KR20200025910A - 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 과전류 방지용 퓨즈와 회로 보호용으로 다양한 조건에서 기능수행을 할 수 있는 시그널 퓨즈를 일체화함으로써, 과전류와 회로 단락의 상황 뿐만 아니라 과전압, 고온도, 저온도 및 기타 위험상황에도 대응하여 회로 보호를 할 수 있으며, 여러 종류의 퓨즈가 직렬로 사용되었을 때 감수해야 하는 넓은 설계 공간과 설계 비용을 감소시켜 회로 구성을 용이하게 할 수 있고, 결과적으로 회로 저항을 낮춰 배터리에도 순영향을 미칠 수 있는 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING A FUSE USING DETECTING A FAILURE MODE}
본 발명은 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 과전류 방지용 퓨즈와 시그널 퓨즈를 일체화함으로써, 회로 설계시 공간 활용도를 높일 수 있고, 설계 비용을 절감할 수 있으며, 회로 저항을 낮춰 배터리의 효율을 증가시킬 수 있도록 하는 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 회로상에서 허용된 임계수치를 초과하는 과전류, 과전압, 고온, 저온과 같은 상태가 발생할 경우, 회로 상 소자보호를 위해 전류 도통 상태를 막는 퓨즈가 사용되는데, 이때 과전류를 차단하기 위해서는 과전류 퓨즈를, 그 외 상술한 이상 상태를 차단하기 위해서는 시그널 퓨즈가 이용되고 있다.
이러한 과전류 퓨즈 및 시그널 퓨즈가 하나의 회로 상에 배치되기 위해서는 직렬 연결이 되어야 하는데, 이 경우 넓은 설계 공간과 고비용 및 저항 증가로 인한 배터리 효율 감소와 같은 문제점이 발생하게 된다.
한국공개특허 제10-2017-0116472호
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 과전류 방지용 퓨즈와 시그널 퓨즈를 일체화함으로써, 회로 설계시 공간 활용도를 높일 수 있고, 설계 비용을 절감할 수 있으며, 회로 저항을 낮춰 배터리의 효율을 증가시킬 수 있도록 하는 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템은 회로 상에 도통되는 전류값이 임계값 이상일 경우 용단되는 과전류 퓨즈, 상기 과전류 퓨즈와 인접하게 위치되며, 발열에 의해 상기 과전류 퓨즈를 용단 시키는 발열부, 상기 발열부로 인가되는 전류의 도통상태를 변경하는 스위치부 및 불량 모드 신호가 발생되는 경우, 상기 불량 모드 신호를 감지하고 상기 스위치부를 온(ON) 상태로 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 과전류 퓨즈, 발열부, 스위치부, 및 제어부는 하나로 모듈화 된 형태인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회로에 마련된 전원부의 온도를 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 온도 측정부, 상기 회로에 마련된 상기 전원부의 전압을 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 전압 측정부 및 상기 회로에 흐르고 있는 전류를 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 전류 측정부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 불량 모드 신호는 상기 전압 측정부를 통해 측정된 측정값이 임계전압값을 초과하는 경우 상기 제어부로부터 발생되는 제1 불량 모드 신호, 상기 전류 측정부를 통해 측정된 측정값이 임계전류값을 초과하는 경우 상기 제어부로부터 발생되는 제2 불량 모드 신호, 상기 온도 측정부를 통해 측정된 측정값이 임계온도를 초과하는 경우 상기 제어부로부터 발생되는 제3 불량 모드 신호, 상기 제1 내지 제3 불량 모드 신호 발생상 상황 외에 상기 과전류 퓨즈를 수동으로 용단시켜야 할 경우, 상기 제어부로부터 자체적으로 발생되는 제4 불량 모드 신호 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전류 측정부는 상기 회로에 마련된 저항체와 전기적으로 연결되어, 상기 저항체의 전류값을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 과전류 퓨즈가 기 용단된 경우, 상기 제어부는 상기 스위치부의 동작상태를 온 상태로 제어하지 않을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 방법은 불량 모드 신호가 발생되는 경우, 제어부에서 상기 불량 모드 신호를 감지하고 스위치부의 동작상태를 온 상태로 제어하는 단계, 상기 제어부에 의해 상기 스위치부의 동작상태가 온 상태로 제어됨에 따라, 발열부에 전류가 인가되는 단계 및 회로 상에 도통되는 전류값이 임계값 이상일 경우 용단되는 과전류 퓨즈와 인접하게 위치된 상기 발열부의 발열에 의해 상기 과전류 퓨즈가 용단되는 단계를 포함하며, 상기 과전류 퓨즈, 발열부, 스위치부, 및 제어부는 하나로 모듈화 된 형태일 수 있다.
일 실시예에서, 온도 측정부를 통해 상기 회로에 마련된 전원부의 온도를 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 단계, 전압 측정부를 통해 상기 회로에 마련된 상기 전원부의 전압을 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 단계, 전류 측정부를 통해 상기 회로에 흐르고 있는 전류를 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 전류 측정부를 통해 상기 회로에 흐르고 있는 전류를 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 단계는 상기 회로에 마련된 저항체와 전기적으로 연결된 상기 전류 측정부를 통해 상기 저항체의 전류값을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 불량 모드 신호가 감지되는 경우, 제어부에서 스위치부의 동작상태를 온 상태로 제어하는 단계는 상기 과전류 퓨즈가 기 용단된 경우, 상기 제어부에서 상기 스위치부의 동작상태를 온 상태로 제어하지 않는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템 및 방법은 시그널 퓨즈의 용단 기제를 과전류 퓨즈의 녹는 부위와 일체화하는 설계를 함으로써, 회로 설계시 퓨즈를 위한 설계 공간을 축소시킴에 따라서 여분의 공간을 더 창출할 수 있고, 전체 회로 설계 비용을 절감할 수 있으며, 회로상의 저항이 낮아짐에 따라서 배터리의 효율을 증가 시킬 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 종래의 과전류 퓨즈 및 시그널 퓨즈가 직렬 연결된 회로(1)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템(100)의 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템(100)의 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템(100)을 통한 퓨즈 제어 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 종래의 과전류 퓨즈 및 시그널 퓨즈가 직렬 연결된 회로(1)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 살펴보면, 종래의 과전류 퓨즈 및 시그널 퓨즈가 직렬 연결된 회로(1)는 과전류 퓨즈(1a) 및 시그널 퓨즈(1b)가 서로 직렬 연결되어 있으며, 이때 시그널 퓨즈(1b)는 스위치부(1c) 및 제어부(1d)와 연결된다.
보다 구체적으로, 과전류 퓨즈 및 시그널 퓨즈가 직렬 연결된 회로(1)는 회로상에 허용된 임계값을 초과하는 전류 발생시 용단되는 과전류 퓨즈(1a)와 그 외에 회로상에 허용된 임계값을 초과하는 조건 충족 시(과전압, 고온, 저온등) 용단되는 시그널 퓨즈(1b)를 직렬로 배치하게 되는데, 직렬식 소자 배치는 PCB 상에서 많은 실장 공간을 차지함에 따라 설계 비용 측면에서 낮은 효율을 가지게 되며, 회로 저항이 증가함에 따라 배터리 효율에 악영향을 미치게 되는 문제점을 가진다.
여기에서, 시그널 퓨즈(1b)라 함은, 다양한 목적의 회로 보호를 위해서 외부의 신호를 수신해 자체적으로 열을 발생하는 방식으로 퓨즈를 용단 시킬 수 있는 퓨즈를 의미할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템(100)의 형태를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 도 3에 도시된 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템(100)의 회로도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템(100)은 크게 과전류 퓨즈(101), 발열부(102), 스위치부(103), 제어부(104)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 추가적으로 일 실시예에서 온도 측정부(105), 전압 측정부(106) 및 전류 측정부(107)를 더 포함할 수 있다.
이때, 제어부(104)는 온도 측정부(105), 전압 측정부(106), 전류 측정부(107)와 연결될 수 있으며, 온도 측정부(105)와 전압 측정부(106)는 회로 상에 마련되는 전원부(10)와 연결될 수 있고, 전류 측정부(107)는 회로 상에 마련되는 저항체(20)와 연결될 수 있다.
먼저 과전류 퓨즈(101)는 회로 상에 마련된 전원부(10)의 양(+)극과 연결되며, 회로에 허용된 전류값을 초과하는 과전류가 도통될 경우, 자체적으로 용단됨으로써 회로에 실장된 각종 소자(미도시)를 보호하는 역할을 할 수 있다.
한편, 과전류 퓨즈(101)는 후술되는 발열부(102)로부터 전달되는 열에 의해 녹아 끊어질 수 도 있는데, 이는 후술하기로 한다.
이때, 과전류 퓨즈(101)는 후술되는 보호 캡슐(200)의 내부에 포함되어 있고, 보호 캡슐(200)은 과전류 퓨즈(101)가 용단 되는 과정에서 양단의 전압 차에 의해 많은 에너지차가 발생하거나, 순간적으로 많은 전류가 발생하는 경우 일어나는 폭발에 의한 회로 손실 차단이 가능한 모래 등의 충전재로 채워져 있는 소자이다.
다음으로, 발열부(102)는 과전류 퓨즈(101)와 인접하게 위치해 있으며, 스위치부(103)로부터 전류가 인가됨에 따라, 열을 발생시키게 된다. 이때 발열부(102)와 과전류 퓨즈(101)는 열전도성 도체(예컨대, 구리 등)를 통해 연결됨에 따라 발열부(102)의 가열에 의해 발생되는 열이 상기 열전도성 도체를 통해 과전류 퓨즈(101)에 전달되게 된다.
다음으로, 스위치부(103)는 후술되는 제어부(104)의 제어 동작에 의해 상술한 발열부(102)로 전류를 도통시키거나 또는 발열부(102)로 전류를 도통시키지 않게 된다.
다음으로, 제어부(104)는 불량 모드 신호의 발생에 따른 불량 모드 신호 감지 여부에 기초하여 상술한 스위치부(103)의 동작상태를 천이시키는 역할을 한다.
여기에서, 제어부(104)는 불량 모드 신호가 감지되는 경우, 스위치부(103)의 동작상태를 온(ON) 상태로 제어하고 불량 모드 신호가 감지되지 않는 경우 스위치부(103)의 동작상태를 오프(OFF) 상태로 제어할 수 있다.
또한, 불량 모드 신호라 함은, 후술되는 온도 측정부(105), 전압 측정부(106) 및 전류 측정부(107) 중 하나 이상에서 회로상에 허용된 임계값(전압, 전류, 온도에 대한)을 초과하는 값을 측정한 경우 상술한 제어부(104)로부터 발생되는 신호를 의미할 수 있다.
또한, 불량 모드 신호라 함은, 수동으로 과전류 퓨즈(101)를 용단 시켜야 하는 경우 제어부(104)에서 자체적으로 생성되는 신호를 의미할 수 있다.
또한, 불량 모드 신호는 상기 전압 측정부를 통해 측정된 측정값이 임계전압값을 초과하는 경우 상기 제어부에서 발생되는 제1 불량 모드 신호; 상기 전류 측정부를 통해 측정된 측정값이 임계전류값을 초과하는 경우 상기 제어부에서 발생되는 제2 불량 모드 신호; 상기 온도 측정부를 통해 측정된 측정값이 임계온도를 초과하는 경우 상기 제어부에서 발생되는 제3 불량 모드 신호; 및 상기 제1 내지 제3 불량 모드 신호 발생 상황 외에 상기 과전류 퓨즈를 수동으로 용단시켜야 할 경우 상기 제어부로부터 자체적으로 발생되는 제4 불량 모드 신호; 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
여기에서, 제1 불량 모드 신호라 함은, 일종의 과전압 감지 신호를 의미할 수 있는데, 이는 전압 측정부(106)가 상술한 전원부(10)로부터 임계전압값을 초과하는 전압값을 측정하고 측정한 전압값을 제어부(104)로 제공했을 때, 제공받은 값을 토대로 제어부(104)에서 발생되는 신호를 의미할 수 있다.
또한, 제2 불량 모드 신호라 함은, 일종의 과전류 감지 신호를 의미할 수 있는데, 이는 전류 측정부(107)가 상술한 저항체(20)로부터 임계전류값을 초과하는 전류값을 측정하고 측정한 전류값을 제어부(104)로 제공했을 때, 제공받은 값을 토대로 제어부(104)에서 발생되는 신호를 의미할 수 있다.
또한, 제3 불량 모드 신호라 함은, 일종의 과온도 감지 신호를 의미할 수 있는데, 이는 온도 측정부(105)가 상술한 전원부(10)로부터 임계온도값을 초과하는 온도값을 측정하고 측정한 온도값을 제어부(104)로 제공했을 때, 제공받은 값을 토대로 제어부(104)에서 발생되는 신호를 의미할 수 있다.
한편, 제4 불량 모드 신호라 함은, 상기 제1 내지 제3 불량 모드 신호 발생 상황 외에 과전류 퓨즈(101)를 수동으로 용단시켜야 할 경우, 제어부(104)가 상기 온도 측정부(105), 전압 측정부(106) 및 전류 측정부(107)로부터 측정값을 제공받아, 제공받은 측정값을 토대로 발생시키는 신호가 아닌, 상기 제어부(104)가 상기 스위치부 상태를 오프에서 온으로 천이시키기 위해 자체적으로 발생시키는 신호를 의미할 수 있다.
다시 설명하면, 제어부(104)는 제1 불량 모드 신호 내지 제4 불량 모드 신호 중 어느 하나 이상이 감지되는 경우, 스위치부(103)의 동작상태를 온(ON) 상태로 제어하고 불량 모드 신호가 감지되지 않는 경우 스위치부(103)의 동작상태를 오프(OFF) 상태로 제어할 수 있다.
다음으로, 온도 측정부(105)는 전원부(10)의 온도값을 측정한 후, 이를 제어부(104)에 제공하는 역할을 한다.
이러한 온도 측정부(105)는 전원부(10)와 인접하게 위치되며, 인접한 전원부(10)의 발열 상태에 따른 온도를 감지하는 온도 센서일 수 있다.
전압 측정부(106)는 전원부(10)의 전압값을 측정한 후, 이를 제어부(104)에 제공하는 역할을 한다.
전류 측정부(107)는 저항체(20)에 도통되는 전류값을 측정한 후, 이를 제어부(104)에 제공하는 역할을 한다. 온도 측정부(105), 전압 측정부(106) 및 전류 측정부(107)로부터 제공된 전류값을 토대로, 제어부(104)에서는 스위치부(103)의 개폐 상태를 결정하여 그에 따라 스위치부(103)를 제어할 수 있다.
다음으로는, 도 5를 통해 이러한 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템(100)을 통해 퓨즈를 제어하는 과정을 살펴보기로 한다.
도 5는 도 3에 도시된 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템(100)을 통한 퓨즈 제어 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 살펴보면, 먼저 과전류 퓨즈의 용단 기제는 제어부로부터 기인한 용단의 경우와 제어부가 상술한 불량 모드 신호를 감지하지 않았을 때(예컨대, 회로상에 허용된 임계전류값 이상의 전류가 회로에 흐르는 경우)의 경우로 나눌 수 있다.
제어부로부터 기인한 용단의 경우를 먼저 살펴보면, 전원부로부터 임계값 이상의 온도가 측정되거나, 임계값 이상의 전압값이 측정되거나, 저항체로부터 임계값 이상의 전류값이 측정되어 제어부에서 불량 모드 신호가 발생되는 경우 또는 제어부에서 불량 모드 신호가 자체적으로 발생되는 경우에 따라, 제어부는 불량 모드 신호를 감지하고(S501), 제어부는 스위치부의 동작상태를 온 상태로 제어한다 (S502).
다음으로, 스위치부가 온 상태로 천이됨에 따라 발열부에 전류가 인가되면서 발열이 시작되고(S503), 발생된 열에 의하여 과전류 퓨즈는 용단 된다(S504).
한편, 제어부에 불량 모드 신호가 감지되지 않았을 경우를 전제로 하여 회로상에 허용된 임계전류값 이상의 전류가 흐름에 따라(S501'), 과전류 퓨즈는 자체적으로 용단 된다(S504).
또한, 과전류 퓨즈가 결과적으로 용단됨에 따라 제어부는 더 이상 스위치부에 전류를 도통시키지 않는다(S505).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 과전류 퓨즈 및 시그널 퓨즈가 직렬 연결된 회로
1a: 과전류 퓨즈
1b: 시그널 퓨즈
1c: 스위치부
1d: 제어부
10: 전원부
20: 저항체
100: 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템
101: 과전류 퓨즈
102: 발열부
103: 스위치부
104: 제어부
105: 온도 측정부
106: 전압 측정부
107: 전류 측정부
200: 보호 캡슐

Claims (9)

  1. 회로 상에 도통되는 전류값이 임계값 이상일 경우 용단되는 과전류 퓨즈;
    상기 과전류 퓨즈와 인접하게 위치되며, 발열에 의해 상기 과전류 퓨즈를 용단 시키는 발열부;
    상기 발열부로 인가되는 전류의 도통상태를 변경하는 스위치부; 및
    불량 모드 신호가 발생되는 경우, 상기 불량 모드 신호를 감지하고 상기 스위치부의 동작상태를 온(ON) 상태로 제어하는 제어부;를 포함하며,
    상기 과전류 퓨즈, 발열부, 스위치부, 및 제어부는 하나로 모듈화 된 것을 특징으로 하는, 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회로에 마련된 전원부의 온도를 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 온도 측정부;
    상기 회로에 마련된 상기 전원부의 전압을 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 전압 측정부; 및
    상기 회로에 흐르고 있는 전류를 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 전류 측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 불량 모드 신호는,
    상기 전압 측정부를 통해 측정된 측정값이 임계전압값을 초과하는 경우 상기 제어부에서 발생되는 제1 불량 모드 신호;
    상기 전류 측정부를 통해 측정된 측정값이 임계전류값을 초과하는 경우 상기 제어부에서 발생되는 제2 불량 모드 신호;
    상기 온도 측정부를 통해 측정된 측정값이 임계온도를 초과하는 경우 상기 제어부에서 발생되는 제3 불량 모드 신호; 및
    상기 제1 내지 제3 불량 모드 신호 발생 상황 외에 상기 과전류 퓨즈를 수동으로 용단시켜야 할 경우 상기 제어부로부터 자체적으로 발생되는 제4 불량 모드 신호; 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 전류 측정부는,
    상기 회로에 마련된 저항체와 전기적으로 연결되어, 상기 저항체의 전류값을 측정하는 것을 특징으로 하는, 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 과전류 퓨즈가 기 용단된 경우, 상기 제어부는 상기 스위치부의 동작상태를 온 상태로 제어하지 않는 것을 특징으로 하는, 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 시스템.
  6. 불량 모드 신호가 발생되는 경우, 제어부에서 상기 불량 모드 신호를 감지하고 스위치부의 동작상태를 온(ON) 상태로 제어하는 단계;
    상기 제어부에 의해 상기 스위치부의 동작상태가 온 상태가 됨에 따라, 발열부에 전류가 인가되는 단계; 및
    회로 상에 도통되는 전류값이 임계값 이상일 경우 용단되는 과전류 퓨즈와 인접하게 위치된 상기 발열부의 발열에 의해 상기 과전류 퓨즈가 용단되는 단계;를 포함하며,
    상기 과전류 퓨즈, 발열부, 스위치부, 및 제어부는 하나로 모듈화 된 것을 특징으로 하는, 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    온도 측정부를 통해 상기 회로에 마련된 전원부의 온도를 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 단계;
    전압 측정부를 통해 상기 회로에 마련된 상기 전원부의 전압을 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 단계; 및
    전류 측정부를 통해 상기 회로에 흐르고 있는 전류를 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전류 측정부를 통해 상기 회로에 흐르고 있는 전류를 측정한 후, 측정값을 상기 제어부로 전달하는 단계는,
    상기 회로에 마련된 저항체와 전기적으로 연결된 상기 전류 측정부를 통해 상기 저항체의 전류값을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 불량 모드 신호가 감지되는 경우, 제어부에서 스위치부의 동작상태를 온 상태로 제어하는 단계는,
    상기 과전류 퓨즈가 기 용단된 경우, 상기 제어부에서 상기 스위치부의 동작상태를 온 상태로 제어하지 않는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 불량 모드 감지를 통한 퓨즈 제어 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102554492B1 (ko) * 2018-02-07 2023-07-11 르노 에스.아.에스. 사전에 정의된 온도 임계값을 초과하는 경우를 검출하는 방법 및 장치
US11177266B2 (en) 2019-08-26 2021-11-16 Micron Technology, Inc. Array of capacitors, an array of memory cells, a method of forming an array of capacitors, and a method of forming an array of memory cells
JP7377860B2 (ja) * 2020-06-17 2023-11-10 東莞新能安科技有限公司 電池保護回路、電池管理システム、電池装置及びその制御方法
CN118533906A (zh) * 2024-04-12 2024-08-23 国网山西省电力公司晋城供电公司 耐张线夹缺陷分析预警方法
CN119203890B (zh) * 2024-10-11 2026-01-30 之江实验室 熔断器模拟系统
CN120195193B (zh) * 2025-05-27 2025-08-01 旭程电子(深圳)有限公司 一种高度集成的微型智能熔断器模块及其制备工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040086885A (ko) * 2003-03-22 2004-10-13 스마트전자 주식회사 퓨즈장치 및 그 제조방법
JP2006109596A (ja) * 2004-10-04 2006-04-20 Sony Chem Corp 保護回路
KR20080082869A (ko) * 2007-03-09 2008-09-12 주식회사 엘지화학 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법
KR101514956B1 (ko) * 2013-12-09 2015-04-24 (주)엠에스테크비젼 과열 및 과전류 차단을 위한 복합퓨즈
KR20170116472A (ko) 2016-04-11 2017-10-19 주식회사 엘지화학 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6044938A (ja) * 1984-04-27 1985-03-11 ベルンハルト・テイ−ネル 筒形ヒユ−ズ
US4638283A (en) 1985-11-19 1987-01-20 General Electric Company Exothermically assisted electric fuse
CN1032088A (zh) * 1987-09-18 1989-03-29 东部电气株式会社 保护器
CN2130271Y (zh) * 1992-07-31 1993-04-21 许顺峰 温控保护器
JPH07274378A (ja) 1994-03-31 1995-10-20 Nissan Motor Co Ltd 車両用電源制御装置
DE19735546A1 (de) * 1997-08-16 1999-02-18 Daimler Benz Ag Sicherungselement für elektrische Anlagen
KR100312154B1 (ko) 1999-12-20 2001-11-03 류정열 자동차용 능동형 퓨우즈
JP2003217416A (ja) 2002-01-25 2003-07-31 Nec Schott Components Corp 温度ヒュ−ズおよびこれを装着した保護装置
JP2004088857A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Tohoku Ricoh Co Ltd 入力過電圧保護回路およびそれを備えた電気装置
JP2005160169A (ja) * 2003-11-21 2005-06-16 Texas Instr Japan Ltd バッテリ保護回路
JP5075372B2 (ja) 2006-07-25 2012-11-21 パナソニック株式会社 電池パック
JP2008113505A (ja) * 2006-10-30 2008-05-15 Edison Power:Kk バッテリーの温度管理システム
JP2010040282A (ja) * 2008-08-04 2010-02-18 Nec Schott Components Corp 抵抗内蔵型温度ヒューズ
KR100933372B1 (ko) * 2008-09-01 2009-12-22 길종진 온열기의 제어정류소자 고장시 전원퓨즈 단선장치
WO2011013384A1 (ja) * 2009-07-31 2011-02-03 パナソニック株式会社 保護回路、電池パック、及び充電システム
JP6249600B2 (ja) 2012-03-29 2017-12-20 デクセリアルズ株式会社 保護素子
KR101388354B1 (ko) 2012-11-26 2014-04-24 스마트전자 주식회사 비정상상태의 전류 및 전압을 차단하는 복합보호소자
TWI484710B (zh) * 2013-03-19 2015-05-11 Delta Electronics Inc 電子保險絲裝置及其操作方法
JP6501457B2 (ja) 2014-06-03 2019-04-17 デクセリアルズ株式会社 ヒューズ回路、ヒューズ調整回路、ヒューズ調整方法、プログラム及び記録媒体
KR101547439B1 (ko) 2015-01-29 2015-08-26 스마트전자 주식회사 복합보호소자
CN104935024B (zh) * 2015-03-06 2017-03-29 广东欧珀移动通信有限公司 充电电池组件和终端设备
EP3361589B1 (en) 2015-11-25 2019-10-16 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Protection circuit and battery pack of lithium-ion secondary battery
US11384354B2 (en) 2015-12-21 2022-07-12 Zumutor Biologics Inc. Method of generating an antibody naïve library, said library and application(s) thereof
TWI597754B (zh) * 2016-05-20 2017-09-01 聚鼎科技股份有限公司 保護元件及其電路保護裝置
JP6645401B2 (ja) 2016-11-04 2020-02-14 トヨタ自動車株式会社 保護装置
KR102312488B1 (ko) 2017-04-17 2021-10-13 주식회사 엘지에너지솔루션 일체화 된 능동 퓨즈 모듈 및 이를 통한 과전압 방지 방법
US11282666B2 (en) * 2018-05-23 2022-03-22 Eaton Intelligent Power Limited Circuit protection system with induction heating trigger and methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040086885A (ko) * 2003-03-22 2004-10-13 스마트전자 주식회사 퓨즈장치 및 그 제조방법
JP2006109596A (ja) * 2004-10-04 2006-04-20 Sony Chem Corp 保護回路
KR20080082869A (ko) * 2007-03-09 2008-09-12 주식회사 엘지화학 2차전지 보호회로 및 그의 제어방법
KR101514956B1 (ko) * 2013-12-09 2015-04-24 (주)엠에스테크비젼 과열 및 과전류 차단을 위한 복합퓨즈
KR20170116472A (ko) 2016-04-11 2017-10-19 주식회사 엘지화학 검전기 및 시그널 퓨즈를 이용한 모스펫 릴레이 보호 장치 및 보호 방법

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