고, 초기 전압을 목표 전압으로 승압시키는 데에 사용되며, 또한 목표 전압에 따라 배터리(30)를 충전한다. 초기 전압은 배터리(30)의 총 전압보다 작고, 목표 전압은 배터리(30)의 총 전압보다 크다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 배터리 관리 회로(20)는 제 2 제어 회로(28)를 더 포함할 수 있다. 제 2 제어 회로(28)는 제 1 충전 채널(21)과 제 2 충전 채널(24) 사이의 전환을 제어하는 데에 사용될 수 있다.
위에서 알 수 있듯이, 제 1 충전 채널(21)은 배터리(30) 내의 셀에 직접 충전한다. 이런 충전 모드에 있어서, 전원 공급 장치(10)가 제공하는 충전 전압은 배터리 내의 직렬로 연결된 셀의 총 전압보다 높아야 한다. 예를 들어, 직렬로 연결된 2개의 셀에 있어서, 각 셀의 현재 전압이 4V이다고 가정하면, 제 1 충전 채널(21)을 이용하여 2개의 셀을 충전할 경우, 전원 공급 장치(10)에서 제공되는 충전 전압이 적어도 8V보다 커야 한다. 하지만 보통 전원 공급 장치의 출력 전압은 일반적으로 8V에 도달할 수 없기 때문에(보통 어댑터의 경우, 출력 전압은 일반적으로 5V임), 보통 전원 공급 장치는 제 1 충전 채널(21)을 통해 배터리(30)를 충전할 수 없다. 보통 전원 공급 장치(예를 들어, 보통 어댑터임)를 적용하기 위하여, 본 발명의 실시예는 제 2 충전 채널(24)을 도입한다. 제 2 충전 채널(24)에 승압 회로(25)가 설치되어 있으며, 승압 회로(25)는 전원 공급 장치(10)로부터 제공되는 초기 전압을 목표 전압으로 승압시킬 수 있으며, 목표 전압은 배터리(30)의 총 전압보다 크고, 따라서 보통 전원 공급 장치로 본 발명의 실시예에 따른 직렬로 연결된 복수의 셀을 갖는 배터리(30)를 충전할 수 없다는 문제를 해결한다.
본 발명의 실시예는 승압 회로(25)의 구체적인 형태를 한정하지 않는다. 예를 들어, Boost 승압 회로를 사용할 수 있으며, 차지 펌프(charge pump)를 사용하여 승압할 수 도 있다. 선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제 2 충전 채널(24)은 종래의 충전 채널 설계 방식을 사용할 수 있고, 즉 제 2 충전 채널(24)에 변환 회로(예를 들어, 충전 IC)를 설치한다. 변환 회로는 배터리(30)의 충전 과정에 대하여 정전압 및 정전류 제어를 할 수 있으며, 또한 실제 수요에 따라 전원 공급 장치(10)로부터 제공되는 초기 전압을 조절할 수 있다(예를 들면, 승압 또는 강압). 본 발명의 실시예는 변환 회로의 승압 기능을 이용하여 전원 공급 장치(10)로부터 제공되는 초기 전압을 목표 전압으로 승압시킬 수 있다.
통신 회로(23)는 스위치 부품에 의해 제 1 충전 채널(21)과 제 2 충전 채널(24)을 전환할 수있다. 구체적으로, 도 10에 도시 된 바와 같이, 제 1 충전 채널(21)에 스위치 트랜지스터(Q5)가 설치되어 있다. 통신 회로(23)가 스위치 트랜지스터(Q5)를 온(ON)상태로 제어하면 제 1 충전 채널(21)이 작동하여 배터리(30)에 대하여 직접 충전을 실시한다. 통신 회로(23)가 스위치 트랜지스터(Q5)를 오프(OFF)상태로 제어하면 제 2 충전 채널(24)이 작동하여 제 2 충전 채널(24)을 통해 배터리(30)를 충전한다.
본 발명의 실시예는 또한 충전 대기 설비를 제공한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 충전 대기 설비(40)는 상술한 배터리 관리 회로(20) 및 배터리(30)를 포함할 수 있다.
현재 충전 대기 설비(예를 들어, 단말기)의 시스템은 일반적으로 단일 셀로 전력을 공급한다. 본 발명의 실시예는 직렬로 연결된 여러 셀을 사용하며, 여러 셀의 총 전압이 높기 때문에, 충전 대기 설비의 시스템에 직접 전력을 공급하는데 적합하지 않다. 이 문제를 해결하는 실시 가능한 방안으로서, 충전 대기 설비의 시스템의 동작 전압을 조절하여 여러 셀이 동시에 전력을 공급해도 문제 없게끔 한다. 하지만, 이러한 방안은 충전 대기 설비를 크게 변화시키므로 비용이 높다.
선택적으로 일부 실시예에 있어서, 충전 대기 설비(40)의 전원 회로에 강압 회로를 첨가하여, 강압 후의 전압이 충전 대기 설비(30)가 전원 전압에 대한 수요를 충족시키도록 한다.
단일 셀의 동작 전압 범위가 3.0V~4.35V인 경우, 충전 대기 설비 시스템의 정상적인 전원 전압을 확보하기 위하여, 강압 회로는 배터리(30)의 총 전압을 3.0V~4.35V 사이의 임의의 값으로 강압시킬 수 있다. 강압 회로는 다양한 방법으로 실현할 수 있으며, 예를 들어, Buck 회로, 차지 펌프 등 회로 형태로 강압을 실시할 수 있다.
선택적으로 다른 실시예에 있어서, 충전 대기 설비(40)의 전원 회로의 입력단은 배터리(30) 내의 임의의 단일 셀의 양단에 연결된다. 전원 회로는 단일 셀의 전압에 따라 충전 대기 설비(10)의 시스템에 전력을 공급할 수 있다.
강압 회로에 의해 강압된 전압에 리플(ripple)이 생겨 충전 대기 설비의 전력 공급 품질에 영향을 미칠수 있다는 것을 이해할 수 있다. 본 발명의 실시예는 여전히 단일 셀을 이용하여 충전 대기 설비의 시스템에 전력을 공급한다. 단일 셀에서 출력되는 전압은 비교적 안정하기 때문에, 본 발명의 실시예는, 다중 셀 방식으로 어떻게 전력을 공급하는 문제를 해결함과 동시에 충전 대기 설비의 시스템의 전력 공급 품질을 보장할 수 있다.
단일 셀을 이용하여 전력을 공급하는 경우, 배터리(30) 내의 서로 다른 셀 사이에 전압 불균형이 발생할 수 있다. 셀 사이의 전압 불균형으로 인해 배터리를 관리하기 어렵게 된다. 배터리 내의 셀의 매개 변수의 차이로 인해 배터리의 수명이 짧아진다. 본 발명의 실시예는 균형 회로(22)를 이용하여 셀 사이의 전압 균형을 이루기 때문에, 단일 셀로 전력을 공급해도 배터리(30) 내의 셀 사이의 전압 균형을 유지할 수 있다 .
전원 공급 장치의 출력 전력이 높아짐에 따라, 전원 공급 장치가 충전 대기 설비 내의 셀에 대하여 충전할 때, 리튬 석출이 발생하기 쉽고, 따라서 셀의 사용 수명이 짧아진다.
셀의 신뢰성 및 안전성을 향상시키기 위하여, 일부 실시예에 있어서, 전원 공급 장치(10)가 맥동 직류 전류(pulsating DC current)(단방향 맥동 출력 전류, 또는 맥동 파형 전류, 또는 만두파 전류(steamed bun wave current)라고도 함)를 출력하도록 제어할 수 있다. 제 1 충전 채널(21)은 배터리(30)를 직접 충전하기 때문에, 전원 공급 장치(10)로부터 공급되는 맥동 직류 전류를 배터리(30)의 양단에 직접 인가할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, 맥동 직류 전류의 크기는 주기적으로 변화한다. 일정한 직류 전류와 비교하면, 맥동 직류 전류는 셀의 리튬 석출 현상을 감소하여 셀의 사용 수명을 연장할 수 있다. 또한 일정한 직류 전류와 비교하면, 맥동 직류 전류는 충전 인터페이스 접점의 아크 발생 확률과 강도를 감소하여 충전 인터페이스의 수명을 연장할 수 있다.
전원 공급 장치(10)로부터 출력되는 충전 전류를 맥동 직류 전류로 조정하는 방법은 다양하며, 예를 들어, 전원 공급 장치(10)의 일차 필터링 회로(primary filtering circuit)와 이차 필터링 회로(secondary filtering circuit)를 제거하여 전원 공급 장치(10)가 맥동 직류 전류를 출력하도록 한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제 1 충전 채널(21)이 접수한 전원 공급 장치(10)로부터 공급되는 충전 전류는 교류 전류일 수 있으며(예를 들어, 전원 공급 장치(10)의 일차 필터링 회로, 이차 정류 회로 및 이차 필터링 회로를 제거하여 전원 공급 장치(10)가 교류 전류을 출력하도록 함), 교류 전류도 마찬가지로 리튬 셀의 리튬 석출 현상을 감소하여 셀의 사용 수명을 연장할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 전원 공급 장치(10)는 제 1 충전 모드 또는 제 2 충전 모드에서 동작 가능하다. 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 배터리(30)에 대한 충전 속도는 제 1 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 배터리(30)에 대한 충전 속도보다 빠르다. 다시 말하면, 제 1 충전 모드에서 동작하는 전력 공급 장치와 비교하면, 제 2 충전 모드에서 동작하는 전력 공급 장치가 동일한 용량의 배터리를 완전히 충전하는데 필요한 시간은 더 짧다. 또한 일부 실시예에 있어서, 제 1 충전 모드에서 전원 공급 장치는 제 2 충전 채널(24)을 통해 배터리(30)를 충전하고, 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치는 제 1 충전 채널(21)을 통해 배터리(30)를 충전한다.
제 1 충전 모드는 보통 충전 모드이고, 제 2 충전 모드는 급속 충전 모드이다. 보통 충전 모드에서 전원 공급 장치는 작은 전류(일반적으로 2.5A 미만)를 출력하거나 또는 작은 전력(일반적으로 15W 미만)으로 충전 대기 설비의 배터리를 충전한다. 보통 충전 모드에서 대용량의 배터리(예: 3000mA의 배터리임)을 완전히 충전하는데 통상적으로 몇시간이 걸린다. 급속 충전 모드에서 전원 공급 장치는 큰 전류(일반적으로 2.5A보다 크고, 예를 들면, 4.5A, 5A, 또는 그 이상이다)를 출력하거나 또는 높은 전력(일반적으로 15W 이상이다)으로 충전 대기 설비의 배터리를 충전한다. 보통 충전 모드와 비교하면, 급속 충전 모드에서 전원 공급 장치가 같은 용량의 배터리를 완전히 충전하는데 필요한 시간이 크게 단축되고, 충전 속도도 더 빠르다.
또한, 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)의 출력을 제어할 수 있도록(즉, 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)로부터 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 제어함), 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행할 수 있다. 충전 대기 설비(40)는 충전 인터페이스를 포함할 수 있다. 통신 회로(23)는 충전 인터페이스의 데이터 라인을 통해 전원 공급 장치(10)와 통신할 수 있다. 충전 인터페이스가 USB 인터페이스인 경우, 데이터 라인은 USB 인터페이스의 D+ 라인 및/또는 D- 라인일 수 있다. 또는 충전 대기 설비(40)는 전원 공급 장치(10)와 무선 통신할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 전원 공급 장치(10)와 통신 회로(23)의 통신 내용 및 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)의 출력에 대한 통신 회로(23)의 제어 방식을 한정하지 않는다. 예를 들어, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 통신하여 충전 대기 설비의 배터리(30)의 현재 총 전압 및/또는 총 전기량과 상호 작용하고, 배터리(30)의 현재 총 전압 및/또는 총 전기량에 따라 전원 공급 장치(10)의 출력 전압 및/또는 출력 전류를 조정할 수 있다. 이하, 구체적인 실시예와 결합하여 전원 공급 장치(10)와 통신 회로(23) 사이의 통신 내용 및 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)의 출력에 대한 통신 회로(23)의 제어 방식을 상세하게 설명한다.
이상, 본 발명의 실시예에 관한 기재는 전원 공급 장치(10)와 충전 대기 설비(또는 충전 대기 설비의 통신 회로(23))의 주체와 종속 관계를 한정하지 않는다. 다시 말하면, 전원 공급 장치(10)와 충전 대기 설비 중의 하나는 마스터 장치로서 양방향 통신을 시작할 수 있으며, 이에 대응하여 다른 하나는 슬레이브 장치로서 마스터 장치에 의해 시작된 통신에 대하여 제 1 응답 또는 제 1 회답을 할 수 있다. 실시 가능한 방식으로서, 통신 과정에서 전원 공급 장치(10)와 충전 대기 설비의 접지 레벨을 비교하여 마스터 장치와 슬레이브 장치의 신분을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 전원 공급 장치(10)와 충전 대기 설비 사이의 양방향 통신의 구체적인 실시형태를 한정하지 않는다. 즉, 전원 공급 장치(10)와 충전 대기 설비 중의 하나는 마스터 장치로서 통신을 시작하면, 이에 대응하여 다른 하나는 슬레이브 장치로서 마스터 장치에 의해 시작된 통신 대화에 대하여 제 1 응답 또는 제 1 회답을 할 수 있고, 마스터 장치는 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답에 대하여 제 2 응답을 할 수 있으며, 즉 마스터 장치와 슬레이브 장치 사이에서 충전 모드에 관하여 한번 협상하였다고 볼 수 있다. 실시 가능한 방식으로서, 마스터 장치와 슬레이브 장치 사이에서 충전 모드에 관하여 여러번 협상한 다음에, 마스터 장치와 슬레이브 장치 사이에서 충전 동작을 실행함으로써, 협상 후 충전 과정의 안전성과 신뢰성을 확보하도록 한다.
마스터 장치는 통신 대화에 대한 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답에 따라 제 2 응답을 다음과 같이 할 수 있다. 마스터 장치는 통신 대화에 대한 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답을 수신하고, 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답에 대하여 제 2 응답을 할 수 있다. 하나의 예시로서, 마스터 장치는 미리 설정된 시간 내에 통신 대화에 대한 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답을 수신하면, 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답에 대하여 제 2 응답을 하는 것은, 구체적으로, 마스터 장치와 슬레이브 장치는 충전 모드에 관하여 한번 협상하고, 협상 결과에 따라 제 1 충전 모드 또는 제 2 충전 모드에서 마스터 장치와 슬레이브 장치 사이에서 충전 조작을 실행하며, 즉 전원 공급 장치(10)는 협상 결과에 따라 제 1 충전 모드 또는 제 2 충전 모드에서 작동하면서 충전 대기 설비에 대하여 충전하는 것을 말한다.
마스터 장치는 통신 대화에 대한 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답에 따라 제 2 응답을 다음과 같이 할 수 있다. 마스터 장치는 미리 설정된 시간 내에 통신 대화에 대한 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답을 수신하지 못하였더라도 여전히 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답에 대하여 제 2 응답을 할 수 있다. 예시로서, 마스터 장치는 미리 설정된 시간 내에 통신 대화에 대한 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답을 수신하지 못하였더라도 여전히 슬레이브 장치의 제 1 응답 또는 제 1 회답에 대하여 제 2 응답을 하는 것은, 구체적으로, 마스터 장치와 슬레이브 장치는 충전 모드에 관하여 한번 협상하고, 제 1 충전 모드에서 마스터 장치와 슬레이브 장치 사이에서 충전을 실행하며, 즉 전원 공급 장치(10)는 제 1 충전 모드에서 작동하면서 충전 대기 설비에 대하여 충전하는 것을 말한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 충전 대기 설비가 마스터 장치로서 통신 대화를 시작하고, 전원 공급 장치(10)는 슬레이브 장치로서 마스터 장치에 의해 시작된 통신 대화에 대하여 제 1 응답 또는 제 1 회답을 한 다음에, 충전 대기 설비는 전원 공급 장치(10)의 제 1 응답 또는 제 1 회답에 대하여 제 2 응답을 할 필요가 없다. 즉, 전원 공급 장치(10)와 충전 대기 설비는 충전 모드에 관하여 한번 협상하였다고 볼 수 있으며, 전원 공급 장치(10)는 협상 결과에 따라 제 1 충전 모드 또는 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비에 대하여 충전할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제 2 충전 모드에서의 전원 공급 장치(10)의 출력을 제어할 수 있도록, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하는 것은, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하여 전력 공급 장치(10)와 충전 대기 설비 사이의 충전 모드를 협상하는 것을 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하여 전력 공급 장치(10)와 충전 대기 설비 사이의 충전 모드를 협상하는 것은, 다음과 같은 단계를 포함한다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)가 보내는 제 1 명령어를 수신하고, 제 1 명령어는 충전 대기 설비가 제 2 충전 모드를 선택할지 여부를 문의하는데 사용된다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)에 제 1 명령어 응답 명령어를 보내며, 제 1 명령어 응답 명령어는 충전 대기 설비가 제 2 충전 모드를 선택하는데 동의하는지 여부를 지시하는데 사용된다. 충전 대기 설비가 제 2 충전 모드를 선택하는 데에 동의하는 경우, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)를 제어하여 제 1 충전 채널(21)을 통해 배터리(30)에 대하여 충전한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제 2 충전 모드에서의 전원 공급 장치(10)의 출력을 제어할 수 있도록, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하는 것은, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하여 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전압을 결정하는 것을 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하여 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전압을 결정하는 것은, 다음과 같은 단계를 포함한다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)가 보내는 제 2 명령어를 수신하고, 제 2 명령어는 전원 공급 장치(10)의 출력 전압과 충전 대기 설비의 배터리(30)의 현재 총 전압이 정합되는지 여부를 문의하는데 사용된다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)에 제 2 명령어 응답 명령어를 보내며, 제 2 명령어 응답 명령어는 전원 공급 장치(10)의 출력 전압이 충전 대기 설비의 배터리(30)의 현재 총 전압과 정합되거나, 높거나 또는 낮은지를 지시하는데 사용된다. 또는, 제 2 명령어는 전원 공급 장치(10)의 현재 출력 전압을 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전압으로 하는데 적합한지 여부를 문의하는데 사용되고, 제 2 명령어 응답 명령어는 전원 공급 장치(10)의 현재 출력 전압이 적합되거나, 높거나 또는 낮은지를 지시하는데 사용된다. 전원 공급 장치(10)의 현재 출력 전압과 배터리(30)의 현재 총 전압이 정합되거나, 또는 전원 공급 장치(10)의 현재 출력 전압을 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전압으로 하는데 적합하다는 것은, 전원 공급 장치(10)의 현재 출력 전압이 배터리(30)의 현재 총 전압보다 약간 높고, 또한 전원 공급 장치(10)의 출력 전압과 배터리의 현재 총 전압 사이의 차이가 미리 설정된 범위 내에 있다(일반적으로 수백 밀리 볼트(mV) 임)는 것을 의미한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제 2 충전 모드에서의 전원 공급 장치(10)의 출력을 제어할 수 있도록, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하는 것은, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하여 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전류을 결정하는 것을 포함한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하여 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전류을 결정하는 것은, 다음과 같은 단계를 포함한다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)가 보내는 제 3 명령어를 수신하고, 제 3 명령어는 충전 대기 설비가 현재 지원하는 최대 충전 전류를 문의하는데 사용된다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)에 제 3 명령어 응답 명령어를 보내며, 제 3 명령어 응답 명령어는 충전 대기 설비가 현재 지원하는 최대 충전 전류를 지시하는데 사용되며, 따라서 전원 공급 장치(10)는 충전 대기 설비가 현재 지원하는 최대 충전 전류에 따라 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전류을 결정한다. 통신 회로(23)는 충전 대기 설비가 현재 지원하는 최대 충전 전류에 따라 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전류을 결정하는 방식은 여러가지가 있다는 것을 이해할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 장치(10)는 충전 대기 설비가 현재 지원하는 최대 충전 전류를 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전류로 특정 할 수 있으며, 또는 충전 대기 설비가 현재 지원하는 최대 충전 전류 및 자신의 전류 출력 능력 등 요소를 종합적으로 고려한 다음에 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전류을 결정할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제 2 충전 모드에서의 전원 공급 장치(10)의 출력을 제어할 수 있도록, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하는 것은, 제 2 충전 모드를 사용하여 충전하는 과정에서, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하여, 전력 공급 장치(10)의 출력 전류를 조정하는 것을 포함할 수 있다.
구체적으로, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하여, 전력 공급 장치(10)의 출력 전류를 조정하는 것은, 다음과 같은 단계를 포함한다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)가 보내는 제4 명령어를 수신하고, 제 4 명령어는 배터리의 현재 총 전압을 문의하는데 사용된다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)에 제 4 명령어 응답 명령어를 보내며, 제 4 명령어 응답 명령어는 배터리의 현재 총 전압을 지시하는데 사용되며, 따라서 전원 공급 장치(10)는 배터리의 현재 총 전압에 따라 전원 공급 장치(10)의 출력 전류를 조정할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제 2 충전 모드에서의 전원 공급 장치(10)의 출력을 제어할 수 있도록, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하는 것은, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하여, 충전 인터페이스에 접촉 불량 현상이 있는지 여부를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
구체적으로, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)와 양방향 통신을 진행하여, 충전 인터페이스에 접촉 불량 현상이 있는지 여부를 판단하는 것은, 다음과 같은 단계를 포함한다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)가 보내는 제 4 명령어를 수신하고, 제 4 명령어는 충전 대기 설비의 배터리의 현재 전압을 문의하는데 사용된다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)에 제 4 명령어 응답 명령어를 보내고, 제 4 명령어 응답 명령어는 충전 대기 설비의 배터리의 현재 전압을 지시하는데 사용되며, 따라서 전원 공급 장치(10)는 전원 공급 장치(10)의 출력 전압과 충전 대기 설비의 배터리의 현재 전압에 따라 충전 인터페이스에 접촉 불량 현상이 있는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 장치(10)는 전원 공급 장치(10)의 출력 전압과 충전 대기 설비의 현재 전압 사이의 전압 차이가 미리 설정된 전압 문턱값보다 크다고 판단할 경우, 이 전압 차이를 전원 공급 장치(10)가 출력하는 현재 전류값으로 나누고 얻은 임피던스가 미리 설정된 임피던스 문턱값보다 크다는 것을 의미하며, 즉 충전 인터페이스에 접촉 불량 현상이 있다는 것을 확인할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 충전 인터페이스의 접촉 불량은 충전 대기 설비에 의해 확정할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)에 제 6 명령어를 보내고, 제 6 명령어는 전원 공급 장치(10)의 출력 전압을 문의하는데 사용된다. 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)가 보내는 제 6 명령어 응답 명령어를 수신하고, 제 6 명령어 응답 명령어는 전원 공급 장치(10)의 출력 전압을 지시하는데 사용된다. 통신 회로(23)는 배터리의 현재 전압과 전원 공급 장치(10)의 출력 전압에 따라 충전 인터페이스에 접촉 불량 현상이 있는지 여부를 판단한다. 통신 회로(23)는 충전 인터페이스에 접촉 불량 현상이 있다고 판단할 경우, 통신 회로(23)는 전원 공급 장치(10)에 제 5 명령어를 보내고, 제 5 명령어는 충전 인터페이스의 접촉 불량을 지시하는데 사용된다. 전원 공급 장치(10)는 제 5 명령어를 수신한 다음에 제 2 충전 모드를 종료할 수 있다.
이하, 도 13을 참조하여 전원 공급 장치(10)와 충전 대기 설비(40)(구체적으로, 충전 대기 설비(40)의 통신 회로(23)일 수 있음) 사이의 통신 과정을 더욱 상세하게 설명한다. 도 13의 실시예는 단지 당업자을 도와 본 발명의 실시예를 이해하기 위해 사용되며, 본 발명의 실시예는 예시된 구체적인 수치 또는 구체적인 특정 상황에 한정되지 않는다는 것을 이해할 수 있다. 당업자라면, 도 13의 실시예에 따라, 다양한 동등한 수정 및 변경이 가능하며, 이러한 수정이나 변경도 본 발명의 실시예의 범위에 포함되는 것은 분명하다.
도 13에 도시된 바와 같이, 전원 공급 장치(10)와 충전 대기 설비(40) 사이의 통신 과정(또는 급속 충전 과정의 통신 과정)은 다음과 같은 다섯 단계를 포함할 수 있다.
단계 1:
충전 대기 설비(40)는 전원 공급 장치(10)와 연결된 후에 데이터 라인(D+, D-)을 통해 전원 공급 장치(10)의 종류를 검출할 수있다. 전원 공급 장치(10)가 어댑터와 같은 충전 전용 전원 공급 장치인 것으로 검출된 경우, 충전 대기 설비(40)가 흡수하는 전류는 미리 설정된 전류 문턱값(I2)(예: 1A일 수 있음)보다 클 수 있다. 전원 공급 장치(10)는, 미리 설정된 시간(예를 들어, 연속 T1시간 일 수 있음) 내에 전원 공급 장치(10)의 출력 전류가 I2이상인 것으로 검출된 경우, 충전 대기 설비(40)가 이미 전원 공급 장치의 종류를 식별하였다고 볼 수있다. 그 다음에 전원 공급 장치(10)는 충전 대기 설비(40)와 협상하기 시작하고, 충전 대기 설비(40)에 명령어 1(상기 제 1 명령어에 대응됨)을 보내여 충전 대기 설비(40)에 아래 내용을 문의하며, 즉 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 동의하는지 여부를 문의한다.
전원 공급 장치(10)는 충전 대기 설비(40)가 보낸 명령어 1 응답 명령어를 수신하고, 또한 명령어 1 응답 명령어는 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 충전 대기 설비(40)가 동의하지 않는다고 지시하는 경우, 전원 공급 장치(10)는 다시 전원 공급 장치(10)의 출력 전류를 검출한다. 미리 설정된 지속 시간(예를 들어, 연속 T1시간 일 수 있음) 내의 전원 공급 장치(10)의 출력 전류가 여전히 I2 이상인 경우, 전원 공급 장치(10)는 다시 충전 대기 설비(40)에 명령어 1를 보내여 충전 대기 설비(40)에 아래 내용을 문의하며, 즉 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 동의하는지 여부를 문의한다. 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 충전 대기 설비(40)가 동의할 때까지 또는 전원 공급 장치(10)의 출력 전류가 I2 이상인 조건을 만족하지 않을 때까지 전원 공급 장치(10)는 단계 1의 상술한 단계를 반복한다.
전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 충전 대기 설비(40)가 동의하면 통신 과정은 단계 2로 들어간다.
단계 2:
전원 공급 장치(10)의 출력 전압은 여러 등급을 포함할 수 있다. 전원 공급 장치(10)는 충전 대기 설비(40)에 명령어 2(상기 제 2 명령어에 대응됨)를 보내여 전원 공급 장치(10)의 출력 전압(현재 출력 전압)과 충전 대기 설비(40) 내의 배터리(30)의 현재 전압이 정합되는지 여부를 문의한다.
충전 대기 설비(40)는 전원 공급 장치(10)에 명령어 2 응답 명령어를 보내여 전원 공급 장치(10)의 출력 전압이 충전 대기 설비(40)의 배터리의 현재 전압과 정합되거나, 높거나 또는 낮은지를 지시한다. 명령어 2 응답 명령어가 전원 공급 장치(10)의 출력 전압이 높거나 또는 낮다고 지시할 경우, 전원 공급 장치(10)는 전원 공급 장치(10)의 출력 전압을 하나의 등급 정도 조정한 다음에 다시 충전 대기 설비(40)에 명령어 2를 보내여 전원 공급 장치(10)의 출력 전압이 배터리의 현재 전압과 정합되는지 여부를 다시 문의한다. 충전 대기 설비(40)가 전원 공급 장치(10)의 출력 전압과 충전 대기 설비(40)의 배터리의 현재 전압이 정합된다고 확인할 때까지 단계 2의 상술한 단계를 반복하며, 단계 3으로 들어간다.
단계 3:
전원 공급 장치(10)는 충전 대기 설비(40)에 명령어 3(상기 제 3 명령어에 대응됨)을 보내여 충전 대기 설비(40)가 현재 지원하는 최대 충전 전류를 문의한다. 충전 대기 설비(40)는 전원 공급 장치(10)에 명령어 3 응답 명령어를 보내여 충전 대기 설비(40)가 현재 지원하는 최대 충전 전류를 지시하고, 단계 4로 들어간다.
단계 4:
전원 공급 장치(10)는 충전 대기 설비(40)가 현재 지원하는 최대 충전 전류에 따라 제 2 충전 모드에서 전원 공급 장치(10)가 출력하려는 충전 대기 설비를 충전하는데 사용되는 충전 전류를 확정하고, 단계 5, 즉 정전류 충전 단계로 들어간다.
단계 5:
정전류 충전 단계로 들어간 다음에, 전원 공급 장치(10)는 소정 시간 간격으로 충전 대기 설비(40)에 명령어 4(상기 제 4 명령어에 대응됨)를 보내여 충전 대기 설비(40)의 배터리의 현재 전압을 문의한다. 충전 대기 설비(40)는 전원 공급 장치(10)에 명령어 4 응답 명령어를 보내여 배터리의 현재 전압을 피드백한다. 전원 공급 장치(10)는 배터리의 현재 전압에 따라 충전 인터페이스에 접촉 불량 현상이 있는지 여부 및 전원 공급 장치(10)의 출력 전류를 낮출 필요가 있는지 여부를 판단한다. 전원 공급 장치(10)는 충전 인터페이스에 접촉 불량 현상이 있다고 판단할 때 충전 대기 설비(40)에 명령어 5(상기 제 5 명령어에 대응됨)를 보내고, 전원 공급 장치(10)는 제 2 충전 모드를 종료하며, 그 다음에 재설정하고 다시 단계 1로 들어간다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 단계 1에서 충전 대기 설비(40)가 명령어 1 응답 명령어를 보낼 때, 명령어 1 응답 명령어는 충전 대기 설비(40)의 경로 임피던스 데이터(path impedance data)(또는 정보)를 포함할 수 있다. 충전 대기 설비(40)의 경로 임피던스 데이터는 단계 5에서 충전 인터페이스가 좋은 접촉 상태에 있는지 여부를 판단하는 데에 사용된다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 단계 2에서 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 충전 대기 설비(40)가 동의한 후로부터 전원 공급 장치(10)가 그 출력 전압을 적절한 충전 전압으로 조정하는데 걸리는 시간을 특정 범위 내로 제어할 수 있다. 만약 이 시간이 미리 설정된 범위를 초과하면, 전원 공급 장치(10) 또는 충전 대기 설비(40)는 통신 과정에 이상이 있다고 판단하며, 재설정하고 다시 단계 1로 들어간다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 단계 2에서 전원 공급 장치(10)의 출력 전압이 충전 대기 설비(40)의 배터리의 현재 전압보다 ΔV(ΔV는 200~500mV로 설정될 수 있음)정도 높을 경우, 충전 대기 설비(40)는 전원 공급 장치(10)에 명령어 2 응답 명령어를 보내여 전원 공급 장치(10)의 출력 전압이 충전 대기 설비(40)의 배터리의 전압과 정합된다는 것을 지시한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 단계 4에서 전원 공급 장치(10)의 출력 전류의 조정 속도를 특정 범위 내에 제어할 수 있으며, 이렇게 하면 지나치게 빠른 조정 속도로 인한 충전 과정의 이상을 피할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 단계 5에서 전원 공급 장치(10)의 출력 전류의 변동은 5% 이내로 제어할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 단계 5에서 전원 공급 장치(10)는 충전 경로의 임피던스를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 구체적으로, 전원 공급 장치(10)는 전원 공급 장치(10)의 출력 전압, 출력 전류 및 충전 대기 설비(40)에 의해 피드백된 배터리의 현재 전압에 따라 충전 경로의 임피던스를 모니터링할 수 있다. "충전 경로의 임피던스"가 "충전 대기 설비(40)의 경로 임피던스＋충전 케이블의 임피던스"보다 클 경우, 충전 인터페이스에 접촉 불량 현상이 있다는 것으로 간주할 수 있으며, 전원 공급 장치(10)는 제 2 충전 모드 에서 충전 대기 설비(40에 대하여 충전하는 것을 중단한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하기 시작한 다음에, 전원 공급 장치(10)와 충전 대기 설비(40) 사이의 통신 시간 간격을 특정 범위 내로 제어할 수 있으며, 따라서 너무 짧은 통신 시간 간격으로 인한 통신 과정의 이상을 피할 수 있다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 충전 과정의 중단(또는 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 중단함)은 회복 가능한 중단 및 회복 불가능한 중단 두가지로 나눌수 있다.
예를 들어, 충전 대기 설비(40)의 배터리가 완전히 충전되거나 또는 충전 인터페이스에 접촉 불량 현상이 있는 경우, 충전 과정이 중단되고 충전 통신 과정이 재설정되며, 충전 과정은 다시 단계 1로 들어간다. 그리고, 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 충전 대기 설비(40)가 동의하지 않으면, 통신 단계는 단계 2로 들어가지 않는다. 이럴 경우의 충전 과정의 중단은 회복 불가능한 중단으로 간주 된다.
다른 예시로서, 전원 공급 장치(10)와 충전 대기 설비(40) 사이에 통신 이상이 발생할 경우, 충전 과정이 중단되고 충전 통신 과정이 재설정되며, 충전 과정은 다시 단계 1로 들어간다. 단계 1의 요구를 충족하는 경우, 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 충전 대기 설비(40)가 동의하며, 충전 과정을 회복한다. 이럴 경우의 충전 과정의 중단은 회복 가능한 중단으로 간주된다.
또 다른 예시로서, 충전 대기 설비(40)가 배터리의 이상을 검출하면, 충전 과정이 중단되고 재설정되며 다시 단계 1로 들어간다. 그리고, 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 충전 대기 설비(40)가 동의하지 않는다. 배터리가 정상으로 돌아가고, 단계 1의 요구를 충족하는 경우, 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 충전 대기 설비(40)가 동의한다. 이럴 경우의 급속 충전 과정의 중단은 회복 가능한 중단으로 간주된다.
이상, 도 13에 도시된 통신 과정 또는 조작은 단지 예시일 뿐이다. 예를 들면, 단계 1에서 충전 대기 설비(40)가 전원 공급 장치(10)에 연결된 다음에, 충전 대기 설비(40)와 전원 공급 장치(10) 사이의 핸드 셰이크 통신(handshake communication)은 충전 대기 설비(40)에 의해 시작될 수 있다. 즉, 충전 대기 설비(40)는 명령어 1을 보내여 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드를 선택할지 여부를 문의한다. 충전 대기 설비(40)가 전원 공급 장치(10)의 응답 명령어를 수신하고, 전원 공급 장치(10)가 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하는 것을 전원 공급 장치(10)가 동의한다고 지시할 경우, 전원 공급 장치(10)는 제 2 충전 모드에서 충전 대기 설비(40)에 대하여 충전하기 시작한다.
다른 예시로서, 단계 5 다음에 정전압 충전 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 단계 5에서 충전 대기 설비(40)는 전원 공급 장치(10)에 배터리의 현재 전압을 피드백 할 수 있다. 배터리의 현재 전압이 정전압 충전 전압 문턱값에 도달하면, 충전 단계는 정전류 충전 단계에서 정전압 충전 단계로 바뀐다. 정전압 충전 단계에서 충전 전류가 점차 감소되고, 충전 전류가 어느 문턱값까지 감소되면, 충전 대기 설비(40)의 배터리가 완전히 충전됨을 의미하며, 충전 과정이 종료된다.
이상, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 장치에 관한 실시예를 상세하게 설명하였다. 이하, 도 14를 참조하여 본 발명의 방법에 관한 실시예를 상세하게 설명한다. 방법에 관한 설명과 장치에 관한 설명은 서로 대응된다는 것을 이해할 수 있다. 간결함을 위해 중복된 설명은 적절하게 생략한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리 방법의 흐름도이다. 도 14의 배터리 관리 방법은 배터리 관리 회로에 적용될 수 있다. 배터리 관리 회로는 제 1 충전 채널, 균형 회로와 통신 회로를 포함한다. 제 1 충전 채널은 전원 공급 장치에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 수신하고, 충전 전압 및/또는 충전 전류를 배터리의 양단에 직접 인가하여 배터리를 충전하는 데에 사용된다. 배터리는 서로 직렬로 연결된 제 1 셀 및 제 2 셀을 포함한다. 균형 회로는 제 1 셀의 전압과 제 2 셀의 전압을 균형하기 위해 제 1 셀 및 제 2 셀에 연결된다. 균형 회로는 RLC 직렬 회로, 스위치 회로 및 제어 회로를 포함한다. 스위치 회로의 일단은 제 1 셀 및 제 2 셀에 연결되고, 스위치 회로의 타단은 RLC 직렬 회로에 연결되며, 스위치 회로의 제어단은 제어 회로에 연결된다.
배터리 관리 방법은 단계 1410~1420을 포함한다. 이하, 이러한 단계에 대하여 자세히 설명한다.
단계 1410에 있어서, 전원 공급 장치가 제 1 충전 채널을 통해 배터리를 충전할 때, 전원 공급 장치에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류의 크기가 배터리의 현재 충전 단계와 정합되도록 통신 회로는 전원 공급 장치와 통신한다.
단계 1420에 있어서, 제 1 셀과 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 제어 회로는 스위치 회로를 제어하여 제 1 셀과 제 2 셀이 번갈아 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제어 회로는 스위치 회로를 제어하여 RLC 직렬 회로의 입력 전압의 주파수를 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같게 한다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 포함한다. 제 1 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단은 제 1 셀의 양극에 연결되고, 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 제 2 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결된다. 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 제 3 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단과 제 1 셀의 음극에 연결된다. 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 제 4 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결된다. 제 4 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 제 2 셀의 음극에 연결된다. 제 2 셀의 양극은 제 1 셀의 음극에 연결된다. 제 1 스위치 트랜지스터의 제어단, 제 2 스위치 트랜지스터의 제어단, 제 3 스위치 트랜지스터의 제어단, 제 4 스위치 트랜지스터의 제어단은 모두 제어 회로에 연결된다. RLC 직렬 회로의 각 구성 요소는 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단 사이에 직렬로 연결된다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 포함한다. 제 1 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단은 제 1 셀의 양극에 연결되고, 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 제 2 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결된다. 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 제 3 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결된다. 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 제 4 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결된다. 제 4 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 제 2 셀의 음극에 연결된다. 제 2 셀의 양극은 제 1 셀의 음극에 연결된다. 제 1 스위치 트랜지스터의 제어단, 제 2 스위치 트랜지스터의 제어단, 제 3 스위치 트랜지스터의 제어단, 제 4 스위치 트랜지스터의 제어단은 모두 제어 회로에 연결된다. RLC 직렬 회로의 적어도 일부분의 구성 요소는 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 제 1 셀의 음극 사이에 직렬로 연결된다. RLC 직렬 회로의 상기 적어도 일부분의 구성 요소 이외의 나머지 구성 요소는 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단 사이에 직렬로 연결된다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제 1 셀의 전압과 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않고, 또한 제 1 셀의 전압이 제 2 셀의 전압보다 클 경우, 단계 1420에서, 제어 회로는 시각 t0에서 시각 t1까지 제 1 스위치 트랜지스터 및 제 3 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 제 2 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t0는 제어 회로의 작업 주기의 시작 시각이며; 시각 t1에서 시각 t2까지 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이며; 시각 t2에서 시각 t3까지 제 2 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 제 1 스위치 트랜지스터 및 제 3 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며; 시각 t3에서 시각 t4까지 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t4는 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임이다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제어 회로의 작동 주파수는 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제 1 셀의 전압과 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않고, 또한 제 2 셀의 전압이 제 1 셀의 전압보다 클 경우, 단계 1420에서, 제어 회로는 시각 t0에서 시각 t1까지 제 2 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 제 1 스위치 트랜지스터 및 제 3 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t0는 제어 회로의 작업 주기의 시작 시각이며; 시각 t1에서 시각 t2까지 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이며; 시각 t2에서 시각 t3까지 제 1 스위치 트랜지스터 및 제 3 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 제 2 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며; 시각 t3에서 시각 t4까지 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t4는 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임이다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 제어 회로의 작동 주파수는 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같다.
선택적으로, 일부 실시예에 있어서, 배터리 관리 회로는 제 2 충전 채널을 더 포함한다. 제 2 충전 채널에 승압 회로가 설치되어 있다. 전원 공급 장치가 제 2 충전 채널을 통해 배터리를 충전할 때, 승압 회로는 전원 공급 장치로부터 제공되는 초기 전압을 접수하고, 초기 전압을 목표 전압으로 승압시키는 데에 사용되며, 또한 목표 전압에 따라 배터리를 충전한다. 초기 전압은 배터리의 총 전압보다 작고, 목표 전압은 배터리의 총 전압보다 크다.
이상, 균형 회로(22)는 배터리 관리 회로(20)의 일부이고, 균형 회로에 의해 제공되는 균형 방법은 배터리 관리 회로(20)에 의해 관리되는 서로 직렬로 연결된 제 1 셀(31a)의 전압과 제 2 셀(31b)의 전압을 균형하는 데에 사용되는 것을 예로 설명하였으나, 본 발명의 실시예는 이것에 한정되는 것이 아니라, 사실 균형 회로(22)는 셀 간의 전압을 균형하는 것을 필요하는 임의의 경우에 적용될 수 있다.
본 영역의 일반 기술자라면 본문에서 공개된 실시예에서 설명된 각 예시의 유닛과 알고리즘 절차가 전자 하드웨어, 또는 컴퓨터 소프트웨어와 전자 하드웨어의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 인식할 수 있다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 실행되는지는 기술 방안의 특정 애플리케이션과 설계 제약 조건에 따라 다르다. 전문 기술자라면, 기술된 기능을 구현하기 위해, 각 애플리케이션에 대해 상이한 방법을 사용할 수 있지만, 이러한 구현은 본 발명의 범위를 벗어난 것으로 간주되어서는 안 된다.
속한 영역의 기술자라면, 설명의 편리 또는 간략화를 위해, 상기 설명된 시스템, 장치 및 유닛의 구체적인 동작 과정은 전술한 방법 실시예에서의 대응하는 프로세스를 참조할 수 있음을 명확히 이해할 수 있고, 상세한 설명은 여기서 생량하도록 한다.
본 출원에서 제공되는 몇몇 실시예에서, 개시된 시스템, 장치 및 방법은 다른 방식으로 구현할 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 예를 들어, 상기 설명된 장치의 실시예는 단지 예시적인 것이며, 예를 들어, 논리적인 기능 분할일 뿐, 실제 구현에서는 다른 분할 방식이 있을 수 있으며, 예들 들어, 여러 개의 유닛 또는 컴포넌트가 결합되거나 다른 시스템에 통합될 수 있고, 또는 일부 기능은 무시되거나 실행되지 않을 수 있다. 또한, 표시되거나 논의된 결합 또는 직접 결합 또는 통신 연결은 일부 인터페이스, 장치 또는 유닛을 통한 간접적 결합 또는 통신 연결일 수 있으며, 전기적, 기계적 또는 다른 형태일 수 있다.
분리된 구성 요소로 설명된 유닛은 물리적으로 분리되거나 분리되지 않을 수도 있고, 유닛으로 표시되는 구성 요소는 물리적 유닛일 수 있고 아닐 수도 있으며, 한 위치에 배치되거나 여러 네트워크 유닛에 분포되어 있을 수도 있다. 본 실시예 방안의 목적을 달성하기 위해 실제 요구에 따라 그중의 일부 또는 모든 유닛을 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 각 실시예에서의 각 기능 유닛은 하나의 처리 유닛에 통합될 수 있고, 또는 각각의 유닛이 물리적으로 별도로 존재할 수도 있고, 또는 2개 이상의 유닛이 하나의 유닛에 통합될 수도 있다.
상기 기능은 소프트웨어 기능 유닛 형태로 구현되어 별도의 제품으로 판매되거나 사용되는 경우, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 이러한 이해를 기초로 하여 본 발명의 기술방안의 본질, 혹은 기술 분야에 기여하는 부분 또는 기술적 방안의 일부를 소프트웨어 제품의 형태로 구현될 수 있다. 해당 컴퓨터 소프트웨어는 하나의 저장 매체에 저장되며, 컴퓨터 장치(개인용 컴퓨터, 서버 또는 네트워크 장치일 수 있음)가 본 발명의 각 실시예에 따른 방법의 전부 또는 일부를 실행할 수 있도록 하는 다수의 명령어를 포함한다. 전술한 저장 매체는 USB, 외장 하드, 읽기 전용 기억 장치(ROM, Read-Only Memory), 랜덤 액세스 메모리(RAM, Random Access Memory), 디스크 또는 광 디스크 등과 같은 프로그램 코드를 저장할 수 있는 다양한 매체를 포함한다.

Claims (28)

  1. 제 1 충전 채널, 균형 회로를 포함하는 배터리 관리 회로에 있어서,
    상기 제 1 충전 채널은 전원 공급 장치에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 수신하여 상기 배터리를 충전시키는데 사용되며, 그 중에 있어서, 상기 배터리는 직렬로 연결된 제 1 셀 및 제 2 셀을 포함하며;
    상기 균형 회로는 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀에 연결되어 상기 제 1 셀의 전압과 상기 제 2 셀의 전압을 균형하는데 사용되며,
    상기 균형 회로는 RLC 직렬 회로, 스위치 회로 및 제어 회로를 포함하고, 상기 스위치 회로의 일단은 상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀에 연결되고, 상기 스위치 회로의 타단은 상기 RLC 직렬 회로에 연결되며, 상기 스위치 회로의 제어단은 상기 제어 회로에 연결되며, 그 중에 있어서, 상기 RLC 직렬 회로는 레지스터, 인덕터 및 커패시터를 포함하고,
    상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급하며, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 RLC 직렬 회로의 입력 전압의 주파수를 상기 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같게 하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단은 상기 제 1 셀의 양극에 연결되고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단과 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 2 셀의 양극은 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제어단은 모두 상기 제어 회로에 연결되고,
    상기 RLC 직렬 회로의 각 구성 요소는 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단은 상기 제 1 셀의 양극에 연결되고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 2 셀의 양극은 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제어단은 모두 상기 제어 회로에 연결되며,
    상기 RLC 직렬 회로의 적어도 일부분의 구성 요소는 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 1 셀의 음극 사이에 직렬로 연결되고, 상기 RLC 직렬 회로의 상기 적어도 일부분의 구성 요소 이외의 나머지 구성 요소는 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 회로.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 셀의 전압과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않고, 또한 상기 제 1 셀의 전압이 상기 제 2 셀의 전압보다 클 경우, 상기 제어 회로는, 구체적으로,
    시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t0는 상기 제어 회로의 작업 주기의 시작 시각이며;
    시각 t1에서 시각 t2까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이며;
    시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며;
    시각 t3에서 시각 t4까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t4는 상기 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 회로.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 셀의 전압과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않고, 또한 상기 제 2 셀의 전압이 상기 제 1 셀의 전압보다 클 경우, 상기 제어 회로는, 구체적으로,
    시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t0는 상기 제어 회로의 작업 주기의 시작 시각이며;
    시각 t1에서 시각 t2까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이며;
    시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며;
    시각 t3에서 시각 t4까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t4는 상기 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 관리 회로는 제 2 충전 채널을 더 포함하고, 상기 제 2 충전 채널에 승압 회로가 설치되어 있으며, 상기 전원 공급 장치가 상기 제 2 충전 채널을 통해 상기 배터리를 충전할 때, 상기 승압 회로는 상기 전원 공급 장치로부터 제공되는 초기 전압을 접수하고, 상기 초기 전압을 목표 전압으로 승압시키는 데에 사용되며, 또한 상기 목표 전압에 따라 상기 배터리를 충전하고, 상기 초기 전압은 상기 배터리의 총 전압보다 작고, 상기 목표 전압은 상기 배터리의 총 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리 관리 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리 관리 회로는 통신 회로를 더 포함하고,
    상기 전원 공급 장치가 상기 제 1 충전 채널을 통해 상기 배터리를 충전시키는 과정에서, 상기 전원 공급 장치로부터 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류의 크기가 상기 배터리의 현재 충전 단계와 정합되도록 상기 통신 회로는 상기 전원 공급 장치와 통신하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 회로.
  8. 서로 직렬로 연결된 제 1 셀 및 제 2 셀을 포함하는 배터리와; 및
    제 1 항, 제 6 항 또는 제 7 항에 기재된 배터리 관리 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전 대기 설비.
  9. 배터리 관리 회로에 적용되는 배터리 관리 방법에 있어서, 상기 배터리 관리 회로는 제 1 충전 채널, 균형 회로를 포함하고, 상기 제 1 충전 채널은 전원 공급 장치에 의해 공급되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 수신하여 상기 배터리를 충전하는 데에 사용되며, 상기 배터리는 서로 직렬로 연결된 제 1 셀 및 제 2 셀을 포함하고, 상기 균형 회로는 상기 제 1 셀의 전압과 상기 제 2 셀의 전압을 균형하기 위해 상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀에 연결되며, 상기 균형 회로는 RLC 직렬 회로, 스위치 회로 및 제어 회로를 포함하고, 상기 스위치 회로의 일단은 상기 제 1 셀 및 상기 제 2 셀에 연결되고, 상기 스위치 회로의 타단은 상기 RLC 직렬 회로에 연결되며, 상기 스위치 회로의 제어단은 상기 제어 회로에 연결되고, 그 중에 있어서, 상기 RLC 직렬 회로는 레지스터, 인덕터 및 커패시터를 포함하고,
    상기 배터리 관리 방법은,
    상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급하며, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 RLC 직렬 회로의 입력 전압의 주파수를 상기 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단은 상기 제 1 셀의 양극에 연결되고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단과 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 2 셀의 양극은 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제어단은 모두 상기 제어 회로에 연결되고,
    상기 RLC 직렬 회로의 각 구성 요소는 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단은 상기 제 1 셀의 양극에 연결되고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 2 셀의 양극은 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제어단은 모두 상기 제어 회로에 연결되며,
    상기 RLC 직렬 회로의 적어도 일부분의 구성 요소는 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 1 셀의 음극 사이에 직렬로 연결되고, 상기 RLC 직렬 회로의 상기 적어도 일부분의 구성 요소 이외의 나머지 구성 요소는 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급하는 단계는,
    상기 제 1 셀의 전압이 상기 제 2 셀의 전압보다 클 경우, 상기 제어 회로는, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t1에서 시각 t2까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t3에서 시각 t4까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t0는 상기 제어 회로의 작업 주기의 시작 시각이고, 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이며, 시각 t4는 상기 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  13. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급하는 단계는,
    상기 제 2 셀의 전압이 상기 제 1 셀의 전압보다 클 경우, 상기 제어 회로는, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t1에서 시각 t2까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t3에서 시각 t4까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t0는 상기 제어 회로의 작업 주기의 시작 시각이고, 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이며, 시각 t4는 상기 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임인 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 배터리 관리 회로는 제 2 충전 채널을 더 포함하고, 상기 제 2 충전 채널에 승압 회로가 설치되어 있으며, 상기 전원 공급 장치가 상기 제 2 충전 채널을 통해 상기 배터리를 충전할 때, 상기 승압 회로는 상기 전원 공급 장치로부터 제공되는 초기 전압을 접수하고, 상기 초기 전압을 목표 전압으로 승압시키는 데에 사용되며, 또한 상기 목표 전압에 따라 상기 배터리를 충전하고, 상기 초기 전압은 상기 배터리의 총 전압보다 작고, 상기 목표 전압은 상기 배터리의 총 전압보다 큰 것을 특징으로 하는 배터리 관리 방법.
  15. RLC 직렬 회로, 스위치 회로 및 제어 회로를 포함하는 균형 회로로서, 상기 스위치 회로의 일단은 제 1 셀 및 제 2 셀에 연결되고, 상기 스위치 회로의 타단은 상기 RLC 직렬 회로에 연결되며, 상기 스위치 회로의 제어단은 상기 제어 회로에 연결되고, 그 중에 있어서, 상기 RLC 직렬 회로는 레지스터, 인덕터 및 커패시터를 포함하고,
    상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급하며, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 RLC 직렬 회로의 입력 전압의 주파수를 상기 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같게 하는 것을 특징으로 하는 균형 회로.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단은 상기 제 1 셀의 양극에 연결되고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단과 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 2 셀의 양극은 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제어단은 모두 상기 제어 회로에 연결되고,
    상기 RLC 직렬 회로의 각 구성 요소는 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 균형 회로.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단은 상기 제 1 셀의 양극에 연결되고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 2 셀의 양극은 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제어단은 모두 상기 제어 회로에 연결되며,
    상기 RLC 직렬 회로의 적어도 일부분의 구성 요소는 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 1 셀의 음극 사이에 직렬로 연결되고, 상기 RLC 직렬 회로의 상기 적어도 일부분의 구성 요소 이외의 나머지 구성 요소는 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 균형 회로.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 셀의 전압과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않고, 또한 상기 제 1 셀의 전압이 상기 제 2 셀의 전압보다 클 경우, 상기 제어 회로는, 구체적으로,
    시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t0는 상기 제어 회로의 작업 주기의 시작 시각이며;
    시각 t1에서 시각 t2까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이며;
    시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며;
    시각 t3에서 시각 t4까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t4는 상기 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임인 것을 특징으로 하는 균형 회로.
  19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 셀의 전압과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않고, 또한 상기 제 2 셀의 전압이 상기 제 1 셀의 전압보다 클 경우, 상기 제어 회로는, 구체적으로,
    시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t0는 상기 제어 회로의 작업 주기의 시작 시각이며;
    시각 t1에서 시각 t2까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이며;
    시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며;
    시각 t3에서 시각 t4까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t4는 상기 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임인 것을 특징으로 하는 균형 회로.
  20. 균형 회로에 적용되는 균형 방법에 있어서, 상기 균형 회로는 RLC 직렬 회로, 스위치 회로 및 제어 회로를 포함하고, 상기 스위치 회로의 일단은 제 1 셀 및 제 2 셀에 연결되고, 상기 스위치 회로의 타단은 상기 RLC 직렬 회로에 연결되며, 상기 스위치 회로의 제어단은 상기 제어 회로에 연결되고, 그 중에 있어서, 상기 RLC 직렬 회로는 레지스터, 인덕터 및 커패시터를 포함하고,
    상기 균형 방법은,
    상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급하며, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 RLC 직렬 회로의 입력 전압의 주파수를 상기 RLC 직렬 회로의 공진 주파수와 같게 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 균형 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단은 상기 제 1 셀의 양극에 연결되고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단과 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 2 셀의 양극은 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제어단은 모두 상기 제어 회로에 연결되고,
    상기 RLC 직렬 회로의 각 구성 요소는 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 균형 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 스위치 회로는 제 1 스위치 트랜지스터, 제 2 스위치 트랜지스터, 제 3 스위치 트랜지스터 및 제 4 스위치 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단은 상기 제 1 셀의 양극에 연결되고, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 1 연결단에 연결되며, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단은 상기 제 2 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 2 셀의 양극은 상기 제 1 셀의 음극에 연결되며, 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제어단, 상기 제 4 스위치 트랜지스터의 제어단은 모두 상기 제어 회로에 연결되며,
    상기 RLC 직렬 회로의 적어도 일부분의 구성 요소는 상기 제 2 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 1 셀의 음극 사이에 직렬로 연결되고, 상기 RLC 직렬 회로의 상기 적어도 일부분의 구성 요소 이외의 나머지 구성 요소는 상기 제 1 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단과 상기 제 3 스위치 트랜지스터의 제 2 연결단 사이에 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 균형 방법.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급한다는 것은,
    상기 제 1 셀의 전압과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않고, 또한 상기 제 1 셀의 전압이 상기 제 2 셀의 전압보다 클 경우, 상기 제어 회로는, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t1에서 시각 t2까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t3에서 시각 t4까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t0는 상기 제어 회로의 작업 주기의 시작 시각이고, 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이며, 시각 t4는 상기 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임인 것을 특징으로 하는 균형 방법.
  24. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않는 경우, 상기 제어 회로는 상기 스위치 회로를 제어하여 상기 제 1 셀과 상기 제 2 셀이 번갈아 상기 RLC 직렬 회로와 폐쇄 루프를 형성하도록 하며, 상기 RLC 직렬 회로에 입력 전압을 공급한다는 것은,
    상기 제 1 셀의 전압과 상기 제 2 셀의 전압이 균형을 이루지 않고, 또한 상기 제 2 셀의 전압이 상기 제 1 셀의 전압보다 클 경우, 상기 제어 회로는, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t0에서 시각 t1까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t1에서 시각 t2까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터 및 상기 제 3 스위치 트랜지스터를 온 상태로 제어하고, 시각 t2에서 시각 t3까지 상기 제 2 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 시각 t3에서 시각 t4까지 상기 제 1 스위치 트랜지스터, 상기 제 2 스위치 트랜지스터, 상기 제 3 스위치 트랜지스터 및 상기 제 4 스위치 트랜지스터를 오프 상태로 제어하며, 그 중에서 시각 t0는 상기 제어 회로의 작업 주기의 시작 시각이고, 시각 t1에서 시각 t2까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 1 데드 타임이며, 시각 t4는 상기 작업 주기의 종결 시각이고, 시각 t3에서 시각 t4까지의 경과 시간은 미리 설정된 제 2 데드 타임인 것을 특징으로 하는 균형 방법.
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