KR100319963B1

KR100319963B1 - Aaaaa

Info

Publication number: KR100319963B1
Application number: KR1019990014694A
Authority: KR
Inventors: 서인원; 김종환; 권영중
Original assignee: 박명완; 넥스콘 테크놀러지 주식회사
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2002-01-10
Anticipated expiration: 2019-04-23
Also published as: KR19990068350A

Abstract

[목적] 리치움-이온배터리와 같은 2차전지의 보호를 위한 회로장치의 제공[Purpose] Provision of circuit device for the protection of secondary battery such as richium-ion battery

[구성] 리치움-이온배터리(B1)의 양단은 콘트롤IC(IC1)의 감지핀(V+,V-)에 연결하고, 상기 감지핀(V-)과 충전기 및 핸드폰과 같은 외부 기기와 연결하기 위한 외부터미널(B-)사이에 전계효과 트랜지스터(Q1,Q2)의 드레인이 서로 연결되고, 게이트는 각기 콘트롤IC(IC1)의 충전 콘트롤핀(CO)과 방전 콘트롤핀(DO)에 연결되며, 소우스는 상기한 감지핀(V-)와 외부 터미널(B-)에 연결하되, 상기 FET(Q2)의 게이트와 소우스 사이에 전계효과 트랜지스터(Q3)의 드레인과 소우스가 연결되며, 상기 전계효과 트랜지스터(Q3)의 게이트는 상기 FET(Q1)의 소우스에 연결함으로서 과충전전압, 과방전전압, 과전류방전기능을 부여하도로 구성한다.[Configuration] Both ends of the rich-ion battery (B1) is connected to the sensing pins (V +, V-) of the control IC (IC1), and connecting the sensing pins (V-) and external devices such as a charger and a mobile phone Drains of the field effect transistors Q1 and Q2 are connected to each other between the external terminals B-, and gates are connected to the charge control pins CO and the discharge control pins DO of the control IC IC1, respectively. The source is connected to the sensing pin (V-) and the external terminal (B-), the drain and the source of the field effect transistor (Q3) is connected between the gate and the source of the FET (Q2), the electric field The gate of the effect transistor Q3 is connected to the source of the FET Q1 to provide an overcharge voltage, an overdischarge voltage, and an overcurrent discharge function.

Description

Secondary Battery Protection Device {AAAAA}

본 발명은 2차전지 보호회로에 관한 것으로 특히 1998.10.29자 선출원된 1998년 특허출원 제45,616호 발명의 명칭 '2차전지 보호장치'의 추가발명에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery protection circuit, and more particularly to a further invention of the name 'secondary battery protection device' of the 1998 patent application No. 45,616, which was filed on October 29, 1998.

[종래의 기술 및 문제점]Conventional Technology and Issues

종래 휴대폰등에 사용되는 리치움-이온(Li-ion)배터리를 보호하기 위한 방법으로는 Cell의 전압을 측정하여 외부의 스위칭소자인 전계효과 트랜지스터(이하 'FET'라 약칭한다)를 차단하도록하는 콘트롤IC와 퓨즈등으로 구성되어 있다.As a method for protecting Li-ion batteries used in conventional mobile phones, the control measures the voltage of the cell and cuts off the field effect transistor (hereinafter abbreviated as 'FET') which is an external switching element. It consists of IC and fuse.

그러나 구성원리의 특수성 때문에 고전압이 인가되는 경우 순간적으로 또는 수 초동안 지연 후 상기 FET를 차단하도록되어 있고, 이와 같은 차단후 Cell의 전원은 즉시 차단감지 전압보다 하강하여 콘트롤IC는 재 복귀되고 또 다시 차단 복귀하는 과정의 발진 현상이 발생되어 이로 인하여 FET가 과열되고 퓨즈가 소손되는 결과를 초래하게 된다.However, due to the peculiarity of the member, when the high voltage is applied, the FET is cut off instantaneously or after a few seconds.After this interruption, the cell power immediately drops below the cutoff detection voltage, and the control IC is restarted again. An oscillation phenomenon occurs in the process of returning to the block, which causes the FET to overheat and the fuse to be burned out.

즉 도1에 도시한 종래의 방법에 있어서는 외부 터미널(B+,B-)에 고전압이 인가되지 않은 상태에서는 콘트롤IC(IC1)의 출력핀(CO,DO)사이에는 논리'1'의 값을 유지하여 FET(Q1,Q2)를 턴-온시켜준다. 그러나 이와 같은 상태에서 외부 터미널(B+,B-)에 12V 또는 24V의 전압이 인가되면 리치움-이온배터리(B1)의 외부 터미널은 순간적으로 12V,24V가 되어 콘트롤IC(IC1)의 출력핀(C0)는 논리 '1'로 바뀌어 FET(Q2)를 차단하게되고, 상기 FET(Q2)가 차단되면, 리치움-이온배터리(B1)은 즉시 자체 유지전압으로 바뀌어져서 콘트롤IC(IC1)의 충전 콘트롤 출력핀(CO)는 논리 '1'로 반전되어 ON-OFF과정이 반복되는 발진 현상이 발생되어 FET는 과열되고 퓨즈는 소손하게 되는 것이다.That is, in the conventional method shown in FIG. 1, the logic '1' is maintained between the output pins CO and DO of the control IC IC1 when no high voltage is applied to the external terminals B + and B-. To turn on FETs Q1 and Q2. However, if 12V or 24V is applied to the external terminals (B +, B-) in this state, the external terminals of the lithium-ion battery (B1) are instantaneously 12V, 24V, and the output pins of the control IC (IC1) C0) changes to logic '1' to block FET Q2, and when FET Q2 is blocked, the lithium-ion battery B1 immediately changes to its own holding voltage to charge the control IC IC1. The control output pin (CO) is inverted to logic '1', which causes oscillation of the ON-OFF process, causing the FET to overheat and the fuse to burn out.

이와같은 현상을 제거하기위해 선출원 특허에 있어서는 콘트롤IC(IC1)의 감지핀(V-)와 FET(Q1)의 소우스(S)사이에 연결되는 저항(R1)의 양단에 또다른 전계효과 트랜지스터의 소우스-드레인(D)이 연결되고 상기한 또다른 전계효과 트랜지스터의 게이트(G)가 FET(Q2)의 소우스(S)에 연결시킴과 동시 상기 감지핀(V-)과FET(Q2)의 소우수(S)사이에 다이오드와 저항을 직열 연결시켜 줌으로서 저항과 저항의 전압 분배를 통한 저항의 전압 강하분 만큼 감지핀(V-)의 전압이 드롭되어 상대적으로 감지핀(V+,V-)간의 전압이 리치움-이온배터리의 전압보다 상승하게되고 콘트롤IC(IC1)는 이와 같은 이상 상승전압이 제거될 때 까지 계속 충전콘트롤 핀(CO)를 논리 '0'으로 유지하기 때문에 종래와 같은 발진 현상을 방지하도록한 것이었다.In order to eliminate such a phenomenon, the patent application has another field effect transistor across the resistor R1 connected between the sensing pin V- of the control IC IC1 and the source S of the FET Q1. The source-drain (D) of is connected and the gate (G) of the another field effect transistor is connected to the source (S) of the FET (Q2) and at the same time the sense pin (V-) and FET (Q2) By connecting the diode and the resistor in series between the prime (S) of), the voltage of the sense pin (V-) is dropped by the voltage drop of the resistor through the voltage distribution of the resistor and the resistor, so that the sense pin (V +, Since the voltage between V-) rises above the voltage of the rich-ion battery, and the control IC IC1 keeps the charge control pin CO at a logic '0' until such an abnormal rise voltage is removed. It was to prevent such rash phenomenon.

[발명이 해결하고자하는 과제][Problems to Solve Invention]

본 발명은 종래의 문제점을 해결하는 또다른 방법을 제시코자하는 것으로 그 실시예가 도2로 도시되어 있다. 도면에서 C1,C2는 콘덴서이며 B1은 리치움-이온배터리를 의미하며, 상기 리치움-이온배터리(B1)의 양단은 콘트롤IC(IC1)의 감지핀(V+,V-)에 연결되고 상기 감지핀(V-)과 도시하지 않은 충전기 및 예를들어 핸드폰과 연결하기 위한 외부 터미널(B-)사이에 FET(Q1)과 FET(Q2)가 직열로 연결하되 상기 FET(Q1,Q2)의 드레인이 서로 연결되고 게이트는 각기 상기한 콘트롤IC(IC1)의 충전 콘트롤핀(CO)과 방전 콘트롤핀(DO)에 연결되고 소우스는 상기한 감지핀(V-)과 외부 연결 터미널(B-)에 연결되는 통상의 것에 있어서,The present invention is intended to present another method of solving the conventional problems, the embodiment of which is shown in FIG. In the drawing, C1 and C2 are capacitors and B1 means a lithium ion battery, and both ends of the lithium ion battery B1 are connected to the sensing pins V + and V- of the control IC IC1 and the sensing FET Q1 and FET Q2 are connected in series between pin V- and a charger (not shown) and an external terminal B- for connecting a mobile phone, for example, but the drains of the FETs Q1 and Q2 are These are connected to each other and the gate is connected to the charge control pin (CO) and the discharge control pin (DO) of the control IC (IC1), respectively, the source is connected to the sense pin (V-) and the external connection terminal (B-). In the usual thing to be connected,

충전 콘트롤 핀(CO)과 FET(Q2)의 게이트사이에 저항(R1)이 연결되고 상기 FET(Q2)의 소우스와 게이트 사이에 FET(Q3)의 드레인-소우스가 연결되고 상기 FET(Q3)의 게이트는 감지핀(V-)에 연결함으로서 구성되는 것이다.The resistor R1 is connected between the charge control pin CO and the gate of the FET Q2, and the drain-source of the FET Q3 is connected between the source and the gate of the FET Q2 and the FET Q3. The gate of is configured by connecting to the sense pin (V-).

상기와 같은 구성의 실시예이므로, 선출원의 보호기능 외에 과전류 충전 보호기능을 추가 하기 위하여 저항(R1)과 FET(Q3)를 추가한 것이므로 배터리(B1)의 전위가 정상일 때는 FET(Q1)과(Q2)가 ON되어 있기 때문에 FET(Q3)의 소오스와 게이트단자 전압이 0볼트(0v)가 되어 있어서 FET(Q3)의 드레인괴 소우스는 오픈되어 있으므로 충전 콘트롤핀(CO)의 전압은 저항(R1)을 거쳐 FET(Q2)의 게이트에 전달되어 기본 동작에 영향을 주지 않는다.In this embodiment, the resistor R1 and the FET Q3 are added in order to add an overcurrent charge protection function in addition to the protection function of the prior application, so that when the potential of the battery B1 is normal, the FET Q1 and ( Since Q2) is ON, the source and gate terminal voltage of FET Q3 is 0 volts (0v), and the drain electrode source of FET Q3 is open, so the voltage of the charge control pin CO is the resistance (R1). Is passed to the gate of FET Q2 without affecting the basic operation.

그리고 배터리의 전위가 정상이거나 방전이 많이되어 낮은 전압일 때에는 도1에서는 충전 전류가 많이 흘러도 차단되지 않거나 발진 현상이 일어나 배터리의 수명을 저하시키거나 위험한 상황에 이를 수가 있었으나 게이트 전위 레벨이 민감한 FET를 도2에서와 같이 충전 전류(ich)가 흐를때 FET(Q1,Q2)의 Ron저항에의한 전압드롭이 FET(Q3)의 소우스와 게이트에 인가되어 FET(Q3)의 게이트동작 전위에 이르면 FET(Q3)의 드레인과 소우스가 크로스되어 FET(Q2)의 소우스와 게이트전위를 Ov로 끌어내려 충전 전류를 차단하도록하는 것이다. 이때 저항(R1)은 충전 콘트롤 핀(CO)에서 출력되는 전류가 FET(Q3)에 과도하게 흐르는것을 방지하는 역할을 하는 것이며, 일단 동작된 상태에서 충전 전압이 외부 터미널(B+,B-)에 연결되어 있으면, FET(Q2)가 오픈되어 있기 때문에 배터리(B1)와 충전기의 전압차는 모두 FET(Q3)의 소우스와 게이트에 인가됨으로 계속하여 FET(Q2)를 차단한 상태를 유지하게되는 것이다.In addition, when the potential of the battery is normal or the discharge is low and the voltage is low, in FIG. 1, the FET is not blocked even when a large amount of charge current flows or oscillation occurs, which may reduce the life of the battery or lead to a dangerous situation. As shown in Fig. 2, when the charging current ich flows, a voltage drop due to the Ron resistance of the FETs Q1 and Q2 is applied to the source and the gate of the FET Q3 to reach the gate operating potential of the FET Q3. The drain and the source of (Q3) are crossed to draw the source and gate potential of FET (Q2) to Ov to cut off the charging current. In this case, the resistor R1 prevents the current output from the charge control pin CO from flowing excessively to the FET Q3. In the state of operation, the charge voltage is applied to the external terminals B + and B-. When connected, since the FET Q2 is open, the voltage difference between the battery B1 and the charger is applied to the source and the gate of the FET Q3 so that the FET Q2 is continuously blocked.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 공지의 회로에 저항과 FET를 추가함으로서 과충전 전압은 물론, 과방전전압, 과전류방전기능의 효과를 볼 수 있는 유용한 발명인 것이다.As described above, according to the present invention, by adding a resistor and a FET to a known circuit, it is a useful invention in which the effects of overcharge voltage, overdischarge voltage, and overcurrent discharge function can be seen.

도1은 2차전지를 보호하기 위한 공지의 회로도이며,1 is a known circuit diagram for protecting a secondary battery,

도2는 본 발명을 설명키 위한 실시예의 회로도이다.2 is a circuit diagram of an embodiment for explaining the present invention.

***도면중 부호의 설명****** Explanation of symbols in the drawings ***

B1은 리치움-이온배터리, IC1은 배터리를 보호하기 위한 콘트롤IC, CO는 충전 콘트롤핀, DO는 방전출력핀, V+와 V-는 IC1의 전원 및 배터리전압 감지핀, B+,B-는 배터리의 내부 및 외부충전기와의 연결용 터미널, C1,C2는 노이즈제거 및 정전기로부터 장치를 보호하기 위한 콘덴서, R1은 저항, Q1,Q2,O3은 전계효과 트랜지스터를 의미한다.B1 is a lithium-ion battery, IC1 is a control IC to protect the battery, CO is a charge control pin, DO is a discharge output pin, V + and V- are IC1's power and battery voltage sensing pins, B + and B- are batteries Terminals for connection to internal and external chargers, C1 and C2 are capacitors for noise reduction and protection against static electricity, R1 is resistor, Q1, Q2 and O3 are field effect transistors.

발명의 구성 및 작용 누락Missing configuration and action of the invention

발명의 효과 누락Missing Effect of Invention

Claims

Both ends of the rich-ion battery (B1) are connected to the sensing pins (V +, V-) of the control IC (IC1), and the external terminal (B-) for connecting the sensing pin (V-) with a charger, a mobile phone, etc. In the FETs (Q1, Q2) are connected in series with each other, the drains of the FETs (Q1, Q2) are connected to each other, and the source is connected to the sense pin (V-) and the external terminal (B-).

The resistor R1 is connected between the charge control pin CO of the control IC IC1 and the gate of the FET Q2, and the drain source of the FET Q3 is connected between the gate and the source of the FET Q2. A secondary battery protection device, characterized in that the Uss is connected and the gate of the FET (Q3) is connected to the sense pin (V-).