KR100352330B1 - Over charge/over discharge portection circuit for rechargerble battery of vaccum cleaner - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A protection circuit against excess charging/discharging of battery in vacuum cleaner is provided to extend service time of the battery and to prevent reduced efficiency thereof. CONSTITUTION: The circuit comprises DC input terminal(10) to pass DC current to charge a battery(40), overcharging protection part(20) and over-discharging protection part(30). The overcharging protection part(20) is for charging the battery(40) by using DC power source and stopping the charge of battery by supplying trace of current. The over-discharging protection part(30) is for driving a vacuum motor(50) of the cleaner by supplying power from the battery(40) and for blocking current flow applied to the vacuum motor(50) when the discharged voltage is below determined value.

Description

진공청소기 충전용 배터리의 과충전/과방전 보호회로{Over charge/over discharge portection circuit for rechargerble battery of vaccum cleaner}Overcharge / over discharge portection circuit for rechargerble battery of vaccum cleaner}

본 발명은 진공청소기 충전용 배터리의 과충전/과방전 보호회로에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 진공청소기 등에 내장된 충전용 배터리가 과충전및 또는 과방전의 반복에 의하여 수명이 단축되고 효율이 저하되는 것을 방지하여 충전용 배터리의 수명을 연장시키고 더 나아가서는 충전용 배터리를 최대효율로 이용할 수 있는 진공청소기 충전용 배터리의 과총전/과방전 보호회로에 관한 것이다.The present invention relates to an overcharge / over-discharge protection circuit of a vacuum cleaner rechargeable battery, and more particularly, to prevent a rechargeable battery built in a vacuum cleaner, etc., from shortening the life and reducing efficiency by repeated overcharging and / or overdischarging. Therefore, the present invention relates to an overcharge / over-discharge protection circuit of a vacuum cleaner rechargeable battery that can extend the life of the rechargeable battery and further utilize the rechargeable battery at maximum efficiency.

마루바닥에 쌓인 먼지나 이물질을 제거하는데 사용되는 진공청소기가 대부분의 가정에 보급되어 있다. 진공청소기는 모터를 이용하여 강한 흡인력을 발생시켜 공기를 흡입함과 동시에, 흡입되는 공기중에 포함된 비닐조각, 먼지, 부스러기 등을 필터에 수집하고 정화된 공기를 외부로 배출하여 청소를 하는 가전제품으로서 주부들의 가사노동을 줄여주는 편리한 기기이다.Vacuum cleaners, which are used to remove dirt and debris from the floor, are common in most homes. A vacuum cleaner generates a strong suction force using a motor to inhale air, and collects vinyl fragments, dust, and debris contained in the sucked air into the filter, and discharges the purified air to the outside for cleaning. It is a convenient device that reduces housework of housewives.

종래 진공청소기는 강한 흡입력을 유지하기 위하여 모터의 용량이 큰 것을 사용하기 때문에 진공청소기 자체의 중량이 커져서 주부들이 용이하게 사용하지 못하였으며 또한 전원공급을 위하여 전기코드를 항상 연결하여야 하기 때문에 청소에 지장을 주며 이동하는 장소에다 전원코드를 다시 연결하여야 하는 등 사용상의 불편함을 초래하였다.Since the vacuum cleaner uses a large motor capacity to maintain a strong suction force, the weight of the vacuum cleaner itself increases, which makes it difficult for housewives to use, and also requires an electrical cord to be connected at all times to prevent cleaning. It caused inconvenience in use such as reconnecting the power cord to the moving place.

전원공급의 문제점을 해결하기 위하여 충전용 배터리를 사용한 충전식 진공청소기가 개발, 사용되고 있다. 충전식 진공청소기를 사용하지 않을 때는 상용전원을 직류로 변조하여 어댑터를 이용하여 충전용 배터리를 충전시켰다가, 사용시에는 전원코드를 제거한 상태에서 사용되므로 이동이 매우 편리한 장점이 있다.In order to solve the problem of power supply, a rechargeable vacuum cleaner using a rechargeable battery has been developed and used. When not using a rechargeable vacuum cleaner, the commercial power is modulated by direct current to charge the rechargeable battery using an adapter, and when used, it is used in a state where the power cord is removed.

그러나 충전용 배터리의 충전용량에 따라 사용 시간이 결정되어서 장시간 사용할 수 없는 문제점이 있었다. 또한 종래 충전식 진공청소기에 사용되는 어댑터는 진공청소기와 분리되어 있을 뿐만 아니라 단순하게 충전용 배터리를 충전시키는 기능만을 가지고 있기 때문에 충전용 배터리가 고전압으로 과충전되거나 과방전되어서 충전용 배터리의 수명에 치명적인 손상을 끼치는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 구매자들의 제품인식에 나쁜 영향을 초래하여 판매에도 막대한 영향을 주고 있는 형편이다.However, the use time is determined according to the charge capacity of the rechargeable battery, there was a problem that can not be used for a long time. In addition, the adapter used in the conventional rechargeable vacuum cleaner is not only separated from the vacuum cleaner but also has a function of simply charging the rechargeable battery, so that the rechargeable battery is overcharged or discharged at a high voltage, which is fatal to the life of the rechargeable battery. There was a problem affecting. Such a problem has a bad effect on the product recognition of buyers, which has a huge impact on sales.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 진공청소기 등에 내장된 충전용 배터리가 과충전 및 또는 과방전의 반복에 의하여 수명이 단축되고 효율이 저하되는 것을 방지하여 충전용 배터리의 수명을 연장시키고 더 나아가서는 충전용 배터리를 최대효율로 이용할 수 있는 진공청소기 충전용 배터리의 과충전/과방전 보호회로를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to prevent the battery life is reduced by the repetition of overcharging and or over-discharge of the rechargeable battery built in a vacuum cleaner, etc. It is to provide an overcharge / over discharge protection circuit of a vacuum cleaner rechargeable battery that can extend the life of the battery and further utilize the rechargeable battery at maximum efficiency.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공청소기 충전용 배터리의 과충전/과방전 보호회로는, DC입력단자부를 통하여 입력되는 DC전원을 이용하여 충전용 배터리를 충전하고, 만충전전압까지 충전이 완료되면 충전을 중지시키고, 미소전류를 공급하여 충전용 배터리가 만충전전압 이상으로 충전되는 것을 방지하는 과충전장지부와, 상기 충전용 배터리로부터 공급되는 전원을 사용하여 진공모터를 구동시키며충전용 배터리의 방전전압이 소정전압이하로 하강하면 진공모터에 인가되는 전원을 차단하는 과방전방지부로 구성된다.The overcharge / over-discharge protection circuit of the vacuum cleaner rechargeable battery of the present invention for achieving the above object, when charging the rechargeable battery using a DC power input through the DC input terminal unit, when the charge is completed to the full charge voltage Stopping the charge, supplying a small current to prevent the rechargeable battery from being charged above the full charge voltage, and to drive the vacuum motor using the power supplied from the rechargeable battery to discharge the battery It is composed of an over-discharge prevention unit to cut off the power applied to the vacuum motor when the voltage falls below a predetermined voltage.

도 1은 종래 사용되는 충전식 진공청소기의 측면도,1 is a side view of a conventional vacuum cleaner,

도 2는 본 발명에 의한 과충전/과방전 보호회로의 블럭회로도,2 is a block circuit diagram of an overcharge / overdischarge protection circuit according to the present invention;

도 3은 본 발명에 의한 과충전/과방전 보호회로의 일실시예의 상세회로도,3 is a detailed circuit diagram of an embodiment of an overcharge / overdischarge protection circuit according to the present invention;

도 4는 본 발명의 과충전/과방전 보호회로의 작동상태를 나타내는 흐름도,4 is a flowchart showing an operating state of an overcharge / overdischarge protection circuit of the present invention;

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

1 : 진공청소기 3 : 손잡이1: vacuum cleaner 3: handle

5 : 온/오프스위치 7 : 수동스위치5: on / off switch 7: manual switch

9 : 바닥흡입구 10 : DC입력단자부9: floor suction port 10: DC input terminal part

20 : 과충전방지부 30 : 과방전방지부20: overcharge protection 30: over-discharge prevention

40 : 충전용 배터리 50 : 진공모터40: rechargeable battery 50: vacuum motor

101 : 핸디입력단자 102 : 베이스입력단자101: Handy input terminal 102: Base input terminal

103 : 릴레이 104 : 제1스위치103: relay 104: first switch

105 : 제2스위치 Q1,Q3,Q4,Q5 : 트랜지스터105: second switch Q1, Q3, Q4, Q5: transistor

SCR : 사이리스터 LD1,LD2,LD3 : 발광다이오드SCR: Thyristor LD1, LD2, LD3: Light Emitting Diode

D1,D2,D3,D4 : 다이오드D1, D2, D3, D4: Diode

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 진공청소기 충전용 배터리의 과충전/과방전 보호회로를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the overcharge / over-discharge protection circuit of the vacuum cleaner rechargeable battery of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 충전용 배터리를 사용하는 충전식 진공청소기에서 충전용 배터리가 과충전 및 또는 과방전되는 것을 방지하여 배터리의 수명을 연장시키고 효율적으로 사용하기 위한 충전 및 방전장치이다.The present invention is a charging and discharging device for prolonging the life of the battery and efficiently using the rechargeable battery in a rechargeable vacuum cleaner using the rechargeable battery to prevent overcharging and / or overdischarging.

도 1은 종래 사용되는 충전식 진공청소기(1)의 일실시예의 측면도로서, 상부측에는 사람이 잡기 위한 손잡이(3)가 구비되어 있으며, 손잡이(3)에 인접하여 온/오프스위치(5)가 설치되고, 중간부분에 흡인력을 발생시키는 진공모터를 직접 제어할 수 있는 수동스위치(7)가 설치되어 있다. 온/오프스위치(5) 및 수동스위치(7)는 설치 위치에 차이가 있지만 동일한 동작, 즉 진공청소기를 온시켜 진공모터를 동작시키는 역할을 한다. 이것은 후에 도 3을 참고하여 상세히 설명된다.1 is a side view of one embodiment of a conventionally used rechargeable vacuum cleaner 1, the upper side is provided with a handle 3 for human grabbing, the on / off switch 5 is installed adjacent to the handle (3) In the middle portion, a manual switch 7 capable of directly controlling a vacuum motor for generating a suction force is provided. The on / off switch 5 and the manual switch 7 have a difference in the installation position but serve to operate the vacuum motor by turning on the vacuum cleaner. This is explained in detail later with reference to FIG. 3.

또한, 진공청소기(1)의 최하부에는 바닥흡입구(9)가 설치되어 있어서, 사람이 직립한 상태에서 진공청소기(1)를 이동시키면 용이하게 청소를 할 수 있다. 바닥흡입구(9)의 내측에는 도시되지 않았지만 브러쉬등이 설치되어서 빗자루와 같이 쓸어 주는 작용을 하여 이물질을 용이하게 흡입된다.In addition, the bottom suction port 9 is provided at the bottom of the vacuum cleaner 1, and cleaning can be easily performed by moving the vacuum cleaner 1 in a state where a person is standing upright. Although not shown inside the bottom suction opening 9, a brush or the like is installed to sweep in a broom, so that foreign substances are easily sucked.

사용자가 온/오프 스위치(5) 또는 수동스위치(7) 중의 하나의 스위치를 눌러서 진공청소기를 작동시킨다. 스위치가 턴온되고 충전용 배터리가 충전되어 있으면전원이 진공모터에 공급되어서 먼지를 포함한 공기의 흡입이 시작된다. 또한 상세히 도시되지 않았지만 진공청소기의 본체에는 충전에 필요한 전원을 공급하기 어댑터단자(DC입력단자부(10))가 노출되어 있어서 충전시에 어댑터단자를 DC입력단자부와 결합시켜서 배터리를 충전시킨다.The user presses one of the on / off switch 5 or the manual switch 7 to operate the vacuum cleaner. When the switch is turned on and the rechargeable battery is charged, power is supplied to the vacuum motor to start the intake of air, including dust. In addition, although not shown in detail, the main body of the vacuum cleaner exposes an adapter terminal (DC input terminal portion 10) for supplying power for charging, thereby charging the battery by combining the adapter terminal with the DC input terminal portion during charging.

도 2는 본 발명의 진공청소기 충전용 배터리의 과충전/과방전 보호회로의 블럭도이다. 도시된 바와 같이, DC입력단자부(10), 과충전방지부(20), 충전용 배터리(40), 과방전방지부(30)와, 진공모터(50)가 표시되어 있으며, 과충전방지부(20)를 통하여 충전용 배터리(40)에 충전하고 만충전전압을 초과하면 충전을 중지하며, 충전용 배터리(40)로부터 방전하여 과방전방지부(30)를 통하여 진공모터(50)에 전원을 공급하며 과방전이 감지되면 전원공급을 차단하는 역할을 한다.2 is a block diagram of an overcharge / over-discharge protection circuit of the vacuum cleaner rechargeable battery of the present invention. As shown, the DC input terminal 10, the overcharge preventing unit 20, the rechargeable battery 40, the over-discharge preventing unit 30, and the vacuum motor 50 is displayed, the overcharge preventing unit 20 Charge through the rechargeable battery 40 and stop charging when the full charge voltage exceeds, discharge from the rechargeable battery 40 to supply power to the vacuum motor 50 through the over-discharge prevention unit 30 and over discharge When a transition is detected, it cuts off the power supply.

도 3은 상기와 같은 본 발명의 진공청소기 충전용 배터리의 과충전/과방전보호회로의 일실시예의 상세회로도이다.Figure 3 is a detailed circuit diagram of an embodiment of the overcharge / over discharge protection circuit of the vacuum cleaner rechargeable battery of the present invention as described above.

상기 DC입력단자부(10)는 충전용 배터리(40)를 충전하는데 필요한 전원을 공급하기 위한 것이다. 상기 DC입력단자부(10)를 통하여 입력되는 DC전원은 정류장치(어댑터)를 통하여 변환된 직류(DC)전압이다. DC입력단자부(10)는 베이스 입력단자(101)와 핸디입력단자(102)로 분리되어 있으나, 후단에는 모두 연결되어 있다. 이것들은 모두 어댑터(미도시됨)의 출력단자와 연결되어서 충전전압을 공급하며, 도 1의 진공청소기(1)의 본체에 구비되어 있다.The DC input terminal unit 10 is for supplying power required to charge the rechargeable battery 40. The DC power input through the DC input terminal unit 10 is a DC voltage converted through a stop value (adapter). The DC input terminal unit 10 is separated into the base input terminal 101 and the handy input terminal 102, but are all connected to the rear end. These are all connected to the output terminal of the adapter (not shown) to supply the charging voltage, and are provided in the main body of the vacuum cleaner 1 of FIG.

진공청소기(1)를 사용하지 않고 충전용 배터리(40)를 충전시키기 위하여 DC입력단자부(10)에 DC전원을 인가하면 충전전류의 공급부로서 작동되는 트랜지스터(Q1)가 턴온되면서 충전전류는 다이오드(D1,D2)를 통하여 릴레이(103)로 공급된다. 동시에 발광다이오드(LD1)가 발광하면서 현재 충전용 배터리(40)가 충전되고 있음을 외부에 표시한다. 이 사용상태에서는 릴레이(103)의 접점은 과충전방지부(20)와 충전용 배터리(40)가 연결되도록 설정된다.When DC power is applied to the DC input terminal unit 10 to charge the rechargeable battery 40 without using the vacuum cleaner 1, the transistor Q1 acting as a supply unit of the charging current is turned on and the charging current is diode ( The relay 103 is supplied to the relay 103 via D1 and D2. At the same time, the light emitting diode LD1 emits light and indicates to the outside that the rechargeable battery 40 is currently being charged. In this use state, the contact point of the relay 103 is set such that the overcharge preventing unit 20 and the rechargeable battery 40 are connected.

릴레이(103)는 2극 릴레이로서 일측접점(a)은 충전용 배터리(40)에 연결되고 다른 접점(b)은 진공모터(60)에 연결되어 있으며, 진공청소기가 비동작중인 경우에는 충전용 배터리(40)가 충전되도록 회로가 구성되어 있다. DC전원을 연결한 상태로 충전상태가 지속되면 충전용 배터리(40)가 만충전상태에 도달하게 된다.Relay 103 is a two-pole relay, one contact point (a) is connected to the rechargeable battery 40, the other contact point (b) is connected to the vacuum motor 60, the vacuum cleaner is in charge The circuit is configured to charge the battery 40. When the state of charge continues with the DC power connected, the rechargeable battery 40 reaches a full charge state.

만충전상태로 충전용 배터리(40)가 충전되면 충전상태감지부로서 사용되는 IC에 의하여 만충전상태가 감지되고, IC는 트랜지스터(Q3)를 온 시킨다. 동시에 트랜지스터(Q1)가 오프되어서 충전용 배터리(40)에 공급되는 충전전류가 차단되며 발광다이오드(LD1)도 오프된다. 트랜지스터(Q3)가 온되면 전류는 DC입력단자부(10)로부터 발광다이오드(LD2,LD3)를 통하여 흐르게 되며, 발광다이오드(LD2,LD3)가 발광하기 때문에 충전용 배터리(40)가 만충전되었다는 것을 외부에서 확인할 수 있다. 동시에 IC에 의하여 회로에 흐르는 전류는 미소한 값을 갖는 트리거전류가 되어서 자연방전에 대하여 충전을 계속하여 방전에 의한 효율저하를 방지할 수 있다.When the rechargeable battery 40 is charged in the full charge state, the full charge state is sensed by the IC used as the charge state detection unit, and the IC turns on the transistor Q3. At the same time, the transistor Q1 is turned off so that the charging current supplied to the rechargeable battery 40 is cut off, and the light emitting diode LD1 is also turned off. When the transistor Q3 is turned on, current flows from the DC input terminal portion 10 through the light emitting diodes LD2 and LD3, and since the light emitting diodes LD2 and LD3 emit light, the rechargeable battery 40 is fully charged. It can be checked externally. At the same time, the current flowing through the circuit by the IC becomes a trigger current having a small value, so that charging can be continued against natural discharge, thereby preventing a decrease in efficiency due to discharge.

또한 충전용 배터리(40)에 만충전방지부로서 사용되는 제너다이오드(ZD2)가 병렬 연결되어 있기 때문에 제너다이오드(ZD2)에 의한 전압 이상으로 충전용 배터리(40)가 충전되는 것이 방지되므로 과충전으로부터 충전용 배터리(40)를 안전하게보호할 수 있는 효과가 있는 것이다. 제너다이오드의 설정 전압은 충전용 배터리(40)의 설정 전압과 동일하게 결정하는 것이 바람직하다.In addition, since the zener diode ZD2 used as the full charge preventing part is connected to the rechargeable battery 40 in parallel, the charging battery 40 is prevented from being charged beyond the voltage by the zener diode ZD2, thereby charging from overcharge. The battery 40 is effective to protect the safety. The set voltage of the zener diode is preferably determined to be the same as the set voltage of the rechargeable battery 40.

또한 충전용 배터리(40)가 만충전된 상태에서 진공청소기(1)를 사용하여 청소를 하기 위하여 동작시키면, 충전용 배터리(40)의 전원을 사용하여 진공모터(50)가 구동된다. 동작을 위하여 제1스위치(104) 또는 제2스위치(105)중의 하나를 온시키면 진공청소기가 작동된다. 상기 제1스위치(104) 또는 제2스위치(105)는 도 1에 도시된 온/오프스위치(5) 또는 수동스위치(7) 등과 본질적으로 동일한 스위치이다.In addition, when the rechargeable battery 40 is operated to perform cleaning using the vacuum cleaner 1 in a fully charged state, the vacuum motor 50 is driven using the power of the rechargeable battery 40. The vacuum cleaner is activated by turning on either one of the first switch 104 or the second switch 105 for operation. The first switch 104 or the second switch 105 is essentially the same switch as the on / off switch 5 or the manual switch 7 shown in FIG.

제1 또는 제2스위치(104,105)중의 하나가 온 되면 릴레이(103)의 코일에 전류가 흘러서 접점이 a→b로 전환되면서 진공모터(50)가 동작을 개시하게 된다. 진공모터(50)가 동작하면 강한 흡입력이 발생되어서 먼지가 포함된 공기를 빨아 들여서 필터(미도시됨)를 통과 하면서 먼지를 제거하고 여과된 공기를 배출한다.When one of the first or second switches 104 and 105 is turned on, a current flows in the coil of the relay 103 so that the contact is switched from a to b and the vacuum motor 50 starts to operate. When the vacuum motor 50 is operated, a strong suction force is generated to suck the air containing the dust to pass through the filter (not shown) to remove the dust and discharge the filtered air.

이것을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 제1 또는 제2스위치(104,105)가 온 되면 만충전 상태에 있던 충전용 배터리(40)로부터 다이오드(D4)를 통하여 전압이 공급되어서 트랜지스터(Q4)가 온 된다. 트랜지스터(Q4)가 온 되면 컬렉터측에 전류가 흐르므로 릴레이(103)의 코일에 전류가 흐르게 되며, 이에 따라서 릴레이(103)의 접점이 a→b로 전환되면서 진공모터(50)에 전원이 연결되어서 진공모터(50)가 작동을 시작한다. 진공모터(50)가 작동을 시작하면 충전용 배터리(40)의 전압이 시간이 경과 함에 따라서 하강하게 된다. 릴레이(103)는 입/출력 전환작용을 하는 부분이다.This will be described in more detail as follows. When the first or second switches 104 and 105 are turned on, a voltage is supplied from the rechargeable battery 40 in the fully charged state through the diode D4 to turn on the transistor Q4. When the transistor Q4 is turned on, current flows to the collector side, so that current flows in the coil of the relay 103. Accordingly, the contact point of the relay 103 is switched from a to b so that the power is connected to the vacuum motor 50. The vacuum motor 50 starts to operate. When the vacuum motor 50 starts to operate, the voltage of the rechargeable battery 40 drops as time passes. The relay 103 is a part that performs input / output switching.

전압이 하강하여 일정한 수준에 도달하면 과방전이 발생하기 때문에 이것을방지하기 위하여 충전용 배터리(40)로부터 전원공급을 차단한다. 전압이 하강하는 것을 감지하는데 제너다이오드(ZD3)가 사용된다. 제너다이오드(ZD3)에 설정된 전압보다 낮은 전압이 충전용 배터리(40)로부터 공급되면 제너다이오드(ZD3)와 연결된 트랜지스터(Q5)가 턴온되고 SCR이 턴온된다. SCR은 과방전을 위한 전압감지부로 작동한다.When the voltage drops to a certain level, overdischarge occurs, so that the power supply is cut off from the rechargeable battery 40 to prevent this. Zener diode ZD3 is used to detect the voltage drop. When a voltage lower than the voltage set in the zener diode ZD3 is supplied from the rechargeable battery 40, the transistor Q5 connected to the zener diode ZD3 is turned on and the SCR is turned on. SCR acts as a voltage detector for overdischarge.

이에 따라서 트랜지스터(Q4)가 오프되고 릴레이(103)에 흐르는 전류가 차단되면서 릴레이 접점이 b→a로 원위치 된다. 따라서 충전용 배터리(40)로부터의 전원 공급이 차단되고 진공모터(50)의 작동이 중지된다. 이와 같이 하여 충전용 배터리(40)가 과도하게 방전되는 것을 차단할 수 있다.Accordingly, the transistor Q4 is turned off and the current flowing through the relay 103 is cut off, thereby bringing the relay contact back to b → a. Therefore, the power supply from the rechargeable battery 40 is cut off and the operation of the vacuum motor 50 is stopped. In this manner, excessive discharge of the rechargeable battery 40 can be prevented.

충전용 배터리(40)가 방전되면 상기한 충전과정을 거쳐서 다시 충전용 배터리(40)를 충전시킨다. 방전상태에서 과방전회로가 작동되어서 동작이 정지된 상태에서는 SCR이 동작하고 있을 가능성이 있으므로, 제1스위치(104) 또는 제2스위치(105)를 오프시켜서 SCR을 오프시키고, 릴레이(103)의 단자가 원위치한 후에 스위치를 온 시켜 사용한다.When the rechargeable battery 40 is discharged, the rechargeable battery 40 is charged again through the above charging process. Since the SCR may be operating while the over-discharge circuit is operated in the discharged state and the operation is stopped, the SCR is turned off by turning off the first switch 104 or the second switch 105, Turn the switch on after using the terminal.

본 발명의 진공청소기 충전용 배터리의 과충전/과방전 보호회로의 작동상태를 도4를 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation state of the overcharge / over-discharge protection circuit of the vacuum cleaner rechargeable battery of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

먼저 충전용 배터리(40)를 충전시키기 위하여 DC입력단자부(10)에 어댑터를 연결하면, 충전용 배터리(40)에 전류원을 연결하여 충전을 시작하게 된다. 동시에 과충전방지부(20)에서는 배터리의 특성에 맞추어 설정된 만충전 전압점에 충전전압이 도달하는 가를 감지하게 된다.First, when the adapter is connected to the DC input terminal unit 10 to charge the rechargeable battery 40, the charging source 40 is connected to a current source to start charging. At the same time, the overcharge protection unit 20 detects whether the charging voltage reaches the full charge voltage point set according to the characteristics of the battery.

충전이 완료되면서 충전용 배터리(40)에 공급된 전압이 만충전전압점에 도달한 것으로 판단되면, DC전압공급을 중단하고 IC에 의하여 과충전방지부(20)를 통하여 트리거전류를 공급한다. 트리거전류가 공급되면 전류공급량이 현저하게 감소되므로 과충전이 방지되며 또한 과전류에 의한 충전용 배터리(40)의 열화가 감소되는 효과가 있다. 또한 자연방전으로 인한 방전까지 방지할 수 있어서, 충전용 배터리의 최대효율까지 사용할 수 있는 잇점이 있다.When it is determined that the voltage supplied to the rechargeable battery 40 reaches the full charge voltage point while the charging is completed, the DC voltage is stopped and the trigger current is supplied through the overcharge prevention unit 20 by the IC. When the trigger current is supplied, since the current supply amount is significantly reduced, overcharging is prevented and deterioration of the rechargeable battery 40 due to overcurrent is reduced. In addition, it is possible to prevent the discharge due to natural discharge, there is an advantage that can be used up to the maximum efficiency of the rechargeable battery.

또한 진공청소기를 작동시켜 청소를 하는 경우에는, 충전용 배터리(40)로부터 방전되도록 스위치(제1 또는 제2스위치)중의 하나를 온 시켜서 전기회로를 구성한다. 이때는 회로적으로 과충전방지부(20)로부터의 전원공급은 차단되고, 충전용 배터리(40)로부터 과방전방지부(30)를 통하여 진공모터(50)에 전원이 공급된다. 충전용 배터리(40)로부터 전류가 공급되면 진공모터(50)에 전압이 공급되어서 청소 동작이 이루어진다.In the case of cleaning by operating the vacuum cleaner, the electric circuit is constituted by turning on one of the switches (first or second switch) so as to discharge from the rechargeable battery 40. At this time, the power supply from the overcharge protection unit 20 is cut off in circuit, and power is supplied from the rechargeable battery 40 to the vacuum motor 50 through the over-discharge prevention unit 30. When a current is supplied from the rechargeable battery 40, a voltage is supplied to the vacuum motor 50 to perform a cleaning operation.

동시에 소정전압(종지전압 : 충전용 배터리의 방전중단을 위하여 설정된 전압값)을 감지하여 진공모터의 동작을 중지하도록 작동된다. 종지전압은 배터리의 특성에 따라서 변경될 수 있는 것으로서, 종지전압이 감지되면 부하가 차단되어 전원공급이 중단됨으로서 배터리가 소손되는 것을 방지할 수 있다. 종지전압은 예를 들어 3V로 설정할 수 있다.At the same time, it operates to sense the predetermined voltage (end voltage: the voltage value set to stop the discharge of the rechargeable battery) and stop the operation of the vacuum motor. The end voltage may be changed according to the characteristics of the battery. When the end voltage is detected, the load is cut off and the power supply is stopped, thereby preventing the battery from being burned out. The termination voltage can be set to 3V, for example.

상기 과충전회로에서의 만충전전압점 및 과방전회로에서의 소정전압(종지전압)은 모든 진공청소기에서 사용되는 충전용 배터리에 따라서 견경된다. 즉 진공청소기에 사용되는 충전용 배터리(40)에 대하여 설계시에 결정되는 충전전압 및 방전전압에 사용되는 충전용 배터리(40)에 대하여 설계시에 결정되는 충전전압 및 방전전압에 따라서 각각 변경되며, 이것들은 제너다이오드를 이용하여 구성할 수 있다.The full charge voltage point in the overcharge circuit and the predetermined voltage (final voltage) in the overdischarge circuit are hardened according to the rechargeable batteries used in all vacuum cleaners. That is, the charging battery 40 used for the vacuum cleaner is changed according to the charging voltage and the discharge voltage determined at the time of designing the charging battery 40 used for the charging voltage and the discharge voltage, respectively. These can be constructed using zener diodes.

상기와 같이 본 발명에 의하면 진공청소기 등에 내장된 충전용 배터리가 과충전 및 또는 과방전의 반복에 의하여 수명이 단축되고 효율이 저하되는 것을 방지하여 충전용 배터리의 수명을 연장시키고 더 나아가서는 충전용 배터리를 최대효율로 이용할 수 있는 잇점이 있는 것이다.As described above, according to the present invention, a rechargeable battery built in a vacuum cleaner or the like prevents the life of the rechargeable battery from being shortened due to overcharging and / or overdischarging and the efficiency thereof is lowered, thereby extending the life of the rechargeable battery and further improving the rechargeable battery. There is an advantage available at maximum efficiency.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허청구범위에 속한다 할 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and variations can be made within the spirit and scope of the invention, and such variations or modifications will belong to the appended claims. .

Claims (3)

충전용 배터리를 충전하고, 충전된 배터리로부터 전원을 공급하여 진공모터를 구동시키는 것으로, DC입력단자부(10)의 입력단자(101,102)를 통하여 입력되는 DC전원을 이용하여 충전용 배터리(40)를 충전하고, 만충전전압까지 충전이 완료되면 충전을 중지시키고, 미소전류를 공급하여 충전용 배터리(40)가 만충전전압 이상으로 충전되는 것을 방지하는 과충전방지부(20)와, 상기 충전용 배터리(40)로부터 공급되는 전원을 사용하여 진공모터(50)를 구동시키며 충전용 배터리(40)의 방전전압이 소정전압이하로 하강하면 진공모터(50)에 인가되는 전원을 차단하는 과방전방지부(30)로 구성되는 배터리의 과충전/과방전 보호회로에 있어서,The rechargeable battery 40 is charged using a DC power input through the input terminals 101 and 102 of the DC input terminal unit 10 by charging the rechargeable battery and supplying power from the charged battery to drive the vacuum motor. Charge, stop charging when the charge is completed up to the full charge voltage, the overcharge protection unit 20 to prevent the charge battery 40 is charged above the full charge voltage by supplying a small current and the rechargeable battery Over-discharge prevention unit for driving the vacuum motor 50 using the power supplied from the 40 and cuts off the power applied to the vacuum motor 50 when the discharge voltage of the rechargeable battery 40 falls below a predetermined voltage ( In the overcharge / over discharge protection circuit of the battery consisting of 30), 상기 과충전방지부(20)가, 전원공급부(10)를 통하여 입력되는 전압을 이용하여 충전전류를 공급하는 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜지스터(Q1)를 통하여 입력되는 충전전류를 릴레이(103)로 공급하여 배터리(40)를 충전시키기 위한 다이어드(D1,D2)와, 충전상태를 표시하기 위한 발광다이오드(LD1)과, 배터리(40)의 만충전상태를 검출하기 위한 IC와, 만충전상태가 검출되면 상기 IC로부터의 제어신호에 의하여 턴온되어서 트랜지스터(Q1)를 오프시키는 트랜지스터(Q3)와, 상기 트랜지스터(Q3)가 온됨에 따라서 전류가 흘러서 만충전상태를 표시하기 위한 발광다이오드(LD2,LD3)와, 배터리(40)가 제너다이오드의 설정전압 이상으로 과충전되는 것을 방지하기 위하여 연결되는 제너다이오드(ZD2)와, 전압조정용 다수의 저항과 콘텐서를 포함하고,The overcharge prevention unit 20 supplies a charging current input through the transistor Q1 and a charging current input through the transistor Q1 to the relay 103 using a voltage input through the power supply unit 10. Supplies D1, D2 for charging the battery 40, light emitting diode LD1 for indicating the state of charge, IC for detecting the full charge state of the battery 40, and full charge state Is detected, the transistor Q3 turns on by the control signal from the IC to turn off the transistor Q1, and the light emitting diode LD2 for displaying a fully charged state as a current flows as the transistor Q3 turns on. LD3), a zener diode ZD2 connected to prevent the battery 40 from being overcharged above a set voltage of the zener diode, a plurality of resistors and capacitors for voltage regulation, 상기 과방전방지부(30)가, 제1스위치 또는 제2스위치(104,105)가 온되면 배터리(40)로부터 공급되는 전류가 통과하는 다이오드(D4)와, 상기 다이오드(D4)를 통과한 전류에 의하여 턴온되는 트랜지스터(Q4)와, 상기 트랜지스터(Q4)가 턴온됨에 따라서 접점이 절환되어서 배터리(40)로부터 진공모터(50)에 전원을 공급하는 릴레이(103)와, 상기 진공모터(50)의 사용에 의한 배터리(40)의 전압강하를 검출하기 위한 제너다이오드(ZD3)와, 상기 제너다이오드(ZD3)에 설정된 전압보다 낮은 전압이 진공모터(50)에 인가되면 턴온되는 트랜지스터(Q5)와, 상기 트랜지스터(Q5)가 턴온됨에 따라서 턴온되어 상기 트랜지스터(Q4)를 턴오프시키는 사이리스터(SCR)를 포함하며,The over-discharge prevention unit 30, when the first switch or the second switch (104, 105) is turned on by the diode D4 through which the current supplied from the battery 40 passes, and by the current passing through the diode D4 The transistor Q4 to be turned on, the relay 103 for supplying power to the vacuum motor 50 from the battery 40 by switching the contact as the transistor Q4 is turned on, and the use of the vacuum motor 50 Zener diode ZD3 for detecting the voltage drop of the battery 40 due to the first and second transistors Q5 turned on when a voltage lower than the voltage set in the zener diode ZD3 is applied to the vacuum motor 50. A thyristor SCR that is turned on as the transistor Q5 is turned on to turn off the transistor Q4, 충전용 배터리(40)가 사용중에 과충전되거나 과방전되는 것을 방지하여 배터리의 수명이 연장되고 최대효율로 이용하는 것을 특징으로 하는 진공청소기 충전용 배터리의 과충전/과방전 보호회로.An overcharge / over-discharge protection circuit for a vacuum cleaner rechargeable battery, characterized in that the battery 40 is prevented from being overcharged or overdischarged during use to extend the life of the battery and to maximize efficiency. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 과충전방지부(20)에서의 만충전전압치와 상기 과전방지부(30)에서의 소정전압이 제너다이오드(ZD2,ZD3)의 설정값에 따라서 변경되어서 배터리(40)의 충전전압에 관계없이 사용하는 것을 특징으로 하는 진공청소기 충전용 배터리의 과충전/과방전 보호회로.The full charge voltage value in the overcharge protection unit 20 and the predetermined voltage in the overcharge protection unit 30 are changed according to the set values of the zener diodes ZD2 and ZD3, regardless of the charge voltage of the battery 40. An overcharge / overdischarge protection circuit of a vacuum cleaner rechargeable battery, characterized in that it is used. 삭제delete
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