KR0176090B1 - 충전시간 가변장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 충전시간 가변장치에 관한 것으로, 충전시간 가변을 위한 스위치(SW1)의 온/오프에 의해 2차전지의 충전시간을 가변시키기 위한 펄스를 발생시키는 충전시간 입력수단, 미리 설정시켜둔 2차전지의 충전에 필요한 최소 충전시간 마다 기준 클럭신호를 발생시키는 기준 클럭 발생수단, 상기 최소 충전시간을 반복시키기 위한 최대 반복 횟수를 10진수의 초기값으로 설정하고, 상기 기준 클럭 발생수단의 출력신호와 상기 충전시간 입력수단의 출력신호에 의해 상기 초기 값으로 설정된 최대 반복횟수에서 10진수 1씩 다운 카운트시켜 BCD 4비트 신호로서 출력하는 10진 내려 세기 수단, 그 10진 내려 세기 수단의 출력신호에 의거하여 남은 충전시간 반복횟수를 10진 숫자로 7-세그먼트를 통해 표시하는 잔여 충전시간 표시수단, 상기 10진 내려 세기 수단의 출력신호를 디코딩하여 남은 횟수가 0인 경우 상기 기준 클럭 발생수단의 출력신호가 상기 10진 내려 세기 수단에 입력되지 않도록 게이트를 차단하고, 남은 횟수가 1부터 최대 반복횟수중 어느 하나인 경우에는 상기 2차전지를 충전시키기 위한 충전신호를 출력하는 충전신호 출력수단, 리세트 스위치에 의해 상기 10진 내려세기 수단과 상기 기준클럭 발생수단을 초기화시키기 위한 충전시간 초기화 수단을 포함함으로써, 충전 바테리용 충전장치로 충전할 때 충전해야 할 시간을 스위치를 누르는 횟수에 따라 1분 또는 10분 간격으로 내려세기를 9부터 0까지 열 종류를 선택하여 설정할 수 있으므로 충전 완료 예정시간을 가시적으로 보면서 확실한 조작을 할 수 있기 때문에 충전 바테리를 보호하는 효과가 있다.

Description

충전시간 가변장치

제1도는 종래의 충전 바테리용 2단 충전 장치의 회로도.

제2도는 본 발명에 따른 충전시간 가변장치의 회로도.

제3도는 충전 시간 입력부의 타이밍도.

본 발명은 종래의 충전 바테리용(2차전지를 칭함. 이하 충전 바테리 또는 2차 전지를 혼용하기로 함) 충전기에서 충전시간을 설정하는 회로 부분을 간단한 전자회로로 대체할 수 있도록 고안한 충전시간 가변장치에 관한 것으로서, 특히 충전 바테리용 충전 장치의 충전 시간을 1개의 스위치로 9부터 1까지 9종의 시간으로 설정할 수 있도록 하면서, 또한 충전이 진행중에도 기 설정된 충전시간을 용이하게 설정할 수 있도록 하면서, 설정된 시간으로부터 0까지 감소하는 동안의 충전시간 진행 상황을 표시장치로 볼 수 있는 수단을 제공하는 충전시간 가변장치에 관한 것이다.

종래의 충전 바테리용 충전 장치에서는 고속(쾌속)충전시간을 설정할 때에 장치 내부의 회로에서 충전하려는 바테리의 단자전압이 미리 설정한 전압에 도달할 때까지 충전되도록 하였다.

또는 저항값과 용량값에 의해 대표적인 충전 시간을 고정시켜 놓고 일정한 충전 전류를 흘리도록 설정하였다.

제1도는 종래의 충전 바테리용 2단 충전 장치의 회로도이다.

제1도를 참조하여 종래의 충전 바테리용 2단 충전 장치를 설명하면 다음과 같다.

이 장치는 기 특허사정된 특허 제059789호로서, 이 장치에서의 충전시간은 C와 R1의 값에 의해 고정되어 있다.

따라서, 여러 종류의 충전 바테리를 충전시킬 때에는 시간이나 전류를 가변시킬 수 있는 방법이 없었다.

또한 종래의 충전 바테리는 종류에 따라 필요한 충전 조건(시간이나 전류)이 약간씩 다르므로 이러한 방법으로는 여러 종류의 충전 바테리를 충전시키는 데에 부적당하다는 문제점이 있었다.

또한 종래의 충전 바테리용 충전기들은 충전 전류를 제어하는 방법이나 수단을 탑재해서 쾌속충전과 표준충전을 제어하도록 함으로써 빠른 시간에 충전이 가능하도록 하면서 충전 바테리를 보호하는 효과를 내도록 하였다.

이 때에 충전 소요시간을 단축하기 위해서 충전 전류를 많이 흘릴수록 바테리는 더 높은 온도로 발열을 하게되며, 종래의 충전기들은 이에 대비해서 발열 온도를 감지하는 써머스타와 같은 소자를 부착, 작동시켜서 표준 충전 모드로 전환하는 방법들을 사용하여 바테리를 보호하도록 하고 있다.

그러나 써머스타와 같은 감지소자들은 그 특성상 손으로 만졌을 때 뜨거움을 느낄 수 있는 온도인 섭씨 40도에서 50도 정도에서 작동되며, 충전 바테리는 그 특성상 고온 하에서 충전하는 횟수가 많아질수록 수명이 급격하게 단축되므로 이와 같은 충전 바테리의 충전시 발열하는 온도를 감지하여 제어하는 방식으로는 충전 바테리의 수명을 보호하는데 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 종래의 충전기들이 사용하는 충전시간 설정 회로 부분을 대체할 수 있는 새로운 장치를 제공하는 것으로써, 아홉 가지의 충전시간을 구비하여 과열이 안되는 충전시간을 사용자가 간단하게 설정하도록 함으로써 다양한 종류의 충전 바테리에 적용 가능하면서도 충전 바테리의 수명을 효율적으로 보호할 수 있도록 하는 충전시간 임의 설정 및 가변장치를 제공함에 있다.

본 발명은 종래의 충전 바테리용 충전기에서 충전 전류나 과열온도 제어 부분은 종래 충전기들의 방법이나 수단을 그대로 활용하면서, 충전 바테리(2차 전지, 이하 충전 바테리 또는 2차 전지를 혼용하기로 함)를 보다 더 안전하게 보호하면서 충전할 수 있는 충전시간 임의설정 및 가변장치를 고안한 것으로서, 충전시간을 설정하는 회로 부분을 간단한 전자회로로 대체할 수 있도록 고안하였으며, 특히 충전 바테리용 충전장치의 충전시간을 1개의 스위치로 9부터 1까지 9종의 시간으로 설정할 수 있도록 하면서, 또한 충전이 진행 중에도 기 설정한 충전시간을 용이하게 변경할 수 있도록 하면서, 설정이나 변경된 시간으로부터 0까지 감소하는 동안의 충전시간 진행 상황을 표시장치로 볼 수 있는 수단을 제공하는 충전시간 가변장치에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 충전시작신호에 의거하여 충전용 2차 전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치에 있어서, 충전시간 가변을 위한 스위치(SW1)의 온/오프에 의해 2차전지의 충전시간을 가변시키기 위한 펄스를 발생시키는 충전시간 입력수단과, 미리 설정시켜둔 상기 2차전지의 충전에 필요한 최소 충전시간마다 기준 클럭신호를 발생시키는 기준 클럭 발생수단, 상기 최소 충전시간을 반복시키기 위한 최대 반복 횟수를 10진수의 초기값으로 설정하고, 상기 기준 클럭 발생수단의 출력신호와 상기 충전시간 입력수단의 출력신호에 의해 상기 초기값으로 설정된 최대 반복횟수에서 10진수 1씩 다운 카운트시켜 BCD 4비트 신호로서 출력하는 10진 내려 세기 수단과, 그 10진 내려 세기 수단의 출력신호에 의거하여 남은 충전시간 반복횟수를 10진 숫자로 7-세그먼트를 통해 표시하는 잔여 충전시간 표시수단과, 상기 10진 내려세기 수단의 출력신호를 디코딩하여 남은 횟수가 0인 경우 상기 기준 클럭 발생수단의 출력신호가 상기 10진 내려세기 수단에 입력되지 않도록 게이트를 차단하고, 남은 횟수가 1부터 최대 반복횟수중 어느하나인 경우에는 상기 2차전지를 충전시키기 위한 충전신호를 출력하는 충전신호 출력수단과, 리세트 스위치에 의해 상기 10진 내려 세기수단과 상기 기준클럭 발생수단을 초기화시키기 위한 충전시간 초기화수단을 포함하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은 충전시간 가변장치에 있어서, 충전 바테리용 2단 충전장치에 활용하는 회로로서 충전시간을 R과 C의 시정수에 의해 결정되는 부분을 대체할 수 있는 데에 있다.

목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징은 충전시간 가변장치에 있어서, 스위치를 누르는 횟수에 따라 충전할 시간을 가변시키면서 잔여 충전 시간이 10진수의 숫자로 표시되고, 내장된 기본 클럭 발생부의 주기를 다운 카운팅 수단의 클럭으로 사용하고, 상기 다운 카운팅 수단에서 얻어진 BCD 신호를 십진수로 디코딩해서 그 결과가 1부터 9까지는 충전해야할 시간 값으로 사용하고, 그 결과가 0일때는 충전신호를 내보내지 않고 대기 상태를 유지하는 데에 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 충전시간 가변장치의 회로도이다.

제2도를 참조하여 본 발명에 따른 충전시간 가변장치의 회로를 설명하면, 다음과 같다.

제1도의 (4)부분을 제거하고 A와 B지점의 접속을 잘라내어 제2도의 회로로 대체함으로써 제2도에서의 누름 스위치 SW1을 누르는 회수에 의해 충전시키려는 시간을 설정하고, 또한 잔여 충전시간을 7세그먼트 발광 다이오드(Light Emitting diode, LED) 디스플레이로 나타낸다.

충전을 해야하는 시간을 결정하는 회로를 디지털 제어회로로 구성하였다.

이는 스위치를 누르는 회수에 따라 펄스를 발생시키는 충전시간 입력부(1)와, 16Hz를 발진시키는 기본 클럭 발생부(2), 재시동부(power on switch)(3)와, 10진 다운 카운팅부(Down Counter)(4)와, 잔여 충전시간 표시부(5), 충전 신호 출력부(6)로 구성된다.

제2도의 POR부와 기본 클럭 발생부(2) 및 U17의 동작을 살펴보자.

충전기의 전원을 켜면 C11이 서서히 충전되면서 U21의 출력은 처음에는 하이(High)이지만 R13과 C11의 시정수에 의한 시간 후에는 로우(Low)가 된다.

따라서 하이에서 로우로 변하는 재시동 신호가 발생된다.

이 신호는 U20과 U15를 초기화 시키면서 잔여 충전시간 표시부를 0으로 하고 B단자가 로우로 되어 충전을 하지 않는 대기(Stand-by) 상태를 유지한다.

이때에는 U22의 Q0와 접속되어 있는 U17에 로우가 가해지므로 U17은 클럭을 내보내지 않으며, U15도 정지해 있게 된다.

이때 SW1을 누르면 누르는 회수만큼의 숫자가 되면서(예를 들면 6회 누르면 9부터 내림차순으로 여섯번 줄어들어 4가 된다) U17로 기본 클럭 발생부의 신호가 나가면서 잔여 충전시간 표시부의 숫자가 감소한다.

발진 주파수는 기본 클럭 발생부에 있는 R12와 C10의 시정수에 의해 정해진다.

또한 별도의 스위치를 부착해서 C10-1을 추가할 수 있도록 하면 C 용량이 증가되어 U20의 Q3에 나타낸 바와 같이 1분 또는 10분 주기의 기본 클럭을 만들 수가 있다.

따라서 기본 클럭 발생부의 출력은 1사이클이 1분 또는 10분이며 앞의 예(SW1을 누른예)에서 4사이클이 U15로 입력되면서(SW1을 6회 누름으로서 U22의 Q0는 H:hg가 되면서 U17을 Enable 시키는 것이고, U2의 출력 Q3의 4사이클로 U14를 거쳐 U15로 감) 0이 될 때까지 충전이 되는 것이다.

충전 시간 입력부(1)와 10진 다운 카운팅부(4)와 잔여 충전 시간 표시부(5)와 충전 신호 출력부(6)의 동작을 설명한다.

제3도에 충전 시간 입력부의 타이밍도이다.

제3도를 참조하여 충전 시간 입력부의 타이밍도를 설명하면 다음과 같다.

먼저 입력부를 살펴보면, SW1의 COM 단자가 정규 교차(Normal cross, NC) 단자에 접촉이 되어 있는 상태에서 스위치를 누름으로써 정규 개방(Normal Open, NO) 단자로 접속이 바뀌어지며 기계적인 접촉불량에 관계없이 U13의 출력측으로 하이가 나가고 스위치를 떼면 다시 NC단자가 접속되고 U13의 출력측으로 로우가 나가게 된다.

이 출력 신호는 U15 10진 다운 카운터의 카운트 다운(Count Down) 입력으로 들어가서 U15의 출력측 네 단자에 헥사(Hex)값으로 9를 출력하면서 U16, U22에 입력되어, 7 세그멘트 발광 다이오드(LED) 디스플레이를 9로 나타내고 U23의 출력측인 B 단자로 하이를 내보낸다.

이때 B 단자가 하이하는 것은 제1도의 R3으로 충전 전류가 흐르도록 TR1과 TR2를 켤(Turn-On) 수 있는 전압(High)이 발생됐다는 것을 의미한다.

한번 더 SW1을 눌렀다 떼면 8이 나타나며 B 단자가 하이가 된다.

SW1의 동작은 이처럼 누르는 횟수에 따라 내려세기(Down Count)를 계속하다가 0이 되면 B 단자의 출력은 로우가 되면서 충전시킬 수 있는 신호를 안 내보내는 것이다.

그러나 0이 된 후에도 또 누르면 다시 9부터 시작하면서 내려세기를 계속한다.

또한 어느 숫자에서 그냥 놔두면 기본 클럭 발생부에서 신호가 나올 때까지 그 숫자에 머물러 있게 되고 그 숫자가 0이 아니면 충전 신호는 B 단자로 계속 나가게 되며 기본 클럭 발생부에서 한 개씩 신호가 나올 때마다 숫자가 하나씩 줄어들면서 0이 되면 내려세기를 중지한다.

제4도에 U15(10진 다운 카운터)의 진리표를 나타내었다.

U15는 표 1의 내려세기 모드(Count Down Mode)와 재설정 모드(Reset Mode)만 동작한다.

U22는 상기 표 2의 Output 항에서 Q1부터 Q9 사이가 전부 하이일 때만(다시 말해 Q0가 Decode 됐을 때만) U23을 통해 B 단자로 로우(Low)를 내보내고 나머지 숫자에서는 하이(High)를 내보낸다.

U16은 U15의 BCD 코드를 받아들여 공통 에노드(Common Anode)의 7-세그먼트 발광 다이오드 디스플레이(Seven Segment LED Display)를 해당 코드에 맞추어 발광한다.

그러므로, 상술한 바와 같은 본 발명은 충전 바테리용 충전장치로 충전할때 충전해야 할 시간을 스위치를 누르는 회수에 따라 1분 또는 10분 간격의 내려세기를 9부터 0까지 열 종류를 선택하여 설정할 수 있으므로 충전완료 예정 시간을 가시적으로 보면서 확실한 조작을 할 수 있기 때문에 충전 바테리를 보호하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 충전시작신호에 의거하여 충전용 2차 전지의 충전을 제어하는 충전 제어장치에 있어서, 충전시간 가변을 위한 스위치(SW1)의 온/오프에 의해 2차전지의 충전시간을 가변시키기 위한 펄스를 발생시키는 충전시간 입력수단과; 미리 설정시켜둔 2차전지의 충전에 필요한 최소 충전시간 마다 기준 클럭신호를 발생시키는 기준 클럭 발생수단과; 상기 최소 충전시간을 반복시키기 위한 최대 반복 횟수를 10진수의 초기값으로 설정하고, 상기 기준 클럭 발생수단의 출력신호와 상기 충전시간 입력수단의 출력신호에 의해 상기 초기 값으로 설정된 최대 반복횟수에서 10진수 1씩 다운 카운트시켜 BCD 4비트 신호로서 출력하는 10진 내려 세기 수단과; 그 10진 내려 세기 수단의 출력신호에 의거하여 남은 충전시간 반복횟수를 10진 숫자로 7-세그먼트를 통해 표시하는 잔여 충전시간 표시수단과; 상기 10진 내려 세기 수단의 출력신호를 디코딩하여 남은 횟수가 0인 경우 상기 기준 클럭 발생수단의 출력신호가 상기 10진 내려 세기 수단에 입력되지 않도록 게이트를 차단하고, 남은 횟수가 1부터 최대 반복횟수중 어느 하나인 경우에는 상기 2차전지를 충전시키기 위한 충전신호를 출력하는 충전신호 출력수단과; 리세트 스위치에 의해 상기 10진 내려세기 수단과 상기 기준클럭 발생수단을 초기화시키기 위한 충전시간 초기화 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 충전시간 가변장치.