KR100198277B1 - Switching type charger - Google Patents

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KR100198277B1 KR1019960063850A KR19960063850A KR100198277B1 KR 100198277 B1 KR100198277 B1 KR 100198277B1 KR 1019960063850 A KR1019960063850 A KR 1019960063850A KR 19960063850 A KR19960063850 A KR 19960063850A KR 100198277 B1 KR100198277 B1 KR 100198277B1
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Abstract

본 발명은 전동지게차,전기자동차,산업용 대용량축전지(밧데리)에 정밀충전이 적합하면서도, 충전장치의 내구성, 안전성, 경제성이 양호한 스위칭 충전장치에 관한 것으로,The present invention relates to a switching charging device that is suitable for electric forklifts, electric vehicles, industrial large capacity storage batteries (batteries), but with good durability, safety, and economics of a charging device.

본 발명은 대용량밧데리를 충전하는 충전장치에 있어서, 전원입력단(AC)으로 부터 입력되는 전압(R.S.T)을 스위치(MC1-S)를 온,오프하면서 공급 및차단하는 제 1 스위칭부와, 상기 제 1 스위칭부를 통해서 입력되는 교류전압을 스위칭하는 제 2 스위칭부와, 상기 제 2 스위칭부를 통해서 입력되는 교류전압을 정류하는 브리지다이오드와, 상기 브리지다이오드에서 출력되는 전압을 충전되는 전해콘덴서와, 펄스폭 변조된 신호를 받아 교번 스위칭 구동하면서 소정의 구형파신호를 출력하는 스위칭소자와, 상기 스위칭소자에서 출력되는 신호전압을 변환하는 트랜스와, 상기 트랜스로 부터 출력되는 신호를 전파정류하고, 정류된 전압을 평활하여 이 평활된 전압의 전류를 감지하는 변류기와, 상기 변류기를 통해서 평활된 직류전압을 축전지에 충전하도록 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a charging device for charging a large capacity battery, comprising: a first switching unit configured to supply and block a voltage RST input from a power input terminal AC while turning on and off switches MC1-S; A second switching unit for switching the AC voltage input through the first switching unit, a bridge diode for rectifying the AC voltage input through the second switching unit, an electrolytic capacitor charged with the voltage output from the bridge diode, and a pulse width; A switching element for outputting a predetermined square wave signal while receiving an altered switching drive, a transformer for converting a signal voltage output from the switching element, and full-wave rectifying a signal output from the transformer, A current transformer for smoothing the current of the smoothed voltage and a DC voltage smoothed through the current transformer are charged to the storage battery. It is characterized by being made.

Description

스위칭형 충전장치Switching Charger

본 발명은 스위칭 충전장치에 관한 것으로, 특히 전동지게차,전기자동차,산업용 대용량축전지(밧데리)에 정밀충전이 적합하면서도, 충전장치의 내구성, 안전성, 경제성이 양호한 스위칭 충전장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching charging device, and more particularly, to a switching charging device suitable for precise charging of an electric forklift, an electric vehicle, and an industrial large capacity battery (battery), and having good durability, safety, and economy of the charging device.

종래의 충전장치는 자기저항전류제어충전방식(REAKAGE TYPE)과 SCR 충전방식이 있는바, 상기 자기저항전류제어충전방식(REAKAGE TYPE)은 가장 보편적으로 널리 사용되고 있는 밧데리의 충전기로서, 변압기의 철심에 갭을 사용하여 누설자속에 따른 충전전류을 제어하는 방식이므로 회로도가 간단하다는 장점이 있으며, 밧데리의 전압과 변압기특성에 의해 충전상태가 결정되어지고 수동적인 형태의 충전 알고리즘을 가지고 있어 과충전과 미충전이 되기 쉽기 때문에 이충전기의 특징상 정밀충전과 안전충전이 어려우며, 특히 입력전압이 불규칙한 작업장에서는 제어불능의 과전류가 흐를 우려가 있고, 또한 대형트랜스를 사용함으로써, 중량이 무겁고, 부피가 크며, 제조경비가 많이 소비되는 문제점을 가지고 있다.Conventional charging device has a magnetoresistance current control charging method (REAKAGE TYPE) and SCR charging method, the magnetoresistance current control charging method (REAKAGE TYPE) is the battery charger of the most widely used battery, the core of the transformer The method of controlling the charging current according to the leakage flux using the gap has the advantage of simple circuit diagram.The charging state is determined by the battery voltage and transformer characteristics, and it has a passive charging algorithm. Due to the characteristics of this charger, it is difficult to make precise charging and safety charging.In particular, in the workplace where the input voltage is irregular, uncontrollable overcurrent may flow, and by using a large transformer, the weight is heavy, bulky, and manufacturing cost. Has a problem that is consumed a lot.

상기 SCR 충전기의 경우 자기저항전류제어충전방식(REAKAGE TYPE)의 단점을 보완한 2 세대 충전기로 리키지(REAKAGE)트랜지스터의 인닥턴스를 이용하는 대신 SCR을 이용하여 위상제어 함으로써, 전류와 전압을 제어하도록 한 것으로, 이는 자기저항전류제어충전방식에 비하여 전력의 손실이 적다고는 하나 아직까지 대형트랜스와 리액터에서 손실이 있으며, 아날로그형태의 콘트롤 방식이기 때문에 개량이 힘들고 축전지의 용량에 따라서 부피도 현저한 차이가 나고, 또한 전류용량이 커지면 상기 자기저항전류제어충전방식과 마찬가지로 무겁고 부피가 커지며 트랜스와 리액터를 사용해야 하므로 생산단가가 상기 자기저항전류제어충전방식에 비하여 현저하게 비싸게 되는 문제점을 가지고 있었다.In the case of the SCR charger, a second-generation charger that compensates for the shortcomings of the magneto-resistive current control charging type (REAKAGE TYPE) is used to control the current and voltage by controlling the phase using SCR instead of using the inductance of the RIKEAGE transistor. This is because the loss of power is smaller than that of the magnetoresistive current control charging method, but there are still losses in large transformers and reactors, and it is difficult to improve because of the analog type control method, and the volume varies considerably according to the capacity of the battery. In addition, when the current capacity is increased, as in the magnetoresistive current control charging method, it is heavy and bulky, and a transformer and a reactor must be used, and thus production cost is significantly higher than that of the magnetoresistive current control charging method.

본 발명의 목적은 축전지를 충전하는 충전장치에 있어서 마이콤과 고속스위칭소자를 구성하여 충전제어를 디지탈로 정밀제어 함으로써, 정전류의 충전이 가능하여 양호한 충전상태유지 및 축전지의 수명을 장구히 할 수 있도록 하고자 하는데 있고,An object of the present invention is to configure a microcomputer and a high-speed switching device in the charging device for charging the battery to precisely control the charge control digitally, so that the constant current can be charged to maintain a good state of charge and long life of the battery I want to,

본 발명의 다른 목적은 충전장치에 자기진단수단을 구성하여 충전을 하도록 하도록 함으로써, 충전시 이상발생을 사전에 감지 할수 있을 뿐만 아니라, 충전장치의 안전성,내구성,경제성을 줄 수 있도록 하고자 하는데 있다.Another object of the present invention is to configure the self-diagnostic means in the charging device to charge, not only to detect the occurrence of abnormality during charging in advance, but also to provide a safety, durability, economy of the charging device.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 대용량밧데리를 충전하는 충전장치에 있어서, 전원입력단(AC)으로 부터 입력되는 전압(R.S.T)을 스위치(MC1-S)를 온,오프하면서 공급 및차단하는 제 1 스위칭부와, 상기 제 1 스위칭부를 통해서 입력되는 교류전압을 스위칭하는 제 2 스위칭부와, 상기 제 2 스위칭부를 통해서 입력되는 교류전압을 정류하는 브리지다이오드와, 상기 브리지다이오드에서 출력되는 전압을 충전되는 전해콘덴서와, 펄스폭 변조된 신호를 받아 교번 스위칭 구동하면서 소정의 구형파신호를 출력하는 스위칭소자와, 상기 스위칭소자에서 출력되는 신호전압을 변환하는 트랜스와, 상기 트랜스로 부터 출력되는 신호를 전파정류하고, 정류된 전압을 평활하여 이 평활된 전압의 전류를 감지하는 변류기와, 상기 변류기를 통해서 평활된 직류전압을 축전지에 충전하도록 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a charging device for charging a large capacity battery, comprising: supplying and blocking a voltage (RST) input from a power input terminal (AC) while turning on and off switches MC1-S; A first switching unit, a second switching unit for switching an AC voltage input through the first switching unit, a bridge diode for rectifying the AC voltage input through the second switching unit, and a voltage output from the bridge diode A switching device for outputting a predetermined square wave signal while alternately switching and driving a pulse width modulated signal, a transformer for converting a signal voltage output from the switching device, and a signal output from the transformer A rectifier for rectifying and smoothing the rectified voltage to sense current of the smoothed voltage, and a smoothed rectifier through the current transformer. That the voltage charged in the storage battery arranged to hayeoseo characterized.

도 1 은 본 발명 스위칭형 충전장치에 대한 전체적인 제어불럭도1 is an overall control block diagram for the switched charging device of the present invention.

도 2 는 본 발명 스위칭형 충전장치의 충전부 상세회로도2 is a detailed circuit diagram of a charging unit of the switching type charging device of the present invention;

도 3(a) 는 본 발명 충전부의 스위칭소자 입력파형도Figure 3 (a) is the input waveform diagram of the switching element of the present invention charging section

도 3(b) 는 본 발명 충전부의 스위칭소자 출력파형도Figure 3 (b) is an output waveform diagram of the switching element of the charging unit of the present invention

도 4 는 본 발명 스위칭형 충전장치의 충전 전류 및 전압 파형도Figure 4 is a charge current and voltage waveform diagram of the switching charger of the present invention

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

가; 마이콤 나; 정류부end; Mycomb me; Rectifier

다; 결상체크부 라; 과전류감지부All; Imaging check d; Over Current Detector

마; 온도감지부 바; 이상감지부hemp; Temperature sensing bar; Fault detection department

사; 비상감지부 아; 전류감지부four; Emergency detection unit; Current sensing part

자; 전압감지부 차; 균등충전부character; Voltage sensing unit difference; Equal Charge

카; 마이크로스위치구동부 타; 펄스폭변조구동출력부Ka; Micro switch driving part; Pulse Width Modulation Drive Output

파; 충전부 하; 표시부wave; Charging load; Display

이하 첨부된 도면에 의거 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명 스위칭형 충전장치에 대한 전체적인 제어불럭도 로서, 입력단으로 부터 입력되는 각종신호를 기설정된 소정의 프로그램에 의하여 제어하고 이 제어된 신호를 각출력단을 통해서 출력하여 장치의 전체를 제어하는 마이콤(가)과, 상기 전원입력단(AC)으로 부터 입력되는 교류전압을 트랜스로 낯춘후 소정의 직류전압으로 정류하는 정류부(나)와, 상기 전원입력단(AC)으로 부터 입력되는 삼상교류전압(U.V.W)중 어느 한상이라도 결상이 되었는가를 체크하는 결상체크부(다)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 출력단에 과부하 및 스위칭소자(IGBT)및 소자 단락시, 과도전류를 감지하는 과전류감지부(라)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 각소자의 장착된 방열판의 과열온도를 감지하는 온도감지부(마)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 과부하 및 축전지가 역방향으로 접속이나 퓨우즈단락상태를 감지하는 출력단 퓨우즈이상감지부(바)와, 비상시 상기 마이콤(가)의 동작을 정지시키는 비상감지부(사)와, 충전시 최소전류와 최대전류가 설정된 상태에서 설정된 전류의 범위안에서 동작하는가를 감지하는 전류감지부(아)와, 상기 마이콤(나)의 제어신호에 의하여 출력단의 전압을 감지하는 전압감지부(자)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 충전중에 소정의 정전압이 유지되면 소정의 시간동안 말기전류를 공급하는 균등충전부(차)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 릴레이구동을 제어하는 릴레이구동부(카)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 출력되는 신호를 펄스폭 변조하고 이 변조된 신호를 출력하는 펄스폭변조 및 구동신호를 출력하는 펄스폭변조구동출력부(타)와, 상기 펄스폭변조구동출력부(타)에서 출력되는 구동신호에 의하여 전류,전압을 충전하는 충전부(파)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 이상표시를 하는 표시부(하)로 구성된다.1 is an overall control block diagram of a switching type charging device according to the present invention, which controls various signals inputted from an input terminal by a predetermined program and outputs the controlled signals through each output terminal to control the entire apparatus. The microcomputer (A), the rectifier (B) for rectifying the AC voltage inputted from the power input terminal (AC) into a predetermined DC voltage, and the three-phase AC voltage input from the power input terminal (AC). The phase checking unit (C) which checks whether any phase of UVW is missing and the transient signal is sensed when the overload and switching element (IGBT) and the device are short-circuited at the output terminal by the control signal of the microcomputer (A). An overcurrent detecting unit (D), a temperature detecting unit (E) for detecting an overheating temperature of the heat sink mounted on each element according to the control signal of the microcomputer (A), and the control unit of the microcomputer (A) The output stage fuse abnormality detection part (bar) which detects the connection or fuse short-circuit state by overload and storage battery by reverse direction, the emergency detection part (g) which stops the operation of the microcomputer in case of emergency, and the minimum when charging A current sensing unit (h) for detecting whether the current and the maximum current operate within a set current range, a voltage sensing unit (i) for sensing the voltage at the output terminal according to the control signal of the microcomputer (b); If the predetermined constant voltage is maintained during charging by the control signal of the microcomputer (a), the equalizing unit (car) for supplying the terminal current for a predetermined time and the relay for controlling the relay drive by the control signal of the microcomputer (a) Pulse width modulation for outputting the modulated signal and pulse width modulation of the signal output by the driving unit (K) and the control signal of the microcomputer (A) and the pulse width modulator for outputting the driving signal. An abnormality is displayed by an output unit (ta), a charging unit (wave) for charging current and voltage by the drive signal output from the pulse width modulation drive output unit (ta), and a control signal of the microcomputer (a). It consists of a display part (bottom).

도 2 는 본 발명 스위칭형 충전장치의 충전부 상세회로도 로서, 전원입력단(AC)으FIG. 2 is a detailed circuit diagram of a charging unit of the switching type charging device according to the present invention.

로 부터 입력되는 전압(R.S.T)을 스위치(MC1-S)를 온,오프하면서 공급 및차단하는 마이크로스위치(MC1)와 릴레이(RY1)로 구성되는 제 1 스위칭부(A)와, 상기 제 1 스위칭부(A)를 통해서 입력되는 교류전압을 스위칭하는 마이크로스위치(MC2)와 릴레이(RY2)로 구성되는 제 2 스위칭부(B)와, 상기 제 2 스위칭부(B)를 통해서 입력되는 교류전압을 정류하는 다이오드(D1-D6)로 구성되는 브리지다이오드(BD1)와, 상기 브리지다이오드(BD1)에서 출력되는 전압을 저항(R1)과 스위치(MC2-S)를 통해서 충전되는 전해콘덴서(C1)(C2)와, 상기 마이콤(가)으로 부터 펄스폭 변조된 신호를 받아 교번 스위칭 구동하면서 소정의 구형파신호를 출력하는 스위칭소자 (IGBT1)A first switching unit (A) comprising a micro switch (MC1) and a relay (RY1) for supplying and cutting off the voltage (RST) input from the switch MC1-S while turning on and off the switches MC1-S, and the first switching. The second switching unit (B) consisting of a micro switch (MC2) and a relay (RY2) for switching the AC voltage input through the unit (A), and the AC voltage input through the second switching unit (B) Bridge diode BD1 composed of rectifying diodes D1-D6, and an electrolytic capacitor C1 charging the voltage output from the bridge diode BD1 through a resistor R1 and a switch MC2-S ( C2) and a switching element IGBT1 that receives a pulse width modulated signal from the microcomputer and outputs a predetermined square wave signal while alternately switching driving.

(IGBT2)와, 상기 스위칭소자(IGBT1)(IGBT2)에서 출력되는 신호전압을 변환하는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)로 부터 출력되는 신호를 전파정류하는 다이오드(D7)(D8)와, 상기 다이오드(D7)(D8)에는 정류된 전압을 평활하는 코일(L)과. 상기 코일(L)로 평활된 전압의 전류를 감지하는 변류기(CT)와, 상기 변류기(CT)의 출력단에 직류를 충전하는 축전지(BAT)를 저항(R2)콘덴서(C3)를 통해서 연결하여서 된 것이다.(IGBT2), a transformer (T1) for converting the signal voltage output from the switching elements (IGBT1) (IGBT2), and a diode (D7) (D8) for full-wave rectifying the signal output from the transformer (T1); The diodes D7 and D8 have a coil L for smoothing the rectified voltage. By connecting a current transformer (CT) for sensing the current of the voltage smoothed by the coil (L), and a storage battery (BAT) for charging a direct current to the output terminal of the current transformer (CT) through a resistor (R2) capacitor (C3) will be.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the present invention configured as described above are as follows.

먼저 충전하고자 하는 축전지(BAT)를 도 2의 출력부의 출력단에 접속하게 되면, 마이콤(가)에서는 전압감지부(자)를 통해서 상기 출력단에 접속된 축전지(BAT)의 용량 및 상태를 감지하고 측정하여 상기 축전지(BAT)를 충전하고자 하는 충전전류 및 충전시간을 기설정된 소정의 프로그램에 의하여 설정하게 되는바, 이때 충전하고자 하는 축전지(BAT)에 잔류되는 전압상태에 따라 정상,균일,보충충전을 결정하고, 상기 축전지(BAT)의 전압이 37 V 이하 일 경우 축전지(BAT)는 완전히 방전된 것으로 충전을 할수 없는 것으로 판단한다.First, when the battery BAT to be charged is connected to the output terminal of the output unit of FIG. 2, the microcomputer A detects and measures the capacity and state of the battery BAT connected to the output terminal through the voltage sensing unit. By setting the charging current and the charging time to charge the storage battery BAT by a predetermined program, at this time, depending on the voltage state remaining in the battery BAT to be charged When the voltage of the battery BAT is less than 37 V, the battery BAT is completely discharged and cannot be charged.

이와같이 충전하고자 하는 축전지(BAT)의 전압상태에 따라 충전전류와 충전시간이 결정되면 상기 마이콤(가)에서는 정류부(나)를 통해서 입력되는 정전압상태와, 과전류감지부(라)를 통해서 출력부의 출력단과 각소자에 과전류가 흐르고 있는가를 감지하고, 또한 온도감지부(마)를 통해서 각소자에 장착된 방열판의 열을 감지하며, 퓨우즈이상감지부(바)를 통해서 출력단에 과부하 및 축전지가 역방향으로 접속이나 퓨우즈단락상태를 감지하고, 결상체크부(다)를 통해서 전원입력단(AC)으로 부터 입력되는 삼상교류전압(U.V.W)중 어느 한상이라도 결상이 되었는가를 체크하면서 이상상태를 감지하게 되고, 이때 상기 각각의 감지부에서 감지된 상태는 표시부(하)를 통해서 점소등되면서 표시하게 되며, 상기 감지된 상태에서 이상이 발생되게 되면, 비상감지부(사)를 통해서 상기 마이콤(가)의 동작을 정지시키게 된다.When the charging current and the charging time are determined according to the voltage state of the battery BAT to be charged as described above, the microcomputer (A) outputs the constant voltage state through the rectifying unit (B) and the output terminal through the overcurrent sensing unit (D). It detects whether overcurrent flows to each element and also senses heat of the heatsink mounted on each element through the temperature detector (e), and overload and accumulator to the output terminal in reverse direction through the fuse abnormality detector (bar). Detects abnormal state by detecting connection or fuse short status and checking whether any phase of three phase AC voltage (UVW) inputted from power input terminal (AC) through the phase check unit (C). At this time, the state detected by each of the detection unit is displayed by turning on and off through the display unit (lower), and when an abnormality occurs in the detected state, Through the portion (G) to thereby stop the operation of the microprocessor (A).

상기와 같이 장치의 이상상태를 점검이 완료되면 상기 마이콤(가)에서는 마이크로스위치구동부(카)를 제어하여 도 2 에 도시한 제 1 스위치부(A)의 릴레이(RY1)를 작동시켜 마이크로스위치(MC1)를 온 동작시키게 되면, 전원입력단(R.S.T)의 삼상전압은 상기 마이크로스위치접점(MC1-S)를 통해서 브리지다이오드(BD1)에 인가되게 되는데, 이때 상기 마이콤(가)에서는 결상체크부(다)를 통해서 상기 전원입력단(AC)으로 부터 입력되는 삼상교류전압(U.V.W)중 어느 한상이라도 결상이 되었는가를 체크하여 상기 삼상교류전압(U.V.W)중 어느 한상이라도 결상이 되었으면, 상기 마이크로스위치구동부(카)에 출력을 차단하여 마이크로스위치(MC1)가 동작을 하지 못하도록 하여 입력전압을 차단함과 아울러 표시부(하)를 제어하여 에러표시를 하게 된다.When the abnormal state of the device is checked as described above, the microcomputer (A) controls the micro switch driving unit (K) to operate the relay RY1 of the first switch unit A shown in FIG. When the MC1 is turned on, the three-phase voltage of the power input terminal RST is applied to the bridge diode BD1 through the micro switch contacts MC1-S. Check whether any phase of the three-phase AC voltage (UVW) input from the power input terminal (ACW) is missing, and if any of the phases of the three-phase AC voltage (UVW) is missing, the microswitch drive unit (K) ) To cut off the output, block the input voltage to prevent the micro switch MC1 from operating, and control the display (bottom) to display an error.

한편 상기 브리지다이오드(BD1)에 입력된 교류전압은 직류로 정류되어 저항(R1)을 통해서 콘덴서(C1)(C2)에 서서히 충전이 시작되게 되고, 상기 마이콤(가)에서는 마이크로스위치구동부(카)를 제어하여 도 2 에 도시한 제 2 스위치부(B)의 릴레이(RY2)를 작동시켜 마이크로스위치(MC2)를 온 동작시키게 되는데, 이때 상기 제 2 스위치부(B)는 상기 제 1 스위치부(A)의 동작후 5 초후에 동작을 시켜 상기 5 초후에는 상기 브리지다이오드(BD1)에서 정류된 전압이 상기 저항(R1)과 마이크로스위치(MC2)를 통해서 상기 콘덴서(C1)(C2)에 완전히 충전이 되게 되는 것이다.On the other hand, the AC voltage input to the bridge diode BD1 is rectified to DC and gradually starts charging to the capacitors C1 and C2 through the resistor R1. In the microcomputer A, the micro switch driver (K) By operating the relay RY2 of the second switch unit B shown in FIG. 2 to turn on the micro switch MC2, the second switch unit B is the first switch unit ( 5 seconds after the operation of A), the voltage rectified by the bridge diode BD1 is charged to the capacitor C1 and C2 through the resistor R1 and the micro switch MC2 after 5 seconds. This will be.

상기 마이크로스위치(MC2)를 5초후에 동작시키는 것은 상기 콘덴서(C1)(C2)에 갑자기 대전류가 흐르게 될 경우 써지전압이 발생하여 상기 마이크로스위치(MC2)에 아크가 발생되는 것을 방지하기 위함이다.The operation of the micro switch MC2 after 5 seconds is to prevent the occurrence of an arc in the micro switch MC2 when a surge voltage is generated when a large current flows suddenly through the capacitors C1 and C2.

상기와 같이 콘덴서(C1)(C2)에 충전이 완료되게 되면 상기 마이콤(가)에서는 소정의 지연시간(8초)동안 상기 상기 마이콤(가)에서는 각각 제어하여 이상상태를 감지하게 되며, 이때 이상이 발생되면 상기 마이콤(가)에서는 마이크로스위치구동부(차)를 제어하여 제 1 스위치부(A)와 제 2 스위치부(B)의 마이크로스위치(MC1)(MC2)의 동작을 정지시킴과 아울러 비상감지부(사)를 제어하여 장치의 동작을 정지시키게 된다.When the charging of the capacitors C1 and C2 is completed as described above, the microcomputer A controls the microcomputer A for a predetermined delay time (8 seconds) to detect an abnormal state. If this occurs, the microcomputer (A) controls the micro switch driving unit (car) to stop the operation of the micro switch MC1 (MC2) of the first switch unit (A) and the second switch unit (B) as well as emergency The control unit (g) is controlled to stop the operation of the device.

한편,상기 이상상태가 감지되지 않게 되면 상기 마이콤(가)에서는 펄스폭변조구동출력부(타)를 제어하여 상기 마이콤(가)에서 출력되는 신호를 펄스폭변조하고, 이 변조된 신호를 구동부를 통해서 출력하여 충전부(파)의 스위칭소자(IGBT1)(IGBT2)의 게이트단자에 도 3(a)에 도시한 바와같이 신호를 인가하게 되면 상기 스위칭소자(IGBT1)(IGBT2)의 출력단에서는 도 3(b)에 도시한 바와같은 구형파를 출력하게 되고, 이 스위칭소자(IGBT1)(IGBT2)의 출력단에서 출력되는 전압은 트랜스(T1)의 일차측을 거쳐 2 차측에 유기되어 다이오드(D7)(D8)를 각각 통해서 전파정류하면서 소정의 직류전압으로 변환되어 코일(L)에서 평활된후 변류기(CT)를 통해서 출력단에 접속된 축전기(BAT)에 직류전압을 충전하게 되고, 상기 변류기(CT)를 통해서 출력되는 전류는 전류감지부(아)를 통해서 설정된 최대,최소전류를 감지하면서 충전을 시키게 된다.On the other hand, when the abnormal state is not detected, the microcomputer (a) controls the pulse width modulation drive output unit (ta) to pulse width modulate the signal output from the microcomputer (a), and the modulated signal is driven by the driver. When a signal is applied to the gate terminal of the switching elements IGBT1 and IGBT2 of the charging unit (wave) as shown in FIG. 3 (a), the output terminal of the switching elements IGBT1 and IGBT2 is connected to FIG. The square wave as shown in b) is outputted, and the voltage output from the output terminal of the switching elements IGBT1 and IGBT2 is induced on the secondary side via the primary side of the transformer T1, so that the diodes D7 and D8 are applied. After converting into a predetermined DC voltage through each of the through and smoothed in the coil (L) and through the current transformer (CT) to charge the DC voltage to the capacitor (BAT) connected to the output terminal, through the current transformer (CT) The output current flows through the current sensing unit. Standing set up, thereby the charging and detecting the minimum current.

이때 일예를 들어 교류입력전압 220V 삼상이고, 48 V 550 AH용 연축전기(BAT)를 충전하고자 할 경우, 충전되는 전류를 초기 75A, 말기전류를 25A 로 정하고, 정전압시의 축전지의 전압을 58.6V로 하여 충전을 시작하게 되면 최초에는 도 4 에 도시한 바와같이 소프트 스타트를 시작하여 7.5 A에서 75 A 까지 도달하면 축전지의 전압이 58.6V가 될 때까지 상기 전류를 75A 로 계속인가 하게 된다.At this time, for example, when the AC input voltage is 220V three-phase, and you want to charge the 48 V 550 AH lead-acid capacitor (BAT), the initial current is set to 75A, the terminal current is set to 25A, and the voltage of the battery at constant voltage is 58.6V In the case of starting charging, as shown in FIG. 4, the soft start is started, and when the current reaches 7.5 A to 75 A, the current is continuously applied at 75 A until the voltage of the battery reaches 58.6 V.

이때 인가되는 시간은 5 시간을 하며, 이어서 상기 축전지의 전압이 전압감지부(자)를 통해서 전압이 58.6 V에 도달하면 상기 마이콤(가)에서는 정전압모드로 바뀌어 전류가 하강하면서 전류감지부(아)를 통해서 변류기(CT)의 전류를 감지하여 전류가 25A에 도달하면 다시 정전류모드로 전환되어 계속해서 25A 로 전류를 축전지에 인가된다. 이때 3 시간 동안 충전을 하게 되어 전체 총 충전시간은 8 시간동안 충전을 한다.At this time, the applied time is 5 hours. Then, when the voltage of the battery reaches 58.6 V through the voltage sensing unit, the microcomputer changes to the constant voltage mode and the current falls and the current sensing unit (H) After sensing current of current transformer (CT) through 25A, when current reaches 25A, it is converted to constant current mode and current is continuously applied to storage battery at 25A. At this time, the battery is charged for 3 hours and the total charging time is charged for 8 hours.

한편 상기 안전성을 고려하여 최대전류를 85 A에 설정하고, 상기 85 A 가 넘게 되면 과전류감지부(라)에서 감지하여 충전동작을 멈추게 하고 충전되는 축전지에 65 V 가 넘게 되면 전압감지부(자)에서 감지하여 전압이상을 표시하면서 충전동작을 정지한다.On the other hand, in consideration of the safety, the maximum current is set to 85 A, and when the 85 A is exceeded, the overcurrent detecting unit (D) stops the charging operation, and when the battery to be charged exceeds 65 V, the voltage sensing unit (R) Stops charging operation by detecting voltage and displaying abnormal voltage.

또한 축전지는 약 한달에 1 회정도 균등충전을 실시하게 되는데, 이때에는 균등충전부(차)를 제어하여 균등스위치를 온할 경우 말기전류 25A 가 6 시간 정도 흐르게 된다. 이때 정상적으로 충전이 완료되면 상기 마이콤(가)에서는 표시부(하)를 제어하여 충전완료를 표시하고, 충전동작을 멈추게 되는 것이다.In addition, the battery performs an equal charge about once a month. At this time, when the equal switch is turned on by controlling the equal charging unit (car), the terminal current 25A flows for about 6 hours. At this time, if the charging is normally completed, the microcomputer (a) controls the display unit (bottom) to display the completion of charging and stops the charging operation.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 축전지 충전시 충전전류를 마이콤과 펄스폭변조신호로 고속스위칭소자를 제어하여 충전하도록 함으로써, 구조가 단순하여 장치의 안정화,경량화 그리고 정밀충전이 가능하고, 또한 자기진단기능을 장착하여 줌으로써, 충전시 과전류,과전압,결상체크,과충전보호,입력전압을 진단하게 되므로 입력전압의 변동에 관계없이 정전류를 공급하게 되어 가장 이상적인 충전상태를 유지할 수 있게 되므로 축전지의 수명 또한 장구히 할수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.As described above, according to the present invention, the charging current is controlled by the microcomputer and the pulse width modulated signal to control the high speed switching device, so that the structure is simple, so that the device can be stabilized, reduced in weight, and precisely charged. It is equipped with the function to diagnose overcurrent, overvoltage, phase check, overcharge protection, and input voltage during charging, so that constant current can be supplied regardless of input voltage fluctuations to maintain the ideal charging state. It will provide an effect that can be done.

Claims (2)

전원입력단(AC)으로 부터 입력되는 각종신호를 기설정된 소정의 프로그램에 의하여 제어하고 이 제어된 신호를 각출력단을 통해서 출력하여 장치의 전체를 제어하는 마이콤(가)과, 상기 전원입력단(AC)으로 부터 입력되는 삼상교류전압(U.V.W)중 어느 한상이라도 결상이 되었는가를 체크하는 결상체크부(다)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 출력단에 과부하 및 스위칭소자(IGBT)및 소자 단락시, 과도전류를 감지하는 과전류감지부(라)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 각소자의 장착된 방열판의 과열온도를 감지하는 온도감지부(마)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 과부하 및 축전지가 역방향으로 접속이나 퓨우즈단락상태를 감지하는 출력단 퓨우즈이상감지부(바)와, 비상시 상기 마이콤(가)의 동작을 정지시키는 비상감지부(사)와, 충전시 최소전류와 최대전류가 설정된 상태에서 설정된 전류의 범위안에서 동작하는가를 감지하는 전류감지부(아)와, 상기 마이콤(나)의 제어신호에 의하여 출력단의 전압을 감지하는 전압감지부(자)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 충전중에 소정의 정전압이 유지되면 소정의 시간동안 말기전류를 공급하는 균등충전부(차)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 릴레이구동을 제어하는 릴레이구동부(카)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 출력되는 신호를 펄스폭 변조하고 이 변조된 신호를 출력하는 펄스폭변조 및 구동신호를 출력하는 펄스폭변조구동출력부(타)와, 상기 펄스폭변조구동출력부(타)에서 출력되는 구동신호에 의하여 전류,전압을 충전하는 충전부(파)와, 상기 마이콤(가)의 제어신호에 의하여 이상표시를 하는 표시부(하)로 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 스위칭형 충전기.The microcomputer (A) which controls various signals inputted from the power input terminal (AC) by a predetermined program and outputs the controlled signal through each output terminal, and controls the whole device, and the power input terminal (AC). An overload and switching element (IGBT) and a device short-circuit at the output terminal by the phase checking unit (C) for checking whether any phase of the three-phase AC voltage (UVW) input from the phase is broken and the control signal of the microcomputer (A). And an overcurrent sensing unit (D) for detecting an overcurrent, a temperature sensing unit (E) for sensing an overheating temperature of a heat sink mounted on each element according to the control signal of the microcomputer (A), and the microcom (A) An output stage fuse abnormality detection unit (bar) for detecting an overload and a battery short-circuit connected or a fuse short-circuit state by a control signal of a; and an emergency detection unit (g) for stopping the operation of the microcomputer in case of an emergency; A current sensing unit (h) for detecting whether the minimum current and the maximum current are operating within a set current range during charging, and a voltage sensing unit for sensing the voltage at the output terminal according to the control signal of the microcomputer (b) ( I), the equalizing unit (car) for supplying the terminal current for a predetermined time when the predetermined constant voltage is maintained during charging by the control signal of the microcomputer (i), and the relay driving by the control signal of the microcomputer (a) A pulse width modulation drive output unit for outputting a pulse width modulated signal for outputting the modulated signal and a pulse width modulated signal output by the control signal of the microcomputer (E) and a display for displaying abnormality by the control signal of the microcomputer (a) and the charging unit (wave) for charging current and voltage according to the drive signal output from the pulse width modulation drive output unit (ta). Switching charger, characterized in that configured as a negative (lower). 제 1 항에 있어서, 충전부(파)는 출력부전원입력단(AC)으로 부터 입력되는 전압(R.S.T)을 스위치(MC1-S)를 온,오프하면서 공급 및차단하는 마이크로스위치(MC1)와 릴레이(RY1)로 구성되는 제 1 스위칭부(A)와, 상기 제 1 스위칭부(A)를 통해서 입력되는 교류전압을 스위칭하는 마이크로스위치(MC2)와 릴레이(RY2)로 구성되는 제 2 스위칭부(B)와, 상기 제 2 스위칭부(B)를 통해서 입력되는 교류전압을 정류하는 다이오드(D1-D6)로 구성되는 브리지다이오드(BD1)와, 상기 브리지다이오드(BD1)에서 출력되는 전압을 저항(R1)과 스위치(MC2-S)를 통해서 충전되는 전해콘덴서(C1)(C2)와, 상기 마이콤(가)으로 부터 펄스폭 변조된 신호를 받아 교번 스위칭 구동하면서 소정의 구형파신호를 출력하는 스위칭소자 (IGBT1)(IGBT2)와, 상기 스위칭소자(IGBT1)(IGBT2)에서 출력되는 신호전압을 변환하는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)로 부터 출력되는 신호를 전파정류하는 다이오드(D7)(D8)와, 상기 다이오드(D7)(D8)에는 정류된 전압을 평활하는 코일(L)과. 상기 코일(L)로 평활된 전압의 전류를 감지하는 변류기(CT)와, 상기 변류기(CT)의 출력단에 직류를 충전하는 축전지(BAT)를 저항(R2)콘덴서(C3)를 통해서 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 스위칭형 충전장치.According to claim 1, The charging unit (wave) is a micro-switch (MC1) and the relay (supply and cut off the voltage (RST) input from the output unit power input terminal (AC) while the switch (MC1-S) on and off The first switching unit A composed of RY1, the micro switch MC2 for switching the AC voltage input through the first switching unit A, and the second switching unit B composed of the relay RY2. ), A bridge diode BD1 composed of diodes D1-D6 rectifying the AC voltage input through the second switching unit B, and a voltage output from the bridge diode BD1. And an electrolytic capacitor C1 (C2) charged through the switch MC2-S, and a switching element that receives a pulse width modulated signal from the microcomputer A and outputs a square wave signal while alternately switching driving ( IGBT1 (IGBT2) and the signal voltage output from the switching elements IGBT1 (IGBT2) are converted. Is a transformer (T1), a diode (D7) (D8) for full-wave rectifying the signal output from the transformer (T1), and the coil (L) for smoothing the rectified voltage in the diode (D7) (D8) and . By connecting a current transformer (CT) for sensing the current of the voltage smoothed by the coil (L), and a storage battery (BAT) for charging a direct current to the output terminal of the current transformer (CT) through a resistor (R2) capacitor (C3) Switching charging device, characterized in that.
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