KR20040036819A - 휴대 전자기기용 배터리 팩 - Google Patents

휴대 전자기기용 배터리 팩 Download PDF

Info

Publication number
KR20040036819A
KR20040036819A KR1020020065488A KR20020065488A KR20040036819A KR 20040036819 A KR20040036819 A KR 20040036819A KR 1020020065488 A KR1020020065488 A KR 1020020065488A KR 20020065488 A KR20020065488 A KR 20020065488A KR 20040036819 A KR20040036819 A KR 20040036819A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charge
fet device
output
battery pack
reference level
Prior art date
Application number
KR1020020065488A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100898285B1 (ko
Inventor
김종삼
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020020065488A priority Critical patent/KR100898285B1/ko
Publication of KR20040036819A publication Critical patent/KR20040036819A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100898285B1 publication Critical patent/KR100898285B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 충방전이 가능한 2차 전지의 일종인, 휴대 전자기기용 배터리 팩(battery pack)에 관한 것이다.
본 발명의 배터리 팩에서는 대전류 경로 상에 위치하는 온도 퓨즈를 제거하는 대신에 충방전 FET 소자에 온도 센서를 설치하여 온도를 측정하고 이 값을 기준값과 비교한 결과에 따라 충방전 FET 소자 또는 과전류 방지용 퓨즈를 제어할 수 있도록 함으로써, 대전류 경로 상에서 온도 퓨즈를 제거할 수 있고, 이로 인해, 대전류 경로 상의 부품 배치에 여유도를 증가시키며 대전류 경로의 임피던스 상승을 억제할 수 있다.

Description

휴대 전자기기용 배터리 팩{A BATTERY PACK FOR A PORTABLE ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 휴대 전자기기용 배터리 팩(battery pack)에 관한 것으로서, 더욱상세하게는 온도 퓨즈를 대전류 경로 상에서 제거하고, 온도 센서에 의해 충방전 FET 소자의 온도를 검출하여 1차 보호 회로 또 2차 보호 회로를 제어하도록 구성된 휴대 전자기기용 배터리 팩에 관한 것이다.
일반적으로, 충방전이 가능한 2차 전지(secondary battery)는 셀룰러 폰(cellular phone), 노트북 컴퓨터, 캠코더, PDA(personal digital assistants) 등 휴대용 전자기기의 개발로 활발한 연구가 진행되고 있다. 특히, 이러한 2차 전지는 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(NiMH : nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery), 금속 리튬 전지, 공기 아연 축전지 등 다양한 종류가 개발되고 있다. 이러한 2차 전지는 그 충방전 회로와 합쳐져서 배터리 팩을 구성하며, 배터리 팩의 외부 단자를 통해 충전과 방전이 이루어진다.
도 1에는 종래의 배터리 팩의 구성이 도시되어 있다.
상기 도 1에 도시되어 있듯이, 종래의 배터리 팩은 외부 포트(11), 충방전 FET 소자(12), 온도 퓨즈(13), 퓨즈(14), 배터리 셀(15), 1차 보호회로(16), 2차 보호회로(17), 스마트 기능부(18) 및 센서 저항(19)으로 이루어져 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 배터리 팩에서는 상기 외부 포트(11)를 통해 외부의 전원 장치 또는 부하가 연결되어 충전 또는 방전 동작이 이루어진다. 상기 외부 포트(11)와 배터리 셀(15) 사이의 경로는 충방전 경로로 사용되는 대전류 경로이며, 이 대전류 경로를 통해 비교적 큰 전류가 흐른다.
상기 외부 포트(11)에 전원 장치가 연결되면, 충전 동작이 일어나며, 이 때의 충전 경로는 외부 포트(11), 충전 FET 소자, 온도 퓨즈(13), 퓨즈(14)를 거쳐 배터리 셀(15)로 이어진다. 상기 외부 포트(11)에 부하(load)가 연결되면, 방전 동작이 일어나며, 이 때의 방전 경로는 배터리 셀(15), 퓨즈(14), 온도 퓨즈(13), 방전 FET 소자, 외부 포트(11)를 거쳐 부하로 이어진다. 즉, 상기 충방전 FET 소자(12)는 충전 또는 방전 모드에 따라 교대로 동작한다.
상기 배터리 셀(15)은 그 내부의 각종 정보, 즉, 셀의 온도, 셀의 충전 전위 및 셀에 흐르는 전류량 등의 셀 관련 정보를 1차 및 2차 보호회로(16, 17)와 스마트 기능부(18)에 출력시킨다. 상기 1차 보호회로(16)는 상기 배터리 셀(15)로부터 제공된 셀 관련 정보에 따라 상기 충방전 FET 소자(12)의 온/오프를 제어한다. 상기 2차 보호회로(17)는 상기 배터리 셀(15)로부터 제공된 셀 관련 정보에 따라 상기 퓨즈(14)의 차단여부를 제어하며, 예를 들어, 상기 배터리 셀(15)에 과전류가 흐를 경우에는 이를 감지하여 퓨즈(14)의 양단을 턴오프시킴으로써 배터리 셀(15)에 과전류가 흐르는 것을 방지한다. 상기 스마트 기능부(18)는 배터리 셀의 충전 상태 표시, 과충전 또는 과소 충전의 회피를 위한 경고 등의 기능을 수행한다. 상기 온도 퓨즈(13)는 상기 충방전 FET 소자(12)의 온도 상태를 검출하여 정격 온도 이상인 경우에 양단을 차단시킴으로써, 상기 충방전 FET 소자(12)가 이상 현상에 의해 발화, 연소 또는 폭발하는 것을 방지한다.
이와 같이 구성된 종래의 배터리 팩에서는, 대전류 경로 상에 온도 퓨즈가 구비되어 있으므로, 대전류 경로 상의 소자 배치 설계에 어느 정도 제한을 가하는 요소가 되며, 상기 온도 퓨즈로 인해 대전류 경로의 임피던스(impeadance)가 상승하는 문제점도 발생하였다. 즉, 종래의 배터리 팩 구조는 고전력을 구현하기 위한 회로 설계에 어느 정도 한계를 줄 뿐 아니라 대전류 경로의 임피던스 상승으로 에너지 효율도 떨어뜨린다.
본 발명은 상기한 바와 같은 기술적 배경 하에서 종래의 기술적 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 대전류 경로에서 온도 퓨즈를 제거하는 대신에 충방전 FET 소자에 온도 센서를 설치하여 온도를 측정하고 이 값을 기준값과 비교한 결과에 따라 충방전 FET 소자 또는 과전류 방지용 퓨즈를 제어할 수 있도록 한 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 배터리 팩의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 도시한 도면.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11 : 외부 포트 12 : 충방전 FET 소자
14 : 퓨즈 15 : 배터리 셀
16 : 1차 보호 회로 17 : 2차 보호 회로
18 : 스마트 기능부 19 : 센서 저항
21 : 온도 센서 22 : 기준 레벨 설정부
23 : 비교기
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1특징에 따른 배터리 팩은, 대전류 경로 상에 충방전 FET 소자와 퓨즈를 구비하고 있으며,
외부의 전원 장치 또는 부하와 연결되는 외부 포트;
충전 또는 방전 모드에서 에너지를 축적하거나 저장된 에너지를 제공하는 기능을 수행하는 배터리 셀;
상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 충전 모드에 따라 상기 충방전 FET 소자의 온/오프를 제어하는 1차 보호회로;
상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 과전류 흐름 유무에 따라 상기 퓨즈의 차단여부를 제어하기 위한 신호를 출력시키는 2차 보호회로;
상기 충방전 FET 소자의 온도를 검출하는 온도 센서; 및,
상기 온도 센서에서 검출된 온도를 기준레벨과 비교하고, 그 결과를 상기 2차 보호회로의 출력과 논리합 연산하여 상기 퓨즈의 제어 신호로서 출력시키는 연산 수단을 포함한다.
또한, 본 발명의 제2특징에 따른 배터리 팩은, 대전류 경로 상에 충방전 FET 소자와 퓨즈를 구비하고 있으며,
외부의 전원 장치 또는 부하와 연결되는 외부 포트;
충전 또는 방전 모드에서 에너지를 축적하거나 저장된 에너지를 제공하는 기능을 수행하는 배터리 셀;
상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 충전 모드에 따라 상기 충방전 FET 소자의 온/오프를 제어하기 위한 신호를 출력시키는 1차 보호회로;
상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 과전류 흐름 유무에 따라 상기 퓨즈의 차단여부를 제어하는 2차 보호회로;
상기 충방전 FET 소자의 온도를 검출하는 온도 센서; 및,
상기 온도 센서에서 검출된 온도를 기준레벨과 비교하고, 그 결과를 상기 1차 보호회로의 출력과 논리합 연산하여 상기 충방전 FET 소자의 온/오프를 제어하는 신호로서 출력시키는 연산 수단을 포함한다.
또한, 본 발명의 제3특징에 따른 배터리 팩은, 대전류 경로 상에 충방전 FET 소자와 퓨즈를 구비하고 있으며,
외부의 전원 장치 또는 부하와 연결되는 외부 포트;
충전 또는 방전 모드에서 에너지를 축적하거나 저장된 에너지를 제공하는 기능을 수행하는 배터리 셀;
상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 충전 모드에 따라 상기 충방전 FET 소자의 온/오프를 제어하는 1차 보호회로;
상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 과전류 흐름 유무에 따라 상기 퓨즈의 차단여부를 제어하기 위한 신호를 출력시키는 2차 보호회로;
상기 충방전 FET 소자의 온도를 검출하는 온도 센서;
상기 온도 센서에서 검출된 온도를 기준레벨과 비교하고, 그 결과를 상기 1차 보호회로의 출력과 논리합 연산하여 상기 충방전 FET 소자의 온/오프를 제어하는 신호로서 출력시키는 제1연산 수단; 및,
상기 온도 센서에서 검출된 온도를 기준레벨과 비교하고, 그 결과를 상기 2차 보호회로의 출력과 논리합 연산하여 상기 퓨즈의 제어 신호로서 출력시키는 제2연산 수단을 포함한다.
상기 설명된 본 발명의 각 특징에 따른 배터리 팩에서는 대전류 경로 상에 위치하는 온도 퓨즈를 제거하는 대신에 충방전 FET 소자에 온도 센서를 설치하여 온도를 측정하고 이 값을 기준값과 비교한 결과에 따라 충방전 FET 소자 또는 과전류 방지용 퓨즈를 제어할 수 있도록 함으로써, 대전류 경로 상의 부품 배치에 여유도를 증가시키며 대전류 경로의 임피던스 상승을 억제할 수 있다.
상기 설명된 본 발명의 목적, 기술적 구성 및 그 효과는 아래의 실시예에 대한 설명을 통해 보다 명백해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2에는 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩의 구성이 도시되어 있다.
상기 도 2에 도시된 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩에서는 충방전 FET 소자에서 측정된 온도를 기준 레벨과 비교하고, 그 비교 결과를 퓨즈의 제어에 이용하는 것에 기술적 특징이 있다.
상기 도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩은 외부 포트(11), 충방전 FET 소자(12), 퓨즈(14), 배터리 셀(15), 1차 보호회로(16), 2차 보호회로(17), 스마트 기능부(18), 센서 저항(19), 온도 센서(21), 기준레벨 설정부(22), 비교기(23) 및 OR 게이트(24)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩에서는 상기 외부 포트(11)를 통해 외부의 전원 장치 또는 부하(load)가 연결되어 충전 또는 방전 동작이 수행된다. 상기 외부 포트(11)와 배터리 셀(15) 사이의 경로는 충방전 경로로 사용되는 대전류 경로이며, 이 대전류 경로에는 비교적 큰 전류가 흐른다.
상기 외부 포트(11)에 전원 장치가 연결되어 충전 동작이 일어나면, 이 때의 충전 경로는 전원 장치를 시작으로 하여 외부 포트(11), 충전 FET 소자, 퓨즈(14)를 거쳐 배터리 셀(15)로 이어진다. 그 반대로, 상기 외부 포트(11)에 부하가 연결되어 방전 동작이 일어나면, 이 때의 방전 경로는 배터리 셀(15), 퓨즈(14), 방전 FET 소자, 외부 포트(11)를 거쳐 부하로 이어진다. 즉, 상기 충방전 FET 소자(12)는 충전 FET 소자와 방전 FET 소자로 구성되며, 충전 또는 방전 모드에 따라 교대로 동작한다.
상기 배터리 셀(15)은 그 내부의 각종 정보, 즉, 셀의 온도, 셀의 충전 전위 및 셀에 흐르는 전류량 등의 셀 관련 정보를 1차 및 2차 보호회로(16, 17)와 스마트 기능부(18)에 출력시킨다. 상기 1차 보호회로(16)는 상기 배터리 셀(15)로부터 제공된 셀 관련 정보에 따라 상기 충방전 FET 소자(12)의 온/오프를 제어한다. 즉, 상기 1차 보호회로(16)는 배터리 셀(15)의 충전 상태 및 충방전 모드에 따라 충전 FET 소자 또는 방전 FET 소자 중 하나를 동작시킨다. 상기 2차 보호회로(17)는 상기 배터리 셀(15)로부터 제공된 셀 관련 정보에 따라 상기 퓨즈(14)의 차단여부를 제어하기 위한 신호를 출력시킨다. 보다 구체적으로, 상기 2차 보호회로(17)는 상기 배터리 셀(15)에 과전류가 흐를 경우에 이를 감지하여 퓨즈(14)의 양단을 턴오프시키기 위한 신호를 출력시킴으로써, 상기 배터리 셀(15)에 과전류가 흐르는 것을 방지한다. 상기 스마트 기능부(18)는 상기 배터리 셀(15)로부터 제공된 셀 관련 정보에 따라 충전 상태 표시, 과충전 또는 과소 충전의 회피를 위한 경고 등의 기능을 수행한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 배터리 팩에서는 충방전 FET 소자(12)에 온도 센서(21)가 구비되어 있다. 상기 온도 센서(21)는 서미스트(thermistor)로 구현될 수 있으며, 상기 충방전 FET 소자(12)의 온도를 검출한다. 상기 온도 센서(21)에서 검출된 온도값은 비교기(23)로 출력되고, 상기 비교기(23)에서는 검출된 온도값과 상기 기준레벨 설정부(22)에서 제공된 기준 레벨을 비교하여 상기 충방전 FET 소자(12)의 온도가 정격 온도보다 높은지를 판단한다. 상기 비교기(23)의 출력은 OR 게이트(24)로 보내지고, 상기 OR 게이트(24)에 의해 비교기(23)의 출력과 2차보호회로(17)의 출력에 대해 논리합 연산이 수행된다. 상기 OR 게이트(24)의 출력에 의해 상기 퓨즈(14)가 제어된다. 따라서, 2차 보호회로(17)에 의해 배터리 셀(15)에 과전류가 흐르는 것이 감지되거나 비교기(23)에 의해 상기 충방전 FET 소자(12)의 온도가 정격 온도 이상으로 높아지면, 상기 퓨즈(14)가 차단되도록 동작한다. 이렇게 구성함으로써, 대전류 경로 상에서 온도 퓨즈가 제거될 수 있으므로, 대전류 경로 상의 부품 배치에 여유도를 증가시키며 대전류 경로의 임피던스 상승을 억제할 수 있다.
도 3에는 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩의 구성이 도시되어 있다.
상기 도 3에 도시된 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩에서는 충방전 FET 소자에서 측정된 온도를 기준 레벨과 비교하고, 그 비교 결과를 상기 충방전 FET 소자의 온/오프 제어에 이용하는 것에 기술적 특징이 있다.
상기 도 3에 도시된 배터리 팩의 각 구성 요소 중에서 상기 제1실시예의 배터리 팩의 구성 요소와 중복되는 것에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용되고 있으며, 동일한 도면 부호를 사용한 구성 요소는 그 기능 및 구성에 있어서도 상기 제1실시예의 구성 요소와 동일하므로, 중복을 피하기 위해 여기서는 그 설명을 생략한다.
도 3을 참조하면, 상기 충방전 FET 소자(12)에는 온도 센서(31)가 구비되어 있다. 상기 온도 센서(31)는 서미스트(thermistor)로 구현될 수 있으며, 상기 충방전 FET 소자(12)의 온도를 검출한다. 상기 온도 센서(31)에서 검출된 온도값은 비교기(33)로 출력되고, 상기 비교기(33)에서는 검출된 온도값과 상기 기준레벨 설정부(32)에서 제공된 기준 레벨을 비교하여 상기 충방전 FET 소자(12)의 온도가 정격 온도보다 높은지를 판단한다. 상기 비교기(33)의 출력은 OR 게이트(34)로 보내지고, 상기 OR 게이트(34)에 의해 비교기(33)의 출력과 1차 보호회로(16)의 출력에 대해 논리합 연산이 수행된다. 본 발명의 제2실시예에 따른 배터리 팩에서는 상기 OR 게이트(34)의 출력에 의해 상기 충방전 FET 소자(12)의 온/오프가 제어된다. 따라서, 상기 1차 보호회로(16)에 의해 상기 배터리 셀(15)의 충전 상태 및 충방전 모드에 따라 상기 충방전 FET 소자(12)의 온/오프가 제어되는 한편, 상기 비교기(33)의 출력에 의해 상기 충방전 FET 소자(12)의 온도가 정격 온도보다 높을 경우에 해당 FET 소자가 턴오프되도록 제어된다. 이렇게 구성함으로써, 대전류 경로 상에서 온도 퓨즈가 제거될 수 있으므로, 대전류 경로 상의 부품 배치에 여유도가 증가될 수 있고, 대전류 경로의 임피던스 상승이 억제될 수 있다.
상기 제1실시예와 제2실시예의 배터리 팩은 온도 퓨즈를 대전류 경로 상에서 제거한 것에 특징이 있으며, 제1실시예에서는 충방전 FET 소자의 온도가 비정상적일 경우에 퓨즈의 양단을 턴오프시키도록 구성하였고, 제2실시예에서는 동일한 경우에 대해 충방전 FET 소자의 해당 FET 소자를 턴오프시키도록 구성한 것에 기술적 차이가 있다.
한편, 제1실시예와 제2실시예의 기술적 구성을 서로 결합한 배터리 팩도 가능하다. 예를 들어, 비교기, 기준레벨 설정부 및 OR 게이트를 두개씩 구비하도록 하고, 온도 센서에서 검출된 충방전 FET 소자의 온도를 각각의 기준레벨과 비교하고 그 결과에 따라 상기 충방전 FET 소자 및 퓨즈를 제어하도록 구성하는 방법도가능하다. 이 때, 각 기준레벨 설정부의 기준레벨은 서로 다르게 설정된다. 이것은 충방전 FET 소자를 턴오프시키기 위한 정격 온도와 퓨즈를 차단하기 위한 정격 온도의 레벨이 서로 다르기 때문이다.
다음으로, 도 4를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리 팩에 대해 설명한다.
상기 도 4에 도시된 본 발명의 제3실시예에 따른 배터리 팩에서는 충방전 FET 소자에서 측정된 온도를 기준 레벨과 비교하고, 그 비교 결과를 외부 포트를 통해 충전기용 제어 정보로서 외부에 출력시키는 것에 기술적 특징이 있다.
상기 도 4에 도시된 배터리 팩의 각 구성 요소 중에서 상기 제1실시예의 배터리 팩의 구성 요소와 중복되는 것에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용되고 있으며, 동일한 도면 부호를 사용한 구성 요소는 그 기능 및 구성에 있어서도 상기 제1실시예의 구성 요소와 동일하므로, 중복을 피하기 위해 여기서는 그 설명을 생략한다.
도 4를 참조하면, 충방전 FET 소자(12)에는 온도 센서(41)가 구비되어 있다. 상기 온도 센서(41)는 서미스트(thermistor)로 구현될 수 있으며, 상기 충방전 FET 소자(12)의 온도를 검출한다. 상기 온도 센서(41)에서 검출된 온도값은 비교기(43)로 출력되고, 상기 비교기(43)에서는 검출된 온도값과 상기 기준레벨 설정부(42)에서 제공된 기준 레벨을 비교하여 상기 충방전 FET 소자(12)의 온도가 정격 온도보다 높은지를 판단한다. 상기 비교기(43)의 출력은 외부 포트(11)로 보내져서 충전기 회로가 있는 세트(set)로 전송되며, 이러한 충전기 회로에서 제어용 정보로서사용될 수 있다.
상기 도 4에 도시된 제3실시예는 상기 제1 및 제2실시예와 결합하여 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1실시예와 제2실시예를 결합한 구성에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, 상기 도 2에 도시된 제1실시예의 배터리 팩에서 비교기(23)의 출력을 OR 게이트(24)에 제공함과 동시에 외부 포트(11)에 제공하는 것도 가능하다. 또한, 상기 도 3에 도시된 제2실시예의 배터리 팩에서 비교기(33)의 출력을 OR 게이트(34)에 제공함과 동시에 외부 포트(11)에 제공하는 것도 가능하다. 또한, 상기 제1실시예와 제2실시예를 결합하여 충방전 FET 소자와 퓨즈 각각에 대해 비교기, 기준레벨 설정부 및 OR 게이트를 하나씩 구비한 경우에도, 각 비교기의 출력을 대응하는 OR 게이트에 제공함과 동시에 외부 포트에도 제공하도록 구성하는 것도 가능하다.
이상으로 설명된 바와 같이, 본 발명에서는 대전류 경로 상에 위치하는 온도 퓨즈를 제거하는 대신에 충방전 FET 소자에 온도 센서를 설치하여 온도를 측정하고 이 값을 기준값과 비교한 결과에 따라 충방전 FET 소자 또는 과전류 방지용 퓨즈를 제어할 수 있도록 함으로써, 대전류 경로 상에서 온도 퓨즈를 제거할 수 있고, 이로 인해, 대전류 경로 상의 부품 배치에 여유도를 증가시키며 대전류 경로의 임피던스 상승을 억제할 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 배터리 팩은 고전력의 회로 설계의 한계를 극복할 수 있고, 충방전 FET 소자를 그 주변 온도에 따라 더욱 안정적으로 보호할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (15)

  1. 대전류 경로 상에 충방전 FET 소자와 퓨즈를 구비한 배터리 팩에 있어서,
    외부의 전원 장치 또는 부하와 연결되는 외부 포트;
    충전 또는 방전 모드에서 에너지를 축적하거나 저장된 에너지를 제공하는 기능을 수행하는 배터리 셀;
    상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 충전 모드에 따라 상기 충방전 FET 소자의 온/오프를 제어하는 1차 보호회로;
    상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 과전류 흐름 유무에 따라 상기 퓨즈의 차단여부를 제어하기 위한 신호를 출력시키는 2차 보호회로;
    상기 충방전 FET 소자의 온도를 검출하는 온도 센서; 및,
    상기 온도 센서에서 검출된 온도를 기준레벨과 비교하고, 그 결과를 상기 2차 보호회로의 출력과 논리합 연산하여 상기 퓨즈의 제어 신호로서 출력시키는 연산 수단을 포함하는
    배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연산 수단은
    상기 충방전 FET 소자의 정격 온도의 값을 기준레벨로서 설정하고 있는 기준레벨 설정부;
    상기 온도 센서에서 검출된 온도와 상기 기준레벨 설정부의 기준레벨을 비교하는 비교기; 및,
    상기 비교기의 출력과 상기 2차 보호회로의 출력에 대해 논리합 연산을 수행하여 그 결과를 상기 퓨즈에 출력시키는 OR 게이트를 포함하는
    배터리 팩.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 비교기의 출력은 상기 OR 게이트에 출력됨과 동시에 충전기용 제어 정보로서 상기 외부 포트에 출력되는
    배터리 팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 충방전 FET 소자는 충전 FET 소자와 방전 FET 소자로 구성되며, 상기 충전 FET 소자와 방전 FET 소자는 충방전 모드에 따라 서로 교대로 동작하는
    배터리 팩.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 제공받아서 충전 상태 표시, 과충전 또는 과소 충전의 경고 기능을 수행하는 스마트 기능부를 더 포함하는
    배터리 팩.
  6. 대전류 경로 상에 충방전 FET 소자와 퓨즈를 구비한 배터리 팩에 있어서,
    외부의 전원 장치 또는 부하와 연결되는 외부 포트;
    충전 또는 방전 모드에서 에너지를 축적하거나 저장된 에너지를 제공하는 기능을 수행하는 배터리 셀;
    상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 충전 모드에 따라 상기 충방전 FET 소자의 온/오프를 제어하기 위한 신호를 출력시키는 1차 보호회로;
    상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 과전류 흐름 유무에 따라 상기 퓨즈의 차단여부를 제어하는 2차 보호회로;
    상기 충방전 FET 소자의 온도를 검출하는 온도 센서; 및,
    상기 온도 센서에서 검출된 온도를 기준레벨과 비교하고, 그 결과를 상기 1차 보호회로의 출력과 논리합 연산하여 상기 충방전 FET 소자의 온/오프를 제어하는 신호로서 출력시키는 연산 수단을 포함하는
    배터리 팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연산 수단은
    상기 충방전 FET 소자의 정격 온도의 값을 기준레벨로서 설정하고 있는 기준레벨 설정부;
    상기 온도 센서에서 검출된 온도와 상기 기준레벨 설정부의 기준레벨을 비교하는 비교기; 및,
    상기 비교기의 출력과 상기 1차 보호회로의 출력에 대해 논리합 연산을 수행하여 그 결과를 상기 충방전 FET 소자에 출력시키는 OR 게이트를 포함하는
    배터리 팩.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 비교기의 출력은 상기 OR 게이트에 출력됨과 동시에 충전기용 제어 정보로서 상기 외부 포트에 출력되는
    배터리 팩.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 충방전 FET 소자는 충전 FET 소자와 방전 FET 소자로 구성되며, 상기 충전 FET 소자와 방전 FET 소자는 충방전 모드에 따라 서로 교대로 동작하는
    배터리 팩.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 제공받아서 충전 상태 표시, 과충전 또는 과소 충전의 경고 기능을 수행하는 스마트 기능부를 더 포함하는
    배터리 팩.
  11. 대전류 경로 상에 충방전 FET 소자와 퓨즈를 구비한 배터리 팩에 있어서,
    외부의 전원 장치 또는 부하와 연결되는 외부 포트;
    충전 또는 방전 모드에서 에너지를 축적하거나 저장된 에너지를 제공하는 기능을 수행하는 배터리 셀;
    상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 충전 모드에 따라 상기 충방전 FET 소자의 온/오프를 제어하는 1차 보호회로;
    상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 입력받아서 과전류 흐름 유무에 따라 상기 퓨즈의 차단여부를 제어하기 위한 신호를 출력시키는 2차 보호회로;
    상기 충방전 FET 소자의 온도를 검출하는 온도 센서;
    상기 온도 센서에서 검출된 온도를 기준레벨과 비교하고, 그 결과를 상기 1차 보호회로의 출력과 논리합 연산하여 상기 충방전 FET 소자의 온/오프를 제어하는 신호로서 출력시키는 제1연산 수단; 및,
    상기 온도 센서에서 검출된 온도를 기준레벨과 비교하고, 그 결과를 상기 2차 보호회로의 출력과 논리합 연산하여 상기 퓨즈의 제어 신호로서 출력시키는 제2연산 수단을 포함하는
    배터리 팩.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1연산 수단은
    상기 충방전 FET 소자의 정격 온도의 값을 기준레벨로서 설정하고 있는 제1기준레벨 설정부; 상기 온도 센서에서 검출된 온도와 상기 기준레벨 설정부의 기준레벨을 비교하는 제1비교기; 및, 상기 제1비교기의 출력과 상기 1차 보호회로의 출력에 대해 논리합 연산을 수행하여 그 결과를 상기 충방전 FET 소자에 출력시키는 제1의 OR 게이트를 포함하고,
    상기 제2연산 수단은
    상기 충방전 FET 소자의 정격 온도의 값을 기준레벨로서 설정하고 있는 제2기준레벨 설정부; 상기 온도 센서에서 검출된 온도와 상기 기준레벨 설정부의 기준레벨을 비교하는 제2비교기; 및, 상기 제2비교기의 출력과 상기 2차 보호회로의 출력에 대해 논리합 연산을 수행하여 그 결과를 상기 퓨즈에 출력시키는 제2의 OR 게이트를 포함하는
    배터리 팩.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1비교기의 출력은 상기 제1의 OR 게이트에 출력됨과 동시에 충전기용 제어 정보로서 상기 외부 포트에 출력되고,
    상기 제2비교기의 출력은 상기 제2의 OR 게이트에 출력됨과 동시에 충전기용 제어 정보로서 상기 외부 포트에 출력되는
    배터리 팩.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 충방전 FET 소자는 충전 FET 소자와 방전 FET 소자로 구성되며, 상기 충전 FET 소자와 방전 FET 소자는 충방전 모드에 따라 서로 교대로 동작하는
    배터리 팩.
  15. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리 셀로부터 셀 관련 정보를 제공받아서 충전 상태 표시, 과충전 또는 과소 충전의 경고 기능을 수행하는 스마트 기능부를 더 포함하는
    배터리 팩.
KR1020020065488A 2002-10-25 2002-10-25 휴대 전자기기용 배터리 팩 KR100898285B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020065488A KR100898285B1 (ko) 2002-10-25 2002-10-25 휴대 전자기기용 배터리 팩

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020065488A KR100898285B1 (ko) 2002-10-25 2002-10-25 휴대 전자기기용 배터리 팩

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040036819A true KR20040036819A (ko) 2004-05-03
KR100898285B1 KR100898285B1 (ko) 2009-05-18

Family

ID=37335460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020065488A KR100898285B1 (ko) 2002-10-25 2002-10-25 휴대 전자기기용 배터리 팩

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100898285B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014200640A1 (de) 2014-01-16 2015-07-30 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem und Verfahren zur Trennung eines Batteriesystems von einem angeschlossenen elektrischen Verbraucher
US20160301224A1 (en) * 2015-04-10 2016-10-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery protection circuit
KR20170142453A (ko) * 2016-06-17 2017-12-28 주식회사 엘지화학 고온에 대한 이중화 보호 판별회로 및 구동방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102337495B1 (ko) 2019-12-20 2021-12-09 삼성에스디아이 주식회사 부하 제어회로 감지시스템

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3443238B2 (ja) * 1996-06-20 2003-09-02 三洋電機株式会社 保護回路を備えるパック電池
KR20000046537A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 강병호 무선 전화기 배터리의 과충전 방지 장치 및 방법
JP2000299940A (ja) * 1999-02-14 2000-10-24 Yazaki Corp 充電装置
CN1178328C (zh) * 1999-05-17 2004-12-01 松下电器产业株式会社 二次电池的保护电路及保护元件
JP2002191130A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Nec Tokin Tochigi Ltd 逆充電防止回路

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014200640A1 (de) 2014-01-16 2015-07-30 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem und Verfahren zur Trennung eines Batteriesystems von einem angeschlossenen elektrischen Verbraucher
US20160301224A1 (en) * 2015-04-10 2016-10-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery protection circuit
US10389148B2 (en) * 2015-04-10 2019-08-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery protection circuit employing thermistor sensing of charging switch and discharging switch
KR20170142453A (ko) * 2016-06-17 2017-12-28 주식회사 엘지화학 고온에 대한 이중화 보호 판별회로 및 구동방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100898285B1 (ko) 2009-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7808212B2 (en) Temperature-based charge and discharge control for a battery
KR102028170B1 (ko) 셀 밸런싱 회로 및 이를 구비한 배터리 팩
KR101081078B1 (ko) 센스 저항 파괴를 감지하여 배터리 팩을 보호하는 장치 및 방법
US8854780B2 (en) Protection circuit of battery pack and battery pack using the same
EP2568526B1 (en) Battery pack
CA2594608C (en) Temperature-based charge and discharge control for a battery
KR101264428B1 (ko) 배터리 팩
KR101222334B1 (ko) 배터리 팩
KR20110134751A (ko) 배터리 팩 및 이의 제어 방법
KR102320116B1 (ko) 배터리 팩 보호 장치
US20240305124A1 (en) Battery pack
JP2003174720A (ja) 二次電池の保護回路及び保護回路用ｉｃ
KR20150107032A (ko) 배터리 팩
KR20080067948A (ko) 하이브리드 전지 및 이를 충방전하는 방법
KR101093986B1 (ko) 배터리 팩의 보호회로
JP2002078222A (ja) リチウムイオン二次電池の充電回路とパック電池
KR100898285B1 (ko) 휴대 전자기기용 배터리 팩
KR101578707B1 (ko) 배터리 팩 및 이의 제어 방법
KR101610878B1 (ko) 배터리 팩 관리 장치 및 방법
KR100889523B1 (ko) 열감지 퓨즈를 이용한 배터리 팩
JP2010011574A (ja) 充放電制御回路
KR100696810B1 (ko) 하이브리드 이차 전지
KR20090060023A (ko) 배터리 팩
KR100536529B1 (ko) 배터리 팩의 보호 회로
US20130202916A1 (en) Battery pack

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130422

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140423

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150421

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160419

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180503

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190502

Year of fee payment: 11