KR20230000160A - Overcharge protection circuit, wireless power receiver and wireless charging device including the same - Google Patents

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KR20230000160A
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곽형걸
김삼엽
박형훈
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엘지전자 주식회사
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Abstract

Disclosed are an overcharge protection circuit, a wireless power receiver including the same and a wireless charging device thereof. The wireless power receiver comprises: an output terminal connected to a battery pack; a charge control circuit that controls charging of the battery pack by outputting a constant voltage to the output terminal; and an overcharge protection circuit that detects a voltage of the output terminal and protects the battery pack from overcharging by lowering the voltage of the output terminal when the voltage of the output terminal exceeds a first reference voltage.

Description

과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치{OVERCHARGE PROTECTION CIRCUIT, WIRELESS POWER RECEIVER AND WIRELESS CHARGING DEVICE INCLUDING THE SAME}Overcharge protection circuit and wireless power receiver and wireless charging device including the same

본 발명은 무선 충전 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과충전으로부터 배터리 팩을 안전하게 보호할 수 있는 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless charging device, and more particularly, to an overcharge protection circuit capable of safely protecting a battery pack from overcharging, a wireless power receiver including the same, and a wireless charging device.

최근, 근거리 이동 수단으로서 전동 킥보드에 대한 관심이 증가하고 있다. 또한, 전동 킥보드는 작동이 쉽고, 별도의 자격증을 요구하지 않아 많은 사람들이 편리하게 사용할 수 있는 이점을 갖는다.Recently, interest in electric kickboards as a means of short-distance movement is increasing. In addition, electric kickboards are easy to operate and do not require a separate license, so many people can use them conveniently.

이러한 편리성으로 전동 킥보드는 취미 생활을 위해 개인이 소장하는 경우뿐만 아니라, 출퇴근용으로 많이 사용되고 있다. 이에 따라, 개인용 전동 킥보드의 판매 비즈니스와 전동 킥보드의 대여 비즈니스 및 전동 킥보드 관련 시장이 최근 급성장하고 있다.Due to this convenience, electric kickboards are widely used not only for personal possession for hobbies, but also for commuting. Accordingly, the sales business of personal electric kickboards, the rental business of electric kickboards, and electric kickboard-related markets are rapidly growing.

그러나, 편리성을 갖춘 전동 킥보드의 사용이 증가함에 따라 안전상의 문제도 발생하고 있다. 전동 킥보드는 동력을 공급하는 모터와, 모터로 전원을 공급하는 배터리 팩을 포함한다. However, as the use of electric kickboards with convenience increases, safety problems also occur. The electric kickboard includes a motor that supplies power and a battery pack that supplies power to the motor.

전동 킥보드에 적용되는 배터리 팩은 기존의 휴대전화나 노트북과 같은 전자 기기보다 많은 배터리 셀들이 직렬 혹은 병렬로 연결된다. Battery packs applied to electric kickboards have more battery cells connected in series or parallel than existing electronic devices such as mobile phones or laptops.

이와 같은 배터리 팩에서 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)은 다수의 배터리 셀 전압을 모니터링한다. 다수의 배터리 셀에 대한 모니터링 정보는 전동 킥보드의 충전 제어 회로에 전달되어 배터리 팩의 충전 및 방전 제어에 활용된다.In such a battery pack, a battery management system (BMS) monitors voltages of a plurality of battery cells. Monitoring information on a plurality of battery cells is transmitted to the charge control circuit of the electric kickboard and used to control the charging and discharging of the battery pack.

그런데, 배터리 팩의 BMS이나 충전 제어 회로의 일부 부품 고장 시 배터리 팩이 과충전되는 문제점이 있다. 이는 충전 중 화재나 폭발 사고의 원인이 될 수 있다. 그리고, 일부 저가의 전동 킥보드는 BMS의 기능이 없는 경우도 있다.However, there is a problem in that the battery pack is overcharged when the BMS of the battery pack or some parts of the charge control circuit are broken. This may cause a fire or explosion accident during charging. Also, some low-priced electric kickboards do not have a BMS function.

따라서, 배터리 팩의 BMS이나 충전 제어 회로의 일부 부품이 고장난 경우에도 과충전으로부터 배터리 팩을 안전하게 보호할 수 있는 기술이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a technology capable of safely protecting a battery pack from overcharging even when a BMS of the battery pack or some components of a charging control circuit are out of order.

문헌 1: 대한민국 등록특허 10-2218431(2021.02.16)Document 1: Republic of Korea Patent No. 10-2218431 (2021.02.16) 문헌 2: 대한민국 등록특허 10-0777884(2007.11.13)Document 2: Republic of Korea Patent No. 10-0777884 (November 13, 2007)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 과충전으로부터 배터리 팩을 안전하게 보호할 수 있는 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치를 제공하는데 있다.A technical problem to be solved by the present invention is to provide an overcharge protection circuit that can safely protect a battery pack from overcharge, and a wireless power receiver and a wireless charging device including the same.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 배터리 팩의 BMS이나 충전 제어 회로와 무관하게 독립적으로 동작하는 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치를 제공하는데 있다.In addition, a technical problem to be solved by the present invention is to provide an overcharge protection circuit that operates independently of a BMS or a charge control circuit of a battery pack, and a wireless power receiver and a wireless charging device including the same.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 배터리 팩의 BMS이나 충전 제어 회로의 일부 부품에 고장이 발생하더라도 과충전으로부터 배터리 팩을 안전하게 보호할 수 있는 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치를 제공하는데 있다.In addition, the technical problem to be solved by the present invention is an overcharge protection circuit that can safely protect the battery pack from overcharge even if a BMS of the battery pack or some parts of the charge control circuit fails, and a wireless power receiver and wireless charging including the same device is provided.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 전력을 수급하는 측의 서지(surge) 등에 의한 오작동 가능성을 제거할 수 있는 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치를 제공하는데 있다.In addition, the technical problem to be solved by the present invention is to provide an overcharge protection circuit that can eliminate the possibility of malfunction due to a surge on the power supply side, a wireless power receiver and a wireless charging device including the same.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned above can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.

일 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치는, 출력 단의 전압이 과전압으로 감지되면 출력 단의 전압을 강하한다.An overcharge protection circuit according to an embodiment, a wireless power receiver and a wireless charging device including the same, drop the voltage of the output terminal when the voltage of the output terminal is detected as overvoltage.

구체적으로, 과충전 보호 회로는 배터리 팩이 접속되는 출력 단의 전압을 감지하며 출력 단의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 출력 단의 전압을 강하하여 과충전으로부터 배터리 팩을 보호한다.Specifically, the overcharge protection circuit detects the voltage of the output terminal to which the battery pack is connected, and protects the battery pack from overcharging by dropping the voltage of the output terminal when the voltage of the output terminal exceeds the first reference voltage.

또한, 일 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치는, 출력 단의 전압이 과전압으로 감지되면 인에이블된다.In addition, the overcharge protection circuit according to an embodiment and the wireless power receiver and wireless charging device including the same are enabled when the voltage of the output stage is detected as overvoltage.

구체적으로, 과충전 보호 회로는 배터리 팩이 접속되는 출력 단의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 인에이블되어 배터리 팩의 BMS이나 충전 제어 회로와 무관하게 독립적으로 동작한다.Specifically, the overcharge protection circuit is enabled when the voltage of the output terminal to which the battery pack is connected exceeds the first reference voltage and operates independently of the BMS or charge control circuit of the battery pack.

또한, 일 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치는, 배터리 팩의 BMS이나 충전 제어 회로와 무관하게 출력 단의 전압이 과전압으로 감지되면 출력 단의 전압을 강하한다.In addition, the overcharge protection circuit according to an embodiment, and the wireless power receiver and wireless charging device including the same, drop the voltage of the output terminal when the voltage of the output terminal is detected as overvoltage regardless of the BMS or the charging control circuit of the battery pack. .

구체적으로, 과충전 보호 회로는 배터리 팩의 BMS이나 충전 제어 회로의 일부 부품에 고장이 발생하더라도 출력 단의 전압에 따라 출력 단의 전압을 강하하므로 과충전으로부터 배터리 팩을 안전하게 보호한다.Specifically, the overcharge protection circuit safely protects the battery pack from overcharging because the voltage of the output terminal drops according to the voltage of the output terminal even if a BMS of the battery pack or some parts of the charge control circuit fails.

또한, 일 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치는, 배터리 팩에 전력을 공급하는 무선 전력 수신기에 과충전 보호 회로가 설치된다.In addition, in the overcharge protection circuit and the wireless power receiver and wireless charging device including the same, the overcharge protection circuit is installed in the wireless power receiver that supplies power to the battery pack.

구체적으로, 과충전 보호 회로는 배터리 팩에 전력을 공급하는 무선 전력 수신기에 설치되어 전력을 수급하는 측의 서지 등에 의한 오작동 가능성을 제거한다.Specifically, the overcharge protection circuit is installed in a wireless power receiver that supplies power to the battery pack to eliminate the possibility of malfunction due to a surge or the like on the power supply side.

일 실시예에 따른 무선 전력 수신기는, 배터리 팩과 접속되는 출력 단, 출력 단에 정전압을 출력하여 배터리 팩의 충전을 제어하는 충전 제어 회로, 및 출력 단의 전압을 감지하며 출력 단의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 출력 단의 전압을 강하하여 과충전으로부터 배터리 팩을 보호하는 과충전 보호 회로를 포함한다.A wireless power receiver according to an embodiment includes an output terminal connected to a battery pack, a charging control circuit that outputs a constant voltage to the output terminal to control charging of the battery pack, and detects a voltage of the output terminal and controls the voltage of the output terminal. 1 Includes an overcharge protection circuit that protects the battery pack from overcharge by dropping the voltage of the output terminal when the standard voltage is exceeded.

일 실시예에 따른 무선 충전 장치는, 상용 전원을 무선전력 송신 주파수를 갖는 전력 신호로 변환하여 송신하는 무선 전력 송신기, 및 무선 전력 송신기로부터 전력 신호를 수신하고 전력 신호를 출력 전압으로 변환하여 배터리 팩에 공급하는 무선 전력 수신기를 포함한다. 무선 전력 수신기는, 배터리 팩과 접속되는 출력 단, 출력 단에 정전압을 출력하여 배터리 팩의 충전을 제어하는 충전 제어 회로, 및 출력 단의 전압을 감지하며 출력 단의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 출력 단의 전압을 강하하여 과충전으로부터 배터리 팩을 보호하는 과충전 보호 회로를 포함한다.A wireless charging device according to an embodiment includes a wireless power transmitter that converts commercial power into a power signal having a wireless power transmission frequency and transmits it, and a battery pack that receives a power signal from the wireless power transmitter and converts the power signal into an output voltage. It includes a wireless power receiver that supplies to. The wireless power receiver includes an output terminal connected to a battery pack, a charge control circuit that controls charging of the battery pack by outputting a constant voltage to the output terminal, and detecting a voltage of the output terminal so that the voltage of the output terminal exceeds a first reference voltage. In this case, an overcharge protection circuit that protects the battery pack from overcharge by dropping the voltage of the output terminal is included.

일 실시예에 따른 과충전 보호 회로는, 배터리 팩이 접속되는 출력 단과 출력 단에 정전압을 출력하여 배터리 팩의 충전을 제어하는 충전 제어 회로 사이에 구비되는 퓨즈 및 출력 단의 전압을 감지하며 출력 단의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 출력 단의 전압을 강하하여 과충전으로부터 배터리 팩을 보호하는 보호 회로를 포함한다.An overcharge protection circuit according to an embodiment detects a fuse provided between an output terminal to which a battery pack is connected and a charge control circuit that controls charging of the battery pack by outputting a constant voltage to the output terminal, and detects a voltage of the output terminal. and a protection circuit that protects the battery pack from overcharging by dropping the voltage of the output terminal when the voltage exceeds the first reference voltage.

상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치는, 배터리 팩이 접속되는 출력 단의 전압이 과전압으로 감지되면 출력 단의 전압을 강하하므로 과충전으로부터 배터리 팩을 보호할 수 있다.As described above, the overcharge protection circuit according to an embodiment and the wireless power receiver and wireless charging device including the same reduce the voltage of the output terminal when the voltage of the output terminal to which the battery pack is connected is detected as overvoltage, thereby preventing the battery from overcharging. The pack can be protected.

또한, 일 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치는, 출력 단의 전압이 과전압으로 감지되면 인에이블되므로 배터리 팩의 BMS이나 충전 제어 회로와 무관하게 독립적으로 동작할 수 있다.In addition, the overcharge protection circuit according to an embodiment and the wireless power receiver and wireless charging device including the same are enabled when the voltage of the output terminal is detected as overvoltage, so they can operate independently of the BMS or charge control circuit of the battery pack. can

또한, 일 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치는, 배터리 팩의 BMS이나 충전 제어 회로의 일부 부품에 고장이 발생하더라도 출력 단의 전압에 따라 출력 단의 전압을 강하하므로 과충전으로부터 배터리 팩을 안전하게 보호할 수 있다.In addition, the overcharge protection circuit according to an embodiment, and the wireless power receiver and wireless charging device including the same, even if a failure occurs in some parts of the BMS or charging control circuit of the battery pack, the voltage of the output terminal is adjusted according to the voltage of the output terminal. As it descends, it can safely protect the battery pack from overcharging.

또한, 일 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치는, 배터리 팩에 전력을 공급하는 무선 전력 수신기에 과충전 보호 회로가 설치되므로 전력을 수급하는 측의 서지 등에 의한 오작동 가능성을 제거할 수 있다.In addition, the overcharge protection circuit according to an embodiment, and the wireless power receiver and wireless charging device including the same, since the overcharge protection circuit is installed in the wireless power receiver that supplies power to the battery pack, malfunction due to surge on the power supply side possibility can be eliminated.

또한, 일 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치는, 배터리 팩의 BMS이나 충전 제어 회로의 일부 부품 고장 시에도 배터리 팩의 과충전을 차단하므로 충전 중에 발생할 수 있는 화재나 폭발 사고 등을 예방할 수 있다.In addition, the overcharge protection circuit according to an embodiment and the wireless power receiver and wireless charging device including the same block overcharging of the battery pack even when some parts of the BMS or charging control circuit of the battery pack fail, thereby preventing fire that may occur during charging. You can prevent explosions, etc.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the effects described above, specific effects of the present invention will be described together while explaining specific details for carrying out the present invention.

도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 장치의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기의 회로도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기의 회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 스위칭 회로의 반도체 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 무선 충전 장치가 적용되는 무선 충전 시스템을 예시한다.
1 is a block diagram of a wireless charging device according to an embodiment.
2 is a circuit diagram of an overcharge protection circuit and a wireless power receiver including the same according to an embodiment.
3 is a circuit diagram of an overcharge protection circuit and a wireless power receiver including the same according to another embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a semiconductor structure of the switching circuit shown in FIG. 3 .
5 illustrates a wireless charging system to which a wireless charging device according to an embodiment is applied.

전술한 목적, 수단 및 효과는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다. The above objects, means and effects will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will be able to easily implement the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.

이하에서는, 과충전으로부터 배터리 팩을 안전하게 보호할 수 있는 과충전 보호 회로 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기와 무선 충전 장치를 개시한다.Hereinafter, an overcharge protection circuit that can safely protect a battery pack from overcharge, and a wireless power receiver and a wireless charging device including the same are disclosed.

도 1은 일 실시예에 따른 무선 충전 장치(10)의 블록도이다.1 is a block diagram of a wireless charging device 10 according to an embodiment.

도 1을 참고하면, 무선 충전 장치(10)는 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기(200)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , a wireless charging device 10 includes a wireless power transmitter 100 and a wireless power receiver 200 .

무선 충전 장치(10)는 적어도 하나의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩(300)을 충전한다. 일례로, 무선 충전 장치(10)는 전동 킥보드를 충전하는 충전소에 설치될 수 있다. The wireless charging device 10 charges the battery pack 300 including at least one battery cell. For example, the wireless charging device 10 may be installed in a charging station for charging an electric kickboard.

물론, 충전 대상이 전동 킥보드에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터피 팩(300)이 장착된 전동 장치들이 무선 충전 대상이 될 수 있다.Of course, the charging target is not limited to the electric kickboard. For example, powertrains equipped with a battery pack 300 including a plurality of battery cells may be subject to wireless charging.

무선 전력 송신기(100)는 상용 전원을 무선전력 송신 주파수를 갖는 전력 신호로 변환하고 이를 송신 안테나를 통해 무선 전력 수신기(200)에 송신한다. The wireless power transmitter 100 converts commercial power into a power signal having a wireless power transmission frequency and transmits it to the wireless power receiver 200 through a transmission antenna.

일례로, 무선 전력 송신기(100)는 AC/DC 변환기, 정전압부, 발진부, 증폭부, 송신 안테나 매칭부 및 송신 안테나를 포함할 수 있다.As an example, the wireless power transmitter 100 may include an AC/DC converter, a constant voltage unit, an oscillation unit, an amplification unit, a transmission antenna matching unit, and a transmission antenna.

AC/DC 변환기는 상용 전원을 직류로 변환한다. 정전압부는 AC/DC 변환기의 출력으로부터 정전압을 생성한다. 발진부는 정전압부의 정전압을 전원으로 하여 무선전력 송신주파수 신호를 생성한다. An AC/DC converter converts commercial power into direct current. The constant voltage section generates a constant voltage from the output of the AC/DC converter. The oscillation unit uses the constant voltage of the constant voltage unit as a power source to generate a wireless power transmission frequency signal.

증폭부는 정전압부의 정전압을 전원으로 하여 발진부에서 생성된 송신 주파수 신호를 증폭한다. The amplification unit amplifies the transmission frequency signal generated by the oscillation unit using the constant voltage of the constant voltage unit as a power source.

송신 안테나는 송신 주파수 신호를 무선 전력 신호로 출력한다. 송신 안테나는 수신 안테나 방향으로 지향성을 갖는 안테나를 사용할 수 있고, 필요에 따라 수신 안테나의 반대 방향으로 차폐물을 설치할 수 있다.The transmit antenna outputs the transmit frequency signal as a wireless power signal. The transmitting antenna may use an antenna having directivity in the direction of the receiving antenna, and if necessary, a shield may be installed in the opposite direction of the receiving antenna.

무선 전력 수신기(200)는 수신 안테나, 정류기, 충전 제어 회로(210) 및 과충전 보호 회로(220)를 포함한다.The wireless power receiver 200 includes a receiving antenna, a rectifier, a charge control circuit 210 and an overcharge protection circuit 220.

수신 안테나는 무선 전력 송신기(100)에서 무선으로 전송되는 전력 신호를 수신한다. 정류기는 수신 안테나를 통해서 수신되는 전력 신호를 직류 전압으로 정류한다. The receiving antenna receives a power signal wirelessly transmitted from the wireless power transmitter 100 . The rectifier rectifies the power signal received through the receiving antenna into a DC voltage.

충전 제어 회로(210)는 정류기에서 정류된 직류 전압을 정전압으로 안정화하여 출력한다. 일례로, 충전 제어 회로(210)는 부스트 컨버터를 포함할 수 있으며, 부스트 컨버터를 통해서 정류기의 직류 전압을 부스트할 수 있고, 출력 전압을 정전압으로 레귤레이트할 수 있다.The charge control circuit 210 stabilizes the DC voltage rectified by the rectifier into a constant voltage and outputs the stabilized voltage. For example, the charge control circuit 210 may include a boost converter, boost the DC voltage of the rectifier through the boost converter, and regulate the output voltage to a constant voltage.

충전 제어 회로(210)는 정전압으로 레귤레이트되는 출력 전압을 이용하여 배터리 팩(300) 내의 배터리 셀들을 충전한다.The charge control circuit 210 charges the battery cells in the battery pack 300 using the output voltage regulated as a constant voltage.

과충전 보호 회로(220)는 배터리 팩(300)으로 제공되는 출력 전압을 감지하며, 출력 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 출력 전압을 강하하여 과충전으로부터 배터리 팩(300)을 보호한다. The overcharge protection circuit 220 detects the output voltage provided to the battery pack 300 and protects the battery pack 300 from overcharging by dropping the output voltage when the output voltage exceeds a first reference voltage.

여기에서, 제1 기준 전압은 충전 제어 회로(210)에서 출력 전압을 정전압으로 레귤레이트하기 위하여 설정된 제2 기준 전압보다 높은 레벨로 설정된다. 예를 들면, 충전 제어 회로(210)에 설정된 제2 기준 전압이 42V인 경우 제1 기준 전압은 제2 기준 전압보다 높은 44.5V로 설정될 수 있다. Here, the first reference voltage is set to a higher level than the second reference voltage set to regulate the output voltage to a constant voltage in the charge control circuit 210 . For example, when the second reference voltage set in the charge control circuit 210 is 42V, the first reference voltage may be set to 44.5V higher than the second reference voltage.

과충전 보호 회로(220)는 배터리 팩(300)의 충전이 완료되어 출력 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 충전 제어 회로(210)의 동작이나 배터리 팩(300)의 BMS 동작과 무관하게 인에이블된다.The overcharge protection circuit 220 is enabled regardless of the operation of the charge control circuit 210 or the BMS operation of the battery pack 300 when the charging of the battery pack 300 is completed and the output voltage exceeds the first reference voltage. do.

과충전 보호 회로(220)는 충전 제어 회로(210)의 일부 부품의 고장 또는 배터리 팩(300)의 BMS의 비정상 동작으로 출력 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 충전 제어 회로(210)의 동작이나 배터리 팩(300)의 BMS 동작과 무관하게 인에이블된다.The overcharge protection circuit 220 controls the operation of the charge control circuit 210 when the output voltage exceeds the first reference voltage due to a failure of some parts of the charge control circuit 210 or an abnormal operation of the BMS of the battery pack 300. It is enabled regardless of the BMS operation of the battery pack 300 .

배터리 팩(300)은 다수의 배터리 셀 및 배터리 셀을 관리하는 BMS(310)를 포함한다. 일례로, BMS(310)는 배터리 셀의 전압이나 전류를 감지하는 셀 감지부(312), 및 감지 신호에 따라 다수의 배터리 셀들의 밸런싱을 수행하는 셀 밸런스부(314)를 포함할 수 있다.The battery pack 300 includes a plurality of battery cells and a BMS 310 that manages the battery cells. For example, the BMS 310 may include a cell detection unit 312 that detects voltage or current of a battery cell, and a cell balance unit 314 that balances a plurality of battery cells according to a detection signal.

배터리 팩(300)은 전동 킥보드 등과 같은 전동 장치에 설치될 수 있다.The battery pack 300 may be installed in an electric device such as an electric kickboard.

무선 충전 장치(10)는 전동 킥보드 등과 같은 전동 장치를 충전하는 전기 충전소에 설치될 수 있다.The wireless charging device 10 may be installed in an electric charging station for charging an electric device such as an electric kickboard.

도 2는 일 실시예에 따른 과충전 보호 회로(220) 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기(200)의 회로도이다.2 is a circuit diagram of an overcharge protection circuit 220 and a wireless power receiver 200 including the same according to an embodiment.

도 2를 참고하면, 무선 전력 수신기(200)는 수신 안테나(202), 정류기(204), 충전 제어 회로(210), 과충전 보호 회로(220), 출력 커패시터(230) 및 출력 단(240a, 240b)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the wireless power receiver 200 includes a receiving antenna 202, a rectifier 204, a charge control circuit 210, an overcharge protection circuit 220, an output capacitor 230, and output terminals 240a and 240b ).

[충전 제어 회로][Charging Control Circuit]

충전 제어 회로(210)는 컨버터(211), 전압 감지 회로(212), 전류 감지 회로(214), 증폭기(215), 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2), 제어기(217) 및 레귤레이팅 스위치(218)를 포함한다.The charge control circuit 210 includes a converter 211, a voltage detection circuit 212, a current detection circuit 214, an amplifier 215, a first diode D1, a second diode D2, a controller 217 and A regulating switch 218 is included.

컨버터(211)는 정류기(204)로부터 입력 전압(VIN)을 수신한다. 정류기(204)는 수신 안테나(202)를 통해서 무선 전력 송신기(100)에서 무선으로 전송되는 전력 신호를 수신하고, 전력 신호를 직류 전압으로 정류한 입력 전압(VIN)을 컨버터(211)에 제공한다. The converter 211 receives the input voltage VIN from the rectifier 204. The rectifier 204 receives a power signal wirelessly transmitted from the wireless power transmitter 100 through the receiving antenna 202, and provides an input voltage VIN obtained by rectifying the power signal to a DC voltage to the converter 211. .

컨버터(211)는 정류기(204)를 통해서 제공되는 입력 전압(VIN)을 출력 전압(VOUT)으로 변환한다. 일례로, 컨버터(211)는 입력 전압(VIN)을 부스트하여 DC/DC 변환하는 부스트 컨버터로 구성할 수 있다. The converter 211 converts the input voltage VIN provided through the rectifier 204 into an output voltage VOUT. For example, the converter 211 may be configured as a boost converter that converts DC/DC by boosting the input voltage VIN.

전압 감지 회로(212)는 출력 전압(VOUT)을 감지한다. 일례로, 전압 감지 회로(212)는 출력 전압(VOUT)을 전압 분배하는 저항 소자들을 포함할 수 있다. 여기에서, 저항 소자들의 저항 값은 출력 전압(VOUT)을 미리 설정된 정전압으로 출력하기 위한 값으로 설정될 수 있다.The voltage sensing circuit 212 senses the output voltage VOUT. For example, the voltage sensing circuit 212 may include resistor elements that voltage-divide the output voltage VOUT. Here, the resistance values of the resistance elements may be set to a value for outputting the output voltage VOUT as a preset constant voltage.

전압 감지 회로(212)를 통해서 감지된 신호는 제1 다이오드(D1)를 통해서 컨버터(211)로 피드백 되고, 제어기(217)에 제공된다. The signal detected through the voltage sensing circuit 212 is fed back to the converter 211 through the first diode D1 and is provided to the controller 217.

전류 감지 회로(214)는 출력 전류를 감지하고, 증폭기(215)는 출력 전류에 대응하는 신호를 증폭한다. 증폭기(215)를 통해서 증폭된 신호는 제2 다이오드(D2)를 통해서 컨버터(211)로 피드백 된다. Current sensing circuit 214 senses the output current, and amplifier 215 amplifies a signal corresponding to the output current. The signal amplified by the amplifier 215 is fed back to the converter 211 through the second diode D2.

일례로, 전류 감지 회로(214)는 저항 소자의 양단에 흐르는 전류를 감지하고, 증폭기(215)는 저항 소자의 양단의 신호 차이를 증폭하고, 증폭된 신호를 제2 다이오드(D2)를 통해서 컨버터(211)에 제공한다.For example, the current sensing circuit 214 senses the current flowing across both ends of the resistive element, the amplifier 215 amplifies the signal difference between both ends of the resistive element, and converts the amplified signal through the second diode D2. (211).

제어기(217)는 전압 감지 회로(212)를 통해서 감지된 신호에 응답하여 레귤레이팅 스위치(218)를 제어한다. 일례로, 제어기(217)는 출력 전압(VOUT)이 제2 기준 전압보다 높음을 나타내는 감지된 신호가 수신되는 경우 레귤레이팅 스위치(218)를 턴-오프시킨다. The controller 217 controls the regulating switch 218 in response to a signal sensed through the voltage sensing circuit 212 . In one example, the controller 217 turns off the regulating switch 218 when a sensed signal indicating that the output voltage VOUT is higher than the second reference voltage is received.

제어기(217)는 컨버터(211)가 정전압으로 출력 전압(VOUT)을 출력하도록 레귤레이팅 스위치(218)를 제어한다. 일례로, 제어기(217)는 출력 전압(VOUT)이 35V 이하로 감지되면 레귤레이팅 스위치(218)를 턴-온시키고 42V 이상으로 감지되면 레귤레이팅 스위치(218)를 턴-오프 시킨다.The controller 217 controls the regulating switch 218 so that the converter 211 outputs the output voltage VOUT as a constant voltage. For example, the controller 217 turns on the regulating switch 218 when the output voltage VOUT is detected as 35V or less, and turns off the regulating switch 218 when detected as 42V or more.

레귤레이팅 스위치(218)는 제어기(217)의 제어에 따라 출력 전압(VOUT)이 정전압으로 출력되도록 턴-온 또는 턴-오프 된다.The regulating switch 218 is turned on or off so that the output voltage VOUT is output as a constant voltage under the control of the controller 217 .

충전 제어 회로(210)에는 출력 전압을 정전압으로 레귤레이트하기 위한 제2 기준 전압이 설정될 수 있다. 일례로, 제2 기준 전압은 42V로 설정될 수 있고, 충전 제어 회로(210)는 35V ~ 42V의 범위에서 출력 전압(VOUT)을 출력하도록 레귤레이트할 수 있다.A second reference voltage for regulating the output voltage to a constant voltage may be set in the charge control circuit 210 . For example, the second reference voltage may be set to 42V, and the charge control circuit 210 may regulate the output voltage VOUT to be output in the range of 35V to 42V.

[과충전 보호 회로][Overcharge Protection Circuit]

과충전 보호 회로(220)는 퓨즈(221) 및 모니터링 회로(222), 생성 회로(223) 및 스위칭 회로(224)를 포함하는 보호 회로를 포함한다.The overcharge protection circuit 220 includes a protection circuit including a fuse 221 and a monitoring circuit 222 , a generating circuit 223 and a switching circuit 224 .

퓨즈(221)는 충전 제어 회로(210)와 출력 단(240a, 240b) 사이에 연결된다. A fuse 221 is connected between the charge control circuit 210 and the output terminals 240a and 240b.

일례로, 퓨즈(221)는 일단이 충전 제어 회로(210)에 연결되고 타단이 출력 단(240a, 240b)의 제1 출력 단자(240a)에 연결된다. 이러한 퓨즈(221)는 과전류로부터 배터리 팩(300)을 보호하고, 과전압 시 스위칭 회로(224)의 턴-온에 의해 단락이 유지될 수 있다.For example, the fuse 221 has one end connected to the charging control circuit 210 and the other end connected to the first output terminals 240a of the output terminals 240a and 240b. The fuse 221 protects the battery pack 300 from overcurrent, and a short circuit can be maintained by turning on the switching circuit 224 in case of overvoltage.

여기에서, 출력 단(240a, 240b)은 제1 출력 단자(240a)와 제2 출력 단자(240b)를 포함하고, 출력 단(240a, 240b)에 전동 킥보드의 배터리 팩(300)이 접속된다. Here, the output terminals 240a and 240b include a first output terminal 240a and a second output terminal 240b, and the battery pack 300 of the electric kickboard is connected to the output terminals 240a and 240b.

배터리 팩(300)은 BMS(310) 및 배터리 셀(320)을 포함한다. 여기에서, 배터리 셀(320)은 다수의 배터리 셀들을 포함할 수 있으며, BMS(310)는 다수의 배터리 셀들의 상태를 감지하고 감지 신호에 따라 배터리 셀들의 밸런싱을 수행하며 배터리 셀들의 상태를 관리 한다.The battery pack 300 includes a BMS 310 and a battery cell 320 . Here, the battery cell 320 may include a plurality of battery cells, and the BMS 310 detects the state of the plurality of battery cells, performs balancing of the battery cells according to the detection signal, and manages the state of the battery cells do.

모니터링 회로(222)는 출력 단(240a, 240b)의 출력 전압(VOUT)을 감지하고 출력 전압(VOUT)이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 모니터링 신호를 생성 회로(223)에 출력한다. The monitoring circuit 222 detects the output voltage VOUT of the output terminals 240a and 240b and outputs a monitoring signal to the generating circuit 223 when the output voltage VOUT exceeds a first reference voltage.

이러한 모니터링 회로(222)는 감지 회로, 션트 레귤레이터(SR) 및 제1 출력 회로를 포함한다.This monitoring circuit 222 includes a sensing circuit, a shunt regulator (SR) and a first output circuit.

감지 회로는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함한다. 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 제1 출력 단자(240a)와 제2 출력 단자(240b) 사이에 직렬 연결되어 출력 단(240a, 240b)의 전압을 분배한다. The sensing circuit includes a first resistor R1 and a second resistor R2. The first resistor R1 and the second resistor R2 are connected in series between the first output terminal 240a and the second output terminal 240b to divide the voltage between the output terminals 240a and 240b.

여기에서, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)의 저항 값은 과전압 감지 시 과충전 보호 회로(220)가 인에블되는 값으로 설정된다. Here, the resistance values of the first resistor R1 and the second resistor R2 are set to a value at which the overcharge protection circuit 220 is enabled when an overvoltage is detected.

일례로, 출력 단(240a, 240b)의 과전압을 감지하기 위하여 설정되는 제1 기준 전압은 충전 제어 회로(210)에서 출력 전압을 정전압으로 레귤레이트하기 위하여 설정된 제2 기준 전압보다 높은 레벨로 설정될 수 있다. For example, the first reference voltage set to detect the overvoltage of the output terminals 240a and 240b may be set to a higher level than the second reference voltage set to regulate the output voltage to a constant voltage in the charge control circuit 210. can

일례로, 충전 제어 회로(210)에서 제2 기준 전압이 42V로 설정된 경우 과충전 보호 회로(220)에는 제1 기준 전압이 제2 기준 전압보다 큰 44.5V로 설정될 수 있다For example, when the second reference voltage is set to 42V in the charge control circuit 210, the first reference voltage may be set to 44.5V higher than the second reference voltage in the overcharge protection circuit 220.

감지 회로는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 통해서 출력 단(240a, 240b)의 전압을 감지하며, 감지 신호를 션트 레귤레이터(SR)에 제공한다.The sensing circuit senses the voltages of the output terminals 240a and 240b through the first resistor R1 and the second resistor R2 and provides the sensing signal to the shunt regulator SR.

션트 레귤레이터(SR)는 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)에 의해 전압 분배된 신호를 감지 신호로 수신하고, 감지 신호에 따라 턴-온되거나 턴-오프된다. 일례로, 션트 레귤레이터(SR)는 출력 전압(VOUT)이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 이에 대응하는 감지 신호에 응답하여 턴-온된다.The shunt regulator SR receives a voltage-divided signal by the first resistor R1 and the second resistor R2 as a detection signal, and is turned on or off according to the detection signal. For example, when the output voltage VOUT exceeds the first reference voltage, the shunt regulator SR is turned on in response to a detection signal corresponding thereto.

제1 출력 회로는 제3 저항(R3)과 제4 저항(R4)을 포함한다. 제3 저항(R3)과 제4 저항(R4)은 제1 출력 단자(240a)와 션트 레귤레이터(SR)의 캐소드 단자 사이에 직렬 연결된다. 제1 출력 회로는 션트 레귤레이터(SR)의 턴-온 시 제3 저항(R3)과 제4 저항(R4)에 의해 전압 분배된 신호를 모니터링 신호로서 생성 회로(223)에 출력한다.The first output circuit includes a third resistor R3 and a fourth resistor R4. The third resistor R3 and the fourth resistor R4 are connected in series between the first output terminal 240a and the cathode terminal of the shunt regulator SR. The first output circuit outputs a signal voltage-divided by the third resistor R3 and the fourth resistor R4 as a monitoring signal to the generator circuit 223 when the shunt regulator SR is turned on.

이와 같이 모니터링 신호는 출력 단(240a, 240b)의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 션트 레귤레이터(SR)가 턴-온됨에 따라 발생되고 생성 회로(223)에 제공된다. As such, the monitoring signal is generated as the shunt regulator SR is turned on when the voltage of the output terminals 240a and 240b exceeds the first reference voltage and is provided to the generation circuit 223 .

그리고, 모니터링 회로(222)는 션트 레귤레이터(SR)와 제1 출력 회로의 제4 저항(R4) 사이에 제너 다이오드(ZD)를 더 포함할 수 있다. 제너 다이오드(ZD)는 배터리 팩(300)에 공급되는 출력 전압(VOUT)이 션트 레귤레이터(SR)의 내압보다 높을 때 사용될 수 있다. Also, the monitoring circuit 222 may further include a Zener diode ZD between the shunt regulator SR and the fourth resistor R4 of the first output circuit. The zener diode ZD may be used when the output voltage VOUT supplied to the battery pack 300 is higher than the breakdown voltage of the shunt regulator SR.

일례로, 제너 다이오드(ZD)는 션트 레귤레이터(SR)의 내압이 36V이고 출력 전압(VOUT)이 42V로 배터리 팩(300)에 공급되는 경우 션트 레귤레이터(SR)와 제1 출력 회로의 제4 저항(R4) 사이에 연결될 수 있다.For example, when the withstand voltage of the shunt regulator (SR) is 36V and the output voltage (VOUT) is 42V and is supplied to the battery pack 300, the zener diode (ZD) is connected to the shunt regulator (SR) and the fourth resistor of the first output circuit. (R4) may be connected between them.

그리고, 모니터링 회로(222)는 노이즈 필터링을 위해 제1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 더 포함할 수 있다.Also, the monitoring circuit 222 may further include a first capacitor C1 and a second capacitor C2 for noise filtering.

제1 커패시터(C1)는 일단이 션트 레귤레이터(SR)의 게이트 단자와 감지 회로 사이에 연결되고 타단이 제2 출력 단자(240b)에 연결된다. 제2 커패시터(C2)는 일단이 제1 스위치(TR1)의 베이스 단자와 제1 출력 회로 사이에 연결되고 타단이 제1 출력 단자(240a)에 연결된다.The first capacitor C1 has one end connected between the gate terminal of the shunt regulator SR and the sensing circuit and the other end connected to the second output terminal 240b. The second capacitor C2 has one end connected between the base terminal of the first switch TR1 and the first output circuit and the other end connected to the first output terminal 240a.

그리고, 생성 회로(223)는 모니터링 회로(222)로부터 제공되는 모니터링 신호에 응답하여 제어 신호를 생성한다. 이러한 생성 회로(223)는 제1 스위치(TR1) 및 제2 출력 회로를 포함한다. And, the generating circuit 223 generates a control signal in response to the monitoring signal provided from the monitoring circuit 222 . This generation circuit 223 includes a first switch TR1 and a second output circuit.

제1 스위치(TR)는 모니터링 신호에 응답하여 턴-온된다. 일례로, 제1 스위치(TR1)는 PNP 트랜지스터로 구성될 수 있다.The first switch TR is turned on in response to the monitoring signal. For example, the first switch TR1 may include a PNP transistor.

제2 출력 회로는 제1 스위치(TR1)의 턴-온 시 제어 신호를 스위칭 회로(224)에 제공한다. 일례로, 제2 출력 회로는 제1 스위치(TR1)의 컬렉터 단자와 제2 출력 단자(240b) 사이에 직렬 연결된 제5 저항(R5) 및 제6 저항(R6)을 포함할 수 있다.The second output circuit provides a control signal to the switching circuit 224 when the first switch TR1 is turned on. For example, the second output circuit may include a fifth resistor R5 and a sixth resistor R6 connected in series between the collector terminal of the first switch TR1 and the second output terminal 240b.

생성 회로(223)는 노이즈 필터링을 위한 제3 커패시터(C3)를 더 포함할 수 있다. 제3 커패시터(C3)는 일단이 사이리스터(THR)의 게이트 단자와 제2 출력 회로 사이에 연결되고 타단이 제2 출력 단자(240b)에 연결된다.The generating circuit 223 may further include a third capacitor C3 for noise filtering. The third capacitor C3 has one end connected between the gate terminal of the thyristor THR and the second output circuit and the other end connected to the second output terminal 240b.

그리고, 스위칭 회로(224)는 생성 회로(223)로부터 제공되는 제어 신호에 응답하여 출력 단(240a, 240b)의 출력 전압(VOUT)을 강하한다. 일례로, 스위칭 회로(224)는 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 출력 전압(VOUT)을 강하하는 사이리스터(THR)를 포함할 수 있다.Also, the switching circuit 224 drops the output voltage VOUT of the output terminals 240a and 240b in response to the control signal provided from the generating circuit 223 . For example, the switching circuit 224 may include a thyristor THR that is turned on in response to a control signal and drops the output voltage VOUT.

사이리스터(THR)는 제어 신호에 응답하여 턴-온 상태를 유지한다. 일례로, 사이리스터(THR)는 출력 단(240a, 240b)의 전압이 제1 기준 전압보다 높은 과전압으로 감지되는 경우 생성되는 제어 신호에 응답하여 턴-온될 수 있으며 퓨즈(221) 끊어질 때까지 턴-온 상태를 유지할 수 있다.The thyristor THR maintains a turn-on state in response to a control signal. For example, the thyristor THR may be turned on in response to a control signal generated when the voltage of the output terminals 240a and 240b is detected as an overvoltage higher than the first reference voltage, and turns on until the fuse 221 is blown. - Can stay on.

그리고, 과충전 보호 회로(220)는 출력 단(240a, 240b)과 병렬 연결되는 출력 커패시터(230)를 더 포함할 수 있다. 출력 단(240a, 240b)에는 유선 충전 단자(250)가 연결될 수 있다.And, the overcharge protection circuit 220 may further include an output capacitor 230 connected in parallel with the output terminals 240a and 240b. A wired charging terminal 250 may be connected to the output terminals 240a and 240b.

출력 커패시터(230)는 유선 충전 단자(250)에 유선 충전기가 접속되는 경우 유선 충전기로 인하여 퓨즈(211)가 손상되지 않도록 고용량의 커패시터로 구성될 수 있다.The output capacitor 230 may be configured as a high-capacity capacitor so that the fuse 211 is not damaged by the wired charger when the wired charger is connected to the wired charging terminal 250 .

과충전 보호 회로(220)는 퓨즈(211)를 통하여 과전류 상태에서 배터리 팩(300)을 보호한다. 과충전 보호 회로(220)는 사이리스터(THR)를 통하여 출력 단(240a, 240b)의 과전압 상태에서 퓨즈(211)가 단락되도록 구성된다. The overcharge protection circuit 220 protects the battery pack 300 in an overcurrent state through the fuse 211 . The overcharge protection circuit 220 is configured such that the fuse 211 is shorted in an overvoltage state of the output terminals 240a and 240b through the thyristor THR.

그리고, 과충전 보호 회로(220)는 션트 레귤레이터(SR)를 통해서 출력 단(240a, 240b)의 전압을 정밀하게 감지하여 출력 단(240a, 240b)의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 사이리스터(THR)를 턴-온 시킬 수 있다. In addition, the overcharge protection circuit 220 precisely detects the voltage of the output terminals 240a and 240b through the shunt regulator SR, and when the voltage of the output terminals 240a and 240b exceeds the first reference voltage, the thyristor ( THR) can be turned on.

또한, 과충전 보호 회로(220)는 출력 커패시터(230)를 통해서 유선 충전기의 접속 시 갑작스런 전류 유입으로 퓨즈(221)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the overcharge protection circuit 220 can prevent the fuse 221 from being damaged due to a sudden inflow of current when a wired charger is connected through the output capacitor 230 .

이와 같이 과충전 보호 회로(220)를 포함하는 무선 전력 수신기(200)는 전동 킥보드의 배터리 팩(300)이 접속되는 출력 단(240a, 240b)의 전압이 과전압으로 감지되면 출력 단(240a, 240b)의 전압을 강하하므로 과충전으로부터 배터리 팩(300)을 보호할 수 있다.As such, when the wireless power receiver 200 including the overcharge protection circuit 220 detects that the voltage of the output terminals 240a and 240b to which the battery pack 300 of the electric kickboard is connected is overvoltage, the output terminals 240a and 240b Since the voltage of the battery pack 300 is dropped, it is possible to protect the battery pack 300 from overcharging.

또한, 과충전 보호 회로(220)는 배터리 팩(300)이 접속되는 출력 단(240a, 240b)의 전압이 과전압으로 감지되면 인에이블되므로 배터리 팩(300)의 BMS(310)이나 충전 제어 회로(210)와 무관하게 독립적으로 동작할 수 있다.In addition, since the overcharge protection circuit 220 is enabled when the voltage of the output terminals 240a and 240b to which the battery pack 300 is connected is detected as overvoltage, the BMS 310 of the battery pack 300 or the charge control circuit 210 ) and can operate independently.

또한, 과충전 보호 회로(220)는 배터리 팩(300)의 BMS(310)이나 충전 제어 회로(210)의 일부 부품에 고장이 발생하더라도 과전압 발생 시 출력 단(240a, 240b)의 전압을 강하하므로 과충전으로부터 배터리 팩(300)을 안전하게 보호할 수 있다.In addition, the overcharge protection circuit 220 drops the voltage of the output terminals 240a and 240b when an overvoltage occurs even if a failure occurs in the BMS 310 of the battery pack 300 or some parts of the charge control circuit 210 to prevent overcharging. The battery pack 300 can be safely protected from

또한, 과충전 보호 회로(220)는 배터리 팩(300)에 전력을 공급하는 무선 전력 수신기(200)에 설치되므로 전력을 수급하는 측의 서지 등에 의한 오작동 가능성을 제거할 수 있다.In addition, since the overcharge protection circuit 220 is installed in the wireless power receiver 200 that supplies power to the battery pack 300, it is possible to eliminate the possibility of malfunction due to a surge or the like on the power supply side.

또한, 과충전 보호 회로(220)는 배터리 팩(300)의 BMS(310)이나 충전 제어 회로(210)의 일부 부품 고장 시에도 배터리 팩(300)의 과충전을 차단하므로 충전 중에 발생할 수 있는 화재나 폭발 사고 등을 예방할 수 있다.In addition, the overcharge protection circuit 220 blocks overcharging of the battery pack 300 even when the BMS 310 of the battery pack 300 or some parts of the charge control circuit 210 fail, thereby preventing fire or explosion that may occur during charging. Accidents can be prevented.

도 3은 다른 실시예에 따른 과충전 보호 회로(420) 및 이를 포함하는 무선 전력 수신기(200)의 회로도이다.3 is a circuit diagram of an overcharge protection circuit 420 and a wireless power receiver 200 including the same according to another embodiment.

무선 전력 수신기(200)는 충전 제어 회로(210), 과충전 보호 회로(420) 및 출력 단(240a, 240b)을 포함한다. 충전 제어 회로(210) 및 동일한 구성에 대한 설명은 도 2의 설명으로 대체한다.The wireless power receiver 200 includes a charge control circuit 210, an overcharge protection circuit 420, and output terminals 240a and 240b. A description of the charge control circuit 210 and the same configuration is replaced with the description of FIG. 2 .

과충전 보호 회로(420)는 퓨즈(421) 및 모니터링 회로(422)와 스위칭 회로(424)를 포함하는 보호 회로를 포함한다.The overcharge protection circuit 420 includes a fuse 421 and a protection circuit including a monitoring circuit 422 and a switching circuit 424 .

퓨즈(421)는 충전 제어 회로(210)와 출력 단(240a, 240b) 사이에 연결된다. 일례로, 퓨즈(421)는 일단이 충전 제어 회로(210)에 연결되고 타단이 출력 단(240a, 240b)의 제1 출력 단자(240a)에 연결된다. A fuse 421 is connected between the charge control circuit 210 and the output terminals 240a and 240b. For example, the fuse 421 has one end connected to the charging control circuit 210 and the other end connected to the first output terminals 240a of the output terminals 240a and 240b.

모니터링 회로(422)는 출력 단(240a, 240b)의 전압을 감지하고 출력 단(240a, 240b)의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 모니터링 신호를 스위칭 회로(424)에 제공한다. The monitoring circuit 422 detects voltages of the output terminals 240a and 240b and provides a monitoring signal to the switching circuit 424 when the voltages of the output terminals 240a and 240b exceed a first reference voltage.

모니터링 회로(422)는 감지 회로, 션트 레귤레이터(SR) 및 제1 출력 회로를 포함한다. 감지 회로는 제1 출력 단자(240a)와 제2 출력 단자(240b) 사이에 직렬 연결된 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)을 포함한다.The monitoring circuit 422 includes a sensing circuit, a shunt regulator (SR) and a first output circuit. The sensing circuit includes a first resistor R1 and a second resistor R2 connected in series between the first output terminal 240a and the second output terminal 240b.

감지 회로는 출력 단(240a, 240b)의 전압을 분배하여 감지 신호를 생성하고, 감지 신호를 션트 레귤레이터(SR)에 제공한다. 션트 레귤레이터(SR)는 출력 전압(VOUT)이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 이에 대응하는 감지 신호에 응답하여 턴-온된다. The sensing circuit generates a sensing signal by dividing the voltage of the output terminals 240a and 240b and provides the sensing signal to the shunt regulator SR. The shunt regulator SR is turned on in response to a detection signal corresponding to the output voltage VOUT exceeding the first reference voltage.

스위칭 회로(424)는 모니터링 회로(422)로부터 제공되는 모니터링 신호에 응답하여 출력 단(240a, 240b)의 전압을 강하한다. The switching circuit 424 drops the voltage of the output terminals 240a and 240b in response to the monitoring signal provided from the monitoring circuit 422 .

이러한 스위칭 회로(424)는 모니터링 신호에 응답하여 턴-온되는 제2 스위치(TR2) 및 제2 스위치(TR2)의 턴-온에 의해 턴-온되어 출력 단(240a, 240b)의 전압을 강하하는 제3 스위치(TR3)를 포함한다.The switching circuit 424 is turned on by the second switch TR2 which is turned on in response to the monitoring signal and the second switch TR2 is turned on to drop the voltage of the output terminals 240a and 240b. and a third switch TR3 for

일례로, 제2 스위치(TR2)는 NMOS 트랜지스터로 구성될 수 있고, 제3 스위치(TR3)는 PMOS 트랜지스터로 구성될 수 있다.For example, the second switch TR2 may include an NMOS transistor, and the third switch TR3 may include a PMOS transistor.

도 4는 도 3에 도시된 스위칭 회로(424)의 반도체 구조를 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a diagram showing a semiconductor structure of the switching circuit 424 shown in FIG. 3 .

도 3 및 도 4를 참고하면, 스위칭 회로(424)는 제2 스위치(TR2) 및 제3 스위치(TR3)를 포함하고, 제2 스위치(TR2)는 NMOS 트랜지스터로 구성되며, 제3 스위치(TR3)는 PMOS 트랜지스터로 구성된다.3 and 4, the switching circuit 424 includes a second switch TR2 and a third switch TR3, the second switch TR2 is composed of an NMOS transistor, and the third switch TR3 ) is composed of PMOS transistors.

제2 스위치(TR2)의 NMOS 트랜지스터는 소스 단자가 제1 출력 단자(240a)에 연결되고, 게이트 단자가 모니터링 회로(422)에 연결되며, 드레인 단자가 제3 스위치(TR3)에 연결된다.The NMOS transistor of the second switch TR2 has a source terminal connected to the first output terminal 240a, a gate terminal connected to the monitoring circuit 422, and a drain terminal connected to the third switch TR3.

제3 스위치(TR3)의 PMOS 트랜지스터는 소스 단자가 NMOS 트랜지스터의 게이트 단자에 연결되고, 게이트 단자가 NMOS 트랜지스터의 드레인 단자에 연결되며, 소스 단자가 제2 출력 단자(240b)에 연결된다.The PMOS transistor of the third switch TR3 has a source terminal connected to the gate terminal of the NMOS transistor, a gate terminal connected to the drain terminal of the NMOS transistor, and a source terminal connected to the second output terminal 240b.

스위칭 회로(424)는 모니터링 회로(422)로부터 모니터링 신호가 제공되면 NMOS 트랜지스터가 턴-온되고 NMOS 트랜지스터의 턴-온으로 PMOS 트랜지스터가 턴-온되므로 출력 단(240a, 240b)의 전압을 강하할 수 있다.In the switching circuit 424, when the monitoring signal is provided from the monitoring circuit 422, the NMOS transistor is turned on, and the PMOS transistor is turned on when the NMOS transistor is turned on, thereby dropping the voltage of the output terminals 240a and 240b. can

이와 같이 스위칭 회로(424)는 모니터링 신호에 응답하여 턴-온되는 NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터를 통해서 구조를 단순화할 수 있다.As such, the switching circuit 424 may have a simplified structure through an NMOS transistor and a PMOS transistor that are turned on in response to a monitoring signal.

상술한 바와 같이, 과충전 보호 회로(420)는 출력 단(240a, 240b)의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 과전압으로 감지되면 출력 단(240a, 240b)의 전압을 강하하여 출력 단(240a, 240b)에 접속된 전동 킥보드의 배터리 팩(300)의 과충전을 방지할 수 있다.As described above, the overcharge protection circuit 420 drops the voltage of the output terminals 240a and 240b when the voltage of the output terminals 240a and 240b is detected as an overvoltage exceeding the first reference voltage, thereby reducing the voltage of the output terminals 240a and 240b. 240b) can prevent overcharging of the battery pack 300 of the electric kickboard.

한편, 도 3에는 도시하지 않았으나, 과충전 보호 회로(420)는 출력 단(240a, 240b)에 용량이 큰 출력 커패시터를 더 포함할 수 있다. 출력 커패시터는 출력 단(240a, 240b)에 배터리 팩(300) 접속 시 서지에 의해 퓨즈, 과충전 보호 회로(220) 또는 충전 제어 회로(210)가 손상되는 것을 방지한다.Meanwhile, although not shown in FIG. 3 , the overcharge protection circuit 420 may further include output capacitors having a large capacity at the output terminals 240a and 240b. The output capacitor prevents the fuse, the overcharge protection circuit 220, or the charge control circuit 210 from being damaged by a surge when the battery pack 300 is connected to the output terminals 240a and 240b.

도 5는 일 실시예에 따른 무선 충전 장치(10)가 적용되는 무선 충전 시스템을 예시한다.5 illustrates a wireless charging system to which the wireless charging device 10 according to an embodiment is applied.

도 5를 참고하면, 무선 충전 장치(10)는 전동 킥보드를 충전하기 위한 충전소에 적용될 수 있다. Referring to FIG. 5 , the wireless charging device 10 may be applied to a charging station for charging an electric kickboard.

일례로, 무선 충전 장치(10)는 하나의 무선 전력 송신기(100)와 다수의 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n)을 포함할 수 있다. 다수의 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n)에는 다수의 전동 킥보드들에 대응하는 다수의 배터리 팩들(300-1, 300-2, 300-n)이 접속될 수 있다.For example, the wireless charging device 10 may include one wireless power transmitter 100 and a plurality of wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n. A plurality of battery packs 300-1, 300-2, and 300-n corresponding to a plurality of electric kickboards may be connected to the plurality of wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n. .

그리고, 다수의 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n)은 도 2 및 도 3에서 설명한 과충전 보호 회로(220, 420)를 포함할 수 있다.Also, the plurality of wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n may include the overcharge protection circuits 220 and 420 described in FIGS. 2 and 3.

무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n)의 각각에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 무선 전력 송신기(100)는 미리 설정된 인증절차를 통해 인증된 무선 전력 수신기에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 일례로, 무선 전력 송신기(100)는 공진 방식을 통하여 복수 개의 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n)에 전력을 송신할 수 있다. The wireless power transmitter 100 may wirelessly transmit power to each of the wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n. The wireless power transmitter 100 may wirelessly transmit power to an authenticated wireless power receiver through a preset authentication procedure. For example, the wireless power transmitter 100 may transmit power to a plurality of wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n through a resonance method.

무선 전력 송신기(100)와 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n)은 양방향 통신을 위한 무선 통신 연결을 형성할 수 있다. 일례로, 무선 전력 송신기(100) 및 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n)은 데이터 및 제어 데이터를 포함하는 패킷 데이터를 처리하거나 송수신할 수 있다. The wireless power transmitter 100 and the wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n may form a wireless communication connection for bi-directional communication. For example, the wireless power transmitter 100 and the wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n may process or transmit/receive packet data including data and control data.

무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n)은 무선 전력 전송을 요청하는 신호나, 무선 전력 수신에 필요한 정보, 무선 전력 수신기들 상태 정보 등을 포함하는 데이터를 무선 전력 송신기(100)에 송신할 수 있다. The wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n transmit data including a signal requesting wireless power transmission, information necessary for wireless power reception, status information of wireless power receivers, etc. to the wireless power transmitter ( 100) can be sent.

무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n) 각각은 충전 상태를 나타내는 데이터를 무선 전력 송신기(100)로 송신할 수 있다. Each of the wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n may transmit data indicating a charging state to the wireless power transmitter 100.

무선 전력 송신기(100)는 표시부를 포함할 수 있으며, 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n) 각각으로부터 수신한 데이터에 기초하여 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n) 각각의 상태를 표시할 수 있다. 아울러, 무선 전력 송신기(100)는 각각의 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n)이 충전이 완료되기까지 예상되는 시간을 함께 표시할 수 있다.The wireless power transmitter 100 may include a display unit, and based on data received from the wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n, respectively, the wireless power receivers 200-1 and 200-n. 2, 200-n) Each state can be displayed. In addition, the wireless power transmitter 100 may display an estimated time until charging of the respective wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n is completed.

무선 전력 송신기(100)는 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n) 각각에 무선 충전 기능을 디스에이블하도록 하는 제어 신호를 송신할 수 있다. 무선 전력 수신기들(200-1, 200-2, 200-n)은 무선 전력 송신기(100)로부터 무선 충전 기능의 디스에이블 제어 신호를 수신하여 무선 충전 기능을 디스에이블할 수 있다.The wireless power transmitter 100 may transmit a control signal to disable the wireless charging function to each of the wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n. The wireless power receivers 200-1, 200-2, and 200-n may receive a control signal to disable the wireless charging function from the wireless power transmitter 100 to disable the wireless charging function.

한편, 실시예들은 전동 킥보드를 충전하는 것을 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다수의 배터리 셀들을 포함하는 배터리 팩이 장착되는 전동 장치에 적용될 수 있다.On the other hand, the embodiments exemplify charging the electric kickboard, but are not limited thereto. It can be applied to a powertrain in which a battery pack including a plurality of battery cells is mounted.

일례로, 실시예들은 전기 자동차나 휴대용 전동 장치를 충전하는 충전소의 유선 및 무선 충전 장치에 적용될 수 있다. 실시예들은 과충전이나, 충전 제어 회로의 일부 부품 고장 또는 BMS의 고장 시 출력 단의 전압이 비정상적으로 상승하는 것을 방지하여 화재나 폭발 사고를 예방하는데 적용될 수 있다.As an example, the embodiments may be applied to wired and wireless charging devices of charging stations for charging electric vehicles or portable power devices. The embodiments may be applied to preventing a fire or explosion by preventing an abnormal increase in voltage of an output stage when overcharging, a failure of some parts of a charging control circuit, or a failure of a BMS.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the drawings illustrated, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed in this specification, and various modifications are made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that variations can be made. In addition, although the operational effects according to the configuration of the present invention have not been explicitly described and described while describing the embodiments of the present invention, it is natural that the effects predictable by the corresponding configuration should also be recognized.

10: 무선 충전 장치 100: 무선 전력 송신기
200: 무선 전력 수신기 202: 수신 안테나
204: 정류기
210: 충전 제어 회로 211: 컨버터
212: 전압 감지 회로 D1: 제1 다이오드
214: 전류 감지 회로 215: 증폭기
D2: 제2 다이오드 217: 제어기
218: 레귤레이팅 스위치
220: 과충전 보호 회로 221: 퓨즈
222: 모니터링 회로 R1: 제1 저항
R2: 제2 저항 C1: 제1 커패시터
SR: 션트 레귤레이터 ZD: 제너 다이오드
R3: 제3 저항 R4: 제4 저항
C2: 제2 커패시터
223: 생성 회로 TR1: 제1 스위치
R5: 제5 저항 R6: 제6 저항
C3: 제3 커패시터
224: 스위칭 회로 THR: 사이리스터
230: 출력 커패시터
240: 출력 단
250: 유선 충전 단자
300: 배터리 팩 310: 배터리 관리 시스템
312: 셀 감지부 314: 셀 밸런스부
320: 배터리 셀
420: 과충전 보호 회로 TR2: 제2 스위치
TR3: 제3 스위치
10: wireless charging device 100: wireless power transmitter
200: wireless power receiver 202: receiving antenna
204: rectifier
210: charge control circuit 211: converter
212: voltage sensing circuit D1: first diode
214 current sensing circuit 215 amplifier
D2: second diode 217: controller
218: regulating switch
220 overcharge protection circuit 221 fuse
222: monitoring circuit R1: first resistor
R2: second resistor C1: first capacitor
SR: shunt regulator ZD: zener diode
R3: 3rd resistor R4: 4th resistor
C2: second capacitor
223 generating circuit TR1 first switch
R5: fifth resistor R6: sixth resistor
C3: third capacitor
224: switching circuit THR: thyristor
230: output capacitor
240: output stage
250: wired charging terminal
300: battery pack 310: battery management system
312: cell detection unit 314: cell balance unit
320: battery cell
420: overcharge protection circuit TR2: second switch
TR3: third switch

Claims (20)

배터리 팩과 접속되는 출력 단;
상기 출력 단에 정전압을 출력하여 상기 배터리 팩의 충전을 제어하는 충전 제어 회로; 및
상기 출력 단의 전압을 감지하며, 상기 출력 단의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 상기 출력 단의 전압을 강하하여 과충전으로부터 상기 배터리 팩을 보호하는 과충전 보호 회로를 포함하는 무선 전력 수신기.
an output terminal connected to the battery pack;
a charge control circuit for controlling charging of the battery pack by outputting a constant voltage to the output terminal; and
A wireless power receiver comprising an overcharge protection circuit that detects the voltage of the output terminal and protects the battery pack from overcharging by lowering the voltage of the output terminal when the voltage of the output terminal exceeds a first reference voltage.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 기준 전압은 상기 충전 제어 회로에서 상기 출력 단의 전압을 정전압으로 레귤레이트하기 위하여 설정된 제2 기준 전압보다 높은 레벨로 설정된 무선 전력 수신기.
According to claim 1,
The first reference voltage is set to a level higher than the second reference voltage set to regulate the voltage of the output terminal to a constant voltage in the charging control circuit.
제 2 항에 있어서,
상기 과충전 보호 회로는 상기 충전 제어 회로와 상기 배터리 팩의 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)의 동작과 무관하게 상기 출력 단의 전압이 상기 제1 기준 전압을 초과하는 경우 인에이블되는 무선 전력 수신기.
According to claim 2,
The overcharge protection circuit is enabled when the voltage of the output terminal exceeds the first reference voltage regardless of the operation of the charge control circuit and a battery management system (BMS) of the battery pack Wireless power receiver .
제 1 항에 있어서,
상기 과충전 보호 회로는,
상기 충전 제어 회로와 상기 출력 단 사이에 연결되는 퓨즈;
상기 출력 단의 전압을 감지하고 상기 출력 단의 전압이 상기 제1 기준 전압을 초과하는 경우 모니터링 신호를 출력하는 모니터링 회로;
상기 모니터링 신호에 응답하여 제어 신호를 생성하는 생성 회로; 및
상기 제어 신호에 응답하여 상기 출력 단의 전압을 강하하는 스위칭 회로를 포함하는 무선 전력 수신기.
According to claim 1,
The overcharge protection circuit,
a fuse connected between the charge control circuit and the output terminal;
a monitoring circuit that detects a voltage of the output terminal and outputs a monitoring signal when the voltage of the output terminal exceeds the first reference voltage;
a generating circuit for generating a control signal in response to the monitoring signal; and
A wireless power receiver comprising a switching circuit for stepping down the voltage of the output terminal in response to the control signal.
제 4 항에 있어서,
상기 모니터링 회로는,
상기 출력 단의 전압을 분배하여 감지하는 감지 회로;
상기 감지 회로를 통해서 상기 출력 단의 전압이 상기 제1 기준 전압을 초과하는 경우로 감지되면 턴-온되는 션트 레귤레이터; 및
상기 션트 레귤레이터의 단락에 의해 상기 모니터링 신호를 상기 생성 회로에 출력하는 제1 출력 회로를 포함하는 무선 전력 수신기.
According to claim 4,
The monitoring circuit,
a sensing circuit dividing and sensing the voltage of the output terminal;
a shunt regulator turned on when the voltage of the output terminal is detected to exceed the first reference voltage through the detection circuit; and
A wireless power receiver comprising a first output circuit outputting the monitoring signal to the generating circuit by shorting the shunt regulator.
제 5 항에 있어서,
상기 션트 레귤레이터와 상기 제1 출력 회로 사이에 제너 다이오드를 더 포함하는 무선 전력 수신기.
According to claim 5,
The wireless power receiver further comprising a zener diode between the shunt regulator and the first output circuit.
제 4 항에 있어서,
상기 생성 회로는,
상기 모니터링 신호에 응답하여 턴-온되는 제1 스위치; 및
상기 제1 스위치의 턴-온에 의해 상기 제어 신호를 상기 스위칭 회로에 출력하는 제2 출력 회로를 포함하는 무선 전력 수신기.
According to claim 4,
The generating circuit,
a first switch turned on in response to the monitoring signal; and
A wireless power receiver comprising a second output circuit outputting the control signal to the switching circuit by turning on the first switch.
제 4 항에 있어서,
상기 스위칭 회로는 상기 제어 신호에 응답하여 턴-온되어 상기 출력 단의 전압을 강하하는 사이리스터를 포함하는 무선 전력 수신기.
According to claim 4,
The switching circuit is a wireless power receiver including a thyristor that is turned on in response to the control signal to drop the voltage of the output terminal.
제 1 항에 있어서,
상기 출력 단과 병렬 연결되는 출력 커패시터를 더 포함하는 무선 전력 수신기.
According to claim 1,
Wireless power receiver further comprising an output capacitor connected in parallel with the output terminal.
제 1 항에 있어서,
상기 과충전 보호 회로는,
상기 충전 제어 회로와 상기 출력 단 사이에 연결되는 퓨즈;
상기 출력 단의 전압을 감지하고 상기 출력 단의 전압이 상기 제1 기준 전압을 초과하는 경우 모니터링 신호를 출력하는 모니터링 회로; 및
상기 모니터링 신호에 응답하여 상기 출력 단의 전압을 강하하는 스위칭 회로를 포함하는 무선 전력 수신기.
According to claim 1,
The overcharge protection circuit,
a fuse connected between the charge control circuit and the output terminal;
a monitoring circuit that detects a voltage of the output terminal and outputs a monitoring signal when the voltage of the output terminal exceeds the first reference voltage; and
A wireless power receiver comprising a switching circuit for stepping down the voltage of the output terminal in response to the monitoring signal.
제 10 항에 있어서,
상기 스위칭 회로는,
상기 모니터링 신호에 응답하여 턴-온되는 제2 스위치; 및
상기 제2 스위치의 턴-온에 의해 턴-온되어 상기 출력 단의 전압을 강하하는 제3 스위치를 포함하는 무선 전력 수신기.
According to claim 10,
The switching circuit,
a second switch turned on in response to the monitoring signal; and
A wireless power receiver comprising a third switch that is turned on by the turn-on of the second switch and drops the voltage of the output terminal.
상용 전원을 무선전력 송신 주파수를 갖는 전력 신호로 변환하여 송신하는 무선 전력 송신기; 및
상기 무선 전력 송신기로부터 상기 전력 신호를 수신하고, 상기 전력 신호를 출력 전압으로 변환하여 배터리 팩에 공급하는 무선 전력 수신기를 포함하며,
상기 무선 전력 수신기는,
상기 배터리 팩에 접속되는 출력 단;
상기 출력 단에 정전압을 출력하여 상기 배터리 팩의 충전을 제어하는 충전 제어 회로; 및
상기 출력 단의 전압을 감지하며, 상기 출력 단의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 상기 출력 단의 전압을 강하하여 과충전으로부터 상기 배터리 팩을 보호하는 과충전 보호 회로를 포함하는 무선 충전 장치.
A wireless power transmitter that converts commercial power into a power signal having a wireless power transmission frequency and transmits the converted power signal; and
A wireless power receiver receiving the power signal from the wireless power transmitter, converting the power signal into an output voltage, and supplying it to a battery pack;
The wireless power receiver,
an output terminal connected to the battery pack;
a charge control circuit for controlling charging of the battery pack by outputting a constant voltage to the output terminal; and
A wireless charging device comprising an overcharge protection circuit that detects the voltage of the output terminal and protects the battery pack from overcharging by lowering the voltage of the output terminal when the voltage of the output terminal exceeds a first reference voltage.
제 12 항에 있어서,
상기 제1 기준 전압은 상기 충전 제어 회로에서 상기 출력 단의 전압을 정 전압으로 레귤레이트하기 위하여 설정된 제2 기준 전압보다 높은 레벨로 설정되는 무선 충전 장치.
According to claim 12,
The first reference voltage is set to a level higher than the second reference voltage set to regulate the voltage of the output terminal to a constant voltage in the charge control circuit wireless charging device.
제 13 항에 있어서,
상기 과충전 보호 회로는 상기 충전 제어 회로와 상기 배터리 팩의 BMS의 동작과 무관하게 상기 출력 단의 전압이 상기 제1 기준 전압을 초과하는 경우 인에이블되는 무선 충전 장치.
According to claim 13,
The overcharge protection circuit is enabled when the voltage of the output terminal exceeds the first reference voltage regardless of the operation of the charge control circuit and the BMS of the battery pack.
제 12 항에 있어서,
상기 과충전 보호 회로는,
상기 충전 제어 회로와 상기 출력 단 사이에 연결되는 퓨즈;
상기 출력 단의 전압을 감지하고 상기 출력 단의 전압이 상기 제1 기준 전압을 초과하는 경우 모니터링 신호를 출력하는 모니터링 회로;
상기 모니터링 신호에 응답하여 제어 신호를 생성하는 생성 회로; 및
상기 제어 신호에 응답하여 상기 출력 단의 전압을 강하하는 스위칭 회로를 포함하는 무선 충전 장치.
According to claim 12,
The overcharge protection circuit,
a fuse connected between the charge control circuit and the output terminal;
a monitoring circuit that detects a voltage of the output terminal and outputs a monitoring signal when the voltage of the output terminal exceeds the first reference voltage;
a generating circuit for generating a control signal in response to the monitoring signal; and
A wireless charging device comprising a switching circuit for stepping down the voltage of the output terminal in response to the control signal.
제 15 항에 있어서,
상기 모니터링 회로는,
상기 출력 단의 전압을 분배하여 감지하는 감지 회로;
상기 출력 단의 전압이 상기 제1 기준 전압을 초과하는 경우 턴-온되는 션트 레귤레이터; 및
상기 션트 레귤레이터의 단락에 의해 상기 모니터링 신호를 상기 생성 회로에 출력하는 제1 출력 회로를 포함하는 무선 충전 장치.
According to claim 15,
The monitoring circuit,
a sensing circuit dividing and sensing the voltage of the output terminal;
a shunt regulator turned on when the voltage of the output terminal exceeds the first reference voltage; and
and a first output circuit outputting the monitoring signal to the generating circuit by shorting the shunt regulator.
출력 단과 충전 제어 회로 사이에 구비되는, 상기 출력 단에는 배터리 팩이 접속되고, 상기 충전 제어 회로는 상기 출력 단에 정전압을 출력하여 상기 배터리 팩의 충전을 제어하는, 퓨즈; 및
상기 출력 단의 전압을 감지하며, 상기 출력 단의 전압이 제1 기준 전압을 초과하는 경우 상기 출력 단의 전압을 강하하여 과충전으로부터 상기 배터리 팩을 보호하는 보호 회로를 포함하는 무선 전력 수신기의 과충전 보호 회로.
a fuse provided between an output terminal and a charge control circuit, to which a battery pack is connected to the output terminal, and wherein the charge control circuit controls charging of the battery pack by outputting a constant voltage to the output terminal; and
Overcharge protection of a wireless power receiver including a protection circuit that detects the voltage of the output terminal and protects the battery pack from overcharging by lowering the voltage of the output terminal when the voltage of the output terminal exceeds a first reference voltage Circuit.
제 17 항에 있어서,
상기 제1 기준 전압은 상기 충전 제어 회로에서 상기 출력 단의 전압을 정 전압으로 레귤레이트하기 위해 설정된 제2 기준 전압보다 높은 레벨로 설정되고,
상기 보호 회로는 상기 충전 제어 회로와 상기 배터리 팩의 BMS의 동작과 무관하게 상기 출력 단의 전압이 상기 제1 기준 전압을 초과하는 경우 인에이블되는 무선 전력 수신기의 과충전 보호 회로.
18. The method of claim 17,
The first reference voltage is set to a level higher than the second reference voltage set to regulate the voltage of the output terminal to a constant voltage in the charge control circuit;
The protection circuit is enabled when the voltage of the output terminal exceeds the first reference voltage regardless of the operation of the charge control circuit and the BMS of the battery pack.
제 17 항에 있어서,
상기 보호 회로는,
상기 출력 단의 전압을 감지하고 상기 출력 단의 전압이 상기 제1 기준 전압을 초과하는 경우 모니터링 신호를 출력하는 모니터링 회로;
상기 모니터링 신호에 응답하여 제어 신호를 생성하는 생성 회로; 및
상기 제어 신호에 응답하여 상기 출력 단의 전압을 강하하는 스위칭 회로를 포함하는 무선 전력 수신기의 과충전 보호 회로.
18. The method of claim 17,
The protection circuit,
a monitoring circuit that detects a voltage of the output terminal and outputs a monitoring signal when the voltage of the output terminal exceeds the first reference voltage;
a generating circuit for generating a control signal in response to the monitoring signal; and
An overcharge protection circuit of a wireless power receiver comprising a switching circuit that drops the voltage of the output terminal in response to the control signal.
제 17 항에 있어서,
상기 보호 회로는,
상기 출력 단의 전압을 감지하고 상기 출력 단의 전압이 상기 제1 기준 전압을 초과하는 경우 모니터링 신호를 출력하는 모니터링 회로; 및
상기 모니터링 신호에 응답하여 상기 출력 단의 전압을 강하하는 스위칭 회로를 포함하는 무선 전력 수신기의 과충전 보호 회로.
18. The method of claim 17,
The protection circuit,
a monitoring circuit that detects a voltage of the output terminal and outputs a monitoring signal when the voltage of the output terminal exceeds the first reference voltage; and
An overcharge protection circuit of a wireless power receiver comprising a switching circuit that drops the voltage of the output terminal in response to the monitoring signal.
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