KR0177949B1

KR0177949B1 - 축전지 병렬 구동방법 및 장치

Info

Publication number: KR0177949B1
Application number: KR1019960029190A
Authority: KR
Inventors: 김용관
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1999-05-15
Also published as: KR980012769A

Abstract

본 발명은 축전지 병렬 구동방법 및 장치에 관한 것으로서, 이는 축전지를 병렬로 사용하여 충전 또는 방전시킬 경우 그 축전지를 각각 독립적으로 또는 동시에 구동시켜 충,방전이 이루어지도록 하고 축전지의 개수에 무관하게 사용시간의 연장은 물론 축전지의 안전성을 향상 시키도록 한 것이다.

이와같은 본 발명은 시스템 초기화 해제후 교류/직류 아답터 및 병렬로 접속된 다수의 축전지 결합여부와 메인 스위치의 상태을 판단하는 접속상태 검색과정과; 판단한 결과 교류/직류 아답터와 다수의 축전지중 어느하나의 전원공급수단이 결합되었으면 메인 스위치의 도통 및 차단상태 결과만을 가지고 상기 결합된 교류/직류 아답터 또는 축전지의 전원을 메인 시스템으로 공급 및 차단하는 전원공급 선택과정과; 검색한 결과 교류/직류 아답터가 접속되고 병렬 접속된 축전지중 어느 하나의 축전지가 결합되었으면 메인 스위치의 도통 및 차단에 관계없이 그 각각의 축전지 전압을 검출하여 비교하고 그 비교한 결과의 우선순위에 따라 교류/직류 아답터의 전원을 각각의 축전지에 순차적으로 충전이 완료될때까지 충전을 수행하는 우선순위 충전과정으로 이루어짐으로서 달성된다.

Description

축전지 병렬 구동방법 및 장치

제1도는 종래 노트북 컴퓨터의 전원공급장치 구성도.

제2도는 제1도에 따른 축전지의 구동방법에 대한 신호흐름도.

제3도는 본 발명 노트북 컴퓨터의 축전지 병렬 구동장치의 구성도.

제4도는 제3도의 충전전압 검출부를 보다 상세하게 보인 회로도.

제5도는 제3도의 온도감지부를 보다 상세하게 보인 회로도.

제6도는 제3도에 다른 축전지 병렬 구동방법에 대한 신호흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 교류/직류 아답터 201 : 직류/직류 변환부

201a : 마이크로 프로세서 201b,201c : 제1, 제 2축전지

201d, 201e : 제1, 제2 충전전압 검출부

201f, 201g : 제1, 제2 온도감지부 203 ; 메인 시스템

본 발명은 재충전(Rechargeable) 축전지 병렬 구동에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 축전지(Battery)를 병렬로 사용하는데 있어서 축전지의 갯수에 무관하게 사용시간을 연장시키고 특히 축전지의 충전 및 방전을 각각 또는 동시에 가능하게 하여 축전지의 안전성 및 방전시간(Life Time)을 길게하도록 하는 축전지 병렬 구동방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 충전용 축전지를 사용하는 노트북 컴퓨터 또는 충방전용 축전지를 사용하는 기기에서의 전원공급장치(SMPS; Swiching Mode Power Supply)는 하나의 하드웨어로 구성되어 교류/직류 아답터에서 변환된 직류전압을 직류직류 변환수단을 통해 전압을 강하 또는 승압시켜 각각의 시스템에 전달하여 동작전원으로 사용할 수 있고, 또한 교류/직류 아답터 사용이 불가능한 장소에서 노트북 컴퓨터를 사용하기 위해서는 미리 상기 아답터에서 변환된 직류전압을 축전지에 충전시켜 사용하게 된다.

제1도는 종래 노트북 컴퓨터에서의 전원공급장치의 구성도로서, 이에 도시된 바와같이, 전원 플러그(104)를 통해 입력되는 교류전원(AC)을 직류전압으로 변환하여 출력하는 교류/직류 아답터(100)와; 상기 교류/직류 아답터(100)의 접속 유무를 검출하여 접속시에는 고전위를, 무접속시에는 저전위를 출력하는 아답터착탈 스위치(102)와; 이 아답터착탈 스위치(102)에서 출력된 전위에 따라 상기 교류/직류 아답터(100)에서 변환된 직류전압을 강하 및 승압하고 이를 적당한 레벨의 정전압으로 변환시켜 메인시스템(103)에 동작전압으로 공급하는 직류/직류 변환부(101)로 구성되어 있다.

상기에서 직류/직류 변환부(101)는 상기 아답터착탈 스위치(102)를 통해 입력되는 교류/직류 아답터(100)의 직류전압을 충,방전시키는 축전지(101b)와; 상기 축전지(101b)의 충전량에 따라 변화되는 온도를 온도감지소자(Th1)를 통해 감지하여 증폭기(OP1)를 통해 증폭하여 출력하는 온도감지부(101d)와; 상기 축전지(101b)에 충전된 전압을 검출하는 충전 전압 검출부(101c)와; 상기 아답터착탈 스위치(102)를 통한 교류/직류 아답터(100)의 전압 또는 축전지(101b)의 전압을 일정레벨의 정전압으로 유지시켜 출력하는 정전압부(101g)와; 상기 메인시스템(103)과 직류/직류 변환부(101) 사이에 접속되어 메인시스템(103)으로의 정전압을 공급 또는 차단하는 메인 스위칭부재(101h)와; 상기 정전압부(101g)에서 공급된 정전압으로 동작하고 아답터착탈 스위치(102), 메인 스위칭부재(101h)의 출력신호를 가지고 교류/직류 아답터(100) 및 메인시스템(103)의 접속유무를 판단함과 아울러 충전전압 검출부(101c) 및 온도감지부(101d)의 출력신호에 따라 축전지(101b)의 착탈여부 및 충전량을 인식하여 충전을 제어하는 마이크로 프로세서(101a)와; 상기 마이크로 프로세서(101a)의 충전량 인식에 따른 제어신호에 의해 스위칭되어 축전지(101b)에 전압을 충전 및 차단하는 다이오드(D1) 및 제1스위칭소자(FET1)로 이루어진 충전구동부(101e)와; 상기 마이크로 프로세서(101a)에서 출력된 제어신호에 따라 펄스폭변조신호를 발생하는 펄스폭변조부(101f)와; 상기 펄스폭변조부(101f)에서 발생되어 저항(R1)을 통해 입력되는 펄스폭신호에 따라 아답터착탈 스위치(102) 또는 축전지(101b)의 전압을 메인 스위칭부재(101h)를 통해 메인시스템(103)에 공급 또는 차단하는 제2스위칭소자(TR1)로 구성된 것으로, 도면중 미 설명부호 R2과 VR1은 상기 펄스폭변조부(101f)의 출력신호를 제어하는 저항 및 가변저항이다.

이와같이, 구성된 종래 노트북 컴퓨터의 전원공급장치를 제2도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

초기에 메인 스위치를 도통시키면 마이크로 프로세서(101a)는 그의 입,출력포트 및 내부에 구비된 램을 초기화시키게 된다.

이와같은 상태에서 사용자가 축전지(101)에 교류/직류 아답터(100)의 전압을 충전하기 위해 아답터착탈 스위치(102)를 도통시키면, 즉 교류/직류 아답터(100)를 아답터착탈 스위치(102)에 연결하면 플러그(104)를 통해 입력되는 교류전원(AC)이 상기 교류/직류 아답터(100)에서 일정레벨의 직류전압으로 전압 강하되어 아답터착탈 스위치(102)를 통해 정전압부(101g)에 제공된다.

상기 직류/직류 변환부(101)의 정전압부(101g)는 입력된 직류전압을 일정레벨로 유지시켜 마이크로 프로세서(101a)를 동작시키게 된다.

이때, 상기 마이크로 프로세서(101a)는 온도감지소자(Th1) 및 증폭기(OP1)로 구성된 온도감지부(101d)를 통하여 축전지(101b)의 연결여부를 확인하고 아울러 차동증폭기로 구성된 충전전압 검출부(101c)를 통해 축전지(101b)의 전압을 인식하게 된다.

상기 충전전압 검출부(101c)를 통해 인식한 축전지(101b)의 전압을 기준으로 하여 충전이 필요로 할 시에는 충방전 구동부(101e)의 제1스위칭소자(FET1)를 도통시켜 축전지(101b)에 아답터착탈 스위치(102)를 통한 교류/직류 아답터(100)의 전압을 일정량까지 충전시킴과 아울러 전술한 온도감지부(101d)를 통해 축전지(101b)의 온도상승 여부도 함께 검출하여 안전영역에서 축전지(101b)를 충전시키게 된다.

이와같이 하여 축전지(101b)가 일정 전압 및 일정온도 변화에 도달하면 축전지(101b)의 충전을 중지시키기 위해서 마이크로 프로세서(101a)는 전술한 충방전 구동부(101e)의 제1스위칭소자(FET1)를 오프 시키게 된다.

그리고, 상기 동작과 관계없이 마이크로 프로세서(101a)는 그의 인식단자를 통해 직류/직류 변환부(101)와 메인시스템(103) 사이에 접속된 메인 스위치(101h)의 도통 및 차단상태를 판단하게 된다.

상기 판단한 결과 메인 스위치(101h)가 도통일 경우에는 펄스폭변조 발생부(101f)를 동작시켜 제2스위칭소자(TR1)를 도통시키게 된다.

상기 제2스위칭소자(TR1)가 도통되면 축전지(101b)의 전압 또는 교류/직류 변환부(100)의 전압이 그 제2스위칭소자(TR1) 및 메인 스위치(101h)를 통해 메인 시스템(103)에 공급된다.

그리고, 상기 메인 스위치(101h)가 차단일 경우에는 펄스폭변조 발생부(101f)를 통해 제2스위칭소자(TR1)를 차단시켜 메인 시스템(103)으로 공급되는 동작전압을 중단하게 된다.

그리고, 상기 축전지(101b)에 충전된 전압만을 가지고 메인 시스템(103)을 동작시키 위해서는 즉 다시말해서 교류/직류변환부(100)의 아답터착탈 스위치(102)가 직류/직류 변환부(101)에 접속되지 않고 축전지(101b)만 연결되어 있을 경우 전술한 정전압부(101g)는 축전지(101b)의 전압을 일정레벨로 유지시켜 마이크로 프로세서(101a)를 동작시키게 된다.

이때, 사용자가 제2도와 같이, 메인 시스템(103)을 사용하기 위해 메인 스위치(101h)를 도통시키면 상기 마이크로 프로세서(101a)는 그의 인식단자를 통해 메인스위치(101h)의 도통상태를 인식하여 충방전 구동부(101e)의 제1스위칭소자(FET1)를 도통킴과 아울러 펄스폭변조 발생부(101f)를 통해 제2스위칭소자(TR1)를 도통시켜 메인 시스템(103)에 축전지(101b)의 전원을 공급하게 된다.

이와같이, 축전지(101b)의 충전전원을 상기 메인 시스템(103)에서 공급하면서 충전전압 검출부(101c)를 통해 지속적으로 축전지(101b)의 전압을 감지하여 전압이 안전동작 영역이하로 떨어지면 경보단자(L1)를 통해 메인 시스템(103)으로 경고신호를 보내고 일정시간 후 펄스폭변조 발생부(101f)를 통해 제2스위칭소자(TR1)를 차단시켜 축전지(101b)의 공급전원을 중지시킴과 아울러 충방전 구동부(101e)의 제1스위칭소자(FET1)를 차단시키게 된다.

도한, 상기 메인 시스템(103)의 동작하고 있는 도중에 메인 스위치(101h)가 차단되면 상기 충전모드의 역순으로 동작을 하게 된다.

즉 다시말해서 메인 스위치(101h)가 차단되면 마이크로 프로세서(101a)는 충방전 구동부(101e)의 제1스위칭소자(FET1)를 차단함과 아울러 펄스폭변조 발생부(101f)를 통해 제1스위칭소자(FET1)를 차례로 차단하고 경보라인(L1)을 통해 메인 시스템(103)에 경고신호를 전송하게 된다.

그러나 이와같은 종래 노트북 컴퓨터의 전원공급장치에서 축전지의 충전 및 방전방식은 축전지가 충전 상태이거나 방전상태일 때 충전구 동부의 제1스위칭소자를 마이크로 프로세서가 도통 및 차단시켜 줌으로서 충전 또는 방전이 가능해 졌으나, 이와같은 방법으로 축전지를 병렬로 연결하여 각각의 축전지를 독립적으로 혹은 동시에 충전 및 방전을 시키고자 할시에 그 충, 방전이 거의 불가능 하고, 설령 상기 충방전 구동부의 다이오드를 사용하여 축전지를 병렬로 구동할 경우 효율

의 저하로 제1스위칭소자의 발열 및 축전지의 사용시간이 단축되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 축전지를 병렬로 사용하여 충전 또는 방전시킬 경우 그 축전지를 각각 독립적으로 또는 동시에 구동시켜 충,방전이 이루어지도록 하는 축전지 병렬 구동방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 축전지를 병렬로 연결하여 사용시 그 축전지의 갯수에 무관하게 사용시간의 연장은 물론 축전지의 안전성을 향상시키도록 하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 축전지 병렬 구동방법은 시스템 초기화 해제후 교류/직류 아답터 및 병렬로 접속된 다수의 축전지의 결합여부와 메인 스위치의 상태를 판단하는 과정과; 상기 판단한 경과 교류/직류 아답터와 축전지중 어느하나의 전원공급수단이 결합되었으면 메인 스위치의 상태 결과만을 가지고 상기 결합된 교류/직류 아답터 또는 축전지의 전원을 메인시스템으로 공급 및 차단하는 과정과; 상기 검색한 결과 아답터와 축전지가 결합되었으면 그 각각의 축전지 전압을 검출하여 비교하고 그 비교한 결과의 우선순위에 따라 교류/직류 아답터의 전원을 각각의 축전지에 충전하는 축전지 충전과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 축전지 병렬 구동장치는 아답터 착탈 스위치를 통해 교류/직류 아답터에 병렬 접속된 적어도 두 개 이상의 축전지로부터 독립적으로 충전전압을 검출하는 적어도 두 개 이상의 검출수단과; 상기 각각의 축전지의 충전량에 다라 변화되는 온도를 독립적으로 검출하는 적어도 두 개 이상의 온도감지수단과; 상기 각각의 충전전압 검출수단에서 얻어진 충전전압을 서로 비교하여 다수의 축전지의 충전 우선순위를 결정함과 아울러 온도감지수단에서 얻어진 온도신호에 따라 충전을 제어하고 상기 아답터 착탈 스위치와 메인 스위치의 도통 및 차단여부에 따라 메인 시스템으로의 전원공급 여부를 제어하는 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서에서 얻어진 충전우선순위 및 아답터착탈 스위치, 메인스위치의 상태에 따른 제어신호에 의해 독립적으로 구동하여 다수의 축전지중 해당 축전지에 전원을 충전 및 방전시키는 적어도 두 개 이상의 충방전 구동수단을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명 노트북 컴퓨터의 축전지 병렬 구동장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 전원 플러그(204)를 통해 입력되는 교류전원(AC)을 직류전압으로 변환하여 출력하는 교류/직류 아답터(200)와; 상기 교류/직류 아답터(200)의 직류전압을 승압 및 강하하여 메인 시스템(103)의 동작전원으로 공급하는 직류/직류 변환부(201)와; 상기 교류/직류 아답터(200)와 직류/직류 변환부(201)을 연결하여 주는 아답터착탈 스위치(202)와; 상기 아답터착탈 스위치(202)를 통해 각각 교류/직류 아답터(200)에 병렬로 접속되어 충,방전을 수행하는 직류/직류 변환부(201)의 제1, 제2축전지(201b)(201c)와; 상기 제1, 제2축전지(201b)(201c)의 충전전압을 독립적으로 각각 검출하여 출력하는 제1, 제2 충전전압 검출부(201d)(201e)와; 상기 제1, 제2축전지(201b)(201c)의 충전량에 따라 변화되는 온도를 각각 독립적으로 감지하여 출력하는 제1, 제2 온도감지부(201f)(201g)와; 상기 직류/직류 변환부(201)에 구비되어 아답터착탈 스위치(202)를 통해 입력되는 교류/직류 변환부(200)의 전압 또는 상기 제1, 제2축전지(201b)(201c)에서 공급된 전압을 일정레벨로 유지시켜 출력하는 정전압부(201k)와; 상기 메인 시스템(203)과 직류/직류 변환부(201)사이에 접속되어 메인 시스템(203)으로서 동작전압을 공급 또는 차단하는 메인 스위치(2011)와; 상기 정전압부(101k)에서 공급된 정전압으로 동작하고 아답터착탈 스위치(202), 메인스위치(2011)의 출력신호를 가지고 교류/직류 아답터(200) 및 메인 시스템(203)의 접속유무를 판단하여 메인 시스템(203)으로서의 전원공급 여부를 제어하며 상기 제1, 제2 충전전압 검출부(201d)(201e)에서 검출한 충전전압에 따라 제1, 제2축전지(201b)(201c)의 충전 우선순위 결정과 제1, 제2 온도감지부(201f)(201g)에서 감지한 온도신호에 따라 충,방전을 제어하는 마이크로 프로세서(201a)와; 상기 마이크로 프로세서(201a)에서 얻어진 충전우선순위 및 아답터착탈 스위치(202), 메인스위치(2011)의 상태에 다른 제어신호에 의해 독립적으로 구동하여 제1, 제2축전지(201b)(201c)중 우선순위에 의한 해당 축전지에 전원을 충전 및 방전시키는 각각 다이오드(D1)(D2), 제너다이오드(ZD1)(ZD2) 및 제1, 제2 스위칭소자(FET1),(FET2)로 이루어진 제1, 제2 충방전 구동부(201h)(201i)와; 상기 마이크로 프로세서(201a)에서 발생된 제어신호에 의해 구동하여 펄스폭변조신호를 발생하는 펄스폭변조 발생부(201j)와; 상기 펄스폭변조 발생부(201j)에서 얻어진 펄스폭변조신호에 의해 스위칭되어 교류/직류 아답터(200) 도는 제1, 제2축전지(201b)(201c)의 전압을 메인스위치(2011)를 통해 메인 시스템(203)으로 공급하는 제3스위칭부재(TR1)로 구성한다.

상기에서, 제1 충전전압 검출부(201d)는 제4도에 도시한 바와같이, 상기 제1 축전지(201b)의 충전전압을 입력받아 임의 레벨로 증폭하는 저항(R3-R6), 제1 차동 증폭기(OP1) 및 다이오드(D3)를 포함한 제1 전압증폭부(10)와; 상기 제1 전압증폭부(10)에서 증폭된 전압과 전원단자(Vcc)의 기준전압과의 차를 소정레벨로 증폭하여 마이크로 프로세서(201a)에 입력하는 저항(R7-R10), 제2차동증폭기(OP2) 및 다이오드(D4)(D5)를 포함한 제1 차전압 증폭부(11)로 구성한다.

그리고, 상기에서 제1 온도감지부(201f)는 제5도에 도시한 바와 같이, 상기 제1 축전지(201b)의 충전량 변화에 따른 온도를 감지하여 그에 상응하는 전기적신호로 변환하는 제1 온도감지부재(Th1)와; 상기 제1 온도감지부재(Th1)에서 감지한 온도신호를 적당한 레벨로 증폭 출력하는 저항(R11-R15) 및 제 3 차동증폭기(OP3)를 포함한 제2전압증폭부(12)와; 상기 제2전압증폭부(12)에서 증폭된 온도신호와 설정된 기준전압과의 차를 소정레벨로 증폭하여 마이크로 프로세서(201a)에는 입력하는 저항(R16 - R22), 다이오드(D6)(D7) 및 제 4 차동증폭기(OP4)를 포함한 제2차전압 증폭부(13)로 구성한다.

그리고, 상기에서 제2충전전압 검출부(201e)와 제2온도감지부(201g)는 상기 제1 충전전압 검출부(201d)와 제1 온도감지부(201f)의 회로와 동일하게 구성된다.

그리고, 제6도는 제3도에 다른 축전지 병렬 구동방법에 대한 신호흐름도로서, 이에 도시한 바와같이, 시스템 초기화 해제후 교류/직류 아답터(200) 및 병렬로 접속된 제1, 제2축전지(201b)(201c)의 결합여부와 메인 스위치(2011)의 상태를 판단하는 접속상태 검색과정(ST100)과; 상기 판단한 결과 교류/직류 아답터(200)와 축전지중 어느하나의 전원공급수단이 결합되었으면 메인 스위치(2011)의 도통 및 차단상태 결과만을 가지고 상기 결합된 교류/직류 아답터(200) 또는 축전지의 전원을 메인 시스템(203)으로 공급 및 차단하는 전원공급 선택과정(ST101)과; 상기 검색한 결과 교류/직류 아답터(200)와 병렬 접속된 어느 하나의 축전지가 결합되었으면 메인 스위치(2011)의 도통 및 차단에 관계없이 그 각각의 축전지 전압을 검출하여 비교하고 그 비교한 결과의 우선순위에 따라 교류/직류 아답터(200)의 전원을 각각의 축전지에 순차적으로 충전이 완료될때까지 충전을 수행하는 우선순위 충전과정(ST102)으로 이루어진다.

이와같이 이루어진 본 발명의 작용 효과를 제3도 내지 제6도를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 초기에 파워스위치(도면에 미도시)를 도통시키면 직류/직류 변환부(201)에 구비된 마이크로 프로세서(201a)는 그의 입,출력포트 및 내부에 구비된 램을 초기화시키게 된다(단계; ST1).

이후, 상기 마이크로 프로세서(201a)는 아답터착탈 스위치(202)를 통해 교류/직류 아답터(200)가 직류/직류 변환부(201)에 결합되었는가를 검색하고(단계; ST2) 아울러 이후에 설명될 제1, 제2온도감지부(201f)(201g)를 통해 제1, 제2축전지(201b)(201c)의 연결상태를 검색하게 된다(단계; ST3, ST4).

상기 단계(ST2)(ST4)를 통해 검색한 결과 교류/직류 아답터(200)가 연결되어 있지 않고, 즉 다시말해서 아답터착탈 스위치(202)가 차단되어 있고 제1, 제2축전지(201b)(201c)가 병렬로 연결되어 있으면, 마이크로 프로세서(201a)는 방전모드를 수행하게 된다.

즉 축전지의 방전모드에 있어서, 상기 병렬 연결된 제1, 제2축전지(201b)(201c)의 전압이 동일하므로 마이크로 프로세서(201a)는 병렬 연결된 두 축전지중 어느 하나의 축전지를 선정하여 이에 연결된 제1 또는 제2충전전압 검출부(201d)(201e) 및 제1, 제2온도감지부(201f)(201g)를 통해 충전전압 및 온도가 정상적인가를 판단하게 된다.(단계; ST8).

만약, 상기에서 두 축전지중 제1 축전지(201b)가 선정되면 제1 충전저압 검출부(201d)와 제1 온도감지부(201f)를 통해 충전전압과 온도를 감지하게 되는데, 상기 제1 충전전압 검출부(201d)는 제4도에서와 같이, 제1 축전지(201b)에 충전된 전압이 제1 전압증폭부(10)의 저항(R3)(R4)(R5)을 통해 제1 차동증폭기(OP1)에 입력되면 상기 제1 차동증폭기(OP1)는 입력된 전압을 적당한 레벨로 증폭한 후 이를 제1 차전압증폭부(11)의 저항(R7)(R8)을 통해 제2차동증폭기(OP2)의 비반전단자(+)에 입력하게 된다.

상기 제1 차 전압증폭부(11)의 제2차동증폭기(OP2)는 저항(R9)을 통한 전원단자(Vcc)의 기준전압과의 차를 증폭하여 잡음제거용 다이오드(D4)(D5) 및 저항(R10)을 통해 마이크로 프로세서(201a)에 입력하게 됨으로써, 상기 마이크로 프로세서(201a)은 전술한 제1 충전전압 검출부(201d)로 부터 입력된 충전전압이 정상상태인지를 판단하게 된다.

그리고, 상기 제1 온도감지부(201f)는 제5도에서와 같이, 제1 축전지(201b)의 충전량에 따라 발생되는 열(충전량이 많으면 많을수록 열이 많이 발생한다.)에 의해서 제1 온도감지부재(Th1)의 저항값이 변화하게 되고, 그 저항값 변화에 따라 전원단자(Vcc)의 전압이 변화되어 저항(R11 - R13) 및 제2전압증폭부(12)의 제 3 차동증폭기(OP3)를 통해 적정레벨로 증폭된 후 제2차전압증폭부(13)에 구성된 제 4 차동증폭기(OP4)의 비반전단자(+)에 입력된다.

상기 제2차전압증폭부(13)의 제 4 차동증폭기(OP4)는 저항(R16(R17)(R19)를 통해 분압되어 입력되는 전원단자(Vcc)의 기준전압과 저항(R18)을 통한 상기 제 3 차동증폭기(OP3)의 출력전압과 차를 증폭하여 저항(R21)(R22) 및 잡음제거용 다이오드(D6)(D7)를 통해 마이크로 프로세서(201a)에 입력하게 됨으로써 상기 마이크로 프로세서(201a)가 전술한 바와같이, 제1 온도감지부(201f)로부터 입력된 전압을 가지고 정상적인지를 판단하게 된다.

상기 단계(ST8)를 통해서 판단한 결과 선정된 제1 또는 제2축전지(201b)(201c)의 전압이 정격전압 이상이고 온도가 정상적이면 메인 스위치(2011)가 도통되었는지를 판단하게 된다(단계;ST9).

상기 판단한 결과 메인 스위치(2011)가 도통되어 있으면 마이크로 프로세서(201a)는 메인 시스템(203)에 동작전원을 공급하기 위해 펄스폭변조 발생부(201j)를 구동하여(단계; ST11) 제3스위칭소자(TR1)를 도통시키고 아울러 제1, 제2 충방전 구동부(201h)(201i)의 제1, 제 2스위칭소자(FET1)(FET2)를 차단시키게 된다.

따라서, 상기 제1, 제2축전지(201b)(201c)에 충전된 전압은 제너다이오드(ZD1)(ZD2), 제3스위칭소자(TR1) 메인 스위치(2011)를 통해 메인 시스템(203)으로 공급된다.

상기 제1, 제2축전지(201b)(201c)의 계속적인 방전으로 인하여 축전지의 전압이 정격전압 이하로 떨어질 경우 마이크로 프로세서(201a)는 경보라인(L1)를 통해 메인 시스템(203)에 축전지의 전압정보를 전달한 후 일정시간을 두고 상기 펄스폭변조 발생부(201j)의 구동을 정지시키게 된다.

그리고, 상기 단계(ST9)에서 검색한 결과 메인 스위치(2011)가 차단(OFF)되어 있으면 바로 펄스폭변조 발생부(201j)의 구동을 정지시켜(단계; ST10) 메인 시스템(203)의 전원공급을 중단하게 된다.

또한 상기에서 교류/직류 아답터(200)가 연결되어 있고 제1, 제2축전지(201b)(201c)중 어느 하나의 축전지만 연결되어 있는 경우에는 그 축전지와 연결된 제1 충전전압 검출부(201d)와 제1 온도감지부(201f) 또는 제2충전전압 검출부(201e)와 제2온도감지부(201g)를 통하여 전압 및 온도를 감지하고 그 감지한 축전지의 전압이 정격 전압((축전지의 셀(Cell)수에 관련됨)) 이상이고 메인 스위치(2011)가 도통되어 있으면 전술한 바와같은 방법으로 축전지의 전압을 방전시키게 된다.

또한 상기 단계(ST2)(ST3)에서 검색한 결과 제1, 제2축전지(201b)(201c)중 어느 하나의 축전지도 연결되어 있지 않고 오직 교류/직류 아답터(200)만이 직류/직류 변환부(201)에 연결되어 있으면 상기 단계(ST8) 이후의 과정을 통해 전술한 바와같은 방법으로 메인 스위치(2011)의 도통 및 차단상태에 따라 펄스폭변조 발생부(201j)를 통해 제3스위칭소자(TR1)를 도통 및 차단시켜 메인 시스템(203)으로의 교류/직류 아답터(200)의 전원을 공급하거나 또는 차단시키게 된다.

그리고, 상기 단계(ST2)(ST3)를 통해 검색한 결과 교류/직류 아답터(200)가 연결되어 있고 제1, 제2축전지(201b)(201c)가 연결되어 있지 않으면 마이크로 프로세서(201a)는 메인 스위치(2011)의 도통 및 차단상태를 판단하게 된다(단계; ST9).

판단한 결과 메인 스위치(2011)가 도통되어 있으면 전술한 바와같은 방법으로 펄스폭변조 발생부(201j)를 통해 제3스위칭소자(TR1)를 도통시켜(단계; St11) 아답터착탈 스위치(202)를 통한 교류/직류 아답터(200)의 전압을 메인 스위치(2011)를 통해 메인 시스템(203)에 전송하고, 메인 스위치(2011)가 차단되어 있으면 펄스폭변조 발생부(201j)를 통해 제3스위칭소자(TR1)를 차단시켜(단계; ST10) 메인 시스템(203)의 전원공급을 차단하게 된다.

그리고, 상기에서 교류/직류 아답터(200)가 연결되고 제1, 제2축전지(201b)(201c)중 어느 하나의 축전지가 연결되어 있으면 이때에는 상기 마이크로 프로세서(201a)가 메인 스위치(2011)의 상태를 검색하여(단계; ST5) 그 메인 스위치(2011)의 도통 및 차단상태 다라 펄스폭변조 발생부(201j)를 제어하여(단계; ST6, ST7) 메인 시스템(203)으로 동작전원을 공급 또는 차단하면서 충전모드를 수행하게 되는데, 이때 충전모드시에는 상기 단계(ST5)에서의 메인 스위치(2011)의 도통 및 차단에 관계없이 충전완료 플래그가 세트되어 있는가를 검색하여(단계; St12) 충전완료 플래그가 세트되어 있지 않으면 축전지에 충전이 필요하므로 이때부터 충전모드를 수행하게 된다.

즉 다시말해서, 제1, 제2축전지(201b)(201c)중 하나만의 축전지가 연결되어 있을 경우(단계; ST13) 그 연결된 축전지를 제1 충전 구동부(201h) 또는 제2충전 구동부(201i)의 제1, 제 2스위칭소자(FET1)(FET2)를 도통시켜 충전이 완료될때까지 충전시키게 된다.

또한 두 개의 제1, 제2축전지(201b)(201c) 또는 그 이상의 축전지가 연결되었을시(단계; ST17, ST20) 상기 제1, 제2 충전전압 검출부(201d)(201e)를 통하여 제1 축전지(201)에서부터 n번째 축전지까지의 전압을 각각 검출하고 그 검출된 각각의 전압을 비교하여 자체의 램에 저장하게 된다(단계; ST14).

이후 상기 램에 저장된 전압 비교값을 읽어들여 전압이 가장 낮은쪽의 축전지를 충전시키게 되는데, 이때 축전지의 충전방법은 전압이 낮은쪽의 축전지와 이와 연결된 제1 충전 구동부(201h) 또는 제2충전 구동부(201i) 또는 그외의 충방전구동부의 스위칭소자(FET1)(FET2)중 하나만 도통시켜 충전을 시키고(단계; St15) 그 해당 축전지의 플래그를 세팅하게 된다(단계; ST16).

이와같은 방법으로 2 번째 내지 n번째까지 순서적으로 충전하고 그 충전된 축전지의 플래그를 세팅하게 된다.(단계; ST19, ST22).

그리고 충전완료 판단(단계; ST18, ST21, ST23)에 있어서는 전술 한 축전지의 전압 및 온도의 변화를 감지하여 판단하게 되며, 이때 온도감지 및 전압감지는 제1,제2 충전전압 검출부(201d)(201e)와 제1, 제2온도감지부(201f)(201g)를 통하여 감지하고 모든 축전지의 충전이 완료되면 충전완료 플래그를 세팅하게 된다.(단계; ST24).

그리고 충전도중 교류/직류 아답터(200)를 직류/직류 변환부(201)와 분리하게 되면 상기 수행방법의 역순으로 구동하여 충전을 중지시키고 다시 교류/직류 아답터(200)를 직류/직류 변환부(201)에 연결하면 상기의 방법과 동일한 단계를 통해 재충전을 수행하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이, 본 발명에 따르면 축전지를 병렬로 사용하는데 있어서, 축전지의 갯수에 전혀 영향을 받지 않을뿐 아니라 축전지의 충전시에는 각각 독립적으로 충전이 이루어지고 방전시에는 동시에 방전이 이루어지므로서 축전지 사용시간의 연장은 물론 효율 향상 및 축전지 구동회로가 단순화되는 효과가 있다.

Claims

시스템 초기화 해제후 교류/직류 아답터 및 병렬로 접속된 다수의 축전지 결합여부와 메인 스위치의 상태을 판단하는 접속상태 검색과정과; 판단한 결과 교류/직류 아답터와 다수의 축전지중 어느하나의 전원공급수단이 결합되었으면 메인 스위치의 도통 및 차단상태 결과만을 가지고 상기 결합된 교류/직류 아답터 또는 축전지의 전원을 메인 시스템으로 공급 및 차단하는 전원공급 선택과정과; 검색한 결과 교류/직류 아답터가 접속되고 병렬 접속된 축전지중 어느 하나의 축전지가 결합되었으면 메인 스위치의 도통 및 차단에 관계없이 그 각각의 축전지 전압을 검출하여 비교하고 그 비교한 결과의 우선순위에 따라 교류/직류 아답터의 전원을 각각의 축전지에 순차적으로 충전이 완료될때까지 충전을 수행하는 우선순위 충전과정으로 이루어진 것을 특징으로 한 축전지 병렬 구동방법.
제1항에 있어서, 교류/직류 아답터가 접속되고 다수의 축전지가 병렬로 접속된 경우 그 축전지의 충전은 각각 독립적으로 하고 방전은 동시에 수행하는 것을 특징으로 한 축전지 병렬 구동방법.
제1항에 있어서, 우선순위 충전과정에서의 충전완료 판단은 충전량에 따라 변화되는 온도와 충전전압을 검출하여 판단하는 것을 특징으로 한 축전지 병렬 구동법.
제1항에 있어서, 교류/직류 아답터의 접속이 없고 축전지가 두 개 이상 접속되었을 경우 어느 하나의 축전지를 선정하여 충전전압을 감지하고 그 감지한 정력 전압 이상일 경우 방전을 수행하는 것을 특징으로 한 축전지 병렬 구동방법.
아답터 착탈 스위치를 통해 교류/직류 아답터에 병렬 접속된 적어도 두 개 이상의 축전지로부터 독립적으로 충전전압을 검출하는 적어도 두 개 이상의 검출수단과; 상기 각각의 축전지의 충전량에 다라 변화되는 온도를 독립적으로 검출하는 적어도 두 개 이상의 온도감지수단과; 상기 각각의 충전전압 검출수단에서 얻어진 충전전압을 서로 비교하여 다수의 축전지의 충전 우선순위를 결정함과 아울러 온도감지수단에서 얻어진 온도신호에 따라 충전을 제어하고 상기 아답터 착탈 스위치와 메인 스위치의 도통 및 차단여부에 따라 메인 시스템으로의 전원공급 여부를 제어하는 마이크로 프로세서와; 상기 마이크로 프로세서에서 얻어진 충전우선순위 및 아답터착탈 스위치, 메인스위치의 상태에 따른 제어신호에 의해 독립적으로 구동하여 다수의 축전지중 해당 축전지에 전원을 충전 및 방전시키는 적어도 두 개 이상의 충방전구동수단을 포함하여 구성함을 특징으로 한 축전지 병렬 구동장치.
제6항에 있어서, 충,방전 구동수단은 상기 마이크로 프로세서의 충,방전 구동신호에 의해 스위칭되는 스위칭소자와; 상기 스위칭소자에 병렬로 접속되어 소자의 전력손실을 방지하는 다이오드와; 상기 다이오드와 병렬로 접속되어 축전지의 전류를 제어하는 제너다이오드로 구성함을 특징으로 한 축전지 병렬 구동장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 충전모드시에는 마이크로 프로세서의 충전구동신호에 의해 스위칭소자가 도통되어 충전을 하고 방전모드시에는 제너다이오드를 통해 방전하도록 구성하도록한 것을 특징으로 한 축전지 병렬 구동장치.