KR100344951B1

KR100344951B1 - Constant power output control circuit

Info

Publication number: KR100344951B1
Application number: KR1019990027074A
Authority: KR
Inventors: 김성철
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2002-07-19
Also published as: KR20010008968A

Abstract

본 발명은 간단한 정 출력 제어회로에 의해 방전 정도와 무관하게 항상 충전 전압을 일정하게 유지하도록 한 정 출력 제어회로에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 출력 전류에 따라 차등적으로 전위 차를 발생하고, 상기 전위 차에 따라 충전 전압을 일정하게 유지하기 위한 제어 전압을 발생하는 정 출력 제어부, 정 출력 제어부에서 출력되는 제어 전압에 따라 충전 전압을 일정하게 유지시키고, 동시에 출력 전류를 감지하여 정 출력 제어부에 피이드백 시키는 출력 전압 감지부로 정 출력 제어회로를 구현함으로써, 전체적인 회로 구성을 간소화할 수 있으며, 부품 수의 절감으로 장치의 사이즈를 축소할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 가격도 절감할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive output control circuit which maintains a constant charging voltage at all times irrespective of the degree of discharge by a simple constant output control circuit. The present invention differentially generates a potential difference according to an output current, A constant output control unit for generating a control voltage for maintaining a constant charging voltage according to the potential difference, and maintains a constant charging voltage according to the control voltage output from the positive output control unit, and simultaneously detects the output current to the positive output control unit. By implementing the positive output control circuit with the output voltage sensing unit to feed back, the overall circuit configuration can be simplified, and the size of the device can be reduced by reducing the number of components, as well as the product price.

Description

Constant power output control circuit

본 발명은 밧데리를 충전하는 충전 장치(예를 들어, 어댑터)에서 정 출력 제어회로에 관한 것으로, 특히 간단한 정 출력 제어회로에 의해 방전 정도와 무관하게 항상 충전 전압을 일정하게 유지하도록 한 정 출력 제어회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive output control circuit in a charging device (for example, an adapter) for charging a battery, and in particular, a simple constant output control circuit allows a constant output control to maintain a constant charging voltage regardless of the degree of discharge. It is about a circuit.

일반적으로, 노트 북 컴퓨터 등의 밧데리를 충전하는 충전 장치(예를 들어, 어댑터)로 밧데리를 충전하는 데 있어서, 급 충전에 의해 밧데리 과열 및 수명 단축 현상이 발생하며, 이를 방지하기 위해서는 밧데리의 충전 전압을 항상 일정하게 유지하는 장치가 필요하다.In general, in charging a battery with a charging device (for example, an adapter) that charges a battery such as a notebook computer, the battery may be overheated and shortened due to rapid charging. There is a need for a device that maintains a constant voltage at all times.

밧데리 충전 전압(출력 전압)은 밧데리의 방전 정도에 따라 달라지며, 정전압 출력(constant voltage output)으로 충전을 하게 되면 밧데리가 급 충전된다. 이를 방지하기 위해서는 충전 전압이 다를 경우에도 항상 충전 파워를 일정하게 유지하여야 한다.The battery charge voltage (output voltage) depends on the discharge level of the battery, and the battery is rapidly charged when charging with a constant voltage output. To prevent this, always keep the charging power constant even if the charging voltage is different.

이러한 역할을 수행하는 것이 정 출력 제어회로이며, 도1에 종래 밧데리 충전을 위한 정 출력 제어회로의 일 실시 예가 도시된다.It is a positive output control circuit that performs this role, and FIG. 1 shows an embodiment of a conventional positive output control circuit for battery charging.

도시된 바와 같이, 입력 전압(Vin)을 분배하는 분배 저항(R1 ~ R3)에 의해 설정되는 전압과 분배 저항(R5,R6,R9)에 의해 설정되는 전압을 연산 증폭하는 제1연산증폭기(OP1)와, 출력 전압과 전류의 반비례 관계의 근사의 정밀도를 높이기 위한 다이오드(D1) 및 제2 연산증폭기(OP2)로 이루어져 밧데리 충전 전압을 정 출력으로 제어하는 정 출력 제어부(10)와; 상기 정 출력 제어부(10)내의 제1연산증폭기(OP1)의 출력 전압에 따라 충전 전압을 감지하는 포토커플러를 이루는 포토 다이오드(PD1)의 도통 전류를 변화시켜 상기 정 출력 제어부(10)에 피이드백 시키는 연산증폭기(OP3), 스위칭소자(Q1), 포토 다이오드(PD1)로 이루어진 출력 전압 감지부(20)로 구성되었다.As shown, the first operational amplifier OP1 that amplifies the voltage set by the distribution resistors R1 to R3 for distributing the input voltage Vin and the voltage set by the distribution resistors R5, R6, and R9. A positive output control unit 10 comprising a diode D1 and a second operational amplifier OP2 for increasing the accuracy of the approximation of the inverse relationship between the output voltage and the current and controlling the battery charging voltage to the positive output; The conduction current of the photodiode PD1 constituting the photocoupler for detecting the charging voltage is changed according to the output voltage of the first operational amplifier OP1 in the positive output control unit 10 to feed back to the positive output control unit 10. The output voltage detector 20 includes an operational amplifier OP3, a switching element Q1, and a photodiode PD1.

이와 같이 구성된 종래의 정 출력 제어회로는, 전류(Io)가 정 출력 제어부(10)내의 저항(R4)을 통하여 흐르면, 제1 연산증폭기(OP1)의 양 단자(+단자 및 -단자)로 전압이 인가된다.In the conventional positive output control circuit configured as described above, when the current Io flows through the resistor R4 in the positive output control unit 10, the voltage is applied to both terminals (+ terminal and-terminal) of the first operational amplifier OP1. Is applied.

이 양단 전압은 제1 연산증폭기(OP1)에 의해 증폭된 후 다이오드(D2)를 통해서 출력 전압 감지부(20)내 연산증폭기(OP3)의 비반전단자(+)에 인가된다.The voltage at both ends is amplified by the first operational amplifier OP1 and then applied to the non-inverting terminal + of the operational amplifier OP3 in the output voltage sensing unit 20 through the diode D2.

이때 출력 전류(Io)가 증가하면 상기 연산증폭기(OP3)의 출력 전압도 상대적으로 증가하게 되고, 그 증가된 출력 전압에 의해 스위칭소자(Q1)로 흐르는 전류를 증가시키게 되며, 상기 스위칭소자(Q1)로 흐르는 전류가 증가하게 되면 출력 전압을 감지하는 포토커플러의 포토 다이오드(PD1)에 흐르는 전류도 증가하게 된다.At this time, when the output current Io increases, the output voltage of the operational amplifier OP3 also increases relatively, and the current flowing to the switching element Q1 is increased by the increased output voltage, and the switching element Q1 Increasing the current flowing through) increases the current flowing through the photodiode PD1 of the photocoupler detecting the output voltage.

상기 포토 다이오드(PD1)에 흐르는 전류는 상기 정 출력 제어부(10)에 구비되어 있는 수광소자(도시하지 않았음)측에 피이드백 되어 최종적으로 출력되는 전압(Vout)을 감소시켜, 정 출력이 이루어지도록 한다.The current flowing through the photodiode PD1 is fed back to the light receiving element (not shown) provided in the positive output control unit 10 to reduce the final output voltage Vout, thereby producing a positive output. To lose.

여기서 정 출력 제어부(10)내의 제너 다이오드(ZD1)와 다이오드(D1) 및 제2 연산증폭기(OP2)는 반비례 관계(Vout ∝ 1/Io) 근사의 정밀도를 높이기 위한 작용을 한다.Here, the zener diode ZD1, the diode D1, and the second operational amplifier OP2 in the positive output control unit 10 work to increase the accuracy of the inverse approximation relationship Vout ∝ 1 / Io.

그러나 이러한 종래의 밧데리 충전을 위한 정 출력 제어회로는, 정 출력 제어부를 이루는 회로 소자(부품)가 많아 전체적인 회로 구성이 복잡하다는 단점이 있었다.However, the conventional positive output control circuit for charging the battery has a disadvantage in that the overall circuit configuration is complicated because there are many circuit elements (components) constituting the positive output control unit.

또한, 정 출력 제어회로를 이루는 부품의 증가로 인해 전체적인 장치의 사이즈가 증가하는 단점이 있었으며, 많은 소자의 사용으로 인해 제품의 단가를 상승시키는 단점이 있었다.In addition, the size of the overall device is increased due to the increase of the components constituting the positive output control circuit, there is a disadvantage that increases the cost of the product due to the use of many devices.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 간단한 정 출력 제어회로에 의해 방전 정도와 무관하게 항상 충전 전압을 일정하게 유지하도록 한 정 출력 제어회로를 제공하여 종래 정 출력 제어회로에서 발생하는 제반 문제점을 해결하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above problems is to provide a positive output control circuit that maintains a constant charging voltage at all times regardless of the degree of discharge by a simple constant output control circuit. It's about solving the problem.

도 1은 종래 밧데리 충전을 위한 정 출력 제어회로의 일 실시 예를 보인 도면,1 is a view showing an embodiment of a conventional positive output control circuit for battery charging,

도 2는 본 발명에 의한 밧데리 충전을 위한 정 출력 제어회로의 실시 예를 보인 도면,2 is a view showing an embodiment of a positive output control circuit for battery charging according to the present invention,

도 3은 도2의 정 출력 제어부에서 제너 다이오드에 의한 정 출력 변화 그래프를 보인 도면.FIG. 3 is a graph illustrating a change in positive output due to a zener diode in the positive output controller of FIG. 2. FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10, 30 : 정 출력 제어부 20, 40 : 출력 전압 감지부10, 30: positive output control unit 20, 40: output voltage detection unit

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 밧데리의 충전 전압을 일정하게 유지하기 위한 정 출력 제어회로에 있어서, 출력 전류에 따라 차등적으로 전위 차를 발생하고, 상기 전위 차에 따라 충전 전압을 일정하게 유지하기 위한 제어 전압을 발생하는 정 출력 제어부와; 상기 정 출력 제어부에서 출력되는 제어 전압에 따라 상기 충전 전압을 일정하게 유지시키고, 동시에 출력 전류를 감지하여 상기 정 출력 제어부에 피이드백 시키는 출력 전압 감지부를 구성하는 데 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is a positive output control circuit for maintaining a constant charging voltage of a battery, wherein a potential difference is generated differentially in accordance with the output current, and the charging voltage is increased in accordance with the potential difference. A positive output control unit for generating a control voltage for keeping constant; According to the control voltage output from the positive output control unit maintains the charging voltage constant, and at the same time configure the output voltage detection unit for detecting the output current to feed back to the positive output control unit.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention according to the technical spirit as described above in detail.

첨부한 도면 도2는 본 발명에 의한 정 출력 제어회로의 실시 예를 보인 도면이다.2 is a view showing an embodiment of a positive output control circuit according to the present invention.

도시된 바와 같이, 출력 전류(Io)에 따라 차등적으로 전위 차를 발생하고, 상기 전위 차에 따라 충전 전압을 일정하게 유지하기 위한 제어 전압을 발생하는 정 출력 제어부(30)와; 상기 정 출력 제어부(30)에서 출력되는 제어 전압에 따라상기 충전 전압을 일정하게 유지시키고, 동시에 출력 전류를 감지하여 상기 정 출력 제어부(30)에 피이드백 시키는 출력 전압 감지부(40)로 구성된다.As shown, the positive output control unit 30 generates a potential difference differentially according to the output current Io, and generates a control voltage for maintaining a constant charging voltage according to the potential difference; The output voltage sensing unit 40 maintains the charging voltage constant according to the control voltage output from the positive output control unit 30, and simultaneously detects the output current and feeds back to the positive output control unit 30. .

상기에서, 정 출력 제어부(30)는 출력 전류에 양단에 전위 차를 발생하는 저항(R39)과, 상기 저항(R39)의 양단에 발생한 전위 차를 연산 증폭하는 연산증폭기(31)와, 상기 연산증폭기(31)의 출력 전압을 상기 출력 전압 감지부(40)에 전달해 주기 위한 다수개의 저항(R72,R44,R71)및 다이오드(D11)와, 출력 전압 및 전류의 반비례 관계에서 근사 정밀도를 상승시키는 제너 다이오드(ZD2)로 구성된다.In the above description, the positive output control unit 30 includes a resistor R39 for generating a potential difference across the output current, an operational amplifier 31 for amplifying and amplifying the potential difference across the resistor R39, and the arithmetic operation. To increase the accuracy of the approximation in the inverse relationship between the plurality of resistors (R72, R44, R71) and diode (D11) and the output voltage and current for transmitting the output voltage of the amplifier 31 to the output voltage sensing unit 40 Zener diode ZD2.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 정 출력 제어회로는, 출력 전류(Io)가 정 출력 제어부(30)내의 저항(R39)으로 흐르면, 상기 저항(R39)의 양단에는 전위 차가 발생한다.In the positive output control circuit according to the present invention configured as described above, when the output current Io flows to the resistor R39 in the positive output control unit 30, a potential difference occurs between both ends of the resistor R39.

이렇게 발생되는 양단의 전위 차는 각각 저항(R40) 및 저항(R41)을 통해 연산증폭기(31)의 양단 입력(+,-)으로 인가되며, 이에 따라 연산증폭기(31)는 그 양단의 입력 전압을 증폭한다. 여기서 전압 증폭 비는 (R42+R43)/R41이다. 참고적으로 콘덴서(C20)는 노이즈 제거용으로 부가되었다.The potential difference between the two ends generated in this way is applied to the both ends inputs (+,-) of the operational amplifier 31 through the resistor R40 and the resistor R41, respectively, so that the operational amplifier 31 receives the input voltage of the both ends. Amplify. Where the voltage amplification ratio is (R42 + R43) / R41. For reference, the capacitor C20 was added for noise removal.

상기 증폭된 전압은 저항(R72)(R44)(R71)를 통하고 다이오드(D11)를 통해 출력 전압 감지부(40)에 전달된다.The amplified voltage is transmitted to the output voltage sensing unit 40 through the resistors R72, R44 and R71 and through the diode D11.

상기 전압 감지부(40)내의 연산증폭기(41)는 상기 정 출력 제어부(30)에서 출력되는 제어 전압에 의해 반전단자(-)의 입력 전압을 상승시킨다.The operational amplifier 41 in the voltage detector 40 increases the input voltage of the inverting terminal (−) by the control voltage output from the positive output controller 30.

상기 연산증폭기(41)의 반전단자(-)의 입력 전압 상승은 최종적으로 연산증폭기(41)의 핀#1의 전압을 낮추게 되고, 이에 따라 포토 다이오드(PD1)로 흐르는 전류를 증가시킨다.The increase in the input voltage of the inverting terminal (−) of the operational amplifier 41 finally lowers the voltage at the pin # 1 of the operational amplifier 41, thereby increasing the current flowing to the photodiode PD1.

상기 포토 다이오드(PD1)로 흐르는 전류가 증가하면, 포토 다이오드(PD1)의 발광 량은 상대적으로 증가하게 되며, 그 증가된 빛은 1차측으로 피이드백 되어 최종적인 출력 전압(Vout)을 낮추게 된다.When the current flowing to the photodiode PD1 increases, the amount of light emitted from the photodiode PD1 is relatively increased, and the increased light is fed back to the primary side to lower the final output voltage Vout.

즉, 저항(R39)에 흐르는 전류에 반비례하여 출력 전압(Vout)이 레귤레이션(regulation)되어(Vout ∝ 1/Io), 밧데리의 충전 전압(Pout = Vout*Io)은 일정하게 유지된다.That is, the output voltage Vout is regulated inversely proportional to the current flowing in the resistor R39 (Vout ∝ 1 / Io), so that the charging voltage (Pout = Vout * Io) of the battery is kept constant.

여기서, 상기 정 출력 제어부(30)내의 저항(R72) 및 저항(R44) 사이에 제너 다이오드(ZD2)를 설치한 것은, Vout ∝ 1/Io의 관계에서 근사(approximation) 정밀도를 개선하기 위함이다.Here, the Zener diode ZD2 is provided between the resistor R72 and the resistor R44 in the positive output control unit 30 to improve the accuracy of approximation in the relationship of Vout ∝ 1 / Io.

즉, 도3에 도시된 바와 같이, 제너 다이오드(ZD2)를 구비한 경우와 상기 제너 다이오드(ZD2)를 구비하지 않은 경우의 상기 반비례 관계의 근사 정밀도가 달라짐을 알 수 있다.That is, as shown in FIG. 3, it can be seen that the approximate accuracy of the inverse relationship between the case where the zener diode ZD2 is provided and the case where the zener diode ZD2 is not provided is different.

그리고 다이오드(D11)는, 일정 전압 구간에서 정 출력 제어부가 출력 전압 피이드백 제어에 영향을 미치지 못하도록 하기 위해서 구현되었다.In addition, the diode D11 is implemented to prevent the positive output control unit from affecting the output voltage feedback control in a predetermined voltage section.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it will be appreciated that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 정 출력 제어부의 구성을 간략화 함으로써 전체적인 회로 구성이 용이한 효과가 있으며, 부품 수의 절감으로 장치의 사이즈를 축소할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 가격도 절감할 수 잇는 이점이 있다.According to the present invention described above, by simplifying the configuration of the positive output control, the overall circuit configuration can be easily effected, and the size of the device can be reduced by reducing the number of parts, as well as the price of the product can be reduced. There is an advantage.

또한, 제너 다이오드(ZD2)의 설치로 정 출력을 5% 이내의 정밀도로 구현할 수 있는 장점도 있다.In addition, the zener diode (ZD2) is installed, the positive output can be realized with accuracy within 5%.

Claims

In the constant output control circuit for maintaining a constant charging voltage of the battery,

Outputs a resistor R39 for generating a potential difference across the output current, an operational amplifier 31 for amplifying the potential difference across the resistor R39, and an output voltage of the operational amplifier 31; A plurality of resistors (R72, R44, R71) and diode (D11) for delivering to the voltage sensing unit 40, and a zener diode (ZD2) for increasing the approximate accuracy in the inverse relationship between the output voltage and the current, the output current A positive output control unit for generating a potential difference differentially according to the differential voltage generator and generating a control voltage for maintaining a constant charging voltage according to the potential difference;

An operational amplifier (41) for raising the input voltage of the inverting terminal (-) by the control voltage output from the positive output controller; The photodiode PD1 and the current flowing in accordance with the output voltage of the operational amplifier 41 lowered by the input voltage of the inverting terminal (-) of the operational amplifier 41 increases and flows through the photodiode PD1. And an output voltage detector for feeding back to the positive output controller to maintain the charging voltage at a constant rate, and simultaneously detecting and outputting the output current to the positive output controller. Positive output control circuit.

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