KR100191168B1 - 밧데리의 충전회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밧데리의 충전회로에 관한 것으로, 마이크로 프로세서에서 밧데리 검출 스위치를 통하여 밧데리의 장착 여부를 확인하여 조기 충전 / 보충전 제어부의 저항을 통하여 밧데리에 충전되도록 하면서 급속 충전 제어부에서는 직접 밧데리에 충전되도록 하고 충전 전압을 밧데리 전압 검출부를 통해 검출하도록 하되, 마이크로 프로세서에 밧데리 전압, 상한 이상 전압, 하한 이상 전압, 조기 충전 제한 시간, 급속 충전 제한 시간, 보충전 제한 시간, 조기 충전 설정 전압, 급속 충전 설정 전압들에 대한 정보를 저장한 상태에서 충전시킬 밧데리가 장착되면 표시부의 발광 다이오드를 점등시키면서 조기 충전을 수행하는 단계와, 밧데리 전압이 조기 충전 설정 전압보다 크면, 급속 충전을 수행하는 단계와, 밧데리 전압이 급속 충전 설정 전압보다 크면, 보충전 제한 시간 동안 보충전을 수행하는 단계와, 상기의 조기 충전과 급속 충전 및 보충전을 수행하는 중에 밧데리 전압이 상한 이상 전압보다 크거나 하한 이상 전압보다 작은 경우에는 충전을 중단하는 단계들에 의해 수행되도록 함으로써 쇼트된 밧데리나 오픈된 밧데리 또는 불량 밧데리를 충전할 때 이상 상태로 인하여 충전기에 손상을 주게되는 현상을 방지토록 한 것이다.

Description

밧데리의 충전회로
제1도는 본 발명에 따른 밧데리의 충전 회로의 개략적인 구성을 나타낸 회로도.
제2도는 본 발명의 동작과정을 나타낸 플로우챠트.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 정전압 IC 2 : 마이크로 프로세서
4 : 조기 충전 / 보충전 제어부 6 : 급속 충전 제어부
7 : 밧데리 전압 검출부 8 : 표시부
본 발명은 밧데리의 충전회로에 관한 것으로, 특히 쇼트된 밧데리나 오픈된 밧데리 또는 특성이 불량한 밧데리를 충전할 때 이상 상태로 인하여 충전기에 손상을 주게되는 현상을 방지토록 한 밧데리의 충전회로에 관한 것이다.
일반적으로 NiCd 밧데리는 일정한 용량의 전압을 충전시킨 상태에서 방전되는 전압을 이용하여 휴대용 전기 제품의 동력원으로 사용하고, 방전이 완료된 밧데리는 충전기로 다시 충전시키면서 재사용할 수 있도록 한 것 임은 이미 잘 알려진 사실이다.
그리고 NiCd 밧데리로 충전 전원을 공급하고, 밧데리의 전압을 검출하여 소정의 전압치 이상이 검출되면 충전을 종료하도록 하였다.
그러나 상기와 같은 종래의 밧데리의 충전회로에 의하여서는 밧데리의 전압만 검출하여 충전의 중단 여부를 결정하였으므로 NiCd 밧데리 특유의 메모리 효과에 의하여 미처 충전이 되지 않는 경우가 종종 발생함은 물론, 쇼트된 밧데리나 오픈(Open)된 밧데리 또는 방전후 오랫 동안 사용하지 않은 불량한 밧데리를 충전할 경우에는 대 전류의 충전 전류가 흐르게 되어 밧데리와 충전기를 과열시키게 되는 문제점이 있었다.
이에 따라 본 발명은 상한 전압과 하한 전압 및 제한 시간을 설정하여 쇼트된 밧데리나 오픈(Open)된 밧데리 또는 방전후 오랫 동안 사용하지 않은 불량한 밧데리를 충전할 때 이상 상태로 인하여 충전기에 손상을 주게되는 현상을 방지토록한 밧데리의 충전회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력 전원이 정전압 IC를 거쳐 동작 전원으로 입력되는 마이크로 프로세서에서는 밧데리 검출 스위치를 통하여 밧데리의 장착 여부를 확인하면서 충전에 따른 동작을 제어하도록 하고, 상기 마이크로 프로세서의 TCHG 단자를 통한 제어 신호에 의해 동작하는 조기 충전 / 보충전 제어부에서는 저항을 통하여 입력 전원이 밧데리에 충전되도록 하고, 상기 마이크로 프로세서의 QCHG 단자를 통한 제어 신호에 의해 동작하는 급속 충전 제어부에서는 입력 전원이 직접 밧데리에 충전되도록 하고, 상기 밧데리의 양단 간의 전압을 분할 저항을 통하여 검출하는 밧데리 전압 검출부에서는 보호용 저항을 거쳐 마이크로 프로세서에 전달하도록 하고, 상기 밧데리에 충전 중이거나 충전이 완료되었거나 또는 오동작 중인가의 여부를 표시하는 표시부를 통해 사용자에게 시각적으로 알려주도록 하되, 마이크로 프로세서에서는 밧데리 전압(Vbatt), 상한 이상 전압(Vmax), 하한 이상 전압(Vmin), 조기 충전 제한 시간(Tstart), 급속 충전 제한 시간(Tquick), 보충전 제한 시간(Ttrickle), 조기 충전 설정 전압(Vstart), 급속 충전 설정 전압(Vquick)들에 대한 정보를 저장한 상태에서 충전시킬 밧데리가 장착되면 표시부의 발광 다이오드를 점등시키는 단계와, 밧데리 전압(Vbatt)과 조기 충전 설정 전압(Vstart)을 비교하여 밧데리 전압이 크지 않으면, 조기 충전을 수행하는 단계와, 밧데리 전압(Vbatt), 조기 충전 설정 전압(Vstart)보다 크면, 급속 충전을 수행하는 단계와, 밧데리 전압(Vbatt)과 급속 충전 설정 전압(Vquick)을 비교하여 밧데리 전압이 크면, 보충전 제한 시간(Ttrickle)동안 보충전을 수행하는 단계와, 상기의 조기 충전과 급속 충전 및 보충전을 수행하는 중에 밧데리 전압(Vbatt)이 상한 이상 전압(Vmax)보다 크거나 하한 이상 전압(Vmin)보다 작은 경우에는 오동작인 경우이므로 충전을 중단하고 발광 다이오드를 점멸시키는 단계와, 밧데리를 충전시키는 중에 밧데리가 이탈된 상태를 밧데리 검출 스위치를 통하여 인식하면, 충전을 중단하면서 발광 다이오드를 소등시키는 단계들에 의해 수행되도록 함으로써 쇼트된 밧데리나 오픈(Open)된 밧데리 또는 방전후 오랫 동안 사용하지 않은 불량한 밧데리를 충전할 때 이상 상태로 인하여 충전기에 손상을 주게되는 현상을 방지토록 한 것이다.
이하 본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하여 보면 다음과 같다.
제 1 도는 본 발명에 따른 밧데리의 충전회로의 전체적인 구성을 나타낸 것으로, 입력 전원(B+)이 정전압 IC(1)를 거쳐 동작 전원(Vcc)으로 입력되는 마이크로 프로세서(2)에서는 밧데리 검출 스위치(3)를 통하여 밧데리의 장착 여부를 확인하면서 충전에 따른 동작을 제어하도록 하고, 상기 마이크로 프로세서(2)의 TCHG 단자를 통한 제어 신호에 의해 동작하는 조기 충전 / 보충전 제어부(4)에서는 두 트랜지스터(Q1),(Q2)의 도통에 따라 저항(R1)을 통하여 입력 전원(B+)이 밧데리(5)에 충전되도록 하고, 상기 마이크로 프로세서(2)의 QCHG 단자를 통한 제어 신호에 의해 동작하는 급속 충전 제어부(6)에서는 두 트랜지스터(Q3),(Q4)의 도통에 따라 입력 전원(B+)이 직접 밧데리(5)에 충전되도록 하고, 상기 밧데리(5)의 양단 간의 전압을 분할 저항(R2),(R3)을 통하여 검출하는 밧데리 전압 검출부(7)에서는 보호용 저항(R4)을 거쳐 마이크로 프로세서(2)에 충전 전압치를 전달하도록 하고, 상기 밧데리(5)에 충전 중이거나 충전이 완료되었거나 또는 오동작 중인가의 여부를 표시부(8)의 발광 다이오드(LED)와 저항(R5)를 통해 사용자에 시각적으로 알려주도록 한 것이다.
여기서 R6, R7, R8, R9은 각각 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q4)의 바이어스 저항이다.
이와같이 구성한 본 발명의 밧데리의 충전회로는 마이크로 프로세서에 밧데리 전압(Vbatt), 상한 이상 전압(Vmax), 하한 이상 전압(Vmin), 조기 충전 제한 시간(Tstart), 급속 충전 제한 시간(Tquick), 보충전 제한 시간(Ttrickle), 조기 충전 설정 전압(Vstart), 급속 충전 설정 전압(Vquick)들에 대한 정보를 저장한 상태에서 충전시킬 밧데리의 상태에 따라 안정된 충전이 가능하도록 한 것으로, 충전시킬 밧데리(5)가 장착되면 밧데리 검출 스위치(2)가 온되어 BPSW단자로 L가 입력되는 상태를 통하여 마이크로 프로세서(3)에서 인식하고(단계 11), 밧데리(5)가 장착되었으면, 마이크로 프로세서(2)에서 표시부(8)의 발광 다이오드(LED)를 점등시켜 조기 충전이 시작되었음을 외부로 알려준다(단계 12).
상기 마이크로 프로세서(2)의 TCHG 단자를 통해 제어 신호를 H로 출력하여 조기 충전 / 보충전 제어부(4)의 트랜지스터(Q1)와 트랜지스터(Q2)의 도통에 따라 저항(R1)을 통하여 입력 전원(B+)의 미소 충전 전류가 밧데리(5)에 흐르면서 쇼트 밧데리 등의 이상 상태를 검출하도록 하고(단계 13), 조기 충전을 수행하는 중에 상기 밧데리(5)의 양단 간의 전압을 분할 저항(R2),(R3)을 통하여 검출하여 충전 전압을 인식하는 밧데리 전압 검출부(7)로부터 입력받은 밧데리 전압(Vbatt)과 조기 충전 설정 전압(Vstart)을 비교하여(단계 14), 밧데리 전압(Vbatt)이 크지 않으면, 조기 충전을 계속 수행한다(단계 15).
여기서 밧데리(5)에 공급되는 미소 충전 전류는 밧데리 전압(Vbatt)과 저항(R1)에 의해 결정되며, 미소 충전 전류값 = {입력 전원(B+) - 밧데리 전압(Vatt)} / 저항(R1) 이 된다.
밧데리 전압(Vbatt)이 조기 충전 설정 전압(Vstart)에 도달할 때 까지 계속 밧데리 전압(Vbatt)을 감시하여 밧데리 전압(Vbatt)이 조기 충전 설정 전압(Vstart)에 도달하지 않거나(단계 16), 조기 충전 제한 시간(Tstart)내에 밧데리 전압(Vbatt)이 상승하지 않으면(단계 17), 마이크로 프로세서(2)에서 표시부(8)의 발광 다이오드(LED)를 점멸시켜 밧데리(5)가 이상 상태 임을 외부로 알려준다(단계 18).
상기의 조기 충전을 수행하는 중에 밧데리 전압(Vbatt)이 상한 이상 전압(Vmax)보다 크거나(단계 19), 밧데리 전압(Vbatt)이 하한 이상 전압(Vmin)보다 작은 경우에는(단계 20), 오동작인 경우이므로 충전을 중단하고(단계 21) 발광 다이오드(LED)를 점멸시킨다(단계 22).
싱기의 단계 17에서 밧데리 전압(Vbatt)이 조기 충전 설정 전압(Vstart)에 조기 충전 제한 시간(Tstart)이내에 도달하면, 급속 충전 모드로 전환한다(단계 23).
상기 마이크로 프로세서(2)의 TCHG 단자를 통해 제어 신호를 L로 출력하여 조기 충전 / 보충전 제어부(4)의 트랜지스터(Q1),(Q2)를 오프시켜 조기 충전을 정지시키는 동시에(단계 24), QCHG 단자를 통해 제어 신호를 H로 출력하여 급속 충전 제어부(4)의 트랜지스터(Q3)와 트랜지스터(Q4)의 도통에 따라 입력 전원(B+)이 직접 밧데리(5)에 흐르면서 밧데리(5)의 전압을 상승시킨다(단계 25).
급속 충전을 수행하는 중에 밧데리 전압(Vbatt)과 급속 충전 설정 전압(Vquick)을 비교하여(단계 26), 밧데리 전압(Vbatt)이 크지 않으면, 급속 충전을 계속 수행한다(단계 27).
밧데리 전압(Vbatt)이 급속 충전 설정 전압(Vquick)에 도달할 때 까지 계속 밧데리 전압(Vbatt)을 감시하여 밧데리 전압(Vbatt)이 급속 충전 제한 시간(Tquick)내에 급속 충전 설정 전압(Vquick)에 도달하지 않거나(단계 28), 급속 충전 제한 시간(Tquick)내에 밧데리 전압(Vbatt)이 상승하여 충전 설정 전압(Vquick)보다 약간 적은 값으로 설정 입력시킨-△V에 도달하지 않으면(단계 29), 마이크로 프로세서(2)에서 표시부(8)의 발광 다이오드(LED)를 점멸시켜 밧데리(5)가 이상 상태 임을 외부로 알려준다(단계 30).
그리고 상기의 급속 충전을 수행하는 중에 밧데리 전압(Vbatt)이 상한 이상 전압(Vmax)보다 크거나(단계 31), 밧데리 전압(Vbatt)이 하한 이상 전압(Vmin)보다 작은 경우에는(단계 32), 오동작인 경우이므로 마이크로 프로세서(2)에서 충전을 중단하고(단계 33), 표시부(8)의 발광 다이오드(LED)를 점멸시킨다(단계 34).
상기의 단계 26에서 밧데리 전압(Vbatt)이 급속 충전 설정 전압(Vquick)보다 크면, 보충전 제한 시간(Ttrickle)동안 보충전 모드로 전환한다(단계 35).
즉, 마이크로 프로세서(2)의 QCHG 단자를 통해 제어 신호를 L로 출력하여 급속 충전 제어부(4)의 트랜지스터(Q3)와 트랜지스터(Q4)를 오프시키면서 급속 충전을 중단하는 동시에(단계 36), TCHG 단자를 통해 제어 신호를 H로 출력하여 조기 충전 / 보충전 제어부(4)의 트랜지스터(Q1),(Q2)를 온시켜 보충전을 위한 미소 전류가 저항(R1)을 통하여 밧데리(5)에 흐르도록 한다(단계 37).
상기의 보충전은 만충전된 밧데리(5)가 방전되는 것을 방지하기 위하여 미소 전류를 보충전 제한 시간(Ttrickle)동안 충전을 계속하고, 보충전 제한 시간(Ttrickle)이 경과하면(단계 38), 과충전을 방지하기 위해 트랜지스터(Q1),(Q2)를 오프시켜 충전을 종료한다(단계 39).
이 후에는 밧데리(5)의 양단 간의 전압을 분할 저항(R2),(R3)을 통하여 검출 하여 충전 전압을 인식하는 밧데리 전압 검출부(7)를 통하여 밧데리(5)의 충전 전압만 감시한다(단계 40).
그리고 밧데리(5)를 충전시키는 중에 밧데리(5)가 이탈된 상태를 밧데리 검출 스위치(3)를 통하여 인식하면(단계 41), 충전을 중단하면서 발광 다이오드(LED)를 소등시킨다(단계 42).
따라서 본 발명의 밧데리의 충전회로에 의하여서는, 마이크로 프로세서에서 밧데리 검출 스위치를 통하여 밧데리의 장착 여부를 확인하여 조기 충전 / 보충전 제어부에서는 저항을 통하여 입력 전원이 밧데리에 충전되도록 하면서 급속 충전 제어부에서는 입력 전원이 직접 밧데리에 충전되도록 하고, 상기 밧데리의 충전 전압을 밧데리 전압 검출부를 통해 검출하도록 하되, 마이크로 프로세서에 밧데리 전압(Vbatt), 상한 이상 전압(Vmax), 하한 이상 전압(Vmin), 조기 충전 제한 시간(Tstart), 급속 충전 제한 시간(Tquick), 보충전 제한 시간(Ttrickle), 조기 충전 설정 전압(Vstart), 급속 충전 설정 전압(Vquick)들에 대한 정보를 저장한 상태에서 충전시킬 밧데리가 장착되면 표시부의 발광 다이오드를 점등시키면서 조기 충전을 수행하는 단계와, 밧데리 전압(Vbatt)이 조기 충전 설정 전압(Vstart)보다 크면, 급속 충전을 수행하는 단계와, 밧데리 전압(Vbatt)과 급속 충전 설정 전압(Vquick)을 비교하여 밧데리 전압이 크면, 보충전 제한 시간(Ttrickle)동안 보충전을 수행하는 단계와, 상기의 조기 충전과 급속 충전 및 보충전을 수행하는 중에 밧데리 전압(Vbatt)이 상한 이상 전압(Vmax)보다 크거나 하한 이상 전압(Vmin)보다 작은 경우에는 충전을 중단하는 단계들에 의해 수행되도록 함으로써 쇼트된 밧데리나 오픈(Open)된 밧데리 또는 방전후 오랫 동안 사용하지 않은 불량한 밧데리를 충전할 때 이상 상태로 인하여 충전기에 손상을 주게되는 현상을 방지토록 한 것이다.

Claims (1)

  1. 밧데리 검출 스위치(3)를 통하여 밧데리(5)의 장착 여부를 확인하면서 밧데리(7)에 충전중이거나 충전이 완료되었거나 또는 오동작인 가의 여부를 표시부(8)의 발광 다이오드(LED)와 저항(R5)를 통해 사용자에 시각적으로 알려주도록 한 밧데리의 충전회로에 있어서, 충전에 따른 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(1)의 TCHG 단자를 통한 제어 신호에 의해 두 트랜지스터(Q1)(Q2)가 도통하면서 저항(R1)을 통하여 입력 전원(B+)의 미소 전류가 밧데리에 흐르도록 하는 조기 충전 / 보충전 제어부(4)와, 상기 마이크로 프로세서(2)의 QCHG 단자를 통한 제어신호에 의해 두 트랜지스터(Q3)(Q4)의 도통에 따라 입력 전원(B+)이 직접 밧데리(5)에 충전되도록 하는 급속 충전 제어부(6)와, 상기 밧데리(5)의 양단간의 전압을 두 분할 저항(R2)(R3)을 통하여 검출한 충전 전압치를 보호용 저항(R4)을 거쳐 마이크로 프로세서(2)에 전달하는 밧데리 전압 검출부(7)들로 구성하여서 됨을 특징으로 하는 밧데리의 충전회로.
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