WO2015005600A1 - Battery protection circuit using single mosfet and protection ic system therefor - Google Patents

Battery protection circuit using single mosfet and protection ic system therefor Download PDF

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나혁휘
황호석
김영석
이성희
박성범
안상훈
정태환
박승욱
조현목
박재구
박민호
지영남
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Abstract

The present invention relates to a battery charge/discharge protection apparatus that forms a battery pack by being connected to a positive terminal and a negative terminal. The protection apparatus includes a single MOSFET and a protection IC controlling the single MOSFET. A source terminal of the single MOSFET is directly connected to the negative terminal of the battery. A drain terminal of the single MOSFET is the negative terminal of the battery pack. REPRESENTATIVE DRAWING: FIG. 2:

Description

싱글 MOSFET을 이용한 배터리 보호회로 및 이를 위한 프로텍션 IC 시스템Battery Protection Circuit Using Single MOSFET and Protection IC System
본 발명은 배터리를 통해 흐르는 전류를 차단 또는 도통시키는 트랜지스터를 제어하는 배터리 보호 및 이를 위한 IC에 관한 것이다.The present invention relates to battery protection and ICs for controlling transistors that block or conduct current flowing through the battery.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(100)를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a battery protection circuit 100 according to an exemplary embodiment.
도 1을 참조하여 설명하면, 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(100)는 제1 내부연결단자(B+)(11) 및 제2 내부연결단자(B-)(12)를 구비한다. 또한, 배터리 보호회로(100)는 제1 외부연결단자(P+)(13) 및 제2 외부연결단자(P-)(14)를 구비한다. 제1 외부연결단자(P+)(13) 및 제2 외부연결단자(P-)(14)는 충전 시에는 충전기에 연결되고 방전 시에는 배터리 전원에 의하여 동작되는 전자기기(예, 휴대단말기 등)에 연결된다.Referring to FIG. 1, the battery protection circuit 100 according to an exemplary embodiment includes a first internal connection terminal B + 11 and a second internal connection terminal B− 12. In addition, the battery protection circuit 100 includes a first external connection terminal (P +) 13 and a second external connection terminal (P-) 14. The first external connection terminal (P +) 13 and the second external connection terminal (P-) 14 are connected to the charger during charging and the electronic device (eg, portable terminal, etc.) operated by battery power during discharge. Is connected to.
그리고 배터리 보호회로(100)는 두 개의 FET(111,112), 프로텍션 IC(Protection IC)(110), 저항(R1, R2), 커패시터(C1), 및 다이오드를 포함하여 구성된다. 이때, 제1 FET(111)와 제2 FET(112) 각각의 드레인(Drain) 단자들은 서로 전기적으로 서로 연결되어 있다.The battery protection circuit 100 includes two FETs 111 and 112, a protection IC 110, resistors R 1 and R 2 , a capacitor C 1 , and a diode. At this time, the drain terminals of each of the first FET 111 and the second FET 112 are electrically connected to each other.
프로텍션 IC(110)는 저항(R1)을 통해 배터리의 (+)단자인 제1 내부연결단자(B+)(11)에 연결되고, 충전전압 또는 방전전압이 인가되는 전압인가와 배터리 전압을 감지하는 단자(VDD), 프로텍션 IC(110) 내부의 동작전압에 대한 기준이 되는 기준단자(VSS), 충·방전 및 과전류 상태를 감지하기 위한 감지단자(V-), 과방전 상태에서 제1 FET(111)를 오프(OFF)시키기 위한 방전차단신호 출력단자(DOUT), 및 과충전 상태에서 제2 FET(112)를 오프시키기 위한 충전차단신호 출력단자(COUT)를 갖는다. 이때, 프로텍션 IC(110)의 내부는 기준전압 설정부, 기준전압과 충·방전 전압을 비교하기 위한 비교부, 과전류 검출부, 충·방전 검출부를 구비하고 있다. 여기서 충전 및 방전상태의 판단 기준은 유저(User)가 요구하는 스펙(Spec)으로 변경이 가능하며 그 정해진 기준에 따라 프로텍션 IC(110)의 각 단자별 전압차를 인지하여 충·방전 상태를 판정한다.The protection IC 110 is connected to the first internal connection terminal B + 11, which is a positive terminal of the battery, through the resistor R 1 , and senses whether the charging voltage or the discharge voltage is applied and the battery voltage. Terminal (V DD ), the reference terminal (V SS ) which is the reference for the operating voltage inside the protection IC 110, the detection terminal (V-) for detecting the charge / discharge and overcurrent conditions, and the The discharge interruption signal output terminal D OUT for turning off one FET 111 and the charge interruption signal output terminal C OUT for turning off the second FET 112 in an overcharge state. At this time, the inside of the protection IC 110 includes a reference voltage setting unit, a comparison unit for comparing the reference voltage and the charge / discharge voltage, an overcurrent detector, and a charge / discharge detector. Here, the criterion for determining the state of charge and discharge can be changed to the specification required by the user, and the charge / discharge state is determined by recognizing the voltage difference of each terminal of the protection IC 110 according to the determined criterion. do.
프로텍션 IC(110)는 과방전 상태에 이르게 되면 방전차단신호 출력단자는 로우(Low)로 되어 제1 FET(111)를 오프시키고, 과충전 상태에 이르게 되면 충전차단신호 출력단자가 로우로 되어 제2 FET(112)를 오프시키도록 되어 있다. 또한, 과전류가 흐르는 경우에는, 충전 시에는 제2 FET(112)를 오프시키고, 방전 시에는 제1 FET(111)를 오프시키도록 구성되어 있다.When the protection IC 110 reaches the over-discharge state, the discharge cutoff signal output terminal goes low to turn off the first FET 111. When the overcharge state reaches the overcharge state, the charge cutoff signal output terminal goes low to the second FET ( 112 is turned off. In addition, when overcurrent flows, the second FET 112 is turned off during charging and the first FET 111 is turned off during discharge.
한편, 저항(R1)과 커패시터(C1)는 프로텍션 IC(110)의 공급전원의 변동을 안정시키는 역할을 한다. 저항(R1)은 제1 내부연결단자(B+)(11)와 프로텍션 IC(110)의 VDD 단자 사이에 연결되고, 커패시터(C1)는 프로텍션 IC(110)의 VDD 단자와 제2 내부연결단자(B-)(12) 사이에 연결된다. 이때, 저항(R1)의 값을 크게 하면 전압 검출 시 프로텍션 IC(110)의 내부에 침투되는 전류에 의해서 검출전압이 높아지기 때문에 저항(R1)의 값은 1KΩ 이하의 적당한 값으로 설정되어야 한다. 또한, 안정된 동작을 위하여 커패시터(C1)의 값은 0.01㎌ 이상의 적당한 값으로 설정되어야 한다. 예컨대, 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(100)에서, 저항(R1)의 값은 1KΩ이고 커패시터(C1)의 값은 0.1㎌일 수 있다.On the other hand, the resistor (R1) and the capacitor (C 1 ) serves to stabilize the fluctuation of the power supply of the protection IC (110). The resistor R 1 is connected between the first internal connection terminal B + 11 and the V DD terminal of the protection IC 110, and the capacitor C 1 is connected to the V DD terminal and the second terminal of the protection IC 110. It is connected between the internal connection terminal (B-) (12). At this time, to increase the value of the resistor (R 1) of the resistor (R 1) due to high the detection voltage by the current to be penetrated into the interior of the voltage detecting when protection IC (110) is to be set to an appropriate value equal to or less than 1KΩ . In addition, for stable operation, the value of the capacitor C 1 should be set to an appropriate value of 0.01 μs or more. For example, in the battery protection circuit 100 according to one embodiment, the value of the resistor (R 1) is the value of 1KΩ and the capacitor (C 1) can be 0.1㎌.
그리고 저항(R1)과 저항(R2)은 프로텍션 IC(110)의 절대 최대정격을 초과하는 고전압 충전기 또는 충전기가 거꾸로 연결되는 경우 전류 제한 저항이 된다. 이때, 저항(R2)은 프로텍션 IC(110)의 감지단자(V-)와 제2 FET(112)의 소스단자(Source 2)가 연결된 노드(n1) 사이에 연결되어 있다. 이때, 저항(R1)과 저항(R2)은 전원소비의 원인이 될 수 있으므로 통상적으로 저항(R1)과 저항(R2)의 저항 값의 합은 1KΩ보다 크게 설정된다. 그리고 저항(R2)이 너무 크다면 과충전 차단 후에 복귀가 일어나지 않을 수 있으므로, 저항(R2)의 값은 10KΩ 또는 그 이하의 값으로 설정된다. 예컨대, 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(100)에서는 2.2KΩ일 수 있다.The resistor R 1 and the resistor R 2 become current limiting resistors when the high voltage charger or the charger exceeding the absolute maximum rating of the protection IC 110 is connected upside down. In this case, the resistor R 2 is connected between the sensing terminal V− of the protection IC 110 and the node n1 to which the source terminal Source 2 of the second FET 112 is connected. In this case, since the resistor R 1 and the resistor R 2 may cause power consumption, the sum of the resistance values of the resistor R 1 and the resistor R 2 is generally set to be larger than 1 KΩ. If the resistor R 2 is too large, no recovery may occur after the overcharge cutoff, and thus the value of the resistor R 2 is set to a value of 10 KΩ or less. For example, in the battery protection circuit 100 according to an exemplary embodiment, the battery protection circuit 100 may be 2.2 KΩ.
상술한 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(100)는, 충전과 방전 시 보호 동작을 하는 배터리 보호 IC의 특성상 충·방전을 제어하기 위해 2개의 MOSFET를 포함하여 구성되어 있다. 이때, Dual-MOSFET는 Single MOSFET보다 사용 대비 2배의 내부 저항을 가진다. 이때, 상대적으로 높은 내부 저항은 배터리 충전 및 방전 시 배터리의 승, 강압 현상을 발생시켜 배터리의 사용 시간을 저하시킨다는 문제점이 있다.The battery protection circuit 100 according to the above-described embodiment includes two MOSFETs for controlling charge and discharge due to the characteristics of the battery protection IC performing protection operations during charging and discharging. In this case, the dual-MOSFET has twice as much internal resistance as the single MOSFET. In this case, a relatively high internal resistance may cause a rise and fall of the battery during battery charging and discharging, thereby lowering the use time of the battery.
따라서 본 발명에서는 상술한 문제점을 해결하기 위한 기술을 제공하고자 한다.Therefore, the present invention is to provide a technique for solving the above problems.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 Single MOSFET을 이용한 배터리 보호 IC가 제공된다.In order to solve the above problems, the present invention provides a battery protection IC using a single MOSFET.
본 발명의 일 양상에 따른 배터리 충방전 보호장치는 배터리의 양극단자 및 음극단자에 연결되어 배터리팩을 구성한다. 이 보호장치는, 한 개의 MOSFET; 및 상기 한 개의 MOSFET을 제어하는 프로텍션 IC를 포함한다. 그리고 상기 한 개의 MOSFET의 소스단자는 상기 배터리의 음극단자에 직접 연결되고, 상기 한 개의 MOSFET의 드레인단자는 상기 배터리팩의 음극단자인 것을 특징으로 한다.Battery charge and discharge protection device according to an aspect of the present invention is connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery constitutes a battery pack. This protection device includes one MOSFET; And a protection IC controlling the one MOSFET. The source terminal of the one MOSFET is connected directly to the negative terminal of the battery, the drain terminal of the MOSFET is characterized in that the negative terminal of the battery pack.
이때, 상기 프로텍션 IC의 제1단자는 상기 한 개의 MOSFET의 게이트단자의 전압을 제어하도록 상기 게이트단자에 연결되어 있고, 상기 한 개의 MOSFET이 오프상태가 되도록 제어되는 경우에 상기 드레인단자 또는 상기 소스단자에 유입되는 전류가 상기 한 개의 MOSFET을 바이패스하도록, 상기 소스단자와 상기 드레인단자 사이에 한 쌍의 다이오드가 서로 반대방향으로 직렬 연결되어 있을 수 있다.In this case, the first terminal of the protection IC is connected to the gate terminal to control the voltage of the gate terminal of the one MOSFET, the drain terminal or the source terminal when the one MOSFET is controlled to be off A pair of diodes may be connected in series in opposite directions between the source terminal and the drain terminal so that current flowing into the bypass of the single MOSFET is performed.
이때, 상기 바이패스된 전류는 상기 프로텍션 IC를 통해 흐르도록 되어 있을 수 있다.In this case, the bypassed current may be configured to flow through the protection IC.
본 발명의 다른 양상에 따른 배터리팩은, 배터리; 및 상기 배터리의 양극단자 및 음극단자에 연결된 배터리 충방전 보호장치를 포함한다. 이때, 상기 배터리 충방전 보호장치는 한 개의 MOSFET 및 상기 한 개의 MOSFET을 제어하는 프로텍션 IC를 포함하며, 상기 한 개의 MOSFET의 소스단자는 상기 배터리의 음극단자에 직접 연결되고, 상기 한 개의 MOSFET의 드레인단자는 상기 배터리팩의 음극단자인 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a battery pack includes a battery; And a battery charge / discharge protection device connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery. In this case, the battery charge and discharge protection device includes a protection IC for controlling one MOSFET and the one MOSFET, the source terminal of the one MOSFET is directly connected to the negative terminal of the battery, the drain of the one MOSFET The terminal is characterized in that the negative terminal of the battery pack.
이때, 상기 프로텍션 IC의 제1단자는 상기 한 개의 MOSFET의 게이트단자의 전압을 제어하도록 상기 게이트단자에 연결되어 있고, 상기 한 개의 MOSFET이 오프상태가 되도록 제어되는 경우에 상기 드레인단자 또는 상기 소스단자에 유입되는 전류가 상기 한 개의 MOSFET을 바이패스하도록 상기 소스단자와 상기 드레인단자 사이에 한 쌍의 다이오드가 서로 반대방향으로 직렬 연결되어 있을 수 있다.In this case, the first terminal of the protection IC is connected to the gate terminal to control the voltage of the gate terminal of the one MOSFET, the drain terminal or the source terminal when the one MOSFET is controlled to be off A pair of diodes may be connected in series in opposite directions between the source terminal and the drain terminal such that current flowing into the MOSFET bypasses the MOSFET.
이때, 상기 바이패스된 전류는 상기 프로텍션 IC를 통해 흐르도록 되어 있을 수 있다.In this case, the bypassed current may be configured to flow through the protection IC.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 소스단자는 배터리의 음극단자에 연결되어 있고 드레인단자는 상기 배터리를 포함하는 배터리팩의 음극단자에 연결된 한 개의 MOSFET을 제어하는 배터리 충방전 제어 IC가 제공될 수 있다. 이 배터리 충방전 제어 IC는 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 경우, 상기 한 개의 MOSFET을 통해 전류가 흐르지 않도록 상기 한 개의 MOSFET의 게이트전압을 제어하기 위한 제1 단자; 및 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 경우, 상기 배터리를 통해 흐르는 제1 전류를 상기 배터리 충방전 제어 IC를 통해 바이패스시키도록 한 쌍 이상의 바이패스 단자를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a battery charge / discharge control IC for controlling one MOSFET connected to the negative terminal of the battery and the drain terminal of the battery pack including the battery may be provided. have. The battery charge / discharge control IC may include: a first terminal for controlling a gate voltage of the one MOSFET so that no current flows through the one MOSFET when the battery is blocked from being charged or discharged; And at least one pair of bypass terminals to bypass the first current flowing through the battery through the battery charge / discharge control IC when the battery is blocked from being charged or discharged.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 배터리를 통해 흐르는 전류를 차단 또는 도통시키는 트랜지스터를 제어하는 배터리 충방전 제어 IC가 제공될 수 있다. 이 배터리 충방전 제어 IC는 내부-트랜지스터; 및 상기 트랜지스터와 상기 내부-트랜지스터를 제어하는 제어신호를 생성하는 제어로직을 포함한다. 이때, 상기 제어로직은, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 경우 상기 트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않도록 상기 트랜지스터를 제어하고, 상기 배터리를 통해 흐르는 제1 전류가 상기 내부-트랜지스터를 통해 바이패스 되도록 상기 내부-트랜지스터를 제어하도록 되어 있을 수 있다.According to still another aspect of the present invention, a battery charge / discharge control IC for controlling a transistor that blocks or conducts current flowing through a battery may be provided. The battery charge / discharge control IC includes an internal transistor; And a control logic for generating a control signal for controlling the transistor and the inner-transistor. In this case, the control logic controls the transistor so that no current flows through the transistor when the charging or discharging of the battery is interrupted, and the first current flowing through the battery is bypassed through the inner-transistor. It may be arranged to control an inner-transistor.
이때, 상기 제어로직은, 상기 배터리의 충전 또는 방전이 차단되었다가 다시 허용되면, 상기 내부-트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않도록 상기 내부-트랜지스터를 제어하고, 상기 배터리를 통해 흐르는 제2 전류가 상기 트랜지스터를 통해 흐르도록 상기 트랜지스터를 제어하도록 되어 있을 수 있다.In this case, when the charging or discharging of the battery is blocked and then allowed, the control logic controls the inner-transistor so that no current flows through the inner-transistor, and the second current flowing through the battery is the transistor. And control the transistor to flow through.
이때, 상기 제1 전류와 상기 제2 전류는 서로 반대방향일 수 있다.In this case, the first current and the second current may be opposite to each other.
이때, 상기 내부-트랜지스터 및 상기 트랜지스터는 MOSFET일 수 있다.In this case, the internal transistor and the transistor may be a MOSFET.
이때, 상기 트랜지스터의 소스단자와 드레인단자 사이에는 충전방향전류를 바이패스하기 위한 제1 다이오드와 방전방향전류를 바이패스하기 위한 제2 다이오드가 연결되어 있을 수 있다.In this case, a first diode for bypassing the charging direction current and a second diode for bypassing the discharge direction current may be connected between the source terminal and the drain terminal of the transistor.
이때, 상기 트랜지스터의 게이트단자와 소스단자 사이에는 제너 다이오드가 연결되어 있을 수 있다.In this case, a Zener diode may be connected between the gate terminal and the source terminal of the transistor.
이때, 상기 내부-트랜지스터의 소스단자와 드레인단자 사이에는 충전방향전류 또는 방전방향전류를 바이패스하기 위한 다이오드가 연결되어 있을 수 있다.In this case, a diode for bypassing the charging direction current or the discharge direction current may be connected between the source terminal and the drain terminal of the internal transistor.
이때, 상기 내부-트랜지스터의 게이트단자와 소스단자 사이에는 제너 다이오드가 연결되어 있을 수 있다.In this case, a Zener diode may be connected between the gate terminal and the source terminal of the inner-transistor.
본 발명의 또 다른 양상에 따라, 배터리를 통해 흐르는 전류를 차단 또는 도통시키는 트랜지스터; 및 내부-트랜지스터, 및 상기 트랜지스터와 상기 내부-트랜지스터를 제어하는 제어신호를 생성하는 제어로직을 포함하는 IC;를 포함하는 배터리 과전류 차단장치가 제공될 수 있다. 이때, 상기 제어로직은, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 경우, 상기 트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않도록 상기 트랜지스터를 제어하고, 상기 배터리를 통해 흐르는 제1 전류가 상기 내부-트랜지스터를 통해 바이패스 되도록 상기 내부-트랜지스터를 제어하도록 되어 있다. According to another aspect of the invention, a transistor for blocking or conducting current flowing through a battery; And an IC comprising an internal-transistor and a control logic for generating a control signal for controlling the transistor and the internal-transistor. In this case, the control logic controls the transistor so that no current flows through the transistor when the charging or discharging of the battery is interrupted, and the first current flowing through the battery is bypassed through the internal transistor. And to control the inner-transistor.
이때, 상기 제어로직은, 상기 배터리의 충전 또는 방전이 차단되었다가 다시 허용되면, 상기 내부-트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않도록 상기 내부-트랜지스터를 제어하고, 상기 배터리를 통해 흐르는 제2 전류가 상기 트랜지스터를 통해 흐르도록 상기 트랜지스터를 제어하도록 되어 있을 수 있다.In this case, when the charging or discharging of the battery is blocked and then allowed, the control logic controls the inner-transistor so that no current flows through the inner-transistor, and the second current flowing through the battery is the transistor. And control the transistor to flow through.
이때, 상기 제1 전류와 상기 제2 전류는 서로 반대방향일 수 있다.In this case, the first current and the second current may be opposite to each other.
이때, 상기 배터리 보호 IC의 공급전원의 변동을 안정시키기 위한 저항 및 커패시터를 더 포함하며, 상기 트랜지스터 및 상기 내부-트랜지스터 각각의 게이트와 소스 단간에 유입될 수 있는 정전기에 대해 보호하기 위한 제너 다이오드를 더 포함하여 구성될 수 있다.In this case, further comprising a resistor and a capacitor for stabilizing the fluctuation of the power supply of the battery protection IC, and a Zener diode for protecting against static electricity that may flow between the gate and the source of each of the transistor and the inner-transistor. It may be configured to include more.
본 발명에 따르면, Single MOSFET를 사용함으로써 내부 저항이 Dual MOSFET보다 1/2로 감소될 수 있다. 이에 따라 배터리를 충전 및 방전 시 전압 승, 강압 현상이 감소하며 배터리 사용 시간이 상승할 수 있다.According to the present invention, by using a single MOSFET, the internal resistance can be reduced by half than that of the dual MOSFET. As a result, the voltage rise and fall may be reduced when the battery is charged and discharged, and the battery usage time may increase.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 보호회로를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing a battery protection circuit according to an exemplary embodiment.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a battery protection circuit according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로텍션 IC 및 외부-트랜지스터를 설명하기 위한 도면이다.3 illustrates a protection IC and an external transistor according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로에서 충전 상태에 따른 제어회로 출력의 변화를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a change in the control circuit output according to the state of charge in the battery protection circuit according to an embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로에서 충전 상태에 따른 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.5A and 5B are diagrams for describing a flow of current according to a charging state in a battery protection circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로에서 방전 상태에 따른 제어회로 출력의 변화를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a change in the control circuit output according to the discharge state in the battery protection circuit according to an embodiment of the present invention.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로에서 방전 상태에 따른 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.7A and 7B are diagrams for describing a flow of current according to a discharge state in a battery protection circuit according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a battery pack according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be implemented in various other forms. The terminology used herein is for the purpose of understanding the embodiments and is not intended to limit the scope of the invention. Also, the singular forms used below include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite meanings.
<실시예 1><Example 1>
이하, 도 2 및 도 3을 함께 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)에 대해 설명한다.Hereinafter, the battery protection circuit 200 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로텍션 IC(210) 및 외부-트랜지스터(220)를 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram illustrating a battery protection circuit 200 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a protection IC 210 and an external transistor 220 according to an embodiment of the present invention. It is for the drawing.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)는 제1 내부연결단자(B+)(21), 제2 내부연결단자(B-)(22), 제1 외부연결단자(P+)(23), 및 제2 외부연결단자(P-)(24)를 구비한다. 이때, 제1 외부연결단자(P+)(23)와 제2 외부연결단자(P-)(24)는 별도의 외부 장치에 직접 접촉될 수 있는 단자이다. 이는, 도 1에 도시한 배터리 보호회로(100)와 동일하게 구현될 수 있다.As shown in FIG. 2, the battery protection circuit 200 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a first internal connection terminal B + 21, a second internal connection terminal B− 22, and a first connection terminal. An external connection terminal P + 23 and a second external connection terminal P- 24 are provided. At this time, the first external connection terminal (P +) 23 and the second external connection terminal (P-) 24 is a terminal that can be in direct contact with a separate external device. This may be implemented in the same manner as the battery protection circuit 100 shown in FIG. 1.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)는 한 개의 외부-트랜지스터(220), 프로텍션 IC(210), 저항(R1, R2), 및 커패시터(C1)를 포함하여 구성될 수 있다. 프로텍션 IC(210)에는 제1 내부-트랜지스터(221), 제2 내부-트랜지스터(222), 및 제어로직(230)이 포함될 수 있다. 이때, 외부-트랜지스터(220)의 소스(Source) 단자는 제2 내부연결단자(B-)(22)에 연결되어 있으며 드레인(Drain) 단자는 제2 외부연결단자(P-)(24)에 연결되어 있다. 이때, 저항(R2)은 프로텍션 IC(210)의 감지단자(V-)와 제3 노드(n3) 사이에 연결되어 있으며, 저항(R1) 및 커패시터(C1)는 상술한 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(100)와 동일한 구조로 연결되어 있다. 이때, 제3 노드(n3)는 외부-트랜지스터(220)의 드레인단자와 제2 외부연결단자(P-)(24)일 수 있다. 여기서 외부-트랜지스터(220), 제1 내부-트랜지스터(221), 및 제2 내부-트랜지스터(222)는 각각 MOSFET일 수 있다.In addition, the battery protection circuit 200 according to an embodiment of the present invention includes one external-transistor 220, a protection IC 210, resistors R 1 , R 2 , and a capacitor C 1 . Can be configured. The protection IC 210 may include a first inner-transistor 221, a second inner-transistor 222, and a control logic 230. At this time, the source terminal of the external transistor 220 is connected to the second internal connection terminal (B-) 22, and the drain terminal is connected to the second external connection terminal (P-) 24. It is connected. In this case, the resistor R 2 is connected between the sensing terminal V− of the protection IC 210 and the third node n3, and the resistor R 1 and the capacitor C 1 are described above. It is connected in the same structure as the battery protection circuit 100 according to. In this case, the third node n3 may be a drain terminal of the external-transistor 220 and the second external connection terminal P- 24. Here, the outer-transistor 220, the first inner-transistor 221, and the second inner-transistor 222 may each be a MOSFET.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 외부-트랜지스터(220), 제1 내부-트랜지스터(221), 및 제2 내부-트랜지스터(222) 각각의 게이트(Gate)와 소스 단 간에 제어 다이오드가 연결되어, 외부로부터 유입될 수 있는 정전기(Electrostatic Discharge, ESD)로부터 회로를 보호하는 역할을 할 수 있다.In addition, in one embodiment of the present invention, a control diode is connected between the gate and the source terminal of each of the outer-transistor 220, the first inner-transistor 221, and the second inner-transistor 222. In addition, it may serve to protect the circuit from electrostatic discharge (ESD) that may be introduced from the outside.
도 1 및 도 2를 서로 비교하여 배터리 보호회로(200)의 구조를 설명하면, 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(100)는 두 개의 FET(111,112)을 포함하여 구성되어 있는 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)는 한 개의 외부-트랜지스터(220)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성에 따라, 배터리 보호회로(200)의 내부 저항이 1/2로 감소하여 배터리 충전 및 방전 시 전압의 승, 강압 현상이 감소하고 배터리의 사용 시간이 상승하는 효과를 얻을 수 있다. 1 and 2, the structure of the battery protection circuit 200 is compared with each other. The battery protection circuit 100 according to an embodiment includes two FETs 111 and 112. The battery protection circuit 200 according to an embodiment includes a single external transistor 220. According to such a configuration, the internal resistance of the battery protection circuit 200 is reduced to 1/2, so that the voltage rise and fall in the battery charging and discharging may be reduced, and the use time of the battery may be increased.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로텍션 IC(210)는 단자(VDD), 기준단자(VSS), 감지단자(V-), 및 과충전 상태 및/또는 과방전 상태에서 외부-트랜지스터(220)를 오프시키기 위한 충·방전 제어신호 출력단자(COUT&DOUT)(25)를 갖는다. 또한, 프로텍션 IC(210)는 제1 내부-트랜지스터(221), 제2 내부-트랜지스터(222), 및 제어회로(230)를 포함하여 구성된다. 이때, 제1 내부-트랜지스터(221) 및 제2 내부-트랜지스터(222) 각각의 게이트단자는 제어회로(230)에 연결되어 있다. 이때, 제어회로(230)는 외부-트랜지스터(220), 제1 내부-트랜지스터(221), 및 제2 내부-트랜지스터(222)를 제어하도록 되어 있다. On the other hand, as shown in Figure 3, the protection IC 210 according to an embodiment of the present invention is the terminal (V DD ), the reference terminal (V SS ), the sensing terminal (V-), and the overcharge state and / or A charge / discharge control signal output terminal (C OUT & D OUT ) 25 for turning off the external-transistor 220 in the over-discharge state. In addition, the protection IC 210 may include a first inner-transistor 221, a second inner-transistor 222, and a control circuit 230. In this case, the gate terminals of each of the first inner-transistor 221 and the second inner-transistor 222 are connected to the control circuit 230. At this time, the control circuit 230 is configured to control the outer-transistor 220, the first inner-transistor 221, and the second inner-transistor 222.
이때, 외부-트랜지스터(220)의 상기 소스단자와 상기 드레인단자 사이, 및 충·방전 제어신호 출력단자(25)와 외부-트랜지스터(220)의 상기 소스단자 사이에는 다이오드가 연결되어 있다. 또한, 제1 내부-트랜지스터(221)의 소스단자와 드레인단자 사이, 및 제어회로(230)의 일 측과 제1 내부-트랜지스터(221)의 상기 소스단자 사이에는 다이오드가 연결되어 있다. 이때, 제2 내부-트랜지스터(222)는 제1 내부-트랜지스터(221)와 동일하게 구성될 수 있다.At this time, a diode is connected between the source terminal and the drain terminal of the external-transistor 220 and between the charge / discharge control signal output terminal 25 and the source terminal of the external-transistor 220. In addition, a diode is connected between the source terminal and the drain terminal of the first inner-transistor 221, and between one side of the control circuit 230 and the source terminal of the first inner-transistor 221. In this case, the second inner-transistor 222 may be configured in the same manner as the first inner-transistor 221.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)에서, 충전 및 방전 상태에 따른 제어회로(230)의 출력의 변화와 전류의 흐름에 대해 도 4 내지 도 7b를 함께 참고하여 설명한다.On the other hand, in the battery protection circuit 200 according to an embodiment of the present invention, the change in the output of the control circuit 230 and the flow of the current according to the charging and discharging state will be described with reference to FIGS. .
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)에서 충전 상태에 따른 제어회로 출력의 변화를 설명하기 위한 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)에서 충전 상태에 따른 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)에서 방전 상태에 따른 제어회로 출력의 변화를 설명하기 위한 도면이고, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)에서 방전 상태에 따른 전류의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a change in the control circuit output according to the state of charge in the battery protection circuit 200 according to an embodiment of the present invention, Figures 5a and 5b is a battery protection according to an embodiment of the present invention 6 is a view for explaining the flow of the current according to the charging state in the circuit 200, Figure 6 is a view for explaining a change in the control circuit output according to the discharge state in the battery protection circuit 200 according to an embodiment of the present invention 7A and 7B are views for explaining the flow of current according to a discharge state in the battery protection circuit 200 according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)의 충전 과정은, 예컨대, 정상충전구간(P1,P3)과 충전차단구간(P2)으로 나뉠 수 있다. 이때, 정상충전구간(P1,P3)일 경우에는 도 5a에 도시한 바와 같이 제1 방향(51)으로 전류가 흐르도록 되어 있으며, 충전차단구간(P2)일 경우에는 도 5b에 도시한 바와 같이 제2 방향(52)으로 전류가 흐를 수 있는 전류통로가 제공될 수 있다. 이하, 배터리 보호회로(200)의 충전 상태에 따른 각 구간에 대해 자세히 설명한다.As shown in FIG. 4, the charging process of the battery protection circuit 200 according to an embodiment of the present disclosure may be divided into, for example, normal charging sections P1 and P3 and charging blocking sections P2. At this time, in the case of the normal charging section (P1, P3) as shown in Figure 5a, the current flows in the first direction (51), in the case of the charging cutoff section (P2) as shown in Figure 5b A current path through which current can flow in the second direction 52 may be provided. Hereinafter, each section according to the state of charge of the battery protection circuit 200 will be described in detail.
정상충전구간(P1) : 정상적으로 배터리가 충전되는 경우, 배터리 보호회로(200)는, 충·방전 제어신호 출력단자(25)를 통해 하이(High)레벨의 충·방전제어신호를 출력하여 외부-트랜지스터(220)를 온(ON)-상태로 제어하도록 되어 있다. 이에 따라, 도 5a에 도시한 바와 같이, 외부-트랜지스터(220)를 통해 제1 방향(51)으로 충전전류가 흐르도록 구성되어 있다. 이와 동시에 제1 내부-트랜지스터(221)와 제2 내부-트랜지스터(222)를 오프(OFF)-상태로 제어하여 제1 내부-트랜지스터(221)와 제2 내부-트랜지스터(222) 각각의 제1 단자(31,33) 및 제2 단자(32,34)를 통해 전류가 흐르지 않도록 구성되어 있다. 이때, 예컨대, 제1 방향(51)은 시계 반대방향일 수 있다. 즉, 제2 내부연결단자(B-)(22)에서부터 외부-트랜지스터(220)의 소스단자와 드레인단자를 거쳐 제2 외부연결단자(P-)(24)로 이어지는 방향일 수 있다. Normal charging section P1 : When the battery is normally charged, the battery protection circuit 200 outputs a high level charge / discharge control signal through the charge / discharge control signal output terminal 25 to external- The transistor 220 is configured to be controlled in an ON state. Accordingly, as shown in FIG. 5A, the charging current flows in the first direction 51 through the outer transistor 220. At the same time, the first inner-transistor 221 and the second inner-transistor 222 are controlled in an OFF-state to control the first inner-transistor 221 and the second inner-transistor 222. It is configured so that no current flows through the terminals 31 and 33 and the second terminals 32 and 34. In this case, for example, the first direction 51 may be counterclockwise. That is, the direction may be a direction from the second internal connection terminal (B-) 22 to the second external connection terminal (P-) 24 through the source terminal and the drain terminal of the external transistor 220.
충전차단구간(P2) : 정상충전상태를 유지하다가 배터리의 과충전 및 과도한 충전전류의 유입으로 인해 충전전류를 차단해야 하는 경우에는, 과충전 발생검지시점(T1)에 충·방전 제어신호 출력단자(25)를 통해 로우(Low)레벨의 충·방전제어신호를 출력하여 외부-트랜지스터(220)를 오프-상태로 제어하여 외부-트랜지스터(220)를 통해 전류가 흐르지 않도록 구성되어 있다. 이와 동시에 제1 내부-트랜지스터(221)를 온-상태로 제어하고 제2 내부-트랜지스터(222)를 오프-상태를 갖도록 제어함으로써, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제1 내부-트랜지스터(221)의 제1 단자(31) 및 제2 단자(32)를 통해 제2 방향(52)으로 전류가 흐를 수 있는 전류통로를 제공하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 다시 정상충전상태로 복귀가 가능할 때까지 충전차단구간(P2)이 지속된다. 이때, 제2 방향(52)은 제1 방향(51)과 반대방향일 수 있다. 즉, 제2 외부연결단자(P-)로부터 제1 내부-트랜지스터(221)의 제1 단자(31) 및 제2 단자(32)를 거쳐 제2 내부연결단자(B-)로 이어지는 방향일 수 있다. Charge interruption section (P2) : When the charge current is to be cut off due to the overcharge of the battery and the inflow of excessive charge current while maintaining the normal charge state, the charge / discharge control signal output terminal (25) at the overcharge occurrence detection time point (T1). The low-level charge / discharge control signal is outputted to control the external-transistor 220 to the off-state so that no current flows through the external-transistor 220. At the same time, by controlling the first inner-transistor 221 on-state and controlling the second inner-transistor 222 to be off-state, as shown in FIG. 5B, the first inner-transistor 221 And a current path through which the current can flow in the second direction 52 through the first terminal 31 and the second terminal 32. Accordingly, the charge interruption section P2 is continued until it is possible to return to the normal charging state again. In this case, the second direction 52 may be opposite to the first direction 51. That is, the direction from the second external connection terminal P- to the second internal connection terminal B- via the first terminal 31 and the second terminal 32 of the first inner-transistor 221 may be a number. have.
충전차단상태(P2)에서 정상충전상태(P3)로 복귀하기 위해서는 어느 정도의 방전전류가 흘러야 하며, 상술한 충전차단구간(P2)에서의 제어상태에 따르면 이러한 방전전류의 전류통로가 제공되는 것이다.In order to return from the charging cutoff state P2 to the normal charging state P3, a certain amount of discharge current must flow, and according to the control state in the above-described charging cutoff period P2, the current path of the discharge current is provided. .
정상충전구간(P3) : 충전차단구간(P2) 이후 다시 정상적으로 충전을 하기 위한 충전복귀 결정시점(T2)이 결정되면, 충전복귀 결정시점(T2)에 충·방전 제어신호 출력단자(25)를 통해 하이레벨의 충·방전제어신호를 출력하여 외부-트랜지스터(220)를 온-상태로 제어하여 외부-트랜지스터(220)를 통해 제1 방향(51)으로 충전전류가 흐르도록 구성되어 있다. 이와 동시에 제1 내부-트랜지스터(221)와 제2 내부-트랜지스터(222)를 오프-상태로 제어하여 제1 내부-트랜지스터(221)와 제2 내부-트랜지스터(222) 각각의 제1 단자(31,33) 및 제2 단자(32,34)를 통해 전류가 흐르지 않도록 구성되어 있다. Normal charging section (P3) : When the charging return determination point (T2) for normal charging again after the charging interruption section (P2) is determined, the charge and discharge control signal output terminal 25 at the charging return determination point (T2). The high-level charge / discharge control signal is output to control the external transistor 220 to be in an on-state, such that a charging current flows in the first direction 51 through the external transistor 220. At the same time, the first inner-transistor 221 and the second inner-transistor 222 are controlled off-state, so that the first terminals 31 of each of the first inner-transistor 221 and the second inner-transistor 222 are controlled. And 33 so that no current flows through the second terminals 32 and 34.
한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로(200)의 방전 과정은, 예컨대, 정상방전구간(P4,P6)과 방전차단구간(P5)으로 나뉠 수 있다. 이때, 정상방전구간(P4,P6)일 경우에는 도 7a에 도시한 바와 같이 제3 방향(61)으로 전류가 흐르도록 되어 있으며, 충전차단구간(P2)일 경우에는 도 7b에 도시한 바와 같이 제4 방향(62)으로 전류가 흐를 수 있는 전류통로가 제공될 수 있다. 이하, 배터리 보호회로(200)의 방전과정의 각 구간에 대해 자세히 설명한다.On the other hand, as shown in Figure 6, the discharge process of the battery protection circuit 200 according to an embodiment of the present invention, for example, may be divided into a normal discharge period (P4, P6) and discharge interruption interval (P5). . In this case, in the normal discharge sections P4 and P6, current flows in the third direction 61 as shown in FIG. 7A, and in the charge blocking section P2, as shown in FIG. 7B. A current path through which current can flow in the fourth direction 62 may be provided. Hereinafter, each section of the discharging process of the battery protection circuit 200 will be described in detail.
정상방전구간(P4) : 정상적으로 배터리가 방전되는 경우, 배터리 보호회로(200)는, 충·방전 제어신호 출력단자(25)를 통해 하이레벨의 충·방전제어신호를 출력하여 외부-트랜지스터(220)를 온-상태로 제어하도록 되어 있다. 이에 따라, 도 7a에 도시한 바와 같이 외부-트랜지스터(220)를 통해 제3 방향(61)으로 방전전류가 흐르도록 구성되어 있다. 이와 동시에 제1 내부-트랜지스터(221)와 제2 내부-트랜지스터(222)를 오프-상태로 제어하여 제1 내부-트랜지스터(221)와 제2 내부-트랜지스터(222) 각각의 제1 단자(31,33) 및 제2 단자(32,34)를 통해 전류가 흐르지 않도록 구성되어 있다. 이때, 예컨대, 제3 방향(61)은 시계방향일 수 있다. 즉, 제2 외부연결단자(P-)(24)로부터 외부-트랜지스터(220)의 드레인단자와 소스단자를 거쳐 제2 내부연결단자(B-)(22)로 이어지는 방향일 수 있다. Normal discharge section P4 : When the battery is normally discharged, the battery protection circuit 200 outputs a high level charge / discharge control signal through the charge / discharge control signal output terminal 25 to external-transistor 220. ) Is controlled on-state. Accordingly, as shown in FIG. 7A, the discharge current flows in the third direction 61 through the outer transistor 220. At the same time, the first inner-transistor 221 and the second inner-transistor 222 are controlled off-state, so that the first terminals 31 of each of the first inner-transistor 221 and the second inner-transistor 222 are controlled. And 33 so that no current flows through the second terminals 32 and 34. In this case, for example, the third direction 61 may be clockwise. That is, the direction may be a direction from the second external connection terminal (P-) 24 to the second internal connection terminal (B-) 22 through the drain terminal and the source terminal of the external transistor 220.
방전차단구간(P5) : 정상방전상태를 유지하다가 배터리의 과방전 및 과도한 방전전류의 유입으로 인해 방전전류를 차단해야 하는 경우에는, 과방전 발생검지시점(T3)에 충·방전 제어신호 출력단자(25)를 통해 로우레벨의 충·방전제어신호를 출력하여 외부-트랜지스터(220)를 오프-상태로 제어하여 외부-트랜지스터(220)를 통해 전류가 흐르지 않도록 구성되어 있다. 이와 동시에 제2 내부-트랜지스터(222)를 온-상태로 제어하고 제1 내부-트랜지스터(221)를 오프-상태로 제어함으로써, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제2 내부-트랜지스터(222)의 제1 단자(33) 및 제2 단자(34)를 통해 제4 방향(62)으로 전류가 흐를 수 있는 전류통로를 제공하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 다시 정상방전상태로 복귀가 가능할 때까지 방전차단구간(P5)이 지속된다. 이때, 예컨대, 제4 방향(62)은 제3 방향(61)과 반대방향일 수 있다. 즉, 제2 내부연결단자(B-)(22)로부터 제2 내부-트랜지스터(222)의 제1 단자(33) 및 제2 단자(34)를 거쳐 제2 외부연결단자(P-)(24)로 이어지는 방향일 수 있다. Discharge interruption section (P5) : When the discharge current is to be interrupted due to over discharge of the battery and inflow of excessive discharge current while maintaining a normal discharge state, the charge / discharge control signal output terminal at the over discharge occurrence detection time point (T3). A low level charge / discharge control signal is output through 25 to control the external-transistor 220 to the off-state so that no current flows through the external-transistor 220. At the same time, by controlling the second inner-transistor 222 on-state and controlling the first inner-transistor 221 off-state, as shown in FIG. 7B, the second inner-transistor 222 is controlled. It is configured to provide a current path through which the current can flow in the fourth direction 62 through the first terminal 33 and the second terminal 34. Accordingly, the discharge interruption section P5 is continued until the return to the normal discharge state is possible again. In this case, for example, the fourth direction 62 may be opposite to the third direction 61. That is, the second external connection terminal (P-) 24 from the second internal connection terminal (B-) 22 through the first terminal 33 and the second terminal 34 of the second internal-transistor 222. It may be a direction leading to).
방전차단상태(P5)에서 정상방전상태(P6)로 복귀하기 위해서는 어느 정도의 충전전류가 흘러야 하며, 상술한 방전차단구간(P5)에서의 제어상태에 따르면 이러한 충전전류의 전류통로가 제공되는 것이다.In order to return from the discharge cutoff state P5 to the normal discharge state P6, a certain amount of charge current must flow, and according to the control state in the discharge cutoff period P5 described above, the current path of the charge current is provided. .
정상방전구간(P6) : 방전차단구간(P5) 이후 다시 정상적으로 방전을 하기 위한 방전복귀 결정시점(T4)이 결정되면, 충·방전 제어신호 출력단자(25)를 통해 하이레벨의 충·방전제어신호를 출력하여 외부-트랜지스터(220)를 온-상태로 제어하여 외부-트랜지스터(220)를 통해 제3 방향(61)으로 방전전류가 흐르도록 구성되어 있다. 이와 동시에 제1 내부-트랜지스터(221)와 제2 내부-트랜지스터(222)를 오프-상태로 제어하여 제1 내부-트랜지스터(221)와 제2 내부-트랜지스터(222) 각각의 제1 단자(31,33) 및 제2 단자(32,34)를 통해 전류가 흐르지 않도록 구성되어 있다. Normal discharge section (P6) : When the discharge return determination time point T4 for normal discharge is determined after the discharge interruption section (P5), the charge / discharge control at high level is performed through the charge / discharge control signal output terminal (25). By outputting a signal to control the external-transistor 220 in the on-state, the discharge current flows in the third direction 61 through the external-transistor 220. At the same time, the first inner-transistor 221 and the second inner-transistor 222 are controlled off-state, so that the first terminals 31 of each of the first inner-transistor 221 and the second inner-transistor 222 are controlled. And 33 so that no current flows through the second terminals 32 and 34.
<실시예 2><Example 2>
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 IC에 대해 설명한다. Meanwhile, a battery protection IC according to another embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 IC(210)(즉, 프로텍션 IC)는 배터리를 통해 흐르는 전류를 차단 또는 도통시키는 트랜지스터(220)(즉, 외부-트랜지스터)를 제어하도록 되어있다. 이때, 배터리 보호 IC(210)는 내부-트랜지스터(221, 222); 및 트랜지스터(220)와 내부-트랜지스터(221, 222)를 제어하는 제어신호를 생성하는 제어로직(230)을 포함한다. Battery protection IC 210 (i.e., protection IC) according to another embodiment of the present invention is adapted to control transistor 220 (i.e., external-transistor) that blocks or conducts current flowing through the battery. In this case, the battery protection IC 210 may include internal- transistors 221 and 222; And a control logic 230 for generating a control signal for controlling the transistor 220 and the inner- transistors 221 and 222.
이때, 제어로직(230)은, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 경우, 트랜지스터(220)를 통해 전류가 흐르지 않도록 트랜지스터(220)를 제어하고, 상기 배터리를 통해 흐를 수 있는 제1 전류가 내부-트랜지스터(221, 222)를 통해 바이패스 되도록 내부-트랜지스터(221, 222)를 제어하도록 되어 있다. 또한, 제어로직(230)은, 상기 배터리의 충전 또는 방전이 차단되었다가 다시 허용되면 내부-트랜지스터(221, 222)를 통해 전류가 흐르지 않도록 내부-트랜지스터(221, 222)를 제어하고, 상기 배터리를 통해 흐르는 제2 전류가 트랜지스터(220)를 통해 흐르도록 트랜지스터(220)를 제어하도록 되어 있다. 이때, 상기 제1 전류와 상기 제2 전류는 서로 반대방향일 수 있다. In this case, the control logic 230 controls the transistor 220 so that a current does not flow through the transistor 220 when the charging or discharging of the battery is blocked, and a first current that may flow through the battery is internal. -To control the inner- transistors 221, 222 to be bypassed through the transistors 221, 222. In addition, the control logic 230 controls the inner- transistors 221 and 222 so that current does not flow through the inner- transistors 221 and 222 when the charging or discharging of the battery is blocked and then allowed again. The transistor 220 is controlled to allow the second current flowing through the transistor 220 to flow through the transistor 220. In this case, the first current and the second current may be opposite to each other.
내부-트랜지스터(221, 222) 및 트랜지스터(220)는 MOSFET일 수 있다.Inner- transistors 221, 222 and transistor 220 may be MOSFETs.
그리고 트랜지스터(220)의 소스단자와 드레인단자 사이에는 충전방향전류를 바이패스하기 위한 제1 다이오드(510)와 방전방향전류를 바이패스하기 위한 제2 다이오드(520)가 연결되어 있을 수 있다. 또한 트랜지스터(220)의 게이트단자와 소스단자 사이에는 제너 다이오드(530)가 연결되어 있을 수 있다.The first diode 510 for bypassing the charging direction current and the second diode 520 for bypassing the discharge direction current may be connected between the source terminal and the drain terminal of the transistor 220. In addition, a zener diode 530 may be connected between the gate terminal and the source terminal of the transistor 220.
또한 내부-트랜지스터(221, 222)의 소스단자와 드레인단자 사이에는 충전방향전류 또는 방전방향전류를 바이패스하기 위한 다이오드(540)가 연결되어 있을 수 있다. 그리고 내부-트랜지스터(221, 222)의 게이트단자와 소스단자 사이에는 제너 다이오드(550)가 연결되어 있을 수 있다.In addition, a diode 540 for bypassing the charging direction current or the discharge direction current may be connected between the source terminal and the drain terminal of the internal transistors 221 and 222. The zener diode 550 may be connected between the gate terminal and the source terminal of the internal transistors 221 and 222.
<실시예 3><Example 3>
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 과전류 차단장치를 설명한다.On the other hand, a battery overcurrent blocking device according to another embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 과전류 차단장치는, 배터리를 통해 흐르는 전류를 차단 또는 도통시키는 트랜지스터; 및 내부-트랜지스터와 제어로직을 포함하는 IC를 포함한다. 이때, 상기 제어로직은 상기 트랜지스터와 상기 내부-트랜지스터를 제어하는 제어신호를 생성하도록 되어 있으며, 상술한 실시예 2에 따른 배터리 보호 IC의 상기 제어로직과 동일하게 구성되어 있을 수 있다. Battery overcurrent blocking device according to another embodiment of the present invention, a transistor for blocking or conducting current flowing through the battery; And an IC including an intra-transistor and a control logic. In this case, the control logic is configured to generate a control signal for controlling the transistor and the internal transistor, and may be configured in the same way as the control logic of the battery protection IC according to the second embodiment.
또한, 배터리 과전류 차단장치는, 상기 배터리 보호 IC의 공급전원의 변동을 안정시키기 위한 저항 및 커패시터를 더 포함하며, 상기 트랜지스터 및 상기 내부-트랜지스터 각각의 게이트와 소스 단간에 유입될 수 있는 정전기에 대해 보호하기 위한 다이오드를 더 포함하여 구성된다.In addition, the battery over-current blocking device further includes a resistor and a capacitor for stabilizing the fluctuation of the power supply of the battery protection IC, and against the static electricity that can flow between the gate and the source stage of each of the transistor and the internal-transistor. It further comprises a diode for protection.
이때, 실시예 2와 실시예 3에서, 상기 배터리 보호 IC는 실시예 1에서 상술한 프로텍션 IC(210)와 대응될 수 있으며, 상기 제어로직은 상술한 제어회로(230)와 대응될 수 있다. 또한, 상기 트랜지스터는 외부-트랜지스터(220)와 대응될 수 있으며, 상기 내부-트랜지스터는 제1 내부-트랜지스터(221) 및 제2 내부-트랜지스터(222)와 대응될 수 있다. In this case, in the second and third embodiments, the battery protection IC may correspond to the protection IC 210 described in the first embodiment, and the control logic may correspond to the control circuit 230 described above. In addition, the transistor may correspond to the outer-transistor 220, and the inner-transistor may correspond to the first inner-transistor 221 and the second inner-transistor 222.
<실시예 4><Example 4>
한편, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 IC를 포함하여 구성된 배터리 팩에 대해 도 8을 참조하여 설명한다.On the other hand, a battery pack including a battery protection IC according to an embodiment of the present invention described above will be described with reference to FIG.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(300)을 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining a battery pack 300 according to another embodiment of the present invention.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 배터리 팩(300)은 배터리 셀(70)을 보호하는 보호 회로 모듈이 패키지 형태의 보호 모듈 패키지(90)로 구현되며, 배터리 셀(70)과 상부 케이스(80)에 개재된 구조를 갖는다. 이러한 배터리 팩(300)은 배터리 셀(70), 보호 모듈 패키지(90) 및 상부 케이스(80)를 포함한다. 배터리 셀(70)은 상면(71)에 음극 탭(73)과 양극판(74)이 형성되어 있다. 보호 모듈 패키지(90)는 배터리 셀(70)의 음극 탭(73) 및 양극판(74)에 연결되어 배터리 셀(70)을 보호하는 보호 회로 소자가 패키징되어 있다. 그리고 상부 케이스(80)는 보호 모듈 패키지(90)를 덮도록 배터리 셀(70)의 상부에 결합되며, 상부로 보호 모듈 패키지(90)의 단자 패드(85)가 노출되는 개구부(81,83)가 형성되어 있다. 개구부(81,83)는 단자 패드(85) 중 음극 단자 패드가 노출된 제1 개구부(81)와 양극 단자 패드가 노출되는 제2 개구부(83)를 포함한다. As shown in FIG. 8, according to another embodiment of the present invention, a battery pack 300 includes a protection circuit module protecting a battery cell 70 as a protection module package 90 in a package form. It has a structure interposed in the 70 and the upper case 80. The battery pack 300 includes a battery cell 70, a protection module package 90, and an upper case 80. The battery cell 70 has a negative electrode tab 73 and a positive electrode plate 74 formed on an upper surface 71. The protection module package 90 is connected to the negative electrode tab 73 and the positive electrode plate 74 of the battery cell 70 to package a protection circuit element that protects the battery cell 70. The upper case 80 is coupled to an upper portion of the battery cell 70 to cover the protection module package 90, and the openings 81 and 83 exposing the terminal pad 85 of the protection module package 90 to the top. Is formed. The openings 81 and 83 include a first opening 81 of which the negative terminal pad is exposed and a second opening 83 of which the positive electrode terminal pad is exposed.
그 외 배터리 팩(300)은 배터리 셀(70) 상부에 설치되는 상부 절연 시트(75), 배터리 셀(70)의 하부에 설치되는 하부 절연 시트(91) 및 하부 케이스(93), 배터리 셀(70)의 외측면을 둘러싸는 포장 라벨(95)을 포함할 수 있다. In addition, the battery pack 300 may include an upper insulating sheet 75 installed above the battery cell 70, a lower insulating sheet 91 installed below the battery cell 70, a lower case 93, and a battery cell ( And a packaging label 95 surrounding the outer side of 70.
예컨대 배터리 팩(300)은 얇은 사각판 형태로 구현될 수 있다. 즉 배터리 셀(70)은 얇은 사각판 형태를 가지며, 상면(71)에 상부 절연 시트(75), 보호 모듈 패키지(90) 및 상부 케이스(80)가 순차적으로 적층되어 설치된다. 배터리 셀(70)은 하면(72)에 하부 절연 시트(91) 및 하부 케이스(93)가 순차적으로 적층되어 설치된다. 그리고 배터리 셀(70)의 외측면은 포장 라벨(95)에 의해 덮여 보호될 수 있다. For example, the battery pack 300 may be implemented in the form of a thin square plate. That is, the battery cell 70 has a thin rectangular plate shape, and the upper insulating sheet 75, the protective module package 90, and the upper case 80 are sequentially stacked on the upper surface 71. The battery cell 70 is provided by sequentially stacking the lower insulating sheet 91 and the lower case 93 on the lower surface 72. The outer surface of the battery cell 70 may be covered and protected by the packaging label 95.
배터리 셀(70)은 상면(71)과 하면(72)을 가지며, 상면(71)에 형성된 양극판(74)에 대해서 음극 탭(73)이 전기적으로 격리되어 양극판(74)에 대해서 돌출되게 형성되어 있다. 물론 양극판(74)은 배터리 셀(70)에 내장된 셀의 양극과 전기적으로 연결되고, 음극 탭(73)은 셀의 음극과 전기적으로 연결된다. 예컨대 배터리 셀(70)로는 리튬이온전지, 리튬폴리머전지 등과 같이 리튬이차전지가 사용될 수 있다. The battery cell 70 has an upper surface 71 and a lower surface 72, and the negative electrode tab 73 is electrically isolated from the positive electrode plate 74 formed on the upper surface 71 so as to protrude from the positive electrode plate 74. have. Of course, the positive electrode plate 74 is electrically connected to the positive electrode of the cell embedded in the battery cell 70, the negative electrode tab 73 is electrically connected to the negative electrode of the cell. For example, a lithium secondary battery such as a lithium ion battery, a lithium polymer battery, or the like may be used as the battery cell 70.
상부 절연 시트(75)는 배터리 셀(70)의 상면(71)에 부착되며, 배터리 셀(70)의 음극 탭(73)과 양극판(74) 간의 전기적 쇼트를 방지하는 기능을 한다. 상부 절연 시트(75)에는 음극 탭(73)이 노출될 수 있는 제1 개방부(76)가 형성되어 있다. 상부 절연 시트(75)의 한쪽에 배터리 셀(70)의 상면(71)을 통하여 양극판(74)의 일부가 외부로 노출되며, 노출된 양극판(74) 부분에 보호 모듈 패키지(90)의 양극 외부 리드(78)가 접합된다. 이때 상부 절연 시트(75)의 소재로는 PC(Poly Carbonate), PE(Poly Ethylene) 등 다양한 합성수지가 사용될 수 있다. 상부 절연 시트(75)는 경질의 판 형태나 유연성을 갖는 테이프 형태로 구현될 수 있다. The upper insulating sheet 75 is attached to the upper surface 71 of the battery cell 70, and serves to prevent electrical short between the negative electrode tab 73 and the positive electrode plate 74 of the battery cell 70. The upper insulating sheet 75 is formed with a first opening 76 through which the negative electrode tab 73 can be exposed. A portion of the positive electrode plate 74 is exposed to the outside through the upper surface 71 of the battery cell 70 on one side of the upper insulating sheet 75, and the outside of the positive electrode of the protective module package 90 to the exposed portion of the positive electrode plate 74. Lead 78 is joined. In this case, various synthetic resins, such as polycarbonate (PC) and poly ethylene (PE), may be used as the material of the upper insulation sheet 75. The upper insulating sheet 75 may be implemented in the form of a rigid plate or a tape having flexibility.
보호 모듈 패키지(90)는 상부 절연 시트(75)의 상부에 탑재되며, 배터리 셀(70)의 음극 탭(73) 및 양극판(74)에 전기적으로 연결되게 접합된다. 보호 모듈 패키지(90)는 패키지 몸체(79) 내부에 칩 형태의 보호 회로 소자가 내장된 구조를 갖는다. 보호 모듈 패키지(90)는 양측으로 음극 외부 리드(77)와 양극 외부 리드(78)가 돌출되어 있으며, 음극 외부 리드(77)는 음극 탭(73)에 PTC(Positive Temperature Coefficient) 소자를 매개로 접합되고, 양극 외부 리드(78)는 양극판(74)에 접합된다. 패키지 몸체(79)의 상부로 상부 케이스(80)의 개구부(81,83)로 노출되는 복수의 단자 패드(85)가 노출되어 있다. The protective module package 90 is mounted on the upper insulating sheet 75 and is electrically connected to the negative electrode tab 73 and the positive electrode plate 74 of the battery cell 70. The protection module package 90 has a structure in which a chip-shaped protection circuit element is built in the package body 79. The protective module package 90 protrudes on both sides of the negative electrode lead 77 and the positive electrode lead 78, and the negative electrode lead 77 is formed by passing a positive temperature coefficient (PTC) element to the negative electrode tab 73. The anode outer lead 78 is bonded to the anode plate 74. The plurality of terminal pads 85 exposed to the openings 81 and 83 of the upper case 80 are exposed to the upper portion of the package body 79.
이때 음극 외부 리드(77)는 음극 탭(73)에 저항 용접 방식에 의해 접합될 수 있다. 양극 외부 리드(78)는 양극판(74)에 레이저 용접 방식에 의해 접합될 수 있다. 그 외 외부 리드(65,67)는 초음파 용접이나 전도성 접착제를 개재하여 음극탭(16) 및 양극판(74)에 각각 접합할 수도 있다. In this case, the negative electrode lead 77 may be bonded to the negative electrode tab 73 by a resistance welding method. The anode outer lead 78 may be bonded to the anode plate 74 by laser welding. The external leads 65 and 67 may be joined to the negative electrode tab 16 and the positive electrode plate 74 via ultrasonic welding or a conductive adhesive, respectively.
이와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩(300)은 보호 회로 모듈이 보호 모듈 패키지(90)로 구현되기 때문에, 배터리 팩(300)에서 보호 회로 모듈이 차지하는 공간을 최소화할 수 있다. 보호 모듈 패키지(90)는 보호 회로 소자가 칩 형태로 내장되고, 패키지 몸체(79)는 성형에 의해 판 형태로 제조가 가능하기 때문에, 두께가 얇으면서 크기는 작은 보호 회로 모듈로 구현될 수 있다. As described above, since the protection circuit module is implemented as the protection module package 90, the battery pack 300 according to another embodiment of the present invention can minimize the space occupied by the protection circuit module in the battery pack 300. Since the protection module package 90 has a protection circuit element embedded in a chip shape and the package body 79 may be manufactured in a plate shape by molding, the protection module package 90 may be implemented as a protection circuit module having a small thickness and a small size. .
보호 모듈 패키지(90)는 배터리 셀(70)과, 전원 공급부나 휴대용 단말기 사이에 개재되어 배터리 셀(70)의 과충전 방지, 과방전 방지, 과전류 방지 등과 같은 배터리 팩(300)의 보호 기능 기능을 수행한다. The protection module package 90 is interposed between the battery cell 70 and the power supply unit or the portable terminal to provide protection functions of the battery pack 300 such as overcharge protection, overdischarge prevention, and overcurrent protection of the battery cell 70. Perform.
상부 케이스(80)는 보호 모듈 패키지(90)를 덮도록 배터리 셀(70)의 상부에 결합되어 설치되며, 개구부(81,83)는 보호 모듈 패키지(90)의 복수의 단자 패드(85)에 각각 대응되게 형성된다. 개구부(81,83)는 휴대형 단말기에 연결될 수 있도록 상부 케이스(80)의 상면을 관통하여 형성된다. 상부 케이스(80)는 상면의 일측에 마련된 홈(87)에 라벨지(97)가 부착될 수 있다. 상부 케이스(80)는 상부에 휴대형 단말기에 탈착할 수 있는 홈이나 돌기 등이 형성될 수 있다. 이러한 상부 케이스(80)는 에폭시 수지와 같은 경질의 플라스틱 소재를 이용하여 성형 방법으로 제조될 수 있다. The upper case 80 is installed to be coupled to the upper portion of the battery cell 70 to cover the protection module package 90, and the openings 81 and 83 are connected to the plurality of terminal pads 85 of the protection module package 90. Each is formed to correspond. The openings 81 and 83 are formed through the upper surface of the upper case 80 to be connected to the portable terminal. The upper case 80 may be attached to the label sheet 97 in the groove 87 provided on one side of the upper surface. The upper case 80 may be formed with a groove or a protrusion that can be attached to and detached from the portable terminal. The upper case 80 may be manufactured by a molding method using a hard plastic material such as an epoxy resin.
하부 절연 시트(91)는 배터리 셀(70)의 하면(72)에 부착된다. 하부 절연 시트(91)로는 상부 절연 시트(75)와 동일한 소재가 사용될 수 있다. The lower insulating sheet 91 is attached to the lower surface 72 of the battery cell 70. As the lower insulating sheet 91, the same material as the upper insulating sheet 75 may be used.
하부 케이스(93)는 하부 절연 시트(91)를 덮도록 배터리 셀(70)의 하부에 결합된다. 이러한 하부 케이스(93)는 에폭시 수지와 같은 경질의 플라스틱 소재를 이용하여 성형 방법으로 제조될 수 있다. The lower case 93 is coupled to the lower portion of the battery cell 70 to cover the lower insulating sheet 91. The lower case 93 may be manufactured by a molding method using a hard plastic material such as an epoxy resin.
그리고 포장 라벨(95)은 배터리 셀(70)의 외측면을 감싸도록 배터리 셀(70)의 외측면에 부착된다. 이때 포장 라벨(95)은 배터리 셀(70)의 상단부 및 하단부로 연장된 상부 케이스(80) 및 하부 케이스(93) 부분을 감싸도록 부착된다.The packaging label 95 is attached to the outer side of the battery cell 70 to surround the outer side of the battery cell 70. At this time, the packaging label 95 is attached to surround portions of the upper case 80 and the lower case 93 extending to the upper end and the lower end of the battery cell 70.
본 명세서에 있어서, ‘배터리’는 도 2의 단자(B+, B-)에 연결되는 배터리 셀을 의미할 수 있고, ‘배터리 팩’은 위의 ‘배터리’와 도 2에 나타낸 회로가 결합된 것을 의미할 수 있다. 그리고 ‘배터리의 음극단자’는 예컨대 도 2의 단자(B-)일 수 있고, ‘배터리팩의 음극단자’는 예컨대 도 2의 단자(P-)일 수 있다.In the present specification, the term 'battery' may refer to a battery cell connected to terminals B + and B- of FIG. 2, and the term 'battery pack' refers to a combination of the above battery and the circuit shown in FIG. 2. Can mean. The negative terminal of the battery may be, for example, the terminal B- of FIG. 2, and the negative terminal of the battery pack may be, for example, the terminal P- of FIG. 2.
본 명세서에서 “전류가 상기 한 개의 MOSFET을 바이패스”한다는 의미는, 상기 전류가 상기 한 개의 MOSFET을 통해 흐르지 않고 다른 회로경로를 통해 흐른다는 것을 의미할 수 있다.As used herein, “current bypasses one MOSFET” may mean that the current does not flow through the one MOSFET but through another circuit path.
상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.By using the embodiments of the present invention described above, those belonging to the technical field of the present invention will be able to easily make various changes and modifications without departing from the essential characteristics of the present invention. The content of each claim in the claims may be combined in another claim without citations within the scope of the claims.

Claims (13)

  1. 배터리의 양극단자 및 음극단자에 연결되어 배터리팩을 구성하는 배터리 충방전 보호장치로서,Battery charge / discharge protection device connected to the positive and negative terminals of the battery to form a battery pack,
    한 개의 MOSFET; 및 상기 한 개의 MOSFET을 제어하는 프로텍션 IC를 포함하며,One MOSFET; And a protection IC controlling the single MOSFET,
    상기 한 개의 MOSFET의 소스단자는 상기 배터리의 음극단자에 직접 연결되고, 상기 한 개의 MOSFET의 드레인단자는 상기 배터리팩의 음극단자인 것을 특징으로 하는, The source terminal of the one MOSFET is directly connected to the negative terminal of the battery, the drain terminal of the one MOSFET is characterized in that the negative terminal of the battery pack,
    배터리 충방전 보호장치.Battery charge and discharge protection.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 프로텍션 IC의 제1단자는 상기 한 개의 MOSFET의 게이트단자의 전압을 제어하도록 상기 게이트단자에 연결되어 있고,The first terminal of the protection IC is connected to the gate terminal to control the voltage of the gate terminal of the one MOSFET,
    상기 한 개의 MOSFET이 오프상태가 되도록 제어되는 경우에 상기 드레인단자 또는 상기 소스단자에 유입되는 전류가 상기 한 개의 MOSFET을 바이패스하도록, 상기 소스단자와 상기 드레인단자 사이에 한 쌍의 다이오드가 서로 반대방향으로 직렬 연결되어 있는,A pair of diodes are opposed between the source terminal and the drain terminal such that current flowing into the drain terminal or the source terminal bypasses the MOSFET when the one MOSFET is controlled to be in an off state. Connected in series,
    배터리 충방전 보호장치.Battery charge and discharge protection.
  3. 제2항에 있어서, 상기 바이패스된 전류는 상기 프로텍션 IC를 통해 흐르도록 되어 있는, 배터리 충방전 보호장치.The battery charge / discharge protection device of claim 2, wherein the bypassed current is configured to flow through the protection IC.
  4. 배터리; 및 상기 배터리의 양극단자 및 음극단자에 연결된 배터리 충방전 보호장치를 포함하며,battery; And a battery charge / discharge protection device connected to the positive and negative terminals of the battery.
    상기 배터리 충방전 보호장치는 한 개의 MOSFET 및 상기 한 개의 MOSFET을 제어하는 프로텍션 IC를 포함하며, The battery charge and discharge protection device includes a MOSFET and a protection IC for controlling the MOSFET,
    상기 한 개의 MOSFET의 소스단자는 상기 배터리의 음극단자에 직접 연결되고, 상기 한 개의 MOSFET의 드레인단자는 상기 배터리팩의 음극단자인 것을 특징으로 하는, The source terminal of the one MOSFET is directly connected to the negative terminal of the battery, the drain terminal of the one MOSFET is characterized in that the negative terminal of the battery pack,
    배터리팩.Battery pack.
  5. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein
    상기 프로텍션 IC의 제1단자는 상기 한 개의 MOSFET의 게이트단자의 전압을 제어하도록 상기 게이트단자에 연결되어 있고,The first terminal of the protection IC is connected to the gate terminal to control the voltage of the gate terminal of the one MOSFET,
    상기 한 개의 MOSFET이 오프상태가 되도록 제어되는 경우에 상기 드레인단자 또는 상기 소스단자에 유입되는 전류가 상기 한 개의 MOSFET을 바이패스하도록 상기 소스단자와 상기 드레인단자 사이에 한 쌍의 다이오드가 서로 반대방향으로 직렬 연결되어 있는,When the one MOSFET is controlled to be in an off state, a pair of diodes are opposed to each other between the source terminal and the drain terminal such that current flowing into the drain terminal or the source terminal bypasses the MOSFET. Connected in series,
    배터리팩.Battery pack.
  6. 제5항에 있어서, 상기 바이패스된 전류는 상기 프로텍션 IC를 통해 흐르도록 되어 있는, 배터리팩.6. The battery pack of claim 5 wherein the bypassed current is adapted to flow through the protection IC.
  7. 소스단자는 배터리의 음극단자에 연결되어 있고 드레인단자는 상기 배터리를 포함하는 배터리팩의 음극단자에 연결된 한 개의 MOSFET을 제어하는 배터리 충방전 제어 IC로서,The source terminal is connected to the negative terminal of the battery, the drain terminal is a battery charge and discharge control IC that controls a MOSFET connected to the negative terminal of the battery pack including the battery,
    상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 경우, 상기 한 개의 MOSFET을 통해 전류가 흐르지 않도록 상기 한 개의 MOSFET의 게이트전압을 제어하기 위한 제1 단자; 및A first terminal for controlling a gate voltage of the one MOSFET so that no current flows through the one MOSFET when the charge or discharge of the battery is interrupted; And
    상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 경우, 상기 배터리를 통해 흐르는 제1 전류를 상기 배터리 충방전 제어 IC를 통해 바이패스시키도록 한 쌍 이상의 바이패스 단자를 포함하는, When the charging or discharging of the battery is interrupted, at least one pair of bypass terminals to bypass the first current flowing through the battery through the battery charge and discharge control IC,
    배터리 충방전 제어 IC.Battery charge / discharge control IC.
  8. 배터리를 통해 흐르는 전류를 차단 또는 도통시키는 트랜지스터를 제어하는 배터리 보호 IC로서,A battery protection IC that controls a transistor to block or conduct current flowing through a battery,
    내부-트랜지스터; 및 상기 트랜지스터와 상기 내부-트랜지스터를 제어하는 제어신호를 생성하는 제어로직을 포함하며,Inner-transistor; And a control logic for generating a control signal for controlling the transistor and the inner-transistor.
    상기 제어로직은, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 경우 상기 트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않도록 상기 트랜지스터를 제어하고, 상기 배터리를 통해 흐르는 제1 전류가 상기 내부-트랜지스터를 통해 바이패스 되도록 상기 내부-트랜지스터를 제어하도록 되어 있는,The control logic controls the transistor to prevent current from flowing through the transistor when the charging or discharging of the battery is interrupted, and the internal current such that the first current flowing through the battery is bypassed through the internal transistor. Designed to control the transistor,
    배터리 충방전 제어 IC.Battery charge / discharge control IC.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어로직은, 상기 배터리의 충전 또는 방전이 차단되었다가 다시 허용되면, 상기 내부-트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않도록 상기 내부-트랜지스터를 제어하고, 상기 배터리를 통해 흐르는 제2 전류가 상기 트랜지스터를 통해 흐르도록 상기 트랜지스터를 제어하도록 되어 있는,The control logic of claim 8, wherein the control logic controls the inner-transistor to prevent current from flowing through the inner-transistor when the charging or discharging of the battery is interrupted and then allowed again. To control the transistor such that a current flows through the transistor,
    배터리 충방전 제어 IC.Battery charge / discharge control IC.
  10. 제8항에 있어서, 상기 내부-트랜지스터 및 상기 트랜지스터는 MOSFET인, 배터리 충방전 제어 IC.The battery charge / discharge control IC of claim 8, wherein the inner-transistor and the transistor are MOSFETs.
  11. 제10항에 있어서, 상기 트랜지스터의 소스단자와 드레인단자 사이에는 충전방향전류를 바이패스하기 위한 제1 다이오드와 방전방향전류를 바이패스하기 위한 제2 다이오드가 연결되어 있는, 배터리 충방전 제어 IC.The battery charge / discharge control IC of claim 10, wherein a first diode for bypassing the charging direction current and a second diode for bypassing the discharge direction current are connected between the source terminal and the drain terminal of the transistor.
  12. 배터리를 통해 흐르는 전류를 차단 또는 도통시키는 트랜지스터; 및A transistor for blocking or conducting current flowing through the battery; And
    내부-트랜지스터, 및 상기 트랜지스터와 상기 내부-트랜지스터를 제어하는 제어신호를 생성하는 제어로직을 포함하는 IC;An IC comprising an intra-transistor, and a control logic for generating a control signal for controlling the transistor and the intra-transistor;
    를 포함하며,Including;
    상기 제어로직은, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 차단하는 경우, 상기 트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않도록 상기 트랜지스터를 제어하고, 상기 배터리를 통해 흐르는 제1 전류가 상기 내부-트랜지스터를 통해 바이패스 되도록 상기 내부-트랜지스터를 제어하도록 되어 있는,The control logic controls the transistor so that no current flows through the transistor when the charging or discharging of the battery is interrupted, and the first current flowing through the battery is bypassed through the inner-transistor. To control the transistor,
    배터리 충방전 제어장치.Battery charge and discharge control.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어로직은, 상기 배터리의 충전 또는 방전이 차단되었다가 다시 허용되면, 상기 내부-트랜지스터를 통해 전류가 흐르지 않도록 상기 내부-트랜지스터를 제어하고, 상기 배터리를 통해 흐르는 제2 전류가 상기 트랜지스터를 통해 흐르도록 상기 트랜지스터를 제어하도록 되어 있는, 배터리 충방전 제어장치.The control circuit of claim 12, wherein the control logic controls the inner-transistor so that no current flows through the inner-transistor when the charging or discharging of the battery is interrupted and then allowed again. And control the transistor such that a current flows through the transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101746762B1 (en) * 2015-11-30 2017-06-27 주식회사 아이티엠반도체 Battery protection circuit module and battery pack including the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050057693A (en) * 2003-12-10 2005-06-16 주식회사 케이이씨 Charge-discharge protect circuit
KR20120025993A (en) * 2010-09-08 2012-03-16 세이코 인스트루 가부시키가이샤 Charge and discharge control circuit and battery device
KR20120025982A (en) * 2010-09-08 2012-03-16 세이코 인스트루 가부시키가이샤 Charge-discharge control circuit and battery device
KR20130063804A (en) * 2011-12-07 2013-06-17 주식회사 아이티엠반도체 Battery protection circuits and one chip layout structure of battery protection circuits

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050057693A (en) * 2003-12-10 2005-06-16 주식회사 케이이씨 Charge-discharge protect circuit
KR20120025993A (en) * 2010-09-08 2012-03-16 세이코 인스트루 가부시키가이샤 Charge and discharge control circuit and battery device
KR20120025982A (en) * 2010-09-08 2012-03-16 세이코 인스트루 가부시키가이샤 Charge-discharge control circuit and battery device
KR20130063804A (en) * 2011-12-07 2013-06-17 주식회사 아이티엠반도체 Battery protection circuits and one chip layout structure of battery protection circuits

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