KR20070064399A - Protecting method for lithium battery and device thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술들에 따른 리튬 전지의 보호 장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a protective device of a lithium battery according to the prior arts.
도 2는 본 발명에 따른 리튬 전지의 보호 장치의 하나의 병렬 접속 모듈의 회로도.2 is a circuit diagram of one parallel connection module of the protective device for a lithium battery according to the present invention.
도 3은 충전 가능 전지에 병렬 접속된 본 발명에 따른 리튬 전지의 보호 장치의 하나의 병렬 접속 모듈을 나타낸 회로도.3 is a circuit diagram showing one parallel connection module of the protection device for a lithium battery according to the present invention connected in parallel to a rechargeable battery.
도 4는 본 발명에 따른 다수의 직렬 접속된 리튬 전지들의 보호 장치를 보인 회로도.4 is a circuit diagram showing a protection device for a plurality of serially connected lithium batteries according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 다수의 직렬 접속된 리튬 전지들의 다른 보호 장치를 보인 회로도.5 is a circuit diagram showing another protection device for a plurality of series connected lithium batteries according to the present invention.
도 6은 외부 회로가 포함된 본 발명에 따른 다수의 직렬 접속된 리튬 전지들의 보호 장치를 보인 회로도.6 is a circuit diagram illustrating a protection device for a plurality of series-connected lithium batteries according to the present invention including an external circuit.
도 7은 본 발명에 따른 리튬 전지의 보호 장치의 다른 실시예를 나타낸 도면.7 is a view showing another embodiment of a protective device for a lithium battery according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 리튬 전지의 보호 장치의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.8 is a view showing another embodiment of a protective device for a lithium battery according to the present invention.
도 9는 본 발명에 따른 리튬 전지의 충전 및 방전을 위한 보호 방법의 흐름도.9 is a flow chart of a protection method for charging and discharging a lithium battery according to the present invention.
본 발명은 다른 전지에 직렬 접속된 전지에 병렬 접속된 제어 회로에 관한 것으로, 특히 리튬 전지의 보호 방법 및 그 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control circuit connected in parallel to a battery connected in series to another battery, and more particularly, to a method for protecting a lithium battery and a device thereof.
충전 가능 전지의 종류는 니켈-카드뮴(Ni-Cd) 전지와 니켈 수소(Ni-MH) 전지로 나뉜다. Ni-Cd 전지는 마지막 세대의 제품으로 현재 시장에서는 거의 찾아보기가 힘들다. Ni-Cd 전지의 치명적인 단점은 Ni-Cd 전지가 메모리 효과와 짧은 사용 수명을 갖고 있다는 점이다. 게다가, 카드뮴은 환경 오염을 쉽게 일으키는 일종의 중금속이다. Ni-MH 전지는 이와 같은 Ni-Cd 전지의 단점을 극복하기 위해 개발되었다. Ni-MH 전지의 이점으로는, 메모리 효과의 감소, 충전 용량의 개선, 과충전 또는 과방전에 대한 내구성, 재생 사용 수명의 연장, 짧은 충전 시간, 특히 유해 금속의 미사용으로 환경 오염 문제가 발생하지 않는다는 점을 들 수 있다. 물론, Ni-MH 전지가 100% 완벽한 것은 아니다. 예컨대, Ni-MH 전지의 환경 적응력은 불충분하다. Ni-MH 전지는 온도가 45℃보다 높거나 0℃보다 낮은 특정 환경에서는 거의 쓸모가 없다. 그러므로, 매우 덥거나 매우 추운 장소에서는, Ni-MH 전지는 전자 장비에 전력을 공급할 수 없다. 또한, 충전되고 일정 기간 휴지(idle) 상태일 때는, 재충전되지 않는 한 Ni-MH 전지의 전력이 크게 감쇠된다.The rechargeable batteries are classified into nickel-cadmium (Ni-Cd) batteries and nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries. Ni-Cd batteries are the last generation of products and are rarely found on the market today. The fatal drawback of Ni-Cd cells is that they have a memory effect and a short service life. In addition, cadmium is a kind of heavy metal that easily causes environmental pollution. Ni-MH cells have been developed to overcome the disadvantages of such Ni-Cd cells. Advantages of Ni-MH batteries include reduced memory effects, improved charge capacity, durability against overcharging or overdischarging, extended life of regeneration, short charging times, and especially no use of hazardous metals, resulting in no environmental contamination. Can be mentioned. Of course, Ni-MH cells are not 100% perfect. For example, the environmental adaptability of Ni-MH cells is insufficient. Ni-MH cells are of little use in certain environments where temperatures are above 45 ° C or below 0 ° C. Therefore, in very hot or very cold places, Ni-MH cells cannot power electronic equipment. Also, when charged and idle for a period of time, the power of the Ni-MH battery is greatly attenuated unless recharged.
리튬 전지가 충전될 때, 충전 전압이 너무 높으면, 전지가 폭발할 위험이 있다. 반면에, 리튬 전지가 방전 중일 때는, 방전 전압이 너무 낮으면, 리튬 전지의 전압이 기본 전압보다 낮아 리튬 전지의 사용 수명이 영향을 받는다. 그러므로, 충전 및 방전 동안에, 도 1에 도시된 보호 장치가 부착된다.When the lithium battery is charged, if the charging voltage is too high, there is a risk of the battery exploding. On the other hand, when the lithium battery is being discharged, if the discharge voltage is too low, the service life of the lithium battery is affected because the voltage of the lithium battery is lower than the basic voltage. Therefore, during charging and discharging, the protection device shown in FIG. 1 is attached.
도 1에는, 4개의 직렬 접속된 리튬 전지들이 예시되어 있다. 보호 장치(100)는 4개의 직렬 접속된 전지들의 보호 IC(101); 및 회로 스위치(103)를 포함한다. 실제 설계 중에, 직렬 접속된 리튬 전지(102)의 개수에 따라 적절한 보호 IC(101)가 선택된다. 리튬 전지(102)의 전압 이상이 검출될 때, 보호 IC(101)는 신호를 회로 스위치(103)에 전송하며, 이에 의해 회로 스위치(103)는 충전 또는 방전 전류를 차단하기 위해 오프된다(jumped off). 그러므로, 직렬 접속된 리튬 전지(102)가 4개가 아닐 때는, 새로운 세트의 보호 장치(100)를 재생산하여야 한다. 현재, 제조 회사들에서는 단지 4개의 직렬 접속된 리튬 전지 요소들의 보호 IC(101)만을 제공할 수 있다. 직렬 접속된 리튬 전지 요소들이 많을수록, 보호 IC(101)의 회로 설계는 복잡해진다. 각각의 직렬 접속된 전지에 대한 한결같지 않은 노화 및 감쇠에 의해 야기되는 회로 설계의 복잡성 및 언밸런스 문제로 인해, 5 개 이상의 직렬 접속된 리튬 전지 요소들의 보호 회로를 생산하기가 매우 어렵다.1, four series connected lithium batteries are illustrated. The
본 발명의 주된 목적은 상기 종래 기술에서 언급된 단점들을 해결하는 것이다. 기존의 단점들을 회피하기 위해, 본 발명은 충전 가능 전지의 전체 보호 장치를 재설계하며, 다음을 특징으로 한다: 첫째, 직렬 접속되는 리튬 전지들의 개수를 고려할 필요가 없다; 둘째, 각각의 직렬 접속된 리튬 전지는 또한, 다른 회로 기판과의 상호 접속을 위한 인터페이스를 갖는 개별적인 회로 기판에 병렬 접속된다; 셋째, 어떤 리튬 전지가 비정상이면, 대응 회로 기판은 신호를 발생하여 이 비정상 전지의 위치를 시스템에 통보한 다음에, 회로 스위치를 오프시켜 충전 또는 방전 전류를 차단한다.The main object of the present invention is to solve the disadvantages mentioned in the prior art. In order to avoid the existing disadvantages, the present invention redesigns the entire protection device of the rechargeable battery, and is characterized by the following: First, there is no need to consider the number of lithium batteries connected in series; Second, each series-connected lithium battery is also connected in parallel to a separate circuit board having an interface for interconnection with another circuit board; Third, if any lithium battery is abnormal, the corresponding circuit board generates a signal to notify the system of the location of the abnormal battery, and then turns off the circuit switch to cut off the charge or discharge current.
본 발명의 다른 주된 목적은 직렬 접속된 리튬 전지가 비정상일 때, 병렬 접속된 회로 기판이 먼저 리튬 전지가 과충전되었는지를 판단하고, 다음에 필요한 경우 전지에 대해 방전 절차를 처리함으로써, 각각의 직렬 접속된 리튬 전지의 밸런스가 동시에 미세 조정되도록 하는 보호 장치를 제공하는 것이다.Another main object of the present invention is to determine if a series connected lithium battery is abnormal, the parallel connected circuit board first determines whether the lithium battery is overcharged, and then processes the discharge procedure for the battery, if necessary, so that each series connected It is to provide a protective device that allows fine adjustment of the balance of the used lithium battery at the same time.
본 발명의 또 다른 주된 목적은 직렬 접속된 리튬 전지들의 개수가 증가 또는 감소할 때, 외부 배선을 통해 회로 기판을 변경할 수 있기 때문에 새로운 회로 기판을 재생산할 필요가 없는 다수의 직렬 접속된 리튬 전지들의 보호 장치를 제공하는 것이다.Another main object of the present invention is that when the number of series-connected lithium batteries increases or decreases, it is possible to change the circuit board through external wiring so that a plurality of series-connected lithium batteries do not need to be reproduced. It is to provide a protective device.
상기한 목적들을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 리튬 전지의 보호 장치는 전지를 충전 또는 방전시키는 외부 회로의 제어에 의해 충전 가능 전지의 과충전 또는 과방전을 방지하는 것이다. 상기 보호 장치는 이상 검출 회로, 포토 커플링 회로, 밸런스 회로, 및 식별(identity) 회로로 구성된다. 상기 이상 검출 회로는 충전된 전지의 전압 값을 체크하고 측정 신호를 출력한다. 상기 신호가 정상이면, 충전 또는 방전 동작이 계속되고, 비정상이면 차단된다. 다음에, 밸런스 회로는 측정 신호가 과충전 신호이면 충전된 전지를 방전시켜야 하는 것으로 판단한다. 반면에, 측정 신호의 상태에 따라, 포토 커플링 회로는 충전된 전지와 외부 회로 간의 접속을 차단하기 위해 자신의 임피던스를 조절하고, 식별 회로는 이상 신호를 보내는 전지의 위치를 상기 시스템에 제공한다.In order to achieve the above objects, the protection device of a lithium battery according to the present invention is to prevent overcharge or overdischarge of the rechargeable battery by control of an external circuit for charging or discharging the battery. The protection device is composed of an abnormality detection circuit, a photo coupling circuit, a balance circuit, and an identity circuit. The abnormality detection circuit checks the voltage value of the charged battery and outputs a measurement signal. If the signal is normal, the charging or discharging operation continues, and if abnormal, it is cut off. Next, the balance circuit determines that the charged battery should be discharged if the measurement signal is an overcharge signal. On the other hand, depending on the state of the measurement signal, the photo coupling circuit adjusts its impedance to cut off the connection between the charged battery and the external circuit, and the identification circuit provides the system with the position of the battery sending the abnormal signal. .
상기한 목적들을 달성하기 위해, 본 발명은 리튬 전지를 충전 또는 방전시키는 외부 회로의 제어에 의해 충전된 전지의 과충전 또는 과방전을 방지하기 위한 리튬 전지의 보호 방법을 제공한다. 상기 리튬 전지의 보호 방법은 다음의 스텝들을 포함한다:In order to achieve the above objects, the present invention provides a method for protecting a lithium battery for preventing overcharging or overdischarging of a charged battery by control of an external circuit that charges or discharges a lithium battery. The protection method of the lithium battery includes the following steps:
먼저, 전지가 충전 또는 방전 중인지를 체크한다. 체크된 전지가 충전 중일 때는, 평균 전압이 단일 전지의 최대 충전 전압보다 큰지를 검사한다. 대답이 예이면, 충전 루프가 개방되어 충전 절차는 중단된다. 대답이 아니오이면, 보호 장치의 출력 신호가 정상인지 비정상인지를 체크한다. 출력 신호가 비정상이면, 전지는 보다 낮은 전류로 충전되고, 정상이면 정상 충전 절차는 계속된다.First, it is checked whether the battery is being charged or discharged. When the checked cell is charging, it is checked whether the average voltage is greater than the maximum charge voltage of a single cell. If the answer is yes, then the charging loop is opened to stop the charging procedure. If the answer is no, check whether the output signal of the protective device is normal or abnormal. If the output signal is abnormal, the battery is charged to a lower current, and if normal the normal charging procedure continues.
체크된 전지가 방전 중이면, 평균 전압이 단일 전지의 최소 방전 전압보다 낮은지를 체크한다. 대답이 예이면, 방전 루프가 개방되어 방전 절차는 중단되고, 대답이 아니오이면, 추가적으로 수초 동안 방전시킨 후 보호 장치의 출력 신호가 정상인지를 체크한다. 판단된 신호가 정상이면 방전이 계속되고, 비정상이면 방전 동작은 중단된다.If the checked cell is discharging, it is checked whether the average voltage is lower than the minimum discharge voltage of the single cell. If the answer is yes, the discharge loop is opened to stop the discharging procedure. If the answer is no, it is discharged for a few more seconds and then checks whether the output signal of the protection device is normal. If the determined signal is normal, the discharge continues, and if abnormal, the discharge operation is stopped.
본 발명의 기술적인 내용을 첨부 도면과 함께 상세히 설명한다.The technical contents of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.
각각 본 발명에 따른 리튬 전지의 보호 장치의 하나의 병렬 접속 모듈의 회로 도와 충전 가능 전지에 병렬 접속된 리튬 전지의 보호 장치의 하나의 병렬 접속 모듈의 회로도인 도 2 및 도 3을 참조한다. 본 발명에 따른 이 실시예에서, 보호 장치는 이상 검출 회로(2) 및 포토 커플링 회로(3)로 구성된다.Reference is made to FIGS. 2 and 3, which are circuit diagrams of one parallel connection module of a protection device of a lithium battery according to the present invention and one parallel connection module of a protection device of a lithium battery connected in parallel to a rechargeable battery. In this embodiment according to the present invention, the protection device is composed of an
먼저, 이상 검출 회로(2)는 충전된 전지(4)의 전압을 체크하여 측정 신호를 포토 커플링 회로(3)로 출력하며, 포토 커플링 회로(3)는 보호 장치(11)와 외부 회로 간의 접속을 차단하기 위해 또는 충전 가능 전지(4)를 연속적으로 충전/방전시키기 위해 신호의 상태에 따라 자신의 임피던스를 조절한다.First, the
포토 커플링 회로(3)는 발광 다이오드(LED)(31)와 트랜지스터(32)를 포함한다. LED(31)는 충전 가능 전지(4)의 전압 값에 따라 발광할지를 판단할 수 있는 방식으로 이상 검출 회로(2)에 전기적으로 접속된다. 반면에, 트랜지스터(32)는 트랜지스터(32)의 임피던스 값을 결정하는 LED(31)의 발광 상태에 따라 접속 또는 차단되는 외부 회로에 전기적으로 접속된다.The
이 실시예에서, 전지(4)가 정상 상태일 때에는, 이상 검출 회로(2)는 전지(4)의 전압의 측정 신호를 포토 커플링 회로(3)의 LED(31)에 보낸다. 측정 신호를 수신한 후, LED(31)는 광을 방출하기 시작하고, 방출된 광이 트랜지스터(32)의 타측에 입사함으로써, 트랜지스터(32)의 양측 사이의 임피던스가 낮아지게 된다.In this embodiment, when the
전지(4)가 비정상 상태일 때에는, 이상 검출 회로(2)는 어떤 신호도 LED(31)에 보내지 않아 LED(31)는 발광하지 않게 되며, 따라서 트랜지스터(32)의 양측 사이의 임피던스가 증가하여 포토 커플링 회로(3)가 (차단) 개방 회로가 되는데, 이는 트랜지스터(32)의 타측에 입사하는 광이 없기 때문이다.When the
광 입사에 의해, 포토 커플링 회로(3)의 양측이 어떠한 전기 접촉 없이도 도통되며, 이들 양측 사이에는 매우 높은 세기의 절연이 존재한다. 이에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이, 많은 직렬 접속된 리튬 전지들(4)이 이 종류의 보호 모듈과 병렬 접속될 수 있다. 각 모듈의 트랜지스터(32)의 양측은 직렬 접속 방식에 의해 서로 접속됨으로써, 트랜지스터(32) 열과 리튬 전지(4) 열 사이에는 전기 접촉은 없다.By light incidence, both sides of the
도 4에서, 위에서 설명된 바와 같이, 직렬 접속된 리튬 전지(4)에서 비정상 상황이 발생하면, 이상 검출 회로(2)는 대응 LED(32)의 발광을 중단시키기 위해 측정 신호를 보내게 된다. 트랜지스터(32)의 타측에 입사하는 광이 없기 때문에, 트랜지스터(32)의 양측 사이의 임피던스가 커져서 트랜지스터(32)는 거의 개방 회로로 된다. 또한, 모든 트랜지스터(32)가 서로 직렬 접속되어 있으므로, 전체 트랜지스터(32) 열의 임피던스가 커져서 상기 양측 사이를 통과하는 전류는 없다.In FIG. 4, as described above, when an abnormal situation occurs in the series-connected
반면에, 모든 리튬 전지가 정상 상태이면, 전체 트랜지스터(32) 열의 양측(즉, A와 B) 간의 임피던스는 매우 작다. 직렬 접속된 리튬 전지(4)에 이상이 발생되자마자, A측과 B측 간의 임피던스가 즉각 상승하여 거의 개방 회로로 된다.On the other hand, if all lithium batteries are in a steady state, the impedance between both sides (ie, A and B) of the
또한, 트랜지스터(32) 열의 A측과 B측 사이의 이 임피던스 변동에 기초하여, 도 5의 회로도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 다수의 직렬 접속된 리튬 전지들의 보호 장치의 다른 실시예가 제공될 수 있다. 이 실시예에서는, 또한, 회로 스위치(5) 및 스위치 제어 회로(6)가 보호 장치 내에 설계된다. 여기서, 스위치 제어 회로(6)는 포토 커플링 회로(3)의 마지막 레벨에 전기적으로 접속된다. 트랜 지스터(32)의 전체 열의 임피던스에 따라, 회로 스위치(5)가 전기적으로 접속된 이 스위치 제어 회로(6)로부터 제어 신호가 출력될 수 있다. 이 제어 신호의 상태로부터 판단함으로써, 충전 또는 방전 전류가 차단되거나 계속된다. 그러므로, A측과 B측 간의 임피던스가 낮을 때는, 회로 스위치(5)가 도통되나, A측과 B측 간의 임피던스가 높을 때는, 회로 스위치(5)가 오프되어 충전 또는 방전 전류는 차단된다.Further, based on this impedance variation between the A side and the B side of the
이어서, 본 발명에 따라 외부 회로를 갖는 다수의 직렬 접속된 리튬 전지들의 보호 장치의 실시예의 회로도인 도 6을 참조한다. 여기서, A측 및 B측은 예컨대 시스템 또는 충전기일 수 있는 외부 회로(7)에 전기적으로 접속되나, 여기에는 단지 포함되지 않는다.Reference is now made to FIG. 6, which is a circuit diagram of an embodiment of a protection device for a plurality of series-connected lithium batteries with external circuits in accordance with the present invention. Here, the A side and the B side are electrically connected to an
도 6에서, 이상 검출 회로(2)는 A측과 B측 사이에서의 임피던스 변동을 통해 외부 회로(7)에 통보한다. 그러므로, 외부 회로(7)는 A측과 B측 간의 임피던스가 낮다고 통보받은 경우, 보통 때와 같이 기능을 하지만, 임피던스가 높을 때는, 정상 작업을 중단하고 충전 또는 방전 전류를 차단한다.In FIG. 6, the
본 발명에 따른 리튬 전지의 보호 장치의 다른 실시예를 보인 도 7을 참조한다. 여기서, 식별 회로(8)는 보호 장치(1)의 포토 커플링 회로(3)에 전기적으로 접속된다. 식별 회로(8)는 Rx 값을 가진 저항이다. 포토 커플링 회로(3)가 충전 가능 전지(4)와 외부 회로 간의 전기 접속을 차단하기 위해 측정 신호의 상태에 따라 자신의 임피던스를 조절할 때, 식별 회로(8)는 동시에 신호(저항값)를 외부 회로에 출력함으로써 전지(4)가 비정상적인 상황임을 외부 회로에 통보한다. 도 4의 예에서, 각 보호 장치(1)의 포토 커플링 회로(3)는 모두 식별 회로(8)에 전기적으로 접속되며, 이 식별 회로는 저항값 5K, 10K, 15K, 20K 등의 저항값이 구체적으로 할당된다. 제 2 검출 장치(1)의 포토 커플링 회로(3)가 개방 회로의 상태일 때, 외부 회로는 10K의 저항값을 수신함으로써 제 2 전지에서 발생한 비정상 상태를 통보받는다.Reference is made to FIG. 7, which shows another embodiment of a protective device for a lithium battery according to the present invention. Here, the
이어서, 본 발명에 따른 리튬 전지의 보호 장치의 또 다른 실시예를 보인 도 8을 참조한다. 이 실시예에서, 식별 회로(8)가 보호 장치(1)의 포토 커플링 회로(3)에 전기적으로 접속되는 외에, 밸런스 회로(9)도 이상 검출 회로(2)에 전기적으로 접속된다. 전지(4)가 과충전될 때, 이상 검출 회로(2)는 측정 신호를 밸런스 회로(9)에 출력하고, 밸런스 회로는 방전 동작을 취하기 위해 전지(4)를 제어함으로써 과충전에 의해 야기되는 전지 손상이 회피될 수 있도록 한다.Next, referring to FIG. 8, which shows another embodiment of the protective device for a lithium battery according to the present invention. In this embodiment, besides the
본 발명에 따른 리튬 전지의 충전 및 방전을 위한 보호 방법의 흐름도를 보인 도 9를 참조한다. 전지(4)의 충전 절차에서는, 스텝 10에 도시된 바와 같이, 전지(4)의 충전 또는 방전 상태를 먼저 판단한다. 전지(4)의 충전 상태를 확인한 경우, 프로세스는 스텝 10a로 진행하여 전지(4)의 평균 전압이 Vhigh(단일 전지의 최대 충전 전압, 예컨대, 4.2V)보다 큰지를 체크한다. 대답이 예이면, 프로세스는 스텝 10b로 진행하여 충전 루프를 개방시킨다. 즉, 충전 절차를 중단시킨다. 반면에, 전지(4)의 평균 전압이 Vhigh보다 크지 않으면, 프로세스는 스텝 10c로 전환하여 리튬 전지의 보호 장치의 출력 신호를 체크한다. 상기 신호가 비정상이면, 프 로세스는 스텝 10d로 진행하여 전지(4)를 저전류(ilow)로 충전시킨다. 신호가 정상이면, 프로세스는 스텝 10e로 진행하여 정상 충전 절차를 계속한다.Reference is made to FIG. 9, which shows a flowchart of a protection method for charging and discharging a lithium battery according to the present invention. In the charging procedure of the
판단된 전지(4)가 방전된 상태인 경우, 프로세스는 스텝 10f로 진행하여 전지(4)의 평균 전압을 체크한다. 체크된 값이 Vlow(단일 전지의 최소 방전 전압)보다 작으면, 프로세스는 스텝 10g로 진행하여 방전 루프를 개방하고 방전 프로세스를 중단시킨다. 반면에, 체크된 전압이 Vlow보다 크면, 프로세스는 스텝 10h로 진행하며, 수초 동안의 방전 후, 프로세스는 스텝 10i로 진행하여 리튬 전지의 보호 장치의 출력 신호가 OK인지를 체크하고, 상기 신호가 정상이면, 프로세스는 스텝 10j로 진행하여 방전 절차를 계속한다. 정상이 아니면, 절차는 스텝 10k로 진행하여 방전 동작을 중단시킨다.If the
이상에서 본 발명에 대해 설명하였으나 이는 바람직한 실시예들에 불과하고 실행 범위를 제한하지 않는다. 당업자에 의해 특허 청구 범위에 따라 행해지는 동등한 변화 및 작은 수정은 본 발명에 의해 청구되는 특허 청구 범위에 모두 포함된다.Although the present invention has been described above, it is only preferred embodiments and does not limit the scope of execution. Equivalent changes and minor modifications made in accordance with the claims by one of ordinary skill in the art are included in the claims claimed by the present invention.
직렬 접속된 리튬 전지가 비정상일 때, 병렬 접속된 회로 기판이 먼저 리튬 전지가 과충전되었는지를 판단하고, 다음에 필요한 경우 전지에 대해 방전 절차를 처리함으로써, 각각의 직렬 접속된 리튬 전지의 밸런스가 동시에 미세 조정되도록 하는 보호 장치를 제공한다.When the series-connected lithium battery is abnormal, the parallel-connected circuit board first determines whether the lithium battery is overcharged, and then processes the discharge procedure for the battery if necessary, so that the balance of each series-connected lithium battery is simultaneously Provide a protective device that allows for fine tuning.
또한, 직렬 접속된 리튬 전지들의 개수가 증가 또는 감소할 때, 외부 배선을 통해 회로 기판을 변경할 수 있기 때문에 새로운 회로 기판을 재생산할 필요가 없는 다수의 직렬 접속된 리튬 전지들의 보호 장치를 제공한다.In addition, when the number of series-connected lithium batteries increases or decreases, it is possible to change the circuit board through external wiring, thereby providing a protection device for a plurality of series-connected lithium batteries that do not need to reproduce a new circuit board.
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US20050052159A1 (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-10 | Moore Stephen W. | Method and apparatus for overcharge protection using analog overvoltage detection |
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