KR102324584B1 - Voltage sensing circuit with circuit protection function and circuit protection method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로는, 연료전지 스택에 단일 라인을 통해 연결되어 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 제1 센싱IC, 및 상기 단일 라인을 통해 상기 연료전지 스택과 상기 제1 센싱IC에 연결되고, 상기 단일 라인의 고장 발생시 고장 전압이 상기 제1 센싱IC에 인가되는 것을 차단하는 제2 센싱IC를 포함한다.A voltage sensing circuit having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention includes a first sensing IC connected to a fuel cell stack through a single line to measure the voltage of the fuel cell stack, and the single line through the first sensing IC. and a second sensing IC connected to the fuel cell stack and the first sensing IC, and configured to block a failure voltage from being applied to the first sensing IC when a failure of the single line occurs.

Figure R1020190172996
Figure R1020190172996

Description

회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로 및 그것의 회로 보호 방법{VOLTAGE SENSING CIRCUIT WITH CIRCUIT PROTECTION FUNCTION AND CIRCUIT PROTECTION METHOD THEREOF}A voltage sensing circuit having a circuit protection function and a circuit protection method thereof

본 발명은 전압 센싱 회로에 관한 것으로, 일례로 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로 및 그것의 회로 보호 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage sensing circuit, for example, to a voltage sensing circuit having a circuit protection function and a circuit protection method thereof.

일반적으로 연료전지(Fuel Cell)는 전기화학 반응을 일으키는 전극, 반응에 의해 발생된 수소이온을 전달하는 전해질 막, 상기 전극과 전해질을 지지하는 분리판으로 이루어져 있다.In general, a fuel cell consists of an electrode causing an electrochemical reaction, an electrolyte membrane transferring hydrogen ions generated by the reaction, and a separator supporting the electrode and the electrolyte.

고분자 전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Fuel Cell, 이하 연료전지라 칭함)는 다른 형태의 연료전지에 비해 효율이 높고, 전류밀도 및 출력 밀도가 크며 시동시간이 짧은 동시에 고체 전해질을 쓰기 때문에 부식 및 전해질 조절이 필요 없는 장점을 가지고 있다. 그리고, 배기가스로 순수 물만을 배출하는 친환경적인 동력원이기 때문에 자동차관련 산업에서 활발한 연구가 진행 중에 있다.Polymer Electrolyte Fuel Cell (hereinafter referred to as fuel cell) is more efficient than other types of fuel cells, has high current density and power density, and has a short start-up time. It has unnecessary advantages. And, since it is an eco-friendly power source that emits only pure water as exhaust gas, active research is being conducted in the automobile-related industry.

통상 연료전지의 성능과 수명은 연료전지의 운전조건에 의해 큰 영향을 받는다. 이에 관련업계에서는 연료전지의 운전조건을 최적의 상태로 유지하기 위한 정보를 얻기 위해 연료전지 전압 센싱을 통한 모니터링을 실시하고 있다.In general, the performance and lifespan of a fuel cell are greatly affected by the operating conditions of the fuel cell. Accordingly, in the related industry, monitoring through fuel cell voltage sensing is carried out to obtain information for maintaining the operating conditions of the fuel cell in an optimal state.

그런데, 전압 센싱 회로와 연료전지 스택을 연결하는 와이어가 단선되는 경우, 배터리 셀의 정확한 전압을 측정할 수 없고, 전압 센싱 회로의 고장 상황이 발생하는 문제가 있다.However, when the wire connecting the voltage sensing circuit and the fuel cell stack is disconnected, an accurate voltage of the battery cell cannot be measured, and a malfunction of the voltage sensing circuit occurs.

최근에는, 와이어 단선 감지 및 전압 센싱 회로를 보호하기 위한 보호 회로 등이 개발되고 있으나, 연료 전지 스택 사이에 커넥터를 통해 단일 노드로 연결되는 전압 센싱 회로의 경우, 정상동작과 단선상황을 구분하기 위한 별도 방안이 없는 문제가 있다.Recently, a protection circuit for detecting wire disconnection and protecting a voltage sensing circuit has been developed, but in the case of a voltage sensing circuit connected to a single node through a connector between fuel cell stacks, it is necessary to distinguish between a normal operation and a disconnection situation. There is a problem that there is no special solution.

대한민국 등록특허 제10-1744829호Republic of Korea Patent No. 10-1744829

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 연료전지 스택의 전압을 센싱함에 있어서, 커넥터를 통해 단일 라인으로 연료전지 스택에 연결되는 전압 센싱 회로에서 정상동작과 단선상황을 구분할 수 있고, 단선상황 발생에 따른 고장 전압으로부터 전압 센싱 회로를 보호할 수 있는 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로 및 그것의 회로 보호 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been devised in view of the above circumstances, and in sensing the voltage of the fuel cell stack, it is possible to distinguish a normal operation from a disconnection situation in a voltage sensing circuit connected to the fuel cell stack through a single line through a connector, An object of the present invention is to provide a voltage sensing circuit having a circuit protection function capable of protecting the voltage sensing circuit from a fault voltage caused by a disconnection situation, and a circuit protection method thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로는, 연료전지 스택에 단일 라인을 통해 연결되어 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 제1 센싱IC; 및 상기 단일 라인을 통해 상기 연료전지 스택과 상기 제1 센싱IC에 연결되고, 상기 단일 라인의 고장 발생시 고장 전압이 상기 제1 센싱IC에 인가되는 것을 차단하는 제2 센싱IC;를 포함한다.A voltage sensing circuit having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object includes: a first sensing IC connected to a fuel cell stack through a single line to measure the voltage of the fuel cell stack; and a second sensing IC connected to the fuel cell stack and the first sensing IC through the single line, and configured to block a fault voltage from being applied to the first sensing IC when the single line fails.

상기 단일 라인에 위치하여 상기 제1 센싱IC와 상기 연료전지 스택을 연결하고, 상기 제2 센싱IC와 상기 연료전지 스택을 연결하는 커넥터를 더 포함할 수 있다.A connector may further include a connector positioned on the single line to connect the first sensing IC and the fuel cell stack, and connect the second sensing IC to the fuel cell stack.

상기 단일 라인을 통해 상기 연료전지 스택에 일단이 연결되고, 상기 제1 센싱IC의 최상단 입력단에 타단이 연결되는 제1 션트저항을 더 포함할 수 있다.A first shunt resistor may further include a first shunt resistor having one end connected to the fuel cell stack through the single line and the other end connected to the uppermost input terminal of the first sensing IC.

상기 제1 션트저항의 양단에 제1 입력단과 제2 입력단이 연결되어 상기 제1 션트저항의 양단 전압을 증폭하여 상기 제1 센싱IC에 전달하는 제1 증폭기를 더 포함할 수 있다.A first amplifier may further include a first amplifier connected to both ends of the first shunt resistor, a first input terminal and a second input terminal, to amplify a voltage across the first shunt resistor and transmit the amplified voltage to the first sensing IC.

상기 제1 센싱IC와 상기 제2 센싱IC는 통신단을 통해 통신 연결될 수 있다.The first sensing IC and the second sensing IC may be communicatively connected through a communication terminal.

상기 단일 라인을 통해 상기 연료전지 스택에 일단이 연결되고, 상기 제2 센싱IC의 최하단 입력단에 타단이 연결되는 제2 션트저항을 더 포함할 수 있다.A second shunt resistor may further include a second shunt resistor having one end connected to the fuel cell stack through the single line and the other end connected to the lowest input terminal of the second sensing IC.

상기 제2 션트저항의 양단에 제1 입력단과 제2 입력단이 연결되어 상기 제2 션트저항의 양단 전압을 증폭하여 상기 제2 센싱IC에 전달하는 제2 증폭기를 더 포함할 수 있다.A second amplifier may further include a second amplifier having a first input terminal and a second input terminal connected to both ends of the second shunt resistor to amplify a voltage across the second shunt resistor and transfer the amplified voltage to the second sensing IC.

상기 제2 션트저항과 상기 제2 센싱IC의 최하단 입력단 사이에 연결되는 스위치를 더 포함할 수 있다.A switch connected between the second shunt resistor and the lowest input terminal of the second sensing IC may be further included.

상기 제1 센싱IC는 상기 연료전지 스택의 전압이 기설정된 제1 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 단일 라인의 단선으로 판단할 수 있다.The first sensing IC may determine that the single line is disconnected when the voltage of the fuel cell stack is lower than a preset first reference voltage.

상기 제1 센싱IC는 상기 연료전지 스택의 전압이 기설정된 제1 기준 전압 이상인 경우, 상기 제2 센싱IC에 동작을 요청하고, 상기 제2 센싱IC는 상기 제1 센싱IC의 요청에 따라 동작하는 경우 상기 스위치를 턴 온 제어할 수 있다.The first sensing IC requests an operation of the second sensing IC when the voltage of the fuel cell stack is equal to or greater than a preset first reference voltage, and the second sensing IC operates according to the request of the first sensing IC In this case, the switch may be turned on to control.

상기 제2 센싱IC는 상기 연료전지 스택의 전압이 기설정된 제2 기준 전압 이상인 경우, 상기 스위치를 턴 오프 제어할 수 있다.The second sensing IC may turn off the switch when the voltage of the fuel cell stack is equal to or greater than a preset second reference voltage.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전압 센싱 회로의 회로 보호 방법은, 연료전지 스택에 단일 라인을 통해 연결되는 제1 센싱IC와 제2 센싱IC를 구비하고, 상기 제1 센싱IC와 상기 제2 센싱IC 각각의 입력단을 연결하는 스위치를 구비하는 전압 센싱 회로의 회로 보호 방법에 있어서, 상기 제1 센싱IC에서 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 제1 전압 측정 단계; 상기 제1 센싱IC에서 상기 연료전지 스택의 전압과 기설정된 제1 기준 전압을 비교하는 제1 비교 단계; 상기 제1 비교 단계의 비교 결과에 따라 상기 제2 센싱IC가 동작하는 경우, 상기 제2 센싱IC에서 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 제2 전압 측정 단계; 상기 제2 센싱IC에서 상기 연료전지 스택의 전압과 기설정된 제2 기준 전압을 비교하는 제2 비교 단계; 및 상기 제2 비교 단계의 비교 결과에 따라 고장 전압이 발생한 경우, 상기 고장 전압이 상기 제1 센싱IC에 인가되지 않도록 상기 제2 센싱IC에서 상기 스위치를 턴 오프 제어하는 스위치 오프 제어 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, a circuit protection method of a voltage sensing circuit according to a preferred embodiment of the present invention includes a first sensing IC and a second sensing IC connected to a fuel cell stack through a single line, and the first sensing A circuit protection method of a voltage sensing circuit having a switch connecting an IC and an input terminal of each of the second sensing ICs, the circuit protection method comprising: a first voltage measuring step of measuring a voltage of the fuel cell stack by the first sensing IC; a first comparison step of comparing the voltage of the fuel cell stack with a preset first reference voltage in the first sensing IC; a second voltage measurement step of measuring a voltage of the fuel cell stack by the second sensing IC when the second sensing IC operates according to the comparison result of the first comparison step; a second comparison step of comparing the voltage of the fuel cell stack with a preset second reference voltage in the second sensing IC; and a switch-off control step of turning off the switch in the second sensing IC so that when a fault voltage occurs according to the comparison result of the second comparison step, the fault voltage is not applied to the first sensing IC. do.

상기 연료전지 스택의 전압이 상기 제1 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제1 센싱IC에서 상기 단일 라인의 단선으로 판단할 수 있다.When the voltage of the fuel cell stack is lower than the first reference voltage, the first sensing IC may determine that the single line is disconnected.

상기 연료전지 스택의 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 경우, 연료전지 스택의 정상 상태로 판단하고 상기 제2 센싱IC에 초기 동작을 요청하는 동작 요청 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include an operation request step of determining that the fuel cell stack is in a normal state and requesting an initial operation from the second sensing IC when the voltage of the fuel cell stack is equal to or greater than the first reference voltage.

상기 제2 센싱IC에서 상기 제1 센싱IC의 요청에 따라 동작하는 경우, 상기 스위치를 턴 온 제어하는 스위치 온 제어 단계를 더 포함할 수 있다.When the second sensing IC operates according to the request of the first sensing IC, the method may further include a switch-on control step of turning on the switch.

상기 스위치 오프 제어 단계에서, 상기 제2 센싱IC는 상기 연료전지 스택의 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 경우 상기 단일 라인의 단선으로 판단할 수 있다.In the switch-off control step, the second sensing IC may determine that the single line is disconnected when the voltage of the fuel cell stack is equal to or greater than the second reference voltage.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로에 의하면, 연료전지 스택의 전압을 센싱함에 있어서, 커넥터를 통해 단일 라인으로 연료전지 스택에 연결되는 전압 센싱 회로에서 정상동작과 단선상황을 구분할 수 있고, 단선 상황 발생에 따른 고장 전압으로부터 전압 센싱 회로를 보호할 수 있는 효과가 있다.According to the voltage sensing circuit having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention, in sensing the voltage of the fuel cell stack, normal operation and disconnection in the voltage sensing circuit connected to the fuel cell stack through a single line through a connector It is possible to classify the situation and has the effect of protecting the voltage sensing circuit from the fault voltage caused by the occurrence of a disconnection situation.

또한, 시스템 상에서 커넥터 핀을 분리 하지 않고, 제어기 내에서 외부의 시스템 사양에 맞추어 문제 상황을 해결할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the problem can be solved in accordance with the external system specifications within the controller without disconnecting the connector pins on the system.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로의 정상동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로의 단선상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전압 센싱 회로의 회로 보호 방법의 순서도이다.1 is a circuit diagram of a voltage sensing circuit having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining a normal operation of a voltage sensing circuit having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining a disconnection situation of a voltage sensing circuit having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a circuit protection method of a voltage sensing circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, it should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components are given the same reference numerals as much as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, preferred embodiments of the present invention will be described below, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto and may be variously implemented by those skilled in the art without being limited thereto.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a voltage sensing circuit having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로(200)는, 연료전지 스택(100)의 전압을 센싱하되, 단선 상황 발생시 과전류로 인한 회로 고장을 방지하기 위한 회로 보호 기능을 구비한 것으로서, 제1 센싱IC(210), 제2 센싱IC(220), 제1 증폭기(230), 제2 증폭기(240), 및 보호 스위치(SW)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , a voltage sensing circuit 200 having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention senses the voltage of the fuel cell stack 100 , and prevents circuit failure due to overcurrent when a disconnection situation occurs. As having a circuit protection function for the above, it includes a first sensing IC 210 , a second sensing IC 220 , a first amplifier 230 , a second amplifier 240 , and a protection switch SW.

연료전지 스택(100)은 복수의 연료전지 셀이 직렬 연결되어 구성될 수 있다. 연료전지 스택(100)은 차량의 구동 모터 및 각종 제어기에 동작 전원을 공급할 수 있다. 연료전지 스택(100)은 과충전 및 과방전 방지를 위해 전압 모니터링이 요구된다.The fuel cell stack 100 may be configured by connecting a plurality of fuel cell cells in series. The fuel cell stack 100 may supply operating power to a driving motor and various controllers of the vehicle. The fuel cell stack 100 requires voltage monitoring to prevent overcharging and overdischarging.

전압 센싱회로(200)는 연료전지 스택(100)에 커넥터(CN)를 통해 연결될 수 있다. 특히, 제1 센싱IC(210)와 제2 센싱IC(220)는 커넥터(CN)가 위치하는 단일 라인을 통해 연료전지 스택(100)에 연결될 수 있다.The voltage sensing circuit 200 may be connected to the fuel cell stack 100 through a connector CN. In particular, the first sensing IC 210 and the second sensing IC 220 may be connected to the fuel cell stack 100 through a single line in which the connector CN is positioned.

제1 센싱IC(210)는 연료전지 스택(100)의 전압을 센싱한다. 제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압을 측정할 수 있다. 여기서, 제1 션트저항(Rshunt1)은 커넥터(CN)와 최상단 입력단 사이에 연결될 수 있다. 또한, 제1 션트저항(Rshunt1)과 최상단 입력단 사이에 제1 커패시터(C1)의 일단이 연결될 수 있다. 제1 커패시터(C1)는 로우 그라운드단(GND_IC_Low)에 타단이 연결될 수 있다.The first sensing IC 210 senses the voltage of the fuel cell stack 100 . The first sensing IC 210 may measure the voltage across the first shunt resistor Rshunt1 . Here, the first shunt resistor Rshunt1 may be connected between the connector CN and the uppermost input terminal. Also, one end of the first capacitor C1 may be connected between the first shunt resistor Rshunt1 and the uppermost input terminal. The other end of the first capacitor C1 may be connected to a low ground terminal GND_IC_Low.

제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshunt1)에 흐르는 전류를 이용하여 연료전지 스택(100)의 소모 전류를 측정할 수 있다. 또한, 제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압이 증폭된 전압값을 입력받을 수 있다. 이를 위해 제1 증폭기(230)가 구비된다.The first sensing IC 210 may measure the consumption current of the fuel cell stack 100 by using the current flowing through the first shunt resistor Rshunt1 . Also, the first sensing IC 210 may receive a voltage value obtained by amplifying the voltage across the first shunt resistor Rshunt1 . For this purpose, a first amplifier 230 is provided.

제1 증폭기(230)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단에 연결되어 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압을 증폭할 수 있다. 제1 증폭기(230)는 증폭된 전압을 제1 센싱IC(210)의 GPIO 단으로 전달할 수 있다.The first amplifier 230 may be connected to both ends of the first shunt resistor Rshunt1 to amplify the voltage across both ends of the first shunt resistor Rshunt1 . The first amplifier 230 may transfer the amplified voltage to the GPIO terminal of the first sensing IC 210 .

제1 센싱IC(210)는 GPIO 단으로 입력되는 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환하는 ADC(Analog Digital Converter)를 구비할 수 있다. 제1 센싱IC(210)는 ADC 모드로 동작할 수 있다. 제1 센싱IC(210)는 입력된 연료전지 스택(100)의 전압과 기설정된 기준 전압을 비교할 수 있다. 제1 센싱IC(210)는 연료전지 스택(100)의 전압이 제1 기준 전압보다 높은 경우, 연료전지 스택(100)의 정상상태로 판단할 수 있다. 제1 기준 전압은 사용자 필요에 따라 적절히 설정될 수 있다.The first sensing IC 210 may include an analog digital converter (ADC) that converts an analog voltage input to the GPIO terminal into a digital value. The first sensing IC 210 may operate in ADC mode. The first sensing IC 210 may compare the input voltage of the fuel cell stack 100 with a preset reference voltage. The first sensing IC 210 may determine that the fuel cell stack 100 is in a normal state when the voltage of the fuel cell stack 100 is higher than the first reference voltage. The first reference voltage may be appropriately set according to user needs.

제1 센싱IC(210)는 연료전지 스택(100)의 정상상태인 것으로 판단되면, 통신단(COMM)을 통해 통신 연결된 제2 센싱IC(220)에 초기 동작을 요청할 수 있다.When it is determined that the fuel cell stack 100 is in a normal state, the first sensing IC 210 may request an initial operation from the second sensing IC 220 communicatively connected through the communication terminal COMM.

제2 센싱IC(220)는 제1 센싱IC(210)로부터 초기 동작 요청에 따라 동작할 수 있다. 제2 센싱IC(220)는 제2 션트저항(Rshunt2)의 증폭된 양단 전압을 입력받는 GPIO 단을 구비할 수 있다. 여기서, 제2 션트저항(Rshunt2)은 연료전지 스택(100)과 최하단 입력단 사이에 연결될 수 있다. 또한, 제2 션트저항(Rshunt2)과 최하단 입력단 사이에 제2 커패시터(C2)의 일단이 연결될 수 있다. 제2 커패시터(C2)는 타단이 하이 그라운드 단(GND_IC_High)에 연결될 수 있다.The second sensing IC 220 may operate according to an initial operation request from the first sensing IC 210 . The second sensing IC 220 may include a GPIO terminal receiving the amplified voltage across both ends of the second shunt resistor Rshunt2 . Here, the second shunt resistor Rshunt2 may be connected between the fuel cell stack 100 and the lowest input terminal. Also, one end of the second capacitor C2 may be connected between the second shunt resistor Rshunt2 and the lowest input terminal. The second capacitor C2 may have the other end connected to the high ground terminal GND_IC_High.

제2 센싱IC(220)는 GPIO (ADC mode) 단을 통해 입력된 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환하는 ADC를 구비하여 ADC 모드(mode)로 동작할 수 있다. 제2 센싱IC(220)는 제2 션트저항(Rshunt2)의 증폭된 양단 전압을 이용하여 연료전지 스택(100)의 전압을 측정할 수 있다.The second sensing IC 220 includes an ADC that converts an analog voltage input through a GPIO (ADC mode) terminal into a digital value, and may operate in an ADC mode. The second sensing IC 220 may measure the voltage of the fuel cell stack 100 using the amplified voltage across the second shunt resistor Rshunt2 .

제2 션트저항(Rshunt2)의 양단 전압은 제2 증폭기(240)에 의해 증폭될 수 있다. 제2 증폭기(240)는 제1 입력단이 제2 션트저항(Rshunt2)의 일단에 연결되고 제2 입력단이 제2 션트저항(Rshunt2)의 타단에 연결될 수 있다. 제2 증폭기(240)는 출력단이 제2 센싱IC(220)의 GPIO (ADC mode) 단에 연결될 수 있다.A voltage across the second shunt resistor Rshunt2 may be amplified by the second amplifier 240 . The second amplifier 240 may have a first input terminal connected to one end of the second shunt resistor Rshunt2 and a second input terminal connected to the other terminal of the second shunt resistor Rshunt2 . The second amplifier 240 may have an output terminal connected to an ADC mode (GPIO) terminal of the second sensing IC 220 .

제2 센싱IC(220)는 초기 동작시 스위치(SW)를 턴 온 시키기 위한 GPIO (D/O) 단을 구비할 수 있다. 여기서, 스위치(SW)는 제2 션트저항(Rshunt2)과 최하단 입력단 사이에 연결될 수 있다. 제2 스위치(SW)는 제2 션트저항(Rshunt2)에 흐르는 전류가 최하단 입력단에 입력되는 것을 제어할 수 있다.The second sensing IC 220 may include a GPIO (D/O) terminal for turning on the switch SW during initial operation. Here, the switch SW may be connected between the second shunt resistor Rshunt2 and the lowest input terminal. The second switch SW may control that the current flowing through the second shunt resistor Rshunt2 is input to the lowest input terminal.

제2 센싱IC(220)는 초기 동작시 GPIO (D/O) 단을 통해 턴 온(Turn On) 신호를 스위치(SW)에 인가할 수 있다.The second sensing IC 220 may apply a turn-on signal to the switch SW through the GPIO (D/O) terminal during initial operation.

제2 센싱IC(220)는 스위치(SW)의 온 상태에서 최하단 입력단을 통해 제2 션트저항(Rshunt2)에 흐르는 전류를 입력받고 연료전지 스택(100)의 소모전류를 측정할 수 있다.The second sensing IC 220 may receive a current flowing through the second shunt resistor Rshunt2 through the lowest input terminal in the ON state of the switch SW, and measure the consumption current of the fuel cell stack 100 .

제2 센싱IC(220)는 연료전지 스택(100)의 전압이 제2 기준 전압보다 높은 경우 고장 상태인 것으로 판단할 수 있다. 여기서, 고장 상태는 커넥터(CN)또는 단일 라인의 단선 상황일 수 있다. 제2 기준 전압은 사용자 필요에 따라 적절히 설정될 수 있다. 제2 기준 전압은 제1 기준 전압보다 높게 설정될 수 있다. 이때 커넥터(CN) 단선 발생시, 제2 센싱IC(220)에서 제2 션트저항(Rshunt2)로 흐르는 전류가 증가하게 된다.When the voltage of the fuel cell stack 100 is higher than the second reference voltage, the second sensing IC 220 may determine that it is in a faulty state. Here, the failure state may be a disconnection situation of the connector CN or a single line. The second reference voltage may be appropriately set according to user needs. The second reference voltage may be set higher than the first reference voltage. At this time, when the connector CN is disconnected, the current flowing from the second sensing IC 220 to the second shunt resistor Rshunt2 increases.

제2 센싱IC(220)는 연료전지 스택(100)이 고장 상태인 것으로 판단되면, 스위치(SW)를 턴 오프(Turn Off) 제어할 수 있다. 이때 제1 션트저항(Rshunt1)에 흐르는 전류가 사라지게 된다. 이를 통해 제2 센싱IC(220)는 단일 라인의 고장 발생시, 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단의 고장 전압이 제1 센싱IC(210)에 인가되는 것을 차단할 수 있다.When it is determined that the fuel cell stack 100 is in a fault state, the second sensing IC 220 may control the switch SW to turn off. At this time, the current flowing through the first shunt resistor Rshunt1 disappears. Through this, when a single line failure occurs, the second sensing IC 220 may block the failure voltage at both ends of the first shunt resistor Rshunt1 from being applied to the first sensing IC 210 .

제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압을 센싱하여 커넥터(CN)의 단선 여부를 판단할 수 있다. 제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshun1)의 양단 전압이 제1 기준 전압보다 낮은 경우 커넥터(CN) 또는 단일 라인의 단선으로 판단할 수 있다.The first sensing IC 210 may sense the voltage across the first shunt resistor Rshunt1 to determine whether the connector CN is disconnected. When the voltage across both ends of the first shunt resistor Rshun1 is lower than the first reference voltage, the first sensing IC 210 may determine that the connector CN or a single line is disconnected.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로의 정상동작을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining the normal operation of a voltage sensing circuit having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로(200)의 정상 동작 상태를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a normal operating state of the voltage sensing circuit 200 having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention can be confirmed.

제1 센싱IC(210)는 연료전지 스택(100)이 정상 상태인 경우, 제1 션트저항(Rshunt1)에 흐르는 소모 전류가 최상단 입력단에 입력된다.In the first sensing IC 210 , when the fuel cell stack 100 is in a normal state, the consumed current flowing through the first shunt resistor Rshunt1 is input to the uppermost input terminal.

소모 전류에 따라, 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단에 전압이 생성된다.A voltage is generated across the first shunt resistor Rshunt1 according to the consumed current.

제1 증폭기(230)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압을 증폭하여 제1 센싱IC(210)에 입력되도록 한다.The first amplifier 230 amplifies the voltage across the first shunt resistor Rshunt1 to be input to the first sensing IC 210 .

제1 센싱IC(210)는 제1 증폭기(230)에 의해 증폭된 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압을 통해 초기 동작을 감지한다.The first sensing IC 210 senses an initial operation through the voltage across the first shunt resistor Rshunt1 amplified by the first amplifier 230 .

제1 센싱IC(210)는 초기 동작이 감지되면, 통신단(COMM)을 통해 제2 센싱IC(220)의 동작을 요청한다.When an initial operation is detected, the first sensing IC 210 requests the operation of the second sensing IC 220 through the communication terminal COMM.

제2 센싱IC(220)는 제1 센싱IC(210)로부터 초기 동작을 요청받으면, 초기 동작 요청에 따라 스위치(SW)를 턴 온 제어한다.When the second sensing IC 220 receives an initial operation request from the first sensing IC 210 , the second sensing IC 220 turns on the switch SW according to the initial operation request.

이후 전압 센싱 회로(200)는 정상 동작한다.Thereafter, the voltage sensing circuit 200 operates normally.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로의 단선상황을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a disconnection situation of a voltage sensing circuit having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로(200)의 커넥터 단선 상황시 동작 상태를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3 , an operation state of the voltage sensing circuit 200 having a circuit protection function according to a preferred embodiment of the present invention can be checked when the connector is disconnected.

커넥터(NC)의 연결이 단절되거나, 커넥터(CN)가 위치하는 단일 라인에 단선 상황이 발생하는 경우, 제2 센싱IC(220)로부터 제2 션트저항(Rshunt2)에 흐르는 전류가 증가하게 된다.When the connection of the connector NC is disconnected or a disconnection situation occurs in a single line in which the connector CN is positioned, the current flowing from the second sensing IC 220 to the second shunt resistor Rshunt2 increases.

전류 증가로 인해 제2 션트저항(Rshunt2)의 양단 전압이 증가한다.The voltage across the second shunt resistor Rshunt2 increases due to the increase in current.

제2 증폭기(240)는 제2 션트저항(Rshunt2)의 양단 전압을 증폭하여 제2 센싱IC(220)에 전달한다.The second amplifier 240 amplifies the voltage across the second shunt resistor Rshunt2 and transmits the amplified voltage to the second sensing IC 220 .

제2 센싱IC(220)는 증폭된 제2 션트저항(Rshunt2)의 양단 전압과 제2 기준 전압을 비교하여, 증폭된 제2 션트저항(Rshunt2)의 양단 전압이 제2 기준 전압보다 높은 경우, 스위치(SW)를 턴 오프(Turn Off) 제어 한다.The second sensing IC 220 compares the voltage across the amplified second shunt resistor Rshunt2 with the second reference voltage, and when the voltage across the amplified second shunt resistor Rshunt2 is higher than the second reference voltage, Controls the switch (SW) to turn off.

스위치(SW)의 턴 오프에 따라 제1 션트저항(Rshunt1)에 흐르는 전류가 사라지게 된다. 이를 통해, 제2 센싱IC(220)의 전압이 제1 센싱IC(210)에 인가되는 것이 방지되어 제1 센싱IC(210)의 회로가 보호될 수 있다.As the switch SW is turned off, the current flowing through the first shunt resistor Rshunt1 disappears. Through this, the voltage of the second sensing IC 220 is prevented from being applied to the first sensing IC 210 , so that the circuit of the first sensing IC 210 may be protected.

이때, 제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압을 모니터링하여 커넥터(CN) 또는 단일 라인의 단선 여부를 판단할 수 있다. 제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압이 제1 기준 전압보다 낮은 경우 커넥터(CN) 또는 단일 라인의 단선으로 판단할 수 있다.In this case, the first sensing IC 210 may monitor the voltage across the first shunt resistor Rshunt1 to determine whether the connector CN or a single line is disconnected. When the voltage across both ends of the first shunt resistor Rshunt1 is lower than the first reference voltage, the first sensing IC 210 may determine that the connector CN or a single line is disconnected.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전압 센싱 회로의 회로 보호 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a circuit protection method of a voltage sensing circuit according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전압 센싱 회로의 회로 보호 방법은, 제1 전압 측정 단계(S410), 제1 비교 단계(S420), 단선 판단 단계(S430), 동작 요청 단계(S440), 스위치 온 제어 단계(S450), 제2 전압 측정 단계(S460), 제2 비교 단계(S470), 및 스위치 오프 제어 단계(S480)를 포함한다.1 and 4, the circuit protection method of a voltage sensing circuit according to a preferred embodiment of the present invention includes a first voltage measurement step (S410), a first comparison step (S420), a disconnection determination step (S430), It includes an operation request step ( S440 ), a switch-on control step ( S450 ), a second voltage measurement step ( S460 ), a second comparison step ( S470 ), and a switch-off control step ( S480 ).

제1 전압 측정 단계(S410)에서, 제1 센싱IC(210)는 이그니션 온(IG on)에 따라 초기 동작하는 경우, 제1 증폭기(230)를 통해 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압을 측정한다. 제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압을 통해 연료전지 스택(100)의 전압을 측정할 수 있다.In the first voltage measurement step S410 , when the first sensing IC 210 is initially operated according to the ignition on (IG on), the voltage across the first shunt resistor Rshunt1 is measured through the first amplifier 230 . measure The first sensing IC 210 may measure the voltage of the fuel cell stack 100 through the voltage across the first shunt resistor Rshunt1 .

제1 비교 단계(S420)에서, 제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압(Vshunt1)과 기설정된 제1 기준 전압(Vth1)을 비교한다. 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압(Vshunt1)은 제1 증폭기(230)에 의해 증폭된 상태이다.In the first comparison step S420 , the first sensing IC 210 compares the voltage Vshunt1 across the first shunt resistor Rshunt1 with a preset first reference voltage Vth1 . The voltage Vshunt1 across the first shunt resistor Rshunt1 is amplified by the first amplifier 230 .

단선 판단 단계(S430)에서, 제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압(Vshunt1)이 제1 기준 전압(Vth1)보다 낮은 경우, 커넥터(CN) 또는 단일 라인의 단선으로 판단한다. 즉, 제1 센싱IC(210)는 연료전지 스택(100)의 전압이 제1 기준 전압(Vth1)보다 낮은 경우, 커넥터(CN) 또는 단일 라인의 단선으로 판단할 수 있다. 제1 센싱IC(210)는 단선 판단 결과를 외부로 전달하여 이에 대한 대처가 가능하도록 한다.In the disconnection determination step S430 , when the voltage Vshunt1 across the first shunt resistor Rshunt1 is lower than the first reference voltage Vth1, the first sensing IC 210 disconnects the connector CN or a single line. to be judged as That is, when the voltage of the fuel cell stack 100 is lower than the first reference voltage Vth1 , the first sensing IC 210 may determine that the connector CN or a single line is disconnected. The first sensing IC 210 transmits the disconnection determination result to the outside so that it is possible to deal with it.

동작 요청 단계(S440)에서, 제1 센싱IC(210)는 제1 션트저항(Rshunt1)의 양단 전압(Vshunt1)이 제1 기준 전압(Vth1) 이상인 경우, 연료전지 스택(100)의 정상 상태로 판단하고 제2 센싱IC(220)에 초기 동작을 요청한다. 즉, 제1 센싱IC(210)는 연료전지 스택(100)의 전압이 제1 기준 전압(Vth1) 이상인 경우, 연료전지 스택(100)의 정상 상태로 판단하고 제2 센싱IC(220)에 초기 동작을 요청한다.In the operation request step S440 , the first sensing IC 210 returns to the normal state of the fuel cell stack 100 when the voltage Vshunt1 across the first shunt resistor Rshunt1 is equal to or greater than the first reference voltage Vth1 . and requests an initial operation from the second sensing IC 220 . That is, when the voltage of the fuel cell stack 100 is equal to or greater than the first reference voltage Vth1 , the first sensing IC 210 determines that the fuel cell stack 100 is in a normal state and initially sends the fuel cell stack 100 to the second sensing IC 220 . request an action.

스위치 온 제어 단계(S450)에서, 제2 센싱IC(220)는 제1 센싱IC(220)의 동작 요청에 따라 동작하는 경우, 최하단 입력단이 제1 센싱IC(210)의 최상단 입력단에 연결되도록 스위치(SW)를 턴 온 제어한다.In the switch-on control step S450 , when the second sensing IC 220 operates according to the operation request of the first sensing IC 220 , the switch is switched such that the lowest input terminal is connected to the uppermost input terminal of the first sensing IC 210 . (SW) turns on control.

제2 전압 측정 단계(S460), 제2 센싱IC(220)는 제2 증폭기(240)를 통해 제2 션트저항(Rshunt2)의 양단 전압(Vshunt2)을 측정한다. 즉 제2 센싱IC(220)는 제2 션트저항(Rshunt2)의 양단 전압을 통해 연료전지 스택(100)의 전압을 측정할 수 있다.In the second voltage measurement step S460 , the second sensing IC 220 measures the voltage Vshunt2 across the second shunt resistor Rshunt2 through the second amplifier 240 . That is, the second sensing IC 220 may measure the voltage of the fuel cell stack 100 through the voltage across the second shunt resistor Rshunt2 .

제2 비교 단계(S470)에서, 제2 센싱IC(220)는, 제2 션트저항(Rshunt2)의 양단 전압(Vshunt2)과 기설정된 제2 기준 전압(Vth2)을 비교한다. 즉, 제2 센싱IC(220)는, 연료전지 스택의 전압과 기설정된 제2 기준 전압(Vth2)을 비교한다. 제2 기준 전압(Vth2)은 제1 기준 전압(Vth1)보다 크게 설정될 수 있다.In the second comparison step S470 , the second sensing IC 220 compares the voltage Vshunt2 across the second shunt resistor Rshunt2 with a preset second reference voltage Vth2. That is, the second sensing IC 220 compares the voltage of the fuel cell stack with a preset second reference voltage Vth2. The second reference voltage Vth2 may be set to be greater than the first reference voltage Vth1 .

스위치 오프 제어 단계(S480)에서, 제2 센싱IC(220)는, 비교 결과에 따라 제2 션트저항(Rshunt2)의 양단 전압(Vshunt2)이 제2 기준 전압(Vth2) 이상인 경우 커넥터(CN) 또는 단일 라인의 단선으로 판단한다. 제2 센싱IC(220)는, 커넥터(CN) 또는 단일 라인의 단선에 따른 고장 전압이 발생한 경우, 고장 전압이 제1 센싱IC(210)에 인가되지 않도록 스위치(SW)를 턴 오프 제어한다. 이를 통해, 제1 센싱IC(210)에 고장 전압이 인가되지 않아 회로 보호가 가능한 효과가 있다.In the switch-off control step (S480), the second sensing IC 220, according to the comparison result, when the voltage Vshunt2 at both ends of the second shunt resistor Rshunt2 is equal to or greater than the second reference voltage Vth2, the connector CN or It is judged as a disconnection of a single line. When a fault voltage is generated due to disconnection of the connector CN or a single line, the second sensing IC 220 turns off the switch SW so that the fault voltage is not applied to the first sensing IC 210 . Through this, the fault voltage is not applied to the first sensing IC 210 , so that circuit protection is possible.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions are possible within the range that does not depart from the essential characteristics of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to explain, not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings. .

본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.Steps and/or operations according to the present invention may occur concurrently in different embodiments, either in a different order, or in parallel, or for different epochs, etc., as would be understood by one of ordinary skill in the art. can

실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.Depending on the embodiment, some or all of the steps and/or operations run instructions, programs, interactive data structures, clients and/or servers stored in one or more non-transitory computer-readable media. At least some may be implemented or performed using one or more processors. The one or more non-transitory computer-readable media may be illustratively software, firmware, hardware, and/or any combination thereof. Further, the functionality of a “module” discussed herein may be implemented in software, firmware, hardware, and/or any combination thereof.

100: 연료전지 스택
200: 전압 센싱 회로
210: 제1 센싱IC
220: 제2 센싱IC
230: 제1 증폭기
240: 제2 증폭기
Rshunt1, Rshunt2: 제1, 제2 션트저항
C1, C2: 제1, 제2 커패시터
CN: 커넥터
SW: 스위치100: fuel cell stack
200: voltage sensing circuit
210: first sensing IC
220: second sensing IC
230: first amplifier
240: second amplifier
Rshunt1, Rshunt2: 1st, 2nd shunt resistor
C1, C2: first and second capacitors
CN: connector
SW: switch

Claims (16)

연료전지 스택에 단일 라인을 통해 연결되어 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 제1 센싱IC; 및
최하단 입력단이 상기 단일 라인에 연결되고, 상기 최하단 입력단이 상기 제1 센싱IC의 최상단 입력단에 연결되고, 상기 단일 라인의 고장 발생시 고장 전압이 상기 제1 센싱IC에 인가되는 것을 차단하는 제2 센싱IC;
를 포함하고,
상기 단일 라인을 통해 상기 연료전지 스택에 일단이 연결되고, 상기 제1 센싱IC의 상기 최상단 입력단에 타단이 연결되는 제1 션트저항;
상기 단일 라인을 통해 상기 연료전지 스택에 일단이 연결되고, 상기 제2 센싱IC의 상기 최하단 입력단에 타단이 연결되는 제2 션트저항; 및
상기 제2 션트저항과 상기 제2 센싱IC의 상기 최하단 입력단 사이에 연결되는 스위치를 더 포함하는 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로.a first sensing IC connected to the fuel cell stack through a single line to measure a voltage of the fuel cell stack; and
A second sensing IC having a lowermost input terminal connected to the single line, the lowermost input terminal being connected to the uppermost input terminal of the first sensing IC, and blocking a failure voltage from being applied to the first sensing IC when a failure of the single line occurs. ;
including,
a first shunt resistor having one end connected to the fuel cell stack through the single line and the other end connected to the uppermost input terminal of the first sensing IC;
a second shunt resistor having one end connected to the fuel cell stack through the single line and the other end connected to the lowermost input terminal of the second sensing IC; and
and a switch connected between the second shunt resistor and the lowest input terminal of the second sensing IC. 제 1 항에 있어서,
상기 단일 라인에 위치하여 상기 제1 센싱IC와 상기 연료전지 스택을 연결하고, 상기 제2 센싱IC와 상기 연료전지 스택을 연결하는 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로.The method of claim 1,
Voltage sensing with a circuit protection function, further comprising a connector positioned on the single line to connect the first sensing IC and the fuel cell stack, and connect the second sensing IC and the fuel cell stack Circuit. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1 션트저항의 양단에 제1 입력단과 제2 입력단이 연결되어 상기 제1 션트저항의 양단 전압을 증폭하여 상기 제1 센싱IC에 전달하는 제1 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로.The method of claim 1,
and a first amplifier having a first input terminal and a second input terminal connected to both ends of the first shunt resistor to amplify the voltage across the first shunt resistor and transfer the amplified voltage to the first sensing IC. A voltage sensing circuit having a function. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 센싱IC와 상기 제2 센싱IC는 통신단을 통해 통신 연결되는 것을 특징으로 하는 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로.The method of claim 1,
The voltage sensing circuit having a circuit protection function, characterized in that the first sensing IC and the second sensing IC are communicatively connected through a communication terminal. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제2 션트저항의 양단에 제1 입력단과 제2 입력단이 연결되어 상기 제2 션트저항의 양단 전압을 증폭하여 상기 제2 센싱IC에 전달하는 제2 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로.The method of claim 1,
and a second amplifier having a first input terminal and a second input terminal connected to both ends of the second shunt resistor to amplify the voltage across the second shunt resistor and transfer the amplified voltage to the second sensing IC. A voltage sensing circuit having a function. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 제1 센싱IC는 상기 연료전지 스택의 전압이 기설정된 제1 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 단일 라인의 단선으로 판단하는 것을 특징으로 하는 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로.The method of claim 1,
and the first sensing IC determines that the single line is disconnected when the voltage of the fuel cell stack is lower than a preset first reference voltage. 제 9 항에 있어서,
상기 제1 센싱IC는 상기 연료전지 스택의 전압이 기설정된 제1 기준 전압 이상인 경우, 상기 제2 센싱IC에 동작을 요청하고,
상기 제2 센싱IC는 상기 제1 센싱IC의 요청에 따라 동작하는 경우 상기 스위치를 턴 온 제어하는 것을 특징으로 하는 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로.10. The method of claim 9,
The first sensing IC requests an operation of the second sensing IC when the voltage of the fuel cell stack is equal to or greater than a preset first reference voltage;
The second sensing IC is a voltage sensing circuit having a circuit protection function, characterized in that when operating in response to the request of the first sensing IC, turn-on control of the switch. 제 10 항에 있어서,
상기 제2 센싱IC는 상기 연료전지 스택의 전압이 기설정된 제2 기준 전압 이상인 경우, 상기 스위치를 턴 오프 제어하는 것을 특징으로 하는 회로 보호 기능을 구비하는 전압 센싱 회로.11. The method of claim 10,
and the second sensing IC turns off the switch when the voltage of the fuel cell stack is equal to or greater than a preset second reference voltage. 연료전지 스택에 단일 라인을 통해 연결되는 제1 센싱IC와 제2 센싱IC를 구비하고, 상기 제1 센싱IC와 상기 제2 센싱IC 각각의 입력단을 연결하는 스위치를 구비하는 전압 센싱 회로의 회로 보호 방법에 있어서,
상기 제1 센싱IC에서 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 제1 전압 측정 단계;
상기 제1 센싱IC에서 상기 연료전지 스택의 전압과 기설정된 제1 기준 전압을 비교하는 제1 비교 단계;
상기 제1 비교 단계의 비교 결과에 따라 상기 제2 센싱IC가 동작하는 경우, 상기 제2 센싱IC에서 상기 연료전지 스택의 전압을 측정하는 제2 전압 측정 단계;
상기 제2 센싱IC에서 상기 연료전지 스택의 전압과 기설정된 제2 기준 전압을 비교하는 제2 비교 단계; 및
상기 제2 비교 단계의 비교 결과에 따라 상기 연료전지 스택의 전압이 상기 제2 기준 전압 이상인 경우 상기 제2 센싱IC가 상기 단일 라인의 단선으로 판단하고, 상기 단일 라인의 단선에 따라 발생하는 고장 전압이 상기 제2 센싱IC로부터 상기 제1 센싱IC에 인가되지 않도록, 상기 제2 센싱IC에서 상기 스위치를 턴 오프 제어하는 스위치 오프 제어 단계;
를 포함하는 전압 센싱 회로의 회로 보호 방법.Circuit protection of a voltage sensing circuit comprising a first sensing IC and a second sensing IC connected to a fuel cell stack through a single line, and a switch connecting respective input terminals of the first sensing IC and the second sensing IC In the method,
a first voltage measuring step of measuring a voltage of the fuel cell stack by the first sensing IC;
a first comparison step of comparing the voltage of the fuel cell stack with a preset first reference voltage in the first sensing IC;
a second voltage measurement step of measuring a voltage of the fuel cell stack by the second sensing IC when the second sensing IC operates according to the comparison result of the first comparison step;
a second comparison step of comparing the voltage of the fuel cell stack with a preset second reference voltage in the second sensing IC; and
When the voltage of the fuel cell stack is equal to or greater than the second reference voltage according to the comparison result of the second comparison step, the second sensing IC determines that the single line is disconnected, and a fault voltage generated according to the disconnection of the single line a switch-off control step of turning off the switch in the second sensing IC so as not to be applied from the second sensing IC to the first sensing IC;
A circuit protection method of a voltage sensing circuit comprising a. 제 12 항에 있어서,
상기 연료전지 스택의 전압이 상기 제1 기준 전압보다 낮은 경우, 상기 제1 센싱IC에서 상기 단일 라인의 단선으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전압 센싱 회로의 회로 보호 방법.13. The method of claim 12,
When the voltage of the fuel cell stack is lower than the first reference voltage, the first sensing IC determines that the single line is disconnected. 제 12 항에 있어서,
상기 연료전지 스택의 전압이 상기 제1 기준 전압 이상인 경우, 연료전지 스택의 정상 상태로 판단하고 상기 제2 센싱IC에 초기 동작을 요청하는 동작 요청 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 센싱 회로의 회로 보호 방법.13. The method of claim 12,
and an operation request step of determining that the fuel cell stack is in a normal state and requesting an initial operation from the second sensing IC when the voltage of the fuel cell stack is equal to or greater than the first reference voltage. circuit protection method. 제 14 항에 있어서,
상기 제2 센싱IC에서 상기 제1 센싱IC의 요청에 따라 동작하는 경우, 상기 스위치를 턴 온 제어하는 스위치 온 제어 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전압 센싱 회로의 회로 보호 방법.15. The method of claim 14,
and a switch-on control step of turning on the switch when the second sensing IC operates according to the request of the first sensing IC. 삭제delete
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016080532A (en) * 2014-10-17 2016-05-16 株式会社ケーヒン Power supply voltage detection device
JP2017505449A (en) * 2014-12-25 2017-02-16 シャオミ・インコーポレイテッド Voltage detection device, battery, and voltage detection method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100799496B1 (en) * 2002-03-25 2008-01-31 주식회사 만도 Protection device of vehicle sensor
KR101744829B1 (en) 2015-12-14 2017-06-20 현대자동차 주식회사 Fuel cell stack diagnosis system and method thereof
JP6665317B2 (en) * 2016-05-27 2020-03-13 オッポ広東移動通信有限公司Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｏｐｐｏ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｒｐ．， Ｌｔｄ． Battery protection board, battery, and mobile terminal
KR102020042B1 (en) * 2017-12-14 2019-09-09 현대오트론 주식회사 Apparatus for Protecting Cell Sensing Circuit of Low-Voltage Battery in Vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016080532A (en) * 2014-10-17 2016-05-16 株式会社ケーヒン Power supply voltage detection device
JP2017505449A (en) * 2014-12-25 2017-02-16 シャオミ・インコーポレイテッド Voltage detection device, battery, and voltage detection method

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