KR101088896B1 - 배터리용 전자식 퓨즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배터리에 연결되어, 배터리의 전원상태에 이상이 발생된 경우, 즉, 배터리가 과전류를 방전하거나, 과방전으로 전원 용량이 부족해지는 경우에 이를 감지하여 배터리와 부하측의 전기적 연결을 차단하여 부하측과 배터리를 보호하는 전자식 퓨즈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구성으로 이루어져 제조원가를 획기적으로 낮추고, 배터리 전원상태가 정상 상태로 되면 자동으로 복귀되어 재사용이 가능하고, 퓨즈 기능을 위한 전원 소모는 최소화한 전자식 퓨즈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 배터리용 전자식 퓨즈는 배터리와 부하측을 직렬연결하고, 스위칭하여 배터리 전원의 부하측으로의 공급을 제어하는 제1스위칭소자; 상기 배터리에 병렬연결되어 배터리의 전원상태에 따라 스위칭되고, 자신의 스위칭에 동기되어 상기 제1스위칭소자를 스위칭시키는 제2스위칭소자;를 포함하여 이루어진다.

Description

배터리용 전자식 퓨즈{Electronic fuse device for battery}

본 발명은 배터리에 연결되어, 배터리의 전원상태에 이상이 발생된 경우, 즉, 배터리가 과전류를 방전하거나, 과방전으로 전지 전압이 과도하게 저하되는 경우에 이를 감지하여 배터리와 부하측의 전기적 연결을 차단하여 부하측과 배터리를 보호하는 전자식 퓨즈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구성으로 이루어져 제조원가를 획기적으로 낮추고, 배터리 전원상태가 정상 상태로 되면 자동으로 복귀되어 재사용이 가능하고, 퓨즈 기능을 위한 전원 소모는 최소화한 전자식 퓨즈에 관한 것이다.

현재 수많은 전자기기들이 휴대성과 무선화를 위해 상용전원이 아닌 배터리(battery)를 그 주전원으로 사용하고 있다.

최근 수건의 노트북 컴퓨터용 배터리의 발화사고에 따라 배터리의 안전성 문제에 대한 인식이 대중화되고 있다.

배터리가 합선, 과방전, 과충전 등의 원인으로 비정상적인 전원을 부하측으로 공급하게 되면 부하측 전자기기에 소손이 발생하거나 오동작 하게 될 위험이 높을 뿐만 아니라, 현재 사용되는 배터리들 중 일부는 1,2차전지의 구분 없이 합선, 과방전, 과충전 등의 비정상적인 전원 상태에서 파열 또는 발화 등의 잠재적 위험성을 내재하고 있기 때문에 다양한 안전장치의 도입이 필수적이다.

배터리의 다양한 비정상적인 전원상태(예; 부하측 합선으로 과전류 출력, 과방전또는 과충전으로 인한 비정상적 전압상태) 중 합선으로 인한 피해를 방지하는 가장 기본적인 안전소자가 퓨즈(Fuse)이다.

퓨즈는 배터리의 음양극이 합선되는 등의 이유에 의해 과전류가 발생할 경우 발생하는 열에 의해 자신이 용융되어 회로를 단선하는 방법으로 과전류를 차단하여 부하측으로 과전류가 공급되지 않도록 하여 전지의 폭발, 발화 등의 위험으로부터 배터리를 보호한다.

그러나 퓨즈는 비가역적인 안전소자, 즉 1회성의 안전소자이다. 따라서 퓨즈가 동작하여 단선되면 배터리를 재사용하기 위해서는 퓨즈를 교체하여야 하나 배터리의 조립 구조상 사용자가 퓨즈를 교체할 수 있는 경우는 거의 없다.

다시 말해, 배터리 안전소자로서의 퓨즈는 배터리의 재사용이 불가능함, 즉 배터리 자체의 폐기를 전제로 동작하는 안전소자이다.

퓨즈의 이러한 단점을 해결하기 위해 적용되는 안전소자로서 PTC 가 있다.

PTC는 온도가 일정수준 이상으로 상승하면 저항치가 급격히 상승하였다가 온도가 다시 하강하면 원래의 저항치로 복귀하는 특성을 지닌 소자이다.

이러한 특성을 이용해 배터리의 방전 전류가 PTC를 통하도록 구성하면, 합선 등의 원인에 의해 과전류가 발생할 경우 PTC의 저항치 증가로 배터리의 출력 전류가 감소하여 배터리 및 부하측을 보호하게 되고, 과전류의 원인이 제거되면 다시 원래의 상태로 돌아와 배터리의 재사용이 가능하게 된다.

그러나 과전류에 의해 PTC의 온도가 상승하고 그에 따라 저항치가 상승하여 전류를 저하시키면, PTC에서 발열하는 정도가 감소하고 그에 따라 PTC의 온도가 하강하여 그 저항치가 다시 감소하여 전류는 상승한다. 결국 PTC는 퓨즈와 같이 전류의 소모를 완전히 차단하는 것이 아니라 어느 정도 범위 내에서 전류를 줄여주는 역할 이상의 것을 수행하지는 못한다.

배터리 전원의 전자장비의 사용자는 상용전원(AC 220V)을 사용하는 경우와 달리 합선상태임을 신속히 인지하기가 난해한 경우가 많다. 사용자가 매우 신속하게 합선상태를 감지하여 이를 제거해주지 않는 이상 지속적인 배터리의 방전이 이어지게 하므로 역시 향후 배터리의 재사용을 가능하게 한다는 측면에 대해서는 PTC의 기능은 제한적이다.

퓨즈와 PTC의 이같은 단점을 보완한 것이 리튬계열의 2차배터리 등에 사용되는 PCM (Protecting circuit module)으로 불리는 전자회로이다.

PCM은 배터리 보호 IC라 불리는 반도체 집적회로를 사용해 배터리의 전압과 출력 전류 등을 지속적으로 측정 감시하고, 감지된 전압과 전류를 기준값과 비교하여 배터리의 방전을 제어하는 전자회로이며, 또한 배터리의 충전도 제어하는 전자회로이다.

등록특허 제0276406호 "배터리팩 및 전기,전자 기기", 등록특허 제0938080호 "안전 회로 및 이를 이용한 배터리 팩" 등에서 알 수 있듯이,

PCM은 배터리에 직렬연결되어 있는 충전용 스위칭소자 및 방전용 스위칭소자와, 배터리의 전원상태를 감지하여 상기 충전용 스위칭소자와 방전용 스위칭소자의 스위칭을 제어함으로써 배터리의 충전과 방전을 제어하는 스위칭모듈(배터리 보호IC)로 구성된다.

PCM은 소모전류가 일정 수준 이상인 과전류 상태 또는 배터리 전압이 일정수준 이하가 되는 과방전 상태에서는 방전용 스위칭소자를 차단하고, 배터리 전압이 일정수준 이상이 되는 과충전 상태에서는 충전용 스위칭소자를 차단한다.

이러한 PCM은 퓨즈와 PTC에 대해서 제시한 모든 단점을 해결할 수 있게 한다.

즉, PTC와 달리 합선상태에서 전류 소모가 완전히 차단되며, 퓨즈와 달리 합선의 원인 제거 후 손쉽게 재사용이 가능하다.

그러나 PCM은 스위칭모듈(IC 칩)을 사용하므로 퓨즈나 PTC에 비해 매우 고가여서 가격 경쟁력이 취약하고, 그에 따라 리튬이온 배터리 등 고가의 2차 배터리에만 적용할 수 있다는 치명적인 약점을 갖는다.

또한, 스위칭모듈은 항시 배터리의 전원상태를 감지하는 동작 상태에 있게 되므로 보관이나 유통기간 도중 등 미사용 중에도 자체 동작을 위해 배터리의 전원을 소모하는 문제가 있다. 이러한 전류소모는 재충전이 가능한 2차전지에 대해서는 별 문제 되지 않으나 1차전지에서는 용량의 손실을 의미하므로 바람직하지 않다.

그리고 배터리의 방전을 제어하기 위해 스위칭모듈(IC 칩)을 사용하는데, 스의칭모듈은 노이즈의 유입에 의한 오동작이 항시 문제가 된다. 그래서 상기 후자의 등록특허는 노이즈제거부를 별도로 더 구비하고 있다.

본 발명은 위와 같이 종래의 퓨즈 장치들이 갖는 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명으로서,

퓨즈나 PTC와 비교가능한 수준의 가격을 갖으며, 퓨즈나 PCM과 같이 합선시 전류소모를 완전히 차단하며, PTC나 PCM과 같이 합선의 원인 제거만으로 배터리의 재사용이 가능한 배터리 안전소자로서 배터리용 전자식 퓨즈를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리용 전자식 퓨즈는

배터리와 부하측을 직렬연결하고, 스위칭하여 배터리 전원의 부하측으로의 공급을 제어하는 제1스위칭소자;

상기 배터리에 병렬연결되어 배터리의 전원상태에 따라 스위칭되고, 자신의 스위칭에 동기되어 상기 제1스위칭소자를 스위칭시키는 제2스위칭소자;를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 제1스위칭소자에 병렬연결되고,

상기 제1스위칭소자의 차단 상태에서 상기 배터리의 전원상태가 정상으로 복귀되면, 상기 배터리의 전원을 상기 제2스위칭소자의 제어단자로 인가하여 제2스위칭소자를 스위칭시키고, 제2스위칭소자의 스위칭에 따라 상기 제1스위칭소자를 스위칭시켜 도통시키는 복귀저항;을 더 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 제2스위칭소자는 상기 제1스위칭소자가 도통 상태에서 차단 상태를 유지하여 자신의 전원 소모를 최소화하는 것을 특징으로 하고,

상기 제2스위칭소자에 직렬연결되는 제2저항;을 더 포함하고,

상기 제1스위칭소자 및 제2스위칭소자는 전계효과트랜지스터(FET)이고,

상기 제1스위칭소자의 제어단자(즉, 게이트단자)는 상기 제2스위칭소자와 제2저항 사이에 연결되고,

상기 제2스위칭소자의 제어단자는 상기 제1스위칭소자의 출력단자에 연결되는 것을 특징으로 한다.

위와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 배터리용 전자식 퓨즈는 부하측에 합선이 발생되어 배터리가 과전류를 출력하는 상황이나, 과방전으로 배터리의 전압이 과도하게 저하된 상황 등과 같은 배터리의 전원 상태에 이상이 발생한 경우 배터리와 부하측의 전기적 연결을 차단하여 배터리와 부하측을 보호하고, 배터리의 전원 상태가 정상으로 복귀되면 자동으로 배터리와 부하측을 전기적으로 연결하고, 고가의 IC칩(스위칭모듈) 없이도 배터리와 부하측의 전기적 연결 또는 차단이 가능하여 상대적으로 저가인 1차전지에 대해서도 경제성 있으며, 배터리의 전원상태를 감시하고 그에 따라 배터리와 부하측의 전기적 연결 또는 차단시키기 위해 별도로 소모되는 전원을 최소화한 배터리용 전자식 퓨즈로서, 산업발전에 매우 유용한 발명이다.

도 1 내지 도 4 는 스위칭소자로 전계효과트랜지스터(FET)를 사용한 본 발명의 일례에 따른 전자식 퓨즈의 회로도로서,
도 1 은 제1스위칭소자와 제2스위칭소자를 모두 N채널 FET를 사용한 회로도이고,
도 2 는 제1스위칭소자는 P채널, 제2스위칭소자는 N채널 FET를 사용한 회로도이고,
도 3 은 제1스위칭소자는 N채널, 제2스위칭소자는 P채널 FET를 사용한 회로도이고,
도 4 는 제1스위칭소자와 제2스위칭소자를 모두 P채널 FET를 사용한 회로도이다.

이하 도1 내지 도4를 참조하여 본 발명에 따른 배터리용 전자식 퓨즈에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 전자식 퓨즈는 배터리(B)에 직렬연결된 제1스위칭소자(Q1), 배터리(B)에 병렬연결된 제2스위칭소자(Q2), 제1스위칭소자(Q1)에 병렬연결된 복귀저항(R1), 제2스위칭소자(Q2)에 직렬연결된 제2저항(R2)을 포함하여 이루어진다.

상기 제1스위칭소자(Q1)와 제2스위칭소자(Q2)는 스위칭하여 양단을 전기적으로 온/오프(도통/차단)하는 다양한 종류의 반도체 소자가 사용될 수 있다.

이러한 스위칭소자로는 BJT, FET, IGBT와 같은 트랜지스터가 대표적이고, 이외에 싸이리스터(SCR)가 스위칭소자고 사용될 수 있고, 경우에 따라서는 릴레이가 사용될 수도 있을 것이다.

본 발명에서는 위와 같이 다양한 종류의 스위칭소자들 중에서 소형이며, 스위칭 속도가 빠르고, 저전압으로 동작하고, 대전류에 적합한 전계효과트랜지스터(FET)를 스위칭소자로 사용한다.

상기 제1스위칭소자(Q1)는 상기 배터리(B)와 출력단의 부하(L)측에 직렬연결되고, 스위칭(온/오프)하여 배터리(B)와 부하(L)측을 전기적으로 연결 또는 차단하고,

상기 제2스위칭소자(Q2)는 상기 배터리(B)에 병렬연결되고, 배터리(B)의 전원상태를 감지하여 감지되는 배터리(B)의 전원상태에 따라 자신이 스위칭되며, 또한 자신의 스위칭에 동기되어 상기 제1스위칭소자(Q1)를 스위칭시킨다.

상기 복귀저항(R1)은 상기 제1스위칭소자(Q1)에 병렬연결되고, 제1스위칭소자(Q1)가 차단되어 배터리(B)와 부하(L)측의 전기적 연결을 차단한 후에, 합선이나 과방전 등의 원인이 해소되어, 즉, 배터리(B)의 전원상태가 정상으로 되면, 제2스위칭소자의 제어단자 (즉 게이트단자)에 정상전압을 전달하고 이에 따라 제1스위칭소자(Q1)가 도통되어 배터리(B)와 부하(L)측의 전기적 연결을 정상 상태로 복귀시키고,

상기 제2저항(R2)은 상기 제2스위위칭소자에 직렬연결되고, 상기 제2스위칭소자(Q2)를 보호함과 동시에 배터리(B)의 출력 전류가 제2스위칭소자(Q2)를 통해 흐르는 것을 최소화 한다.

도1 내지 도4에서 보는 바와 같이 제1 및 제2 스위칭소자로서 FET(전계효과트랜지스터)는 N채널과 P채널이 모두 사용될 수 있고, 제1스위칭소자(Q1)는 부하(L)측의 출력단 중 (+)단과, (-)단 어느 곳이라도 연결될 수 있다.

제1스위칭소자(Q1)는 그 제어단자, 즉, 게이트단자가 상기 제2스위칭소자(Q2)와 제2저항(R2) 사이에 연결되고, 상기 제2스위칭소자(Q2)는 그 제어단자가 상기 제1스위칭소자(Q1)의 출력단자에 연결된다.

도1에서는 제1 및 제2 스위칭소자가 모두 N채널의 FET가 사용되었고, 도2에서는 제1스위칭소자(Q1)는 N채널, 제2스위칭소자(Q2)는 P채널의 FET가 사용되었고, 도3에서는 제1스위칭소자(Q1)는 P채널, 제2스위칭소자(Q2)는 N채널의 FET가 사용되었고, 도4에서는 제1 및 제2 스위칭소자가 모두 P채널의 FET가 사용되었다.

도1 내지 도4에서의 제1 및 제2스위칭소자(Q1, Q2)의 스위칭상태는 아래의 표1과 같다.

배터리 전원상태	정상상태		이상상태(합선 또는 과방전)
	제1스위칭소자	제2스위칭소자	제1스위칭소자	제2스위칭소자
도1	ON	OFF	OFF	ON
도2	ON	ON	OFF	OFF
도3	ON	ON	OFF	OFF
도4	ON	OFF	OFF	ON

도3을 참조하여 배터리(B)의 전원상태가 정상 상태일 때, 전원상태가 이상 상태일 때, 전원상태가 이상 상태에서 정상 상태로 복귀되는 때의 회로 동작을 설명한다.

먼저, 배터리의 전압이 충분히 높고 과전류 등의 원인이 없는 정상 상태로서 배터리(B)의 방전이 시작되는 초기의 경우에는

제1스위칭소자(Q1)와 제2스위칭소자(Q2)가 모두 오프 상태이고, 배터리(B)에서 방전(출력)되는 전원은 복귀저항(R1)을 통해 N채널의 제2스위칭소자(Q2)의 제어단자 (즉 게이트단자)에 인가된다. 그러면 제2스위칭소자(Q2)의 게이트단자와 소스단자에는 부하(L)가 연결되는 출력단 (+)단자와 (-)단자 간의 전압차에 해당하는 전압차가 발생되어 제2스위칭소자(Q2)는 턴온되어 온 상태가 된다.

제2스위칭소자(Q2)가 온 상태가 되면, 제2스위칭소자(Q2)의 드레인단자와 소스단자 사이의 자체 저항 값은 무시할 수 있을 정도로 작고, 제2저항(R2)의 값은 매우 크므로(수 메가 옴을 사용) 배터리(B)에 병렬연결된 제2저항(R2)에는 배터리(B)의 전압 대부분에 해당하는 전압이 인가되고, 그에 따라 P채널의 제1스위칭소자(Q1)의 게이트단자와 소스 단자에는 상기 제2저항(R2)에 인가되는 전압에 해당하는 전압차가 발생되어 제1스위칭소자(Q1)를 턴온되어 온 상태가 되어, 배터리(B)와 부하(L)측을 전기적으로 연결하여 배터리(B)의 전원이 방전되어 부하(L)측으로 공급되도록 한다.

참고로, 제1스위칭소자(Q1)가 턴온되기 전에도 배터리(B)와 부하(L)측은 복귀저항(R1)을 통해 연결이 되지만, 복귀저항(R1)의 저항 값이 매우 커(수 메가 옴에서 수백 메가 옴) 배터리(B)가 부하(L)측으로 출력하는 전류는 수 마이크로 암페어 또는 수 나노미터 암페어에 불과하므로 제1스위칭 소자가 오프 상태에서는 배터리(B)의 방전이 없는 것과 마찬가지이므로 배터리(B)측과 부하(L)측이 실질적으로 전기적으로 차단되어 있다고 할 것이다.

위와 같이 제1스위칭소자(Q1)가 배터리(B)의 전원을 부하(L)측으로 공급하다가 부하(L)측에 합선이 발생하면, 즉, 출력단의 (+)단과 (-)단이 쇼트되면, 배터리(B)는 과전류를 방전한다. 즉, 배터리(B)의 전원상태가 비정상 상태가 된다.

부하(L)측에 합선이 발생되면, 제2스위칭소자(Q2)의 게이트단자와 소스단자 사이의전압차는 0V에 근접하여 제2스위칭소자(Q2)는 턴오프된다.

제2스위칭소자(Q2)가 턴오프 되면, 배터리(B)의 전압은 대부분 제2스위칭소자(Q2)에 인가되고, 제2저항(R2)에는 0V에 근접한 전압이 인가된다. 그리하여 제1스위칭소자(Q1)의 게이트단자와 소스단자 사이의 전압차는 0V에 근접하게 되어 제1스위칭소자(Q1) 역시 턴오프되어 차단됨으로써, 배터리(B)의 전원이 부하(L)측으로 공급되는 것을 차단한다.

그리고 배터리(B)의 장기 사용으로 배터리(B)의 전원 용량이 소진되면, 배터리(B)의 전압이 차츰 낮아지게 되는데, 일부 종류의 배터리는 일정 수준 이하로 전압이 저하될 경우 안전상의 문제가 발생하거나 배터리 내부 구성물의 파괴가 일어나는 수가 있다. 즉, 배터리의 과방전에 의해 배터리의 전압이 낮아지는 것 역시 배터리 전원의 비정상 상태가 되는 것이다.

배터리(B)의 과방전으로 배터리(B)의 전압이 낮아져, 제1스위칭소자(Q1)의 임계전압(Threshold voltage) 이하로 떨어지면, 제2저항(R2)에 인가되는 전압은 배터리(B)의 전압에 해당하므로, 제1스위칭소자(Q1)의 게이트단자와 소스단자 사이의 전압이 임계전압 이하가 되어, 제1스위칭소자(Q1)는 턴오프되어 차단 상태가 되고, 그에 따라 배터리(B)의 더 이상의 방전을 차단한다.

그리고 제1스위칭소자(Q1)가 턴오프되면, 제2스위칭소자(Q2)의 게이트단자에 인가되는 전원도 차단되므로 제2스위칭소자(Q2)도 턴오프된다.

위와 같이 배터리(B)의 과방전으로 인한 전압 강하, 또는 부하(L)측의 합선으로 인한 과전류 방전 등과 같은 배터리(B) 전원상태의 비정상 상태의 원인이 해지되어 배터리(B)의 전원을 다시 부하(L)측으로 공급되도 되는 상항이 되면, 제1스위칭소자(Q1)는 자동으로 턴온 상태로 복귀되어 배터리(B)의 전원을 부하(L)측으로 방전을 하게 되는데, 상기 복귀저항(R1)이 제1스위칭소자(Q1)가 자동으로 턴온되어 복귀되도록 한다.

상기 복귀저항(R1)이 없는 경우에는, 과방전 이후 배터리(B)의 전압이 회복(승압)되거나 부하(L)측의 합선 원인이 제거되더라도 제1스위칭소자(Q1)는 아직 OFF상태이므로 출력단 (+)단자에 전원이 인가되지 아니하므로 제2스위칭소자(Q2) 역시 여전히 OFF상태를 유지하게 되고, 그에 따라 제1스위칭소자(Q1)도 계속 오프 상태를 유지하여 복귀되지 아니한다.

그러나 복귀저항(R1)이 제1스위칭소자(Q1)에 병렬연결되면, 출력단의 (+)단자는 상기 복귀저항(R1)을 통해 배터리(B)와 전기적으로 연결되어 배터리(B)의 전원이 인가된다.

그리고 출력단의 (+)단자에 전원이 인가되면 위의 배터리(B)의 전원방전이 시작되는 초기단계에서 설명한 바와 같이 제2스위칭소자(Q2)가 턴온되고, 제2스위칭소자(Q2)가 턴온되면 제1스위칭소자(Q1)도 턴온되어 자동으로 정상 상태로 복귀된다. 즉, 배터리(B)측과 부하(L)측이 전기적으로 연결된다.

참고로, 위에서 설명한 바와 같이 제1스위칭소자(Q1)가 턴온되어 정상 상태가 되면, 병렬연결된 복귀저항(R1)은 큰 저항 값으로 인해 회로에서 무시 가능하게 된다.

이상에서 도3의 구동회로를 참조하여 본 발명에 따른 전자식 퓨즈의 동작개요를 설명하였으나, 도1,2,4의 구동회로들 또한 도3의 구동회로의 동작원리와 동등한 원리로 작동하므로 이들의 동작개요에 대한 설명은 생략한다.

참고로, 리튬계열의 2차전지에 전통적으로 사용되는 PCM에서는 본 발명과 같은 자동복귀 기능(즉, 제2스위칭소자(Q2)의 자동 턴온)이 없어 일단 합선, 과방전 등의 원인으로 작동하여 배터리(B)측과 부하(L)측이 차단되면, 배터리(B)와 PCM은 자체적으로 재사용하게 할 수 없고 반드시 충전기에 접속해야만 하는데, 본 발명은 PCM의 이러한 불편함을 개선한다. 특히 일회성의 일차전지에 적용할 경우 일차전지는 충전기가 존재할 수 없으므로 PCM이 적용될 경우 재사용이 가능하게 하기 위한 별도의 장치가 요구되나, 본 발명은 저항 하나로서 간단히 자동복구를 가능하게 한다.

그리고 제1스위칭소자(Q1)가 도통 상태에서, 도1 및 도4에 도시된 구동회로는 제2스위칭소자(Q2)가 오프 상태이고, 도2 및 도3에 도시된 구동회로는 제2스위칭소자(Q2)가 온 상태를 유지한다.

제2스위칭소자(Q2)가 오프 상태를 유지한다는 것은 제2스위칭소자(Q2)를 통해 흐르는 전류가 없다는 것을 의미하고, 온 상태를 유지한다는 것은 미약하나마 이를 통해 흐르는 전류가 있다는 것을 의미한다.

따라서 도1 및 도4의 구동회로는 배터리(B)가 전원이 부하(L)측으로 방전되는 상황에서 전류의 손실이 없으나, 도2 및 도3의 구동회로는 전류의 손실이 발생하므로, 불필요한 배터리(B)의 전원소모를 방지하고, 부하(L)측에 보다 정밀한 크기의 전류를 공급한다는 측면에서 보면, 도2 및 도3의 구동회로 보다는 도1 및 도4의 구동회로가 유리하다 할 것이다.

이상에서 설명한 본 발명의 배터리용 전자식 퓨즈의 장점을 요약하면 다음과 같다.

본 발명은 합선상태에서 배터리(B)의 전류소모를 완벽히 차단하여 파열 발화 등의 위험상황으로부터 배터리(B)를 보호한다.

또 안전상의 문제점이 적은 계열의 배터리(B) 종에 대해서도, 합선 발생시 합선에 의한 배터리(B)의 용량 소진을 원천적으로 차단하며, 합선의 원인 제거만으로 간단히 자동복귀하여 재사용이 가능한 상태가 된다.

또한 합선뿐 아니라 배터리(B)의 전압이 과도하게 낮아지는 과방전 상태에 대해서도 동작하여, 저렴한 비용으로 고가인 PCM의 일부 기능을 구현할 수 있다.

이에 더해 PCM과 달리 동작을 위해 추가적인 전류 소모가 원천적으로 없다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 전자소자와 이들의 연결구조로 이루어진 배터리용 전자식 퓨즈에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

B : 배터리 L : 부하
R1 : 복귀저항 R2 : 제2저항
Q1 : 제1스위칭소자 Q2 : 제2스위칭소자

Claims (4)

1. 삭제
2. 배터리와 부하측을 직렬연결하고, 스위칭하여 배터리 전원의 부하측으로의 공급을 제어하는 제1스위칭소자;
   상기 배터리에 병렬연결되어 배터리의 전원상태에 따라 스위칭되고, 자신의 스위칭에 동기되어 상기 제1스위칭소자를 스위칭시키는 제2스위칭소자;를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 제1스위칭소자에 병렬연결되고,
   상기 제1스위칭소자의 차단 상태에서 상기 배터리의 전원상태가 정상으로 복귀되면, 상기 배터리의 전원을 상기 제2스위칭소자의 제어단자로 인가하여 제2스위칭소자를 스위칭시키고, 제2스위칭소자의 스위칭에 따라 상기 제1스위칭소자를 스위칭시켜 도통시키는 복귀저항;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리용 전자식 퓨즈.
3. 배터리와 부하측을 직렬연결하고, 스위칭하여 배터리 전원의 부하측으로의 공급을 제어하는 제1스위칭소자;
   상기 배터리에 병렬연결되어 배터리의 전원상태에 따라 스위칭되고, 자신의 스위칭에 동기되어 상기 제1스위칭소자를 스위칭시키는 제2스위칭소자;를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 제2스위칭소자는 상기 제1스위칭소자가 도통 상태에서 차단 상태를 유지하여 자신의 전원 소모를 최소화하는 것을 특징으로 하는 배터리용 전자식 퓨즈.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제2스위칭소자에 직렬연결되는 제2저항;을 더 포함하고,
   
   상기 제1스위칭소자 및 제2스위칭소자는 전계효과트랜지스터(FET)이고,
   상기 제1스위칭소자의 제어단자(즉, 게이트단자)는 상기 제2스위칭소자와 제2저항 사이에 연결되고,
   상기 제2스위칭소자의 제어단자는 상기 제1스위칭소자의 출력단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리용 전자식 퓨즈.

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