KR101282355B1 - Apparatus and method for controlling battery current - Google Patents
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Abstract
제어 대상 배터리에 연결되어 제어 대상 배터리의 충전 전류 및 방전 전류를 제어하는 장치로서, 제어 대상 배터리에 연결된 외부 배터리와 제어 대상 배터리 각각에 관계된 전압을 비교하여 제1출력 및 제2출력 중 어느 하나를 출력하는 비교부, 그리고 비교부의 출력을 기초로 저항값을 가변하여 제어 대상 배터리로 흐르는 충전 전류량을 제어하는 충전 전류 제어부를 포함한다.A device connected to the battery to be controlled to control the charging current and the discharge current of the battery to be controlled, and compares the voltages associated with each of the battery and the control battery connected to the battery to control any one of the first output and the second output. And a charging current controller configured to control an amount of charging current flowing to the battery to be controlled by varying a resistance value based on an output of the comparing unit.
Description
본 발명은 배터리 전류 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for controlling battery current.
전기이중층캐패시터(Electric Double Layer Capacitor, EDLC)는 전극과 전해물질 사이에 생기는 전기이중층에 전하가 저장되는 현상을 이용한 축전지로서, 울트라캐패시터(Ultra Capacitor) 또는 슈퍼캐패시터(Super Capacitor)로 불린다. 전기이중층캐패시터는 고출력 및 빠른 응답으로 인해 최근 많이 사용되고 있는 에너지 저장소자이다. 전기이중층캐패시터 모듈(module)은 적정 전압을 위해 복수 개의 전기이중층캐패시터를 연결한 배터리 팩이다. 전기이중층캐패시터 모듈은 차량 보조배터리에 연결되어 차량의 순간 부하에 대해 빨리 응답할 수 있다.An electric double layer capacitor (EDLC) is a battery using a phenomenon in which charge is stored in an electric double layer generated between an electrode and an electrolyte, and is called an ultracapacitor or a supercapacitor. Electric double layer capacitors are a popular energy store because of their high power and fast response. An electric double layer capacitor module is a battery pack in which a plurality of electric double layer capacitors are connected for an appropriate voltage. The electric double layer capacitor module is connected to the vehicle auxiliary battery to respond quickly to the momentary load of the vehicle.
전기이중층캐패시터 모듈이 차량 보조배터리에 연결되면, 보조배터리의 단자전압이 전기이중층캐패시터에 인가되면서 전기이중층캐패시터 모듈은 반복해서 충방전을 한다. 이때 개별 전기이중층캐패시터의 전압 편차로 인해 특정 전기이중층캐패시터가 과충전되면, 모듈 전체의 성능이 저하되고 수명이 단축될 수 있다. 그리고, 전기이중층캐패시터는 부하에 대해 순간적으로 응답하여 방전하지만, 충전도 순간적으로 이루어져 보조배터리와 알터네이터에 무리를 줄 수 있다. 또한, 만충전된 차량 보조배터리에 만방전된 전기이중층캐패시터 모듈이 연결되면, 보조배터리와 전기이중층캐패시터 모듈의 전압 차이로 인해 스파크가 발생하여 위험할 수 있다. 이 경우, 만방전된 전기이중층캐패시터 모듈로 충전 전류가 다량 유입되어 보조배터리와 전기이중층캐패시터 모듈의 성능에 영향을 줄 수 있다. When the electric double layer capacitor module is connected to the vehicle auxiliary battery, the terminal voltage of the auxiliary battery is applied to the electric double layer capacitor, and the electric double layer capacitor module repeatedly charges and discharges. At this time, if the specific electric double layer capacitor is overcharged due to the voltage deviation of the individual electric double layer capacitor, the performance of the entire module may be reduced and the life may be shortened. In addition, the electric double layer capacitor discharges in response to the load instantaneously, but the charging is also instantaneously can cause a secondary battery and the alternator. In addition, when the fully charged electric double layer capacitor module is connected to the fully charged vehicle auxiliary battery, a spark may occur due to a voltage difference between the auxiliary battery and the electric double layer capacitor module. In this case, a large amount of charging current flows into the fully discharged electric double layer capacitor module, which may affect the performance of the auxiliary battery and the electric double layer capacitor module.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 외부 배터리와 제어 대상 배터리의 전압차를 기초로 제어 대상 배터리로 흐르는 전류를 제어하는 배터리 전류 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery current control device and method for controlling the current flowing to the controlled battery based on the voltage difference between the external battery and the controlled battery.
본 발명의 한 실시예에 따른 제어 대상 배터리에 연결되어 상기 제어 대상 배터리의 충전 전류 및 방전 전류를 제어하는 장치로서, 상기 제어 대상 배터리에 연결된 외부 배터리와 상기 제어 대상 배터리 각각에 관계된 전압을 비교하여 제1출력 및 제2출력 중 어느 하나를 출력하는 비교부, 그리고 상기 비교부의 출력을 기초로 저항값을 가변하여 상기 제어 대상 배터리로 흐르는 충전 전류량을 제어하는 충전 전류 제어부를 포함한다.An apparatus connected to a battery under control according to an embodiment of the present invention for controlling the charging current and the discharge current of the battery under control, by comparing voltages associated with each of the battery under control with an external battery connected to the battery under control And a comparator for outputting any one of a first output and a second output, and a charge current controller configured to control the amount of charge current flowing to the battery to be controlled by varying a resistance value based on the output of the comparator.
상기 충전 전류 제어부는 상기 비교부로부터 상기 제1출력을 전달받는 경우, 제1저항값의 저항으로 충전 전류를 흘리고, 상기 비교부에서 상기 제2출력을 전달받는 경우, 제2저항값의 저항으로 충전 전류를 흘리며, 상기 제1저항값은 상기 제2저항값보다 큰 값일 수 있다.When the charging current controller receives the first output from the comparator, the charging current controller flows the charging current to the resistance of the first resistance value, and when the second output is received from the comparator, the charging current controller is used as the resistance of the second resistance value. The first resistance value may be greater than the second resistance value while the charging current flows.
상기 충전 전류 제어부는 상기 비교부로부터 상기 제1출력을 전달받는 경우, 상기 제1저항값의 제1저항으로 충전 전류를 흘리고, 상기 비교부로부터 상기 제2출력을 전달받는 경우, 병렬로 연결된 상기 제1저항과 제2저항으로 충전 전류를 흘릴 수 있다.When the charging current controller receives the first output from the comparator, when the charging current flows to the first resistance of the first resistance value, and when the second output is received from the comparator, the charge current controller is connected in parallel. Charge current may flow through the first resistor and the second resistor.
상기 충전 전류 제어부는 상기 제1출력을 입력받아 열리고, 상기 제2출력을 입력받아 닫혀서, 상기 제1저항과 상기 제2저항의 병렬 연결을 제어하는 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.The charging current controller may further include a transistor configured to control the parallel connection between the first resistor and the second resistor by receiving and opening the first output and closing the second output.
상기 비교부는 상기 외부 배터리의 분압 전압과 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압의 차이를 비교하여 상기 제1출력과 상기 제2출력 중 어느 하나를 출력할 수 있다.The comparison unit may compare any difference between the divided voltage of the external battery and the divided voltage of the control target battery and output one of the first output and the second output.
상기 비교부는 상기 외부 배터리의 분압 전압이 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압보다 크면 충전 전류 제어부로 상기 제1출력을 전달하고, 상기 외부 배터리의 분압 전압이 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압보다 작으면 충전 전류 제어부로 상기 제2출력을 전달할 수 있다.The comparison unit transfers the first output to a charge current controller when the divided voltage of the external battery is greater than the divided voltage of the battery to be controlled, and charge current when the divided voltage of the external battery is less than the divided voltage of the battery to be controlled. The second output may be transmitted to the controller.
상기 비교부는 상기 제어 대상 배터리 전압이 일정 전압에 도달할 때까지 상기 제1출력을 출력하도록 상기 외부 배터리의 분압 저항비와 상기 제어 대상 배터리의 분압 저항비를 조절할 수 있다.The comparator may adjust the divided resistance ratio of the external battery and the divided resistance ratio of the control target battery to output the first output until the control target battery voltage reaches a predetermined voltage.
상기 비교부는 상기 외부 배터리 전압에 대한 상기 제어 대상 배터리 전압의 전압도달율을 기초로 상기 외부 배터리의 분압 저항비와 상기 제어 대상 배터리의 분압 저항비를 조절할 수 있다.The comparison unit may adjust the divided resistance ratio of the external battery and the divided resistance ratio of the controlled battery based on the voltage transfer rate of the controlled battery voltage with respect to the external battery voltage.
상기 장치는 상기 제어 대상 배터리에서 나오는 방전 전류를 출력하는 방전 전류 출력부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a discharge current output unit configured to output a discharge current from the battery to be controlled.
상기 방전 전류 출력부는 상기 제어 대상 배터리가 상기 외부 배터리보다 전압이 높을 때 동작하는 다이오드를 포함할 수 있다.The discharge current output unit may include a diode that operates when the battery to be controlled has a higher voltage than the external battery.
상기 충전 전류 제어부는 상기 제어 대상 배터리가 상기 외부 배터리보다 전압이 낮을 때 동작하는 다이오드를 포함할 수 있다.The charging current controller may include a diode that operates when the battery to be controlled has a lower voltage than the external battery.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 전류 제어 장치가 제어 대상 배터리의 전류를 제어하는 방법으로서, 상기 제어 대상 배터리에 연결된 외부 배터리 전압을 입력받는 단계, 상기 제어 대상 배터리의 전압을 입력받는 단계, 분압 저항에 의해 출력되는 상기 외부 배터리의 분압 전압과 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압을 비교하는 단계, 그리고 비교 결과를 기초로 저항값을 가변하여 상기 제어 대상 배터리로 흐르는 충전 전류량을 제어하는 단계를 포함한다.A method of controlling a current of a battery to be controlled by a battery current control apparatus according to another embodiment of the present invention, the method comprising: receiving an external battery voltage connected to the battery to be controlled, receiving a voltage of the battery to be controlled, and partial voltage Comparing the divided voltage of the external battery output by the resistor with the divided voltage of the battery to be controlled, and controlling the amount of charging current flowing to the battery to be controlled by varying the resistance value based on the comparison result. .
상기 충전 전류량를 제어하는 단계는 상기 외부 배터리의 분압 전압이 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압보다 크면 제1저항으로 충전 전류를 흘리고, 상기 외부 배터리의 분압 전압이 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압보다 작으면, 병렬로 연결된 상기 제1저항과 제2저항으로 충전 전류를 흘리며, 상기 제1저항은 상기 제2저항보다 저항값이 큰 저항일 수 있다.In the controlling of the charging current amount, when the divided voltage of the external battery is greater than the divided voltage of the controlled battery, the charging current flows to the first resistor, and if the divided voltage of the external battery is smaller than the divided voltage of the controlled battery, The charging current flows to the first and second resistors connected in parallel, and the first resistor may be a resistor having a larger resistance value than the second resistor.
상기 분압 전압을 비교하는 단계는 상기 외부 배터리의 분압 전압과 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압의 차이를 비교하여 하이 출력과 로우 출력 중 어느 하나를 출력할 수 있다.The comparing of the divided voltages may output one of a high output and a low output by comparing a difference between the divided voltage of the external battery and the divided voltage of the control target battery.
상기 분압 전압을 비교하는 단계는 상기 제어 대상 배터리 전압이 일정 전압을 넘으면 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압이 상기 외부 배터리의 분압 전압보다 높아지도록, 상기 외부 배터리의 분압 저항비와 상기 제어 대상 배터리의 분압 저항비를 설정할 수 있다.Comparing the divided voltage may include: the divided resistance ratio of the external battery and the divided voltage of the controlled battery so that the divided voltage of the controlled battery becomes higher than the divided voltage of the external battery when the controlled battery voltage exceeds a predetermined voltage. The resistance ratio can be set.
상기 분압 전압을 비교하는 단계는 상기 외부 배터리 전압에 대한 상기 제어 대상 배터리 전압의 전압도달율을 기초로 상기 일정 전압을 계산할 수 있다.Comparing the divided voltage may calculate the constant voltage based on the voltage transfer rate of the control target battery voltage with respect to the external battery voltage.
본 발명의 실시예에 따르면 제어 대상 배터리의 방전 시 빠른 응답으로 방전될 수 있고, 제어 대상 배터리의 충전 시에는 외부 배터리와 제어 대상 배터리의 전압차를 기초로 충전 전류를 제어하여 제어 대상 배터리와 외부 배터리를 보호할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, when the control target battery is discharged, it may be discharged in a quick response, and when the control target battery is charged, the charging current is controlled based on a voltage difference between the external battery and the control target battery. Protect your battery.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 충방전 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 전류 제어 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 전류 제어 장치의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 방전 시의 배터리 전류 제어 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 충전 시의 배터리 전류 제어 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 시의 배터리 전류 제어 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 전류 제어 방법의 흐름도이다.1 is a view showing a charge and discharge system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a battery current control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a battery current control device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the operation of the battery current control device during discharge according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the operation of the battery current control device during charging according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the operation of the battery current control device during charging according to another embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a battery current control method according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.
이제 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전류 제어 장치 및 방법에 대해 상세하게 설명한다.Now, a battery current control apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 충방전 시스템을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a charge and discharge system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 충방전 시스템은 제어 대상 배터리(100)와 배터리 전류 제어 장치(200)를 포함한다. 제어 대상 배터리(100)는 외부 배터리(300)에 연결되어 충전과 방전을 반복한다. Referring to FIG. 1, the charge / discharge system includes a
제어 대상 배터리(100)는 배터리 전류 제어 장치(200)에 연결되어 충전과 방전 시 흐르는 전류가 조절된다. 제어 대상 배터리(100)는 빠른 응답 특성을 가진 배터리일 수 있다. 예를 들면, 제어 대상 배터리(100)는 전기이중층캐패시터(Electric Double Layer Capacitor, EDLC) 모듈일 수 있다. 전기이중층캐패시터 모듈은 적정 전압을 위해 복수 개의 전기이중층캐패시터를 연결한 배터리 팩이다. 전기이중층캐패시터는 전극과 전해물질 사이에 생기는 전기이중층에 전하가 저장되는 현상을 이용한 배터리로서, 울트라캐패시터(Ultra Capacitor) 또는 슈퍼캐패시터(Super Capacitor)로 불린다. 제어 대상 배터리(100)는 각 전기이중층캐패시터의 편차를 줄이는 셀 밸런싱 회로를 포함할 수 있다. The
배터리 전류 제어 장치(200)는 제어 대상 배터리(100)의 충전 및 방전 전류를 제어한다. 제어 대상 배터리(100)는 특성상 순간적으로 응답하여 방전하고 충전한다. 특히, 제어 대상 배터리(100)와 외부 배터리(300)의 전압차가 큰 경우에는 제어 대상 배터리(100)로 충전 전류가 갑자기 많이 흐를 수 있다. 따라서, 배터리 전류 제어 장치(200)는 제어 대상 배터리(100)와 외부 배터리(300)의 전압을 기초로 저항을 가변하여 제어 대상 배터리(100)로 흐르는 충전 전류량을 조절한다. 즉, 배터리 전류 제어 장치(200)는 제어 대상 배터리(100)의 충전 초기에는 제어 대상 배터리(100)와 외부 배터리(300)의 전압차가 크기 때문에 큰 저항값을 이용하여 충전 전류량을 줄인다. 따라서, 배터리 전류 제어 장치(200)는 충전 초기의 발열량을 줄일 수 있다. 그리고, 배터리 전류 제어 장치(200)는 제어 대상 배터리(100)의 전압이 외부 배터리(300)의 일정 수준에 도달하면 전압차가 적기 때문에 초기 충전시보다 적은 저항값을 이용하여 충전되도록 한다.The battery
외부 배터리(300)는 제어 대상 배터리(100)에 연결되어 충전과 방전을 한다. 여기서 외부 배터리(300)는 차량 보조배터리일 수 있다.The
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 전류 제어 장치의 블록도이다.2 is a block diagram of a battery current control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 배터리 전류 제어 장치(200)는 방전 전류 출력부(210), 비교부(230), 그리고 충전 전류 제어부(250)를 포함한다. 배터리 전류 제어 장치(200)는 제어 대상 배터리(100)의 단자 전극에 연결된다.Referring to FIG. 2, the battery
방전 전류 출력부(210)는 제어 대상 배터리(100)의 방전 시 제어 대상 배터리(100)에서 나오는 방전 전류를 출력한다. 방전 전류 출력부(210)는 제어 대상 배터리(100) 전압이 제어 대상 배터리(100)에 연결된 부하, 예를 들면 외부 배터리(300)의 전압보다 높을 때 동작하는 다이오드(diode)로 구성될 수 있다.The discharge
비교부(230)는 외부 배터리(300)와 제어 대상 배터리(100) 각각에 관계된 전압을 비교하여 하이(high)와 로우(low) 중 어느 하나를 출력한다. 여기서 비교부(230) 출력단은 오픈 드레인(open drain) 구조이다. 하이와 로우 출력은 충전 전류 제어부(250)로 전달되어 스위치로 동작하는 트랜지스터를 동작시킨다. 이때, 하이와 로우 출력은 비교부(230)의 양의 입력 단자와 음의 입력 단자에 어느 전압이 연결되는 지에 따라 바뀔 수 있는데, 여기서는 양의 입력 단자에 외부 배터리(300)에 관계된 전압이 입력되는 경우를 가정하여 설명한다.The
비교부(230)는 외부 배터리(300)와 제어 대상 배터리(100) 각각의 전압을 일정 저항들로 분압한 분압 전압을 입력받아 비교할 수 있다. 비교부(230)는 외부 배터리(300)의 분압 전압이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압보다 크면 하이를 출력하고, 외부 배터리(300)의 분압 전압이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압보다 적으면 로우를 출력한다. 이렇게 비교부(230)는, 제어 대상 배터리(100)가 외부 배터리(300) 전압의 일정 수준에 도달하면, 외부 배터리(300)의 부분 전압보다 높은 제어 대상 배터리(100)의 부분 전압을 입력받아, 일정 시점에 로우값을 출력할 수 있다. The
충전 전류 제어부(250)는 비교부(230)의 출력을 기초로 저항값을 가변하여 제어 대상 배터리(100)로 흐르는 충전 전류량을 제어한다. 충전 전류 제어부(250)는 비교부(230)의 하이 출력과 로우 출력에 대해 각각 다른 저항값의 저항을 이용하여 전류를 흘릴 수 있다. 즉, 충전 전류 제어부(250)는 외부 배터리(300)의 분압 전압이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압보다 높은 경우, 저항(R1)으로 충전 전류를 흘린다. 그리고, 충전 전류 제어부(250)는 외부 배터리(300)의 분압 전압이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압보다 낮은 경우에는, 저항(R1)보다 저항값이 작은 저항으로 충전 전류를 흘린다. 이때 충전 전류 제어부(250)는 저항(R1)에 값이 작은 저항(R2)을 병렬로 연결하여 저항(R1)보다 작은 저항값을 만들 수 있다. 이를 위해, 충전 전류 제어부(250)는 외부 배터리(300)의 분압 전압이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압보다 낮은 경우에 저항(R1)에 저항(R2)을 병렬로 연결하는 트랜지스터를 동작시킨다.The charging
다음에서, 배터리 전류 제어 장치(200)에 대해 자세히 살펴본다.Next, the battery
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 전류 제어 장치의 회로도이다.3 is a circuit diagram of a battery current control device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 배터리 전류 제어 장치(200)는 방전 전류 출력부(210), 비교부(230), 그리고 충전 전류 제어부(250)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the battery
방전 전류 출력부(210)는 제어 대상 배터리(100)의 방전 시 동작한다. 방전 전류 출력부(210)는 제어 대상 배터리(100)가 연결되는 부하, 예를 들면 외부 배터리(300)보다 전압이 높을 때 동작하는 다이오드(211)를 포함한다.The discharge
비교부(230)는 외부 배터리(300)와 제어 대상 배터리(100) 각각에 관계된 전압을 비교하여 충전 전류 제어부(250)의 동작에 관련된 제어 신호를 생성한다. 여기서, 제어 신호는 충전 전류 제어부(250)의 트랜지스터를 턴온 또는 턴오프할 수 있는 신호로서, 하이 및 로우 출력일 수 있다. The
비교부(230)는 비교기(231), 외부 배터리(300)의 단자전압을 입력받아 분압 저항(R3, R4)으로 분압 전압(V1)을 만드는 외부 배터리 분압부(233), 그리고 제어 대상 배터리(100)의 단자전압을 입력받아 분압 저항(R5, R6)으로 분압 전압(V2)을 만드는 제어 대상 배터리 분압부(235)를 포함한다. The
비교기(231)는 외부 배터리(300)의 분압 전압(V1)과 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)을 입력받는다. 그리고, 비교기(231)는 입력 전압의 차이(V1-V2)에 따라 하이 및 로우 출력 중 어느 하나를 출력한다. 비교기(231)는 외부 배터리(300)의 분압 전압(V1)이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)보다 크면, 하이 값을 출력하여 충전 전류 제어부(250)로 전달한다. 비교기(231)는 외부 배터리(300)의 분압 전압(V1)이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)보다 작으면, 로우 값을 출력하여 충전 전류 제어부(250)로 전달한다.The
비교부(230)는 제어 대상 배터리(100)가 도달하는 일정 전압을 기준으로 출력이 바뀌도록 외부 배터리 분압부(233)와 제어 대상 배터리 분압부(235)의 분압 저항비(R3/R4, R5/R6)를 가변할 수 있다. 제어 대상 배터리(100)의 초기 충전시에는 제어 대상 배터리(100) 전압과 외부 배터리(300)의 전압 차가 크기 때문에 큰 저항(R1)으로 충전 전류를 제어하고, 제어 대상 배터리(100)가 일정 전압에 도달하면, 작은 저항(R1//R2)으로 충전 전류를 제어하기 위함이다. 비교부(230)는, 제어 대상 배터리(100)가 외부 배터리(300) 전압의 일정 수준에 도달하면, 그 이후부터는 작은 저항(R1//R2)으로 충전 전류가 흐르도록 한다. 이를 위해, 비교부(230)는 외부 배터리(300) 전압에 대한 제어 대상 배터리(100) 전압의 전압도달율을 이용한다. 예를 들면, 제어 대상 배터리(100) 전압이 외부 배터리(300) 전압의 전압도달율, 예를 들면 85%에 해당하면, 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)이 외부 배터리(300)의 분압 전압(V1)보다 커지도록 외부 배터리 분압부(233)와 제어 대상 배터리 분압부(235)의 분압 저항비를 조절한다.The
충전 전류 제어부(250)는 비교부(230)의 출력을 기초로 저항값을 가변하여 제어 대상 배터리(100)로 흐르는 충전 전류량을 제어한다. 충전 전류 제어부(250)는 다이오드(251), 주 저항(253), 보조 저항(255), 그리고 보조 저항(255)의 주 저항(253)에의 병렬 연결을 제어하는 트랜지스터(257)를 포함한다.The charging
다이오드(251)는 제어 대상 배터리(100)가 외부 배터리(300)보다 전압이 낮을 때 동작하는 다이오드이다. 다이오드(251)를 통해 충전 전류가 외부 배터리(300)에서 제어 대상 배터리(100)로 흐른다.The
주 저항(253)은 다이오드(251)와 연결되어, 다이오드(251)가 동작하는 충전 시에 전류가 흐른다. 주 저항(253)은 일정 저항값(R1)을 가진다.The
보조 저항(255)은 트랜지스터(257)에 연결되고, 트랜지스터(257)가 턴온되면, 주 저항(253)에 병렬 연결되어 전류가 흐른다. 그리고 트랜지스터(257)가 턴오프되면, 보조 저항(255)은 오픈되어 전류가 흐르지 않는다. 그리고 보조 저항(255)은 주 저항(253)에 비해 작은 저항값을 가진다. The
트랜지스터(257)는 비교부(230)의 출력에 따라 턴온 또는 턴오프하는 스위치이다. 트랜지스터(257)는 비교부(230)의 하이 출력에 턴오프되고, 로우 출력에 턴온된다. 즉, 트랜지스터(257)는 외부 배터리(300)의 분압 전압(V1)이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)보다 크면, 턴오프되어 열린다. 이렇게 트랜지스터(257)가 턴오프되면, 충전 전류는 주 저항(253)으로 흐른다. 그리고, 트랜지스터(257)는 외부 배터리(300)의 분압 전압(V1)이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)보다 작으면, 턴온되어 닫힌다. 이렇게 트랜지스터(257)가 턴오프되면, 충전 전류는 병렬로 연결된 주 저항(253)과 보조 저항(255)으로 흐른다. 여기서, 트랜지스터(257)는 P채널 FET(Field Effect Transistor)일 수 있다. 트랜지스터(257)의 게이트(gate)단이 비교부(230)의 출력 신호를 수신하여 동작한다. The
충전 전류 제어부(250)는 트랜지스터(257)의 소스 저항(R7)과 다이오드를 더 포함할 수 있다.The charging
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 방전 시의 배터리 전류 제어 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이다.4 is a view showing the operation of the battery current control device during discharge according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 제어 대상 배터리(100)에 낮은 전압의 외부 배터리(300)가 연결되면, 배터리 전류 제어 장치(200)를 통해 제어 대상 배터리(100)가 방전된다. 이때, 다이오드(251)는 오픈되고, 다이오드(211)를 통해 방전 전류가 흐른다.Referring to FIG. 4, when the
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 충전 시의 배터리 전류 제어 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이다.5 is a view showing the operation of the battery current control device during charging according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면, 제어 대상 배터리(100)가 충전된 외부 배터리(300)에 연결되는 초기 충전 시에는 제어 대상 배터리(100) 전압과 외부 배터리(300)의 전압차가 크다. 따라서, 제어 대상 배터리(100)가 일정 전압에 도달할 때까지 외부 배터리(300)의 분압 전압(V1)이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)보다 크다. 그래서, 배터리 전류 제어 장치(200)는 비교부(230)의 출력 결과를 기초로 트랜지스터(257)를 턴오프한다. 트랜지스터(257)가 턴오프되면, 충전 전류는 주 저항(253)으로 흐른다.Referring to FIG. 5, a voltage difference between the voltage of the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 시의 배터리 전류 제어 장치의 동작 모습을 나타내는 도면이다.6 is a view showing the operation of the battery current control device during charging according to another embodiment of the present invention.
도 6을 참고하면, 제어 대상 배터리(100)가 주 저항(253)으로 흐르는 전류로 충전되다가 일정 전압에 도달한다. 이렇게 제어 대상 배터리(100)가 일정 전압을 초과하면, 외부 배터리(300)의 분압 전압(V1)이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)보다 작아진다. 그래서, 배터리 전류 제어 장치(200)는 비교부(230)의 출력 결과를 기초로 트랜지스터(257)를 턴온한다. 트랜지스터(257)가 턴온되면, 주 저항(253)에 보조 저항(255)이 병렬로 연결되어 충전 전류는 주 저항(253)과 보조 저항(255)으로 흐른다.Referring to FIG. 6, the
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 배터리 전류 제어 방법의 흐름도이다.7 is a flowchart of a battery current control method according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참고하면, 배터리 전류 제어 장치(200)는 제어 대상 배터리(100)에 연결된 외부 배터리(300)의 전압을 입력받는다(S710).Referring to FIG. 7, the battery
배터리 전류 제어 장치(200)는 제어 대상 배터리(100)의 전압을 입력받는다(S720).The battery
배터리 전류 제어 장치(200)는 분압 저항에 의해 출력되는 외부 배터리(300)의 분압 전압(V1)과 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)을 비교한다(S730). 배터리 전류 제어 장치(200)는 비교 결과, 하이 출력과 로우 출력 중 어느 하나를 출력한다. 배터리 전류 제어 장치(200)는 외부 배터리(300) 전압에 대한 제어 대상 배터리(100) 전압의 전압도달율을 기초로 분압 저항비를 가변할 수 있다.The battery
배터리 전류 제어 장치(200)는 비교 결과를 기초로 저항값을 가변하여 제어 대상 배터리(100)로 흐르는 충전 전류량을 제어한다(S740). 배터리 전류 제어 장치(200)는 외부 배터리(300)의 분압 전압(V1)이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)보다 크면 주 저항(253)으로 충전 전류를 흘린다. 그리고, 배터리 전류 제어 장치(200)는 분압 전압(V1)이 제어 대상 배터리(100)의 분압 전압(V2)보다 작으면, 병렬로 연결된 주 저항(253)과 보조 저항(255)로 충전 전류를 흘린다. 이때, 주 저항(253)은 보조 저항(255)보다 저항값이 크다.The battery
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 제어 대상 배터리(100)의 방전 시 빠른 응답으로 방전할 수 있고, 제어 대상 배터리(100)의 충전 시에는 외부 배터리(300)와 제어 대상 배터리(100)의 전압차를 기초로 충전 전류를 제어하여 초기 충전 시 제어 대상 배터리(100)로 갑자기 많은 충전 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다. 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, when the
Claims (16)
상기 제어 대상 배터리에 연결된 외부 배터리와 상기 제어 대상 배터리 각각에 관계된 전압을 비교하여 제1출력 및 제2출력 중 어느 하나를 출력하는 비교부, 그리고
상기 비교부의 출력을 기초로 저항값을 가변하여 상기 제어 대상 배터리로 흐르는 충전 전류량을 제어하는 충전 전류 제어부
를 포함하는 배터리 전류 제어 장치.A device connected to a battery to be controlled to control the charging current and discharge current of the battery to be controlled,
A comparator configured to compare one of the first output and the second output by comparing a voltage related to each of the control target battery and an external battery connected to the control target battery;
A charge current controller configured to control a charge current flowing to the control target battery by varying a resistance value based on an output of the comparator;
Battery current control device comprising a.
상기 충전 전류 제어부는
상기 비교부로부터 상기 제1출력을 전달받는 경우, 제1저항값의 저항으로 충전 전류를 흘리고, 상기 비교부에서 상기 제2출력을 전달받는 경우, 제2저항값의 저항으로 충전 전류를 흘리며, 상기 제1저항값은 상기 제2저항값보다 큰 값인 배터리 전류 제어 장치.In claim 1,
The charging current controller
When receiving the first output from the comparator, the charging current flows to the resistance of the first resistance value, when receiving the second output from the comparator, the charging current flows to the resistance of the second resistance value, And the first resistance value is greater than the second resistance value.
상기 충전 전류 제어부는
상기 비교부로부터 상기 제1출력을 전달받는 경우, 상기 제1저항값의 제1저항으로 충전 전류를 흘리고, 상기 비교부로부터 상기 제2출력을 전달받는 경우, 병렬로 연결된 상기 제1저항과 제2저항으로 충전 전류를 흘리는 배터리 전류 제어 장치.3. The method of claim 2,
The charging current controller
When the first output is received from the comparator, a charging current flows to the first resistor of the first resistance value, and when the second output is transmitted from the comparator, the first resistor and the first resistor connected in parallel. Battery current control device for charging current through two resistors.
상기 충전 전류 제어부는
상기 제1출력을 입력받아 열리고, 상기 제2출력을 입력받아 닫혀서, 상기 제1저항과 상기 제2저항의 병렬 연결을 제어하는 트랜지스터를 더 포함하는 배터리 전류 제어 장치.4. The method of claim 3,
The charging current controller
And a transistor configured to open and receive the first output and to close the second output to control a parallel connection between the first resistor and the second resistor.
상기 비교부는
상기 외부 배터리의 분압 전압과 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압의 차이를 비교하여 상기 제1출력과 상기 제2출력 중 어느 하나를 출력하는 배터리 전류 제어 장치.In claim 1,
The comparing unit
The battery current control device for outputting any one of the first output and the second output by comparing the difference between the divided voltage of the external battery and the divided voltage of the control target battery.
상기 비교부는
상기 외부 배터리의 분압 전압이 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압보다 크면 충전 전류 제어부로 상기 제1출력을 전달하고, 상기 외부 배터리의 분압 전압이 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압보다 작으면 충전 전류 제어부로 상기 제2출력을 전달하는 배터리 전류 제어 장치.The method of claim 5,
The comparing unit
When the divided voltage of the external battery is greater than the divided voltage of the battery to be controlled, the first output is transmitted to the charging current controller, and when the divided voltage of the external battery is less than the divided voltage of the battery to be controlled, the charging current controller is transmitted. Battery current control device for transmitting a second output.
상기 비교부는
상기 제어 대상 배터리 전압이 일정 전압에 도달할 때까지 상기 제1출력을 출력하도록 상기 외부 배터리의 분압 저항비와 상기 제어 대상 배터리의 분압 저항비를 조절하는 배터리 전류 제어 장치.The method of claim 5,
The comparing unit
And controlling the divided resistance ratio of the external battery and the divided resistance ratio of the controlled target battery to output the first output until the controlled target battery voltage reaches a predetermined voltage.
상기 비교부는
상기 외부 배터리 전압에 대한 상기 제어 대상 배터리 전압의 전압도달율을 기초로 상기 외부 배터리의 분압 저항비와 상기 제어 대상 배터리의 분압 저항비를 조절하는 배터리 전류 제어 장치.In claim 7,
The comparing unit
And a voltage resistance ratio of the external battery and a voltage resistance ratio of the control target battery based on a voltage transfer rate of the control target battery voltage with respect to the external battery voltage.
상기 제어 대상 배터리에서 나오는 방전 전류를 출력하는 방전 전류 출력부를 더 포함하는 배터리 전류 제어 장치.In claim 1,
And a discharge current output unit configured to output a discharge current from the battery to be controlled.
상기 방전 전류 출력부는
상기 제어 대상 배터리가 상기 외부 배터리보다 전압이 높을 때 동작하는 다이오드를 포함하는 배터리 전류 제어 장치.The method of claim 9,
The discharge current output unit
And a diode operating when the battery to be controlled is higher in voltage than the external battery.
상기 충전 전류 제어부는
상기 제어 대상 배터리가 상기 외부 배터리보다 전압이 낮을 때 동작하는 다이오드를 포함하는 배터리 전류 제어 장치.In claim 1,
The charging current controller
And a diode operating when the battery to be controlled is lower in voltage than the external battery.
상기 제어 대상 배터리에 연결된 외부 배터리 전압을 입력받는 단계,
상기 제어 대상 배터리의 전압을 입력받는 단계,
분압 저항에 의해 출력되는 상기 외부 배터리의 분압 전압과 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압을 비교하는 단계, 그리고
비교 결과를 기초로 저항값을 가변하여 상기 제어 대상 배터리로 흐르는 충전 전류량을 제어하는 단계
를 포함하는 배터리 전류 제어 방법.A method of controlling a current of a battery to be controlled by a battery current control device,
Receiving an external battery voltage connected to the control target battery;
Receiving a voltage of the control target battery;
Comparing the divided voltage of the external battery output by the divided resistor and the divided voltage of the battery to be controlled, and
Controlling the amount of charge current flowing to the control target battery by varying a resistance value based on a comparison result;
Battery current control method comprising a.
상기 충전 전류량를 제어하는 단계는
상기 외부 배터리의 분압 전압이 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압보다 크면 제1저항으로 충전 전류를 흘리고, 상기 외부 배터리의 분압 전압이 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압보다 작으면, 병렬로 연결된 상기 제1저항과 제2저항으로 충전 전류를 흘리며, 상기 제1저항은 상기 제2저항보다 저항값이 큰 저항인 배터리 전류 제어 방법.The method of claim 12,
The controlling of the charging current amount
When the divided voltage of the external battery is greater than the divided voltage of the control target battery, a charging current flows to the first resistor, and when the divided voltage of the external battery is smaller than the divided voltage of the controlled battery, the first resistor connected in parallel. And a charging current flowing through the second resistor, wherein the first resistor is a resistor having a larger resistance value than the second resistor.
상기 분압 전압을 비교하는 단계는
상기 외부 배터리의 분압 전압과 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압의 차이를 비교하여 하이 출력과 로우 출력 중 어느 하나를 출력하는 배터리 전류 제어 방법.The method of claim 12,
Comparing the divided voltage is
And comparing the difference between the divided voltage of the external battery and the divided voltage of the control target battery to output one of a high output and a low output.
상기 분압 전압을 비교하는 단계는
상기 제어 대상 배터리 전압이 일정 전압을 넘으면 상기 제어 대상 배터리의 분압 전압이 상기 외부 배터리의 분압 전압보다 높아지도록, 상기 외부 배터리의 분압 저항비와 상기 제어 대상 배터리의 분압 저항비를 설정하는 배터리 전류 제어 방법.The method of claim 14,
Comparing the divided voltage is
Battery current control for setting the divided resistance ratio of the external battery and the divided resistance ratio of the controlled battery so that the divided voltage of the controlled battery becomes higher than the divided voltage of the external battery when the controlled battery voltage exceeds a predetermined voltage. Way.
상기 분압 전압을 비교하는 단계는
상기 외부 배터리 전압에 대한 상기 제어 대상 배터리 전압의 전압도달율을 기초로 일정 전압을 계산하는 배터리 전류 제어 방법.The method of claim 12,
Comparing the divided voltage is
And calculating a predetermined voltage based on a voltage transfer rate of the control target battery voltage with respect to the external battery voltage.
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