KR0172860B1

KR0172860B1 - 충전장치

Info

Publication number: KR0172860B1
Application number: KR1019960024697A
Authority: KR
Inventors: 심재윤
Original assignee: 문정환; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR980006708A

Abstract

본 발명은 충전지를 짧은 주기로 연속충전 하는 것을 방지함으로써 충전지의 특성을 오랫동안 유지할수 있도록 한 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 충전장치는 충전용 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부의 전압과 출력부하 전류에 관계없이 일정전압을 출력하는 정전압부; 상기 전원공급부의 전원이 직접 충전지에 인가하도록 스위칭하는 제1스위칭부; 상기 충전지의 충전전압에 따라 제1스위칭부를 구동하는 제1스위칭 구동부; 충전지에 인가되는 모든 충전전압을 스위칭 하는 제2스위칭부; 상기 충전지의 전압레벨을 검출하여 출력하는 슈미트 트리거부; 상기 설정된 시간으로 충전지의 충전시간을 제어하는 타이머; 상기 타이머 및 슈미트 트리거부의 출력신호를 연산하여 상기 제2스위칭부를 구동시키는 논리연산부를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.

Description

충전장치

제1도는 종래의 충전장치의 회로구성도.

제2도는 본 발명의 충전장치의 회로구성도.

제3도는 제2도 각 부의 전압특성을 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 전원공급부 22 : 정전압부

23 : 릴레이 구동부 24 : 릴레이부

25 : 스위칭부 26 : 토템풀 낸드부

27 : 타이머 28 : 슈미트 트리거부

본 발명은 충전장치에 관한 것으로, 특히 짧은 주기로 연속 충전하는 것을 방지하여 충전지의 특성을 오래 유지할 수 있도록 한 충전장치에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래의 충전장치를 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래의 충전장치의 회로도이다.

제1도에 도시한 바와 같이 상용전원을 변압하고 정류 및 평활하여 충전지를 충전하기 위한 직류전원을 공급하는 전원공급부(1)와, 상기 전원공급부(1)에서 입력되는 전압과 출력부하 전류에 관계없이 일정한 전압을 출력하는 정전압부(2)와, 출력되는 전류가 정전압부(2)를 걸치지 않고 직접 충전지(B)에 공급되도록 전원공급부(1)의 출력을 스위칭하는 릴레이부(3)와, 전원공급부(1)에서 충전지(B)의 충전전압에 따라 충전전압이 낮을 때 상기 릴레이부(3)가 온(ON)되도록 구동하는 릴레이 구동부(4)와, 상기 정전압부(2)에서 출력되는 전원에 의해 충전되는 충전지(B)로 구성된다.

여기서 전원공급부(1)는 트랜스(Transe : T)와 정류용 다이오드(Diode : D) 및 평활용 콘덴서(Condanser : C)로 구성되고, 정전압부(2)는 에미터 플로워 트랜지스터(Q1), 제1스위칭용 트랜지스터(Q2)와 제너 다이오드(ZD) 및 저항(R1-R3)으로 구성된다.

그리고 릴레이 구동부(4)는 충전지(B)의 충전전압을 분배시키는 분압용 저항(R4, R5)과, 상기 분압용 저항(R4, R5)에 의해 스위칭 되는 제2스위칭용 트랜지스터(Q3), 상기 제2스위칭용 트랜지스터(Q3)에 의해 온/오프되는 제3 스위칭용 트랜지스터(Q4)로 구성되고, 릴레이부(3)는 초기에 상기 릴레이 구동부(4)의 제3 스위칭용 트랜지스터(Q4)에 따라 동작되는 릴레이 구동스위치(RY-S)를 구동시키는 릴레이(RY) 및 릴레이 구동스위치(RY-S)로 구성된다.

이와같이 구성된 종래의 충전장치의 동작은 다음과 같다.

먼저, 전원공급부(1)에서 충전하기 위한 전원이 공급되면 충전 초기에는 충전지(B)의 충전전압이 낮으므로 릴레이 구동부(4)의 제2, 제3 스위칭용 트랜지스터(Q3, Q4)가 온되므로 릴레이(RY)가 구동되고, 더불어 릴레이 구동스위치(RY-S)가 온되므로 상기 전원공급부(1)에서 출력되는 직류전원이 과전류가 상기 릴레이 구동스위치(RY-S)를 통해 충전지(B)에 흘러 전원을 충전시킨다.

그리고 충전 말기에는 충전지(B)의 충전전압이 높아지므로 제2, 제3 스위칭용 트랜지스터(Q3, Q4)가 오프되고, 릴레이 구동스위치(RY-S)도 오프되므로 전원공급부(1)의 전원이 정전압부(2)를 통해 작은 전류로 충전지(B)에 입력되어 저속충전시킴으로써 상기 전원공급부(1)에서 공급된 전원이 충전시 충전초기의 급속충전으로 인한 충전말기의 직류 전원의 상승을 막을 수 있다.

그러나 이와 같은 종래의 충전장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 충전지의 충전레벨이 충분히 내려가기 전에도 반복충전을 실행할 수 있도록 구성되어 있으므로 충전지의 전압특성이 나빠지고 수명이 짧아진다.

둘째, 충전레벨이 높을때에도 재충전을 할 수 있도록 구성되어 있으므로 충전레벨이 높을 때 재충전을 하면 저속충전을 하므로 전력손실이 있게 된다.

본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 충전지를 짧은 주기로 연속충전 하는 것을 방지함으로써 충전지의 특성을 오래동안 유지할수 있도록 한 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 충전장치는 충전용 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부의 전압과 출력부하 전류에 관계없이 일정전압을 출력하는 정전압부; 상기 전원공급부의 전원이 직접 충전지에 인가하도록 스위칭하는 제1스위칭부; 상기 충전지의 충전전압에 따라 제1스위칭부를 구동하는 제1스위칭 구동부; 충전지에 인가되는 모든 충전전압을 스위칭하는 제2스위칭부; 상기 충전지의 전압레벨을 검출하여 출력하는 슈미트 트리거부; 상기 설정된 시간으로 충전시간을 제어하는 타이머; 상기 타이머 및 슈미트 트리거부의 출력신호를 연산하여 상기 제2스위칭부를 구동시키는 논리연산부를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.

상기와 같은 본 발명은 충전장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명의 충전장치의 회로도이다.

제2도에 도시한 바와 같이, 상용전압을 변압하고 정류 및 평활하여 충전지를 충전하기 위한 직류전원을 공급하는 전원공급부(21)와, 상기 전원공급부(21)에서 입력되는 전압과 출력부하 전류에 관계없이 일정한 전압을 출력하는 정전압부(22)와, 출력되는 전류가 정전압부(22)를 거치지 않고 직접 충전지(B)에 공급되도록 전원공급부(21)의 출력을 스위칭하는 릴레이부(24)와, 상기 전원공급부(21)에서 충전지(B)의 충전전압에 따라 충전전압이 낮을 때 상기 릴레이부(24)가 온되도록 구동하는 릴레이 구동부(23)와, 상기 정전압부(22)에서 출력되는 전원에 의해 충전되는 충전지(B)와, 충전지(B)를 충전전압으로부터 내부적으로 연결 또는 차단시키는 스위칭부(25)와, 충전지(B)의 충전전압을 감지하여 설정된 레벨을 검출하여 출력하는 슈미트 트리거부(28)와, 설정된 시간동안만 충전되도록 상기 충전지(B)의 충전시간을 제어하는 타이머(27)와, 상기 타이머(27) 및 슈미트 트리거부(28)의 출력신호를 논리연산하여 충전지(B)의 충전레벨이 설정된 레벨 이하일 때 설정된 시간동안 충전되도록 상기 스위칭부(25)를 제어하는 토템풀 낸드부(26)로 구성된다.

여기서 전원공급부(21)은 정전압부(22) 및 릴레이 구동부(23), 릴레이부(24)의 구성은 종래와 같고, 스위칭부(25)는 충분한 레벨로 충전지(B)가 방전되기전 설정된 시간이상 정전압부(22)로부터 충전지(B)가 재충전되지 않도록 분리시키는 제4스위칭용 트랜지스터(Q5)로 구성한다.

그리고 타이머(27)는 프로그래머블 유니정션 트랜지스터(Programble Uni-junction Transistor : PUT)와 사이리스트(Silicon Controlled Rectifiter : SCR) 및 콘덴서(C), 저항(R12-R16)으로 연결되어 처음 혹은 충분히 방전된 상태에서 충전할 때 설정시간 동안 스위칭부(25)가 온되도록 토템플 낸드부(26)의 한 입력으로 구성된다.

슈미트 트리거부(28)는 트랜지스터(Q10-Q11)와 저항(R17-R19)으로 이루어져 상기 타이머(27)와 함께 방전시 충전지(B) 레벨이 충분히 떨어지기 전까지 연속 혹은 재충전 되지 않도록 토템플 낸드부(26)의 한 입력으로 구성된다.

한편, 토템플 낸드부(26)는 트랜지스터(Q6-Q9)와 저항(R8-R11) 및 다이오드(D)로 이루어져 타이머(27)와 슈미트 트리거부(28)의 신호를 입력하여 충전시는 타이머(27)의 한 입력을 받아 상기 스위칭부(25)의 제4스위칭용 트랜지스터(Q5)를 온시키고, 방전시는 슈미트 트리거부(28)의 한 입력을 받아 상기 스위칭부(25)의 제4스위칭용 트랜지스터(Q5)를 오프시키도록 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명의 충전장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제3도는 제2도 각부의 전압특성을 나타낸 그래프이다.

즉 충전지 전압(Vbo), 타이머의 출력전압(Vto), 슈미트 트리거부의 출력전압(Vso), 토템플 낸드부의 출력전압(Vno) 특성이다.

전원공급부(21)에서 직류전류로 바뀌고 충전 초기에는 릴레이부(24), 후반에는 정전압부(22)를 통해 충전지를 충전시키는 동안 타이머(27)의 저항(R12)과 콘덴서(C)의 시정수에 의해 콘트롤 전압(Vc)은 지연된다.

이어서, 프로그래머블 유니정션 트랜지스터(PUT)까 턴온(Turn-on)되려면, 콘트롤 전압(Vc)이 분압용 전압(Vx)보다 높아야 하므로 상기 분압용 저항(R15, R16)을 조절하여 타이머(27)의 출력전압(Vto)을 만들어낸다.

그러므로 충전지 전압(Vbo)이 상승되는 동안 상기 타이머와 출력전압은 0이다.

그리고 슈미트 트리거부(28)의 저항(R17, R18)을 조절하여 상승문턱 전압과 하강 문턱전압값을 만들어 내고 상승시간에는 높은 전압레벨에서 하이가 되고 하강시에는 상승시 보다 훨씬 낮은 범위에서 로우로 토글된다.

따라서 슈미트 트리거부(28)의 출력전압(Vso)이 하이인 동안 제4스위칭용 트랜지스터(Q5)를 오프시켜 충전지(B)를 전기적으로 차단시켜 준다.

이때 충전지(B)는 전원공급부(21)에서 전원이 공급되더라도 충전지(B)에는 영향이 없다.

또한, 토템플 낸드부(26)는 충전지 전압(Vbo)의 상승동안은 슈미트 트리거부(28)의 토글 동작에 영향을 받지 않고 계속해서 충전되게 하고, 충전지 전압(Vbo)의 하강동안만 슈미트 트리거부(28)에 의해 영향을 받도록 한다.

한편, 상기 제4스위칭용 트랜지스터(Q5) 대신 사이리스트(SCR)이나 혹은 다른 스위치소자를 사용해도 되고, 전력소모를 더 많이 줄이려면 전원공급부(21)를 오프시켜 충전장치의 동작시 외부 전원공급을 차단한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 충전장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 외부적으로 전원이 공급되더라도 내부적으로는 전원공급부와 충전지를 하므로 반복충전으로 인한 충전지 수명의 단축을 방지한다.

둘째, 충전지의 전압이 충분히 방전된 상태에서 충전을 하므로 전력소모를 줄인다.

Claims

충전용 전원을 공급하는 전원공급부; 상기 전원공급부의 전압과 출력부하 전류에 관계없이 일정전압을 출력하는 정전압부; 상기 전원공급부의 전원이 직접 충전지에 인가하도록 스위칭하는 제1스위칭부; 상기 충전지의 충전전압에 따라 제1스위칭부를 구동하는 제1스위칭 구동부; 충전지에 인가되는 모든 충전전압을 스위칭하는 제2스위칭부; 상기 충전지의 전압레벨을 검출하여 출력하는 슈미트 트리거부; 상기 설정된 시간으로 충전지의 충전시간을 제어하는 타이머; 상기 타이머 및 슈미트 트리거부의 출력신호를 연산하여 상기 제2스위칭부를 구동시키는 논리연산부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 충전장치.