KR101035541B1

KR101035541B1 - 전지보호 장치, 및, 그것을 이용한 전지보호 시스템, 및,전지보호 방법

Info

Publication number: KR101035541B1
Application number: KR1020050000723A
Authority: KR
Inventors: 사쿠마가츠야; 아베슈헤이; 오오시타가즈히로; 데라다유키히로
Original assignee: 미쓰미덴기가부시기가이샤
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2011-05-23
Also published as: JP4135676B2; US20050242780A1; JP2005318736A; US7397221B2; KR20050104302A; CN100514743C; CN1691398A

Abstract

전지의 과충전, 과방전을 검출하고, 스위칭소자를 제어하는 전지보호 장치, 및, 전지보호 시스템, 및, 전지보호 방법에 관한 것으로, 각각 독립하여, 전지의 상태를 검출하고, 보호하면서, 회로구성을 간략화할 수 있는 전지보호 장치, 및, 전지보호 시스템, 및, 전지보호 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 직렬로 접속된 복수의 전지(111-1∼111-n)를 이상 상태로부터 보호하는 전지보호 시스템(100)에 있어서, 복수의 전지(111-1∼111-n)에 직렬로 접속된 스위칭소자(M1, M2)와, 복수의 전지(111-1∼111-n)에 대응하여 설치되고, 대응하는 전지(111-i)의 이상상태를 검출하고, 이상 검출 전류를 출력하는 복수의 전지보호 장치(113-1∼113-n)와, 전지보호 장치(113-i)로부터 출력되는 이상 검출 신호에 따라 스위칭소자(M1, M2)를 구동하는 드라이브 회로(114, 115)를 가지고, 전지보호 장치(113-i)는, 전지(111-i)의 이상을 검출하고, 이상이 검출되었을 때에, 이상 검출 신호를 출력하는 검출부(211, R21, R22, 231, 232)와, 외부로부터 전류가 입력되는 입력 단자(T15, T16)와, 입력 단자(T15, T16)에 입력된 전류를 전압으로 변환하는 전압변환부(233)와, 검출부(211, R21, R22, 231, 232)의 출력과 전압변환부(233)의 출력을 합성하는 합성부(M11∼M17, 234)와, 합성부(M11∼M17, 234)에서 합성된 합성 신호를 전류로 변환하는 전류변환부(M18, M19)와, 전류변환부(M18, M19)에서 변환된 전류를 출력하는 출력 단자(T13, T14)로 구성되고, 1개의 전지보호 장치(113-(i+1))의 출력 단자(T13, T14)를 다른 전지보호 장치(113-i)의 입력 단자(T15, T16)에 순서대로 접속하고, 최종단의 전지보호 장치(113-n)의 출력 단자(T13, T14)를 드라이브 회로(114, 115)에 접속한 것을 특징으로 한다.

전지, 과충전, 과방전, 스위칭소자, 필터회로, 전지보호 시스템, 보호IC, 드라이브 회로, 지연회로

Description

전지보호 장치, 및, 그것을 이용한 전지보호 시스템, 및, 전지보호 방법{BATTERY PROTECTION APPARATUS AND BATTERY PROTECTION SYSTEM USING THE SAME AND BATTERY PROTECTION METHOD}

도 1은, 본 발명의 1실시예의 시스템 구성도이다.

도 2는, 보호IC(113-i)의 블록 구성도이다.

도 3은, 과충전 검출회로(212)의 회로 구성도이다.

도 4는, 과방전 검출회로(213)의 회로 구성도이다.

도 5는, 드라이브 회로(114)의 회로 구성도이다.

도 6은, 보호IC를 단독으로 사용할 경우의 블록 구성도이다.

도 7은, 종래의 1예의 블록 구성도이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100 전지보호 시스템 111-1∼111-n, 111-i 전지

112-1∼112-n, 112-i 필터 회로 113-1∼113-n, 113-i 보호IC

114,115 드라이브 회로 231 콤퍼레이터

232 지연회로 233, 234 전류원

M11∼M19 MOS트랜지스터 R11, R12 저항

T11∼T16 단자

본 발명은 전지보호 장치, 및, 그것을 이용한 전지보호 시스템, 및, 전지보호 방법에 관한 것으로, 특히, 전지의 과충전, 과방전을 검출하고, 스위칭소자를 제어하는 전지보호 장치, 및, 전지보호 시스템, 및, 전지보호 방법에 관한 것이다.

리튬 이온 전지는, 그 에너지밀도나 충방전 특성으로 충전을 행해서, 반복 사용하는 2차전지로서 주목받고 있다. 그러나, 리튬 이온 전지는, 과방전, 과충전 등에 의해 그 특성이 열화하기 쉬우므로, 전지보호 시스템에 의해 보호할 필요가 있었다.

도 7은 종래의 1예의 블록 구성도를 도시한다.

종래의 전지보호 시스템(1)에 있어서, n개의 전지(11)를 직렬로 접속해서 이용할 경우, 보호IC(12)에 의해, n개의 전지(11), 각각의 양단을 단자(T11∼Tn+1)에 접속해서 감시한다. 보호IC(12)는, n개의 전지(11)의 과방전 또는 과충전 상태를 검출하면, 단자(T21, T22)로부터 드라이브 회로(13, 14)에 이상 검출 신호를 공급한다. 드라이브 회로(13, 14)는, 보호IC(12)의 단자(T21, T22)로부터의 이상 검출 신호에 따라 MOS트랜지스터(M1, M2)의 게이트 전압을 제어하고, MOS트랜지스터(M1, M2)를 오프한다. MOS트랜지스터(M1, M2)는, 그 드레인-소스가 전지(11)와 단자(T1)와의 사이에 직렬로 접속되어 있다. MOS트랜지스터(M1, M2)가 오프함으로써, 전지(11)와 단자(T1)가 절단되어, 방전 또는 충전이 정지되고, 과방전, 과충전으로 부터 전지(11)를 보호하고 있었다.

도 7에 도시한 바와 같은 전지보호 시스템(1)에서는, 1개의 보호IC(12)에 의해 직렬접속된 전지의 보호를 행할 필요가 있고, 전지의 수가 증가했을 때에, 보호IC(12)에 고전압이 인가되게 되므로, 보호IC(12)가 전압에 견딜 수 없게 되기 때문에, 겨우 몇 단 직렬접속된 전지의 보호밖에 할 수 없었다. 이 때문에, 직렬 다단 접속된 전지의 보호가 가능한 전지보호 시스템이 요구되고 있다.

직렬 다단 접속된 전지의 보호가 가능한 전지보호 시스템으로서, 검출 부분을 각 전지마다 블록화하여 이상 검출을 행하고, 이상 검출 정보를 고전위측으로부터 저전위측으로 순서대로 송신하고, 최종단의 블록으로부터 출력된 이상 검출 정보에 의해, 전지에 직렬로 접속된 스위치소자를 오프하고, 전지의 보호를 행하는 시스템이 제안되고 있었다.(예를 들면, 특허문헌 1참조)

(특허문헌1:일본국 특개2001-307782호 공보)

그런데, 종래의 전지관리 시스템에서는, 인접하는 보호 블록의 전압을 검출하여 레벨시프트를 행하고 있었기 때문에, 블록을 독립해서 구동할 수 없고, 또, 배선이 복잡해지는 등의 과제가 있었다.

또, 종래의 전지관리 시스템에서는, 복수의 보호 블록을 소정의 순서로 접속할 필요가 있었기 때문에, 본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 간단한 회로구성으로, 각각 독립하여, 각 전지의 상태를 검출할 수 있는 전지보호 장치, 및, 전지보호 시스템, 및, 전지보호 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 직렬로 접속된 복수의 전지(111-1∼111-n)를 이상 상태로부터 보호하는 전지보호 시스템(100)에 있어서, 복수의 전지(111-1∼111-n)에 직렬로 접속된 스위칭소자(M1, M2)와, 복수의 전지(111-1∼111-n)에 대응하여 설치되고, 대응하는 전지(111-i)의 이상 상태를 검출하고, 이상 검출 전류를 출력하는 복수의 전지보호 장치(113-1∼113-n)와, 전지보호 장치(113-i)로부터 출력되는 이상 검출 신호에 따라 스위칭소자(M1, M2)를 구동하는 드라이브 회로(114, 115)를 가지고, 전지보호 장치(113-i)는, 전지(111-i)의 이상을 검출하고, 이상이 검출되었을 때에, 이상 검출 신호를 출력하는 검출부(211, R21, R22, 231, 232)와, 외부로부터 전류가 입력되는 입력 단자(T15, T16)와, 입력 단자(T15, T16)에 입력된 전류를 전압으로 변환하는 전압변환부(233)와, 검출부(211, R21, R22, 231, 232)의 출력과 전압변환부(233)의 출력을 합성하는 합성부(M11∼M17, 234)와, 합성부(M11∼M17, 234)에서 합성된 합성 신호를 전류로 변환하는 전류변환부(M18, M19)와, 전류변환부(M18, M19)에서 변환된 전류를 출력하는 출력 단자(T13, T14)로 구성되고, 1개의 전지보호 장치(113-(i+1))의 출력 단자(T13, T14)를 다른 전지보호 장치(113-i)의 입력 단자(T15, T16)에 순서대로 접속하고, 최종단의 전지보호 장치(113-n)의 출력 단자(T13, T14)를 드라이브 회로(114, 115)에 접속한 것을 특징으로 한다.

전지보호 장치(113-1∼113-n)는, 1칩의 반도체 집적회로로 구성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 참조 부호는, 어디까지나 참고이며, 이것에 의해, 특허청구범위가 한정되는 것은 아니다.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

〔시스템 구성〕

도 1은 본 발명의 1실시예의 시스템 구성도를 도시한다.

본 실시예의 전지보호 시스템(100)은, n개의 전지(111-1∼111-n), MOS트랜지스터(M1, M2), 저항(R1, R2), 필터 회로(112-1∼112-n), 보호IC(113-1∼113-n), 드라이브 회로(114, 115)로 구성되어 있다.

n개의 전지(111-1∼111-n)는, 직렬접속되어 있다. 직렬접속된 n개의 전지(111-1∼111-n)의 일단은, 소스-드레인간이 직렬접속된 MOS트랜지스터(M1, M2)를 통해 단자(T1)에 접속되어 있다. 또, 직렬접속된 n개의 전지(111-1∼111-n)의 타단은, 단자(T2)에 접속되어 있다.

필터 회로(112-1∼112-n), 보호IC(113-1∼113-n)는, 전지(111-1∼111-n)에 대응하여 설치되어 있다.

〔필터 회로(112-i)〕

필터 회로(112-i)는, 필터 회로(112-1∼112-n) 중의 1개의 필터 회로를 나타내고 있다.

필터 회로(112-i)는, 저항(R11)과 캐패시터(C11)로 구성되어 있고, 전지(111-i)의 양단에 접속되어서, 전지(111-i)에 발생하는 전압의 노이즈 성분을 제거한다.

〔보호IC(113-i)〕

도 2는 보호IC(113-i)의 블록 구성도를 도시한다.

보호IC(113-i)는, 보호IC(113-1∼113-n) 중의 1개의 보호IC를 도시하고 있고, 1칩의 반도체 집적회로로 구성된다. 보호IC(113-i)는, 전지(111-i)의 과충전 및 과방전을 검출하고, MOS트랜지스터(M1, M2)를 제어하는 회로이며, 기준전압 생성회로(211), 과충전 검출회로(212), 과방전 검출회로(213)로 구성되어 있다. 보호IC(113-i)의 단자(T11, T12)에는, 필터 회로(112-i)에 의해 노이즈 성분이 제거된 전압이 전지(111-i)로부터 인가된다.

〔기준전압 생성회로(211)〕

기준전압 생성회로(211)는, 전류원(221), 및, 정전압 다이오드(Dz)로 구성되어 있고, 단자(T11)와 단자(T12)와의 사이에 접속되고, 전지(111-i)의 양단의 전압으로부터 기준전압(Vref)을 생성한다. 기준전압 생성회로(211)에서 생성된 기준전압(Vref)은, 과충전 검출회로(212) 및 과방전 검출회로(213)에 공급된다.

〔과충전 검출회로(212)〕

도 3은 과충전 검출회로(212)의 회로구성도를 도시한다.

과충전 검출회로(212)는, 콤퍼레이터(231), 지연회로(232), 전류원(233, 234), 저항(R21, R22), MOS트랜지스터(M11∼M19)로 구성된다.

저항(R21) 및 저항(R22)은, 단자(T11)와 단자(T12)와의 사이에 직렬로 접속되고, 단자(T11)와 단자(T12)와의 사이에 인가되는 전압을 분압하고, 검출 전압(Vs)을 생성하기 위한 분압 회로를 구성하고 있다. 검출 전압(Vs)은, 저항(R21)과 저항(R22)과의 접속점으로부터 출력되고 있고, 콤퍼레이터(231)의 비반전 입력단자 에 인가된다. 콤퍼레이터(231)의 반전 입력단자에는, 기준전압 생성회로(212)로부터 기준전압(Vref)이 인가되고 있다.

콤퍼레이터(231)는, 히스테리시스 콤퍼레이터로 구성되어 있고, 검출 전압(Vs)이 기준 전압(Vref)보다 충분히 커지면, 출력을 하이 레벨로 하고, 검출 전압(Vs)이 기준 전압(Vref)보다 충분히 작아지면, 출력을 로우 레벨로 한다.

콤퍼레이터(231)의 출력은, 지연회로(232)에 공급된다. 지연회로(232)는, 콤퍼레이터(231)의 출력을 지연시켜서 출력한다.

단자(T15)는, 전류원(233)을 통해 단자(T12)에 접속되어 있다. 단자(T15)에는, 외부로부터 전류가 공급된다. 단자(T15)에 공급되는 전류가 클 때에는, 단자(T15)와 전류원(233)과의 접속점의 전위는 하이 레벨이 되고, 단자(T15)에 공급되는 전류가 작을 때에는, 단자(T15)와 전류원(233)과의 접속점의 전위는 로우 레벨이 된다.

MOS트랜지스터(M11∼M14)는, NOR게이트를 구성하고 있고, 지연회로(232)의 출력과 단자(T15)와 전류원(233)과의 접속점의 전위와의 N0R논리를 출력한다. 또, MOS트랜지스터(M15)와 MOS트랜지스터(M16)는, MOS트랜지스터(M11∼M14)에 의해 구성되는 NOR게이트의 출력을 반전하는 인버터를 구성하고 있다. 또한, MOS트랜지스터(M17)와 전류원(234)은, 출력 회로를 구성하고 있고, MOS트랜지스터(M15, M16)에 의해 구성되는 인버터의 출력단으로서 작용한다.

또, MOS트랜지스터(M18, M19)는, 커런트 미러 회로를 구성하고 있고, MOS트랜지스터(M17)와 전류원(234)에 의해 구성되는 출력 회로의 출력을 되풀이하고, 단 자(T13)로부터 출력한다.

다음으로, 과충전 검출회로(212)의 동작을 설명하겠다.

전지(111-i)가 과충전 상태가 되고, 검출 전압(Vs)이 기준 전압(Vref)보다 커지면, 콤퍼레이터(231)의 출력이 하이 레벨이 된다. 콤퍼레이터(231)의 출력이 하이 레벨이 되면, 지연회로(232)에 의해 소정 시간 지연된 후, 지연회로(232)의 출력이 하이 레벨이 된다.

지연회로(232)의 출력이 하이 레벨이 되면, MOS트랜지스터(M11∼M14)에 의해 구성되는 NOR게이트의 출력이 단자(T15)의 상태에 상관없이, 로우 레벨이 된다. MOS트랜지스터(M11∼M14)에 의해 구성되는 NOR게이트의 출력이 로우 레벨이 되면, MOS트랜지스터(M15, M16)로 구성되는 인버터의 출력이 하이 레벨이 된다.

MOS트랜지스터(M15, M16)로 구성되는 인버터의 출력이 하이 레벨이 되면, 전류원(234)과 함께 출력 회로를 구성하는 MOS트랜지스터(M17)가 오프하고, MOS트랜지스터(M18, M19)로 구성되는 커런트 미러 회로로부터 전류가 끌어들여진다. 이것에 의해, 단자(T13)로부터 외부로 전류가 출력된다.

이상에 의해, 단자(T11)와 단자(T12)와의 사이에 접속된 전지(111-i)의 과충전 상태를 검출하고, 단자(T13)에 반영할 수 있다.

또, 단자(T15)에 외부로부터 전류가 공급되면, 단자(T15)와 전류원(233)과의 접속점의 전위가 하이 레벨이 된다. 단자(T15)와 전류원(233)과의 접속점의 전위가 하이 레벨이 되면, MOS트랜지스터(M11∼M14)에 의해 구성되는 NOR게이트의 출력이 지연회로(232)의 출력에 상관없이, 로우 레벨이 된다. MOS트랜지스터(M11∼ M14)에 의해 구성되는 NOR게이트의 출력이 로우 레벨이 되면, MOS트랜지스터(M15, M16)로 구성되는 인버터의 출력이 하이 레벨이 된다.

이상에 의해, 단자(T15)의 상태를 단자(T13)에 반영할 수 있다.

〔과방전 검출회로(213)〕

다음으로, 과방전 검출회로(213)에 대하여 설명하겠다.

도 4는 과방전 검출회로(213)의 회로구성도를 도시한다. 동일 도면 중, 도 3과 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략하겠다.

과방전 검출회로(213)는, 도 3에 도시한 과충전 검출회로(212)와 대략 같은 구성이며, 도 3에 도시한 과충전 검출회로(212)에 있어서, 저항(R11)과 저항(R12)과의 접속점을 콤퍼레이터(231)의 반전 입력 단자에 접속하고, 기준전압 생성회로(211)에서 생성된 기준 전압(Vref)을 콤퍼레이터(231)의 비반전 입력 단자에 접속한 구성이다.

여기에서, 과방전 검출회로(213)의 동작을 설명하겠다.

전지(111-i)가 과방전 상태가 되고, 검출 전압(Vs)이 기준 전압(Vref)보다 작아지면, 콤퍼레이터(231)의 출력이 하이 레벨이 된다. 콤퍼레이터(231)의 출력이 하이 레벨이 되면, 지연회로(232)에 의해 소정 시간 지연된 후, 지연회로(232) 의 출력이 하이 레벨이 된다.

지연회로(232)의 출력이 하이 레벨이 되면, MOS트랜지스터(M11∼M14)에 의해 구성되는 NOR게이트의 출력이 단자(T16)의 상태에 상관없이, 로우 레벨이 된다. MOS트랜지스터(M11∼M14)에 의해 구성되는 NOR게이트의 출력이 로우 레벨이 되면, MOS트랜지스터(M15, M16)로 구성되는 인버터의 출력이 하이 레벨이 된다.

MOS트랜지스터(M15, M16)로 구성되는 인버터의 출력이 하이 레벨이 되면, 전류원(234)과 함께 출력 회로를 구성하는 MOS트랜지스터(M17)가 오프하고, MOS트랜지스터(M18, M19)로 구성되는 커런트 미러 회로로부터 전류가 끌어들여진다. 이것에 의해, 단자(T14)로부터 외부로 전류가 출력된다.

이상에 의해, 단자(T11)와 단자(T12)와의 사이에 접속된 전지(111-i)의 과방전 상태를 검출하고, 단자(T14)에 반영할 수 있다.

또, 단자(T16)에 외부로부터 전류가 공급되면, 단자(T16)와 전류원(233)과의 접속점의 전위가 하이 레벨이 된다. 단자(T16)와 전류원(233)과의 접속점의 전위가 하이 레벨이 되면, MOS트랜지스터(M11∼M14)에 의해 구성되는 NOR게이트의 출력이 지연회로(232)의 출력에 상관없이, 로우 레벨이 된다. MOS트랜지스터(M11∼M14)에 의해 구성되는 NOR게이트의 출력이 로우 레벨이 되면, MOS트랜지스터(M15, M16)로 구성되는 인버터의 출력이 하이 레벨이 된다.

MOS트랜지스터(M15, M16)로 구성되는 인버터의 출력이 하이 레벨이 되면, 전류원(234)과 함께 출력 회로를 구성하는 MOS트랜지스터(M17)가 오프하고, MOS트랜지스터(M18, M19)로 구성되는 커런트 미러 회로로부터 전류가 끌어들여진다. 이것 에 의해, 단자(T14)로부터 외부로 전류가 출력된다.

이상에 의해, 단자(T16)의 상태를 단자(T14)에 반영할 수 있다.

보호IC(113-i)는, 전지(111-i)가 과충전 상태가 되었을 때, 또는, 단자(T15)에 외부로부터 전류가 공급된 상태에서는, 단자(T13)로부터 전류가 출력되고, 전지(111-i)가 과방전 상태가 되었을 때, 또는, 단자(T16)에 외부로부터 전류가 공급된 상태에서는, 단자(T14)로부터 전류가 출력된다.

이 때, 보호IC(113-i)는, 단자(T11, T12)에 인가되는 전지(111-i)로부터 공급되는 전압에 의해서만 구동된다. 이 때문에, 보호IC(113-i)는, 1개의 전지(111-i)로부터 인가되는 전압정도의 내압이 보증되어 있다면 좋다.

보호IC(113-1∼113-n)는, 전단의 보호IC(113-(i-1))의 단자(T13)와 다음단의 보호IC(113-i)의 단자(T15)가 접속되고, 전단의 보호IC(113-(i-1))의 단자(T14)와 다음단의 보호IC(113-i)의 단자(T16)가 접속된 구성으로 되어 있다.

또한, 초단의 보호IC(113-1)의 단자(T15, T16)는 개방 상태로 되고, 최종단의 보호IC(113-n)의 단자(T13)는 드라이브 회로(114)에 접속되고, 최종단의 보호IC(113-n)의 단자(T14)는 드라이브 회로(115)에 접속된다.

도 5는 드라이브 회로(114)의 회로도를 도시한다.

드라이브 회로(114)는, n채널 MOS트랜지스터(M31, M32), 저항(R31, R32)으로 구성되어 있다. n채널 MOS트랜지스터(M31)는, 드레인이 저항(R31)을 통해 단자(T11)에 접속되고, 소스가 단자(T2)와의 사이에 접속되고, 게이트가 최종단의 보호IC(113-n)의 단자(T13)에 접속되어 있다. 저항(R32)은, n채널 MOS트랜지스터(M42) 의 게이트와 단자(T2)와의 사이에 접속되어 있다. n채널 MOS트랜지스터(M32)는, 소스-드레인이 MOS트랜지스터(M2)의 게이트와 단자(T2)와의 사이에 접속되고, 게이트가 저항(R31)과 MOS트랜지스터(M31)의 드레인과 접속점에 접속되어 있다.

드라이브 회로(114)는, 전지(111-1∼111-n) 중의 적어도 1개의 전지(111-i)가 과충전 상태가 되고, 최종단의 보호IC(113-n)의 단자(T13)로부터 전류가 출력되면, 저항(R31)에 전류가 흐르고, MOS트랜지스터(M31)의 게이트가 하이 레벨이 된다. MOS트랜지스터(M31)는 게이트가 하이 레벨이 되면 온한다. MOS트랜지스터(M31)가 온하면, MOS트랜지스터(M32)의 게이트가 로우 레벨이 된다.

MOS 트랜지스터(M32)는 게이트가 로우 레벨이 되면 오프한다. MOS트랜지스터(M32)가 오프함으로써, MOS트랜지스터(M32)의 드레인 전위가 하이 레벨이 된다. 이것에 의해, MOS트랜지스터(M2)의 게이트가 하이 레벨이 된다. MOS트랜지스터(M2)는, p채널 MOS트랜지스터이므로, 게이트가 하이 레벨이 됨으로써, 오프하고, 단자(T1)와 전지(111-1)와의 접속을 절단한다. 이것에 의해, 전지(111-1∼111-i)의 충전이 정지된다.

또한, 드라이브 회로(115)는, 도 4에 도시하는 드라이브 회로(114)와 같은 구성이므로, 그 설명은 생략한다. 드라이브 회로(115)는, 최종단의 보호IC(113-n)의 단자(T14)로부터 전류가 공급되었을 때에, 과방전 상태라고 판단하여, MOS트랜지스터(M1)를 오프시킨다. 이것에 의해, 전지(111-1∼111-n)의 방전이 정지된다.

또, 본 실시예에서는, 직접 접속된 전지(111-1∼111-n)를 보호하기 위해서,보호IC(113-1∼113-n)의 단자(T13, T14)와 단자(T15)와 단자(T16)를 순서대로 접속 하는 구성에 대하여 설명하였지만, 본 실시예의 보호IC는, 단독으로도 사용가능하다.

도 6은 보호IC를 단독으로 사용할 경우의 블록 구성도를 도시한다. 동일 도면 중, 도 1과 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

본 변형예의 전지보호 시스템(200)은, 하나의 전지(111)를 보호IC(113)로 보호하는 시스템이다. 보호IC(113)는, 단자(T11)와 단자(T12)가 필터 회로(112)를 통해 전지(111)의 양단에 접속되어 있다. 또, 보호IC(113)는, 단자(T13)가 드라이브 회로(114)를 통해 MOS트랜지스터(M2)에 접속되고, 단자(T14)가 드라이브 회로(115)를 통해 MOS트랜지스터(M1)에 접속되어 있다. 또한, 보호IC(113)는, 단자(T15, T16)는, 개방 상태로 되어 있다.

보호IC(113)는, 단자(T11)와 단자(T12)와의 사이의 전압을 검출하고, 전지(111)의 과충전 상태 및 과방전 상태를 검출하고, MOS트랜지스터(M1, M2)를 제어하여, 전지(111)를 과충전 및 과방전으로부터 보호한다.

이렇게, 본 실시예의 보호IC(113)에 의하면, 그대로, 1개의 전지(111)의 보호에 이용하는 것이 가능하다.

또, 본 실시예에서는, 보호IC에 과충전 검출회로 및 과방전 검출회로를 탑재한 예에 대하여 설명하였지만, 도 2에 도시한 회로를 이용해서 과전류검출회로를 탑재하도록 하여도 좋다.

또, 본 실시예에서는, 전위가 높은 위치에 배치된 전지(111-(i-1))를 보호하는 보호IC(113-(i-1))의 단자(T13, T14)를 다음으로 전위가 낮은 위치에 배치된 전 지(111-i)의 보호IC(113-(i-1))의 단자(T15, T16)에 접속하도록 하였지만, 본 실시예의 보호IC는, 레벨 시프트 등을 행할 필요가 없으므로, 1개의 보호IC(113-i)의 단자(T13, T14)를 다른 보호IC(113-j)의 단자(T15, T16)에 순서대로 접속하고, 초단의 보호IC의 단자(T13, T14)를 개방하고, 최종단의 보호IC의 단자(T15, 16)를 드라이브 회로(114, 115)에 접속하면 되고, 감시하고 있는 전지(111-i, 111-j)의 전위는 고려할 필요는 없다. 또한, 보호IC(113-j)는, 보호IC(113-1∼113-n) 중의 보호IC(113-i)를 제외한, 임의의 보호IC를 나타내고 있다.

본 발명에 의하면, 직렬로 접속된 복수의 전지에 대응하여 설치된 복수의 전지보호 장치의 1개의 전지보호 장치의 출력 단자를 다른 전지보호 장치의 입력 단자에 순서대로 접속하고, 최종단의 전지보호 장치의 출력 단자를 드라이브 회로에 접속하고, 드라이브 회로에 의해 스위치소자를 스위칭함으로써, 간단한 회로구성으로, 각각 독립하여, 각 전지의 상태를 검출하고, 복수의 전지의 보호를 행할 수 있다.

Claims

전지를 이상 상태로부터 보호하는 전지보호 장치에 있어서,

상기 전지의 이상을 검출하고, 이상이 검출되었을 때에, 이상 검출 신호를 출력하는 검출부와,

외부로부터 전류가 입력되는 입력 단자와,

상기 입력 단자에 입력된 전류를 전압으로 변환하는 전압변환부와,

상기 검출부의 출력과 상기 전압변환부의 출력을 합성하는 합성부,

상기 합성부에서 합성된 합성 신호를 전류로 변환하는 전류변환부와,

상기 전류변환부에서 변환된 전류를 출력하는 출력 단자를 가지는 것을 특징으로 하는 전지보호 장치.
제 1 항에 있어서, 1칩의 반도체 집적회로로 구성된 것을 특징으로 하는 전지보호 장치.
직렬로 접속된 복수의 전지를 이상 상태로부터 보호하는 전지보호 시스템에 있어서,

상기 복수의 전지에 직렬로 접속된 스위칭소자와,

상기 복수의 전지에 대응하여 설치되고, 대응하는 전지의 이상 상태를 검출하고, 이상 검출 전류를 출력하는 복수의 전지보호 장치와,

상기 전지보호 장치로부터 출력되는 이상 검출 신호에 따라 상기 스위칭소자를 구동하는 드라이브 회로를 가지고,

상기 전지보호 장치는,

상기 전지의 이상을 검출하고, 이상이 검출되었을 때에, 이상 검출 신호를 출력하는 검출부와,

외부로부터 전류가 입력되는 입력 단자와,

상기 입력 단자에 입력된 전류를 전압으로 변환하는 전압변환부와,

상기 검출부의 출력과 상기 전압변환부의 출력을 합성하는 합성부,

상기 합성부에서 합성된 합성 신호를 전류로 변환하는 전류변환부와,

상기 전류변환부에서 변환된 전류를 출력하는 출력 단자로 구성되고,

1개의 전지보호 장치의 상기 출력 단자를 다른 전지보호 장치의 상기 입력 단자에 순서대로 접속하고, 최종단의 전지보호 장치의 상기 출력 단자를 상기 드라이브 회로에 접속한 것을 특징으로 하는 전지보호 시스템.
제 3 항에 있어서, 상기 전지보호 장치는, 1칩의 반도체 집적회로로 구성된 것을 특징으로 하는 전지보호 시스템.
직렬로 접속된 복수의 전지를 이상 상태로부터 보호하는 전지보호 방법에 있어서,

상기 전지의 이상을 검출하고, 이상이 검출되었을 때에, 이상 검출 신호를 출력하는 검출부와,

외부로부터 전류가 입력되는 입력 단자와,

상기 입력 단자에 입력된 전류를 전압으로 변환하는 전압변환부와,

상기 검출부의 출력과 상기 전압변환부의 출력을 합성하는 합성부,

상기 합성부에서 합성된 합성 신호를 전류로 변환하는 전류변환부와,

상기 전류변환부에서 변환된 전류를 출력하는 출력 단자로 구성된 전지보호 회로를 상기 복수의 전지에 대응하여 설치하고,

1개의 전지보호 장치의 상기 출력 단자를 다른 전지보호 장치의 상기 입력 단자에 순서대로 접속하고, 최종단의 전지보호 장치의 상기 출력 단자로부터 출력되는 전류에 따라 상기 복수의 전지에 직렬로 접속된 스위칭소자를 제어하고, 상기 복수의 전지를 보호하는 것을 특징으로 하는 전지보호 방법.