KR102609004B1 - Battery module - Google Patents

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Abstract

본 발명의 배터리 모듈은 전류회로 상에 연결되어 제어 신호의 제어에 의해 턴 온 또는 턴 오프되는 스위치 회로; 스위치 회로와 직렬로 연결되는 제1 저항; 배터리 세트; 스위치 회로, 제1 저항 및 배터리 세트와 연결되어 제어 신호를 제공하는 컨트롤러; 전류회로에 연결되어 제1 회로 차단 제어 신호에 의해 전류회로를 차단시키는 회로 차단 장치; 전류회로 상에 연결되는 제2 저항; 및 제2 저항과 연결되어 제2 저항 양단 사이의 전압차에 의해 상기 제1 회로 차단 제어 신호를 발생시키는 보호회로;를 포함한다.The battery module of the present invention includes a switch circuit connected to a current circuit and turned on or off by control of a control signal; a first resistor connected in series with the switch circuit; battery set; a controller coupled with a switch circuit, a first resistor, and a battery set to provide control signals; A circuit breaker device connected to a current circuit and blocking the current circuit by a first circuit breaker control signal; a second resistor connected to the current circuit; and a protection circuit connected to a second resistor to generate the first circuit blocking control signal by a voltage difference between both ends of the second resistor.

Description

배터리 모듈{BATTERY MODULE}Battery module{BATTERY MODULE}

본 발명은 배터리 모듈에 관한 것으로, 특히 한계 전력원(Limited Power Source, LPS)을 통하여 효과적으로 테스트 가능한 배터리 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to battery modules, and particularly to battery modules that can be effectively tested using a limited power source (LPS).

전자 기술의 발전에 따라 전자 장치는 이미 사람들의 삶에 없어서는 안 될 도구로 되었는 바, 전자 장치에 충분한 작동 전원을 제공하기 위해 다양한 휴대형 또는 고정형 배터리 모듈이 제안되어왔다. With the advancement of electronic technology, electronic devices have already become indispensable tools in people's lives, and various portable or stationary battery modules have been proposed to provide sufficient operating power to electronic devices.

그러나, 사용상의 편의성 이외, 배터리 모듈의 안전성은 보다 중요한 요인으로서, 배터리 모듈에 대해 수행된 안전성 테스트는 당업자가 반드시 중요시하여야 하는 과제이다. 안전 표준 IEC 60950-1에는 전자 장치에 반드시 적합한 방화 케이스가 설치되어야 한다는 요구사항이 있다. 또한 이와 동시에 전자 장치에 인가되는 작동 전원이 한계 전력원(Limited Power Source, LSP)으로부터 공급되는 경우, 전자 부품이 V-1 화재 등급 이상의 인쇄회로기판 상에 안착될 시 상기 전자 제품은 방화 케이스를 설치할 필요가 없다고 규정하였다. 따라서, 전자 장치의 공급업체는 모두 가능한 한 배터리 모듈이 한계 전력원(LPS)의 요구에 부합될 것을 요구한다.However, in addition to convenience of use, the safety of the battery module is a more important factor, and the safety test performed on the battery module is a task that must be considered important by those skilled in the art. The safety standard IEC 60950-1 requires that electronic devices must be equipped with a suitable fire enclosure. At the same time, if the operating power applied to the electronic device is supplied from a limited power source (LSP), and the electronic component is placed on a printed circuit board with a fire rating of V-1 or higher, the electronic product must be installed in a fireproof case. It was stipulated that there was no need to install it. Therefore, all suppliers of electronic devices require that battery modules meet the requirements of marginal power sources (LPS) as much as possible.

본 발명은 한계 전력원(Limited Power Source, LPS)을 통하여 테스트 가능한 배터리 모듈을 제공한다.The present invention provides a battery module that can be tested through a limited power source (LPS).

본 발명의 배터리 모듈은, 제1 부하단과 제2 부하단 사이의 전류회로 상에 연결되어 제어 신호의 제어에 의해 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)되는 스위치 회로; 전류회로 상에 연결되고 스위치 회로와 직렬로 연결되는 제1 저항; 제1 부하단과 제2 부하단 사이에 연결되는 배터리 세트; 스위치 회로, 제1 저항 및 배터리 세트와 연결되어 제어 신호를 제공하는 컨트롤러; 전류회로에 연결되어 제1 회로 차단 제어 신호에 의해 전류회로를 차단시키는 회로 차단 장치; 제1 부하단과 제2 부하단 사이에 연결되는 제2 저항; 및 제1 부하단과 제2 부하단 사이에 연결되고, 제2 저항과 연결되어 제2 저항 양단 사이의 전압차에 의해 제1 회로 차단 제어 신호를 발생시키는 보호회로;를 포함한다.The battery module of the present invention includes a switch circuit connected to a current circuit between a first load end and a second load end and turned on or off by control of a control signal; a first resistor connected to the current circuit and connected in series with the switch circuit; A battery set connected between the first load end and the second load end; a controller coupled with a switch circuit, a first resistor, and a battery set to provide control signals; A circuit breaker device connected to a current circuit and blocking the current circuit by a first circuit breaker control signal; a second resistor connected between the first load end and the second load end; and a protection circuit connected between the first load end and the second load end, connected to the second resistor, and generating a first circuit breaking control signal by the voltage difference between both ends of the second resistor.

본 발명의 일 실시예에서, 테스트 모드에서, 전류회로는 테스트 전류를 수신하고, 스위치 회로 및 제1 저항 중 적어도 하나의 양단 사이는 단락된다.In one embodiment of the invention, in the test mode, the current circuit receives a test current and a short circuit is formed across at least one of the switch circuit and the first resistor.

본 발명의 일 실시예에서, 테스트 모드에서, 제2 저항은 테스트 전류를 수신하여 테스트 전류에 의해 전압차를 발생시키고, 보호회로는 전압차를 디폴트(default)된 (또는 기 설정된) 기준 전압과 비교하여 제1 회로 차단 제어 신호를 발생시킨다. In one embodiment of the present invention, in the test mode, the second resistor receives the test current and generates a voltage difference by the test current, and the protection circuit divides the voltage difference between the default (or preset) reference voltage and the second resistor. By comparison, a first circuit breaking control signal is generated.

상기 내용에 기반해 보면, 본 발명 실시예에서는 보호회로 및 제2 저항을 설치하고, 테스트 전류가 제2 저항을 경과할 경우, 제2 저항 양단 사이 전압차의 크기를 검출하여 전류회로의 차단 여부를 결정함으로써 배터리 모듈이 성공적으로 한계 전력원(Limited Power Source, LPS)을 통하여 테스트 동작을 수행할 수 있도록 하므로 이는 안전 표준에 부합된다.Based on the above, in the embodiment of the present invention, a protection circuit and a second resistor are installed, and when the test current passes through the second resistor, the magnitude of the voltage difference between both ends of the second resistor is detected to determine whether the current circuit is blocked. By determining , the battery module can successfully perform test operations through a limited power source (LPS), thus meeting safety standards.

도 1은 본 발명 일 실시예의 배터리 모듈을 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명 실시예의 배터리 모듈의 테스트 동작을 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명 실시예의 보호회로를 도시한 모식도이다.
도 4는 본 발명 실시예의 스위치 회로의 실시형태를 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명 실시예의 컨트롤러의 실시형태를 도시한 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a battery module according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a test operation of a battery module in an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing a protection circuit in an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing an embodiment of a switch circuit in an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a schematic diagram showing an embodiment of a controller in an embodiment of the present invention.

본 발명의 상기 특징 및 장점이 보다 뚜렷하고 알기 쉽도록 이하 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 하기와 같이 상세히 설명한다.In order to make the above features and advantages of the present invention clearer and easier to understand, they will be described in detail below with reference to examples and attached drawings.

도 1은 본 발명 일 실시예의 배터리 모듈을 도시한 모식도이다. 도 1을 참조하면, 배터리 모듈(100)은 스위치 회로(110), 제1 저항(R1), 배터리 세트(120), 컨트롤러(130), 회로 차단 장치(140), 제2 저항(R2) 및 보호회로(150)를 포함한다. 스위치 회로(110)는 부하단(LE1)과 부하단(LE2) 사이에 연결되되, 직렬방식으로 부하단(LE1)과 부하단(LE2) 사이의 전류회로(CL1) 상에 연결되고, 또한 컨트롤러(130)에 연결되어 컨트롤러(130)로부터 발생된 제어 신호(CTR)를 수신하고 제어 신호(CTR)의 제어에 의해 턴 온 또는 턴 오프된다. 제1 저항(R1)은 마찬가지로 직렬방식으로 전류회로(CL1)에 연결되고 또한 부하단(LE1)과 부하단(LE2) 사이에 직렬로 연결된다. 배터리 세트(120)는 부하단(LE1)과 부하단(LE2) 사이에 연결되어 정상적인 작업 상태에서 부하단(LE1) 및 부하단(LE2)에 방전전류를 제공하거나 부하단(LE1) 및 부하단(LE2)으로부터 충전전류를 수신한다. 회로 차단장치(140)는 전류회로(CL1) 상에 연결되고 또한 스위치 회로(110) 및 제1 저항(R1)과 직렬로 연결되어 회로 차단회로 차단 제어 신호(COFF)를 수신하고 회로 차단회로 차단 제어 신호(COFF)에 의해 차단 여부를 결정한다. 여기서, 회로 차단장치(140)가 차단되는 경우, 전류회로(CL1) 역시 대응되게 차단된다.1 is a schematic diagram showing a battery module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the battery module 100 includes a switch circuit 110, a first resistor (R1), a battery set 120, a controller 130, a circuit breaker 140, a second resistor (R2), and Includes a protection circuit (150). The switch circuit 110 is connected between the load end (LE1) and the load end (LE2), and is connected in series to the current circuit (CL1) between the load end (LE1) and the load end (LE2), and is also connected to the controller It is connected to 130, receives a control signal (CTR) generated from the controller 130, and is turned on or off by control of the control signal (CTR). The first resistor R1 is similarly connected in series to the current circuit CL1 and is also connected in series between the load end LE1 and the load end LE2. The battery set 120 is connected between the load end (LE1) and the load end (LE2) and provides discharge current to the load end (LE1) and the load end (LE2) under normal operating conditions. Receives charging current from (LE2). The circuit breaker 140 is connected to the current circuit CL1 and is connected in series with the switch circuit 110 and the first resistor R1 to receive the circuit breaker control signal COFF and to block the circuit breaker. Blocking is determined by the control signal (COFF). Here, when the circuit breaker 140 is cut off, the current circuit CL1 is also cut off correspondingly.

한편, 컨트롤러(130) 역시 배터리 세트(120)에 연결되고 배터리 세트(120)의 다양한 상태(예를 들어 온도 상태, 전력량 상태） 검출을 통하여 제어 신호(CTR)를 발생시킨다. 제어 신호(CTR), 컨트롤러(130)는 충전 작업, 방전 작업, 과열보호 작업, 과전압 보호 작업 및 과전류 보호 작업이 진행되도록 배터리 세트(120)를 제어할 수 있다. 이 밖에, 컨트롤러(130)는 제1 저항(R1)의 양단에 연결되어 제어 신호(CTR)를 발생시키기 위한 제1 저항(R1) 양단 사이의 전압차를 검출한다. 이 밖에, 컨트롤러(130) 역시 배터리 세트(120)의 다양한 상태 및/또는 제1 저항(R1) 양단 사이의 전압차에 의해 회로 차단회로 차단 제어 신호(COFF2)를 발생시킬 수 있다. 회로 차단회로 차단 제어 신호(COFF2)는 회로 차단회로 차단 제어 신호(COFF)로서 제공될 수 있다. 보안 문제가 존재하는 경우, 회로 차단 제어 신호(COFF2)를 통하여 회로 차단 장치(140)가 전류회로(CL1)를 차단시키도록 한다.Meanwhile, the controller 130 is also connected to the battery set 120 and generates a control signal (CTR) by detecting various states (e.g., temperature state, power amount state) of the battery set 120. Control signal (CTR) , the controller 130 can control the battery set 120 so that charging, discharging, overheating protection, overvoltage protection, and overcurrent protection are performed. In addition, the controller 130 controls the first resistor (R1). ) and detects the voltage difference between both ends of the first resistor (R1) to generate a control signal (CTR). In addition, the controller 130 also controls various states and/or control conditions of the battery set 120. 1 A circuit breaking control signal (COFF2) can be generated by the voltage difference between both ends of the resistor (R1). The circuit breaking control signal (COFF2) can be provided as a circuit breaking control signal (COFF). If a security problem exists, the circuit breaking device 140 blocks the current circuit CL1 through the circuit breaking control signal COFF2.

유의해야 할 점은, 보호회로(150) 및 제2 저항(R2)은 전류회로(CL1)에 연결되고, 또한 스위치 회로(110), 회로 차단 장치(140) 및 제1 저항(R1)과 직렬로 연결된다. 보호회로(150)는 또한 제2 저항(R2)의 양단에 연결되어 제2 저항(R2) 양단 사이의 전압차를 검출하여 회로 차단 제어 신호(COFF1)를 발생시킨다. 구체적으로, 보호회로(150)는 제2 저항(R2) 양단 사이의 전압차를 검출하고, 제2 저항(R2) 양단 사이의 전압차(예를 들어,전압차(VDA))를 디폴트된 기준 전압과 비교 가능하다. 전압차(VDA)가 기준 전압보다 클 경우, 보호회로(150)는 사용 가능한 회로 차단회로 차단 제어 신호(COFF1)를 발생시키고 회로 차단 장치(140)로 회로 차단 제어 신호(COFF1)를 전송할 수 있다. 회로 차단 장치(140)는 회로 차단 제어 신호(COFF1)와 동일한 회로 차단 제어 신호(COFF)를 수신하고, 회로 차단 제어 신호(COFF)에 의해 전류회로(CL1)를 차단한다. 반대로, 전압차(VDA)가 기준 전압보다 크지 않을 경우, 보호회로(150)는 디스 에이블(disable) 회로 차단 제어 신호(COFF1)를 발생시킬 수 있다. 회로 차단 장치(140)는 회로 차단 제어 신호(COFF1)와 동일한 회로 차단 제어 신호(COFF)를 수신하고 회로 차단 제어 신호(COFF)에 의해 전류회로(CL1)를 턴 온 상태로 유지시킨다.It should be noted that the protection circuit 150 and the second resistor (R2) are connected to the current circuit (CL1) and are also in series with the switch circuit 110, the circuit breaker 140 and the first resistor (R1). It is connected to The protection circuit 150 is also connected to both ends of the second resistor R2 and detects the voltage difference between both ends of the second resistor R2 to generate a circuit breaking control signal COFF1. Specifically, the protection circuit 150 detects the voltage difference between both ends of the second resistor (R2), and sets the voltage difference (e.g., voltage difference (VDA)) between both ends of the second resistor (R2) to the default reference. It can be compared to voltage. When the voltage difference (VDA) is greater than the reference voltage, the protection circuit 150 generates a usable circuit breaking circuit breaking control signal (COFF1) and transmits the circuit breaking control signal (COFF1) to the circuit breaking device 140. . The circuit breaking device 140 receives the same circuit breaking control signal (COFF) as the circuit breaking control signal (COFF1) and blocks the current circuit (CL1) by the circuit breaking control signal (COFF). Conversely, when the voltage difference VDA is not greater than the reference voltage, the protection circuit 150 may generate a disable circuit blocking control signal COFF1. The circuit breaking device 140 receives the same circuit breaking control signal COFF as the circuit breaking control signal COFF1 and maintains the current circuit CL1 in the turn-on state by the circuit breaking control signal COFF.

유의해야 할 점은, 상기 전압차(VDA)는 제2 저항(R2)의 저항값과 전류회로(CL1) 상의 전류의 승적(乘積)과 동일할 수 있는 바, 디폴트된 기준 전압은 상기 승적에 의해 설정될 수 있다. 다시 말하면, 전압차(VDA)가 기준 전압보다 클 경우, 이는 전류회로(CL1) 상의 전류가 과도하게 크다는 것을 의미하므로 안전 보호 메커니즘을 작동시켜야 한다. 따라서, 보호회로(150)는 사용 가능한 회로 차단 제어 신호(COFF1)를 통하여 회로 차단 장치(140)가 전류회로(CL1)를 차단시키도록 한다.It should be noted that the voltage difference VDA may be equal to the product of the resistance value of the second resistor R2 and the current in the current circuit CL1, and the default reference voltage is the product of the resistance value of the second resistor R2 and the current in the current circuit CL1. It can be set by In other words, if the voltage difference (VDA) is greater than the reference voltage, this means that the current in the current circuit (CL1) is excessively large and the safety protection mechanism must be activated. Accordingly, the protection circuit 150 causes the circuit breaking device 140 to block the current circuit CL1 through the available circuit breaking control signal COFF1.

언급해야 할 점은, 본 실시예에서, 상기 기준 전압의 전압값과 제2 저항(R2)의 저항값은 양의 상관관계이다. 또한, 사용 가능한 회로 차단 제어 신호(COFF1)는 로직 하이 레벨(Logic high level) 또는 로직 로우 레벨(Logic low level)이 가능하나 이에 특별히 한정되지 않는다. 이 밖에, 본 발명 실시예에서, 회로 차단 제어 신호(COFF1) 및 회로 차단 제어 신호(COFF2)에 대해 논리 연산을 통하여 회로 차단 제어 신호(COFF)를 발생시킬 수 있는 바, 로직 하이 레벨이 사용 가능 상태인 경우를 예로 들면 상기 논리 연산은 논리합(OR）연산일 수 있다. 반대로, 로직 로우 레벨이 사용 가능 상태인 경우를 예로 들면 상기 논리 연산은 논리곱(AND）연산일 수 있다.It should be noted that, in this embodiment, the voltage value of the reference voltage and the resistance value of the second resistor R2 are positively correlated. Additionally, the circuit breaking control signal COFF1 that can be used may be a logic high level or a logic low level, but is not particularly limited thereto. In addition, in an embodiment of the present invention, the circuit breaking control signal (COFF) can be generated through logic operations on the circuit breaking control signal (COFF1) and the circuit breaking control signal (COFF2), and a logic high level can be used. For example, in the case where the logic low level is enabled, the logical operation may be an OR operation. Conversely, in the case where the logic low level is available, the logical operation may be an AND operation.

도 2는 본 발명 실시예의 배터리 모듈의 테스트 동작을 도시한 모식도이다. 도 2를 참조하여 배터리 모듈(100)의 테스트 동작에 대해 설명하면, 도 2에서, 배터리 모듈(100)이 테스트 모드(예를 들어, 한계 전력원 테스트 모드)에 진입 시, 스위치 회로(110) 및 제1 저항(R1) 중 적어도 하나는 단락 상태로 설정되어야 하고 또한 배터리 모듈(100)은 부하단(LE1, LE2)을 통하여 테스트 전류(I1)(예를 들어, 전류원(TC)으로부터 공급）를 수신하여야 한다. 테스트 전류(I1)가 충분히 큰(예를 들어 8암페어） 조건인 경우, 배터리 모듈(100)이 효과적으로 보호 동작을 수행 가능한지를 검측하여 배터리 모듈(100)이 한계 전력원의 요구에 부합되는지를 판정한다.Figure 2 is a schematic diagram showing a test operation of a battery module in an embodiment of the present invention. When describing the test operation of the battery module 100 with reference to FIG. 2, in FIG. 2, when the battery module 100 enters a test mode (eg, limit power source test mode), the switch circuit 110 And at least one of the first resistors (R1) must be set to a short-circuit state, and the battery module 100 must apply the test current (I1) (e.g., supplied from the current source (TC)) through the load terminals (LE1 and LE2). In the case where the test current (I1) is sufficiently large (e.g., 8 amperes), it is detected whether the battery module 100 can effectively perform the protection operation and the battery module 100 meets the demand of the limit power source. Determine whether it meets the requirements.

언급해야 할 점은, 제1 저항(R1)의 양단이 단락 상태로 설정된 경우, 컨트롤러(130)는 효과적으로 회로 차단 제어 신호(COFF2)를 발생시켜 보호 동작을 수행할 수 없고, 스위치 회로(110)의 양단이 단락 상태로 설정된 경우 컨트롤러(130) 역시 스위치 회로(110)를 통하여 보호 동작을 수행할 수 없다. 따라서, 본 발명 실시예에서, 테스트 모드에서, 배터리 모듈(100)은 보호회로(150)를 통하여 제2 저항(R2) 양단 사이의 전압차를 검출하고 제2 저항(R2) 양단 사이의 전압차가 디폴트된 기준 전압보다 큰지를 판정하여 사용 가능한 회로 차단 제어 신호(COFF1)를 발생시킨다. 회로 차단 장치(140)는 사용 가능한 회로 차단 제어 신호(COFF1)에 의해 전류회로(CL1)를 차단시키고 보호 동작을 가동시킨다. 이로써, 배터리 모듈(100)은 한계 전력원의 테스트 동작을 통하여 한계 전력원의 요구를 만족시킨다.What should be mentioned is that when both ends of the first resistor (R1) are set to a short circuit, the controller 130 cannot effectively perform a protection operation by generating the circuit breaking control signal (COFF2), and the switch circuit 110 If both ends of are set to a short circuit, the controller 130 also cannot perform a protection operation through the switch circuit 110. Therefore, in an embodiment of the present invention, in the test mode, the battery module 100 detects the voltage difference between both ends of the second resistor (R2) through the protection circuit 150 and detects the voltage difference between both ends of the second resistor (R2). It determines whether it is greater than the default reference voltage and generates a usable circuit breaking control signal (COFF1). The circuit breaking device 140 blocks the current circuit CL1 and operates a protective operation using the available circuit breaking control signal COFF1. Accordingly, the battery module 100 satisfies the demand of the limit power source through a test operation of the limit power source.

언급해야 할 점은, 본 실시예에서 회로 차단 장치(140)는 퓨즈일 수 있고, 또한 노퓨즈 스위치일 수 있다. 회로 차단 장치(140)가 퓨즈인 경우, 회로 차단 장치(140)는 사용 가능한 회로 차단 제어 신호(COFF)에 의해 융단되어 전류회로(CL1)를 차단시킨다. 회로 차단 장치(140)가 노퓨즈 스위치인 경우, 회로 차단 장치(140)는 사용 가능한 회로 차단 제어 신호(COFF)에 의해 그 양단 사이의 연결을 차단시켜 전류회로(CL1)를 차단시킨다.It should be noted that, in this embodiment, the circuit breaking device 140 may be a fuse or a no-fuse switch. When the circuit breaking device 140 is a fuse, the circuit breaking device 140 is blown by the available circuit breaking control signal COFF to block the current circuit CL1. When the circuit breaker 140 is a no-fuse switch, the circuit breaker 140 blocks the current circuit CL1 by cutting off the connection between both ends using the available circuit breaker control signal COFF.

도 3은 본 발명 실시예의 보호회로를 도시한 모식도이다. 도 3을 참조하면, 보호회로(300)는, 비교기(CMP1); 및 기준 전압(VR)을 발생시켜 비교기(CMP1)에 기준 전압(VR)을 제공하는 기준 전압 발생기(310);를 포함한다. 비교기(CMP1)는 차동 증폭기로 구성될 수 있다. 여기서, 비교기(CMP1)의 음의 입력단은 기준 전압(VR)을 수신하고 비교기(CMP1)의 양의 입력단은 제2 저항(R2)의 일단에 연결된다. 보호회로(300)는 제2 저항(R2)의 타단을 접지 전압단(VSS)에 연결시키되, 여기서 접지 전압단(VSS) 상의 전압은 0 볼트일 수 있다. 이처럼, 비교기(CMP1)의 양의 입력단이 수신한 제2 저항(R2) 엔드 포인트 상의 전압(VDA)은 실제상 제2 저항(R2) 양단 사이의 전압차와 동일하다.Figure 3 is a schematic diagram showing a protection circuit in an embodiment of the present invention. Referring to Figure 3, the protection circuit 300 includes a comparator (CMP1); and a reference voltage generator 310 that generates a reference voltage VR and provides the reference voltage VR to the comparator CMP1. The comparator (CMP1) may be configured as a differential amplifier. Here, the negative input terminal of the comparator CMP1 receives the reference voltage VR, and the positive input terminal of the comparator CMP1 is connected to one end of the second resistor R2. The protection circuit 300 connects the other end of the second resistor R2 to the ground voltage terminal (VSS), where the voltage on the ground voltage terminal (VSS) may be 0 volts. In this way, the voltage VDA on the end point of the second resistor R2 received by the positive input terminal of the comparator CMP1 is actually equal to the voltage difference between both ends of the second resistor R2.

본 실시형태에서, 비교기(CMP1)는 기준 전압(VR)과 전압(VDA)을 비교하여 비교 결과(CMR)를 발생시킨다. 여기서, 전압(VDA)이 기준 전압(VR)보다 클 경우, 비교기(CMP1)는 로직 하이 레벨의 비교 결과(CMR)를 발생시킬 수 있고, 반대로, 전압(VDA)이 기준 전압(VR)보다 크지 않을 경우, 비교기(CMP1)는 로직 로우 레벨의 비교 결과(CMR)를 발생시킬 수 있다. 본 발명 실시예에서는 발생된 회로 차단 제어 신호(COFF1)의 전압 레벨의 불안정한 상태를 방지하기 위하여 비교기(CMP1)를 히스테리시스 증폭기로 구성시킬 수 있다.In this embodiment, the comparator CMP1 compares the reference voltage VR and the voltage VDA to generate a comparison result CMR. Here, when the voltage (VDA) is greater than the reference voltage (VR), the comparator (CMP1) can generate a comparison result (CMR) of a logic high level. Conversely, when the voltage (VDA) is greater than the reference voltage (VR), the comparator (CMP1) can generate a comparison result (CMR) of a logic high level. If not, the comparator CMP1 may generate a logic low level comparison result (CMR). In an embodiment of the present invention, the comparator CMP1 may be configured as a hysteresis amplifier to prevent the voltage level of the generated circuit breaking control signal COFF1 from being unstable.

이 밖에, 보호회로(300)는 회로 차단 제어 신호(COFF1)를 발생시키도록 직접 비교 결과(CMR)를 발생시킬 수 있다. 또는 비교 결과(CMR)에 의해 논리 연산 또는 전압 오프 셋(offset) 동작을 통하여 회로 차단 제어 신호(COFF1)를 발생시킨다.In addition, the protection circuit 300 may generate a direct comparison result (CMR) to generate a circuit break control signal (COFF1). Alternatively, a circuit breaking control signal (COFF1) is generated through a logic operation or voltage offset operation based on the comparison result (CMR).

언급해야 할 점은, 기준 전압 발생기(310)는 선택 신호(OCD)를 수신하고 선택 신호(OCD)에 의해 기준 전압(VR)의 전압값 크기를 조절할 수 있다. 선택 신호(OCD)는 하나 또는 복수개 비트를 가지는 디지털 신호일 수 있다. 또한, 선택 신호(OCD)는 제2 저항(R2)의 저항값 및/또는 테스트 전류의 전류값에 의해 설정 가능하다. 선택 신호(OCD)는 보호회로(300) 내에 빌트인(Built-in)될 수 있거나 외부 신호의 방식을 통하여 보호회로(300)에 입력될 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다.Note that the reference voltage generator 310 may receive the selection signal OCD and adjust the voltage value of the reference voltage VR based on the selection signal OCD. The selection signal (OCD) may be a digital signal having one or more bits. Additionally, the selection signal OCD can be set based on the resistance value of the second resistor R2 and/or the current value of the test current. The selection signal (OCD) may be built-in within the protection circuit 300 or may be input to the protection circuit 300 through an external signal, but is not particularly limited thereto.

기준 전압 발생기(310)의 하드웨어 아키텍처(architecture)에 있어서, 기준 전압 발생기(310)는 저전압 강하(low drop-out, LDO）레귤레이터 또는 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 잘 알려진 기타 임의의 가변 전압을 발생시킬 수 있는 전압 발생 회로로 구성될 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다.In the hardware architecture of the reference voltage generator 310, the reference voltage generator 310 is a low drop-out (LDO) regulator or any other variable voltage well known to those skilled in the art. It may be composed of a voltage generating circuit capable of generating, but is not particularly limited thereto.

도 4는 본 발명 실시예의 스위치 회로의 실시형태를 도시한 모식도이다. 도 4를 참조하면, 스위치 회로400는 각각 트랜지스터(T1)로 구성된 스위치(SW1) 및 트랜지스터(T2)로 구성된 스위치(SW2)를 포함한다. 스위치(SW1) 및 스위치(SW2)는 상호 직렬로 연결되고, 트랜지스터(T1, T2)의 제어단은 각각 제어 신호(CTR1), 제어 신호(CTR2)를 수신하며 각각 제어 신호(CTR1), 제어 신호(CTR2)에 의해 턴 온되거나 차단된다. 본 발명의 기타 실시예에서, 스위치 회로(400)의 스위치 수량은 하나이거나 세개 또는 세개 이상일 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다.Figure 4 is a schematic diagram showing an embodiment of a switch circuit in an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the switch circuit 400 includes a switch (SW1) made of a transistor (T1) and a switch (SW2) made of a transistor (T2). The switch (SW1) and switch (SW2) are connected in series, and the control terminals of the transistors (T1 and T2) receive a control signal (CTR1) and a control signal (CTR2), respectively. It is turned on or blocked by (CTR2). In other embodiments of the present invention, the number of switches in the switch circuit 400 may be one, three, or more than three, but is not particularly limited thereto.

이 밖에, 본 실시예에서, 스위치(SW1), 스위치(SW2)는 전계 효과 증강형 트랜지스터(Field Enhancement Transistor, FET）(T1, T2)로 구성된다. 본 발명의 기타 실시예에서, 스위치(SW1), 스위치(SW2)는 다른 유형의 트랜지스터로도 구성 가능한 바, 본 발명의 도 4는 단지 하나의 시범적 범례를 도시할 뿐, 본 발명의 범위를 축소시키려는 의도는 아니다.In addition, in this embodiment, the switch SW1 and SW2 are composed of field effect enhancement transistors (FETs) (T1, T2). In other embodiments of the present invention, the switch SW1 ), the switch SW2 can be configured with other types of transistors, and Figure 4 of the present invention only shows one illustrative example and is not intended to reduce the scope of the present invention.

도 5는 본 발명 실시예의 컨트롤러의 실시형태를 도시한 모식도이다. 도 5를 참조하면, 컨트롤러(500)는 아날로그 프런트 엔드 회로(510) 및 전력량 검출 회로(Gas Gauge Circuit)(520)를 포함한다. 아날로그 프런트 엔드 회로(Analog Front End Circuit, AFE Circuit)(510)는 배터리 세트 및 제1 저항(R1)에 연결되어 배터리 세트의 여러 상태를 검출 가능하고, 배터리 세트에 과충전 현상, 과방전 현상, 과전류 현상, 단락 현상 및 과열 현상 중 적어도 하나의 현상이 발생되는지의 여부를 알 수 있다. 또한 배터리 세트의 전압을 검출하여 발생된 전압 검출값을 획득한다. 이 밖에, 아날로그 프런트 엔드 회로(510)는 제1 저항(R1)의 양단에 연결되어 제1 저항(R1) 양단 사이의 전압차를 검출하여 배터리 모듈의 전류회로 상에서의 전류 크기를 획득한다.Figure 5 is a schematic diagram showing an embodiment of a controller in an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the controller 500 includes an analog front-end circuit 510 and a gas gauge circuit 520. The analog front end circuit (AFE Circuit) 510 is connected to the battery set and the first resistor (R1) to detect various states of the battery set, and detects overcharge, overdischarge, and overcurrent in the battery set. It is possible to determine whether at least one of the phenomenon, short circuit phenomenon, and overheating phenomenon occurs. Additionally, the voltage of the battery set is detected and the generated voltage detection value is obtained. In addition, the analog front-end circuit 510 is connected to both ends of the first resistor R1 and detects the voltage difference between both ends of the first resistor R1 to obtain the current magnitude in the current circuit of the battery module.

전력량 검출 회로(520)는 연산 능력을 가진 컨트롤러회로로서, 배터리 세트의 잔여 전력, 잔여 전력 공급 시간, 배터리 전압, 온도 및 평균 전류 측정값 등 관련 정보를 제공한다. 전력량 검출 회로(520)는 제1 저항(R1)의 양단에 연결되어 제1 저항(R1) 양단 사이의 전압차를 검출하여 배터리 모듈의 전류회로 상의 전류 크기를 획득할 수 있다. 전력량 검출 회로(520)는 메모리 어셈블리(예를 들어, 플래시 메모리)를 빌트인하여 여러 정보를 저장할 수 있다.The power quantity detection circuit 520 is a controller circuit with computing capabilities and provides related information such as remaining power of the battery set, remaining power supply time, battery voltage, temperature, and average current measurement values. The power detection circuit 520 is connected to both ends of the first resistor R1 and can detect the voltage difference between both ends of the first resistor R1 to obtain the current size in the current circuit of the battery module. The power quantity detection circuit 520 may store various information by using a built-in memory assembly (eg, flash memory).

본 실시예에서, 아날로그 프런트 엔드 회로(510)는 제어신호(CTR1), 제어 신호(CTR2)를 발생시켜 스위치 회로 중 복수개 스위치의 턴 온 또는 턴 오프 상태를 제어 가능하다. 전력량 검출 회로(520)는 제1 저항(R1) 양단 사이의 전압차에 의해 회로 차단 제어 신호(COFF2)를 제공하는 바, 상기 회로 차단 제어 신호(COFF2)를 배터리 모듈의 회로 차단 장치에 제공한다. 본 발명 실시예에서 회로 차단 장치는 회로 차단 제어 신호(COFF2)에 의해 배터리 모듈의 전류회로 차단 여부를 결정한다.In this embodiment, the analog front-end circuit 510 can control the turn-on or turn-off state of a plurality of switches in the switch circuit by generating a control signal (CTR1) and a control signal (CTR2). The power quantity detection circuit 520 provides a circuit breaking control signal (COFF2) by the voltage difference between both ends of the first resistor (R1), and provides the circuit breaking control signal (COFF2) to the circuit breaking device of the battery module. . In an embodiment of the present invention, the circuit breaking device determines whether to block the current circuit of the battery module based on the circuit breaking control signal COFF2.

아날로그 프런트 엔드 회로(510) 및 전력량 검출 회로(520)는 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 알려진 아날로그 프런트 엔드 회로, 전력량 검출 회로의 하드웨어 아키텍처를 통하여 실시할 수 있으나, 이에 특별히 한정되지 않는다.The analog front-end circuit 510 and the power detection circuit 520 can be implemented through a hardware architecture of the analog front-end circuit and power detection circuit known to those skilled in the art, but are not particularly limited thereto.

상기 내용을 종합해보면, 본 발명에서는 전원 공급기의 부하단 사이에 형성된 전류회로에 추가로 제2 저항을 설치함으로써 테스트 모드에서 전원 공급기가 보호회로를 제공하여 제2 저항 양단 사이의 전압차를 검출하고, 전압차의 크기에 의해 회로 차단 제어 신호를 제공하여 회로 차단 장치가 회로 차단 제어 신호에 의해 전류회로를 차단시키도록 한다. 이로써, 전원 공급기는 한계 전력원을 통하여 효과적으로 테스트 동작을 실시 가능하며 한계 전력원의 안전 표준에 부합된다.Summarizing the above, in the present invention, by installing a second resistor in addition to the current circuit formed between the load ends of the power supply, the power supply provides a protection circuit in test mode to detect the voltage difference between both ends of the second resistor. , a circuit breaking control signal is provided according to the size of the voltage difference so that the circuit breaking device blocks the current circuit by the circuit breaking control signal. As a result, the power supply can effectively perform test operations through a marginal power source and meets the safety standards of the marginal power source.

상기와 같이, 비록 실시예를 통하여 본 발명을 공개하였으나 이는 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 다양한 변형 및 수정이 가능한 바, 본 발명의 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해진다.As above, although the present invention has been disclosed through examples, this is not intended to limit the present invention. Various changes and modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention, and the scope of protection of the present invention is determined by the appended claims.

100: 배터리 모듈
110, 400, 500: 스위치 회로
120: 배터리 세트
130: 컨트롤러
140: 회로 차단 장치
150, 300: 보호회로
310: 기준 전압 발생기
R1: 제1 저항
R2: 제2 저항
LE1, LE2: 부하단
CL1: 전류회로
CTR, CTR1, CTR2: 제어 신호
COFF, COFF1, COFF2: 회로 차단 제어 신호
TC: 전류원
I1: 테스트 전류
CMP1: 비교기
VR: 기준 전압
VDA: 전압
CMR: 비교 결과
OCD: 선택 신호
T1, T2: 트랜지스터
SW1, SW2: 스위치
510: 아날로그 프런트 엔드 회로
520: 전력량 검출 회로100: Battery module
110, 400, 500: switch circuit
120: Battery set
130: controller
140: circuit breaker
150, 300: protection circuit
310: reference voltage generator
R1: first resistor
R2: second resistor
LE1, LE2: lower end
CL1: Current circuit
CTR, CTR1, CTR2: Control signals
COFF, COFF1, COFF2: Circuit break control signals
TC: current source
I1: test current
CMP1: Comparator
VR: reference voltage
VDA: voltage
CMR: Comparison Results
OCD: Selective Signal
T1, T2: transistor
SW1, SW2: Switch
510: analog front-end circuit
520: Power amount detection circuit

Claims (13)

삭제delete 삭제delete 제1 부하단과 제2 부하단 사이의 전류회로 상에 연결되어 제어 신호의 제어에 의해 턴 온(turn on) 또는 턴 오프(turn off)되는 스위치 회로;
상기 전류회로 상에 연결되고 상기 스위치 회로와 직렬로 연결되는 제1 저항;
상기 전류회로 상에 연결되고 상기 제1 부하단 및 제2 부하단에 방전전류를 제공하거나 상기 제1 부하단 및 제2 부하단으로부터 충전전류를 수신하는 배터리 세트(battery set);
상기 스위치 회로, 상기 제1 저항 및 상기 배터리 세트와 연결되어 상기 제어 신호를 제공하는 컨트롤러;
상기 전류회로에 연결되고 상기 스위치 회로 및 상기 제1 저항과 직렬 연결되어 제1 회로 차단 제어 신호에 의해 상기 전류회로를 차단시키는 회로 차단 장치;
상기 제1 부하단과 상기 제2 부하단 사이에 연결되고 상기 스위치 회로, 상기 회로 차단 장치 및 상기 제1 저항과 직렬 연결되는 제2 저항; 및
상기 제1 부하단과 상기 제2 부하단 사이에 연결되고, 상기 제2 저항과 연결되어 상기 제2 저항 양단 사이의 전압차에 의해 상기 제1 회로 차단 제어 신호를 발생시키는 보호회로;를 포함하며,
테스트 모드(test mode)에서, 상기 전류회로는 테스트 전류를 수신하고, 상기 스위치 회로 및 상기 제1 저항 중 적어도 하나의 양단 사이는 단락되고,
상기 테스트 모드에서, 상기 제2 저항은 상기 테스트 전류를 수신하고 상기 테스트 전류에 의해 상기 전압차를 발생시키며, 상기 보호회로는 상기 전압차를 기설정된 기준 전압과 비교하여 상기 제1 회로 차단 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.a switch circuit connected to the current circuit between the first load end and the second load end and turned on or off by control of a control signal;
a first resistor connected on the current circuit and in series with the switch circuit;
a battery set connected to the current circuit and providing a discharge current to the first load end and the second load end or receiving a charging current from the first load end and the second load end;
a controller connected to the switch circuit, the first resistor, and the battery set to provide the control signal;
a circuit breaking device connected to the current circuit and connected in series with the switch circuit and the first resistor to block the current circuit by a first circuit breaking control signal;
a second resistor connected between the first load end and the second load end and connected in series with the switch circuit, the circuit breaker, and the first resistor; and
A protection circuit connected between the first load end and the second load end and connected to the second resistor to generate the first circuit breaking control signal by a voltage difference between both ends of the second resistor,
In a test mode, the current circuit receives a test current, and both ends of at least one of the switch circuit and the first resistor are short-circuited,
In the test mode, the second resistor receives the test current and generates the voltage difference by the test current, and the protection circuit compares the voltage difference with a preset reference voltage to signal the first circuit breaking control. A battery module characterized in that it generates. 제3항에 있어서,
상기 테스트 모드에서, 상기 전압차가 상기 기준 전압보다 클 경우, 상기 보호회로는 상기 회로 차단 장치가 상기 전류회로를 차단하도록 상기 제1 회로 차단 제어 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 3,
In the test mode, when the voltage difference is greater than the reference voltage, the protection circuit provides the first circuit breaking control signal to allow the circuit breaking device to block the current circuit. 제3항에 있어서,
상기 테스트 모드에서, 상기 전압차가 상기 기준 전압보다 크지 않을 경우, 상기 회로 차단 장치는 상기 전류회로를 턴 온 상태로 유지시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 3,
In the test mode, when the voltage difference is not greater than the reference voltage, the circuit breaker device maintains the current circuit in a turned-on state. 제3항에 있어서,
상기 보호회로는, 상기 제2 저항에 연결되고 상기 전압차와 상기 기준 전압을 비교하여 비교 결과를 발생시키는 비교기를 포함하고,
상기 보호회로는 상기 비교 결과에 의해 상기 제1 회로 차단 제어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 3,
The protection circuit includes a comparator connected to the second resistor and comparing the voltage difference with the reference voltage to generate a comparison result,
The battery module, wherein the protection circuit generates the first circuit blocking control signal based on the comparison result. 제6항에 있어서,
상기 보호회로는, 상기 기준 전압을 발생시키기 위한 기준 전압 발생기를 더 포함하고,
상기 기준 전압 발생기는 선택 신호를 수신하고 상기 선택 신호에 의해 상기 기준 전압의 전압값을 조절하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 6,
The protection circuit further includes a reference voltage generator for generating the reference voltage,
The reference voltage generator receives a selection signal and adjusts the voltage value of the reference voltage according to the selection signal. 제7항에 있어서,
상기 기준 전압의 전압값과 상기 제2 저항의 저항값은 양의 상관관계인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.In clause 7,
A battery module, characterized in that the voltage value of the reference voltage and the resistance value of the second resistor are positively correlated. 제3항에 있어서,
상기 테스트 모드는 한계 전력원 테스트 모드이고, 상기 테스트 전류는 8암페어인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 3,
The test mode is a limit power source test mode, and the test current is 8 amperes. 제3항에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제1 저항 양단의 전압차에 의해 제2 회로 차단 제어 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 3,
The battery module, wherein the controller provides a second circuit breaking control signal by a voltage difference across the first resistor. 제10항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 배터리 세트, 상기 제1 저항 및 상기 스위치 회로와 연결되어 상기 제어 신호를 제공하는 아날로그 프런트 엔드 회로(Analog front end circuit); 및
상기 아날로그 프런트 엔드 회로 및 상기 제1 저항과 연결되어 상기 제2 회로 차단 제어 신호를 제공하는 전력량 검출 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to clause 10,
The controller is,
an analog front end circuit connected to the battery set, the first resistor, and the switch circuit to provide the control signal; and
A battery module comprising a power quantity detection circuit connected to the analog front-end circuit and the first resistor to provide the second circuit blocking control signal. 제3항에 있어서,
상기 스위치 회로는,
상기 전류회로 상에 직렬로 연결되어 각각 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호의 제어를 받는 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 3,
The switch circuit is,
A battery module comprising a first switch and a second switch connected in series on the current circuit and controlled by a first control signal and a second control signal, respectively. 제3항에 있어서,
상기 회로 차단 장치는 퓨즈(fuse) 또는 노퓨즈 스위치인 것을 특징으로 하는 배터리 모듈.According to paragraph 3,
A battery module, wherein the circuit breaking device is a fuse or a no-fuse switch.
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