KR20150084272A - 풀업 저항 및 풀다운 저항의 조합을 통해 칩에 탑재된 소프트웨어를 구별할 수 있는 배터리 보호 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칩에 탑재된 소프트웨어를 눈으로 구별할 수 있는 배터리 보호 회로를 개시한다. 칩의 입출력 단자에는 풀업 저항 또는 풀다운 저항이 연결될 수 있다. 이때, 소프트웨어를 구별하는 2진 코드와 일치되도록 풀업 저항 또는 풀다운 저항을 연결하여, 눈으로 칩에 탑재된 소프트웨어를 구별할 수 있도록 한다.

Description

풀업 저항 및 풀다운 저항의 조합을 통해 칩에 탑재된 소프트웨어를 구별할 수 있는 배터리 보호 회로{BATTERY PROTECTION CIRCUIT DISTINGUISHING SOFTWARE INSTALLED IN THE CHIP BY COMBINATION OF PULL-UP RESISTOR AND PULL-DOWN RESISTOR}

본 발명은 배터리 보호 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칩에 연결된 풀업 저항 및 풀다운 저항의 조합을 통해서 칩에 탑재된 소프트웨어를 구별할 수 있는 배터리 보호 회로에 관한 것이다.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 전력 저장 장치(Energy Storage System) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.

상기 전기 차량 등에 적용되는 배터리 팩은 고출력을 얻기 위해 복수의 단위 셀(cell)을 포함하는 다수의 셀 어셈블리를 직렬로 연결한 구조를 가지고 있다. 그리고, 상기 단위 셀은 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다.

이러한 기본적 구조에 더하여, 상기 배터리 팩은 모터 등의 구동부하에 대한 전력 공급 제어, 전류 또는 전압 등의 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등을 위한 알고리즘 적용되어 이차전지의 상태를 모니터링하고 제어하는 배터리 보호 회로(Battery Protection circuit) 등이 추가적으로 포함되어 구성된다.

일반적인 배터리 보호 회로는 제어 알고리즘을 수행할 수 있는 칩(Chip), 이차전지의 상태를 측정할 수 있는 센서(예: 전압 센서, 전류 센서, 온도 센서), 이차전지의 전력을 방전시킬 수 있는 방전 저항 등을 포함한다. 과거에는, 배터리 팩의 용도, 이차전지의 특성 등 다양한 요소에 따라서 배터리 보호 회로를 각각 별도로 제조되었다.

그러나 최근에는, 배터리 보호 회로의 생산비용을 낮추고, 생산 공정을 단순화하기 위해, 배터리 팩의 종류와 이차전지의 특성에 관계없이 공용화된 하드웨어(Hardware)를 제작하고, 배터리 팩의 종류와 이차전지의 특성에 따른 소프트웨어(Software)를 상기 칩에 탑재하는 방식으로 배터리 보호 회로를 제조한다.

하지만, 상기 칩에 탑재되는 소프트웨어는 제조자 또는 사용자가 눈으로 확인을 할 수 없다. 그래서, 배터리 보호 회로가 배터리 팩에 장착되어 실제 동작을 하기 전까지는 상기 칩에 어떠한 소프트웨어가 탑재가 되었는지 확인할 수가 없다. 따라서, 칩에 탑재된 소프트웨어는 서로 다르지만 외관상 동일한 하드웨어를 가진 서로 다른 배터리 보호 회로가 사람의 실수로 인해 잘못된 배터리 팩에 장착될 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 사람이 눈으로 칩에 탑재된 소프트웨어의 종류를 구별할 수 있는 방법이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 인식하여 안출된 것으로서, 칩에 탑재된 소프트웨어를 눈으로 구별할 수 있는 배터리 보호 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 보호 회로는 적어도 하나 이상의 입출력 단자를 가진 칩; 및 상기 입출력 단자에 각각 전기적으로 연결된 저항;을 포함하는 배터리 보호 회로로서, 상기 칩에 저장된 -소프트웨어에 따라 상기 각 입출력 단자에 전기적으로 연결된 저항의 형태가 풀업 또는 풀다운이다.

본 발명에 따르면, 상기 칩에 저장된 소프트웨어는 2진법에 따른 고유번호를 가지며, 상기 칩의 입출력 단자에 전기적으로 연결된 풀업 또는 풀다운 저항의 조합은 상기 소프트웨어의 2진법에 따른 고유번호와 일치한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칩의 입출력 단자에 전기적으로 연결된 풀업 저항은 '1'을 의미하고, 상기 칩의 입출력 단자에 전기적으로 연결된 풀다운 저항은 '0'을 의미한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 칩의 입출력 단자에 전기적으로 연결된 풀업 저항은 '0'을 의미하고, 상기 칩의 입출력 단자에 전기적으로 연결된 풀다운 저항은 '1'을 의미한다.

본 발명에 따르면, 상기 칩에 저장될 수 있는 소프트웨어의 개수는 2ⁿ개이며, 상기 칩의 입출력 단자 중 n개의 입출력 단자만이 풀업 저항 또는 풀다운 저항이 선택적으로 연결된다.

본 발명에 따른 배터리 보호 회로는, 배터리 보호 회로; 및 다수의 이차전지;를 포함하는 배터리 팩의 일 구성요소가 될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 팩은 배터리 팩; 및 상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다. 이때, 상기 부하는 전기 구동 수단 또는 휴대용 기기가 될 수 있다.

본 발명에 따르면, 육안으로 칩에 저장된 소프트웨어를 구별할 수 있다. 따라서, 배터리 보호 회로를 배터리 팩에 장착할 때 잘못된 배터리 보호 회로를 선택하는 문제를 방지할 수 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1 및 2는 칩, 논리적 레벨 입력 스위치, 풀업 저항 및 풀다운 저항을 간략하게 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4은 소프트웨어에 부여된 2진 코드의 예시이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

칩(chip)에서 논리적으로 H레벨(high-level) 상태를 유지하기 위하여 신호의 입력 또는 출력단자와 +Vcc 전원 단자 사이에 접속하는 저항을 풀업 저항(pull-up resistor)이라고 하며, 마찬가지로 논리적으로 L레벨(low-level) 상태를 유지하기 위하여 신호의 입력 또는 출력단자와 접지 단자 사이에 접속하는 저항을 풀다운 저항(pull-down resistor)이라고 한다.

도 1 및 2는 칩(1), 논리적 레벨 입력 스위치(2), 풀업 저항(3) 및 풀다운 저항(4)을 간략하게 도시한 블럭도이다.

도 1의 (a)를 참고하면, 스위치(2)를 이용하여 칩(1)에 입력신호를 L레벨로 인가하고자 하는 경우 스위치를 눌렀을 때는 L레벨의 논리값이 입력된다. 그러나, 스위치(2)를 누르지 않았을 때는 칩(1)에 입력되는 신호가 플로팅(floating)되어 H레벨도 아니고 L레벨도 아닌 불확실한 상태가 된다. 일반적인 칩은 구조적으로 입력신호가 플로팅되면 H레벨과 같이 동작하도록 되어 있기는 하지만, 실제로 회로를 이렇게 사용하면 잡음에 매우 취약해지는 등의 부작용으로 시스템이 불안정해진다.

이러한 문제를 해결하려면 도 1의 (b)처럼 입력신호를 저항으로 풀업시키면 된다. 이렇게 풀업 저항(3)을 사용하면 스위치(2)를 눌렀을 때는 정상적으로 L레벨이 입력되며, 스위치(2)가 떨어져 있을 경우에는 저항(3)을 통하여 상기 칩(1)에 확실하게 H레벨의 논리값이 입력된다.

이와는 반대로 스위치(2)를 이용하여 H레벨의 입력신호를 칩(1)에 인가하려는 회로에서는 도 2의 (b)에서와 같이 풀다운 저항(4)을 사용하면 된다.

상기와 같이 칩(1)의 입출력 단자에 풀업 저항(3) 및 풀다운 저항(4)을 연결하여 회로를 구성하는 것이 본 발명이 속하는 기술분야의 일반적인 상식이다.

본 발명은 상기 칩(1)의 입출력 단자에 연결되는 풀업 저항(3) 및 풀다운(4) 저항의 조합을 통해서 고유의 2진수를 표현하고, 표현된 2진수를 통해 상기 칩(1)에 탑재된 소프트웨어를 눈으로 구별할 수 있도록 하기 위함이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로(10)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

본 발명에 따른 배터리 보호 회로(10)는 적어도 하나 이상의 입출력 단자(IO)를 가진 칩(1) 및 상기 입출력 단자(IO)에 각각 전기적으로 연결된 저항을 포함한다. 상기 칩(1)에는 소프트웨어가 저장된다. 그리고, 상기 칩(1)에 저장된 -소프트웨어에 따라 상기 각 입출력 단자(IO)에 전기적으로 연결된 저항의 형태가 풀업 또는 풀다운이 된다.

도 3을 참조하면, 7개의 입출력단자(IO 0 ~ IO 6)에 각각 풀업 저항(3) 또는 풀다운 저항(4)이 연결된 것을 확인할 수 있다. 일 예로서, 상기 칩(1)의 입출력 단자(IO)에 전기적으로 연결된 풀업 저항은 '1'을 의미하고, 상기 칩(1)의 입출력 단자(IO)에 전기적으로 연결된 풀다운 저항은 '0'을 의미한다. 따라서, 도 1에 도시된 예시를 분석하면, '1011001'이라는 2진수의 코드를 눈으로 확인할 수 있다.

한편, 상기 칩(1)의 입출력 단자(IO)에 전기적으로 연결된 풀업 저항(3)은 '0'을 의미하고, 상기 칩(1)의 입출력 단자(IO)에 전기적으로 연결된 풀다운 저항(4)은 '1'을 의미하는 반대 예시도 가능하다.

상기 칩(1)에 저장된 소프트웨어는 2진법에 따른 고유번호를 가지며, 상기 칩(1)의 입출력 단자(IO)에 전기적으로 연결된 풀업 또는 풀다운 저항의 조합은 상기 소프트웨어의 2진법에 따른 고유번호와 일치한다.

도 4은 소프트웨어에 부여된 2진 코드의 예시이다.

도 4를 참고하면, 2진 코드 '1011001'에 해당하는 소프트웨어는 'SW17'이다. 따라서, 도 3에 도시된 칩(1)에 탑재된 소프트웨어는 'SW17'에 해당하는 것을 육안으로 확인할 수 있다.

한편, 상기 칩(1)은 다수의 입출력 단자(IO)를 가질 수 있다. 그리고, 상기 칩(1)이 가진 모든 입출력 단자(IO)가 전부 2진 코드를 표현하는데 사용될 필요는 없다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 칩(1)의 입출력 단자(IO) 중 n개의 입출력 단자만이 풀업 저항(3) 또는 풀다운 저항(4)이 선택적으로 연결된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로(10)의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

도 5에 도시되었듯이, 다수의 입출력 단자 중 n개의 입출력 단자만이 소프트웨어를 구별할 수 있도록 풀업 저항 또는 풀다운 저항이 선택적으로 연결되고, 나머지 입출력 단자(IO x, IO y, IO z)는 관여하지 않을 수 있다. 이때, 상기 칩(1)에 저장될 수 있는 소프트웨어의 개수는 2ⁿ개이다.

본 발명에 따른 배터리 보호 회로(10)는 배터리 보호 회로 및 다수의 이차전지를 포함하는 배터리 팩의 구성 요소가 될 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 팩은, 상기 배터리 팩과 배터리 팩으로부터 전력을 공급받는 부하를 포함하는 배터리 구동 시스템의 일 구성요소가 될 수 있다.

상기 배터리 구동 시스템의 일예로는 전기차(EV), 하이브리드 자동차(HEV), 전기 자전거(E-Bike), 전동 공구(Power tool), 전력 저장 장치(Energy Storage System), 무정전 전원 장치(UPS), 휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기, 휴대용 오디오 장치, 휴대용 비디오 장치 등이 될 수 있으며, 상기 부하의 일예로는 배터리 팩이 공급하는 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터 또는 배터리 팩이 공급하는 전력을 각종 회로 부품이 필요로 하는 전력으로 변환하는 전력 변환 회로일 수 있다.

본 발명에 따르면, 육안으로 칩에 저장된 소프트웨어를 구별할 수 있다. 따라서, 배터리 보호 회로를 배터리 팩에 장착할 때 잘못된 배터리 보호 회로를 선택하는 문제를 방지할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 칩
2 : 스위치
3 : 풀업 저항
4 : 풀다운 저항
10 : 배터리 보호 회로

Claims (8)

1. 적어도 하나 이상의 입출력 단자를 가진 칩; 및
   상기 입출력 단자에 각각 전기적으로 연결된 저항;을 포함하는 배터리 보호 회로에 있어서,
   상기 칩에 저장된 -소프트웨어에 따라 상기 각 입출력 단자에 전기적으로 연결된 저항의 형태가 풀업 또는 풀다운인 것을 특징으로 하는 배터리 보호 회로.
2. 제1항에 있어서,
   상기 칩에 저장된 소프트웨어는 2진법에 따른 고유번호를 가지며,
   상기 칩의 입출력 단자에 전기적으로 연결된 풀업 또는 풀다운 저항의 조합은 상기 소프트웨어의 2진법에 따른 고유번호와 일치하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 회로.
3. 제2항에 있어서,
   상기 칩의 입출력 단자에 전기적으로 연결된 풀업 저항은 '1'을 의미하고,
   상기 칩의 입출력 단자에 전기적으로 연결된 풀다운 저항은 '0'을 의미하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 회로.
4. 제2항에 있어서,
   상기 칩의 입출력 단자에 전기적으로 연결된 풀업 저항은 '0'을 의미하고,
   상기 칩의 입출력 단자에 전기적으로 연결된 풀다운 저항은 '1'을 의미하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호 회로.
5. 제2항에 있어서,
   상기 칩에 저장될 수 있는 소프트웨어의 개수는 2ⁿ개이며,
   상기 칩의 입출력 단자 중 n개의 입출력 단자만이 풀업 저항 또는 풀다운 저항이 선택적으로 연결된 것을 특징으로 하는 배터리 보호 회로.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 배터리 보호 회로; 및
   다수의 이차전지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
7. 제6항에 따른 배터리 팩; 및
   상기 배터리 팩으로부터 전력을 공급 받는 부하;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 구동 시스템.
8. 제7항에 있어서,
   상기 부하는 전기 구동 수단 또는 휴대용 기기임을 특징으로 하는 배터리 구동 시스템.

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