KR20160044239A - 과충전 및 과방전으로부터 배터리를 보호하는 장치 - Google Patents

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KR20160044239A
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황호석
김영석
박성범
안상훈
조현목
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주식회사 아이티엠반도체
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency 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
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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 배터리 보호 회로 장치는 내부 연결 단자 및 상기 외부 연결 단자 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 스위치들, 제1 및 제2 스위치들에 대해 병렬 연결된 제3 스위치; 및 제1 내지 제3 스위치들의 통전 및 차단을 각각 제어하는 배터리 보호 회로를 포함한다. 배터리 보호 회로는, 정상적인 충전 또는 방전 시에는 제1 내지 제3 스위치들을 모두 통전시키고, 배터리 셀에 대해 과충전이 검출되면 제1 및 제3 스위치들을 차단하며, 배터리 셀에 대해 과방전이 검출되면 제2 및 제3 스위치들을 차단하도록 동작할 수 있다.

Description

과충전 및 과방전으로부터 배터리를 보호하는 장치{APPARATUS FOR PROTECTING BATTERY FROM OVER-CHARGE AND OVER-DISCHARGE}
본 발명은 배터리 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 과충전으로부터 배터리를 보호하는 회로에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, PDA 등의 휴대단말기 등에 배터리가 사용되고 있다. 리튬이온 배터리는 휴대단말기 등에 가장 널리 사용되는 배터리로 과충전, 과전류 시에 발열하고, 발열이 지속되어 온도가 상승하게 되면 성능 열화는 물론 폭발의 위험성까지 갖는다.
따라서, 통상의 배터리에는 과충전 및 과방전을 감지하고 차단하는 보호 회로모듈이 실장되어 있거나, 배터리 외부에서 과충전이나 과방전을 감지하고 배터리의 동작을 차단하는 보호 회로를 설치하여 사용한다. 배터리 보호 회로는 과충전 시에 외부 전원과 배터리 사이의 전기적 연결을 차단하는 회로 구성과 과방전 시에 배터리와 부하 사이의 전기적 연결을 차단하는 회로 구성을 가질 필요가 있다.
이에 따라, 종래의 보호 회로는 배터리와 외부 전원/부하 사이에 삽입되는 직렬 연결된 두 개의 FET들을 가진다. 이 두 개의 FET들은 각각 프로텍션 IC로부터 과충전 신호가 있을 때와 과방전 신호가 있을 때에 각각 오프되어 배터리와 외부 전원/부하 사이의 전기적 연결을 차단한다.
정상 동작 시에는 항상 이렇게 직렬 연결된 두 개의 FET들을 통해 배터리와 외부 전원/부하가 전기적으로 연결되기 때문에, 마치 배터리와 외부 전원/부하 사이에 두 개의 저항들이 직렬 연결되어 있는 것과 같다. 따라서, 이러한 두 FET들이 전압 강하와 전력 소모를 일으키기 때문에, 배터리를 이용하는 전자 장치는 배터리 충전 전압 및 용량을 최대한 활용할 수 없고 배터리의 사용 시간이 줄어든다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배터리와 외부 전원/부하 사이의 전압 손실을 줄일 수 있는 배터리 보호 회로 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 배터리와 외부 전원/부하 사이의 전력 손실을 줄일 수 있는 배터리 보호 회로 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 과전류 또는 과열의 감지와 회로 차단 회로를 보호 회로 패키지 내에 실장할 수 있는 배터리 보호 회로 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리 보호 회로는, 배터리 셀에 연결되는 내부 연결 단자와 외부의 충전기 또는 전자 기기에 연결되는 외부 연결 단자 사이에 구비되어 상기 배터리 셀을 보호하기 위한 배터리 보호 회로 장치로서, 상기 내부 연결 단자 및 상기 외부 연결 단자 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 스위치들; 상기 제1 및 제2 스위치들에 대해 병렬 연결된 제3 스위치; 및 상기 제1 내지 제3 스위치들의 통전 및 차단을 각각 제어하는 배터리 보호 회로를 포함하고, 상기 배터리 보호 회로는, 정상적인 충전 또는 방전 시에는 상기 제1 내지 제3 스위치들을 모두 통전시키고, 상기 배터리 셀에 대해 과충전이 검출되면 상기 제1 및 제3 스위치들을 차단하며, 상기 배터리 셀에 대해 과방전이 검출되면 상기 제2 및 제3 스위치들을 차단하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 내지 제3 스위치들은 전계 효과 트랜지스터들로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제3 스위치를 구현하는 전계 효과 트랜지스터의 실장 면적은 상기 제1 스위치 또는 상기 제2 스위치를 구현하는 전계 효과 트랜지스터들의 실장 면적보다 상대적으로 넓을 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 보호 회로 장치는, 배터리 셀에 연결되는 내부 연결 단자와 외부의 충전기 또는 전자 기기에 연결되는 외부 연결 단자 사이에 구비되어 상기 배터리 셀을 보호하기 위한 배터리 보호 회로 장치로서, 상기 내부 연결 단자 및 상기 외부 연결 단자 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 스위치들; 상기 제1 스위치에 병렬 연결된 제1 다이오드; 상기 제2 스위치에 병렬 연결된 제2 다이오드; 상기 제1 및 제2 스위치들에 대해 병렬 연결된 제3 스위치; 상기 제3 스위치에 병렬 연결된, 대향하는 제3 및 제4 다이오드들; 및 상기 제1 내지 제3 스위치들의 통전 및 차단을 각각 제어하는 배터리 보호 회로를 포함하고, 상기 제1 및 제2 스위치들의 접점은 상기 제3 및 제4 다이오드들의 접점에 연결되고, 상기 배터리 보호 회로는, 정상적인 충전 또는 방전 시에는 상기 제1 내지 제3 스위치들을 모두 통전시키고, 상기 배터리 셀에 대해 과충전이 검출되면 상기 제1 및 제3 스위치들을 차단하고 상기 제2 스위치를 통전하며, 상기 배터리 셀에 대해 과방전이 검출되면 상기 제2 및 제3 스위치들을 차단하고 상기 제1 스위치를 통전하도록 동작할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 다이오드는 상기 제1 스위치가 차단될 때에 상기 외부 연결 단자로부터 상기 내부 연결 단자로 전류가 흐르도록 통전되고, 상기 제2 다이오드는 상기 제2 스위치가 차단될 때에 상기 내부 연결 단자로부터 상기 외부 연결 단자로 전류가 흐르도록 통전되며, 상기 제3 다이오드는 상기 제3 스위치가 차단될 때에 상기 외부 연결 단자로부터 상기 내부 연결 단자로 전류가 흐르도록 통전되고, 상기 제4 다이오드는 상기 제3 스위치가 차단될 때에 상기 내부 연결 단자로부터 상기 외부 연결 단자로 전류가 흐르도록 통전될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 내지 제3 스위치들은 전계 효과 트랜지스터들로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제3 스위치를 구현하는 전계 효과 트랜지스터의 실장 면적은 상기 제1 스위치 또는 상기 제2 스위치를 구현하는 전계 효과 트랜지스터들의 실장 면적보다 상대적으로 넓을 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 배터리 셀; 및 상기 배터리 셀에 연결되는 것으로서 전술한 배터리 보호 회로 장치 중 어느 하나의 배터리 보호 회로 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 보호 회로는 배터리 셀에 연결되는 내부 연결 단자와 외부의 충전기 또는 전자 기기에 연결되는 외부 연결 단자 사이에 구비되어 상기 배터리 셀을 보호하기 위한 배터리 보호 회로로서, 상기 배터리 셀의 과충전 또는 과방전을 검출하여 과충전 신호, 과방전 신호 및 비정상 상태 신호를 생성하는 판정 로직을 포함하고, 상기 과충전 신호 및 상기 과방전 신호는 상기 내부 연결 단자 및 상기 외부 연결 단자 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 스위치들을 각각 제어할 수 있고, 상기 비정상 상태 신호는 상기 제1 및 제2 스위치들에 대해 병렬 연결된 제3 스위치를 제어할 수 있으며, 상기 과충전 신호, 상기 과방전 신호 및 상기 비정상 상태 신호는 각각, 정상적인 충전 또는 방전 시에는 상기 제1 내지 제3 스위치들을 모두 통전시키고, 과충전 검출 시에는 상기 제1 및 제3 스위치들을 차단하고 상기 제2 스위치를 통전하며, 과방전 검출 시에는 상기 제2 및 제3 스위치들을 차단하고 상기 제1 스위치를 통전할 수 있다.
본 발명의 배터리 보호 회로 장치에 따르면, 배터리와 외부 전원/부하 사이의 전압 손실을 줄일 수 있다.
본 발명의 배터리 보호 회로 장치에 따르면, 배터리와 외부 전원/부하 사이의 전력 손실을 줄일 수 있다.
본 발명의 배터리 보호 회로 장치에 따르면, 종래의 배터리 보호 제어 로직 및 회로 설계를 거의 그대로 활용하면서 종래에 비해 배터리 보호 회로 장치에 의한 배터리와 외부 전원/부하 사이의 전압 손실 및 전력 손실을 크게 줄일 수 있다.
본 발명의 배터리 보호 회로 장치에 따르면, 과충전 상태 또는 과방전 상태로부터 쉽게 복귀할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치를 예시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 정상적인 충전 동작 또는 방전 동작과 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 과충전 차단 동작과 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 과방전 차단 동작과 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치를 트랜지스터들을 이용하여 구체적으로 구현한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 보호 회로 장치 중 스위치들을 구현하기 위한 트랜지스터들을 기판에 실장한 모습을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치를 예시한 회로도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 정상적인 충전 동작 또는 방전 동작과 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 과충전 차단 동작과 과충전 차단 복귀를 위한 방전 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 과방전 차단 동작과 과방전 차단 복귀를 위한 충전 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치를 예시한 회로도이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치를 예시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 배터리 보호 회로 장치(10)는 배터리 셀에 연결되는 제1 및 제2 내부 연결 단자들(B+, B-), 제1 및 제2 외부 연결 단자들(P+, P-), 동작 전압 생성부(11), 배터리 보호 회로(12), 전압 검출부(13), 제1 스위치(14), 제2 스위치(15) 및 제3 스위치(16)를 포함할 수 있다.
한편, 배터리 보호 회로(12), 제1 스위치(14), 제2 스위치(15) 및 제3 스위치(16)는 배터리 보호 회로 패키지(17)로 패키징될 수 있다.
구체적으로, 제1 및 제2 내부 연결 단자들(B+, B-)은 배터리 셀의 단자들에 연결되는 단자들이다.
제1 및 제2 외부 연결 단자들(P+, P-)은 충전 시에는 충전기의 충전 입력 단자들에 연결되고, 방전 시에는 배터리로 동작하는 전자 기기의 전원 입력 단자들에 연결되는 단자들이다.
도시되지는 않았지만, 배터리 보호 회로 장치(10)는 배터리의 셀 용량을 측정한다거나 ESD(Electrostatic Discharge) 또는 서지(surge) 전류로부터 배터리를 보호하기 위한 외부 연결 단자를 더 구비할 수 있다.
동작 전압 생성부(11)는 충전 시에는 제1 및 제2 외부 연결 단자들(P+, P-)을 통해 인가되는 충전 전압으로부터, 그리고 방전 시에는 제1 및 제2 내부 연결 단자들(B+, B-)을 통해 출력되는 배터리 전압으로부터 배터리 보호 회로(12)의 동작 전압(VD)을 생성한다.
예시적으로, 동작 전압 생성부(11)는 직렬 연결된 제1 저항(R1)과 제1 커패시터(C1)로 구현될 수 있다. 제1 커패시터(C1)의 양단에 충전되는 전압이 배터리 보호 회로(12)의 제1 및 제2 전압 단자들(VDD, VSS)에 인가될 수 있다. 예시적으로 제1 저항(R1)은 1 kΩ 정도, 제 커패시터(C1)는 1㎌ 정도의 소자 값들을 각각 가질 수 있다.
배터리 보호 회로(12)는 제2 전압 단자(VSS)를 통해 인가된 제2 내부 연결 단자(B-)의 전압 레벨과 전압 검출부(13)를 통해 제3 전압 단자(V-)에서 인가된 제2 외부 연결 단자(P-)의 전압 레벨에 기초하여, 충전 중일 때에는 과충전 여부를, 또는 방전 중일 때에는 과방전 여부를 판정하는 판정 로직(121)을 포함하고, 판정 로직(121)은, 과충전으로 판정되면 제1 출력 단자(CO)에서 활성화된 과충전 신호(COUT)를 출력하고 제3 출력 단자(KO)에서 활성화된 비정상 상태 신호(KOUT)를 출력하며, 과방전으로 판정되면 제2 출력 단자(D0)에서 활성화된 과방전 신호(DOUT)를 출력하고 제3 출력 단자(KO)에서 활성화된 비정상 상태 신호(KOUT)를 출력한다.
배터리 보호 회로(12)가 과충전 또는 과방전을 판정하는 기준은 주지되어 있다. 예를 들어, 충전 중일 때에 만약 제2 전압 단자(VSS)에서 인가된 제2 내부 연결 단자(B-)의 전압 레벨이 전압 검출부(13)를 통해 제3 전압 단자(V-)에서 인가된 제2 외부 연결 단자(P-)의 전압 레벨보다 더 낮아지면, 배터리 셀에 충전된 전압의 폭이 충전기에서 입력되는 전압의 폭보다 더 큰 것이므로 과충전 상태라고 판정할 수 있다.
이를 위해, 전압 검출부(13)는 제2 외부 연결 단자(P-)와 배터리 보호 회로(12)의 검출 단자(V-)를 연결하는 제2 저항(R2)을 포함할 수 있다. 제2 저항(R2)은 예시적으로 약 2.2 kΩ 정도의 소자 값을 가질 수 있다.
한편, 제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이의 전기적 연결은 제1, 제2 및 제3 스위치들(14, 15, 16)을 통해 이루어진다.
구체적으로, 직렬 연결된 제1 스위치(14) 및 제2 스위치(15)가 제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이를 전기적으로 연결하고, 또한 제1 및 제2 스위치들(14, 15)에 대해 병렬 연결된 제3 스위치(15)가 제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이를 전기적으로 연결한다. 즉 제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이에 복수의 전류 경로들이 제공된다.
제1 스위치(14)는 과충전 신호(COUT)에 기초하여 제어될 수 있고, 제2 스위치(15)는 과방전 신호(DOUT)에 기초하여 제어될 수 있으며, 제3 스위치(15)는 비정상 상태 신호(KOUT)에 기초하여 제어될 수 있다.
좀더 구체적으로, 제1 스위치(14)는 과충전 신호(COUT)의 활성화 또는 비활성화에 따라 각각 열리거나 닫히고, 제2 스위치(15)는 과방전 신호(DOUT)의 활성화 또는 비활성화에 따라 각각 열리거나 닫히며, 제3 스위치(15)는 비정상 상태 신호(KOUT)의 활성화 또는 비활성화에 따라 각각 열리거나 닫힐 수 있다.
다시 말해, 정상적인 충전 또는 방전 시에는 과충전 신호(COUT), 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)가 모두 비활성화되어 제1 내지 제3 스위치들(14, 15, 16)이 모두 닫히고, 과충전 시에 과충전 신호(COUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)가 활성화되면 제2 스위치(15)는 닫힌 상태를 유지하지만 제1 및 제3 스위치들(14, 16)은 열리며, 과방전 시에 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)가 활성화되면 제1 스위치(14)는 닫힌 상태를 유지하지만 제2 및 제3 스위치들(15, 16)은 열린다.
정상적인 충전 동작 또는 방전 동작 시의 제1 내지 제3 스위치부(14, 15, 16)의 동작을 설명하기 위해 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 정상적인 충전 동작 또는 방전 동작과 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 2에서, 정상적인 충전 동작 또는 방전 동작 시에는 배터리 보호 회로(12)는 충전 동작이든 방전 동작이든 전류를 방해하지 않도록 제1 내지 제3 스위치들(14, 15, 16)이 모두 통전되도록 과충전 신호(COUT), 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(*)를 비활성화할 수 있다.
이때, 충전 전류 또는 방전 전류는 제1 및 제2 스위치들(14, 15)을 거치는 제1 경로(P1)와 제3 스위치(S3)를 거치는 제2 경로(P2)를 통해 흐를 수 있다. 제1 및 제2 스위치들(14, 15)과 제3 스위치(16)가 병렬 연결되어 있으므로, 제1 내지 제3 스위치들(14, 15, 16)에 의한 합성 등가 저항은 제1 및 제2 스위치들(14, 15)만으로 또는 제3 스위치(16) 만으로 제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이를 연결하였을 경우의 등가 저항 값들에 비해 더 낮아진다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치(10)는, 제1 및 제2 스위치들만을 구비하는 종래의 배터리 보호 회로 장치들에 비해, 정상 동작 중에 배터리 보호용 소자들에 의한 전압 강하와 전력 소모를 더 줄일 수 있다.
다시 도 1로 돌아가서, 만약 배터리 보호 회로(12)에서 과충전 상태가 판정되면 과충전 신호(COUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)가 함께 활성화된다. 과방전 신호(DOUT)는 비활성화 상태를 유지한다.
과충전 차단 동작 시의 제1 내지 제3 스위치들(14, 15, 16)의 동작을 설명하기 위해 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 과충전 차단 동작과 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 3에서, 과충전 신호(COUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)의 활성화에 따라 제1 스위치(14)와 제3 스위치(16)는 각각 차단된다.
비록 여전히 비활성화인 과방전 신호(DOUT)에 의해 제어되는 제2 스위치(15)는 계속 통전 상태이지만, 제1 스위치(14)가 차단되므로 제1 경로는 차단된다. 또한 제3 스위치(16)도 차단되므로 제2 경로도 차단된다.
이에 따라, 배터리 측의 제2 내부 연결 단자(B-)와 충전기 측의 제2 외부 연결 단자(P-) 사이의 전기적 연결이 단절되면서, 충전이 중지되고 배터리가 과충전으로부터 보호될 수 있다.
이어서, 만약 배터리 보호 회로(12)에서 과방전 상태가 판정되면 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)가 함께 활성화된다. 과충전 신호(COUT)는 비활성화 상태를 유지한다.
과방전 차단 동작 시의 제1 내지 제3 스위치들(14, 15, 16)의 동작을 설명하기 위해 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 과방전 차단 동작과 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 4에서, 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)의 활성화에 따라 제2 스위치(15)와 제3 스위치(16)는 각각 차단된다.
비록 비활성화인 과충전 신호(COUT)에 의해 제어되는 제1 스위치(14)는 계속 통전 상태이지만, 제2 스위치(15)가 차단되므로 제1 경로는 차단된다. 또한 제3 스위치(16)도 차단되므로 제2 경로도 차단된다.
이에 따라, 배터리 측의 제2 내부 연결 단자(B-)와 부하 측의 제2 외부 연결 단자(P-) 사이의 전기적 연결이 단절되면서, 방전이 중지되고 배터리가 과방전으로부터 보호될 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치를 트랜지스터들을 이용하여 구체적으로 구현한 회로도이다.
도 1의 제1 내지 제3 스위치들(14, 15, 16)은 각각 도 5에서 예시된 바와 같이 전계 효과 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)로 구현될 수 있다.
제1 내지 제3 스위치들(14, 15, 16)을 각각 구현하는 제1 내지 제3 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)은 각각의 소스 단자와 게이트 단자 사이에 서로 마주보도록 결선된 보호 다이오드들이 부가되어 제1 내지 제3 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)이 파괴되지 않도록 결선될 수 있다.
배터리 보호 회로 패키지(17)는 배터리 보호 회로(12), 제1 스위치(14), 제2 스위치(15) 및 제3 스위치(16)를 하나의 패키지로 패키징한 것이며, 패지키 내에서 큰 전류를 감당하기 위한 트랜지스터들의 실장을 예시하기 위해 도 6을 참조하면, 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 보호 회로 장치 중 스위치들을 구현하기 위한 트랜지스터들을 기판에 실장한 모습을 개략적으로 예시한 도면이다.
도 6에서, (a)는 종래의 배터리 보호 회로 장치에서 배터리와 외부 전원/부하 사이에 삽입되는 직렬 연결된 두 개의 트랜지스터들(61, 62)을 기판(63a) 상에 실장하는 모습을 개략적으로 예시한 도면이다. 두 개의 트랜지스터들(61, 62)의 각각은 서로 동일한 규격이면서 가능한 낮은 동작 저항을 가질 수 있도록 큰 실장 면적을 차지한다.
(b)는 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 보호 회로 장치(10)에서 세 개의 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)을 기판(63b) 상에 실장한 모습을 개략적으로 예시한 도면이다.
정상적인 동작 중에 배터리 측의 제2 내부 연결 단자(B-)와 충전기/부하 측의 제2 외부 연결 단자(P-) 사이를 직접적으로 연결하는 제3 트랜지스터(FET3)는 가장 큰 실장 면적을 차지하며, 직렬 연결된 제1 트랜지스터(FET1)와 제2 트랜지스터(FET2)는 나머지 실장 면적을 반분한다.
한편, 트랜지스터의 등가 동작 저항은 실질적으로 트랜지스터의 채널 크기에 관련된 치수에 의해 결정되고, 채널 크기가 큰 트랜지스터는 더 많은 실장 면적을 필요로 한다고 볼 수 있다. 따라서 실장 면적이 크면 등가 동작 저항은 상대적으로 작고, 반대로 실장 면적이 작으면 등가 동작 저항은 상대적으로 크다고 볼 수 있다.
이에 따라, 도 6의 (a)에서, 두 트랜지스터들(61, 62)은 직렬 연결되어 있으므로 등가 동작 저항은 트랜지스터 하나의 동작 저항의 두 배가 된다.
반면에 도 6의 (b)에서, 제3 트랜지스터(FET3)와, 직렬 연결된 제1 트랜지스터(FET1) 및 제2 트랜지스터(FET2)은 서로 병렬 연결되어 있으므로, 등가 동작 저항은 제3 트랜지스터(FET3) 하나의 동작 저항보다 오히려 작아진다.
만약 (a)의 트랜지스터들(61, 62)의 크기와 (b)의 제3 트랜지스터(FET3)의 크기가 동일하다면, (b)의 세 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)이 차지하는 실장 면적과 (a)의 두 트랜지스터들(61, 62)이 차지하는 실장 면적이 거의 동일함에도 불구하고, (b)의 세 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)의 등가 동작 저항은 (a)의 두 트랜지스터들(61, 62)의 등가 동작 저항에 비해 절반 미만으로 작아진다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치를 예시한 회로도이다.
도 7을 참조하면, 배터리 보호 회로 장치(70)는, 도 1의 배터리 보호 회로 장치(10)와 유사하게, 배터리 셀에 연결되는 제1 및 제2 내부 연결 단자들(B+, B-), 제1 및 제2 외부 연결 단자들(P+, P-), 동작 전압 생성부(71), 배터리 보호 회로(72), 전압 검출부(73), 제1 스위치(74), 제2 스위치(75), 제3 스위치(76)를 포함할 수 있으며, 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2), 제3 다이오드(D3) 및 제4 다이오드(D4)를 더 포함할 수 있다.
배터리 보호 회로(72), 제1 내지 제3 스위치들(74, 75, 76), 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)은 배터리 보호 회로 패키지(77)로 패키징될 수 있다.
배터리 셀에 연결되는 제1 및 제2 내부 연결 단자들(B+, B-), 제1 및 제2 외부 연결 단자들(P+, P-), 동작 전압 생성부(71) 및 배터리 보호 회로(72)는 도 1의 배터리 보호 회로 장치(10)의 제1 및 제2 내부 연결 단자들(B+, B-), 제1 및 제2 외부 연결 단자들(P+, P-), 동작 전압 생성부(11) 및 배터리 보호 회로(12)와 실질적으로 동일하므로 설명을 생략한다.
제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이의 전기적 연결은 제1 내지 제3 스위치들(74, 75, 76)과 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)의 조합에 의해 이루어진다.
구체적으로, 직렬 연결된 제1 스위치(74) 및 제2 스위치(75)가 제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이를 전기적으로 연결하고, 또한 제1 및 제2 스위치들(74, 75)에 대해 병렬 연결된 제3 스위치(75)가 제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이를 전기적으로 연결한다. 즉, 제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이에 정상적인 충전 또는 방전 시에 복수의 전류 경로들이 제공된다.
나아가, 도 1의 배터리 보호 회로 장치(10)와 달리, 도 7의 배터리 보호 회로 장치(70)는 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)로써, 과충전 시에 제1 및 제3 스위치들(74, 76)이 차단되거나 또는 과방전 시에 제2 및 제3 스위치들(75, 76)이 차단될 경우에, 제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이에서 과충전 복귀 전류 또는 과방전 복귀 전류가 흐를 수 있는 복수의 전류 경로들을 제공할 수 있다.
여기서 과충전 복귀 전류 또는 과방전 복귀 전류는 다음과 같이 설명될 수 있다.
충전 시에는 외부의 충전기로부터 배터리로 전류가 유입되지만, 과충전 시에는 과충전 상태를 해소할 수 있도록 배터리로부터 외부의 충전기 또는 부하로 과충전 복귀 전류가 유출되어야 하며, 따라서 과충전 복귀 전류는 충전 전류 방향과 반대되는 전류 방향을 가진다.
마찬가지로, 방전 시에는 배터리로부터 부하로 전류가 유출되지만, 과방전 시에는 과방전 상태를 해소할 수 있도록 외부의 충전기로부터 배터리로 과방전 복귀 전류가 유입되어야 하며, 따라서 과방전 복귀 전류는 방전 전류 방향과 반대되는 전류 방향을 가진다.
이를 위해, 배터리 보호 회로 장치(70)는, 직렬 연결된 제1 스위치(74) 및 제2 스위치(75), 제1 및 제2 스위치들(74, 75)에 대해 병렬 연결된 제3 스위치(76)에 추가하여, 제1 스위치(74)에 병렬 연결된 제1 다이오드(D1), 제2 스위치(75)에 병렬 연결된 제2 다이오드(D2), 제3 스위치(76)에 병렬 연결되는 서로 대향 연결된 제3 및 제4 다이오드들(D3, D4)을 포함하고, 이때 제1 및 제2 스위치들(74, 75) 사이의 제1 접점(PN1)이 제3 및 제4 다이오드들(D3, D4) 사이의 제2 접점(PN2)과 전기적으로 연결됨으로써, 과충전 복귀 전류 및 과방전 복귀 전류에 대해서도 각각 복수의 전류 경로들을 제공할 수 있다.
제1 스위치(74)는 과충전 신호(COUT)에 기초하여 제어될 수 있고, 제2 스위치(75)는 과방전 신호(DOUT)에 기초하여 제어될 수 있으며, 제3 스위치(75)는 비정상 상태 신호(KOUT)에 기초하여 제어될 수 있다.
좀더 구체적으로, 제1 스위치(74)는 과충전 신호(COUT)의 활성화 또는 비활성화에 따라 각각 열리거나 닫히고, 제2 스위치(75)는 과방전 신호(DOUT)의 활성화 또는 비활성화에 따라 각각 열리거나 닫히며, 제3 스위치(75)는 비정상 상태 신호(KOUT)의 활성화 또는 비활성화에 따라 각각 열리거나 닫힐 수 있다.
다시 말해, 정상적인 충전 또는 방전 시에 과충전 신호(COUT), 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)가 모두 비활성화되면 제1 내지 제3 스위치들(74, 75, 76)이 모두 닫혀 복수의 전류 경로들을 제공하고, 과충전 시에 과충전 신호(COUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)가 활성화되면 제1 및 제3 스위치들(74, 76)은 차단되지만 제1 다이오드(D1) 및 제2 스위치(75)의 전류 경로와 제3 다이오드(D3) 및 제2 스위치(75)의 전류 경로를 제공하며, 과방전 시에 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)가 활성화되면 제2 및 제3 스위치들(75, 76)은 차단되지만 제2 다이오드(D2) 및 제1 스위치(74)의 전류 경로와 제4 다이오드(D4) 및 제1 스위치(74)의 전류 경로를 제공할 수 있다.
정상적인 충전 동작 또는 방전 동작 시의 제1 내지 제3 스위치부(74, 75, 76)의 동작을 설명하기 위해 도 8을 참조하면, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 정상적인 충전 동작 또는 방전 동작과 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 8에서, 정상적인 충전 동작 또는 방전 동작 시에는 배터리 보호 회로(72)의 판정 로직(721)은 충전 동작이든 방전 동작이든 전류를 방해하지 않도록 제1 내지 제3 스위치들(74, 75, 76)이 모두 통전되도록 과충전 신호(COUT), 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(*)를 비활성화할 수 있다.
이때, 충전 전류 또는 방전 전류는 제1 및 제2 스위치들(74, 75)을 거치는 제1 경로(P1)와 제3 스위치(76)를 거치는 제2 경로(P2)를 통해 흐를 수 있다. 제1 및 제2 스위치들(74, 75)과 제3 스위치(76)가 병렬 연결되어 있으므로, 제1 내지 제3 스위치들(74, 75, 76)에 의한 합성 등가 저항은 제1 및 제2 스위치들(74, 75)만으로 또는 제3 스위치(76) 만으로 제2 내부 연결 단자(B-)와 제2 외부 연결 단자(P-) 사이를 연결하였을 경우의 등가 저항 값들에 비해 더 낮아진다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치(70)는 제1 및 제2 스위치들만을 구비하는 종래의 배터리 보호 회로 장치들에 비해, 정상 동작 중에 배터리 보호용 소자들에 의한 전압 강하와 전력 소모를 더 줄일 수 있다.
다시 도 7로 돌아가서, 만약 배터리 보호 회로(72)의 판정 로직(721)에서 과충전 상태가 판정되면 과충전 신호(COUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)가 함께 활성화된다. 과방전 신호(DOUT)는 비활성화 상태를 유지한다.
과충전 차단 동작 시의 제1 내지 제3 스위치들(74, 75, 76)의 동작을 설명하기 위해 도 9를 참조하면, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 과충전 차단 동작과 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 9에서, 과충전 신호(COUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)의 활성화에 따라 제1 스위치(74)와 제3 스위치(76)는 각각 차단된다. 따라서 충전 전류가 흐를 수 있는 방향의 제1 및 제2 경로들(P1, P2)은 모두 차단된다.
이때, 여전히 비활성화인 과방전 신호(DOUT)에 의해 제어되는 제2 스위치(75)는 계속 통전 상태이고, 비록 제1 스위치(74)가 차단되지만, 충전 전류 방향의 반대 방향으로 제1 다이오드(D1)가 통전된다. 따라서, 제2 외부 연결 단자(P-)로부터 제1 다이오드(D1) 및 제2 스위치(75)를 통해 제2 내부 연결 단자(B-)로 향하는 제3 경로(P3)가 생성되고, 제3 경로(P3)를 통해 과충전 복귀 전류의 일부가 흐른다.
또한 비록 제3 스위치(76)가 차단되지만, 충전 전류 방향의 반대 방향으로 제3 다이오드(D3)가 통전된다. 따라서, 제2 외부 연결 단자(P-)로부터 제3 다이오드(D3), 제2 접점(PN2), 제1 접점(PN1) 및 제2 스위치(75)를 통해 제2 내부 연결 단자(B-)로 향하는 제4 경로(P4)가 생성되고, 제4 경로(P4)를 통해 과충전 복귀 전류의 나머지 일부가 흐른다.
이에 따라, 과충전 신호(COUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)의 활성화와 함께 제2 내부 연결 단자(B-)로부터 제2 외부 연결 단자(P-)로 흐르는 복수의 전류 경로들(P1, P2)은 모두 단절되는 동시에, 제2 외부 연결 단자(P-)로부터 제2 내부 연결 단자(B-)로 향하는 복수의 전류 경로들(P3, P4)이 생성됨으로써, 충전이 중지되고 배터리가 과충전으로부터 보호될 뿐 아니라 과충전 상태에서 재빨리 복귀될 수 있다.
이어서, 도 7로 돌아가서, 만약 배터리 보호 회로(72)의 판정 로직(721)에서 과방전 상태가 판정되면 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)가 함께 활성화된다. 과충전 신호(COUT)는 비활성화 상태를 유지한다.
과방전 차단 동작 시의 제1 내지 제3 스위치들(74, 75, 76)의 동작을 설명하기 위해 도 10을 참조하면, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치의 과방전 차단 동작과 전류 흐름을 예시한 회로도이다.
도 10에서, 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)의 활성화에 따라 제2 스위치(75)와 제3 스위치(76)는 각각 차단된다. 따라서 충전 전류가 흐를 수 있는 방향의 제1 및 제2 경로들(P1, P2)은 모두 차단된다.
이때, 비활성화인 과충전 신호(COUT)에 의해 제어되는 제1 스위치(74)는 계속 통전 상태이고, 비록 제2 스위치(75)가 차단되지만, 방전 전류 방향의 반대 방향으로 제2 다이오드(D2)가 통전된다. 따라서, 제2 내부 연결 단자(B-)로부터 제2 다이오드(D2) 및 제1 스위치(74)를 통해 제2 외부 연결 단자(P-)로 향하는 제5 경로(P5)가 생성되고, 제5 경로(P5)를 통해 과방전 복귀 전류의 일부가 흐른다.
또한 비록 제3 스위치(76)가 차단되지만, 방전 전류 방향의 반대 방향으로 제4 다이오드(D4)가 통전된다. 따라서, 제2 내부 연결 단자(B-)로부터 제4 다이오드(D4), 제2 접점(PN2), 제1 접점(PN1) 및 제1 스위치(74)를 통해 제2 외부 연결 단자(P-)로 향하는 제6 경로(P6)가 생성되고, 제6 경로(P6)를 통해 과방전 복귀 전류의 나머지 일부가 흐른다.
이에 따라, 과방전 신호(DOUT) 및 비정상 상태 신호(KOUT)의 활성화와 함께 제2 외부 연결 단자(P-)로부터 제2 내부 연결 단자(B-)로 흐르는 복수의 전류 경로들(P1, P2)은 모두 단절되는 동시에, 제2 내부 연결 단자(B-)로부터 제2 외부 연결 단자(P-)로 향하는 복수의 전류 경로들(P5, P6)이 생성됨으로써, 방전이 중지되고 배터리가 과방전으로부터 보호될 뿐 아니라 과방전 상태에서 재빨리 복귀될 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호 회로 장치를 트랜지스터들을 이용하여 구체적으로 구현한 회로도이다.
도 7의 제1 내지 제3 스위치들(74, 75, 76)은 각각 도 11에서 예시된 바와 같이 전계 효과 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)로 구현될 수 있다.
제1 내지 제3 스위치들(74, 75, 76)을 각각 구현하는 제1 내지 제3 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)은 각각의 소스 단자와 게이트 단자 사이에 서로 마주보도록 결선된 보호 다이오드들이 부가되어 제1 내지 제3 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)이 파괴되지 않도록 결선될 수 있다.
또한 제1 내지 제4 다이오드들(D1, D2, D3, D4)은 각각 패시브 소자들일 수 있지만, 다이오드-커넥티드 트랜지스터(diode-connected transistor)와 같은 액티브 소자들로써 구현될 수도 있다.
도 11의 트랜지스터들(FET1, FET2, FET3)은, 도 6에서 예시된 바와 동일하게, 제3 스위치(76)에 상응하는 제3 트랜지스터(FET3)가 가장 큰 실장 면적을 가지고, 제1 및 제2 스위치들(74, 75)에 각각 상응하는 제1 및 제2 트랜지스터들(FET1, FET2)가 나머지 실장 면적을 반분하도록 실장될 수 있다. 이 경우에, 도 6에서 예시된 바와 동일하게, 합성된 등가 저항은 종래에 비해 절반 미만으로 줄어들 수 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
10, 70 배터리 보호 회로 장치
B+, B- 제1 및 제2 내부 연결 단자들
P+, P- 제1 및 제2 외부 연결 단자들
11, 71 동작 전압 생성부
12, 72 배터리 보호 회로
121, 721 판정 로직
13, 73 전압 검출부
14, 74 제1 스위치
15, 75 제2 스위치
16, 76 제3 스위치
17, 77 배터리 보호 회로 패키지
61, 62 트랜지스터
63a, 63b 기판
VDD, VSS, V- 제1, 제2 및 제3 전압 단자들
CO, DO, KO 제1, 제2 및 제3 출력 단자들
FET1, FET2, FET3 제1, 제2 및 제3 전계 효과 트랜지스터들
D1, D2, D3, D4 제1, 제2, 제3 및 제4 다이오드들
P1, P2, P3, P4, P5, P6 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 경로들
PN1, PN2 제1 및 제2 접점들

Claims (9)

  1. 배터리 셀에 연결되는 내부 연결 단자와 외부의 충전기 또는 전자 기기에 연결되는 외부 연결 단자 사이에 구비되어 상기 배터리 셀을 보호하기 위한 배터리 보호 회로 장치로서,
    상기 내부 연결 단자 및 상기 외부 연결 단자 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 스위치들;
    상기 제1 및 제2 스위치들에 대해 병렬 연결된 제3 스위치; 및
    상기 제1 내지 제3 스위치들의 통전 및 차단을 각각 제어하는 배터리 보호 회로를 포함하고,
    상기 배터리 보호 회로는,
    정상적인 충전 또는 방전 시에는 상기 제1 내지 제3 스위치들을 모두 통전시키고, 상기 배터리 셀에 대해 과충전이 검출되면 상기 제1 및 제3 스위치들을 차단하며, 상기 배터리 셀에 대해 과방전이 검출되면 상기 제2 및 제3 스위치들을 차단하도록 동작하는, 배터리 보호 회로 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 스위치들은 전계 효과 트랜지스터들로 구현되는, 배터리 보호 회로 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제3 스위치를 구현하는 전계 효과 트랜지스터의 실장 면적은 상기 제1 스위치 또는 상기 제2 스위치를 구현하는 전계 효과 트랜지스터들의 실장 면적보다 상대적으로 넓은, 배터리 보호 회로 장치.
  4. 배터리 셀에 연결되는 내부 연결 단자와 외부의 충전기 또는 전자 기기에 연결되는 외부 연결 단자 사이에 구비되어 상기 배터리 셀을 보호하기 위한 배터리 보호 회로 장치로서,
    상기 내부 연결 단자 및 상기 외부 연결 단자 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 스위치들;
    상기 제1 스위치에 병렬 연결된 제1 다이오드;
    상기 제2 스위치에 병렬 연결된 제2 다이오드;
    상기 제1 및 제2 스위치들에 대해 병렬 연결된 제3 스위치;
    상기 제3 스위치에 병렬 연결된, 대향하는 제3 및 제4 다이오드들; 및
    상기 제1 내지 제3 스위치들의 통전 및 차단을 각각 제어하는 배터리 보호 회로를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 스위치들의 접점은 상기 제3 및 제4 다이오드들의 접점에 연결되고,
    상기 배터리 보호 회로는,
    정상적인 충전 또는 방전 시에는 상기 제1 내지 제3 스위치들을 모두 통전시키고, 상기 배터리 셀에 대해 과충전이 검출되면 상기 제1 및 제3 스위치들을 차단하고 상기 제2 스위치를 통전하며, 상기 배터리 셀에 대해 과방전이 검출되면 상기 제2 및 제3 스위치들을 차단하고 상기 제1 스위치를 통전하도록 동작하는는, 배터리 보호 회로 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 다이오드는 상기 제1 스위치가 차단될 때에 상기 외부 연결 단자로부터 상기 내부 연결 단자로 전류가 흐르도록 통전되고,
    상기 제2 다이오드는 상기 제2 스위치가 차단될 때에 상기 내부 연결 단자로부터 상기 외부 연결 단자로 전류가 흐르도록 통전되며,
    상기 제3 다이오드는 상기 제3 스위치가 차단될 때에 상기 외부 연결 단자로부터 상기 내부 연결 단자로 전류가 흐르도록 통전되고,
    상기 제4 다이오드는 상기 제3 스위치가 차단될 때에 상기 내부 연결 단자로부터 상기 외부 연결 단자로 전류가 흐르도록 통전되는, 배터리 보호 회로 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 스위치들은 전계 효과 트랜지스터들로 구현되는, 배터리 보호 회로 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제3 스위치를 구현하는 전계 효과 트랜지스터의 실장 면적은 상기 제1 스위치 또는 상기 제2 스위치를 구현하는 전계 효과 트랜지스터들의 실장 면적보다 상대적으로 넓은, 배터리 보호 회로 장치.
  8. 배터리 셀; 및
    상기 배터리 셀에 연결되는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 배터리 보호 회로 장치를 포함하는, 배터리 팩.
  9. 배터리 셀에 연결되는 내부 연결 단자와 외부의 충전기 또는 전자 기기에 연결되는 외부 연결 단자 사이에 구비되어 상기 배터리 셀을 보호하기 위한 배터리 보호 회로로서,
    상기 배터리 셀의 과충전 또는 과방전을 검출하여 과충전 신호, 과방전 신호 및 비정상 상태 신호를 생성하는 판정 로직을 포함하고,
    상기 과충전 신호 및 상기 과방전 신호는 상기 내부 연결 단자 및 상기 외부 연결 단자 사이에 직렬 연결된 제1 및 제2 스위치들을 각각 제어할 수 있고, 상기 비정상 상태 신호는 상기 제1 및 제2 스위치들에 대해 병렬 연결된 제3 스위치를 제어할 수 있으며,
    상기 과충전 신호, 상기 과방전 신호 및 상기 비정상 상태 신호는 각각, 정상적인 충전 또는 방전 시에는 상기 제1 내지 제3 스위치들을 모두 통전시키고, 과충전 검출 시에는 상기 제1 및 제3 스위치들을 차단하고 상기 제2 스위치를 통전하며, 과방전 검출 시에는 상기 제2 및 제3 스위치들을 차단하고 상기 제1 스위치를 통전하는, 배터리 보호 회로.
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