KR920008407B1 - 마이콤을 이용한 급속 충전 회로 및 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

마이콤을 이용한 급속 충전 회로 및 방법

제1도는 본 발명의 회로도.

제2도는 본 발명의 타이밍 챠트.

제3도는 도면의 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 마이콤 10 : SMPS부

15, 20 : 구동부 Q₁-Q₄: 트랜지스터

D₁-D₁₃: 다이오드 P₁, P₂: 충전단자

본 발명은 충전식 밧데리를 급속으로 충전시키는 급속충전기에 있어서, 마이콤을 이용하여 급속 충전기를 콘트롤함과 동시에 충전 전압을 검출하여 충전기의 동작을 차단시키도록 하는 마이콤을 이용한 금속 충전회로 및 방법에 관한 것이다.

이 같은 본 발명은 충전이 진행됨에 따라 충전전압이 서서히 증가하고 완충전후에는 충전 전압이 떨어진 일정전압차(-△V)를 나타내는 충전식 밧데리에 특히 적용 가능한 것이다.

통상 포터블(Portable)가전제품에 사용되는 밧데리는 충전식 밧데리를 사용하고 이러한 충전 밧데리는 보통 급속 충전기를 이용하여 급속 충전을 시키게 되므로 충전시 많은 전류를 흘러 주어야하고 또한 장시간 충전한 경우 과전류에 의한 화재 및 파손등의 위험이 발생하게 되므로 급속 충전기에서의 완충전 상태를 파악하여 충전기의 충전 동작을 ＂오프＂시켜 주어야만 하였다.

이를 종래에는 하드웨어적인 구성에 의하여 충전완료 판단, 충전 시작 시간 지연, 충전 전압 다운 특성(-△V), 충전 밧데리의 삽입 여부등을 판단하였으므로 회로 구성의 복잡화와 또한 하드웨어적인 회로 시정수의 오차에 의하여 높은 신뢰도를 기대할 수 없는 것이었다.

본 발명은 이와같은 점을 감안하여 마이콤의 소프트 웨어적으로 종래와 같은 기능을 보다 신속하고 정확하게 수행시킬 수 있도록 한것으로써 급속 충전기의 주변회로 간소화와 고신뢰도 및 가격저하를 달성시킬수 있는 것이다. 이와 같은 본 발명을 첨부 도면에 의하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

마이콤(5)은 밧데리 충전을 선택하는 스위치(SW₁)(SW₂)가 연결되고 상기 스위치(SW₁)(SW₂)의 선택에 따른 충전 동작 상태를 표시해 주는 발광다이오드(LED₁) (LED₂)가 연결되며 기본적인 발진기(X₁)가 연결된다. 그리고 마이콤(5)에서는 충전 밧데리의 구동을 콘트롤하는 콘트롤신호(CTL₁)(

)(CTL₂)(

를 출력시키게 되고 충전 밧데리의 충전 전압 상태를 감지하는 A/D포트가 설치 구성된다. 따라서 마이콤(5)에서는 스위치(SW₁)(SW₂)의 접속 상태를 판단하여 충전 콘트롤신호(CTL₁) (

)(CTL₂)(

의 출력을 제어하고 발광다이오드(LED₁)(LED₂)로 선택된 상태를 표시하며 A/D포트에서 충전 전압 상태를 감지하게 된다.

이때 스위치(SW₁)(SW₂)는 통상의 급속 충전기에서 사용하는 구성과 같이 충전단자(P₁)(P₂)에 충전 밧데리가 삽입되면 이와 연동하여 ＂온＂되는 스위치이다. 그리고 마이콤(5)에서는 체크 신호(CHK₁)(CHK₂)를 SMPS부(10)에 인가시키고 마이콤(5)의 체크신호와 콘트롤신호가 인가되는 SMPS부(10)에서는 충전 전압을 출력시켜 구동부(15)(20)를 통하여 충전단자(P₁)(P₂)의 충전 밧데리에 인가되게 구성한다.

이때 마이콤(5)의 콘트롤신호(CTL₁)(

)(CTL₂)(

는 다이오드(D₅-D₁₀)를 통하여 SMPS부(10)에 인가됨과 동시에 구동부(15)(20)의 트랜지스터(Q₃) (Q₄)의 베이스에 인가되게 구성하고 트랜지스터(Q₃)(Q₄)는 트랜지스터(Q₁)(Q₂)가 동시 구동되게 구성하여 SMPS부(10)의 출력 전압이 구동부(15)(20)의 트랜지스터 (Q₁)(Q₂)또는 이와 병렬로 연결된 저항(R₈)(R₁₁)을 통하여 충전단자(P₁)(P₂)에 인가되게 구성한다.

이와 같은 구성의 본 발명에 마이콤(5)은 스위치(SW₁)(SW₂)의 입력을 체크하여 어느쪽 충전밧데리가 먼저 충전되는가를 판단하여 먼저 ＂온＂된 스위치에 해당하는 밧데리를 먼저 급속 충전시키고 이어서 또 다른 밧데리도 급속 충전시키는 것으로 급속 충전시 충전 전압 다운 특성(-△V)과 초기 일정기간 지연 및 최대 충전 시간 경과와 충전 밧데리의 고정여부를 판단하게 된다.

이때 충전 밧데리에 충전되는 충전 전압은 초기 일정시간 동안 안정되게 충전되기 못하고 맥류 현상을 일으킨 후 안정적으로 전압이 증가되어지며 완충전 후에는 충전 전압이 떨어지게 되는 특성이 있으며 본 발명에서는 최대 충전 전압에서 일정 전압 이상 떨어지는 충전 전압 다운 특성(-△V)을 이용하여 충전 완료 동작을 검출하는 것이다.

이하 본 발명에서 플로우챠트를 이용하여 마이콤의 동작 상태를 상세히 살펴본다.

먼저 키 스캔들 행하여 스위치(SW₁)(SW₂)가 ＂온＂되었는가 (충전단자(P₁)(P₂)에 충전 밧데리가 삽입되었는가)를 판단하여 키 입력을 결정한후 스위치(SW₁)가 ＂온＂되어 인가되는 입력이면 충전단자(P₁)의 충전 밧데리가 삽입되고 스위치(SW₂)가 ＂온＂되어 인가되는 입력이면 충전단자(P₂)의 충전 밧데리가 삽입된 것으로 판단하여 충전 동작을 수행하게 한다.

그리고 충전단자(P₁)(P₂)를 통하여 충전 단자 중일 경우로 판단되면 스타트 지연 시간을 체크하고 또한 최대 충전 전압에서 충전 전압 다운 특성(-△V)만큼의 전압이 다운되었는가를 체크하며 최대 충전 시간 경과와 충전전압이 계속 일정전압을 유지하는가를 체크한다.

최대 충전시간 경과와 충전 전압이 계속 일정전압을 유지하는가를 체크한다. 즉, 충전 동작 중일때에는 상기와 같은 조건을 체크하여 정상적인 충전이 이루어지게 하는 것으로 스타트 지연 시간을 체크하는 이유는 충전 시작 시점부터 일정시간 동안은 충전전압이 안정되지 못하여 이기간 동안에 충전 전압 동안은 충전 전압이 안정되지 못하여 이기간 동안에 충전 전압 다운 특성(-△V)을 검지하게 되는 우려가 있기 때문에 충전 스타트 후 일정시간 동안은 충전전압 다운 특성(-△V)을 체크하지 않도록 하는 것이다.

그리고 스타트 지연 시간을 체크하면 충전 최대 전압에서 충전 전압 다운 특성(-△V)만큼 다운되었는가를 체크하게 되며 충전 전압 다운 특성(-△V)을 체크하는 이유는 (-△V)의 전압이 체크되면 충전 밧데리에 완충전이 되었음을 의미하여 급속 충전 동작을 정지시키기 위함이다.

또한 충전시간이 최대 충전 가능 시간이 경과하였는가와 일정전압이 계속 유지되는가를 판단하는 이유는 최대 충전 가능 시간이 경과할때까지 완충전이 되지 않게 되면 회로의 이상 및 충전 밧데리의 이상이 발생한 경우이므로 이때에는 충전동작을 ＂오프＂시켜 주며 충전 밧데리의 특성상 충전이 진행될수록 충전전압이 상승하고 완충전 이후에는 전압이 떨어지는 특성을 나타내게 되므로 일정전압이 계속 유지하게되면 충전 밧데리의 이상으로 판단하여 충전 동작을 ＂오프＂시킨다.

이와같이 마이콤에서는 스위치(SW₁)(SW₂)의 입력을 체크하여 급속 충전을 행하게 하되 스타트 지연시간을 체크하고 충전 전압 다운 특성(-△V)을 체크하며 최대 충전시간 경과와 일정 전압이 계속 유지되는가를 판단해 가며 완벽한 완전 동작이 이루어지도록 한다. 그리고 완충전이 되면 스위치(SW₁)(SW₂)의 ＂오프＂상태를 판단하여 급속 충전을 ＂오프＂시켜 동작을 끝내는 것으로 완충전 이후에는 충전단자(P₁)(P₂)의 충전 밧데리를 빼냄과 동시에 스위치(SW₁)(SW₂)가 ＂오프＂되므로 이를 이용하여 충전 동작을 완료시키는 것이다.

이와같은 동작을 행하는 마이콤(5)에 의하여 콘트롤되어지는 본 발명의 하드웨어적인 동작 상태를 타이밍 챠트에 의거 설명한다. 이때 제2도의 타이밍 챠트에서 a도부분은 스위치(SW₁)(SW₂)가 모두 ＂온＂되었을 경우의 타이밍 챠트이고 b도부분은 스위치(SW₁)만 ＂온＂되었을 경우의 타이밍 챠트이다. 먼저 스위치(SW₁)(SW₂)가 모두 ＂온＂되었으나 스위치(SW₁)가 먼저＂온＂되었을 경우에는 제2a도에서와 같이 시간적인 차이를 두고 마이콤(5)에 감지 신호가 인가되고 마이콤(5)에서는 이를 판단하여 콘트롤 신호(CTL₁)(

)(CTL₂)(

의 출력을 제어한다.

즉, 스위치 (SW₁)의 ＂온＂과 함께 콘트롤 신호(CTL₁)를 제2a도와같이 하이레벨로 출력시켜 다이오드(D5)를 통한후 구동부(15)의 트랜지스터(Q₃)를 ＂턴온＂시켜 트랜지스터(Q₁)를 ＂턴온＂시킴으로써 SMPS부(10)의 전원이 트랜지스터(Q₁)와 다이오드 (D₁)를 통하여 충전단자(P₁)의 충전밧데리에 충전되어 지게된다. 이때 SMPS부(10)에는 마이콤(5)에서의 제2a도에서와 같은 체크신호(CHK₁)와 콘트롤신호(

가 인가되게 되므로 SMPS부(10)에서는 구동부(15)로 충전전압을 출력시키게 되는 것이다.

이같이 구동부(15)의 트랜지스터(Q₁)를 통하여 충전단자(P₁)의 충전 밧데리에 충전이 진행되고 있는 중에는 충전 밧데리의 충전전압이 다이오드(D₃)를 통하여 마이콤(5)의 A/D포트에 인가되므로 마이콤(5)에서 A/D포트의 입력 전압을 체크하여 충전 전압 다룬 특성(-△V)이 발생하는가를 체크한후 (-△V)가 감지되지 않으면 계속 충전 동작이 진행되게 하고(-△V)가 감지되면 충전 동작을＂오프＂시키게 된다. 그리고 마이콤(5)에서는 A/D포트에서 충전 전압 다운 특성(-△V)이 감지되면 콘트롤신호(CTL₁)를 제2a도에서와 같이 로우레벨로 출력시켜 충전 단자(P₁)에 연결된 충전 밧데리의 충전동작을 중지시킴과 동시에 제2a도에서와 같이 콘트롤신호 (CTL₃)를 하이레벨로 출력시켜 주어 다이오드(D₆)를 통한후 구동부(20)의 트랜지스터(Q₄)를 ＂턴온＂시켜 트랜지스터(Q₂)가 ＂턴온＂되게 하므로써 이때부터는 SMPS부 (10)의 출력전압이 구동부(20)의 트랜지스터(Q₂)를 통하여 충전단자(P₂)에 연결된 충전 밧데리에 급속 충전되게 한다.

이같이 충전 단자(P₂)에 연결된 충전 밧데리의 충전 동작이 진행되는 중에는 마이콤(5)의 체크 신호(CHK₂)가 제2a도에서와 같이 하이레벨로 다이오드(D₁₂)를 통하여 SMPS부(10)에 인가되고 또한 A/D포트에서는 충전 단자(P₂)에 연결된 충전 밧데리의 충전 전압을 다이오드(D₄)를 통하여 감지하게 된다.

이때 마이콤(5)의 A/D포트에 충전전압 다운 특성(-△V)이 나타나지 않으면 계속 충전이 이루어지게 하고 충전 전압다운 특성(-△V)이 나타나면 이때에는 완충전 상태이므로 콘트롤신호(CTL₂)를 로우레벨로 출력시켜 동작을 중지시키게 된다.

이같이 충전단자(P₂)의 충전동작을 차단시킴과 동시에 마이콤(5)에서는 제2a도에서와 같이 콘트롤신호(

)를 일정시간 하이레벨로 출력시켜 주어 다이오드 (D₈)(D₁₀)를 통하여 SMPS부(10)와 구동부(20)에 인가시킴으로써 충전단자(P₂)에 연결된 충전 밧데리에 약간의 충전이 더 이루어지도록 한다.

그 이유는 충전전압 다운 특성(-△V)이 나타난 상태에서 충전 밧데리는 실질적으로 완충전이 되지 못하기 때문에 충전 전압 다운 특성(-△V)이 나타난 후에 일정시간 동안 더 충전 밧데리에 충전되게 하므로써 완벽한 완충전이 이루어지도록 하여준다.

그리고 상기와 같이 스위치(SW₁)(SW₂)가 ＂온＂되지 않고 스위치(SW₁)만은 ＂온＂되었을 경우 (충전단자(P₁)에 충전 밧데리가 삽입된 경우)에는 마이콤(5)에서 이를 인식하여 제2b도에서와 같이하여 하이레벨의 콘트롤 신호(CTL₁) 및 체크신호(CHK₁)를 구동부(15)와 SMPS부(10)에 인가시킴으로써 SMPS부(10)의 출력 전압이 ＂턴온＂된 구동부(15)의 트랜지스터(Q₁)를 통하여 충전단자(P₁)에 연결된 충전 밧데리에 충전되게 한다.

이때에도 A/D포트에서 충전전압 다운 특성(-△V)을 감지하면 제2b도에서와 같이 콘트롤신호(CTL₁)와 체크 신호(CHK₁)를 차단시켜줌과 동시에 콘트롤신호 (

)를 일정기간 하이레벨로 출력시켜 구동부(15)를 구동시킴으로써 충전단자 (P₁)의 충전 밧데리에 완전한 충전이 미루어지게 하여준다.

이상에서와 같이 본 발명은 충전 밧데리의 급속 충전에 있어서 충전 스타트 지연시간과 충전 전압 다운 특성(-△V) 및 완충전 오버시간 등을 체크하여 충전 밧데리를 완충전시키는 회로 및 그 방법에 관한 것으로써 마이콤을 이용하여 급속 충전을 행하므로 회로의 간소화와 저가격화 및 고신뢰도를 달성시킬 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. SMPS부(10)에서 구동부(15)(20)를 통하여 충전단자(P₁)(P₂)의 충전 밧데리에 충전시키는 충전회로에 있어서, 상기 SMPS부(10)의 구동을 콘트롤하여 충전 밧데리의 충전 전압을 제어하는 마이콤(5)과, 충전 밧데리의 충전 전압을 상기 마이콤(5)에 궤환시켜 충전 전압 다운 특성(-△V)을 체크시키는 전압 궤환 수단과, 상기 마이콤(5)의 충전 전압 다운 특성(-△V)감지에 따라 구동부(15)(20)의 구동을 제어시키는 구동 출력 제어수단으로 구성된 마이콤을 이용한 급속 충전회로.
2. 충전 밧데리 삽입이 감지되면 SMPS부(10)와 제어부(15)(20)를 콘트롤하여 충전 동작을 행하고 충전 동작 중에 충전 스타트 지연시간과 충전 전압 다운 특성(-△V)을 체크하는 과정 및 최대 충전 시간 경과와 일정전압이 충전되었는가를 체크하는 과정을 수행한후 충전 전압 다운 특성(-△V)이 체크될 때 충전 밧데리의 충전 동작을 차단시키는 과정을 수행하는 마이콤을 이용한 급속 충전 방법.

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