KR20110133433A - 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치 - Google Patents

배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110133433A
KR20110133433A KR1020110052892A KR20110052892A KR20110133433A KR 20110133433 A KR20110133433 A KR 20110133433A KR 1020110052892 A KR1020110052892 A KR 1020110052892A KR 20110052892 A KR20110052892 A KR 20110052892A KR 20110133433 A KR20110133433 A KR 20110133433A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit
secondary battery
current
battery
voltage
Prior art date
Application number
KR1020110052892A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101791694B1 (ko
Inventor
히로시 사이토
가즈아키 사노
Original Assignee
세이코 인스트루 가부시키가이샤
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 세이코 인스트루 가부시키가이샤 filed Critical 세이코 인스트루 가부시키가이샤
Publication of KR20110133433A publication Critical patent/KR20110133433A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101791694B1 publication Critical patent/KR101791694B1/ko

Links

Images

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
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • 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]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • 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]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • 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
    • H02J7/00302—Overcharge protection
    • 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
    • H02J7/00306—Overdischarge protection
    • 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
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • 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
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

(과제) 1 개의 2 차 전지가 과충전 상태 또는 과방전 상태가 되었을 때, 전압 검출 회로가 동작해도 1 개의 2 차 전지만의 전력을 소비하지 않는 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치를 제공한다.
(해결 수단) 배터리 상태 감시 회로는, 복수의 2 차 전지의 각각에 형성된 2 차 전지의 전압을 검출하는 복수의 전압 검출 회로와, 복수의 전압 검출 회로의 각각에 형성된 전압 검출 회로의 동작 전류를 그라운드 단자에 흐르게 하는 전류 바이패스 회로를 구비한다. 배터리 장치는, 1 개의 2 차 전지만이 과충전 상태 또는 과방전 상태가 되었을 때에, 2 차 전지 전체의 전력이 소비되어, 2 차 전지 사이의 전압이 언밸런스가 되지 않게 동작한다.

Description

배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치{BATTERY STATE MONITORING CIRCUIT AND BATTERY DEVICE}
본 발명은, 복수의 2 차 전지의 충방전을 제어하는 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치에 관한 것이다.
도 4 에, 종래의 배터리 장치의 회로도를 나타낸다. 종래의 배터리 장치는, 2 차 전지로서 2 개의 전지 (301 과 302) 가 배터리 상태 감시 회로의 전원 단자 +VB 와 -VB 사이에 직렬로 삽입되어 있다. 또, 2 개의 전지의 접속점은 배터리 상태 감시 회로의 VI 단자에 접속되어 있다. 전지 (301) 의 전압은 전압 분할 회로 (304) 에 의해 분할되고, 그 분할 전압을 전압 검출 회로 (305) 에서 검출하고 있다. 전압 검출 회로 (305) 의 출력은 제어 회로 (308) 에 입력되어 있다. 제어 회로 (308) 는, 각각의 전지가 과충전 상태 또는 과방전 상태일 때에, 2 차 전지와 전원의 외부 단자 사이의 스위치 (도시 생략) 를 OFF 로 하는 신호 Vs 를 출력한다. 따라서, 제어 회로 (308) 는 논리 회로로만 구성되어 있다. 또, 전지 (302) 에 대해서도, 마찬가지로 전압 분할 회로 (306) 와 전압 검출 회로 (307) 에 의해 과충전 상태 및 과방전 상태를 검출하는 구성으로 되어 있다. 이 검출 결과는, 디지털 신호로 제어 회로 (308) 에 동일하게 입력되어 있다. 따라서, 제어 회로 (308) 는 전지 (301 및 302) 중 어느 하나의 전지가 과충전 상태 또는 과방전 상태가 되면 전지와 외부 전원을 끊어, 과충전 및 과방전의 진행을 멈출 수 있다. 2 개의 전지의 충전 특성 및 방전 특성은 전혀 동일하지 않기 때문에, 별도로 과방전·과충전을 검출 제어할 필요가 있다 (예를 들어 특허문헌 1 참조).
일본 공개특허공보 평8-308115호
그러나 종래의 기술에서는, 2 차 전지 (301) 만이 과충전 상태 또는 과방전 상태가 된 경우, 전압 검출 회로 (305) 에 의해 2 차 전지 (301) 만의 전력이 소비되어, 2 차 전지 사이의 전압이 언밸런스가 된다는 과제가 있었다. 언밸런스가 된 상태에서 충전하면, 다른 전지의 충전이 아직 불충분해도, 가장 높은 전압의 2 차 전지가 과충전 상태가 되었을 때에 충전을 멈춘다. 그리고 방전시에는, 다른 전지의 전압이 아직 높은 상태라도, 제일 낮은 전압의 2 차 전지가 과방전 상태가 되었을 때에 방전을 멈추기 때문에, 배터리 장치의 수명이 짧아진다는 과제가 있었다.
본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하기 위해서 고안된 것으로, 1 개의 2 차 전지가 과충전 상태 또는 과방전 상태가 되었을 때, 전압 검출 회로가 동작해도 1 개의 2 차 전지만의 전력을 소비하지 않는 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치를 제공하는 것이다.
종래의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치는 이하와 같은 구성으로 하였다.
복수의 2 차 전지 상태를 검출 및 제어하는 배터리 상태 감시 회로로서, 복수의 2 차 전지의 각각에 형성되고, 2 차 전지의 전압을 검출하는 복수의 전압 검출 회로와, 복수의 전압 검출 회로의 각각에 형성되고, 전압 검출 회로의 동작 전류를 그라운드 단자에 흐르게 하는 전류 바이패스 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로로 하였다.
또한, 그 배터리 상태 감시 회로를 구비한 배터리 장치로 하였다.
본 발명의 배터리 장치에 의하면, 2 차 전지에 과충전이나 과방전의 검출에 의해 1 개의 2 차 전지만의 전력을 소비하지 않고, 2 차 전지 사이의 전압이 언밸런스가 되는 것을 방지하여, 배터리 장치의 수명이 짧아지는 것을 방지할 수 있다.
도 1 은 제 1 실시형태의 배터리 상태 감시 회로의 회로도.
도 2 는 제 2 실시형태의 배터리 상태 감시 회로의 회로도.
도 3 은 본 발명의 배터리 상태 감시 회로를 구비한 배터리 장치의 회로도.
도 4 는 종래의 배터리 상태 감시 회로를 구비한 배터리 장치의 회로도.
도 3 은 본 발명의 배터리 상태 감시 회로를 구비한 배터리 장치의 회로도이다.
배터리 장치는, 배터리 상태 감시 회로 (1) 와, 직렬 접속된 n 개의 2 차 전지 (101 ∼ 101n) 와, 배터리 상태 감시 회로 (1) 로 제어되는 스위치 (2) 를 구비하고 있다.
이하, 본 실시형태의 배터리 장치에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
[제 1 실시형태]
도 1 은, 제 1 실시형태의 배터리 상태 감시 회로의 회로도이다.
제 1 실시형태의 배터리 상태 감시 회로는, 직렬 접속된 n 개의 2 차 전지 (101 ∼ 101n) 에 대응하여 개별적으로 형성된 n 개의 전압 검출부 (121 ∼ 121n) 를 구비하고 있다.
전압 검출부 (121) 는, 정전류 회로 (104) 와 NMOS 트랜지스터 (107) 로 이루어지는 전압 검출 회로와, NMOS 트랜지스터 (108, 109, 110) 와 PMOS 트랜지스터 (105, 106) 로 이루어지는 전류 바이패스 회로를 구비하고 있다.
다른 전압 검출부 (121a ∼ 121n) 는 전압 검출부 (121) 와 동일한 구성 요소로 구성되어 있다.
전압 검출부 (121) 의 접속으로는, 저항 (102) 은 일방이 2 차 전지 (101) 의 정극 단자 (이하 VDD 단자) 에 접속되고, 다른 일방이 NMOS 트랜지스터 (107 과 108) 의 게이트에 접속된다. 저항 (103) 은 일방이 2 차 전지 (101) 의 부극 단자에 접속되고, 다른 일방이 NMOS 트랜지스터 (107 과 108) 의 게이트에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (107) 는, 드레인은 출력 단자 (120) 에 접속되고, 소스는 2 차 전지 (101) 의 부극 단자에 접속된다. 정전류 회로 (104) 는 일방이 VDD 단자에 접속되고, 다른 일방이 출력 단자 (120) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (108) 는, 드레인은 PMOS 트랜지스터 (105) 의 게이트 및 드레인에 접속되고, 소스는 2 차 전지 (101) 의 부극 단자에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (105) 는, 소스는 VDD 단자에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (106) 는, 게이트는 PMOS 트랜지스터 (105) 의 게이트에 접속되고, 드레인은 NMOS 트랜지스터 (110) 의 드레인 및 게이트에 접속되며, 소스는 VDD 단자에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (110) 는, 소스는 2 차 전지 (101n) 의 부극 단자 (이하 그라운드 단자) 에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (109) 는, 게이트는 NMOS 트랜지스터 (110) 의 게이트에 접속되고, 드레인은 2 차 전지 (101) 의 부극 단자에 접속되며, 소스는 그라운드 단자에 접속된다.
전압 검출부 (121a) 의 접속으로서 전압 검출부 (121) 와의 차이는, 저항 (102a) 의 일방의 접속을 2 차 전지 (101a) 의 정극 단자로, 2 차 전지 (101) 의 부극 단자를 2 차 전지 (101a) 의 부극 단자로 변경한 점이다. 또, 전압 검출부 (121n) 의 접속으로서 전압 검출부 (121) 와의 차이는, 저항 (102n) 의 일방의 접속을 2 차 전지 (101n) 의 정극 단자로, 2 차 전지 (101) 의 부극 단자를 2 차 전지 (101n) 의 부극 단자로 변경한 점이다.
다음으로, 제 1 실시형태의 배터리 장치의 동작에 대해 설명한다.
2 차 전지 (101) 의 전압이 상승하여 과충전 상태가 되면, 과충전 검출 회로를 구성하는 저항 (102, 103) 및 정전류 회로 (104), NMOS 트랜지스터 (107) 에 있어서, 저항 (102) 과 저항 (103) 으로 분압된 NMOS 트랜지스터 (107) 의 게이트 전압이 상승한다. 그리고, NMOS 트랜지스터 (107) 가 온이 되어 출력 단자 (120) 의 신호가 H 에서 L 로 반전된다. 도시는 하지 않지만, 이 신호를 제어 회로에 입력하고, 제어 회로로부터 2 차 전지와 외부 단자 사이의 스위치를 오프로 하는 신호를 출력한다. 이렇게 하여 과충전 보호를 실시한다. NMOS 트랜지스터 (108) 의 게이트는, 저항 (102 와 103) 의 접속점에 접속되어 있기 때문에, NMOS 트랜지스터 (107) 와 동시에 온이 된다. 그러면, 커런트 미러 회로를 구성하는 PMOS 트랜지스터 (105) 로부터 (106) 으로 전류가 흐르고, 마찬가지로 커런트 미러 회로를 구성하는 NMOS 트랜지스터 (110) 로부터 (109) 로 전류가 흐른다. 이렇게 하여, NMOS 트랜지스터 (107) 에 흐르는 전류의 경로가 생겨, NMOS 트랜지스터 (107) 로부터 NMOS 트랜지스터 (109) 를 통하여 그라운드 단자로 흘러 간다. 이 전류 경로에 의해 NMOS 트랜지스터 (107) 를 흐르는 전류는 2 차 전지 (101) 의 부극 단자로 흐르지 않게 되어, 2 차 전지 (101) 의 전력만 소비하지 않게 된다. 그리고, 직렬 접속한 2 차 전지 전체의 전력을 소비하게 된다.
2 차 전지 (101a) 의 전압이 상승하여 과충전 상태가 된 경우도 동일하다. NMOS 트랜지스터 (107a) 가 온이 되어 출력 단자에 L 의 신호를 출력하고, NMOS 트랜지스터 (108a) 를 온이 되어 전류를 흐르게 한다. 이 전류는 커런트 미러 회로를 구성하는 PMOS 트랜지스터 (105a) 로부터 (106a) 로 전류가 흐르고, 마찬가지로 커런트 미러 회로를 구성하는 NMOS 트랜지스터 (110a) 로부터 (109a) 로 전류가 흐른다. 이렇게 하여, NMOS 트랜지스터 (107a) 에 흐르는 전류의 경로가 생겨, NMOS 트랜지스터 (107a) 로부터 NMOS 트랜지스터 (109a) 를 통하여 그라운드 단자로 흘러 간다. 이 전류 경로에 의해 NMOS 트랜지스터 (107a) 를 흐르는 전류는 2 차 전지 (101a) 의 부극 단자로 흐르지 않게 되어, 2 차 전지 (101a) 의 전력만 소비하지 않게 된다. 그리고, 직렬 접속한 2 차 전지 전체의 전력을 소비하게 된다. 이 밖에, 모든 2 차 전지 (101 ∼ 101n) 에 접속한 전압 검출부 (121 ∼ 121n) 에 있어서 동일한 동작을 한다.
이상 설명한 바와 같이, 1 개의 2 차 전지가 과충전 상태를 검출해도, 1 개의 2 차 전지만의 전력을 소비하는 것이 아니라, 직렬로 접속된 모든 2 차 전지의 전력을 소비하기 때문에, 2 차 전지 사이의 전압이 언밸런스가 되지 않게 동작시킬 수 있다. 그리고, 배터리 장치의 수명이 짧아지지 않게 동작시킬 수 있다.
[제 2 실시형태]
도 2 는, 제 2 실시형태의 배터리 상태 감시 회로의 회로도이다.
도 1 과의 차이는 NMOS 트랜지스터 (107, 108, 107a, 108a, 107n, 108n) 를 PMOS 트랜지스터 (207, 208, 207a, 208a, 207n, 208n) 로 변경하고, NMOS 트랜지스터 (209, 210, 209a, 210a, 209n, 210n) 를 추가한 점이다.
전압 검출부 (221) 의 접속으로는, PMOS 트랜지스터 (207) 는, 게이트는 저항 (102 와 103) 의 접속점 및 PMOS 트랜지스터 (208) 의 게이트에 접속되고, 드레인은 출력 단자 (120) 에 접속되며, 소스는 VDD 단자에 접속된다. PMOS 트랜지스터 (208) 는, 드레인은 NMOS 트랜지스터 (209) 의 드레인 및 게이트에 접속되고, 소스는 VDD 단자에 접속된다. 정전류 회로 (204) 는 일방이 출력 단자 (120) 에 접속되고, 다른 일방이 2 차 전지 (101) 의 부극 단자에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (209) 는, 소스는 2 차 전지 (101) 의 부극 단자에 접속된다. NMOS 트랜지스터 (210) 는, 게이트는 NMOS 트랜지스터 (209) 의 게이트에 접속되고, 소스는 2 차 전지 (101) 의 부극 단자에 접속되며, 드레인은 PMOS 트랜지스터 (105) 의 게이트 및 드레인에 접속된다. 다른 접속에 관해서는 도 1 과 동일하다.
전압 검출부 (221a) 의 접속으로는, 전압 검출부 (221) 와의 차이는 2 차 전지 (101) 의 정극 단자를 2 차 전지 (101a) 의 정극 단자로, 2 차 전지 (101) 의 부극 단자를 2 차 전지 (101a) 의 부극 단자로 변경한 점이다. 또, 전압 검출부 (221n) 의 접속으로는, 전압 검출부 (221) 와의 차이는 2 차 전지 (101) 의 정극 단자를 2 차 전지 (101n) 의 정극 단자로, 2 차 전지 (101) 의 부극 단자를 2 차 전지 (101n) 의 부극 단자로 변경한 점이다.
다음으로, 제 2 실시형태의 배터리 장치의 동작에 대해 설명한다.
2 차 전지 (101) 의 전압이 하강하여 과방전 상태가 되면, 과방전 검출 회로를 구성하는 저항 (102, 103) 및 정전류 회로 (104), PMOS 트랜지스터 (207) 에 있어서, 저항 (102) 과 저항 (103) 으로 분압된 PMOS 트랜지스터 (207) 의 게이트 전압이 하강한다. 그리고, PMOS 트랜지스터 (207) 가 온이 되어 출력 단자 (120) 의 신호가 L 에서 H 로 반전된다. 도시는 하지 않지만, 이 신호를 제어 회로에 입력하고, 제어 회로로부터 2 차 전지와 외부 단자의 사이의 스위치를 오프로 하는 신호를 출력한다. 이렇게 하여 과방전 보호를 실시한다. PMOS 트랜지스터 (208) 의 게이트는, 저항 (102 와 103) 의 접속점에 접속되어 있기 때문에, PMOS 트랜지스터 (207) 와 동시에 온이 된다. 그러면, 커런트 미러 회로를 구성하는 NMOS 트랜지스터 (209) 로부터 (210) 로 전류가 흐르고, 마찬가지로 커런트 미러 회로를 구성하는 PMOS 트랜지스터 (105) 로부터 (106) 로 전류가 흐른다. 그리고, 커런트 미러 회로를 구성하는 NMOS 트랜지스터 (110) 로부터 (109) 로 전류가 흐른다. 이렇게 하여, PMOS 트랜지스터 (207) 에 흐르는 전류의 경로가 생겨, PMOS 트랜지스터 (207) 로부터 NMOS 트랜지스터 (109) 를 통하여 그라운드 단자로 흘러 간다. 이 전류 경로에 의해 PMOS 트랜지스터 (207) 를 흐르는 전류는 2 차 전지 (101) 의 부극 단자로 흐르지 않게 되어, 2 차 전지 (101) 의 전력만 소비하지 않게 된다. 그리고, 직렬 접속한 2 차 전지 전체의 전력을 소비하게 된다.
2 차 전지 (101a) 의 전압이 하강하여 과방전 상태가 된 경우도 동일하다. PM0S 트랜지스터 (207a) 가 온이 되어 출력 단자에 H 의 신호를 출력하고, PMOS 트랜지스터 (208a) 를 온이 되어 전류를 흐르게 한다. 이 전류는 커런트 미러 회로를 구성하는 NMOS 트랜지스터 (209a) 로부터 (210a) 로 전류가 흐르고, 마찬가지로 커런트 미러 회로를 구성하는 PMOS 트랜지스터 (105a) 로부터 (106a) 로 전류가 흐른다. 그리고, 커런트 미러 회로를 구성하는 NMOS 트랜지스터 (110a) 로부터 (109a) 로 전류가 흐른다. 이렇게 하여, PMOS 트랜지스터 (207a) 에 흐르는 전류의 경로가 생겨, PMOS 트랜지스터 (207a) 로부터 NMOS 트랜지스터 (109a) 를 통하여 그라운드 단자로 흘러 간다. 이 전류 경로에 의해 PMOS 트랜지스터 (207a) 를 흐르는 전류는 2 차 전지 (101a) 의 부극 단자로 흐르지 않게 되어, 2 차 전지 (101a) 의 전력만 소비하지 않게 된다. 그리고, 직렬 접속한 2 차 전지 전체의 전력을 소비하게 된다. 이 밖에, 모든 2 차 전지 (101 ∼ 101n) 에 접속한 전압 검출부 (221 ∼ 221n) 에 있어서 동일한 동작을 한다.
이상 설명한 바와 같이, 1 개의 2 차 전지가 과방전 상태를 검출해도, 1 개의 2 차 전지만의 전력을 소비하는 것이 아니라, 직렬로 접속된 모든 2 차 전지의 전력을 소비하기 때문에, 2 차 전지 사이의 전압이 언밸런스가 되지 않게 동작시킬 수 있다. 그리고, 배터리 장치의 수명이 짧아지지 않게 동작시킬 수 있다.
101, 101a, 101n, 301, 302 : 2 차 전지
104, 104a, 104n, 204, 204a, 204n : 정전류 회로
120, 120a, 120n : 출력 단자
303 : 정전류 회로
304, 306 : 전압 분할 회로
305, 307 : 전압 검출 회로
308 : 제어 회로

Claims (5)

  1. 복수의 2 차 전지 상태를 검출 및 제어하는 배터리 상태 감시 회로로서,
    상기 복수의 2 차 전지의 각각에 형성되고, 상기 2 차 전지의 전압을 검출하는 복수의 전압 검출 회로와,
    상기 복수의 전압 검출 회로의 각각에 형성되고, 상기 전압 검출 회로의 동작 전류를 그라운드 단자에 흐르게 하는 전류 바이패스 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 바이패스 회로는,
    상기 전압 검출 회로의 동작 전류를 검출하는 검출 트랜지스터와,
    상기 검출 트랜지스터의 전류에 기초하여, 상기 전압 검출 회로의 동작 전류를 그라운드 단자에 흐르게 하는 복수의 커런트 미러 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전압 검출 회로는,
    상기 2 차 전지의 양단에 접속된 분압 회로와,
    VDD 단자에 접속된 정전류 회로와,
    상기 분압 회로의 출력 단자에 게이트가 접속되고, 상기 정전류 회로에 드레인이 접속되며, 상기 2 차 전지의 부극에 소스가 접속된 제 1 NMOS 트랜지스터를 구비한 과충전 검출 회로이며,
    상기 전류 바이패스 회로는,
    상기 검출 트랜지스터인 제 2 NMOS 트랜지스터와,
    상기 제 2 NMOS 트랜지스터의 소스와 VDD 단자에 접속된 제 1 커런트 미러 회로와,
    상기 제 1 커런트 미러 회로와 그라운드 단자와 상기 2 차 전지의 부극에 접속된 제 2 커런트 미러 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전압 검출 회로는,
    상기 2 차 전지의 양단에 접속된 분압 회로와,
    상기 2 차 전지의 부극에 접속된 정전류 회로와,
    상기 분압 회로의 출력 단자에 게이트가 접속되고, 상기 정전류 회로에 드레인이 접속되며, VDD 단자에 소스가 접속된 제 1 PMOS 트랜지스터를 구비한 과방전 검출 회로이며,
    상기 전류 바이패스 회로는,
    상기 검출 트랜지스터인 제 2 PM0S 트랜지스터와,
    상기 제 2 PM0S 트랜지스터의 드레인과 상기 2 차 전지의 부극에 접속된 제 1 커런트 미러 회로와,
    상기 제 1 커런트 미러 회로와 VDD 단자에 접속된 제 2 커런트 미러 회로와,
    상기 제 2 커런트 미러 회로와 그라운드 단자와 상기 2 차 전지의 부극에 접속된 제 ３ 커런트 미러 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  5. 복수의 2 차 전지와,
    상기 2 차 전지의 충방전 경로에 형성된 충방전 제어 스위치와,
    상기 복수의 2 차 전지의 전압을 감시하고, 상기 충방전 제어 스위치를 개폐함으로써 상기 복수의 2 차 전지의 충방전을 제어하는 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 배터리 상태 감시 회로를 구비한 배터리 장치.
KR1020110052892A 2010-06-04 2011-06-01 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치 KR101791694B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010129030A JP6030817B2 (ja) 2010-06-04 2010-06-04 バッテリ状態監視回路およびバッテリ装置
JPJP-P-2010-129030 2010-06-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110133433A true KR20110133433A (ko) 2011-12-12
KR101791694B1 KR101791694B1 (ko) 2017-10-30

Family

ID=45053064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110052892A KR101791694B1 (ko) 2010-06-04 2011-06-01 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8941360B2 (ko)
JP (1) JP6030817B2 (ko)
KR (1) KR101791694B1 (ko)
CN (1) CN102270864B (ko)
TW (1) TWI501502B (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180069741A (ko) * 2016-12-15 2018-06-25 에이블릭 가부시키가이샤 이차 전지 감시 장치 및 고장 진단 방법
KR20180116707A (ko) * 2017-04-17 2018-10-25 주식회사 엘지화학 과충전 방지 장치 및 방법
KR20180135607A (ko) * 2017-06-13 2018-12-21 주식회사 엘지화학 과전압 방지 장치 및 방법
KR20180135610A (ko) * 2017-06-13 2018-12-21 주식회사 엘지화학 과전압 방지 장치 및 방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI451112B (zh) * 2012-06-21 2014-09-01 Via Tech Inc 電池管理系統
KR101882835B1 (ko) 2012-12-18 2018-07-27 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 과충전 감지 장치
KR20150012425A (ko) 2013-07-25 2015-02-04 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 과충전 방지 장치
JP2015056928A (ja) * 2013-09-10 2015-03-23 株式会社東芝 過充電保護装置
CN104977536B (zh) * 2014-04-14 2018-05-18 中国移动通信集团河北有限公司 一种检测蓄电池组间工作状态的方法及装置
JP6966864B2 (ja) * 2017-04-20 2021-11-17 エイブリック株式会社 バッテリ装置
KR102218431B1 (ko) 2017-06-02 2021-02-22 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 시스템 과전압 방지 장치
KR102258736B1 (ko) 2017-06-02 2021-05-31 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 시스템 과전압 방지 장치
US10620655B2 (en) * 2018-09-13 2020-04-14 Arm Limited Comparison of a voltage signal to a reference
KR20230140381A (ko) * 2022-03-29 2023-10-06 에이블릭 가부시키가이샤 전압 검출 회로, 충전 제어 회로, 충방전 제어 회로 및 반도체 장치
TWI789320B (zh) * 2022-06-28 2023-01-01 盛群半導體股份有限公司 用於監測堆疊電池裝置的電壓監測電路

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3581428B2 (ja) 1995-04-28 2004-10-27 セイコーインスツルメンツ株式会社 充電式電源装置
JP3270327B2 (ja) * 1996-05-24 2002-04-02 セイコーインスツルメンツ株式会社 過充放電検出回路
JPH09318679A (ja) * 1996-05-27 1997-12-12 Honda Motor Co Ltd 電気自動車の電源電圧検出装置
US6242890B1 (en) * 1998-06-09 2001-06-05 Seiko Instruments Inc. Charge/discharge control circuit and chargeable electric power source apparatus
JP2000184609A (ja) * 1998-12-17 2000-06-30 Japan Storage Battery Co Ltd 群電池の容量平準化回路
JP3874150B2 (ja) * 1999-04-23 2007-01-31 株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ 二次電池保護回路
US6417646B1 (en) * 2001-05-22 2002-07-09 Honeywell International Inc. Circuit for monitoring cells of a multi-cell battery during charge
JP4147884B2 (ja) * 2002-10-02 2008-09-10 日産自動車株式会社 組電池の異常検出装置
JP2004282960A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Yamaha Motor Co Ltd 容量バラツキ抑制回路
US7498868B2 (en) * 2005-08-05 2009-03-03 Denso Corporation Current mirror circuit and constant current circuit having the same
JP4297098B2 (ja) * 2005-08-05 2009-07-15 株式会社デンソー 定電流回路
JP4581920B2 (ja) * 2005-08-31 2010-11-17 株式会社デンソー カレントミラー回路および定電流回路
US7352155B2 (en) * 2006-06-12 2008-04-01 O2Micro International Ltd. Apparatus and method for detecting battery pack voltage
JP4858378B2 (ja) * 2007-09-14 2012-01-18 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 多セル直列電池用のセル電圧監視装置
DE102007049528B4 (de) * 2007-10-15 2009-06-25 Panasonic Electronic Devices Europe Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Zellenspannungen in einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Akkumulatorzellen
JP2009159811A (ja) * 2007-12-06 2009-07-16 Seiko Instruments Inc バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
JP5202980B2 (ja) * 2008-02-13 2013-06-05 セイコーインスツル株式会社 定電流回路
JP4702403B2 (ja) * 2008-06-06 2011-06-15 ミツミ電機株式会社 充電制御用半導体集積回路
JP5631549B2 (ja) * 2009-02-13 2014-11-26 セイコーインスツル株式会社 バッテリーの保護回路装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180069741A (ko) * 2016-12-15 2018-06-25 에이블릭 가부시키가이샤 이차 전지 감시 장치 및 고장 진단 방법
KR20180116707A (ko) * 2017-04-17 2018-10-25 주식회사 엘지화학 과충전 방지 장치 및 방법
WO2018194249A1 (ko) * 2017-04-17 2018-10-25 주식회사 엘지화학 과충전 방지 장치 및 방법
US11165262B2 (en) 2017-04-17 2021-11-02 Lg Chem, Ltd. Apparatus and method for preventing overcharge
KR20180135607A (ko) * 2017-06-13 2018-12-21 주식회사 엘지화학 과전압 방지 장치 및 방법
KR20180135610A (ko) * 2017-06-13 2018-12-21 주식회사 엘지화학 과전압 방지 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US8941360B2 (en) 2015-01-27
JP6030817B2 (ja) 2016-11-24
CN102270864B (zh) 2015-06-24
JP2011259520A (ja) 2011-12-22
KR101791694B1 (ko) 2017-10-30
TW201214920A (en) 2012-04-01
TWI501502B (zh) 2015-09-21
US20110298463A1 (en) 2011-12-08
CN102270864A (zh) 2011-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101791694B1 (ko) 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
KR100352408B1 (ko) 충/방전 제어 회로 및 충전가능한 전원장치
US10594146B2 (en) Battery control circuit for multiple cells employing level shift circuits to avoid fault
US8957638B2 (en) Battery control circuit responsive to external signal input
KR102254471B1 (ko) 2차 보호 ic, 2차 보호 ic의 제어 방법, 보호 모듈 및 전지 팩
KR101660542B1 (ko) 충방전 제어 회로 및 충전식 전원 장치
US20120112755A1 (en) Battery voltage monitoring circuit
JP4407641B2 (ja) ２次電池装置
GB2420235A (en) Battery pack having voltage detection and discharge circuits to balance discharge currents
US9099874B2 (en) Battery state monitoring circuit and battery device
KR20100044123A (ko) 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
KR20070105220A (ko) 배터리 팩의 보호 회로
JP3439506B2 (ja) 充放電制御回路と充電式電源装置
KR100332334B1 (ko) 과충전 및 과방전 검출회로 및 충전형 전원장치
US6605925B2 (en) Power source circuit
KR101422887B1 (ko) 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
KR20090060170A (ko) 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
JP3434760B2 (ja) 充放電制御回路と充電式電源装置
JP3434759B2 (ja) 充放電制御回路と充電式電源装置
KR20110066872A (ko) 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
KR100352399B1 (ko) 충/방전 제어 회로 및 충전가능한 전원장치
KR20220029380A (ko) 제어 시스템, 제어 방법 및 이차전지 보호 집적 회로
JP2003061252A (ja) 充放電制御回路と充電式電源装置
KR20150100282A (ko) 배터리의 과방전 제어회로
KR20180077009A (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant