[go: up one dir, main page]

KR101837548B1 - Capacitor management system - Google Patents

Capacitor management system Download PDF

Info

Publication number
KR101837548B1
KR101837548B1 KR1020160042828A KR20160042828A KR101837548B1 KR 101837548 B1 KR101837548 B1 KR 101837548B1 KR 1020160042828 A KR1020160042828 A KR 1020160042828A KR 20160042828 A KR20160042828 A KR 20160042828A KR 101837548 B1 KR101837548 B1 KR 101837548B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hybrid capacitor
parallel
hybrid
voltage
mosfet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020160042828A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170115322A (en
Inventor
오영주
윤중락
맹주철
Original Assignee
삼화콘덴서공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼화콘덴서공업 주식회사 filed Critical 삼화콘덴서공업 주식회사
Priority to KR1020160042828A priority Critical patent/KR101837548B1/en
Publication of KR20170115322A publication Critical patent/KR20170115322A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101837548B1 publication Critical patent/KR101837548B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/14—Arrangements or processes for adjusting or protecting hybrid or EDL capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/20—Arrangements for preventing discharge from edges of electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02H7/16—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 for capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 고전압으로 충전되는 것은 물론 저전압으로 방전되는 경우에도 관리할 수 있는 CMS에 관한 것으로, 다수개의 하이브리드 커패시터가 서로 직렬과 병렬로 연결되는 하이브리드 커패시터 모듈; 및 하이브리드 커패시터와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터의 충방전 상태를 감지하는 다수개의 셀 밸런싱 회로(cell balancing circuit)를 포함하며, 다수개의 셀 밸런싱 회로는 각각 하이브리드 커패시터와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 과전압으로 충전되는 것을 방지하는 과전압 방전회로, 하이브리드 커패시터와 과전압 방전회로와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 고전압으로 충전되는 것을 감지하는 고전압 감지회로 및 하이브리드 커패시터와 고전압 감지회로와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 저전압으로 방전되는 것을 감지하는 저전압 감지회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a CMS that can be managed even when a cell is charged at a high voltage and discharged at a low voltage among cells included in the hybrid capacitor module, and more particularly, to a hybrid capacitor module in which a plurality of hybrid capacitors are connected in series and in parallel to each other. And a plurality of cell balancing circuits connected in parallel with the hybrid capacitors to sense charging / discharging states of the hybrid capacitors, wherein the plurality of cell balancing circuits are respectively connected in parallel with the hybrid capacitors, A high voltage sensing circuit connected in parallel with each of the hybrid capacitor and the overvoltage discharge circuit to sense that the hybrid capacitor is charged with a high voltage, and a high voltage sensing circuit connected in parallel with the hybrid capacitor and the high voltage sensing circuit, And a low voltage sensing circuit for sensing that the voltage is discharged to a low voltage.

Description

커패시터 관리 시스템{Capacitor management system} [0001] DESCRIPTION [0002] Capacitor management system [

본 발명은 커패시터 관리 시스템(Capacitor management system: 이하, 'CMS'로 약칭함)에 관한 것으로, 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 고전압으로 충전되는 것은 물론 저전압으로 방전되는 경우에도 관리할 수 있는 CMS에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitor management system (hereinafter abbreviated as 'CMS'), which is capable of being charged at a high voltage among cells included in a hybrid capacitor module, .

슈퍼 커패시터는 보조 에너지 저장 장치로 사용되며, 배터리의 수명을 연장하고 전기 에너지 시스템의 효율을 높이는 데 사용되고 있다. 특히, 슈퍼 커패시터는 하이브리드(hybrid) 자동차나 전기 자동차에 순간적인 에너지 공급을 위한 보조 에너지 저장장치로 사용된다. 이러한 슈퍼 커패시터는 다수개를 직렬과 병렬로 연결하여 하나의 슈퍼 커패시터 모듈로 사용되며, 슈퍼 커패시터 모듈로 사용되는 각각의 슈퍼 커패시터를 셀(cell)이라 하며, 각각의 셀간의 전압 편차를 감소시키고 안정적으로 동작시키기 위해 전압 안정회로가 포함된다.Super capacitors are used as auxiliary energy storage devices and are used to extend battery life and improve the efficiency of electrical energy systems. In particular, supercapacitors are used as auxiliary energy storage devices for instantaneous energy supply to hybrid cars and electric vehicles. Each of the supercapacitors is used as a supercapacitor module by connecting a plurality of the supercapacitors in series and in parallel. Each supercapacitor used as a supercapacitor module is called a cell, and the voltage deviation between the cells is reduced, A voltage stabilizing circuit is included.

한국등록특허 제0578026호(특허문헌 1)는 수퍼 커패시터 모듈의 전압 안정회로에 관한 것으로, 셀간 전압 편차를 감소시키는 저항(Rn), 출력 전압을 분배하는 제1저항(R1) 및 제2저항(R2), 제너 다이오드 및 제3저항(Rhn)를 포함하여 구성된다. Korean Patent No. 0578026 (Patent Document 1) relates to a voltage stabilizing circuit of a supercapacitor module, which includes a resistor Rn for reducing the inter-cell voltage deviation, a first resistor R1 for distributing the output voltage, R2, a zener diode, and a third resistor Rhn.

셀간 전압 편차를 감소시키는 저항(Rn)은 수퍼 커패시터 모듈을 구성하는 각 셀에 병렬로 연결되어 각 셀간 전압 편차를 감소시키며, 출력 전압을 분배하는 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)는 각각 각 셀과 병렬로 연결되어 출력 전압을 분배한다. 제너 다이오드는 제1저항(R1) 및 제2저항(R2)과 병렬 연결되어 최대 허용 출력 전압의 기준을 결정하며, 제3저항(Rhn)은 제너 다이오드의 캐소드 측에 직렬 연결시켜 각 셀간의 전압 편차를 감소시키고, 과전압이 발생한 셀의 전압을 다운시켜 전체적인 셀간의 안정된 동특성을 만족시키도록 하고 있다.A resistor Rn for reducing an inter-cell voltage deviation is connected to each cell constituting the supercapacitor module in parallel to reduce a voltage deviation between the cells, and a first resistor R1 and a second resistor R2 for distributing an output voltage, Are connected in parallel with each cell to distribute the output voltage. The Zener diode is connected in parallel with the first resistor R1 and the second resistor R2 to determine the reference of the maximum allowable output voltage and the third resistor Rhn is connected in series to the cathode side of the Zener diode, And the voltage of the cell in which the overvoltage is generated is lowered so as to satisfy the stable dynamic characteristics between the cells as a whole.

한국등록특허 제0578026호와 같은 종래의 수퍼 커패시터 모듈의 전압 안정회로는 수퍼 커패시터 모듈을 구성하는 각 셀이 슈퍼 커패시터로 이루어짐에 따라 과전압에 대한 관리로 가능하지만 하이브리드 커패시터로 구성되는 하이브리드 커패시터 모듈의 경우에 셀이 저전압으로 방전되면 하이브리드 커패시터의 수명을 저하시킬 수 있어 저전압 방전 상태의 관리가 요구되고 있다.The voltage stabilizing circuit of the conventional supercapacitor module such as Korean Patent No. 0578026 can manage the overvoltage due to each cell constituting the supercapacitor module being a supercapacitor, but in the case of the hybrid capacitor module composed of the hybrid capacitor The life of the hybrid capacitor can be reduced when the cell is discharged at a low voltage, and management of the low-voltage discharge state is required.

특허문헌 1: 한국등록특허 제0578026호(등록일: 2006.05.02.)Patent Document 1: Korean Patent No. 0578026 (Registered on Feb. 5, 2006)

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 고전압으로 충전되는 것은 물론 저전압으로 방전되는 경우에도 관리할 수 있는 CMS(Capacitor management system)를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a CMS (Capacitor Management System) capable of being managed at the time of discharging at a low voltage as well as at a high voltage among cells included in the hybrid capacitor module.

본 발명의 다른 목적은 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 저전압으로 방전되는 것을 감지하여 보호함으로써 셀의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있는 CMS를 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide a CMS capable of preventing the lifetime of a cell from being deteriorated by sensing and protecting discharge of a cell included in the hybrid capacitor module at a low voltage.

본 발명의 또 다른 목적은 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 저전압으로 방전되는 것을 감지하는 회로를 간단하게 구성함으로써 전체적으로 CMS의 제조원가를 절감할 수 있는 CMS를 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide a CMS that can reduce the manufacturing cost of the CMS as a whole by simply configuring a circuit for sensing discharge at a low voltage among the cells included in the hybrid capacitor module.

본 발명의 CMS는 다수개의 하이브리드 커패시터가 서로 직렬과 병렬로 연결되는 하이브리드 커패시터 모듈; 및 상기 하이브리드 커패시터와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터의 충방전 상태를 감지하는 다수개의 셀 밸런싱 회로(cell balancing circuit)를 포함하며, 상기 다수개의 셀 밸런싱 회로는 각각 상기 하이브리드 커패시터와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 과전압으로 충전되는 것을 방지하는 과전압 방전회로, 상기 하이브리드 커패시터와 상기 과전압 방전회로와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 고전압으로 충전되는 것을 감지하는 고전압 감지회로 및 상기 하이브리드 커패시터와 상기 고전압 감지회로와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 저전압으로 방전되는 것을 감지하는 저전압 감지회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The CMS of the present invention includes a hybrid capacitor module in which a plurality of hybrid capacitors are connected in series and in parallel with each other; And a plurality of cell balancing circuits connected in parallel with the hybrid capacitors to sense charging / discharging states of the hybrid capacitors, wherein the plurality of cell balancing circuits are respectively connected in parallel with the hybrid capacitors, An overvoltage discharge circuit for preventing the capacitor from being charged with an overvoltage, a high voltage sensing circuit connected in parallel with the hybrid capacitor and the overvoltage discharge circuit to sense that the hybrid capacitor is charged with a high voltage, and a high voltage sensing circuit connected between the hybrid capacitor and the high voltage sensing circuit And a low voltage sensing circuit connected in parallel to sense that the hybrid capacitor is discharged to a low voltage.

본 발명의 CMS는 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 고전압으로 충전되는 것은 물론 저전압으로 방전되는 경우에도 관리할 수 있는 이점이 있고, 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 저전압으로 방전되는 것을 감지하여 보호함으로써 셀의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있으며, 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 저전압으로 방전되는 것을 감지하는 회로를 간단하게 구성함으로써 전체적으로 CMS의 제조원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.The CMS of the present invention has an advantage of being able to be managed not only by being charged at a high voltage among the cells included in the hybrid capacitor module but also at discharging at a low voltage and by detecting and discharging the cells discharged at a low voltage among the cells included in the hybrid capacitor module There is an advantage that the lifetime of the cell can be prevented from being lowered and a circuit for sensing discharge at a low voltage among the cells included in the hybrid capacitor module can be simply configured to reduce the manufacturing cost of the CMS as a whole.

도 1은 본 발명의 CMS의 구성을 나타낸 회로도,
도 2는 도 1에 도시된 병렬 연결 모듈의 구성을 상세히 나타낸 회로도,
도 3은 도 2에 도시된 셀 밸런싱 회로의 구성을 상세히 나타낸 회로도,
도 4는 도 3에 도시된 과전압 방전회로의 구성을 상세히 나타낸 회로도,
도 5는 도 3에 도시된 고전압 감지회로의 구성을 상세히 나타낸 회로도,
도 6은 도 3에 도시된 저전압 감지회로의 구성을 상세히 나타낸 회로도,
도 7은 도 4 내지 도 6에 각각 도시된 리셋 IC의 구성을 상세히 나타낸 회로도.1 is a circuit diagram showing a configuration of a CMS of the present invention,
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the parallel connection module shown in FIG. 1,
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the cell balancing circuit shown in FIG. 2 in detail;
4 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the overvoltage discharge circuit shown in FIG. 3,
5 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the high voltage sensing circuit shown in FIG. 3,
FIG. 6 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the low-voltage sensing circuit shown in FIG. 3,
FIG. 7 is a circuit diagram showing details of the configuration of the reset IC shown in FIGS. 4 to 6; FIG.

이하, 본 발명의 CMS(Capacitor management system)의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of a capacitor management system (CMS) according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3에서와 같이 본 발명의 CMS(Capacitor management system)는 하이브리드 커패시터 모듈(20)과 다수개의 셀 밸런싱 회로(cell balancing circuit)(30)를 포함하여 구성된다. 1 to 3, the CMS (Capacitor Management System) of the present invention includes a hybrid capacitor module 20 and a plurality of cell balancing circuits 30. [

하이브리드 커패시터 모듈(20)은 다수개의 하이브리드 커패시터(11a)가 서로 직렬과 병렬로 연결되며, 다수개의 셀 밸런싱 회로(30)는 하이브리드 커패시터(11a)와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)의 충방전 상태를 감지한다. 이러한 다수개의 셀 밸런싱 회로(30)는 각각 과전압 방전회로(31), 고전압 감지회로(32) 및 저전압 감지회로(33)를 포함하여 구성된다. 과전압 방전회로(31)는 하이브리드 커패시터(11a)와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)가 과전압으로 충전되는 것을 방지하며, 고전압 감지회로(32)는 하이브리드 커패시터(11a)와 과전압 방전회로(31)와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)가 고전압으로 충전되는 것을 감지한다. 저전압 감지회로(33)는 하이브리드 커패시터(11a)와 고전압 감지회로(32)와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)가 저전압으로 방전되는 것을 감지한다.A plurality of hybrid capacitors 11a are connected in series and parallel in the hybrid capacitor module 20 and a plurality of cell balancing circuits 30 are connected in parallel with the hybrid capacitors 11a to supply the hybrid capacitors 11a Detect discharge status. The plurality of cell balancing circuits 30 are configured to include an overvoltage discharge circuit 31, a high voltage sensing circuit 32, and a low voltage sensing circuit 33, respectively. The overvoltage discharge circuit 31 is connected in parallel with the hybrid capacitor 11a to prevent the hybrid capacitor 11a from being charged with an overvoltage and the high voltage detection circuit 32 is connected between the hybrid capacitor 11a and the overvoltage discharge circuit 31, And detects that the hybrid capacitor 11a is charged to a high voltage. The low voltage sensing circuit 33 is connected in parallel with the hybrid capacitor 11a and the high voltage sensing circuit 32 to sense that the hybrid capacitor 11a is discharged to the low voltage.

본 발명의 CMS의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. The configuration of the CMS of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

다수개의 병렬 연결 모듈(10)은 도 1 및 도 2에서와 같이 다수개의 직렬 연결 모듈(11)이 서로 병렬로 연결되어 구성된다. As shown in FIGS. 1 and 2, the plurality of parallel connection modules 10 are formed by connecting a plurality of serial connection modules 11 in parallel with each other.

하이브리드 커패시터 모듈(20)은 도 1 및 도 2에서와 같이 다수개의 병렬 연결 모듈(10)과 다수개의 직렬 연결 모듈(11)을 포함하여 구성된다. 다수개의 병렬 연결 모듈(10)은 각각 다수개의 직렬 연결 모듈(11)을 포함하며, 다수개의 직렬 연결 모듈(11)은 각각 다수개의 하이브리드 커패시터(11a)가 서로 직렬로 연결되어 구성된다. The hybrid capacitor module 20 includes a plurality of parallel connection modules 10 and a plurality of serial connection modules 11 as shown in FIGS. The plurality of parallel connection modules 10 each include a plurality of serial connection modules 11 and the plurality of serial connection modules 11 are formed by connecting a plurality of hybrid capacitors 11a in series with each other.

다수개의 셀 밸런싱 회로(30)는 각각 도 2 및 도 3에서와 같이 과전압 방전회로(31), 고전압 감지회로(32) 및 저전압 감지회로(33)를 포함하여 구성된다. The plurality of cell balancing circuits 30 are configured to include an overvoltage discharge circuit 31, a high voltage sense circuit 32 and a low voltage sense circuit 33, respectively, as in FIGS. 2 and 3.

과전압 방전회로(31)는 하이브리드 커패시터(11a)와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)가 과전압으로 충전되는 것을 방지하며, 도 4에서와 같이 리셋 IC(reset integrated circuit)(31a), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)(TR), 발광다이오드(LED) 및 하나 이상의 방전 저항(DR1,DR2,DR3)을 포함하여 구성된다. The overvoltage discharge circuit 31 is connected in parallel to the hybrid capacitor 11a to prevent the hybrid capacitor 11a from being charged with an overvoltage. The overvoltage discharge circuit 31 includes a reset integrated circuit 31a, a MOSFET Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (TR), a light emitting diode (LED), and one or more discharge resistors (DR1, DR2, DR3).

리셋 IC(31a)는 하이브리드 커패시터(11a)와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)의 과충전 상태를 감지하여 감지신호(Dsig)를 출력하며, MOSFET(TR)은 리셋 IC(31a)와 저항(R1)을 개재하여 연결되어 감지신호(Dsig)가 수신되면 턴온(turn on)된다. 발광다이오드(LED)는 MOSFET(TR)의 드레인단에 저항(R2)을 개재하여 연결되어 MOSFET(TR)의 턴온에 의해 턴온되어 발광하여 하이브리드 커패시터(11a)가 과충전됨을 표시한다. 하나 이상의 방전 저항(DR1,DR2,DR3)은 각각 MOSFET(TR)의 드레인단에 발광다이오드(LED)와 각각 병렬로 배치되도록 연결되며, MOSFET(TR)의 턴온에 의해 하이브리드 커패시터(11a)의 과충전 전압을 방전시킨다. 즉, 하나 이상의 방전 저항(DR1,DR2,DR3)은 도 4에서와 같이 3개로 구성되는 경우에 각각은 MOSFET(TR)의 턴온에 의해 과충전된 하이브리드 커패시터(11a)를 방전시키 하이브리드 커패시터(11a)를 보호한다. The reset IC 31a is connected in parallel with the hybrid capacitor 11a to sense the overcharged state of the hybrid capacitor 11a and output a detection signal Dsig. The MOSFET TR includes a reset IC 31a and a resistor R1 And is turned on when the detection signal Dsig is received. The light emitting diode LED is connected to the drain terminal of the MOSFET TR through a resistor R2 and is turned on by turning on the MOSFET TR to emit light to indicate that the hybrid capacitor 11a is overcharged. The one or more discharge resistors DR1, DR2 and DR3 are connected to the drain terminal of the MOSFET TR in parallel with the light emitting diodes LED, respectively. The overcharge of the hybrid capacitor 11a due to the turn- And discharges the voltage. 4, each of the one or more discharge resistors DR1, DR2 and DR3 is configured to discharge the overcharged hybrid capacitor 11a by turning on the MOSFET TR, Lt; / RTI >

고전압 감지회로(32)는 하이브리드 커패시터(11a)와 과전압 방전회로(31)와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)가 고전압으로 충전되는 것을 감지하며, 도 5에서와 같이 리셋 IC(32a), MOSFET(TR), 발광다이오드(LED) 및 포토 커플러(32b)를 포함하여 구성된다. The high voltage sensing circuit 32 is connected in parallel to the hybrid capacitor 11a and the overvoltage discharge circuit 31 so as to sense that the hybrid capacitor 11a is charged to a high voltage and the reset IC 32a, A MOSFET TR, a light emitting diode (LED), and a photocoupler 32b.

리셋 IC(32a)는 하이브리드 커패시터(11a)와 병렬로 연결됨과 아울러 과전압 방전회로(31)와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)가 고전압으로 충전되는 것을 감지하여 감지신호(Dsig)를 출력한다. 즉, 리셋 IC(32a)는 하이브리드 커패시터(11a)가 2.9V(voltage) 이상인 경우 즉, 하이브리드 커패시터(11a)가 2.9V 이상의 고전압으로 충전되는 것을 감지하여 감지신호(Dsig)를 출력한다. MOSFET(TR)는 리셋 IC(32a)와 저항(R1)을 개재하여 연결되어 감지신호(Dsig)가 수신되면 턴온(turn on)된다. 발광다이오드(LED)는 MOSFET(TR)의 드레인단에 저항(R2)을 개재하여 연결되어 MOSFET(TR)의 턴온에 의해 턴온되어 발광하여 하이브리드 커패시터(11a)가 고전압으로 충전됨으로 표시한다. 포토 커플러(32b)는 MOSFET(TR)의 드레인단에 발광다이오드(LED)와 각각 병렬로 배치되도록 저항(R3)을 개재하여 연결되며, MOSFET(TR)의 턴온에 의해 턴온되어 감지신호(Dsig)를 제어기(60: 도 1에 도시됨)로 출력한다. 여기서, 포토 커플러(32b)는 발광다이오드와 포토 트랜지스터를 포함하는 공지된 기술이 적용됨으로 상세한 설명을 생략한다.The reset IC 32a is connected in parallel with the hybrid capacitor 11a and connected in parallel with the overvoltage discharge circuit 31 to sense that the hybrid capacitor 11a is charged at a high voltage and output a detection signal Dsig. That is, the reset IC 32a senses that the hybrid capacitor 11a is charged to 2.9V or more, that is, the hybrid capacitor 11a is charged to a high voltage of 2.9V or more, and outputs the sensing signal Dsig. The MOSFET TR is connected to the reset IC 32a via the resistor R1 and is turned on when the sense signal Dsig is received. The light emitting diode LED is connected to the drain terminal of the MOSFET TR through a resistor R2 and is turned on by turning on the MOSFET TR to emit light to indicate that the hybrid capacitor 11a is charged to a high voltage. The photocoupler 32b is connected to the drain terminal of the MOSFET TR through a resistor R3 so as to be disposed in parallel with the light emitting diode LED. The photocoupler 32b is turned on by turning on the MOSFET TR, To the controller 60 (shown in Fig. 1). Here, the photocoupler 32b is a well-known technology including a light emitting diode and a phototransistor, and a detailed description thereof will be omitted.

저전압 감지회로(33)는 하이브리드 커패시터(11a)와 고전압 감지회로(32)와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)가 저전압으로 방전되는 것을 감지하며, 도 6에서와 같이 리셋 IC(33a), MOSFET(TR), 발광다이오드(LED) 및 포토 커플러(33b)를 포함하여 구성된다. The low voltage sensing circuit 33 is connected in parallel to the hybrid capacitor 11a and the high voltage sensing circuit 32 to sense that the hybrid capacitor 11a is discharged to the low voltage and the reset IC 33a, A MOSFET TR, a light emitting diode (LED), and a photocoupler 33b.

리셋 IC(33a)는 하이브리드 커패시터(11a)와 병렬로 연결됨과 아울러 고전압 감지회로(32)와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)가 저전압으로 방전되는 것을 감지하여 감지신호(Dsig)를 출력한다. 여기서, 리셋 IC(33a)는 하이브리드 커패시터(11a)가 1.6V(voltage) 이하인 경우 즉, 하이브리드 커패시터(11a)가 1.6V 이하의 저전압으로 방전되는 것을 감지하여 감지신호(Dsig)를 출력한다. MOSFET(TR)는 리셋 IC(33a)와 저항(R1)을 개재하여 연결되어 감지신호(Dsig)가 수신되면 턴온(turn on)된다. 발광다이오드(LED)는 MOSFET(TR)의 드레인단에 저항(R2)을 개재하여 연결되어 MOSFET(TR)의 턴온에 의해 턴온되어 발광하여 하이브리드 커패시터(11a)가 저전압으로 방전되어 사용됨을 표시한다. 포토 커플러(33b)는 MOSFET(TR)의 드레인단에 발광다이오드(LED)와 각각 병렬로 배치되도록 저항(R3)을 개재하여 연결되며, MOSFET(TR)의 턴온에 의해 턴온되어 감지신호(Dsig)를 제어기(60: 도 1에 도시됨)로 출력한다. 여기서, 포토 커플러(33b)는 발광다이오드와 포토 트랜지스터를 포함하는 공지된 기술이 적용됨으로 상세한 설명을 생략한다.The reset IC 33a is connected in parallel with the hybrid capacitor 11a and connected in parallel with the high voltage sensing circuit 32 to sense the discharge of the hybrid capacitor 11a to the low voltage and output the sensing signal Dsig. The reset IC 33a senses that the hybrid capacitor 11a is discharged at a low voltage of 1.6V or less when the hybrid capacitor 11a is under 1.6V and outputs the sensing signal Dsig. The MOSFET TR is connected to the reset IC 33a via the resistor R1 and is turned on when the sense signal Dsig is received. The light emitting diode LED is connected to the drain terminal of the MOSFET TR via a resistor R2 and is turned on by turning on the MOSFET TR to emit light to indicate that the hybrid capacitor 11a is discharged to a low voltage and used. The photocoupler 33b is connected to the drain terminal of the MOSFET TR through a resistor R3 so as to be disposed in parallel with the light emitting diode LED. The photocoupler 33b is turned on by turning on the MOSFET TR, To the controller 60 (shown in Fig. 1). Here, the photocoupler 33b includes a light emitting diode and a phototransistor, and a detailed description thereof will be omitted.

저전압 감지회로(33)는 하이브리드 커패시터(11a)가 양극과 음극에 모두 전극재질이 활성탄이 사용되는 슈퍼 커패시터(도시 않음)와 리튬 이온 전지(도시 않음)의 중간적인 전기적인 특성을 가짐으로 인해 하이브리드 커패시터(11a)의 저전압 방전 상태를 필수적으로 관리되어야 하며, 이러한 하이브리드 커패시터(11a)의 저전압 방전 상태를 간단한 저전압 감지회로(33)로 구성함으로써 본 발명의 CMS의 제조원가를 절감할 수 있게 된다. The low-voltage sensing circuit 33 has the hybrid characteristic that the hybrid capacitor 11a has an intermediate electrical characteristic between the supercapacitor (not shown) and the lithium ion battery (not shown) in which the active material is used for the positive electrode and the negative electrode, The low voltage discharge state of the capacitor 11a must be managed and the manufacturing cost of the CMS of the present invention can be reduced by constituting the low voltage discharge state of the hybrid capacitor 11a with the simple low voltage sensing circuit 33. [

다수개의 셀 밸런싱 회로(30)의 과전압 방전회로(31), 고전압 감지회로(32) 및 저전압 감지회로(33)에 각각 포함되는 리셋 IC(31a,32a,33a)는 각각 도 7에서와 같이 기준전압 발생원(30a), 비교기(30b) 및 트랜지스터(TR)를 포함하여 구성된다. The reset ICs 31a, 32a, and 33a included in the overvoltage discharge circuit 31, the high voltage sense circuit 32, and the low voltage sense circuit 33 of the cell balancing circuit 30, respectively, A voltage generating source 30a, a comparator 30b, and a transistor TR.

기준전압 발생원(30a)은 기준 전압을 발생하며, 하이브리드 커패시터(11a)의 과충전 전압레벨, 고전압 충전 전압 레벨 및 저전압 방전 전압 레벨 중 어느 하나를 발생하여 비교기(30b)의 비반전단자(-)로 인가한다. 여기서, 기준전압 발생원(30a)의 상세한 구성은 비교기(30b)를 구성하는 공지된 기술이 적용됨으로 설명을 생략한다. The reference voltage generator 30a generates a reference voltage and generates either the overcharge voltage level, the high voltage charge voltage level or the low voltage discharge voltage level of the hybrid capacitor 11a and supplies it to the non-inverting terminal (-) of the comparator 30b . Here, the detailed configuration of the reference voltage generator 30a is the same as that of the comparator 30b, so a description thereof will be omitted.

비교기(30b)는 기준전압 발생원(30a)과 연결되어 하이브리드 커패시터(11a)가 과충전, 고전압 충전 및 저전압 방전 중 어느 하나인 경우에 감지신호(Dsig)를 출력한다. 즉, 비교기(30b)는 기준전압 발생원(30a)의 기준 전압이 과충전, 고전압 충전 및 저전압 방전 중 어느 하나로 설정되고, 설정된 각각의 기준 전압과 비교하여 하이브리드 커패시터(11a)가 과충전, 고전압 충전 및 저전압 방전 중 어느 하나인 경우에 감지신호(Dsig)를 출력한다. 보다 구체적으로 비교기(30b)는 기준전압 발생원(30a)과 연결되는 반전단자(+)와 하이브리드 커패시터(11a)와 연결되는 비반전단자(-)가 구비되며, 하이브리드 커패시터(11a)의 충전 전압 상태, 충전전압 및 방전전압을 감지하여 하이브리드 커패시터(11a)가 과충전, 고전압 충전 및 저전압 방전 중 어느 하나인 경우에 감지신호(Dsig)를 출력한다. The comparator 30b is connected to the reference voltage generator 30a and outputs a sense signal Dsig when the hybrid capacitor 11a is in an overcharged state, a high-voltage state, or a low-voltage state. That is, the comparator 30b sets the reference voltage of the reference voltage generating source 30a to either overcharge, high voltage charge or low voltage discharge, so that the hybrid capacitor 11a is overcharged, high voltage charged and low voltage And outputs a detection signal Dsig in the case of any one of discharging. More specifically, the comparator 30b includes an inverting terminal (+) connected to the reference voltage generator 30a and a non-inverting terminal (-) connected to the hybrid capacitor 11a. The charging voltage state of the hybrid capacitor 11a The charge voltage and the discharge voltage, and outputs the detection signal Dsig when the hybrid capacitor 11a is in one of overcharge, high voltage charging and low voltage discharge.

트랜지스터(TR)는 비교기(30b)와 연결되어 비교기(30b)로부터 감지신호(Dsig)가 수신되면 풀업저항(R2)을 통해 공급되는 전원 레벨(Vcc)로 감지신호(Dsig)를 증폭하여 출력한다. 여기서, 풀업저항(R2)은 트랜지스터(TR)의 드레인단에 연결되고, 저항(R1)은 소스단에 연결되며, 비교기(30b)는 게이트단에 연결된다. The transistor TR is connected to the comparator 30b and when the sensing signal Dsig is received from the comparator 30b, the transistor TR amplifies and outputs the sensing signal Dsig to the power supply level Vcc supplied through the pull-up resistor R2 . Here, the pull-up resistor R2 is connected to the drain terminal of the transistor TR, the resistor R1 is connected to the source terminal, and the comparator 30b is connected to the gate terminal.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 CMS는 하이브리드 커패시터 모듈(20)과 연결되는 다수개의 제1스위치(40), 하이브리드 커패시터 모듈(20)과 연결되는 다수개의 제2스위치(50) 및 다수개의 제1스위치(40)와 다수개의 제2스위치(50)와 각각 연결되는 제어기(60)가 더 포함되어 구비된다. The CMS of the present invention having the above-described configuration includes a plurality of first switches 40 connected to the hybrid capacitor module 20, a plurality of second switches 50 connected to the hybrid capacitor module 20, And a controller 60 connected to the switch 40 and the plurality of second switches 50, respectively.

하이브리드 커패시터 모듈(20)은 도 1 및 도 2에서와 같이 다수개의 병렬 연결 모듈(10)을 포함하고, 다수개의 병렬 연결 모듈(10)은 각각 다수개의 직렬 연결 모듈(11)을 포함하며, 다수개의 직렬 연결 모듈(11)은 다수개의 하이브리드 커패시터(11a)가 서로 직렬로 연결된다. The hybrid capacitor module 20 includes a plurality of parallel connection modules 10 as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of parallel connection modules 10 each include a plurality of serial connection modules 11, A plurality of hybrid capacitors 11a are connected in series to each other.

다수개의 제1스위치(40)는 각각 도 2에서와 같이 직렬 연결 모듈(11)과 직렬로 연결되어 제1스위치 제어신호(SW1)가 수신되면 개방되어 직렬 연결 모듈(11)을 하이브리드 커패시터 모듈(20)에서 분리시킨다. 즉, 다수개의 제1스위치(40)는 각각 제어기(60)로부터 제1스위치 제어신호(SW1)가 수신되면 개방되어 고전압 충전이나 저전압 방전되는 하이브리드 커패시터(11a)가 포함되어 구성되는 직렬 연결 모듈(11)을 하이브리드 커패시터 모듈(20)에서 전기적인 연결을 분리시켜 고전압 충전이나 저전압 방전되는 하이브리드 커패시터(11a)가 손상되어 제품 수명이 줄어드는 것을 방지한다. The plurality of first switches 40 are connected in series with the serial connection module 11 as shown in FIG. 2 and are opened when the first switch control signal SW1 is received to connect the serial connection module 11 to the hybrid capacitor module 20). That is, the plurality of first switches 40 are each connected to a serial connection module (not shown) configured to include a hybrid capacitor 11a that is opened when the first switch control signal SW1 is received from the controller 60 and is charged at a high voltage or discharged at a low voltage 11 is isolated from the electric connection at the hybrid capacitor module 20 to prevent the hybrid capacitor 11a from being charged at a high voltage or being discharged at low voltage to reduce the life of the product.

다수개의 제2스위치(50)는 각각 도 1 및 도 2에서와 같이 병렬 연결 모듈(10)과 직렬로 연결되어 제2스위치 제어신호(SW2)가 수신되면 개방되어 병렬 연결 모듈(10)을 하이브리드 커패시터 모듈(20)에서 분리시킨다. 즉, 다수개의 제2스위치(50)는 각각 제어기(60)로부터 제2스위치 제어신호(SW2)가 수신되면 개방되어 고전압 충전이나 저전압 방전되는 하이브리드 커패시터(11a)가 포함되어 구성되는 병렬 연결 모듈(10)을 하이브리드 커패시터 모듈(20)에서 전기적인 연결을 분리시켜 고전압 충전이나 저전압 방전되는 하이브리드 커패시터(11a)가 손상되어 제품 수명이 줄어드는 것을 방지한다. The plurality of second switches 50 are connected in series with the parallel connection module 10 as shown in FIGS. 1 and 2, respectively. When the second switch control signal SW2 is received, the parallel connection module 10 is connected to the hybrid And is separated from the capacitor module 20. That is, the plurality of second switches 50 are each connected to a parallel connection module (not shown), which is configured to include a hybrid capacitor 11a that is opened when the second switch control signal SW2 is received from the controller 60 and is discharged at a high voltage or a low voltage 10 is isolated from the electric connection at the hybrid capacitor module 20 to prevent the hybrid capacitor 11a from being charged at a high voltage or being discharged at low voltage to reduce the life of the product.

이러한 다수개의 제1스위치(40)와 다수개의 제2스위치(50)는 각각 릴레이 스위치나 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)가 사용되며, 다수개의 제1스위치(40)는 각각 서로 동일한 정격전류인 것이 사용되고, 다수개의 제2스위치(50)의 각각의 정격전류는 하나의 병렬 연결 모듈(10)에 구비되는 다수개의 직렬 연결 모듈(11)에 각각 연결되는 제1스위치(SW1)의 정격전류의 합(sum)인 것이 사용된다. 예를 들어, 제2스위치(50)의 정격전류는 하나의 병렬 연결 모듈(10)에 3개의 직렬 연결 모듈(11)이 구비되어 3개의 제1스위치(SW1)가 구비되는 경우에 3개의 제1스위치(SW1)의 정격 전류가 10A(Ampere)의 합인 30A인 것이 사용된다. The plurality of first switches 40 and the plurality of second switches 50 are respectively a relay switch or an insulated gate bipolar transistor (IGBT), and the plurality of first switches 40 have the same rated current The rated current of each of the plurality of second switches 50 is the sum of the rated currents of the first switches SW1 connected to the plurality of serial connection modules 11 provided in the parallel connection module 10, (sum) is used. For example, the rated current of the second switch 50 may be set such that when three serial connection modules 11 are provided in one parallel connection module 10 and three first switches SW1 are provided, 1 switch SW1 is 30A which is the sum of the rated current of 10A (Ampere).

제어기(60)는 하나의 직렬 연결 모듈(11)에 연결된 다수개의 셀 밸런싱 회로(30) 중 하나 이상에서 감지신호(Dsig)가 수신되면 하나의 직렬 연결 모듈(11)에 연결된 제1스위치(40)로 제1스위치 제어신호(SW1)를 인가하거나 둘 이상의 직렬 연결 모듈(11)에 각각 연결된 다수개의 셀 밸런싱 회로(30) 중 하나 이상에서 감지신호(Dsig)가 수신되면 둘 이상의 직렬 연결 모듈(11)이 배치된 하나의 병렬 연결 모듈(10)에 연결된 제2스위치(50)로 제2스위치 제어신호(SW2)를 인가한다. 즉, 본원발명의 CMS는 제어기(60)는 감지신호(Dsig)의 수신 여부에 따라 제1스위치 제어신호(SW1)나 제2스위치 제어신호(SW2)를 발생하여 제1스위치(40)나 제2스위치(50)를 개방시켜 하이브리드 커패시터 모듈(20)를 구성하는 직렬 연결 모듈(11)이나 병렬 연결 모듈(10) 단위로 하이브리드 커패시터(11a)를 고전압이나 저전압 방전 상태로부터 보호함으로써 단순하면서 신뢰성 있게 하이브리드 커패시터 모듈(20)를 고전압 충전이나 저전압 방전으로부터 보호할 수 있게 된다. The controller 60 receives a sensing signal Dsig from one or more of the plurality of cell balancing circuits 30 connected to one serial connection module 11 and outputs a control signal to the first switch 40 When receiving the detection signal Dsig from one or more of the plurality of cell balancing circuits 30 connected to two or more serial connection modules 11 by applying the first switch control signal SW1 to the plurality of serial connection modules 11, The second switch control signal SW2 is applied to the second switch 50 connected to the one parallel connection module 10 in which the first switch control signal SW2 is disposed. That is, in the CMS of the present invention, the controller 60 generates the first switch control signal SW1 or the second switch control signal SW2 according to whether the detection signal Dsig is received, 2 switch 50 is opened to protect the hybrid capacitor 11a from a high voltage or a low voltage discharge state in units of a serial connection module 11 or a parallel connection module 10 constituting the hybrid capacitor module 20, The hybrid capacitor module 20 can be protected from high voltage charging and low voltage discharge.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 CMS는 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 고전압으로 충전되는 것은 물론 저전압으로 방전되는 경우에도 관리할 수 있고, 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 저전압으로 방전되는 것을 감지하여 보호함으로써 셀의 수명이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 하이브리드 커패시터 모듈에 포함되는 셀 중 저전압으로 방전되는 것을 감지하는 회로를 간단하게 구성함으로써 전체적으로 CMS의 제조원가를 절감할 수 있다.As described above, the CMS of the present invention can be managed not only by being charged with a high voltage among the cells included in the hybrid capacitor module, but also by being discharged at a low voltage, and detecting that the cells included in the hybrid capacitor module are discharged at a low voltage It is possible to prevent the lifetime of the cell from being deteriorated and to simplify the construction of a circuit for sensing discharge at a low voltage among the cells included in the hybrid capacitor module, thereby reducing the manufacturing cost of the CMS as a whole.

본 발명의 CMS는 하이브리드 커패시터나 리튬 이온 이차전지 등과 같은 다양한 커패시터의 관리 시스템 제조 분야에 적용된다.The CMS of the present invention is applied to a manufacturing system of a management system of various capacitors such as hybrid capacitors and lithium ion secondary batteries.

10: 병렬 연결 모듈 11: 직렬 연결 모듈
11a: 하이브리드 커패시터 20: 하이브리드 커패시터 모듈
30: 셀 밸런싱 회로 31: 과전압 방전회로
32: 고전압 감지회로 33: 저전압 감지회로
40: 제1스위치 50: 제2스위치
60: 제어기10: Parallel connection module 11: Serial connection module
11a: Hybrid capacitor 20: Hybrid capacitor module
30: cell balancing circuit 31: overvoltage discharge circuit
32: high voltage detection circuit 33: low voltage detection circuit
40: first switch 50: second switch
60:

Claims (8)

다수개의 하이브리드 커패시터가 서로 직렬과 병렬로 연결되는 하이브리드 커패시터 모듈; 및
상기 하이브리드 커패시터와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터의 충방전 상태를 감지하는 다수개의 셀 밸런싱 회로(cell balancing circuit)를 포함하며,
상기 다수개의 셀 밸런싱 회로는 각각 상기 하이브리드 커패시터와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 과전압으로 충전되는 것을 방지하는 과전압 방전회로, 상기 하이브리드 커패시터와 상기 과전압 방전회로와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 고전압으로 충전되는 것을 감지하는 고전압 감지회로 및 상기 하이브리드 커패시터와 상기 고전압 감지회로와 각각 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 저전압으로 방전되는 것을 감지하는 저전압 감지회로를 포함하며,
상기 과전압 방전회로는 상기 하이브리드 커패시터와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터의 과충전 상태를 감지하여 감지신호를 출력하는 리셋 IC(reset integrated circuit); 상기 리셋 IC와 저항을 개재하여 연결되어 감지신호가 수신되면 턴온(turn on)되는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor); 상기 MOSFET의 드레인단에 저항을 개재하여 연결되어 MOSFET의 턴온에 의해 턴온되어 발광하여 표시하는 발광다이오드; 및 상기 MOSFET의 드레인단에 상기 발광다이오드와 각각 병렬로 배치되도록 연결되며 MOSFET의 턴온에 의해 하이브리드 커패시터의 과충전 전압을 방전시키는 하나 이상의 방전 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 커패시터 관리 시스템(CMS).A hybrid capacitor module in which a plurality of hybrid capacitors are connected in series and parallel to each other; And
And a plurality of cell balancing circuits connected in parallel with the hybrid capacitors to sense charging / discharging states of the hybrid capacitors,
Wherein the plurality of cell balancing circuits are respectively connected in parallel with the hybrid capacitors to prevent the hybrid capacitors from being charged with an overvoltage, the hybrid capacitors and the overvoltage discharge circuits are connected in parallel to each other so that the hybrid capacitors are charged And a low voltage sensing circuit connected in parallel with the hybrid capacitor and the high voltage sensing circuit to sense that the hybrid capacitor is discharged to a low voltage,
The overvoltage discharge circuit includes: a reset IC connected in parallel with the hybrid capacitor to sense an overcharged state of the hybrid capacitor and output a detection signal; A MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) connected to the reset IC through a resistor and turned on when a sense signal is received; A light emitting diode connected to the drain terminal of the MOSFET through a resistor and turned on by the turn-on of the MOSFET to emit light for display; And at least one discharging resistor connected to the drain end of the MOSFET so as to be disposed in parallel with the light emitting diode, respectively, for discharging the overcharging voltage of the hybrid capacitor by turning on the MOSFET. 제1항에 있어서,
상기 하이브리드 커패시터 모듈은 다수개의 병렬 연결 모듈을 포함하고, 상기 다수개의 병렬 연결 모듈은 각각 다수개의 직렬 연결 모듈을 포함하며, 상기 다수개의 직렬 연결 모듈은 다수개의 하이브리드 커패시터가 서로 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 CMS.The method according to claim 1,
The hybrid capacitor module includes a plurality of parallel connection modules, and each of the plurality of parallel connection modules includes a plurality of serial connection modules. The plurality of serial connection modules include a plurality of hybrid capacitors connected in series The CMS. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 고전압 감지회로는 상기 하이브리드 커패시터와 병렬로 연결됨과 아울러 상기 과전압 방전회로와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 고전압으로 충전되는 것을 감지하여 감지신호를 출력하는 리셋 IC;
상기 리셋 IC와 저항을 개재하여 연결되어 감지신호가 수신되면 턴온(turn on)되는 MOSFET;
상기 MOSFET의 드레인단에 저항을 개재하여 연결되어 MOSFET의 턴온에 의해 턴온되어 발광하여 표시하는 발광다이오드; 및
상기 MOSFET의 드레인단에 상기 발광다이오드와 각각 병렬로 배치되도록 저항을 개재하여 연결되며 MOSFET의 턴온에 의해 턴온되는 포토 커플러를 포함하며,
상기 리셋 IC는 하이브리드 커패시터가 2.9V(voltage) 이상인 경우에 이를 감지하여 감지신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 CMS.The method according to claim 1,
Wherein the high voltage sensing circuit is connected in parallel with the hybrid capacitor and connected in parallel with the overvoltage discharge circuit to sense that the hybrid capacitor is charged to a high voltage and output a sensing signal;
A MOSFET connected to the reset IC via a resistor and turned on when a sense signal is received;
A light emitting diode connected to the drain terminal of the MOSFET through a resistor and turned on by the turn-on of the MOSFET to emit light for display; And
And a photocoupler connected to the drain terminal of the MOSFET through a resistor so as to be disposed in parallel with the light emitting diode and turned on by turning on the MOSFET,
Wherein the reset IC senses the voltage of the hybrid capacitor when the hybrid capacitor has a voltage of 2.9 V or more and outputs a detection signal. 제1항에 있어서,
상기 저전압 감지회로는 상기 하이브리드 커패시터와 병렬로 연결됨과 아울러 상기 고전압 감지회로와 병렬로 연결되어 하이브리드 커패시터가 저전압으로 방전되는 것을 감지하여 감지신호를 출력하는 리셋 IC;
상기 리셋 IC와 저항을 개재하여 연결되어 감지신호가 수신되면 턴온(turn on)되는 MOSFET;
상기 MOSFET의 드레인단에 저항을 개재하여 연결되어 MOSFET의 턴온에 의해 턴온되어 발광하여 표시하는 발광다이오드; 및
상기 MOSFET의 드레인단에 상기 발광다이오드와 각각 병렬로 배치되도록 저항을 개재하여 연결되며 MOSFET의 턴온에 의해 턴온되는 포토 커플러를 포함하며,
상기 리셋 IC는 하이브리드 커패시터가 1.6V(voltage) 이하인 경우에 이를 감지하여 감지신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 CMS.The method according to claim 1,
Wherein the low voltage sensing circuit is connected in parallel with the hybrid capacitor and connected in parallel with the high voltage sensing circuit to sense a discharge of the hybrid capacitor to a low voltage and output a sensing signal;
A MOSFET connected to the reset IC via a resistor and turned on when a sense signal is received;
A light emitting diode connected to the drain terminal of the MOSFET through a resistor and turned on by the turn-on of the MOSFET to emit light for display; And
And a photocoupler connected to the drain terminal of the MOSFET through a resistor so as to be disposed in parallel with the light emitting diode and turned on by turning on the MOSFET,
Wherein the reset IC senses the hybrid capacitor when the hybrid capacitor is below a voltage of 1.6 V and outputs a detection signal. 제4항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 리셋 IC는 기준 전압을 발생하는 기준전압 발생원;
상기 기준전압 발생원과 연결되어 하이브리드 커패시터가 과충전, 고전압 충전 및 저전압 방전 중 어느 하나인 경우에 감지신호를 출력하는 비교기;
상기 비교기와 연결되어 비교기로부터 감지신호가 수신되면 풀업저항을 통해 공급되는 전원 레벨로 감지신호를 증폭하여 출력하는 트랜지스터를 포함하며,
상기 비교기는 기준전압 발생원과 연결되는 반전단자와 하이브리드 커패시터와 연결되는 비반전단자가 구비되며, 하이브리드 커패시터의 충전 전압 상태, 충전전압 및 방전전압을 감지하여 하이브리드 커패시터가 과충전, 고전압 충전 및 저전압 방전 중 어느 하나인 경우에 감지신호를 출력하며,
상기 기준전압 발생원은 하이브리드 커패시터의 과충전 전압레벨, 고전압 충전 전압 레벨 및 저전압 방전 전압 레벨 중 어느 하나를 발생하여 비교기의 비반전단자로 인가하는 것을 특징으로 하는 CMS.6. The method according to any one of claims 4 to 5,
The reset IC includes: a reference voltage generator for generating a reference voltage;
A comparator connected to the reference voltage generator for outputting a detection signal when the hybrid capacitor is in an overcharged state, a high-voltage state, or a low-voltage state;
And a transistor connected to the comparator for amplifying a sensing signal to a power supply level supplied through a pull-up resistor when a sensing signal is received from the comparator,
The comparator includes an inverting terminal connected to a reference voltage source and a non-inverting terminal connected to the hybrid capacitor. The hybrid capacitor senses a charging voltage state, a charging voltage, and a discharging voltage of the hybrid capacitor to detect an overcharging, a high voltage charging, And outputs a detection signal when any one of them is detected,
Wherein the reference voltage generator generates one of an overcharging voltage level, a high voltage charging voltage level and a low voltage discharge voltage level of the hybrid capacitor to the non-inverting terminal of the comparator. 제1항에 있어서,
상기 CMS는 상기 하이브리드 커패시터 모듈과 연결되는 다수개의 제1스위치, 상기 하이브리드 커패시터 모듈과 연결되는 다수개의 제2스위치 및 상기 다수개의 제1스위치와 상기 다수개의 제2스위치와 각각 연결되는 제어기가 더 포함되며,
상기 하이브리드 커패시터 모듈은 다수개의 병렬 연결 모듈을 포함하고, 상기 다수개의 병렬 연결 모듈은 각각 다수개의 직렬 연결 모듈을 포함하며, 상기 다수개의 직렬 연결 모듈은 다수개의 하이브리드 커패시터가 서로 직렬로 연결되고,
상기 다수개의 제1스위치는 각각 상기 직렬 연결 모듈과 직렬로 연결되어 제1스위치 제어신호가 수신되면 개방되어 직렬 연결 모듈을 하이브리드 커패시터 모듈에서 분리시키며,
상기 다수개의 제2스위치는 각각 상기 병렬 연결 모듈과 직렬로 연결되어 제2스위치 제어신호가 수신되면 개방되어 병렬 연결 모듈을 하이브리드 커패시터 모듈에서 분리시키며,
상기 제어기는 하나의 직렬 연결 모듈에 연결된 다수개의 셀 밸런싱 회로 중 하나 이상에서 감지신호가 수신되면 하나의 직렬 연결 모듈에 연결된 제1스위치로 제1스위치 제어신호를 인가하거나 둘 이상의 직렬 연결 모듈에 각각 연결된 다수개의 셀 밸런싱 회로 중 하나 이상에서 감지신호가 수신되면 둘 이상의 직렬 연결 모듈이 배치된 하나의 병렬 연결 모듈에 연결된 제2스위치로 제2스위치 제어신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 CMS.The method according to claim 1,
The CMS further includes a plurality of first switches connected to the hybrid capacitor module, a plurality of second switches connected to the hybrid capacitor module, and a controller connected to the plurality of first switches and the plurality of second switches, respectively And,
Wherein the hybrid capacitor module includes a plurality of parallel connection modules, each of the plurality of parallel connection modules includes a plurality of serial connection modules, the plurality of serial connection modules include a plurality of hybrid capacitors connected in series,
The plurality of first switches are connected in series with the serial connection module and are opened when a first switch control signal is received to separate the serial connection module from the hybrid capacitor module,
The plurality of second switches are connected in series with the parallel connection module and are opened when the second switch control signal is received to separate the parallel connection module from the hybrid capacitor module,
When the controller receives a sensing signal from one or more of the plurality of cell balancing circuits connected to one serial connection module, the controller applies a first switch control signal to a first switch connected to one serial connection module, And a second switch control signal is applied to a second switch connected to one parallel connection module in which two or more serial connection modules are arranged, when a sensing signal is received at one or more of the plurality of cell balancing circuits connected thereto. 제7항에 있어서,
상기 다수개의 제1스위치와 상기 다수개의 제2스위치는 각각 릴레이 스위치나 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)가 사용되며,
상기 다수개의 제1스위치는 각각 서로 동일한 정격전류인 것이 사용되고,
상기 다수개의 제2스위치의 각각의 정격전류는 하나의 병렬 연결 모듈에 구비되는 다수개의 직렬 연결 모듈에 각각 연결되는 제1스위치의 정격전류의 합(sum)인 것이 사용되는 것을 특징으로 하는 CMS.8. The method of claim 7,
Each of the plurality of first switches and the plurality of second switches may be a relay switch or an insulated gate bipolar transistor (IGBT)
Wherein the plurality of first switches each have the same rated current,
Wherein the rated current of each of the plurality of second switches is a sum of the rated currents of the first switches connected to the plurality of serial connection modules included in one parallel connection module.
KR1020160042828A 2016-04-07 2016-04-07 Capacitor management system Active KR101837548B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160042828A KR101837548B1 (en) 2016-04-07 2016-04-07 Capacitor management system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160042828A KR101837548B1 (en) 2016-04-07 2016-04-07 Capacitor management system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170115322A KR20170115322A (en) 2017-10-17
KR101837548B1 true KR101837548B1 (en) 2018-04-26

Family

ID=60298119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160042828A Active KR101837548B1 (en) 2016-04-07 2016-04-07 Capacitor management system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101837548B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12021411B2 (en) 2020-12-30 2024-06-25 SK Hynix Inc. Auxiliary power management device and electronic system including the same

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102149285B1 (en) * 2018-06-28 2020-08-31 주식회사 포스콤 Power supply apparatus for X-ray apparatus, and Portable X-ray apparatus having it

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5143185B2 (en) * 2010-02-08 2013-02-13 三洋電機株式会社 Power supply
JP5440918B2 (en) * 2009-09-02 2014-03-12 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 Power storage device with balance circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5440918B2 (en) * 2009-09-02 2014-03-12 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 Power storage device with balance circuit
JP5143185B2 (en) * 2010-02-08 2013-02-13 三洋電機株式会社 Power supply

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12021411B2 (en) 2020-12-30 2024-06-25 SK Hynix Inc. Auxiliary power management device and electronic system including the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170115322A (en) 2017-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106560968B (en) Secondary battery protection integrated circuit, secondary battery protection device and battery pack
US9484763B2 (en) Battery pack and method of controlling the same
EP3327892B1 (en) Charging and discharging control circuit and battery pack
JP3848574B2 (en) Charge / discharge control device
KR101074785B1 (en) Energy storage systems, including battery management systems and control methods thereof, and battery management systems
US8264205B2 (en) Circuit for charge and/or discharge protection in an energy-storage device
KR102052590B1 (en) Battery management system and driving method thereof
US20170170653A1 (en) Explosion-proof circuit, charging circuit and charging/discharging protection circuit of battery
KR101905075B1 (en) Battery pack and internal voltage generation circuit
KR101489563B1 (en) Reverse connection protecting device and backup power supply comprising the same
US10059216B2 (en) Accumulator battery protected against internal short circuits
US9035620B2 (en) Battery protecting circuit, battery protecting device, and battery pack
US20100134069A1 (en) Battery system with practical voltage detection
US20100117602A1 (en) Secondary battery protection circuit
KR20140043440A (en) Safe battery elements
US10491013B2 (en) Battery system having battery manager
CN105322612B (en) Charge-discharge control circuit and accumulator plant
CN105656112A (en) Battery pack
CN102969698A (en) Semiconductor integrated circuit, protection circuit, and battery pack
US10141754B2 (en) Integration of battery management system and battery charger
CN112583079A (en) Battery protection circuit and device
US11909237B2 (en) Reverse polarity protected battery module
US20170141598A1 (en) Electric battery comprising an electronic management system
KR101837548B1 (en) Capacitor management system
EP3772153B1 (en) Battery protection system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20160407

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170717

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20171218

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20180306

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20180306

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20210329

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20220222

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230306

Start annual number: 6

End annual number: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240306

Start annual number: 7

End annual number: 7