KR100415763B1 - 2차 전지팩 - Google Patents

2차 전지팩 Download PDF

Info

Publication number
KR100415763B1
KR100415763B1 KR1019960053001A KR19960053001A KR100415763B1 KR 100415763 B1 KR100415763 B1 KR 100415763B1 KR 1019960053001 A KR1019960053001 A KR 1019960053001A KR 19960053001 A KR19960053001 A KR 19960053001A KR 100415763 B1 KR100415763 B1 KR 100415763B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
state
secondary battery
discharge
voltage
charging
Prior art date
Application number
KR1019960053001A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970031144A (ko
Inventor
타미지 나가이
가쯔노리 오자와
Original Assignee
소니 가부시끼 가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소니 가부시끼 가이샤 filed Critical 소니 가부시끼 가이샤
Publication of KR970031144A publication Critical patent/KR970031144A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100415763B1 publication Critical patent/KR100415763B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

2차 전지팩은 외부기기와 연결된 단자수단과, 전기 전하를 저장하고 활용하는 재충전 가능한 전지수단과, 상기 재충전 가능한 전지수단의 충전상태와 방전상태 사이의 상태를 절환하는 절환수단과, 충전작동이나 방전작동이 수행될 것인지를 나타내는 모드신호를 검출하는 충전/방전상태 검출수단과, 상기 절환수단의 작동을 제어하는 제어수단과, 상기 제어회로로의 전원 공급을 절환하고 상기 충전/방전 상태 검출회로에 의해 검출된 모드에 답하여 제어되는 제 1전원 절환수단과, 상기 제어회로로의 전원 공급을 절환하고 상기 충전/방전 상태 검출수단에 의해 검출된 모드에 답하여 제어되는 제 2전원 절환수단과,를 포함한다.

Description

2차 전지팩
본 발명은 리튬이온전지 등과 같은 2차 전지를 수납하며 부하장치 및 충전기와 접속되는 2차 전지팩(pack)과, 2차 전지의 충전 및 방전작동을 제어하는 방법과, 상기 2차 전지팩을 이용하는 전자장치에 관한 것이다.
재충전 가능한 전지인 2차 전지는 이따금 전지패키지로 불리는 케이스에 수납되어 이용된다. 전지패키지는 소정의 전지용량을 얻기 위해서 소정 수의 2차 전지를 직렬 또는 병렬로 접속하여 수납한다(가끔 1개의 2차 전지만을 수납함). 전지패키지는 그 내부에 수납되는 2차 전지를 보호하기 위한 회로를 내장함으로써, 2차 전지의 과충전 및 과방전을 방지하게 되며 또한 단자부의 쇼트회로에 의해 2차 전지가 손상되는 것을 방지하게 된다.
도 1은 2차 전지를 수납하는 전지패키지의 구성을 나타내는 도면이다. 전지패키지(1)는 단자(2, 3)를 포함하여 구성된다. 소정의 충전용량을 갖는 2차 전지(4)의 양전극은 양극측 단자(2)에 접속된다. 2개의 전계효과 트랜지스터(FET1, FET2)는 음극측 단자(3)와 2차 전지(4)의 음전극 사이에서 직렬로 접속된다. 이 경우에, 트랜지스터(FET1, FET2)의 게이트는 제어회로(5)에 접속된다. 트랜지스터(FET1)의 소스와 드레인 사이의 접속방향은 트랜지스터(FET2)와는 반대방향으로 설정된다. 상술하면, 트랜지스터(FET1)는 그 게이트에서 제어회로(5)로부터 얻은 신호에 기초해서 2차 전지(4)로부터 단자(3)로의 전류 흐름을 제한하도록 접속되는 한편, 트랜지스터(FET2)는 그 게이트에서 제어회로(5)로부터 얻은 신호에 기초해서 단자(3)로부터 2차 전지(4)로의전류 흐름을 제한하도록 접속된다. 이 경우에, 각 트랜지스터(FET1, FET2)는 기생(奇生)다이오드(D1, D2)를 갖추어 구성되며, 그 기생다이오드에서는 전류가 제한되는 방향에 반대방향으로 전류가 흐른다.
제어회로(5)는 2차 전지(4)의 양전극 및 음전극에 접속되며, 접속된 2차 전지(4)인 전원에 의해 작동된다. 제어회로(5)는 어떤 적절한 방법으로 2차 전지(4)의 충전상태나 방전상태를 검출하고 그 검출된 상태에 대응하여 트랜지스터(FET1, FET2)를 제어한다. 제어회로(5)는 다음과 같이 트랜지스터(FET1, FET2)를 제어한다. 만일 제어회로(5)에 의해 2차 전지(4)가 충전되어야 하는 상태라고 판별된다면, 제어회로(5)는 트랜지스터(FET1)를 온(on)상태로, 트랜지스터(FET2)를 오프(off)상태로 설정한다. 반면, 제어회로(5)에 의해 2차 전지(4)가 방전되어야 하는 상태라고 판별된다면, 제어회로(5)는 트랜지스터(FET1)를 오프상태로, 트랜지스터(FET2)를 온상태로 설정하다. 2차 전지(4)가 충전 또는 방전될 필요가 없을 경우에, 제어회로(5)는 트랜지스터(FET1, FET2) 모두를 오프상태로 설정한다.
그러한 구성에 의하면, 전지패키지(1)가 충전장치(도시생략)와 접속되는 경우에, 제어회로(5)는 충전장치와의 접속을 검출하고, 트랜지스터(FET1)를 온상태로, 트랜지스터(FET2)를 오프상태로 설정한다. 그러므로, 전류는 2차 전지(4)의 음전극으로부터 기생다이오드(D2)와 트랜지스터(FET1)를 거쳐서 단자(3)로 흐르게 된다. 그 결과, 단자(2, 3)와 접속된 충전장치로부터의 전류가 2차 전지(4)에 공급되어 2차 전지(4)를 충전하게 된다.
전지패키지(1)가 어떤 부하장치(도시생략됨)와 접속되는 경우에, 제어회로(5)는 부하장치와의 접속을 검출하고, 트랜지스터(FET1)를 오프상태로, 트랜지스터(FET2)를 온상태로 설정한다. 그러므로, 전류는 단자(3)로부터 기생다이오드(D1)와 트랜지스터(FET2)를 거쳐서 2차 전지(4)의 음전극으로 흐른다. 그 결과, 2차 전지(4)로부터의 충전전류가 단자(2)로부터 부하장치를 향하여 흐르게 되며, 따라서 전원이 2차 전지(4)로부터 부하장치로 공급되는 것을 허락한다.
상기 설명된 바와같이, 2개의 전계효과 트랜지스터(FET1, FET2)가 직렬로 접속되며 제어회로(5)가 충전/방전상태에 대한 판별결과에 기초해서 트랜지스터(FET1, FET2)를 제어하므로, 제어회로(5)는 전지패키지(1)내의 2차 전지(4)와 외부기기(충전장치 또는 부하장치) 사이에서의 접속상태를 적절하게 제어할 수 있으며, 따라서 2차 전지(4)를 효과적으로 보호할 수 있게 된다.
상기 설명된 구성을 갖는 2차 전지팩(1)에 설치된 제어회로(5)는 마이크로컴퓨터 등과 같은 연산회로로 구성된다. 제어회로로써 작동하도록 하기 위해서, 제어회로(5)에는 제어회로(5)가 작동할 수 있도록 하는 전압보다 높은 전원의 전압이 2차 전지(4)로부터 공급되어야 한다. 그러므로, 만일 2차 전지(4)가 어떤 이유에 의해 과충전되어 그 잔류 용량이 감소되고 그 결과 2차 전지(4)의 양전극 및 음전극을 가로지르는 전압이 매우 낮게 된다면, 전지패키지(1)는 이용될 수 없게 된다.
도 1에 도시된 전지패키지(1)는 완전히 충전될 경우 그 전압이 4.2V인 2차전지(4)를 이용하며, 제어회로(5)가 적어도 2.5V에서 작동될 수 있다고 가정한다. 이러한 조건 하에서, 2차 전지(4)의 방전시에 2차 전지(4)의 전압이 2.5V 보다 약간 높은 전압(예를들어 2.7V)으로까지 저하될때, 제어회로(5)는 2차 전지(4)의 방전을 정지하도록 하는 제어를 실행함으로써 전압이 과방전에 의해 제어회로(5)가 작동될 수 없게 되는 전압으로까지 저하되는 것을 방지하는 그러한 방법을 이용할 수 있다. 그러나, 제어회로(5)가 방전을 정지시키고 전지전압을 2.7V의 저하된 전압으로 유지할때에도, 만일 전지패키지(1)가 장시간동안 이러한 상태로 남아 있게 되면, 2차 전지는 자기방전을 하게 되며, 따라서 전지전압은 서서히 2.5V나 그 이하로 저하된다.
일단 그러한 방전이 발생되면, 전지패키지(1)가 충전장치에 접속되더라도, 제어회로(5)는 작동되지 않는다. 그 결과, 트랜지스터(FET1)가 온상태로 설정되지 않게 되며, 따라서 2차 전지(4)가 충전되지 않게 된다. 따라서, 그 전지패키지(1)는 이용될 수 없게 된다.
더욱이, 상기 장치 이외에, 전지패키지(1)의 양전극측 단자(2)와 그 음전극측 단자(3)가 어떤 원인에 의해서 회로가 쇼트되는 경우에, 동일하게 제어회로(5)에는 정상 전원이 공급되지 않으며, 따라서 트랜지스터(FET1, FET2)를 온상태로 설정할 수 없게 된다.
그러한 관점에서, 본 발명의 목적은 과방전 등과 같은 만족스럽지 않은 상태가 발생되더라도 2차 전지를 이용할 수 있도록 하는 충전 및 방전작동을 제어하는 방법 및 전지패키지를 제공하는 것이다.
도 1은 일례를 이용하여 전지 패키지(package)의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전지패키지의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 제 1실시예에 따른 전지패키지의 충전 및 방전작동을 설명하는 플로우차트도.
도 4는 제 1실시예에 따른 전지패키지의 구체회로를 나타내는 도면.
도 5는 제 1실시예에 따른 전지패키지의 (임피던스제어를 이용하는) 충전 및 방전작동을 설명하는 플로우차트도.
도 6은 제 1실시예에 따른 전지패키지의 방전특성을 나타내는 특성그래프도.
도 7은 제 1실시예에서 트랜지스터가 절환되는 타이밍을 나타내는 도면.
도 8은 제 1실시예에 따른 전지패키지가 접속되는 부하장치의 구성을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 따른 전지패키지의 구성을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 제 3실시예에 따른 전지패키지의 구성을 나타내는 도면.
도 11은 본 발명의 제 4실시예에 따른 전지패키지의 구성을 나타내는 도면.
도 12는 본 발명의 제 5실시예에 따른 전지패키지의 구성을 나타내는 도면.
도 13은 본 발명의 제 6실시예에 따른 전지패키지의 구성을 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 제 7실시예에 따른 전지패키지의 구성을 나타내는 도면.
제 15도는 제 7실시예에 따른 전지패키지의 충전 및 방전작동을 설명하는 플로우차트도.
도 16은 본 발명의 제 8실시예에 따른 전지패키지의 구성을 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
1. 전지 패키지(package) 2,3. 단자
4. 2차 전지 5. 제어회로
10,20,30,40,50,60,70. 전지패키지 10a,10b,10c. 단자
11. 2차 전지 12. 제어회로
13. 외부신호 검출회로 14. 충전/방전 검출회로
90. 부하장치 91,92. 부하회로
93. 스위치 94. AC어댑터
41. 충전/방전 검출회로 51,61. 외부신호 검출회로
FET1,FET2,FET11,FET12. 전계효과 트랜지스터
D1,D2,D11,D12. 기생(寄生)다이오드 D3,D4. 다이오드
R0,R1,R2. 저항기 SW0,SW1,SW2. 접속스위치
ZD1,ZD2. 지너 다이오드(Zener Diode)
Q1,Q2. NPN형 트랜지스터
본 발명의 제 1관점에 의하면, 2차 전지팩은, 외부기기와 접속된 단자수단과, 전하를 저장하고 이용하기 위한 재충전 가능한 전지수단과, 재충전가능 전지수단의 상태를 충전상태와 방전상태 사이에서 절환하기 위한 절환수단과, 충전작동이나 방전작동이 실행되어야 함을 나타내는 모드신호를 검출하기 위한 충전/방전상태 검출수단과, 절환수단의 작동을 제어하기 위한 제어수단과, 제어회로로의 전원공급을 절환하며 충전/방전상태 검출회로에 의해 검출된 모드에 대응하여 제어되는 제 1전원 절환수단과, 제어회로로의 전원공급을 절환하고 충전/방전상태 검출회로에 의해 검출된 모드에 대응하여 제어되는 제 2전원 절환수단과,를 포함하여 구성된다.
본 발명의 제 2관점에 의하면, 부하장치나 충전기와의 접속이 검출된다. 작동될 충전모드나 방전모드가 검출된다. 절환수단이 소정의 상태로 설정된다. 충전모드가 검출된다면, 전원은 충전기로부터 제어수단으로 공급되며, 절환수단은 충전모드로 설정된다. 반면, 방전모드가 검출된다면, 전원은 2차 전지로부터 제어수단으로 공급되고, 절환수단은 방전모드로 설정된다.
본 발명의 제 3관점에 의하면, 2차 전지를 갖춘 전자장치는 본 발명의 제 1관점에 따른 2차 전지팩과, 2차 전지팩과 접속된 전지단자수단과, 외부 파워서플라이에 접속된 외부 파워서플라이 단자수단과, 소정작동을 실행하기 위해 전지단자수단이나 외부 파워서플라이 단자수단에 접속된 기능회로수단과를 포함하여 구성된다.
이하에는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전지패키지를 도 2 내지 도 8을 참고하여 설명할 것이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 전지패키지의 구성을 나타내는 블록도이다. 제 1실시예에 따른 전지패키지(10)는 2차 전지(11)를 충전 및 방전하기 위해 이용되는 단자(10a, 10b)와, 단자(10c)와, 2차 전지(11)와, 제어회로(12)와, 외부신호 검출회로(13)와, 전계효과 트랜지스터(FET1, FET2)와, 스위치(SW1, SW2)와, 저항기(R0)와, 다이오드(D1, D2)와를 포함하여 구성된다. 소정의 충전용량을 갖는 2차 전지(11)의 양전극은 양극측 단자(10a)와 접속된다. 이 경우, 리튬이온전지가 2차 전지(11)로써 이용된다. 저항기(R0)와 2개의 전계효과 트랜지스터(FET1, FET2)는 음극측 단자(10b)와 2차 전지(11)의 음전극 사이에서 직렬로 접속된다. 이 경우에, 저항기(R0)는 제어회로(12)에 의해 충전/방전전류를 검출하기 위한 저항기이다. 각 트랜지스터(FET1, FET2)의 게이트는 제어회로(12)에 접속된다. 트랜지스터(FET1)의 소스 및 드레인 사이의 접속방향은 트랜지스터(FET2)의 소스 및 드레인의 접속방향과 반대방향으로 설정된다. 상술하면, 트랜지스터(FET1)는 그 게이트에서 제어회로(12)로부터 얻은 신호에 기초해서 2차 전지(11)로부터 단자(10b)를 향하는 전류의 흐름을 제한하도록 접속되는 반면, 트랜지스터(FET2)는 그 게이트에서 제어회로(12)로부터 얻은 신호에 기초해서 단자(10b)로부터 2차 전지(11)를 향하는 전류흐름을 제한하도록 접속된다. 이 경우에, 다이오드(D1, D2)는 각 트랜지스터(FET1, FET2)가 전류를 제한하는 방향에 반대방향으로 전류가 흐르도록 접속된다.
제어회로(12)는 전지패키지(10)의 충전상태나 그 방전상태를 검출하고 그 검출상태에 대응하여 트랜지스터(FET1, FET2)를 제어하는 집적회로로 구성된다. 이 경우에, 단자(10a, 10b)에 접속된 외부기기(예를들어 충전기)나 2차 전지(11)로부터 공급된 전원은 제어회로(12)를 작동하기 위한 전원으로써 이용된다. 상술하면, 제어회로(12)의 양극측 전원입력부는 2차 전지(11)의 양전극측과 단자(10a)사이에 접속된다. 제어회로(12)의 음극측 전원입력부는 접속스위치(SW1)의 일단부와 접속스위치(SW2)의 일단부 사이에서 접속된다. 접속스위치(SW1)의 타단부는 단자(10b)와 트랜지스터(FET1) 사이의 지점에 접속된다. 접속스위치(SW2)의 타단부는 트랜지스터(FET2)와 저항기(R0) 사이의 지점에 접속된다. 접속스위치(SW1, SW2)의 접속상태는 외부신호 검출회로(13)에 의해 제어된다.
외부신호 검출회로(13)는 전지패키지(10)의 외부로부터 단자(10c)로 공급되는 신호(전지패키지(10)에 접속되는 충전기 또는 부하장치로부터 공급되는 신호)를 검출함으로써, 충전상태와 방전상태를 검출하게 된다. 상술하면 외부신호 검출회로(13)는 전지패키지(10)의 단자(10c)에 공급되는 신호의 전위를 검출함으로써(이 전위는 단자(10b, 10c) 사이의 전위(Va)임), 그 전위(Va)의 검출상태에 기초하여 충전상태 또는 방전상태를 검출하게 된다.
외부신호 검출회로(13)가 충전상태를 검출할 경우, 외부신호 검출회로(13)는 접속스위치(SW1)가 온상태가 되도록 제어한다. 외부신호 검출회로(13)가 방전상태를 검출할때, 외부신호 검출회로(13)는 접속스위치(SW2)가 온상태가 되도록 제어한다. 외부신호 검출회로(13)가 충전상태나 방전상태 중 어느 것도 검출하지 않을 경우, 외부신호 검출회로(13)는 접속스위치(SW1, SW2) 모두를 오프상태가 되도록 제어한다.
상기 설명된 바와같이 스위치(SW1, SW2)가 제어되므로, 외부신호 검출회로(13)가 충전상태를 검출할 경우, 접속스위치(SW1)가 온 상태로 되고, 그후 파워서플라이가 전지패키지(10)의 단자(10a, 10b)에 접속된 장치(충전기)로부터 제어회로(12)로 공급되어서, 제어회로(12)를 작동하게 된다. 외부신호 검출회로(13)가 방전상태를 검출할때, 접속스위치(SW2)가 온상태로 되고, 그후 파워서플라이가 전지패키지(10)의 2차 전지(11)로부터 제어회로(12)로 공급되어서, 제어회로(12)를 작동하게 된다.
외부신호 검출회로(13)는 검출된 충전상태나 검출된 방전상태에 대한 정보를 제어회로(12)에 공급함으로써, 전원이 공급된다. 제어회로(12)는 공급된 정보에 기초하여 트랜지스터(FET1, FET2)를 제어한다. 상술하면, 제어회로(12)가 공급정보에 기초해서 2차 전지(11)가 충전되어야하는 상태라고 판별할 경우에, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET1)를 온상태로 설정하며, 트랜지스터(FET2)를 오프상태로 설정한다. 만일 제어회로(12)가 공급정보에 기초해서 2차 전지(11)가 방전되어야하는 상태라고 판별할 경우에, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET1)를 오프상태로 설정하며 트랜지스터(FET2)를 온상태로 설정한다. 만일 제어회로(12)에 충전상태 및 방전상태에 대한 어떠한 정보도 공급되지 않는다면, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET1, FET2) 모두를 오프상태로 설정한다.
그렇게 구성된 전지패키지(10)의 충전 및 방전작동에 대해서는 그 작동에 대한 플로우차트도인 도 3을 참고하여 설명한다. 스텝(101)에서, 전지패키지(10)는 부하장치나 충전기에 접속되고, 그후 충전이나 방전작동이 시작된다. 처리절차는 스텝(102)으로 진행한다. 전지패키지(10)가 부하장치나 충전기에 접속될 경우, 충전처리나 방전처리가 실행되어야 하는지가 판별되어야만 한다. 그러므로, 스텝(102)에서는 모드가 충전모드 또는 방전모드로써 설정되는지를 판별한다.
스텝(102)에서, 모드가 충전모드로 설정되는 경우에, 처리는 스텝(103)으로 진행되며, 여기서 전지패키지(10)에 접속된 충전기는, 소정전위를 가지며 충전기가 2차 전지(11)를 충전해야 한다는 것을 나타내는 제어신호를 발생하고, 발생된 제어신호를 단자(10c)를 거쳐서 전지패키지(10)의 외부신호 검출회로(13)로 공급한다. 처리절차는 스텝(104)으로 진행되고, 여기서 외부신호 검출회로(13)는 공급된 제어신호를 판별한다. 이 경우, 외부신호 검출회로(13)가 충전상태에 상응하는 전위를 검출하기 때문에, 처리절차는 스텝(105)으로 진행하여서, 접속스위치(SW1)를 온상태로 설정한다. 처리절차는 스텝(106)으로 진행된다. 스텝(106)에서, 접속스위치(SW1)가 온상태로 될때, 접속된 충전기 측으로부터의 파워서플라이가 전지패키지(10)내의 제어회로(12)로 공급됨으로써, 제어회로(12)가 작동된다. 제어회로(12)가 외부신호 검출회로(13)로부터의 신호에 기초해서 충전상태를 판별하고, 트랜지스터(FET1)를 온상태로 설정한다. 트랜지스터(FET1)가 온상태일때, 처리절차는 스텝(107)으로 진행되고, 충전기로부터의 전류가 2차 전지(11)에 공급됨으로써, 2차 전지(11)의 충전작동이 시작된다.
충전작동이 시작된 이후, 만일 제어회로(12)가 2차 전지(11)의 양전극 및 음전극 사이의 전위를 검출하고(그것을 판별하기 위한 구성은 도시생략됨), 저항기(R0)를 이용하여 충전전류를 검출함으로써, 전지패키지(10)의 상태가 완전히 충전된 상태라고 판별한다면, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET1)를 다시금 오프상태로 설정하고 충전을 정지한다.
스텝(102)에서 모드가 방전모드로 설정될 경우에, 처리절차는 스텝(108)으로 진행하며, 이 단계에서 전지패키지(10)에 접속된 부하장치는, 소정의 전위를 가지며 2차 전지(11)의 방전이 시작되어야함을 나타내는 제어신호를 발생하고, 발생된 제어신호를 단자(10c)를 거쳐서 전지패키지(10)의 외부신호 검출회로(13)로 공급한다. 처리절차는 스텝(109)으로 진행하며, 여기서 외부신호 검출회로(13)는 공급된 제어신호를 판별한다. 이 경우, 외부신호 검출회로(13)가 방전상태에 상응하는 전위를 검출하기 때문에, 처리절차는 스텝(110)으로 진행하여서, 접속스위치(SW2)를 온상태로 설정된다. 처리절차는 스텝(111)으로 진행한다. 스텝(111)에서, 접속스위치(SW2)가 온상태일때, 파워서플라이가 전지패키지(10)내의 2차 전지(11)로부터 제어회로(12)로 공급됨으로써, 제어회로(12)가 작동된다. 제어회로(12)는 외부신호 검출회로(13)로부터의 신호에 기초해서 방전상태를 판별하고, 트랜지스터(FET2)를 온상태로 설정한다. 트랜지스터(FET2)가 온상태로 될때, 처리절차는 스텝(112)으로 진행하게 되고, 2차 전지(11)로부터의 전류가 단자(10a, 10b)에 접속된 부하장치에 공급됨으로써, 2차 전지(11)의 방전작동이 시작된다.
2차 전지(11)의 방전작동이 시작된 이후, 제어회로(12)가 2차 전지(11)의 양전극 및 음전극 사이의 전위를 검출함으로써, 더이상 방전작동을 계속하는 것이 바람직하지 않다고 판별한다면, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET2)를 다시금 오프상태로 설정함으로써, 2차 전지(11)의 방전작동을 정지시킨다.
상기 설명된 바와같이 충전작동 및 방전작동이 제어되기 때문에, 본 실시예에 따른 전지패키지(10)는 내장된 2차 전지(11)가 2차 전지(11)의 상태에 무관하게 충전 및 방전될 수 있게끔 한다. 상술하면, 내장된 2차 전지(11)를 보호하기 위한 회로인 제어회로(12)는 그 작동을 위해 전원을 필요로 한다. 도 1에 도시된 구성에서, 제어회로(5)에는 내장된 2차 전지(4)로부터 전원이 항상 공급된다. 그러나, 2차 전지(4)의 자기방전 등에 의해서, 단자(2, 3)사이 2차 전지(4)의 전압은 제어회로(5)의 작동을 어렵게 하는 정도로까지 저하될 경우, 제어회로(5)는 작동되지 않으며, 따라서 2차 전지(4)를 충전하기 시작하기 위해 트랜지스터(FET1)가 온상태로 설정되는 것을 방지하게 된다. 반면, 제 1실시예의 전지패키지(10)에 의하면, 2차 전지(11)가 충전되고 있는 동안에 충전기가 작동용 전원을 제어회로(12)에 공급하기 때문에, 2차 전지(11)의 전압이 상당히 저하되더라도, 제어회로(12)는 충전작동을 시작하기 위한 제어를 실행할 수 있으며, 따라서 2차 전지(11)가 충전되지 않는 것을 방지할 수 있다(예를들어 전지패키지(10)가 이용불가능하게 되는 것을 방지할 수 있다).
접속스위치(SW1, SW2)를 제어하기 위한 구체적인 구성이 도 2를 참고하여 설명되지 않았지만, 전압검출에 기초한 다양한 스위치제어시스템이 이용될 수 있다. 예를들어, 지너(Zener) 다이오드 및 트랜지스터로 이루어지는 구성을 이용해도 좋다. 상술하면, 도 4에 도시된 바와같이, 단자(10c)는 지너 다이오드(ZD1)와 저항기(R1)로 구성된 직렬회로를 거쳐서 단자(10b)에 접속되며, 지너 다이오드(ZD1)와 저항기(R1) 사이의 접속의 중간지점은 NPN형 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속된다. 트랜지스터(Q1)의 에미터는 트랜지스터(FET1)와 단자(10b) 사이의 지점에 접속된다. 단자(10c)는 지너 다이오드(ZD2)와 저항기(R2)로 구성된 직렬회로를 거쳐서 트랜지스터(FET2)와 저항기(R0) 사이의 지점에 접속된다. 지너 다이오드(ZD2)와 저항기(R2) 사이 접속의 중간지점은 NPN형 트랜지스터(Q2)의 베이스에 접속된다. 트랜지스터(Q2)의 에미터는 트랜지스터(FET2)와 저항기(R0) 사이의 지점에 접속된다. 트랜지스터(Q1, Q2)의 컬렉터는 제어부(12)의 음극측 전원입력부에 접속된다.
저항기(R1, R2)의 저항값은 2차 전지(11)가 충전 및 방전될때 단자(10c)에서 얻어지는 제어신호의 전압에 의거해서 설정된다.
이러한 구성은 트랜지스터(Q1, Q2)가 각각 도 2에 도시된 접속스위치(SW1, SW2)로써 기능한다. 상술하면, 2차 전지(11)가 충전되어야함을 나타내는 전위의 제어신호가 단자(10c)에 공급될때, 트랜지스터(Q1)는 온상태로 설정되며, 따라서 제어회로(12)에는 외부기기(충전기)로부터 전원이 공급된다. 2차 전지(11)가 방전되어야함을 나타내는 전위의 제어신호가 단자(10c)에 공급될때, 트랜지스터(Q2)는 온상태로 설정되며, 따라서 제어회로(12)에는 2차 전지(11)로부터 전원이 공급된다.
제 1실시예에 따른 전지패키지(10)의 구성을 나타내는 도 4에는, 단자(10c)에서 얻어진 제어신호를 제어회로(12)측으로 공급하는 구성은 도시되지 않는다.
상기 구성에 있어서 제어회로(12)가 외부로부터 공급된 신호에 기초해서 충전 또는 방전작동을 즉시 시작하기 위한 제어를 실행하는 동안, 제어회로(12)는 충전 또는 방전작동을 시작하기 이전에 2차 전지(11)의 상태를 검출해도 좋다.
2차 전지(11)의 상태를 검출하기 위한 처리는 플로우차트도인 도 5를 참고하여 예를들어 설명한다. 본 예에서, 트랜지스터(FET1, FET2)는 고-임피던스 상태로 설정된 후에, 전지전압을 검출하며, 만일 비정상이 아니라면, 충전 또는 방전작동이 시작된다. 상술하면, 스텝(201)에서, 충전기나 부하장치에 접속되어 있다면, 전지패키지(10)의 작동이 시작된다. 그후, 처리는 스텝(202)으로 진행한다. 전지패키지(10)가 부하장치나 충전기에 접속될때, 충전처리가 실행되어야하는지 또는 방전처리가 실행되어야 하는지에 대해 판별되어야 한다. 그러므로, 스텝(202)에서, 모드가 충전모드 또는 방전모드로써 설정되었는지에 대해 판별한다.
스텝(202)에서 모드가 충전모드로 설정될때, 처리절차는 스텝(203)으로 진행되며, 이 단계에서 전지패키지(10)에 접속된 충전기는, 소정전위를 가지며 충전기가 2차 전지(11)를 충전해야함을 나타내는 제어신호를 발생하고, 발생된 제어신호를 단자(10c)를 거쳐서 전지패키지(10)의 외부신호 검출회로(13)로 공급한다. 처리절차는 스텝(204)으로 진행하며, 여기서 외부신호 검출회로(13)는 공급된 제어신호를 판별한다. 이 경우, 외부신호 검출회로(13)는 충전상태에 상응하는 전위를 검출하기 때문에, 처리절차는 스텝(205)으로 진행하여서, 접속스위치(SW1)를 온상태로 설정한다. 접속스위치(SW1)가 온상태로 될때, 접속된 충전기 측으로부터의 파워서플라이가 전지패키지(10)내의 제어회로(12)로 공급되며, 따라서 제어회로(12)가 작동된다. 제어회로(12)는 외부신호 검출회로(13)로부터의 신호에 기초해서 충전상태를 판별한다. 처리절차는 스텝(206)으로 진행된다.
스텝(206)에서, 판별결과에 기초해서, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET1)를 고 임피던스 상태로 설정하고, 트랜지스터(FET2)를 온상태로 설정한다. 처리절차는 스텝(207)으로 진행되며, 여기서 제어회로(12)는 이 상태에서 2차 전지(11)의 전지전압을 검출한다. 처리절차는 스텝(208)으로 진행하고, 여기서 제어회로(12)는 전지전압이 보통의 충전작동을 가능케 하는 전압(기준전압) 이상인지 여부를 판별한다. 만일 스텝(208)에서 검출된 전압값이 기준전압보다 낮다고 판별된다면, 처리절차는 스텝(206)으로 진행하며, 트랜지스터(FET1, FET2)는 각각 고 임피던스 상태와 온상태로 유지된다. 이 상태에서, 소량의 충전전류가 2차 전지(11)로 흐른다. 그러므로, 긴 시간 동안에, 2차 전지(11)는 서서히 충전되어서 전지전압을 증가하게 되며, 즉, 2차 전지(11)는 급속도의 충전에 의한 손상 없이 서서히 충전된다.
스텝(208)에서 제어회로(12)가 전지전압이 기준전압 이상이라고 검출한다면, 처리절차는 스텝(209)으로 진행되고, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET1)를 온상태로 설정하고 트랜지스터(FET2)를 오프상태로 설정한다. 처리절차는 스텝(210)으로 진행하며, 여기서 보통의 충전작동(예를들어 비교적 큰 충전전류를 이용하는 급속도의 충전작동)이 시작된다.
스텝(202)에서 모드가 방전모드로써 설정될 경우, 처리절차는 스텝(211)으로 진행하며, 이 단계에서 전지패키지(10)에 접속된 부하장치는, 소정의 전위를 가지며 2차 전지(11)가 방전되어야함을 나타내는 제어신호를 발생하고, 발생된 제어신호를 단자(10c)를 거쳐서 전지패키지(10)의 외부신호 검출회로(13)로 공급한다. 처리절차가 스텝(212)으로 진행되고, 외부신호 검출회로(13)가 공급된 제어신호를 판별한다. 이 경우, 외부신호 검출회로(13)가 방전상태에 상응하는 전위를 검출하기 때문에, 처리절차는 스텝(213)으로 진행하여, 접속스위치(SW2)를 온상태로 설정한다. 접속스위치(SW2)가 온상태로 될때, 2차 전지(11)로부터의 파워서플라이가 제어회로(12)에 공급됨으로써, 제어회로(12)가 작동된다. 제어회로(12)는 외부신호 검출회로(13)로부터의 신호에 기초해서 방전상태를 판별한다. 처리절차는 스텝(214)으로 진행하다.
스텝(214)에서 제어회로(12)는 판별결과에 기초해서 트랜지스터(FET1)를 온상태로 설정하고 트랜지스터(FET2)를 고 임피던스 상태로 설정한다. 처리절차는 스텝(215)으로 진행하여, 제어회로(12)는 이 상태에서 2차 전지(11)의 출력전압을 검출한다. 처리절차는 스텝(216)으로 진행하고, 여기서 제어회로(12)는 출력전압이 방전작동을 실행하기에 적합한 전압(기준전압) 이상인지 여부를 판별한다. 만일 스텝(216)에서 검출된 전압값이 기준전압 이상이라고 판별된다면, 처리절차는 스텝(217)으로 진행하게 되며, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET1)를 오프상태로 설정하고 트랜지스터(FET2)를 온상태로 설정하게 된다. 처리절차는 스텝(218)으로 진행하게 되고, 여기서 방전작동이 시작된다.
만일 스텝(216)에서 검출전압이 기준전압보다 작다고 판별된다면, 처리절차는 스텝(219)으로 진행하게 되고, 제어회로(12)는 소정시간동안 출력전압의 변화를 감시하게 된다. 그후, 처리절차는 스텝(220)으로 진행하여, 트랜지스터(FET1, FET2)를 오프상태로 설정하고, 방전작동을 정지시킨다.
스텝(219)에서 제어회로(12)가 출력전압의 변화를 감시할때, 예를들어 트랜지스터(FET2)의 임피던스는 그때에 저항기(R0)의 양말단부를 가로지르는 전압의 변화를 검출하도록 변경되어도 좋다. 상술하면, 도 6에 도시된 바와같이, 2차 전지(11)의 잔류 용량이 정상범위 내에 있다면, 방전 시작 후 트랜지스터(FET2)의 임피던스(Z1)가 서서히 저하될때 저항기(R0)의 양말단부를 가로지르는 전압(V1)은 서서히 증가하게 된다. 만일 전압(V1)의 증가가 검출된다면, 그것은 2차 전지(11)가 방전가능한 상태에 있다는 것으로 판별되어도 좋으며, 따라서 반전작동이 계속된다. 반면, 임피던스(Z1)가 서서히 저하될때에도 저항기(R0)의 양말단부를 가로지르는 전압(V1)이 증가하지 않는다면, 그것은 2차 전지(11)의 잔류 용량이 작다는 것을 의미하며, 따라서 방전작동을 정지시킨다.
상기 설명된 바와같이, 충전 또는 방전작동 이전에, 충전 또는 방전작동을 제어하기 위한 트랜지스터(FET1, FET2)는 고 임피던스상태로 설정되어서 2차 전지(11)의 상태를 검출하기 때문에, 2차 전지(11)의 잔류 용량이 작을때 충전 또는 방전작동이 실행되는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 내장된 2차 전지(11)의 질저하를 방지할 수 있게 된다.
트랜지스터(FET1, FET2)를 고 임피던스상태로 설정하는 대신에, 상응트랜지스터(FET1, FET2)를 온상태와 오프상태 사이에서 주기적으로 절환함으로써 고 임피던스 상태와 실질적으로 동일하게 설정하여도 좋다. 상술하면, 도 7에 도시된 바와같이(도 7에서, 펄스의 상승주기는 온상태를 나타내며, 지연주기는 오프상태를 나타냄), 트랜지스터(FET1, FET2)는 짧은 시간주기 내에 주기적으로 온상태로 설정되며, 따라서 고 임피던스상태와 동일한 상태로 설정된다.
상기 설명된 바와같이 구성된 전지패키지(10)의 접속상태에 대해서 이하에 설명한다. 도 8에 도시된 바와같이, 본 실시예에 따르는 전지패키지(10)가 부하장치(90) 내에 로드된다. 전지패키지(10)의 단자(10a, 10b)는 부하장치(90)내에서 상시 작동되는 부하회로(91)에 직접 접속되며, 선택적으로 작동되는 부하회로(92)에는 스위치(93)를 거쳐서 접속된다. 만일 이러한 구성이 부하장치(90)로써 예를들어 휴대전화기(무선전화기)에 이용된다면, 호출을 기다리는 동안에 간헐적으로 작동될 필요가 있는 수신계회로는 항상 작동될 필요가 있는 부하회로(91)에 대응하게 되며, 전화통화 시에 작동될 필요가 있는 회로는 선택적으로 작동되는 부하회로(92)에 대응한다. 부하장치(90)의 단자(90a, 90b)는 전지패키지(10)가 부하장치(90)내로 로드되어 있는 동안에 충전기인 AC어댑터(94)에 접속되어도 좋다.
이 구성에 의하면, 전지패키지(10) 내의 2차 전지(11)의 잔류 용량이 적을때, 2차 전지(11)는 AC어댑터(94)에 의해 상용 AC전원을 정류 및 변압하여 얻은 DC저전압전원에 의해 충전될 수 있다. 부하회로(91, 92)는 전지패키지(10)내의 2차 전지(11)의 방전작동에 의해 작동될 수 있으며, 만일 AC어댑터(94)가 계속 접속되어 있다면, AC어댑터(94)로부터의 전원에 의해 작동될 수 있다. 만일 도 2에 도시된 구성을 갖는 전지패키지(10)가 AC어댑터(94)에 접속된다면, 부하장치(90)는 충전작동이 실행되어야함을 나타내는 제어신호를 전지패키지(10)의 단자(10c)에 공급한다. 반면, 전지패키지(10)가 AC어댑터(94)와 접속되지 않는다면, 부하장치(90)는 방전작동이 작동되어야함을 나타내는 제어신호를 전지패키지(10)의 단자(10c)에 공급할 필요가 있다.
본 발명의 제 2실시예에 따른 전지패키지에 대하여 도 9를 참고하여 이하에 설명한다. 제 2실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 9에 있어서, 제 1실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 2에 도시된 것에 해당하는 동일한 부품 및 장치들은 동일한 도면부호로 표시되며, 따라서 그에 대한 상세한 설명은 불필요하다.
제 2실시예에 의하면, 충전상태 및 방전상태가 전지패키지에서 검출되며, 따라서 충전상태나 방전상태를 나타내는 제어신호는 외부로부터 공급될 필요가 없게 된다. 제 2실시예에 따른 전지패키지(20)는 도 9에 도시된 바와같이 구성된다. 제 2실시예에서, 전지패키지(20)는 충전/방전 검출회로(14)를 갖추어 구성된다. 충전/방전 검출회로(14)는 단자(10b)와 트랜지스터(FET1) 사이 접속점에서의 전압과 트랜지스터(FET2)와 저항기(R0) 사이 접속점에서의 전압 사이의 전위차(Vb)의 극성을 검출한다. 전위차(Vb)의 극성이 검출될때, 만일 트랜지스터(FET2)측의 전압이 트랜지스터(FET1)측의 전압보다 높다면, 충전/방전 검출회로(14)는 2차 전지(11)의 상태가 충전상태라고 검출한다. 전위차(Vb)의 극성이 검출될때, 트랜지스터(FET1)측의 전압이 트랜지스터(FET2)측의 전압보다 높다면, 충전/방전 검출회로(14)는 2차 전지(11)의 상태가 방전상태라고 검출한다.
접속스위치(SW1, SW2)는 검출상태에 기초해서 제어된다. 상술하면, 충전/방전 검출회로(14)가 충전상태를 검출할때, 접속스위치(SW1)는 접속상태로 설정된다. 충전/방전 검출회로(14)가 방전상태를 검출할 경우, 접속스위치(SW2)는 접속상태로 설정된다.
제 2실시예에서, 전지패키지(20)의 다른 부품 및 장치들은 제 1실시예에 따른 전지패키지(10)와 동일하게 구성된다.
제 2실시예의 전지패키지(20)에 의하면, 충전상태 또는 방전상태가 전지패키지(20)내에서 검출되기 때문에, 충전상태 또는 방전상태를 나타내는 제어신호를 외부로부터 공급받을 필요가 없으며, 전지패키지에 접속된 장치(부하장치나 충전기)의 구성은 그만큼 단순화될 수 있다. 더욱이, 제어신호를 수신하기 위한 단자(도 2에 도시된 단자(10c))는 전지패키지(20)내에 설치될 필요가 없으며, 따라서 전지패키지(20)의 구성이 단순화될 수 있다.
제 2실시예에서, 충전작동 또는 방전작동이 시작될때, 트랜지스터(FET1 또는 FET2)는 2차 전지(11)의 상태를 검출하기 위해서 고 임피던스상태로 설정되는 것이 좋다.
본 발명의 제 3실시예에 따른 전지패키지에 대해서 도 10을 참고하여 설명한다. 제 3실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 10에 있어서, 제 1실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 2에 도시된 것에 대응하는 동일한 부품 및 장치들은 동일한 도면부호로 표시되며, 따라서 그에 대한 상세한 설명은 불필요하다.
제 3실시예에 따른 전지패키지(30)는 제어회로(12)의 양극측 전원입력부와 2차 전지(11)의 양전극과 단자(10a) 사이의 접속의 중간지점과의 사이에 설치되는 접속스위치(SW0)를 갖추어 구성된다. 접속스위치(SW0)는 외부신호 검출회로(31)의 제어에 의해 제어된다. 이 경우, 외부신호 검출회로(31)는 단자(10c)로부터 공급된 제어신호의 전압(Va)을 검출한다. 충전상태를 검출할 경우, 외부신호 검출회로(31)는 접속스위치(SW0, SW1)를 온상태로 설정한다. 방전상태를 검출할 경우, 외부신호 검출회로(31)는 접속스위치(SW0, SW2)를 온상태로 설정한다. 따라서, 전원이 제어회로(12)에 공급된다.
전지패키지(30)의 다른 부품 및 장치들은 도 2에 도시된 제 1실시예에 따른 전지패키지(10)와 동일하게 구성된다.
전지패키지(30)는 도 10에 도시된 바와같이 구성되므로, 제 1실시예와 동일하게, 내장된 2차 전지(11)가 과방전될 때에도, 전원이 제어회로(12)에 공급되기 때문에 2차 전지(11)를 충전할 수 있게 된다. 제 3실시예의 전지패키지(30)에 의하면, 충전작동 또는 방전작동이 실행되지 않을때, 제어회로(12)의 전원입력부는 전지패키지(30)의 다른 부품과 완전히 분리된다. 그러므로, 전지패키지(30)의 단자(10a, 10b)가 예를들어 회로쇼트될지라도, 제어회로(12) 등을 보호할 수 있게 된다.
제 3실시예에서, 충전작동 또는 방전작동이 시작될때, 트랜지스터(FET1, FET2)는 2차 전지(11)의 상태를 검출하기 위해서 고 임피던스상태로 설정될 수도있다.
본 발명의 제 4실시예에 따른 전지패키지네 대해서 도 11을 참고하여 설명한다. 제 4실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 11에 있어서, 제 1, 제 2 및 제 3 실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 2, 도 9 및 도 10에 도시된 것에 대응하는 동일한 부품 및 장치들은 동일한 도면부호로 표시되며, 따라서 그에 대한 상세한 설명은 불필요하다.
도 11에 도시된 제 4실시예에 따른 전지패키지(40)는, 도 9에 도시된 제 2실시예에 따른 전지패키지(20)가 도 10에 도시된 제 3실시예에 따른 접속스위치(SW0)를 갖추도록 구성된다. 상술하면, 접속스위치(SW0)는 2차 전지(11)의 양극전극과 단자(10a) 사이의 접속의 중간지점과 제어회로(12)의 양극측 전원입력부와의 사이에 설치된다. 접속스위치(SW0)는 전지패키지(40)내에 내장된 충전/방전 검출회로(41)의 제어에 의해서 제어된다. 충전/방전 검출회로(41)는 단자(10b)와 트랜지스터(FET1) 사이의 접속점에서의 전압과 트랜지스터(FET2)와 저항기(R0) 사이의 접속점에서의 전압 사이의 전위차(Vb)의 극성을 검출한다. 전위차(Vb)의 극성이 검출될때, 만일 트랜지스터(FET2)측의 전압이 트랜지스터(FET1)측의 전압보다 높다면, 충전/방전 검출회로(41)는 2차 전지(11)의 상태가 충전상태라고 검출한다. 전위차(Vb)의 극성이 검출될때, 만일 트랜지스터(FET1)측의 전압이 트랜지스터(FET2) 측의 전압보다 높다면, 충전/방전 검출회로(41)는 2차 전지(11)의 상태가 방전상태라고 검출한다.
접속스위치(SW0, SW1)는 검출상태에 기초하여 제어된다. 상술하면, 충전/방전 검출회로(41)가 충전상태를 검출할때, 접속스위치(SW0, SW1)가 접속상태로 설정된다. 충전/방전 검출회로(41)가 방전상태를 검출할때, 접속스위치(SW0, SW2)가 접속상태로 설정된다.
전지패키지(40)의 다른 부품 및 장치들은 도 9에 도시된 제 2실시예에 따른 전지패키지(20)와 동일하게 구성된다.
제 4실시예에 따른 전지패키지(40)는 도 11에 도시된 바와같이 구성되므로, 제 2실시예와 동일하게, 충전상태 및 방전상태가 전지패키지(40)내에서 검출되며, 따라서 전지패키지(40)의 구성과 그 접속장치 모두가 단순화될 수 있다. 제 3실시예와 동일하게, 만일 전지패키지(40)의 단자(10a, 10b)의 회로가 쇼트되더라도, 제어회로(12)등을 보호할 수 있게 된다.
제 4실시예에서도, 충전작동 및 방전작동이 시작될때, 트랜지스터(FET1, FET2)는 2차 전지(11)의 상태를 검출하기 위해서 고 임피던스상태로 설정되어도 좋다.
본 발명의 제 5실시예에 따른 전지패키지에 대해서 도 12를 참고하여 설명한다. 제 5실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 12에 있어서, 제 1 및 제 3실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 2 및 도 10에 도시된 것에 대응하는 동일한 부품 및 장치들은 동일한 도면부호로 표시되며, 따라서 그에 대한 상세한 설명은 불필요하다.
도 12에 도시된 제 5실시예에 따른 전지패키지(50)는 제어회로(12)로의 전원공급을 제어하기 위해서 스위치(SW1, SW2) 대신에 다이오드(D3, D4)를 갖추어 구성된다. 상술하면, 제어회로(12)의 음극측 전원입력부는 다이오드(D3, D4)의 애노드(anode)에 접속된다. 다이오드(D3)의 캐소드(cathode)는 단자(10b)와 트랜지스터(FET1) 사이의 접속점에 접속되며, 다이오드(D4)의 캐소드는 트랜지스터(FET2)와 저항기(R0) 사이의 접속점에 접속된다.
단자(10c)에서 얻어진 외측으로부터의 신호를 검출하기 위한 외부신호 검출회로(51)는 공급된 신호의 전압(Va)에 기초해서 충전상태 및 방전상태를 검출한다. 충전상태 또는 방전상태를 나타내는 제어신호를 검출할때, 외부신호 검출회로(51)는 스위치(SW0)를 접속상태로 설정함으로써, 전원을 제어회로(12)로 공급한다. 이 경우에, 2차 전지(11)가 충전될때, 전원은 스위치(SW0)와 다이오드(D3)를 거쳐서 제어회로(12)에 공급되며, 2차 전지(11)가 방전될때, 전원은 스위치(SW0)와 다이오드(D4)를 거쳐서 제어회로(12)에 공급된다. 외부신호 검출회로(51)는 검출된 충전상태나 검출된 방전상태에 대한 정보를 제어회로(12)로 공급하며, 따라서 제어회로(12)는 상응상태에 기초해서 트랜지스터(FET1, FET2)를 제어할 수 있게 된다.
제 5실시예에 있어서, 전지패키지(50)의 다른 부품 및 장치들은 도 10에 도시된 제 3실시예에 따른 전지패키지(30)와 동일하게 구성된다.
제 5실시예에 따르면, 스위치(SW1, SW2)가 설치되지 않기 때문에, 외부신호 검출회로(51)에 의해 제어되는 스위치는 스위치(SW0) 뿐이며, 따라서 전지패키지의 스위치제어를 위한 구성을 그만큼 단순화할 수 있다. 제 1실시예에서 설명된 바와같이, 제어회로(12)의 양극측 전원입력부는 스위치(SW0)를 설치하지 않고 2차 전지(11)의 양전극에 직접 접속되어도 좋다.
제 5실시예에서, 충전작동 또는 방전작동이 시작될때, 트랜지스터(FET1, FET2)는 2차 전지(11)의 상태를 검출하기 위해서 고 임피던스상태로 설정되어도 좋다.
본 발명의 제 6실시예에 따른 전지패키지는 도 13을 참고하여 설명한다. 제 6실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 13에 있어서, 제 1, 제 2 및 제 5실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 2, 도 9 및 도 12에 도시된 것에 대응하는 동일한 부품 및 장치들은 동일한 도면부호로 표시되며, 따라서 그에 대한 상세한 설명은 불필요하다.
제 6실시예에 따른 도 13에 도시된 전지패키지(60)는, 제 2실시예에 따라서 충전상태 및 방전상태를 검출하기 위한 전지패키지(20)가 스위치(SW1, SW2) 대신에 제 5실시예에 따라서 도 12에 도시된 다이오드(D3, D4)를 갖추어 구성되도록 구성된다. 상술하면, 제 6실시예의 전지패키지(60)에 따르면, 제어회로(12)의 음극측 전원입력부는 다이오드(D3, D4)의 애노드 사이의 접속점에 접속된다. 다이오드(D3)의 캐소드는 단자(10b)와 트랜지스터(FET1) 사이의 접속점에 접속된다. 다이오드(D4)의 캐소드는 트랜지스터(FET2)와 저항기(R0) 사이의 지점에 접속된다.
접속스위치(SW0)는 2차 전지(11)의 양전극과 단자(10a) 사이의 접속점과 제어회로(12)의 양극측 전원입력부 사이에 설치된다. 전지패키지(60)내에 내장된 충전/방전 검출회로(61)는 접속스위치(SW0)를 제어한다. 충전/방전 검출회로(61)는 단자(10b)와 트랜지스터(FET1) 사이의 접속점에서의 전압과 트랜지스터(FET2)와 저항기(R0) 사이의 접속점에서의 전압 사이의 전위차(Vb)의 극성을 검출한다. 전위차(Vb)의 극성이 검출될때, 트랜지스터(FET2)측의 전압이 트랜지스터(FET1)측의 전압보다 높다면, 충전/방전 검출회로(61)는 2차 전지(11)의 상태가 충전상태라고 검출한다. 전위차(Vb)의 극성이 검출될때, 트랜지스터(FET1)측의 전압이 트랜지스터(FET2)측의 전압보다 높다면, 충전/방전 검출회로(61)는 2차 전지(11)의 상태가 방전상태라고 검출한다.
충전/방전 검출회로(61)는 검출상태에 기초한 정보를 제어회로(12)에 공급하며, 충전상태나 방전상태를 검출할때, 접속스위치(SW0)가 접속상태로 설정되도록 제어한다.
제 6실시예에서, 전지패키지(60)의 다른 부품 및 장치들은 도 12에 도시된 제 5실시예에 따른 전지패키지(50)와 동일하게 구성된다.
제 6실시예에 의하면, 스위치(SW1, SW2)가 설치되지 않기 때문에, 외부신호 검출회로(61)에 의해 제어되는 스위치는 스위치(SW0) 뿐이며, 따라서 전지패키지의 스위치를 제어하기 위한 구성을 그만큼 단순화될 수 있다. 제 1실시예에서 설명된 바와같이, 제어회로(12)의 양극측 전원입력부는 스위치(SW0)를 설치하여 이용하지 않으면서 2차 전지(11)의 양전극에 직접 접속되어도 좋다.
제 6실시예에서, 충전작동이나 방전작동이 시작될때, 트랜지스터(FET1, FET2)는 2차 전지(11)의 상태를 검출하기 위해서 고 임피던스로 설정되어도 좋다.
본 발명의 제 7실시예에 따른 전지패키지는 도 14 및 도 15를 참고하여 설명한다. 제 7실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 14에서, 제 1 및 제 5실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 2 및 도 12에 도시된 것에 대응하는 동일한 부품 및 장치들은 동일한 도면부호로 표시되며, 따라서 그에 대한 상세한 설명은 불필요하다.
도 14에 도시된 제 7실시예에 따른 전지패키지(70)는 충전 및 방전작동을 제어하기 위한 절환수단이며 전원을 제어회로(12)로 공급하기 위한 절환수단으로써 이용되는 전계효과 트랜지스터를 갖추어 구성된다. 상술하면, 도 14에 도시된 바와같이, 저항기(R0)와, 2개의 전계효과 트랜지스터(FET11, FET12)는 음극측 단자(10b)와 2차 전지(11)의 음전극 사이에서 직렬로 접속된다. 이 경우에, 트랜지스터(FET11, FET12)의 각 접속방향은 제 1실시예에서 도시된 트랜지스터(FET1, FET2)의 접속방향과 반대로 설정된다.
상술하면, 2차 전지(11)의 음전극측은 저항기(R0)와, 트랜지스터(FET12)와 트랜지스터(FET11)와를 순서대로 거쳐서 단자(10b)와 접속된다. 트랜지스터(FET11, FET12)의 소스와 드레인 사이의 각 접속방향은 다음과 같이 설정된다. 트랜지스터(FET11)는 그 게이트에서 얻어지는 제어회로로부터의 신호에 기초해서 단자(10b)로부터 2차 전지(11)로의 전류흐름을 제한하도록 접속된다(트랜지스터(FET11)에 대한 제어회로(12)의 제어는 제 1실시예에서 트랜지스터(FET2)에 대한 제어와 동일함).
트랜지스터(FET12)는 그 게이트에서 얻어지는 제어회로(12)로부터의 신호에 기초해서 2차 전지(11)로부터 단자(10b)로의 전류흐름을 제한하도록 접속된다(트랜지스터(FET12)에 대한 제어회로(12)의 제어는 제 1실시예에서의 트랜지스터(FET1)에 대한 제어와 동일함). 이 경우에, 트랜지스터(FET11, FET12)는 다이오드(D11, D12)와 접속되어서, 전류가 다이오드(D11, D12)를 통하여 각 트랜지스터(FET11, FET12)가 전류를 제한하는 방향에 반대방향으로 흐르도록 한다.
트랜지스터(FET11, FET12) 사이에서의 접속의 중간지점은 제어회로(12)의 음극측 전원 입력부에 접속된다. 제 7실시예에서, 전지패키지(70)의 다른 부품 및 장치들은 도 12에 도시된 제 5실시예에 따른 전지패키지(50)의 부품과 동일하게 구성된다.
제 7실시예에 따른 전지패키지(70)의 충전 및 방전작동은 그 플로우차트인 도 15를 참고하여 설명한다. 스텝(301)에서, 충전기 또는 부하장치에 접속되어 있는 경우, 전지패키지(70)의 작동이 시작된다. 그후, 처리절차는 스텝(302)으로 진행한다. 전지패키지(70)가 부하장치나 충전기에 접속되는 경우에, 충전처리나 방전처리가 실행되어야 하는지를 판별해야 한다. 그러므로, 스텝(302)에서는 모드가 충전모드 또는 방전모드로 설정되었는지를 판별한다.
스텝(302)에서 모드가 충전모드로 설정되는 경우에, 처리절차는 스텝(303)으로 진행하고, 이 단계에서 전지패키지(70)에 접속된 충전기는 소정전위를 가지며 충전기가 2차 전지(11)를 충전해야 하는지를 나타내는 제어신호를 발생하고, 발생된 제어신호를 단자(10c)를 거쳐서 전지패키지(70)의 외부신호 검출회로(51)로 공급한다. 처리절차는 스텝(304)으로 진행하여서, 외부신호 검출회로(51)가 공급된 제어신호를 판별하게 된다. 이 경우, 외부신호 검출회로(51)가 충전상태에 대응하는 전위를 검출하기 때문에, 처리절차는 스텝(305)으로 진행하고, 여기서 접속스위치(SW0)를 온상태로 설정한다. 접속스위치(SW0)가 온상태로 될때, 접속된 충전기 측으로부터의 파워서플라이가 전지패키지(70)내의 제어회로(12)에 공급된다. 상술하면, 충전기 측으로부터의 전원은 스위치(SW0)와 트랜지스터(FET11)의 기생다이오드(D11)를 거쳐서 제어회로(12)로 공급된다. 제어회로(12)는 공급된 전원에 의해 작동되어서, 외부신호 검출회로(51)로부터의 신호를 기초해서 충전작동이 실행되어야함을 판별한다. 처리절차는 스텝(306)으로 진행한다.
스텝(306)에서, 판별결과에 기초해서, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET11, FET12)를 오프상태로 설정한다. 처리절차는 스텝(307)으로 진행하여서, 제어회로(12)는 이 상태에서 2차 전지(11)의 전지전압을 검출한다. 처리절차는 스텝(308)으로 진행하여, 제어회로(12)는 전지전압이 통상의 충전을 가능케 하는 전압(기준전압) 이상인지 여부를 판별한다. 만일 스텝(308)에서 검출전압이 기준전압 이상이라고 판별하는 경우에, 처리절차는 스텝(310)으로 진행하게 되고, 트랜지스터(FET12)를 온상태로 설정한다. 그후, 처리절차는 스텝(311)으로 진행하여, 충전작동을 시작한다. 이때, 충전전류는 트랜지스터(FET12)와 기생다이오드(D11)를 통하여 흐른다.
반면, 스텝(308)에서 검출전압이 기준전압보다 낮다고 판별한다면, 처리절차는 스텝(309)으로 진행하여서, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET12)를 고 임피던스 상태로 설정한다. 그후, 처리절차는 스텝(307)으로 되돌아간다. 그후, 스텝(307, 308)에서의 처리가 반복된다. 만일 스텝(308)에서 검출전압이 기준전압 이상이라고 판별된다면, 처리절차는 스텝(310)으로 진행하여 충전작동을 시작한다.
스텝(302)에서의 모드가 방전모드로 설정된다면, 처리절차는 스텝(312)으로 진행하여서, 전지패키지(70)에 접속된 부하장치는 소정 전위를 가지며 부하장치가 2차 전지(11)를 방전해야함을 나타내는 제어신호를 발생하고, 발생된 제어신호를 단자(10c)를 거쳐서 전지패키지(70)의 외부신호 검출회로(51)로 공급한다. 처리절차가 스텝(313)으로 진행하여서, 외부신호 검출회로(51)가 공급된 제어신호를 판별한다. 이 경우, 외부신호 검출회로(51)가 방전상태에 대응하는 전위를 검출하므로, 처리절차는 스텝(314)으로 진행하여서, 접속스위치(SW0)를 온상태로 설정한다. 접속스위치(SW0)가 온상태로 될때, 2차 전지(11)로부터의 파워서플라이는 제어회로(12)로 공급된다. 상술하면, 2차 전지(11)로부터의 전원은 접속스위치(SW0)와 트랜지스터(FET12)의 기생다이오드(D12)를 거쳐서 제어회로(12)로 공급된다. 제어회로(12)는 공급된 전원에 의해 작동되어서, 외부신호 검출회로(51)로부터의 신호에 기초해서 방전작동이 실행되어야함을 판별한다. 처리절차는 스텝(315)으로 진행한다.
스텝(315)에서는, 판별결과에 기초해서, 제어회로(12)는 트랜지스터(FET11)를 고 임피던스 상태로 설정하고, 트랜지스터(FET2)를 온상태로 설정한다. 처리절차는 스텝(316)으로 진행하며, 제어회로(12)는 이 상태에서 2차 전지(11)의 출력전압을 검출한다. 처리절차는 스텝(317)으로 진행하고, 여기서 제어회로(12)는 출력전압이 방정하기에 적합한 전압(기준전압) 이상인지 여부를 판별한다. 만일 스텝(317)에서 검출전압값이 기준전압 이상이라고 판별한다면, 처리절차는스텝(318)으로 진행하게 되고, 따라서 제어회로(12)는 트랜지스터(FET1)를 온상태로 설정하고 트랜지스터(FET2)를 오프상태로 설정하게 된다. 처리절차는 스텝(319)으로 진행하고, 그 단계에서 방전작동을 시작한다.
스텝(317)에서 검출전압이 기준전압보다 낮다고 판별한다면, 처리절차는 스텝(320)으로 진행하고, 거기서 제어회로(12)는 소정시간동안 출력전압의 변화를 감시한다. 그후, 처리절차는 스텝(321)으로 진행하고, 거기서 제어회로(12)는 트랜지스터(FET11, FET12)를 오프상태로 설정하여, 방전작동을 중단한다.
제 7실시예에 따르면, 제 5실시예와 동일하게 스위치(SW1, SW2)가 설치되지 않기 때문에, 외부신호 검출회로에 의해 제어되는 스위치는 스위치(SW0)뿐이며, 따라서 스위치를 제어하기 위한 구성을 단순화할 수 있다. 기생다이오드(D11, D12)는 다이오드(D3, D4)로써 기능하기 때문에, 그 구성을 더욱 단순화할 수 있게 된다. 제 1실시예에서 설명된 바와같이, 제 7실시에에서, 제어회로(12)의 양극측 전원입력부는 스위치(SW0)를 설치하여 이용하지 않으면서 2차 전지(11)의 양전극에 직접 접속되어도 좋다.
본 발명의 제 8실시예에 따른 전지패키지는 도 16을 참고하여 설명된다. 제 8실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 16에서, 제 1, 제 6 및 제 7 실시예에 따른 전지패키지를 나타내는 도 2, 도 13 및 도 14에 도시된 것에 대응하는 동일한 부품 및 장치들은 동일한 도면부호로 표시되며, 그러므로, 그에 대한 상세한 설명은 불필요하다.
제 7실시예에 따른 전지패키지(70)와 동일하게, 도 16에 도시된 제 8실시예에 따른 전지패키지(80)는 충전 및 방전작동을 제어하는 절환수단이고, 전원을 제어회로(12)에 공급하는 절환수단으로서도 기능하는 전계효과트랜지스터를 가진다. 이 경우, 전지패키지(80)내 충전/방전 검출회로(61)는 제 6실시예에서 기술한 바와같이 충전 또는 방전 상태를 검출한다. 상술하면, 도 16에 도시된 바와같이, 저항기(R0)와 두 개의 전계효과 트랜지스터(FET11 FET12)는 음극측 단자(10b)와 2차 전지(11)의 음 전극 사이에 직렬로 접속된다. 이 경우, 트랜지스터(FET11, FET12)의 각각의 접속 방향은 제 1실시예에서 기술된 트랜지스터(FET1, FET2)의 접속방향과 반대로 설정된다.
충전/방전 검출회로(61)는 단자(10b)와 트랜지스터(FET11)와의 사이의 접속점에서의 전압과 트랜지스터(FET12)와 저항기(R0) 사이의 접속점에서의 전압과의 사이의 전위차(Vb)의 극성을 검출한다. 전위차(Vb)의 극성이 검출될때, 트랜지스터(FET12)상의 전압이 트랜지스터(FET11)보다 높다면, 충전/방전 검출회로(61)는 2차 전지(11)의 상태가 충전상태라고 검출한다. 전위차(Vb)의 극성이 검출될때, 트랜지스터(FET11)상의 전압이 트랜지스터(FET12)보다 높다면, 충전/방전 검출회로(61)는 2차 전지(11)의 상태가 방전상태라고 검출한다.
충전/방전 검출회로(61)는 검출상태에 의거한 정보를 제어회로(12)에 공급하고, 충전 및 방전 상태의 하나를 검출할때 접속스위치(SW0)를 접속된 상태로 설정되도록 제어한다.
이 제 8실시예에서, 전지패키지(80)의 다른 부품과 장치들은 도 14의 제 7실시예에 따른 전지패키지(70)와 동일하게 배열되어 있다.
제 8실시예에 따르면, 스위치(SW1, SW2)가 제 7실시예와 동일하게 제공되지 않기 때문에 외부신호 검출회로(61)에 의해 제어되는 스위치는 오직 스위치(SW0)뿐이고 이것은 그 범위에서 스위치를 제어하기 위한 배열을 단순화시킨다. 기생 다이오드(D11, D12)는 다이오드(D3, D4)로서 기능하기 때문에, 배열을 더욱 단순화시킬 수 있다. 또한, 전지패키지(80)내에서 충전 및 방전상태가 검출되기 때문에 이것은 2차 전지팩(80)의 배열을 단순화시킬 수 있다. 제 1실시예에서 기술한 바와같이, 제어회로(12)의 양극측 전원 입력장치는 스위치(SW0)가 제공되지 않고 2차 전지(11)의 양의 전극에 직접 접속되어도 좋다.
제 1실시예에서 제 8실시예까지에서 각각에 리튬이온 전지가 2차 전지로서 전지패키지에 채용되었으나, 다른 배열을 가지는 2차 전지도 전지패키지에 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 2차 전지가 충전될때 보호회로를 형성하는 제어수단에 외부로부터의 전원이 공급되기 때문에, 사용된 2차 전지의 잔여 용량과 무관하게 충전작동이 수행될 수 있다. 장착된 2차 전지는 2차 전지가 방전될때 전원을 제어수단에 공급하기 때문에, 방전작동을 만족스럽게 수행하는 것이 가능하다.
이 경우, 검출수단에 의해 검출된 상태에 따라 제어되는 또다른 스위치(예를들면 실시예에서 도시된 스위치(SW0))가 제공되면, 제어수단이 작동되지 않을때 제어수단은 단자측으로부터 완전히 분리될 수 있다. 따라서, 단자장치가 쇼트-회로(short circuit)인 경우에도 쇼트-회로로 인하여 제어수산이 손상되는 것이 방지될 수 있다.
상태 검출수단은 외부로부터의 신호를 검출하여, 충전상태나 방전상태를 검출하기 때문에, 외부로부터의 제어신호에 기초하여 충전작동과 방전작동을 만족스럽게 제어할 수 있다.
상태검출수단은 하나의 단자장치에서의 전압과 2차 전지에 걸친 전압 사이의 전위 차이의 극성을 검출하고 이에의해 충전상태나 방전상태를 검출하기 때문에, 단지 전지패키지 내에서 수행되는 검출처리를 채용함으로써 충전상태와 방전상태를 검출하는 것이 가능하고, 외부로부터의 제어신호의 공급이 불필요하게 되어, 전지패키지의 배열을 간단하게 한다.
충전 및 방전을 제어하기 위한 절환수단은 2차 전지의 충전에 사용되는 전류를 온·오프로 절환하는 제 1충전/방전 제어 절환수단과 2차 전지의 방전에 사용되는 전류를 온·오프로 절환하는 제 2충전/방전 제어 절환수단으로 형성되기 때문에, 전계효과 트랜지스터 등으로 형성된 두 절환수단을 채용함으로써 충전 및 방전작동을 만족스럽게 제어할 수 있다.
이 경우, 상태검출수단이 충전상태를 검출할때, 제 1충전/방전 제어절환수단은 전지 전압을 검출하기 위해 고 임피던스상태에 설정되고, 그후 제 1충전/방전 제어절환수단은 충전작동을 시작하기 위해 온-상태에 설정된다. 상태검출수단이 방전상태를 검출하는 때는, 제 2충전/방전 제어절환수단이 출력전압을 검출하기 위해 고 임피던스 상태로 설정되고 그후 제 2충전/방전 제어절환수단은 방전작동을 시작하기 위해 온-상태로 설정된다. 따라서, 2차 전지의 상태를 정확하게 결정하는 것이 가능하고 그후 충전 및 방전 작동을 수행하는 것이 가능하여, 과도한 충전과 과도한 방전을 방지한다.
전원을 제어수단에 제공하기 위해 제 1 및 제 2절환수단 대신에 다이오드가 접속되기 때문에, 전원을 제어수단에 공급하기 위한 제 1 및 제 2절환수단의 제어가 불필요하게 되고, 이것은 전지패키지의 구성을 간단하게 할 수 있다.
또한, 제 1 충전/방전 제어절환수단은 또한 파워서플라이를 제어수단에 공급하는 제 2절환수단으로서 기능하고, 제 2 충전/방전 제어절환수단은 또한 파워서플라이를 제어수단에 공급하는 제 2절환수단으로서 기능하기 때문에, 전지패키지의 배열을 더욱 단순화할 수 있다.
첨부도면의 참조하여, 본 발명의 선호되는 실시예를 기술하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되지 않고, 첨부되는 청구범위 내에 정의된 본 발명의 정신이나 범주를 벗어나지 않는 범위내에서 이 기술분야의 당업자에게는 다양한 변화와 변형이 이루어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (26)

  1. 외부기기와 연결된 단자수단과,
    전기 전하를 저장하고 활용하는 재충전 가능한 전지수단과,
    상기 재충전 가능한 전지수단의 충전상태와 방전상태 사이의 상태를 절환하는 절환수단과,
    충전작동이나 방전작동이 수행될 것인지를 나타내는 모드신호를 검출하는 충전/방전상태 검출수단과,
    상기 절환수단의 작동을 제어하는 제어수단과,
    상기 제어회로로의 전원 공급을 절환하고 상기 충전/방전 상태 검출회로에 의해 검출된 모드에 답하여 제어되는 제 1전원 절환수단과,
    상기 제어회로로의 전원 공급을 절환하고 상기 충전/방전 상태 검출수단에 의해 검출된 모드에 답하여 제어되는 제 2전원 절환수단과,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어회로로의 전원 공급을 절환하고 상기 충전/방전 상태 검출수단에 의해 검출된 모드에 답하여 제어되는 제 3전원 절환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 충전/방전 상태 검출수단은 외부기기에 의해 생성된 신호를 검출함으로써 충전/방전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 충전/방전 상태 검출수단은 상기 단자수단의 하나의 단자에서의 전압과 상기 재충전 가능한 전지수단의 하나의 전극에서의 전압 사이의 전위차의 극성을 검출함으로써 충전/방전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 충전/방전 상태 검출수단은 외부기기에 의해 생성된 신호를 검출함으로써 충전/방전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 충전/방전 상태 검출수단은 상기 단자수단의 하나의 단자에서의 전압과 상기 재충전 가능한 전지수단의 하나의 전극에서의 전압 사이의 전위차의 극성을 검출함으로써 충전/방전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 절환수단은 상기 재충전 가능한 전지수단을 충전하는데 사용되는 전류를 제어하는 제 1절환수단과, 상기 재충전 가능한 전지수단을 방전하는데 사용되는 전류를 제어하는 제 2절환수단과를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2절환수단은 전계효과 트랜지스터로 이루어진 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  9. 제 7항에 있어서,
    2차 전지팩이 상기 재충전 가능한 전지수단의 충전/방전전류에 따라서 전압을 검출하는 전압검출수단을 더 포함하고,
    상기 전압검출수단은 상기 충전/방전 상태 검출수단이 충전상태를 검출하면, 상기 제 1절환수단이 고-임피던스상태로 초기 설정되고 이어서 상기 전압검출수단이 소정전압이나 그 이상의 전압을 검출할때 그 온-상태로 설정되고, 상기 충전/방전 상태 검출수단이 방전상태를 검출하면, 상기 제 2절환수단이 고-임피던스상태로 초기 설정되고 이어서 상기 전압검출수단이 소정전압이나 그 이상의 전압을 검출할때 그 온-상태로 설정되는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2전력절환수단은 각각 다이오드로 형성된 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 충전/방전 상태 검출수단은 외부기기에 의해 생성된 신호를 검출함으로써 충전/방전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 충전/방전 상태 검출수단은 상기 단자수단의 하나의 단자에서의 전압과 상기 재충전 가능한 전지수단의 하나의 전극에서의 전압 사이의 전위차의 극성을 검출함으로써 충전/방전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  13. 외부기기에 연결된 단자수단과,
    전기 전하를 저장하고 이용하는 재충전 가능한 전지수단과,
    상기 재충전 가능한 전지수단을 충전하는데 사용되는 전류를 제어하는 제 1절환수단과,
    상기 재충전 가능한 전지수단을 방전하는데 사용되는 전류를 제어하는 제 2절환수단과,
    충전이 수행될지 방전이 수행될지를 나타내는 모드신호를 검출하는 충전/방전 상태 검출수단과,
    상기 제 1절환수단과 상기 제 2절환수단 사이에 제어수단의 파워서플라이 단자들의 하나가 접속된 상기 제 1 및 제 2 절환수단의 작동을 제어하는 제어수단과,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제어수단으로의 전원 공급을 절환하고 상기 충전/방전 상태 검출수단에 의해 검출된 모드에 따라서 제어되는 전력절환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 충전/방전 상태 검출수단은 외부기기에 의해 생성된 신호를 검출함으로써 충전/방전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 충전/방전 상태 검출수단은 상기 단자수단의 하나의 단자에서의 전압과 상기 재충전 가능한 전지수단의 하나의 전극에서의 전압 사이의 전위차의 극성을 검출함으로써 충전/방전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 충전/방전 상태 검출수단은 외부기기에 의해 생성된 신호를 검출함으로써 충전/방전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 충전/방전 상태 검출수단은 상기 단자수단의 하나의 단자에서의 전압과 상기 재충전 가능한 전지수단의 하나의 전극에서의 전압 사이의 전위차의 극성을 검출함으로써 충전/방전 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩.
  19. 부하장치나 충전기에의 접속을 검출하는 단계와,
    수행될 충전 또는 방전 모드를 검출하는 단계와,
    충전모드가 검출되면 상기 충전기에서 제어기로 전원이 공급되고 상기 절환수단이 충전모드로 설정되며, 방전모드가 검출되면 2차 전지로부터 제어수단으로 전원이 공급되고 상기 절환수단이 방전모드로 설정되는, 절환수단을 소정의 상태로 설정하는 단계와,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩의 충전/방전 작동을 제어하는 방법.
  20. 제 1항에 있어서,
    부하장치나 충전기에의 접속을 검출하는 단계와,
    수행될 충전 또는 방전 모드를 검출하는 단계와,
    충전모드가 검출되면 상기 충전기에서 제어기로 전원이 공급되고 2차 전지의 전압이 검출되고 검출된 전지전압이 소정 전압보다 높은 때는 절환수단이 충전모드로 설정되며, 방전모드가 검출되면 2차 전지로부터 제어수단으로 전원이 공급되고상기 2차 전지의 전압이 검출되고, 상기 절환수단이 방전모드로 설정되는, 절환수단을 소정의 상태로 설정하는 단계와,
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩의 충전/방전 작동을 제어하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 절환설정에서, 만일 방전모드가 검출되면, 전원은 2차 전지에서 제어수단으로 공급되고, 상기 2차 전지의 전압은 초기 검출되며, 검출전압이 소정 전압보다 낮을 때는 소정시간 후 상기 2차 전지의 전압이 다시 검출되며, 검출전압이 소정 전압보다 낮을 때는 상기 절환수단이 고-임피던스 상태로 설정되는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩의 충전/방전 작동을 제어하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    소정시간 후 상기 2차 전지의 전압이 다시 검출될때, 상기 2차 전지의 방전 전류의 변화가 상기 절환수단의 임피던스가 점진적으로 변화됨에 따라 측정되는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩의 충전/방전 작동을 제어하는 방법.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 고-임피던스 상태에서, 상기 절환수단의 전체가 실질적으로 오프-상태인 것을 특징으로 하는 2차 전지팩의 충전/방전 작동을 제어하는 방법.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기 고-임피던스 상태에서, 상기 절환수단은 주기적으로 번갈아 온-상태와 오프-상태로 설정되는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩의 충전/방전 작동을 제어하는 방법.
  25. 제 20항에 있어서,
    모드가 검출된 후, 상기 절환수단은 고-임피던스 상태로 설정되고, 그 다음 상기 2차 전지의 상태가 검출되며, 그후 상기 절환수단이 소정 모드로 설정되는 것을 특징으로 하는 2차 전지팩의 충전/방전 작동을 제어하는 방법.
  26. 외부기기와 연결된 단자수단과, 전기 전하를 저장하고 활용하는 재충전 가능한 전지수단과, 상기 재충전 가능한 전지수단의 충전상태와 방전상태 사이의 상태를 절환하는 절환수단과, 충전작동이나 방전작동이 수행될 것인지를 나타내는 모드신호를 검출하는 충전/방전상태 검출수단과, 상기 절환수단의 작동을 제어하는 제어수단과, 상기 제어회로로의 전원 공급을 절환하고 상기 충전/방전 상태 검출회로에 의해 검출된 모드에 답하여 제어되는 제 1전원 절환수단과, 상기 제어회로로의 전원 공급을 절환하고 상기 충전/방전 상태 검출수단에 의해 검출된 모드에 답하여 제어되는 제 2전원 절환수단과,를 포함하는 2차 전지팩과,
    상기 2차 전지팩에 접속된 전지단자수단과,
    외부 파워서플라이에 접속된 외부 파워서플라이 단자수단과,
    소정 작동을 수행하기 위하여 상기 전지단자수단이나 상기 외부 파워서플라이 단자수단에 접속된 기능회로수단과,
    를 포함하는 2차 전지를 가지는 것을 특징으로 하는 전자장치.
KR1019960053001A 1995-11-09 1996-11-08 2차 전지팩 KR100415763B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP95-291442 1995-11-09
JP29144295A JP3713770B2 (ja) 1995-11-09 1995-11-09 二次電池パック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970031144A KR970031144A (ko) 1997-06-26
KR100415763B1 true KR100415763B1 (ko) 2004-03-26

Family

ID=17768929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960053001A KR100415763B1 (ko) 1995-11-09 1996-11-08 2차 전지팩

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5783322A (ko)
JP (1) JP3713770B2 (ko)
KR (1) KR100415763B1 (ko)
TW (1) TW310483B (ko)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5742148A (en) * 1992-11-24 1998-04-21 Seiko Instruments Inc. Charge/discharge control circuit and chargeable electric power source apparatus
US5936384A (en) * 1997-06-09 1999-08-10 Ricoh Company, Ltd. Charge and discharge protection circuit and battery pack with high withstand voltage
US5883495A (en) * 1997-07-31 1999-03-16 National Semiconductor Corporation Bidirectional current control circuit suitable for controlling the charging and discharging of rechargeable battery cells
US6451463B1 (en) * 1997-10-06 2002-09-17 Reveo, Inc. Electro-chemical power generation systems employing arrays of electronically-controllable discharging and/or recharging cells within a unity support structure
JPH11215728A (ja) * 1998-01-28 1999-08-06 Sanyo Electric Co Ltd 充電回路及びパック電池
US6163131A (en) * 1998-04-02 2000-12-19 The Procter & Gamble Company Battery having a built-in controller
US6198250B1 (en) 1998-04-02 2001-03-06 The Procter & Gamble Company Primary battery having a built-in controller to extend battery run time
US6835491B2 (en) 1998-04-02 2004-12-28 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Battery having a built-in controller
US6118248A (en) * 1998-04-02 2000-09-12 The Procter & Gamble Company Battery having a built-in controller to extend battery service run time
US6074775A (en) * 1998-04-02 2000-06-13 The Procter & Gamble Company Battery having a built-in controller
US6100670A (en) * 1998-04-14 2000-08-08 Conexant Systems, Inc. Multi-functional battery management module operable in a charging mode and a battery pack mode
US6331763B1 (en) * 1998-04-15 2001-12-18 Tyco Electronics Corporation Devices and methods for protection of rechargeable elements
DE19837909C2 (de) * 1998-08-20 2001-05-17 Implex Hear Tech Ag Schutzvorrichtung für eine mehrfach nachladbare elektrochemische Batterie
JP3747647B2 (ja) * 1998-09-09 2006-02-22 ミツミ電機株式会社 二次電池保護回路
JP3358559B2 (ja) * 1998-10-01 2002-12-24 ミツミ電機株式会社 低電力消費回路及び二次電池保護回路
TW468295B (en) * 1999-04-15 2001-12-11 Seiko Instr Inc Charge/discharge controlling semiconductor device
US9397370B2 (en) 1999-06-25 2016-07-19 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Single and multiple cell battery with built-in controller
JP3935922B2 (ja) 1999-12-03 2007-06-27 富士通株式会社 二次電池の充放電制御回路
JP4126144B2 (ja) * 2000-05-11 2008-07-30 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 充電システム、インテリジェント電池、および充電方法
JP3445561B2 (ja) 2000-07-17 2003-09-08 株式会社東芝 コンピュータシステム
US20020154243A1 (en) * 2000-12-19 2002-10-24 Fife Keith Glen Compact digital camera system
JP2006505169A (ja) * 2002-10-29 2006-02-09 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ 双方向性２重ｎｍｏｓスイッチ
AU2003901730A0 (en) * 2003-04-11 2003-05-01 Cochlear Limited Power management system
US7605565B2 (en) * 2003-12-05 2009-10-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Battery pack with protection circuit
JP2006034032A (ja) * 2004-07-20 2006-02-02 Ricoh Co Ltd 二次電池を有する電池パック及びその電池パックを使用した充電システム装置
CN101171718B (zh) * 2005-03-11 2012-08-22 泰克蒂姆有限公司 双向电池充电控制器
JP2006331953A (ja) * 2005-05-27 2006-12-07 Mitsumi Electric Co Ltd 電池保護方法及び電池保護回路
US7595610B2 (en) * 2005-11-23 2009-09-29 Micropower Electronics Inc. Redundant battery protection system and method
JP2007200758A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Toshiba Corp 電池パック
US7605568B2 (en) * 2006-03-10 2009-10-20 Atmel Corporation Deep under voltage recovery in a battery pack
KR100927246B1 (ko) * 2006-09-11 2009-11-16 주식회사 엘지화학 점토 광물을 포함하고 있는 전극 합제 및 이를 사용한전기화학 셀
US20090047572A1 (en) * 2007-08-16 2009-02-19 Micropower Electronics, Inc. Controlled pressure release for packaged batteries and associated systems and methods
TWI416788B (zh) * 2010-11-03 2013-11-21 Ind Tech Res Inst 燃料電池系統
JP5747491B2 (ja) * 2010-12-08 2015-07-15 ソニー株式会社 蓄電システム、電動車両および電力システム
JP2013102649A (ja) * 2011-11-09 2013-05-23 Makita Corp バッテリパック
DK2815482T3 (en) * 2012-02-14 2018-07-30 Nokia Technologies Oy PROCEDURE AND CIRCUIT FOR BATTERY PROTECTION
JP5910172B2 (ja) * 2012-03-01 2016-04-27 株式会社Ｇｓユアサ スイッチ故障診断装置、電池パックおよびスイッチ故障診断プログラム、スイッチ故障診断方法
US20130266826A1 (en) * 2012-03-13 2013-10-10 Maxwell Technologies, Inc. Ultracapacitor/battery combination and bus bar system
US9041357B2 (en) * 2012-04-23 2015-05-26 Motorola Solutions, Inc. Apparatus for minimizing self-discharge of a smart battery pack
KR102063209B1 (ko) * 2013-09-16 2020-01-07 엘지전자 주식회사 이동 단말기와 그의 배터리 충전방법
JP2014030346A (ja) * 2013-09-18 2014-02-13 Canon Inc バッテリーパック
JP6398170B2 (ja) * 2013-10-11 2018-10-03 株式会社村田製作所 リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
EP3134641A1 (en) 2014-04-22 2017-03-01 Maxwell Technologies, Inc. System and methods for improved starting of combustion engines
CN105870990A (zh) * 2016-01-07 2016-08-17 乐视移动智能信息技术（北京）有限公司 可充电电池保护电路以及移动终端
JP2018052176A (ja) * 2016-09-26 2018-04-05 トヨタ自動車株式会社 車両の補機電池システム
US10749218B2 (en) * 2017-11-10 2020-08-18 Qualcomm Incorporated Circuitry for charging a multi-stack battery pack
JP6497475B1 (ja) 2018-08-31 2019-04-10 ミツミ電機株式会社 二次電池保護回路、二次電池保護装置、電池パック及び二次電池保護回路の制御方法
KR20220031362A (ko) * 2020-09-04 2022-03-11 삼성에스디아이 주식회사 돌입 전류를 저감하기 위한 충전 시스템 및 충전기
JP6947999B1 (ja) * 2021-05-11 2021-10-13 ミツミ電機株式会社 二次電池保護回路、電池パック、電池システム及び二次電池保護方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4085358A (en) * 1975-12-29 1978-04-18 Texas Instruments Incorporated Regulated DC to DC power supply with automatic recharging capability
US4992340A (en) * 1989-04-20 1991-02-12 Motorola, Inc. Intrinsic safe battery having self test capability
US5547775A (en) * 1991-04-26 1996-08-20 Sony Corporation Circuit for preventing overcharge and overdischarge of secondary batteries
FR2722031B1 (fr) * 1994-07-04 1996-08-23 Accumulateurs Fixes Dispositif regulateur pour batterie d'accumulateurs electriques
JP3498390B2 (ja) * 1994-12-01 2004-02-16 ソニー株式会社 充電方法及び充電装置
US5582928A (en) * 1994-12-30 1996-12-10 Texas Instruments Incorporated Supply batteries
JPH08196044A (ja) * 1995-01-17 1996-07-30 Sony Corp 充電器

Also Published As

Publication number Publication date
KR970031144A (ko) 1997-06-26
TW310483B (ko) 1997-07-11
JPH09140066A (ja) 1997-05-27
US5783322A (en) 1998-07-21
JP3713770B2 (ja) 2005-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100415763B1 (ko) 2차 전지팩
US5789900A (en) Device for protecting a secondary battery from overcharge and overdischarge
US11646569B2 (en) Secondary battery protection circuit, secondary battery protection apparatus and battery pack
KR100549813B1 (ko) 충전제어방법 및 충전제어장치
US5554919A (en) Charge/discharge circuit having a simple circuit for protecting a secondary cell from overcharging and overdischarging
US6624614B2 (en) Charge and discharge controller
KR100281534B1 (ko) 휴대용 컴퓨터의 배터리팩 선택 회로
US5760570A (en) Rechargeable battery apparatus
KR101182890B1 (ko) 배터리 팩 충전 제어 시스템
JPH11242966A (ja) バッテリパックの保護方法及び装置
KR100777884B1 (ko) 충방전 제어회로와 충전식 전원장치
JP3298600B2 (ja) 二次電池保護装置
KR20070087501A (ko) 충방전 보호 회로 및 전원 장치
JPH11150883A (ja) 充電装置、二次電池装置、充電システムおよび充電方法
US5397974A (en) Rechargeable battery overdischarge prevention circuit
US7436644B2 (en) Switching circuit, switching method, protective device and battery pack
US6066939A (en) Secondary battery pack
JP4075018B2 (ja) 電池パック
KR100328888B1 (ko) 충방전 제어회로
KR20190094714A (ko) 배터리 보호 회로 및 이를 포함하는 배터리 팩
JP2001112182A (ja) 二次電池の保護回路
JPH08190936A (ja) 二次電池の充放電保護装置
KR19990088303A (ko) 충방전제어회로및충전형전원장치
JPH10290530A (ja) 二次電池の保護回路
JP2799261B2 (ja) バッテリ充電制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131230

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141229

Year of fee payment: 12

LAPS Lapse due to unpaid annual fee