KR20090081894A - Battery pack - Google Patents
Battery pack Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090081894A KR20090081894A KR1020080008055A KR20080008055A KR20090081894A KR 20090081894 A KR20090081894 A KR 20090081894A KR 1020080008055 A KR1020080008055 A KR 1020080008055A KR 20080008055 A KR20080008055 A KR 20080008055A KR 20090081894 A KR20090081894 A KR 20090081894A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solar cell
- switching element
- secondary battery
- charge
- electrically connected
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00304—Overcurrent protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00306—Overdischarge protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
- H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
- H02J7/0049—Detection of fully charged condition
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
-
- 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
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 얇고 잘 휘어지는 태양 전지와 이차 전지를 혼용하여 사용하고, 태양 전지의 전력에 의해 이차 전지가 전력을 보충받는 배터리 팩을 제공하는 데 있다. The present invention relates to a battery pack, and a technical problem to be solved is to provide a battery pack in which a thin and well bent solar cell and a secondary battery are used in combination, and the secondary battery is supplemented with electric power by the solar cell.
이를 위해 태양 전지; 태양 전지와 전기적으로 연결된 이차 전지; 태양 전지와 이차 전지의 대전류 경로상에 전기적으로 연결되는 충방전 스위칭 소자; 태양 전지와 이차 전지 사이의 대전류 경로상에 전기적으로 연결되는 태양 전지용 스위칭 소자; 및 태양 전지용 스위칭 소자와 충방전 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고, 태양 전지용 스위칭 소자와 충방전 스위칭소자에 전기적인 신호를 출력시켜 태양 전지용 스위칭 소자와 충방전 스위칭소자를 턴 온 또는 턴 오프시키는 보호회로부으로 구성되는 배터리 팩을 개시한다.For this purpose solar cells; A secondary cell electrically connected to the solar cell; A charge / discharge switching element electrically connected to the high current path of the solar cell and the secondary cell; A switching element for solar cells electrically connected on a high current path between the solar cell and the secondary cell; And a protection circuit unit electrically connected to the solar cell switching element and the charge / discharge switching element, and outputting an electrical signal to the solar cell switching element and the charge / discharge switching element to turn on or off the solar cell switching element and the charge / discharge switching element. Disclosed is a battery pack consisting of.
따라서, 본 발명의 배터리 팩은 태양 전지의 전력에 의해 이차 전지가 전력을 보충받으므로, 용량이 증대되어 사용시간이 길어지게 된다.Therefore, in the battery pack of the present invention, since the secondary battery is supplemented with electric power by the power of the solar cell, the capacity is increased and the use time is long.
태양 전지, 유기물, 플라스틱, 보호회로, 휴대용 전자제품 Solar Cells, Organics, Plastics, Protection Circuits, Portable Electronics
Description
본 발명은 배터리 팩에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기물 플라스틱 태양 전지와 이차 전지를 혼용하여 사용하는 배터리 팩에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack, and more particularly, to a battery pack using a combination of an organic plastic solar cell and a secondary battery.
셀룰러폰, 노트북 컴퓨터, 캠코더 등의 콤팩트하고 경량화된 휴대용 전기/전자장치들이 활발하게 개발 및 생산되고 있다. 따라서, 휴대용 전기/전자 장치들은 별도의 전원이 구비되지 않은 장소에서도 작동될 수 있도록 배터리 팩을 내장하고 있다. 상기 배터리 팩은 경제적인 측면을 고려하여 최근에는 충방전이 가능한 이차 전지를 채용하고 있다. 또한, 이차 전지는 고밀도에너지와 고출력을 필요로 하는 하이브리드 자동차 배터리용으로도 각광받고 있으며 연구개발 및 제품생산 중에 있다.Compact and lightweight portable electric / electronic devices such as cellular phones, notebook computers and camcorders are actively developed and produced. Therefore, portable electric / electronic devices have a built-in battery pack so that they can be operated even in a place where a separate power source is not provided. The battery pack has recently adopted a secondary battery capable of charging and discharging in consideration of economic aspects. In addition, secondary batteries are in the spotlight for hybrid car batteries that require high-density energy and high power, and are being researched and developed and produced.
이차 전지에는 대표적으로, 니켈-카드뮴(Ni-Cd)전지와 니켈-수소(Ni-MH)전지 및 리튬(Li) 전지와 리튬 이온(Li-ion) 전지 등이 있다. Typical secondary batteries include nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries, nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) batteries, and lithium ion (Li-ion) batteries.
특히, 리튬 이온 전지는 휴대용 전자 장비 전원으로 많이 사용되고 있는 니켈-카드뮴 전지나, 니켈-수소 전지보다 작동 전압이 약 3배나 높다. 또한, 단위 중량당 에너지 밀도가 높다는 측면에서 널리 사용되고 있다. 상기 리튬 이온 전지는 양극 활물질로 리튬계 산화물, 음극 활물질로는 탄소재를 사용하고 있다. 일반적으로는, 전해질의 종류에 따라 액체 전해질 전지와, 고분자 전해질 전지로 분류되며, 액체 전해질을 사용하는 전지를 리튬 이온 전지라 하고, 고분자 전해질을 사용하는 전지를 리튬 폴리머 전지라고 한다.In particular, lithium ion batteries are about three times higher in operating voltage than nickel-cadmium batteries or nickel-hydrogen batteries, which are widely used as power sources for portable electronic equipment. In addition, it is widely used in view of high energy density per unit weight. The lithium ion battery uses a lithium oxide as a positive electrode active material and a carbon material as a negative electrode active material. In general, a battery is classified into a liquid electrolyte battery and a polymer electrolyte battery according to the type of electrolyte. A battery using a liquid electrolyte is called a lithium ion battery, and a battery using a polymer electrolyte is called a lithium polymer battery.
한편, 최근에 개발되고 있는 휴대용 전자제품들은 그 구조가 매우 작고 얇은 형태로 개발되고 있는 추세이다. 작고 얇은 휴대용 전자제품들이 늘어남에 따라, 휴대용 전자제품에 전력을 공급하는 리튬 이온 전지도 매우 작고 얇은 형태로 설계되는 추세이다. 또한, 최근의 휴대용 전자제품들은 외관을 디자인할 때 미려함을 향상시키기 위하여 곡면이 있는 형태로 설계된다. 이 경우, 현재의 리튬 이온 전지는 어느 정도까지 그 구조에 맞추어 휘어지는 구조를 제공하고 있다. 가령, 파우치형 이차 전지가 대표적인 그 예이다. 하지만, 휴대용 전자제품 가운데 작고 얇으며 외곽의 곡률 반경이 큰 휴대용 전자제품의 경우에는 리튬 이온 전지의 형상도 곡면형으로 변형됨에 따라 수명이 단축되는 경우가 발생하기도 한다. 예를 들어 파우치형 이차 전지의 경우, 너무 휘어지게 되면 내부에 전해액이 새어 나와 전지의 수명이 단축되는 현상이 발생한다.On the other hand, recently developed portable electronic products have a trend that the structure is developed in a very small and thin form. As small and thin portable electronic products increase, lithium ion batteries that power portable electronic products are also designed to be very small and thin. In addition, recent portable electronic products are designed in a curved shape to enhance the beauty when designing the appearance. In this case, the current lithium ion battery provides a structure that is curved to some extent to the structure. For example, a pouch type secondary battery is a typical example. However, in the case of portable electronic products, which are small, thin and have a large radius of curvature, the life of the lithium ion battery may be shortened as the shape of the lithium ion battery is changed into a curved shape. For example, in the case of a pouch type secondary battery, when the battery is bent too much, electrolyte may leak out of the battery, thereby shortening the life of the battery.
따라서, 현재에는 작고 얇은 휴대용 전자제품에 맞는 배터리 팩이 필요한 실정이다. 이를 위하여 복수 개의 전지들이 결합되어 휴대용 전자제품의 구조에 맞는 배터리 팩으로 이용되기도 하나, 이 경우 복수 개의 전지들을 보호하는 보호회로가 이들 각각을 충방전시켜야 하므로, 보호회로의 구조가 매우 복잡해지는 문제가 발생하게 된다.Therefore, there is a current need for a battery pack suitable for small and thin portable electronic products. To this end, a plurality of batteries may be combined to be used as a battery pack suitable for a structure of a portable electronic product, but in this case, a protection circuit for protecting a plurality of batteries needs to be charged and discharged, respectively, so the structure of the protection circuit becomes very complicated. Will occur.
또한, 너무 얇아진 배터리 팩은 그 용량도 작아지므로, 그 만큼 휴대용 전자 제품에 지속적으로 전력을 공급하지 못하는 용량 부족의 경우도 발생하게 된다.In addition, battery packs that are too thin have a smaller capacity, and thus, a capacity shortage that cannot continuously supply power to portable electronic products occurs.
상기한 필요성에 의해 안출된 본 발명의 기술적 과제는 얇고 잘 휘어지는 태양 전지와 이차 전지를 혼용하여 사용하고, 태양 전지의 전력에 의해 이차 전지가 전력을 보충받는 배터리 팩을 제공하는 데 있다. The technical problem of the present invention devised by the above necessity is to provide a battery pack in which a thin and well bent solar cell and a secondary battery are used in combination, and the secondary battery is supplemented with electric power by the solar cell.
또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 얇고 잘 휘어지는 태양 전지와 이차 전지를 혼용하여 사용할 때, 충전기의 전류가 태양 전지에 흘러들어 가지 않게 하여 태양 전지의 열화를 방지하는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.In addition, another technical problem of the present invention is to provide a battery pack that prevents deterioration of a solar cell by preventing a current of a charger from flowing into the solar cell when a thin and well-cured solar cell and a secondary battery are used in combination.
또한, 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 얇고 잘 휘어지는 유기물 플라스틱 태양 전지와 이차 전지를 효율적으로 충방전 시키는 보호회로를 구비하는 배터리 팩을 제공하는 데 있다.In addition, another technical problem of the present invention is to provide a battery pack having a thin and well bent organic plastic solar cell and a protection circuit for efficiently charging and discharging a secondary battery.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 배터리 팩은 태양 전지; 상기 태양 전지와 전기적으로 연결된 이차 전지; 상기 태양 전지와 상기 이차 전지의 대전류 경로상에 전기적으로 연결되는 충방전 스위칭 소자; 상기 태양 전지와 상기 이차 전지 사이의 대전류 경로상에 전기적으로 연결되는 태양 전지용 스위칭 소자; 및 상기 태양 전지용 스위칭 소자와 상기 충방전 스위칭 소자와 전기적으로 연결되고, 상기 태양 전지용 스위칭 소자와 상기 충방전 스위칭소자에 전기적인 신호를 출력시켜 상기 태양 전지용 스위칭 소자와 상기 충방전 스위칭소자를 턴 온 또는 턴 오프시키는 보호회로부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Battery pack of the present invention for achieving the above technical problem is a solar cell; A secondary battery electrically connected to the solar cell; A charge / discharge switching element electrically connected to a large current path between the solar cell and the secondary battery; A solar cell switching element electrically connected on a high current path between the solar cell and the secondary cell; And turn on the solar cell switching element and the charge / discharge switching element by being electrically connected to the solar cell switching element and the charge / discharge switching element and outputting an electrical signal to the solar cell switching element and the charge / discharge switching element. Or it characterized in that it comprises a protection circuit to turn off.
또한, 상기 태양 전지는 유기물 플라스틱 태양 전지로 형성되며, 상기 태양 전지는 가시광선부터 적외선까지의 파장을 흡수하여 전력을 발생할 수 있다.In addition, the solar cell is formed of an organic plastic solar cell, the solar cell may generate power by absorbing the wavelength from visible light to infrared light.
또한, 상기 이차 전지와 상기 태양 전지의 대전류 경로상에는 상기 이차 전지의 양극을 순방향으로 하는 다이오드가 연결되어 상기 이차 전지에서 태양 전지로의 충전경로가 차단될 수 있다.In addition, on the high current path of the secondary battery and the solar cell, a diode having the positive electrode of the secondary battery forward may be connected to block the charging path from the secondary battery to the solar cell.
또한, 상기 보호회로부는 상기 태양 전지와 상기 이차 전지의 대전류 경로상의 전압이 특정 임계값 미만인 경우 상기 태양 전지 선택용 스위칭소자를 턴 온시킬 수 있다.The protection circuit unit may turn on the solar cell selection switching element when the voltage on the high current path of the solar cell and the secondary battery is less than a specific threshold.
또한, 상기 보호회로부는 상기 이차 전지의 대전류 경로와 전기적으로 연결되어 상기 이차 전지의 전압을 검출하는 전압비교부; 상기 충방전 스위칭 소자와 상기 태양 전지용 스위칭 소자와 전기적으로 연결되며 전압을 상승시키는 스위칭 회로부; 상기 이차 전지의 대전류 경로와 전기적으로 연결되고, 상기 이차 전지의 과전류를 검출하여 상기 충방전 스위칭 소자를 턴 오프시키는 과전류 감지회로부; 상기 이차 전지의 대전류 경로와 전기적으로 연결되어 만충전 상태와 만방전 상태의 지연시간을 설정하는 지연 회로부; 및 상기 전압비교부와 상기 스위칭 회로부 및 상기 지연회로부와 전기적으로 연결되며 상기 전압비교부의 전압 상태와 상기 지연회로부의 설정된 지연시간에 따라 상기 스위칭 회로에 온 또는 오프 신호를 출력하는 제어 로직부를 포함하여 형성될 수 있다.The protection circuit unit may include a voltage comparison unit electrically connected to a large current path of the secondary battery to detect a voltage of the secondary battery; A switching circuit unit electrically connected to the charge / discharge switching element and the solar cell switching element to increase a voltage; An overcurrent sensing circuit electrically connected to a large current path of the secondary battery and detecting an overcurrent of the secondary battery to turn off the charge / discharge switching element; A delay circuit unit electrically connected to the high current path of the secondary battery to set a delay time between a full charge state and a full discharge state; And a control logic unit electrically connected to the voltage comparing unit, the switching circuit unit, and the delay circuit unit, and outputting an on or off signal to the switching circuit according to a voltage state of the voltage comparing unit and a set delay time of the delay circuit unit. Can be.
또한, 상기 전압비교부는 연산 증폭기에 기준 전압을 인가하여 구성되며, 상기 전압비교부는 상기 이차 전지의 과충전 상태를 검출하는 과충전 검출용 비교기 와, 상기 이차 전지의 만충전 상태를 검출하는 만충전 검출용 비교기, 상기 이차 전지의 만방전 상태를 검출하는 만방전 검출용 비교기 및, 상기 이차 전지의 과방전 상태를 검출하는 과방전 검출용 비교기를 포함하여 형성될 수 있다.The voltage comparison unit may be configured by applying a reference voltage to an operational amplifier, wherein the voltage comparison unit includes an overcharge detection comparator for detecting an overcharge state of the secondary battery, and a full charge detection unit for detecting a full charge state of the secondary battery. Comparators, a full discharge detection comparator for detecting the full discharge state of the secondary battery, and an over discharge detection comparator for detecting the over discharge state of the secondary battery can be formed.
또한, 상기 스위칭 회로부는 상기 태양 전지용 스위칭 소자와 상기 충방전 스위칭 소자의 각각에 전기적으로 연결되는 태양 전지용 스위칭 회로와, 충전 스위칭 회로 및, 방전 스위칭 회로를 포함하여 구성될 수 있다.The switching circuit unit may include a solar cell switching circuit electrically connected to each of the solar cell switching element and the charge / discharge switching element, a charge switching circuit, and a discharge switching circuit.
본 발명의 배터리 팩은 태양 전지의 전력에 의해 이차 전지가 전력을 보충받으므로, 용량이 증대되어 사용시간이 길어지게 된다.In the battery pack of the present invention, since the secondary battery is supplemented with electric power by the power of the solar cell, the capacity is increased and the use time is long.
또한, 본 발명의 배터리 팩은 태양 전지와 이차 전지를 혼용하여 사용할 때, 충전기에 의해 충전되는 이차 전지의 전류가 태양 전지에 흘러들어 가지 않게 하여 태양 전지의 열화를 방지한다.In addition, the battery pack of the present invention prevents deterioration of the solar cell by preventing the current of the secondary battery charged by the charger from flowing into the solar cell when the solar cell and the secondary battery are used in combination.
또한, 본 발명의 배터리 팩은 얇고 잘 휘어지는 유기물 플라스틱 태양 전지와 이차 전지를 효율적으로 충방전시키는 보호회로를 구비하여 매우 안정적으로 운영된다.In addition, the battery pack of the present invention operates very stably with a thin and well bent organic plastic solar cell and a protection circuit for efficiently charging and discharging a secondary battery.
이상의 효과는 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 간결하게 서술했으며, 본 발명의 상세한 설명에서, 본 발명의 특징들과 대응하는 효과를 더 상세히 기재하기로 한다.The above effects are briefly described so as not to obscure the gist of the present invention, and in the detailed description of the present invention, the effects corresponding to the features of the present invention will be described in more detail.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예들에서는 동일한 구성요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용하기로 하며, 동일한 구성요소의 중복되는 설명은 가능한 하지 않기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiments, the same reference numerals are used for the same components, and overlapping descriptions of the same components will not be possible.
도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 블럭도이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 보호회로부의 내부 구성을 도시한 블럭도이다.1A is a block diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a block diagram showing the internal configuration of the protection circuit shown in FIG. 1A.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(100)은 태양 전지(110), 이차 전지(120), 충방전 스위칭 소자(130), 태양 전지용 스위칭 소자(140) 및, 보호회로부(150)를 포함하여 형성된다. 또한, 배터리 팩(100)은 태양 전지(110) 및 이차 전지(120)의 대전류 경로(10)가 외부에서 충전기 또는 부하와 접속될 수 있도록 양극 단자(11)와 음극 단자(12)를 더 포함하여 형성될 수 있다. The
상기 태양 전지(110)는 유기물 플라스틱 태양 전지(110)로 형성되고, 가시광선부터 적외선까지의 파장을 흡수하여 전력을 발생시킬 수 있다.The
상기 이차 전지(120)는 이차 전지(120)의 충전 또는 방전을 하는 대전류 경로(10)가 태양 전지(110)와 전기적으로 병렬 연결된다. 또한, 상기 이차 전지(120)는 재충전 가능한 전지로서, 전력 발생원인 전극조립체를 캔에 수용한 캔형 전지이거나, 전력 발생원인 전극조립체를 파우치로 밀봉한 파우치형 전지일 수 있다.The
상기 충방전 스위칭 소자(130)는 태양 전지(110)와 이차 전지(120)의 대전류 경로상에 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서 충방전 스위칭 소자(130)는 충전 스위칭 소자(131)와, 방전 스위칭 소자(132)를 포함하여 형성된다. 충방전 스위칭 소자(130)는 전계효과 트랜지스터와 같은 스위칭 기능이 구비된 전기 소자로 형성될 수 있다. 이 경우에 해당하는 일 예를 들면, 충전 스위칭 소자 및 방전 스위칭 소자는 엔모스(NMOS)형의 전계효과 트랜지스터(Field Effect Transistor), 즉 엔채널(N-channel)형의 전계 효과 트랜지스터로 형성될 수 있다. 또한, 충전 스위칭 소자(131)와 방전 스위칭 소자(132)의 각각에는 기생 다이오드(131a, 132a)가 형성될 수 있는데, 충전 스위칭 소자(131)에 형성되는 기생 다이오드(131a)는 이차 전지(120)가 방전할 때, 흐르는 충전 전류를 차단하고, 방전 스위칭 소자(132)에 형성되는 기생 다이오드(132a)는 이차 전지(120)가 충전될 때 흐르는 방전 전류를 차단한다.The charge /
상기 태양 전지용 스위칭 소자(140)는 태양 전지(110)와 이차 전지(120) 사이의 대전류 경로(10) 상에 전기적으로 연결된다. 태양 전지용 스위칭 소자(140)는 전계효과 트랜지스터와 같은 스위칭 기능이 구비된 전기 소자로 형성될 수 있다. 이 경우에 해당하는 일 예를 들면, 태양 전지용 스위칭 소자(140)는 엔모스(NMOS)형의 전계효과 트랜지스터로 형성될 수 있다.The solar
상기 보호회로부(150)는 태양 전지용 스위칭 소자(140)와 충방전 스위칭 소자(130) 및 이차 전지(120)의 대전류 경로(10)와 전기적으로 연결된다. The
또한, 보호회로부(150)는 내부에 전압비교부(151), 제어 로직부(152), 스위칭 회로부(153), 과전류 감지회로부(154) 및, 지연 회로부(155)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the
상기 전압비교부(151)는 복수 개의 연산 증폭기들에 기준전압을 인가하여 특정 전압값을 검출할 수 있다. 이 경우, 전압비교부(151)는 과충전 전압 검출을 위 한 과충전 검출용 비교기(151a), 만충전 전압 검출을 위한 만충전 검출용 비교기(151b), 만방전 전압 검출을 위한 만방전 검출용 비교기(151c) 및, 과방전 전압 검출을 위한 과방전 검출용 비교기(151d)를 포함하여 형성될 수 있다. 따라서, 각각의 비교기들은 이차 전지(120)의 과충전 전압, 만충전 전압, 만방전 전압 및, 과방전 전압을 검출하고, 검출된 신호를 제어 로직부(152)에 출력할 수 있다.The
상기 제어 로직부(152)는 전압비교부(151)에서 출력된 전압 즉, 이차 전지(120)의 과충전 상태, 만충전 상태, 만방전 상태 및, 과방전 상태에 따라 스위칭 회로(153)에 신호를 보내 충전 스위칭 소자(131)와 방전 스위칭 소자(132) 및 태양 전지용 스위칭 소자(140)를 턴 온 또는 턴 오프 시킬 수 있다. 또한, 제어 로직부(152)는 지연 회로부(155)와 전기적으로 연결되며, 지연 회로부(155)에서 설정된 만충전 지연시간 및, 만방전 지연시간이 되면, 스위칭 회로(153)에 신호를 보내 충전 스위칭 소자(131)와 방전 스위칭 소자(132)를 턴 오프 시킬 수 있다. 예를 들면, 제어 로직부(152)는 이차 전지(120)가 계속적으로 만충전된 상태에서 어느 특정값에 해당하는 시간이 지나면 충전 스위칭 회로(153b)에 신호를 보내 충전 스위칭 소자(131)을 턴 오프 시킬 수 있다. 또한, 제어 로직부(152)는 이차 전지(120)가 계속적으로 만방전된 상태에서 어느 특정값에 해당하는 시간이 지나면 방전 스위칭 회로(153c)에 신호를 보내 방전 스위칭 소자(132)를 턴 오프 시킬 수 있다.The
상기 스위칭 회로부(153)는 태양 전지용 스위칭 회로(153a), 충전 스위칭 회로(153b) 및, 방전 스위칭 회로(153c)를 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 스위칭 회로부(153)는 제어 로직부(152)와 과전류 감지 회로부(154)에 전기적으로 연결된 다. 또한, 스위칭 회로부(153)는 태양 전지용 스위칭 소자(140), 충전 스위칭 소자(131) 및, 방전 스위칭 소자(132)와 전기적으로 연결된다. 여기서, 태양 전지용 스위칭 회로(153a)는 태양 전지용 스위칭 소자(140)와 전기적으로 연결되고, 충전 스위칭 회로(153b)는 충전 스위칭 소자(131)와 전기적으로 연결되며, 방전 스위칭 회로(153c)는 방전 스위칭 소자(132)와 전기적으로 연결된다. 이러한 스위칭 회로부(153)는 태양 전지용 스위칭 소자(140)와 충방전 스위칭 소자(130)의 게이트 문턱 전압을 맞게끔 전압을 승압시키기 위해 N-채널과 P-채널이 병렬로 연결된 인버터 회로로 형성될 수 있다. The switching
상기 과전류 감지회로부(154)는 이차 전지의 대전류 경로(10)에 전기적으로 연결되어 과전류를 검출할 수 있다. 이 경우, 과전류 감지회로부(154)는 레지스터(170)와 전기적으로 연결되어 과전류를 검출할 수 있다. 과전류 감지회로부(154)는 과전류의 검출시 충전 스위칭 회로(153b) 및, 방전 스위칭 회로(153c)를 구동시켜 충방전 스위칭 소자(130)를 턴 오프 시킬 수 있다. 또한, 과전류 감지회로부(154)는 이차 전지(120)의 양극과 연결되는 지연 회로부(155)와 전기적으로 연결되어 이차 전지(120)의 임피던스를 검출할 수 있으며, 검출된 임피던스로 이차 전지(120)의 쇼트를 판단한 후, 충전 스위칭 회로(153b)와 방전 스위칭 회로(153c)에 신호를 보내 충전 스위칭 소자(131)와 방전 스위칭 소자(132)를 턴 오프 시킬 수 있다.The overcurrent detecting
상기 지연 회로부(155)는 이차 전지의 대전류경로(10)와 전기적으로 연결된다. 또한, 지연 회로부(155)는 이차 전지의 대전류 경로(10)와 캐패시터(180)에 의 해 전기적으로 연결되는데, 지연 회로부(155)는 캐패시터(180)의 용량에 따라 만충전 지연 시간, 만방전 지연 시간 및, 과전류 지연 시간을 설정할 수 있다. 가령, 캐패시터(180)의 용량이 0.047㎌인 경우에, 만충전 지연시간은 20초로 설정되고, 만방전 지연시간은 2초로 설정되며, 과전류 지연시간은 0.2초로 설정될 수 있다. 이 경우의 시간들은 만충전 지연시간, 과방전 지연시간 및, 과전류 지연시간의 비율이 100:10:1로 설정된 경우이며, 캐패시터(180)의 용량에 따라 상기 비율이 달라지게 설정될 수 있다. The
또한, 상기한 보호회로부(150)는 실장 면적을 최소화하기 위하여 하나의 반도체칩으로 패키징 될 수 있으며, 태양 전지(110) 및 이차 전지(120)와 함께 팩 형태의 일체형으로 결합되어 전자제품(미도시)에 실장될 수 있다.In addition, the
한편, 상기 이차 전지(120)와 상기 태양 전지(110)의 대전류 경로상에는 상기 이차 전지(110)의 양극을 순 방향으로 하여 다이오드(160)가 연결된다. 상기 다이오드(160)는 태양 전지(110)의 충전경로를 차단하게 되는데, 다이오드(160)는 이차 전지(120)가 충전기로부터 충전될 때 태양 전지(110)로 흐르는 전류를 차단하여 태양 전지(110)가 열화되지 않게 한다.On the other hand, the
상기한 배터리 팩(100)의 동작 관계에 대해 충전시와 방전시로 나누어 설명하겠다. 이하의 설명에서는 태양 전지(110)에 광이 계속적으로 조사되어 태양 전지(110)가 만충전된 상태로 설명하겠다.The operation relationship of the
[배터리 팩의 충전시][When charging the battery pack]
먼저, 배터리 팩(100)의 충전시에는 양극 단자(11)와 음극 단자(12)에 충전기(미도시)가 접속될 때, 보호회로부(150)의 과전류 감지회로부(154)가 이를 감지하고, 제어 로직부(152)는 충전 스위칭 회로(153b)에 신호를 출력시켜 충전 스위칭 소자(131)를 턴 온 시킨다. 따라서, 충전기(미도시)는 이차 전지(120)에 전류를 공급하여 이차 전지(120)를 충전시키게 된다. 여기서, 충전기(미도시)에서 이차 전지(120)에 공급되는 전류 방향은 반시계 방향이다. 따라서, 태양 전지(110)는 다이오드(160)에 의하여 충전 경로가 차단되므로, 전류에 의한 충전은 방지되고, 광에 의해서만 충전될 수 있다. First, when the
또한, 상기 이차 전지(120)는 충전기(미도시)에 의해 계속적으로 충전될 경우, 만충전이 될 수 있다. 예를 들면, 계속적인 충전에 의해 만충전 전압용 비교기(151b)가 감지한 이차 전지(120)의 전압이 4.0V일 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우에 제어 로직부(152)는 지연 회로부(155)에 설정된 시간이 지나면 충전 스위칭 소자(131)를 턴 오프 시키게 된다. In addition, the
또한, 상기 이차 전지(120)는 계속적으로 충전될 경우, 과충전이 될 수 있다. 예를 들면, 계속적인 충전에 의해 과충전 검출용 비교기(151a)가 검출한 이차 전지(120)의 전압이 4.2V가 되는 경우가 발생할 수 있는데, 이 경우에 제어 로직부(152)는 그 즉시 충전 스위칭 소자(131)를 오프시켜 이차 전지(120)의 충전을 금지하게 된다.In addition, the
[배터리 팩의 방전시][Discharge of battery pack]
배터리 팩(100)의 방전시에는 양극 단자(11)와 음극 단자(120)에 부하(미도시)가 접속될 때, 보호회로부(150)가 이를 감지하여 방전 스위칭 소자(132)를 턴 온 시킨다. 따라서, 부하(미도시)는 이차 전지(120)에서 공급되는 전류를 공급받아 동작 될 수 있다. 여기서, 부하(미도시)에 공급되는 전류 방향은 시계 방향이다. When the
또한, 상기 이차 전지(120)는 부하(미도시)에 계속적으로 전력을 공급할 경우, 만방전이 될 수 있다. 예를 들면, 계속적인 방전에 의해 만방전 검출용 비교기(151c)가 검출한 이차 전지(120)의 전압이 3.2V가 되는 경우 지연 회로부(155)에서 설정된 시간이 지나면, 제어 로직부(152)는 방전 스위칭 회로(153c)에 신호를 보내 방전 스위칭 소자(132)를 턴 오프 시키게 되고, 그로 인해 이차 전지(120)는 방전이 금지된다. In addition, when the
또한, 상기 이차 전지(120)는 만방전 상태를 계속적으로 유지하다 보호회로부(150)가 소모하는 전력에 의해 과방전이 될 수 있다. 예를 들면, 과방전에 의해 과방전 검출용 비교기(151d)가 검출한 전압이 3.0V이 되는 경우, 제어 로직부(152)는 태양 전지용 스위칭 회로(153a)에 신호를 보내게 되고 태양 전지용 스위칭 소자(140)를 턴 온 시키게 된다. 따라서, 이차 전지(120)는 태양 전지(110)와 전기적으로 연결되고, 태양 전지(110)는 이차 전지(120)에 전력을 공급하게 된다. 그로 인해, 부하(미도시)는 이차 전지(120)와 태양 전지(110)에서 전력을 공급받게 되므로, 단일의 이차 전지(120)에서 전력을 공급하는 경우에 비해 더 오랫동안 전력을 공급받을 수 있다.In addition, the
도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩의 응용예로서, 휴대용 단말기와 배터리 팩의 분해 평면도이다.FIG. 2 is an exploded plan view of a portable terminal and a battery pack as an application example of the battery pack shown in FIG. 1.
도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 팩(100)은 휴대용 단말기(200)의 배터리 수용 공간(200a)에 삽입되어 휴대용 단말기(200)에 전력을 공급한다. 여기서, 배터리 팩(200)의 외곽부에는 유기물 플라스틱 태양 전지(110)가 장착되어 배터리 팩의 투명한 커버로 투과되는 광에 의해 충전되는 상태이다. 또한, 유기물 플라스틱 태양 전지(110)의 내측에는 파우치형 이차 전지(미도시)가 실장되어 있다. 휴대용 단말기(200)는 주로 이차 전지(미도시)의 전력을 공급받아 사용하게 되고, 이차 전지의 전압이 어느 특정한 임계값 미만일 경우, 예를 들면, 3.0V미만의 전압으로 떨어진 경우에 보호회로부(150)는 태양 전지용 스위칭 소자(미도시)를 동작시켜 태양 전지(110)에서 이차 전지로 전력을 공급하게 된다. 따라서, 이차 전지는 태양 전지(110)에서 공급된 전력에 의해 충전되어 전력을 공급할 수 있는 시간이 길어지게 된다. As shown in FIG. 2, the
또한, 본 발명의 배터리 팩(100)은 태양 전지(110)와 이차 전지가 혼용으로 사용되어 전력을 공급하는 시간이 길어지고, 배터리 팩(100)의 보호회로(미도시)는 태양 전지(110)와 이차 전지를 효율적으로 충방전시켜 배터리 팩(100)을 안정적으로 운영한다. In addition, in the
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 블럭도이다.1A is a block diagram of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
도 1b는 도 1a에 도시된 보호회로부의 내부 구성을 도시한 블럭도이다.FIG. 1B is a block diagram showing the internal configuration of the protection circuit shown in FIG. 1A.
도 2는 도 1에 도시된 배터리 팩의 응용예로서, 휴대용 단말기와 배터리 팩의 분해 평면도이다.FIG. 2 is an exploded plan view of a portable terminal and a battery pack as an application example of the battery pack shown in FIG. 1.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
11 ; 양극 단자 12 ; 음극 단자11;
100 ; 배터리 팩 110 ; 태양 전지100;
120 ; 이차 전지 130 ; 충방전 스위칭 소자120;
131 ; 충전 스위칭 소자 132 ; 방전 스위칭 소자131;
131a, 132a ; 기생 다이오드 140 ; 태양 전지용 스위칭 소자131a, 132a;
150 ; 보호회로부 151 ; 전압비교부150;
151a ; 과충전 검출용 비교기 151b ; 만충전 검출용 비교기151a;
151c ; 만방전 검출용 비교기 151d ; 과방전 검출용 비교기151c; Comparator for full discharge detection 151d; Comparator for Overdischarge Detection
152 ; 제어 로직부 153 ; 스위칭 회로부152;
153a ; 태양 전지용 스위칭 회로 153b ; 충전 스위칭 회로153a; Switching
153c ; 방전 스위칭 회로 154 ; 과전류 감지회로부153c;
155 ; 지연 회로부 160 ; 다이오드155; Delay
170 ; 레지스터 180 ; 캐패시터170;
200 ; 휴대용 단말기200; Handheld terminal
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080008055A KR101407868B1 (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Battery pack |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080008055A KR101407868B1 (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Battery pack |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090081894A true KR20090081894A (en) | 2009-07-29 |
| KR101407868B1 KR101407868B1 (en) | 2014-06-17 |
Family
ID=41293107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020080008055A Active KR101407868B1 (en) | 2008-01-25 | 2008-01-25 | Battery pack |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101407868B1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101030885B1 (en) * | 2009-08-19 | 2011-04-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | Secondary battery |
| KR101147205B1 (en) * | 2010-10-06 | 2012-05-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | Apparatus and method of controlling high current, and power storage apparatus using the same |
| EP2355291A3 (en) * | 2010-02-08 | 2012-12-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Modular electric power system with a renewable energy power generating apparatus |
| KR101364094B1 (en) * | 2011-01-18 | 2014-02-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery system and energy storage system including the same |
| US9742220B2 (en) | 2013-10-15 | 2017-08-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Auxiliary power supply devices and electronic systems employing the same |
| KR101889699B1 (en) * | 2018-06-01 | 2018-08-20 | 주식회사 이엘티 | Independent-Typed Heating and Cooling System To Complement The Life and Performance Of Battery |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001094135A (en) * | 1999-09-21 | 2001-04-06 | Canon Inc | Solar cell module |
| KR200246269Y1 (en) * | 2001-04-03 | 2001-10-10 | 정범현 | Control circuit for charging and discharging of battery using solar cell |
| JP4133924B2 (en) | 2004-05-14 | 2008-08-13 | Necトーキン株式会社 | Power supply |
| KR20050112621A (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-01 | 주식회사 케이이씨 | Battery protection circuit |
-
2008
- 2008-01-25 KR KR1020080008055A patent/KR101407868B1/en active Active
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101030885B1 (en) * | 2009-08-19 | 2011-04-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | Secondary battery |
| US8421417B2 (en) | 2009-08-19 | 2013-04-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery control circuit |
| EP2355291A3 (en) * | 2010-02-08 | 2012-12-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Modular electric power system with a renewable energy power generating apparatus |
| US8358099B2 (en) | 2010-02-08 | 2013-01-22 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Modular electric power system with a renewable energy power generating apparatus |
| KR101147205B1 (en) * | 2010-10-06 | 2012-05-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | Apparatus and method of controlling high current, and power storage apparatus using the same |
| KR101364094B1 (en) * | 2011-01-18 | 2014-02-21 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery system and energy storage system including the same |
| US9406981B2 (en) | 2011-01-18 | 2016-08-02 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery system and energy storage system including the same |
| US9742220B2 (en) | 2013-10-15 | 2017-08-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Auxiliary power supply devices and electronic systems employing the same |
| KR101889699B1 (en) * | 2018-06-01 | 2018-08-20 | 주식회사 이엘티 | Independent-Typed Heating and Cooling System To Complement The Life and Performance Of Battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101407868B1 (en) | 2014-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8314589B2 (en) | Battery pack | |
| US8421417B2 (en) | Secondary battery control circuit | |
| KR101905075B1 (en) | Battery pack and internal voltage generation circuit | |
| US9479002B2 (en) | Battery pack | |
| US9035618B2 (en) | Battery pack and method of controlling the same | |
| KR102247394B1 (en) | Battery Pack and Battery Driving Apparatus and Method Using Thereof | |
| US9018906B2 (en) | Battery pack | |
| USRE42592E1 (en) | Battery pack for portable electronic equipment | |
| KR101193170B1 (en) | Battery pack and controlling method of the same | |
| US8547060B2 (en) | High output battery pack and method of controlling the high output battery pack | |
| KR20150106695A (en) | Battery pack and method for controlling thereof | |
| KR101407868B1 (en) | Battery pack | |
| US20110287283A1 (en) | Battery charge/discharge protection circuit | |
| KR20150107032A (en) | Battery pack | |
| KR101610878B1 (en) | Apparatus and method for managing battery pack | |
| JP3100248U (en) | Secondary battery storage and power supply device and secondary battery pack using the same | |
| KR100537490B1 (en) | voltage detecting device | |
| KR100893130B1 (en) | Balancing Control Circuit between Group Cells of Lithium Secondary Battery | |
| JP2000102176A (en) | Secondary battery pack | |
| US20050042504A1 (en) | Li-ion secondary battery with double standard cells | |
| KR20170084816A (en) | Battery Pack |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20080125 |
|
| PG1501 | Laying open of application | ||
| A201 | Request for examination | ||
| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20121214 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20080125 Comment text: Patent Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20131128 Patent event code: PE09021S01D |
|
| 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: 20140530 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20140609 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20140609 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170526 Year of fee payment: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20170526 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180518 Year of fee payment: 5 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20180518 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190527 Year of fee payment: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20190527 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20210601 Start annual number: 8 End annual number: 8 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20230522 Start annual number: 10 End annual number: 10 |