KR20220140132A - 배터리 보호 회로를 포함하는 전자 장치 및 배터리 보호 회로의 동작 방법 - Google Patents

배터리 보호 회로를 포함하는 전자 장치 및 배터리 보호 회로의 동작 방법 Download PDF

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KR20220140132A
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이상헌
오부근
한성호
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삼성전자주식회사
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Abstract

다양한 실시예에 따른, 전자 장치는, 배터리와, 상기 배터리를 보호하기 위한 배터리 보호 회로를 포함하고, 상기 배터리 보호 회로는, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 차단기와, 상기 배터리의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하는 미분기와, 상기 미분기의 출력을 정류하는 정류기와, 상기 정류기의 출력이 임계치를 초과하는 경우 저항 값이 변화하는 감지기와, 상기 감지기의 저항 값에 기초하여 상기 차단기를 제어하는 배터리 보호 집적 회로를 포함할 수 있다. 그 외에도 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

배터리 보호 회로를 포함하는 전자 장치 및 배터리 보호 회로의 동작 방법{ELECTRONIC DEVICE INCLUDING BATTERY PROTECTION CIRCUIT AND OPERATING METHOD OF BATTERY PROTECTION CIRCUIT}
아래의 개시의 다양한 실시예는 배터리 보호 회로를 포함하는 전자 장치 및 배터리 보호 회로의 동작 방법에 관한 것이다.
이차 전지(secondary batteries)의 일종인 리튬 이온 배터리(lithium ion batteries(LIB))는 충/방전이 가능한 구조 및 높은 에너지 밀도와 상대적으로 높은 전압 출력 등의 장점을 바탕으로 휴대용 전자 장치를 구동하기 위한 에너지 저장 장치로 널리 이용되고 있다. 리튬 이온 배터리가 열화 또는 손상되는 경우 화재 등으로 인한 피해가 발생할 수 있으므로, 배터리의 이상 작동 상황에서 충/방전을 차단하여 배터리를 보호하기 위한 기술이 요구된다.
배터리 전압의 미소 시간 변화율은 배터리의 상태를 나타낼 수 있는 중요한 지표로 쓰일 수 있음에도 불구하고, 배터리를 보호하기 위한 종래의 기술은 과충전 또는 과방전인 경우에 대해서만 배터리의 충/방전을 차단하는 동작을 수행하거나, 배터리 전압의 미소 시간 변화율을 고려하더라도 높은 계산 부하가 발생하여 낮은 전력에서 구동 가능한 배터리 보호 회로를 구현할 수 없다.
본 발명의 다양한 실시예들은, 배터리 전압의 시간에 대한 미소 변화율을 검출하여 배터리의 이상 상태가 의심되어 충전 또는 방전을 차단하는 동작을 로우 코스트(low-cost)로 구현하는 기술을 제공할 수 있다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다양한 실시예에 따른, 전자 장치는, 배터리와, 상기 배터리를 보호하기 위한 배터리 보호 회로를 포함하고, 상기 배터리 보호 회로는, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 차단기와, 상기 배터리의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하는 미분기와, 상기 미분기의 출력을 정류하는 정류기와, 상기 정류기의 출력이 임계치를 초과하는 경우 저항 값이 변화하는 감지기와, 상기 감지기의 저항 값에 기초하여 상기 차단기를 제어하는 배터리 보호 집적 회로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 배터리를 보호하기 위한 배터리 보호 회로는, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 차단기와, 상기 배터리의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하는 미분기와, 상기 미분기의 출력을 정류하는 정류기와, 상기 정류기의 출력이 임계치를 초과하는 경우 저항 값이 변화하는 감지기와, 상기 감지기의 저항 값에 기초하여 상기 차단기를 제어하는 배터리 보호 집적 회로와, 상기 정류기의 출력에 기초하여 획득한 미소 시간 변화율 및 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 상기 배터리의 전압의 순서쌍을 저장하고, 상기 순서쌍이 정상 범위에 포함되는지 판단하는 이상 감지기를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 배터리 보호 방법은, 상기 배터리의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하는 동작과, 상기 미소 시간 변화율의 크기가 임계치를 초과하여 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 신호가 입력되는 트랜지스터가 통전 상태가 될 때, 배터리 보호 집적 회로가 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 기존의 배터리 보호 회로의 기능을 활용하여, 로우 코스트(low-cost)로 배터리 전압의 미소 시간 변화율에 기초한 배터리의 이상 감지 및 충/방전 차단 기술을 제공할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른, 배터리 보호 회로에 대한 블록도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른, 배터리 보호 회로에 대한 회로도이다.
도 5a 및 도 5b는 다양한 실시예들에 따른, 이상감지기의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6a 및 도 6b은 다양한 실시예들에 따른, 배터리 보호 회로의 설치 구조를 나타낸다.
도 7은 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 배터리 보호 동작의 흐름도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나 와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일실시예에 따르면, 충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(101)와, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(220)는, 예를 들면, 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다. 전력 게이지(230)는 배터리(189)에 대한 사용 상태 정보(예: 배터리(189)의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전 회로(210), 전압 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 결정할 수 있다. 전력 관리 모듈(188)은 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 정상 또는 이상 여부를 판단할 수 있다. 배터리(189)의 상태가 이상으로 판단되는 경우, 전력 관리 모듈(188)은 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(189)는, 일실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)은, 추가적으로 또는 대체적으로, 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 포함하는 다양한 기능들을 수행할 수 있는 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 센서 모듈(276) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서), 전원 게이지(230), 또는 전력 관리 모듈(188)을 이용하여 측정될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(140)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른, 배터리 보호 회로(예: 도 2의 배터리 보호 회로(240))에 대한 블록도(300)이다.
도 3을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 배터리 보호 회로(예: 도 2의 배터리 보호 회로(240))는 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(189))의 전압이 특정 수치 이상인 경우(예: 과충전) 및/또는 배터리(189)의 전압이 특정 수치 이하인 경우(예: 과방전)인 경우 배터리(189)의 충전 및/또는 방전을 차단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하여 미소 시간 변화율의 절대값이 임계치 이상인 경우 배터리의 충전 및/또는 방전을 차단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(240)는 미분기(310), 정류기(320), 감지기(330), 배터리 보호 집적회로(battery protection IC(integrated circuit))(340), 및 차단기(350 및 360)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 전압의 미소 시간 변화율이 미분기(310)를 통해 아날로그 신호로 검출되고, 검출된 미소 신호 변화율 신호는 정류기(320)를 통해 정류되어 감지기(330)에 입력될 수 있다. 감지기(330)의 저항 값은 미소 신호 변화율 신호의 크기에 기초하여 변화될 수 있다. 배터리 보호 집적회로(340)는 감지기(330)에 흐르는 전류의 크기에 기초하여 차단기(350 또는 360)를 제어하여 배터리(189)의 충전 또는 방전을 차단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 미분기(310)는 배터리(189)의 전압(V)에 기초하여 전압(V)의 미소 시간 변화율(dV/dt)를 검출할 수 있다. 미분기(310)는 미소 시간 변화율(dV/dt)를 아날로그 신호로 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 정류기(320)는 미분기(310)의 출력을 정류할 수 있다. 미소 시간 변화율(dV/dt)이 음수 일 수 있으므로, 정류기(320)는 미분기(310)의 출력이 음의 값인 경우, 미분기(310)의 출력을 반전시켜 양의 값을 출력할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 정류기(320)를 통해 배터리 전압(V)의 급격한 양의 변화뿐만 아니라 배터리 전압의 급격한 음의 변화로부터 배터리(189)를 보호할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 감지기(330)는 정류기(320)의 출력에 기초하여 저항 값이 변화할 수 있다. 감지기(330)는 배터리 전압(V)의 미소 시간 변화율(dV/dt)이 특정 범위 내인 경우(예: 정류기(320)의 출력이 임계치 이하인 경우) 일정한 저항 값을 가질 수 있다. 미소 시간 변화율(dV/dt)가 특정 범위를 벗어나는 경우(예: 정류기(320)의 출력이 임계치를 초과하는 경우) 감지기(330)의 저항 값은 다른 값으로 변화될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 집적회로(340)는 배터리 전압(V) 및/또는 배터리 전압(V)의 미소 시간 변화율(dV/dt)에 기초하여 차단기(350 및 360)를 제어할 수 있다. 배터리 보호 집적회로(340)는 감지기(330)에 흐르는 전류의 크기에 기초하여 차단기(350 또는 360)를 제어할 수 있다. 배터리(189)가 과충전 및 과방전 상태인 경우 감지기(330)에 과전류가 흐르며 배터리 전압(V)의 미소 시간 변화율(dV/dt)이 특정 범위를 벗어나는 경우(예: 정류기(320)의 출력이 임계치를 초과하는 경우)에도 감지기(330)에 관전류가 흐르므로, 배터리 보호 집적회로(340)는 감지기(330)에 흐르는 전류가 특정 값 이상인 경우 차단기(350 또는 360)을 제어하여 배터리(189)의 충전 또는 방전을 차단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 차단기(350 및 360)은 제1 차단기(350) 및 제2 차단기(360)을 포함할 수 있다. 제1 차단기(350)는 배터리(189)의 방전을 차단하는 차단기일 수 있고, 제2 차단기(360)는 배터리(189)의 충전을 차단하는 차단기일 수 있다. 배터리 보호 집적회로(340)는 배터리(189)의 방전을 차단해야 하는 경우 제1 차단기(350)를 제어하여 배터리(189)의 방전을 차단할 수 있고, 배터리(189)의 충전을 차단해야 하는 경우 제2 차단기(360)를 제어하여 배터리(189)의 충전을 차단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(240)는 이상감지기(370) 및 제3 차단기(380)을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이상감지기(370)는 특정 순간의 배터리 전압(V) 및 배터리 전압(V)의 미소 시간 변화(dV/dt)의 쌍에 기초하여 배터리의 이상 여부를 감지할 수 있다. 이상감지기(370)는 배터리(189)의 미소 시간 변화(dV/dt)가 배터리 전압(V)에 대응하여 정상적인 미소 시간 변화(dV/dt)의 범위 내에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이상감지기(370)는 배터리(189) 상태의 이상 여부에 기초하여 제3 차단기(380)를 제어할 수 있다. 제3 차단기(380)는 이상감지기(370)의 제어에 기초하여 배터리(189)의 충전 또는 방전을 차단할 수 있다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른, 배터리 보호 회로(예: 도 2의 배터리 보호 회로(240) 및 도 3의 배터리 보호 회로(240))에 대한 회로도(400)이다.
도 4를 참조하면, 다양한 실시예에 따른, 배터리 보호 회로(240)는 미분기(예: 도 3의 미분기(310)), 정류기(예: 도 3의 정류기(320)), 감지기(예: 도 3의 감지기(330)), 배터리 보호 집적회로(예: 도 3의 배터리 보호 집적회로(340)), 이상감지기(예: 도 3의 이상감지기(370)), 및 제1 내지 제3차단기(예: 도 3의 제1 내지 제3 차단기(350, 360, 380))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(240)의 네 개의 단자(B-, B+, P-, P+)를 포함할 수 있다. B- 단자 및 B+ 단자는 배터리(189)에 연결되고, P- 단자 및 P+ 단자는 배터리(189)에 충전 전원을 공급하거나 배터리(189)가 전원을 공급하는 대상에 연결될 수 있다. B- 단자 및 P+ 단자는 서로 연결될 수 있고, B- 단자 및 B+ 단자 사이에는 저항(401) 및 커패시터(402)가 연결될 수 있고, P+ 단자 및 P- 단자 사이에는 커패시터(403)이 연결될 수 있고, B+ 단자 및 P- 단자 사이에는 제1 내지 제3차단기(350, 360, 380)이 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 집적회로(340)는 배터리 전압 감지 단자(VDD), 기준 전압 단자(VSS), 과전류 감지 단자(VINI), 과방전 차단 단자(DO), 과충전 차단 단자(CO) 및 충/방전 상태 감지 단자(VM)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 전압 감지 단자(VDD)는 저항(401)을 통해 B- 단자에 연결되고, 커패시터(402)를 통해 B+ 단자에 연결될 수 있다. 기준 전압 단자(VSS)는 B+ 단자에 연결될 수 있다. 과전류 감지 단자(VINI)는 감지기(330)을 통해 B+ 단자에 연결될 수 있다. 과방전 차단 단자(DO) 및 과충전 차단 단자(CO)는 각각 제1 차단기(350) 및 제2 차단기(360)에 연결될 수 있다. 충/방전 상태 감지 단자(VM)은 저항(404)를 통해 P- 단자에 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 집적회로(340)는 배터리 전압 감지 단자(VDD) 및 기준 전압 단자(VSS) 사이의 전위 차이에 기초하여 제1 차단기(350) 및 제2 차단기(360)를 제어할 수 있다. 배터리 보호 집적회로(340)는 배터리 전압 감지 단자(VDD) 및 기준 전압 단자(VSS) 사이의 전위 차이가 과충전 기준 전압 이상으로 감지되는 경우 과충전 차단 단자(CO)를 통해 제2 차단기(360)를 개방 상태로 만들어 배터리(189)의 충전을 차단하고, 배터리 전압 감지 단자(VDD) 및 기준 전압 단자(VSS) 사이의 전위 차이가 과방전 기준 전압 이하로 감지되는 경우 과방전 차단 단자(DO)를 통해 제1 차단기(350)를 개방 상태로 만들어 배터리(189)의 방전을 차단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 집적회로(340)는 과전류 감지 단자(VINI)를 통해 과전류 발생 여부를 감지하여 과충전 차단 단자(CO)를 통해 배터리(189)의 충전을 차단할 수 있다. 배터리 보호 집적회로(340)가 과전류를 감지하는 조건은 과전류 감지 단자(VINI) 및 기준 전압 단자(VSS) 사이의 전위 차이와 감지기(330)의 저항에 기초하여 결정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 미분기(310)는 저항(311), 커패시터(312), 및 증폭기(313)를 포함할 수 있다. 저항(311)의 일단은 저항(401)을 통해 B- 단자에 연결될 수 있고, 저항의 타단은 커패시터(312)의 일단 및 증폭기(313)의 -단자에 연결될 수 있다. 커패시터(312)의 타단은 증폭기(313)의 출력단에 연결될 수 있다. 증폭기(313)의 +단자는 접지될 수 있고, 출력단은 정류기(320)에 연결될 수 있다. 미분기(310)는 저항(311)의 일단에 입력되는 전압 신호를 미분하여 증폭기(313)의 출력단에서 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 정류기(320)는 네 개의 다이오드(321 내지 324)를 포함할 수 있다. 다이오드(321)의 애노드(anode) 및 다이오드(323)의 캐소드(cathod)는 증폭기(313)의 출력단에 연결될 수 있다. 다이오드(321)의 캐소드 및 다이오드(322)의 애노드는 서로 연결되며, 접지될 수 있다. 다이오드(322)의 캐소드 및 다이오드(324)의 애노드는 서로 연결되며, 접지될 수 있다. 다이오드(324)의 캐소드 및 다이오드(323)의 애노드는 서로 연결되며, 다이오드(324)의 캐소드를 통해 미분기(310)의 출력이 정류되어 출력될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 감지기(330)은 트랜지스터(331), 다이오드(332), 제1 저항(334) 및 제2 저항(333)을 포함할 수 있고, 트랜지스터(331)는 증가형 전계효과 트랜지스터(enhancement-type field effect transistor(FET))일 수 있다. 트랜지스터(331)의 드레인은 정류기(320)에 연결될 수 있고, 게이트는 제1 저항(334)의 일단에 연결될 수 있고, 소스는 제2 저항(333)의 일단 및 B+ 단자에 연결될 수 있다. 제1 저항(334)의 타단은 과전류 감지 단자(VINI) 및 제2 저항(334)의 타단에 연결될 수 있다. 다이오드(332)는 플라이백 다이오드(flyback diode)일 수 있으며, 다이오드(332)의 애노드는 트랜지스터(331)의 드레인에 연결될 수 있고, 다이오드(332))의 캐소드는 트랜지스터(331)의 소스에 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 감지기(330)는 정류기(320)의 출력에 기초하여 저항 값이 변할 수 있다. 정류기(320)의 출력이 임계치 이하인 경우(예: 배터리(189)의 전압의 미소 시간 변화율(dV/dt)이 특정 범위 이내인 경우) 트랜지스터(331)는 개방 상태이고, 정류기(320)의 출력이 임계치를 초과하는 경우(예: 배터리(189)의 전압의 미소 시간 변화율(dV/dt)이 특정 범위를 벗어난 경우) 트랜지스터(331)는 통전 상태가 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 트랜지스터(331)가 개방 상태인 경우, 감지기(330)의 저항 값은 제2 저항(333)의 저항 값(R2)일 수 있다. 이 경우, 배터리 보호 집적회로(340)의 과전류 차단 조건은 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. VVINI는 과전류 감지 단자(VINI)의 전위이고, VVSS는 기준 전압 단자(VSS)의 전위이고, Ith는 과전류 차단 동작을 수행하기 시작하는 기준 전류의 크기를 나타낸다.
Figure pat00001
다양한 실시예에 따르면, 트랜지스터(331)가 통전 상태인 경우, 감지기(330)의 저항 값은 트랜지스터(331) 트랜지스터(331)의 온(on) 저항 값(RON), 직렬 연결된 제1 저항(334)의 저항 값(R1) 및 병렬 연결된 제2 저항의 저항 값(R2)이 합성된 저항 값일 수 있다. 이 경우, 배터리 보호 집적회로(340)의 과전류 차단 조건은 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure pat00002
다양한 실시예에 따르면, 트랜지스터(331)의 온(on) 저항 값(RON), 제1 저항(334)의 저항 값(R1)은 상기 배터리 보호 집적 회로가 충전 또는 방전을 차단하기 위한 조건을 항상 만족시키도록 설정된 값일 수 있다. 즉, 트랜지스터(311)의 온(on) 저항 값(RON), 제1 저항(334)의 저항 값(R1)은 수학식 3을 만족하도록 설정될 수 있다.
Figure pat00003
은 VVINI-VVSS의 최솟값을 나타낼 수 있다.
Figure pat00004
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 집적회로(340)는 정류기(320)의 출력이 임계치 미만인 경우 수학식 1의 조건에 기초하여 충전 또는 방전 차단 동작을 수행할 수 있고, 정류기(320)의 출력이 임계치를 초과하는 경우에는 수학식 2의 조건을 항상 만족하므로 충전 또는 방전 차단 동작을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이상감지기(370)는 미분기(310)의 출력에 기초하여 획득한 배터리 전압의 미소 시간 변화율(dV/dt) 및 미소 시간 변화율(dV/dt)에 대응하는 배터리 전압(V)의 순서쌍이 정상 범위에 포함되는지 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이상감지기(370)는 특정 배터리 전압에서 정상적인 배터리가 가지는 미소 시간 변화율(dV/dt)의 범위의 상한 및 하한을 나타내는 데이터 테이블에 기초하여 미소 시간 변화율(dV/dt) 및 배터리 전압(V)의 순서쌍이 정상 범위에 포함되는지 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이상감지기(370)는 통신 채널(371)을 통해 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)) 및/또는 메모리(예: 도 1의 메모리(130))에 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이상감지기(370)는 미분기(310)의 출력에 기초하여 획득한 배터리 전압의 미소 시간 변화율(dV/dt) 및 미소 시간 변화율(dV/dt)에 대응하는 배터리 전압(V)의 순서쌍을 저장할 수 있고, 저장된 데이터를 프로세서(120) 및/또는 메모리(130)로 전달할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이상감지기(370)는 프로세서(120) 및/또는 메모리(130)를 통해 구동되는 애플리케이션에서 순서쌍 및 미소 시간 변화율(dV/dt)의 범위의 상한 및 하한을 나타내는 곡선에 기초하여 계산된 순서쌍에 대응하는 점에 대한 전압 축 시프트 상수를 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이상감지기(370)는 전압 축 시프트에 기초하여 시프팅된 순서쌍이 정상 범위에 포함되는지 판단할 수 있고, 정상 범위를 벗어나는 경우 제3 차단기를 제어하여 배터리(189)의 충전 또는 방전을 차단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전압 축 시프트 상수는 전자 장치(101)의 프로세서(120) 및 메모리(130)가 아닌, 이상감지기(370) 내부에 구현된 프로세서 및 메모리를 통해 계산될 수도 있다.
제1 차단기 내지 제3차단기(350, 360, 380)은 각각 트랜지스터(351, 361, 381) 및 플라이백 다이오드(352, 362, 382)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 집적회로(340) 및 이상감지기(370)는 각각 트랜지스터(351, 361) 및 트랜지스터(381)의 게이트에 제어 신호를 출력함으로써 배터리의 충전 또는 방전 차단 동작을 수행할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 다양한 실시예들에 따른, 이상감지기의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 이상감지기(예: 도 3의 이상감지기(370), 도 4의 이상감지기(370))는 배터리 전압의 미소 시간 변화율(dV/dt) 및 미소 시간 변화율(dV/dt)에 대응하는 배터리 전압(V)의 순서쌍(501)에 기초하여 배터리의 상태를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이상감지기(370)는 배터리 전압의 미소 시간 변화율(dV/dt) 및 배터리 전압(V)의 순서쌍(501)이 정상적인 배터리가 가져야할 배터리 전압(V)에 대한 배터리 전압의 미소 시간 변화율(dV/dt)의 상한 및 하한을 나타내는 상한 곡선(510) 및 하한 곡선(530) 사이에 위치하는지 여부를 통해 미소 시간 변화율(dV/dt)이 정상 범위 이내인지 판단할 수 있다. 상한 곡선(510) 및 하한 곡선(530)은 데이터 테이블(data table)로 저장될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상한 곡선(510) 및 하한 곡선(530)은 실험적으로 획득된 데이터일 수 있다. 상한 곡선(510) 및 하한 곡선(530)은 특정 상황에서 배터리를 측정할 때 측정된 시간-전압 곡선을 시간에 대하여 미분한 값을 전압에 대하여 도시하여 생성된 곡선일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상한 곡선(510)은 배터리의 열화에 의한 저항 증가와 같이 동일한 충전 전류 입력에 대하여 정상 배터리에 비해 높은 전압 증가량을 갖도록 열화 모사 시험에서 배터리를 충전하며 측정한 데이터에 기초하여 획득될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상한 곡선(510)은 고온 환경(예: 섭씨 45도 내지 50도인 환경)에서 사이클 시험을 수행하여 활물질 표면에 고체전해질 피막(solid-electrolyte interphase)이 두껍게 형성된 배터리를 충전하며 시간-전압 곡선을 획득하고, 획득된 시간-전압 곡선을 시간에 대하여 미분한 값을 전압에 대하여 도시한 곡선일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 하한 곡선(530)은 배터리의 내부 미세 단락 발생과 같이 동일한 전류 입력에 대하여 정상 배터리에 비해 낮은 전압 증가량을 갖도록 하는 열화 모사 시험에서 배터리를 충전하며 측정한 데이터에 기초하여 획득될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하한 곡선(530)은 미세 핀을 이용하여 내부 전극 간에 단락 통로를 가지는 배터리를 제작하여 미세 핀을 통한 전류 누설로 인하여 동일한 충전 전류 하에서 정상 배터리에 비해 낮은 전압 증가량을 가지는 배터리의 시간-전압 충전 곡선을 획득하고, 획득된 시간-전압 곡선을 시간에 대하여 미분한 값을 전압에 대하여 도시한 곡선일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 이상감지기(370)는 순서쌍(501)을 전압 축 시프트 상수(ΔV)에 기초하여 평행이동시키고, 시프트 된 순서쌍(501)이 상한 곡선(510) 및 하한 곡선(530) 사이에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전압 축 시프트 상수(ΔV)는 순서쌍(501)이 전압 축 시프트 상수(ΔV) 및 변화율 축 시프트 상수(ΔdV/dt)만큼 평행이동 되었을 때 평행이동된 순서쌍(501)과 상한 곡선(510) 간의 잔차제곱합(residual sum of squares)이 최소가 되는 전압 축 시프트 상수(ΔV) 및 변화율 축 시프트 상수(ΔdV/dt)를 계산함으로써 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 축 시프트 상수(ΔV) 및 변화율 축 시프트 상수(ΔdV/dt)는 수학식 4를 만족하도록 최소자승법 또는 최적해 탐색을 위한 경사 하강 알고리즘을 통해 획득될 수 있다. 수학식 4에서 f(x)는 상한 곡선(510) 또는 하한 곡선(530)이고, Vi 및 dV/dti는 순서쌍(501)의 전압 및 미소 시간 변화율을 나타낸다(i는 복수의 순서쌍(501) 중 하나를 나타내는 인덱스이다). 변화율 축 시프트 상수(ΔdV/dt)는 전압 축 시프트 상수(ΔV)를 획득하기 위한 더미 변수일 수 있다.
Figure pat00005
도 6a 및 도 6b은 다양한 실시예들에 따른, 배터리 보호 회로의 설치 구조를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 다양한 실시예에 따른, 배터리 보호 장치(610)에 배터리 보호 회로(예: 도 2의 배터리 보호 회로(240), 도3의 배터리 보호 회로(240), 도 4의 배터리 보호 회로(240))가 구현될 수 있다. 배터리 보호 장치(610)는 배터리(650)(예: 도 1의 배터리(189))와 결합될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 장치(610)는 소자 배치 영역(611), 제1 외부 회로 단자(612, 613) 및 제2 외부 회로 단자(614, 615)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 소자 배치 영역(611)에 포함될 수 있고, 배터리 보호 회로(240)의 B+ 단자 및 B- 단자는 제1 외부 회로 단자(612, 613)를 통해 배터리의 단자(651, 652)에 연결될 수 있고, 배터리 보호 회로(240)의 P+ 단자 및 P- 단자는 제2 외부 회로 단자(614, 615)를 통해 외부로부터 충전 전력을 수신하거나 배터리(650)가 장착된 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))에 전원을 공급할 수 있다.
도 7은 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 배터리 보호 동작의 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 다양한 실시예에 따른, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 배터리 보호 방법은, 상기 배터리의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하는 동작(701)과, 상기 미소 시간 변화율의 크기가 임계치를 초과하여 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 신호가 입력되는 트랜지스터가 통전 상태가 될 때, 배터리 보호 집적 회로가 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 동작(702)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 트랜지스터의 온(on) 저항 값은, 상기 배터리 보호 집적 회로가 상기 충전 또는 방전 신호를 차단하기 위한 조건을 항상 만족시키도록 설정된 값일 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 배터리 보호 방법은, 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 신호가 음의 값을 가지는 경우, 반전시켜 양의 값으로 정류하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 배터리 보호 방법은, 상기 미소 시간 변화율 및 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 상기 배터리의 전압의 순서쌍을 저장하는 동작(703)과, 상기 순서쌍이 정상 범위에 포함되는지 판단하는 동작(704)과, 상기 순서쌍이 상기 정상 범위에 포함되지 않는 경우 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 동작(705)을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 판단하는 동작은, 전압 시프트 상수에 기초하여 상기 순서쌍을 평행이동 하는 동작과, 평행이동 된 순서쌍이 상기 정상 범위를 나타내는 상한 곡선 및 하한 곡선 사이에 위치하는지 확인하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 배터리(예: 도 1의 배터리(819))와, 상기 배터리를 보호하기 위한 배터리 보호 회로(예: 도 2의 배터리 보호 회로(240))를 포함하고, 상기 배터리 보호 회로는, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 차단기(예: 도 3의 차단기(350, 340, 380))와, 상기 배터리의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하는 미분기(예: 도 3의 미분기(310))와, 상기 미분기의 출력을 정류하는 정류기(예: 도 3의 정류기(320))와, 상기 정류기의 출력이 임계치를 초과하는 경우 저항 값이 변화하는 감지기(예: 도 3의 감지기(330))와, 상기 감지기의 저항 값에 기초하여 상기 차단기를 제어하는 배터리 보호 집적 회로(예: 도 3의 배터리 보호 집적 회로(350))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 감지기는, 상기 정류기의 출력이 상기 임계치를 초과하는 경우 통전 상태가 되는 트랜지스터(예: 도 4의 트랜지스터(331))와, 상기 트랜지스터와 직렬로 연결된 제1 저항(예: 도 4의 제1 저항(334))과, 상기 트랜지스터 및 상기 제1 저항과 병렬로 연결된 제2 저항(예: 도 4의 제2 저항(333))을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 트랜지스터의 온(on) 저항 값 및 상기 제1 저항의 저항 값은, 상기 트랜지스터가 통전 상태일 때 상기 감지기의 저항 값이, 상기 배터리 보호 집적 회로가 충전 또는 방전을 차단하기 위한 조건을 항상 만족시키도록 설정된 값일 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 정류기는, 상기 미분기의 출력이 음의 값인 경우, 상기 미분기의 출력을 반전시켜 양의 값을 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 차단기는, 상기 배터리 보호 집적 회로에서 출력하는 충전 차단 신호에 기초하여 상기 배터리의 충전을 차단하는 제1 차단기(350)와, 상기 배터리 보호 집적 회로에서 출력하는 방전 차단 신호에 기초하여 상기 배터리의 방전을 차단하는 제2 차단기(360)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 배터리 보호 회로는, 상기 정류기의 출력에 기초하여 획득한 미소 시간 변화율 및 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 상기 배터리의 전압의 순서쌍을 저장하고, 상기 순서쌍이 정상 범위에 포함되는지 판단하는 이상 감지기와, 상기 이상 감지기의 출력 신호에 기초하여 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 제3 차단기를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 이상 감지기는, 전압 축 시프트 상수에 기초하여 상기 순서쌍을 평행이동하고, 평행이동 된 점이 상기 정상 범위를 나타내는 상한 곡선 및 하한 곡선 사이에 위치하는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 상한 곡선 및 상기 하한 곡선은, 배터리를 측정할 때 측정된 시간-전압 곡선을 시간에 대하여 미분한 값을 전압에 대하여 도시하여 생성된 곡선일 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 배터리를 보호하기 위한 배터리 보호 회로는, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 차단기와, 상기 배터리의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하는 미분기와, 상기 미분기의 출력을 정류하는 정류기와, 상기 정류기의 출력이 임계치를 초과하는 경우 저항 값이 변화하는 감지기와, 상기 감지기의 저항 값에 기초하여 상기 차단기를 제어하는 배터리 보호 집적 회로와, 상기 정류기의 출력에 기초하여 획득한 미소 시간 변화율 및 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 상기 배터리의 전압의 순서쌍을 저장하고, 상기 순서쌍이 정상 범위에 포함되는지 판단하는 이상 감지기를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 감지기는, 상기 정류기의 출력이 상기 임계치를 초과하는 경우 통전 상태가 되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터와 직렬로 연결된 제1 저항과, 상기 트랜지스터 및 상기 제1 저항과 병렬로 연결된 제2 저항을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 트랜지스터의 온(on) 저항 값 및 상기 제1 저항의 저항 값은, 상기 트랜지스터가 통전 상태일 때 상기 감지기의 저항 값이, 상기 배터리 보호 집적 회로가 충전 또는 방전을 차단하기 위한 조건을 항상 만족시키도록 설정된 값일 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 정류기는, 상기 미분기의 출력이 음의 값인 경우, 상기 미분기의 출력을 반전시켜 양의 값을 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 차단기는, 상기 배터리 보호 집적 회로에서 출력하는 충전 차단 신호에 기초하여 상기 배터리의 충전을 차단하는 제1 차단기와, 상기 배터리 보호 집적 회로에서 출력하는 방전 차단 신호에 기초하여 상기 배터리의 방전을 차단하는 제2 차단기와, 상기 이상 감지기의 출력 신호에 기초하여 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 제3 차단기를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 이상 감지기는, 전압 축 시프트 상수에 기초하여 상기 순서쌍을 평행이동하고, 평행이동 된 점이 상기 정상 범위를 나타내는 상한 곡선 및 하한 곡선 사이에 위치하는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따른, 상기 상한 곡선 및 상기 하한 곡선은, 배터리를 측정할 때 측정된 시간-전압 곡선을 시간에 대하여 미분한 값을 전압에 대하여 도시하여 생성된 곡선일 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1701)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1736) 또는 외장 메모리(1738))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1740))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1701))의 프로세서(예: 프로세서(1720))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    배터리; 및
    상기 배터리를 보호하기 위한 배터리 보호 회로를 포함하고,
    상기 배터리 보호 회로는,
    상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 차단기;
    상기 배터리의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하는 미분기;
    상기 미분기의 출력을 정류하는 정류기; 및
    상기 정류기의 출력이 임계치를 초과하는 경우 저항 값이 변화하는 감지기; 및
    상기 감지기의 저항 값에 기초하여 상기 차단기를 제어하는 배터리 보호 집적 회로
    를 포함하는, 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지기는,
    상기 정류기의 출력이 상기 임계치를 초과하는 경우 통전 상태가 되는 트랜지스터;
    상기 트랜지스터와 직렬로 연결된 제1 저항; 및
    상기 트랜지스터 및 상기 제1 저항과 병렬로 연결된 제2 저항을 포함하는, 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트랜지스터의 온(on) 저항 값 및 상기 제1 저항의 저항 값은,
    상기 트랜지스터가 통전 상태일 때 상기 감지기의 저항 값이, 상기 배터리 보호 집적 회로가 충전 또는 방전을 차단하기 위한 조건을 항상 만족시키도록 설정된 값인, 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 정류기는,
    상기 미분기의 출력이 음의 값인 경우, 상기 미분기의 출력을 반전시켜 양의 값을 출력하는, 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차단기는,
    상기 배터리 보호 집적 회로에서 출력하는 충전 차단 신호에 기초하여 상기 배터리의 충전을 차단하는 제1 차단기; 및
    상기 배터리 보호 집적 회로에서 출력하는 방전 차단 신호에 기초하여 상기 배터리의 방전을 차단하는 제2 차단기를 포함하는, 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 보호 회로는,
    상기 정류기의 출력에 기초하여 획득한 미소 시간 변화율 및 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 상기 배터리의 전압의 순서쌍을 저장하고, 상기 순서쌍이 정상 범위에 포함되는지 판단하는 이상 감지기; 및
    상기 이상 감지기의 출력 신호에 기초하여 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 제3 차단기
    를 더 포함하는, 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이상 감지기는,
    전압 축 시프트 상수에 기초하여 평행이동 된 상기 순서쌍이 상기 정상 범위를 나타내는 상한 곡선 및 하한 곡선 사이에 위치하는지 확인하는, 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상한 곡선 및 상기 하한 곡선은,
    배터리를 측정할 때 측정된 시간-전압 곡선을 시간에 대하여 미분한 값을 전압에 대하여 도시하여 생성된 곡선인, 전자 장치.
  9. 전자 장치의 배터리를 보호하기 위한 배터리 보호 회로에 있어서,
    상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 차단기;
    상기 배터리의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하는 미분기;
    상기 미분기의 출력을 정류하는 정류기; 및
    상기 정류기의 출력이 임계치를 초과하는 경우 저항 값이 변화하는 감지기; 및
    상기 감지기의 저항 값에 기초하여 상기 차단기를 제어하는 배터리 보호 집적 회로; 및
    상기 정류기의 출력에 기초하여 획득한 미소 시간 변화율 및 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 상기 배터리의 전압의 순서쌍을 저장하고, 상기 순서쌍이 정상 범위에 포함되는지 판단하는 이상 감지기를 포함하는, 배터리 보호 회로.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 감지기는,
    상기 정류기의 출력이 상기 임계치를 초과하는 경우 통전 상태가 되는 트랜지스터;
    상기 트랜지스터와 직렬로 연결된 제1 저항; 및
    상기 트랜지스터 및 상기 제1 저항과 병렬로 연결된 제2 저항을 포함하는, 배터리 보호 회로.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 트랜지스터의 온(on) 저항 값 및 상기 제1 저항의 저항 값은,
    상기 트랜지스터가 통전 상태일 때 상기 감지기의 저항 값이, 상기 배터리 보호 집적 회로가 충전 또는 방전을 차단하기 위한 조건을 항상 만족시키도록 설정된 값인, 배터리 보호 회로.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 정류기는,
    상기 미분기의 출력이 음의 값인 경우, 상기 미분기의 출력을 반전시켜 양의 값을 출력하는, 배터리 보호 회로.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 차단기는,
    상기 배터리 보호 집적 회로에서 출력하는 충전 차단 신호에 기초하여 상기 배터리의 충전을 차단하는 제1 차단기; 및
    상기 배터리 보호 집적 회로에서 출력하는 방전 차단 신호에 기초하여 상기 배터리의 방전을 차단하는 제2 차단기; 및
    상기 이상 감지기의 출력 신호에 기초하여 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 제3 차단기를 포함하는, 배터리 보호 회로.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 이상 감지기는,
    전압 축 시프트 상수에 기초하여 평행이동 된 상기 순서쌍이 상기 정상 범위를 나타내는 상한 곡선 및 하한 곡선 사이에 위치하는지 확인하는, 배터리 보호 회로.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상한 곡선 및 상기 하한 곡선은,
    배터리를 측정할 때 측정된 시간-전압 곡선을 시간에 대하여 미분한 값을 전압에 대하여 도시하여 생성된 곡선인, 배터리 보호 회로.
  16. 전자 장치의 배터리를 보호하는 방법에 있어서,
    상기 배터리의 전압의 미소 시간 변화율을 검출하는 동작; 및
    상기 미소 시간 변화율의 크기가 임계치를 초과하여 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 신호가 입력되는 트랜지스터가 통전 상태가 될 때, 배터리 보호 집적 회로가 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 동작
    을 포함하는, 배터리 보호 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 트랜지스터의 온(on) 저항 값은,
    상기 배터리 보호 집적 회로가 상기 충전 또는 방전 신호를 차단하기 위한 조건을 항상 만족시키도록 설정된 값인, 배터리 보호 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 미소 시간 변화율에 대응하는 신호가 음의 값을 가지는 경우, 반전시켜 양의 값으로 정류하는 동작
    을 더 포함하는, 배터리 보호 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 미소 시간 변화율 및 상기 미소 시간 변화율에 대응하는 상기 배터리의 전압의 순서쌍을 저장하는 동작;
    상기 순서쌍이 정상 범위에 포함되는지 판단하는 동작; 및
    상기 순서쌍이 상기 정상 범위에 포함되지 않는 경우 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 동작
    을 더 포함하는, 배터리 보호 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 판단하는 동작은,
    전압 시프트 상수에 기초하여 상기 순서쌍을 평행이동 하는 동작; 및
    평행이동 된 순서쌍이 상기 정상 범위를 나타내는 상한 곡선 및 하한 곡선 사이에 위치하는지 확인하는 동작
    을 포함하는, 배터리 보호 방법.
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