KR0139921Y1 - Charging voltage control apparatus of a battery - Google Patents
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- H02J7/16—Regulation of the charging current or voltage by variation of field
- H02J7/20—Regulation of the charging current or voltage by variation of field due to variation of continuously variable ohmic resistor
Abstract
본 고안에 따른 배터리 충전전압 조정장치는 여자권선 및 고정자권선을 구비한 발전기와, 상기 발전기에서 출력된 전압이 충전되는 배터리와, 상기 발전기의 출력 전압을 조정하는 전압조정기를 포함한다. 여기서, 전압조정기는 충전전압 검출저항, 기준 전압 회로, 전류 조정 회로 및 온도가변저항을 포함한다. 기준 전압 회로는 충전전압 검출 저항을 통하여 발생된 검출 전압에 상응하는 기준 전압을 발생시킨다. 전류 조정 회로는 충전전압 검출저항으로부터의 검출 전압과, 기준 전압 회로로부터의 기준 전압을 비교하여, 그 차이에 따라 여자권선의 전류량을 조정한다. 그리고, 온도가변저항은, 충전전압 검출저항과 연결되고, 주위 온도의 변화에 따라 자신의 저항값이 변하여 검출 전압을 변동시킨다.The battery charging voltage adjusting device according to the present invention includes a generator having an excitation winding and a stator winding, a battery in which the voltage output from the generator is charged, and a voltage regulator for adjusting the output voltage of the generator. Here, the voltage regulator includes a charge voltage detecting resistor, a reference voltage circuit, a current adjusting circuit and a temperature variable resistor. The reference voltage circuit generates a reference voltage corresponding to the detected voltage generated through the charge voltage detection resistor. The current adjustment circuit compares the detected voltage from the charge voltage detection resistor with the reference voltage from the reference voltage circuit, and adjusts the amount of current in the excitation winding according to the difference. In addition, the temperature variable resistor is connected to the charge voltage detection resistor, and its resistance value changes according to the change of the ambient temperature to change the detection voltage.
Description
제1도는 종래 배터리 충전전압 조정장치의 개략적인 구성도이며,1 is a schematic configuration diagram of a conventional battery charging voltage regulator,
제2도는 본 고안에 따른 배터리 충전전압 조정장치의 개략적인 구성도이며,2 is a schematic configuration diagram of a battery charging voltage adjusting device according to the present invention,
제3도는 본 고안에 따른 배터리 충전전압 조정장치의 다른 실시예의 개략적인 구성도이다.3 is a schematic diagram of another embodiment of a battery charging voltage adjusting device according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 발전기 2 : 여자권선1: generator 2: excitation winding
3 : 고정자권선 4 : 정류기3: stator winding 4: rectifier
5 : 배터리 6 : 전압조정기5: battery 6: voltage regulator
21, 22, 23 : 온도가변저항 61, 62, 63 : 저항21, 22, 23: temperature variable resistance 61, 62, 63: resistance
65 : 비교기 66 : 트랜지스터65: comparator 66: transistor
본 고안은 배터리 충전전압 조정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주위온도 변화에 대응하여 최적 충전전압이 유지될 수 있도록 하는 차량용 배터리 충전전압 조정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charging voltage adjusting device, and more particularly, to a battery charging voltage adjusting device for a vehicle to maintain an optimum charging voltage in response to changes in ambient temperature.
차량용 배터리의 충전 장치는 배터리와 직류발전기, 혹은 정류기 내장형 교류발전기 및 전압조정기로 구성되어 있다. 발전기에서 발전되는 전력은 전압조정기에 의해서 일정전압으로 유지되어 차량의 운행시 차량의 전력부하에 전력을 공급하며, 동시에 차량의 배터리를 충전한다.The charging device for a vehicle battery is composed of a battery, a direct current generator, or a rectifier built-in alternator and a voltage regulator. Power generated by the generator is maintained at a constant voltage by the voltage regulator to supply power to the vehicle's power load when the vehicle is running, and at the same time to charge the battery of the vehicle.
즉, 발전기에서 발전된 전력은 전압조정기에 의해 전압조정을 받아 배터리에 충전되어야 하는데, 이와 같은 이유는 발전기의 출력전압이 회전속도, 즉 엔진의 회전속도와 함께 상승하기 때문이다. 이와 같이 엔진의 회전속도와 함께 상승하는 발전기의 출력전압을 조정하는 충전전압 조정장치의 역할을 살펴보면 다음과 같다. 제1도를 참조하면, 발전기(1)의 로우터(rotor) 여자권선(2)은 도시되지 않은 엔진과 연결되어 회전하는데, 로우터(2)의 회전수가 증가하면 스테이터(stator)의 고정자권선(3)에서 출력되는 전압이 상승하게 된다. 고정자권선(3)으로부터 출력되는 전압은 복수의 다이오드로 구성된 정류기(4)에 의해 직류로 정류되어 배터리(5)에 충전되고 그 일부는 로우터의 여자권선(2)으로 흘러들어간다. 즉, 로우터의 회전수가 증가 하면 배터리(5)에 충전되는 발전기(1)의 출력전압이 상승하며, 로우터의 여자코일(2)에 흐르는 전류도 증가하게 된다.In other words, the power generated by the generator should be charged to the battery under voltage regulation by the voltage regulator, because the output voltage of the generator increases with the rotational speed, that is, the engine rotational speed. As described above, the role of the charging voltage adjusting device for adjusting the output voltage of the generator rising with the rotation speed of the engine is as follows. Referring to FIG. 1, the rotor excitation winding 2 of the generator 1 is connected to an engine (not shown) and rotates. When the rotation speed of the rotor 2 increases, the stator winding 3 of the stator 3 is rotated. ), The output voltage increases. The voltage output from the stator winding 3 is rectified to DC by a rectifier 4 composed of a plurality of diodes, charged in the battery 5, and a part thereof flows into the excitation winding 2 of the rotor. That is, as the number of revolutions of the rotor increases, the output voltage of the generator 1 charged in the battery 5 increases, and the current flowing through the excitation coil 2 of the rotor also increases.
이와 같이 증가되는 여자코일(2)의 전류는 발전기(1)의 출력전압을 상승시키고 상승된 출력전압은 여자코일(2)의 전류를 다시 상승시키는 순환을 반복하게 된다. 따라서, 로우터의 회전수가 증가되어도 로우터의 여자코일(2)에 흐르는 전류는 일정수준을 유지토록 하여야 하며, 이와 같은 작용을 하는 것이 전압조정기(6)이다.The increasing current of the excitation coil 2 increases the output voltage of the generator 1 and the increased output voltage repeats the cycle of raising the current of the excitation coil 2 again. Therefore, even if the number of revolutions of the rotor is increased, the current flowing through the excitation coil 2 of the rotor must be maintained at a constant level, and the voltage regulator 6 performs such a function.
상기 전압조정기(6)는 제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 발전기(1)의 전압이 상승하면 로우터의 여자권선(2)에 흐르는 여자전류를 감소시키고 발전기(1)의 전압이 떨어지면 여자전류를 증가시켜 출력전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다.즉, 전압조정기(6)는 저항R1(61), 저항R2(62), 저항R3(63), 제너다이오드(64) 및 비교기(65)의 상호 작용에 의해 트랜지스터(66)를 온/오프 (on/off)시켜 로우터의 여자코일(2)에 흐르는 전류를 조정하여 발전기의 회전수에 적응하여 일정하게 출력전압을 유지시키고 있다.As shown in FIG. 1, the voltage regulator 6 reduces the excitation current flowing through the excitation winding 2 of the rotor when the voltage of the generator 1 rises, and excites the current when the voltage of the generator 1 falls. The voltage regulator 6 includes the resistors R1 (61), resistors R2 (62), resistors R3 (63), zener diodes 64, and the comparator 65. The transistor 66 is turned on / off by adjusting the current flowing through the excitation coil 2 of the rotor, and the output voltage is constantly maintained in accordance with the rotational speed of the generator.
그러나, 일반적으로 차량에 사용되는 배터리는 주위온도가 낮아지면 부족충전되는 경향이 있고, 주위온도가 높아지면 과충전되는 현상이 발생하는데, 종래의 전압조정기는 상기와 같이 온도변화에 따라 배터리가 과부족 충전되는 것을 막을 수 있는 대책을 마련하고 있지 않다.However, in general, a battery used in a vehicle tends to be undercharged when the ambient temperature decreases, and an overcharge occurs when the ambient temperature increases. In the conventional voltage regulator, the battery is overcharged according to the temperature change as described above. We do not take measures to prevent it from happening.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 주위온도가 내려가면 충전전압을 높혀주고, 주위온도가 올라가면 충전전압을 낮게 조정할 수 있는, 즉 주위온도 변화에도 대응하여 충전전압을 자동으로 변화시킬 수 있는 배터리 충전전압 조정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and increases the charging voltage when the ambient temperature decreases, and adjusts the charging voltage low when the ambient temperature rises, that is, automatically adjusts the charging voltage in response to changes in the ambient temperature. It is an object of the present invention to provide a battery charging voltage regulator that can be changed.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 배터리 충전전압 조정장치는, 여자권선 및 고정자권선을 구비하여 상기 여자권선에 흐르는 전류량에 비례한 전압을 발생시키는 발전기와, 상기 발전기에서 출력된 전압이 충전되는 배터리와, 상기 여자권선과 직렬로 연결되어 상기 발전기의 출력 전압에 반비례하도록 상기 여자권선의 전류량을 조정하는 전압조정기를 포함한다. 여기서, 상기 전압조정기는 충전전압 검출저항, 기준 전압 회로, 전류 조정 회로 및 온도가변저항을 포함한다. 상기 충전전압 검출저항은 상기 발전기의 출력 전압을 일정한 비율로 강하시켜 검출 전압을 발생시킨다. 상기 기준 전압 회로는 상기 충전전압 검출저항을 통하여 발생된 전압에 상응하는 기준 전압을 발생시킨다. 상기 전류 조정 회로는, 상기 충전전압 검출저항으로부터의 검출 전압과, 상기 기준 전압 회로로부터의 기준 전압을 비교하여, 그 차이에 따라 상기 여자권선의 전류량을 조정한다. 상기 온도가변저항은, 상기 충전전압 검출저항과 연결되고, 주위 온도의 변화에 따라 자신의 저항값이 변하여 상기 검출 전압을 변동시킨다.Battery charging voltage adjusting device of the present invention for achieving the above object, the generator having an excitation winding and a stator winding to generate a voltage proportional to the amount of current flowing in the excitation winding, and a battery that is charged with the voltage output from the generator And a voltage regulator connected in series with the excitation winding to adjust an amount of current of the excitation winding to be inversely proportional to the output voltage of the generator. Here, the voltage regulator includes a charging voltage detecting resistor, a reference voltage circuit, a current adjusting circuit and a temperature variable resistor. The charging voltage detection resistor generates a detection voltage by dropping the output voltage of the generator at a constant rate. The reference voltage circuit generates a reference voltage corresponding to the voltage generated through the charging voltage detection resistor. The current adjustment circuit compares the detection voltage from the charging voltage detection resistor with the reference voltage from the reference voltage circuit, and adjusts the amount of current in the excitation winding according to the difference. The temperature variable resistor is connected to the charging voltage detection resistor, and its resistance value changes according to a change in ambient temperature to change the detection voltage.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 배터리 충전전압 조정장치의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a battery charging voltage adjusting device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도 및 제3도를 참조하면, 발전기(1)의 내부에는 회전가능한 로우터의 여자권선(2)과, 여자권선(2)의 주위를 에워쌓는 고정자의 고정자권선(3) 및 상기 여자권선(2)과 고정자권선(3)의 상호작용에 의해 발생된 전압을 정류하는 복수의 다이오드로 구성된 정류기(4)가 고정자권선(3)과 연결되어 마련되고 있다. 그리고, 상기 정류기(4)는 발전기(1)에서 발생된 전압을 충전시키기 위해 배터리(5)와 연결되어 있고, 여자권선(2)에 여자전류를 공급하기 위해 여자권선(2)과도 연결되어 있다. 또한, 상기 발전되는 충전전압을 조정하기 위해 상기 발전기(1)의 여자권선(2)과 연결되어 있는 전압조정기(6)가 있다. 전압조정기(6)의 내부에는 충전전압 검출저항(61)에 병렬로 온도에 따라 가변되는 온도가변저항(21)이 연결되어 있다(제2도). 그리고, 배선을 사용하여 외부에서 충전전압 검출저항(61)과 병렬로 온도가변저항(22)을 연결할 수도 있다(제3도).2 and 3, the excitation winding 2 of the rotatable rotor and the stator winding 3 of the stator surrounding the excitation winding 2 and the excitation winding are formed inside the generator 1. A rectifier 4 composed of a plurality of diodes for rectifying the voltage generated by the interaction between (2) and the stator windings 3 is provided in connection with the stator windings 3. In addition, the rectifier 4 is connected to the battery 5 to charge the voltage generated by the generator 1, and is also connected to the excitation winding (2) to supply the excitation current to the excitation winding (2) . In addition, there is a voltage regulator 6 connected to the excitation winding 2 of the generator 1 to adjust the generated charging voltage. Inside the voltage regulator 6 is connected a temperature variable resistor 21 which varies in accordance with temperature in parallel to the charge voltage detection resistor 61 (FIG. 2). Further, the temperature variable resistor 22 may be connected in parallel with the charging voltage detection resistor 61 externally using the wiring (FIG. 3).
이와 같이 구성된 본 고안에 따른 배터리 충전전압 조정장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the battery charge voltage regulator according to the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 제2도를 참조하면, 발전기(1)에서 발전된 전압을 정류하는 정류기(4)의 일단은 로우터의 여자권선(2)과 전압조정기(6)의 발전전압 검출저항 즉, 충전전압 검출저항(61)(63) 및 온도가변저항(21)과 연결되어 있다. 충전전압 검출저항(61)과 온도가변저항(21)은 병렬로 연결되어 있어 온도의 변동에 따라 그 저항값이 변동되고, 이에 따라 비교기(65)에 인가되는 전압도 변동된다. 충전전압 검출저항(63)을 통해 비교기(65)에 입력되는 전압은 일정하게 유지되기 때문에 비교기(65)의 출력은 온도가변저항(21)에 의존하게 된다. 즉, 주위온도가 상승하여 배터리(50)가 과충전 될 때, 온도가변저항(21)의 저항값도 변동하게 되고 이에 따라 비교기(65)의 부(-)단자에 입력되는 전압값도 상승하게 된다. 비교기(65)의 부(-)단자에 입력되는 전압값이 상승하여 충전전압 검출저항(63)과 제너다이오드(64)에 의해 입력되는 비교기(65)의 정(+)단자 전압값보다 높아지게 되면 비교기(65)의 출력이 바뀌게 되어 트랜지스터(66)를 턴-오프(turn-off)시킨다. 트랜지스터(66)가 턴-오프 되면 로우터의 여자권선(2)에 흐르는 전류가 감소하게 되고 결국 고정자권선(3)에서 발생되는 전압이 저하하게 된다. 고정자권선(3)에서 발생되는 전압이 저하하게 되면 배터리 충전전압도 저하하게 되어최종적으로 전압조정기(6)에 의해 일정한 충전전압이 유지되는 것이다.First, referring to FIG. 2, one end of the rectifier 4 for rectifying the voltage generated by the generator 1 has a generated voltage detection resistance of the excitation winding 2 of the rotor and the voltage regulator 6, that is, a charge voltage detection resistor. (61) (63) and the temperature variable resistor (21). Since the charge voltage detection resistor 61 and the temperature variable resistor 21 are connected in parallel, the resistance value thereof changes according to the change in temperature, and accordingly the voltage applied to the comparator 65 also changes. Since the voltage input to the comparator 65 through the charging voltage detection resistor 63 is kept constant, the output of the comparator 65 is dependent on the temperature variable resistor 21. That is, when the ambient temperature rises and the battery 50 is overcharged, the resistance value of the temperature variable resistor 21 also fluctuates, thereby increasing the voltage value input to the negative terminal of the comparator 65. . When the voltage value input to the negative terminal of the comparator 65 increases and becomes higher than the positive terminal voltage value of the comparator 65 input by the charging voltage detection resistor 63 and the zener diode 64. The output of comparator 65 is changed to turn transistor 66 off. When the transistor 66 is turned off, the current flowing in the excitation winding 2 of the rotor decreases, and thus the voltage generated in the stator winding 3 decreases. When the voltage generated in the stator winding 3 is lowered, the battery charging voltage is also lowered, so that a constant charging voltage is maintained by the voltage regulator 6.
반대로, 주위온도가 저하하여 배터리(5)가 부족충전 될 때, 온도가변저항(21)의 저항값도 변동하게 되고 이에 따라 비교기(65)의 부(-)단자에 입력되는 전압값도 낮아지게 된다. 비교기(65)의 부(-)단자에 입력되는 전압값이 낮아져서 충전전압 검출저항(63)과 제너다이오드(64)에 의해 입력되는 비교기(65)의 정(+)단자 전압값보다 낮아지게 되면 비교기(65)의 출력이 바뀌게 되어 트랜지스터(66)를 턴-온(turn-on)시킨다. 트랜시스터(66)가 턴-온되면 로우터의 여자권선(2)에 흐르는 전류가 증가하게 되어 결국 고정자권선(3)에서 발생되는 전압이 상승하게 된다. 고정자권선(3)에서 발생되는 전압이 상승하게 되면 배터리 충전전압도 상승하게 되어 최종적으로 전압조정기(6)에 의해 일정한 충전전압이 유지되는 것이다.On the contrary, when the battery 5 is insufficiently charged due to a decrease in the ambient temperature, the resistance value of the temperature variable resistor 21 also fluctuates, thereby lowering the voltage value input to the negative terminal of the comparator 65. do. When the voltage value input to the negative terminal of the comparator 65 is lowered and becomes lower than the positive terminal voltage value of the comparator 65 input by the charging voltage detection resistor 63 and the zener diode 64. The output of the comparator 65 is changed to turn on the transistor 66. When the transceiver 66 is turned on, the current flowing in the excitation winding 2 of the rotor increases, resulting in an increase in the voltage generated in the stator winding 3. When the voltage generated from the stator windings 3 increases, the battery charging voltage also increases, and finally the constant charging voltage is maintained by the voltage regulator 6.
따라서, 상기의 온도가변저항(21)은 전압조정기(6) 내부온도변화 및/또는 주위온도변화에 따라 발전전압을 자동변동되게 하여 최적의 충전전압이 발전기(1)에서 발생되도록 할 수 있다.Accordingly, the temperature variable resistor 21 may automatically change the power generation voltage according to the internal temperature change and / or the ambient temperature change of the voltage regulator 6 so that the optimum charging voltage may be generated in the generator 1.
제3도는 본 고안의 배터리 충전전압 조정장치의 다른 실시예를 나타내고 있다. 즉, 제3도는 제2도와는 달리 온도가변저항(22)을 전압조정기(6)의 충전전압 검출저항(61)과 외부에서 추가연결시킨 형태이다. 이 경우에는 주위온도를 확실히 감지하여 발전기(1)의 충전전압을 더욱 최적의 상태로 유지시킬 수 있는 이점이 있다.3 shows another embodiment of the battery charging voltage adjusting device of the present invention. That is, unlike FIG. 2, the temperature variable resistor 22 is additionally connected to the charging voltage detection resistor 61 of the voltage regulator 6 from the outside. In this case, there is an advantage that it is possible to surely sense the ambient temperature to maintain the charging voltage of the generator 1 in a more optimal state.
상술한 바와 같이 본 고안에 따른 배터리 충전전압 조정장치는 주위온도 및/또는 내부온도의 변화에 적응하여 배터리에 최적의 충전전압이 공급될 수 있도록 하는 이점을 제공한다.As described above, the battery charge voltage adjusting device according to the present invention provides an advantage that the optimum charge voltage can be supplied to the battery by adapting to changes in ambient temperature and / or internal temperature.
본 고안은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 당업자의 수준에서 그 변형 및 개량이 가능하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and modifications and improvements are possible at the level of those skilled in the art.
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