KR102342841B1

KR102342841B1 - 배터리 관리 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩과 전원 시스템

Info

Publication number: KR102342841B1
Application number: KR1020180143780A
Authority: KR
Inventors: 최호득; 김기훈
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2021-12-22
Also published as: EP3780324B1; EP3780324A1; US11271412B2; CN111819756B; JP2021515510A; JP6957810B2; US20200412155A1; CN111819756A; WO2020106042A1; EP3780324A4; KR20200058995A

Abstract

배터리 관리 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩과 전원 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는, 제1 배터리의 양단에 걸친 제1 전압을 검출되도록 구성된 제1 전압 센서; 커패시터의 양단에 걸친 제2 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서; 상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 커패시터의 제1 단자 사이에 설치된 메인 컨택터의 컨택터 코일의 일단에 연결되는 하이 사이드 드라이버; 상기 컨택터 코일의 타단에 연결되는 로우 사이드 드라이버; 상기 컨택터 코일의 일단과 상기 하이 사이드 드라이버의 사이 또는 상기 컨택터 코일의 타단과 상기 로우 사이드 드라이버의 사이에 설치되는 안전 스위치를 포함하는 오동작 방지 회로; 및 상기 하이 사이드 드라이버, 상기 로우 사이드 드라이버, 상기 제1 전압 센서, 상기 제2 전압 센서 및 상기 오동작 방지 회로에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함한다. 상기 제어 회로는, 상기 제1 전압을 기초로 제1 임계 전압을 결정하도록 구성된다. 상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 제1 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 오동작 방지 회로는, 상기 메인 컨택터의 양단에 걸친 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 하이 레벨 신호에 응답하여, 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 안전 스위치는, 상기 제2 하이 레벨 신호에 의해 턴온된다.

Description

배터리 관리 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩과 전원 시스템{BATTERY MANAGEMENT APPARATUS, AND BATTERY PACK AND POWER SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 배터리 관리 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩과 전원 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 메인 컨택터의 손상을 방지하기 위한 배터리 관리 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩과 전원 시스템에 관한 것이다.

최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.

전원 시스템에 있어서, 배터리와 전기 부하 사이에는 메인 컨택터가 설치되는 것이 일반적이다. 배터리와 전기 부하 간의 전력 전달을 위해, 배터리 관리 장치는 메인 컨택터를 온오프 제어한다. 배터리와 전기 부하 간의 전압 차이가 큰 상태에서 메인 컨택터가 닫히는 경우, 순간적인 고전류가 흘러 메인 컨택터가 손상될 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는, 메인 컨택터를 닫기 전에 전기 부하 측의 커패시터를 충전시키는 프리차지 과정이 요구된다.

그런데, 실제로 커패시터의 프리차지가 완료되기 전임에도, 어떠한 원인으로 인하여 커패시터의 프리차지가 완료된 것으로 판정될 가능성이 있다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 커패시터의 프리차지가 완료되었는지 여부를 2중으로 체크함으로써, 메인 컨택터의 손상을 방지할 수 있는 배터리 관리 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩과 전원 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 장치는, 제1 배터리의 양단에 걸친 제1 전압을 검출되도록 구성된 제1 전압 센서; 커패시터의 양단에 걸친 제2 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서; 상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 커패시터의 제1 단자 사이에 설치된 메인 컨택터의 컨택터 코일의 일단에 연결되는 하이 사이드 드라이버; 상기 컨택터 코일의 타단에 연결되는 로우 사이드 드라이버; 상기 컨택터 코일의 일단과 상기 하이 사이드 드라이버의 사이 또는 상기 컨택터 코일의 타단과 상기 로우 사이드 드라이버의 사이에 설치되는 안전 스위치를 포함하는 오동작 방지 회로; 및 상기 하이 사이드 드라이버, 상기 로우 사이드 드라이버, 상기 제1 전압 센서, 상기 제2 전압 센서 및 상기 오동작 방지 회로에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함한다. 상기 제어 회로는, 상기 제1 전압을 기초로 제1 임계 전압을 결정하도록 구성된다. 상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 제1 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 오동작 방지 회로는, 상기 메인 컨택터의 양단에 걸친 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 하이 레벨 신호에 응답하여, 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 안전 스위치는, 상기 제2 하이 레벨 신호에 의해 턴온된다.

상기 제어 회로는, 상기 제1 전압에 제1 소정값을 곱하여 상기 제1 임계 전압을 결정할 수 있다. 상기 제1 소정값은, 0보다 크고 1보다 작은 상수일 수 있다.

상기 제어 회로는, 상기 제1 전압에서 소정의 기준 전압을 차감하여 상기 제1 임계 전압을 결정하도록 구성될 수 있다.

상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 미만인 경우, 제1 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 오동작 방지 회로는, 상기 제1 로우 레벨 신호에 응답하여, 제2 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 안전 스위치는, 상기 제2 로우 레벨 신호에 의해 턴오프된다.

상기 오동작 방지 회로는, 상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 메인 컨택터의 일단 사이의 제1 공통 노드에 연결되는 제1 입력핀, 상기 커패시터의 제1 단자와 상기 메인 컨택터의 타단 사이의 제2 공통 노드에 연결되는 제2 입력핀 및 제1 출력핀을 구비하는 전압 비교기; 및 상기 제1 출력핀에 연결되는 제3 입력핀, 상기 제어 회로에 연결되는 제4 입력핀 및 상기 안전 스위치에 연결된 제2 출력핀을 구비하는 검증 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 전압 비교기는, 상기 제1 입력핀과 상기 제2 입력핀 사이의 전압이 상기 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 출력핀에 제3 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 검증 회로는, 상기 제3 입력핀에 상기 제3 하이 레벨 신호가 입력되면서 상기 제4 입력핀에 상기 제1 하이 레벨 신호가 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀에 상기 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

상기 전압 비교기는, 상기 제1 입력핀과 상기 제2 입력핀 사이의 전압이 상기 제2 임계 전압 이상인 경우, 상기 제1 출력핀에 제3 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 검증 회로는, 상기 제3 입력핀에 상기 제3 로우 레벨 신호가 입력되거나 상기 제4 입력핀에 상기 제1 로우 레벨 신호가 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀에 상기 제2 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 관리 장치는, 제1 배터리의 양단에 걸친 제1 전압을 검출되도록 구성된 제1 전압 센서; 커패시터의 양단에 걸친 제2 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서; 상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 커패시터의 제1 단자 사이에 설치된 메인 컨택터의 컨택터 코일의 일단에 연결되는 하이 사이드 드라이버; 상기 컨택터 코일의 타단에 연결되는 로우 사이드 드라이버; 상기 컨택터 코일의 일단과 상기 하이 사이드 드라이버의 사이 또는 상기 컨택터 코일의 타단과 상기 로우 사이드 드라이버의 사이에 설치되는 안전 스위치를 포함하는 오동작 방지 회로; 및 상기 하이 사이드 드라이버, 상기 로우 사이드 드라이버, 상기 제1 전압 센서, 상기 제2 전압 센서 및 상기 오동작 방지 회로에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함한다. 상기 제어 회로는, 상기 제1 전압을 기초로 제1 임계 전압을 결정하도록 구성된다. 상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 제1 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 오동작 방지 회로는, 상기 메인 컨택터에 병렬 연결된 프리차지 회로의 저항 소자의 양단에 걸친 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 하이 레벨 신호에 응답하여, 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 안전 스위치는, 상기 제2 하이 레벨 신호에 의해 턴온될 수 있다.

상기 오동작 방지 회로는, 상기 저항 소자의 일단에 연결되는 제1 입력핀, 상기 저항 소자의 타단에 연결되는 제2 입력핀 및 제1 출력핀을 구비하는 전압 비교기; 및 상기 제1 출력핀에 연결되는 제3 입력핀, 상기 제어 회로에 연결되는 제4 입력핀 및 상기 안전 스위치에 연결된 제2 출력핀을 구비하는 검증 회로를 더 포함할 수 있다. 상기 전압 비교기는, 상기 제1 입력핀과 상기 제2 입력핀 사이의 전압이 상기 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 출력핀에 제3 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 상기 검증 회로는, 상기 제3 입력핀에 상기 제3 하이 레벨 신호가 입력되면서 상기 제4 입력핀에 상기 제1 하이 레벨 신호가 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀에 상기 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리팩은, 상기 배터리 관리 장치를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전원 시스템은, 상기 배터리팩을 포함한다.

상기 전원 시스템은, 제2 배터리; 및 상기 제어 회로로부터의 제4 하이 레벨 신호에 응답하여, 상기 제2 배터리의 전압을 승압한 다음 상기 승압된 전압을 상기 커패시터의 양단에 인가하도록 구성된 컨버터를 더 포함할 수 있다. 상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 미만인 경우, 상기 제4 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 커패시터의 프리차지가 완료되었는지 여부를 2중으로 체크함으로써, 메인 컨택터의 손상을 방지할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전원 시스템의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원 시스템의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원 시스템의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

제1, 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전원 시스템(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 전원 시스템(10)은, 배터리팩(20), 인버터(40), 커패시터(50) 및 전기 부하(60)를 포함한다.

인버터(40)는, 배터리팩(20)으로부터의 DC 전력을 AC 전력으로 변환한 다음 전기 부하(60)에게 공급하거나, 충전기로부터의 AC 전력을 DC 전력으로 변환한 다음 배터리팩(20)으로 공급하도록 구성된다. 인버터(40)는, 인버터(40)의 두 단자 사이에서의 전압 변동을 평활화시키기 위한 커패시터(50)를 포함한다.

배터리팩(20)은, 배터리(30), 메인 컨택터(110), 메인 컨택터(120), 프리차지 회로(150) 및 배터리 관리 장치(200)를 포함한다.

배터리(30)는, 적어도 하나의 단위 셀을 포함한다. 단위 셀은, 예컨대 리튬 이온 셀과 같이, 재충전 가능한 것이라면 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 배터리(30)가 복수의 단위 셀을 포함하는 경우, 각 단위 셀은 다른 단위 셀에 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 도 1에는, 배터리(30)의 단자(31)가 양극 단자이고 배터리(30)의 단자(32)가 음극 단자인 것으로 도시하였으나, 그 반대여도 무방하다.

메인 컨택터(110)는, 배터리(30)의 단자(31)와 커패시터(50)의 단자(51) 사이에 설치된다. 메인 컨택터(110)는, 컨택터 코일(111) 및 컨택트(112)를 포함한다. 컨택터 코일(111)에 전원이 공급되면, 닫힌 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(111)에 전원이 차단되면, 열린 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(111)에 전원이 공급된다는 것은, 컨택터 코일(111)이 도통 상태가 된다는 것을 의미한다.

메인 컨택터(120)는, 배터리(30)의 단자(32)와 커패시터(50)의 단자(52) 사이에 설치된다. 메인 컨택터(120)는, 컨택터 코일(121) 및 컨택트(122)를 포함한다. 컨택터 코일(121)에 전원이 공급되면, 컨택트(122)는 닫힌 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(121)에 전원이 차단되면, 컨택트(122)는 열린 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(121)에 전원이 공급된다는 것은, 컨택터 코일(121)이 도통 상태가 된다는 것을 의미한다.

프리차지 회로(150)는, 메인 컨택터(110)에 병렬 연결된다. 프리차지 회로(150)는, 서로 직렬 연결되는 프리차지 컨택터(130) 및 저항 소자(140)를 포함한다. 프리차지 컨택터(130)는, 컨택터 코일(131) 및 컨택트(132)를 포함한다. 컨택터 코일(131)에 전원이 공급되면, 컨택트(132)는 닫힌 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(131)에 전원이 차단되면, 컨택트(132)는 열린 동작 위치로 이동한다. 컨택터 코일(131)에 전원이 공급된다는 것은, 컨택터 코일(131)이 도통 상태가 된다는 것을 의미한다.

배터리 관리 장치(200)는, 전압 센서(210), 전압 센서(220), 하이 사이드 드라이버(231), 로우 사이드 드라이버(232), 하이 사이드 드라이버(233), 로우 사이드 드라이버(234), 하이 사이드 드라이버(235), 로우 사이드 드라이버(236), 제어 회로(240) 및 오동작 방지 회로(300)를 포함한다.

전압 센서(210)는, 배터리(30)의 양단에 걸친 전압(이하, '배터리 전압'이라고도 칭함)을 검출하고, 배터리 전압을 나타내는 전압 신호(V1)를 출력하도록 구성된다. 전압 센서(210)는, 배터리(30)에 병렬 연결될 수 있다.

전압 센서(220)는, 커패시터(50)의 양단에 걸친 전압(이하, '커패시터 전압'이라고도 칭함)을 검출하고, 커패시터 전압을 나타내는 전압 신호(V2)를 출력하도록 구성된다. 전압 센서(220)는, 커패시터(50)에 병렬 연결될 수 있다.

하이 사이드 드라이버(231)는, 컨택터 코일(111)의 일단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT1) 사이에 연결된다. 하이 사이드 드라이버(231)는, 제어핀(CT1)으로부터의 제어 신호(S1)에 응답하여, 컨택터 코일(111)의 일단에 소정의 동작 전압(예, 12V)을 공급하도록 구성된다.

로우 사이드 드라이버(232)는, 컨택터 코일(111)의 타단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT2) 사이에 연결된다. 로우 사이드 드라이버(232)는, 제어핀(CT2)으로부터의 제어 신호(S2)에 응답하여, 컨택터 코일(111)의 타단에 접지 전압(예, 0V)을 공급하도록 구성된다.

하이 사이드 드라이버(233)는, 컨택터 코일(121)의 일단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT3) 사이에 연결된다. 하이 사이드 드라이버(233)는, 제어핀(CT3)으로부터의 제어 신호(S3)에 응답하여, 컨택터 코일(121)의 일단에 소정의 동작 전압을 공급하도록 구성된다.

로우 사이드 드라이버(234)는, 컨택터 코일(121)의 타단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT4) 사이에 연결된다. 로우 사이드 드라이버(234)는, 제어핀(CT4)으로부터의 제어 신호(S4)에 응답하여, 컨택터 코일(121)의 타단에 접지 전압을 공급하도록 구성된다.

하이 사이드 드라이버(235)는, 컨택터 코일(131)의 일단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT5) 사이에 연결된다. 하이 사이드 드라이버(235)는, 제어핀(CT5)으로부터의 제어 신호(S5)에 응답하여, 컨택터 코일(131)의 일단에 소정의 동작 전압을 공급하도록 구성된다.

로우 사이드 드라이버(236)는, 컨택터 코일(131)의 타단과 제어 회로(240)의 제어핀(CT6) 사이에 연결된다. 로우 사이드 드라이버(236)는, 제어핀(CT6)으로부터의 제어 신호(S6)에 응답하여, 컨택터 코일(131)의 타단에 접지 전압을 공급하도록 구성된다.

제어 회로(240)는, 하드웨어적으로 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 포함하도록 구현될 수 있다. 또한, 제어 회로(240)에는 메모리 디바이스가 내장될 수 있으며, 메모리 디바이스로는 예컨대 RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체가 이용될 수 있다. 메모리 디바이스는, 제어 회로(240)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장, 갱신 및/또는 소거할 수 있다.

제어 회로(240)는, 전압 센서(210), 전압 센서(220), 하이 사이드 드라이버(231), 로우 사이드 드라이버(232), 하이 사이드 드라이버(233), 로우 사이드 드라이버(234), 하이 사이드 드라이버(235), 로우 사이드 드라이버(236) 및 오동작 방지 회로(300)에 동작 가능하게 결합된다.

제어 회로(240)는, 제어핀(CT1), 제어핀(CT2), 제어핀(CT3), 제어핀(CT4), 제어핀(CT5), 제어핀(CT6), 센싱핀(SS1) 및 센싱핀(SS2)을 구비한다. 센싱핀(SS1)은, 전압 센서(210)에 연결되어, 전압 신호(V1)를 수신한다. 센싱핀(SS2)은, 전압 센서(220)에 연결되어, 전압 신호(V2)를 수신한다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S1)를 제어핀(CT1)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S2)를 제어핀(CT2)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S3)를 제어핀(CT3)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S4)를 제어핀(CT4)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S5)를 제어핀(CT5)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 제어 회로(240)는, 제어 신호(S6)를 제어핀(CT6)에 선택적으로 출력하도록 구성된다. 각각의 제어 신호(S1~S6)는, 하이 레벨(예, 5V 이상)의 신호일 수 있다.

제어 회로(240)가 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2)를 출력하는 동안, 컨택트(112)가 닫힌 동작 위치로 이동하고, 이에 따라 컨택트(112)를 통해 배터리(30)의 단자(31)와 커패시터(50)의 단자(51)가 서로 전기적으로 연결된다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2) 중 적어도 하나의 출력을 중단하는 동안, 컨택트(112)가 열린 동작 위치로 이동한다.

제어 회로(240)가 제어 신호(S3) 및 제어 신호(S4)를 출력하는 동안, 컨택트(122)가 닫힌 동작 위치로 이동하고, 이에 따라 컨택트(122)를 통해 배터리(30)의 단자(32)와 커패시터(50)의 단자(52)가 서로 전기적으로 연결된다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S3) 및 제어 신호(S4) 중 적어도 하나의 출력을 중단하는 동안, 컨택트(122)가 열린 동작 위치로 이동하고, 이에 따라 배터리(30)의 단자(32)와 커패시터(50)의 단자(52)가 서로 전기적으로 분리된다.

제어 회로(240)가 제어 신호(S5) 및 제어 신호(S6)를 출력하는 동안, 컨택트(132)가 닫힌 동작 위치로 이동하고, 이에 따라 컨택트(132) 및 저항 소자(140)를 통해 배터리(30)의 단자(31)와 커패시터(50)의 단자(51)가 서로 전기적으로 연결된다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S5) 및 제어 신호(S6) 중 적어도 하나의 출력을 중단하는 동안, 컨택트(132)가 열린 동작 위치로 이동한다.

컨택트(112) 및 컨택트(132) 중 적어도 하나가 닫힌 동작 위치에 있는 동안, 배터리(30)의 단자(31)와 커패시터(50)의 단자(51)는 서로 전기적으로 연결된다. 컨택트(112) 및 컨택트(132)가 둘다 열린 동작 위치에 있는 동안, 배터리(30)의 단자(31)와 커패시터(50)의 단자(51)가 서로 전기적으로 분리된다.

제어 회로(240)가 제어 신호(S1)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨(예, 5V) 대신 로우 레벨(예, 0V)의 신호를 제어핀(CT1)에서 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S2)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨 대신 로우 레벨의 신호를 제어핀(CT2)에서 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S3)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨 대신 로우 레벨의 신호를 제어핀(CT3)에서 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S4)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨 대신 로우 레벨의 신호를 제어핀(CT4)에서 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S5)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨 대신 로우 레벨의 신호를 제어핀(CT5)에서 출력한다는 것을 의미할 수 있다. 제어 회로(240)가 제어 신호(S6)의 출력을 중단한다는 것은, 하이 레벨 대신 로우 레벨의 신호를 제어핀(CT6)에서 출력한다는 것을 의미할 수 있다.

제어 회로(240)는, 메인 컨택터(110), 메인 컨택터(120) 및 프리차지 컨택터(130)를 다음과 같은 순서로 제어할 수 있다. 먼저, 제어 회로(240)는, 컨택트(122)를 닫힌 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S3) 및 제어 신호(S4)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 제1 임계 전압 미만인 경우, 컨택트(132)를 닫힌 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S5) 및 제어 신호(S6)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 커패시터 전압을 기초로 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었는지 판정한다. 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 임계 전압 이상인 경우, 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었다고 판정한다. 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 임계 전압 미만인 경우, 커패시터(50)의 프리차징이 아직 완료되기 전이라고 판정하고, 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2) 중 적어도 하나의 출력을 보류하도록 구성된다. 반면, 커패시터 전압을 기초로 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었다고 판정된 경우, 제어 회로(240)는 컨택트(112)를 닫힌 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 컨택트(132)를 열린 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S5) 및 제어 신호(S6) 중 적어도 하나의 출력을 중단한다.

제1 임계 전압은, 배터리(30)의 전압 범위를 고려하여 미리 정해진 것일 수 있으며, 예컨대 95V일 수 있다. 또는, 제1 임계 전압은, 제어 회로(240)가 배터리 전압에 제1 소정값을 곱한 결과일 수 있다. 제1 소정값은, 상수로서, 예컨대 0보다 크고 1보다 작을 수 있다. 예컨대, 배터리 전압이 100V이고, 제1 소정값이 0.95이면, 95V가 제1 임계 전압으로서 제어 회로(240)에 의해 결정된다. 또는, 제어 회로(240)는, 배터리 전압에서 소정의 기준 전압을 차감하여 제1 임계 전압을 결정할 수도 있다.

오동작 방지 회로(300)는, 커패시터(50)의 프리차징이 실제로는 완료되기 전임에도, 제어 회로(240)의 오동작, 전압 신호(V1)의 에러 또는 전압 신호(V2)의 에러 등으로 인한 컨택트(112)의 닫힌 동작 위치로의 이동을 방지하도록 제공된다.

오동작 방지 회로(300)는, 안전 스위치(310), 전압 비교기(320) 및 검증 회로(330)를 포함한다.

안전 스위치(310)는, 컨택터 코일(111)의 일단과 하이 사이드 드라이버(231)의 사이 또는 컨택터 코일(111)의 타단과 로우 사이드 드라이버(232)에 설치된다. 이해를 돕기 위해, 도 1에서는 안전 스위치(310)가 컨택터 코일(111)의 타단과 로우 사이드 드라이버(232)의 사이에 연결된 것으로 도시하였다.

안전 스위치(310)가 턴오프되어 있는 동안에는, 제어 회로(240)에 의해 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2)가 출력되더라도, 컨택터 코일(111)은 비도통 상태가 되므로, 컨택트(112)는 열린 동작 위치로 유지된다. 안전 스위치(310)로는 예컨대 MOSFET과 같은 반도체 스위치를 이용할 수 있다. 안전 스위치(310)의 제어 단자(예, MOSFET의 게이트)는 오동작 방지 회로(300)의 출력핀(OUT2)에 연결될 수 있다. 안전 스위치(310)는, 출력핀(OUT2)으로부터의 신호가 하이 레벨인 것에 응답하여, 턴온된다. 안전 스위치(310)는, 출력핀(OUT2)으로부터의 신호가 로우 레벨인 것에 응답하여, 턴오프된다.

전압 비교기(320)는, 입력핀(IN1), 입력핀(IN2) 및 출력핀(OUT1)을 구비한다. 입력핀(IN1)은, 노드(N1)에 연결된다. 노드(N1)는, 배터리(30)의 단자(31)와 메인 컨택터(110)의 일단을 연결하는 충방전 경로 상의 특정 지점 또는 영역이다. 입력핀(IN2)은, 노드(N2)에 연결된다. 노드(N2)는, 커패시터(50)의 단자(51)와 메인 컨택터(110)의 타단을 연결하는 충방전 경로 상의 특정 지점 또는 영역이다. 출력핀(OUT1)은, 오동작 방지 회로(300)의 입력핀(IN3)에 연결된다. 전압 비교기(320)는, 입력핀(IN1)과 입력핀(IN2) 사이의 전압(이하, '제1 검증 전압'라고도 칭함)을 제2 임계 전압과 비교한다. 제1 검증 전압은, 배터리 전압과 커패시터 전압 간의 전압 차이를 나타낸다.

제2 임계 전압은, 3V와 같이 제1 임계 전압보다 작게 미리 정해진 것일 수 있다. 또는, 제2 임계 전압은, 제어 회로(240)가 배터리 전압에 제2 소정값을 곱한 결과일 수 있다. 제2 소정값은, 제1 소정값보다 작은 상수로서, 예컨대 0보다 크고 0.5 이하일 수 있다. 예컨대, 배터리 전압이 100V이고, 제2 소정값이 0.05이면, 5V가 제2 임계 전압으로서 제어 회로(240)에 의해 결정된다. 제어 회로(240)는, 1에서 제1 소정값을 차감하여 제2 소정값을 결정할 수 있다.

전압 비교기(320)는, 제1 검증 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 출력핀(OUT1)에 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 즉, 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2)와는 독립적으로, 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었음을 나타내는 하이 레벨 신호가 출력핀(OUT1)에서 출력될 수 있다. 반면, 전압 비교기(320)는, 제1 검증 전압이 제2 임계 전압 이상인 경우, 출력핀(OUT1)에 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 출력핀(OUT1)에서 출력되는 로우 레벨 신호는, 커패시터(50)의 프리차징이 아직 완료되기 전임을 나타낸다.

검증 회로(330)는, 입력핀(IN3), 입력핀(IN4) 및 출력핀(OUT2)을 구비한다. 입력핀(IN3)은, 전압 비교기(320)의 출력핀(OUT1)에 연결된다. 입력핀(IN4)은, 제어핀(CT1) 및 제어핀(CT2) 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 이에 따라, 하이 사이드 드라이버(231) 및 로우 사이드 드라이버(232) 중 적어도 하나가 제어 회로(240)로부터 하이 레벨의 신호를 입력받게 되면, 입력핀(IN4) 역시 하이 레벨의 신호를 입력받게 된다. 또는, 입력핀(IN4)은, 제어 회로(240)에 구비된 별도의 제어핀(미도시)에 연결되어, 해당 제어핀으로부터의 하이 레벨 신호를 수신할 수도 있다. 이해를 돕기 위해, 도 1에서는 입력핀(IN4)이 제어핀(CT2)에 연결된 것으로 도시하였다. 출력핀(OUT2)은, 안전 스위치(310)에 연결된다.

검증 회로(330)는, 하드웨어적으로 AND 게이트를 포함하도록 구현될 수 있다. 검출 회로는, 입력핀(IN3)에 의해 수신되는 신호 및 입력핀(IN4)에 의해 수신되는 신호 중 적어도 하나가 로우 레벨인 경우, 출력핀(OUT2)에 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 검증 회로(330)는, 입력핀(IN3)에 의해 수신되는 신호 및 입력핀(IN4)에 의해 수신되는 신호가 둘 다 하이 레벨인 경우, 출력핀(OUT2)에 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 즉, 오동작 방지 회로(300)는, 커패시터 전압과 함께 제1 검증 전압으로부터 프리차징 완료 여부를 2중으로 체크한다. 이에 따라, 커패시터 전압 및 제1 검증 전압 둘 다 프리차징 완료를 나타내는 경우에만, 검증 회로(330)가 안전 스위치(310)를 턴온시키기 위한 하이 레벨 신호를 출력함으로써, 컨택터 코일(111)의 도통이 가능한 상태가 된다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전원 시스템(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 전원 시스템(10)에 대하여는, 도 1을 참조하여 전술한 제1 실시예와 공통된 내용에 대한 반복 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

제2 실시예의 전원 시스템(10)과 제1 실시예의 전원 시스템(10)의 차이점은, 전압 비교기(320)의 입력핀(IN1)과 입력핀(IN2)이 메인 컨택터(110)의 양단 대신 프리차지 회로(150)의 저항 소자(140)의 양단에 연결된다는 점이다. 즉, 입력핀(IN1)은 저항 소자(140)의 일단에, 그리고 입력핀(IN2)은 저항 소자(140)의 타단에 연결된다. 이에 따라, 실시예에서와는 달리, 검증 전압 대신 저항 소자(140)의 양단에 걸친 전압(이하, '제2 검증 전압'라고도 칭함)이 전압 비교기(320)에 의해 제2 임계 전압과 비교된다.

전압 비교기(320)는, 제2 검증 전압이 제3 임계 전압 미만인 경우, 출력핀(OUT1)에 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 반면, 전압 비교기(320)는, 제2 검증 전압이 제3 임계 전압 이상인 경우, 출력핀(OUT1)에 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성된다. 제3 임계 전압은, 전술한 제2 임계 전압과 동일할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전원 시스템(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 전원 시스템(10)에 대하여는, 도 1을 참조하여 전술한 제1 실시예와 공통된 내용에 대한 반복 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

제3 실시예의 전원 시스템(10)과 제1 실시예의 전원 시스템(10)의 차이점은, (i)프리차지 회로(150), 하이 사이드 드라이버(235) 및 로우 사이드 드라이버(236)가 제거되고, (ii)배터리(160) 및 컨버터(170)가 추가되며, (iii)제어 회로(240)로부터 제어핀(CT5)과 제어핀(CT6)이 제거되는 대신 제어핀(CT7)이 추가된다는 점이다.

배터리(160) 및 컨버터(170)는, 프리차지 회로(150)를 대신하여 커패시터(50)를 프리차지하기 위한 것이다. 배터리(160)의 정격 전압은 배터리(30)의 정격 전압보다 낮을 수 있다.

제어 회로(240)는, 제어핀(CT7)을 통해 컨버터(170)에 동작 가능하게 결합된다. 컨버터(170)의 두 입력 단자는 배터리(160)의 양단(161, 162)에 하나씩 연결되어, 배터리(160)의 전압을 입력받는다. 컨버터(170)의 두 출력 단자는 커패시터(50)의 양단(51, 52)에 하나씩 연결된다.

컨버터(170)는, 제어핀(CT7)으로부터의 제어 신호(S7)에 응답하여, 배터리(160)의 전압을 승압한 다음, 승압된 전압을 커패시터(50)의 양단에 인가하도록 구성된다. 제어 신호(S7)는, 하이 레벨의 신호이다. 컨버터(170)는, 제어핀(CT7)으로부터의 로우 레벨 신호에 응답하여, 배터리(160)의 전압의 승압을 중단한다. 커패시터(50)는, 제어 회로(240)에 의해 제어 신호(S7)가 출력되는 동안, 컨버터(170)에 의해 승압된 전압에 의해 프리차지된다.

제어 회로(240)는, 메인 컨택터(110), 메인 컨택터(120) 및 컨버터(170)를 다음과 같이 제어할 수 있다. 먼저, 제어 회로(240)는, 컨택트(122)를 닫힌 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S3) 및 제어 신호(S4)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 제1 임계 전압 미만인 경우, 커패시터(50)를 프리차지하기 위해 제어핀(CT7)에서 제어 신호(S7)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었는지 판정한다. 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 제1 임계 전압 이상인 경우, 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었다고 판정한다. 제어 회로(240)는, 커패시터 전압이 제1 임계 전압 미만인 경우, 커패시터(50)의 프리차징이 아직 완료되기 전이라고 판정한다. 커패시터 전압을 기초로 커패시터(50)의 프리차징이 완료되었다고 판정된 경우, 제어 회로(240)는 컨택트(112)를 닫힌 동작 위치로 이동시키기 위해 제어 신호(S1) 및 제어 신호(S2)를 출력한다. 그 다음, 제어 회로(240)는, 컨버터(170)의 동작을 정지시키기 위해 제어 신호(S7)의 출력을 중단한다.

한편, 전술한 제1 실시예, 제2 실시예 및 제3 실시예에서, 메인 컨택터(120)가 전원 시스템(10)으로부터 제거되는 것도 무방하며, 배터리(30)의 단자(32)와 커패시터(50)의 단자(52)는 서로 직접 연결되거나, 도전체(예, 전기 케이블)를 통해 연결될 수 있다. 이 경우, 하이 사이드 드라이버(233) 및 로우 사이드 드라이버(234)가 배터리 관리 장치(200)로부터 제거될 수 있고, 제어핀(CT3) 및 제어핀(CT4)이 제어 회로(240)로부터 제거될 수 있다.

전술한 실시예들에 의하면, 커패시터(50)의 프리차지가 완료되었는지 여부를 2중으로 체크함으로써, 고전류가 메인 컨택터(110)를 흐름으로 인한 메인 컨택터(110)의 손상을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

10: 전원 시스템
20: 배터리팩
30: 배터리
50: 커패시터
110, 120: 메인 컨택터
130: 프리차지 컨택터
200: 배터리 관리 장치
210, 220: 전압 센서
231, 233, 235: 하이 사이드 드라이버
232, 234, 236: 로우 사이드 드라이버
240: 제어 회로
300: 오동작 방지 회로
310: 안전 스위치
320: 전압 비교기
330: 검증 회로

Claims

제1 배터리의 양단에 걸친 제1 전압을 검출되도록 구성된 제1 전압 센서;
커패시터의 양단에 걸친 제2 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서;
상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 커패시터의 제1 단자 사이에 설치된 메인 컨택터의 컨택터 코일의 일단에 연결되는 하이 사이드 드라이버;
상기 컨택터 코일의 타단에 연결되는 로우 사이드 드라이버;
상기 컨택터 코일의 일단과 상기 하이 사이드 드라이버의 사이 또는 상기 컨택터 코일의 타단과 상기 로우 사이드 드라이버의 사이에 설치되는 안전 스위치를 포함하는 오동작 방지 회로; 및
상기 하이 사이드 드라이버, 상기 로우 사이드 드라이버, 상기 제1 전압 센서, 상기 제2 전압 센서 및 상기 오동작 방지 회로에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함하고,
상기 제어 회로는, 상기 제1 전압을 기초로 제1 임계 전압을 결정하고,
상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 제1 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 오동작 방지 회로는, 상기 메인 컨택터의 양단에 걸친 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 하이 레벨 신호에 응답하여, 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 안전 스위치는, 상기 제2 하이 레벨 신호에 의해 턴온되는, 배터리 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 제1 전압에 제1 소정값을 곱하여 상기 제1 임계 전압을 결정하되,
상기 제1 소정값은, 0보다 크고 1보다 작은, 배터리 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 제1 전압에서 소정의 기준 전압을 차감하여 상기 제1 임계 전압을 결정하도록 구성된, 배터리 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 미만인 경우, 제1 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 오동작 방지 회로는, 상기 제1 로우 레벨 신호에 응답하여, 제2 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 안전 스위치는, 상기 제2 로우 레벨 신호에 의해 턴오프되는, 배터리 관리 장치.
제4항에 있어서,
상기 오동작 방지 회로는,
상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 메인 컨택터의 일단 사이의 제1 공통 노드에 연결되는 제1 입력핀, 상기 커패시터의 제1 단자와 상기 메인 컨택터의 타단 사이의 제2 공통 노드에 연결되는 제2 입력핀 및 제1 출력핀을 구비하는 전압 비교기; 및
상기 제1 출력핀에 연결되는 제3 입력핀, 상기 제어 회로에 연결되는 제4 입력핀 및 상기 안전 스위치에 연결된 제2 출력핀을 구비하는 검증 회로를 더 포함하고,
상기 전압 비교기는, 상기 제1 입력핀과 상기 제2 입력핀 사이의 전압이 상기 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 출력핀에 제3 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 검증 회로는, 상기 제3 입력핀에 상기 제3 하이 레벨 신호가 입력되면서 상기 제4 입력핀에 상기 제1 하이 레벨 신호가 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀에 상기 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된, 배터리 관리 장치.
제5항에 있어서,
상기 전압 비교기는, 상기 제1 입력핀과 상기 제2 입력핀 사이의 전압이 상기 제2 임계 전압 이상인 경우, 상기 제1 출력핀에 제3 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 검증 회로는, 상기 제3 입력핀에 상기 제3 로우 레벨 신호가 입력되거나 상기 제4 입력핀에 상기 제1 로우 레벨 신호가 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀에 상기 제2 로우 레벨 신호를 출력하도록 구성된, 배터리 관리 장치.
제1 배터리의 양단에 걸친 제1 전압을 검출되도록 구성된 제1 전압 센서;
커패시터의 양단에 걸친 제2 전압을 검출하도록 구성된 제2 전압 센서;
상기 제1 배터리의 제1 단자와 상기 커패시터의 제1 단자 사이에 설치된 메인 컨택터의 컨택터 코일의 일단에 연결되는 하이 사이드 드라이버;
상기 컨택터 코일의 타단에 연결되는 로우 사이드 드라이버;
상기 컨택터 코일의 일단과 상기 하이 사이드 드라이버의 사이 또는 상기 컨택터 코일의 타단과 상기 로우 사이드 드라이버의 사이에 설치되는 안전 스위치를 포함하는 오동작 방지 회로; 및
상기 하이 사이드 드라이버, 상기 로우 사이드 드라이버, 상기 제1 전압 센서, 상기 제2 전압 센서 및 상기 오동작 방지 회로에 동작 가능하게 결합된 제어 회로를 포함하고,
상기 제어 회로는, 상기 제1 전압을 기초로 제1 임계 전압을 결정하고,
상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 이상인 경우, 제1 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 오동작 방지 회로는, 상기 메인 컨택터에 병렬 연결된 프리차지 회로의 저항 소자의 양단에 걸친 전압이 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 하이 레벨 신호에 응답하여, 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 안전 스위치는, 상기 제2 하이 레벨 신호에 의해 턴온되는, 배터리 관리 장치.
제7항에 있어서,
상기 오동작 방지 회로는,
상기 저항 소자의 일단에 연결되는 제1 입력핀, 상기 저항 소자의 타단에 연결되는 제2 입력핀 및 제1 출력핀을 구비하는 전압 비교기; 및
상기 제1 출력핀에 연결되는 제3 입력핀, 상기 제어 회로에 연결되는 제4 입력핀 및 상기 안전 스위치에 연결된 제2 출력핀을 구비하는 검증 회로를 더 포함하고,
상기 전압 비교기는, 상기 제1 입력핀과 상기 제2 입력핀 사이의 전압이 상기 제2 임계 전압 미만인 경우, 상기 제1 출력핀에 제3 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성되고,
상기 검증 회로는, 상기 제3 입력핀에 상기 제3 하이 레벨 신호가 입력되면서 상기 제4 입력핀에 상기 제1 하이 레벨 신호가 입력되는 경우, 상기 제2 출력핀에 상기 제2 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된, 배터리 관리 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 배터리 관리 장치를 포함하는, 배터리팩.
제9항에 따른 상기 배터리팩을 포함하는, 전원 시스템.
제10항에 있어서,
제2 배터리; 및
상기 제어 회로로부터의 제4 하이 레벨 신호에 응답하여, 상기 제2 배터리의 전압을 승압한 다음 상기 승압된 전압을 상기 커패시터의 양단에 인가하도록 구성된 컨버터를 더 포함하고,
상기 제어 회로는, 상기 제2 전압이 상기 제1 임계 전압 미만인 경우, 상기 제4 하이 레벨 신호를 출력하도록 구성된, 전원 시스템.