KR20010099758A - 배터리 팩 및 신호 송신 시스템 - Google Patents

Abstract

배터리 팩(BP)은 단자(T1, T1, T3), 검출 회로(1), 신호 발생 회로(2), 온도, 전압 및 전류 검출 회로(3), 스위칭 회로(SW) 및, 이차 배터리(BT)로 구성된다. 단자(T1 및 T2)에는 외부 신호 발생 유닛(4)이 접속된다. 단자(T2 및 T3)에는 외부 신호 발생 유닛(5)이 접속된다. 검출 회로(1)는 외부 신호 발생 유닛(4 및 5)이 접속되었는지를 검출한다. 검출 결과에 따라 스위칭 회로(SW)의 온/오프 동작이 제어된다. 온도, 전압 및 전류 검출 회로(3)는 배터리 팩(BP)의 온도와 이차 배터리(BT)의 단자 전압 및 전류를 검출한다. 검출된 온도, 전압 및 전류에 기초하여 스위칭 회로(SW)의 온/오프 동작이 제어된다. 검출된 온도, 전압 및 전류에 기초하여 신호 발생 회로(2)에 신호가 공급된다. 신호 발생 회로(2)에서는, 공급된 신호에 기초하여 단자(T2)를 통해 접속된 전자 장치에 신호가 공급된다. 전자 장치의 부하(105)는 단자(T21 및 T23)에 접속된다. 충전 소자로부터 획득되는 전원인 전원 유닛(106)은 단자(T22 및 T23)에 접속된다. 이차 배터리(BT) 및 스위칭 회로(SW)는 단자(T21 및 T23) 사이에서 직렬로 접속된다. 전력 공급 회로(101)에는, 단자(T22)를 통해 전원 유닛(106)으로부터 공급된 전원이 정전압 및 정전류로서 제어 회로(102)에 공급될 수 있다. 신호 검출 회로(103)는 단자(T22)를 통해 전원 유닛(106)으로부터 공급되는 전원의 전압 및 전류를 검출한다. 검출된 전압 및 전류는 신호 검출 회로(103)로부터 신호 회로(104)에 공급된다. 신호 회로 (104)는, 검출된 전압 및 전류에 따라, 신호를 형성하는 신호를 제어 회로(102)에공급한다. 제어 회로(102)는 신호 회로(104)로부터의 신호에 따라 스위칭 회로 (SW)를 제어한다.

Description

배터리 팩 및 신호 송신 시스템{BATTERY PACK AND SIGNAL TRANSMISSION SYSTEM}

본 발명은, 배터리 팩의 충전 및 방전에 사용되기에 적합한 신호 송신 시스템 및 배터리 팩에 관한 것이다.

최근, 이동 전화 및 VTR 집적형 디지털 카메라(이하, 일반적으로 전자 장치로 언급함)에는 충전 가능한 배터리 팩이 사용되어 왔다. 이 배터리 팩은 이차 배터리로 구성되고, 전자 장치에 내장된 상태 또는 착탈 가능한 상태로 사용된다. 배터리 팩이 전자 장치에 부착된 상태에서, 배터리 팩은 충전될 수 있다. 배터리 팩에는, 이차 배터리뿐 아니라 보호 회로가 제공된다. 보호 회로에는 이차 배터리의 전압, 전류 및 온도를 검출하는 회로 등이 제공된다.

예컨대, 연쇄 단락 회로(chain short-circuit)가 발생할 때, 이차 배터리가 과열되고 이차 배터리의 열 발생이 초래되는 경우가 있다. 최악의 경우, 연쇄 단락 회로로 인해 화재가 발생하는 경우가 있다. 따라서, 이차 배터리의 과열을 방지하기 위해, 전압, 전류 및 온도를 검출하는 보호 회로가 배터리 팩에 제공된다.

예컨대, 도 1에 도시된 것처럼, 배터리 팩은, 단자(T1, T2 및 T3), 검출 회로(71), 검출 및 제어 회로(72), 스위칭 회로(SW) 및, 이차 배터리(BT)로 구성된다.

검출 회로(71)는 전차 장치 및 배터리 팩이 접속되는 충전 소자의 임피던스를 검출한다. 검출 및 제어 회로(72)는 이차 배터리(BT)의 단자 전압, 전류 및 온도를 검출한다. 검출된 단자 전압, 전류 및 온도에 따라, 스위칭 회로(SW)의 온/오프 동작이 제어된다. 예컨대, 과열이 검출될 때, 스위칭 회로(SW)는 턴오프된다.

최근, 도 2에 도시된 것처럼, 배터리 팩에 접속된 임피던스를 검출하고 보호 회로를 제어하는 방법이 존재해 왔다. 도 2에서, 배터리 팩(BP)은, 단자(T11, T12, T13), 신호 수신 및 송신 회로(211), 검출 제어 회로(212), 스위칭 회로(SW) 및, 이차 배터리(BT)로 구성된다. 단자(T11 및 T12)를 통해 임피던스(213)가 접속된다. 단자(T12 및 T13)를 통해 임피던스(214)가 접속된다. 임피던스(213 또는 214)가 접속될 때, 접속된 임피던스(213 또는 214)로부터 획득된 신호가 신호 수신 및 송신 회로(211)에 의해 수신된다. 수신된 신호는 신호 수신 및 송신 회로(211)로부터 검출 제어 회로(212)에 공급된다. 검출 제어 회로(212)는 이차 배터리(BT)의 온도, 단자 전압 및/또는 전류를 검출한다. 검출 제어 회로(212)는 이차 배터리(BT)의 검출된 온도, 단자 전압 및/또는 전류와 공급된 신호에 따라 스위칭 회로(SW)를 제어한다.

전술된 것처럼, 배터리 팩에 접속된 임피던스가 검출되고 스위칭 회로가 제어되는 형태의 보호 회로에 따르면, 이차 배터리(BT)의 잉여 전압, 잉여 전류 및 온도가 외부 전자 장치 또는 충전 소자와(에) 공유(송신)될 수 없다는 문제가 존재한다.

전술된 것처럼, 임피던스를 검출하고 보호 회로를 제어하는 방법에 따르면, 신호가 충전 또는 방전시에만 송신될 수 있다는 문제도 존재한다. 더 나아가, 사용 범위가 좁아지는 문제가 존재한다.

송신될 신호가 디지털 신호라고 가정하면, 회로가 비싸지는 문제가 존재한다. 지금까지는, 신호가 배터리 팩으로부터 외부로 송신될 경우에 전원이 배터리 팩에 포함된 이차 배터리로부터 획득되기 때문에, 이차 배터리의 전압이 떨어질 경우, 디지털 신호가 출력될 수 없고 전자 장치가 제어될 수 없다는 문제도 존재한다.

한편, 이차 배터리의 전압이 떨어질 경우에도 신호를 출력하기 위해서는, 전원을 공급하는 단자가 필요하기 때문에, 적어도 4개의 단자가 필요하다는 문제도 존재한다.

따라서, 본 발명의 목적은 외부 전자 장치 또는 충전 소자와 공유할 수 있는 배터리 팩을 제공하는 것이다.

본 발명이 다른 목적은, 외부로부터 3개의 단자를 통해 전원이 공급되고 충전 및 방전시에도 외부로 신호가 송신될 수 있는, 신호 송신 시스템 및 배터리 팩을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 보호 회로를 설명하는 블록도.

도 2는 종래의 배터리 팩을 설명하는 블록도.

도 3은 본 발명이 적용되는 제1 실시예의 블록도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 설명을 위한 예들의 블록도.

도 5는 본 발명이 적용되는 충전시의 설명을 위한 블록도.

도 6은 본 발명에 적용되는 전압을 설명하는 특성도.

도 7은 본 발명에 적용되는 디지털 신호를 설명하는 개략도.

도 8은 본 발명이 적용되는 제2 실시예의 블록도.

도 9는 본 발명이 적용되는 제2 실시예의 동작을 설명하는 흐름도.

도 10은 본 발명이 적용되는 제3 실시예의 블록도.

도 11은 본 발명에 적용되는 전류를 설명하는 특성도.

도 12는 본 발명에 적용되는 디지털 신호를 설명하는 개략도.

도 13은 본 발명에 적용되는 전압 제어 회로의 예의 블록도.

도 14는 본 발명이 적용되는 제3 실시예의 동작을 설명하는 흐름도.

도 15는 본 발명이 적용되는 제4 실시예의 블록도.

도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 배터리 팩의 제5 실시예의 블록도.

도 17은 본 발명에 따른 전압 특성을 설명하는 개략도.

도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 충전 장치의 개략적 구성을 도시하는 블록도.

도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 전자 장치의 예의 블록도.

도 20a 및 도 20b는 본 발명의 제5 실시예의 동작을 설명하는 흐름도.

도 21은 본 발명이 적용될 수 있는 배터리 팩의 제6 실시예의 블록도.

도 22는 본 발명에 따른 전압 특성을 설명하는 개략도.

도 23은 본 발명에 적용될 수 있는 전압 검출 회로의 예를 도시하는 도면.

도 24는 본 발명에 적용될 수 있는 스위칭 회로의 예를 도시하는 도면.

도 25는 본 발명에 따른 전압 특성을 설명하는 개략도.

도 26은 본 발명에 적용될 수 있는 전압 검출 회로 및 스위칭 회로의 예를 도시하는 도면.

도 27은 본 발명이 적용될 수 있는 배터리 팩의 예의 블록도.

도 28은 본 발명에 따른 전압 및 전류 특성을 설명하는 개략도.

도 29는 본 발명이 적용될 수 있는 배터리 팩의 제7 실시예의 블록도.

도 30은 본 발명이 적용될 수 있는 배터리 팩의 다른 예의 블록도.

도 31은 본 발명이 적용될 수 있는 배터리 팩의 또 다른 예의 블록도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 검출 회로 2 : 신호 발생 회로

3 : 온도, 전압 및 전류 검출 회로

4, 5 : 외부 신호 발생 유닛 BT : 이차 배터리

SW : 스위칭 회로 31 : 임피던스 검출 회로

32 : 전압 검출 회로 33 : 제어 회로

본 발명의 제1 측면에 따르면, 적어도 제1, 제2 및 제3 단자들와; 상기 제1, 제2 및 제3 단자들 중 한 단자로부터 신호를 송신하는 신호 송신 수단과; 상기 제1 단자 및 제2 단자들에 접속된 제1 소자 및 상기 제2 단자 및 제3 단자들에 접속된 제2 소자를 검출하는 제1 검출 수단과; 상기 이차 배터리의 온도, 전압 및/또는 전류를 검출하는 제2 검출 수단 및; 상기 제1 소자 또는 제2 소자가 상기 제1 검출 수단에 의해 검출될 때 스위칭 수단을 턴온하고, 상기 제1 소자 또는 제2 소자가 상기 제1 검출 수단에 의해 검출되지 않을 때 상기 스위칭 수단을 턴오프하는 제어 수단을 포함하는, 이차 배터리를 사용하는 배터리 팩이 제공된다. 제1 소자(전자 장치)와 제2 소자(충전 소자) 중 하나가 접속되고, 제1 소자 또는 제2 소자가 접속된 것이 검출될 때, 스위칭 수단은 턴온된다. 제1 소자 또는 제2 소자가 접속되지 않은 것이 검출될 때, 스위칭 수단은 턴오프된다. 신호는 제1, 제2 및 제3 단자들 중 적어도 한 단자로부터 송신된다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 배터리 팩으로부터 외부로 신호를 송신하는 신호 송신 시스템으로서, 상기 배터리 팩이, 제1, 제2 및 제3 단자들와; 상기 제1 단자 및 제2 단자들 사이에서 직렬로 접속되는 이차 배터리 및 스위칭 수단과; 상기 제1 단자 또는 제2 단자 및 상기 제3 단자를 통해 공급되는 전원으로부터 소정의 전원을 형성하는 전력 형성 수단과; 상기 제1 단자 또는 제2 단자 및 상기 제3 단자를 통해 상기 전력 형성 수단으로부터 공급되는 전원에 의해 형성되는 신호를 송신하는 신호 송신 수단 및; 상기 스위칭 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하고, 충전 소자가 상업적으로 입수 가능한 전원으로부터 상기 제1 단자 또는 제2 단자및 상기 제3 단자를 통해 상기 배터리 팩에 공급되는 전원을 획득하는, 신호 송신 시스템이 제공된다.

본 발명의 제3 측면에 따르면, 제1, 제2 및 제3 단자들와; 상기 제1 단자 및 제2 단자들 사이에서 직렬로 접속되는 이차 배터리 및 스위칭 수단과; 상기 제1 단자 또는 제2 단자 및 상기 제3 단자를 통해 공급되는 전원으로부터 소정의 전원을 형성하는 전력 형성 수단과; 상기 전력 형성 수단으로부터 공급되는 전원에 의해 신호를 형성하고, 형성된 신호를 상기 제1 단자 또는 제2 단자 및 상기 제3 단자를 통해 송신하는 신호 송신 수단 및; 상기 스위칭 수단을 제어하는 제어 수단을 포함하는 배터리 팩이 제공된다.

전술된 것처럼, 충전 소자 및 배터리 팩은 3개의 단자를 통해 접속되고, 충전 소자에 의해 상업적으로 입수 가능한 전원으로부터 형성되는 전원 및, 신호는 공급된 전원에 의해 외부로 송신될 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적 및 특징은, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명 및 첨부된 특허청구범위로부터 명백해 질 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다. 도면에서 실질적으로 동일한 효과를 갖는 성분요소에는 동일한 도면번호가 표기되며, 중복 설명은 생략한다. 도 3은 본 발명이 적용되는 제1 실시예를 도시한다. 배터리 팩 (BP)은, 단자(T1, T2 및 T3); 검출 회로(1); 신호 발생 회로(2); 온도, 전압 및 전류 검출 회로(3); 스위칭 회로(SW) 및; 이차 배터리(BT)로 구성된다. 단자(T1 및 T2)에는 외부 신호 발생 유닛(4)이 접속된다. 단자(T2 및 T3)에는 외부 신호 발생유닛(5)이 접속된다.

검출 회로(1)는 외부 신호 발생 유닛(4 또는 5)이 접속되었는지를 검출한다. 검출 결과에 따라, 스위칭 회로(SW)의 온/오프 동작이 제어된다. 온도, 전압 및 전류 검출 회로(3)는, 배터리 팩(BP)의 온도와, 이차 배터리(BT)의 단자 전압 및 전류를 검출한다. 검출된 온도, 전압 및 전류에 기초하여, 스위칭 회로(SW)의 온/오프 동작이 제어된다. 검출된 온도, 전압 및 전류에 기초하여, 신호 발생 회로(2)에는 신호가 공급된다. 신호 발생 회로(2)는 공급된 신호에 기초하여, 단자(T2)를 통해 접속된 전자 장치 또는 충전 소자에 신호를 공급한다.

이제, 스위칭 회로(SW)를 제어하는 예를 설명할 것이다. 먼저, 도 4a를 참조하여, 방전시의 스위칭 회로(SW)의 제어를 설명할 것이다. 이차 배터리(BP)의 방전시에, 임피던스 검출 회로(11)에서는, 단자(T11 및 T12) 사이에 임피던스(13)가 접속되었는지가 검출된다. 임피던스 검출 회로(11)에 의해 검출된 임피던스 (13)의 값은 제어 회로(12)에 공급된다. 제어 회로(12)는 공급된 임피던스(13)의 값이 1㏀ 미만인지 아닌지를 식별한다. 임피던스(13)의 값이 1㏀인 것으로 식별될 경우, 스위칭 회로(SW)를 턴온하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호가 공급된다. 임피던스(13)의 값이 1㏀ 미만인 것으로 식별될 경우, 스위칭 회로(SW)를 턴오프하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호가 공급된다. 임피던스(13)의 값이 1㏀ 미만일 경우 스위칭 회로(SW)를 턴오프하는 목적은 연쇄 단락 회로를 방지하기 위해서이다.

이제, 도 4b를 참조하여, 충전시의 스위칭 회로(SW)의 제어를 설명할 것이다. 이차 배터리(BP)가 충전될 때, 전압 검출 회로(16)에서는, 단자(T2 및 T3) 사이에 전원(18)이 접속되었는지가 검출된다. 전압 검출 회로(16)에 의해 검출된 전원(18)의 전압은 제어 회로(17)에 공급된다. 제어 회로(17)는 공급된 전원(18)의 전압을 식별한다. 전원(18)의 전압이 2V인 것으로 결정될 경우, 스위칭 회로(SW)를 턴온하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호가 공급된다. 전원(18)의 전압이 3V인 것으로 결정될 경우, 스위칭 회로(SW)를 턴오프하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호가 공급된다. 전원(18)은 예컨대, 충전 소자로부터 파생되는 전원으로부터 형성되는 전압 또는 전류이다. 도 4b에는 도시되지 않았지만, 제어 회로(17) 및 이차 배터리(BT)의 마이너스(-)측은 접속될 수도 있다.

도 4a 및 도 4b에 따르면, 이차 배터리(BP)가 방전될 경우(도 4a), 스위칭 회로(SW)는 제어 회로(12)를 사용하여 제어되고, 충전될 경우(도 4b), 스위칭 회로 (SW)는 제어 회로(17)를 사용하여 제어된다. 그러나, 스위칭 회로(SW)는 동일한 제어 회로를 사용하여 제어될 수도 있다.

일반적으로, 이차 배터리를 조절할 경우에, 방전시의 안전성보다 높은 충전시의 안전성이 필요하다. 이것은 이차 배터리가 충전될 때, 배터리가 이차 배터리의 이전 값을 초과하는 전압 및/또는 전류가 공급되는 소위 과충전 상태에 진입하면, 이차 배터리가 과열되거나 화재가 발생할 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 이제, 도 5를 참조하여, 과충전을 방지하기 위해, 충전시에 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자에 신호가 송신되는 실시예를 설명할 것이다.

도 5에 도시된 실시예에서, 배터리 팩(BP)은, 전압 검출 회로(21 및 23); 제어 회로(22); 온도 검출 회로(24); 가변 임피던스 회로(25); 스위칭 회로(SW) 및; 이차 배터리(BT)를 포함한다. 배터리 팩(BP)에 접속된 충전 소자(PS)의 일부로서, 도 5는, 정전압 회로(26), 전류 검출 회로(27), 충전 제어 회로(28), 정지 회로 (29) 및, 전압 감소 회로(30)를 도시한다.

정전압 회로(26)에서는, 충전 소자(PS)로부터 획득되는 전원으로부터 도 6에 도시된 범위(a) 내에 있는 소정의 전압이 형성된다. 형성된 소정의 전압은 전류 검출 회로(27) 및 단자(T2)를 통해 배터리 팩(BP)에 공급된다.

전술된 것처럼 단자(T2)를 통해 공급된 전압은 전압 검출 회로(21) 및 가변 임피던스 회로(25)에 공급된다. 전압 검출 회로(21)는 충전 소자(PS)로부터 공급된 전압을 검출한다. 검출된 전압은 제어 회로(22)에 공급된다. 제어 회로(22)에서, 공급된 전압이 2V인 것으로 결정되면, 스위칭 회로(SW)를 턴온하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호가 공급된다. 전술된 것처럼, 공급된 전압이 3V인 것으로 결정되면, 스위칭 회로(SW)를 턴오프하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호가 공급된다. 전술된 것처럼, 스위칭 회로(SW)는 제어 회로(22)로부터의 제어 신호에 의해 제어된다.

전압 검출 회로(23)에서는, 이차 배터리(BT)의 단자 전압이 검출된다. 전압 검출 회로(23)에서 소정의 범위를 초과하는 이차 배터리(BT)의 단자 전압이 검출되면, 가변 임피던스 회로(25)에 신호가 공급된다. 온도 검출 회로(24)는 배터리 팩(BP)의 온도를 검출한다. 온도 검출 회로(24)에서 약 0℃ 또는 약 50℃의 온도가 검출될 때, 가변 임피던스 회로(25)에 신호가 공급된다. 가변 임피던스 회로(25)에서는, 전압 검출 회로(23)로부터의 신호 및/또는 온도 검출 회로(24)로부터의 신호에 기초하여 임피던스가 변한다.

가변 임피던스 회로(25)에서 임피던스가 변할 때, 도 6에 도시된 것처럼, 전류(Ia, Ib 및 Ic) 중 하나의 값이 설정되기 때문에, 전류 검출 회로(27)에 의해 변경된 전류가 검출된다. 예컨대, 도 6에 도시된 전류(Ia)가 전류 검출 회로(27)에 의해 검출될 때, 전류(Ia)가 검출되었다는 것을 나타내는 신호가 전류 검출 회로(27)로부터 충전 제어 회로(28)에 공급된다. 이 실시예에서는, 예로서, 도 7에 도시된 전류에 의해 형성되는 디지털 신호가 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자 (PS)로 송신된다.

충전 제어 회로(28)는 공급된 전류에 따라 충전이 정지되어야 할지 또는 출력 전압이 감소되어야 할지를 식별한다. 충전 제어 회로(28)에서 충전이 정지되어야 하는 것으로 결정되면, 정지 회로(29)에 신호가 공급된다. 정지 회로(29)는 충전 소자(PS)로부터 전압 및 전류의 출력을 정지시킨다. 충전 제어 회로(28)에서 출력 전압이 감소되어야 하는 것으로 결정되면, 전압 감소 회로(30)에 신호가 공급된다. 전압 감소 회로(30)는 충전 소자(PS)로부터 출력된 전압을 소정의 값으로 감소시킨다.

방전 및 충전시에 배터리 팩(BP)으로부터 출력되는 신호에 우선권이 부여된다. 전술된 도 4a에 도시된 것처럼, 방전시에, 전자 장치는 전원을 갖지 않으므로, 임피던스가 단자(T1 및 T2)에 접속되고, 임피던스의 값이 검출된다. 충전시에는, 도 4b 및 도 5에 도시된 것처럼, 임피던스가 배터리 팩(BP)측에서 변하고, 충전 소자(PS)에 신호가 송신될 수 있다. 또한, 전술된 것처럼, 방전시의 안전성보다 더 높은 충전시의 안정성이 필요하므로, 본 실시예에서는, 배터리 팩(BP)이 충전될 때 출력되는 신호에 높은 우선권이 부여된다.

따라서, 접속된 충전 소자(PS)에 의해 방전이 수행될 때 충전이 시작되면, 충전시에 출력되는 신호가 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자(PS)로 출력된다. 배터리 팩(BP)을 충전하는 경우에, 충전 소자(PS)는 충전 소자(PS)로부터 전원을 획득할 수 있고, 다양한 신호를 배터리 팩(BP)에 출력할 수 있다. 한편, 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자(PS)에 출력되는 신호는 정전압 신호 또는 정전류 신호이다. 디지털 신호의 경우, 단방향성이므로, 매 번 신호를 송신하는 것은 어렵다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예의 블록도를 도시한다. 배터리 팩(BP)이 전자 장치에 접속될 때, 단자(T1 및 T2)에는 임피던스(34)가 접속된다. 임피던스가 단자(T1 및 T2)에 접속될 때, 임피던스 검출 회로(31)가 임피던스의 값을 검출한다. 검출된 임피던스(34)의 값은 임피던스 검출 회로(31)로부터 제어 회로(33)에 공급된다. 제어 회로(33)는 공급된 임피던스(34)의 값이 1㏀ 미만인지 아닌지를 식별한다. 임피던스(34)의 값이 1㏀인 것으로 결정될 경우, 스위칭 회로(SW)를 턴온하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호가 공급된다. 임피던스(34)의 값이 1㏀ 미만인 것으로 결정될 경우, 스위칭 회로(SW)를 턴오프하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호가 공급된다.

배터리 팩(BP)이 충전 소자에 접속될 때, 전원(35)이 단자(T2 및 T3)에 접속된다. 전원(35)이 단자(T2 및 T3)에 접속될 때, 전압 검출 회로(32)가 전원(35)으로부터 출력되는 전압을 검출한다. 검출된 전압은 전압 검출 회로(32)로부터 제어 회로(33)에 공급된다. 제어 회로(33)는 공급된 전원(35)의 전압을 식별한다. 전원(35)의 전압이 2V인 것으로 결정될 경우, 스위칭 회로(SW)를 턴온하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호가 공급된다. 전원(35)의 전압이 3V인 것으로 결정될 경우, 스위칭 회로(SW)를 턴오프하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호가 공급된다.

따라서, 임피던스(34)의 값 및, 전원(35)으로부터 출력되는 전압 또는 전류의 변경 범위를 감소시킴으로써, 연쇄 단락 회로가 발생하더라도, 스위칭 회로(SW)는 턴온되지 않으며, 따라서 배터리 팩은 안전하게 사용될 수 있다.

이제, 도 9에 도시된 흐름도를 참조하여 동작을 설명할 것이다. 스텝 S1에서는, 배터리 팩(BP)이 전자 장치에 접속되었는지 충전 소자(PS)에 접속되었는지가 식별된다. 배터리 팩이 전자 장치에 접속된 것으로 결정될 경우, 제어는 스텝 S2로 진행한다. 배터리 팩이 충전 소자(PS)에 접속된 것으로 결정될 경우, 제어는 스텝 S4로 진행한다. 스텝 S2에서는, 단자(T1 및 T2)에 접속된 임피던스(34)의 값이 임피던스 검출 회로(31)에 의해 검출된다. 스텝 S3에서는, 제어 회로(33)가, 검출된 임피던스(34)의 값이 기준값인지 아닌지를 식별한다. 기준값인 것으로 결정될 경우, 제어는 스텝 S6으로 진행한다. 기준값이 아닌 것으로 결정될 경우, 제어는 스텝 S2로 돌아간다.

스텝 S4에서는, 단자(T2 및 T3)에 접속된 전원(35)으로부터 출력되는 전압이 전압 검출 회로(32)에 의해 검출된다. 스텝 S5에서는, 제어 회로(33)가, 검출된 전압이 기준 전압인지 아닌지를 식별한다. 기준 전압인 것으로 결정될 경우, 제어는 스텝 S6으로 진행한다. 기준 전압이 아닌 것으로 결정될 경우, 제어는 스텝 S4로 돌아간다.

스텝 S6에서는, 스위칭 회로(SW)가 턴온된다. 스텝 S7에서는, 임피던스의 값 및/또는 전압이 임피던스 검출 회로(31) 및/또는 전압 검출 회로(32)에 의해 검출된다. 스텝 S8에서는, 적어도 한 신호가 임피던스 검출 회로(31) 및/또는 전압 검출 회로로부터 제어 회로(33)에 공급되었는지가 식별된다. 신호가 없는 것으로 결정될 경우, 제어는 스텝 S9으로 진행한다. 신호가 있는 것으로 결정될 경우, 제어는 스텝 S7으로 돌아간다. 스텝 S9에서는, 시상수(△T)의 지연이 수행된다. 스텝 S10에서는, 스위칭 회로(SW)가 턴오프된다.

도 9의 흐름도에서, 시상수(△T)의 지연은 스텝 S9에서 수행된다. 그러나, 스텝 S9은 생략될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예를 도시한다. 제3 실시예에서는, 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자(PS)에 송신되는 신호로서 전압이 사용된다. 제3 실시예에서는, 배터리 팩(BP)의 일부로서, 전류 검출 회로(41), 전압 제어 회로(43) 및, 온도 검출 회로(42)가 도시된다. 배터리 팩(BP)에 접속된 충전 소자(PS)의 일부로서, 정전류 회로(44) 및 전압 검출 회로(45)가 도시된다.

정전류 회로(44)는 충전 소자(PS)로부터 획득되는 전원으로부터 소정의 전류를 형성한다. 형성된 소정의 전류는 전압 검출 회로(45) 및 단자(T2)를 통해 배터리 팩(BP)에 공급된다.

단자(T2)를 통해 공급된 전류는 전류 검출 회로(41) 및 전압 제어 회로(43)에 공급된다. 충전 소자(PS)로부터 공급된 전류는 전류 검출 회로(41)에 의해 검출된다. 검출된 전류는 제어 회로(도시 안됨)에 공급된다. 스위칭 회로(SW)는 제어 회로에 공급된 전류에 기초하여 제어된다.

온도 검출 회로(42)는 배터리 팩(BP)의 온도를 검출한다. 온도 검출 회로(42)에서 약 0℃ 또는 약 50℃의 온도가 검출되면, 신호가 전압 제어 회로(43)에 공급된다. 전압 제어 회로(43)는 온도 검출 회로(42)로부터의 신호에 기초하여 전압을 변화시킨다.

단자(T2)를 통해 송신되는 전압은 도 11에 도시된 것처럼 전압 제어 회로(43)에 의해 전압(Va, Vb 및 Vc) 중 하나의 값으로 설정되므로, 충전 소자(PS)의 전압 검출 회로(45)에 의해 전압이 검출된다. 즉, 도 12에 도시된 전압에 의해 형성된 디지털 신호가 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자(PS)로 송신된다.

이제, 도 13을 참조하여, 전압 제어 회로(43)의 예를 설명할 것이다. npn형 트랜지스터(51)의 콜렉터가 단자(T2)에 접속되고, 베이스는 저항(55)을 통해 접지에 접속되고, 에미터는 접지에 접속된다. 제너 다이오드(52)의 음극, 제너 다이오드(53)의 음극 및, 제너 다이오드(54)의 음극이 단자(T2)에 접속된다. 제너 다이오드(52)의 양극은 트랜지스터(51)의 베이스에 접속된다. 제너 다이오드(53)의 양극 및 제너 다이오드(54)의 양극은 스위칭 회로(56)를 통해 트랜지스터(51)의 베이스에 접속된다.

예컨대, 제너 다이오드(52)의 제너 전압은 도 11에 도시된 전압(Va)인 것으로 가정하고, 제너 다이오드(53)의 제너 전압은 도 11에 도시된 전압(Vb)인 것으로가정하고, 제너 다이오드(54)의 제너 전압은 도 11에 도시된 전압(Vc)인 것으로 각각 가정한다. 따라서, 스위칭 회로(56)가 제너 다이오드(54)를 선택할 경우, 전압(Vc)이 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자(PS)로 송신된다. 스위칭 회로(56)가 제너 다이오드(53)를 선택할 경우, 전압(Vb)이 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자(PS)로 송신된다. 스위칭 회로(56)가 제너 다이오드(53 및 54) 중 어떤 것도 선택하지 않을 경우, 전압(Va)이 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자(PS)로 송신된다.

도 14는 본 실시예의 동작을 설명하는 흐름도를 도시한다. 스텝 S11에서는, 배터리 팩(BP) 측에서 배터리 팩(BP)이 충전 소자(PS)에 접속되었는지 아닌지가 식별된다. 스텝 S12에서는, 배터리 팩(BP) 측에서 배터리 팩(BP)이 충전 소자(PS)에 접속되었는지 아닌지가 식별된다. 배터리 팩이 접속된 것으로 결정되면, 제어는 스텝 S13으로 진행한다. 배터리 팩이 접속되지 않은 것으로 결정되면, 제어는 스텝 S11으로 돌아간다. 스텝 S13에서는, 충전 소자(PS)로부터 배터리 팩(BP)으로 정전압이 출력된다. 스텝 S14에서는, 공급된 전압이 기준값인지 아닌지가 배터리 팩(BP) 측에서 식별된다. 기준값인 것으로 결정되면, 제어는 스텝 S15으로 진행한다. 기준값이 아닌 것으로 결정되면, 제어는 스텝 S13으로 돌아간다.

스텝 S15에서는, 시상수(△t)의 지연이 배터리 팩(BP) 측에서 수행된다. 스텝 S16에서는, 배터리 팩(BP) 측에서, 스위칭 회로(SW)가 턴온된다. 스텝 S17에서는, 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자(PS)로 신호가 송신된다. 스텝 S18에서는, 예컨대, 배터리 팩(BP)측에서, 배터리 팩(BP)의 온도가 적정 범위를 초과하면, 전류의 값이 변한다. 스텝 S19에서는, 배터리 팩(BP)으로부터 송신된 전류가 충전 소자(PS) 측에서 검출되고, 검출된 전류가 소정의 값인지 아닌지가 식별된다. 소정의 값인 것으로 결정되면, 제어는 스텝 S20으로 진행한다. 소정의 값이 아닌 것으로 결정되면, 제어는 스텝 S18로 돌아간다. 스텝 S20에서는, 충전 소자(PS) 측에서, 배터리 팩(BP)으로부터 송신되는 신호에 기초하여, 충전 소자(PS)로부터 출력되는 전압 및 전류가 제어된다. 제어는 스텝 S11로 진행한다.

도 14의 흐름도에서는, 충전 소자(PS)로부터 배터리 팩(BP)으로 정전압이 출력되고, 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자(PS)로는 전류에 의해 형성되는 디지털 신호가 송신된다. 그러나, 충전 소자(PS)로부터 배터리 팩(BP)으로 정전류가 출력되고, 배터리 팩(BP)으로부터 충전 소자(PS)로는 전압에 의해 형성되는 디지털 신호가 송신되는 식으로 장치를 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 스텝 S13에서는, 충전 소자(PS)로부터 정전류가 출력된다. 스텝 S14에서는, 공급된 전류가 기준값인지 아닌지가 식별된다. 또한, 스텝 S18에서는, 전압이 변한다. 스텝 S19에서는, 변경된 전압이 소정의 값인지 아닌지가 식별된다.

도 15는 본 발명의 제4 실시예를 도시한다. 검출 회로(61)에서는, 단자(T1 및 T2)에 접속된 임피던스(64) 또는 단자(T2 및 T3)에 접속된 전원(65)이 검출될 수 있다. 검출된 임피던스(64)의 값 또는 전원(65)의 전압 및 전류는 제어 회로(62)에 공급된다. 전압 전류 검출 회로(63)는 이차 배터리(BT)의 단자 전압 및 전류를 검출한다. 검출된 단자 전압 및 전류는 전압 전류 검출 회로(63)로부터 제어 회로(62)에 공급된다. 제어 회로(62)에서는, 검출 회로(61)로부터의 신호 및전압 전류 검출 회로(63)로부터의 신호에 따라 스위칭 회로(SW)를 온/턴오프하는 제어 신호가 스위칭 회로(SW)에 공급된다. 스위칭 회로(SW)의 온/오프 동작은 제어 회로(62)로부터의 제어 신호에 의해 제어된다.

전술된 것처럼, 제4 실시예에 따르면, 단자(T1 및 T2)에 접속된 임피던스 및 단자(T2 및 T3)에 접속된 전원(65)을 검출하는 검출 회로(61)가 제공된다.

이 실시예의 도면에는 이차 배터리(BT)가 하나의 배터리로서 도시되지만, 이차 배터리들이 병렬 및/또는 직렬로 결합되는 시스템이 사용될 수도 있다.

이제, 도면을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예를 설명할 것이다. 도면에서 실질적으로 동일한 효과를 갖는 성분 요소에는 동일한 도면 번호가 표기되며, 중복 설명은 생략한다. 도 16은 본 발명이 적용되는 제5 실시예를 도시한다. 도 16에서, 배터리 팩(BP)은, 전력 공급 회로(101); 제어 회로(102); 신호 검출 회로(103); 신호 회로(104); 단자(T21, T22 및 T23); 이차 배터리(BT) 및; 스위칭 회로(SW)를 포함한다.

단자(T21 및 T23)에는 전자 장치의 부하(105)가 접속된다. 단자(T22 및 T23)에는 충전 소자로부터 파생되는 전원 유닛(106)이 접속된다. 이차 배터리(BT) 및 스위칭 회로(SW)는 단자(T21 및 T23) 사이에 직렬로 접속된다.

전력 공급 회로(101)에서는, 전원 유닛(106)으로부터 단자(T22)를 통해 공급되는 전원이 정전압 또는 정전류로서 제어 회로(102)에 공급된다. 전력 공급 회로(101)에 의해 형성되는 정전압 또는 정전류는 제어 회로(102)를 동작하게 할 수 있다. 신호 검출 회로(103)는 전원 유닛(106)으로부터 단자(T22)를 통해 공급되는 전원의 전압 및 전류를 검출한다. 검출된 전압 및 전류는 신호 검출 회로(103)로부터 신호 회로(104)에 공급된다. 신호 회로(104)는 검출된 전압 및 전류에 따라 신호가 형성된다는 것을 나타내는 신호를 제어 회로(102)에 공급한다. 제어 회로(102)는 신호 회로(104)로부터의 신호에 응답하여 스위칭 회로(SW)를 제어한다.

스위칭 회로(SW)는 전술된 것처럼 제어되므로, 전원 유닛(106)으로부터 배터리 팩(BP)으로 공급되는 전압 및 전류는 펄스처럼 변경된다.

도 17은 전원 유닛(106)의 전압 특성의 예를 도시한다. 충전 소자는 시점(t0)에서 전자 장치에 부착된다. 전압이 v1 이하인 시점(t0)과 시점(t1) 사이의 주기 동안, 이차 배터리의 충전이 정지된다. 전자 장치의 동작 또한 중지된다. 전압이 v1을 초과하고 v2 이하인 시점(t1)과 시점(t2) 사이의 주기 동안에는, 이차 배터리의 충전만이 정지된다. 전자 장치를 동작케 하는 전원이 전자 장치에 공급된다. 전압이 v2를 초과할 때(시점(t2)), 이차 배터리는 충전되고, 전자 장치를 동작케 하는 전원이 전자 장치에 공급된다.

전술된 구성을 사용함으로써, 배터리 팩(BP)이 전자 장치에 접속되는 상태 및 배터리 팩(BP)의 이차 배터리(BT)의 전원이 감소되는 상태에서 충전이 수행되고 있으면, 배터리 팩(BP)의 보호 회로가 충전 소자로부터 획득되는 전원에 의해 동작될 수 있다. 이 때, 전자 장치가 동작될 경우, 이차 배터리(BT)의 충전은 정지된다. 충전 소자로부터 획득되는 전원은, 전자 장치를 동작케 하는 전원으로서 전자 장치에 공급된다.

예컨대, 제5 실시예에서는, 도 18에 도시된 것처럼, 배터리 팩(BP)이 접속되는 전자 장치 및 AC 어댑터가 접속된다. 상업적으로 입수 가능한 전원이 플러그(111)를 통해 AC 어댑터에 공급된다. AC 어댑터(112)는 상업적으로 입수 가능한 전원을 소정의 전원으로 변환한다. 변환된 소정의 전원은 단자(T24 및 T25)를 통해 전자 장치에 공급된다.

전자 장치는, 충전 회로(113), 전원 유닛(114), 신호 회로(115) 및, 전자 장치의 부하 회로(116)를 포함한다. 충전 회로(113)에서는, AC 어댑터(112)로부터 공급된 전원이 소정의 전압 및 전류로 변환되어, 전자 장치의 부하 회로(116), 전원 유닛(114) 및 배터리 팩(BP)에 공급된다. 전원은 단자(T21 및 T23)를 통해 배터리 팩(BP)에 공급된다.

전원 유닛(114)에서는, 배터리 팩(BP)에 공급되는 전원이, 충전 회로(113)로부터 공급된 전압 및 전류로부터 형성된다. 전원 유닛(114)에 의해 형성된 전원은, 배터리 팩(BP)의 이차 배터리(BT)의 전압 및 전류가 감소될 경우에도 배터리 팩(BP)을 제어하는데 필요한 전원이며, 그 전원은 단자(T22)를 통해 배터리 팩(BP)에 공급된다. 신호 회로(115)는 단자(T22)를 통해 배터리 팩(BP)의 충전 정지 회로(117)를 제어하는 신호를 형성한다. 신호 회로(115)에서는, 전자 장치의 상태에 기초하여 이차 배터리(BT)를 충전하는 전원이 공급되는지 아닌지가 식별되고, 식별 결과를 나타내는 신호가 단자(T22)를 통해 충전 정지 회로(117)에 공급된다.

배터리 팩(BP)은 충전 정지 회로(117) 및 이차 배터리(BT)를 포함한다. 충전 정지 회로(117)는 신호 회로(115)로부터 단자(T22)를 통해 공급되는 신호에 의해 제어된다. 충전 정지 회로(117)의 동작이 정지되는 동안 이차 배터리(BT)는 충전된다. 충전 정지 회로(117)가 동작하고 있는 동안 이차 배터리(BT)의 충전은 정지된다.

이제, 도 19를 참조하여 전자 장치의 예를 설명할 것이다. AC 어댑터(112)로부터 단자(T24 및 T25)를 통해 공급되는 전원의 전압은 전압 검출 회로(121)에 의해 검출된다. 소정의 전압 이상인 전압이 전압 검출 회로(121)에 의해 검출될 때, 전압 검출 회로(121)로부터 제어 회로(123)에 신호가 공급된다. 배터리 전압 검출 회로(122)는, 단자(T21 및 T23)를 통해 공급되는 이차 배터리(BT)의 전압을 검출한다. 소정의 범위를 벗어나는 전압이 배터리 전압 검출 회로(122)에 의해 검출될 때, 배터리 전압 검출 회로(122)로부터 제어 회로(123)에 신호가 공급된다. 즉, 소정의 범위보다 작은 이차 배터리(BT)의 전압이 검출될 때, 그런 사실을 나타내는 신호가 배터리 전압 검출 회로(122)로부터 제어 회로(123)에 공급된다. 제어 회로(123)는 전압 검출 회로(121)로부터의 신호 및 배터리 전압 검출 회로(122)로부터의 신호에 기초하여 충전 정지 신호 회로(124)를 제어한다.

이 예에서, 소정의 값 이상인 전압이 전압 검출 회로(121)에 의해 검출될 때, 신호가 제어 회로(123)에 공급된다. 그러나, 신호는, 소정의 값보다 작은 전압이 전압 검출 회로(121)에 의해 검출될 때, 제어 회로(123)에 공급될 수도 있다.

전원 유닛(114)은 충전 회로(113)로부터 전원을 획득하지만, 도 19에 점선에 의해 도시된 것처럼, 전원은 단자(T24)로부터 획득될 수도 있다.

또한, 소정의 범위보다 작은 이차 배터리(BT)의 전압이 배터리 전압 검출 회로(122)에 의해 검출될 때, 또는 소정의 범위를 초과하는 이차 배터리(BT)의 전압이 검출될 때, 그런 사실을 나타내는 신호가 배터리 전압 검출 회로(122)로부터 제어 회로(123)에 공급된다. 그러나, 그런 사실을 나타내는 신호는, 소정의 범위 내에 있는 이차 배터리(BT)의 전압이 검출될 때, 배터리 전압 검출 회로(122)로부터 제어 회로(123)에 공급될 수도 있다.

이제, 도 20a 및 도 20b에 도시된 흐름도를 참조하여, 제5 실시예의 동작을 설명할 것이다. 스텝 S1에서는, 입력 전원이 공급되거나 충전 회로(113)가 동작한다. 스텝 S2에서는, 이차 배터리의 단자 전압이 검출된다. 스텝 S3에서는, 검출된 단자 전압이 소정의 전압 이하인지 아닌지가 식별된다. 단자 전압이 소정의 전압 이하인 것으로 결정되면, 제어는 스텝 S4로 진행한다. 단자 전압이 소정의 전압을 초과하는 것으로 결정되면, 제어는 스텝 S15으로 진행한다.

스텝 S4에서는, 충전 정지 신호가 발생된다. 스텝 S5에서는, 스위칭 회로(SW)가 턴오프된다. 스텝 S6에서는, 충전 회로(113)가 동작한다. 스텝 S7에서는, 전자 장치가 동작한다. 스텝 S8에서는, 전자 장치의 동작이 검출된다. 스텝 S9에서는, 전자 장치의 동작이 정지되었는지 아닌지가 검출된다. 전자 장치의 동작이 정지된 것으로 결정되면, 제어는 스텝 S10으로 진행한다. 전자 장치가 동작중인 것으로 결정되면, 제어는 스텝 S8로 돌아간다.

스텝 S10에서는, 발생된 충전 정지 신호가 재설정된다. 스텝 S11에서는, 스위칭 회로(SW)가 턴온된다. 스텝 S12에서는, 이차 배터리(BT)로의 충전이 시작된다. 스텝 S13에서는, 입력 전압이 정지된다. 스텝 S14에서는, 충전 회로(113)의동작이 정지된다.

스텝 S3에서 단자 전압이 소정의 전압을 초과하는 것으로 결정되어 제어가 스텝 S15로 진행하면, 스텝 S15에서 전자 장치가 동작된다. 스텝 S16에서는, 충전 회로(113)가 동작되고, 제어는 스텝 S12로 진행한다.

이제, 도 21을 참조하여, 본 발명의 제6 실시예를 설명할 것이다. 단자(T22 및 T23) 사이에 제공된 전압 검출 회로(131)에서는, 전원 유닛으로부터 획득되는 전압이 검출된다. 예컨대, 도 22에 도시된 것처럼, 전압(v1, v2, v3 및 v4)의 값이 검출된다. 전압(v1)은 적어도 제어 회로(133)를 동작시키는데 필요한 전압 값을 갖는다. 전압(v2)은 적어도 전자 장치에 전원을 공급하는데 필요한 전압 값을 갖는다. 전압(v3 및 V4)은 배터리 팩(BP)으로부터 외부로 송신되는 신호로서 사용되는 전압 값을 갖는다. 전술된 것처럼, 전압 검출 회로(131)에 의해 검출된 전압은 제어 회로(133)에 공급된다.

정전압 회로(132)에서는, 단자(T22)로부터 공급되는 전압으로부터 제어 회로(133)에 공급되는 정전압이 형성된다. 보호 검출 회로(134)는 이차 배터리(BT)를 보호하는데 사용된다. 예컨대, 이차 배터리(BT)의 단자 전압 및 전류가 보호 검출 회로(134)에 의해 검출된다. 검출된 단자 전압 및 전류는 제어 회로(133)에 공급된다. 제어 회로(133)는 정전압 회로(132)로부터 공급된 전압에 의해 동작된다. 제어 회로(133)는 전압 검출 회로(131)와 보호 검출 회로(134)로부터 공급되는 전압, 단자 전압 및 전류에 기초하여, 스위칭 회로(SW)의 온/오프 동작을 제어한다. 제6 실시예에서는, 도 22에 도시된 전압(v1, v2 및 v3)의 경우에,전자 장치는 배터리 충전 동안 동작하고, 전압이 v4 이상일 때 충전이 정지된다.

도 23은 전압 검출 회로(131)의 예를 도시한다. 전압(v2)으로 설정된 제너 다이오드(141)의 음극은 단자(T22)에 접속되고, 양극은 저항(142)을 통해 단자(T23)에 접속된다. 단자(143)는 제너 다이오드(141)의 양극으로부터 도출된다. 전압(v4)으로 설정된 제너 다이오드(144)의 음극은 단자(T22)에 접속되고, 양극은 저항(145)을 통해 단자(T23)에 접속된다. 단자(146)는 제너 다이오드(144)의 양극으로부터 도출된다. 이 예에서, 검출된 전압이 전압(v2)일 때, 단자(143)로부터 신호가 출력되고, 검출된 전압이 전압(v4)일 때, 단자(143 및 146)로부터 신호가 출력된다.

도 24는 스위칭 회로(SW)의 예를 도시한다. 도 24에서, 스위칭 회로(SW)는 FET(154 및 156)를 포함한다. npn형 트랜지스터(152)의 베이스는 단자(151)에 접속되고, 에미터는 단자(T23)에 접속되고, 콜렉터는 FET(154)의 게이트에 접속된다. 제어 회로(133)와 FET(154)의 게이트 사이에는 저항(153)이 삽입된다. FET(154)의 소스는 단자(T23)에 접속되고, 드레인은 FET(156)의 드레인에 접속된다. FET(156)의 게이트는 저항(155)을 통해 제어 회로(133)에 접속되고, 소스는 저항(135)을 통해 이차 배터리(BT)의 (-)측에 접속된다. FET(154 및 156)에는 기생 다이오드(154a 및 156a)가 제공된다.

도 25에 도시된 범위 (a)의 전압이 단자(151)를 통해 트랜지스터(152)의 베이스에 공급될 때, 스위칭 회로(SW)는 턴오프된다. 범위 (a) 이하 또는 초과하는 전압이 단자(151)를 통해 트랜지스터(152)의 베이스에 공급될 때, 스위칭 회로(SW)는 턴온된다. FET(154)는 충전시에 턴온된다. FET(156)는 방전시에 턴온된다.

도 26은 도 23에 도시된 전압 검출 회로 및 도 24에 도시된 스위칭 회로(SW)를 포함한다. 제너 다이오드(141)의 양극과 트랜지스터(152)의 베이스 사이에는 저항(162)이 삽입된다. 제너 다이오드(144)의 양극과 npn형 트랜지스터(163)의 베이스 사이에는 저항(161)이 삽입된다. 트랜지스터(163)의 에미터는 단자(T23)에 접속되고, 콜렉터는 트랜지스터(152)의 베이스에 접속된다.

전압이 제너 다이오드(141)의 제너 전압을 초과할 때, 트랜지스터(152)는 턴온되고 FET(154)는 턴오프된다. 전압이 제너 다이오드(141 및 144)의 제너 전압을 초과할 때, 트랜지스터(163)는 턴온되고 트랜지스터(152)가 턴오프된다. 트랜지스터 (152)가 턴오프되므로, FET(154)가 턴온된다.

이제, 도 27을 참조하여 전류에 의해 제어하는 예를 설명할 것이다. 도 27에서는, 배터리 팩(BP)에 접속되는 AC 어댑터의 일부로서 정전류 회로(171) 및 제어 회로(172)가 도시된다. 배터리 팩(BP)은, 정전압 회로(173); 회로 전원 유닛(174); 전류 검출 회로(175); 부하 유닛(176); 온/오프 신호 발생 회로(177); 제어 회로(178); 스위칭 회로(SW) 및; 이차 배터리(BT)를 포함한다.

정전류 회로(171)는 제어 회로(172)에 의해 제어되고, 충전 소자로부터 획득되는 전원으로부터 정전류를 형성한다. 형성된 정전류는 단자(T22)를 통해 배터리 팩(BP)에 공급된다. 배터리 팩(BP)에서는, 정전압 회로(173)에 의해 소정의 정전압이 형성된다. 형성된 정전압은 회로 전원 유닛(174)에 공급된다. 회로 전원 유닛(174)은 배터리 팩(BP)의 각 회로(도시 안됨)에 전원을 공급한다. 전류 검출 회로(175)는 공급되는 전류를 검출한다. 부하 유닛(176)은 전류 검출 회로(175)와 단자(T23) 사이에 제공된다.

전류 검출 회로(175)는 도 28에 도시된 전류(I1, I2 및 I3) 중 하나를 검출한다. 따라서, 전술된 전압에 의해 제어하는 경우와 유사하게 전류에 의해 제어하는 것이 가능하다. 전류 검출 회로(175)에 의해 검출된 전류(I1, I2 또는 I3)는 온/오프 신호 발생 회로(177)에 공급된다. 온/오프 신호 발생 회로(177)는 공급된 전류에 따라 제어 회로(178)에 온 신호 또는 오프 신호를 발생시킨다. 제어 회로(178)는 공급된 온 신호 또는 오프 신호에 응답하여 스위칭 회로(SW)를 턴온 또는 턴오프하기 위해 스위칭 회로(SW)에 제어 신호를 공급한다.

이제, 도 29를 참조하여 본 발명의 제7 실시예를 설명할 것이다. 도 29에 따르면, 이차 배터리(BT)의 단자 전압이 입력 전압 미만일 때, 이차 배터리(BT)는 작은 전력에 의해 충전된다. 신속하게 충전될 수 없는 단자 전압의 경우에도, 배터리는 유사하게 충전된다. 검출 제어 회로(181)는 단자(T22)로부터 송신되는 전압을 검출한다. 검출된 전압은 검출 제어 회로(181)로부터 제어 회로(182)에 공급된다. 검출 제어 회로(181)는 검출된 전압에 기초하여 npn형 트랜지스터(183)의 베이스에 제어 신호를 공급한다.

트랜지스터(183)의 에미터는 단자(T23)에 접속되고, 콜렉터는 FET(184)의 게이트에 접속된다. 제어 회로(182)로부터 제어 회로(182)에 의해 제어되는 FET(184 및 185)의 게이트에는 제어 신호가 공급된다. FET(184)의 소스는 단자(T23)에 접속되고, 드레인은 FET(185)의 드레인에 접속된다. FET(185)의 소스는 이차배터리(BT)의 (-)측에 접속된다. FET(184 및 185)에는 기생 다이오드(184a 및 185a)가 제공된다. 제어 회로(182)는 검출 제어 회로(181)로부터 공급된 신호에 응답하여 FET(184 및 185)를 온/오프 시킨다.

제7 실시예에서는, FET(184)를 높은 임피던스로 설정하기 위해 트랜지스터 (183)가 턴온된다. 트랜지스터(183)의 임피던스를 변경시킴으로써, FET(184)를 오프 시키지 않고 임피던스가 제공된다.

도 30은 제7 실시예의 다른 예를 도시한다. 검출 제어 회로(181)는 검출된 전압에 기초하여 pnp형 트랜지스터(191)의 베이스에 제어 신호를 공급한다. 트랜지스터(191)의 에미터는 단자(T22)에 접속되고, 콜렉터는 이차 배터리(BT)의 플러스(+) 측에 접속된다. FET(192)의 소스는 단자(T21)에 접속되고 드레인은 FET (193)의 드레인에 접속된다. FET(193)의 소스는 이차 배터리(BT)의 (+) 측에 접속된다. FET(192)의 게이트 및 FET(193)의 게이트는 제어 회로(182)에 접속되고 제어 회로(182)로부터 제어 신호가 공급된다. FET(192 및 193)에는 기생 다이오드(192a 및 193a)가 제공된다.

전술된 구성에 의하면, 예컨대, 이차 배터리(BT)의 단자 전압이 떨어질 때, 트랜지스터(191)를 턴온시킴으로써, 단자(T22)를 통해 획득된 전원이 이차 배터리(BT)에 공급되고 충전될 수 있다.

도 31은 제7 실시예의 또 다른 예를 도시한다. 도 31에 도시된 것처럼, 단자(T21 및 T22)에 접속된 전원 유닛(201)은 작은 전력에 대해 충전 전류를 출력하는 전원이다. 단자(T22 및 T23)에 접속된 전원 유닛(202)은 배터리 팩(BP)으로부터 외부로 신호를 송신하는데 사용되는 전원이다. 검출 회로(203)는 전압 및 전류를 검출한다. 제어 회로(204)에서는, 공급된 전압 및 전류가 전원으로 사용되고, 검출된 전압 및 전류에 기초하여 제어 신호가 FET(206)의 게이트에 공급된다. 또한, 제어 회로(205)에서는, 제어 회로(204)로부터의 신호에 기초하여 FET(207 및 208)의 온/오프 동작이 제어된다. FET(206, 207 및 208)에는 기생 다이오드(206a, 207a 및 208a)가 제공된다.

전술된 것처럼 작은 전력의 충전 전원 및 신호용 전원이 사용될 수도 있다.

본 발명에 따르면, 연쇄 단락 회로를 방지하는 회로를 사용함으로써, 보다 높은 안전성이 요구되는 이차 배터리의 충전시에, 신호가 배터리 팩으로부터 충전 소자로 송신될 수 있다.

본 발명에 따르면, 적어도 3개의 단자에 의해, 전자 장치, 충전 소자 및, 배터리 팩 사이에 신호가 송신될 수 있다.

본 발명에 따르면, 배터리 팩으로부터 송신되는 신호를 형성하는 전원은 외부로부터 공급되고, 동일한 단자가 전원이 공급되는 단자 및 신호를 공급하는 단자로서 사용될 수 있다. 따라서, 배터리 팩은 3개의 단자를 갖는 것으로 충분하다. 따라서, 배터리 팩의 외부 형태의 크기가 감소될 수 있다.

본 발명에 따르면, 외부로부터 공급되는 전원을 사용함으로써, 이차 배터리(BT)의 용량에 상관없이, 보호 회로로서 제공된 스위칭 회로(SW)가 제어될 수 있다. 또한, 신호가 발생될 수 있고, 발생된 신호는 외부로 송신될 수 있다.

본 발명은 전술된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 첨부된 특허청구범위의 정신 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능하다.

Claims (13)

1. 이차 배터리를 사용하는 배터리 팩에 있어서,

   적어도 제1, 제2 및 제3 단자들;

   상기 제1, 제2 및 제3 단자들 중 한 단자로부터 신호를 송신하는 신호 송신 수단;

   상기 제1 단자 및 제2 단자들에 접속된 제1 소자, 및 상기 제2 단자 및 제3 단자들에 접속된 제2 소자를 검출하는 제1 검출 수단;

   상기 이차 배터리의 온도, 전압 및/또는 전류를 검출하는 제2 검출 수단; 및

   상기 제1 소자 또는 제2 소자가 상기 제1 검출 수단에 의해 검출될 경우 스위칭 수단을 턴온하고, 상기 제1 소자 또는 제2 소자가 상기 제1 검출 수단에 의해 검출되지 않을 경우 상기 스위칭 수단을 턴오프하는 제어 수단

   을 포함하는 배터리 팩.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 소자는 임피던스이고, 상기 제2 소자는 전원인 배터리 팩.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 검출 수단에 의해 검출되는 상기 이차 배터리의 온도, 전압 및/또는 전류가 소정의 범위를 초과할 경우, 상기 제어 수단은 상기 스위칭 수단을 턴오프하는 배터리 팩.
4. 제1항에 있어서, 신호 발생 수단이 임피던스를 변경시키고 상기 전류를 변경시킴으로써 상기 신호를 발생시키는 배터리 팩.
5. 제1항에 있어서, 상기 신호 발생 수단은 상기 전압을 변경시킴으로써 상기 신호를 발생시키는 배터리 팩.
6. 배터리 팩으로부터 외부로 신호를 송신하는 신호 송신 시스템에 있어서,

   상기 배터리 팩은,

   제1, 제2 및 제3 단자들;

   상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 직렬로 접속되는 이차 배터리 및 스위칭 수단;

   상기 제1 단자 또는 제2 단자 및 상기 제3 단자를 통해 공급되는 전원으로부터 소정의 전원을 형성하는 전력 형성 수단;

   상기 제1 단자 또는 제2 단자 및 상기 제3 단자를 통해 상기 전력 형성 수단으로부터 공급되는 상기 전원에 의해 형성되는 신호를 송신하는 신호 송신 수단; 및

   상기 스위칭 수단을 제어하는 제어 수단

   을 포함하고, 충전 소자는 통상적으로 입수 가능한 전원으로부터 상기 제1 단자 또는 제2 단자 및 상기 제3 단자를 통해 상기 배터리 팩에 공급되는 상기 전원을 획득하는 신호 송신 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 배터리 팩은 상기 전력 형성 수단으로부터 공급되는 상기 전원의 전압 및/또는 전류를 검출하는 검출 수단을 더 포함하는 신호 송신 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 검출 수단의 검출 결과에 기초하여 상기 스위칭 수단을 제어하는 신호 송신 시스템.
9. 제6항에 있어서, 상기 이차 배터리는 상기 전력 형성 수단으로부터 공급되는 상기 전원에 의해 충전되는 신호 송신 시스템.
10. 배터리 팩에 있어서,

    제1, 제2 및 제3 단자들;

    상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 직렬로 접속되는 이차 배터리 및 스위칭 수단;

    상기 제1 단자 또는 제2 단자 및 상기 제3 단자를 통해 공급되는 전원으로부터 소정의 전원을 형성하는 전력 형성 수단;

    상기 전력 형성 수단으로부터 공급되는 상기 전원에 의해 신호를 형성하고, 형성된 신호를 상기 제1 단자 또는 제2 단자 및 상기 제3 단자를 통해 송신하는 신호 송신 수단; 및

    상기 스위칭 수단을 제어하는 제어 수단

    을 포함하는 배터리 팩.
11. 제10항에 있어서, 상기 전력 형성 수단으로부터 공급되는 상기 전원의 전압 및/또는 전류를 검출하는 검출 수단을 더 포함하는 배터리 팩.
12. 제11항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 검출 수단의 검출 결과에 기초하여 상기 스위칭 수단을 제어하는 배터리 팩.
13. 제10항에 있어서, 상기 이차 배터리는 상기 전력 형성 수단으로부터 공급되는 상기 전원에 의해 충전되는 배터리 팩.