KR20040027445A

KR20040027445A - 전지 충전용 보호 회로 및 전원 장치

Info

Publication number: KR20040027445A
Application number: KR1020030066854A
Authority: KR
Inventors: 츠유쇼코우; 사쿠라이아츠시
Original assignee: 세이코 인스트루먼트 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2004-04-01
Also published as: CN1497816A; TWI273755B; TW200409922A; US20040135549A1; JP2004119268A

Abstract

웨이퍼 테스트 시간이 단축된 전지 충전용 보호 회로 및 전원 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 전지 충전용 보호 회로는: 이차 전지의 전지 상태를 모니터링하여 전지 상태 검출 신호를 출력하는 전지 상태 모니터링 회로; 상기 전지 상태 검출 신호에 응답하여, 출력 신호(CLK)를 출력하는 발진 회로; 상기 발진 회로로부터 상기 출력 신호(CLK)에 응답하여 주파수 분할된 신호를 출력하는 주파수 분할 회로; 상기 주파수 분할 회로로부터의 상기 신호에 응답하여 신호를 출력하는 논리 회로; 상기 발진 회로로부터의 상기 출력 신호(CLK)가 입력되는 제1 단자; 상기 논리 회로로부터의 상기 신호가 입력되는 제2 단자; 및 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 접속된 외부 테스트 회로를 포함한다. 상기 제1 단자는 상기 발진 회로의 입력과 접속된다.

Description

전지 충전용 보호 회로 및 전원 장치{PROTECTION CIRCUIT FOR BATTERY CHARGE}

본 발명은 전원 회로용으로 초기 측정과 이차 측정을 수행하는 경우, 고속 측정 기능을 갖는 테스트 회로에 관련된 회로와, 상기 회로를 이용하는 전지 충전용 보호 회로에 관한 것이다.

우선, 본 발명의 배경을 명확히 하기 위하여, 종래 기술이 설명될 것이다. 도 6은 종래의 전지 충전용 보호 회로에 제공된 테스트 회로의 구성을 도시한다(예컨대, 일본 특허 제2001-283932호 A 참조(도 2)). 통상적으로, 전지 충전용 보호 회로에서, 발진 회로의 발진 상태는 충전가능한 이차 전지의 전지 상태를 모니터링하는 데 사용되는 전지 상태 검출 신호에 기초하여 제어된다. 이후, 발진 회로로부터의 출력 신호(CLK)의 주파수는 주파수 분할 회로에 의하여 분할되어, 상기 주파수 분할 회로에서 논리 회로로 출력 신호를 입력시킨다. 이후, 논리 회로에 제공된 테스트용 외부 단자를 통하여 입력된 신호에 기초하여, 전지 상태 모니터링 회로와 발진 회로의 동작 상태와 기본 기능이 모니터링되고 확인된다.

여기서, 발진 회로로부터의 출력 신호(CLK)의 주기를 Tclk로 하고, 주파수 분할 회로에서의 주파수 분할회수를 n으로 하면, 주파수 분할 회로에 의하여 주파수 분할된 신호의 주파수는 발진 주파수의 1/2ⁿ의 형태로 나타내고, 그 주기는 Tclk x 2ⁿ의 형태로 나타낸다. 즉, 테스트용 외부 단자를 통하여 발진 회로의 동작 상태가 모니터링되고 확인될 때, Tclk x 2ⁿ의 지연 시간이 있다. 반도체 제품에 대한 웨이퍼 테스트는 초기 측정과 이차 측정으로 이루어진다. 초기 측정시에, 전지 상태 모니터링 회로의 기본 동작이 정상으로 수행되는 것을 확인만 할 필요가 있다. 반면, 이차 측정시에는, 회로에 대하여 트리밍이 수행되므로, 전지 상태 모니터링 회로의 기본 동작 뿐만 아니라, 발진 회로와 주파수 분할 회로 또는 논리 회로 등의 동작 상황들 및 기능들이 모두 확인되어야 한다.

또한, 웨이퍼 테스트의 초기 측정과 이차 측정 모두에 대하여 테스트용 외부 단자를 통하여 확인이 행해진다. 따라서, 주파수 분할 회로에서 유발된 지연 시간을 포함하는 테스트 시간은 상술된 바와 같이 길고, 이는 반도체 제품의 제조 비용을 증가시키는 원인들 중 한가지이다. 또한, 상술된 일본 특허 제2001-283932호 A에서, 충전식 전원 장치의 충전기 접속 단자에 규정 전압 이상의 전압이 인가될 경우, 내부 제어 회로의 지연 시간을 단축시키는 테스트 모드가 설명되어 있다. 그러나, 제어 시스템은 본 발명의 그것과는 다르고, 또한 관련 회로는 전용 테스트 회로가 아니므로, 전지 상태 모니터링 회로의 기본 동작을 지연 시간 없이 직접 모니터링할 수 없다.

상술된 바와 같이, 반도체 제품의 제조 비용은 웨이퍼 테스트 시간에 의하여 영향을 받고, 종래 기술에서 테스트 시간을 더욱 단축시킬 수 없다. 이 결과, 반도체 제품의 제조 비용의 감소를 실현하는 것은 어렵다.

상기의 관점에서, 본 발명은 종래 기술과 연관된 상술된 문제점들을 해결하고자 창안되었으며, 종래 회로에 비교하여 테스트 시간을 대폭 단축할 수 있는 전지 충전용 보호 회로를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예의 구성을 도시하는, 회로도에서 부분적인 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른, 회로도에서 부분적인 블록도이다.

도 3은 통상의 경우에서 발진 회로로부터의 출력 신호를 도시하는 파형 챠트이다.

도 4는 초기 측정 시의 발진 회로로부터의 출력 신호를 도시하는 파형 챠트이다.

도 5는 이차 측정 시의 발진 회로로부터의 출력 신호를 도시하는 파형 챠트이다.

도 6은 종래 회로의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 7은 종래의 발진 회로의 동작의 확인을 설명하는 데 유용한 파형 챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1, 2 : 테스트용 외부 단자

CLK : 발진 회로의 출력 신호

FUSE : 퓨즈

본 발명에 따르면, 웨이퍼 테스트용 초기 측정시, 종래 회로에 제공된 발진 회로의 출력 단자가 퓨즈를 통하여 하나의 테스트용 외부 단자에 동작적으로 접속되어, 충전 가능한 이차 전지의 전지 상태를 모니터링하는 데 사용되는 전지 상태 검출 신호에 기초하여 제어되는 발진 회로의 동작이 지연 시간을 유발하지 않고 모니터링되고 확인된다. 또한, 웨이퍼 테스트용 이차 측정시, 퓨즈를 끊어낸 후에도, 테스트용 외부 단자를 통하여 외부 제어 신호를 발진 회로에 인가함으로써, 발진 회로가 보다 높은 주파수 신호를 발진시키도록, 다른 테스트용 외부 단자를 통하여 전지 상태 모니터링 회로, 발진 회로, 주파수 분할 회로 또는 논리 회로 등의 동작 상태들과 기능들이 단시간으로 확인된다. 따라서, 종래의 웨이퍼 테스트 시간을 대폭 단축할 수 있는 전지 충전용 보호 회로용 테스트 회로가 제공된다.

본 발명에 따르면, 이차 전지의 전지 상태를 모니터링하여 전지 상태 검출 신호를 출력하는 전지 상태 모니터링 회로; 상기 전지 상태 검출 신호에 응답하여, 출력 신호(CLK)를 출력하는 발진 회로; 상기 발진 신호로부터 상기 출력 신호(CLK)에 응답하여 주파수 분할된 신호를 출력하는 주파수 분할 회로; 상기 주파수 분할 회로로부터 상기 신호에 응답하여 신호를 출력하는 논리 회로; 상기 발진 회로로부터의 상기 출력 신호(CLK)가 입력되는 제1 단자; 상기 논리 회로로부터의 상기 신호가 입력되는 제2 단자; 및 상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 접속된 외부 테스트 회로를 구비하고, 상기 제1 단자는 발진 회로의 입력과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 충전용 보호 회로가 제공된다.

본 발명에 따른 전지 충전용 보호 회로는 상기 발진 회로와 상기 제1 단자 사이에 제공된, 상기 발진 회로로부터의 상기 출력 신호(CLK)를 차단하는 차단 회로를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따르면, 전지 충전용 보호 회로는, 초기 측정시, 제1 단자를 통하여 상기 전지 상태 검출 신호에 기초하여 제어되는 발진 회로의 발진 상태가 모니터링되고, 이차 측정시, 차단 회로에 의해 상기 발진 회로로부터의 상기 출력 신호(CLK)가 차단되고, 상기 발진 회로의 발진 주파수가 상기 제1 단자를 통하여 입력된 신호로 가속되어 상기 주파수 분할 회로의 지연 시간을 단축함으로써 상기 제2 단자를 통하여 상기 전지 상태 모니터링 회로, 상기 발진 회로, 상기 주파수 분할 회로 또는 논리 회로의 동작 상태들과 기능들을 확인하는 데 요구되는 측정 시간을 단축하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따르면, 전지 충전용 보호 회로를 포함하는 전원 장치가 제공된다.

(바람직한 실시예의 상세한 설명)

본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전지 충전용 보호 회로에 대한 테스트 회로의 특정적인 회로 구성을 도시한다.

통상, 웨이퍼 테스트의 초기 측정이 수행될 때, 충전 가능한 이차 전지의 전지 상태를 모니터링하기 위한 전지 상태 모니터링 회로로부터의 전지 상태 검출 신호에 기초하여 발진 회로의 동작이 제어되고, 발진 회로로부터의 출력 신호(CLK)는 퓨즈(FUSE)를 통하여 발진 회로용 제어 신호로도 작용한다. 여기서, 발진 회로로부터의 출력 신호(CLK)가 레벨(LOW)인 경우, 정상인 발진 신호로 작용한다. 반면, 발진 회로로부터의 출력 신호(CLK)가 레벨(HIGH)인 경우, 출력 신호(CLK)는 발진 회로의 발진 주파수를 가속시키는 제어 신호로서 작용한다. 이 경우에서, 도 3에 도시되는 바와 같이, 출력 신호(CLK)는 통상의 발진 신호가 되지 않고, 도 4에 도시되는 바와 같이, 발진 회로로부터의 가속된 발진 신호가 된다. 도 3에 도시된 통상의 발진 신호의 주기를 Tclk로 하고, 발진 신호가 레벨(LOW)일 때의 시간의 주기(TL)과, 발진 신호가 레벨(HIGH)에 있을 때의 시간의 주기(TH)를 각각 Tclk/2로 하면, 정상 상태에서의 듀티비는 50%로 된다. 또한, 테스트용 외부 단자(1)는 발진 회로의 외부 제어 단자로서 기능한다. 따라서, 발진 회로로부터의 출력 신호의 레벨이 HIGH로 될 때, 발진 회로의 발진 주파수가 가속된다. 이 때, 발진 주파수의 가속 배수를 k로 하면, 발진 신호가 레벨(LOW)일 때의 시간의 주기(TL)는 변하지 않고, 따라서 다음과 같이 나타낸다.

TL = Tclk/2 식 (1)

그러나, 배수 k로 가속된 발진 주파수를 가지는 발진 신호가 레벨(HIGH)에 있을 때의 시간의 주기(TH)는 다음과 같이 나타낸다.

TH = Tclk/(2k) 식 (2)

따라서, 도 4에 도시된 발진 회로로부터의 가속된 발진 신호의 주기(Tclk1)는 다음과 같이 나타낸다.

Tclk1= TL+ TH= Tclk x (1+ k)/(2k) 식 (3)

배수 k는 1 보다 크기 때문에, Tclk1은 Tclk보다 작고, 따라서 주기가 단축된다는 것이 이해된다. 이 때, 듀티비(Duty)는 다음과 같이 나타낸다.

Duty = 1/(1+ k) 식 (4)

발진 주파수가 가속되지 않는 경우는 k=1으로, 따라서 듀티비(Duty)는 50%이다. 그러나, 가속 배수(k)를 10으로 설정하면, 듀티비(Duty)는 1/11로 약 9.1%이다. 그러나, 웨이퍼 테스트용 초기 측정의 경우, 충전 가능한 이차 전지의 전지 상태를 모니터링하는 전지 상태 모니터링 회로로부터의 전지 상태 검출 신호에 기초하여 제어되는 발진 회로의 발진 동작을 확인하기만 하면 된다. 따라서, 발진 회로로부터의 출력 신호(CLK)가 퓨즈(FUSE)를 통하여 테스트용 외부 단자(1)에 인가되고, 또한 테스트용 외부 단자(1)를 통하여 지연 시간을 유발하지 않고 직접 확인될 수 있으므로, 확인 시간이 짧다. 전지 상태 모니터링 회로로부터의 전지 상태 검출 신호에 기초하여 제어되는 발진 회로의 동작을 확인하기 위해서, m개의 클록들이 확인될 필요가 있다면, 본 실시예의 측정 시간(T1A)은 다음과 같이 나타낸다.

T1A = m x Tclk1 = m x Tclk x (1+k)/(2k) 식 (5)

그러나, 종래의 테스트용 외부 단자에서 획득된 측정 시간과 측정 시간(TIA)를 용이하게 비교하기 위해서, Tclk1이 Tclk 보다 작아도, 단축을 무시하여 Tclk1 대신 Tclk가 이용된다. 따라서, 본 실시예의 측정 시간(T1A)은 다음과 같이 다시 쓸 수 있다.

TlA ≒ m x Tclk 식 (6)

또한, 주파수 분할 회로에서의 주파수 분할의 회수를 n으로 하면, 도 6에 도시된 종래의 테스트용 단자에서 획득된 측정 시간은 다음과 같이 나타낸다.

T1B = m x Tclk x 2ⁿ식 (7)

따라서, 단축된 시간(DT1)은 다음과 같이 나타낸다.

DT1 = T1B-T1A = m x Tclk x (2ⁿ-1) 식 (8)

통상적으로, 주파수 분할 회로에서의 주파수 분할회수 n은 1보다 크므로, 본 실시예에서의 측정 시간(T1A)은 단축된 시간(DT1)과 비교하여 상당히 짧으므로, 무시될 수 있다.

또한, 이차 측정이 수행되는 경우, 도 1에 도시된 회로의 퓨즈(FUSE)는 절단되어 도 2에 도시되는 회로를 제공한다. 충전 가능한 이차 전지의 전지 상태를 모니터링하는 전지 상태 모니터링 회로로부터의 전지 상태 검출 신호에 기초하여 제어되는 발진 회로로부터의 출력 신호(CLK)가 주파수 분할 회로에 의하여 주파수 분할된 후, 논리 회로를 경유하여 테스트용 외부 단자(2)에 인가되어, 테스트용 외부 단자(2)에 의하여 확인된다. 주파수 분할 회로에서 지연 시간이 야기되므로, 측정 시간이 연장된다. 그러나, 테스트용 외부 단자(1)를 통하여 발진 회로에 제어 신호를 인가함으로써, 발진 회로가 높은 주파수 신호를 발진시키도록 하여, 주파수 분할 회로에서 야기된 지연 시간이 단축될 수 있다.

초기 측정과 같이, 전지 상태 모니터링 회로와 발진 회로와 주파수 분할 회로 또는 논리 회로 등의 동작들과 기능들을 확인하기 위해서, m개의 클록들을 확인해야 한다고 하면, 본 실시예에서 테스트용 외부 단자(1)를 통하여 발진 회로에 제어 신호가 인가되어 발진 주파수를 가속시킨다. 그 후, 결과적인 발진 주파수는 통상의 발진 주파수 만큼 높은 k배가 된다. 발진 회로로부터의 출력 신호(CLK)의 가속된 발진 주파수는 주파수 분할 회로에 의하여 분할되어 지연 시간을 야기한다. 그러나, 결과적인 발진 주파수는 통상의 발진 주파수의 k배로 높게 되므로, 클록 신호의 주기는 통상의 경우의 k/1, 즉 Tclk/k 가 된다. 여기서, 본 실시예의 측정 시간(T2A)은 다음과 같이 나타낸다.

T2A = m x Tclk x 2ⁿ/k 식 (9)

종래의 테스트용 외부 단자에서 획득된 측정 시간은 다음과 같이 나타낸다.

T2B = m x Tclk x 2ⁿ식 (10)

그 결과, 단축된 시간은 다음과 같이 나타낸다.

DT2 = T2B - T2A = m x Tclk x 2ⁿ(1-1/k) 식 (11)

통상적으로, 가속 배수(k)는 1보다 훨씬 크기 때문에, 본 실시예에서 측정 시간(T2A)은 단축된 시간(DT2)과 비교하여 상당히 짧으므로, 무시될 수 있다.

최종적으로, 본 실시예가 이용되면, 웨이퍼 테스트용 초기 측정 시간은 1/2ⁿ이 되고, 이차 측정 시간은 1/k이 된다. 따라서, 전체 테스트 시간이 종래의 테스트용 외부 단자에서 획득된 테스트 시간과 비교하여 대폭 단축될 수 있어, 반도체 제품의 제조 비용을 감축할 수 있다.

상기에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따르면, 충전 가능한 이차 전지의 전지 상태를 모니터링하는 전지 상태 모니터링 회로로부터의 전지 상태 검출 신호에 기초하여 제어되는 발진 회로로부터의 출력 신호(CLK)는 테스트용 외부 단자에서 직접 측정된다. 그 결과, 측정 시간은 종래의 테스트용 외부 단자에서 측정된 시간의 1/2ⁿ이 되어, 식 (8)에 나타낸 시간(DT1)이 단축된다. 또한, 웨이퍼 테스트의 이차 측정시 발진 회로의 동작이 확인될 때, 상기 동작은 테스트용 외부 단자(2)에서 확인된다. 이것은 종래의 테스트용 외부 단자에서의 동작을 확인하는 과정과 다르지 않다. 그러나, 본 발명에서, 발진 회로의 발진 주파수는 테스트용 외부 단자(1)를 통하여 입력된 제어 신호에 따라 통상의 발진 주파수 보다 높은 k배로 가속되어, 전지 상태 모니터링 회로와 발진 회로와 주파수 분할 회로 또는 논리 회로 등의 동작들과 기능들이 다른 테스트용 외부 단자에서 확인된다. 따라서, 측정 시간은 종래 방법에 따라 측정된 시간 보다 1/k 배 짧아진다. 그 결과, 식 (11)에 나타난 DT2의 시간이 단축된다. 결과적으로, 반도체 제품의 웨이퍼 테스트용으로 요구되는 시간이 대폭 단축되어, 제조 비용 등이 또한 감소될 수 있다.

Claims

이차 전지의 전지 상태를 모니터링하여 전지 상태 검출 신호를 출력하는 전지 상태 모니터링 회로;

상기 전지 상태 검출 신호에 응답하여, 출력 신호(CLK)를 출력하는 발진 회로;

상기 발진 회로로부터의 상기 출력 신호(CLK)에 응답하여 주파수 분할된 신호를 출력하는 주파수 분할 회로;

상기 주파수 분할 회로로부터의 상기 신호에 응답하여 신호를 출력하는 논리 회로;

상기 발진 회로로부터의 상기 출력 신호(CLK)가 입력되는 제1 단자;

상기 논리 회로로부터의 상기 신호가 입력되는 제2 단자; 및

상기 제1 단자와 상기 제2 단자에 접속된 외부 테스트 회로를 구비하고,

상기 제1 단자는 상기 발진 회로의 입력과 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 충전용 보호 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 발진 회로와 상기 제1 단자 사이에 제공된, 상기 발진 회로로부터의 상기 출력 신호(CLK)를 차단하는 차단 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 충전용 보호 회로.
초기 측정시, 상기 전지 상태 검출 신호에 기초하여 제어되는 상기 발진 회로의 발진 상태가 제1 단자를 통하여 모니터링되고, 이차 측정시, 상기 차단 회로에 의해 상기 발진 회로로부터의 상기 출력 신호(CLK)가 차단되고, 상기 발진 회로의 발진 주파수가 상기 제1 단자를 통하여 입력된 신호로 가속되어 상기 주파수 분할 회로의 지연 시간을 단축함으로써, 상기 제2 단자를 통하여 상기 전지 상태 모니터링 회로, 상기 발진 회로, 상기 주파수 분할 회로 또는 논리 회로의 동작 상태들과 기능들을 확인하는 데 요구되는 측정 시간을 단축시키는 것을 특징으로 하는 전지 충전용 보호 회로.
제 1 항에 따른 전지 충전용 보호 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
제 2 항에 따른 전지 충전용 보호 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
제 3 항에 따른 전지 충전용 보호 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전원 장치.