KR20210128194A - 전압 센싱 회로, 배터리 팩 및 배터리 시스템 - Google Patents

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Abstract

전압 센싱 회로, 배터리 팩 및 배터리 시스템이 제공된다. 상기 전압 센싱 회로는, 발광 소자를 가지고, 배터리에 전기적으로 병렬 연결되는 제1 서브 센싱 회로; 및 상기 발광 소자에 광적으로 결합되는 수광 소자를 가지고, 상기 제1 서브 센싱 회로로부터 전기적으로 절연되는 제2 서브 센싱 회로를 포함한다. 상기 발광 소자는, 상기 발광 소자의 양단에 걸친 전압에 응답하여, 광 신호를 생성하도록 구성된다. 상기 제2 서브 센싱 회로는, 상기 광 신호에 응답하여, 상기 배터리의 양단에 걸친 전압의 레벨을 나타내는 전압 센싱 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 배터리의 양단에 걸친 전압이 상기 배터리의 과전압 상태를 나타내는 제1 기준 전압과 동일한 경우, 상기 제1 기준 전압보다 낮은 제2 기준 전압이 상기 발광 소자의 양단에 걸쳐 인가된다. 상기 제2 기준 전압은, 상기 발광 소자의 임계 전압보다 작다.

Description

전압 센싱 회로, 배터리 팩 및 배터리 시스템{VOLTAGE SENSING CIRCUIT, BATTERY PACK AND BATTERY SYSTEM }
본 발명은, 배터리의 전압을 센싱하기 위한 기술에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 배터리 등이 있는데, 이 중에서 리튬 배터리는 니켈 계열의 배터리에 비해 메모리 효과가 거의 일어나지 않아 충방전이 자유롭고, 자가 방전율이 매우 낮으며 에너지 밀도가 높은 장점으로 각광을 받고 있다.
배터리를 장기간에 걸쳐 안전하고 효율적이며 사용하기 위해서는, 기본적으로 배터리의 전압을 정확하게 센싱할 수 있어야 한다. 종래에는, AD8452와 같은 단일 종류의 전압 센싱 회로의 한 쌍의 입력핀을 배터리의 양극 단자와 음극 단자에 각각 전기적으로 연결함으로써, 배터리의 양단에 걸친 전압을 센싱하고 있다. 그런데, 전압 센싱 회로가 고장나거나, 전압 센싱 회로에 연결된 다른 부품에 이상이 있을 경우, 배터리의 전압을 적절히 센싱하는 것이 어렵다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 단독으로 또는 다른 전압 센싱 회로와 상호 보완적으로, 배터리의 양단에 걸친 전압을 검출하기 위한 전압 센싱 회로 및 상기 전압 센싱 회로를 포함하는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배터리를 위한 전압 센싱 회로는, 발광 소자를 가지고, 상기 배터리에 전기적으로 병렬 연결되는 제1 서브 센싱 회로; 및 상기 발광 소자에 광적으로 결합되는 수광 소자를 가지고, 상기 제1 서브 센싱 회로로부터 전기적으로 절연되는 제2 서브 센싱 회로를 포함한다. 상기 발광 소자는, 상기 발광 소자의 양단에 걸친 전압에 응답하여, 광 신호를 생성하도록 구성된다. 상기 제2 서브 센싱 회로는, 상기 광 신호에 응답하여, 상기 배터리의 양단에 걸친 전압의 레벨을 나타내는 전압 센싱 신호를 출력하도록 구성된다. 상기 배터리의 양단에 걸친 전압이 상기 배터리의 과전압 상태를 나타내는 제1 기준 전압과 동일한 경우, 상기 제1 기준 전압보다 낮은 제2 기준 전압이 상기 발광 소자의 양단에 걸쳐 인가된다. 상기 제2 기준 전압은, 상기 발광 소자의 임계 전압보다 작다.
상기 수광 소자는, 포토 레지스터 및 포토 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 기준 전압이 상기 발광 소자의 양단에 걸쳐 인가되는 경우의 상기 발광 소자의 저항은, 상기 임계 전압이 상기 발광 소자의 양단에 걸쳐 인가되는 경우의 상기 발광 소자의 저항보다 클 수 있다.
상기 제1 서브 센싱 회로는, 상기 발광 소자에 전기적으로 직렬 연결되는 다이오드 스트링을 더 포함할 수 있다. 상기 다이오드 스트링은, 적어도 하나의 다이오드를 포함한다.
상기 제1 기준 전압이 상기 제1 서브 센싱 회로의 양단에 걸쳐 인가되는 경우, 상기 제1 기준 전압보다 낮은 제3 기준 전압이 상기 다이오드 스트링의 양단에 걸쳐 인가될 수 있다.
상기 제1 기준 전압이 상기 제1 서브 센싱 회로의 양단에 걸쳐 인가되는 경우, 상기 제2 기준 전압과 상기 발광 소자의 저항 간의 제1 비율은 상기 제3 기준 전압과 상기 다이오드 스트링의 저항 간의 제2 비율과 동일할 수 있다.
상기 제1 기준 전압이 상기 제1 서브 센싱 회로의 양단에 걸쳐 인가되는 경우, 상기 배터리에 전기적으로 병렬 연결된 주변 회로의 등가 저항과 상기 제1 서브 센싱 회로의 저항 간의 병렬 합성 저항은, 상기 등가 저항의 소정 비율 이상일 수 있다.
상기 제2 서브 센싱 회로는, 상기 수광 소자에 전기적으로 직렬 연결되는 저항기; 및 상기 저항기의 양단에 걸친 전압으로부터 상기 전압 센싱 신호를 생성하는 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 배터리 팩은, 상기 전압 센싱 회로를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배터리 시스템은, 상기 배터리 팩을 포함한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따른 전압 센싱 회로는, 배터리의 양단에 전기적으로 병렬 연결되는 제1 서브 센싱 회로 및 제1 서브 센싱 회로에 광적 결합된 제2 서브 센싱 회로를 포함함으로써, 단독으로 또는 다른 전압 센싱 회로와 상호 보완적으로, 배터리의 양단에 걸친 전압을 간접적으로 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따른 전압 센싱 회로는, 그것에 포함된 발광 소자의 서브 임계전압 범위에서의 전압-전류-저항 특성을 활용하여, 배터리의 전압을 센싱할 수 있다. 이에 따라, 배터리의 전압이 소정의 정상 범위 내인 경우, 제1 서브 센싱 회로의 저항이 소정의 저항과 동일하거나 더 크게 됨으로써, 다른 센싱 회로의 배터리 전압 센싱 동작에 미치는 영향을 저감할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 센싱 회로의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 발광 소자의 전압-전류 관계 특성을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 4는 도 2의 발광 소자의 전압-저항 관계 특성을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 2의 다이오드 스트링의 전압-전류 관계 특성을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 6은 도 2의 다이오드 스트링의 전압-저항 관계 특성을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 시스템(10)을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 시스템(10)은, 배터리 팩(20) 및 충방전 제어 장치(30)를 포함한다. 배터리 시스템(10)은, 예컨대 전기 차량이나 에너지 저장 시스템과 같이, 배터리 팩(20)이 장착되는 전기 장치를 지칭한다.
배터리 팩(20)은, 배터리(B) 및 센싱 장치(40)를 포함한다. 배터리(B)는, 재충전 가능한 단위 셀을 하나 또는 둘 이상 포함한다. 배터리(B)가 둘 이상의 단위 셀을 포함하는 경우, 이들은 서로 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결된다.
센싱 장치(40)는, 배터리(B)의 전류, 온도 및 전압을 개별적으로 센싱하도록 제공된다. 센싱 장치(40)는, 전류 센싱 회로(50), 온도 센싱 회로(60) 및 전압 센싱 회로(70)를 포함할 수 있다.
전류 센싱 회로(50)는, 배터리(B)의 충방전 경로에 전기적으로 연결 가능하도록 제공된다. 전류 센싱 회로(50)는, 배터리(B)를 통해 흐르는 전류의 크기와 방향을 나타내는 신호를 생성하도록 구성된다. 예컨대, 션트 저항 및/또는 홀 효과 소자가 전류 센싱 회로(50)로서 이용될 수 있다.
온도 센싱 회로(60)는, 배터리(B)로부터 소정 거리 내에 배치되어, 배터리(B)의 온도를 나타내는 신호를 생성하도록 구성된다. 예컨대, 부특성 온도 계수를 가지는 서미스터가 온도 센싱 회로(60)로서 이용될 수 있다.
전압 센싱 회로(70)는, 배터리(B)의 양극 단자와 음극 단자를 통해 배터리(B)에 전기적으로 병렬 연결된다. 전압 센싱 회로(70)는, 배터리(B)의 양단에 걸친 전압(이하, '배터리의 전압'이라고 칭할 수 있음)을 나타내는 신호를 생성하도록 구성된다. 전압 센싱 회로(70)의 상세 구성에 관하여는, 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
센싱 장치(40)는, 추가적인 전압 센싱 회로(80)를 더 포함할 수 있다. 전압 센싱 회로(80)는, 전압 센싱 회로(70)와 마찬가지로, 배터리(B)에 전기적으로 병렬 연결되어, 배터리(B)의 전압을 센싱한다. 전압 센싱 회로(70)로는, AD8452 등을 이용할 수 있다. 전압 센싱 회로(70)와 전압 센싱 회로(80)가 둘다 센싱 장치(40)에 제공되는 경우, 두 전압 센싱 회로(70, 80)는 상보적으로 기능한다.
센싱 장치(40)는, 센싱된 배터리(B)의 전류, 온도 및 전압을 각각 나타내는 센싱 신호를 충방전 제어 장치(30)에 전송한다. 충방전 제어 장치(30)는, 센싱 장치(40)로부터의 센싱 신호를 기초로, 배터리(B)의 충방전을 제어하도록 제공된다. 예컨대, 충방전 제어 장치(30)는, 센싱 신호가 배터리(B)의 비정상(예, 과전압)을 나타내는 경우, 배터리(B)의 충방전을 정지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 센싱 회로(70)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다. 이해를 돕기 위해, 도 2에는 배터리(B)와 전압 센싱 회로(70)만을 도시하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전압 센싱 회로(70)는, 제1 서브 센싱 회로(110) 및 제2 서브 센싱 회로(120)를 포함한다.
제1 서브 센싱 회로(110)는, 배터리(B)에 전기적으로 병렬 연결된다. 제1 서브 센싱 회로(110)는, 발광 소자(111)를 포함한다. 발광 소자(111)로는, 예컨대 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)와 같이, 그것의 양단에 걸친 전압의 레벨에 따라 그것으로부터 방출되는 광량이 변화하는 소자를 통칭한다. 발광 소자(111)는, 배터리(B)에 의해 발광 소자(111)의 양단에 걸쳐 인가되는 전압에 응답하여, 광 신호를 생성하도록 구성된다. 광신호의 광량은, 발광 소자(111)의 순방향 전압과 고유의 대응 관계를 가진다.
제1 서브 센싱 회로(110)는, 다이오드 스트링(112)을 더 포함한다. 이 경우, 제1 서브 센싱 회로(110)는, 발광 소자(111)와 다이오드 스트링(112)의 직렬 회로라고 할 수 있다. 다이오드 스트링(112)은, 발광 소자(111)에 전기적으로 직렬 연결된다. 다이오드 스트링(112)은, 단일의 또는 서로 전기적으로 직렬 연결되는 둘 이상의 다이오드(D)를 포함한다. 발광 소자(111)와 각 다이오드(D)는, 배터리(B)의 전압이 순방향으로 인가되는 방향으로 상호 전기적으로 연결된다.
VBAT를 배터리(B)의 전압, V1를 발광 소자(111)의 전압, V2를 다이오드 스트링(112)의 전압이라고 해보자. 그러면, VBAT > V1, VBAT > V2이고, VBAT = V1 + V2라고 단순화할 수 있다. 따라서, 배터리(B)의 전압이 배터리(B)의 과전압 상태를 나타내는 제1 기준 전압(예, 4.2V)과 동일한 경우, 제1 기준 전압보다 낮은 제2 기준 전압(예, 1.674V)이 발광 소자(111)의 양단에 걸쳐 인가되고, 제1 기준 전압보다 낮은 제3 기준 전압이 다이오드 스트링(112)의 양단에 걸쳐 인가된다. 제2 기준 전압(도 3의 VR2 참조)은, 발광 소자(111)의 임계 전압(도 3의 VTH1 참조)보다 작다. 발광 소자(111)의 임계 전압은, 발광 소자(111)를 통해 소정 레벨의 순방향 전류가 흐를 때의 발광 소자(111)의 순방향 전압 강하를 나타낸다. 발광 소자(111)의 임계 전압 이상의 전압 범위를 '메인 임계전압 범위'로, 발광 소자(111)의 임계 전압 미만의 전압 범위를 '서브 임계전압 범위'로 각각 칭할 수 있다. 서브 임계전압 범위는, 미소 전류(예, 수 마이크로 암페어 수준)를 이용하는 범위이기 때문에 저전력으로 구현 가능하다.
제2 서브 센싱 회로(120)는, 제1 서브 센싱 회로(110)로부터의 광 신호에 응답하여, 배터리(B)의 양단에 걸친 전압의 레벨을 나타내는 전압 센싱 신호를 출력하도록 구성된다.
제2 서브 센싱 회로(120)는, 수광 소자(121)를 포함한다. 수광 소자(121)는, 발광 소자(111)에 광적으로 결합된다. 수광 소자(121)는, 그것에 전달되는 광량에 의해 그것의 저항이 변화하는 소자를 통칭한다. 예컨대, 포토 레지스터, 포토 트랜지스터 등이 수광 소자(121)로서 이용될 수 있다.
제2 서브 센싱 회로(120)는, 저항기(122) 및 아날로그-디지털 컨버터(123)를 더 포함할 수 있다. 저항기(122)는, 전압원(VCC)과 접지의 사이에서 수광 소자(121)에 전기적으로 직렬 연결된다. 저항기(122)는, 고유의 저항을 가진다. 수광 소자(121)와 저항기(122)의 직렬 회로는, 전압원(VCC)으로부터의 정전압을 분배하기 위한 전압 디바이더로서 기능할 수 있다.
아날로그-디지털 컨버터(123)는, 수광 소자(121)와 저항기(122) 간의 연결 노드에 전기적으로 연결된다. 아날로그-디지털 컨버터(123)는, 아날로그 입력으로서의 저항기(122)의 양단에 걸친 전압을 전압 센싱 신호로서의 디지털 출력으로 변환한다. 전술된 바와 같이, 발광 소자(111)의 전압에 따라 발광 소자(111)에 의해 방출되는 광 신호의 광량이 변화하고, 수광 소자(121)는 그것에 전달되는 광량에 응답하여 그것의 저항이 변화한다. 수광 소자(121)의 저항에 따라 아날로그 입력이 변화하므로, 디지털 출력은 배터리(B)의 전압의 레벨을 나타낸다.
도 3은 도 2의 발광 소자(111)의 전압-전류 관계 특성을 예시적으로 보여주는 그래프이고, 도 4는 도 2의 발광 소자(111)의 전압-저항 관계 특성을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 발광 소자(111)의 전압(V1)이 임계 전압(VTH1)을 넘어서면서부터 발광 소자(111)의 전류가 매우 급격히 증가하는 특성을 가짐을 확인할 수 있다. 또한, 발광 소자(111)의 전압(V1)이 임계 전압(VTH1)을 넘어서면서부터 발광 소자(111)의 저항은 매우 급격히 감소하는 특성을 가진다.
제2 기준 전압(VR2)이 발광 소자(111)의 양단에 걸쳐 인가되는 경우의 발광 소자(111)의 저항은, 임계 전압(VTH1)이 발광 소자(111)의 양단에 걸쳐 인가되는 경우의 발광 소자(111)의 저항보다 클 수 있다.
도 5는 도 2의 다이오드 스트링(112)의 전압-전류 관계 특성을 예시적으로 보여주는 그래프이고, 도 6은 도 2의 다이오드 스트링(112)의 전압-저항 관계 특성을 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 다이오드 스트링(112)의 전압(V2)이 임계 전압(VTH2)을 넘어서면서부터 다이오드 스트링(112)의 전류가 매우 급격히 증가하는 특성을 가짐을 확인할 수 있다. 또한, 다이오드 스트링(112)의 전압(V1)이 임계 전압(VTH2)을 넘어서면서부터 다이오드 스트링(112)의 저항이 매우 급격히 감소하는 특성을 가진다. 다이오드 스트링(112)의 임계 전압(VTH2)은, 다이오드 스트링(112)을 통해 소정 레벨의 순방향 전류가 흐를 때의 다이오드 스트링(112)의 순방향 전압 강하를 나타낸다.
제3 기준 전압(VR3)이 다이오드 스트링(112)의 양단에 걸쳐 인가되는 경우의 다이오드 스트링(112)의 저항은, 다이오드 스트링(112)의 임계 전압(VTH2)이 다이오드 스트링(112)의 양단에 걸쳐 인가되는 경우의 다이오드 스트링(112)의 저항보다 클 수 있다.
배터리(B)의 전압이 제1 기준 전압 이하인 경우, 발광 소자(111)를 통해 흐르는 순방향 전류와 다이오드 그룹을 통해 흐르는 순방향 전류는 동일하다. 예컨대, 제1 기준 전압이 제1 서브 센싱 회로(110)의 양단에 걸쳐 인가되는 경우, 제2 기준 전압과 발광 소자(111)의 저항 간의 제1 비율은 제3 기준 전압과 상기 다이오드 스트링(112)의 저항 간의 제2 비율과 동일하다.
한편, 주변 회로로서의 전압 센싱 회로(80)가 배터리(B)에 전기적으로 병렬 연결되는 경우, 전압 센싱 회로(70)의 전압-전류-저항 특성으로 인해 전압 센싱 회로(80)의 에러가 야기될 수 있다. 그 이유는, 전압 센싱 회로(80)는 고유의 등가 저항을 가지는데, 제1 서브 센싱 회로(110)의 저항은 배터리(B)의 전압에 의존하여 변화하기 때문이다. 도 4 및 도 6을 참조하면, 발광 소자(111)의 전압이 증가할수록 발광 소자(111)의 저항은 감소하고, 다이오드 스트링(112)의 전압이 증가할수록 다이오드 스트링(112)의 저항은 감소하는 것을 확인할 수 있다.
배터리(B)의 전압이 제1 기준 전압 이하라고 해보자. 그러면, 발광 소자(111)의 저항은 발광 소자(111)의 전압이 제2 기준 전압일 때에 최소가 되고, 다이오드 스트링(112)의 저항은 다이오드 스트링(112)의 전압이 제3 기준 전압일 때에 최소가 될 수 있다. 따라서, 발광 소자(111)의 저항과 다이오드 스트링(112)의 저항의 합인 제1 서브 센싱 회로(110)의 저항은 배터리(B)의 전압이 제1 기준 전압인 때에 최소가 될 수 있다.
병렬 저항의 합성 원리에 따르면, 제1 서브 센싱 회로(110)의 저항이 작을수록 주변 회로의 등가 저항에 미치는 영향은 증대된다. 따라서, 제1 서브 센싱 회로(110)의 저항이 최소일 때에, 주변 회로의 등가 저항과 제1 서브 센싱 회로(110)의 저항 간의 병렬 합성 저항이 주변 회로의 등가 저항의 소정 비율(예, 98%) 이상이 되도록 구현할 필요가 있다. 여기서, 소정 비율은, 전압 센싱 회로(80)에 의한 전압 센싱 결과의 정확도를 보장하기 위한 것으로서, 전압 센싱 회로(80)의 전압 센싱 옵셋 등을 기초로 미리 정해질 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
10: 배터리 시스템
20: 배터리 팩 B: 배터리
30: 충방전 제어 장치
40: 센싱 장치 70: 전압 센싱 회로
110: 제1 서브 센싱 회로
111: 발광 소자 112: 다이오드 스트링
120: 제2 서브 센싱 회로
121: 수광 소자 122; 저항기
123: 아날로그-디지털 컨버터

Claims (10)

  1. 배터리를 위한 전압 센싱 회로에 있어서,
    발광 소자를 가지고, 상기 배터리에 전기적으로 병렬 연결되는 제1 서브 센싱 회로; 및
    상기 발광 소자에 광적으로 결합되는 수광 소자를 가지고, 상기 제1 서브 센싱 회로로부터 전기적으로 절연되는 제2 서브 센싱 회로를 포함하되,
    상기 발광 소자는, 상기 발광 소자의 양단에 걸친 전압에 응답하여, 광 신호를 생성하도록 구성되고,
    상기 제2 서브 센싱 회로는, 상기 광 신호에 응답하여, 상기 배터리의 양단에 걸친 전압의 레벨을 나타내는 전압 센싱 신호를 출력하도록 구성되고,
    상기 배터리의 양단에 걸친 전압이 상기 배터리의 과전압 상태를 나타내는 제1 기준 전압과 동일한 경우, 상기 제1 기준 전압보다 낮은 제2 기준 전압이 상기 발광 소자의 양단에 걸쳐 인가되고,
    상기 제2 기준 전압은, 상기 발광 소자의 임계 전압보다 작은 전압 센싱 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수광 소자는,
    포토 레지스터 및 포토 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함하는 전압 센싱 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기준 전압이 상기 발광 소자의 양단에 걸쳐 인가되는 경우의 상기 발광 소자의 저항은, 상기 임계 전압이 상기 발광 소자의 양단에 걸쳐 인가되는 경우의 상기 발광 소자의 저항보다 큰 전압 센싱 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 서브 센싱 회로는,
    상기 발광 소자에 전기적으로 직렬 연결되는 다이오드 스트링을 더 포함하되,
    상기 다이오드 스트링은, 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 전압 센싱 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압이 상기 제1 서브 센싱 회로의 양단에 걸쳐 인가되는 경우, 상기 제1 기준 전압보다 낮은 제3 기준 전압이 상기 다이오드 스트링의 양단에 걸쳐 인가되는 전압 센싱 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압이 상기 제1 서브 센싱 회로의 양단에 걸쳐 인가되는 경우, 상기 제2 기준 전압과 상기 발광 소자의 저항 간의 제1 비율은 상기 제3 기준 전압과 상기 다이오드 스트링의 저항 간의 제2 비율과 동일한 전압 센싱 회로.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 기준 전압이 상기 제1 서브 센싱 회로의 양단에 걸쳐 인가되는 경우, 상기 배터리에 전기적으로 병렬 연결된 주변 회로의 등가 저항과 상기 제1 서브 센싱 회로의 저항 간의 병렬 합성 저항은, 상기 등가 저항의 소정 비율 이상인 전압 센싱 회로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 서브 센싱 회로는,
    상기 수광 소자에 전기적으로 직렬 연결되는 저항기; 및
    상기 저항기의 양단에 걸친 전압으로부터 상기 전압 센싱 신호를 생성하는 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함하는 전압 센싱 회로.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 상기 전압 센싱 회로를 포함하는 배터리 팩.
  10. 제9항에 따른 상기 배터리 팩을 포함하는 배터리 시스템.
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