KR20030008610A - 휴대폰의 배터리 보호회로 - Google Patents

휴대폰의 배터리 보호회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대폰의 배터리 보호회로에 관한 것으로서, 과전류, 과전압, 과열 등으로 부터 배터리를 보호하기 위한 회로를 각각 분리 시켜 구성한 휴대폰의 배터리 보호회로에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 온도를 감지하기 위한 더미스터가 부착된 배터리와, 아답타에서 입력 되는 전원으로 부터 배터리를 보호하기 위한 과전압/역전압 보호회로와, 상기 과전압/역전압 보호회로로 부터 입력 받은 전원을 도통 제어하는 제2씨모스와, 상기 제2씨모스에서 입력되는 전원이 과전류이면 제어신호를 출력하는 과전류 보호회로와, 상기 과전류 보호회로의 출력 전원을 입력 받고 배터리의 전류가 누설되는 것을 방지하는 제2다이오드와, 상기 제2씨모스의 출력 전원을 입력 받아 구동되고 상기 배터리에 부착된 더미스터의 출력 신호를 입력 받아 배터리가 가열되면 제어신호를 출력하는 온도 보호회로와, 상기 제2다이오드의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰을 구동시키고, 상기 과전류 보호회로와 온도 보호회로의 제어신호를 입력 받아 상기 배터리를 충전시키는 전원과 제어신호를 출력하는 충전제어회로와, 상기 충전제어회로의 전원과 제어신호를 입력 받아 배터리에 공급되는 충전 전원을 도통 제어하는 제3씨모스와, 상기 제3씨모스로 입력 되는 전원을 감시하여 정전압/정전류가 아니면 상기 제2씨모스를 턴오프 시키는 제어신호를 출력하는 정전압/정전류 감시회로로 구성 된다.

Description

휴대폰의 배터리 보호회로{CIRCUIT TO PROTECT BATTERY FOR MOBILE PHONE}
본 발명은 휴대폰의 배터리 보호 회로에 관한 것으로, 특히 배터리에 흐르는 과전류, 과전압, 과열 등으로 부터 배터리를 보호하는 휴대폰의 배터리 보호회로에 관한 것이다.
도 1은 종래의 휴대폰 배터리 보호 회로를 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 소프트웨어적으로 배터리를 보호하는 전원관리부(20)와, 아답타(10)로 부터 입력 받은 전원을 상기 전원관리부(20)로 출력하는 제1노드(N1)와, 상기 전원관리부(20)의 제어신호에 의해 상기 제1노드(N1)의 출력 전류를 입력 받아 도통제어되는 제1씨모스(Q1)와, 상기 제1씨모스(Q1)의 출력 전류를 저항(R)을 통하여 입력 받는 다이오드(D)와, 다이오드(D)의 출력 전압을 입력 받아 상기 전원관리부(20)로 출력하는 제2노드(N2)와, 상기 제2노드(N2)의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰에 전원을 공급하기 위한 휴대폰 전원공급단자(30)와, 상기 제2노드(N2)의 출력 전원을 입력 받아 상기 전원관리부(20)의 제어신호에 의해 도통제어되는 제2씨모스(Q2)와, 상기 제2씨모스(Q2)의 출력 전원을 입력 받아 충전되는 배터리(50)와, 상기 배터리(50)의 온도를 검출하여 상기 전원관리부(20)로 전기적인 신호를 출력하는 더미스터(51)와, 상기 전원관리부(20)의 출력신호를 입력 받아 상기 전원관리부(20)로 배터리(50)를 보호하기 위한 제어신호를 출력하는 엠에스엠(40)(Mobile Station Modem)으로 구성 된다.
상기 전원관리부(20)는 하나의 칩으로 구현되어 있으며 상기 제1노드(N1)의 출력 전압을 입력 받아 아답타(10)에서 입력되는 전압을 감지하기 위한 아답타전압 감지단자(P1)와, 상기 제1씨모스(Q1)로 제어신호를 출력하여 배터리(50)로 입력되는 전원이 정전압/정전류가 아니면 제1씨모스(Q1)를 턴 오프시키는 정전압/정전류 제어단자(P2)와, 상기 저항(R)의 양단에 걸리는 전압을 감지하여 배터리(50)에 충전되는 전류를 감지하기 위한 배터리 충전전류 감지단자(P3,P4)와, 제2노드(N2)의 출력전압을 입력 받아 배터리(50)에 충전되는 전압을 감지하기 위한 배터리 충전전압 감지단자(P5)와, 상기 제2씨모스(Q2)로 제어신호를 출력 하여 배터리(50)에 공급되는 전원을 온/오프 시키는 배터리충전 제어단자(P6)와, 상기 더미스터(51)의 출력 신호를 입력 받아 배터리의 온도를 감지하기 위한 온도감지단자(P7)와, 상기 엠에스엠(40)과 제어신호를 교환하기 위한 엠에스엠단자(P8)로 구성 된다.
이와 같이 구성된 종래의 휴대폰 배터리 보호 회로에 있어서, 전원관리부(20)는 아답타전압 감지단자(P1)를 통하여 아답타(10)의 출력 전압을 감지하고, 배터리 충전전류 감지단자(P3,P4)를 통하여 배터리(50)를 충전시키는 전류의 세기를 감지하고, 배터리 충전전압 감지단자(P5)를 통하여 배터리(50)를 충전시키는 전압의 크기를 감지 한다. 또한, 전원관리부(20)는 온도감지단자(P7)를 통하여 배터리의 온도를 감지하게 된다. 이와 같이 전원관리부(20)는 아답타전압, 배터리 충전전류, 배터리 충전전압, 배터리 온도를 감지하여 감지된 신호를 엠에스엠(40)으로 전송 한다. 상기 엠에스엠(40)은 아답타전압, 배터리 충전전류, 배터리 충전전압, 배터리 온도에 이상이 있을 시 상기 전원관리부(20)로 제어신호를 출력하여 제1씨모스(Q1)와 제2씨모스(Q2)를 턴오프 시켜 아답타(10)의 전원공급을 차단시키거나 배터리 충전 전원을 차단시켜 배터리(50)를 보호하게 된다.
따라서, 종래에는 하나의 칩으로 구현되어 있으며 엠에스엠의 제어신호를 입력 받아 소프트웨어적으로 전원관리부를 제어하여 과전류, 과전압과 과열로 부터 배터리를 보호하는 장치를 사용하고 있다.
그러나, 상기와 같은 종래의 기술에 있어서, 전원관리부가 하나의 칩으로 구현되어 있기 때문에 아답타로 부터 이상전원 공급 등의 이유로 전원관리부의 자체 불량 또는 고장이 발생될 경우 소프트웨어적으로 제어가 불가능하게 되어 배터리가 손상되는 문제점이 있다. 예를 들어, 전원관리부가 동작을 못하게 되면 도 1의 제1씨모스, 저항, 다이오드, 제2씨모스를 통하여 직접 충전이 되기 때문에 과전류에 의해 배터리의 온도가 상승되어 배터리가 손상 된다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은, 과전류, 과전압, 과열 등으로 부터 배터리를 보호하기 위한 회로를 각각 분리 시킨 휴대폰의 배터리 보호회로를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 휴대폰 배터리 보호 회로를 보인 회로도.
도 2는 본 발명 휴대폰 배터리 보호 회로를 보인 회로도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
10 : 아답타 20 : 전원관리부
30 : 휴대폰 전원공급단자 40 : 엠에스엠
50 : 배터리 51 : 더미스터
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 온도를 감지하기 위한 더미스터가 부착된 배터리와, 아답타에서 입력 되는 전원으로 부터 배터리를 보호하기 위한 과전압/역전압 보호회로와, 상기 과전압/역전압 보호회로로 부터 입력 받은 전원을 도통 제어하는 제2씨모스와, 상기 제2씨모스에서 입력되는 전원이 과전류이면제어신호를 출력하는 과전류 보호회로와, 상기 과전류 보호회로의 출력 전원을 입력 받고 배터리의 전류가 누설되는 것을 방지하는 제2다이오드와, 상기 제2씨모스의 출력 전원을 입력 받아 구동되고 상기 배터리에 부착된 더미스터의 출력 신호를 입력 받아 배터리가 가열되면 제어신호를 출력하는 온도 보호회로와, 상기 제2다이오드의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰을 구동시키고, 상기 과전류 보호회로와 온도 보호회로의 제어신호를 입력 받아 상기 배터리를 충전시키는 전원과 제어신호를 출력하는 충전제어회로와, 상기 충전제어회로의 전원과 제어신호를 입력 받아 배터리에 공급되는 충전 전원을 도통 제어하는 제3씨모스와, 상기 제3씨모스로 입력 되는 전원을 감시하여 정전압/정전류가 아니면 상기 제2씨모스를 턴오프 시키는 제어신호를 출력하는 정전압/정전류 감시회로로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 휴대폰에 있어서 배터리 보호 회로의 작용 및 효과를 첨부한 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명 휴대폰 배터리 보호 회로를 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 온도를 감지하기 위한 더미스터(TH)가 부착된 배터리(170)와, 아답타(110)로 부터 전원을 입력 받고 상기 아답타(110)의 과전압 및 역전압으로 부터 상기 배터리(170)를 보호하기 위한 과전압/역전압 보호회로(120)와, 상기 과전압/역전압 보호회로(120)로 부터 입력 받은 전원을 도통 제어하는 제2씨모스(C2)와, 상기 제2씨모스(C2)의 출력전원을 입력 받아 출력하고 상기 배터리(170)의 과전류충전을 방지하기 위한 제어신호를 출력하는 과전류 보호회로(130)와, 상기 과전류 보호회로(130)의 출력 전원을 입력 받아 출력하고 배터리(130)의 전류가 누설되는 것을 방지하는 제2다이오드(D2)와, 상기 제2씨모스(C2)의 출력 전원을 입력 받고 상기 배터리(170)에 부착된 더미스터(TH)의 출력 신호를 입력 받아 배터리(170)가 가열되는 것을 방지하기 위한 제어신호를 출력하는 온도 보호회로(150)와, 상기 제2다이오드(D2)의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰을 구동시키고, 상기 배터리(170)를 충전시키기 위한 전원을 출력하며, 상기 과전류 보호회로(130)와 온도 보호회로의 제어신호를 입력 받아 상기 배터리(170)를 충전시키기 위한 온/오프 제어신호를 출력하는 충전제어회로(140)와, 상기 충전제어회로(140)의 온/오프 제어신호를 입력 받아 상기 충전제어회로(140)로 부터 입력 받은 전원을 도통 제어하여 상기 배터리를 충전시키는 제3씨모스(C3)와, 상기 충전제어회로(140)에서 상기 제3씨모스(C3)로 출력되어 배터리(170)를 충전시키는 전압과 전류를 감시하여 정전압/정전류가 아니면 상기 제2씨모스(C2)를 턴오프 시키는 제어신호를 출력하여 배터리 충전 전원을 차단하는 정전압/정전류 감시회로(160)로 구성 된다.
상기 과전압/역전압 보호회로(120)는 아답타(110)로 부터 입력되는 전원의 역전압을 방지하는 제1다이오드(D1)와, 상기 제1다이오드(D1)에 역방향 바이어스 연결되어 상기 제1다이오드(D1)의 출력 전원을 입력 받아 과전압이 되면 도통되는 제너다이오드(ZD1)와, 상기 제너다이오드(ZD1)의 타단에 연결되어 접지된 제1저항(R1)과, 상기 제1다이오드(D1)의 출력 전원을 콜렉터로 입력 받아 상기 제너다이오드(ZD1)에 과전압이 흐르면 상기 제1저항(R1)에 걸리는 전압을 제어신호로 입력 받아 도통되는 제1트랜지스터(TR1)와, 상기 제1트랜지스터(TR1)의 에미터에연결되고 타단이 접지된 제2저항(R2)과, 상기 제2저항(R2)에 걸리는 전압을 제어신호로 입력 받아 상기 제1다이오드(D1)의 출력 전원을 도통제어 하여 상기 제2씨모스(C2)로 출력하는 제1씨모스(C1)로 구성 된다.
상기 과전류 보호회로(130)는 상기 제2씨모스(C2)의 출력 전원을 제3저항(R3)을 통하여 입력 받고 타 단이 접지되어 기준전압을 생성하는 제4저항(R4)과, 상기 제2씨모스(C2)의 출력 전원을 입력 받아 상기 제2다이오드(D2)로 출력하는 제5저항(R5)과, 상기 제5저항(R5)의 출력 전원을 제6저항(R6)을 통하여 입력 받고 타 단이 접지된 제7저항(R7)과, 상기 제4저항(R4)에 걸리는 전압을 비반전단자로 입력 받고 상기 제7저항(R7)에 걸리는 전압을 반전단자로 각각 입력 받아 전압을 비교하여 상기 충전제어회로(140)로 제어신호를 출력하는 제1비교기(IC1)로 구성 된다.
상기 온도 보호회로(150)는 상기 제2씨모스(C2)의 출력 전원을 구동전압과 인에이블 신호로 입력 받는 레귤레이터(190)와, 상기 레귤레이터(190)의 출력 전원을 입력 받아 상기 배터리(170)에 부착된 더미스터(TH)로 출력하는 제9저항(R9)과, 상기 레귤레이터(190)의 출력 전원을 제10저항(R10)을 통하여 입력 받고 타 단이 접지된 제11저항(R11)과, 상기 제11저항(R11)에 걸리는 전압을 비반전 단자에 입력 받고 상기 배터리(170)에 부착된 더미스터(TH)에 걸리는 전압을 반전 단자에 입력 받아 전압을 비교하여 상기 충전제어회로(140)로 제어신호를 출력하는 제2비교기(IC2)로 구성 된다.
상기 충전제어회로(140)는 상기 제2다이오드(D2)의 출력 전원을 입력 받아휴대폰을 구동시키기 위한 전원을 출력하고 배터리(170)를 충전하기 위한 전원을 상기 제3씨모스(C3)로 출력하는 휴대폰 구동단자(180)와, 상기 휴대폰 구동단자(180)의 출력 전원을 입력 받는 제12저항(R12)과, 상기 과전류 보호회로(130)와 온도 보호회로(150)에서 각각 출력되는 제어신호와 상기 제12저항(R12)의 출력전원을 제어신호로 입력받아 도통 제어되고 상기 제2다이오드(D2)의 출력 전원을 제8저항(R8)을 통하여 콜렉터에 입력 받으며 에미터가 접지된 제2트랜지스터(TR2)로 구성된 것으로, 이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명 한다.
먼저 과전압/역전압 보호회로(120)는 아답타(110)에서 출력되는 전원의 역전압을 방지하기 위해 구비된 제1다이오드(D1)를 통하여 입력 받아 제1씨모스(C1)를 통하여 제2씨모스(C2)로 전원을 공급하게 된다. 만약, 제1다이오드(D1)를 통하여 과전압이 입력 되면 제너다이오드(ZD1)가 도통되어 제1저항(R1)에 전압이 걸리게 되고, 상기 제1저항(R1)에 걸린 전압에 의해 제1트랜지스터(TR1)는 도통 된다. 상기 제1트랜지스터(TR1)가 도통되어 제2저항(R2)에 전압이 걸리게 되고 상기 제1씨모스(C1)의 게이트에 하이 신호가 입력되어 제1씨모스(C1)는 턴 오프되어 제2씨모스(C2)로 공급 되는 전원을 차단 시킨다. 따라서, 배터리(170)에 공급되는 전원이 차단 된다.
과전류 보호회로(130)는 상기 제2씨모스(C2)의 출력 전원을 제5저항(R5)을 통하여 입력 받아 제2다이오드(D2)로 출력 시킨다. 제3저항(R3)과 제4저항(R4)에 의해 분배된 전압은 기준전압이고, 상기 기준전압 보다 높게 제6저항(R6)과 제7저항(R7)에 의해 분배된 전압을 비교전압으로 설정하면 제1비교기(IC1)는 하이 신호가 출력된다. 만약, 상기 제5저항(R5)에 과전류가 흐르게 되면 상기 제5저항(R5)의 양단에 걸리는 전압 차이가 커지게 되고 제6저항(R6)과 제7저항(R7)에 의해 분배된 비교전압은 낮아지게 된다. 상기 비교전압이 제3저항(R3)과 제4저항(R4)에 의한 기준전압보다 낮아 지게 되면 제1비교기의 출력은 로우 신호를 출력 시키게 된다. 상기 제1비교기(IC1)의 로우 신호를 입력 받은 제2트랜지스터(TR2)는 턴 오프되고, 그에 따라 제3씨모스(C3)는 턴 오프 되어 배터리(170)로 공급되는 전원이 차단 된다.
온도 보호회로(150)는 레귤레이터(190)의 전압을 제10저항(R10)과 제11저항(R11)으로 분압하여 기준전압으로 하고 제9저항(R9)과 제10저항(R10)에 의해 분배된 전압을 비교전압으로 한다. 정상 상태에서 비교전압은 기준전압보다 높게 설정 된다. 제2비교기(IC2)는 상기 기준전압과 비교전압을 입력 받아 로우 신호를 출력하여 상기 제2트랜지스터(TR2)에 하이 신호를 출력하게 된다. 만약, 배터리(170)에 부착된 더미스터(TH)는 배터리(170)의 온도가 상승하면 더미스터(TH)의 양단에 걸리는 전압은 낮아 진다. 상기 더미스터(TH)의 전압이 낮아지면 비교전압이 기준전압보다 낮아지게 되고 제2비교기(IC2)는 로우 신호를 출력하게 된다. 상기 제2비교기(IC2)의 로우 신호를 입력 받은 제2트랜지스터(TR2)는 턴 오프되고, 그에 따라 제3씨모스(C3)는 턴 오프 되어 배터리(170)로 공급되는 전원이 차단 된다.
또한, 정전압/정전류 감시회로(160)는 상기 제2다이오드(D2)에서 출력되는전압과 전류가 일정하게 유지되지 않으면 상기 제2씨모스(C2)로 하이 신호를 출력하여 제2씨모스(C2)를 턴 오프 시켜 아답타(110)의 전원공급을 차단 시킨다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 과전류, 과전압, 과열 등으로 부터 배터리를 보호하기 위한 회로를 각각 분리 시켜 구성했기 때문에 배터리 보호회로가 통째로 고장나지 않으므로 종래의 휴대폰 배터리 보호회로 보다 안정적으로 배터리를 보호 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 온도를 감지하기 위한 더미스터가 부착된 배터리와, 아답타에서 입력 되는 전원으로 부터 배터리를 보호하기 위한 과전압/역전압 보호회로와, 상기 과전압/역전압 보호회로로 부터 입력 받은 전원을 도통 제어하는 제2씨모스와, 상기 제2씨모스에서 입력되는 전원이 과전류이면 제어신호를 출력하는 과전류 보호회로와, 상기 과전류 보호회로의 출력 전원을 입력 받고 배터리의 전류가 누설되는 것을 방지하는 제2다이오드와, 상기 제2씨모스의 출력 전원을 입력 받아 구동되고 상기 배터리에 부착된 더미스터의 출력 신호를 입력 받아 배터리가 가열되면 제어신호를 출력하는 온도 보호회로와, 상기 제2다이오드의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰을 구동시키고, 상기 과전류 보호회로와 온도 보호회로의 제어신호를 입력 받아 상기 배터리를 충전시키는 전원과 제어신호를 출력하는 충전제어회로와, 상기 충전제어회로의 전원과 제어신호를 입력 받아 배터리에 공급되는 충전 전원을 도통 제어하는 제3씨모스와, 상기 제3씨모스로 입력 되는 전원을 감시하여 정전압/정전류가 아니면 상기 제2씨모스를 턴오프 시키는 제어신호를 출력하는 정전압/정전류 감시회로로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰의 배터리 보호회로.
  2. 제1항에 있어서, 과전압/역전압 보호회로는 아답타의 전원을 제1다이오드를 통하여 입력 받는 제1씨모스와, 상기 제1다이오드에 역방향 바이어스 연결된 제너다이오드와, 상기 제너다이오드의 타단에 연결된 접지된 제1저항과, 과전압이 흘러상기 제너다이오드가 도통되면 상기 제1저항에 걸리는 전압을 제어신호로 입력 받아 도통되는 제1트랜지스터와, 상기 제1트랜지스터의 에미터에 연결되고 타단이 접지된 제2저항과, 상기 제2저항에 걸리는 전압을 제어신호로 입력 받아 상기 제1다이오드의 출력 전원을 도통제어 하는 제1씨모스로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰의 배터리 보호회로.
  3. 제1항에 있어서, 과전류 보호회로는 제2씨모스의 출력 전원을 제3저항을 통하여 입력 받고 타 단이 접지되어 기준전압을 생성하는 제4저항과, 상기 제2씨모스의 출력 전원을 입력 받아 상기 제2다이오드로 출력하는 제5저항과, 상기 제5저항의 출력 전원을 제6저항을 통하여 입력 받고 타 단이 접지된 제7저항과, 상기 제4저항에 걸리는 전압을 비반전단자로 입력 받고 상기 제7저항에 걸리는 전압을 반전단자로 각각 입력 받아 전압을 비교하여 상기 충전제어회로로 제어신호를 출력하는 제1비교기로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰의 배터리 보호회로.
  4. 제1항에 있어서, 온도 보호회로는 상기 제2씨모스의 출력 전원을 구동전압과 인에이블 신호로 입력 받는 레귤레이터와, 상기 레귤레이터의 출력 전원을 입력 받아 상기 배터리에 부착된 더미스터로 출력하는 제9저항과, 상기 레귤레이터의 출력 전원을 제10저항을 통하여 입력 받고 타 단이 접지된 제11저항과, 상기 제11저항에 걸리는 전압을 비반전 단자에 입력 받고 상기 배터리에 부착된 더미스터에 걸리는 전압을 반전 단자에 입력 받아 전압을 비교하여 상기 충전제어회로로 제어신호를출력하는 제2비교기로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰의 배터리 보호회로.
  5. 제1항에 있어서, 충전제어회로는 상기 제2다이오드의 출력 전원을 입력 받아 휴대폰을 구동시키기 위한 전원을 출력하고 배터리를 충전하기 위한 전원을 상기 제3씨모스로 출력하는 휴대폰 구동단자와, 상기 휴대폰 구동단자의 출력 전원을 입력 받는 제12저항과, 상기 과전류 보호회로와 온도 보호회로에서 각각 출력되는 제어신호와 상기 제12저항의 출력전원을 베이스에 제어신호로 입력받아 도통 제어되고 상기 제2다이오드의 출력 전원을 제8저항을 통하여 콜렉터에 입력 받으며 에미터가 접지된 제2트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대폰의 배터리 보호회로.
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