KR20030071563A

KR20030071563A - 전지 상태 감시 회로

Info

Publication number: KR20030071563A
Application number: KR10-2003-0012380A
Authority: KR
Inventors: 아이카와야스노리; 사쿠라이아츠시
Original assignee: 세이코 인스트루먼트 가부시키가이샤
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2003-09-03
Also published as: TW200303640A; TWI266466B; JP2003259556A; US20030169050A1; US6771048B2; CN1444323A

Abstract

이차 전지들의 전압이 히스테리시스 전압일 때에, 이 이차 전지들이 충전 금지 상태라는 것을 나타내며 마이크로컴퓨터로부터 출력되는 충전 금지 신호에 따라, 이차 전지들의 충전을 제한하는데 사용되는 신호가 충전 제어 단자로 출력되고, 또한 충전 금지 상태의 정보를 갖는 신호가 이차 전지 제어 회로로 출력되어, 이차 전지 제어 회로부터의 히스테리시스 전압 신호의 출력을 억제한다.

Description

전지 상태 감시 회로{BATTERY STATE MONITORING CIRCUIT}

본 발명은, 이차 전지의 상태를 감시할 수 있는 전지 상태 감시 회로와, 이차 전지, 회로 제어 수단, 전지 상태 감시 회로 등이 구비된 전지 장치에 관한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 통상 전지 상태 감시 회로(20)는, 전지 전압 감시용 단자(5 내지 9), 충전 제어용 트랜지스터 게이트 접속 단자(COP), 방전 제어용 트랜지스터 게이트 접속 단자, 및 마이크로컴퓨터(19)용 제어 단자(13)를 구비하고 있다. 도 4는 전지 상태 감시 회로에 제공된 충전 제어 회로의 블록도를 도시한다.

전지 장치(21)에서는, 이차 전지(1 내지 4), 충전 제어 트랜지스터(14), 방전 제어 트랜지스터(16), 및 마이크로컴퓨터(19)가 각각 전지 상태 감시 회로(20)와 외부 단자들에 접속되어 있다. 전지 장치(21)의 외부 단자들 사이에는 이차 전지들의 전력의 공급에 의해 동작되는 외부 부하(17)(예를 들면, 노트북 퍼스널 컴퓨터의 CPU 등)와 이차 전지들(1 내지 4)을 충전하기 위한 충전기(18) 중 어느 하나가 접속된다.

이제, 전기로 이차 전지를 충전하면, 전기로 이차 전지를 만충전시에 IC로부터 충전 완료 신호가 출력되어 충전 동작을 정지시킨다. 이 때, 충전 완료 신호와 함께 히스테리시스(hysteresis) 전압 신호가 출력된다. 이 경우의 히스테리시스 전압은, 충전 동작 정지시에 전지 전압이 감소되어 재충전을 수행하는 것을 방지하기 위해서 제공되어 있다. 충전 전압의 레벨이 히스테리시스 전압 영역을 하회하게 되면, 충전 완료 상태가 해제되어, 전기로 이차 전지를 재충전할 수 있게 한다(도 5 참조).

한편, 고열 등에 기인하여 충전 동작이 금지될 때에는, 충전 완료 신호에 상관없이 마이크로컴퓨터로부터 충전 금지 신호가 출력된다. 이 때, 충전 금지 신호와 함께 히스테리시스 전압 신호가 출력되어 충전 동작을 정지시킨다(도 6 참조).

종래의 전지 상태 감시 회로 및 전지 장치에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이 고열 등에 기인하는 마이크로컴퓨터로부터의 충전 금지 신호의 발생/해제 후에, 전기로 이차 전지들을 재충전하는 것은 불가능하다. 그 결과, 방전 전압의 레벨이 히스테리시스 전압보다 낮게 되는 한 이차 전지들을 재충전할 수 없다는 문제가 있었다. 재충전 동작이 불가능하다는 것은, 충전 동작 완료시의 전지 전압보다 전지 전압의 레벨이 낮아, 이차 전지들의 만충전시보다 이차 전지들의 사용 시간이 짧게되는 것을 의미한다. 또한, 충전 동작의 주기가 짧아지기 때문에, 전지들이 빨리 저하되는 문제가 있었다.

전술한 것을 감안하여, 본 발명은 종래 기술의 전술한 문제를 해결하기 위해서 만들어졌으므로, 본 발명의 목적은 긴 지속 시간(사용 시간)을 갖는 전지 장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 히스테리시스 전압 신호의 출력에 "IC로부터의 충전 완료 신호를 출력할 때에만 히스테리시스 전압이 발생"되는 조건이 부여되므로, 마이크로컴퓨터로부터 출력되는 충전 금지 신호에만 근거하여 히스테리시스 전압 신호가 생성될 수 없는 전지 상태 감시 회로를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 전지 상태 감시 회로 및 전지 장치의 예의 구성을 도시하는 부분적으로 회로도인 블록도,

도 2는 종래 기술에 의한 전지 상태 감시 회로 및 전지 장치의 예의 구성을 도시하는 부분적으로 회로도인 블록도,

도 3은 본 발명에 의한 충전 제어 회로(15)의 예의 구성을 도시하는 블록도,

도 4는 종래 기술에 의한 충전 제어 회로(15)의 예의 구성을 도시하는 블록도,

도 5는 종래의 충방전을 설명하는데 사용하는 파형도,

도 6은 종래의 금지 신호 발생시와 금지 신호 해제시의 충방전을 설명하는데 사용되는 파형도,

도 7은 본 발명의 금지 신호 발생시와 금지 신호 해제시의 충방전을 설명하는데 사용되는 파형도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1, 2, 3, 4 : 이차 전지

5, 6, 7, 8, 9 : 전지 전압 감시용 단자

10 : 충전 제어용 트랜지스터 게이트 접속 단자(COP 단자)

11 : 충전 제어용 트랜지스터 게이트 접속 단자

12 : 이차 전지 제어 회로13 : 마이크로컴퓨터용 제어 단자

14, 16 : FET15 : 충전 제어 회로

17 : 외부 부하18 : 충전기

19 : 마이크로컴퓨터20 : 전지 상태 감시 회로

21 : 전지 장치22 : 지연 회로

도 1은 본 발명에 의한 전지 상태 감시 회로 및 전지 장치의 예의 전체 구성을 도시하는 부분적으로 회로도인 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상 전지 상태 감시 회로(20)는, 전지 전압 감시용 단자(5 내지 9), 충전 제어용 트랜지스터 게이트 접속 단자(COP), 방전 제어용 트랜지스터 게이트 접속 단자, 및 마이크로컴퓨터(19)용 제어 단자(13)를 구비하고 있다. 이차 전지 제어 회로(12)는, 전지 전압 감시용 단자(5 내지 9)를 통해 출력된 신호에 따라, 이차 전지들(1 내지 4)이 만충전 상태에 있는 것을 나타내는 충전 완료 신호와, 이차 전지들의 전압이 히스테리시스 전압이라는 것을 나타내는 히스테리시스 전압 신호를 출력하기 위한 것이다.

전지 장치(21)에서는, 이차 전지들(1 내지 4), 충전 제어 트랜지스터(14), 방전 제어 트랜지스터(16), 및 마이크로컴퓨터(19)가 각각 전지 상태 감시 회로(20)와 외부 단자들에 접속되어 있다. 전지 장치(21)의 외부 단자들 사이에 는 이차 전지들의 전력의 공급에 의해 동작되는 외부 부하(17)(예를 들면, 노트북 퍼스널 컴퓨터의 CPU 등)와 이차 전지들(1 내지 4)을 충전하기 위한 충전기(18) 중 어느 하나가 접속된다. 지연 회로(22)는 OR 회로의 출력 단자가 접속되는 입력 단자를 갖는다.

도 3은 전지 상태 감시 회로에 제공된 충전 제어 회로의 블록도를 도시하고 있다. 충전 제어 회로(15)는 이차 전지 제어 회로의 출력 단자와 마이크로컴퓨터용 제어 단자에 접속된 입력 단자를 갖는 OR 회로를 포함한다. 지연 회로(22)는 OR 회로의 출력 단자가 접속되는 입력 단자를 갖는다. AND 회로는 지연 회로의 출력 단자와 이차 전지 제어 회로의 출력 단자가 접속되는 입력 단자를 가지며, 지연 회로의 출력 단자는 충전 제어 단자에 접속되고 AND 회로의 출력 단자는 이차 전지 제어 회로에 접속되어 있다.

본 발명에서는, 도 2에 도시된 것과 비교해서 충전 제어 회로(15)의 내부의 구성이 변경되어 있다. 또한, 도 7은 본 발명의 금지 신호 발생시의 충방전을 설명하는데 사용하는 파형도이다. 도 3은 충전 제어 회로(15)의 내부 구성을 도시하는 블록도이다.

이후, 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명이 설명된다. 본 발명에서는, IC로부터 충전 완료 신호가 출력될 때에만 히스테리시스 전압 신호가 출력된다. 도3에 도시된 바와 같이, AND 회로가 종래의 충전 제어 회로에 더해지면, IC(이차 전지 제어 회로(12))로부터 충전 완료 신호가 출력되고 있을 때에만 히스테리시스 전압 신호가 출력된다.

예를 들면, 각 충전 금지 신호 및 충전 완료 신호가 H 레벨이면, IC와 마이크로컴퓨터의 상태가 모두 H 레벨일 때 및 IC(이차 전지 제어 회로(12))의 상태만이 H 레벨일 때, OFF 신호가 충전 제어 단자(COP)로 출력되기 때문에, 히스테리시스 전압 신호가 출력된다. 이것이 만충전 상태이다. 마이크로컴퓨터의 상태만이 H 레벨이면, 충전 금지 신호가 COP로 출력되기 때문에, 히스테리시스 전압 신호는 출력되지 않는다. 이 때에는 히스테리시스 전압 신호가 발생되지 않기 때문에, 금지 신호 해제시 전기로 이차 전지들을 재충전 할 수 있게 된다. 마이크로컴퓨터와 IC의 상태가 H 레벨이 아니면, COP와 히스테리시스 전압 신호는 모두 출력되지 않는다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는, 고열 등에 기인하여 충전 금지 신호가 마이크로컴퓨터로 출력되더라도, 충전 금지 신호의 해제시 재충전을 수행할 수 있게 되기 때문에, 항상 충전 전압이 최대 상태로 유지될 수 있다(도 7 참조).

본 발명의 본질은, IC로부터의 충전 금지 신호와 함께 발생되는 히스테리시스 전압의 영역 내에서 충전 금지 신호가 해제될 때에 재충전을 수행할 수 있는 기능을 가지는 한 다른 회로 구성이 채용되어도 된다는 것이다. 따라서, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 본 발명의 많은 다른 실시예들이널리 행해질 수 있는 것이 명백하므로, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 정의된 것을 제외하고는 그 특정 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 마이크로컴퓨터로부터 고열 등에 기인하여 충전 금지 신호가 발생되더라도, 충전 금지 신호가 해제되면, 재충전이 수행되므로, 이차 전지들이 본래의 사용 시간에 계속하여 사용될 수 있어 부하의 지속 시간(사용 시간)을 증가시킬 수 있다.

Claims

전지 상태 감시 회로에 있어서,

이차 전지들의 충전 전류를 제어하는데 사용되는 신호가 출력되는 충전 제어 단자;

상기 이차 전지들의 방전 전류를 제어하는데 사용되는 신호가 출력되는 방전 제어 단자;

상기 이차 전지들의 충전 전압이 감시되는 전지 전압 감시용 단자;

상기 전지 전압 감시용 단자를 통해 출력되는 신호에 따라, 상기 이차 전지들이 만충전 상태인 것을 나타내는 충전 완료 신호와, 상기 이차 전지들의 전압이 히스테리시스 전압인 것을 나타내는 히스테리시스 전압 신호를 출력하는 이차 전지 제어 회로;

상기 충전/방전 전류의 상태를 관리/제어하는데 사용되는 신호가 입력되는 마이크로컴퓨터용 제어 단자; 및

상기 마이크로컴퓨터용 제어 단자를 통해 입력되는 상기 충전/방전 전류의 상태를 관리/제어하는데 사용되는 신호와 상기 충전 완료 신호에 따라, 상기 충전 제어 단자로 상기 이차 전지들의 충전을 제어하는데 사용되는 신호를 출력하는 충전 제어 회로를 포함하고,

상기 충전 제어 회로는, 상기 이차 전지들의 전압이 히스테리시스 전압일 때에, 상기 이차 전지들이 충전 금지 상태인 것을 나타내며 상기 마이크로컴퓨터로부터 출력되는 충전 금지 신호에 따라, 상기 이차 전지들의 충전을 제한하는데 사용되는 신호를 상기 충전 제어 단자로 출력하고, 또한 상기 이차 전지 제어 회로로 충전 금지 상태의 정보를 갖는 신호를 출력하여, 상기 이차 전지 제어 회로로부터의 히스테리시스 전압 신호의 출력을 억제하는 것인 전지 상태 감시 회로.
제1항에 있어서, 상기 충전 제어 회로는, 상기 이차 전지 제어 회로의 출력 단자와 상기 마이크로컴퓨터용 제어 단자에 접속된 입력 단자를 갖는 OR 회로, 상기 OR 회로의 출력 단자가 접속된 입력 단자를 갖는 지연 회로, 및 상기 지연 회로의 출력 단자와 상기 이차 전지 제어 회로의 출력 단자가 접속된 입력 단자를 갖는 AND 회로를 포함하고, 상기 지연 회로의 출력 단자가 상기 충전 제어 단자에 접속되어 있고 상기 AND 회로의 출력 단자가 상기 이차 전지 제어 회로에 접속되어 있는 것인 전지 상태 감시 회로.