KR100294851B1 - 배터리의 펄스 충전 제어장치 및그의 구동방법 - Google Patents

배터리의 펄스 충전 제어장치 및그의 구동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100294851B1
KR100294851B1 KR1019930011525A KR930011525A KR100294851B1 KR 100294851 B1 KR100294851 B1 KR 100294851B1 KR 1019930011525 A KR1019930011525 A KR 1019930011525A KR 930011525 A KR930011525 A KR 930011525A KR 100294851 B1 KR100294851 B1 KR 100294851B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
signal
voltage
charging
reference voltage
Prior art date
Application number
KR1019930011525A
Other languages
English (en)
Other versions
KR950002154A (ko
Inventor
조재홍
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019930011525A priority Critical patent/KR100294851B1/ko
Publication of KR950002154A publication Critical patent/KR950002154A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100294851B1 publication Critical patent/KR100294851B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00711—Regulation of charging or discharging current or voltage with introduction of pulses during the charging process
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

배터리의 전압을 감지하여, 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 작거나 상한 기준 전압보다 큰 경우에 배터리를 펄스 충전하기 위한 신호를 출력하고, 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 크고 상한 기준전압보다 작은 경우에 쾌속 충전하기 위한 신호를 출력하는 충전상태 제어부(30)와; 상기한 충전상태 제어부로부터 펄스 충전하기 위한 신호가 입력되면 입력전원 신호선으로부터 입력되는 전원을 펄스의 형태로 배터리에 출력하고, 상기한 충전상태 제어부로부터 쾌속 충전하기 위한 신호와 되먹임 신호가 입력되면 입력전원 신호선으로부터 입력되는 전원을 되먹임 신호의 크기에 따라 레벨을 조절하여 쾌속으로 배터리에 출력하는 충전부(10)와; 상기한 충전부로부터 출력되는 전원의 크기를 감지하여, 이를 전압신호로서 출력하는 감지수단(R41)과; 상기한 감지 수단으로부터 전압신호가 입력되면, 이를 증폭하여 상기한 충전부로 되먹임 신호로써 출력하는 정전류 조절부(20)로 구성되어; 배터리가 만충전될 경우에는 펄스 충전하므로써 배터리가 수소 배터리인 경우에도 사용자가 배터리를 안전하게 충전시킬 수 있는 배터리의 펄스 충전 제어장치 및 그의 구동방법에 관한 것.

Description

배터리의 펄스 충전 제어장치 및 그의 구동방법
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 배터리의 펄스 충전 제어장치의 블럭 회로도이고,
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 배터리의 펄스 충전 제어장치의 상세 회로도이고 ,
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 배터리의 펄스 충전 제어장치의 구동방법의 동작 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 충전부 11 : 전압 레귤레이터
L11 : 코일 BAT : 배터리
20 : 정전류 조절부 OP21 : 연산 증폭기
D21 : 다이오드 30 : 충전상태 제어부
31 : 마이크로 컨트롤러 OP31,OP32 : 비교기
이 발명은 배터리(battery)의 펄스 충전 제어장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 재충전 배터리가 만충전될 경우에는 펄스 충전하므로써 재충전 배터리가 수소 배터리인 경우에도 사용자가 재충전 배터리를 안전하게 충전시킬 수 있는 배터리의 펄스 충전 제어장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
종래의 배터리 충전회로는 배터리를 충전하는 경우에 적은 전류에 의하여 충전을 하기 때문에 충전 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이러한 배터리의 저속 충전은 사용자에게 불편함을 줄 뿐만 아니라 에너지의 효율적 이용이라는 측면에서도 불리한 점이 있다.
상기한 배터리의 저속 충전에 의한 단점을 제거하기 위해서, 배터리를 고속으로 쾌속충전하면서 배터리가 과충전되는 것을 방지하는 기술이 대한민국 실용신안등록출원 출원번호 제92-15237호(출원일: 서기 1992년 8월 13일)의 “배터리의 세류/쾌속 충전 제어회로”나, 동 특허출원 출원번호 제91-19450호(출원일자: 서기 1991년 11월 1일)의 “배터리의 쾌속충전 제어회로”나, 동 실용신안등록출원 공고번호 제92-7743호(출원일자: 서기 1990년 9월 20일)의 “과도 충전전류 제한용 테이터 쾌속 충전회로”나, 동 특허출원 공고번호 제92-2687호(출원일자: 서기 1989년 6월 29일)의 “Ni-Cad 밧데리의 쾌속 충전회로” 등에서 개시된 바 있다.
상기한 “Ni-Cad 밧데리의 쾌속 충전회로”는, 컴퓨터 속에 내장되는 Ni-Cad 배터리의 충전에 있어서 짧은 시간 이내에 완전히 충전시킬 수 있고 과충전으로부터 배터리를 보호함으로써 신뢰성있고 안전하게 동작되는 작용특성을 갖는다.
또한 상기한 “과도 충전전류 제한용 테이퍼 쾌속 충전회로”는, 쾌속충전을 할 경우에 충전시작에서부터 과도한 충전 전류가 흐르지 않도록 하여 배터리가 손상되는 것을 방지하고 충전기에 과부하 요인을 제거함으로써 배터리를 쾌속으로 충전할 수 있는 동작특성을 갖는다.
또한 상기한 “배터리의 쾌속충전 제어회로”는, 배터리의 상태가 로우일 경우에는 빠른 속도로 쾌속충전하고, 배터리의 상태가 만충전 상태일 경우에는 적은 전류로써 세류충전하는 동작특성을 갖는다.
그리고 상기한 “배터리의 세류/쾌속 충전 제어회로”는, 배터리의 전압이 극히 낮아 데드셀(dead cell)의 상태에 있는 경우에도 배터리를 세류충전함으로써 배터리의 수명을 연장시킬 수 있고, 또한 배터리의 전압이 일정한 범위내에 있을 경우에는 쾌속으로 충전할 수 있으며, 배터리가 만충전되었을 경우에는 세류충전하는 동작특성을 갖는다.
그러나 이와 같은 종래의 배터리 충전회로는, 배터리가 만충전되어 세류충전하는 경우에 일정한 전류를 연속적으로 흘려주므로써 수소 배터리의 경우에는 과열 및 파열, 또는 개스 분출이 일어날 수 있는 위험성이 있다. 이러한 위험성은, 사용자가 재충전배터리의 종류에 따른 각각의 특성을 정확하게 숙지하고 있지 못하여 재충전 배터리를 잘못 충전하는 경우에 상기한 재충전 배터리를 손상시키게 되거나, 심하면 안전사고까지 일으킬 수 있는 문제점을 발생시킨다.
따라서 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 재충전 배터리가 만충전될 경우에는 펄스 충전하므로써 재충전 배터리가 수소 배터리인 경우에도 사용자가 재충전 배터리를 안전하게 충전시킬 수 있는 배터리의 펄스 충전 제어장치 및 그의 구동방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은, 배터리의 전압을 감지하여, 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 작거나 상한 기준전압보다 큰 경우에 펄스 충전하기 위한 신호를 출력하고, 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 크고 상한 기준전압보다 작은 경우에 쾌속 충전하기 위한 신호를 출력하는 충전상태 제어부와, 상기한 충전상태 제어부로부터 펄스 충전하기 위한 신호가 입력되면 입력전원 신호선으로부터 입력되는 전원을 펄스의 형태로 배터리에 출력하고, 상기한 충전상태 제어부로부터 쾌속 충전하기 위한 신호와 되먹임 신호가 입력되면 입력전원 신호선으로부터 입력되는 전원을 되먹임 신호의 크기에 따라 레벨을 조절하여 쾌속으로 배터리에 출력하는 충전부와, 상기한 충전부로부터 출력되는 전원의 크기를 감지하여, 이를 전압신호로서 출력하는 감지 수단과, 상기한 감지 수단으로부터 전압신호가 입력되면, 이를 증폭하여 상기한 충전부로 되먹임 신호로써 출력하는 정전류 조절부로 이루어진다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 다른 구성은, 전원이 인가되어 동작이 시작되면 배터리의 전압을 감지하는 단계와, 상기한 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 작거나, 상한 기준전압보다 큰지를 판단하는 단계와, 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 크고, 상한 기준전압보다 작은 경우에 배터리를 정전류로써 쾌속 충전하는 단계와, 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 작거나, 상한 기준전압보다 큰 경우에 배터리를 펄스신호로써 충전하는 단계로 이루어진다.
상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 배터리의 펄스 충전 제어장치의 블럭 회로도이고, 제2도는 이 발명의 실시예에 따른 배터리의 펄스 충전 제어장치의 상세 회로도이다.
제1도 및 제2도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 배터리의 펄스 충전 제어장치의 구성은, 입력전원 신호선(VIN)에 입력단이 연결되어 있는 충전부(10)와, 충전부(10)의 출력단에 한쪽단자가 연결되어 있는 저항(R41)과, 저항(R41)의 다른 한쪽단자에 애노드 단자가 연결되어 있고 배터리(BAT)에 캐소드 단자가 연결되어 있는 다이오드(D41)와, 배터리(BAT)에 입력단이 연결되어 있고 충전부(10)에 출력단이 연결되어 있는 충전상태 제어부(30)와, 저항(R41)의 양쪽단자에 입력된이 연결되어 있고 충전부(10)에 출력단이 연결되어 있는 정전류 조절부(20)로 이루어진다.
상기한 충전부(10)의 구성은, 입력전원 신호선(VIN)에 전원단자(Vin)가 연결되어 있고 정전류 조절부(20)의 출력단에 되먹임 단자(FB)가 연결되어 있는 전압 레귤레이터(11)와, 전압 레귤레이터(11)의 제어단자(VC)와 접지의 사이에 서로 직렬로 연결되어 있는 저항(R11) 및 커패시터(C11)와, 충전상태 제어부(30)의 출력단에 게이트 단자가 연결되어 있고 전압 레귤레이터(11)의 제어단자(VC)에 드레인 단자가 연결되어 있고 소오스 단자는 접지되어 있는 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)와, 전압 레귤레이터(11)의 출력단자(VSW)에 한쪽단자가 연결되어 있는 저항(R12)과, 입력전원 신호선(VIN)과 저항(R12)의 다른 한쪽단자의 사이에 연결되어 있는 저항(R13)과, 입력전원 신호선(VIN)에 컬렉터 단자가 연결되어 있고 저항(R12,R13)의 접속점에 베이스 단자가 연결되어 있는 트랜지스터(Q12)와, 트랜지스터(Q12)의 에미터 단자에 애노드 단자가 연결되어 있고 트랜지스터(Q12)의 베이스 단자에 캐소드 단자가 연결되어 있는 다이오드(D11)와, 트랜지스터(Q12)의 에미터 단자에 게이트 단자가 연결되어 있고 입력전원 신호선(VIN)에 소오스 단자가 연결되어 있는 제2 전계효과 트랜지스터(Q13)와, 제2 전계효과 트랜지스터(Q13)의 드레인 단자에 캐소드 단자가 연결되어 있고 애노드 단자는 접지되어 있는 다이오드(D12)와, 다이오드(D12)의 캐소드 단자에 한쪽단자가 연결되어 있는 코일(L11)과, 코일(L11)의 다른 한쪽단자와 접지의 사이에 연결되어 있는 커패시터(C12)로 이루어진다.
이 발명의 실시예에서는 상기한 전압 레귤레이터(11)로서 LT1172 칩을 사용하고 있으나, 이 발명의 기술적 범위가 여기에 한정되는 것은 아니다.
또한 상기한 정전류 조절부(20)의 구성은, 저항(R41)의 한쪽단자와 접지의 사이에 서로 직렬로 연결되어 있는 저항(R22,R23)과, 저항(R22,R23)의 접속점에 비반전 입력단자가 연결되어 있는 연산 증폭기(OP2l)와, 저항(R41)의 다른 한쪽단자와 연산 증폭기(OP21)의 반전 입력단자의 사이에 연결되어 있는 저항(R21)과, 연산 증폭기(OP21)의 반전 입력단자와 출력단자의 사이에 연결되어 있는 저항(R24)과, 연산 증폭기(OP21)의 출력단자에 한쪽단자가 연결되어 있는 저항(R25)과, 저항(R25)의 다른 한쪽단자에 애노드 단자가 연결되어 있는 다이오드(D21)로 이루어진다.
그리고 상기한 충전상태 제어부(30)의 구성은, 배터리(BAT)와 접지의 사이에 서로 직렬로 연결되어 있는 저항(R31,R32)과, 저항(R31,R32)의 접속점에 입력단이 연결되어 있는 마이크로 컨트롤러(31)와, 마이크로 컨트롤러(31)의 출력단에 한쪽단자가 연결되어 있는 저항(R33)과, 저항(R34)과 접지의 사이에 서로 직렬로 연결되어 있는 저항(R34,R35,R36)과, 마이크로 컨트롤러(31)의 출력단에 비반전 입력단자가 연결되어 있고 저항(R34,R35)의 접속점에 반전 입력단자가 연결되어 있는 제1 비교기(OP31)와, 마이크로 컨트롤러(31)의 출력단에 반전 입력단자가 연결되어 있고 저항(R35,R36)의 접속점에 비반전 입력단자가 연결되어 있는 제2 비교기 (OP32)와, 제1 및 제2 비교기(OP31,OP32)의 출력단자에 애노드 단자가 각각 연결되어 있고 캐소드 단자는 서로 접속되어 있는 다이오드(D31,D32)와, 다이오드(D31,D32)의 접속점과 접지의 사이에 연결되어 있는 저항(R37)으로 이루어진다.
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 배터리의 펄스 충전 제어장치의 구동방법의 동작 흐름도이다.
제3도에 도시되어 있듯이 이 발명의 실시예에 따른 배터리의 펄스 충전 제어장치의 구동방법의 구성은, 전원이 인가되면 초기화되면서 동작이 시작되는 단계(S10)와, 배터리의 전압을 감지하는 단계(S10)와, 감지된 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 작은지를 판단하는 단계(S30)와, 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 작지 않을 경우에 배터리의 전압이 상한 기준전압보다 큰지를 판단하는 단계(S40)와, 배터리의 전압이 상한 기준전압보다 크지 않을 경우에 배터리를 쾌속충전하는 단계(S50)와, 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 작은 경우나 상한 기준전압보다 큰 경우에 배터리를 펄스충전하는 단계(S60)로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 배터리의 펄스 충전 제어장치 및 그의 구동방법의 작용은 다음과 같다.
입력전원 신호선(VIN)을 통해서 전원이 인가되면, 상기한 전원이 저항(R42)을 거쳐서 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)에 인가되어, 마이크로 컨트롤러(31)의 내부 메모리에 저장되어 있던 구동 소프트웨어가 마이크로 컨트롤러(31)에 의해서 실행되므로써 이 발명의 실시예에 따른 배터리의 펄스 충전 제어장치가 동작한다.
전원이 인가되면, 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)는 저항(R31,R32)를 통해서 입력되는 배터리(BAT)의 현재 전압을 감지한다. 이 경우에, 저항(R31,R32)을 통해서 입력되는 신호가 애널로그 전압신호이므로 상기한 마이크로 컨트롤러(31)로서는 내부에 애널로그/디지틀 컨버터가 내장되어 있는 타입의 것을 사용한다.
배터리(BAT)의 전압이 감지되면 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)는, 감지된 배터리(BAT)의 전압이 내부의 메모리에 설정되어 있는 하한 기준전압보다 작은지를 판단한다.
배터리(BAT)의 전압이 하한 기준전압보다 작은 경우에 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)는 불연속적으로 하이상태의 신호(펄스신호)를 출력하므로써, 마이크로 컨트롤러(31)로부터 하이상태의 신호가 출력될 때마다 제1 비교기(OP31)로부터 하이상태의 신호가 출력되도록 한다.
충전상태 제어부(30)의 제1 비교기(OP31)로부터 하이상태의 신호가 출력되면 다이오드(D31)가 턴온되면서, 상기한 하이상태의 신호가 다이오드(D31)를 거쳐서 충전부(10)의 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)의 게이트 단자로 출력된다.
충전부(10)의 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)의 게이트 단자로 하이상태의 신호가 입력되면, 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)가 턴온되므로써 전압 레귤레이터(11)의 제어단자(VC)로 로우상태의 신호가 입력되어 전압 레귤레이터(11)의 동작이 차단된다.
충전부(10)의 전압 레귤레이터(11)의 동작이 차단되면 전압 레귤레이터(11)의 출력단자(VSW)로부터 로우상태의 신호가 출력되며, 따라서 트랜지스터(Q12) 및 제2 전계효과 트랜지스터(Q12)가 턴오프된다.
충전부(10)와 제2 전계효과 트랜지스터(Q13)가 턴오프되면, 입력전원 신호선(VIN)으로부터 제2 전계효과 트랜지스터(Q13) - 코일(L11) - 저항(R41) - 다이오드(D41)를 거쳐서 배터리(BAT)에 인가되는 전원이 차단된다.
그러나, 충전상태 제어부(30)의 제1 비교기(OP31)로부터 하이상태의 신호가 출력되지 않으면 다이오드(D31)가 턴오프되면서, 충전부(10)의 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)의 게이트 단자에는 로우상태의 신호가 인가되므로 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)가 턴오프되므로써 전압 레귤레이터(11)의 제어단자(VC)로 하이상태의 신호가 입력되어 전압 레귤레이터(11)가 동작된다.
충전부(10)의 전압 레귤레이터(11)가 동작되면 전압 레귤레이터(11)의 출력단자(VSW)로부터 하이상태의 신호가 출력되며, 따라서 트랜지스터(Q12) 및 제2 전계효과 트랜지스터(Q12)가 턴온된다.
충전부(10)의 제2 전계효과 트랜지스터(Q13)가 턴온되면 입력전원 신호선(VIN)으로부터 인가되는 전원이, 제2 전계효과 트랜지스터(Q13)를 거치면서 정전압 신호로 변환되고, 코일(L11)을 거치면서 노이즈가 제거된 뒤에 커패시터(C12)에 충전된다. 상기한 커패시터(C12)는 배터리(BAT)로 인가되는 전원을 충전시키므로써 전원이 급격하게 변화되는 것을 방지하고 완만하게 변화될 수 있도록 한다.
충전부(10)의 커패시터(C12)에 충전된 정전압 신호는 저항(R41)과 다이오드(D41)를 거쳐서 배터리(BAT)에 인가되므로써 배터리(BAT)를 재충전시킨다. 상기한 다이오드(D41)는 배터리(BAT)에 인가되는 전원이 역류되는 것을 방지하기 위한 것이다.
따라서, 상기한 바와 같이 배터리(BAT)의 전압이 하한 기준전압보다 작은 경우에, 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)로부터 하이상태의 신호가 출력되면 배터리(BAT)가 충전되지 않고 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)로부터 하이상태의 신호가 출력되지 않으면 배터리(BAT)가 충전되므로써, 마이크로 컨트롤러(31)의 제어 동작에 따라 배터리(BAT)가 펄스 충전된다.
이와 같이, 배터리(BAT)의 전압이 하한 기준전압보다 작은 데드셀의 상태에 있는 경우에 배터리(BAT)를 펄스 충전시켜서 배터리(BAT)가 재충전될 수 있도록 하므로써 배터리(BAT)의 수명을 연장시킬 수가 있다.
또한, 상기한 바와 같이 배터리(BAT)를 펄스 충전하게 되면 배터리(BAT)를 세류 충전시키는 효과를 가질 수가 있으므로, 수소 배터리가 아닌 Ni-Cad 배터리에도 이 발명의 실시예에 따른 펄스 충전기를 적용할 수가 있다.
배터리(BAT)의 전압이 하한기준전압보다 작지 않은 경우에는, 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)는 배터리(BAT)의 전압이 내부의 메모리에 설정되어 있는 상한 기준전압보다 큰지를 판단한다.
배터리(BAT)의 전압이 하한 기준전압보다 큰 경우에 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)는 불연속적으로 로우상태의 신호(펄스신호)를 출력하므로써, 마이크로 컨트롤러(31)로부터 로우상태 신호가 출력될 때마다 제2 비교기(OP32)로부터 하이상태의 신호가 출력되도록 한다.
충전상태 제어부(30)의 제2 비교기(OP32)로부터 하이상태의 신호가 출력되면 다이오드(D32)가 턴온되면서, 상기한 하이상태의 신호가 다이오드(D32)를 거쳐서 충전부(10)의 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)의 게이트 단자로 출력된다.
충전부(10)의 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)의 게이트 단자로 하이상태의 신호가 입력되면,위에서 설명한 바와 마찬가지로, 전압 레귤레이터(11)의 동작이 차단되면서 트랜지스터(Q12) 및 제2 전계효과 트랜지스터(Q12)가 턴오프되어, 입력전원 신호선(VIN)으로부터 제2 전계효과 트랜지스터(Q13) - 코일(L11) - 저항(R41) -다이오드(D41)를 거쳐서 배터리(BAT)에 인가되는 전원이 차단된다.
그러나, 충전상태 제어부(30)의 제2 비교기(OP32)로부터 하이상태의 신호가 출력되지 않으면 다이오드(D31)가 턴오프되면서, 충전부(10)의 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)의 게이트 단자에는 로우상태의 신호가 인가되어 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)가 턴오프된다.
충전부(10)의 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)가 턴오프되면, 위에서 설명한 바와 마찬가지로, 전압 레귤레이터(11)가 동작되면서 트랜지스터(Q12) 및 제2 전계효과 트랜지스터(Q12)가 턴온되어, 입력전원 신호선(VIN)으로부터 인가되는 전원이 제2 전계효과 트랜지스터(Q13)를 거치면서 정전압 신호로 변환되고, 코일(L11)을 거치면서 노이즈가 제거된 뒤에 커패시터(C12)에 충전되어, 커패시터(C12)에 충전된 정전압 신호가 저항(R41)과 다이오드(D41)를 거쳐서 배터리(BAT)에 인가되므로써 배터리(BAT)를 재충전시킨다.
여기에서, 배터리 (BAT)의 전압이 상한 기준전압보다 큰 경우에 이루어지는 충전상태 제어부(30)와 충전부(10)의 동작에 대한 설명은, 위에서 언급된 배터리(BAT)의 전압이 하한 기준전압보다 작은 경우에 이루어지는 충전상태 제어부(30)와 충전부(10)의 동작에 대한 상세한 설명으로 대체될 수 있으므로 설명상의 중복을 피하기 위하여 압축하여 간략하게 설명하였다.
따라서, 상기한 바와 같이 배터리(BAT)의 전압이 상한 기준전압보다 큰 경우에, 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)로부터 로우상태의 신호가 출력되면 배터리(BAT)가 충전되지 않고 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)로부터 로우상태의 신호가 출력되지 않으면 배터리(BAT)가 충전되므로써, 마이크로 컨트롤러(31)의 제어 동작에 따라 배터리(BAT)가 펄스 충전된다.
이와 같이, 배터리(BAT)의 전압이 상한 기준전압보다 큰 만충전의 상태에 있는 경우에 배터리(BAT)를 펄스 충전시키므로써 수소 배터리와 같이 만충전 상태에서 펄스 충전을 필요로 하는 배터리를 재충전시킬 수가 있다.
또한, 상기한 바와 같이 배터리(BAT)를 펄스 충전하게 되면 배터리(BAT)를 세류 충전시키는 효과를 가질 수가 있으므로, 수소 배터리가 아닌 Ni-Cad 배터리에도 이 발명의 실시예에 따른 펄스 충전기를 적용할 수가 있다.
배터리(BAT)의 전압이 하한 기준전압보다 크고 상한 기준전압보다는 크지 않은 경우에, 충전상태 제어부(30)의 마이크로 컨트롤러(31)는 출력신호를 계속적으로 차단시키므로써 제1 및 제2 비교기 (OP31,OP32)로부터 로우상태의 신호가 연속된 상태로 출력되도록 한다.
충전상태 제어부(30)의 제1 및 제2 비교기(OP31,OP32)로부터 로우상태의 신호가 출력되면 다이오드(D31,D32)가 각각 턴오프되면서, 충전부(10)의 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)의 게이트 단자에는 로우상태의 신호가 인가되어 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)가 턴오프된다.
충전부(10)의 제1 전계효과 트랜지스터(Q11)가 턴오프되면, 전압 레귤레이터(11)가 동작되면서 트랜지스터(Q12) 및 제2 전계효과 트랜지스터(Q12)가 턴온되어, 입력전원 신호선(VIN)으로부터 인가되는 전원이 제2 전계효과 트랜지스터(Q13)를 거치면서 정전류 신호로 변환되고, 코일(L11)을 거치면서 노이즈가 제거된 뒤에 커패시터(C12)에 충전되어, 커패시터(C12)에 충전된 정전압 신호가 저항(R41)과 다이오드(D41)를 거쳐서 배터리(BAT)에 인가되므로써 배터리(BAT)를 재충전시킨다.
만약에, 충전부(10)의 제2 전계효과 트랜지스터(Q13)로부터 과도한 정전류가 흐르게 되면, 과도전류 방지용 다이오드(D12)가 턴온되어 과도 전류가 접지로 바이패스되므로써 배터리(BAT)가 과도 전류에 의해서 손상되는 것을 방지할 수가 있다.
또한 상기한 경우에, 저항(R41)에 인가되는 전압이 정전류 조절부(20)로 입력되므로써, 저항(R41)을 거쳐서 흐르는 충전 전류의 크기가 감지된다.
정전류 조절부(20)는, 저항(R41)의 양단간에 걸리는 전압신호를, 저항(R21∼R24)에 의해서 결정되는 증폭비율에 따라 증폭하여 이를 저항(R25)과 다이오드(D21)를 거쳐서 충전부(10)의 전압 레귤레이터(11)의 되먹임 단자(FB)로 출력한다. 상기한 다이오드(D21)는 정전류부(20)의 출력신호가 역류되는 것을 방지하기 위한 것이다.
충전부(10)의 전압 레귤레이터(11)는 되먹임 단자(FB)를 통해서 입력되는 전압신호의 크기에 따라 출력단자(VSW)로 출력되는 전압의 크기를 조정하므로써 트랜지스터(Q12)와 제2 전계효과 트랜지스터(Q13)의 증폭도를 조정하여 제2 전계효과 트랜지스터(Q13)를 흐르는 전류의 크기를 조정한다.
따라서 배터리(BAT)로 인가되는 전류의 크기가 정전류 조절부(20)에 의해서 일정하게 유지되면서, 정전류 조절부(20)의 저항(R21∼R24)에 의해서 결정되는 증폭비율에 따라 배터리(BAT)가 쾌속충전된다.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 재충전 배터리가 만충전될 경우에는 펄스 충전하므로써 재충전 배터리가 수소 배터리인 경우에도 사용자가 재충전 배터리를 안전하게 충전시킬 수 있는 효과를 가진 배터리의 펄스 충전 제어장치 및 그의 구동방법을 제공할 수가 있다. 이 발명의 이러한 효과는 배터리 충전기 분야에서 이용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 배터리의 전압을 감지하여 이를 전압 신호로서 출력하는 전압 감지수단과, 상기 전압 감지수단으로부터 출력되는 배터리의 전압이 배터리의 충전 상태가 데드셀 상태라는 것을 나타내는 기준 전압인 하한 기준전압보다 작거나, 배터리의 충전 상태가 만충전 상태라는 것을 나타내는 기준 전압인 상한 기준전압보다 큰 경우에 펄스 충전하기 위한 신호를 출력하고, 상기 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 크고 상한 기준전압보다 작은 경우에 쾌속 충전하기 위한 신호를 출력하는 충전상태 제어부와, 상기한 충전상태 제어부로부터 펄스 충전하기 위한 신호가 입력되면, 입력전원 신호선으로부터 입력되는 전원을 펄스의 형태로 배터리에 출력하고, 상기한 충전상태 제어부로부터 쾌속 충전하기 위한 신호가 입력되면, 입력전원 신호선으로부터 입력되는 전원을 쾌속으로 배터리에 출력하는 충전부로 이루어지는 배터리의 펄스 충전 제어장치.
  2. 제1항에서, 상기한 충전상태 제어부는, 배터리의 전압을 감지하여 내부의 메모리에 설정되어 있는 하한 기준전압 및 상한 기준전압과 비교하고, 비교된 결과에 따라 펄스 충전 및 쾌속 충전을 하기 위한 제어신호를 출력하는 마이크로 컨트롤러와, 상기한 마이크로 컨트롤러로부터 펄스 충전을 하기 위한 제어신호가 출력되면 하이상태의 신호를 불연속적으로 출력하고, 상기한 마이크로 컨트롤러로부터 쾌속충전을 하기 위한 신호가 출력되면 로우상태의 신호를 연속적으로 출력하는 비교기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리의 펄스 충전 제어장치.
  3. 제1항에서, 상기한 충전부는, 배터리로 인가되는 전원의 크기를 감지하여 전압신호로 출력하는 감지수단과, 상기 감지수단으로부터 전압신호가 입력되면, 이를 증폭하여 되먹임신호로써 출력하는 정전류 조절부와, 상기한 충전상태 제어부로부터 펄스 충전하기 위한 신호가 입력되면 이에 따라 턴온/턴오프 스위칭 동작을 하고, 상기한 충전상태 제어부로부터 쾌속 충전하기 위한 신호가 입력되면 턴오프되는 스위칭 수단과, 상기한 스위칭 수단의 동작에 따라 제어단자로 입력되는 전기적인 신호와 되먹임 단자로 입력되는 상기 되먹임 신호에 따라, 출력단자로 출력되는 신호의 레벨을 결정하여 출력하는 전압 레귤레이터와, 상기한 전압 레귤레이터의 출력단자로 입력되는 신호의 레벨에 따라, 이를 증폭하여 증폭신호로서 출력하는 증폭 수단과, 상기한 증폭 수단으로부터 입력되는 증폭신호에 따라 배터리로 인가되는 전원의 크기를 제한하면서 정전류가 흐를 수 있도록 하는 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리의 펄스 충전 제어장치.
  4. 제3항에서, 상기한 충전부는, 출력전원에 포함되어 있는 노이즈를 제거하기 위한 코일과, 출력전원이 빠른 속도로 변화되는 것을 완화시키기 위한 커패시터와, 과도한 충전전류가 흐를 경우에, 이를 접지로 바이패스시키기 위한 다이오드를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배터리의 펄스 충전 제어장치.
  5. 전원이 인가되어 동작이 시작되면 배터리의 전압을 감지하는 단계와, 상기한 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 작거나, 상한 기준전압보다 큰지를 판단하는 단계와, 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 크고, 상한 기준전압보다 작은 경우에 배터리를 정전류로서 쾌속 충전하는 단계와, 배터리의 전압이 하한 기준전압보다 작거나, 상한 기준전압보다 큰 경우에 배터리를 펄스신호로써 충전하는 단계로 이루어지는 배터리의 펄스 충전 제어장치의 구동방법.
KR1019930011525A 1993-06-23 1993-06-23 배터리의 펄스 충전 제어장치 및그의 구동방법 KR100294851B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019930011525A KR100294851B1 (ko) 1993-06-23 1993-06-23 배터리의 펄스 충전 제어장치 및그의 구동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019930011525A KR100294851B1 (ko) 1993-06-23 1993-06-23 배터리의 펄스 충전 제어장치 및그의 구동방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR950002154A KR950002154A (ko) 1995-01-04
KR100294851B1 true KR100294851B1 (ko) 2001-09-17

Family

ID=37527618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019930011525A KR100294851B1 (ko) 1993-06-23 1993-06-23 배터리의 펄스 충전 제어장치 및그의 구동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100294851B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100456448B1 (ko) * 2002-06-12 2004-11-09 김금수 휴대폰 배터리팩에 내장되는 충전회로
JP2012019681A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Samsung Sdi Co Ltd 急速充電機能を有するバッテリーパック及びその充電方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11234916A (ja) * 1998-02-16 1999-08-27 Rohm Co Ltd リチウムイオン電池パック
KR100398483B1 (ko) * 2000-12-26 2003-09-19 에스케이텔레텍주식회사 정전류와 펄스를 이용한 이동통신 단말기의 배터리 충전기및 그 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100456448B1 (ko) * 2002-06-12 2004-11-09 김금수 휴대폰 배터리팩에 내장되는 충전회로
JP2012019681A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Samsung Sdi Co Ltd 急速充電機能を有するバッテリーパック及びその充電方法
KR101254863B1 (ko) * 2010-07-08 2013-04-15 삼성에스디아이 주식회사 급속 충전 기능을 갖는 배터리 팩 및 그 충전 방법
US8698458B2 (en) 2010-07-08 2014-04-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack having boosting charge function and method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR950002154A (ko) 1995-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0173961B1 (ko) 모드변환형 배터리 충전장치
US7180268B2 (en) Circuits capable of trickle precharge and/or trickle discharge
US5568038A (en) Portable electric equipment and rechargeable built-in batteries
KR100549813B1 (ko) 충전제어방법 및 충전제어장치
KR960016052A (ko) 배터리의 초과 방전을 보호하기 위한 제어 회로
EP1964235A2 (en) Battery full-charge detection for charge-and-play circuits
JPH097641A (ja) 二次電池の充電方法
KR20020066372A (ko) 충방전 제어회로와 충전식 전원장치
CA2238106A1 (en) Battery protection circuit
US6762589B2 (en) Circuit for charging rechargeable batteries having a combined charging and overvoltage protection circuit
KR100294851B1 (ko) 배터리의 펄스 충전 제어장치 및그의 구동방법
JPH06133465A (ja) 二次電池の充電方法及び充電装置
US5608307A (en) Apparatus for controlling excess recharge current applied to a battery
JP3096535B2 (ja) 二次電池の充電方法及び充電装置
US6297619B1 (en) Secondary battery cell protection circuit
KR101089833B1 (ko) 전지 보호용 소프트 스타트 회로 및 이를 구비하는 전지팩
JP3278487B2 (ja) 充電式電源装置
JP3424707B2 (ja) 充放電制御回路
JPH0943320A (ja) 充電可能な電池の過放電検出装置
JP2001037091A (ja) 二次電池の保護回路
JP4182313B2 (ja) 二次電池の保護方法及び保護回路
JP2000253590A (ja) 充放電制御回路
KR920002687B1 (ko) Ni-Cad 밧데리의 쾌속 충전회로
JP4110858B2 (ja) 組電池の異常検出装置
JP3312428B2 (ja) 放電回路

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120329

Year of fee payment: 12

EXPY Expiration of term