KR100497086B1

KR100497086B1 - 배터리 과방전 보호장치

Info

Publication number: KR100497086B1
Application number: KR10-2003-0011964A
Authority: KR
Inventors: 박경수; 박병렬
Original assignee: 박병렬
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2005-06-23
Also published as: KR20040076655A

Abstract

본 발명은 배터리 과방전 보호장치에 관한 것으로, AC전원, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터 및 배터리를 구비한 배터리 과방전 보호장치에 있어서, 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 변환되어 출력된 일정 전압을 전압분배한 후 기준전압과 비교하여 그 결과신호를 출력하는 전압 감지부와, 상기 전압 감지부에서 출력된 신호에 따라 구동되어 상기 배터리의 충·방전을 제어하는 릴레이 구동부와, 상기 AC전원의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터가 고장상태일 경우 배터리로부터 출력된 방전전압원에 따라 상기 릴레이 구동부를 구동하여 주 회로의 직류 부하로 방전전압을 공급하는 배터리 전원시동부를 포함하여 구성되며, RF중계기 및 스위치 모드 파워 서플라이(Switch-Mode Power Supply:이하, SMPS라 약칭함)시스템에서 AC입력전원의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터 고장 발생시 배터리의 전원을 주 회로의 직류부하에 출력하고 있다가 배터리의 방전전압이 설정된 전압이하일 경우 배터리의 방전전압원을 차단하여 배터리를 보호하고, 손실 방전전류를 수백㎂이하로 최소화하여 배터리의 수명을 향상시킬 수 있으며, 배터리의 교체시 및 배터리 방전전압과 동일한 정상전원을 연결시 별도의 스위치 조작없이 바로 연결하여 배터리 과방전 보호장치를 자동으로 정상상태로 복귀시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

배터리 과방전 보호장치{apparatus for protecting over-discharge of battery}

본 발명은 배터리 과방전 보호장치에 관한 것으로, 특히 RF중계기 및 스위치 모드 파워 서플라이(Switch-Mode Power Supply:이하, SMPS라 약칭함)시스템에서 AC입력전원의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터 고장 발생시 배터리의 전원을 주 회로의 직류부하에 출력하고 있다가 배터리의 방전전압이 설정된 전압이하일 경우 배터리의 방전전압을 차단하여 배터리를 보호하고, 손실 방전전류를 수백㎂이하로 최소화하여 배터리의 수명을 향상시키기 위한 배터리 과방전 보호장치에 관한 것이다.

이하, 종래 기술에 따른 배터리 과방전 보호장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 기술에 따른 배터리 과방전 보호장치의 일예를 나타낸 도면으로서, AC전원(1)과, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)와, 주 회로의 직류부하(미부호)와, 전압 분배부(3)와, 기준전압 발생부(4)와, 비교기(5)와, 시동스위치(6)와, 릴레이(7)와, 배터리(8)와, 제1 및 제2 다이오드(9)(10)로 구성된다.

상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)는 상기 AC전원(1)으로부터 공급되는 AC전원을 일정 직류 전압원으로 변환하여 출력하게 된다.

상기 전압 분배부(3)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)에서 변환된 일정 직류전압을 전압분배하여 출력하게 된다.

상기 기준전압 발생부(4)는 상기 전압 분배부(3)에서 분배된 전압과 비교하기 위한 기준 전압을 발생하게 된다.

상기 비교기(5)는 상기 전압 분배부(3)에서 분배된 전압과 상기 기준전압 발생부(4)에서 발생된 기준 전압을 비교하여 그 결과신호를 출력하게 된다.

상기 시동스위치(6)는 상기 AC전원(1)의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터 고장 발생시 사용자가 상기 배터리(8)에 충전된 전압원을 방전시켜 상기 주 회로의 직류부하에 공급하기 위한 푸쉬버튼스위치이다.

상기 릴레이(7)는 릴레이 코일(7a)과 릴레이 접점(7b)으로 구성되어, 상기 시동스위치(6) 온시 상기 제1 다이오드(9)를 통해 공급되는 배터리 전압에 따라 릴레이 코일(7a)이 여자되어 릴레이 접점(7b)을 턴온시켜 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)로부터 출력되는 일정 전압에 따라 배터리(5)를 충전하거나 충전된 전압원을 방전시켜 상기 주 회로의 직류부하로 공급하게 된다.

상기 제1 다이오드(9)는 상기 시동스위치(6)를 사용자가 눌렀을 경우 배터리(6)로부터 방전되는 전압에 의해 턴온되게 된다.

상기 제2 다이오드(10)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)에서 변환된 일정 전압이 기설정된 전압이상일 경우 턴온되게 된다.

도2는 종래 기술에 따른 배터리 과방전 보호장치의 다른 예를 나타낸 도면으로서, 도1에서 시동스위치가 삭제된 것으로, AC전원(11)과, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)와, 배터리(13)와, 전압분배부(14)와, 기준전압 발생부(15)와, 비교기(16)와, 릴레이(17)와, 다이오드(18)로 구성된다.

상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)는 상기 AC전원(11)으로부터 공급되는 AC전원을 일정 직류 전압원으로 변환하여 출력하게 된다.

상기 전압 분배부(14)는 상기 배터리(13)로부터 방전되는 전압을 전압분배하여 출력하게 된다.

상기 기준전압 발생부(15)는 상기 전압 분배부(14)에서 분배된 전압과 비교하기 위한 기준 전압을 발생하게 된다.

상기 비교기(16)는 상기 전압 분배부(14)에서 분배된 전압과 상기 기준전압 발생부(15)에서 발생된 기준 전압을 비교하여 그 결과신호를 출력하게 된다.

상기 릴레이(17)는 릴레이 코일(17a)과 릴레이 접점(17b)으로 구성되어, 상기 비교기(16)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 다이오드(18)를 통해 공급되는 전압에 의해 릴레이 코일(7a)이 여자되어 릴레이 접점(7b)을 턴온시켜 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)로부터 출력되는 일정 전압에 따라 배터리(13)를 충전하거나 충전된 전압을 방전시켜 상기 주 회로의 직류부하로 공급하게 된다.

상기 다이오드(18)는 상기 비교기(16)로부터 출력되는 신호에 따라 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)에서 변환된 일정 전압이 기설정된 전압이상일 경우 턴온되게 된다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 배터리 과방전 보호장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1에 도시된 바와 같은 배터리 과방전 보호장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 배터리(8)가 장착되지 않을 상태에서 AC전원(1)으로부터 정상적으로 전원이 공급된 경우 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)는 상기 AC전원(1)으로부터 공급되는 AC전원을 일정 직류 전압으로 변환하여 주 회로의 직류 부하로 출력하게 된다.

한편, 배터리(8)가 장착된 상태에서 AC전원(1)으로부터 정상적으로 전원이 공급된 경우 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)는 상기 AC전원(1)으로부터 공급되는 AC전원을 일정 직류 전압으로 변환하여 주 회로의 직류 부하로 출력하게 된다. 여기서 배터리(8)의 전압은 제1 다이오드(9)의 턴온전압보다 높게 형성된 상태로 충전되어 있다고 가정한다.

이와 같은 상태에서 사용자가 장착된 배터리(8)를 충전하기 위하여 시동스위치(6)를 누르게 되면 시동스위치(6)와, 릴레이 코일(7a)과, 배터리(8)와, 제1 다이오드(9)가 폐회로를 형성하여, 제1 다이오드(9)가 배터리(8)로부터 출력되는 방전전압에 따라 턴온되게 되며, 릴레이 코일(7a)이 여자되어 릴레이 접점(7b)이 턴온되게 되고, 제2 다이오드(10)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)에서 출력되는 일정 직류 전압에 따라 턴온되게 된다. 여기서, 시동스위치(6)는 푸쉬버튼스위치로 사용자가 누르게 되면 기설정된 시간동안 온된 후 오프되게 된다.

그리고, 전압분배부(3)는 상기 시동스위치(6)의 온에 따라 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)에서 출력되는 일정 전압을 전압 분배하여 출력하게 되며, 기준전압 발생부(4)는 기준전압을 발생하게 된다.

아울러, 비교기(5)는 상기 전압분배부(3)에서 분배된 전압과 상기 기준전압 발생부(4)에서 발생된 기준전압을 비교하여 상기 전압분배부(3)에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부(4)에서 발생된 기준전압보다 클 경우 로우(low)신호를 출력하게 됨으로써 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)와, 제2 다이오드(10)와, 릴레이 코일(7a)과, 비교기(5)가 폐회로를 형성하여 자기유지회로를 구성되어 배터리(8)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)로부터 출력된 일정 전압에 따라 설정된 전압으로 충전되게 된다. 여기서, 상기 AC전원, 기준전압 및 배터리 전압, 제1 및 제2 다이오드 턴온 전압은 AC전원>배터리 전압>기준전압>제1 및 제2 다이오드 턴온 전압으로 기설정되게 된다.

이와 같은 상태에서, 상기 AC전원(1)의 정전, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)의 고장 발생시, 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)에서 출력되는 일정 직류 전압이 차단되게 되며, 이때, 사용자가 시동스위치(6)를 누르면 배터리(8)로부터 방전전압이 릴레이 접점(7b)을 통해 상기 주 회로의 직류부하로 공급되게 된다.

그러면, 전압 분배부(3)는 상기 배터리(8)로부터 출력된 방전전압을 전압분배하여 출력하게 되며, 비교기(5)는 상기 전압 분배부(3)에서 분배된 전압과 상기 기준전압 발생부(4)에서 발생된 기준 전압을 비교하여 전압분배된 배터리 전압이 기준 전압보다 작을 경우 하이(high)신호를 출력하게 된다.

이에 따라 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(2)와, 제2 다이오드(10)와, 릴레이 코일(7a)과, 비교기(5)에 의해 형성된 폐회로가 개방되어 릴레이 접점(7b)이 오프됨으로써 배터리(8)를 과방전으로부터 보호하게 된다.

한편, 도2에 도시된 바와 같은 배터리 과방전 보호장치에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 배터리(13)가 장착되지 않을 상태에서 AC전원(11)으로부터 정상적으로 전원이 공급된 경우 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)는 상기 AC전원(11)으로부터 공급되는 AC전원을 일정 직류 전압원으로 변환하여 주 회로의 직류 부하로 출력하게 된다.

한편, 배터리(13)가 장착된 상태에서 AC전원(11)으로부터 정상적으로 전원이 공급된 경우 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)는 상기 AC전원(11)으로부터 공급되는 AC전원을 일정 직류 전압으로 변환하여 주 회로의 직류 부하로 출력하게 된다. 여기서 배터리(13)의 전압은 다이오드(9)의 턴온전압보다 높게 형성된 상태로 충전되어 있다고 가정한다.

이때, 전압 분배부(14)는 상기 배터리(13)로부터 출력되는 방전전압을 전압분배하여 출력하게 된다.

아울러, 기준전압 발생부(15)는 상기 전압 분배부(14)에서 분배된 전압과 비교하기 위한 기준 전압을 발생하게 된다.

그러면 비교기(16)는 상기 전압 분배부(14)에서 분배된 전압과 상기 기준전압 발생부(15)에서 발생된 기준 전압을 비교하여 상기 전압 분배부(14)에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부(15)에서 발생된 기준 전압보다 클 경우 로우(low)신호를 출력하게 되면, 배터리(13)와, 릴레이 코일(17a)과, 비교기(16)가 폐회로를 형성하여 릴레이 코일(17a)이 여자되고 이에 따라 릴레이 접점(17b)이 턴온되게 된다. 여기서, 상기 AC전원, 기준전압 및 배터리 전압, 다이오드 턴온 전압은 AC전원>배터리 전압>기준전압>다이오드 턴온 전압으로 기설정되게 된다.

아울러, 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)와, 다이오드(18)와, 릴레이 코일(17a)과, 비교기(16)가 폐회로를 형성하여 자기유지회로를 구성하게 됨으로써, 릴레이 접점(17b)이 온상태를 유지하여 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)에서 출력된 일정 전압에 따라 배터리(13)가 기설정된 전압으로 충전되게 된다.

이와 같은 상태에서, 상기 AC전원(11)의 정전, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)의 고장 발생시, 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)에서 출력되는 일정 직류 전압원이 차단되게 되며, 배터리(13)로부터 방전전압이 릴레이 접점(17b)을 통해 상기 주 회로의 직류부하로 공급되게 된다.

그러면, 전압 분배부(14)는 상기 배터리(13)로부터 출력된 방전전압을 전압분배하여 출력하게 되며, 비교기(16)는 상기 전압 분배부(14)에서 분배된 전압과 상기 기준전압 발생부(15)에서 발생된 기준 전압을 비교하여 전압분배된 배터리 전압이 기준 전압보다 작을 경우 하이(high)신호를 출력하게 된다.

이에 따라 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(12)와, 다이오드(18)와, 릴레이 코일(17a)과, 비교기(16)에 의해 형성된 폐회로가 개방되어 릴레이 접점(17b)이 오프됨으로써 배터리(13)를 과방전으로부터 보호하게 된다.

그러나 종래 기술에 따른 도1의 배터리 과방전 보호장치는 배터리 장착시 및 AC전원의 정전, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터 고장 발생시 사용자가 시동스위치를 수동으로 조작하여야 하기 때문에 사용상 불편한 문제점이 있으며, 도2의 배터리 과반전 보호장치는 배터리 과방전으로 인한 배터리 보호시 배터리의 남아있는 기준전압이하의 전압원이 전압분배부와 비교기의 Vcc단자를 통해 접지로 흘러들어감으로써 손실 방전전류가 수㎃~수십㎃되어 배터리의 수명을 단축시키게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, RF중계기 및 스위치 모드 파워 서플라이(Switch-Mode Power Supply:이하, SMPS라 약칭함)시스템에서 AC입력전원의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터 고장 발생시 배터리의 전원을 주 회로의 직류부하에 출력하고 있다가 배터리의 방전전압이 설정된 전압이하일 경우 배터리의 방전전압을 차단하여 배터리를 보호하고, 손실 방전전류를 수백㎂이하로 최소화하여 배터리의 수명을 향상시키기 위한 배터리 과방전 보호장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 특징은, AC전원, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터 및 배터리를 구비한 배터리 과방전 보호장치에 있어서, 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 변환되어 출력된 일정 직류 전압을 전압분배한 후 기준전압과 비교하여 그 결과신호를 출력하는 전압 감지부와, 상기 전압 감지부에서 출력된 신호에 따라 구동되어 상기 배터리의 충·방전을 제어하는 릴레이 구동부와, 상기 AC전원의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터의 고장 발생시 배터리로부터 출력된 방전전압원에 따라 상기 릴레이 구동부를 구동하여 주 회로의 직류 부하로 방전전압을 공급하는 배터리 전원시동부를 포함하여 구성되는데 있다.

상기 전압 감지부는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 변환되어 출력된 일정 직류 전압을 전압분배하는 전압분배부와, 기준전압을 발생하는 기준전압 발생부와, 상기 전압 분배부에서 분배된 전압과 상기 기준전압 발생부에서 발생된 기준전압을 비교하여 상기 전압 분배부에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부에서 발생된 기준전압보다 클 경우 로우(low)신호를 출력하게 되고, 상기 전압 분배부에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부에서 발생된 기준전압보다 작은 경우 하이(high)신호를 출력하는 비교기를 포함하여 구성된 것을 다른 특징으로 하는데 있다.

상기 릴레이 구동부는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 출력된 전압원 또는 상기 배터리에서 출력된 방전전압원을 전압분배하는 전압분배부와, 상기 전압분배부에서 분배된 전압에 따라 턴온/턴오프되는 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜지스터(Q1)의 턴온시 여자되어 구동되는 릴레이(RL1, rl1-1)와, 상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압원에 따른 전류를 턴온하는 다이오드(D1, D2)와, 상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 스위치(rl1-1)의 턴오프시 상기 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압에 따른 전류를 소모시키는 다이오드(D5)를 포함하여 구성된 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.

상기 릴레이 구동부는 상기 전압 감지부의 비교기에서 출력된 신호에 따라 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 출력된 전압을 정류하는 다이오드(D1)와, 상기 다이오드(D1)에서 출력된 정류된 전압원에 따라 여자되어 구동되는 릴레이(RL1 rl1-1)와, 상기 배터리에서 출력된 방전전압을 정류하는 다이오드(D2)와, 상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압을 소모시키는 다이오드(D5)를 포함하여 구성된 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.

상기 릴레이 구동부는 상기 전압 감지부의 비교기에서 출력된 신호가 로우(low)신호일 경우 저항(R4)을 통해 충·방전하는 컨덴서(C2)와, 상기 컨덴서(C2)의 충전전압에 따라 턴온되는 FET(Q1)과, 상기 컨덴서(C2)의 충전전압을 전압강하시키는 저항(R3)과, 상기 저항(R3)에서 강하된 전압에 따라 턴온되는 FET(Q3)과, 상기 컨덴서(C2)의 충전전압이하로 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)로부터 공급되는 전압 또는 상기 배터리에서 출력되는 방전전압을 제한하는 제너 다이오드(ZD2)와, 상기 FET(Q1, Q3)의 턴온 및 상기 저항(R3)에서 강하된 전압을 전압강하시키는 저항(R4)을 포함하여 구성된 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.

상기 릴레이 구동부는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 출력된 전압원 또는 상기 배터리에서 출력된 방전전압원을 전압분배하는 전압분배부와, 상기 전압분배부에서 분배된 전압에 따라 턴온/턴오프되는 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜지스터(Q1)의 턴온에 따라 공급되는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 출력된 전압원 또는 상기 배터리에서 출력된 방전전압원을 전압강하시키는 저항(R8)과, 상기 전압 감지부의 비교기에서 출력된 신호가 로우(low)신호일 경우 저항(R8)을 통해 충·방전하는 컨덴서(C2)와, 상기 저항(R8)과 저항(R9)에서 분배된 전압 또는 컨덴서(C2)에서 방전된 전압에 따라 턴온되는 FET(Q3)와, 상기 컨덴서(C2)의 방전전압에 따라 턴온되는 FET(Q4)와, 상기 FET(Q3, Q4)의 턴온 및 상기 저항(R8)에서 강하된 전압을 전압강하시키는 저항(R9)과, 상기 컨덴서(C2)의 충전전압이하로 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터로부터 공급되는 전압원 또는 상기 배터리에서 출력되는 방전전압원을 제한하는 제너 다이오드(ZD2)를 포함하여 구성된 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.

상기 배터리 전원시동부는 상기 AC전원의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터의 고장 발생시 배터리에서 출력된 방전전압원원을 전압강하시키는 저항(R5)과, 상기 저항(R5)에서 전압강하된 전압에 따라 충전되는 컨덴서(C1)와, 상기 컨덴서(C1)의 충전시 전압강하에 따른 일정 전압을 발생시키는 저항(R6)과, 상기 저항(R6)에서 발생된 일정 전압에 따라 턴온되는 FET(Q2)와, 상기 FET(Q2)의 게이트 전압을 동작 전압 이하로 제한하는 FET 안정화부와, 상기 배터리 오프시 상기 컨덴서(C1)의 방전시키는 컨덴서 방전부를 포함하여 구성된 것을 또다른 특징으로 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 일실시예를 나타낸 도면으로서, AC전원(110)과, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 전압 감지부(130)와, 릴레이 구동부(140)와, 배터리 전원시동부(150)와, 배터리(160)를 포함하여 구성된다.

상기 전압 감지부(130)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 변환되어 출력된 일정 직류 전압을 전압분배한 후 기준전압과 비교하여 그 결과신호를 출력하게 되며, 전압분배부(131)와, 기준전압 발생부(132)와, 비교기(133)를 포함하여 구성된다.

상기 전압분배부(131)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 변환된 출력된 일정 전압을 전압분배하게 된다.

상기 기준전압 발생부(132)는 기준전압을 발생하게 된다.

상기 비교기(133)는 상기 전압 분배부(131)에서 분배된 전압과 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압을 비교하여 상기 전압 분배부(131)에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압보다 클 경우 로우(low)신호를 출력하게 되고, 상기 전압 분배부(131)에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압보다 작은 경우 하이(high)신호를 출력하게 된다.

상기 릴레이 구동부(140)는 상기 전압 감지부(130)에서 출력된 신호에 따라 구동되어 상기 배터리(160)의 충·방전을 제어하게 되며, 전압분배부(141)와, 트랜지스터(Q1)와, 릴레이(RL1, rl1-1)와, 다이오드(D1, D2)와, 다이오드(D5)를 포함하여 구성된다.

상기 전압분배부(141)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 출력된 전압 또는 상기 배터리(160)에서 출력된 방전전압을 전압분배하게 된다.

상기 트랜지스터(Q1)는 상기 전압분배부(141)에서 분배된 전압에 따라 턴온/턴오프되게 된다.

상기 릴레이(RL1, rl1-1)는 상기 트랜지스터(Q1)의 턴온시 여자되어 구동되게 된다.

상기 다이오드(D1, D2)는 상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압에 따른 전류를 정류하게 된다.

상기 다이오드(D5)는 상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 스위치(rl1-1)의 턴오프시 상기 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압에 따른 전류를 소모하게 된다.

상기 배터리 전원시동부(150)는 상기 AC전원(110)의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)의 고장 발생시 배터리(160)로부터 출력된 방전전압원에 따라 상기 릴레이 구동부(140)를 구동하여 주 회로의 직류 부하로 방전전압을 공급하게 되며, 저항(R5)과, 컨덴서(C1)와, 저항(R6)과, FET(Q2)와, FET 안정화부(151)와, 컨덴서 방전부(152)를 포함하여 구성된다.

상기 저항(R5)은 상기 AC전원(110)의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)의 고장 발생시 배터리(160)에서 출력된 방전전압을 전압강하시키게 된다.

상기 컨덴서(C1)는 상기 저항(R5)에서 전압강하된 전압에 따라 충전되게 된다.

상기 저항(R6)은 상기 컨덴서(C1)의 충전시 전압강하에 따른 일정 전압을 발생시키게 된다.

상기 FET(Q2)은 상기 저항(R6)에서 발생된 일정 전압에 따라 턴온되게 된다.

상기 FET 안정화부(151)는 제너다이오드(ZD1)와 다이오드(D4)를 포함하여 구성되어, 상기 FET(Q2)의 게이트 전압을 동작 전압 이하로 제한하게 된다.

상기 컨덴서 방전부(152)는 다이오드(D3)와 저항(R7)을 포함하여 구성되어, 상기 배터리(160) 오프시 상기 컨덴서(C1)의 방전시키게 된다.

도4는 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, AC전원(110)과, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 전압 감지부(130)와, 릴레이 구동부(140-1)와, 배터리 전원시동부(150)와, 배터리(160)를 포함하여 구성되며, 상기 AC전원(110)과, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 전압 감지부(130)와, 릴레이 구동부(140-1)와, 배터리 전원시동부(150)와, 배터리(160) 각각에 대한 동작 설명은 전술한 도3과 동일하므로 생략하기로 한다.

상기 릴레이 구동부(140-1)는 다이오드(D1)와, 릴레이(RL1 rl1-1)와, 다이오드(D2)와, 다이오드(D5)를 포함하여 구성된다.

상기 다이오드(D1)는 상기 전압 감지부(130)의 비교기(133)에서 출력된 신호에 따라 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 출력된 전압을 정류하게 된다.

상기 릴레이(RL1 rl1-1)는 상기 다이오드(D1)에서 출력된 정류된 전압에 따라 여자되어 구동되게 된다.

상기 다이오드(D2)는 상기 배터리(160)에서 출력된 방전전압을 정류하게 된다.

상기 다이오드(D5)는 상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압원을 소모시키게 된다.

도5는 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 또다른 실시예를 나타낸 도면으로서, AC전원(110)과, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 전압 감지부(130)와, 릴레이 구동부(140-2)와, 배터리 전원시동부(150)와, 배터리(160)를 포함하여 구성되며, 상기 AC전원(110)과, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 전압 감지부(130)와, 릴레이 구동부(140-2)와, 배터리 전원시동부(150)와, 배터리(160) 각각에 대한 동작 설명은 전술한 도3과 동일하므로 생략하기로 한다.

상기 릴레이 구동부(140-2)는 FET(Q1)와, FET(Q3)와, 컨덴서(C2)와, 제너 다이오드(ZD2)와, 저항(R3, R4)을 포함하여 구성된다.

상기 컨덴서(C2)는 상기 전압 감지부(130)의 비교기(133)에서 출력된 신호가 로우(low)신호일 경우 저항(R4)을 통해 충전하게 되어서 FET(Q1, Q2)가 턴온할 수 있도록 동작하게 된다.

상기 FET(Q1)는 상기 컨덴서(C2)의 방전전압에 따라 턴온되게 된다.

상기 저항(R3)은 상기 컨덴서(C2)의 방전전압을 전압강하시키게 된다.

상기 FET(Q3)는 상기 저항(R3)에서 강하된 전압에 따라 턴온되게 된다.

상기 제너 다이오드(ZD2)는 상기 컨덴서(C2)의 충전전압이하로 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)로부터 공급되는 전압 또는 상기 배터리(160)에서 출력되는 방전전압을 제한하게 된다.

상기 저항(R4)은 상기 FET(Q1, Q3)의 턴온 및 상기 저항(R3)에서 강하된 전압을 전압강하시키게 된다.

도6은 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 또다른 실시예를 나타낸 도면으로서, AC전원(110)과, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 전압 감지부(130)와, 릴레이 구동부(140-3)와, 배터리 전원시동부(150)와, 배터리(160)를 포함하여 구성되며, 상기 AC전원(110)과, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 전압 감지부(130)와, 릴레이 구동부(140-3)와, 배터리 전원시동부(150)와, 배터리(160) 각각에 대한 동작 설명은 전술한 도3과 동일하므로 생략하기로 한다.

상기 릴레이 구동부(140-3)는 트랜지스터(Q1)와, 전압분배부(140-3a)와, 저항(R8)과, FET(Q3)와, 저항(R9)과, 컨덴서(C2)와, 제너 다이오드(ZD2)와, FET(Q4)을 포함하여 구성된다.

상기 전압분배부(140-3a)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 출력된 전압 또는 상기 배터리(160)에서 출력된 방전전압을 전압분배하게 된다.

상기 트랜지스터(Q1)는 상기 전압분배부(140-3a)에서 분배된 전압에 따라 턴온/턴오프되게 된다.

상기 저항(R8)은 상기 트랜지스터(Q1)의 턴온에 따라 공급되는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 출력된 전압 또는 상기 배터리(160)에서 출력된 방전전압을 전압강하시키게 된다.

상기 컨덴서(C2)는 상기 전압 감지부(130)의 비교기(133)에서 출력된 신호가 로우(low)신호일 경우 저항(R8)을 통해 충전하게 되어서 FET(Q3, Q4)가 턴온할 수 있도록 동작하게 된다.

상기 FET(Q3)는 상기 저항(R8)과 저항(R9)에서 분배된 전압 또는 컨덴서(C2)에서 방전된 전압에 따라 턴온되게 된다.

상기 FET(Q4)는 상기 컨덴서(C2)의 방전전압에 따라 턴온되게 된다.

상기 저항(R9)은 상기 FET(Q3, Q4)의 턴온 및 상기 저항(R8)에서 강하된 전압을 전압강하시키게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 일실시예를 나타낸 도면을 참조하면 다음과 같다.

먼저, 배터리(160)가 장착되지 않을 상태에서 AC전원(110)으로부터 정상적으로 전원이 공급된 경우 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)는 상기 AC전원(110)으로부터 공급되는 AC전원을 일정 직류 전압으로 변환하여 주 회로의 직류 부하로 출력하게 된다.

한편, 배터리(160)가 장착된 상태에서 AC전원(110)으로부터 정상적으로 전원이 공급된 경우 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)는 상기 AC전원(110)으로부터 공급되는 AC전원을 일정 전압으로 변환하여 주 회로의 직류 부하로 출력하게 된다.

아울러, 전압 감지부(130)의 전압분배부(131)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 변환된 출력된 일정 전압을 전압분배하게 된다.

그리고, 전압 감지부(130)의 기준전압 발생부(132)는 기준전압을 발생하게 된다. 여기서, 상기 분배된 전압과 기준전압은 분배전압>기준전압의 관계에 있다고 가정한다.

그러면, 전압 감지부(130)의 비교기(133)는 상기 전압 분배부(131)에서 분배된 전압과 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압을 비교하여 상기 전압 분배부(131)에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압보다 클 경우 로우(low)신호를 출력하게 된다.

이에 따라 릴레이 구동부(140)의 전압분배부(141)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(110)와 전압 감지부(130)의 비교기(131)를 통해 폐회로가 형성되며, 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 출력된 전압원 또는 상기 배터리(160)에서 출력된 방전전압원을 전압분배하게 된다.

그러면, 릴레이 구동부(140)의 트랜지스터(Q1)는 상기 전압분배부(141)에서 분배된 전압에 따라 턴온되게 된다.

이에 따라 릴레이 구동부(140)의 릴레이(RL1, rl1-1)는 상기 트랜지스터(Q1)의 턴온에 다라 릴레이 코일(RL1)이 여자되게 되고, 이에 따라 릴레이 스위치(rl1-1)가 턴온되게 된다.

그리고, 릴레이 구동부(140)의 다이오드(D1, D2)는 상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압에 따른 전류를 정류하게 된다.

한편, 릴레이 구동부(140)의 다이오드(D5)는 상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 스위치(rl1-1)의 턴오프시 상기 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압에 따른 전류를 소모하게 된다.

이에 따라 배터리(160)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 변환된 일정 전압에 따라 충전되게 된다.

이와 같은 상태에서, 상기 AC전원(110)의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)의 고장 발생시, 상기 전압 감지부(130)의 비교기(131)는 상기 전압 분배부(131)에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준보다 작게 되므로 하이(high)신호를 출력하여 상기 폐회로를 오픈(open)시키게 되며, 배터리(160)로부터 출력된 방전전압이 배터리 전원시동부(150)의 저항(R5)을 통해 배터리 전원시동부(150)의 컨덴서(C1)를 충전시키게 된다.

아울러 배터리 전원시동부(150)의 저항(R6)은 상기 컨덴서(C1)의 충전시 전압강하에 따른 일정 전압을 발생시키게 되며, 상기 컨덴서(C1)의 충전완료시 전압이 "0"으로 낮아지게 된다.

이에 따라 배터리 전원시동부(150)의 FET(Q2)은 상기 저항(R6)에서 발생된 일정 전압에 따라 턴온되게 되게 되며, 상기 저항(R6)의 "0" 전압에 따라 오프(off)되게 된다.

이때, 배터리 전원시동부(150)의 FET 안정화부(151)는 제너다이오드(ZD1)와 다이오드(D4)를 포함하여 구성되어, 상기 FET(Q2)의 게이트 전압을 안전동작 전압 으로 제한하게 된다. 또한, 컨덴서 방전부(152)는 다이오드(D3)와 저항(R7)을 포함하여 구성되어, 상기 배터리(160) 오프시 상기 컨덴서(C1)의 방전시키게 된다.

그러면, 릴레이 구동부(140)의 전압 분배부(141)는 상기 배터리 전원시동부(150)의 FET(Q2)의 턴온에 따라 폐회로가 형성되므로, 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 변환된 일정전압을 전압 분배하게 되어, 상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)이 여자되어 릴레이 스위치(rl1-1)가 턴온됨으로써, 배터리(160)의 충전전압이 상기 주 회로의 직류 부하로 공급되게 된다.

이에 따라 전압 감지부(130)의 전압분배부(131)는 상기 배터리(160)에서 방전된 전압을 분배하게 되며, 전압 감지부(130)의 비교기(133)는 상기 분배된 전압과 기준전압을 비교하여 상기 분배된 전압이 기준전압보다 클 경우 로우(low)신호를 출력하게 된다.

그러면 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 릴레이 구동부(140)의 전압분배부(141)와 상기 전압 감지부(130)의 비교기(133)가 폐회로를 형성하게 됨으로써 상기 배터리 전원시동부(150)의 FET(Q2)가 오프되어도 계속하여 배터리(160)로부터 주 회로의 직류부하로 방전전압이 공급되게 된다.

이후, 전압 감지부(130)의 전압 분배부(131)에서 전압분배된 배터리(160)의 방전전압이 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압보다 작을 경우 즉, 배터리(160)의 방전전압이 보호 전압값 이하로 떨어졌을 경우 상기 전압 감지부(130)의 비교기(131)에서는 하이(high)신호를 출력하여 상기 릴레이 구동부(140)내 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)의 여자를 차단하여 릴레이 스위치(rl1-1)를 턴오프시켜 상기 배터리(160)로부터 주 회로의 직류 부하로 폐회로를 오프시킴으로써 상기 배터리(160)를 보호하게 된다.

이때, 배터리(160)의 보호전압 이하에서 방전되는 전압은 상기 배터리 전원시동부(150)의 저항(R7)을 통해 소모되는데 이때 저항(R7)의 용량을 크게 함으로써 소모 전류를 줄일 후 있게 된다.

도4는 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 다른 실시예를 나타낸 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, AC전원(110)으로부터 정상적으로 전원이 공급될 경우 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 릴레이 구동부(140-1)의 다이오드(D1)와 릴레이 코일(RL1)과 전압 감지부(130)의 비교기(133)가 폐회로를 형성하게 됨으로써, 릴레이 구동부(140-1)의 다이오드(D1)는 턴온되게 된다.

이에 따라 릴레이 구동부(140-1)내 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)이 상기 다이오드(D1)의 턴온에 따라 여자되며, 이어 릴레이 스위치(rl1-1)가 턴온되게 된다.

이와 같은 상태에서, 상기 AC전원(110)의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)의 고장 발생시, 상기 전압 감지부(130)의 비교기(131)는 상기 전압 분배부(131)에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준 전압보다 작게 되므로 하이(high)신호를 출력하여 상기 폐회로를 오픈(open)시키게 되며, 배터리(160)로부터 출력된 방전전압이 배터리 전원시동부(150)의 저항(R5)을 통해 배터리 전원시동부(150)의 컨덴서(C1)를 충전시키게 된다.

이때, 제너다이오드(ZD1)와 다이오드(D4)로 구성된 배터리 전원시동부(150)의 FET 안정화부(151)는 상기 FET(Q2)의 게이트 전압을 동작 전압 이하로 제한하게 된다. 또한, 다이오드(D3)와 저항(R7)으로 구성된 컨덴서 방전부(152)는 상기 배터리(160) 오프시 상기 컨덴서(C1)의 방전시키게 된다.

이에 따라 릴레이 구동부(140-1)의 다이오드(D2)와, 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)과, 배터리 전원시동부(150)의 FET(Q2)가 폐회로를 형성함으로써 릴레이 구동부(140-1)의 다이오드(D2)는 상기 배터리(160)의 방전전압에 따라 턴온되게 된다.

그러면, 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)이 여자되어 릴레이 스위치(rl1-1)가 턴온되게 됨으로써 주 회로의 직류 부하로 배터리(160)의 방전전압이 공급되게 된다.

이때, 전압 감지부(130)의 전압 분배부(131)는 상기 배터리(160)의 방전전압을 전압분배하게 되며, 비교기(133)는 상기 전압 분배부(131)에서 전압분배된 배터리(160)의 방전전압이 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압보다 크므로, 로우(low)신호를 출력하여 릴레이 구동부(140-1)의 다이오드(D1)와 릴레이 코일(RL1)과 전압 감지부(130)의 비교기(133)와 주 회로의 직류부하로 폐회로로 형성됨으로써 상기 배터리 전원시동부(150)의 FET(Q2)가 오프되어도 계속하여 배터리(160)로부터 주 회로의 직류부하로 방전전압이 공급되게 된다.

이후, 전압 감지부(130)의 전압 분배부(131)에서 전압분배된 배터리(160)의 방전전압이 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압보다 작을 경우 즉, 배터리(160)의 방전전압이 보호 전압값 이하로 떨어졌을 경우 상기 전압 감지부(130)의 비교기(131)에서는 하이(high)신호를 출력하여 상기 릴레이 구동부(140-1)내 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)의 여자를 차단하함으로써 릴레이 스위치(rl1-1)를 턴오프시켜 상기 배터리(160)로부터 주 회로의 직류 부하로 폐회로를 오프시켜 상기 배터리(160)를 보호하게 된다.

도5는 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 또다른 실시예를 나타낸 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, AC전원(110)으로부터 정상적으로 전원이 공급될 경우 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 릴레이 구동부(140-2)의 FET(Q1, Q3)와 저항(R4)과 전압 감지부(130)의 비교기(133)가 폐회로를 형성하게 됨으로써, 릴레이 구동부(140-2)의 컨덴서(C2)는 충전된 전압을 방전시키게 된다.

이에 따라 릴레이 구동부(140-2)의 FET(Q1, Q3)은 상기 컨덴서(C2)의 방전전압에 따라 턴온되게 된다.

그러면 배터리(160)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 변환된 일정 전압에 따라 충전되게 된다.

이와 같은 상태에서, 상기 AC전원(110)의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)의 고장 발생시, 상기 전압 감지부(130)의 비교기(131)는 상기 전압 분배부(131)에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준보다 작게 되므로 하이(high)신호를 출력하여 상기 폐회로를 오픈(open)시키게 되며, 배터리(160)로부터 출력된 방전전압이 배터리 전원시동부(150)의 저항(R5) 통해 배터리 전원시동부(150)의 컨덴서(C1)를 충전시키게 된다.

이때, 배터리 전원시동부(150)의 FET 안정화부(151)는 제너다이오드(ZD1)와 다이오드(D4)를 포함하여 구성되어, 상기 FET(Q2)의 게이트 전압을 동작 전압 이하로 제한하게 된다. 또한, 컨덴서 방전부(152)는 다이오드(D3)와 저항(R7)을 포함하여 구성되어, 상기 배터리(160) 오프시 상기 컨덴서(C1)의 방전시키게 된다.

이에 따라 릴레이 구동부(140-2)의 FET(Q1, Q3)와, 저항(R4)과, 배터리 전원시동부(150)의 FET(Q2)가 폐회로를 형성함으로써 릴레이 구동부(140-2)의 FET(Q1, Q3)는 상기 배터리(160)의 방전전압에 따라 턴온되게 되고, 아울러, 릴레이 구동부(140-2)의 FET(Q1, Q3)이 상기 컨덴서(C2)의 방전전압에 따라 턴온되게 됨으로써 주 회로의 직류 부하로 배터리(160)의 방전전압이 공급되게 된다.

이때, 전압 감지부(130)의 전압 분배부(131)는 상기 배터리(160)의 방전전압을 전압분배하게 되며, 비교기(133)는 상기 전압 분배부(131)에서 전압분배된 배터리(160)의 방전전압이 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압보다 크므로, 로우(low)신호를 출력하여 릴레이 구동부(140-2)의 FET(Q1, Q3)와, 저항(R4)과, 전압 감지부(130)의 비교기(133)와, 주 회로의 직류부하로 폐회로로 형성됨으로써 상기 배터리 전원시동부(150)의 FET(Q2)가 오프되어도 계속하여 배터리(160)로부터 주 회로의 직류부하로 방전전압이 공급되게 된다.

이후, 전압 감지부(130)의 전압 분배부(131)에서 전압분배된 배터리(160)의 방전전압이 상기 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압보다 작을 경우 즉, 배터리(160)의 방전전압이 보호 전압값 이하로 떨어졌을 경우 상기 전압 감지부(130)의 비교기(131)에서는 하이(high)신호를 출력하여 상기 배터리(160)로부터 주 회로의 직류 부하로 폐회로를 오프시킴으로써 상기 배터리(160)를 보호하게 된다.

도6은 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 또다른 실시예를 나타낸 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, AC전원(110)으로부터 정상적으로 전원이 공급될 경우 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)와, 릴레이 구동부(140-3)의 전압분배부(140-3a)와 전압 감지부(130)의 비교기(133)가 폐회로를 형성하게 됨으로써, 릴레이 구동부(140-3)의 전압분배부(140-3a)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 출력된 전압을 전압분배하게 된다.

그러면 릴레이 구동부(140-3)의 트랜지스터(Q1)는 상기 전압분배부(140-3a)에서 분배된 전압에 따라 턴온되게 되며, 릴레이 구동부(140-3)의 저항(R8)은 상기 트랜지스터(Q1)의 턴온에 따라 공급되는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 출력된 전압을 전압강하시키게 된다.

이에 따라 컨덴서(C2)는 상기 저항(R8)을 통해 충전하게 되어서 FET(Q3, Q4)가 턴온할 수 있도록 동작하게 되며, 이때, 제너 다이오드(ZD2)는 상기 컨덴서(C2)의 충전전압이하로 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)로부터 공급되는 전압을 제한하게 된다.

그러면, FET(Q3)는 상기 저항(R8)과 저항(R9)에서 분배된 전압에 따라 턴온되게 되며, FET(Q4)는 상기 컨덴서(C2)의 충전전압에 따라 턴온되게 됨으로써, 폐회로가 형성되어 배터리(160)는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 변환된 일정 전압에 따라 충전되게 된다.

이에 따라 릴레이 구동부(140-3)의 전압분배부(140-3a)와, 배터리 전원시동부(150)의 FET(Q2)가 폐회로를 형성하게 됨으로써 릴레이 구동부(140-3)의 전압분배부(140-3a)는 상기 배터리(160)에서 출력된 방전전압을 전압분배하게 된다.

그러면 릴레이 구동부(140-3)의 트랜지스터(Q1)는 상기 전압분배부(140-3a)에서 분배된 배터리 방전전압에 따라 턴온되게 되며, 릴레이 구동부(140-3)의 저항(R8)은 상기 트랜지스터(Q1)의 턴온에 따라 공급되는 상기 배터리 방전전압을 전압강하시키게 된다.

이에 따라 컨덴서(C2)는 상기 저항(R8)을 통해 서서히 충전하게 되어서 FET(Q3, Q4)가 서서히 턴온할 수 있도록 동작하게 되며, 이때, 제너 다이오드(ZD2)는 상기 컨덴서(C2)의 충전전압이하로 상기 배터리 방전전압을 제한하게 된다.

그러면, FET(Q3)는 상기 저항(R8)과 저항(R9)에서 분배된 배터리 방전전압에 따라 턴온되게 되며, FET(Q4)는 상기 컨덴서(C2)의 충전전압에 따라 턴온되게 됨으로써, 폐회로가 형성되어 배터리(160)로부터 주 회로의 직류부하로 배터리 방전전압이 공급되게 된다.

이때, 전압 감지부(130)의 전압 분배부(131)는 상기 배터리(160)의 방전전압을 전압분배하게 되며, 비교기(133)는 상기 전압 분배부(131)에서 전압분배된 배터리(160)의 방전전압이 기준전압 발생부(132)에서 발생된 기준전압보다 크므로, 로우(low)신호를 출력하여 릴레이 구동부(140-3)의 전압분배부(140-3a)와, 전압 감지부(130)의 비교기(133)와, 주 회로의 직류부하로 폐회로로 형성됨으로써 상기 배터리 전원시동부(150)의 FET(Q2)가 오프되어도 계속하여 배터리(160)로부터 주 회로의 직류부하로 방전전압이 공급되게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치는 RF중계기 및 스위치 모드 파워 서플라이(Switch-Mode Power Supply:이하, SMPS라 약칭함)시스템에서 AC입력전원의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터 고장 발생시 배터리의 전원을 주 회로의 직류부하에 출력하고 있다가 배터리의 방전전압이 설정된 전압이하일 경우 배터리의 방전전압을 차단하여 배터리를 보호하고, 손실 방전전류를 수백㎂이하로 최소화하여 배터리의 수명을 향상시킬 수 있으며, 배터리의 교체시 및 배터리 방전전압과 동일한 정상전원을 연결시 별도의 스위치 조작없이 바로 연결하여 배터리 과방전 보호장치를 자동으로 정상상태로 복귀시킬 수 있는 효과가 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위 및 그와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.

도1은 종래 기술에 따른 배터리 과방전 보호장치의 일예를 나타낸 도면

도2는 종래 기술에 따른 배터리 과방전 보호장치의 다른 예를 나타낸 도면

도3은 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 일실시예를 나타낸 도면

도4는 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 다른 실시예를 나타낸 도면

도5는 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 또다른 실시예를 나타낸 도면

도6은 본 발명에 따른 배터리 과방전 보호장치의 또다른 실시예를 나타낸 도면

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : AC전원 120 : 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터

130 : 전압 감지부 140 : 릴레이(Relay) 구동부

150 : 배터리 전원 시동부 160 : 배터리

Claims

AC전원, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터 및 배터리를 구비한 배터리 과방전 보호장치에 있어서,

상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 변환되어 출력된 일정 직류 전압을 전압분배한 후 기준전압과 비교하여 그 결과신호를 출력하는 전압 감지부와;

상기 전압 감지부에서 출력된 신호에 따라 구동되어 상기 배터리의 충·방전을 제어하는 릴레이 구동부와;

상기 AC전원의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터의 고장 발생시 배터리로부터 출력된 방전전압에 따라 상기 릴레이 구동부를 구동하여 주 회로의 직류 부하로 방전전압을 공급하는 배터리 전원시동부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 과방전 보호장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전압 감지부는

상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 변환되어 출력된 일정 전압을 전압분배하는 전압분배부와;

기준전압을 발생하는 기준전압 발생부와;

상기 전압 분배부에서 분배된 전압과 상기 기준전압 발생부에서 발생된 기준전압을 비교하여 상기 전압 분배부에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부에서 발생된 기준전압보다 클 경우 로우(low)신호를 출력하게 되고, 상기 전압 분배부에서 분배된 전압이 상기 기준전압 발생부에서 발생된 기준전압보다 작은 경우 하이(high)신호를 출력하는 비교기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 과방전 보호장치.
제 1 항에 있어서,

상기 릴레이 구동부는

상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 출력된 전압원 또는 상기 배터리에서 출력된 방전전압원을 전압분배하는 전압분배부와;

상기 전압분배부에서 분배된 전압에 따라 턴온/턴오프되는 트랜지스터(Q1)와;

상기 트랜지스터(Q1)의 턴온시 여자되어 구동되는 릴레이(RL1, rl1-1)와;

상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압원에 따른 전류를 턴온하는 다이오드(D1, D2)와;

상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 스위치(rl1-1)의 턴오프시 상기 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압에 따른 전류를 소모시키는 다이오드(D5)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 과방전 보호장치.
제 1 항에 있어서,

상기 릴레이 구동부는

상기 전압 감지부의 비교기에서 출력된 신호에 따라 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)에서 출력된 전압을 정류하는 다이오드(D1)와;

상기 다이오드(D1)에서 출력된 정류된 전압원에 따라 여자되어 구동되는 릴레이(RL1 rl1-1)와;

상기 배터리에서 출력된 방전전압을 정류하는 다이오드(D2)와;

상기 릴레이(RL1, rl1-1)의 릴레이 코일(RL1)에 여자된 전압을 소모시키는 다이오드(D5)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 과방전 보호장치.
제 1 항에 있어서,

상기 릴레이 구동부는

상기 전압 감지부의 비교기에서 출력된 신호가 로우(low)신호일 경우 저항(R4)을 통해 충·방전하는 컨덴서(C2)와;

상기 컨덴서(C2)의 충전전압에 따라 턴온되는 FET(Q1)과;

상기 컨덴서(C2)의 충전전압을 전압강하시키는 저항(R3)과;

상기 저항(R3)에서 강하된 전압에 따라 턴온되는 FET(Q3)과;

상기 컨덴서(C2)의 충전전압이하로 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터(120)로부터 공급되는 전압 또는 상기 배터리에서 출력되는 방전전압을 제한하는 제너 다이오드(ZD2)와;

상기 FET(Q1, Q3)의 턴온 및 상기 저항(R3)에서 강하된 전압을 전압강하시키는 저항(R4)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 과방전 보호장치.
제 1 항에 있어서,

상기 릴레이 구동부는

상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 출력된 전압원 또는 상기 배터리에서 출력된 방전전압원을 전압분배하는 전압분배부와;

상기 전압분배부에서 분배된 전압에 따라 턴온/턴오프되는 트랜지스터(Q1)와;

상기 트랜지스터(Q1)의 턴온에 따라 공급되는 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터에서 출력된 전압원 또는 상기 배터리에서 출력된 방전전압원을 전압강하시키는 저항(R8)과;

상기 전압 감지부의 비교기에서 출력된 신호가 로우(low)신호일 경우 저항(R8)을 통해 충·방전하는 컨덴서(C2)와;

상기 저항(R8)과 저항(R9)에서 분배된 전압 또는 컨덴서(C2)에서 방전된 전압에 따라 턴온되는 FET(Q3)와;

상기 컨덴서(C2)의 방전전압에 따라 턴온되는 FET(Q4)와;

상기 FET(Q3, Q4)의 턴온 및 상기 저항(R8)에서 강하된 전압을 전압강하시키는 저항(R9)과;

상기 컨덴서(C2)의 충전전압이하로 상기 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터로부터 공급되는 전압원 또는 상기 배터리에서 출력되는 방전전압원을 제한하는 제너 다이오드(ZD2)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 과방전 보호장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배터리 전원시동부는

상기 AC전원의 정전, 순간전압강하, 교류-직류 또는 직류-직류 컨버터의 고장 발생시 배터리에서 출력된 방전전압원을 전압강하시키는 저항(R5)과;

상기 저항(R5)에서 전압강하된 전압에 따라 충전되는 컨덴서(C1)와;

상기 컨덴서(C1)의 충전시 전압강하에 따른 일정 전압을 발생시키는 저항(R6)과;

상기 저항(R6)에서 발생된 일정 전압에 따라 턴온되는 FET(Q2)와;

상기 FET(Q2)의 게이트 전압을 동작 전압 이하로 제한하는 FET 안정화부와;

상기 배터리 오프시 상기 컨덴서(C1)의 방전시키는 컨덴서 방전부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 과방전 보호장치.