KR102306261B1

KR102306261B1 - Offset Circuit for Same Outputable of Micro Charge and Discharge Signal of Electrochemical Impedance Measuring Circuit

Info

Publication number: KR102306261B1
Application number: KR1020190164470A
Authority: KR
Inventors: 이성근; 양현숙; 송태현; 한진우
Original assignee: 한국해양대학교 산학협력단
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-09-28
Also published as: KR20210073811A

Abstract

전기화학적 임피던스 측정 회로의 미소 충방전 신호를 동일하게 출력 가능한 옵셋회로가 제시된다. 본 발명에서 제안하는 전기화학적 임피던스 측정 회로의 미소 충방전 신호를 동일하게 출력 가능한 옵셋회로는 크로스오버 현상을 최소화하기 위해 두 개의 BJT_NPN를 포함하는 충방전 회로 및 입력되는 정현파를 두 개의 BJT_NPN을 위한 전압으로 상승시키기 위한 하나의 옵셋 가변저항을 포함하는 옵셋 회로를 포함한다.An offset circuit capable of outputting a minute charge/discharge signal of an electrochemical impedance measuring circuit equally is presented. The offset circuit capable of outputting the same minute charge/discharge signal of the electrochemical impedance measuring circuit proposed in the present invention is a charge/discharge circuit including two BJT_NPNs in order to minimize the crossover phenomenon, and a voltage for the two BJT_NPNs for the input sine wave. It includes an offset circuit including one offset variable resistor for raising to .

Description

Offset Circuit for Same Outputable of Micro Charge and Discharge Signal of Electrochemical Impedance Measuring Circuit

본 발명은 전기화학적 임피던스 측정 회로의 미소 충방전 신호를 동일하게 출력 가능한 옵셋회로에 관한 것이다.The present invention relates to an offset circuit capable of equally outputting a minute charge/discharge signal of an electrochemical impedance measuring circuit.

일반적으로 배터리는 전기에너지를 화학에너지로 바꾸어 모아 두었다가 필요할 때 전기로 재생하는 것으로서 다양한 전자기기에 활용되고 있다. In general, batteries are used in various electronic devices as electrical energy is converted into chemical energy, stored, and then regenerated as electricity when needed.

한편, 배터리의 사용으로 인해 소모된 전원을 체크하여 이후에 사용 가능한 시간에 대한 정보나, 배터리의 잔존 용량에 대한 정보를 전자기기에 표시해주는 기술은 널리 활용되고 있다.On the other hand, a technology for checking power consumed due to the use of a battery and displaying information about a usable time or information about a remaining capacity of a battery in an electronic device is widely used.

또한, 배터리는 상기와 같은 전자기기 외에도 비상전원 또는 예비전원으로 사용되는 경우가 많다. 일례로 병원과 같이 전원이 차단되는 상황이 발생하면 큰 문제를 야기하는 분야가 대표적이며, 건물의 승강기나 통신사의 중계기 등에도 예비전원으로 배터리를 사용하고 있다. In addition, the battery is often used as an emergency power source or a standby power source in addition to the above electronic devices. For example, a field that causes a major problem when the power is cut off such as in a hospital is typical, and batteries are also used as spare power for elevators in buildings and repeaters of telecommunication companies.

통상적으로 예비전원으로 사용되는 배터리의 관리는 관리자가 주기적으로 배터리의 불량여부, 잔존용량 충전상태 등을 체크하는 정도에 그치고 있다. In general, the management of a battery used as a backup power source is limited to the extent to which an administrator periodically checks whether the battery is defective, a state of charge of the remaining capacity, and the like.

여기서, 상기와 같이 예비전원을 사용하는 배터리는 상용전원이 정상적으로 공급되는 경우에는 항상 풀 충전된 상태를 유지하지만, 배터리가 사용되지 않더라고 배터리는 자체 방전이나 기기의 노화로 인해 수명이 줄어들게 된다. Here, the battery using the reserve power as described above always maintains a fully charged state when commercial power is normally supplied, but even if the battery is not used, the battery life is reduced due to self-discharge or aging of the device.

그런데, 배터리의 잔존용량 등은 관리자에 의해 체크되고 있으나, 해당 배터리를 언제 교체하여야 하는지, 즉 해당 배터리의 수명에 대한 객관적인 정보는 관리자가 정확히 파악하기 힘든 실정이다. However, the remaining capacity of the battery is checked by the manager, but it is difficult for the manager to accurately grasp when to replace the corresponding battery, that is, objective information on the lifespan of the corresponding battery.

또한, 배터리의 제조회사에서 일률적으로 배터리의 기대 수명에 대한 정보를 제공하고 있으나, 동일한 회사의 동일 제품 배터리라도 그 수명은 달라지는 것이 일반적이다. In addition, although battery manufacturers uniformly provide information on the expected lifespan of batteries, the lifespan of batteries of the same product from the same company generally varies.

따라서, 예비전원을 사용하는 전자기기의 경우 안정성을 보장하기 위해 배터리의 기대 수명보다는 짧은 주기로 배터리를 일률적으로 교체하고 있으며, 이는 배터리 교체비용에 따른 관리비용의 상승을 초래하게 된다. Therefore, in the case of electronic devices using a spare power source, the battery is uniformly replaced at a cycle shorter than the expected lifespan of the battery in order to ensure stability, which leads to an increase in management cost according to the battery replacement cost.

한국 특허공보 10-2018-0122385호(2018.11.12.) 주파수 응답을 사용하여 테스트 배터리의 내부 임피던스를 측정하기 위한 장치, 시스템, 및 방법Korean Patent Publication No. 10-2018-0122385 (2018.11.12.) Apparatus, system, and method for measuring the internal impedance of a test battery using frequency response 한국 등록공보 10-1602848(2016.03.07) 배터리 수명 예측 방법Korean Registration Publication 10-1602848 (2016.03.07) Battery Life Prediction Method

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기존의 두 개의 옵셋 가변저항을 활용한 측정회로에서 왜곡 현상을 최소화하기 위해 옵셋 가변저항을 한 개만 사용하여 배터리의 수명을 예측할 수 있는 연료전지 내부 직렬 임피던스를 측정하는 회로에 대해 제안한다.The technical problem to be achieved by the present invention is to measure the internal series impedance of a fuel cell that can predict the lifespan of a battery by using only one offset variable resistor in order to minimize distortion in a measurement circuit using two offset variable resistors. Suggest for a circuit.

일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 전기화학적 임피던스 측정 회로의 미소 충방전 신호를 동일하게 출력 가능한 옵셋회로는 크로스오버 현상을 최소화하기 위해 두 개의 BJT_NPN를 포함하는 충방전 회로 및 입력되는 정현파를 두 개의 BJT_NPN을 위한 전압으로 상승시키기 위한 하나의 옵셋 가변저항을 포함하는 옵셋 회로를 포함한다. In one aspect, the offset circuit capable of equally outputting a minute charge/discharge signal of the electrochemical impedance measurement circuit proposed in the present invention includes a charge/discharge circuit including two BJT_NPN and an input sine wave to minimize the crossover phenomenon. and an offset circuit including one offset variable resistor for increasing the voltage for BJT_NPN.

본 발명의 실시예들에 따른 회로는 두 개의 BJT_NPN 및 하나의 옵셋 가변저항을 이용하여 1:1 충방전 지점을 조정한다. A circuit according to embodiments of the present invention adjusts a 1:1 charge/discharge point using two BJT_NPN and one offset variable resistor.

본 발명의 실시예들에 따른 충방전 회로는 옵셋 회로의 하나의 옵셋 가변저항을 이용함으로써 동일한 주기로 충방전 한다. The charging/discharging circuit according to the embodiments of the present invention charges/discharges in the same cycle by using one offset variable resistor of the offset circuit.

본 발명의 실시예들에 따른 충방전 회로는 입력되는 정현파 파형을 반전시켜 두 개의 BJT_NPN 중 상단의 BJT_NPN에는 반전 전의 정현파 파형을 입력하고, 두 개의 BJT_NPN 중 하단의 BJT_NPN에는 반전된 정현파 파형을 입력하여 두 개의 BJT_NPN가 반대로 도통되도록 한다. The charging/discharging circuit according to the embodiments of the present invention inverts the input sinusoidal waveform, inputs the uninverted sinusoidal waveform to the upper BJT_NPN of the two BJT_NPN, and inputs the inverted sinusoidal waveform to the lower BJT_NPN of the two BJT_NPN. Let the two BJT_NPN conduct oppositely.

본 발명의 실시예들에 따른 충방전 회로는 두 개의 BJT_NPN의 입력 전압에 대한 옵셋 전압에 미스매칭이 있는 경우에도 하나의 옵셋 가변저항을 이용함으로써 두 개의 BJT_NPN에 주입되는 전압 파형은 서로 동일하다. In the charging/discharging circuit according to embodiments of the present invention, even when there is a mismatch in the offset voltages for the input voltages of the two BJT_NPNs, the voltage waveforms injected into the two BJT_NPNs are the same by using one offset variable resistor.

본 발명의 실시예들에 따른 회로는 하나의 가변저항으로 충방전 회로의 옵셋 전압을 조정하여 두 개의 BJT_NPN의 총 도통 시간이 항상 일정하도록 제어된다. The circuit according to the embodiments of the present invention is controlled so that the total conduction time of the two BJT_NPNs is always constant by adjusting the offset voltage of the charge/discharge circuit with one variable resistor.

본 발명의 실시예들에 따른 회로는 두 개의 BJT_NPN의 충방전을 동시에 하거나 동시에 하지 않더라도 두 개의 BJT_NPN 각각의 총 도통 시간은 동일하도록 제어되어 충방전 양이 동일하다. In the circuit according to the embodiments of the present invention, the total conduction time of each of the two BJT_NPNs is controlled to be the same even if the two BJT_NPNs are charged and discharged at the same time, so that the amount of charging and discharging is the same.

본 발명의 실시예들에 따른 회로는 배터리에 충방전에 관한 영향 없이 제로베이스로 EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy) 방법을 통해 임피던스를 측정한다. The circuit according to the embodiments of the present invention measures impedance through an EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) method on a zero basis without affecting charging and discharging of a battery.

본 발명의 실시예들에 따른 연료전지 내부 직렬 임피던스를 측정하는 회로를 통해 기존의 두 개의 옵셋 가변저항을 활용한 측정회로에서 왜곡 현상을 최소화하기 위해 옵셋 가변저항을 한 개만 사용하여 배터리의 수명을 예측할 수 있다.Through the circuit for measuring the internal series impedance of the fuel cell according to the embodiments of the present invention, in order to minimize the distortion in the measurement circuit using two offset variable resistors, only one offset variable resistor is used to extend the life of the battery. predictable.

도 1은 종래기술에 따른 충방전 회로를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 임피던스 측정회로를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 회로를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 측정회로를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 옵셋을 겹치도록 부정확하게 맞춘 경우의 파형들을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 옵셋을 겹치지 않도록 부정확하게 맞춘 경우의 파형들을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a charging/discharging circuit according to the prior art.
2 is a diagram showing an impedance measuring circuit according to the prior art.
3 is a diagram illustrating a charging/discharging circuit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an impedance measuring circuit according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating waveforms when the offset is incorrectly matched to overlap the offset according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating waveforms when the offsets are incorrectly matched so as not to overlap, according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 배터리의 수명 측정 기법인 임피던스 분광법의 미소전류 주입 시 동시에 충방전을 방지하기 위한 회로를 제공하는데 있다. 본 발명은 연료전지 충전기법 중 전기화학적 임피던스 분광법을 활용한 크로스오버 현상을 최소화하는 연료전지 측정 장치에 관한 것이다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.An object of the present invention is to provide a circuit for simultaneously preventing charging and discharging at the time of injecting a microcurrent of impedance spectroscopy, which is a battery life measurement technique. The present invention relates to a fuel cell measuring device that minimizes a crossover phenomenon using electrochemical impedance spectroscopy among fuel cell charging methods. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래기술에 따른 충방전 회로를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a charge/discharge circuit according to the prior art.

도 1을 참조하면 NPN 및 PNP 를 활용하여 충방전하는 회로를 나타내고 있다. Referring to FIG. 1 , a circuit for charging and discharging using NPN and PNP is shown.

연료전지 내부 임피던스 측정법의 전기화학적 임피던스 분광법을 활용한 방식의 경우 푸시-풀(Push-Pull) 회로를 활용하여 제작하는 경우가 많다. 이러한 회로는 BJT 간의 왜곡현상이 발생하여 크로스오버현상이 발생한다. In the case of the method using the electrochemical impedance spectroscopy method of the fuel cell internal impedance measurement method, it is often manufactured using a push-pull circuit. In such a circuit, a crossover phenomenon occurs due to distortion between BJTs.

이러한 현상을 최소화하기 위해 옵셋 회로를 통해 왜곡현상을 제거함으로써 크로스오버현상을 최소화해야 한다. 상단의 전압과 하단의 전압을 제어하기 위해 도 1a과 같이 BJT_NPN(110), BJT_PNP(120)가 필요하다. 그리고 두 개의 옵셋 가변저항(도 2 참조)이 필요하다. In order to minimize this phenomenon, the crossover phenomenon should be minimized by removing the distortion phenomenon through an offset circuit. In order to control the upper voltage and the lower voltage, BJT_NPN 110 and BJT_PNP 120 are required as shown in FIG. 1A . And two offset variable resistors (refer to FIG. 2) are required.

도 1b는 BJT_NPN(110), BJT_PNP(120)의 옵셋 전압을 정확히 맞추었을 때, BJT_NPN(110), BJT_PNP(120)의 에미터 단자(B1_E, B2_E)보다 베이스 단자(B1_B, B2_B)가 0.7V이상일 때 반반 도통되도록 가변저항을 조정한 경우를 나타내는 도면이다. Figure 1b shows that when the offset voltages of BJT_NPN (110) and BJT_PNP (120) are precisely matched, the base terminals (B1_B, B2_B) of BJT_NPN ( 110 ) and BJT_PNP ( 120 ) have 0.7V more than the emitter terminals ( B1_E, B2_E) of the BJT_NPN ( 110 ) and BJT_PNP ( 120 ). It is a diagram showing a case in which the variable resistor is adjusted so that it conducts half and half when it is abnormal.

도 1c는 옵셋 전압을 부정확하게 맞추었을 때를 나타내는 도면이다. 예를 들어, BJT_NPN(110)의 에미터 단자(B1_E)보다 베이스 단자(B1_B)를 0.75V 높게 가변 저항을 조정하고, BJT_PNP(120)의 에미터 단자(B2_E)보다 베이스 단자(B2_B)를 0.75V 낮게 가변 저항을 조정하여 파형이 동시에 도통하는 구간이 발생하도록 하였다. 이러한 경우, 개별로 설정하는 가변 저항이기 때문에 반반씩 도통하지 못하거나 겹치는 가능성이 크다. 1C is a diagram illustrating a case in which an offset voltage is incorrectly adjusted. For example, the base terminal B1_B is 0.75V higher than the emitter terminal B1_E of the BJT_NPN 110 by adjusting the variable resistor, and the base terminal B2_B is 0.75 higher than the emitter terminal B2_E of the BJT_PNP 120 By adjusting the variable resistor to lower V, a section in which the waveforms conduct simultaneously occurs. In this case, since it is a variable resistor that is individually set, there is a high possibility that it cannot conduct half-and-half or overlap.

도 2는 종래기술에 따른 임피던스 측정회로를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram showing an impedance measuring circuit according to the prior art.

BJT 간의 왜곡현상에 의한 크로스오버현상을 최소화하기 위해 옵셋 회로를 통해 왜곡현상을 제거함으로써 크로스오버현상을 최소화해야 한다. 상단의 전압과 하단의 전압을 제어하기 위해 도 1a과 같이 BJT_NPN(110), BJT_PNP(120)가 필요하다. 그리고 도 2와 같이 두 개의 옵셋 가변저항(210, 220)이 필요하다. In order to minimize the crossover phenomenon caused by the distortion between BJTs, the crossover phenomenon should be minimized by removing the distortion phenomenon through an offset circuit. In order to control the upper voltage and the lower voltage, BJT_NPN 110 and BJT_PNP 120 are required as shown in FIG. 1A . In addition, two offset variable resistors 210 and 220 are required as shown in FIG. 2 .

도 2을 참조하면, 두 개의 옵셋 가변저항(210, 220)을 활용하여 미소 교류 전류를 흘려 임피던스를 측정할 수 있는 회로이다. 이때, 두 개의 옵셋 가변저항(210, 220)을 각각 조절하여 사용하기 때문에 0.1V만 차이가 나도 왜곡현상이 커지는 문제점을 가지고 있다. 종래기술의 푸시-풀 회로의 단점을 보완한 옵셋 회로의 경우 크로스 왜곡현상을 줄여줄 수 있으나, 충방전량을 동일하게 하지 못하는 단점이 있다. Referring to FIG. 2 , it is a circuit capable of measuring impedance by flowing a micro AC current using two offset variable resistors 210 and 220 . At this time, since the two offset variable resistors 210 and 220 are respectively adjusted and used, there is a problem in that the distortion phenomenon is increased even when there is a difference of only 0.1V. In the case of an offset circuit that compensates for the disadvantages of the push-pull circuit of the prior art, the cross distortion phenomenon can be reduced, but there is a disadvantage that the charging and discharging amount cannot be the same.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충방전 회로를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a charging/discharging circuit according to an embodiment of the present invention.

도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 BJT_NPN(310, 320)을 활용하는 충방전 회로이다. 도 3b는 이 때 BJT_NPN(310)의 B1_E에서의 전류파형과 BJT_NPN(320)의 B2_E에서의 전류파형을 나타내는 도면이다. 3A is a charge/discharge circuit using two BJT_NPNs 310 and 320 according to an embodiment of the present invention. 3B is a diagram showing a current waveform at B1_E of the BJT_NPN 310 and a current waveform at B2_E of the BJT_NPN 320 at this time.

이러한 현상을 최소화하기 위해 종래기술에서는 옵셋 회로를 통해 왜곡현상을 제거함으로써 크로스오버현상을 최소화 했다. 상단의 전압과 하단의 전압을 제어하기 위해 BJT_NPN, BJT_PNP 및 두 개의 옵셋 가변저항을 이용하였다. In order to minimize this phenomenon, in the prior art, the crossover phenomenon is minimized by removing the distortion phenomenon through an offset circuit. BJT_NPN, BJT_PNP and two offset variable resistors were used to control the upper voltage and lower voltage.

하지만 본 발명에서는 두 개의 BJT_NPN(310, 320)을 활용하고, 한 개의 가변저항(도 4 참조)을 통해 기존 회로보다 저렴하고 공간의 제약을 줄이는 회로를 제안한다. However, in the present invention, a circuit that utilizes two BJT_NPNs 310 and 320 and uses one variable resistor (refer to FIG. 4 ) is cheaper than the existing circuit and reduces space constraints.

본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 두 개의 옵셋 가변저항을 활용한 측정회로에서 왜곡 현상을 최소화하기 위해 옵셋 가변저항(도 4 참조)을 한 개만 사용하여 배터리의 수명을 예측할 수 있는 연료전지 내부 직렬 임피던스를 측정하는 회로를 제안한다. According to an embodiment of the present invention, in order to minimize distortion in a measurement circuit using two conventional offset variable resistors, only one offset variable resistor (refer to FIG. 4 ) is used to predict the battery life inside a fuel cell. A circuit for measuring series impedance is proposed.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 측정회로를 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating an impedance measuring circuit according to an embodiment of the present invention.

도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 BJT_NPN을 활용하고, 한 개의 가변저항(410)을 통해 기존 회로보다 저렴하고 공간의 제약을 줄이는 회로를 나타내었다. 도 4b는 0.5V의 옵셋전압 및 300mV의 진폭을 갖는 입력 파형을 나타내고, 도 4c는 도 3의 BJT_NPN(310)의 B1_B와 B1_E의 입력 파형을 나타낸다. 도 4d는 도 3의 BJT_NPN(320)의 B2_B와 B2_E의 입력 파형을 나타낸다. 4A shows a circuit that utilizes two BJT_NPNs according to an embodiment of the present invention, and is cheaper than an existing circuit and reduces space constraints through one variable resistor 410 . FIG. 4B shows an input waveform having an offset voltage of 0.5V and an amplitude of 300 mV, and FIG. 4C shows input waveforms of B1_B and B1_E of the BJT_NPN 310 of FIG. 3 . FIG. 4D shows input waveforms of B2_B and B2_E of the BJT_NPN 320 of FIG. 3 .

본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 두 개의 옵셋 가변저항을 활용한 측정회로에서 왜곡 현상을 최소화하기 위해 옵셋 가변저항(410)을 한 개만 사용하여 배터리의 수명을 예측할 수 있는 연료전지 내부 직렬 임피던스를 측정한다. According to an embodiment of the present invention, the internal series impedance of a fuel cell capable of predicting battery life by using only one offset variable resistor 410 to minimize distortion in a measurement circuit using two conventional offset variable resistors. measure

도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 교류전압 주입회로는 배터리에 충방전 미소 교류 전류를 주입하고, 전류를 측정하는 저항을 연결한 회로이다. 한 개의 옵셋 가변저항(410)과 두 개의 BJT_NPN을 활용하여 1:1 충방전 지점을 조정할 수 있는 회로이다. 이러한 회로는 두 개의 옵셋 가변저항을 활용하는 종래기술에 따른 회로가 NPN, PNP 회로를 사용할 때 발생하는 문제점들을 해결할 수 있다. Referring to FIG. 4A , the AC voltage injection circuit according to the embodiment of the present invention is a circuit in which a charge/discharge micro AC current is injected into a battery and a resistor for measuring the current is connected. It is a circuit that can adjust the 1:1 charge/discharge point by using one offset variable resistor 410 and two BJT_NPN. Such a circuit can solve problems that occur when a circuit according to the prior art using two offset variable resistors uses NPN and PNP circuits.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 옵셋을 겹치도록 부정확하게 맞춘 경우의 파형들을 나타내는 도면이다. 도 5a는 충방전 전류, 도 5b는 상단 BJT_NPN, 도 5c는 하단 BJT_NPN의 전압을 나타낸다. 5 is a diagram illustrating waveforms in the case of inaccurately matching offsets to overlap according to an embodiment of the present invention. Fig. 5a shows the charge/discharge current, Fig. 5b shows the voltage of the upper BJT_NPN, and Fig. 5c shows the voltage of the lower BJT_NPN.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 옵셋을 겹치지 않도록 부정확하게 맞춘 경우의 파형들을 나타내는 도면이다. 도 6a는 충방전 전류, 도 6b는 상단 BJT_NPN, 도 6c는 하단 BJT_NPN의 전압을 나타낸다.6 is a diagram illustrating waveforms when the offsets are incorrectly matched so as not to overlap, according to an embodiment of the present invention. 6A shows the charge/discharge current, FIG. 6B shows the voltage of the upper BJT_NPN, and FIG. 6C shows the voltage of the lower BJT_NPN.

옵셋 전압을 부정확하게 맞추었을 때, 미스매칭이 있더라도 두 개의 BJT_NPN에 주입되는 파형이 서로 같도록 구성하였다. 즉, 각각의 도통 시간이 항상 일정하도록 제어된다. 충방전을 동시에 하거나 동시에 하지 않더라도 총 도통 시간은 둘 모두 동일하므로 충방전 양이 같게 된다.When the offset voltage is incorrectly set, the waveforms injected into the two BJT_NPNs are the same even if there is a mismatch. That is, it is controlled so that each conduction time is always constant. Even if charging and discharging are performed simultaneously or not, the total conduction time is the same for both, so the amount of charging and discharging is the same.

다시 말해, 종래 기술에 따른 회로는 정현파를 NPN 용으로 상승시키는 가변저항과 PNP용으로 하강시키는 두 개의 가변저항을 사용하였다. 두 개의 가변저항을 이용하여 파형을 변화시켜 충전과 방전 파형을 보내게 되는데 이런 경우 가변저항 각각에 의해 도통의 크기가 결정되어 각각 반반 정확히 도통하는 구간을 찾기 어려웠다.In other words, the circuit according to the prior art uses a variable resistor for raising the sine wave for NPN and two variable resistors for lowering the sine wave for PNP. Two variable resistors are used to change the waveform to send charging and discharging waveforms. In this case, the size of conduction is determined by each variable resistor, so it was difficult to find a section that conducts half and half accurately.

따라서 본 발명에서 제안하는 회로는 두 개의 BJT_NPN을 이용하여 정현파 파형을 먼저 반전시켜 상단 BJT_NPN에는 반전 전의 정현파 파형을 보내고 하단 BJT_NPN에는 반전된 정현파 파형을 보내게 되어 두 BJT_NPN이 반대로 도통되게 만들 수 있다. 이때, 트랜지스터의 특성에 의해 0.7v 전압강하가 생기게 되므로 옵셋 전압을 조정하게 되는 두 파형을 동일한 가변저항으로 0.7V를 올리거나 내리도록 조정한다. 그러면, 두 개의 BJT_NPN는 도통하는 크기는 같으면서 도통하는 양을 조정할 수 있게 된다. 항상 동일한 크기로 도통되기 때문에 두 BJT_NPN가 동시에 겹쳐서 도통하거나 도통하지 않더라도 충방전 크기는 같아진다. 따라서, 배터리에 충전이 과하거나 방전이 과한 영향 없이 제로베이스로 EIS방법을 통해 임피던스를 측정할 수 있다. Therefore, the circuit proposed in the present invention first inverts the sinusoidal waveform using two BJT_NPNs, sends the uninverted sinusoidal waveform to the upper BJT_NPN, and sends the inverted sinusoidal waveform to the lower BJT_NPN. At this time, since a voltage drop of 0.7V occurs due to the characteristics of the transistor, the two waveforms for adjusting the offset voltage are adjusted to raise or lower 0.7V with the same variable resistor. Then, the conduction amount of the two BJT_NPNs can be adjusted while having the same conduction size. Because they always conduct with the same size, the charge/discharge size is the same even if the two BJT_NPNs overlap and conduct or do not conduct at the same time. Therefore, it is possible to measure the impedance through the EIS method with zero base without excessive charging or excessive discharging of the battery.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of the hardware component and the software component. For example, devices and components described in the embodiments may include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For convenience of understanding, although one processing device is sometimes described as being used, one of ordinary skill in the art will recognize that the processing device includes a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that can include For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. may be embodied in The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　 The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those skilled in the art. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims

a charging/discharging circuit including two BJT_NPNs for minimizing a crossover phenomenon due to distortion between BJTs and controlling an upper voltage and a lower voltage during charging and discharging of the fuel cell; and
Offset circuit including one offset variable resistor for raising the input sine wave to the voltage for the two BJT_NPN of the charge/discharge circuit
including,
Using the fuel cell lifetime measurement technique using impedance spectroscopy,
Two BJT_NPN and one offset variable resistor are used to equally control the minute charge/discharge signal through the offset circuit when injecting a microcurrent of the impedance spectroscopy method. 1:1 to adjust the charging and discharging point
A circuit for measuring the internal impedance of a fuel cell.

delete

According to claim 1,
charging and discharging circuit,
By inverting the input sinusoidal waveform, the uninverted sinusoidal waveform is input to the upper BJT_NPN of the two BJT_NPNs, and the inverted sinusoidal waveform is input to the lower BJT_NPN of the two BJT_NPNs so that the two BJT_NPNs conduct in reverse.
A circuit for measuring the internal impedance of a fuel cell.

According to claim 1,
charging and discharging circuit,
Even when there is a mismatch in the offset voltages for the input voltages of the two BJT_NPNs, the voltage waveforms injected into the two BJT_NPNs are identical to each other by using one offset variable resistor.
A circuit for measuring the internal impedance of a fuel cell.

According to claim 1,
Controlled so that the total conduction time of the two BJT_NPNs is always constant by adjusting the offset voltage of the charging/discharging circuit with one variable resistor.
A circuit for measuring the internal impedance of a fuel cell.

7. The method of claim 6,
Even if the two BJT_NPNs are charged and discharged at the same time or not at the same time, the total conduction time of each of the two BJT_NPNs is controlled to be the same, so that the amount of charging and discharging is the same.
A circuit for measuring the internal impedance of a fuel cell.

7. The method of claim 6,
Impedance measurement through EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy) method with zero base without any effect on battery charging and discharging.
A circuit for measuring the internal impedance of a fuel cell.