KR100486345B1 - 충전모드변환회로 - Google Patents

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KR100486345B1
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Abstract

소정의 증폭도를 가지며, 상기 바테리 전압을 입력하여 증폭도에 해당되는 배수만큼 증폭시켜 출력하는 증폭기, 증폭기로부터 출력되는 신호를 넌인버팅 입력 단자로 입력하고 제 1 기준 전압을 인버팅 입력 단자로 입력하고, 히스테리시스 특성을 가지며, 이에 따라 해당되는 레벨의 신호를 출력 단자로 출력하는 비교기, 바테리 상태 감지 신호와 비교기의 출력 단자로부터 출력되는 신호를 입력하여 이에 따라 전압 하강 감지 신호를 액티브 시켜 출력하는 래치부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전압 하강 감지 회로를 구비하는 충전 모드 변환 회로가 개시되어 있다. 본 발명에 의하면, 바테리가 완충된 이후 전압의 하강이 아주 작은 범위에서 충전 모드를 트리클 모드로 변환시킬 수 있으므로 바테리가 완충된 이후 급속히 증가하는 온도에 의한 손상이나 과충전으로 인한 손상으로부터 안전하게 바테리를 보호할 수 있고, 또한 외부로 핀이 나오지 않아도 되므로 구성이 매우 간단한 효과를 가진다.

Description

충전 모드 변환 회로{Charge mode convert circuit}
본 발명은 바테리(Battery) 충전(Charging) 모드(Mode) 변환 회로에 관한 것으로서, 특히 니켈(Ni) 카드뮴(Cd) 바테리에 있어서의 과충전(Overcharging)을 방지하여 안전하게 충전할 수 있는 바테리 충전 모드 변환 회로에 관한 것이다.
충전이 가능한 바테리를 사용하는 휴대용 전자 기기의 수요가 급증하면서 전원 공급용의 충전용 바테리의 쾌속 충전, 장시간 사용 가능성, 및 긴 바테리의 수명 등이 요구되고 있다. 그러나 이러한 요구 사항들은 사용하고자 하는 바테리의 종류, 특성, 사용 방법, 및 충전 방식에 따라 결정되는 요소들이다.
그 중에서도 충전 방식은 바테리의 충전 시간과 수명에 매우 큰 영향을 준다.
도 1 은 니켈 카드뮴 바테리의 충전에 있어서 특히 쾌속 충전에 있어서의 충전 특성을 나타내고 있는 그래프이다. 여기서 가로축은 충전 시간을 나타내고 세로 축은 충전 시간에 따른 바테리의 온도와 충전되는 바테리의 전압을 동시에 나타내고 있다. 즉, 참조 부호, 110은 충전 시간에 따른 바테리의 충전 전압을 나타내고, 참조 부호, 120은 충전 시간에 따른 바테리의 온도를 각각 나타내고 있다. 그리고 참조 부호,
Figure pat00003
는 바테리가 완전히 충전되는 데 걸리는 시간 즉 완전 충전 시간을 나타내고 참조 부호,
Figure pat00004
는 바테리가 과충전되기 시작하는 시간을 나타내고 있다.
도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 충전 시간에 따른 바테리의 충전 전압(110)은 완전한 충전이 이루어지는 완전 충전 시간(
Figure pat00005
) 이후에는 충전 시간에 따라 계속 증가하지 않고 감소한다. 이는 완전 충전 시간(
Figure pat00006
) 이후에는 계속적인 충전을 하지 않고 자연 방전을 하기 때문이다. 또한 충전 시간에 따른 바테리의 온도(120)를 나타내고 있는 곡선으로부터 알 수 있는 바와 같이 완전 충전 시간(
Figure pat00007
) 이후에는 바테리 온도(120)는 급격하게 변화한다. 따라서 바테리가 완충된 이후 충전을 중단하지 않으면 바테리의 내부 온도의 급격한 상승에 의해서 바테리의 수명이 단축되거나 아예 바테리를 사용하지 못하게 되는 문제가 발생한다. 또한 바테리가 완충되기 이전에 충전을 중단한다면 바테리의 용량을 충분히 사용할 수 없을 뿐만 아니라 바테리 메모리 효과로 인한 바테리의 용량이 감소하게 되는 문제가 발생한다.
그러므로 쾌속 충전을 하되 바테리의 수명을 단축시키지 않으면서 바테리의 용량을 충분히 사용하도록 하는 것이 매우 중요하다. 그러기 위해서는 바테리가 완충된 이후 바테리의 과충전이나 내부 온도가 급격히 상승하기 전의 범위에서 충전을 차단하고 바테리의 자연 방전되는 만큼의 전류량만을 공급하는 트리클(Trickle) 모드로 전환해야만 한다.
도 2는 종래의 충전 모드 변환 회로의 회로도를 나타내고 있다.
도 2를 참조하면 종래의 충전 모드 변환 회로는 연산 증폭기들(210,220), 비교기(230), 다이오우드(224), 저항 소자(R1), 및 전원(Ve1)을 구비한다.
연산 증폭기(210)는 넌인버팅(Noninverting) 입력 단자로 바테리 전압(Vbatt)을 입력하고, 인버팅(Inverting) 입력 단자가 출력 단자(212)에 접속되어 있는 전압 폴로어(Voltage Follower)를 구성하고 있다. 즉 연산 증폭기(210)는 바테리 전압(Vbatt)을 출력 단자(212)로 출력한다.
연산 증폭기(220)는 넌인버팅 입력 단자로 연산 증폭기(210)의 출력 단자(212)로부터 출력되는 신호를 입력하고, 인버팅 입력 단자가 다이오우드(224)를 사이에 두고 출력 단자(222)에 연결되어 있다. 즉 연산 증폭기(220)는 다이오우드(224)가 턴 온 되어 있는 경우에만 연산 증폭기(210)의 출력 단자(212)로부터 출력되어 넌인버팅 입력 단자로 입력되는 신호를 출력 단자(222)로 출력한다.
전원(Ve1)은 연산 증폭기(210)의 출력 단자(212)와 비교기(230)의 넌인버팅 입력 단자 사이에 접속되어 있다.
저항 소자(R1)는 비교기(230)의 넌인버팅 입력 단자와 접지 단자(GND) 사이에 접속되어 있다.
비교기(230)는 전원(Ve1)을 거쳐 전달되는 신호를 넌인버팅 입력 단자로 입력하고 연산 증폭기(220)의 출력 단자(222)로부터 출력되는 신호를 인버팅 입력 단자로 입력하여 이들에 따라 해당되는 신호를 출력한다. 즉 비교기(230)는 넌인버팅 입력 단자로 입력되는 신호의 전압값이 인버팅 입력 단자로 입력되는 신호의 전압값보다 큰 경우에는 하이('H') 레벨의 신호를 출력하고, 넌인버팅 입력 단자로 입력되는 신호의 전압값이 인버팅 입력 단자로 입력되는 신호의 전압값보다 작은 경우에는 로우('L') 레벨의 신호를 출력한다.
도 3은 도 2의 동작을 설명하기 위하여 도 2의 충전 시간에 따른 각 부분의 전압 파형을 나타내고 있다. 여기서 참조 부호, V212는 연산 증폭기(210)의 출력 단자(212)에 출력되는 신호의 전압 파형을 나타내고, 참조 부호, V222는 연산 증폭기(220)의 출력 단자(222)에 출력되는 신호가 의 전압 파형을 나타내고, 참조 부호, V232는 비교기(230)의 넌인버팅 입력 단자에 입력되는 신호의 전압 파형을 나타내고 있다. 그리고 참조 부호, Vout는 비교기(230)의 출력 단자로부터 출력되는 신호(Vout)의 전압 파형을 나타내고 있다. 또한 참조 부호, t1은 바테리가 완전히 충전하는 데 걸리는 시간인 완전 충전 시간을 나타낸다.
도 3을 참조하여 도 2의 동작을 설명하면 아래와 같다.
바테리가 쾌속 충전이 되는 구간인 완전 충전 시간(t1)이 될 때까지, 바테리의 전압(Vbatt)은 연산 증폭기(210)와 연산 증폭기(220)를 통하여 연산 증폭기(220)의 출력 단자(222)로 전달이 되고 이에 따라 다이오우드(224)는 턴 온(Turn On) 상태에 있게 된다. 따라서 바테리를 구성하고 있는 커패시터(C11)에 흐르게 되는 전류(I41)는 연산 증폭기(220)의 인버팅 입력 단자로부터 흘러나오는 전류(I11)와 다이오우드(224)를 통하여 흐르는 전류(I21)의 합이 된다. 그러므로 바테리를 구성하고 있는 커패시터(C11)에 충전되는 전류의 량은 아래의 수학식 1과 같이 나타내어진다.
Figure pat00041
여기서 C11은 커패시터(C11)의 커패시터 용량을 나타내고,
Figure pat00042
는 바테리의 충전 시간은 나타내며, 바테리 전압(Vbatt)의 변화량을 나타내는
Figure pat00043
는 연산 증폭기(220)의 인버팅 입력 단자의 전압(Vb1)의 변화량인
Figure pat00044
과 동일한 값을 가진다.
바테리가 완전히 충전이 되는 시간, t1에서의 바테리 전압(Vbatt)은 연산 증폭기(220)의 인버팅 입력 단자의 전압(Vb1)과 동일한 값을 가지게 된다. 따라서 바테리가 완전히 충전이 되는 시간, t1에서 연산 증폭기(220)의 인버팅 입력 단자의 전압(Vb1)과 출력 단자(222)의 전압(Vc1)은 동일한 값을 가지게 되어 다이오우드(224)는 턴 오프(Turn Off) 상태가 된다. 그러므로 바테리가 완전히 충전이 되는 시간, t1 이후부터 커패시터(C11)는 방전(Discharging)을 하게되어 전류(I31)가 커패시터(C21)를 통하여 흐르게 되고 따라서 커패시터(C21)에서 전압 강하(
Figure pat00012
)가 일어난다. 여기서 커패시터(C21)를 통하여 흐르는 전류(I31)는 아래의 수학식 2에 나타나 있는 바와 같이 커패시터(C11)에 충전되어 있는 전하에 의해서 반대 방향으로 흐르는 전류(I41)와 연산 증폭기(220)의 인버팅 입력 단자로부터 흘러나오는 전류(I11)의 합이 된다. 따라서 커패시터(C21)에 일어나는 전압 강하(
Figure pat00013
)는 아래의 수학식 3으로 나타내어진다.
Figure pat00045
Figure pat00046
수학식 1과 수학식 2를 수학식 3에 대입하면 커패시터(C21)에 의해 일어나는 전압 강하(
Figure pat00016
)는 아래의 수학식 4로 나타내어진다.
Figure pat00047
비교기(230)는 넌인버팅 입력 단자로는 바테리 전압(Vbatt)으로부터 전원 전압(Ve1) 만큼 강하된 값을 가지는 전압(Vd1)을 입력하고 인버팅 단자로 출력 단자(222)의 전압(Vc1)을 입력한다. 따라서 바테리가 완전히 충전되는 시간, t1까지는 전압(Vc1)은 바테리 전압(Vbatt) 값을 가지므로 비교기(230)의 출력 단자(Vout)로부터 출력되는 신호는 로우('L') 레벨을 가진다. 그러나 바테리가 완전히 충전되는 시간, t1 이후에 커패시터(C21)에 의한 전압 강하가 발생하게 되어 인버팅 입력 단자의 전압(Vc1)이 넌인버팅 입력 단자의 전압(Vd1)보다 작게 되면 출력 단자(Vout)로부터 출력되는 신호는 하이('H') 레벨을 가지게 된다. 여기서 비교기(230)의 출력 단자(Vout)의 레벨이 전환되는 시점은 비교기(230)의 인버팅 입력 단자의 전압(Vc1)과 넌인버팅 입력 단자의 전압(Vd1)이 동일하게 되는 시점, 즉 커패시터(C21)에 일어나는 전압 강하(
Figure pat00018
)의 값이 전원 전압(Ve1)과 동일해지는 시점이다. 수학식 4에 있어서 커패시터(C21)에 일어나는 전압 강하(
Figure pat00019
)의 값을 전원 전압(Ve1) 값으로 대치하고 정리하면 아래와 같이 수학식 5로 나타내어진다.
Figure pat00048
수학식 5를 바테리 전압(Vbatt)의 증가량(
Figure pat00049
)에 대하여 풀면 아래의 수학식 6과 같이 나타내어진다.
Figure pat00050
이와 같이 바테리 전압(Vbatt)의 충전에 의한 증가량(
Figure pat00051
)은 커패시터들(C11,C22)의 커패시터 용량, 전원 전압(Ve1), 및 연산 증폭기(220)의 인버팅 입력 단자로부터 흘러나오는 전류(I11)에 의해서 결정되어 진다. 따라서 바테리가 완전히 충전을 한 다음 커패시터(C11)에 의한 방전에 의해 변화되는 바테리 전압(Vbatt)의 변화량을 감지하여 과충전이나 온도 상승이 일어나기 전에 충전을 중단하고 트리클(Trickle) 모드로 전환하게 된다.
그러나 커패시터(C11)가 완전히 충전된 후에 커패시터(C11)를 통하여 누설 전류(I51)가 발생된다. 따라서 누설 전류(I51)에 의해서 커패시터(C21)로 흐르게 되는 전류(I31)는 아래의 수학식 7과 같이 나타내어지고 위에 설명한 것과 동일한 방법으로 비교기(230)에 의해서 감지되는 바테리 전압(Vbatt)의 변화량(
Figure pat00052
)은 아래의 수학식 8로 나타내어 진다.
Figure pat00053
Figure pat00054
여기서 비교기(230)에 의해서 감지될 수 있는 바테리 전압(Vbatt)의 변화량(
Figure pat00055
)은 누설 전류(I51)에 해당되는 량만큼 증가된다.
이와 같이 종래의 충전 모드 변환 회로는 도 3에 나타나 있는 바와 같이 커패시터(C11)를 통한 누설 전류(I51) 때문에, 비교기(230)의 출력 단자 전압(Vout)의 레벨이 로우('L') 레벨로부터 하이('H') 레벨로 전환되어 트리클 모드로의 전환되도록 설정되어 있었던 시간, t2의 범위를 벗어나 시간, t2'에서 전환이 일어나게 된다. 따라서 비교기(230)가 감지되도록 설정되어 있었던 바테리 전압 변화량(
Figure pat00056
)이 실제로 증가하게 되고 이에 의해서 과충전이나 바테리 내부 온도 상승의 문제가 발생하게 되어 안정되게 바테리를 충전할 수가 없게 된다. 또한 바테리 전압 변화량(
Figure pat00057
)을 감지하는 회로의 구현에 있어서 회로가 복잡하고 집적화 회로로 구성을 할 때 외부로부터 2개의 핀들이 따로 마련되어야 하므로 원가가 증가되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 충전 모드 변환 회로에 있어서, 바테리 전압 변화량이 바테리를 구성하고 있는 커패시터를 통한 누설 전류로 인하여 증가되는 현상을 제거하여 보다 안정적인 충전이 이루어 질 수 있도록 구성되어 있는 충전 모드 변환 회로를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 충전용 바테리의 충전 모드 변환 회로는, 바테리 전압을 입력하여, 상기 바테리의 상태를 감지하고 이에 따라 바테리 상태 감지 신호를 액티브 시켜 출력하는 불량 바테리 및 단락 감지부; 상기 바테리 상태 감지 신호를 입력하여 이에 따라 회로 동작을 정지시키는 회로 동작 정지부; 상기 바테리 전압과 상기 바테리 상태 감지 신호를 입력하여 이에 따라 상기 바테리가 충전된 이후 바테리 전압의 하강에 의한 상기 바테리 전압의 변화량이 소정의 값을 가지는 지를 감지하여, 이에 따라 전압 하강 감지 신호를 액티브 시켜 출력하는 전압 하강 감지부; 및 상기 전압 감지 신호를 입력하여 이에 따라 상기 바테리를 빠른 속도로 충전시키는 쾌속 충전 모드와 소정의 작은 량의 전류를 공급하는 트리클 모드 중에서 해당되는 모드를 선택하여 설정하는 충전 모드 변환부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이어서 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전 모드 변환 회로의 블록도를 나타내고 있다. 그리고 도 5는 도 4의 구체적인 일 실시예에 따른 충전 모드 변환 회로의 회로도를 나타내고 있다.
도 4와 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 충전 모드 변환 회로는 불량 바테리 및 단락 검출부(420), 바테리 전압 하강 감지부(440), 충전 모드 변환부(460), 및 회로 동작 정지부(480)를 구비한다.
불량 바테리 및 단락 감지부(420)는 바테리 전압(Vbatt)을 입력하여, 바테리의 상태를 감지하고 이에 따라 바테리 상태 감지 신호(PSBT)를 액티브 시켜 출력한다. 즉 불량 바테리 및 단락 감지부(420)는 바테리 전압(Vbatt)을 통하여 바테리에 충전되어 있는 전압의 량이 소정의 레벨 이하인 경우나 바테리가 단락되어 있는 지를 감지하여 바테리 상태 감지 신호(PSBT)를 액티브 시켜 출력한다.
불량 바테리 및 단락 감지부(420)는 바테리 전압(Vbatt)을 넌인버팅 입력 단자로 입력하고 기준 전압(VREF2)이 인버팅 입력 단자에 설정되어 있는 비교기(422)로써 구성되어 있다. 불량 바테리 및 단락 감지부(420)는 바테리 전압(Vbatt)과 기준 전압(VREF2)을 입력하여 바테리 전압(Vbatt)이 기준 전압(VREF2) 값 이하인 경우에만 액티브 되는 신호를 바테리 상태 감지 신호(PSBT)로서 출력한다.
회로 동작 정지부(480)는 바테리 상태 감지 신호(PSBT)를 입력하여 바테리 상태 감지 신호(PSBT)가 액티브 되어 있는 경우에는 회로 동작을 정지시킨다.
바테리 전압 하강 감지부(440)는 바테리 전압(Vbatt)과 바테리 상태 감지 신호(PSBT)를 입력하여 이에 따라 바테리가 충전된 이후 바테리 전압의 하강에 의한 상기 바테리 전압의 변화량이 소정의 값을 가지는 지를 감지하여, 이에 따라 전압 하강 감지 신호(PDVBT)를 액티브 시켜 출력한다.
바테리 전압 하강 감지부(440)는 증폭기(442), 비교기(444), 및 래치부(448)로써 구성되어 있다.
증폭기(442)는 소정의 증폭도(A)를 가지며, 바테리 전압(Vbatt)을 입력하여 상기 증폭도(A)에 해당되는 배수만큼 증폭시켜 출력한다.
비교기(444)는 증폭기(442)로부터 출력되는 신호를 넌인버팅 입력 단자로 입력하고 기준 전압(VREF1)을 인버팅 입력 단자로 입력하고, 히스테리시스 특성을 가지며, 이에 따라 해당되는 레벨의 신호를 출력 단자(Va)로 출력한다. 비교기(444)는 증폭기(442)로부터 출력되는 신호의 전압이 기준 전압(VREF1)보다 큰 경우에만 하이('H') 레벨이 되는 신호를 출력 단자(Va)로 출력한다. 그리고 비교기(444)는 넌인버팅 입력 단자에 입력되는 신호의 전압값이 인버팅 입력 단자에 설정되어 있는 소정의 전압값에 이르고 난 후에는 인버팅 입력 단자에 설정되어 있는 소정의 전압값을 미세한 정도의 전압 값 만큼 하강시키는 히스테리시스 특성을 가진다.
래치부(448)는 바테리 상태 감지 신호(PSBT)와 비교기(444)의 출력 단자로부터 출력되는 신호를 입력하여 이에 따라 전압 하강 감지 신호(PDVBT)를 액티브 시켜 출력한다. 래치부(448)는 바테리 상태 감지 신호(PSBT)에 의해서 제어되어, 비교기(444)로부터 출력되는 신호를 입력하여 이에 따라 전압 하강 감지 신호(PDVBT)를 액티브 시켜 출력한다. 즉, 래치부(448)는 바테리 상태 감지 신호(PSBT)가 넌액티브되어 있는 경우에만 인에이블 되어, 비교기(444)로부터 출력되는 신호의 폴링 에지(falling Edge)에 트리거되는 신호를 전압 하강 감지 신호(PDVBT)로서 출력한다.
충전 모드 변환부(460)는 전압 하강 감지 신호(PDVBT)를 입력하여 이에 따라 바테리를 빠른 속도로 충전시키는 쾌속 충전 모드와 소정의 작은 량의 전류를 공급하는 트리클(Trickle) 모드 중에서 해당되는 모드를 선택하여 설정한다. 충전 모드 변환부(460)는 전압 하강 감지 신호(PDVBT)를 입력하여 이에 따라 쾌속 충전 모드에서는 많은 량의 전류를 바테리에 공급하고 트리클 모드에서는 아주 작은 량의 전류를 공급하도록 구성되어 있다.
충전 모드 변환부(460)는 증폭기(461), 전압 변환기(462), 에러 증폭기(463), 오실레이터(464), 비교기(466), 래치부(467), 및 구동부(468)로써 구성되어 있다.
전압 변환기(462)는 전압 하강 감지 신호(PDVBT)에 의해서 제어되어 전압 하강 감지 신호(PDVBT)가 넌액티브되어 있는 경우에는 쾌속 충전 모드를 설정하기 위하여 출력의 듀티(Duty)가 크도록 설정되며, 전압 하강 감지 신호(PDVBT)가 액티브 되어 있는 경우에는 트리클 모드를 설정하기 위하여 출력의 듀티(Duty)가 작도록 설정된다.
증폭기(461)는 소정의 증폭도(B)를 가지며, 바테리 전압(Vbatt)을 입력하여 증폭도(B)에 해당되는 배수만큼 증폭시켜 출력한다.
에러 증폭기(463)는 인버팅 입력 단자로 저항 소자(R)를 통하여 증폭기(461)로부터 출력되는 신호를 입력하고, 넌인버팅 입력 단자로 전압 변환기(462)로부터 출력되는 신호를 입력하며, 인버팅 입력 단자와 출력 단자 사이에 커패시터(C)가 접속되어 있는 일종의 적분기(Integrator)로서의 역할을 한다. 따라서 에러 증폭기(463)는 저항 소자(R)와 커패시터(C)에 따라 소정의 주기와 크기를 가지는 삼각파(Triangle Wave)를 출력 단자(Vc)로 출력한다. 에러 증폭기(463)의 출력 단자(Vc)로부터 출력되는 삼각파가 위치하는 레벨의 범위는 전압 변환기(462)로부터 출력되는 신호에 따라 변화한다. 즉 쾌속 충전 모드를 설정하기 위하여 전압 변환기(462)로부터의 출력의 듀티(Duty)가 크도록 설정되면, 에러 증폭기(463)의 출력 단자(Vc)로부터 출력되는 삼각파가 위치하는 레벨은 높게 되고, 트리클 모드를 설정하기 위하여 전압 변환기(462)로부터의 출력의 듀티(Duty)가 작도록 설정되면, 에러 증폭기(463)의 출력 단자(Vc)로부터 출력되는 삼각파가 위치하는 레벨은 낮게 된다.
오실레이터(464)는 비교기(466)의 넌인버팅 입력 단자로 소정의 레벨과 주기를 가지는 삼각파를 출력하고, 래치부(467)의 리셋 입력 단자(R)로 소정의 레벨과 주기를 가지는 구형파를 출력한다.
비교기(466)는 인버팅 입력 단자로는 에러 증폭기(463)의 출력 단자(Vc)로부터 출력되는 신호를 입력하고, 넌인버팅 입력 단자로는 오실레이터(464)로부터 출력되는 삼각파를 입력하여, 이에 따라 모듈레이트(Modulate)되는 폭(Width)을 가지는 구형파를 출력한다.
래치부(467)는 셋 입력 단자(S)로 비교기(466)로부터 출력되는 신호를 입력하고, 리셋 입력 단자(R)로 오실레이터(464)로부터 출력되는 구형파를 입력하여 이에 따라 출력의 상태를 변화시켜 래치 하는 RS 플립 플롭(Flip-Flop)이다.
구동부(468)는 래치부(467)로부터 출력되는 신호를 입력하여 구동하여 출력 신호(OUT)를 출력한다.
도 6은 도 5의 동작을 설명하기 위한 여러 신호들의 타이밍도를 나타내고 있다.
도 6을 참조하여 도 5의 동작을 설명하면 아래와 같다.
바테리 전압 하강 감지부(440)의 비교기(444)는 히스테리시스(Hysterisis) 특성을 가진다. 비교기(444)는 증폭기(442)에서 증폭도(A)에 해당되는 배수만큼 증폭되어 진 바테리 전압(Vbatt)과 바테리의 완충전압을 증폭도(A)에 해당되는 배수만큼 증폭하여 설정되어 있는 기준 전압(VREF1)을 비교한다. 이 때 히스테리시스(Hysterisis) 특성에 의해서 증폭된 바테리 전압(Vbatt)이 기준 전압(VREF1)과 비교되어 하이('H') 레벨의 신호를 출력단자(Va)로 출력하고 나면 기준 전압(VREF1)은
Figure pat00058
만큼 값이 떨어지게 되고, 결국 바테리가 완충된 후에 다시 감소되어 설정된 히스테리시스 폭
Figure pat00059
만큼 떨어지면 다시 로우('L') 레벨의 신호를 출력 단자(Va)로 출력한다.
래치부(448)는 비교기(444)의 출력 단자(Va)의 신호의 폴링 에지에 트리거되어 전압 하강 감지 신호(PDVBT)를 액티브 시켜 출력한다.
전압 변환기(462)는 전압 하강 감지 신호(PDVBT)에 의해서 제어되어 트리클 모드를 설정하기 위하여 출력의 듀티(Duty)가 작도록 설정된다. 트리클 모드를 설정하기 위하여 전압 변환기(462)로부터의 출력의 듀티(Duty)가 작도록 설정되면, 에러 증폭기(463)의 출력 단자(Vc)로부터 출력되는 삼각파가 위치하는 레벨은 낮게 된다(도 6에 있어서 t0 시점 참조). 이에 따라 구동부(468)로부터 출력되는 신호(OUT)는 쾌속 충전 모드에서 넓은 폭의 하이('H') 레벨의 주기를 가지다가 적은 폭의 하이('H') 레벨을 가지도록 변화되어 트리클 모드를 설정한다.
여기서 히스테리시스(Hysterisis) 특성에 의해서 설정된 히스테리시스 폭
Figure pat00060
은 아래의 식들에 나타나 있는 바와 같이 바테리 하강 감지 범위(DVbatt)는 증폭도(A)의 배수만큼 나뉘어지는 값에 해당된다.
Figure pat00061
Figure pat00062
결국 비교기(444)의 히스테리시스 폭을 작게 하고 증폭기(442)의 증폭도를 크게 하면 바테리가 완충된 이후 전압의 하강이 아주 작은 범위에서 충전 모드를 트리클 모드로 변환시킬 수 있다. 따라서 바테리가 완충된 이후 급속히 증가하는 온도에 의한 손상이나 과충전으로 인한 손상으로부터 안전하게 바테리를 보호할 수 있게 된다. 또한 외부로 핀이 나오지 않아도 되므로 구성이 매우 간단하다.
본 발명에 의하면, 바테리가 완충된 이후 전압의 하강이 아주 작은 범위에서 충전 모드를 트리클 모드로 변환시킬 수 있으므로 바테리가 완충된 이후 급속히 증가하는 온도에 의한 손상이나 과충전으로 인한 손상으로부터 안전하게 바테리를 보호할 수 있고, 또한 외부로 핀이 나오지 않아도 되므로 구성이 매우 간단한 효과를 가진다.
도 1은 니켈 카드뮴 바테리의 충전에 있어서 특히 쾌속 충전에 있어서의 충전 특성을 나타내고 있는 그래프이다.
도 2는 종래의 충전 모드 변환 회로의 회로도를 나타내고 있다.
도 3은 도 2의 동작을 설명하기 위한 여러 신호들의 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 충전 모드 변환 회로의 블록도이다.
도 5는 도 4의 상세한 회로도이다.
도 6은 도 5의 동작을 설명하기 위한 여러 신호들의 타이밍도이다.
〈 도면의 부호에 대한 자세한 설명 〉
Figure pat00001
: 완전 충전 시간,
Figure pat00002
: 과충전 시작 시간,
Vbatt: 바테리 전압, Ve1: 전원 전압,
GND: 접지 단자, C21,C11,C: 커패시터들,
R1,R2,R: 저항 소자들, PSBT: 바테리 상태 감지 신호,
PDVBT: 전압 하강 감지 신호, VREF1,VREF2: 기준 전압들.

Claims (6)

  1. 충전용 바테리를 충전시키고 동작시키는 충전 모드 변환 회로에 있어서,
    상기 바테리전압과 제2 기준전압을 입력하여 상기 바테리전압이 상기 제2 기준전압값 이하인 경우에만 액티브되는 신호를 바테리상태 감지신호로서 출력하는 불량 바테리 및 단락 감지부;
    상기 바테리 상태 감지 신호를 입력하여 이에 따라 회로 동작을 정지시키는 회로 동작 정지부;
    소정의 증폭도를 가지며, 상기 바테리 전압을 입력하여 상기 증폭도에 해당되는 배수만큼 증폭시켜 출력하는 증폭기와, 상기 증폭기로부터 출력되는 신호를 넌인버팅 입력 단자로 입력하고 제 1 기준 전압을 인버팅 입력 단자로 입력하고, 히스테리시스 특성을 가지며, 이에 따라 해당되는 레벨의 신호를 출력 단자로 출력하는 비교기와, 그리고 상기 바테리 상태 감지 신호와 비교기의 출력 단자로부터 출력되는 신호를 입력하여 이에 따라 상기 전압 하강 감지 신호를 액티브 시켜 출력하는 래치부를 구비하는 바테리 전압 하강 감지부; 및
    상기 바테리 전압 하강 감지부로부터 출력되는 상기 전압 하강 감지 신호를 입력하여 이에 따라 쾌속 충전 모드에서는 많은 량의 전류를 상기 바테리에 공급하고 트리클 모드에서는 아주 작은 량의 전류를 공급하도록 구성되는 충전 모드 변환부를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 모드 변환 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비교기는 상기 증폭기로부터 출력되는 신호의 전압이 상기 제 1 기준 전압보다 큰 경우에만 하이 레벨이 되는 신호를 상기 비교기의 출력 단자로 출력하는 것을 특징으로 하는 충전 모드 변환 회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 비교기는 넌인버팅 입력 단자에 입력되는 신호의 전압값이 인버팅 입력 단자에 설정되어 있는 소정의 전압값에 이르고 난 후에는 상기 인버팅 입력 단자에 설정되어 있는 소정의 전압값을 미세한 정도의 전압 값 만큼 하강시키는 상기 히스테리시스 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 충전 모드 변환 회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 래치부는 상기 바테리 상태 감지 신호에 의해서 제어되어, 상기 비교기로부터 출력되는 신호를 입력하여 이에 따라 상기 전압 하강 감지 신호를 액티브 시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 충전 모드 변환 회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 래치부는 상기 바테리 상태 감지 신호가 넌액티브되어 있는 경우에만 인에이블 되어, 상기 비교기로부터 출력되는 신호의 폴링 에지에 트리거되는 신호를 출력하는 충전 모드 변환 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 불량 바테리 및 단락 감지부는 상기 바테리 전압을 넌인버팅 입력 단자로 입력하고 상기 제 2 기준 전압이 인버팅 입력 단자에 설정되어 있는 비교기인 것을 특징으로 하는 충전 모드 변환 회로.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01160325A (ja) * 1987-12-16 1989-06-23 Canon Inc 蓄電池充電装置
KR930020805A (ko) * 1992-03-18 1993-10-20 김주용 바테리 충전회로
JPH05284664A (ja) * 1992-03-27 1993-10-29 Tamura Seisakusho Co Ltd 充電器のトリクル充電方法
KR940006541U (ko) * 1992-08-13 1994-03-25 삼성전자 주식회사 배터리의 세류/쾌속 충전 제어회로
KR950031586U (ko) * 1994-04-21 1995-11-22 급속 및 일반 충전회로
JPH08237882A (ja) * 1995-02-27 1996-09-13 Shinko Seisakusho Co Ltd 充電回路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01160325A (ja) * 1987-12-16 1989-06-23 Canon Inc 蓄電池充電装置
KR930020805A (ko) * 1992-03-18 1993-10-20 김주용 바테리 충전회로
JPH05284664A (ja) * 1992-03-27 1993-10-29 Tamura Seisakusho Co Ltd 充電器のトリクル充電方法
KR940006541U (ko) * 1992-08-13 1994-03-25 삼성전자 주식회사 배터리의 세류/쾌속 충전 제어회로
KR950031586U (ko) * 1994-04-21 1995-11-22 급속 및 일반 충전회로
JPH08237882A (ja) * 1995-02-27 1996-09-13 Shinko Seisakusho Co Ltd 充電回路

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