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KR101746762B1 - Battery protection circuit module and battery pack including the same - Google Patents

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KR101746762B1
KR101746762B1 KR1020150169060A KR20150169060A KR101746762B1 KR 101746762 B1 KR101746762 B1 KR 101746762B1 KR 1020150169060 A KR1020150169060 A KR 1020150169060A KR 20150169060 A KR20150169060 A KR 20150169060A KR 101746762 B1 KR101746762 B1 KR 101746762B1
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주식회사 아이티엠반도체
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Abstract

본 발명의 일 관점에 의한 배터리 보호회로 모듈은 배터리 베어셀의 전극단자들과 전기적으로 연결되는 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자와, 충전기 또는 전자기기에 전기적으로 연결되는 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자와, 드레인 단자, 소스 단자, 게이트 단자 및 웰 단자를 포함하고, 상기 드레인 단자가 상기 제 1 음극 단자에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 단자가 상기 제 2 음극 단자에 전기적으로 접속되는 단일 전계효과 트랜지스터와, 상기 제 1 음극 단자와 상기 드레인 단자 사이의 하나의 노드와 상기 제 2 음극 단자와 소스 단자 사이의 다른 노드 사이에 접속되고, 입력 단자를 통해서 바이어스 제어신호를 입력받아 상기 웰 단자에 접속된 출력 단자를 통해서 바이어스 전압을 출력하는 인버터 소자와, 상기 하나의 노드에 접속되는 기준 단자, 상기 다른 노드에 접속되는 감지 단자, 상기 게이트 단자에 접속되는 충방전 제어신호 출력단자 및 상기 바이어스 제어신호를 출력하도록 상기 인버터 소자의 입력 단자에 접속되는 바이어스 제어신호 출력단자를 포함하는 프로텍션 집적회로 소자를 포함할 수 있다.A battery protection circuit module according to one aspect of the present invention includes a first positive electrode terminal and a first negative electrode terminal electrically connected to electrode terminals of a battery bare cell, a second positive electrode terminal electrically connected to the charger or the electronic device, A first negative terminal, a second negative terminal, a drain terminal, a source terminal, a gate terminal, and a well terminal, the drain terminal being electrically connected to the first negative terminal and the source terminal being electrically connected to the second negative terminal A field effect transistor connected between one node between the first negative terminal and the drain terminal and another node between the second negative terminal and the source terminal and receiving a bias control signal through the input terminal, An inverter element for outputting a bias voltage through an output terminal connected to the one node, And a bias control signal output terminal connected to an input terminal of the inverter element for outputting the bias control signal; and a protection control signal output terminal connected to the other node, Circuit elements.

Description

배터리 보호회로 모듈, 및 이를 포함하는 배터리 팩{Battery protection circuit module and battery pack including the same} A battery protection circuit module, and a battery pack including the battery protection circuit module.

본 발명은 전자장치용 배터리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 배터리 셀을 보호하기 위한 배터리 보호회로 모듈과 이를 포함하는 배터리 팩에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery for an electronic device, and more particularly, to a battery protection circuit module for protecting a battery cell and a battery pack including the battery protection circuit module.

일반적으로 휴대폰, PDA 등의 전자장치 등에 배터리가 사용되고 있다. 리튬이온 배터리는 휴대단말기 등에 가장 널리 사용되는 배터리로 과충전, 과전류 시에 발열하고, 발열이 지속되어 온도가 상승하게 되면 성능열화는 물론 폭발의 위험성까지 갖는다. 따라서, 이러한 성능 열화를 방지하기 위해서 배터리의 동작을 차단하는 배터리 보호회로 장치를 배터리에 제공해야 할 필요성이 높아지고 있다.Generally, batteries are used in electronic devices such as mobile phones and PDAs. Lithium-ion batteries are the most widely used batteries in portable handsets, and they have overcharging and over-currents, and when the temperature rises due to the heat generation, the performance deteriorates as well as the risk of explosion. Therefore, in order to prevent such performance deterioration, there is an increasing need to provide a battery protection circuit device that cuts off the operation of the battery.

1. 공개특허공보 10-2007-0044544 (2007. 04. 30)1. Published Patent Application No. 10-2007-0044544 (Apr. 30, 2007) 2. 등록특허공보 10-0791551 (2007. 12. 27)2. Registration patent publication 10-0791551 (December 27, 2007)

통상적인 배터리 보호회로 장치는 충전과 방전을 제어하기 위하여 두 개의 전계효과 트랜지스터를 스위칭 소자로 이용하고 있지만, 이는 동작저항의 증가로 인한 성능 저하와 그 부피를 감소시키는 데 어려움이 있다.Conventional battery protection circuit devices use two field effect transistors as switching elements to control charging and discharging, but it is difficult to reduce the performance degradation and the volume due to the increase of the operating resistance.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 단일 전계효과 트랜지스터를 이용한 배터리 보호회로 모듈 및 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery protection circuit module and a battery pack using a single field-effect transistor for solving various problems including the above-described problems. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 관점에 의한 배터리 보호회로 모듈은 배터리 베어셀의 전극단자들과 전기적으로 연결되는 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자와, 충전기 또는 전자기기에 전기적으로 연결되는 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자와, 드레인 단자, 소스 단자, 게이트 단자 및 웰 단자를 포함하고, 상기 드레인 단자가 상기 제 1 음극 단자에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 단자가 상기 제 2 음극 단자에 전기적으로 접속되는 단일 전계효과 트랜지스터와, 상기 제 1 음극 단자와 상기 드레인 단자 사이의 하나의 노드와 상기 제 2 음극 단자와 소스 단자 사이의 다른 노드 사이에 접속되고, 입력 단자를 통해서 바이어스 제어신호를 입력받아 상기 웰 단자에 접속된 출력 단자를 통해서 바이어스 전압을 출력하는 인버터 소자와, 상기 하나의 노드에 접속되는 기준 단자, 상기 다른 노드에 접속되는 감지 단자, 상기 게이트 단자에 접속되는 충방전 제어신호 출력단자 및 상기 바이어스 제어신호를 출력하도록 상기 인버터 소자의 입력 단자에 접속되는 바이어스 제어신호 출력단자를 포함하고, 상기 게이트 단자를 제어하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터의 스위칭을 제어하고 상기 인버터 소자를 통해서 상기 웰 단자를 제어하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터의 기생 다이오드들의 동작을 제어하여 상기 배터리 베어셀의 충방전을 제어하는 프로텍션 집적회로 소자를 포함할 수 있다.A battery protection circuit module according to one aspect of the present invention includes a first positive electrode terminal and a first negative electrode terminal electrically connected to electrode terminals of a battery bare cell, a second positive electrode terminal electrically connected to the charger or the electronic device, A first negative terminal, a second negative terminal, a drain terminal, a source terminal, a gate terminal, and a well terminal, the drain terminal being electrically connected to the first negative terminal and the source terminal being electrically connected to the second negative terminal A field effect transistor connected between one node between the first negative terminal and the drain terminal and another node between the second negative terminal and the source terminal and receiving a bias control signal through the input terminal, An inverter element for outputting a bias voltage through an output terminal connected to the one node, A charge control signal output terminal connected to the gate terminal and a bias control signal output terminal connected to an input terminal of the inverter element for outputting the bias control signal, A gate terminal to control the switching of the single field effect transistor and control the well terminal through the inverter element to control the operation of the parasitic diodes of the single field effect transistor to control the charging and discharging of the battery bare cell. And may include integrated circuit devices.

상기 배터리 보호회로 모듈에 있어서, 상기 프로텍션 집적회로 소자는 과충전 검지 시 과충전을 차단하기 위하여 상기 충방전 제어신호 출력단자를 이용하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터를 턴-오프시키고, 상기 바이어스 제어신호 출력단자를 이용하여 상기 웰 단자를 상기 다른 노드를 통해서 상기 감지 단자에 접속시킬 수 있다.In the battery protection circuit module, the protection integrated circuit element turns off the single field effect transistor using the charge / discharge control signal output terminal to prevent overcharging during overcharge detection, and the bias control signal output terminal So that the well terminal can be connected to the sensing terminal through the other node.

상기 배터리 보호회로 모듈에 있어서, 상기 프로텍션 집적회로 소자는 과방전 검지 시 과방전을 차단하기 위하여 상기 충방전 제어신호 출력단자를 이용하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터를 턴-오프시키고, 상기 바이어스 제어신호 출력단자를 이용하여 상기 웰 단자를 상기 하나의 노드를 통해서 상기 접지 단자에 접속시킬 수 있다.The protection integrated circuit device turns off the single field effect transistor using the charge / discharge control signal output terminal to shut off overdischarge during overdischarge detection, and the bias control signal output Terminal may be connected to the ground terminal through the one node.

상기 배터리 보호회로 모듈에 있어서, 상기 프로텍션 집적회로 소자는 과충전 또는 과방전 차단 후 다시 충전 또는 방전 복귀 시 충전기 또는 부하의 연결을 감지하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터를 턴-온시킬 수 있다.In the battery protection circuit module, the protection integrated circuit device may detect the connection of the charger or the load when the overcharge or over-discharge is cut off and then the charge or discharge is returned to the protection integrated circuit device to turn on the single field effect transistor.

상기 배터리 보호회로 모듈에 있어서, 상기 단일 전계효과 트랜지스터 및 상기 인버터 소자는 별도의 칩들로 제공되거나 또는 단일 칩으로 제공될 수 있다.In the battery protection circuit module, the single field effect transistor and the inverter element may be provided in separate chips or may be provided in a single chip.

상기 배터리 보호회로 모듈에 있어서, 상기 인버터 소자는 서로 직렬 연결된 n형 전계효과 트랜지스터 및 p형 전계효과 트랜지스터를 포함하고, 상기 상기 바이어스 제어신호는 상기 n형 전계효과 트랜지스터 및 상기 p형 전계효과 트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프를 제어하기 위한 하이 또는 로우 로직 신호를 포함할 수 있다.The battery protection circuit module according to claim 1, wherein the inverter element includes an n-type field effect transistor and a p-type field effect transistor connected in series to each other, and the bias control signal is a voltage applied to the n-type field effect transistor and the p- And a high or low logic signal for controlling turn-on and turn-off.

본 발명의 다른 관점에 따른 배터리 팩은, 배터리 베어셀; 및 상기 배터리 베어셀과 접속되는 배터리 보호회로 모듈을 포함한다. 상기 배터리 보호회로 모듈은, 배터리 베어셀의 전극단자들과 전기적으로 연결되는 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자와, 충전기 또는 전자기기에 전기적으로 연결되는 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자와, 드레인 단자, 소스 단자, 게이트 단자 및 웰 단자를 포함하고, 상기 드레인 단자가 상기 제 1 음극 단자에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 단자가 상기 제 2 음극 단자에 전기적으로 접속되는 단일 전계효과 트랜지스터와, 상기 제 1 음극 단자와 상기 드레인 단자 사이의 하나의 노드와 상기 제 2 음극 단자와 소스 단자 사이의 다른 노드 사이에 접속되고, 입력 단자를 통해서 바이어스 제어신호를 입력받아 상기 웰 단자에 접속된 출력 단자를 통해서 바이어스 전압을 출력하는 인버터 소자와, 상기 하나의 노드에 접속되는 기준 단자, 상기 다른 노드에 접속되는 감지 단자, 상기 게이트 단자에 접속되는 충방전 제어신호 출력단자 및 상기 바이어스 제어신호를 출력하도록 상기 인버터 소자의 입력 단자에 접속되는 바이어스 제어신호 출력단자를 포함하고, 상기 게이트 단자를 제어하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터의 스위칭을 제어하고 상기 인버터 소자를 통해서 상기 웰 단자를 제어하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터의 기생 다이오드들의 동작을 제어하여 상기 배터리 베어셀의 충방전을 제어하는 프로텍션 집적회로 소자를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising: a battery bare cell; And a battery protection circuit module connected to the battery bare cell. The battery protection circuit module includes a first positive electrode terminal and a first negative electrode terminal electrically connected to the electrode terminals of the battery bare cell, a second positive electrode terminal and a second negative electrode terminal electrically connected to the charger or the electronic device, A single field effect transistor including a drain terminal, a source terminal, a gate terminal and a well terminal, the drain terminal being electrically connected to the first negative terminal, and the source terminal being electrically connected to the second negative terminal, And an output terminal connected to one of the node between the first negative terminal and the drain terminal and another node between the second negative terminal and the source terminal and receiving a bias control signal through the input terminal, An inverter element for outputting a bias voltage through the node, a reference terminal connected to the one node, A charging control signal output terminal connected to the gate terminal and a bias control signal output terminal connected to an input terminal of the inverter element for outputting the bias control signal, And a protection integrated circuit device for controlling switching of the single field effect transistor and controlling the well terminal through the inverter element to control the operation of the parasitic diodes of the single field effect transistor to control charging and discharging of the battery bare cell .

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예들에 따르면, 동작 저항을 낮추어 성능을 높이며 컴팩트하게 구현할 수 있는 배터리 보호회로를 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to the embodiments of the present invention as described above, it is possible to provide a battery protection circuit capable of reducing the operation resistance and improving the performance and being compact. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 모듈을 보여주는 개략적인 회로도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 모듈의 일부 구성을 보여주는 개략적인 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 배터리 보호회로 모듈을 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 보여주는 사시도이다.
1 is a schematic circuit diagram showing a battery protection circuit module according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic circuit diagram showing a configuration of a battery protection circuit module according to another embodiment of the present invention.
3 is a schematic perspective view showing a battery protection circuit module according to embodiments of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a battery pack according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. In the drawings, the thickness and size of each layer are exaggerated for convenience and clarity of explanation.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 동일한 참조부호에 대하여, 배터리 보호회로의 관점에서는 회로의 개념으로 설명할 수 있으나, 배터리 보호회로 패키지의 관점에서는 소자나 회로부품의 개념으로 설명할 수 있다. In describing embodiments of the present invention, the same reference numerals can be used to describe the concept of a circuit from the viewpoint of a battery protection circuit, but the concept of a device or a circuit part can be described from the viewpoint of a battery protection circuit package.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 집적회로(IC, integrated circuit)는 특정의 복잡한 기능을 처리하기 위해 많은 소자를 하나의 칩 안에 집적화한 전자부품을 의미할 수 있다.In describing embodiments of the present invention, an integrated circuit (IC) may mean an electronic component in which many devices are integrated into one chip to process a specific complicated function.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 모듈을 보여주는 개략적인 회로도이다.1 is a schematic circuit diagram showing a battery protection circuit module according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 이 실시예에 따른 배터리 보호회로 모듈은 배터리 베어셀(Bc)의 전극단자들과 전기적으로 연결되는 제 1 양극 단자(102)와 제 1 음극 단자(104)와, 충전기 또는 전자기기에 전기적으로 연결되는 제 2 양극 단자(106)와 제 2 음극 단자(108)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 양극 단자(102)는 배터리 팩 내부의 배터리 베어셀(Bc)의 양극과 연결되는 내부 양극 단자(B+)이고, 제 1 음극 단자(104)는 배터리 베어셀(Bc)의 음극과 연결되는 내부 음극 단자(B-)이고, 제 2 양극 단자(106)는 배터리 팩 외부의 충전기 또는 전자기기의 양극에 연결되는 외부 양극 단자(P+)이고, 제 2 음극 단자(108)는 충전기 또는 전자기기의 음극에 연결되는 외부 음극 단자(P-)일 수 있다.1, a battery protection circuit module according to this embodiment includes a first positive terminal 102 and a first negative terminal 104 electrically connected to the electrode terminals of the battery bare cell Bc, And a second anode terminal 106 and a second anode terminal 108 electrically connected to the electronic device. For example, the first positive terminal 102 is an internal positive terminal B + connected to the positive terminal of the battery bare cell Bc in the battery pack and the first negative terminal 104 is connected to the positive terminal of the battery bare cell Bc. (B +) connected to the anode of the electronic device, and the second anode terminal 106 is an external cathode terminal (P +) connected to the charger of the battery pack or the anode of the electronic device and the second anode terminal Or an external negative electrode terminal (P-) connected to the negative electrode of the electronic device.

나아가, 도면에서 도시되지 않았으나, 본 발명의 일부 실시예에 따른 배터리 보호회로 모듈은 별도의 추가적인 외부 연결 단자를 더 포함할 수 있다.Further, although not shown in the drawings, the battery protection circuit module according to some embodiments of the present invention may further include a separate additional external connection terminal.

배터리 보호회로 모듈은 제 1 양극 단자(102) 또는 제 1 음극 단자(104) 중 적어도 하나와 제 2 양극 단자(106) 및 제 2 음극 단자(108) 중 적어도 하나 사이에 접속되는 단일 전계효과 트랜지스터(112)와, 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 제어하기 위한 프로텍션 집적회로 소자(P-IC, 118)를 포함할 수 있다. The battery protection circuit module includes a single field effect transistor (FET) 102 connected between at least one of the first positive terminal 102 or the first negative terminal 104 and at least one of the second positive terminal 106 and the second negative terminal 108. [ And a protection integrated circuit device (P-IC) 118 for controlling the single field effect transistor 112.

예를 들어, 단일 전계효과 트랜지스터(112)는 드레인 단자(D), 소스 단자(S), 게이트 단자(G) 및 웰 단자(Bin)를 포함할 수 있고, 제 1 음극 단자(104)와 제 2 음극 단자(108) 사이에 접속될 수 있다. 예컨대, 드레인 단자(D)는 제 1 음극 단자(104)에 전기적으로 접속되고, 소스 단자(S)는 제 2 음극 단자(108)에 전기적으로 접속될 수 있다. 다만, 단일 전계효과 트랜지스터(112) 자체에서 드레인 단자(D)와 소스 단자(S)가 구분되는 것은 아니므로, 두 단자는 서로 바뀌어 불릴 수도 있다.For example, the single field effect transistor 112 may include a drain terminal D, a source terminal S, a gate terminal G and a well terminal Bin, 2 cathode terminal 108. In the present embodiment, For example, the drain terminal D may be electrically connected to the first negative terminal 104, and the source terminal S may be electrically connected to the second negative terminal 108. [ However, since the drain terminal D and the source terminal S are not distinguished from each other in the single field effect transistor 112, the two terminals may be mutually called.

이러한 단일 전계효과 트랜지스터(112)와 이를 제어하기 위한 프로텍션 집적회로 소자(118)는 보호회로 유닛을 구성할 수 있다. 이러한 보호회로 유닛은 배터리의 과방전, 과충전 및/또는 과전류를 감지하여 배터리 베어셀의 충방전 또는 동작을 차단할 수 있다. 구체적으로, 프로텍션 집적회로 소자(118)는 배터리 베어셀(BC)의 과충전 및/또는 과방전을 제어하도록 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 제어할 수 있다.The single field effect transistor 112 and the protection integrated circuit element 118 for controlling the single field effect transistor 112 can constitute a protection circuit unit. Such a protection circuit unit can detect over discharge, overcharge, and / or overcurrent of the battery, thereby preventing charging / discharging or operation of the battery bare cell. Specifically, the protection integrated circuit device 118 may control the single field effect transistor 112 to control overcharge and / or overdischarge of the battery bare cell BC.

단일 전계효과 트랜지스터(112)는 예컨대 N타입 모스펫(NMOSFET)일 수 있다. 웰 단자(W)에 접속되는 노드(n4)를 중심으로 서로 반대 방향으로 접속된 한 쌍의 기생 다이오드들(PD1, PD2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기생다이오드(PD1)는 노드(n4)에서 드레인 전극(D) 방향이 정방향이 되고, 기생다이오드(PD2)는 노드(n4)에서 소스 전극(S) 방향이 정방향이 되도록 접속될 수 있다.The single field effect transistor 112 may be, for example, an N-type MOSFET (NMOSFET). And a pair of parasitic diodes PD1 and PD2 connected to each other in the opposite directions about a node n4 connected to the well terminal W. [ For example, the parasitic diode PD1 may be connected such that the direction of the drain electrode D from the node n4 is positive and the parasitic diode PD2 is connected so that the direction of the source electrode S from the node n4 is positive have.

프로텍션 집적회로 소자(118)는 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 제어하는 제어로직을 내부에 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어로직은 기준전압 설정부, 기준전압과 충방전 전압을 비교하기 위한 비교부, 과전류 검출부, 충방전 검출부를 포함할 수 있다. The protection integrated circuit device 118 may include control logic to control a single field effect transistor 112 therein. For example, the control logic may include a reference voltage setting unit, a comparison unit for comparing the reference voltage with the charge / discharge voltage, an overcurrent detection unit, and a charge / discharge detection unit.

충전 및 방전상태의 판단 기준은 유저가 요구하는 스펙(SPEC)으로 변경이 가능하며 그 정해진 기준에 따라 프로텍션 집적회로 소자(118)의 각 단자별 전압차를 인지하여 충ㆍ방전상태를 판정한다. 예를 들어, 프로텍션 집적회로 소자(118)는 제어로직을 출력하기 위해서, 기준단자(Vss), 전원단자(Vdd), 감지단자(V-), 충방전제어신호 출력단자(CDout) 및 바이어스 제어신호 출력단자(Bout)를 포함할 수 있다.The charging and discharging state judgment criterion can be changed to the specification (SPEC) required by the user, and the charge / discharge state is judged by recognizing the voltage difference of each terminal of the protection integrated circuit element 118 according to the predetermined criterion. For example, the protection integrated circuit device 118 includes a reference terminal Vss, a power supply terminal Vdd, a sensing terminal V-, a charge / discharge control signal output terminal CDout, And a signal output terminal (Bout).

프로텍션 집적회로 소자(118)는 적어도 하나의 수동소자를 개재하여 노드들(n1, n2, n4)에 연결될 수 있다. 예컨대, 전원단자(vdd)는 저항(R1)을 개재하여 제 1 양극 단자(102)와 제 2 양극 단자(106) 사이의 노드(n1)에 접속되고, 기준단자(Vss)는 제 1 음극 단자(104)와 드레인 단자(D) 사이의 노드(n2)에 접속될 수 있다. 노드(n1)와 노드(n2) 사이의 기준단자(Vss)와 전원단자(Vdd) 사이에는 두 노드(n1, n3) 사이의 단락을 방지하기 위해서 커패시터(C1)가 개재될 수 있다. 감지단자(V-)는 저항(R2)을 개재하여 노드(n3)에 접속될 수 있다. The protection integrated circuit element 118 may be connected to the nodes n1, n2, and n4 via at least one passive element. For example, the power supply terminal vdd is connected to the node n1 between the first positive terminal 102 and the second positive terminal 106 via the resistor R1, and the reference terminal Vss is connected to the first negative terminal (N2) between the source terminal (104) and the drain terminal (D). A capacitor C1 may be interposed between the reference terminal Vss and the power supply terminal Vdd between the node n1 and the node n2 to prevent a short circuit between the two nodes n1 and n3. The sensing terminal V- can be connected to the node n3 through the resistor R2.

이러한 구성에 따르면, 프로텍션 집적회로 소자(118)는 기준단자(Vss)의 전압을 기준으로, 전원단자(Vdd)를 통해서 충전전압 또는 방전전압을 인가할 수 있고, 감지단자(V-)를 통해서 충방전 및 과전류 상태를 감지할 수 있다. 충방전제어신호 출력단자(CDout)는 배터리의 충전 및/또는 방전시 단일 전계효과 트랜지스터(112)의 온-오프(on-off)를 제어하기 위해서 단일 전계효과 트랜지스터(112)의 게이트 단자(G)에 접속될 수 있다.According to this configuration, the protection integrated circuit device 118 can apply the charging voltage or the discharging voltage through the power supply terminal Vdd with reference to the voltage of the reference terminal Vss, Charge / discharge and overcurrent condition can be detected. The charge and discharge control signal output terminal CDout is connected to the gate terminal G of the single field effect transistor 112 to control on-off of the single field effect transistor 112 upon charging and / .

배터리의 충전 시 충전전류는 제 2 양극 단자(106)로부터 제 1 양극 단자(102) 방향으로, 그리고 제 1 음극 단자(104)로부터 제 2 음극 단자(108) 방향으로 흐르게 된다. 배터리의 방전 시 방전전류는 제 1 양극 단자(102)로부터 제 2 양극 단자(106) 방향 그리고, 제 2 음극 단자(108)로부터 제 1 음극 단자(104) 방향으로 흐르게 된다.The charging current flows from the second positive terminal 106 to the first positive terminal 102 and from the first negative terminal 104 to the second negative terminal 108 when the battery is charged. The discharging current flows from the first positive terminal 102 to the second positive terminal 106 and from the second negative terminal 108 to the first negative terminal 104 when the battery is discharged.

프로텍션 집적회로 소자(118)는 배터리 방전 시에 과전류 또는 과방전 상태를 감지하면, 충방전제어신호 출력단자(CDout)를 통해 로우(LOW) 신호를 출력하여 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 오프 시키고, 배터리 충전 시에 과전류 또는 과충전 상태를 감지하면 충방전제어신호 출력단자(CDout)를 통해서 로우(LOW) 신호를 출력하여 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 오프 시키도록 동작할 수 있다. 이에 따라, 제 1 음극 단자(104)에서 제 2 음극 단자(108) 사이의 회로가 차단되어 배터리의 과충전, 과방전 및/또는 과전류가 차단될 수 있다.The protection integrated circuit device 118 outputs a low signal through the charge / discharge control signal output terminal CDout to turn off the single field effect transistor 112 when the overcurrent or overdischarge state is detected during battery discharge , And when the battery is being charged, it may operate to output a low signal through the charge / discharge control signal output terminal CDout to turn off the single field effect transistor 112 when an overcurrent or overcharge state is detected. As a result, the circuit between the first negative terminal 104 and the second negative terminal 108 is cut off, thereby overcharging, overdischarging, and / or overcurrent of the battery can be blocked.

나아가, 프로텍션 집적회로 소자(118)는 충방전제어신호 출력단자(CDout) 외에 부가적으로 바이어스 제어신호 출력단자(Bout)를 통해서 단일 전계효과 트랜지스터(112)의 웰 단자(W)에 전압을 인가하여 기생 다이오드들(PD1, PD2)의 동작 또는 전계 상태를 제어할 수 있다.Further, the protection integrated circuit device 118 applies a voltage to the well terminal W of the single field effect transistor 112 through the bias control signal output terminal Bout in addition to the charge / discharge control signal output terminal CDout So that the operation or the electric field state of the parasitic diodes PD1 and PD2 can be controlled.

예를 들어, 인버터 소자(120)는 제 1 단자(DBin)가 제 1 음극 단자(104)와 드레인 단자(D) 사이의 노드(n2)에 접속되고, 제 2 단자(SBin)가 제 2 음극 단자(108)와 소스 단자(S) 사이의 노드(n3) 사이에 접속되도록 제공될 수 있다. 인버터 소자(120)는 입력 단자(BCin)와 출력 단자(BCout)를 포함하고, 입력 단자(BCin)를 통해서 바이어스 제어신호를 입력받아 웰 단자(W)에 접속된 출력 단자(BCout)를 통해서 바이어스 전압을 출력할 수 있다. 예를 들어, 제 1 단자(DBin)는 드레인 바이어스 입력단자이고, 제 2 단자(SBin)는 소스 바이어스 입력단자일 수 있다.For example, in the inverter device 120, the first terminal DBin is connected to the node n2 between the first negative terminal 104 and the drain terminal D, and the second terminal SBin is connected to the second negative terminal And a node n3 between the terminal 108 and the source terminal S. [ The inverter device 120 includes an input terminal BCin and an output terminal BCout and receives a bias control signal through an input terminal BCin to receive a bias control signal via an output terminal BCout connected to the well terminal W. [ Voltage can be output. For example, the first terminal DBin may be a drain bias input terminal, and the second terminal SBin may be a source bias input terminal.

예컨대, 인버터 소자(120)는 서로 직렬 연결된 제 1 전계효과 트랜지스터(122) 및 제 2 전계효과 트랜지스터(124)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 전계효과 트랜지스터(122)는 p형 전계효과 트랜지스터(PMOSFET)이고, 제 2 전계효과 트랜지스터(124)는 n형 전계효과 트랜지스터(NMOSFET)일 수 있다. 이 경우, 입력 단자(BCin)에 로직 하이 신호가 입력되면, 제 1 전계효과 트랜지스터(122)가 턴-오프 되고, 제 2 전계효과 트랜지스터(124)가 턴-온 되어 출력 단자(BCout)는 노드(n3)를 통해서 감지 단자(V-)에 접속되게 되므로, 웰 단자(W)에는 감지 단자(V-)의 전압이 인가되게 된다. 반대로, 입력 단자(BCin)에 로직 로우 신호가 입력되면, 제 1 전계효과 트랜지스터(122)가 턴-온 되고, 제 2 전계효과 트랜지스터(124)가 턴-오프 되어 출력 단자(BCout)는 노드(n2)를 통해서 기준 단자(Vss)에 접속되게 되므로, 웰 단자(W)에는 기준 단자(Vss)의 전압이 인가되게 된다. 한편, 이 실시예의 변형된 예에서, 제 1 전계효과 트랜지스터(122)는 n형 전계효과 트랜지스터(NMOSFET)이고, 제 2 전계효과 트랜지스터(124)는 p형 전계효과 트랜지스터(PMOSFET)으로 변경될 수도 있다.For example, the inverter device 120 may include a first field effect transistor 122 and a second field effect transistor 124 connected in series with each other. For example, the first field effect transistor 122 may be a p-type field effect transistor (PMOSFET) and the second field effect transistor 124 may be an n-type field effect transistor (NMOSFET). In this case, when a logic high signal is input to the input terminal BCin, the first field effect transistor 122 is turned off, the second field effect transistor 124 is turned on, the voltage of the sensing terminal V- is applied to the well terminal W because the sensing terminal V- is connected to the sensing terminal V- through the sensing terminal V3. Conversely, when a logic low signal is input to the input terminal BCin, the first field effect transistor 122 is turned on and the second field effect transistor 124 is turned off so that the output terminal BCout is connected to the node n2 to the reference terminal Vss so that the voltage of the reference terminal Vss is applied to the well terminal W. [ Meanwhile, in a modified example of this embodiment, the first field effect transistor 122 is an n-type field effect transistor (NMOSFET) and the second field effect transistor 124 is a p-type field effect transistor (PMOSFET) have.

저항(R1)과 커패시터(C1)는 프로텍션 집적회로 소자(118)의 공급전원의 변동을 안정시키는 역할을 한다. 저항(R1)의 저항값을 크게 하면 전압 검출 시 프로텍션 집적회로 소자(118) 내부에 침투되는 전류에 의해서 검출전압이 높아지기 때문에 저항(R1)의 저항값은 소정의 값, 예컨대 1KΩ 이하의 값으로 설정될 수 있다. 또한, 안정된 동작을 위해서 커패시터(C1)의 용량값은 적절하게 조절될 수 있고, 예컨대 0.01μF 이상의 적당한 값을 가질 수 있다.The resistor R1 and the capacitor C1 serve to stabilize the fluctuation of the supply power source of the protection integrated circuit element 118. [ When the resistance value of the resistor R1 is increased, the detection voltage becomes higher due to the current penetrated into the protection integrated circuit element 118 at the time of voltage detection. Therefore, the resistance value of the resistor R1 is set to a predetermined value, Can be set. Also, for stable operation, the capacitance value of the capacitor C1 may be appropriately adjusted, and may have an appropriate value of, for example, 0.01 mu F or more.

저항(R1), 저항(R2)은 프로텍션 집적회로 소자(118)의 절대 최대정격을 초과하는 고전압 충전기 또는 충전기가 거꾸로 연결되는 경우 전류 제한 저항이 된다. 저항(R1), 저항(R2)은 전원소비의 원인이 될 수 있으므로 통상적으로 저항(R1)에서의 저항값과 저항(R2)에서의 저항값의 합은 1KΩ 보다 크게 설정될 수 있다. 저항(R2)의 저항값이 너무 크다면 과충전 차단 후에 복귀가 일어나지 않을 수 있으므로, 저항(R2)의 저항값은 10KΩ 또는 그 이하의 값으로 설정될 수 있다.The resistor R1 and the resistor R2 become a current limiting resistor when the high voltage charger or charger that exceeds the absolute maximum rating of the protection integrated circuit element 118 is connected upside down. The sum of the resistance value in the resistor R1 and the resistance value in the resistor R2 may be set to be larger than 1 K? Since the resistor R1 and the resistor R2 may cause power consumption. If the resistance value of the resistor R2 is too large, a return may not occur after the overcharge cutoff, so that the resistance value of the resistor R2 may be set to a value of 10K or less.

커패시터(C1)는 배터리 보호회로 제품의 특성에 크게 영향을 끼치지는 않지만, 유저의 요청이나 안정성을 위해 추가되고 있다. 커패시터(C1)는 전압변동이나 외부 노이즈에 대한 내성을 향상시켜 시스템을 안정화시키는 효과를 위한 것이다.The capacitor C1 does not significantly affect the characteristics of the battery protection circuit product, but is added for user's request or stability. The capacitor C1 is for stabilizing the system by improving the resistance to voltage fluctuation and external noise.

선택적으로, 도면에 도시되지 않았으나, ESD(Electrostatic Discharge), 서지(surge) 보호를 위하여, 저항 및 배리스터가 서로 병렬 연결되는 구조가 부가될 수 있다. 배리스터 소자는 과전압 발생시 저항이 낮아지는 소자로, 과전압이 발생되는 경우 저항이 낮아져 과전압으로 인한 회로손상 등을 최소화할 수 있다. 전술한 보호회로 유닛에서 수동소자의 수나 배치는 부가 기능에 따라서 적절하게 변형될 수 있다.Alternatively, although not shown in the drawing, a structure in which a resistor and a varistor are connected in parallel may be added for ESD (Electrostatic Discharge) and surge protection. The varistor device has a low resistance when overvoltage is generated. When the overvoltage is generated, the resistance is lowered to minimize circuit damage due to overvoltage. The number or arrangement of the passive elements in the above-described protective circuit unit can be appropriately modified in accordance with the additional function.

이하에서는 본 배터리 보호회로 모듈의 동작을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation of the battery protection circuit module will be described in more detail.

프로텍션 집적회로 소자(118)는 게이트 단자(G)를 제어하여 단일 전계효과 트랜지스터(112)의 스위칭을 제어하고 인버터 소자(120)를 통해서 웰 단자(W)를 제어하여 기생 다이오드들(PD1, PD2)의 동작을 제어하여 배터리 베어셀(Bc)의 충방전을 제어할 수 있다.The protection integrated circuit device 118 controls the gate terminal G to control the switching of the single field effect transistor 112 and control the well terminal W through the inverter element 120 to generate the parasitic diodes PD1 and PD2 To control the charging and discharging of the battery bare cell Bc.

충전 중 과충전 검지 시 또는 충전 과전류 검지 시 과충전을 차단하기 위하여 프로텍션 집적회로 소자(118)는 충방전 제어신호 출력단자(CDout)를 이용하여 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 턴-오프 시키고, 바이어스 제어신호 출력단자(Bout)를 이용하여 웰 단자(W)를 노드(n3)를 통해서 감지 단자(V-)에 접속시킬 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서 충방전 제어신호는 로직 로우 신호이고, 바이어스 제어신호는 로직 하이 신호일 수 있다. 이 경우, 충전 시 순방향이 되는 기생 다이오드(PD2)는 무력화되고 역방향이 되는 기생 다이오드(PD1)가 일정 내압을 갖게 됨에 따라, 드레인(D)에서 소스(S) 방향 충전 전류는 차단될 수 있다. 이에 따라, 회로 전체에서 충전 전류를 차단할 수 있게 된다. The protection integrated circuit device 118 turns off the single field effect transistor 112 by using the charge / discharge control signal output terminal CDout in order to block the overcharging during overcharge detection during charging or during charging overcurrent detection, The well terminal W can be connected to the sensing terminal V- through the node n3 using the signal output terminal Bout. For example, in this embodiment, the charge / discharge control signal may be a logic low signal and the bias control signal may be a logic high signal. In this case, the parasitic diode PD2 which becomes the forward direction at the time of charging becomes neutralized and the parasitic diode PD1 which becomes the reverse direction becomes a constant withstand voltage, so that the charging current in the direction of the source S from the drain D can be cut off. As a result, the charging current can be cut off in the entire circuit.

충전 복귀 시에는 전원 단자(Vdd), 감지 단자(V-) 및/또는 기준 단자(Vss)의 설정 전위 변화를 감지하여 충전기 제거 또는 부하 연결을 인식하여, 프로텍션 집적회로 소자(118)는 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 턴-온 시키고, 웰 단자(W)를 노드(n2)를 통해서 기준 단자(Vss)에 접속시켜 충전이 진행되도록 제어할 수 있다.Upon detection of a set potential change of the power supply terminal (Vdd), the sensing terminal (V-) and / or the reference terminal (Vss) to recognize the charger removal or the load connection, the protection integrated circuit element (118) The effect transistor 112 may be turned on and the well terminal W may be connected to the reference terminal Vss via the node n2 to control the charging to proceed.

방전 시 과방전 검지 또는 방전 과전류 검지 시 과방전을 차단하기 위하여 프로텍션 집적회로 소자(118)는 충방전 제어신호 출력단자(CDout)를 이용하여 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 턴-오프 시키고, 바이어스 제어신호 출력단자(Bout)를 이용하여 웰 단자(W)를 노드(n2)를 통해서 기준 단자(Vss)에 접속시킬 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서 충방전 제어신호는 로직 로우 신호이고, 바이어스 제어신호도 로직 로우 신호일 수 있다. 이 경우, 방전 시 순방향이 되는 기생 다이오드(PD1)는 무력화되고 역방향이 되는 기생 다이오드(PD2)가 일정 내압을 갖게 됨에 따라, 드레인(S)에서 소스(D) 방향 방전 전류가 차단될 수 있다. 이에 따라, 회로 전체에서 방전 전류를 차단할 수 있게 된다. The protection integrated circuit device 118 turns off the single field effect transistor 112 using the charge / discharge control signal output terminal CDout to cut off the over discharge during the over discharge detection or the discharge over current detection during the discharge, The well terminal W can be connected to the reference terminal Vss through the node n2 by using the control signal output terminal Bout. For example, in this embodiment, the charge / discharge control signal may be a logic low signal, and the bias control signal may also be a logic low signal. In this case, the parasitic diode PD1 which is in the forward direction at the time of discharging is disabled and the parasitic diode PD2 which becomes the reverse direction becomes the constant withstand voltage, the discharge current in the direction of the source D from the drain S can be cut off. As a result, the discharge current can be cut off in the entire circuit.

방전 복귀 시에는 전원 단자(Vdd), 감지 단자(V-) 및/또는 기준 단자(Vss)의 설정 전위 변화를 감지하여 충전기 연결 또는 부하 제거를 인식하여, 프로텍션 집적회로 소자(118)는 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 턴-온 시키고, 웰 단자(W)를 기준 단자(Vss)에 계속 접속시켜 충전이 진행되도록 제어할 수 있다.The protection integrated circuit device 118 recognizes the charger connection or the load removal by detecting the change in the set potential of the power supply terminal Vdd, the sensing terminal V- and / or the reference terminal Vss, The effect transistor 112 may be turned on and the well terminal W may be continuously connected to the reference terminal Vss to control the charging to proceed.

전술한 배터리 보호회로 모듈에 따르면, 종래의 듀얼 전계효과 트랜지스터가 아닌 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 이용함으로써 저항을 낮추어 전체적인 동작속도를 높일 수 있고, 부가적으로 부피 감소도 기대할 수 있게 된다. According to the above-described battery protection circuit module, by using a single field effect transistor 112 rather than a conventional dual field effect transistor, the resistance can be lowered to increase the overall operation speed, and additionally, volume reduction can be expected.

전술한 보호회로 유닛은 반도체칩으로 구현 가능하기 때문에 실리콘 공정 기술을 이용하면 마이크로 내지 나노 미터 단위로 미소하게 제작할 수 있다. 예를 들어, 프로텍션 집적회로 소자(118)와 단일 전계효과 트랜지스터(112)를 모두 반도체칩으로 제조할 수 있을 뿐만 아니라 수동 소자들, 예컨대 저항들(R1, R2), 커패시터들(C1, C2)도 칩형태로 제조할 수 있다. 이러한 칩 구조는 표면실장기술을(surface mounting technology, SMT) 이용하여 용이하게 기판 상에 실장될 수 있다.Since the above-described protection circuit unit can be implemented as a semiconductor chip, it can be fabricated minutely by micro or nanometer using a silicon process technology. For example, both the protection integrated circuit device 118 and the single field effect transistor 112 can be fabricated as semiconductor chips as well as passive components such as resistors R1 and R2, capacitors C1 and C2, Can also be manufactured in chip form. Such a chip structure can be easily mounted on a substrate using surface mounting technology (SMT).

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 보호회로 모듈의 일부 구성을 보여주는 개략적인 회로도이다. 이 실예는 도 1의 배터리 보호회로 모듈에서 일부 변형되는 구성만을 도시한 것이고, 두 실시예에서 중복된 설명은 생략된다.2 is a schematic circuit diagram showing a configuration of a battery protection circuit module according to another embodiment of the present invention. This embodiment shows only a configuration partially modified in the battery protection circuit module of Fig. 1, and redundant description is omitted in both embodiments.

도 1에서 단일 전계효과 트랜지스터(112)와 인버터 소자(120)는 별도의 칩 형태로 제공되는 것을 상정하여 회로가 도시된 것이라면, 도 2에서 단일 전계효과 트랜지스터(112)와 인버터 소자(120)는 하나의 칩, 즉 원칩 형태로 제공되는 것을 상정하여 그 회로가 도시된 것이다. 이러한 원칩 형태는 단일 기판 상에 반도체 집적 공정을 통해서 구현할 수 있다.In FIG. 1, the single field effect transistor 112 and the inverter element 120 are shown in FIG. 2, assuming that the single field effect transistor 112 and the inverter element 120 are provided in a separate chip form. The circuit is shown assuming that it is provided in one chip, that is, in a one-chip form. Such a one-chip form can be realized through a semiconductor integration process on a single substrate.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 보호회로 모듈을 개략적으로 도시하는 사시도이다.3 is a perspective view schematically showing a battery protection circuit module according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 전술한 배터리 보호회로 모듈은 기판(50) 상에 실장되어 패키징 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 기판(50)은 인쇄회로기판 또는 리드프레임을 포함할 수 있다. 배터리 보호회로 모듈을 구성하는 보호회로 유닛은 몰딩재(55)를 이용하여 하나의 패키지로 봉지될 수 있다.Referring to FIG. 3, the above-described battery protection circuit module may be mounted on the substrate 50 and implemented in a packaging form. For example, the substrate 50 may comprise a printed circuit board or a leadframe. The protection circuit unit constituting the battery protection circuit module can be sealed in one package by using the molding material 55. [

이 실시예의 변형된 예에서, 전술한 보호회로 유닛은 그 부피를 줄이기 위해서 각각 칩스케일 패키지(chip scale package, CSP) 형태로 기판(50) 상에 실장될 수도 있다.In a modified example of this embodiment, the protection circuit units described above may be mounted on the substrate 50 in the form of a chip scale package (CSP), respectively, to reduce their volume.

이 실시예의 다른 변형된 예에서, 전계효과 트랜지스터(114), 제 2 전계효과 트랜지스터(112) 및 프로텍션 집적회로 소자(118)는 적층 패키지 구조나 또는 패키지-온-패키지(package on package, POP) 구조로 제조될 수 있다.In another variation of this embodiment, the field effect transistor 114, the second field effect transistor 112 and the protection integrated circuit element 118 may be a stacked package structure or a package on package (POP) Structure.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩을 보여주는 개략적인 전개 사시도이다.4 is a schematic exploded perspective view showing a battery pack according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 배터리 캔(400) 내에 내장된 배터리 베어셀의 상부면과 상부케이스(500) 사이에 상술한 배터리 보호회로 모듈(300)이 삽입되어 배터리 팩(600)을 구성하게 된다. 상부케이스(500)는 플라스틱 및/또는 금속 재질로 외부연결단자들(P+, P-)이 노출될 수 있도록 대응되는 부분에 관통홀(550)이 형성되어 있다. Referring to FIG. 4, the battery protection circuit module 300 is inserted between the upper surface of the battery bare cell and the upper case 500 built in the battery can 400 to form the battery pack 600. The upper case 500 is formed with a through hole 550 in a portion corresponding to the external connection terminals P + and P- so that the external connection terminals P + and P- can be exposed by plastic and / or metal.

이러한 배터리 베어셀은 전극 조립체와 캡 조립체를 포함하여 구성된다. 전극 조립체는 양극 집전체에 양극 활물질을 도포해서 형성된 양극판, 음극 집전체에 음극 활물질을 도포해서 형성된 음극판 및 상기 양극판과 상기 음극판 사이에 개재되어 두 극판의 단락을 방지하고 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 세퍼레이터로 이루어질 수 있다. 전극 조립체에는 상기 양극판에 부착된 양극탭과 상기 음극판에 부착된 음극탭이 인출되어 있다. The battery bare cell includes an electrode assembly and a cap assembly. The electrode assembly includes a positive electrode plate formed by applying a positive electrode active material to a positive electrode collector, a negative electrode plate formed by applying a negative electrode active material to a negative electrode collector, and a negative electrode plate interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, As shown in Fig. A positive electrode tab attached to the positive electrode plate and a negative electrode tab attached to the negative electrode plate are drawn out from the electrode assembly.

캡 조립체는 음극단자(410), 가스켓(420), 캡 플레이트(430) 등을 포함한다. 캡 플레이트(430)는 양극단자의 역할을 할 수 있다. 음극단자(410)는 음극셀 또는 전극셀로 명명될 수도 있다. 가스켓(420)은 음극단자(410)와 캡 플레이트(430)를 절연시키기 위하여 절연성 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 배터리 베어셀의 전극단자는 음극단자(410)와 캡 플레이트(430)를 포함할 수 있다. The cap assembly includes an anode terminal 410, a gasket 420, a cap plate 430, and the like. The cap plate 430 may serve as a positive electrode terminal. The cathode terminal 410 may be referred to as a cathode cell or an electrode cell. The gasket 420 may be formed of an insulating material to insulate the cathode terminal 410 from the cap plate 430. Therefore, the electrode terminal of the battery bare cell may include the negative terminal 410 and the cap plate 430.

배터리 베어셀의 전극단자는 제 1 극성(예를 들어, 양극)의 플레이트(430)와 플레이트(430) 내의 중앙에 배치되는 제 2 극성(예를 들어, 음극)의 전극셀(410)을 포함하며, 제 1 내부연결단자용 리드(B+)는 제 1 극성(예를 들어, 양극)의 플레이트(430)와 접합하여 전기적으로 연결되고, 제 2 내부연결단자용 리드(B-)는 제 2 극성(예를 들어, 음극)의 전극셀(410)과 접합하여 전기적으로 연결될 수 있다. The electrode terminal of the battery bare cell includes a plate 430 of a first polarity (e.g., an anode) and an electrode cell 410 of a second polarity (e.g., cathode) disposed centrally within the plate 430 The first internal connection terminal lead B + is connected to the plate 430 of the first polarity (for example, an anode) to be electrically connected, and the second internal connection terminal lead B- is electrically connected to the second And can be electrically connected to the electrode cell 410 of the polarity (for example, the cathode).

일부 실시예에서, 리드프레임(50)의 길이는 제 1 극성(예를 들어, 양극)의 플레이트(430)의 일단에서 제 2 극성(예를 들어, 음극)의 전극셀(410)까지의 길이(L/2)에 해당할 수 있다. 이 경우, 제 2 극성(예를 들어, 음극)의 전극셀(410)을 기준으로 상단 부분의 편측 영역만을 사용하여 배터리 보호회로 패키지모듈(300)을 장착하므로, 배터리의 소형화 또는 고용량화를 구현할 수 있다. 예를 들어, 전극셀(410)의 다른 편측 영역에 셀을 더 형성하여 배터리 용량을 늘이거나 또는 다른 추가 기능을 갖는 칩 등을 배치함으로써 이러한 배터리를 갖는 응용제품의 소형화에 기여할 수 있다.In some embodiments, the length of the leadframe 50 is greater than the length from one end of the plate 430 of the first polarity (e.g., an anode) to the electrode cell 410 of the second polarity (e. G., The cathode) (L / 2). In this case, since the battery protection circuit package module 300 is mounted using only one side region of the upper portion with respect to the electrode cell 410 of the second polarity (for example, the cathode), it is possible to realize the miniaturization or high capacity of the battery have. For example, it is possible to contribute to miniaturization of an application product having such a battery by further forming a cell on the other side of the electrode cell 410 to increase the capacity of the battery or disposing a chip or the like having another additional function.

다른 실시예에서, 리드프레임(50)의 길이는 배터리 베어셀의 편측 영역 이상으로 확장될 수 있고, 이 경우 제 2 극성(예를 들어, 음극)의 전극셀(410)을 기준으로 상단 부분의 양측 영역을 사용하여 배터리 보호회로 패키지모듈(300)을 장착할 수도 있다.In other embodiments, the length of the lead frame 50 may extend beyond one side of the battery bare cell, in which case the electrode cell 410 of the second polarity (e. G., The cathode) The battery protection circuit package module 300 may be mounted using both side regions.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

112 : 단일 전계효과 트랜지스터
118 : 프로텍션 집적회로 소자
120: 인버터 소자
112: single field effect transistor
118: Protection Integrated Circuit Device
120: inverter device

Claims (8)

삭제delete 배터리 베어셀의 전극단자들과 전기적으로 연결되는 제 1 양극 단자 및 제 1 음극 단자;
충전기 또는 전자기기에 전기적으로 연결되는 제 2 양극 단자 및 제 2 음극 단자;
드레인 단자, 소스 단자, 게이트 단자 및 웰 단자를 포함하고, 상기 드레인 단자가 상기 제 1 음극 단자에 전기적으로 접속되고, 상기 소스 단자가 상기 제 2 음극 단자에 전기적으로 접속되는 단일 전계효과 트랜지스터;
상기 제 1 음극 단자와 상기 드레인 단자 사이의 하나의 노드와 상기 제 2 음극 단자와 소스 단자 사이의 다른 노드 사이에 접속되고, 입력 단자를 통해서 바이어스 제어신호를 입력받아 상기 웰 단자에 접속된 출력 단자를 통해서 바이어스 전압을 출력하는 인버터 소자; 및
상기 하나의 노드에 접속되는 기준 단자, 상기 다른 노드에 접속되는 감지 단자, 상기 게이트 단자에 접속되는 충방전 제어신호 출력단자 및 상기 바이어스 제어신호를 출력하도록 상기 인버터 소자의 입력 단자에 접속되는 바이어스 제어신호 출력단자를 포함하고, 상기 게이트 단자를 제어하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터의 스위칭을 제어하고 상기 인버터 소자를 통해서 상기 웰 단자를 제어하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터의 기생 다이오드들의 동작을 제어하여, 상기 배터리 베어셀의 충방전을 제어하는 프로텍션 집적회로 소자;를 포함하고,
상기 프로텍션 집적회로 소자는 과충전 검지 시 과충전을 차단하기 위하여 상기 충방전 제어신호 출력단자를 이용하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터를 턴-오프시키고, 상기 바이어스 제어신호 출력단자를 이용하여 상기 웰 단자를 상기 다른 노드를 통해서 상기 감지 단자에 접속시키는, 배터리 보호회로 모듈.
A first positive terminal and a first negative terminal electrically connected to the electrode terminals of the battery bare cell;
A second positive electrode terminal and a second negative electrode terminal electrically connected to the charger or the electronic device;
A single field effect transistor including a drain terminal, a source terminal, a gate terminal and a well terminal, the drain terminal being electrically connected to the first negative terminal, and the source terminal being electrically connected to the second negative terminal;
And an output terminal connected to one of the node between the first negative terminal and the drain terminal and another node between the second negative terminal and the source terminal and receiving a bias control signal through the input terminal, An inverter element for outputting a bias voltage through the inverter; And
A bias terminal connected to said one node, a sense terminal connected to said another node, a charge / discharge control signal output terminal connected to said gate terminal, and a bias control connected to an input terminal of said inverter element for outputting said bias control signal. Controlling the operation of the parasitic diodes of the single field effect transistor by controlling the switching of the single field effect transistor by controlling the gate terminal and controlling the well terminal through the inverter element, And a protection integrated circuit element for controlling charging and discharging of the bare cell,
The protection integrated circuit device turns off the single field effect transistor using the charge / discharge control signal output terminal to block overcharging during overcharge detection, and uses the bias control signal output terminal to switch the well terminal to the other To the sense terminal through a node.
제 2 항에 있어서, 상기 프로텍션 집적회로 소자는 과방전 검지 시 과방전을 차단하기 위하여 상기 충방전 제어신호 출력단자를 이용하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터를 턴-오프시키고, 상기 바이어스 제어신호 출력단자를 이용하여 상기 웰 단자를 상기 하나의 노드를 통해서 접지 단자에 접속시키는, 배터리 보호회로 모듈.The protection integrated circuit device according to claim 2, wherein the protection integrated circuit element turns off the single field effect transistor using the charge / discharge control signal output terminal to shut off overdischarge during overdischarge detection, To connect the well terminal to the ground terminal via the one node. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 프로텍션 집적회로 소자는 과충전 또는 과방전 차단 후 다시 충전 또는 방전 복귀 시 충전기 또는 부하의 연결을 감지하여 상기 단일 전계효과 트랜지스터를 턴-온시키는, 배터리 보호회로 모듈.The protection integrated circuit device according to claim 2 or 3, wherein the protection integrated circuit device detects a connection of a charger or a load when the overload protection circuit is overcharged or over-discharged, and then turns on the single field effect transistor module. 제 4 항에 있어서, 상기 단일 전계효과 트랜지스터 및 상기 인버터 소자는 별도의 칩들로 제공되는, 배터리 보호회로 모듈.5. The battery protection circuit module of claim 4, wherein the single field effect transistor and the inverter element are provided in separate chips. 제 4 항에 있어서, 상기 단일 전계효과 트랜지스터 및 상기 인버터 소자는 단일 칩으로 제공되는, 배터리 보호회로 모듈.5. The battery protection circuit module of claim 4, wherein the single field effect transistor and the inverter element are provided in a single chip. 제 2 항에 있어서, 상기 인버터 소자는 서로 직렬 연결된 n형 전계효과 트랜지스터 및 p형 전계효과 트랜지스터를 포함하고,
상기 상기 바이어스 제어신호는 상기 n형 전계효과 트랜지스터 및 상기 p형 전계효과 트랜지스터의 턴-온 및 턴-오프를 제어하기 위한 하이 또는 로우 로직 신호를 포함하는, 배터리 보호회로 모듈.
The inverter device according to claim 2, wherein the inverter element includes an n-type field effect transistor and a p-type field effect transistor connected in series to each other,
Wherein the bias control signal comprises a high or low logic signal for controlling turn-on and turn-off of the n-type field effect transistor and the p-type field effect transistor.
배터리 베어셀; 및
상기 배터리 베어셀과 접속되는 제 2 항 또는 제 3 항에 따른 배터리 보호회로 모듈을 포함하는,
배터리팩.
Battery bare cell; And
And a battery protection circuit module according to claim 2 or 3 connected to the battery bare cell.
Battery pack.
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