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KR20160043543A - Protection circuit for battery - Google Patents

Protection circuit for battery Download PDF

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Publication number
KR20160043543A
KR20160043543A KR1020140137241A KR20140137241A KR20160043543A KR 20160043543 A KR20160043543 A KR 20160043543A KR 1020140137241 A KR1020140137241 A KR 1020140137241A KR 20140137241 A KR20140137241 A KR 20140137241A KR 20160043543 A KR20160043543 A KR 20160043543A
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KR
South Korea
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voltage
overcurrent
circuit
battery
reference voltage
Prior art date
Application number
KR1020140137241A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
송윤귀
정용재
손상우
이승형
이주완
이용섭
Original Assignee
(주)샌버드
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Publication date
Application filed by (주)샌버드 filed Critical (주)샌버드
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators

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Abstract

충전 과전류 및 과충전시에도 방전 과전류 및 단락 검출이 가능한 배터리 배호회로가 개시된다. 이는 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 보호회로에 있어서, 제1 기준전압을 생성하는 기준전압회로와 상기 배터리의 과전류 상태 또는 단락 상태를 검출하는 과전류 검출부와 상기 과전류 검출부의 출력 신호에 의해 과전류를 차단하는 충전 제어 스위치 및 방전 제어 스위치와 상기 과전류 발생시에 상기 충전 제어 스위치 또는 방전 제어 스위치가 오프되어 충전 또는 방전이 차단되면, 턴온되어 방전 전류 또는 충전 전류를 흐르게 하는 기생 다이오드 및 상기 기생 다이오드의 순방향 전압을 검출하여 상기 제1 기준전압을 분압시켜 제2 기준전압을 형성하는 다이오드 전압 검출부를 포함하고, 상기 과전류 검출부는 상기 과전류 상태에 따라 상기 제1 기준전압 및 상기 제2 기준전압 중 어느 하나와 과전류 검출 단자의 전압을 이용하여 상기 배터리의 상태를 검출하는 것을 특징으로 한다.Disclosed is a battery charging circuit capable of detecting discharging overcurrent and short circuit even when charging overcurrent and overcharging. The battery protection circuit includes a reference voltage circuit for generating a first reference voltage, an overcurrent detection unit for detecting an overcurrent state or a short circuit state of the battery, and an overcurrent detection unit for detecting an overcurrent based on an output signal of the overcurrent detection unit. A parasitic diode which is turned on to flow a discharge current or a charge current when the charge control switch or the discharge control switch is turned off when charging or discharging is cut off when the overcurrent is generated and a forward direction of the parasitic diode And a diode voltage detecting unit for detecting a voltage and dividing the first reference voltage to form a second reference voltage, wherein the overcurrent detecting unit detects one of the first reference voltage and the second reference voltage according to the overcurrent state, The voltage of the overcurrent detection terminal It characterized in that for detecting the state of the battery.

Description

배터리 보호회로{Protection circuit for battery}[0001] The present invention relates to a protection circuit for a battery,

본 발명은 배터리 보호회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과충전 및 충전 과전류 검출시에도 방전 과전류 및 단락 전류를 검출 할 수 있는 배터리 보호회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery protection circuit, and more particularly, to a battery protection circuit capable of detecting a discharge overcurrent and a short-circuit current even when overcharging and charging overcurrent are detected.

휴대용 전자기기, 예를 들어 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등이 널리 사용됨에 따라서 이들 휴대용 전자기기를 동작시키기 위한 전원을 공급하는 배터리에 대한 개발이 이루어지고 있다.2. Description of the Related Art Portable electronic devices such as mobile phones, digital cameras, notebooks, and the like are widely used. Accordingly, batteries for supplying power for operating these portable electronic devices have been developed.

배터리는 배터리 셀과 배터리 셀의 충전 및 방전을 제어하는 보호회로를 포함하는 배터리 팩 형태로 제공되기도 한다. 배터리는 배터리 셀의 종류에 따라서 리튬 이온(Li-ion) 배터리, 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 배터리 등의 종류중에서 어느 하나로 분류할 수 있다. 이러한 배터리 셀은 재충전이 가능한 이차전지로서 재충전하여 사용할 수 있다.The battery may be provided in the form of a battery pack including a battery cell and a protection circuit for controlling charging and discharging of the battery cell. The battery can be classified into any one of a lithium ion (Li-ion) battery, a nickel cadmium (Ni-Cd) battery, and the like depending on the type of the battery cell. Such a battery cell can be recharged as a rechargeable secondary battery.

그러나 이와 같이 2차 전지가 높은 에너지 밀도를 갖게 되고, 고용량화 됨에 따라 전지의 특성이 아주 예민해져 전지의 안전성이나 신뢰성을 극대화할 필요가 있다. 즉, 리튬 이온 전지와 같은 2차 전지는 과충전에 의한 발화와, 과방전에 의한 특성의 열화라고 하는 위험성이 있기 때문에, 정밀한 전압 전류를 관리하지 않으면 그 성능을 발휘할 수 없다고 하는 까다로운 점이 있다.However, as the secondary battery has high energy density and high capacity, the characteristics of the battery become very sensitive and it is necessary to maximize the safety and reliability of the battery. That is, a secondary battery such as a lithium ion battery has a drawback in that its performance can not be exhibited unless a precise voltage current is managed, because there is a danger of ignition by overcharging and deterioration of characteristics due to overdischarge.

따라서, 일반적으로 전지에는 과충전, 과방전 및 과전류를 방지하기 위한 보호회로가 장착되고 있으며, 이와 같이 재충전 가능한 전지에 보호회로가 부착된 것을 통상 전지 팩이라 한다.Therefore, in general, the battery is equipped with a protection circuit for preventing overcharging, overdischarging and overcurrent, and the protection circuit is attached to the rechargeable battery.

상술한 바와 같이 상기 전지 팩의 보호회로는 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능 및 통상의 충방전 기능이 함께 구비되어 있다.As described above, the protection circuit of the battery pack is provided with an overcharge protection function, an over discharge protection function, an over current protection function, and a normal charge / discharge function.

도 1은 종래의 배터리 보호회로의 과전류 검출을 설명하기 위한 회로도이다.1 is a circuit diagram for explaining an overcurrent detection of a conventional battery protection circuit.

도 1을 참조하면, 통상적으로 과전류 검출은 충전 과전류 검출(13), 방전 과전류 검출(14), 단락 검출(15)로 구분하며, 단락 검출(15)은 방전 과전류 검출(14)과 같이 동작하도록 구성되어 있다.1, the overcurrent detection is generally divided into charge overcurrent detection 13, discharge overcurrent detection 14 and shortcircuit detection 15. The shortcircuit detection 15 operates like the discharge overcurrent detection 14 Consists of.

충전 과전류 검출(13)은 충전기(17)의 부전압(12)과 배터리(10) 부전압 사이의 충방전 제어 FET(Field Effect Transistor)(M1,M2)에 흐르는 전류의 전압강하를 VM단자(22)를 통해 검출한다. VM단자(22)의 전압이 미리 설정된 충전 과전류 검출 전압 보다 낮아지게 되면, 논리회로(16)의 신호에 의해 충전 제어 FET(M1)를 오프함으로써 충전을 차단한다.The charging overcurrent detection 13 detects the voltage drop of the current flowing through the charge and discharge control FETs M1 and M2 between the negative voltage 12 of the charger 17 and the negative voltage of the battery 10 to the VM terminal 22). When the voltage of the VM terminal 22 becomes lower than a predetermined charging overcurrent detection voltage, the charge control FET M1 is turned off by the signal of the logic circuit 16 to shut off the charging.

방전 과전류 검출(14)과 단락 검출(15)은 충전기(17)의 부전압(12)과 배터리(10) 부전압 사이의 충방전 제어 FET(M1,M2)에 전류의 전압강하를 VM단자(22)를 통해 검출한다. VM단자(22)의 전압이 미리 설정된 각각의 검출 전압 보다 높아지게 되면, 논리회로(16)의 신호에 의해 방전 제어 FET(M2)를 오프함으로써 방전 및 단락 전류가 배터리(10)에 흐르는 것을 차단한다.The discharge overcurrent detection 14 and the short detection 15 detect the voltage drop of the current in the charge and discharge control FETs M1 and M2 between the negative voltage 12 of the charger 17 and the negative voltage of the battery 10 to the VM terminal 22). When the voltage of the VM terminal 22 becomes higher than each preset detection voltage, the discharge control FET M2 is turned off by the signal of the logic circuit 16 to prevent the discharge and short circuit current from flowing to the battery 10 .

하지만 충전 과전류나 과충전이 검출되면 충전 제어 FET(M1)가 오프되고, 방전 전류를 만들기 위해 충전 제어 FET(M1)의 기생 다이오드(D1)가 온되어 방전 전류가 흐르게 된다. 이러한 경우 VM노드는 기생 다이오드(D1)의 순방향 전압(Forward Voltage)만큼 상승하게 되고 일반적으로 0.6V이상의 전압을 가지게 된다. 따라서 충전 과전류와 과충전 검출시에는 방전 과전류와 단락 검출을 통상적으로 제외하고 있다.However, when the charging overcurrent or the overcharge is detected, the charge control FET M1 is turned off, and the parasitic diode D1 of the charge control FET M1 is turned on to make the discharge current to make the discharge current. In this case, the VM node rises by the forward voltage of the parasitic diode D1 and generally has a voltage of 0.6 V or more. Therefore, discharge overcurrent and short-circuit detection are usually excluded when charging over-current and over-discharge are detected.

한국특허 공개 10-2002-0068295Korean Patent Publication No. 10-2002-0068295

본 발명은 충전 과전류나 과충전 검출시에도 방전 과전류와 단락 검출이 가능한 보호회로에 관한 것이다. 즉, 과충전시에 턴온되는 기생 다이오드를 검출하여 방전 과전류 및 단락 검출회로의 기준전압을 상승시켜 방전 과전류 및 단락 검출이 가능한 배터리 보호회로를 제공하는데 있다.The present invention relates to a protection circuit capable of detecting a discharge overcurrent and a short circuit even when charging overcurrent or overcharge is detected. That is, it is an object of the present invention to provide a battery protection circuit capable of detecting discharge overcurrent and short circuit by detecting a parasitic diode which is turned on at the time of overcharging and raising a reference voltage of the discharge overcurrent and short circuit detecting circuit.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 보호회로에 있어서, 제1 기준전압을 생성하는 기준전압회로; 상기 배터리의 과전류 상태 또는 단락 상태를 검출하는 과전류 검출부; 상기 과전류 검출부의 출력 신호에 의해 과전류를 차단하는 충전 제어 스위치 및 방전 제어 스위치; 상기 과전류 발생시에 상기 충전 제어 스위치 또는 방전 제어 스위치가 오프되어 충전 또는 방전이 차단되면, 턴온되어 방전 전류 또는 충전 전류를 흐르게 하는 기생 다이오드; 및 상기 기생 다이오드의 순방향 전압을 검출하여 상기 제1 기준전압을 분압시켜 제2 기준전압을 형성하는 다이오드 전압 검출부를 포함하고, 상기 과전류 검출부는 상기 과전류 상태에 따라 상기 제1 기준전압 및 상기 제2 기준전압 중 어느 하나와 과전류 검출 단자의 전압을 이용하여 상기 배터리의 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery protection circuit for controlling charging and discharging of a battery, the battery protection circuit comprising: a reference voltage circuit for generating a first reference voltage; An overcurrent detecting unit for detecting an overcurrent state or a shortcircuit state of the battery; A charge control switch and a discharge control switch for interrupting an overcurrent by an output signal of the overcurrent detection unit; A parasitic diode that is turned on to allow a discharge current or a charge current to flow when the charge control switch or the discharge control switch is turned off to interrupt charging or discharging when the overcurrent is generated; And a diode voltage detecting unit detecting a forward voltage of the parasitic diode and dividing the first reference voltage to form a second reference voltage, wherein the overcurrent detecting unit detects the first reference voltage and the second reference voltage according to the overcurrent state, Wherein the state of the battery is detected using one of the reference voltages and the voltage of the overcurrent detection terminal.

본 발명에 따르면, 충전 과전류 및 과충전시에 발생되는 기생 다이오드를 검출하여 방전 과전류 및 단락 검출회로의 기준전압을 상승시킴으로써, 충전 과전류 및 과충전시에도 방전 과전류 및 단락 검출이 가능하다.According to the present invention, by detecting a parasitic diode generated during charging over-current and over-charging, the reference voltage of the discharge over-current and short-circuit detecting circuit is raised, so that discharge over-current and short circuit can be detected even in overcharge and overcharge.

도 1은 종래의 배터리 보호회로의 과전류 검출을 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 과전류 검출 및 단락 검출을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방전 과전류 검출 및 단락 검출을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방전 과전류 검출 및 단락 검출을 설명하기 위한 회로도이다.
1 is a circuit diagram for explaining an overcurrent detection of a conventional battery protection circuit.
2 is a block diagram illustrating a battery protection circuit according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram for explaining discharge overcurrent detection and short circuit detection according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram for explaining discharge overcurrent detection and short circuit detection according to the first embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram for explaining discharge overcurrent detection and short circuit detection according to a second embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a battery protection circuit according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 배터리(101)는 배터리 팩(100)이 장착되는 전자기기에 저장된 전력을 공급한다. 또한 충전기가 배터리 팩(100)에 연결되는 경우 배터리(101)는 외부 전력에 의하여 충전될 수 있다. 배터리(101) 셀은 니켈-카드뮴 전지, 납 축전지, 니켈-수소 전지, 리튬이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등의 충전 가능한 이차 전지 일 수 있다.Referring to FIG. 2, the battery 101 supplies power stored in the electronic device in which the battery pack 100 is mounted. Also, when the charger is connected to the battery pack 100, the battery 101 can be charged with external power. The battery 101 cell may be a rechargeable secondary battery such as a nickel-cadmium battery, a lead acid battery, a nickel-hydrogen battery, a lithium ion battery, and a lithium polymer battery.

배터리(101)는 직렬로 접속된 저항(R11) 및 콘덴서(C11)와 병렬 연결되어 있으며, 양극은 배선에 의해 외부 양극 단자(102)에 접속되고, 음극은 배선에 의해 전류를 차단하는 충전 제어 스위치와 방전 제어 스위치를 이용하여 외부 음극 단자(103)에 연결되어 있다.The battery 101 is connected in parallel with a resistor R11 and a capacitor C11 connected in series and the positive electrode is connected to the external positive electrode terminal 102 by wiring and the negative electrode is connected to a charge control And is connected to the external negative electrode terminal 103 using a switch and a discharge control switch.

충전 제어 스위치는 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)와 제1 기생 다이오드(D11)를 포함하며, 외부 양극 단자(102)로부터 배터리(101) 또는 배터리(101)로부터 외부 음극 단자(103)로의 전류 흐름을 제한하도록 접속된다. 즉, 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)를 사용하여 충전 전류가 흐르는 것을 차단한다. 이때, 제1 기생 다이오드(D11)를 통하여 방전 전류가 흐를 수 있도록 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)을 형성한다.The charge control switch includes a first field effect transistor M11 and a first parasitic diode D11 and supplies a current flow from the external positive terminal 102 to the battery 101 or from the battery 101 to the external negative terminal 103 Respectively. That is, the first field effect transistor M11 is used to block the charging current from flowing. At this time, a first field effect transistor M11 is formed so that a discharge current can flow through the first parasitic diode D11.

방전 제어 스위치는 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)와 제2 기생 다이오드(D12)를 포함하며, 외부 음극 단자(103)로부터 배터리(101) 또는 배터리(101)로부터 외부 양극 단자(102)로의 전류 흐름을 제한하도록 접속된다. 즉, 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 사용하여 방전 전류가 흐르는 것을 차단한다. 이때, 제2 기생 다이오드(D12)를 통하여 충전 전류가 흐를 수 있도록 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 형성한다. The discharge control switch includes a second field effect transistor M12 and a second parasitic diode D12 and supplies a current flow from the external negative electrode terminal 103 to the external positive electrode terminal 102 from the battery 101 or the battery 101. [ Respectively. That is, the second field effect transistor M12 is used to block the discharge current from flowing. At this time, the second field effect transistor M12 is formed so that the charging current can flow through the second parasitic diode D12.

제1 전계 효과 트랜지스터(M11)와 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)는 드레인 전극이 공통 접속되어 있고, 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)의 소스 단자는 외부 음극 단자(103)에 접속되어 있고, 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)의 소스 단자는 배터리(101)의 음극에 접속되어 있다.The first field effect transistor M11 and the second field effect transistor M12 are connected in common to the drain electrode and the source terminal of the first field effect transistor M11 is connected to the external negative electrode terminal 103, The source terminal of the second field effect transistor M12 is connected to the cathode of the battery 101. [

보호회로(104)는 과충전 검출회로(110), 과방전 검출회로(111), 방전 과전류 검출회로(112), 충전 과전류 검출회로(113), 단락 검출회로(114)를 포함한다. The protection circuit 104 includes an overcharge detection circuit 110, an over discharge detection circuit 111, a discharge over current detection circuit 112, a charge over current detection circuit 113 and a short detection circuit 114.

배터리(101)의 과충전 검출은 과충전 검출회로(110)에서 검출된다. 배터리(101) 전압은 VDD단자(105)를 통해 입력되고, 미리 설정된 과충전 검출 전압과 비교하여 설정된 과충전 검출 전압 보다 큰 경우 과충전을 검출하게 된다. 검출된 과충전 신호는 논리회로(118)에 전달되고, 발진기(116) 및 주파수 분배기(117)가 동작하여 일정한 지연시간 후 COUT단자(108)의 출력을 하이레벨에서 로레벨로 변경하여 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)을 오프시켜 배터리(101)의 충전을 차단한다.Overcharge detection of the battery 101 is detected by the overcharge detection circuit 110. [ The voltage of the battery 101 is input through the VDD terminal 105, and when the overcharge detection voltage is higher than the preset overcharge detection voltage, the overcharge is detected. The detected overcharge signal is transmitted to the logic circuit 118 and the oscillator 116 and the frequency divider 117 are operated to change the output of the COUT terminal 108 from a high level to a low level after a predetermined delay time, The effect transistor M11 is turned off to shut off the charging of the battery 101. [

과충전이 검출되어 충전을 차단한 상태에서도 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)의 제1 기생 다이오드(D11)에 의해 방전 전류는 계속 흐르게 된다. The discharge current continues to flow through the first parasitic diode D11 of the first field effect transistor M11 even when overcharging is detected and charging is interrupted.

그리고 VDD단자(105)의 전압이 과충전 해지 전압 이하로 낮아지게 되면 COUT단자(108)의 출력은 로레벨에서 하이레벨로 변경되고 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)가 온되어 배터리(101)를 충전하게 된다.When the voltage of the VDD terminal 105 becomes lower than the overcharge release voltage, the output of the COUT terminal 108 is changed from the low level to the high level and the first field effect transistor M11 is turned on to charge the battery 101 .

배터리(101)의 과방전 검출은 과방전 검출회로(111)에서 검출된다. 배터리(101) 전압은 VDD단자(105)를 통해 입력되고, 미리 설정된 과방전 검출 전압과 비교하여 설정된 과방전 검출 전압 보다 작은 경우 과방전을 검출하게 된다. 검출된 과방전 신호는 논리회로(118)에 전달되고, 발진기(116) 및 주파수 분배기(117)가 동작하여 일정한 지연시간 후 DOUT단자(107)의 출력을 하이레벨에서 로레벨로 변경하여 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 오프시켜 배터리(101)의 방전을 차단한다.The overdischarge detection of the battery 101 is detected by the overdischarge detection circuit 111. [ The voltage of the battery 101 is input through the VDD terminal 105, and when the overdischarge detection voltage is lower than a predetermined overdischarge detection voltage, overdischarge is detected. The detected overdrive signal is transmitted to the logic circuit 118 and the oscillator 116 and the frequency divider 117 are operated to change the output of the DOUT terminal 107 from the high level to the low level after a predetermined delay time, The field effect transistor M12 is turned off to shut off the discharge of the battery 101. [

과방전이 검출되어 방전을 차단한 상태에서도 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)의 제2 기생 다이오드(D12)에 의해 충전 전류가 흐르게 된다.The charging current flows through the second parasitic diode D12 of the second field effect transistor M12 even when over discharge is detected and the discharge is blocked.

그리고 VDD단자(105)의 전압이 과방전 검출 전압보다 증가하게 되면 DOUT단자(107)의 출력이 하이레벨로 변경되고 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)가 온되어 배터리(101)를 방전하게 된다. When the voltage of the VDD terminal 105 is higher than the overdischarge detection voltage, the output of the DOUT terminal 107 is changed to the high level and the second field effect transistor M12 is turned on to discharge the battery 101. [

방전 과전류 검출은 방전 과전류 검출회로(112)에서 V-단자(109)의 전압을 감지하여 미리 설정된 방전 과전류 검출 전압 보다 높아지게 되면 방전 과전류를 검출한다. 검출된 방전 과전류 신호는 논리회로(118)에 전달되고, DOUT단자(107)의 출력을 하이레벨에서 로레벨로 변경하여 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 오프시켜 방전을 차단한다.The discharge overcurrent detection detects the discharge overcurrent when the discharge overcurrent detection circuit 112 detects the voltage of the V- terminal 109 and becomes higher than a preset discharge overcurrent detection voltage. The detected discharge overcurrent signal is transmitted to the logic circuit 118, and the output of the DOUT terminal 107 is changed from the high level to the low level to turn off the second field effect transistor M12 to shut off the discharge.

방전 과전류 해지 저항(R12)은 배터리(101)가 정상상태에서 동작할 때에는 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)에 의해 오프상태를 유지하며, 방전 과전류나 단락 전류가 검출되면 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)가 온되면서 저항(R12)을 통해 VSS단자(106)와 V-단자(109)가 연결된다. 이때, 부하가 연결되어 있지 않다면, V-단자(109)의 전압은 낮아지게 되고 방전 과전류 상태나 단락 전류 상태가 자동적으로 해지된다.The discharging overcurrent cancellation resistance R12 maintains the off state by the second field effect transistor M12 when the battery 101 operates in the steady state and when the discharge overcurrent or short circuit current is detected, the second field effect transistor M12 Is turned on and the VSS terminal 106 and the V- terminal 109 are connected through the resistor R12. At this time, if the load is not connected, the voltage of the V- terminal 109 is lowered and the discharging overcurrent state or the short-circuit current state is automatically canceled.

충전 과전류 검출은 충전 과전류 검출회로(113)에서 V-단자(109)의 전압을 감지하여 미리 설정된 방전 과전류 검출 전압 보다 낮아지게 되면 충전 과전류를 검출한다. 검출된 충전 과전류 신호는 논리회로(118)에 전달되고, COUT단자(108)의 출력을 하이레벨에서 로레벨로 변경하여 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)를 오프시켜 충전을 차단한다.The charging over-current detection detects the charging over-current when the charging over-current detection circuit 113 detects the voltage of the V- terminal 109 and becomes lower than a preset discharge over-current detection voltage. The detected charge overcurrent signal is transmitted to the logic circuit 118 and changes the output of the COUT terminal 108 from a high level to a low level to turn off the first field effect transistor M11 to shut off charging.

단락 전류 검출은 단락 전류 회로에서 배터리(101)가 충전 혹은 방전 상태일 때 V-단자(109)의 전압을 검출한다. 외부 부하의 단락으로 인해 순간적으로 큰 전류가 흐르면, V-단자(109)의 전압이 단락 검출 전압보다 높아지게 되고, 단락 검출 신호가 논리회로(118)에 전달된다. 이때, DOUT단자(107)의 출력은 하이레벨에서 로레벨로 변경하여 제2 전계 효과 트랜지스터(M12)를 오프시켜 단락 전류가 흐르는 것을 차단한다.The short-circuit current detection detects the voltage of the V- terminal 109 when the battery 101 is charged or discharged in the short-circuit current circuit. When a large current flows instantaneously due to the short-circuit of the external load, the voltage of the V- terminal 109 becomes higher than the short-circuit detection voltage, and the short-circuit detection signal is transmitted to the logic circuit 118. At this time, the output of the DOUT terminal 107 changes from a high level to a low level to turn off the second field effect transistor M12 to block the short-circuit current from flowing.

방전 과전류 검출, 충전 과전류 검출, 단락 전류 검출 모두 분배기(117)에서 논리회로(118)로 전달되는 신호에 의해 지연시간을 갖지만, 단락 전류는 방전 과전류보다 더 큰 전류이기 때문에 방전 과전류 검출보다 매우 짧은 지연시간을 갖는다.Although the discharge overcurrent detection, charge overcurrent detection and shortcurrent detection both have a delay time due to the signal transmitted from the distributor 117 to the logic circuit 118, the shortcircuit current is much shorter than the discharge overcurrent, And has a delay time.

상술한 일반적인 보호회로(104)의 동작은 과충전이나 충전 과전류가 검출됐을 때 방전 과전류 및 단락 전류를 검출 할 수 없는 구조로 되어있다. 하지만 방전이 진행됐을 때 방전 과전류와 단락 검출은 배터리의 안전에 심각한 영향을 미치기 때문에 과충전이나 충전 과전류 검출시에도 방전 과전류 및 단락 전류 검출이 필요하다.The operation of the general protection circuit 104 described above is such that it can not detect discharge overcurrent and short-circuit current when overcharge or over-charge is detected. However, since discharging overcurrent and short circuit detection seriously affect the safety of the battery when discharging proceeds, discharge overcurrent and short-circuit current detection are required even when overcharge or charging overcurrent is detected.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 과전류 검출 및 단락 검출을 설명하기 위한 회로도이다. 3 is a circuit diagram for explaining discharge overcurrent detection and short circuit detection according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 과방전 검출(203) 및 단락 검출 회로(202)의 기준 전압을 분압하는 제1 분압회로(201)에 제1 변경수단(M21)을 구비하여 제1 분압회로(201)의 저항(R25)값을 변경함으로써 과충전 혹은 충전과전류 검출시에 방전 과전류 검출(203) 및 단락 검출(202)이 가능하다.3, the first voltage dividing circuit 201 for dividing the reference voltage of the over-discharge detecting circuit 203 and the short-circuit detecting circuit 202 includes first changing means M21, The discharge overcurrent detection 203 and the short circuit detection 202 are possible at the time of overcharge or charge overcurrent detection by changing the value of the resistance R25.

즉, 정상상태인 과충전 혹은 충전 과전류가 검출되지 않은 상태에서는 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)의 제어 신호와 동일한 하이레벨이 제1 변경수단(M21)의 게이트에 입력되어 저항(R25)이 영향을 미치지 않는 정상적인 동작을 수행하게 된다. That is, in a state in which overcharge or charge overcurrent is not detected in a normal state, a high level, which is the same as the control signal of the first field effect transistor M11, is input to the gate of the first changing means M21, And performs a normal operation that does not occur.

하지만 과충전 혹은 충전 과전류가 검출되어 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)를 오프시키는 신호가 출력되면 제1 변경수단(M21)의 게이트 전압은 로우레벨로 변경되고 저항(R25)이 활성화되어 방전 과전류 검출값과 단락 검출값을 상승시킨다. 따라서 저항(R25)을 이용하여 전체적인 기준전압을 상승시킴으로써 기생 다이오드(D11)가 켜진 상태에서도 방전 과전류 검출(203)과 단락 검출(202)을 수행할 수 있다.However, if overcharge or charge overcurrent is detected and a signal for turning off the first field effect transistor M11 is outputted, the gate voltage of the first changing means M21 is changed to the low level and the resistor R25 is activated to turn on the discharge overcurrent detection value And short-circuit detection value. Therefore, by raising the overall reference voltage using the resistor R25, the discharge overcurrent detection 203 and the short circuit detection 202 can be performed even when the parasitic diode D11 is turned on.

상술한 제1 변경수단(M21)에 의해 기생 다이오드(D11)의 상승값 만큼을 정확하게 보상하기 위해서는 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압을 정확히 반영해야 한다.The forward voltage of the parasitic diode D11 must be accurately reflected in order to accurately compensate the rising value of the parasitic diode D11 by the first changing means M21 described above.

기생 다이오드(D11)의 순방향 전압을 정확히 반영하기 위해서는 과충전 혹은 충전 과전류 상태와 같이 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)를 오프시켜 기생 다이오드(D11)를 턴온해야 하기 때문에 VDD전압(105)을 과충전 검출 전압 이상으로 상승시켜 과충전을 검출 후 유지하며 측정해야 한다.In order to accurately reflect the forward voltage of the parasitic diode D11, the first field effect transistor M11 must be turned off to turn on the parasitic diode D11, as in the overcharging or charging overcurrent state. Therefore, the VDD voltage 105 is set to the overcharge detection voltage To detect overcharging and to maintain it.

하지만 과충전은 상대적으로 높은 값에서 검출되기 때문에 일반적으로 방전 과전류나 단락 회로를 검출하는 VDD전압인 3.5V 정도의 값과는 약 1V 정도의 차이가 발생한다. 이러한 차이는 상대적으로 기준전압발생기의 출력값의 차이를 만들 수 있기 때문에 이러한 전압 차이를 보완하기 위해 VDD를 3.5V정도의 일정한 값을 유지한 상태에서 테스트 모드를 이용하여 COUT의 값만 변경하는 방법을 이용한다.However, since the overcharge is detected at a relatively high value, there is a difference of about 1 V from the value of about 3.5 V, which is a VDD voltage for detecting a discharge overcurrent or a short circuit. This difference makes it possible to make a difference of the output value of the reference voltage generator. Therefore, in order to compensate the difference of the voltage, a method of changing the value of COUT using the test mode while maintaining a constant value of about 3.5 V is used .

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 기생 다이오드의 순방향 전압을 정확히 반영하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로를 설명한다.Hereinafter, a battery protection circuit according to an embodiment of the present invention for accurately reflecting a forward voltage of a parasitic diode will be described with reference to the accompanying drawings.

제1 실시예First Embodiment

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방전 과전류 검출 및 단락 검출을 설명하기 위한 회로도이다.4 is a circuit diagram for explaining discharge overcurrent detection and short circuit detection according to the first embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 방전 과전류 및 단락 검출회로(300)는 방전 과전류와 단락을 검출하는 과전류 검출부(301A)와 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압을 정확하게 검출하기 위한 제1 다이오드 전압 검출부(310)로 구성된다.4, the discharge overcurrent and short circuit detecting circuit 300 according to the present invention includes an overcurrent detecting unit 301A for detecting a discharge overcurrent and a short circuit, a first diode voltage detecting unit 301A for accurately detecting a forward voltage of the parasitic diode D11, And a detection unit 310.

과전류 검출부(301A)는 제1 분압회로(302A), 제1 비교회로(303A), 제2 비교회로(304A)로 구성된다.The overcurrent detecting unit 301A is composed of a first voltage dividing circuit 302A, a first comparing circuit 303A, and a second comparing circuit 304A.

제1 분압회로(302A)는 저항(R31,R32,R33,R34)이 직렬로 접속하여 구성되어 있고, 기준전압회로(320A)의 제1 기준전압을 분압한다. 저항(R31)의 한 끝은 기준전압회로(320A)에 접속되어 있고, 저항(R34)은 저항을 퓨징할 수 있는 가변저항으로 구성되어 있으며, 제1 다이오드 전압 검출부(310)를 통해 VSS단자에 접속되어 있다.The first voltage dividing circuit 302A is constituted by connecting resistors R31, R32, R33 and R34 in series, and divides the first reference voltage of the reference voltage circuit 320A. One end of the resistor R31 is connected to the reference voltage circuit 320A and the resistor R34 is constituted of a variable resistor capable of fusing the resistor and connected to the VSS terminal through the first diode voltage detector 310 Respectively.

제1 비교회로(303A)는 제1 입력단자가 제1 노드(A)에 접속되어 있으며, 제2 입력단자에는 V-단자(330A)가 접속되어 있다. 제1 비교회로(303A)는 단락을 검출하여 검출 신호를 논리회로(118)에 공급하게 된다.In the first comparison circuit 303A, the first input terminal is connected to the first node A, and the second input terminal is connected to the V- terminal 330A. The first comparing circuit 303A detects a short circuit and supplies a detection signal to the logic circuit 118. [

제2 비교회로(304A)는 제1 입력단자가 제2 노드(B)에 접속되어 있으며, 제2 입력단자에는 V-단자(330A)가 접속되어 있다. 제2 비교회로(304A)는 방전 과전류를 검출하여 검출 신호를 논리회로(118)에 공급하게 된다.The second comparison circuit 304A has the first input terminal connected to the second node B and the second input terminal connected to the V- terminal 330A. The second comparison circuit 304A detects the discharge overcurrent and supplies the detection signal to the logic circuit 118. [

제1 다이오드 전압 검출부(310)는 제2 분압회로(311), 제1 변경수단(312), 제1 제어부(313), 메모리(314), 제3 비교회로(315)로 구성된다.The first diode voltage detecting unit 310 includes a second voltage dividing circuit 311, a first changing unit 312, a first controlling unit 313, a memory 314, and a third comparing circuit 315.

제2 분압회로(311)는 저항(R35,R36,R37,R38)이 직렬로 접속하여 구성되어 있고, 기준전압회로(320A)의 제2 기준전압을 분압한다. 저항(R35)의 한 끝은 과전류 검출부(301A)를 통해 기준전압회로(320A)에 접속되어 있고, 저항(R38)은 VSS단자에 접속되어 있다.The second voltage dividing circuit 311 is constituted by connecting resistors R35, R36, R37 and R38 in series, and divides the second reference voltage of the reference voltage circuit 320A. One end of the resistor R35 is connected to the reference voltage circuit 320A via the overcurrent detecting unit 301A and the resistor R38 is connected to the VSS terminal.

제1 변경수단(312)은 전계 효과 트랜지스터(M31,M32,M33,M34)로 구성되어 있으며, 전계 효과 트랜지스터(M31,M32,M33,M34)는 제2 분압회로(311)의 분압비를 변경하는 변경수단이다. 전계 효과 트랜지스터(M31,M32,M33,M34)는 직렬로 접속된 저항(R35,R36,R37,R38)에 각각 연결되어 있으며, 전계 효과 트랜지스터(M31,M32,M33,M34)의 게이트는 제1 제어부(313)와 접속되어 제1 제어부(313) 신호에 의해 전계 효과 트랜지스터(M31,M32,M33,M34)를 온/오프 제어하여 저항값을 변경하게 된다. The first changing means 312 is constituted by field effect transistors M31, M32, M33 and M34 and the field effect transistors M31, M32, M33 and M34 change the partial pressure ratio of the second voltage dividing circuit 311 . The gates of the field effect transistors M31, M32, M33, and M34 are connected to the resistors R35, R36, R37, and R38 connected in series, and the gates of the field effect transistors M31, M32, M33, And is connected to the control unit 313 and controls the field effect transistors M31, M32, M33, and M34 by the first control unit 313 signal to change the resistance value.

제1 제어부(313)는 제1 변경수단(312)의 전계 효과 트랜지스터(M31,M32,M33,M34)를 온/오프 제어하여 기생 다이오드(D11)의 상승값 만큼을 정확하게 보상한다. 기생 다이오드(D11)의 상승값 만큼의 보상을 위해 각각의 전계 효과 트랜지스터(M31,M32,M33,M34)를 온/오프 제어하는데 필요한 테이블값은 메모리(314)를 통해 입력받게 된다.The first control unit 313 controls the field effect transistors M31, M32, M33 and M34 of the first changing means 312 to accurately compensate the rising value of the parasitic diode D11. The table values necessary for on / off control of the respective field effect transistors M31, M32, M33 and M34 are inputted through the memory 314 in order to compensate for the rising value of the parasitic diode D11.

정상적인 상태 즉, 과충전 혹은 충전 과전류가 검출되지 않은 상태에서는 제1 제어부(313)에 의해 제1 전계 효과 트랜지스터(M11) 신호와 동일한 하이레벨이 제1 변경수단(312)의 전계 효과 트랜지스터(M31,M32,M33,M34) 게이트에 입력되어 저항이 영향을 미치지 않는 정상적인 동작을 수행하게 된다. In the normal state, that is, when overcharge or charge overcurrent is not detected, the first control unit 313 outputs the same high level as that of the first field effect transistor M11 to the field effect transistors M31, M32, M33, and M34), and performs a normal operation in which the resistance is not affected.

과충전 혹은 충전 과전류가 검출되어 제1 전계 효과 트랜지스터(M11)를 오프시키는 로우레벨 신호가 제1 제어부(313)로 출력되면, 제3 비교회로(315)는 V-단자(330)를 통해 입력되는 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압과 제1 제어부(313)에 의해 제1 변경수단(312)의 전계 효과 트랜지스터(M31,M32,M33,M34)를 온/오프 제어하여 형성되는 제3 노드(C)의 전압값을 비교한다.When a low level signal that overcharging or charging overcurrent is detected and the first field effect transistor M11 is turned off is output to the first control section 313, the third comparison circuit 315 is inputted through the V- terminal 330 The forward voltage of the parasitic diode D11 and the forward voltage of the third node C formed by on / off control of the field effect transistors M31, M32, M33, and M34 of the first changing means 312 by the first control unit 313 ) Are compared with each other.

제3 비교회로(315)에 의해 메모리(314)에 저장되어 있는 테이블 값을 상승시키고, 제3 노드(C)의 값이 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압값과 같은 값에 도달하면 제3 비교회로(315)의 출력은 변경된다. 메모리(314)에 변경된 신호가 입력되면 해당되는 테이블 값을 반영하여 변경된 제2 분압회로(311)와 제1 분압회로(302A)의 전압에 의해 방전 과전류 검출값과 단락 검출값을 상승시켜 기생 다이오드(D11)가 켜진 상태에서도 방전 과전류 검출 및 단락 검출이 가능하게 된다.The third comparison circuit 315 raises the table value stored in the memory 314 and when the value of the third node C reaches the same value as the forward voltage value of the parasitic diode D11, The output of the circuit 315 is changed. When the changed signal is input to the memory 314, the discharge overcurrent detection value and the short circuit detection value are raised by the voltages of the second voltage dividing circuit 311 and the first voltage dividing circuit 302A, Discharge overcurrent detection and short-circuit detection can be performed even in a state where the discharge current D11 is turned on.

상술한 제1 실시예에 의하면 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압을 정확히 검출하기 위해 제1 다이오드 전압 검출부(310)를 구비하여 V-단자(330A)를 통해 입력되는 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압값과 메모리(314)에 저장되어 있는 테이블 값을 상승시키며 형성되는 제3 노드(C)의 값을 비교기(315)를 통해 비교하여 방전 과전류 및 단락 회로의 전압값을 상승시킴으로써 과충전 혹은 충전 과전류 검출시에 방전 과전류 검출 및 단락 검출을 수행할 수 있다.According to the first embodiment described above, in order to accurately detect the forward voltage of the parasitic diode D11, the first diode voltage detector 310 is provided to detect the forward voltage of the parasitic diode D11 input through the V- And the value of the third node C formed by raising the value of the table stored in the memory 314 is compared with the value of the third node C through the comparator 315 to raise the voltage value of the discharge overcurrent and the short circuit, Discharge overcurrent detection and short-circuit detection can be performed.

제2 실시예Second Embodiment

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방전 과전류 검출 및 단락 검출을 설명하기 위한 회로도이다.5 is a circuit diagram for explaining discharge overcurrent detection and short circuit detection according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 방전 과전류 및 단락 검출회로(400)는 방전 과전류와 단락을 검출하는 과전류 검출부(301B)와 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압을 정확하게 검출하기 위한 제2 다이오드 전압 검출부(410)로 구성된다.5, the discharge overcurrent and short circuit detecting circuit 400 according to the present invention includes an overcurrent detecting unit 301B for detecting a discharge overcurrent and a short circuit, a second diode voltage detecting unit 301B for accurately detecting a forward voltage of the parasitic diode D11, And a detection unit 410.

과전류 검출부(301B)는 제1 분압회로(302B), 제1 비교회로(303B), 제2 비교회로(304B)로 구성된다.The overcurrent detecting section 301B is composed of a first voltage dividing circuit 302B, a first comparing circuit 303B and a second comparing circuit 304B.

제1 분압회로(302B)는 저항(R41,R42,R43,R44)이 직렬로 접속하여 구성되어 있고, 기준전압회로(320B)의 제1 기준전압을 분압한다. 저항(R41)의 한 끝은 기준전압회로(320B)에 접속되어 있고, 저항(R44)는 저항을 퓨징할 수 있는 가변저항으로 구성되어 있으며, 제2 다이오드 전압 검출부(410)를 통해 VSS단자에 접속되어 있다.The first voltage dividing circuit 302B is constituted by connecting resistors R41, R42, R43 and R44 in series, and divides the first reference voltage of the reference voltage circuit 320B. One end of the resistor R41 is connected to the reference voltage circuit 320B and the resistor R44 is constituted by a variable resistor capable of fusing the resistor and is connected to the VSS terminal through the second diode voltage detector 410 Respectively.

제1 비교회로(303B)는 제1 입력단자가 제4 노드(D)에 접속되어 있으며, 제2 입력단자에는 V-단자(330B)가 접속되어 있다. 제1 비교회로(303B)는 단락을 검출하여 검출 신호를 논리회로(118)에 공급하게 된다.In the first comparison circuit 303B, the first input terminal is connected to the fourth node D, and the second input terminal is connected to the V- terminal 330B. The first comparison circuit 303B detects a short circuit and supplies a detection signal to the logic circuit 118. [

제2 비교회로(304B)는 제1 입력단자가 제5 노드(E)에 접속되어 있으며, 제2 입력단자에는 V-단자(330B)가 접속되어 있다. 제2 비교회로(304B)는 방전 과전류를 검출하여 검출 신호를 논리회로(118)에 공급하게 된다.The second comparison circuit 304B has the first input terminal connected to the fifth node E and the second input terminal connected to the V- terminal 330B. The second comparison circuit 304B detects the discharge overcurrent and supplies the detection signal to the logic circuit 118. [

제2 다이오드 전압 검출부(410)는 제3 분압회로(411), 제2 변경수단(412), 제2 제어부(413), 아날로그-디지털 변환기(Analog to Digital Converter,414)로 구성된다.The second diode voltage detector 410 includes a third voltage divider circuit 411, a second changing unit 412, a second controller 413 and an analog to digital converter 414.

제3 분압회로(411)는 저항(R45,R46,R47,R48)이 직렬로 접속하여 구성되어 있고, 기준전압회로(320B)의 제2 기준전압을 분압한다. 저항(R45)의 한 끝은 과전류 검출부(301B)를 통해 기준전압회로(320B)에 접속되어 있고, 저항(R48)은 VSS단자에 접속되어 있다.The third voltage dividing circuit 411 is constituted by connecting resistors R45, R46, R47 and R48 in series, and divides the second reference voltage of the reference voltage circuit 320B. One end of the resistor R45 is connected to the reference voltage circuit 320B via the overcurrent detecting unit 301B and the resistor R48 is connected to the VSS terminal.

제2 변경수단(412)은 전계 효과 트랜지스터(M41,M42,M43,M44)로 구성되어 있으며, 전계 효과 트랜지스터(M41,M42,M43,M44)는 제2 분압회로(411)의 분압비를 변경하는 변경수단이다. 전계 효과 트랜지스터(M41,M42,M43,M44)는 직렬로 접속된 저항(R45,R46,R47,R48)에 각각 연결되어 있으며, 전계 효과 트랜지스터(M41,M42,M43,M44)의 게이트는 제2 제어부(413)와 접속되어 제2 제어부(413) 신호에 의해 전계 효과 트랜지스터(M41,M42,M43,M44)를 온/오프 제어하여 저항값을 변경하게 된다.The field effect transistors M41, M42, M43, and M44 are configured to change the voltage division ratio of the second voltage dividing circuit 411. The second voltage dividing circuit 411 includes a field effect transistor M41, M42, M43, . The gates of the field effect transistors M41, M42, M43 and M44 are connected to the resistors R45, R46, R47 and R48 connected in series, respectively, and the gates of the field effect transistors M41, M42, The resistance value is changed by controlling the field effect transistors M41, M42, M43, and M44 by the second control unit 413 signal in connection with the control unit 413.

아날로그-디지털 변환기(414)는 V-단자(330B)를 통해 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압을 입력 받고 그 값에 따라 출력 디지털 코드를 변경시키며, 제2 제어부(413)는 아날로그-디지털 변환기(414)의 변경된 출력 디지털코드를 입력받아 제2 변경수단(412)의 전계 효과 트랜지스터(M41,M42,M43,M44)를 온/오프 제어하여 기생 다이오드(D11)의 상승값 만큼을 정확하게 보상한다. The analog-to-digital converter 414 receives the forward voltage of the parasitic diode D11 through the V- terminal 330B and changes the output digital code according to the value, and the second control unit 413 converts the forward digital voltage of the analog- 414 of the second changing means 412 and on / off control of the field effect transistors M41, M42, M43, M44 of the second changing means 412 to accurately compensate the rising value of the parasitic diode D11.

정상적인 상태 즉, 과충전 혹은 충전 과전류가 검출되지 않은 상태에서는 제2 제어부(413)에 의해 제1 전계효과 트랜지스터(M11) 신호와 동일한 하이레벨이 제2 변경수단(412)의 전계 효과 트랜지스터(M41,M42,M43,M44) 게이트에 입력되어 저항이 영향을 미치지 않는 정상적인 동작을 수행하게 된다.In the normal state, that is, when overcharge or overcharge is not detected, the second control unit 413 outputs the same high level as that of the first field effect transistor M11 to the field effect transistors M41, M42, M43, and M44), and performs a normal operation in which the resistance is not affected.

과충전 혹은 충전 과전류가 검출되어 제1 전계 효과 트래지스터(M11)를 오프시키는 로우레벨 신호가 제2 제어부(413)로 출력되면, 아날로그-디지털 변환기(414)는 V-단자(330B)를 통해 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압을 입력 받고, 그 값에 따라 아날로그-디지털 변환기(414)의 출력 디지털 코드가 변하게 된다. 변경된 디지털 코드를 입력받은 제2 제어부(413)는 변경된 값으로 각각의 전계 효과 트랜지스터(M41,M42,M43,M44)를 온/오프 제어하여 제3 분압회로(411)와 제1 분압회로(302B)의 전압에 의해 방전 과전류 검출값과 단락 검출값을 상승시키게 된다.When an overcharge or charge overcurrent is detected and a low level signal for turning off the first field effect transistor M11 is output to the second control section 413, the analog-to-digital converter 414 outputs a parasitic The forward voltage of the diode D11 is input, and the output digital code of the analog-to-digital converter 414 changes according to the value. The second control unit 413 receives the changed digital code and controls on / off the field effect transistors M41, M42, M43, and M44 with the changed values to control the third voltage dividing circuit 411 and the first voltage dividing circuit 302B ), The discharge overcurrent detection value and the short circuit detection value are raised.

상술한 제2 실시예에 의하면 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압을 정확히 검출하기 위해 제2 다이오드 전압 검출부(410)를 구비하여 V-단자(330B)를 통해 기생 다이오드(D11)의 순방향 전압을 입력받으면 그 값에 따라 아날로그-디지털 변환기(414)의 출력 디지털 코드가 변경되어 제2 제어부(413)에 의해 전계 효과 트랜지스터(M41,M42,M43,M44)를 온/오프 제어하고 방전 과전류 및 단락 회로의 기준 전압을 상승시킴으로써 과충전 혹은 충전 과전류 검출시에 방전 과전류 검출 및 단락 검출을 수행할 수 있다.According to the second embodiment described above, the second diode voltage detector 410 is provided to accurately detect the forward voltage of the parasitic diode D11 and inputs the forward voltage of the parasitic diode D11 through the V- terminal 330B The output digital code of the analog-to-digital converter 414 is changed in accordance with the value to turn on / off the field effect transistors M41, M42, M43 and M44 by the second control unit 413, The discharge overcurrent detection and the short circuit detection can be performed at the time of overcharge or charge overcurrent detection.

상술한 본 발명에 따른 배터리 보호회로는 과충전 혹은 충전 과전류 검출시에 방전 과전류 검출 및 단락 검출을 가능하게 하기 위해 과전류 검출회로 및 단락 검출 회로에 다이오드 전압 검출부를 구비하여, 기생 다이오드가 켜진 상태에서도 상승된 기생 다이오드의 순방향 전압을 정확하게 검출하고 방전 과전류 검출 및 단락 검출 전압값을 상승시킴으로써 과충전 혹은 충전 과전류 검출시에 방전 과전류 검출과 단락 검출을 안전하게 수행하는 것이 가능한 배터리 보호회로를 제공한다.The battery protection circuit according to the present invention is provided with a diode voltage detection unit in the overcurrent detection circuit and the short circuit detection circuit to enable discharge overcurrent detection and short circuit detection at the time of overcharge or charging overcurrent detection, The present invention provides a battery protection circuit capable of safely performing discharge overcurrent detection and short circuit detection at the time of overcharge or charging overcurrent detection by accurately detecting the forward voltage of the parasitic diode and raising the discharge overcurrent detection and short circuit detection voltage values.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

300 : 방전 과전류 검출 및 단락 검출회로
301A,301B : 과전류 검출부 302A,302B : 제1 분압회로
303A,303B : 제1 비교회로 304A,304B : 제2 비교회로
320A,320B : 기준전압회로 330A,330B : 과전류 검출 단자
310 : 제1 다이오드 전압 검출부 311 : 제2 분압회로
312 : 제1 변경수단 313 : 제1 제어부
314 : 메모리 315 : 제3 비교회로
R31,R32,R33,R35,R36,R37,R38 : 저항 R34 : 가변저항
M31,M32,M33,M34 : 전계 효과 트랜지스터
300: Discharge overcurrent detection and short circuit detection circuit
301A, 301B: overcurrent detecting units 302A, 302B: first voltage dividing circuit
303A, 303B: first comparison circuit 304A, 304B: second comparison circuit
320A, 320B: reference voltage circuit 330A, 330B: overcurrent detection terminal
310: first diode voltage detecting unit 311: second voltage dividing circuit
312: first changing means 313: first controlling means
314: memory 315: third comparing circuit
R31, R32, R33, R35, R36, R37, R38: Resistor R34:
M31, M32, M33, M34: Field effect transistor

Claims (8)

배터리의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 보호회로에 있어서,
제1 기준전압을 생성하는 기준전압회로;
상기 배터리의 과전류 상태 또는 단락 상태를 검출하는 과전류 검출부;
상기 과전류 검출부의 출력 신호에 의해 과전류를 차단하는 충전 제어 스위치 및 방전 제어 스위치;
상기 과전류 발생시에 상기 충전 제어 스위치 또는 방전 제어 스위치가 오프되어 충전 또는 방전이 차단되면, 턴온되어 방전 전류 또는 충전 전류를 흐르게 하는 기생 다이오드; 및
상기 기생 다이오드의 순방향 전압을 검출하여 상기 제1 기준전압을 분압시켜 제2 기준전압을 형성하는 다이오드 전압 검출부를 포함하고,
상기 과전류 검출부는 상기 과전류 상태에 따라 상기 제1 기준전압 및 상기 제2 기준전압 중 어느 하나와 과전류 검출 단자의 전압을 이용하여 상기 배터리의 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로.
A battery protection circuit for controlling charging and discharging of a battery,
A reference voltage circuit for generating a first reference voltage;
An overcurrent detecting unit for detecting an overcurrent state or a shortcircuit state of the battery;
A charge control switch and a discharge control switch for interrupting an overcurrent by an output signal of the overcurrent detection unit;
A parasitic diode that is turned on to allow a discharge current or a charge current to flow when the charge control switch or the discharge control switch is turned off to interrupt charging or discharging when the overcurrent is generated; And
And a diode voltage detector for detecting a forward voltage of the parasitic diode and dividing the first reference voltage to form a second reference voltage,
Wherein the overcurrent detection unit detects the state of the battery using either the first reference voltage or the second reference voltage and the voltage of the overcurrent detection terminal according to the overcurrent state.
제1항에 있어서, 상기 과전류 검출부는 상기 과전류 상태가 검출되지 않으면 상기 제1 기준전압과 과전류 검출 단자의 전압을 이용하여 상기 배터리의 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로.The battery protection circuit according to claim 1, wherein the overcurrent detection unit detects the state of the battery using the first reference voltage and the voltage of the overcurrent detection terminal if the overcurrent state is not detected. 제1항에 있어서, 상기 과전류 검출부는 상기 과전류 상태가 검출되면, 상기 제2 기준전압과 과전류 검출 단자의 전압을 이용하여 상기 배터리의 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로.The battery protection circuit according to claim 1, wherein the overcurrent detection unit detects the state of the battery using the second reference voltage and the voltage of the overcurrent detection terminal when the overcurrent state is detected. 제1항에 있어서, 상기 과전류 검출부는,
상기 제1 기준전압을 분압하는 제1 분압회로;
상기 제1 분압회로의 출력신호와 상기 과전류 검출 단자의 전압을 비교하여, 상기 배터리의 방전 과전류를 검출하는 제1 비교회로; 및
상기 제1 분압회로의 출력신호와 상기 과전류 검출 단자의 전압을 비교하여, 상기 배터리의 단락을 검출하는 제2 비교회로를 포함하는 배터리 보호회로.
2. The overcurrent detecting apparatus according to claim 1,
A first voltage dividing circuit for dividing the first reference voltage;
A first comparison circuit for comparing the output signal of the first voltage division circuit with the voltage of the overcurrent detection terminal to detect a discharge overcurrent of the battery; And
And a second comparing circuit for comparing the output signal of the first voltage dividing circuit with the voltage of the overcurrent detecting terminal to detect a short circuit of the battery.
제1항에 있어서, 상기 다이오드 전압 검출부는,
상기 제2 기준전압을 분압하는 제2 분압회로;
상기 제2 분압회로의 전압을 변경하는 제1 변경수단;
상기 제1 변경수단을 제어하는 제1 제어부;
상기 제1 변경수단에 의해 변경된 전압과 상기 과전류 검출 단자를 통해 입력되는 상기 기생 다이오드의 순방향 전압을 비교하는 제3 비교회로; 및
상기 제3 비교회로의 출력신호와 상기 제1 제어부의 신호를 입력받고, 상기 기생 다이오드의 순방향 전압을 검출하기 위한 테이블 값이 저장되어 있는 메모리를 포함하는 배터리 보호회로.
The apparatus of claim 1, wherein the diode voltage detector comprises:
A second voltage dividing circuit for dividing the second reference voltage;
First changing means for changing a voltage of the second voltage dividing circuit;
A first control unit for controlling the first changing means;
A third comparing circuit for comparing a voltage changed by the first changing means and a forward voltage of the parasitic diode inputted through the overcurrent detecting terminal; And
And a memory storing a table value for receiving the output signal of the third comparison circuit and the signal of the first control unit and detecting a forward voltage of the parasitic diode.
제1항에 있어서, 상기 다이오드 전압 검출부는,
상기 제2 기준전압을 분압하는 제3 분압회로;
상기 제3 분압회로의 전압을 변경하는 제2 변경수단;
상기 제2 변경수단을 제어하는 제2 제어부; 및
상기 과전류 검출 단자를 통해 입력되는 상기 기생 다이오드의 순방향 전압을 입력 받고 디지털 코드를 출력하는 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 배터리 보호회로.
The apparatus of claim 1, wherein the diode voltage detector comprises:
A third voltage dividing circuit for dividing the second reference voltage;
Second changing means for changing the voltage of the third voltage dividing circuit;
A second control unit for controlling the second changing unit; And
And an analog-to-digital converter for receiving a forward voltage of the parasitic diode inputted through the overcurrent detection terminal and outputting a digital code.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제1 변경수단 또는 상기 제2 변경수단은 전계 효과 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로.
The method according to claim 5 or 6,
Wherein the first changing means or the second changing means comprises a field effect transistor.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 제1 제어부와 상기 제2 제어부는 상기 충전 제어 스위치의 제어 신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로.
The method according to claim 5 or 6,
Wherein the first control unit and the second control unit receive a control signal of the charge control switch.
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