KR20160086097A - 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법 - Google Patents

노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160086097A
KR20160086097A KR1020150003337A KR20150003337A KR20160086097A KR 20160086097 A KR20160086097 A KR 20160086097A KR 1020150003337 A KR1020150003337 A KR 1020150003337A KR 20150003337 A KR20150003337 A KR 20150003337A KR 20160086097 A KR20160086097 A KR 20160086097A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
overcharge
battery cell
signal
control unit
charging
Prior art date
Application number
KR1020150003337A
Other languages
English (en)
Inventor
박상칠
Original Assignee
현대모비스 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 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020150003337A priority Critical patent/KR20160086097A/ko
Publication of KR20160086097A publication Critical patent/KR20160086097A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B60L58/15—Preventing overcharging
    • B60L11/1861—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0092—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption with use of redundant elements for safety purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [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]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • 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
    • H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • 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]
    • H02J7/027—
    • H02J2007/0037—
    • 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
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 포토 커플러, D 플립 플롭 및 앤드 게이트을 이용하여 과충전 방지 회로로 유입되는 노이즈를 감소 또는 차단시키는 노이즈 내성이 강한 과충전 방지 회로 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로의 일 실시 예는, 배터리 셀에 연결되어 상기 배터리 셀의 과충전을 감지하고, 상기 배터리 셀의 과충전이 감지되는 경우 포토 커플러를 통하여 릴레이 제어부로 과충전 신호를 출력하는 과충전 센싱부; 및 상기 과충전 신호가 입력되는 D 플립 플롭을 이용하여 배터리 셀 충전 릴레이를 제어함으로써, 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 릴레이 제어부; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 방법의 일 실시 예는, 과전압 센싱부가 배터리 셀의 과충전 여부를 감지하는 과충전 감지단계; 상기 과전압 센싱부가 배터리 셀의 과충전을 감지하는 경우 포토 커플러를 통하여 과충전 신호를 릴레이 제어부로 전송하는 과충전 신호 전송단계; 상기 과충전 신호를 이용하여 상기 릴레이 제어부가 상기 배터리 셀의 충전을 차단할지 여부를 판단하는 충전차단 판단단계; 및 상기 릴레이 제어부가 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 경우 상기 릴레이 제어부가 배터리 셀 충전 릴레이를 개방(Open) 하여 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 충전 차단단계; 를 포함할 수 있다.

Description

노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법{OVERCHARGE PREVENTION CIRCUIT AND METHOD FOR ENHANCING NOISE TOLERANCE}
본 발명은 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 포토 커플러, D 플립 플롭 및 앤드 게이트을 이용하여 과충전 방지 회로로 유입되는 노이즈를 감소 또는 차단시키는 노이즈 내성이 강한 과충전 방지 회로 및 방법에 관한 것이다.
모터로 구동되는 차량에서, 구동 전원으로는 배터리 팩이 사용된다. 그리고, 상기 배터리 팩은 다수의 배터리 셀(10)로 구성된다. 여기서, 상기 배터리 셀(10)의 전압을 감지하여 상기 배터리 셀(10)이 과충전되는 경우 상기 배터리 셀(10)에 전원을 공급하는 메인 릴레이(30)를 개방(Open)하여 전원을 차단함으로써, 상기 배터리 셀(10)을 과충전으로부터 보호하는 회로를 과충전 방지 회로(20)라 한다.
도 1 은 종래 기술에 의한 과충전 방지 회로를 보인 블록도이다.
도 1 을 참조하면, 상기 과충전 방지 회로(20)는, 제 1 저항(21), 제 2 저항(22), 제너 다이오드(23) 및 잠금 릴레이(Latching Relay)(24)를 포함한다. 여기서, 상기 과충전 방지 회로(20)는, 일반적인 션트 레귤레이터 회로(SR : Shunt Regulator Circuit)가 변형된 회로일 수 있다.
종래 기술에 의하면, 과충전 방지 회로(20)는, 배터리 셀(10)에 연결되어 상기 배터리 셀 전압을 감지한다. 상기 배터리 셀 전압이 소정의 전압을 상회하여 과충전이 감지되는 경우, 상기 제 1 저항(21) 및 제 2 저항(22)의 분압 저항에 의하여 상기 제너 다이오드(23)에 전류가 도통된다. 상기 제너 다이오드(23)의 작동에 의하여 형성된 폐회로에 흐르는 전류는, 상기 잠금 릴레이(24)의 코일에 인가되어, 상기 잠금 릴레이(24)의 접점이 개방(Open)된다. 상기 잠금 릴레이(24)가 개방되면 배터리 셀(10)의 충방전을 제어하는 메인 릴레이(30)의 코일의 그라운드 전원이 차단되어 상기 메인 릴레이(30)(31) 및 선충전 릴레이(32)가 개방(Open)된다. 이에 따라, 상기 배터리 셀(10)을 충전하는 충전회로가 차단됨으로써, 배터리 셀(10)의 과충전을 방지하게 된다.
그러나, 상기 종래 기술에 의한 과충전 방지 회로(20)는, 외부 노이즈에 취약하다는 문제점가 있다. 즉, 상기 제 1 저항(21)과 제 2 저항(22)의 분압 저항에 외부 노이즈가 유입되거나 상기 제너 다이오드(23)의 순간적인 오작동에 의하여 메인 릴레이(30)(31) 및 선충전 릴레이(32)가 차단됨으로써, 상기 모터로 구동되는 차량이 정지될 수 있는 것이다.
따라서, 외부 노이즈에 대하여 내성을 가지는 과충전 방지회로 및 방법이 요구된다.
JP 2007-325439 A1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 외부 노이즈에 대하여 내성을 가지며 배터리 셀의 과충전을 감지하여 상기 배터리 셀을 보호함으로써, 차량 운행의 안정성 및 안전성을 향상시키는 배터리 셀의 과충전 방지 회로 및 방법를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로의 일 실시 예는, 배터리 셀에 연결되어 상기 배터리 셀의 과충전을 감지하고, 상기 배터리 셀의 과충전이 감지되는 경우 포토 커플러를 통하여 릴레이 제어부로 과충전 신호를 출력하는 과충전 센싱부; 및 상기 과충전 신호가 입력되는 D 플립 플롭을 이용하여 배터리 셀 충전 릴레이를 제어함으로써, 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 릴레이 제어부; 를 포함할 수 있다.
이때, 상기 과충전 센싱부는, 제너 다이오드를 이용하여 상기 배터리 셀의 과충전을 감지하는 과전압 센싱부; 및 상기 배터리 셀의 과충전이 감지되는 경우 발광 소자로부터 수광 소자로 과충전 신호를 전송하여, 릴레이 제어부로 과충전 신호를 출력하는 절연부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과전압 센싱부는, 상기 배터리 셀에 연결되는 제 1 제너 다이오드; 상기 제 1 제너 다이오드의 애노드 단과 직렬로 연결되는 제 1 저항; 상기 제 1 저항에 직렬로 연결되는 제 2 저항; 및 캐소드 단이 절연부의 발광 소자와 직렬로 연결되고 상기 제 1 저항과 병렬로 연결되며, 상기 제 1 저항과 제 2 저항 사이의 분기 회로가 제너 다이오드의 작동 전압단으로 연결되는 제 2 제너 다이오드; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 절연부는, 상기 제 1 제너 다이오드의 애노드 단과 직렬로 연결되고 상기 제 1 저항과 병렬로 연결되며, 상기 배터리 셀의 과충전이 감지되는 경우 과충전 신호를 수광 소자로 전송하는 발광 소자; 및 상기 배터리 셀의 과충전이 감지되는 경우 상기 발광 소자로부터 상기 과충전 신호를 전송받아 릴레이 제어부로 상기 과충전 신호를 출력하는 수광 소자; 를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 절연부는, 포토 커플러인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 릴레이 제어부는, 상기 과충전 신호가 입력되고 상기 과충전 신호를 이용하여 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 신호를 출력하는 입력 처리부; 및 상기 충전 차단 신호에 따라 배터리 셀 충전 릴레이를 제어하여 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 출력 제어부; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 입력 처리부는, 내부 클럭이 상승 에지이며 상기 출력 제어부로부터의 입력 신호가 하이(High)인 상태에서 상기 과충전 신호가 입력되는 경우에만, 출력 신호를 하이(Hihg)에서 로우(low)로 변경하는 D 플립 플롭; 및 상기 D 플립 플롭의 입력단에 병렬로 연결되는 저항; 을 포함할 수 있다.
또한, 상기 출력 제어부는, 제어부가 정상적으로 동작하는 경우 상기 입력 처리부로 로우(Low)인 출력 신호를 전송하고 제어부가 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 입력 처리부로 하이(High)인 출력 신호를 전송하며, 앤드 게이트부로 하이(High)인 출력 신호를 전송하는 제어부; 상기 입력 처리부 및 상기 제어부로부터 출력 신호를 입력받는 앤드 게이트부; 및 상기 앤드 게이트부의 출력 신호를 드레인 단으로 입력받아 상기 배터리 셀 충전 릴레이를 제어하는 스위치부; 를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 앤드 게이트는, 상기 입력 처리부의 내부 클럭이 상승 에지이고 상기 제어부로부터 상기 입력 처리부로 입력되는 입력 신호가 하이(High)인 상태에서 상기 입력 처리부로 과충전 신호가 입력되는 경우 상기 입력 처리부로부터 로우(low)인 출력 신호를 입력받고, 상기 제어부로부터 하이(High)인 출력 신호를 입력받는 경우, 상기 스위치부의 드레인 단으로 상기 배터리 셀 충전 릴레이를 개방(Open)하는 출력 신호를 전송할 수 있다.
또한, 상기 스위치부는, 상기 앤드 게이트부로부터 상기 드레인 단으로 상기 배터리 셀 충전 릴레이를 개방(Open)하는 출력 신호가 전송되는 경우, 상기 배터리 셀 충전 릴레이를 개방(Open)하여 상기 배터리 셀의 충전을 차단할 수 있다.
이때, 상기 앤드 게이트부는 3 개의 앤드 게이트로 구성되고, 상기 스위치부는 3 개의 스위치 소자로 구성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 방법의 일 실시 예는, 과전압 센싱부가 배터리 셀의 과충전 여부를 감지하는 과충전 감지단계; 상기 과전압 센싱부가 배터리 셀의 과충전을 감지하는 경우 포토 커플러를 통하여 과충전 신호를 릴레이 제어부로 전송하는 과충전 신호 전송단계; 상기 과충전 신호를 이용하여 상기 릴레이 제어부가 상기 배터리 셀의 충전을 차단할지 여부를 판단하는 충전차단 판단단계; 및 상기 릴레이 제어부가 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 경우 상기 릴레이 제어부가 배터리 셀 충전 릴레이를 개방(Open) 하여 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 충전 차단단계; 를 포함할 수 있다.
이때, 상기 과충전 감지단계에서, 상기 과전압 센싱부가 배터리 셀의 과충전을 감지하지 못하는 경우 상기 과충전 감지단계를 다시 수행할 수 있다.
또한, 상기 충전차단 판단단계에서는, 상기 릴레이 제어부의 D 플립 플롭 내부 클럭이 상승 에지이며 출력 제어부로부터 상기 D 플립 플롭으로의 입력 신호가 하이(High)인 상태에서 상기 D 플립 플롭으로 상기 과충전 신호가 입력되는 경우에만 상기 릴레이 제어부가 상기 배터리 셀의 충전을 차단할 수 있다.
또한, 상기 충전차단 판단단계에서, 상기 릴레이 제어부가 상기 배터리 셀의 충전을 차단하지 않는 경우 상기 과충전 감지단계를 다시 수행할 수 있다.
본 발명에 의한 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법에 의하면, 외부 노이즈에 대하여 오작동하지 않고 배터리 셀의 과충전을 감지하여 상기 배터리 셀을 보호함으로써, 차량 운행의 안정성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 종래 기술에 의한 과충전 방지 회로를 보인 블록도.
도 2 는 본 발명에 의한 과충전 방지 회로를 보인 블록도.
도 3 은 본 발명에 의한 과충전 방지 회로 중 릴레이 제어부의 D 플립 플롭 동작을 보인 다이어그램.
도 4 는 본 발명에 의한 과충전 방지 방법을 보인 흐름도.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위하여 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적이거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것은 아니며, 본 명세서에 개시된 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경·균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로의 일 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 2 는 본 발명에 의한 과충전 방지 회로를 보인 블록도이고, 도 3 은 본 발명에 의한 과충전 방지 회로 중 릴레이 제어부의 D 플립 플롭 동작을 보인 다이어그램이다.
도 2 및 도 3 을 참조하면, 본 발명에 의한 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로의 일 실시 예(1)는, 과충전 센싱부(100) 및 릴레이 제어부(200)를 포함할 수 있다.
상기 과충전 센싱부(100)는, 배터리 셀(300)에 연결되어 상기 배터리 셀(300)의 과충전을 감지하고, 상기 배터리 셀(300)의 과충전이 감지되는 경우 포토 커플러를 통하여 릴레이 제어부(200)로 과충전 신호(2)를 출력한다. 더욱 상세하게는, 상기 과충전 센싱부(100)는, 과전압 센싱부(110) 및 절연부(120)을 포함할 수 있다.
상기 과전압 센싱부(110)는, 상기 배터리 셀(300)에 연결되어 상기 배터리 셀(300)의 과충전을 감지한다. 즉, 상기 과전압 센싱부(110)는, 상기 과전압 센싱부(110)의 제 1 제너 다이오드(111)가 상기 배터리 셀(300)에 연결되어 상기 배터리 셀(300)이 소정의 전압 이상으로 충전되는 경우 상기 과전압 센싱부의 회로에 전류를 도통시킴으로써 과충전을 감지할 수 있는 것이다. 보다 상세하게는, 상기 과전압 센싱부(110)는, 제 1 제너 다이오드(111), 제 1 저항(112), 제 2 저항(113) 및 제 2 제너 다이오드(114)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 제너 다이오드(111)는, 상기 배터리 셀(300)에 연결된다. 더욱 상세하게는, 상기 제 1 제너 다이오드(111)의 캐소드 단은 상기 배터리 셀(300)의 양극에 연결될 수 있다. 이때, 상기 배터리 셀(300)이 소정의 전압 이상 충전되는 경우 상기 제 1 제너 다이오드(111)가 도통되어 상기 배터리 셀(300)의 양극으로부터 상기 제 1 제너 다이오드(111)를 거쳐 전류가 흐르게 된다. 즉, 상기 배터리 셀(300)에 소정의 전압 이상이 충전되어 상기 제 1 제너 다이오드(111)에 상기 소정의 전압 이상의 역방향 바이어스가 가해지면 상기 배터리 셀(300)의 양극으로부터 상기 제 1 제너 다이오드(111)를 거쳐 전류가 흐르게 되는 것이다. 이와 같은 방법으로, 상기 제 1 제너 다이오드(111)는 상기 배터리 셀(300)이 과충전되는지 감지할 수 있다. 여기서, 상기 소정의 전압은 3.8 v ~ 4.3 v 의 전압일 수 있다.
상기 제 1 저항(112)은, 상기 제 1 제너 다이오드(111)의 애노드 단과 직렬로 연결된다. 더욱 상세하게는, 상기 제 1 저항(112)은, 상기 제 1 제너 다이오드(111)의 애노드 단과 직렬로 연결되고 상기 제 2 저항(113)과 직렬로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제 1 저항(112)은, 상기 제 2 저항(113)과 연결되어 상기 제 2 제너 다이오드(114)의 작동 전압단에 제너 다이오드 작동 전압을 입력하기 위한 분배 저항을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 저항(112), 제 2 저항(113) 및 제 2 제너 다이오드(114)는 서로 결합하여 상기 절연부(120)에 일정한 전압을 출력하는 션트 레귤레이터 역할을 수행할 수 있다.
상기 제 2 저항(113)은, 상기 제 1 저항(112)에 직렬로 연결된다. 더욱 상세하게는, 상기 제 2 저항(113)은, 상기 제 1 저항(112)과 직렬로 연결되고 상기 배터리 셀(300)의 음극과 연결될 수 있다. 이때, 상기 제 2 저항(113)는, 상기 제 2 저항(113)과 연결되어 상기 제 2 제너 다이오드(114)의 작동 전압단에 제너 다이오드 작동 전압을 입력하기 위한 분배 저항을 형성할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 저항(112), 제 2 저항(113) 및 제 2 제너 다이오드(114)는 서로 결합하여 상기 절연부(120)에 일정한 전압을 출력하는 션트 레귤레이터 역할을 수행할 수 있다.
상기 제 2 제너 다이오드(114)는, 캐소드 단이 절연부(120)의 발광 소자(121)와 직렬로 연결되고 상기 제 1 저항(113)과 병렬로 연결되며, 상기 제 1 저항(112)과 제 2 저항(113) 사이의 분기 회로가 제너 다이오드의 작동 전압단으로 연결된다. 더욱 상세하게는, 상기 제 2 제너 다이오드(114)는, 그 캐소드 단이 상기 제 1 제너 다이오드(111)의 애노드 단과 직렬로 연결되고 상기 제 1 저항과 병렬로 연결되는 발광 소자(121)와 직렬로 연결되고 상기 제 1 저항(113)과 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제 2 제너 다이오드(114)는, 상기 제 1 저항(112)과 제 2 저항(113) 사이의 분기 회로가 제 2 제너 다이오드(114)의 작동 전압단으로 연결되어, 상기 배터리 셀(300)이 소정의 전압 이상 충전되는 경우 상기 제 1 제너 다이오드(111)에 전류가 흐르게 되면 제 1 저항(112) 및 제 2 저항(113)의 분배 저항에 의하여 상기 제 2 제너 다이오드(114)의 작동 전압단으로 작동 전압이 인가될 수 있다. 이에 따라, 상기 제 2 제너 다이오드(114)는 전류를 도통시킴으로써, 상기 절연부(120)의 발광 소자(121)에 전류를 도통시킬 수 있다. 여기서, 상기 제 1 저항(112), 제 2 저항(113) 및 제 2 제너 다이오드(114)는 서로 결합하여 상기 절연부(120)의 발광 소자(121)에 일정한 전압을 출력하는 션트 레귤레이터 역할을 수행할 수 있다.
상기 절연부(120)는, 상기 배터리 셀(300)의 과충전이 감지되는 경우 발광 소자(121)로부터 수광 소자(122)로 과충전 신호(2)를 전송함으로써, 릴레이 제어부(200)로 과충전 신호(2)를 출력한다. 더욱 상세하게는, 상기 절연부(120)는, 상기 배터리 셀(300)의 과충전이 감지되는 경우 상기 제 1 제너 다이오드(111) 및 제 2 제너 다이오드(114)에 전류가 도통됨으로써, 과충전 신호(2)를 생성하고 물리적으로 이격된 발광 소자(121) 및 수광 소자(122)를 통하여 상기 생성된 과충전 신호(3)를 전송할 수 있다. 이에 따라, 상기 제 1 저항(112)과 제 2 저항(113)에 외부 노이즈가 유입되거나 상기 제 1 제너 다이오드(111)와 제 2 제너 다이오드(114)의 순간적인 오작동으로 인하여 발생하는 노이즈가 유입되어 상기 과충전 신호(2)가 변형되거나 오발생하는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 상기 절연부(120)는, 포토 커플러 일 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 절연부(120)는, 발광 소자(121) 및 수광 소자(122)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(121)는, 상기 제 1 제너 다이오드(111)의 애노드 단과 직렬로 연결되고 상기 제 1 저항(112)과 병렬로 연결되며, 상기 배터리 셀(300)의 과충전이 감지되는 경우 과충전 신호(2)를 수광 소자(122)로 전송한다. 더욱 상세하게는, 상기 발광 소자(121)는, 상기 제 1 제너 다이오드(111)의 애노드 단과 직렬로 연결되고 상기 제 1 저항(112)과 병렬로 연결되며 상기 제 2 다이오드(114)와 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(121)는, 상기 배터리 셀(300)의 과충전이 감지되는 경우 상기 제 1 제너 다이오드(111) 및 제 2 제너 다이오드(114)에 전류가 도통됨으로써, 과충전 신호(2)를 생성하고 상기 과충전 신호(2)를 상기 수광 소자(122)로 전송할 수 있다.
상기 수광 소자(122)는, 상기 배터리 셀(300)의 과충전이 감지되는 경우 상기 발광 소자(121)로부터 상기 과충전 신호(2)를 전송받아 릴레이 제어부(200)로 상기 과충전 신호(2)를 출력한다. 더욱 상세하게는, 상기 수광 소자(122)는, 상기 배터리 셀(300)의 과충전이 감지되는 경우 상기 발광 소자(121)로부터 상기 과충전 신호(2)를 전송받을 수 있다. 이때, 상기 발광 소자(121)와 수광 소자(122)는 서로 이격되어 있으므로, 상기 제 1 저항(112)과 제 2 저항(113)에 외부 노이즈가 유입되거나 상기 제 1 제너 다이오드(111)와 제 2 제너 다이오드(114)의 순간적인 오작동으로 인하여 발생하는 노이즈가 유입되지 않은 과충전 신호(2)를 전송받을 수 있으며, 상기 릴레이 제어부(200)의 D 플립 플롭(211)의 입력단으로 상기 전송받은 과충전 신호(2)를 전송할 수 있다.
상기 릴레이 제어부(200)는, 상기 과충전 신호(2)가 입력되는 D 플립 플롭(211)을 이용하여 배터리 셀 충전 릴레이(400)를 제어함으로써, 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단한다. 더욱 상세하게는, 상기 릴레이 제어부(200)는, 입력 처리부(210) 및 출력 제어부(220)을 포함할 수 있다.
상기 입력 처리부(210)는, 상기 과충전 신호(2)가 입력되고 상기 과충전 신호(2)를 이용하여 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단하는 신호(6)를 출력한다. 더욱 상세하게는, 상기 입력 처리부(210)는, 상기 과충전 센싱부(100)로부터 입력되는 과충전 신호(4), 내부 클럭(3), 출력 제어부(220)로부터 입력되는 셧 다운 신호(5)를 이용하여 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단하는 신호(6)를 출력할 수 있다. 여기서, 상기 과충전 센싱부(100)로부터 입력되는 과충전 신호(4)는, 상기 과충전 신호(2)에 노이즈가 포함되는 신호일 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 입력 처리부(210)는, D 플립 플롭(211) 및 저항(212)를 포함할 수 있다.
상기 D 플립 플롭(211)은, 내부 클럭(3)이 상승 에지이며 상기 출력 제어부(220)로부터의 입력 신호(5)가 하이(High)인 상태에서 상기 과충전 신호(4)가 입력되는 경우에만, 출력 신호(6)를 하이(Hihg)에서 로우(low)로 변경한다. 더욱 상세하게는, 상기 D 플립 플롭(211)은, 내부 클럭(3), 출력 제어부(220)로부터 입력되는 셧 다운 신호(5) 및 상기 과충전 센싱부(100)로부터 입력되는 과충전 신호(4)를 이용하여 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단하는 신호(6)를 출력할 수 있다. 즉, 상기 D 플립 플롭(211)은, 내부 클럭(3)이 상승 에지이고, 상기 출력 제어부(220)로부터 입력되는 셧 다운 신호(5)가 하이(High)인 상태에서, 상기 과충전 신호(4)가 상기 과충전 센싱부(100)로부터 입력되는 경우에만, 출력 신호(6)를 하이(High)에서 로우(Low)로 변경할 수 있다.
다시 설명하면, 상기 D 플립 플롭(211)은, 내부 클럭(3)이 상승 에지가 아니거나 상기 출력 제어부(220)로부터 입력되는 셧 다운 신호(5)가 하이(High)가 아니거나 상기 과충전 센싱부(100)로부터 과충전 신호(4)가 입력되지 않는 경우, 출력 신호(6)는 하이(High)일 수 있다. 그리고, 내부 클럭(3)이 상승 에지이고, 상기 출력 제어부(220)로부터 입력되는 셧 다운 신호(5)가 하이(High)인 상태에서, 상기 과충전 신호(4)가 상기 과충전 센싱부(100)로부터 입력되는 경우에만, 출력 신호(6)를 하이(High)에서 로우(Low)로 변경할 수 있다.
여기서, 상기 과충전 센싱부(100)로부터 입력되는 과충전 신호(4)는, 상기 과충전 신호(2)에 노이즈가 포함되는 신호일 수 있다. 또한, 여기서, 상기 D 플립 플롭의 출력 신호(6)는, 상기 출력 제어부(220)의 앤드 게이트부(222)로 입력될 수 있다.
도 3 을 참조하면, 내부 클럭(3)이 상승 에지이고 D 플립 플롭(211)의 입력(4)으로 과충전 신호(4)가 입력되는 경우 출력 제어부(220)로부터의 입력(5)가 하이인 경우에만 D 플립 플롭의 출력(6)이 로우가 되는 것을 확인할 수 있다.
상기 저항(212)은, 상기 D 플립 플롭(211)의 입력단에 병렬로 연결된다. 더욱 상세하게는, 상기 저항(212)은, 상기 과충전 센싱부(100)로부터 과충전 신호가 입력되는 경우 상기 D 플립 플롭(211)의 입력단에 일정한 전압을 인가해주기 위하여 장착될 수 있다.
상기 출력 제어부(220)는, 상기 충전 차단 신호(6)에 따라 배터리 셀 충전 릴레이(400)를 제어하여 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단한다. 더욱 상세하게는, 상기 출력 제어부(220)는, 상기 D 플립 플롭(211)로부터 출력되는 충전 차단 신호(6)에 따라 내부 스위치를 작동시켜 상기 배터리 셀 충전 릴레이(400)에 전압을 인가함으로써, 상기 배터리 셀 충전 릴레이(400)를 개방하여 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 출력 제어부(220)는, 제어부(221), 앤드 게이트부(222) 및 스위치부(223)을 포함할 수 있다.
상기 제어부(221)는, 제어부(221)가 정상적으로 동작하는 경우 상기 입력 처리부(210)로 로우(Low)인 출력 신호를 전송하고 제어부(221)가 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 입력 처리부(210)로 하이(High)인 출력 신호(5)를 전송하며, 앤드 게이트부(222)로 하이(High)인 출력 신호(7)를 전송한다.
더욱 상세하게는, 상기 제어부(221)는, 제어부(221)가 정상적으로 동작하는 경우 상기 입력 처리부(210)로 제어부(221)가 정상으로 동작함을 의미하는 로우(Low)인 출력 신호를 전송하여, 상기 D 플립 플롭(211)의 입력과 상관없이 상기 D 플립 플롭(211)이 하이(high)인 출력 신호(6)를 출력토록 하여 배터리 셀(300)의 충전을 차단하는 과충전 방지 회로가 작동하지 않도록 할 수 있다. 즉, 상기 제어부(221)가 정상적으로 동작하는 경우, 상기 제어부(221)는, 상기 입력 처리부(210)가 과충전 신호 입력에도 불구하고 상기 배터리 셀의 충전을 차단하지 못하도록, 상기 입력 처리부(210)를 제어하는 것이다.
그러나, 상기 제어부(221)는, 제어부(221)가 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 입력 처리부(210)로 제어부(221)가 셧 다운되었음을 의미하는 하이(High)인 출력 신호(5)를 전송하여, 내부 클럭(3)이 상승 에지이고 상기 출력 제어부(220)로부터 입력되는 셧 다운 신호(5)가 하이(High)인 상태에서, 상기 과충전 신호(4)가 상기 과충전 센싱부(100)로부터 입력되는 경우에만, 출력 신호(6)를 하이(High)에서 로우(Low)로 변경토록 하여 배터리 셀(300)의 충전을 차단하는 과충전 방지 회로가 작동하도록 할 수 있다. 즉, 상기 제어부(221)가 비정상적으로 동작하여 셧 다운되는 경우, 상기 제어부(221)는, 상기 입력 처리부(210)가 과충전 신호 입력에 따라 상기 배터리 셀의 충전을 차단하도록, 상기 입력 처리부(210)를 제어하는 것이다.
또한, 상기 제어부(221)는, 앤드 게이트부(222)로 하이(High)인 출력 신호(7)를 전송하여, 상기 앤드 게이트부(222)가 상기 입력 처리부(210)의 출력(6)에 따라 동작하도록 할 수 있다. 즉, 상기 제어부(221)는, 앤드 게이트부(222)로 항상 하이(High)인 출력 신호(7)를 전송하여, 상기 입력 처리부(210)의 로우(Low)인 출력 신호(6)에 따라 동작하도록 하는 것이다.
상기 앤드 게이트부(222)는, 상기 입력 처리부(210) 및 상기 제어부(221)로부터 출력 신호를 입력받는다. 더욱 상세하게는, 상기 앤드 게이트부(222)는, 상기 입력 처리부(210)로부터의 출력 신호(6) 및 상기 제어부(221)로부터의 출력 신호(7)를 입력받아 상기 스위치부(223)를 개폐시킴으로써, 상기 스위치부(223)가 상기 배터리 셀 충전 릴레이(400)를 제어하도록 할 수 있다. 즉, 상기 앤드 게이트부(222)는, 하이(High)인 상기 제어부(221)의 출력 신호(7)를 입력받는 상태에서, 상기 입력 처리부(210)의 내부 클럭(3)이 상승 에지이고 상기 출력 제어부(220)로부터 상기 입력 처리부(210)로 입력되는 셧 다운 신호(5)가 하이(High)인 상태에서 상기 과충전 신호(4)가 상기 과충전 센싱부(100)로부터 상기 입력 처리부(210)로 입력되는 경우 로우(Low)로 출력되는 상기 입력 처리부(210)의 출력 신호(6)를 입력받아 상기 스위치부(223)를 개방(Open)시킬 수 있는 것이다. 여기서, 상기 앤드 게이트부(222)의 출력 신호(8)는 상기 스위치부(223)의 드레인 단으로 입력될 수 있다.
다시 말하면, 상기 앤드 게이트부(222)는, 상기 입력 처리부(210)의 내부 클럭(3)이 상승 에지이고 상기 제어부(221)로부터 상기 입력 처리부(210)로 입력되는 입력 신호(5)가 하이(High)인 상태에서 상기 입력 처리부(210)로 과충전 신호(4)가 입력되는 경우 상기 입력 처리부(210)로부터 로우(low)인 출력 신호(6)를 입력받고, 상기 제어부(221)로부터 하이(High)인 출력 신호(7)를 입력받는 경우, 상기 스위치부(223)의 드레인 단으로 상기 배터리 셀 충전 릴레이(400)를 개방(Open)하는 출력 신호(8)를 전송할 수 있다.
이때, 상기 앤드 게이트부(222)는, 3 개의 앤드 게이트를 포함할 수 있다.
상기 스위치부(223)는, 상기 앤드 게이트부(222)의 출력 신호(8)를 드레인 단으로 입력받아 상기 배터리 셀 충전 릴레이(400)를 제어한다. 더욱 상세하게는, 상기 스위치부(223)는, 상기 입력 처리부(210)의 내부 클럭(3)이 상승 에지이고 상기 출력 제어부(220)로부터 상기 입력 처리부(210)로 입력되는 셧 다운 신호(5)가 하이(High)인 상태에서 상기 과충전 신호(4)가 상기 과충전 센싱부(100)로부터 상기 입력 처리부(210)로 입력되는 경우 로우(Low)로 출력되는 상기 입력 처리부(210)의 출력 신호(6)에 따라 개방(Open)됨으로써, 상기 배터리 셀 충전 릴레이(400)를 개방(Open)시킴으로으로써 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단할 수 있다.
다시 말하면, 상기 스위치부(223)는, 상기 앤드 게이트부(222)로부터 상기 드레인 단으로 상기 배터리 셀 충전 릴레이(400)를 개방(Open)하는 출력 신호(8)가 전송되는 경우, 상기 배터리 셀 충전 릴레이(400)를 개방(Open)하여 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단할 수 있다.
이때, 상기 스위치부는 3 개의 스위치 소자를 포함할 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 방법의 일 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.
도 4 는 본 발명에 의한 과충전 방지 방법을 보인 흐름도이다.
도 4 를 참조하면, 본 발명에 의한 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 방법의 일 실시 예는, 과충전 감지단계(S100), 과충전 신호 전송단계(S200), 충전차단 판단단계(S300) 및 충전 차단단계(S400)를 포함할 수 있다.
상기 과충전 감지단계(S100)에서는, 과전압 센싱부(110)가 배터리 셀(300)의 과충전 여부를 감지한다. 더욱 상세하게는, 상기 과충전 감지단계(S100)에서는, 과전압 센싱부(110)가 제 1 제너 다이오드(111)를 이용하여 배터리 셀(300)의 과충전 여부를 감지할 수 있다.
한편, 상기 과충전 감지단계(S100)에서, 상기 과전압 센싱부(100)가 배터리 셀(300)의 과충전을 감지하지 못하는 경우 상기 과충전 감지단계(S100)를 다시 수행할 수 있다.
상기 과충전 신호 전송단계(S200)에서는, 상기 과전압 센싱부(110)가 배터리 셀(300)의 과충전을 감지하는 경우 포토 커플러를 통하여 과충전 신호(2)(4)를 릴레이 제어부(200)로 전송한다. 더욱 상세하게는, 상기 과충전 신호 전송단계(S200)에서는, 상기 과전압 센싱부(110)가 배터리 셀(300)의 과충전을 감지하는 경우, 절연부(120)의 포토 커플러를 이용하여 상기 과충전 신호(2)(4)를 상기 릴레이 제어부(200)로 전송할 수 있다.
상기 충전차단 판단단계(S300)에서는, 상기 과충전 신호(2)(4)를 이용하여 상기 릴레이 제어부(200)가 상기 배터리 셀(3000)의 충전을 차단할지 여부를 판단한다. 더욱 상세하게는, 상기 충전차단 판단단계(S300)에서는, 상기 릴레이 제어부(200)의 D 플립 플롭 내부 클럭(3)이 상승 에지이며 출력 제어부(220)로부터 상기 D 플립 플롭(211)으로의 입력 신호(5)가 하이(High)인 상태에서 상기 D 플립 플롭(211)으로 상기 과충전 신호(2)(4)가 입력되는 경우에만 상기 릴레이 제어부(200)가 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단하는 것으로 판단할 수 있다.
한편, 상기 충전차단 판단단계(S300)에서, 상기 릴레이 제어부(200)가 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단하지 않는 경우 상기 과충전 감지단계(S100)를 다시 수행할 수 있다.
상기 충전 차단단계(S400)에서는, 상기 릴레이 제어부(200)가 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단하는 경우 상기 릴레이 제어부(200)가 배터리 셀 충전 릴레이(400)를 개방(Open) 하여 상기 배터리 셀(300)의 충전을 차단한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능하고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
1 : 본 발명에 의한 과충전 방지 회로
2 : 과충전 신호
3 : D 플립 플롭의 내부 클럭
4 : 과충전 센싱부로부터 D 플립 플롭으로의 입력(과충전 신호 또는 노이즈)
5 : 출력 제어부로부터 D 플립 플롭으로의 입력(Shut Down)
6 : D 플립 플롭의 출력
7 : 제어부로부터 앤드 게이트부로의 출력
8 : 앤드 게이트부로부터 스위치부로의 출력
10 : 배터리 셀
20 : 종래 기술에 의한 과충전 방지 회로
21 : 제 1 저항 22 : 제 2 저항
23 : 제너 다이오드 24 : 잠금 릴레이(Latching Relay)
30 : 메인 릴레이(+)
31 : 메인 릴레이(-)
32 : 선충전 릴레이(Precharge Relay)
100 : 과충전 센싱부
110 : 과전압 센싱부
111 : 제 1 제너 다이오드 112 : 제 1 저항
113 : 제 2 저항 114 : 제 2 제너 다이오드
120 : 절연부
121 : 발광 소자 122 : 수광 소자
200 : 릴레이 제어부
210 : 입력 처리부
211 : D 플립 플롭 212 : 저항
220 : 출력 제어부
221 : 제어부 222 : 앤드 게이트부
223 : 스위치부
300 : 배터리 셀
400 : 배터리 셀 충전 릴레이

Claims (15)

  1. 과충전 방지 회로에 있어서,
    배터리 셀에 연결되어 상기 배터리 셀의 과충전을 감지하고, 상기 배터리 셀의 과충전이 감지되는 경우 포토 커플러를 통하여 릴레이 제어부로 과충전 신호를 출력하는 과충전 센싱부; 및
    상기 과충전 신호가 입력되는 D 플립 플롭을 이용하여 배터리 셀 충전 릴레이를 제어함으로써, 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 릴레이 제어부;
    를 포함하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 과충전 센싱부는,
    제너 다이오드를 이용하여 상기 배터리 셀의 과충전을 감지하는 과전압 센싱부; 및
    상기 배터리 셀의 과충전이 감지되는 경우 발광 소자로부터 수광 소자로 과충전 신호를 전송하여 릴레이 제어부로 과충전 신호를 출력하는 절연부;
    를 포함하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 과전압 센싱부는,
    상기 배터리 셀에 연결되는 제 1 제너 다이오드;
    상기 제 1 제너 다이오드의 애노드 단과 직렬로 연결되는 제 1 저항;
    상기 제 1 저항에 직렬로 연결되는 제 2 저항; 및
    캐소드 단이 절연부의 발광 소자와 직렬로 연결되고 상기 제 1 저항과 병렬로 연결되며, 상기 제 1 저항과 제 2 저항 사이의 분기 회로가 제너 다이오드의 작동 전압단으로 연결되는 제 2 제너 다이오드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 절연부는,
    상기 제 1 제너 다이오드의 애노드 단과 직렬로 연결되고 상기 제 1 저항과 병렬로 연결되며, 상기 배터리 셀의 과충전이 감지되는 경우 과충전 신호를 수광 소자로 전송하는 발광 소자; 및
    상기 배터리 셀의 과충전이 감지되는 경우 상기 발광 소자로부터 상기 과충전 신호를 전송받아 릴레이 제어부로 상기 과충전 신호를 출력하는 수광 소자;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 절연부는,
    포토 커플러인 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 릴레이 제어부는,
    상기 과충전 신호가 입력되고 상기 과충전 신호를 이용하여 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 신호를 출력하는 입력 처리부; 및
    상기 충전 차단 신호에 따라 배터리 셀 충전 릴레이를 제어하여 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 출력 제어부;
    를 포함하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 입력 처리부는,
    내부 클럭이 상승 에지이며 상기 출력 제어부로부터의 입력 신호가 하이(High)인 상태에서 상기 과충전 신호가 입력되는 경우에만, 출력 신호를 하이(Hihg)에서 로우(low)로 변경하는 D 플립 플롭; 및
    상기 D 플립 플롭의 입력단에 병렬로 연결되는 저항;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 출력 제어부는,
    제어부가 정상적으로 동작하는 경우 상기 입력 처리부로 로우(Low)인 출력 신호를 전송하고 제어부가 정상적으로 동작하지 않는 경우 상기 입력 처리부로 하이(High)인 출력 신호를 전송하며, 앤드 게이트부로 하이(High)인 출력 신호를 전송하는 제어부;
    상기 입력 처리부 및 상기 제어부로부터 출력 신호를 입력받는 앤드 게이트부; 및
    상기 앤드 게이트부의 출력 신호를 드레인 단으로 입력받아 상기 배터리 셀 충전 릴레이를 제어하는 스위치부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 앤드 게이트는,
    상기 입력 처리부의 내부 클럭이 상승 에지이고 상기 제어부로부터 상기 입력 처리부로 입력되는 입력 신호가 하이(High)인 상태에서 상기 입력 처리부로 과충전 신호가 입력되는 경우 상기 입력 처리부로부터 로우(low)인 출력 신호를 입력받고, 상기 제어부로부터 하이(High)인 출력 신호를 입력받는 경우,
    상기 스위치부의 드레인 단으로 상기 배터리 셀 충전 릴레이를 개방(Open)하는 출력 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 스위치부는,
    상기 앤드 게이트부로부터 상기 드레인 단으로 상기 배터리 셀 충전 릴레이를 개방(Open)하는 출력 신호가 전송되는 경우, 상기 배터리 셀 충전 릴레이를 개방(Open)하여 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 앤드 게이트부는 3 개의 앤드 게이트로 구성되고,
    상기 스위치부는 3 개의 스위치 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로.
  12. 과충전 방지 방법에 있어서,
    과전압 센싱부가 배터리 셀의 과충전 여부를 감지하는 과충전 감지단계;
    상기 과전압 센싱부가 상기 배터리 셀의 과충전을 감지하는 경우 포토 커플러를 통하여 과충전 신호를 릴레이 제어부로 전송하는 과충전 신호 전송단계;
    상기 과충전 신호를 이용하여 상기 릴레이 제어부가 상기 배터리 셀의 충전을 차단할지 여부를 판단하는 충전차단 판단단계; 및
    상기 릴레이 제어부가 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 경우 상기 릴레이 제어부가 배터리 셀 충전 릴레이를 개방(Open) 하여 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 충전 차단단계;
    를 포함하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 과충전 감지단계에서,
    상기 과전압 센싱부가 상기 배터리 셀의 과충전을 감지하지 못하는 경우 상기 과충전 감지단계를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 충전차단 판단단계에서는,
    상기 릴레이 제어부의 D 플립 플롭 내부 클럭이 상승 에지이며 출력 제어부로부터 상기 D 플립 플롭으로의 입력 신호가 하이(High)인 상태에서 상기 D 플립 플롭으로 상기 과충전 신호가 입력되는 경우에만 상기 릴레이 제어부가 상기 배터리 셀의 충전을 차단하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 충전차단 판단단계에서,
    상기 릴레이 제어부가 상기 배터리 셀의 충전을 차단하지 않는 경우 상기 과충전 감지단계를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 방법.
KR1020150003337A 2015-01-09 2015-01-09 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법 KR20160086097A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150003337A KR20160086097A (ko) 2015-01-09 2015-01-09 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150003337A KR20160086097A (ko) 2015-01-09 2015-01-09 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160086097A true KR20160086097A (ko) 2016-07-19

Family

ID=56616270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150003337A KR20160086097A (ko) 2015-01-09 2015-01-09 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160086097A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018034486A1 (ko) * 2016-08-16 2018-02-22 엘지이노텍 주식회사 전기 자동차의 충전 장치
KR20190010004A (ko) * 2017-07-20 2019-01-30 현대오트론 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법
WO2020067773A1 (ko) * 2018-09-28 2020-04-02 주식회사 엘지화학 플립플롭을 이용한 릴레이 제어 시스템 및 방법
KR102163764B1 (ko) * 2019-10-29 2020-10-08 현대오트론 주식회사 배터리 모듈용 과전압 검출 장치 및 그것의 동작 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325439A (ja) 2006-06-01 2007-12-13 Sanyo Electric Co Ltd 過充電防止用集積回路

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007325439A (ja) 2006-06-01 2007-12-13 Sanyo Electric Co Ltd 過充電防止用集積回路

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018034486A1 (ko) * 2016-08-16 2018-02-22 엘지이노텍 주식회사 전기 자동차의 충전 장치
KR20190010004A (ko) * 2017-07-20 2019-01-30 현대오트론 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법
WO2020067773A1 (ko) * 2018-09-28 2020-04-02 주식회사 엘지화학 플립플롭을 이용한 릴레이 제어 시스템 및 방법
KR20200036274A (ko) * 2018-09-28 2020-04-07 주식회사 엘지화학 플립플롭을 이용한 릴레이 제어 시스템 및 방법
CN111918787A (zh) * 2018-09-28 2020-11-10 株式会社Lg化学 使用触发器来控制继电器的系统和方法
US11590859B2 (en) 2018-09-28 2023-02-28 Lg Energy Solution, Ltd. System and method for controlling relay using flip-flop
CN111918787B (zh) * 2018-09-28 2024-01-12 株式会社Lg新能源 使用触发器来控制继电器的系统和方法
KR102163764B1 (ko) * 2019-10-29 2020-10-08 현대오트론 주식회사 배터리 모듈용 과전압 검출 장치 및 그것의 동작 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9893343B2 (en) Battery pack and electric device
US7791315B2 (en) Battery state monitoring circuit and battery device
US8368345B2 (en) Battery charging system for controlling the supply of charging current depending on battery temperature, a battery operated system and a method for state controlled charging
KR102108780B1 (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
KR102130290B1 (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
JP5529652B2 (ja) 充放電制御回路及び充電式電源装置
US20050182987A1 (en) Battery state monitoring circuit and battery device
US6614205B2 (en) Charge/discharge control circuit and a charging-type power-supply unit
EP2988384B1 (en) Overcharge protection apparatus with minimized power consumption
KR20110134821A (ko) 배터리 보호회로, 그 제어방법 및 배터리 팩
US20070013342A1 (en) Battery pack
US8896270B2 (en) Semiconductor integrated circuit, protection circuit, and battery pack
US8524385B2 (en) Battery pack
KR20160086097A (ko) 노이즈 내성 강화를 위한 과충전 방지 회로 및 방법
US11742686B2 (en) Battery device and battery charging system
US6060863A (en) Charge and discharge control circuit and chargeable power supply unit
KR20140078910A (ko) 배터리 과충전 감지 장치
EP2293412B1 (en) Method of charging battery pack and battery pack
US10686312B2 (en) Monitoring unit for monitoring a circuit breaker comprising an electrical power supply management system and circuit breaker comprising such a unit
KR101259657B1 (ko) 반도체 장치 및 충전식 전원 장치
KR20140109307A (ko) 배터리 장치
KR20150032818A (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
US8618774B2 (en) Charge and discharge battery control circuit
KR101791698B1 (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
JP2009194980A (ja) 二次電池装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment