KR19980019602A - 리듐이온 2차전지 보호회로 - Google Patents

리듐이온 2차전지 보호회로

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Abstract

본 발명은 리듐이온 2차 전지 보호회로에 관한 것으로서 더 상세하게는 리듐 이온 2차 전지 또는 한개의 리듐이온 2차 전지와 제어용 전용 IC와 이를 구동시키기 위한 주변회로 및 온도에 의해 전류를 차단하는 소자 등으로 구성되는 리듐이온 2차 전지의 회로에 있어서; 제어용 전용 IC를 삭제하고 리듐이온 2차 전지와 온도 제어용 소자 및 짧은 시간내에 과전류로부터 리듐이온 2차 전지를 보호할 수 있도록 하는 전류 압전소자와 제너다이오드와 스위칭소자 및 제어용 트랜지스터로 구성하여 리듐이온 2차 전지를 보호할 수 있도록 하는 보호회로에 관한 것이다.
스위칭 소자(18)는 과방전 제어용으로서, 검출소자 제너다이오드(14)에 의해 설정된 전압이상이 (+) 와 (-) 단자 사이 혹은 전지(26), (28)의 합성전압으로 검출될 경우, 스위칭 트랜지스터(22)가 온이 되어 최종 방전용 스위칭 소자(18)의 게이트에 (+) 바이어스를 걸어주므로서 스위칭 소자(18)가 온 상태를 유지할 수 있도록 하는 것과, 역으로 전지(26), (28)의 합성 전압이 전압 검출소자(14)의 검출 전압으로 될 경우(과방전 상태)제어용 스위칭 소자(24)가 오프상태로 되어 최종 방전용 스위칭 소자(18)가 오프되어 (+) 와 (-)의 양단 부하에 전원이 공급되지 않게 되는 것으로 구성되어진 리듐이온 2차 전지 보호회로이다.

Description

리듐이온 2차 전지 보호회로
본 발명은 리듐이온 2차 전지 보호회로에 관한 것으로서 더 상세하게는 리듐 이온 2차 전지 또는 한개의 리듐이온 2차 전지와 제어용 전용 IC와 이를 구동시키기 위한 주변회로 및 온도에 의해 전류를 차단하는 소자 등으로 구성되는 리듐이온 2차 전지의 회로에 있어서; 제어용 전용 IC를 삭제하고 리듐이온 2차 전지와 온도 제어용 소자 및 짧은 시간내에 과전류로부터 리듐이온 2차 전지를 보호할 수 있도록 하는 전류 압전소자와 제너다이오드와 스위칭 소자 및 제어용 트랜지스터로 구성하여 리듐이온 2차 전지를 보호할 수 있도록 하는 보호회로에 관한 것이다.
일반적으로 리듐이온 2차 전지회로는 도 2에 도시한 바와 같이 리듐이온 2차 전기(100)과 (102) 또는 한개의 리듐이온 2차 전지와 제어용 전용 IC(103)와 상기 이를 구동시키기 위한 주변회로 및 온도에 의해 전류를 차단하는 소자(104)로 구성되어 있다.
상기한 2차 전지 보호회로는 전용 IC(103)와 그 주변회로로 구성되어 있으며, 이러한 구성은 리듐이온 2차 전지의 사용 갯수 및 구성방법에 따라 전용 IC(103)를 사용하여야 하는 것이다.
그러므로 전체적으로 정전기 및 전파 장해에 의한 오작동이 일어나기 쉽게 되는 것이다.
또한 구성부품이 많으므로 제작 비용이 증가함으로 인해 가격이 상승하는 것은 물론 IC 전용 부품이 부족하여 수급하는데 어려움이 따르며, 충전시에도 정방향 과전류에 대한 보호가 되지 않는 등 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 리듐이온 2차 전지의 전압을 전지별로 검출하지 않고 전체 전압을 검출함으로서 전지의 구성에 관계없이 최종 출력스위칭 소자 및 전압 검출 소자만 변경함으로서 리듐 2차 전회로를 보호할 수 있도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 스위칭 소자는 과방전 제어용으로서, 검출소자에 의해 설정된 전압이상이 (+) 와 (-) 단자 사이 혹은 전자 및 전자의 합성전압으로 검출될 경우, 스위칭 트랜지스터가 온이 되어 최종 방전용 스위칭 소자의 게이트에 (+) 바이어스를 걸어주므로서 스위칭 소자가 온 상태를 유지할 수 있도록 하는 것과, 역으로 전지의 합성 전압이 전압 검출 소자의 검출 전압으로 될 경우(과방전 상태) 제어용 스위칭 소자가 오프상태로 되어 최종 방전용 스위칭 소자가 오프되어 (+) 와 (-)의 양단 부하에 전원이 공급되지 않게 하는 것을 제공함에 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 리듐이온 2차 전지의 보호회로도
도 2는 종래 리듐이온 2차 전지의 보호회로도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
(10) : 온도 제어용 소자
(12) : 전류 안전소자
(14), (16) : 제너다이오드
(18), (20), (24) : 스위칭 소자
(22) : 트랜지스터
(26), (28) : 전지
첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 리듐이온 2차 전지의 보호회로도를 도시한 것이다.
스위칭 소자(18)는 과방전 제어용으로서, 검출소자 제너다이오드(14)에 의해 설정된 전압이상이 (+) 와 (-) 단자 사이 혹은 전지(26), (28)의 합성전압으로 검출될 경우, 스위칭 트랜지스터(22)가 온이 되어 최종 방전용 스위칭 소자(18)의 게이트에 (+) 바이어스를 걸어주므로서 스위칭 소자(18)가 온 상태를 유지할 수 있도록 하는 것과, 역으로 전지(26), (28)의 합성 전압이 전압 검출소자(14)의 검출 전압으로 될 경우(과방전 상태)제어용 스위칭 소자(24)가 오프상태로 되어 최종 방전용 스위칭 소자(18)가 오프되어 (+) 와 (-)의 양단 부하에 전원이 공급되지 않게 되는 것이다.
또한 최종 충전제어용 스위칭 소자(20)는 (+),(-) 단자간 전압 또는 전지합성 전압이 제너다이오드(16)의 검출 전압 이상인 경우 스위칭 트랜지스터(24)가 온이 되어 최종 방전 제어용 스위칭 소자(20)의 게이트를 접지시켜 스위칭 소자(20)가 오프상태로 하여 과충전 또는 과전압시 전류를 차단시켜 전기(26), (28)를 보호할 수 있게 하는 것이다.
한편 충전제어 스위칭 소자(20)는 평상시 저항 R2에 의해 게이트에 바이어스가 걸려 있으므로 정상 사용 상태에서는 온 상태를 유지하게 되는 것이다.
이와 같이 정상 사용 상태에서는 스위칭 소자(18)(20)가 온 상태가 되어 있어 부하에 전원을 공급하고, 과전압, 과충전 및 과방전시에는 스위칭 소자(18)가 오프 상태로 되어 전류를 차단하므로서 리듐이온 2차 전지의 성능 및 안전을 확보할 수 있게 되는 것이다.
또한 전류 제어 안전 소자(12)는 정 방향 및 역 방향 전류에 대해 속단형 특성을 갖는 소자로서, 과충전 정 방향 전류, 외부단락 및 역충전에 의한 역 방향 과전류에 등에 신속하게 대응하여 수십밀리 초 이내에 회로를 차단시켜 주므로서 전지를 과전류로로부터 보호할 수 있게 되는 것이다.
아울러 전지(26), (28)에 직렬로 연결된 전류 및 온도 제어용 소자(10)는 이상 연속전류 및 이상 온도 상승에 의한 고온 등의 상태에서의 사용시 전지를 보호하고 있는 것이다.
그러므로 본 발명은 정방향 과전류의 차단이 가능하고, 한개의 리듐이온 2차 전지 및 두 개 이상의 리듐이온 2차 전지의 조합시 리듐이온 2차 전지의 안전성 및 성능확보 등의 안전성을 보장할 수 있도록 하는 과전압, 과충전, 역충전, 과전류, 외부단락, 과방전 및 온도 상승 등 비전상적인 사용 상태로부터 리듐이온 2차 전지를 보호하여 리듐이온 2차 전지의 안전성 및 수명 연장을 확보할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (2)

  1. 스위칭 소자(18)는 과방전 제어용으로서, 검출소자 제너다이오드(14)에 의해 설정된 전압이상이 (+) 와 (-) 단자 사이 혹은 전지(26), (28)의 합성전압으로 검출될 경우, 스위칭 트랜지스터(22)가 온이 되어 최종 방전용 스위칭 소자(18)의 게이트에 (+) 바이어스를 걸어주므로서 스위칭 소자(18)가 온 상태를 유지할 수 있도록 하는 것과, 역으로 전지(26), (28)의 합성 전압이 전압 검출소자(14)의 검출 전압으로 될 경우(과방전 상태)제어용 스위칭 소자(24)가 오프상태로 되어 최종 방전용 스위칭 소자(18)가 오프되어 (+) 와 (-)의 양단 부하에 전원이 공급되지 않게 되는 것으로 구성되어진 리듐이온 2차 전지 보호회로.
  2. 최종 충전제어용 스위칭 소자(20)는 (+),(-) 단자간 전압 또는 전지합성 전압이 제너다이오드(16)의 검출 전압 이상인 경우 스위칭 트랜지스터(24)가 온이 되어 최종 방전 제어용 스위칭 소자(20)의 게이트를 접지시켜 스위칭 소자(20)가 오프상태로 하여 과충전 또는 과전압시 전류를 차단시켜 전지(26), (28)를 보호할 수 있게 되는 것으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 리듐이온 2차 전지 보호회로.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100319963B1 (ko) * 1999-04-23 2002-01-10 박명완 2차전지 보호장치
WO2006091036A1 (en) * 2005-02-25 2006-08-31 Lg Chem, Ltd. Apparatus and method for stabilizing secondary battery
KR100882433B1 (ko) * 2004-08-20 2009-02-05 주식회사 엘지화학 정전압 소자를 갖는 이차 전지

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