KR100340874B1 - Charging control circuit of battery in automobile - Google Patents
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Abstract
개시된 엔진의 회전속도를 검출하는 속도 기준전압이 소정의 히스테리시스 값을 가지도록 하여 발전기가 최대 전압을 발전하면서 순간적으로 엔진의 회전속도가 설정 속도 이하로 낮아져도 부하 응답 특성회로가 동작하지 않고, 배터리 충전전압 검출부가 계속 동작하여 발전기의 발전전압을 제어한다.When the speed reference voltage for detecting the rotational speed of the engine is set to have a predetermined hysteresis value and the generator generates the maximum voltage, the load response characteristic circuit does not operate even if the rotational speed of the engine is temporarily lowered below the set speed. The charging voltage detector continues to operate to control the generator voltage of the generator.
배터리의 충전전압을 검출하는 배터리 충전전압 검출부; 검출한 배터리의 충전전압이 최저 기준전압 이상이거나 엔진의 회전속도가 설정속도 이상일 경우에 배터리 충전전압 검출부가 정상 동작되게 제어하는 인에이블 제어부; 배터리 충전전압 검출부와 선택적으로 동작하여 배터리 충전전압 검출부가 출력하는 배터리 검출전압부터 미리 설정된 비율로 증가 출력하는 부하 응답 특성회로; 톱니파를 발생하는 톱니파 발진기; 선택적으로 동작하는 배터리 충전전압 검출부 또는 부하 응답 특성회로의 출력신호와 상기 톱니파 발진기의 톱니파를 비교하여 발전기의 발전전압을 제어하는 발전기 구동부; 및 인에이블 제어부가 배터리의 충전전압이 최저 기준전압 이하임을 검출할 경우에 엔진의 회전속도를 검출하는 속도 기준전압을 강압하는 히스테리시스 회로를 구비한다.A battery charge voltage detector detecting a charge voltage of the battery; An enable controller configured to control the battery charge voltage detector to operate normally when the detected charge voltage of the battery is equal to or higher than the minimum reference voltage or the rotation speed of the engine is equal to or greater than the preset speed; A load response characteristic circuit selectively operating with the battery charge voltage detector to increase and output the battery charge voltage detected by the battery charge voltage detector at a predetermined ratio; Sawtooth oscillator for generating sawtooth waves; A generator driving unit configured to control the generation voltage of the generator by comparing the saw signal of the sawtooth oscillator with an output signal of a battery charging voltage detection unit or a load response characteristic circuit selectively operating; And a hysteresis circuit for stepping down the speed reference voltage for detecting the rotational speed of the engine when the enable controller detects that the charging voltage of the battery is lower than or equal to the minimum reference voltage.
Description
본 발명은 차량용 배터리의 충전전압 레벨에 따라 발전기의 회전자 코일로 흐르는 전류를 제어하여 배터리에 정격 충전전압이 충전되게 제어하는 차량용 배터리의 충전 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a charge control circuit of a vehicle battery that controls a current to be charged at the rated charging voltage to the battery by controlling the current flowing in the rotor coil of the generator according to the charge voltage level of the vehicle battery.
일반적으로 차량은 운전자의 운전 조작에 따라 도로를 주행하므로 외부에서 별도로 전원을 공급할 수 없다. 그러므로 차량에는 배터리를 장착하고, 그 배터리의 전원을 차량에 구비되어 있는 시동 모터, 전조등 및 와이퍼 등을 비롯한 각종 전기적인 부하에 동작 전원을 공급하고 있다. 상기 배터리는 차량에 구비된 전기적인 부하에 동작 전원을 공급하여 충전되어 있는 전원이 모두 방전되면, 더 이상 전원을 공급할 수 없다. 그러므로 차량에는 별도의 발전기를 구비하고, 엔진을 구동시킬 경우에 이 발전기를 함께 동작시켜 발전 및 배터리에 발전 전원을 충전시키고 있다.In general, since the vehicle travels on the road according to the driver's driving operation, the vehicle cannot be separately supplied with power. Therefore, a vehicle is equipped with a battery, and the battery is supplied with operating power to various electrical loads including a starter motor, a headlight, a wiper, and the like provided in the vehicle. The battery can no longer supply power when all of the charged power is discharged by supplying operating power to an electrical load provided in the vehicle. Therefore, the vehicle is provided with a separate generator, and when the engine is driven to operate the generator together to charge the power generation and the battery power generation.
상기 배터리는 소정의 전압이 과충전되거나 또는 과방전될 경우에 사용수명이 단축되므로 차량에는 충전 제어회로를 구비하고, 이 충전 제어회로가 배터리의 충전전압 레벨에 따라 발전기의 회전자 코일로 흐르는 전류를 제어하여 발전기의 발전 전압을 조절 및 배터리에 항상 적정한 레벨의 전압이 충전되게 한다.Since the battery life is shortened when a predetermined voltage is overcharged or overdischarged, the vehicle is provided with a charge control circuit, and the charge control circuit is configured to supply a current flowing to the rotor coil of the generator according to the charge voltage level of the battery. Controlling to regulate the generator voltage of the generator and to ensure that the battery is always charged with the proper level.
도 1은 종래의 충전 제어회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 차량에 구비된 배터리(도면에 도시되지 않았음)의 충전전압 레벨을 검출하는 배터리 충전전압 검출부(10)와, 상기 배터리의 충전전압이 최저 기준전압(LRDV) 이상이거나 엔진의 회전속도가 설정속도 이상일 경우에 인에이블 신호를 발생하여 상기 배터리 충전전압 검출부(10)가 정상 동작되게 제어하는 인에이블 제어부(12)와, 상기 인에이블 제어부(12)가 인에이블 신호를 출력하지 않을 경우에 동작하여 상기 배터리 충전전압 검출부(10)가 출력하는 배터리 검출전압부터 미리 설정된 비율로 증가 출력하는 부하 응답 특성회로(14)와, 발진하여 소정 주기의 톱니파를 발생하는 톱니파발진기(16)와, 상기 선택적으로 동작하는 배터리 충전전압 검출부(10) 또는 부하 응답 특성회로(14)의 출력신호와 상기 톱니파 발진기(16)의 톱니파를 비교하여 발전기의 발전전압을 제어하는 발전기 구동부(18)로 구성하였다.1 is a conventional charge control circuit diagram. As shown therein, the battery charge voltage detection unit 10 detects a charge voltage level of a battery (not shown) provided in a vehicle, and the charge voltage of the battery is equal to or greater than the lowest reference voltage LLRV or the engine. When the rotational speed is greater than or equal to the set speed, the enable control unit 12 generates an enable signal and controls the battery charging voltage detector 10 to operate normally. The enable control unit 12 does not output the enable signal. When not in operation, the load response characteristic circuit 14 increases and outputs at a predetermined rate from the battery detection voltage output by the battery charging voltage detection unit 10, and the sawtooth oscillator 16 oscillating to generate a sawtooth wave of a predetermined period. And a sawtooth wave of the sawtooth wave oscillator 16 and an output signal of the selectively operated battery charge voltage detector 10 or the load response characteristic circuit 14. It was composed of a driving generator 18 to control the power generation voltage of the generator over.
상기 인에이블 제어부(12)는, 엔진 회전속도 전압(RPMV) 및 속도 기준전압(VX)이 연산 증폭기(OP11)의 비반전 입력단자(＋) 및 반전 입력단자(－)에 각기 인가되게 접속되고, 최저 기준전압(LRDV) 및 배터리의 충전전압(B＋)이 연산 증폭기(OP12)의 비반전 입력단자(＋) 및 반전 입력단자(－)에 각기 인가되게 접속되며, 연산 증폭기(OP12)의 출력단자가 인버터(INV)를 통한 후 상기 연산 증폭기(OP11)의 출력단자와 함께 노아 게이트(NOR)의 입력단자에 각기 접속되어 노아 게이트(NOR)의 출력단자에서 인에이블 신호가 출력되게 구성된다.The enable control unit 12 is connected such that the engine rotational speed voltage RPM and the speed reference voltage VX are respectively applied to the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP11. , The lowest reference voltage (LRDV) and the charging voltage (B +) of the battery are connected to the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP12, respectively, and are connected to the output terminal of the operational amplifier OP12. The self-inverter INV is connected to the input terminal of the NOR gate NOR together with the output terminal of the operational amplifier OP11, and the enable signal is output from the output terminal of the NOR gate NOR.
상기 부하 응답 특성회로(14)는, 상기 인에이블 제어부(12)의 노아 게이트(NOR)의 출력단자가 트랜지스터(Q11)의 베이스에 접속되고, 트랜지스터(Q11)의 콜렉터에, 전류 미러로 연결되는 트랜지스터(Q12)(Q13)의 베이스 및 트랜지스터(Q12)의 콜렉터에 접속되어 트랜지스터(Q12)(Q13)의 에미터에 기준전압(Vref)이 인가되게 접속된다. 상기 트랜지스터(Q13)의 콜렉터는 저항(R11)을 통해 접지 저항(R12), 접지 콘덴서(C11), 트랜지스터(Q14)의 에미터 및 연산 증폭기(OP13)의 비반전 입력단자(＋)에 접속되어 연산 증폭기(OP13)의 출력단자가 다이오드(D11)(D12)를 통해 연산 증폭기(OP13)의 반전 입력단자(－)에 접속됨과 아울러 그 연산 증폭기(OP13)의 출력단자가 다이오드(D13)를 통해 상기 트랜지스터(Q14)의 베이스 및 상기 발전기 구동부(18)에 접속되며,트랜지스터(Q14)의 콜렉터에는 기준전압(Vref)이 인가되게 접속된다.The load response characteristic circuit 14 has a transistor in which an output terminal of the NOR gate NOR of the enable control unit 12 is connected to the base of the transistor Q11 and connected to a collector of the transistor Q11 by a current mirror. It is connected to the base of (Q12) (Q13) and the collector of transistor (Q12) so that the reference voltage (Vref) is applied to the emitters of transistors (Q12) (Q13). The collector of the transistor Q13 is connected to the ground resistor R12, the ground capacitor C11, the emitter of the transistor Q14 and the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP13 through a resistor R11. The output terminal of the operational amplifier OP13 is connected to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP13 through the diodes D11 and D12, and the output terminal of the operational amplifier OP13 is connected to the transistor through the diode D13. It is connected to the base of Q14 and the generator driver 18, and connected to the collector of transistor Q14 so that a reference voltage Vref is applied.
상기 발전기 구동부(18)는, 상기 배터리 충전전압 검출부(10) 및 상기 부하 응답 특성회로(14)의 출력단자가 비교기(CP)의 비반전 입력단자(＋)에 접속되고, 비교기(CP)의 반전 입력단자(－)에는 상기 톱니파 발진기(16)의 출력단자가 접속되어 비교기(CP)의 출력단자가 트랜지스터(Q15)의 베이스에 접속되며, 트랜지스터(Q15)의 콜렉터에는 배터리의 충전전압이 병렬 접속된 회전자 코일(L) 및 역방향 다이오드(D14)를 통해 인가되게 접속된다.The generator drive unit 18 has an output terminal of the battery charge voltage detection unit 10 and the load response characteristic circuit 14 connected to a non-inverting input terminal (+) of the comparator CP, and inverts the comparator CP. The output terminal of the sawtooth oscillator 16 is connected to the input terminal (−), the output terminal of the comparator CP is connected to the base of the transistor Q15, and the charge voltage of the battery is connected to the collector of the transistor Q15 in parallel. It is connected to be applied via the electromagnetic coil L and the reverse diode D14.
이와 같이 구성된 종래의 충전 제어회로는 배터리의 충전전압(B＋), 기준전압(Vref) 및 속도 기준전압(VX)이 인가된 상태에서 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도 이상으로 입력되는 엔진 회전속도 전압(RPMV)의 레벨이 속도 기준전압(VX)의 레벨 이상일 경우에 인에이블 제어부(12)의 연산 증폭기(OP11)가 고전위를 출력하고, 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도 이하로 입력되는 엔진 회전속도 전압(RPMV)의 레벨이 속도 기준전압(VX)의 레벨 이하일 경우에 인에이블 제어부(12)의 연산 증폭기(OP11)가 저전위를 출력하여 노아 게이트(NOR)의 입력단자에 인가된다.In the conventional charge control circuit configured as described above, the engine rotational speed at which the rotational speed of the engine is input at a predetermined speed or higher in a state where the charging voltage (B +), the reference voltage (Vref), and the speed reference voltage (VX) of the battery are applied. When the level of the voltage RPMV is equal to or higher than the level of the speed reference voltage VX, the operational amplifier OP11 of the enable control unit 12 outputs a high potential, and the rotational speed of the engine is input below a predetermined predetermined speed. When the level of the engine rotational speed voltage RPMV is equal to or lower than the level of the speed reference voltage VX, the operational amplifier OP11 of the enable control unit 12 outputs a low potential and is applied to the input terminal of the NOR gate NOR. .
그리고 배터리의 충전전압(B＋)의 레벨이 미리 설정된 최저 기준전압(LRDV)의 레벨 이상일 경우에 인에이블 제어부(12)의 연산 증폭기(OP12)가 저전위를 출력하게 되고, 배터리의 충전전압(B＋)의 레벨이 최저 기준전압(LRDV)의 레벨 이하일 경우에 인에이블 제어부(12)의 연산 증폭기(OP12)가 고전위를 출력하게 되며, 연산 증폭기(OP12)의 출력신호는 인버터(INV)를 통해 반전되어 노아 게이트(NOR)의 입력단자에 인가된다.When the level of the charge voltage B + of the battery is equal to or higher than the preset minimum reference voltage LRDV, the operational amplifier OP12 of the enable control unit 12 outputs a low potential, and the charge voltage B + of the battery is output. When the level of V is lower than or equal to the lowest reference voltage LRDV, the operational amplifier OP12 of the enable control unit 12 outputs a high potential, and the output signal of the operational amplifier OP12 is transmitted through the inverter INV. Inverted and applied to the input terminal of the NOR gate (NOR).
여기서, 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도 이상으로 입력되는 엔진 회전속도 전압(RPMV)의 레벨이 속도 기준전압(VX)의 레벨 보다 높아 연산 증폭기(OP11)가 고전위를 출력하거나 또는 배터리의 충전전압(B＋)의 레벨이 미리 설정된 최저 기준전압(LRDV)의 레벨보다 높아 연산 증폭기(OP12)가 저전위를 출력하고 인버터(INV)가 고전위를 출력할 경우에 노아 게이트(NOR)가 저전위를 출력하고, 출력한 저전위가 배터리 충전전압 검출부(10)에 인가되므로 배터리 충전전압 검출부(10)가 인에이블되어 정상으로 동작함과 아울러 노아 게이트(NOR)가 출력하는 저전위가 부하 응답 특성회로(14)의 트랜지스터(Q11)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q11)가 오프되고, 전류 미러가 구성된 트랜지스터(Q12)(Q13)가 모두 오프되어 부하 응답 특성회로(14)는 동작하지 않게 된다.Here, the operational amplifier OP11 outputs a high potential or the charge of the battery is higher because the level of the engine rotation speed voltage RPMV inputted above the predetermined speed is higher than the level of the speed reference voltage VX. When the level of the voltage B + is higher than the preset minimum reference voltage LLRV, the NOA gate NOR is low when the operational amplifier OP12 outputs a low potential and the inverter INV outputs a high potential. And the output low potential is applied to the battery charge voltage detector 10 so that the battery charge voltage detector 10 is enabled and operates normally, and the low potential output from the NOR gate NOR is a load response characteristic. Since the transistor Q11 is applied to the base of the transistor Q11 of the circuit 14, the transistor Q11 is turned off, and the transistors Q12 and Q13 in which the current mirrors are configured are turned off so that the load response characteristic circuit 14 does not operate.
이와 같은 상태에서 배터리 충전전압 검출부(10)는 배터리의 충전전압 레벨에 따른 소정의 배터리 충전 검출전압을 출력하여 발전기 구동부(16)의 비교기(CP)의 비반전 입력단자(＋)에 인가되고, 비교기(CP)의 반전 입력단자(－)에는 톱니파 발진기(16)에서 발진 출력되는 톱니파가 인가된다.In this state, the battery charge voltage detection unit 10 outputs a predetermined battery charge detection voltage according to the charge voltage level of the battery and is applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparator CP of the generator driver 16. A sawtooth wave oscillated by the sawtooth oscillator 16 is applied to the inverting input terminal (−) of the comparator CP.
그러면, 비교기(CP)는 배터리 충전전압 검출부(10)가 출력하는 배터리 충전 검출전압 및 톱니파 발진기(16)에서 출력되는 톱니파의 레벨을 비교하여 배터리 충전전압 검출부(10)가 출력하는 배터리 충전 검출전압의 레벨에 따라 폭이 가변되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 출력하게 되고, 출력한 PWM 신호는 트랜지스터(Q15)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q15)는 상기 PWM 신호에 따라 온 및 오프되면서 회전자 코일(L)로 소정 레벨의 전류가 흘러 발전기의 발전 전압이 조절 및 배터리에 정격 전압이 충전된다.Then, the comparator CP compares the battery charge detection voltage output from the battery charge voltage detector 10 and the level of the saw tooth wave output from the sawtooth oscillator 16 to output the battery charge detection voltage output from the battery charge voltage detector 10. Outputs a PWM (Pulse Width Modulation) signal whose width is variable according to the level of the output. Since the output PWM signal is applied to the base of the transistor Q15, the transistor Q15 is turned on and off according to the PWM signal and the rotor A predetermined level of current flows through the coil L to regulate the power generation voltage of the generator and charge the battery with a rated voltage.
이 때, 상기 배터리 충전전압 검출부(10)가 출력하는 배터리의 충전 검출전압은 부하 응답특성회로(14)의 트랜지스터(Q14)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q14)가 온되고, 기준전압(Vref)이 트랜지스터(Q14)를 통해 출력되어 콘덴서(C11)에 충전된다. 상기 콘덴서(C11)의 충전 전압은 저항(R12)을 통해 방전되면서 연산 증폭기(OP13)의 비반전 입력단자(＋)에 인가되고, 연산 증폭기(OP13)의 출력전압은 다이오드(D11)(D12)를 통해 소정 레벨 강압되어 연산 증폭기(OP13)의 반전 입력단자(－)에 궤환 입력되므로 연산 증폭기(OP13)의 출력전압 및 콘덴서(C11)의 충전전압은 상기 배터리 전압레벨 검출부(10)가 출력하는 배터리의 충전 검출전압의 레벨을 추종하여 가변된다.At this time, since the charge detection voltage of the battery output by the battery charge voltage detection unit 10 is applied to the base of the transistor Q14 of the load response characteristic circuit 14, the transistor Q14 is turned on and the reference voltage Vref. It is output through this transistor Q14 and is charged to the capacitor C11. The charging voltage of the capacitor C11 is applied to the non-inverting input terminal (+) of the operational amplifier OP13 while being discharged through the resistor R12, and the output voltage of the operational amplifier OP13 is diode D11 (D12). The voltage is reduced by a predetermined level and fed back into the inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP13, so that the output voltage of the operational amplifier OP13 and the charging voltage of the capacitor C11 are output by the battery voltage level detection unit 10. It is variable following the level of the charge detection voltage of the battery.
상기 콘덴서(C21)의 충전전압의 레벨은 다음의 수학식 1과 같다.The level of the charging voltage of the capacitor C21 is as shown in Equation 1 below.
여기서, V11은 콘덴서(C11)의 충전전압이고, V10은 배터리 전압레벨 검출부(10)의 출력전압이며, VBE14는 트랜지스터(Q14)의 베이스와 에미터 사이의 전압이다.Here, V11 is the charging voltage of the capacitor C11, V10 is the output voltage of the battery voltage level detector 10, and V BE14 is the voltage between the base and the emitter of the transistor Q14.
그리고 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도 이하로 입력되는 엔진 회전속도 전압(RPMV)의 레벨이 속도 기준전압(VX)의 레벨 보다 낮아 연산 증폭기(OP11)가저전위를 출력하고, 또한 배터리의 충전전압(B＋)의 레벨이 미리 설정된 최저 기준전압(LRDV)의 레벨보다 낮아 연산 증폭기(OP12)가 고전위를 출력하고 인버터(INV)가 저전위를 출력할 경우에 노아 게이트(NOR)가 고전위를 출력하여 상기와는 반대로 배터리 충전전압 검출부(10)가 디스에이블 및 동작이 정지됨과 아울러 노아 게이트(NOR)가 출력하는 고전위가 부하 응답 특성회로(14)의 트랜지스터(Q11)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q11)가 온되고, 구성된 트랜지스터(Q12)(Q13)가 모두 온되어 트랜지스터(Q13)가 소정 레벨의 전류를 출력하게 된다.The operational amplifier OP11 outputs a low potential because the level of the engine rotational speed voltage RPMV inputted below the predetermined speed is lower than the level of the speed reference voltage VX. When the level of (B +) is lower than the preset minimum reference voltage (LRDV) level, the NOA gate NOR causes the high potential when the operational amplifier OP12 outputs a high potential and the inverter INV outputs a low potential. In contrast to the above, the battery charge voltage detector 10 disables and stops the operation, and a high potential output from the NOR gate NOR is applied to the base of the transistor Q11 of the load response characteristic circuit 14. The transistor Q11 is turned on, and all the configured transistors Q12 and Q13 are turned on so that the transistor Q13 outputs a current of a predetermined level.
이와 같이 트랜지스터(Q13)가 출력하는 소정 레벨의 전류는 콘덴서(C11)에 충전되어 콘덴서(C11)의 충전전압 레벨이 증가하게 되고, 콘덴서(C11)의 충전전압에 따라 연산 증폭기(OP13)의 출력전압이 증가하여 부하 응답 특성회로(14)의 출력전압이 소정의 비율로 점차 증가하게 된다.As described above, the current of the predetermined level output from the transistor Q13 is charged in the capacitor C11 to increase the charge voltage level of the capacitor C11, and according to the charge voltage of the capacitor C11, the output of the operational amplifier OP13. As the voltage increases, the output voltage of the load response characteristic circuit 14 gradually increases at a predetermined rate.
상기 부하 응답 특성회로(14)의 출력전압이 증가함에 따라 발전기 구동부(18)의 비교기(CP)가 출력하는 PWM 신호의 폭이 점차 증가하게 되고, 이로 인하여 발전기의 회전자 코일(L)로 흐르는 전류가 점차 증가하여 발전기의 발전 전압이 증가하고, 배터리에는 점차 많은 전압이 충전되어 정격 충전전압으로 복귀된다.As the output voltage of the load response characteristic circuit 14 increases, the width of the PWM signal output by the comparator CP of the generator driving unit 18 gradually increases, thereby flowing to the rotor coil L of the generator. As the current gradually increases, the generator voltage of the generator increases, and the battery is gradually charged to return to the rated charging voltage.
이러한 종래의 충전 제어회로는 차량의 엔진을 시동시키거나 또는 엔진의 회전속도가 미리 설정된 속도 이하인 상태에서 과부하가 걸려 배터리의 전압이 최저 기준전압 이하로 낮아질 경우에 발전기의 발전 전압을 일정 비율로 증가시켜 배터리의 충전 전압을 상승시키는 것으로서 배터리의 충전전압 레벨이 최저기준전압(VX) 이하로 되어도 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도 예를 들면, 3000rpm 이상일 경우에 부하 응답 특성회로(14)가 동작하지 않고, 배터리 충전전압 검출부(10)의 출력전압 레벨에 따라 발전기의 발전전압을 조절하고 있다.Such a conventional charge control circuit increases the generator's generated voltage at a constant rate when the engine of the vehicle is started or overloaded when the engine's rotational speed is less than or equal to a predetermined speed and the battery voltage becomes lower than the minimum reference voltage. The load response characteristic circuit 14 operates when the engine's rotational speed is set to a predetermined speed, for example, 3000 rpm or more, even if the battery's charging voltage level is lower than or equal to the minimum reference voltage (VX). Instead, the power generation voltage of the generator is adjusted according to the output voltage level of the battery charging voltage detection unit 10.
그러나 상기 충전 제어회로는 엔진이 설정된 소정의 속도 이상으로 회전되고 있는 상태에서 부하가 순간적으로 증가하여 배터리의 충전 전압의 레벨이 최저 기준전압(VX)의 레벨 이하로 급강하되고, 급강하된 배터리의 충전전압을 배터리 충전전압 검출부(10)가 검출하여 출력하는 배터리 충전 검출전압에 따라 발전기 구동부(18)가 회전자 코일(L)로 많은 전류가 흐르도록 하여 발전기가 최대 전압을 발전하며, 최대 전압의 발전에 따라 발전기에서 자기장의 변화가 발생하여 순간적으로 엔진의 회전속도가 설정 속도 이하로 낮아질 경우에 인에이블 제어부(12)의 연산 증폭기(OP11)가 저전위를 출력하게 되므로 노아 게이트(NOR)가 고전위를 출력하여 배터리 충전전압 검출부(10)가 동작하지 않고, 부하 응답 특성회로(14)가 동작하게 되는 오동작이 발생하게 된다.However, in the charge control circuit, the load is momentarily increased while the engine is being rotated at a predetermined speed or higher, and the level of the charging voltage of the battery drops rapidly below the level of the lowest reference voltage VX, and the charging of the dropped battery is performed. The generator driving unit 18 causes a large amount of current to flow through the rotor coil L according to the battery charge detection voltage detected and output by the battery charge voltage detection unit 10, and the generator generates the maximum voltage. When the generator generates a change in the magnetic field and instantaneously decreases the engine rotation speed below the set speed, the operational amplifier OP11 of the enable control unit 12 outputs a low potential. Output a high potential so that the battery charging voltage detection unit 10 does not operate and a malfunction occurs in which the load response characteristic circuit 14 operates. The.
따라서 본 발명의 목적은 엔진의 회전속도를 검출하는 속도 기준전압이 소정의 히스테리시스 값을 가지도록 하여 발전기가 최대 전압을 발전하면서 순간적으로 엔진의 회전속도가 설정 속도 이하로 낮아져도 부하 응답 특성회로가 동작하지 않고, 배터리 충전전압 검출부가 계속 동작하여 발전기의 발전전압을 제어하는 차량용 배터리의 충전 제어회로를 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide a speed reference voltage for detecting the rotational speed of the engine to have a predetermined hysteresis value so that the load response characteristic circuit can be instantaneously reduced even if the rotational speed of the engine is lowered below the set speed while the generator generates the maximum voltage. It is to provide a charge control circuit of a vehicle battery that does not operate, the battery charge voltage detection unit continues to operate to control the generator voltage of the generator.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 배터리의 충전 제어회로에 따르면, 배터리의 충전전압이 설정된 최저 기준전압 이하인지를 검출하는 최저 기준전압 검출부의 출력신호에 따라 속도 기준전압의 레벨이 히스테리시스 값을 가지도록 하는 것으로서 배터리의 충전전압을 검출하는 배터리 충전전압 검출부; 상기 검출한 배터리의 충전전압이 최저 기준전압 이상이거나 엔진의 회전속도가 설정속도 이상일 경우에 인에이블 신호를 발생하여 상기 배터리 충전전압 검출부가 정상 동작되게 제어하는 인에이블 제어부; 상기 인에이블 제어부가 인에이블 신호를 출력하지 않을 경우에 동작하여 상기 배터리 충전전압 검출부가 출력하는 배터리 검출전압부터 미리 설정된 비율로 증가 출력하는 부하 응답 특성회로; 톱니파를 발생하는 톱니파 발진기; 상기 선택적으로 동작하는 배터리 충전전압 검출부 또는 부하 응답 특성회로의 출력신호와 상기 톱니파 발진기의 톱니파를 비교하여 발전기의 발전전압을 제어하는 발전기 구동부; 및 상기 인에이블 제어부가 배터리의 충전전압이 최저 기준전압 이하임을 검출할 경우에 엔진의 회전속도를 검출하는 속도 기준전압을 강압하고 배터리의 충전전압이 최저 기준전압 이상임을 검출할 경우에 속도 기준전압을 증가시키는 히스테리시스 회로로 구성됨을 특징으로 한다.According to the charge control circuit of the vehicle battery of the present invention for achieving the above object, the level of the speed reference voltage according to the output signal of the lowest reference voltage detector for detecting whether the charging voltage of the battery is less than the set minimum reference voltage hysteresis value A battery charge voltage detector configured to detect a charge voltage of the battery; An enable controller for generating an enable signal and controlling the battery charge voltage detector to operate normally when the detected charge voltage of the battery is equal to or higher than a minimum reference voltage or the rotation speed of the engine is equal to or greater than a preset speed; A load response characteristic circuit configured to operate when the enable controller does not output an enable signal and to increase and output the battery detection voltage output by the battery charge voltage detector at a predetermined ratio; Sawtooth oscillator for generating sawtooth waves; A generator driving unit for controlling a generation voltage of the generator by comparing an output signal of the selectively operated battery charging voltage detection unit or a load response characteristic circuit with the sawtooth wave of the sawtooth oscillator; And when the enable control unit detects that the charging voltage of the battery is lower than or equal to the minimum reference voltage, the speed reference voltage for detecting the rotational speed of the engine is stepped down and when the charging voltage of the battery is greater than or equal to the minimum reference voltage. It is characterized by consisting of a hysteresis circuit to increase the.
그리고 상기 히스테리시스 회로는; 기준전압을 분할하여 상기 속도 기준전압을 발생하는 복수의 저항; 및 상기 인에이블 제어부가 배터리의 충전전압이 최저 기준전압 이하임을 검출할 경우에 상기 복수의 저항이 출력하는 속도 기준전압을 강압하는 트랜지스터로 구성됨을 특징으로 한다.And the hysteresis circuit; A plurality of resistors for generating the speed reference voltage by dividing a reference voltage; And a transistor for stepping down the speed reference voltage output by the plurality of resistors when the enable control unit detects that the charging voltage of the battery is lower than or equal to the minimum reference voltage.
도 1은 종래의 충전 제어회로도이고,1 is a conventional charge control circuit diagram,
도 2는 본 발명의 충전 제어회로도이다.2 is a charge control circuit diagram of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 배터리 충전전압 검출부 12 : 인에이블 제어부10: battery charge voltage detection unit 12: enable control unit
14 : 부하 응답 특성회로 16 : 톱니파 발진기14 load characteristic circuit 16 sawtooth wave oscillator
18 : 발전기 구동부 20 : 히스테리시스 회로18: generator drive unit 20: hysteresis circuit
Q21 : 트랜지스터 Q21∼R23 : 저항Q21: transistors Q21 to R23: resistors
이하, 첨부된 도 2의 도면을 참조하여 본 발명의 차량용 배터리의 충전 제어회로를 상세히 설명하겠으며, 여기서 종래와 동일한 부위에는 동일 부호를 부여한다.Hereinafter, a charge control circuit of a vehicle battery of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings of FIG. 2, where the same reference numerals are assigned to the same parts as in the prior art.
도 2는 본 발명의 충전 제어회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 본 발명은 인에이블 제어부(12)의 연산 증폭기(OP12)가 배터리의 충전전압(B＋)이 설정된 최저 기준전압(LRDV) 이하임을 검출할 경우에 속도 기준전압(VX)을 강압하고 연산 증폭기(OP12)가 배터리의 충전전압(B＋)이 설정된 최저 기준전압(LRDV) 이상임을 검출할 경우에 속도 기준전압(VX)을 증가시켜 연산 증폭기(OP11)에 인가하는 히스테리시스 회로(20)를 구비한다.2 is a charge control circuit diagram of the present invention. As shown in the drawing, when the operational amplifier OP12 of the enable control unit 12 detects that the charging voltage B + of the battery is less than or equal to the set minimum reference voltage LRDV, the present invention reduces the speed reference voltage VX. And the hysteresis circuit 20 for increasing the speed reference voltage VX and applying it to the operational amplifier OP11 when the operational amplifier OP12 detects that the charging voltage B + of the battery is greater than or equal to the set minimum reference voltage LLRV. It is provided.
상기 히스테리시스 회로(20)는, 인버터(INV)의 출력단자가 트랜지스터(Q21)의 베이스에 접속되고, 기준전압(Vref)에 저항(R21∼R23)이 직렬 접속되어 저항(R22)(R23)의 접속점에 상기 트랜지스터(Q21)의 콜렉터가 접속되게 하며, 저항(R21)(R22)의 접속점에서 속도 기준전압(VX)이 출력되어 연산 증폭기(OP11)의 반전 입력단자(－)에 인가되게 구성된다.In the hysteresis circuit 20, the output terminal of the inverter INV is connected to the base of the transistor Q21, the resistors R21 to R23 are connected in series to the reference voltage Vref, and thus the connection point of the resistors R22 and R23. The collector of the transistor Q21 is connected to it, and the speed reference voltage VX is output from the connection point of the resistors R21 and R22 to be applied to the inverting input terminal (−) of the operational amplifier OP11.
이와 같이 구성된 본 발명의 충전 제어회로는 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도 이상으로 입력되는 엔진 회전속도 전압(RPMV)의 레벨이 속도 기준전압(VX)의 레벨 보다 높아 연산 증폭기(OP11)가 고전위를 출력하거나 또는 배터리의 충전전압(B＋)의 레벨이 미리 설정된 최저 기준전압(LRDV)의 레벨보다 높아 연산 증폭기(OP12)가 저전위를 출력하고 인버터(INV)가 고전위를 출력할 경우에 종래와 마찬가지로 노아 게이트(NOR)가 저전위를 출력하고, 출력한 저전위에 따라 배터리 충전전압 검출부(10)가 인에이블되고, 부하 응답 특성회로(14)는 동작하지 않아 발전기의 발전 전압은 배터리 충전전압 검출부(10)가 출력하는 배터리 충전 검출전압의 레벨에 따라 제어된다.In the charge control circuit of the present invention configured as described above, the operational amplifier OP11 has a high level because the level of the engine rotational speed voltage RPMV inputted above the predetermined speed is higher than the level of the speed reference voltage VX. When the above output or the level of the charge voltage (B +) of the battery is higher than the preset minimum reference voltage (LRDV) level, the operational amplifier (OP12) outputs a low potential and the inverter (INV) outputs a high potential As in the prior art, the NOA gate outputs a low potential, and the battery charge voltage detection unit 10 is enabled according to the output low potential, and the load response characteristic circuit 14 does not operate. The voltage detector 10 is controlled according to the level of the battery charge detection voltage output.
그리고 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도 이하로 입력되는 엔진 회전속도 전압(RPMV)의 레벨이 속도 기준전압(VX)의 레벨 보다 낮아 연산 증폭기(OP11)가 저전위를 출력하고, 또한 배터리의 충전전압(B＋)의 레벨이 미리 설정된 최저 기준전압(LRDV)의 레벨보다 낮아 연산 증폭기(OP12)가 고전위를 출력하고 인버터(INV)가 저전위를 출력할 경우에는 배터리 충전전압 검출부(10)가 디스에이블되고, 부하 응답 특성회로(14)가 동작하여 부하 응답 특성회로(14)의 출력전압이 소정의 비율로 점차 증가하게 되며, 발전기의 발전 전압이 소정의 비율로 증가하게 된다.The operational amplifier OP11 outputs a low potential because the level of the engine rotational speed voltage RPMV inputted below the predetermined speed is lower than the level of the speed reference voltage VX. When the level of the voltage B + is lower than the preset minimum reference voltage LRDV, the operational amplifier OP12 outputs a high potential and the inverter INV outputs a low potential. When disabled, the load response characteristic circuit 14 operates so that the output voltage of the load response characteristic circuit 14 gradually increases at a predetermined rate, and the generator voltage of the generator increases at a predetermined ratio.
이와 같이 동작함에 있어서, 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도 이상 즉, 입력되는 엔진 회전속도 전압(RPMV)이 속도 기준전압(VX) 이상인 상태에서 순간적인 과부하로 배터리의 충전전압(B＋)이 최저 기준전압(LRDV) 이하로 되어 연산 증폭기(OP12)가 저전위를 출력하고, 인버터(INV)가 고전위를 출력할 경우에 히스테리시스 회로(20)의 트랜지스터(Q21)가 온되고, 저항(R22)이 트랜지스터(Q21)를 통해 등가적으로 접지되므로 기준전압(Vref)을 저항(R21)(R22)이 분할 및 속도 기준전압(VX)으로 출력하여 속도 기준전압(VX)이 낮아지게 된다.In this operation, the charging voltage (B +) of the battery is the lowest due to the instantaneous overload while the engine rotation speed is higher than the predetermined predetermined speed, that is, the input engine rotation speed voltage (RPMV) is higher than the speed reference voltage (VX). The transistor Q21 of the hysteresis circuit 20 is turned on and the resistor R22 is turned on when the operational amplifier OP12 outputs a low potential while the inverter INV outputs a high potential. Since the transistor Q21 is equivalently grounded, the reference voltage Vref is output by the resistors R21 and R22 as the split and speed reference voltages VX, thereby lowering the speed reference voltage VX.
그러므로 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도 이상인 상태에서 순간적인 과부하로 배터리 충전전압 검출부(10)가 동작하여 발전기가 최대 전압을 발전하도록 하는 상태에서 발전기에서의 자기장 변화로 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도보다 약간 낮은 상태로 구동되어도 설정된 속도 기준전압(VX)이 낮아져 연산 증폭기(OP11)가 계속 고전위를 출력하고, 노아 게이트(NOR)가 저전위를 출력하게 되므로 부하 응답 특성회로(14)가 동작하지 않고, 배터리 충전전압 검출부(10)가 계속 동작하여 발전기의 발전전압을 제어하게 된다.Therefore, when the engine's rotational speed is greater than or equal to the predetermined speed, the battery charging voltage detection unit 10 operates with a momentary overload to cause the generator to generate the maximum voltage. Even if the driving speed is slightly lower than the speed of the signal, the set speed reference voltage VX is lowered so that the operational amplifier OP11 keeps outputting high potential, and the NOA gate NOR outputs low potential. Does not operate, and the battery charging voltage detector 10 continues to operate to control the generator voltage of the generator.
그리고 엔진의 회전속도가 설정된 소정의 속도 이상인 상태에서 순간적인 과부하로 배터리 충전전압 검출부(10)가 동작하여 발전기가 최대 전압을 발전하도록 하는 상태에서 발전기에서의 자기장 변화로 엔진의 회전속도가 설정된 매우 낮아져 강압 설정된 속도 기준전압(VX) 이하로 될 경우에는 상기와는 반대로 연산 증폭기(OP11)가 저전위를 출력하여 노아 게이트(NOR)가 고전위를 출력하게 되므로 배터리 충전전압 검출부(10)가 디스에이블되어 동작하지 않고, 부하 응답 특성회로(14)가 동작하게 되어 부하 응답 특성회로(14)의 출력전압에 따라 발전기의 발전전압이 제어된다.The engine speed is set by the magnetic field change in the generator in a state in which the battery charge voltage detection unit 10 operates with a momentary overload in a state in which the engine rotation speed is higher than a predetermined speed. When the voltage decreases below the set voltage reference voltage VX, the op amp OP11 outputs a low potential, and the NOA gate outputs a high potential. The load response characteristic circuit 14 is operated so that the power generation voltage of the generator is controlled in accordance with the output voltage of the load response characteristic circuit 14.
이상에서와 같이 본 발명의 충전 제어회로에 따르면, 배터리에 순간적인 과부하가 걸려 발전기가 최대 전압을 발전하도록 할 경우에 엔진의 회전 속도를 검출하는 속도 기준전압을 강압시킴으로써 발전기가 구동되면서 자기장의 변화가 발생되어 엔진의 회전속도가 설정 속도 이하로 떨어져도 계속 배터리 충전전압 검출부의 출력전압에 따라 발전기의 발전전압이 조절되고, 또한 부하 응답 특성회로가 동작하게 되는 오동작을 미연에 방지할 수 있다.As described above, according to the charging control circuit of the present invention, when the battery is momentarily overloaded and causes the generator to generate the maximum voltage, the generator is driven by stepping down the speed reference voltage for detecting the rotational speed of the engine, thereby changing the magnetic field. Is generated and the engine's rotational speed drops below the set speed, the generator's generated voltage is continuously adjusted according to the output voltage of the battery charge voltage detector, and the malfunction in which the load response characteristic circuit is operated can be prevented in advance.
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