KR20160086738A - 과전압 방지 회로, 그 제어방법 및 배터리 팩 - Google Patents

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Abstract

상시 소비 전력을 절감할 수 있는 과전압 방지 회로, 그 제어방법 및 배터리 팩이 개시된다. 이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로는 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부; 전압 측정부에서 측정된 배터리 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 전원을 공급하는 전원 제어부; 및 전원 제어부에서 공급되는 전원을 공급받으며, 배터리 전압값이 제1 전압값 보다 높은 기 설정된 제2 전압값 이상인 경우, 배터리의 충전을 차단하는 차단 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

과전압 방지 회로, 그 제어방법 및 배터리 팩{OVERVOLTAGE PROTECTION CIRCUIT, CONTROLLING METHOD OF THE SAME AND BATTERY PACK}
본 발명은 과전압 방지 회로, 그 제어방법 및 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 상시 소비 전력을 절감할 수 있는 과전압 방지 회로, 그 제어방법 및 배터리 팩에 관한 것이다.
제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차 전지는 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 이차 전지는 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.
이러한 이차 전지는 양극 및 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 반복적인 충방전이 가능하다. 일 예로서 널리 사용되는 리튬 폴리머 이차 전지의 경우, 약 3.7V ~ 4.2V의 동작 전압을 가진다. 따라서, 상기 전기 차량 등에 적용되는 고출력 배터리 팩을 얻기 위해 복수의 단위 이차 전지 셀(cell)을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성한다.
이러한 기본적 구조에 더하여, 배터리 팩은 충전 시 과전압 충전을 방지하기 위하여 배터리 팩의 전압을 측정하여 과전압 상황이 발생하면 충전을 차단하는 과전압 방지 회로를 추가로 포함하여 구성될 수 있다. 그런데, 충전을 차단하기 위해서는 지속적으로 배터리 팩의 전압을 센싱하고 있어야 하므로 차단회로가 상시로 동작할 수 밖에 없으며, 따라서 소비 전력이 클 수 밖에 없다. 더불어, 배터리 팩을 사용하지 않는 상황에서도 차단회로가 동작하고 있으므로 배터리 팩의 방전이 빨리 되는 문제점이 있는 실정이다.
한국공개특허 제10-2005-0054546호
본 발명의 목적은 자체 소비 전력을 감소시킨 과전압 방지 회로를 제공하는 것이다.
그리고, 본 발명은 과전압 방지 회로의 소비 전력을 감소시켜, 전체적인 배터리 팩의 상시 소비 전력을 절감시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하기의 구성을 가진다.
(1) 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부; 상기 전압 측정부에서 측정된 배터리 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 전원을 공급하는 전원 제어부; 및 상기 전원 제어부에서 공급되는 전원을 공급받으며, 상기 배터리 전압값이 기 설정된 제2 전압값 이상인 경우, 상기 배터리의 충전을 차단하는 차단 회로부를 포함하는 과전압 방지 회로.
(2) 상기 제2 전압값은 상기 제1 전압값 보다 높거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 과전압 방지 회로.
(3) 상기 전압 측정부 및 상기 전원 제어부는 일체의 전원 회로부로 구성되는 상기 (1)에 기재된 과전압 방지 회로.
(4) 상기 전원 회로부는 상기 배터리 및 상기 차단 회로부의 사이에 연결되는 상기 (3)에 기재된 과전압 방지 회로.
(5) 상기 차단 회로부는, 상기 배터리 전압값이 상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 전압 비교기를 포함하여 구성되는 상기 (1)에 기재된 과전압 방지 회로.
(6) 상기 차단 회로부는, 상기 배터리 전압값이 상기 제1 전압값 미만인 경우 동작하지 않는 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 과전압 방지 회로.
(7) 상기 차단 회로부는 상기 배터리의 충전 시 동작하는 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 과전압 방지 회로.
(8) 배터리; 상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부; 상기 전압 측정부에서 측정된 배터리 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 전원을 공급하는 전원 제어부; 및 상기 전원 제어부에서 공급되는 전원을 공급받으며, 상기 배터리 전압값이 기 설정된 제2 전압값 이상인 경우, 상기 배터리의 충전을 차단하는 차단 회로부를 포함하는 배터리 팩.
(9) 상기 제2 전압값은 상기 제1 전압값 보다 높거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 상기 (8)에 기재된 배터리 팩.
(10) 상기 전압 측정부 및 상기 전원 제어부는 일체의 전원 회로부로 구성되는 상기 (9)에 기재된 배터리 팩.
(11) 상기 전원 회로부는 상기 배터리 및 상기 차단 회로부의 사이에 연결되는 상기 (10)에 기재된 배터리 팩.
(12) 상기 차단 회로부는, 상기 배터리 전압값이 상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 전압 비교기를 포함하여 구성되는 상기 (8)에 기재된 배터리 팩.
(13) 상기 차단 회로부는, 상기 배터리 전압값이 상기 제1 전압값 미만인 경우 동작하지 않는 상기 (8) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 배터리 팩.
(14) 상기 차단 회로부는 상기 배터리의 충전 시 동작하는 상기 (8) 내지 (12) 중 어느 한 항에 기재된 배터리 팩.
(15) 배터리의 전압을 측정하는 단계; 상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 배터리 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인지를 판단하는 단계; 상기 배터리 전압값이 상기 제1 전압값 이상인 경우, 차단 회로부에 전원을 공급하는 단계; 상기 배터리 전압값이 기 설정된 제2 전압값 이상인지를 판단하는 단계; 및 상기 배터리 전압값이 상기 제2 전압값 이상인 경우, 상기 차단 회로부가 상기 배터리의 충전을 차단하는 단계를 포함하는 과전압 방지 회로의 제어방법.
(16) 상기 제2 전압값은 상기 제1 전압값 보다 높거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 상기 (15)에 기재된 과전압 방지 회로의 제어방법.
(17) 상기 측정하는 단계 및 상기 제1 전압값 이상인지를 판단하는 단계는, 일체로 형성되는 전원 회로부에 의하여 수행되는 상기 (15)에 기재된 과전압 방지 회로의 제어방법.
(18) 상기 전원 회로부는 상기 배터리 및 상기 차단 회로부의 사이에 연결되어, 상기 측정하는 단계 및 상기 제1 전압값 이상인지를 판단하는 단계를 수행하는 상기 (17)에 기재된 과전압 방지 회로의 제어방법.
(19) 상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 단계에서, 상기 배터리 전압값이 상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 것은 전압 비교기를 이용하여 판단하는 상기 (18)에 기재된 과전압 방지 회로의 제어방법.
(20) 상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 단계 및 상기 차단하는 단계는 상기 배터리 전압값이 상기 제1 전압값 미만인 경우 수행되지 않는 상기 (15) 내지 (19) 중 어느 한 항에 기재된 과전압 방지 회로의 제어방법.
(21) 상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 단계 및 상기 차단하는 단계는 상기 배터리의 충전 시 수행되는 상기 (15) 내지 (19) 중 어느 한 항에 기재된 과전압 방지 회로의 제어방법.
본 발명의 실시예에 따르면, 배터리의 전압이 기 설정된 전압을 넘지 않으면 전원 회로부가 차단 회로부에 전원을 공급하지 않는다. 이를 통하여, 본 발명은 배터리 팩을 사용하지 않는 경우 전원 회로부만 동작하므로 소비 전류를 감소시킬 수 있다.
또한, 전압 측정부 및 전원 제어부가 일체로 구성될 수 있으며, 이에 따라 전압 측정부 및 전원 제어부가 차지하는 부피 및 공간을 절감할 수 있다.
그리고, 본 발명은 배터리의 전압이 기 설정된 전압 미만인 경우 전원 회로부에서만 배터리의 전압을 센싱하고, 배터리의 전압이 기 설정된 전압 이상인 경우 보다 정밀하게 차단 회로부를 통하여 배터리의 전압을 센싱하여, 소비 전류를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로의 전원 회로부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 배터리의 충전 그래프에서 배터리 전압값에 따른 전원 회로부와 차단 회로부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로의 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 과전압 방지 회로 및 배터리 팩의 구조 및 동작에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로의 회로도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로의 전원 회로부의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 3은 배터리의 충전 그래프에서 배터리 전압값에 따른 전원 회로부와 차단 회로부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3에서는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로에 대해 설명하고 있으나, 본 발명의 일 실시예는 배터리 및 과전압 방지 회로를 포함하는 배터리 팩의 형태로 구현될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로는 전원 회로부(100) 및 차단 회로부(200)를 포함하여 구성된다. 도 1에 도시된 과전압 방지 회로는 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
전원 회로부(100)는, 도 2와 함께 참조하면, 전압 측정부(110) 및 전원 제어부(120)를 포함하여 구성된다.
전압 측정부(110)는 배터리(10)의 전압을 측정한다. 이 때, 배터리(10)는 적어도 하나의 배터리 셀로 구성될 수 있다.
전원 제어부(120)는 전압 측정부(110)에서 측정된 배터리 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인지를 판단한다. 그리고, 전원 제어부(120)는 배터리 전압값이 제1 전압값 이상인 경우, 후술하는 차단 회로부(200)에 전원을 공급한다.
이러한, 전압 측정부(110) 및 전원 제어부(120)는 일체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 전압 측정부(110) 및 전원 제어부(120)는 일체의 전원 회로부(100)로 구성될 수 있다. 또한, 전원 회로부(100)는 배터리(10) 및 차단 회로부(200)의 사이에 연결될 수 있다. 이처럼, 본 발명의 일 실시예에서는 전압 측정부(110) 및 전원 제어부(120)가 일체로 구성될 수 있으며, 이에 따라 전압 측정부(110) 및 전원 제어부(120)가 차지하는 부피 및 공간을 절감할 수 있다. 이를 위해, 전압 측정부(110) 및 전원 제어부(120)는 공통되는 부품이나 유닛을 공유할 수 있다.
차단 회로부(200)는 전원 제어부(120)에서 전원을 공급받으며, 배터리 전압값이 기 설정된 제2 전압값 이상인지를 판단한다. 여기서, 상기 제2 전압값은 상기 제1 전압값 보다 높거나 같은 값일 수 있다. 그리고, 차단 회로부(200)는 배터리 전압값이 제2 전압값 이상인 경우, 배터리(10)에 대한 충전을 차단한다. 이러한, 차단 회로부(200)는 배터리 전압값이 제1 전압값 미만인 경우 동작하지 않는다. 또한, 차단 회로부(200)는 배터리(10)의 충전 시 동작한다.
이러한, 차단 회로부(200)는 전압 비교기(210) 및 차단부(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 전압 비교기(210)는 배터리 전압값이 제2 전압값 이상인지를 보다 정밀히 판단한다. 그리고, 차단부(220)는 배터리 전압값이 제2 전압값 이상인 경우, 배터리(10)와 충전기(20) 사이를 차단한다. 이러한, 차단부(220)는 PDD(Power Disconnect Device)로 구성될 수 있다.
도 3을 함께 참조하면, 배터리의 충전 그래프에서 배터리 충전이 시작되면 시간이 지남에 따라 배터리는 제1 전압값을 거쳐 제2 전압값을 지나 최고 충전 전압에 이르게 된다. 일 실시예에서, 배터리가 최고 충전 전압까지 이르게 되면, 배터리가 과열되는 등 배터리의 수명에 좋지 않은 영향을 미치게 되므로, 배터리를 차단하기 위한 제2 전압값은 배터리의 특성에 따라 배터리의 최고 충전 전압의 70% 내지 90% 부근에서 형성될 수 있다. 배터리의 충전이 시작되면, 배터리 전압값이 제1 전압값 미만인 제1 영역(A)에서는 전원 회로부(100)만이 동작하고 차단 회로부(200)는 동작 하지 않는다. 그리고, 배터리 전압값이 제1 전압값 이상 제2 전압값 미만인 제2 영역(B)에서는 전원 회로부(100)가 차단 회로부(200)에 전원을 공급하고, 차단 회로부(200)는 배터리(10)의 전압을 정밀히 측정한다. 또한, 배터리 전압값이 제2 전압값 이상인 제3 영역(C)에 도달하면, 차단 회로부(200)는 배터리(10)에 대한 충전을 차단한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리의 전압이 기 설정된 전압을 넘지 않으면 전원 회로부가 차단 회로부에 전원을 공급하지 않는다. 이를 통하여, 본 발명은 배터리 팩을 사용하지 않는 경우 전원 회로부만 동작하므로 소비 전류를 감소시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 배터리의 전압이 기 설정된 전압 미만인 경우 전원 회로부에서만 배터리의 전압을 센싱하고, 배터리의 전압이 기 설정된 전압 이상인 경우 보다 정밀하게 차단 회로부를 통하여 배터리의 전압을 센싱하여, 소비 전류를 감소시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로의 제어방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로의 제어방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 과전압 방지 회로의 제어방법은 먼저, 배터리의 전압을 측정한다(S110).
그리고, S110 단계에서 측정된 배터리 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인지를 판단한다(S120).
S120 판단의 결과 배터리 전압값이 제1 전압값 이상인 경우, 차단 회로부에 전원을 공급한다(S130). 이 때, S110 단계 내지 S130 단계는 일체로 형성되는 전원 회로부에 의하여 수행될 수 있다. 이 때, 전원 회로부는 배터리 및 차단 회로부의 사이에 연결될 수 있다.
그리고, 차단 회로부는 배터리 전압값이 기 설정된 제2 전압값 이상인지를 판단한다(S140). 여기서, 상기 제2 전압값은 상기 제1 전압값 보다 높거나 같은 값일 수 있다. 이 때, 차단 회로부는 S130 단계를 통해 공급된 전원에 기초하여 배터리 전압값을 센싱할 수 있다. 그리고, 차단 회로부는 배터리 전압값과 제2 전압값을 비교하는 전압 비교기를 포함하여 구성될 수 있다.
S140 단계의 판단 결과, 배터리 전압값이 제2 전압값 이상인 경우, 상기 배터리의 충전을 차단한다(S150). 이 때, 차단 회로부는 S130 단계에서 공급된 전원에 기초하여 배터리의 충전을 차단할 수 있다.
그리고, S140 단계 및 S150 단계는 배터리 전압값이 제1 전압값 미만인 경우 수행되지 않으며, 배터리 충전 시에만 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 과전압 방지 회로의 제어방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 모든 형태의 하드웨어 장치가 포함된다.　프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 　이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명의 원리들의 교시들은 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어는 프로그램 저장부 상에서 실제로 구현되는 응용 프로그램으로서 구현될 수 있다. 응용 프로그램은 임의의 적절한 아키텍쳐를 포함하는 머신에 업로드되고 머신에 의해 실행될 수 있다. 바람직하게는, 머신은 하나 이상의 중앙 처리 장치들(CPU), 컴퓨터 프로세서, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 및 입/출력(I/O) 인터페이스들과 같은 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼 상에 구현될 수 있다. 또한, 컴퓨터 플랫폼은 운영 체제 및 마이크로 명령 코드를 포함할 수 있다. 여기서 설명된 다양한 프로세스들 및 기능들은 마이크로 명령 코드의 일부 또는 응용 프로그램의 일부, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있고, 이들은 CPU를 포함하는 다양한 처리 장치에 의해 실행될 수 있다. 추가로, 추가 데이터 저장부 및 프린터와 같은 다양한 다른 주변 장치들이 컴퓨터 플랫폼에 접속될 수 있다.
첨부 도면들에서 도시된 구성 시스템 컴포넌트들 및 방법들의 일부가 바람직하게는 소프트웨어로 구현되므로, 시스템 컴포넌트들 또는 프로세스 기능 블록들 사이의 실제 접속들은 본 발명의 원리들이 프로그래밍되는 방식에 따라 달라질 수 있다는 점이 추가로 이해되어야 한다. 여기서의 교시들이 주어지면, 관련 기술분야의 당업자는 본 발명의 원리들의 이들 및 유사한 구현예들 또는 구성들을 참작할 수 있을 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 과전압 방지 회로, 그 제어방법 및 배터리 팩은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
10; 배터리
20; 충전기
100; 전원 회로부
110; 전압 측정부
120; 전원 제어부
200; 차단 회로부
210; 전압 비교기
220; 차단부

Claims (21)

  1. 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부;
    상기 전압 측정부에서 측정된 배터리 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 전원을 공급하는 전원 제어부; 및
    상기 전원 제어부에서 공급되는 전원을 공급받으며, 상기 배터리 전압값이 기 설정된 제2 전압값 이상인 경우, 상기 배터리의 충전을 차단하는 차단 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전압값은 상기 제1 전압값 보다 높거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전압 측정부 및 상기 전원 제어부는 일체의 전원 회로부로 구성되는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전원 회로부는 상기 배터리 및 상기 차단 회로부의 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 차단 회로부는,
    상기 배터리 전압값이 상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 전압 비교기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단 회로부는,
    상기 배터리 전압값이 상기 제1 전압값 미만인 경우 동작하지 않는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로.
  7. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단 회로부는 상기 배터리의 충전 시 동작하는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로.
  8. 배터리;
    상기 배터리의 전압을 측정하는 전압 측정부;
    상기 전압 측정부에서 측정된 배터리 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인 경우, 전원을 공급하는 전원 제어부; 및
    상기 전원 제어부에서 공급되는 전원을 공급받으며, 상기 배터리 전압값이 기 설정된 제2 전압값 이상인 경우, 상기 배터리의 충전을 차단하는 차단 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 전압값은 상기 제1 전압값 보다 높거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 전압 측정부 및 상기 전원 제어부는 일체의 전원 회로부로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 전원 회로부는 상기 배터리 및 상기 차단 회로부의 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 차단 회로부는,
    상기 배터리 전압값이 상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 전압 비교기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  13. 청구항 8 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단 회로부는,
    상기 배터리 전압값이 상기 제1 전압값 미만인 경우 동작하지 않는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  14. 청구항 8 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단 회로부는 상기 배터리의 충전 시 동작하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  15. 배터리의 전압을 측정하는 단계;
    상기 측정하는 단계에서 측정된 상기 배터리 전압값이 기 설정된 제1 전압값 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 배터리 전압값이 상기 제1 전압값 이상인 경우, 차단 회로부에 전원을 공급하는 단계;
    상기 배터리 전압값이 기 설정된 제2 전압값 이상인지를 판단하는 단계; 및
    상기 배터리 전압값이 상기 제2 전압값 이상인 경우, 상기 차단 회로부가 상기 배터리의 충전을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로의 제어방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제2 전압값은 상기 제1 전압값 보다 높거나 같은 값인 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로의 제어방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 측정하는 단계 및 상기 제1 전압값 이상인지를 판단하는 단계는, 일체로 형성되는 전원 회로부에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로의 제어방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 전원 회로부는 상기 배터리 및 상기 차단 회로부의 사이에 연결되어, 상기 측정하는 단계 및 상기 제1 전압값 이상인지를 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로의 제어방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 단계에서,
    상기 배터리 전압값이 상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 것은 전압 비교기를 이용하여 판단하는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로의 제어방법.
  20. 청구항 15 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 단계 및 상기 차단하는 단계는 상기 배터리 전압값이 상기 제1 전압값 미만인 경우 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로의 제어방법.
  21. 청구항 15 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 전압값 이상인지를 판단하는 단계 및 상기 차단하는 단계는 상기 배터리의 충전 시 수행되는 것을 특징으로 하는 과전압 방지 회로의 제어방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024014880A1 (ko) * 2022-07-15 2024-01-18 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102370145B1 (ko) * 2017-08-11 2022-03-04 현대자동차주식회사 배터리 관리 장치, 그를 가지는 차량 및 그 제어 방법
US10730402B2 (en) * 2017-11-16 2020-08-04 Lg Chem, Ltd. Electrical control system
FR3074619B1 (fr) 2017-12-01 2019-12-13 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Circuit de recharge d'une batterie electrique au moyen d'un module photovoltaique

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050054546A (ko) 2003-12-05 2005-06-10 주식회사 팬택 과전압 방지 장치
JP2005192281A (ja) * 2003-12-24 2005-07-14 Mitsubishi Electric Corp バッテリ装置の過電圧保護回路
KR20070009252A (ko) * 2005-07-15 2007-01-18 넥스콘 테크놀러지 주식회사 전압검출소자를 이용한 배터리팩용 보호회로모듈
KR20110078049A (ko) * 2009-12-30 2011-07-07 엘지전자 주식회사 이동단말기 및 그의 과전압 보호 방법
KR101457986B1 (ko) * 2013-08-09 2014-11-10 주식회사 아이티엠반도체 배터리팩 과충전 방지회로

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005143217A (ja) * 2003-11-06 2005-06-02 Sharp Corp 独立電源システム
US7394223B2 (en) * 2004-06-03 2008-07-01 Intersil Americas Inc. Over voltage and over current protection integrated circuit
JP4116609B2 (ja) * 2004-11-04 2008-07-09 パナソニックＥｖエナジー株式会社 電源制御装置、電動車両および電池制御ユニット
JP4183004B2 (ja) * 2006-11-14 2008-11-19 ソニー株式会社 電池パック
JP4982274B2 (ja) * 2007-07-06 2012-07-25 セイコーインスツル株式会社 バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
JP2013099060A (ja) 2011-10-31 2013-05-20 Dmk Battery Co Ltd 充放電制御機能を備えた携帯端末充電装置
FR2983300B1 (fr) * 2011-11-30 2014-01-10 Valeo Etudes Electroniques Systeme de mesure d'un courant de charge et de diagnostic d'une absence de charge ou d'une surcharge
CN202565005U (zh) * 2011-12-08 2012-11-28 北京奥特美克科技发展有限公司 一种铅酸电池浮充电路
JP5933971B2 (ja) 2011-12-24 2016-06-15 三洋電機株式会社 検出回路の閾値電圧決定方法、過電圧検出回路及びパック電池
US9130369B2 (en) 2012-08-29 2015-09-08 Qualcomm Incorporated Wireless power overvoltage protection circuit with reduced power dissipation
CN104135789B (zh) * 2014-06-10 2017-02-01 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种原边控制的led驱动方法及驱动电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050054546A (ko) 2003-12-05 2005-06-10 주식회사 팬택 과전압 방지 장치
JP2005192281A (ja) * 2003-12-24 2005-07-14 Mitsubishi Electric Corp バッテリ装置の過電圧保護回路
KR20070009252A (ko) * 2005-07-15 2007-01-18 넥스콘 테크놀러지 주식회사 전압검출소자를 이용한 배터리팩용 보호회로모듈
KR20110078049A (ko) * 2009-12-30 2011-07-07 엘지전자 주식회사 이동단말기 및 그의 과전압 보호 방법
KR101457986B1 (ko) * 2013-08-09 2014-11-10 주식회사 아이티엠반도체 배터리팩 과충전 방지회로

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024014880A1 (ko) * 2022-07-15 2024-01-18 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법

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