KR101935754B1 - 과전압 과전류 보호회로 및 이동단말 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 과전압 과전류 보호회로 및 이동단말을 제공하는 것으로서, 상기 과전압 과전류 보호회로는, 전원단, 검측단 및 저전위 인터페이스단을 포함하는 1급 보호회로를 포함하고, 전원단 및 검측단은 전지셀의 양극 및 음극에 각각 대응되게 연결되며, 저전위 인터페이스단은 충방전 인터페이스의 그라운드단과 연결되고; 고전위 전지셀단, 저전위 전지셀단 및 고전위 인터페이스단을 포함하는 2급 보호회로를 더 포함하고, 고전위 전지셀단은 상기 전지셀의 양극 및 음극과 각각 대응되게 연결되며, 고전위 인터페이스단은 상기 충방전 인터페이스의 전원단을 외부적으로 연결한다. 과전류 또는 과전압일 경우, 1급 보호회로를 통하여 MOS트랜지스터를 제어함으로써 충방전 회로를 차단하는 동시에 2급 보호회로에서 제공하는 퓨즈를 통하여 충방전 회로를 더 보호할 수 있다. 나아가서, 트랜지스터가 파손되어도 2급 보호회로에서 제공하는 퓨즈를 통하여 전지셀 및 충방전 회로를 보호할 수 있다.

Description

과전압 과전류 보호회로 및 이동단말{OVERVOLTAGE AND OVERCURRENT PROTECTION CIRCUIT AND MOBILE TERMINAL}
본 발명은 전원 분약에 속하는 것으로, 특히 과전압 과전류 보호회로 및 이동단말에 관한 것이다.
시대의 발전과 더불어, 인터넷 및 이동 통신망은 대량의 기능 응용을 제공한다. 사용자는 이동단말을 사용하여 전통적인 응용, 예를 들면 스마트폰을 사용하여 통화를 할 수 있을 뿐만 아니라, 이와 동시에 사용자는 또 이동단말을 사용하여 웹서핑, 이미지 전송, 게임 등을 할 수도 있다.
이동단말의 사용 빈도가 증가됨에 따라, 이동단말은 늘 충전해야 하는데, 충전 이상으로 인해 안전 사고의 발생을 방지하기 위하여 현재 대량의 1급 보호회로를 사용하여 과도충전 및 과도방전을 방지하는 것을 실현하였다. 그러나, 과도충전과 과도방전할 때, 기존의 1급 보호회로(과도충전 및 과도방전 보호회로를 포함함)는 MOS트랜지스터를 통하여 충전회로 또는 방전회로를 차단한다. 일단 트랜지스터가 브레이크다운(breakdown)되거나 파손되면, 1급 보호회로가 과도충전 및 과도방전을 방지하는 보호작용이 실효되고, 이에 의해 1급 보호회로의 전자소자가 파손되며 또한 이동단말 내부의 기타 회로의 파손을 초래하여 화재를 유발한다.
본 발명의 목적은, 퓨즈를 사용하여 2급 보호를 하는 과전압 과전류 보호회로 및 이동단말을 제공하여 기존기술의 1급 보호회로가 MOS트랜지스터를 사용하여 도통 또는 차단을 제어할 때 트랜지스터가 일단 파손되면 과충전 과방전 기능의 실효를 초래하는 문제를 해결하는 것이다.
일 측면에 의하면, 본 발명은 과전압 과전류 보호회로를 제공하는 바,
전원단, 검측단 및 저전위 인터페이스단을 포함하는 1급 보호회로를 포함하고, 전원단은 전지셀의 양극과 연결되고, 검측단은 전지셀의 음극과 연결되며, 저전위 인터페이스단은 충방전 인터페이스의 그라운드단과 연결되고, 상기 1급 보호회로는 전지셀을 충전할 때 과충전인지 여부를 검측하고, 과충전일 경우 상기 충방전 인터페이스을 통하여 상기 전지셀에 충전하는 것을 차단시키기 위한 것이고, 상기 1급 보호회로는 또 상기 전지셀이 방전할 때 과방전인지 여부를 검측하고 과방전일 경우 상기 전지셀이 상기 충방전 인터페이스를 통하여 방전하는 것을 차단시키기 위한 것인 과전압 과전류 보호회로에 있어서,
고전위 전지셀단, 저전위 전지셀단 및 고전위 인터페이스단을 포함하는 2급 보호회로를 더 포함하고, 고전위 전지셀단은 상기 전지셀의 양극을 외부적으로 연결하고, 저전위 전지셀단은 상기 전지셀의 음극을 외부적으로 연결하며, 고전위 인터페이스단은 상기 충방전 인터페이스의 전원단을 외부적으로 연결하고, 상기 2급 보호회로는 상기 충방전 인터페이스를 통하여 전지셀을 충전할 때 퓨즈를 통하여 과전압 보호 및 과전류 보호를 진행한다.
다른 일 측면에 의하면, 본 발명은 전지셀과 충방전 인터페이스를 포함하는 이동단말을 제공하고, 상기의 과전압 과전류 보호회로를 더 포함한다.
다른 일 측면에 의하면, 본 발명은 과전압 과전류 보호 방법을 제공하는 바. 상기 방법은, 전지셀을 충전할 때, 1급 보호회로와 2급 보호회로는 충전전압과 충전전류를 실시간으로 검측하는 것; 만약 상기 충전 전압이 사전 설정된 전압 역치보다 크거나, 또는 상기 충전 전류가 사전 설정된 전류 역치보다 크거나, 또는 전지셀이 충만되면, 1급 보호회로가 MOS트랜지스터를 제어하여 상기 전지셀에 대해 충전하는 충전회로를 차단하는 것 및 2급 보호회로가 퓨즈를 차단하여 상기 충전회로를 차단하는 것 중의 적어도 하나를 포함한다.
본 발명에 따른 실시예 중의 기술방안을 더욱 명확하게 설명하기 위하여, 아래 실시예 또는 기존기술에 관한 기술에서 사용하고자 하는 첨부된 도면에 대하여 간단하게 소개한다. 아래 기술되는 도면은 단지 본 발명의 일부 실시예일뿐, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 창조적인 노동을 거치지 않으면서 이러한 첨부된 도면에 근거하여 기타 도면을 얻을 수 있는 것은 자명한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예가 제공하는 과전압 과전류 보호회로의 회로 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예가 제공하는 과전압 과전류 보호회로의 회로도이다.
본 발명의 목적, 기술적 해결방법 및 장점이 더욱 명확해지도록 하기 위하여, 이하 도면 및 실시예를 결부하여 본 발명에 대하여 더 상세하게 설명하도록 한다. 이해해야 하는 바로는, 여기서 기술되는 구체적인 실시예는 단지 본 발명을 해석하기 위한 것이지 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 본 발명에 따른 상기 기술적 해결 방안을 설명하기 위하여 이하 구체적인 실시예를 통하여 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 실시예에서, 이동단말은 전지셀과 충방전 인터페이스를 포함하고, 과전압 과전류 보호회로를 더 포함하며, 전지셀에 충전해야 할 때 충방전 인터페이스로부터 전기신호를 접속하고 과전압 과전류 보호회로를 거쳐 충전하며, 또한 전지셀이 2급 보호회로(1)의 고전위 인터페이스단과 1급 보호회로(2)의 저전위 인터페이스단을 통하여 이동단말에 대하여 전기를 공급할 때, 1급 보호회로(2)를 통하여 과방전 보호를 진행한다. 따라서, 전지셀에 충전하거나 방전할 때 모두 과전압 과전류 보호를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예가 제공하는 과전압 과전류 보호회로의 구성 구조를 나타내는 바, 설명의 편리를 위하여 단지 본 발명에 따른 실시예와 관련된 부분만 도시하고 다음과 같이 상세하게 설명한다.
과전압 과전류 보호회로로서,
과전압 과전류 보호회로는 전원단, 검측단 및 저전위 인터페이스단을 포함하는 1급 보호회로(2)를 포함하고, 그 중 전원단은 전지셀의 양극과 연결되고, 검측단은 전지셀의 음극과 연결되며, 저전위 인터페이스단은 충방전 인터페이스의 그라운드단과 연결되고, 상기 1급 보호회로(2)는 전지셀을 충전할 때 과충전인지 여부를 검측하고 과충전일 경우 상기 충방전 인터페이스을 통하여 상기 전지셀에 충전하는 것을 차단시키기 위한 것이고, 상기 1급 보호회로(2)는 또 상기 전지셀이 방전할 때 과방전인지 여부를 검측하고 과방전일 경우 상기 전지셀이 상기 충방전 인터페이스를 통하여 방전하는 것을 차단시키기 위한 것이고,
고전위 전지셀단, 저전위 전지셀단 및 고전위 인터페이스단을 포함하는 2급 보호회로(1)를 더 포함하고, 그 중 고전위 전지셀단은 상기 전지셀의 양극을 외부적으로 연결하고, 저전위 전지셀단은 상기 전지셀의 음극을 외부적으로 연결하며, 고전위 인터페이스단은 상기 충방전 인터페이스의 전원단을 외부적으로 연결하고, 상기 2급 보호회로(1)는 상기 충방전 인터페이스를 통하여 전지셀을 충전할 때 퓨즈를 통하여 과전압 보호 및 과전류 보호를 진행하기 위한 것이다.
그 중, 상기 전지셀의 양극과 음극은 노드B+와 노드B-로 각각 표시된다.
그 중, 상기 2급 보호회로(1)의 고전위 인터페이스단은 노드C+로 표시되는 동시에, 1급 보호회로(2)의 저전위 인터페이스단은 노드C-로 표시된다. 그 중, 노드C+와 노드C-를 통하여 이동단말을 위하여 전기를 공급할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 전지셀을 충전할 때, 1급 보호회로(2)는 전원단과 그라운드단을 통하여 전지셀에 충전하는 충전전압을 실시간으로 검측하고, 일단 충전전압이 과대하면 1급 보호회로(2)는 충방전 인터페이스가 전지셀로 충전하는 충전회로를 차단한다. 또한, 일단 전지셀이 충만되면, 전지셀에 대한 과충을 방지하기 위하여, 1급 보호회로(2)는 충방전 인터페이스가 전지셀에 충전하는 충전회로를 차단함으로써 전지셀에 대한 충전을 정지한다. 또한, 1급 보호회로(2)는 또 충전전류를 실시간 검측하여 충전전류가 과대할 때 충방전 인터페이스가 전지셀에 충전하는 충전회로를 차단한다. 1급 보호회로(2)는 MOS트랜지스터를 사용하여 충전회로의 도통 또는 차단을 제어하는 것이므로, 트랜지스터가 파손될 때(예를 들면, 브레이크다운될 때), 충전회로를 차단할 수 없는 것을 방지하기 위하여 본 발명에 따른 실시예는 2급 보호회로(1)를 추가한다. 1급 보호회로(2)가 전지셀의 양극과 음극 양단의 전압을 실시간으로 검측하는 동시에 상기 2급 보호회로(1)도 전지셀의 양극과 음극 양단의 전압(즉, 전지셀에 충전하는 충전전압)을 실시간으로 검측하고 또 전지셀에 충전하는 충전전류를 실시간으로 검측하며, 일단 전지셀의 충전전압이 과대하거나, 전지셀이 충만되거나 또는 충전전류가 과대하면, 상기 2급 보호회로(1)는 퓨즈를 차단하는 방식으로 충전회로를 차단한다.
일반적인 경우에, 전지셀이 2급 보호회로(1)의 고전위 인터페이스단 및 1급 보호회로(2)의 저전위 인터페이스단을 통하여 이동단말에 대하여 전기를 공급할 때(즉, 전지셀이 방전할 때), 2급 보호회로(1)와 1급 보호회로(2)에서는 모두 전지셀의 양극과 음극 양단의 전압이 과대함이 검측되지 못한다. 그러나, 2급 보호회로(1)와 1급 보호회로(2)는 모두 과전압 보호를 제공한다. 전지셀이 방전할 때, 2급 보호회로(1)가 과전압 보호를 하는 작동원리와 1급 보호회로(2)가 과전압 보호를 하는 작동원리는 동일하므로 여기서 중복 설명하지 않도록 한다. 이 외에, 전지셀의 과방전을 방지하기 위하여, 2급 보호회로(1)는 퓨즈를 통하여 전지셀의 방전전류를 실시간으로 검측하여 과전류 보호를 하는 동시에, 1급 보호회로(2)도 레지스턴스를 통하여 전지셀의 방전전류를 실시간으로 검측하여 전지셀의 과방전 시에 2급 보호회로(1)는 퓨즈를 통하여 전지셀의 방전회로를 차단하고 및/또는 1급 보호회로(2)는 MOS트랜지스터를 제어하여 방전회로를 차단한다.
설명해야 하는 바로는, 실제 사용 수요에 근거하여 2급 보호회로(1) 중의 퓨즈를 선정하여 퓨즈가 감당할 수 있는 최대전류를 결정할 수 있다. 또한, 1급 보호회로(2)가 충전 또는 방전할 때의 전류가 얼마 일 때 그리고 전지셀의 양극과 음극의 전압이 얼마 일 때, 충전회로 또는 방전회로를 차단하는 것을 더 선정한다. 나아가서, 충전회로의 과전류 또는 방전회로의 과전류일 때 전류의 점차적인 증가에 따라 1급 보호회로(2)가 먼저 충방전회로를 차단할 것인지 아니면 2급 보호회로(1)가 충방전회로를 차단할 것인지를 결정한다. 즉, 1급 보호회로(2)에서 과전압 과전류 보호를 작동할 것인지 아니면 2급 보호회로(1)에서 먼저 과전압 과전류 보호를 작동할 것인지를 결정한다.
본 발명의 다른 하나의 실시예에서, 상기 과전압 과전류 보호회로는
고전위단과 저전위단을 포함하는 필터회로(3)를 포함하고, 그 중 저전위단은 상기 1급 보호회로(2)의 저전위 인터페이스단과 연결되고, 고전위단은 상기 2급 보호회로(1)의 고전위 인터페이스단과 연결되며, 상기 필터회로(3)는 상기 충방전 인터페이스를 통하여 상기 전지셀을 충전할 때, 상기 충방전 인터페이스로부터 액서스(access)된 전기신호에 대하여 저역 통과 필터링을 행하기 위한 것이다.
이 외에, 충전 시에 충방전 인터페이스를 통하여 액서스된 고주파수 소음 신호(상기 고주파수 소음 신호에는, 과전류보호를 트리거링하는 전류신호 또는 과전압보호를 트리거링하는 전압신호를 포함)가 1급 보호회로(2) 및/또는 2급 보호회로(1)를 잘못 트리거링하여 충전회로를 차단하는 것을 방지하기 위하여 필터회로(3)를 인입하여 충방전 인터페이스로부터 액서스된 전원 신호에 대하여 저역 통과 필터링을 진행한다. 다음, 저역 통과 필터링 후의 전원 신호로 전지셀을 향하여 충전한다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예가 제공하는 과전압 과전류 보호회로의 구체적인 회로를 나타내고, 설명의 편리를 위하여 본 발명에 따른 실시예와 관련되는 부분만 도시하며, 다음과 같이 상세하게 설명된다.
본 발명에 따른 하나의 실시예에서, 상기 2급 보호회로(1)는,
제1 레지스턴스(R1), 제1 커패시턴스(C1), 제2 레지스턴스(R2), 제2 커패시턴스(C2), 제3 레지스턴스(R3), 제3 커패시턴스(C3), 전압 검측칩(U1), 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2) 및 스위치회로(11)를 포함하고,
상기 제1 레지스턴스(R1)의 제1 단자, 상기 제3 레지스턴스(R3)의 제2 단자 및 상기 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2)의 제2 퓨즈핀(F2)은 각각 상기 2급 보호회로(1)의 고전위 전지셀단, 저전위 전지셀단 및 고전위 인터페이스단이고, 상기 전압 검측칩(U1)의 정의 전압 검측핀(SENSE), 부의 전압 핀(VSS), 출력 제어핀(CO), 전원핀(VCC) 및 딜레이핀(LCT)은 상기 제1 레지스턴스(R1)의 제2 단자, 상기 제1 커패시턴스(C1)의 제1 단자, 상기 제3 레지스턴스(R3)의 제2 단자, 상기 스위치회로(11)의 피제어단, 상기 제3 커패시턴스(C3)의 제1 단자 및 상기 제2 커패시턴스(C2)의 제1 단자와 각각 연결되며, 상기 제1 커패시턴스(C1)의 제2 단자, 상기 제3 커패시턴스(C3)의 제2 단자 및 상기 제2 커패시턴스(C2)의 제2 단자는 모두 상기 제3 레지스턴스(R3)의 제2 단자와 연결되고, 상기 제2 레지스턴스(R2)의 제1 단자와 제2 단자는 상기 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2)의 제1 퓨즈핀(F1)과 상기 제3 커패시턴스(C3)의 제1 단자와 각각 연결되며, 상기 제3 레지스턴스(R3)의 제1 단자는 상기 스위치회로(11)의 제어단과 연결되고, 상기 스위치회로(11)의 고전위단 및 저전위단은 상기 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2)의 전압 제한핀(HEATER) 및 상기 제3 레지스턴스(R3)의 제2 단자와 각각 연결된다.
설명해야 하는 바로는, 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2) 내부에 2개 구간의 퓨즈와 하나의 레지스턴스를 구비하고, 그 중 2개 구간의 퓨즈는 직렬 연결 후 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2)의 제1 퓨즈핀(F1) 및 제2 퓨즈핀(F2) 사이에 연결되며, 그 중 상기 내부의 레지스턴스는 2개 구간의 퓨즈의 직렬 연결점과 전압 제한핀(HEATER) 사이에 연결된다. 즉, 제1 퓨즈핀(F1)과 전압 제한핀(HEATER) 사이에 한 구간의 퓨즈와 상기 하나의 레지스턴스가 직렬 연결되어 있고, 제2 퓨즈핀(F2)과 전압 제한핀(HEATER) 사이에 다른 하나의 퓨즈와 상기 하나의 레지스턴스가 연결되어 있다.
이로써, 전지셀에 충전하는 과정에서 전압 검측칩(U1)은 정의 전압 검측핀(SENSE) 및 부의 전압 핀(VSS)를 통하여 전지셀에 충전하는 충전전압을 실시간으로 검측하고, 일단 상기 충전전압이 과대하면 출력 제어핀(CO)으로부터 제어신호를 출력한다. 상기 제어신호를 통하여 스위치회로(11)의 도통을 제어하고, 만약 충전전압이 과대하면 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2)의 제2 퓨즈핀(F2)과 전압 제한핀(HEATER) 사이의 상기 구간의 퓨즈에서 과전압전류를 형성하여 상기 구간의 퓨즈를 차단하고, 2개 구간의 퓨즈 중의 한 구간의 퓨즈가 끊긴 후 충전회로가 차단되고, 전지셀에 대한 충전을 정지한다.
이 외에, 충방전 인터페이스를 통하여 전지셀을 충전할 때, 만약 충전전류가 과대하면, 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2)의 제1 퓨즈핀(F1)과 제2 퓨즈핀(F2) 사이의 2개 구간의 퓨즈가 모두 차단되어, 충전회로를 직접 차단시킨다.
이로써, 1급 보호회로(2)가 실효될 때, 즉 과전압 과전류 보호기능을 잃을 때, 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2) 내부의 퓨즈를 통하여 과전압 과전류보호를 실현할 수 있다.
이 외에, 전지셀이 방전할 때, 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2)의 제1 퓨즈핀(F1)과 제2 퓨즈핀(F2) 사이의 2개 구간의 퓨즈가 모두 끊기고 방전회로를 직접 차단하며, 충방전 인터페이스를 통하여 이동단말로 전기를 공급하는 것을 정지한다.
일반적인 경우, 전지셀 방전 시에 과전압 문제가 존재하지 않는다. 만약 과전압 문제가 존재하면 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2)의 제1 퓨즈핀(F1)과 전압 제한핀(HEATER) 사이의 해당 구간의 퓨즈를 통하여 과전압 보호를 실현한다. 그 동작원리는 충전 시의 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2)의 제2 퓨즈핀(F2)과 전압 제한핀(HEATER)을 통하여 과전압 보호를 실현하는 기능과 유사하므로, 여기서 중복 설명을 생략한다. 적어도 하나의 실시예에서, 상기 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2)의 모델은 SFJ-0412이다.
적어도 하나의 실시예에서, 스위치회로(11)의 제어 수요에 근거하여 전압 검측칩(U1)의 출력 제어핀(CO)이 출력하는 제어신호는 고전위신호 또는 저전위신호일 수 있다. 나아가서, 상기 스위치회로(11)는 NMOS트랜지스터 또는 PMOS트랜지스터로 구성되는 회로를 선택 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어신호가 저전위신호일 때, 스위치회로(11)가 PMOS트랜지스터를 선택하여 사용하는 것으로 실현할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 상기 전압 검측칩(U1)은 S8244_C를 선택하여 사용하고, 이에 따라 충전전압이 너무 클 때, 전압 검측칩(U1)의 출력 제어핀(CO)은 하이레벨 신호를 출력한다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 스위치회로(11)는 NMOS트랜지스터를 포함하고, 상기 NMOS트랜지스터의 드레인전극, 그리드 및 소스전극은 각각 상기 스위치회로(11)의 고전위단, 피제어단(controlled terminal) 및 저전위단이다.
따라서, 과충전 또는 과방전 시에, 전압 검측칩(U1)의 출력 제어핀(CO)이 출력하는 제어신호가 고전위신호이면, 상기 스위치회로(11)는 NMOS트랜지스터를 선택하여 실현할 수 있다. 이 외에, 실제 상황 수요에 근거하여, N트랜지스터가 감당할 수 있는 최대 전류를 선택하여NMOS트랜지스터를 사용할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 1급 보호회로(2)는
제4 레지스턴스(R4), 제5 레지스턴스(R5), 제6 레지스턴스(R6), 제4 커패시턴스(C4), 제5 커패시턴스(C5), 제6 커패시턴스(C6), 과충전 과방전 검측칩(U3), 제3 스위치칩(U4) 및 제4 스위치칩(U5)을 포함하고,
상기 제4 레지스턴스(R4)의 제1 단자, 상기 제5 레지스턴스(R5)의 제1 단자 및 상기 제6 레지스턴스(R6)의 제2 단자는 각각 상기 1급 보호회로(1)의 전원단, 검측단 및 저전위 인터페이스단이고, 상기 과충전 과방전 검측칩(U3)의 전류검측핀(CS), 전원핀(VDD), 그라운드핀(VSS), 저전위핀(V), 과충전핀(COUT) 및 과방전핀(DOUT)은 상기 제4 레지스턴스(R4)의 제2 단자, 상기 제4 커패시턴스(C4)의 제1 단자, 상기 제5 레지스턴스(R5)의 제1 단자, 상기 제6 레지스턴스(R6)의 제1 단자, 상기 제3 스위치칩(U4)의 제1 그리드핀(G1) 및 상기 제3 스위치칩(U4)의 제2 그리드핀(G2)과 연결되며, 상기 제4 커패시턴스(C4)의 제2 단자는 상기 제5 레지스턴스(R5)의 제1 단자와 연결되고, 상기 제3 스위치칩(U4)의 제1 소스전극핀(S1)과 제2 소스전극핀(S2)은 접지하고 및 상기 제5 레지스턴스(R5)의 제2 단자와 각각 연결되며, 상기 제4 스위치칩(U5)의 제3 그리드핀(G3), 제4 그리드핀(G4), 제3 소스전극핀(S3) 및 제4 소스전극핀(S4)은 상기 제3 스위치칩(U4)의 제1 그리드핀(G1), 제2 그리드핀(G2), 제1 소스전극핀(S1) 및 제2 소스전극핀(S2)과 연결되고, 직렬 연결 후의 상기 제5 커패시턴스(C5) 및 상기 제6 커패시턴스(C6)는 상기 제3 스위치칩(U4)의 제1 소스전극핀(S1)과 제2 소스전극핀(S2) 사이에 연결되며, 상기 제6 레지스턴스(R6)의 제2 단자는 접지된다.
이로써, 전지셀 충전 시의 충전전류가 과대하면, 과충전 과방전 검측칩(U3)은 전류검측핀(CS) 및 그라운드핀(VSS)을 통하여 큰 부의 전압이 검측되고, 이에 따라 과충전 과방전 검측칩(U3)은 과충전핀(COUT)으로부터 제어신호를 출력하며, 과충전핀(COUT)으로부터 출력되는 제어신호를 통하여 제3 스위치칩(U4) 및 제4 스위치칩(U5)의 충전회로 차단을 제어한다. 이 외에, 전지셀이 충전할 때, 과충전 과방전 검측칩(U3)이 전원핀(VDD) 및 그라운드핀(VSS)을 통하여 전지셀에 대한 충전전압이 너무 큰 것을 검측하였을 때, 과충전핀(COUT)으로부터 출력되는 제어신호로 제3 스위치칩(U4) 및 제4 스위치칩(U5)의 충전회로 차단을 제어한다.
전지 셀 방전 시의 방전전류가 과대하면, 과충전 과방전 검측칩(U3)은 전류검측핀(CS) 및 그라운드핀(VSS)을 통하여 큰 정의 전압이 검측되고, 이에 따라 과충전 과방전 검측칩(U3)이 과방전핀(DOUT)으로부터 제어신호를 출력하며, 과방전핀(DOUT)으로부터 출력되는 제어신호를 통하여 제3 스위치칩(U4) 및 제4 스위치칩(U5)의 방전회로 차단을 제어한다. 이 외에, 일반적인 경우, 전지셀 방전에는 과전압 문제가 존재하지 않고, 만약 과전압일 경우 과충전 과방전 검측칩(U3)은 전원핀(VDD) 및 그라운드핀(VSS)을 통하여 전지셀에 대한 충전전압이 과대한 것이 검측되면 역시 과충전핀(COUT)으로부터 출력되는 제어신호로 제3 스위치칩(U4) 및 제4 스위치칩(U5)의 충전회로 차단을 제어한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 필터회로(3)는 제7 커패시턴스(C7) 및 제8 커패시턴스(C7)를 포함하고,
상기 제7 커패시턴스(C7)의 제1 단자 및 상기 제8 커패시턴스(C8)의 제2 단자는 각각 상기 필터회로(3)의 고전위단 및 저전위단이고, 상기 제7 커패시턴스(C7)의 제2 단자는 상기 제8 커패시턴스(C8)의 제1 단자와 연결된다.
이로써, 충방전 인터페이스를 통하여 전지셀을 충전할 때, 사전에 제7 커패시턴스(C7) 및 제8 커패시턴스(C7)로 구성되는 필터회로(3)를 거쳐 고주파수 소음 신호를 필터링할 수 있고, 나아가서 전지셀을 충전할 때 고주파수 소음 신호가 1급 보호회로(2)를 잘못 트리거링하여 MOS트랜지스터를 통해 충전회로를 차단하거나 및/또는 2급 보호회로(1)를 잘못 트리거링하여 전압 전류 제한 퓨즈칩(U2) 중의 퓨즈를 통하여 과전압 또는 과전류 보호하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 충방전 인터페이스는 USB(Universal Serial Bus)인터페이스이다. 적어도 하나의 실시예에서, USB 인터페이스는 기존의 것일 수 있다(예를 들면, 통상적인 5볼트의 USB 인터페이스). 이 외에, USB 인터페이스는 기존의 것을 사용한 것이 아닐 수도 있는 바, 충전전류의 수요에 근거하여 2가지 방식으로 감당할 수 있는 충전전류를 증가시킨다. 첫째, 큰 전류를 감당할 수 있는 핀을 선택하고 사용하는 것으로 충전전류를 감당한다. 둘째, 기존의 USB 인터페이스에서 균등 간격으로(해당 간격은 기존 USB 인터페이스 중의 핀 사이의 간격임) 동일한 수량의 전원핀 및 그라운드핀을 증가시킴으로써, 핀 증가 후의 USB 인터페이스가 상이한 큰 충전전류를 사용할 수 있도록 한다. 물론, 첫번째 및 두번째의 감당할 수 있는 최대 충전전류를 증가하는 방식은 동시에 사용될 수 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 상기 USB 인터페이스의 전원단 및 그라운드단은 사전 설정된 전류 역치 및 그 이하의 전류를 감당할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 사전 설정된 전류 역치는 4암페어이다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 USB 인터페이스의 전원단은 적어도 두개의 전원핀이고, 상기 USB 인터페이스의 그라운드단은 적어도 두개의 그라운드핀이다. 그 중, 전원핀을 통하여 전원신호를 전송하고, 그라운드핀을 통하여 그라운드신호를 전송한다.
적어도 하나의 실시예에서, 기존의 USB 인터페이스와 컴패티빌리티(compatiboity)할 수 있도록 하기 위하여, 감당할 수 있는 충전전류를 증가시키는 것이 필요될 때, 기존의 USB 인터페이스에서 균등 간격으로 하나 또는 복수개의 그라운드핀을 증가시킨다. 그 중, 증가된 전원핀의 수량과 그라운드핀의 수량이 동일하다. 이 외에, 핀 증가 후의 USB 인터페이스에 포함되는 매 하나의 핀 사이의 간격은, 기존 USB 인터페이스 중의 핀 사이의 간격이다. 전지셀에 대하여 일반적인 충전을 하는 것 만이 필요 할 때, 기존의 USB 인터페이스를 사용하여 기존의 USB 인터페이스에 대한 컴패티빌리티를 실현할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 이동단말을 더 제공하고, 상기 이동단말은 전지셀 및 충방전 인터페이스를 포함하고, 상기의 과전압 과전류 보호회로를 더 포함하며, 상기 과전압 과전류 보호회로는 1급 보호회로(2) 및 2급 보호회로(1)를 포함하고,
상기 1급 보호회로(2)의 전원단 및 검측단은 전지셀의 양극 및 음극과 각각 연결되고, 상기 1급 보호회로(2)의 저전위 인터페이스단은 충방전 인터페이스의 그라운드단과 연결되며,
상기 2급 보호회로(1)의 고전위 전지셀단 및 저전위 전지셀단은 상기 전지셀의 양극 및 음극과 연결되고, 상기 2급 보호회로(1)의 고전위 인터페이스단은 상기 충방전 인터페이스의 전원단과 연결된다.
상기 내용은 구체적인 바람직한 실시양태와 결부한 본 발명에 대한 상세한 설명으로서 본 발명의 구체적인 실시양태는 이러한 설명에 한정되는 것으로 인정해서는 안된다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서, 본 발명의 사상을 이탈하지 않으면서 진행되는 여러가지 균등한 대체 또는 현저한 변형, 또한 성능 또는 용도가 동일한 것은 모두 본 발명이 제출하는 특허청구범위에 의해 결정되는 특허보호범위에 포함되는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (12)

  1. 과전압 과전류 보호회로에 있어서,
    상기 과전압 과전류 보호회로는 전지셀과 충방전 인터페이스와 각각 연결되는1급 보호회로를 포함하되, 상기 1급 보호회로는 상기 전지셀을 충전할 때 과충전인지 여부를 검측하고, 과충전일 경우 상기 충방전 인터페이스을 통하여 상기 전지셀에 충전하는 것을 차단시키기 위한 것이고, 상기 1급 보호회로는 또 상기 전지셀이 방전할 때 과방전인지 여부를 검측하고, 과방전일 경우 상기 전지셀이 상기 충방전 인터페이스를 통하여 방전하는 것을 차단시키기 위한 것이고,
    고전위 전지셀단, 저전위 전지셀단 및 고전위 인터페이스단을 포함하는 2급 보호회로를 포함하되, 상기 고전위 전지셀단은 상기 전지셀의 양극을 외부적으로 연결하고, 상기 저전위 전지셀단은 상기 전지셀의 음극을 외부적으로 연결하며, 상기 고전위 인터페이스단은 상기 충방전 인터페이스의 전원단을 외부적으로 연결하고, 상기 2급 보호회로는 상기 전지셀이 방전하거나 또는 상기 충방전 인터페이스를 통하여 상기 전지셀을 충전할 때 퓨즈를 통하여 과전압 보호 및 과전류 보호를 진행하고,
    상기 2급 보호회로는 전압 검측칩, 전압 전류 제한 퓨즈칩, 및 스위치 회로를 포함하고,
    상기 전압 검측칩은 상기 전지셀을 충전할 때 상기 전지셀에 충전하는 충전전압을 실시간으로 검측하고, 상기 충전전압이 과대하면 제어 신호를 출력하여 스위치 회로의 도통을 제어하여 전압 전류 제한 퓨즈칩의 출력단과 전압 제한핀 사이의 구간의 퓨즈에서 과전압전류를 형성하여 상기 구간의 퓨즈를 차단하도록 하기 위한 것이고;
    상기 전압 검측칩은 또 상기 전지셀이 방전할 때, 상기 전지셀이 방전하는 방전전압을 실시간으로 검측하고, 상기 방전전압이 과대하면 제어 신호를 출력하여 스위치 회로의 도통을 제어하여 전압 전류 제한 퓨즈칩의 출력단과 전압 제한핀 사이의 구간의 퓨즈에서 과전압전류를 형성하여 상기 구간의 퓨즈를 차단하도록 하기 위한 것인
    과전압 과전류 보호회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1급 보호회로는 상기 전지셀의 양극과 연결된 전원단을 포함하고,
    상기 전지셀을 충전할 때, 상기 1급 보호 회로는 상기 전원단과 충방전 인터페이스의 그라운드단을 통하여 상기 전지셀에 충전하는 충전전압을 실시간으로 검측하고, 상기 충전전압이 과대하면 상기 1급 보호회로는 충방전 인터페이스가 상기 전지셀로 충전하는 충전회로를 차단하는
    과전압 과전류 보호회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1급 보호회로는 상기 충방전 인터페이스의 그라운드단과 연결되는 저전위 인터페이스단을 포함하고,
    상기 2급 보호회로는 상기 충방전 인터페이스의 전원단을 외부적으로 연결하는 고전위 전지셀단을 포함하고,
    상기 전지셀이 상기 2급 보호회로의 고전위 인터페이스단과 상기 1급 보호회로의 저전위 인터페이스단을 통하여 이동단말에 대하여 전기를 공급할 때 상기 2급 보호회로와 상기 1급 보호회로를 통하여 과방전 보호를 진행하는
    과전압 과전류 보호회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전지셀을 충전할 때, 상기 1급 보호회로는 또 상기 전지셀에 충전하는 충전전류를 실시간으로 검측하고, 상기 충전전류가 과대하면, 상기 충방전 인터페이스가 상기 전지셀에 충전하는 충전회로를 차단하는
    과전압 과전류 보호회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전지셀을 충전할 때, 상기 2급 보호회로는 또 상기 전지셀에 충전하는 충전전류를 실시간으로 검측하고, 상기 충전전류가 과대하면, 퓨즈를 차단하는 방식으로 충전회로를 차단하는
    과전압 과전류 보호회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전지셀이 방전할 때, 상기 1급 보호회로는 또 상기 전지셀이 방전하는 방전전류를 실시간으로 검측하고, 상기 방전전류가 과대하면, 상기 전지셀의 방전회로를 차단하는
    과전압 과전류 보호회로.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전지셀이 방전할 때, 상기 2급 보호회로는 또 상기 전지셀이 방전하는 방전전류를 실시간으로 검측하고, 상기 방전전류가 과대하면, 퓨즈를 차단하여 상기 전지셀의 방전회로를 차단하는
    과전압 과전류 보호회로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 과전압 과전류 보호회로는 고전위단 및 저전위단을 포함하는 필터회로를 더 포함하고,
    저전위단은 상기 1급 보호회로의 저전위 인터페이스단과 연결되고, 고전위단은 상기 2급 보호회로의 고전위 인터페이스단과 연결되며, 상기 필터회로는 상기 충방전 인터페이스를 통하여 상기 전지셀을 충전할 때, 상기 충방전 인터페이스로부터 액서스된 전기신호에 대하여 저역 통과 필터링을 행하기 위한
    과전압 과전류 보호회로.
  9. 전지셀과 충방전 인터페이스를 포함하는 이동단말에 있어서,
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 과전압 과전류 보호회로를 더 포함하는
    이동단말.
  10. 과전압 과전류 보호 방법에 있어서,
    전지셀을 충전하거나 또는 전지셀이 방전할 때, 1급 보호회로와 2급 보호회로는 충전전압과 충전전류 또는 방전전압과 방전전류를 실시간으로 검측하는 것; 만약 상기 충전전압이 충전할 때의 사전 설정된 전압 역치보다 크거나 방전전압이 방전할 때의 사전 설정된 전류 역치 보다 크거나, 또는 상기 충전전류가 충전할 때의 사전 설정된 전류 역치보다 크거나 또는 방전전류가 방전할 때의 사전 설정된 전류 역치보다 크거나, 또는 전지셀이 충만되면, 1급 보호회로가 MOS트랜지스터를 제어하여 상기 전지셀에 대해 충전하는 충전회로를 차단하거나 상기 전지셀이 방전하는 방전 회로를 차단하는 것 및 2급 보호회로가 퓨즈를 차단하여 상기 충전회로를 차단하거나 상기 방전 회로를 차단하는 것 중의 적어도 하나를 포함하고,
    상기 1급 보호회로는 전지셀과 충방전 인터페이스와 각각 연결되고,
    상기 2급 보호회로는 고전위 전지셀단, 저전위 전지셀단 및 고전위 인터페이스단을 포함하고, 상기 고전위 전지셀단은 상기 전지셀의 양극을 외부적으로 연결하고, 상기 저전위 전지셀단은 상기 전지셀의 음극을 외부적으로 연결하며, 상기 고전위 인터페이스단은 상기 충방전 인터페이스의 전원단을 외부적으로 연결하고,
    상기 2급 보호회로는 전압 검측칩, 전압 전류 제한 퓨즈칩, 및 스위치 회로를 포함하고,
    상기 전압 검측칩은 상기 전지셀을 충전하는 충전전압을 실시간으로 검측하고, 상기 충전전압이 과대하면 제어 신호를 출력하여 스위치 회로의 도통을 제어하여 전압 전류 제한 퓨즈칩의 출력단과 전압 제한핀 사이의 구간의 퓨즈에서 과전압전류를 형성하여 상기 구간의 퓨즈를 차단하도록 하고;
    상기 전압 검측칩은 상기 전지셀이 방전하는 방전전압을 실시간으로 검측하고, 상기 방전전압이 과대하면 제어 신호를 출력하여 스위치 회로의 도통을 제어하여 전압 전류 제한 퓨즈칩의 출력단과 전압 제한핀 사이의 구간의 퓨즈에서 과전압전류를 형성하여 상기 구간의 퓨즈를 차단하도록 하는
    과전압 과전류 보호 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    전지셀을 충전할 때, 상기 1급 보호 회로가 저항을 통하여 상기 전지셀의 방전전류를 검측하고, 상기 2급 보호 회로가 퓨즈를 통하여 상기 전지셀의 방전전류를 검측하는 것,
    만약 상기 방전전류가 제2 전류 역치보다 크면, 상기 1급 보호회로가 상기 MOS트랜지스터를 제어하여 방전회로를 차단하는 것 및 2급 보호회로가 퓨즈를 차단하여 상기 방전회로를 차단하는 것 중의 적어도 하나인 것인
    과전압 과전류 보호 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    전원 신호로 전지셀을 향하여 충전하기 전에, 상기 전원 신호에 대하여 저역 통과 필터링을 행하는 것을 더 포함하는
    과전압 과전류 보호 방법.
KR1020187007129A 2014-01-28 2014-05-26 과전압 과전류 보호회로 및 이동단말 KR101935754B1 (ko)

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