KR100549813B1 - 충전제어방법 및 충전제어장치 - Google Patents

충전제어방법 및 충전제어장치 Download PDF

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Abstract

2차전지를 충전하는 경우에 2차전지를 안전하게 제어할 수 있는 충전제어방법 및 충전제어장치로, 상기 충전제어장치는 정전압과 정전류를 출력하는 충전장치와 상기 2차전지를 포함하는 전지장치를 접속단자를 통해서 접속하고 상기 충전장치에 의해 상기 2차전지를 충전한다. 상기 충전장치는 정전압과 정전류를 갖는 출력을 공급하는 정전압정전류회로와, 상기 정전압정전류회로에서의 출력전압과 제 1임계레벨을 비교하고 상기 비교결과에 대응해서 제 1검출신호를 발생하는 제 1 전압검출회로를 포함한다. 상기 전지장치는 상기 정전압정전류회로의 출력으로 충전되어진 상기 2차전지와 상기 2차전지의 충전전압을 상기 제 1임계레벨과 비교하고 상기 비교결과에 대응해서 제 2검출신호를 발생하는 제 2전압검출회로를 포함한다. 상기 충전장치는 상기 제 1 및 제 2검출회로에서 각각 상기 제 1 및 제 2검출신호가 공급되고 상기 제 1 및 제 2검출신호 중 어느 하나가 제 2임계레벨을 초과하는 경우에 상기 정전압정전류회로의 출력을 정지하는 출력제어회로를 더 포함한다. 상기 전지장치는 상기 제 1 및 제 2검출회로에서 각각 상기 제 1 및 제 2검출신호가 공급되고, 상기 제 1 및 제 2검출신호 중 어느 하나가 제 3임계레벨을 초과하는 경우에, 상기 정전압정전류회로의 출력을 상기 2차전지로 공급하기 위한 전기경로를 차단하는 보호회로를 더 포함한다.

Description

충전제어방법 및 충전제어장치{Charging control method and charging control device}
도 1은 종래의 충전장치 및 전지팩의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 전압검출범위의 개략선도이다.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 충전제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 전압검출회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 검출신호의 전류레벨에 따른 충전제어방법을 설명하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제 2실시예에 따른 충전제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 정전압정전류회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 전압레벨과 전류레벨을 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제 3실시예에 따른 충전제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10은 검출전압의 전환제어를 설명하는 그래프이다.
도 11은 우선제어의 순서를 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는 검출전압 전환처리 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압검출회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압검출회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전압검출회로의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전환회로의 제어처리 순서를 나타내는 플로우차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
3. 정전압정전류회로 6. 전압검출회로
7. 제어회로 8. 전류검출회로
9. 보호회로 10. 전압검출회로
11. 전류검출회로 12. 제어회로
13. 전환회로 22. 전압검출회로
26. 제어회로 27. 전환회로
본 발명은 충전방법 및 충전장치에 관한 것 으로 예를 들면 정전압정전류회로를 포함하는 충전장치로 전지팩의 2차전지를 충전하는 충전방법 및 충전제어장치에 적합하게 적용될 수 있는 것이다.
최근에, 휴대전화기 및 VTR이 장착된 카메라 등의 휴대전자기기에 있어서, 2차전지(즉, 리튬-이온전지)가 전원으로서 사용되었다. 휴대전자기기는 고용량의 2차전지를 저장하는 전지팩을 갖추고 있고, 이 전지팩을 전원으로서 사용함으로써 사용자는 이 휴대전자기기를 휴대해서 사용할 수 있다.
따라서, 휴대전자기기를 사용하는 경우에는 우선 2차전지를 충전할 필요가 있다. 2차전지를 충전하는 경우에, 정격치보다 큰 전압 및 전류가 2차전지에 공급되면, 상기 2차전지가 파손되는 염려가 있다. 따라서, 충전장치는 일반적으로 정격치보다 큰 출력전압과 출력전류가 2차전지에 공급되지 않도록 하는 정전압정전류회로를 포함한다.
더욱이, 충전시에 2차전지에 과충전 또는 방전시에 2차전지에서 과방전을 막기위해 보호회로가 전지팩에 설치되고, 2차전지의 전압치에 기초해서 과충전상태 및 과방전상태가 검출되는 경우에는, 2차전지의 전기경로가 차단되어 2차전지가 보호된다.
이 시점에서, 상기 충전장치를 이용함으로써 전지팩에 저장된 2차전지를 충전하는 충전제어방법을 도 1에 나타내었다. 충전장치(1) 및 전지팩(2)은 접속단 자(T1, T2)를 통해서 접속되고 전지팩(2)의 2차전지(BT)에 대해서 충전을 시작한다.
충전장치(1)는 정전압정전류회로(3)를 포함하고 입력단자(A 및 B)를 통해서 직류전원으로서 접속된 AC어댑터(도시 생략)에서 입력전압 및 입력전류를 사용함으로써 정격치 이하의 출력전류 및 정격치 이하의 출력전압을 전지팩(2)의 2차전지(BT)에 공급한다.
이 경우에, 충전장치(1)는 정격치(1쿨롬이하) 이하의 출력전류 및 출력전압(기준 충전전압 4.2V)을 2차전지(BT)에 공급하고 정전압정전류제어회로(4)에 의해 정전압정전류회로(3)의 출력전압과 출력전류를 제어함으로써 정격치 이상의 출력전압과 출력전류를 공급하지 않는다.
더욱이, 적합하지 않은 출력전압 및 출력전류를 갖는 직류전원이 입력단자(A 및 B)를 통해서 공급되는 경우에, 정격치 이상의 입력전류 및 입력전압이 정전압정전류회로(3)에 공급되고, 결과적으로 정격치 이상의 열(heat)이 정전압정전류회로(3)에서 발생되고 상기 정전압정전류회로(3)는 파손될 수 있다. 정전압정전류회로(3)의 이러한 파손을 방지하기 위해서, 정전압정전류제어회로(4)는 정전압정전류회로(3)의 출력전압과 출력전류를 제어하고 따라서 상기 정전압정전류회로(3)의 파손을 방지한다.
실제로는, 정전압정전류제어회로(4)는 정전압정전류회로(3)에 의해 공급된 출력전압의 전압치를 검출하는 전압검출회로(6)를 구비하고 전압검출 결과를 제어회로(7)에 출력한다. 더욱이, 정전압정전류제어회로(4)에서는 입력단자(B)와 2 차전지(BT)의 캐소드 사이에 직류전원에 의해 공급되어진 입력전류의 전류치를 검출하는 전류검출회로(8)가 설치되고 이 회로는 전류검출 결과를 제어회로(7)에 전송한다. 제어회로(7)는 전압검출 결과가 소정의 정격 전압치 이상인 경우에 정전압정전류회로(3)의 출력을 정지하고, 또한 전류검출 결과가 소정의 정격 전류치 이상인 경우에 정전압정전류회로(3)의 출력을 정지한다.
반면에, 충전시에 2차전지(BT)에 과충전되는 것을 방지하기 위해서 전지팩(2)에 보호회로(9)가 설치되고, 또한 2차전지(BT)의 전압치를 검출하는 전압검출회로(10)와 2차전지(BT)에 공급되어진 전류치의 검출과 저항소자의 2단자 사이의 전압차에 의거해 전기경로를 흐르는 전류의 방향을 검출하는 전류검출회로(11)가 이 전지팩(2)에 설치된다.
전압검출회로(10)에서의 전압검출 결과가 과충전상태 또는 과방전상태를 나타내는 경우에, 보호회로(9)는 제어회로(12)에 의해 전환회로(13)를 오프상태로 함으로써 전지팩(2)의 전기경로를 차단하고 2차전지(BT)의 충전 및 방전을 정지한다. 따라서, 전지팩(2)에 있어서 2차전지(BT)는 보호회로(9)에 의해 파손이 방지된다.
그러나 충전장치(1) 및 전지팩(2)에 있어서 충전장치(1)의 전압검출회로(6)의 임계전압을 전지팩(2)의 전압검출회로(10)의 임계치보다 낮게 설정함으로써 정전압정전류회로(3)가 과전압과 과전류를 출력할 때 전지팩(2)의 보호회로(9)보다 먼저 출력을 정지한다.
이 경우에, 도 2에 나타낸 것 처럼 충전장치(1)가 전지팩(2)에 공급하는 기 준 충전전압은 4.2V이고, 이 때에 전압검출회로(6)의 검출결과는 검출회로의 산란특징(±0.05V)을 포함하는 검출전압범위(V1)(4.15V - 4.25V)가 된다. 더욱이, 전지팩(2)의 보호회로(9)가 동작하는 과충전전압은 4.35V이고 전압검출회로(10)의 검출결과는 검출회로의 산란특징(±0.05V)을 포함하는 검출전압범위(V2)(4.30V - 4.40V)가 된다.
따라서, 전압검출회로(6)의 검출결과가 충전장치(1)에 있어서 전압범위(V1)(4.15V - 4.25V)내에 있으면 충전은 그자체로 연속되고, 검출결과가 전압범위(V1)(4.15V - 4.25V)밖에 있으면 정전압정전류회로(3)의 출력은 정전압정전류제어회로(4)에 의해 정지된다. 그러나, 충전장치(1)에 의해 충전하는 동안 정전압정전류회로(3) 또는 정전압정전류제어회로(4)의 고장 때문에 검출전압범위(V2)(4.30V - 4.40V)의 과전압이 전지팩(2)의 2차전지(BT)에 공급되는 경우에, 전지팩(2)은 보호회로(9)에 의해 전환회로(13)를 오프함으로써 전기경로를 차단하고 2차전지(BT)를 보호한다.
따라서, 충전장치(1)에 있어서 전압검출회로(6)의 전압검출범위(V1)(4.15V - 4.25V)와 전지팩(2)에 있어서 전압검출회로(10)의 전압검출범위(V2)(4.30V - 4.40V)가 서로 다르기 때문에, 충전장치(1)는 전지팩(2)의 보호회로(9)가 동작하기 전에 정전압정전류회로(3)의 출력을 정지하고, 앞서서 원활한 충전제어를 실행할 필요가 없다.
따라서, 전지팩(2)의 보호회로(9)가 동작하는 검출전압범위(V2)(4.30V - 4.40V)가 충전장치(1)보다 높기 때문에 충전장치(1)의 전압검출회로(6)가 정상적인 기능을 할 수 없는 경우에, 2차전지(BT)는 보호회로(9)가 동작하는 검출전압범위(V2)(4.30V - 4.40V)에 대응하는 과충전상태(4.40V)를 방지할 수 있는 안전성을 가져야하는 문제가 있다.
더욱이, 이 경우에 전지팩(2)에 있어서는 보호회로(9)가 동작하는 검출전압범위(V2)(4.30V - 4.40V)가 충전장치(1)에서 보다 높기 때문에 보호회로(9)가 정확하게 동작하지 않는 경우에 2차전지(BT)의 급격한 파손을 방지할 수 있다.
상기를 고려하여 본 발명의 목적은 충전시에 2차전지(BT)를 안전하게 제어할 수 있는 충전제어방법 및 충전제어장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 다른 목적은 정전압과 정전류를 출력하는 충전장치와 상기 2차전지를 포함하는 전지장치를 접속단자를 통해서 접속하고 상기 충전장치에 의해 상기 2차전지를 충전하는 2차전지(BT)의 충전제어장치의 설치에 의해 실현될 수 있고, 상기 충전장치는 정전압과 정전류를 갖는 출력을 공급하는 정전압정전류회로와, 상기 정전압정전류회로에서의 출력전압과 제 1임계레벨을 비교하고 상기 비교결과에 대응해서 제 1검출신호를 발생하는 제 1전압 검출회로로 구성되고, 상기 전지장치는 상기 정전압정전류회로의 출력으로 충전되는 상기 2차전지와, 상기 2차전지의 충전전압과 상기 제 1임계레벨을 비교하고 상기 비교결과에 대응해서 2차검출신호를 발생하는 제 2전압검출회로로 구성되고, 상기 충전장치는 각각 상기 제 1 및 제 2검출회로에서 상기 제 1 및 제 2검출신호가 공급되고, 상기 제 1 및 제 2검출신호 중 어느 하나가 제 2임계레벨을 초과하는 경우에 상기 정전압정전류 회로의 출력을 정지하는 출력제어회로를 더 포함한다.
상기 전지장치는 각각 상기 제 1 및 제 2검출회로에서 상기 제 1 및 제 2검출신호가 공급되고, 상기 제 1 및 제 2검출신호 중 어느 하나가 제 3임계레벨을 초과하는 경우에 상기 정전압정전류회로의 출력을 상기 2차전지에 공급하기 위한 전기경로를 차단하는 보호회로를 더 포함한다.
따라서, 정전압정전류회로의 출력전압 또는 출력전류는 제 1 및 제 2검출신호 중 어느 하나에 의거해 정지되고, 상기 정전압정전류회로의 출력전압 또는 출력전류가 더 높고 제어할 수 없게 되는 경우에, 2차전지의 전기경로를 차단하고 상기 2차전지를 보호함으로써, 과전압 또는 과전류를 2차전지에 공급하지 않는 2배의 안전한 충전제어가 실행될 수 있다.
충전장치와 전지장치가 접속단자를 통해서 전기적으로 접속되고 충전장치에 의해 전지장치의 2차전지를 충전하는 충전제어장치에 있어서, 충전장치의 정전압 정전류수단에 의해 정전압과 정전류가 2차전지에 공급되는 경우에 정전압 정전류수단의 출력전압 또는 출력전류를 검출하는 제 1검출수단과, 2차전지의 충전전압 또는 충전전류를 검출하는 제 2검출수단과, 제 1 및 제 2검출수단에서 각각 전송되어진 제 1 또는 제 2검출결과 중 어느 하나가 제 1임계레벨을 초과하는 경우에 정전압정전류수단의 출력을 정지하는 제어수단과, 제 1 또는 제 2검출결과 중 어느 하나가 제 1임계레벨보다 높게 설정되는 경우에 2차전지의 전기경로를 차단하고 상기 2차전지를 보호하는 보호수단을 제공한다.
본 발명의 본질, 원리 및 유용성은 도면부호 또는 문자 등에 의해 지정된 부 분과 같은 첨부된 도면과 연관하여 읽여질 때 다음의 상세한 기술에서 좀 더 명백해 질 것이다.
본 발명의 적의의 실시예를 첨부한 도면을 참조해서 기술한다. 도 1에 대응하는 부분이 동일한 도면부호를 갖는 도 3에 있어서, 부호(15)는 전체로서 충전제어장치를 나타내고 충전장치(20)와 전지팩(21)이 접속단자(T1 및 T2)를 통해서 전기적으로 접속함으로써 전지팩(21)의 2차전지(BT)에 대한 충전을 시작한다. 본 발명의 실시예의 경우에, 전압치에 의해 충전제어를 실행하는 경우를 일예로서 설명하였기 때문에, 전류검출회로에 관한 설명은 생략한다.
충전장치(20)는 정전압정전류회로(3)에서 정격치 이하의 출력전압 및 출력전류를 전지팩(21)의 2차전지(BT)에 공급한다. 전압검출회로(6)는 정전압정전류회로(3)에서 출력된 출력전압을 검출하고, 검출신호(S1)를 출력한다. 검출신호(S1)는 우선제어회로(24)와 전지팩(21)의 보호회로(25)에 공급된다. 전압검출회로(6)의 임계전압은 기준 충전전압(4.2V)으로 설정되고 검출특성으로서, 검출시에 ±0.05V 산란이 존재한다.
전지팩(21)의 전압검출회로(22)는 충전된 2차전지(BT)의 충전전압을 검출하고 검출신호(S2)를 출력한다. 검출신호(S2)는 접속단자(T3)를 통해서 우선제어회로(24)와 보호회로(25)의 제어회로(26)에 공급된다. 전압검출회로(22)는 전압검출회로(6)와 같은 검출회로이고, 임계전압이 또한 기준 충전전압(4.2V)으로 설정되고, 검출시에 ±0.05V 산란이 존재한다.
이 경우에, 우선제어회로(24)는 전압검출회로(6 및 22)에서 우선 전송된 검 출신호(S1 및 S2)(먼저 도착한 신호)에 의거해 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 제어하고 이때에 검출신호(S1 및 S2)가 검출전압(V1)(4.15V -4.25V)의 범위 내에 있으면, 전압치 자체로 출력전압을 공급한다.
더욱이, 검출신호(S1 및 S2)의 신호레벨이 제 1임계레벨을 초과하는 경우에, 정전압정전류회로(3)가 제어될 수 없기 때문에 우선제어회로(24)는 출력전압과 출력전류의 공급을 정지한다. 더욱이, 정전압정전류회로(3)의 고장 때문에 출력전압과 출력전류의 공급이 정지되지 않는 경우에, 검출신호(S1 또는 S2)의 신호레벨이 제 2임계레벨을 초과할 때, 보호회로(25)의 제어회로(26)는 2차전지(BT)를 보호하기 위해서 전환회로(27)를 오프상태로 설정함으로써 전기경로를 차단한다.
이 경우에, 보호회로(25)가 동작할 때 검출신호(S1 및 S2)의 신호레벨이 종래의 보호회로(9)가 검출전압범위(V2)(4.30V - 4.40V)의 과전압 상태하에서 동작할 때의 전압레벨보다 낮게 설정되고 따라서 2차전지의 전기경로가 전압레벨이 낮을 때 차단되고 그것에 의해 2차전지(BT)의 안전성이 향상될 수 있다.
전지팩(21)에 있어서 과방전 검출용 전압검출회로(23)가 설치되고 상기 전압검출회로(23)가 과방전 상태를 검출할 때, 검출결과를 제어회로(26)에 전송하고 전환회로(27)를 오프상태로 하고, 전지팩(21)의 전기경로를 차단함으로써 2차전지의 과방전을 방지한다.
도 3에 대응하는 부분이 동일한 도면부호를 갖는 도 4에 있어서, 전압검출회로(6 및 22)의 구성을 나타낸다. 전압검출회로(6) 및 전압검출회로(22)의 회로구성이 이 경우에 동일하기 때문에, 전압검출회로(6)에 대해서만 이후에 설명한다.
전압검출회로(6)에 있어서, 정전압정전류회로(3)에서 출력전압을 검출하는 저항(R1 및 R2)은 입력단자(A 및 B)사이에 설치되고 저항(R1)의 일단이 정전압정전류회로(3)의 출력단자에 접속되는 반면 타단은 저항(R2)을 통해서 입력단자(B)에 접속된다.
이들 저항(R1 및 R2)의 중점전위는 정전압정전류회로(3)에서의 출력전압이 분리된 전압이고 비교기(P1)의 반전입력단자에 공급된다. 비교기(P1)는 제너다이오드(TD1)의 기준전압을 초과한 출력전압과 저항(R1 및 R2)의 중점전위를 비교하고 정전압정전류회로(3)의 출력전압이 중점전위의 전압레벨을 초과하는 경우에, 전압의 증가로 전류레벨이 급격히 증가하는 검출신호(S1)를 출력한다. 즉, 전압검출회로(6)는 정전압정전류회로(3)에서의 출력전압이 4.2V를 초과하는 경우에 검출신호(S1)를 전송한다.
예를 들면, 도 5에 나타낸 것 처럼 검출신호(S1)는 정전압정전류회로(3)에서의 출력전압이 기준 충전전압(4.2V)을 초과하는 경우에 급격히 전류용량이 증가하는 신호이고, 우선제어회로(24)는 정전압정전류회로(3)의 출력을 제어할 때 제어신호로서 이 검출신호를 이용하고 보호회로(25)의 제어회로(26)에 있어서, 이 검출신호(S1)는 전환회로(27)를 제어하는 제어신호로서 이용된다.
입력검출신호(S1 또는 S2)가 점(A)으로 나타낸 신호레벨보다 낮을 때, 충전장치(20)의 우선제어회로(24)는 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 제어하고, 입력검출신호(S1 또는 S2)가 이 점(A)을 초과하는 경우에는 정전압정전류회로(3)의 출력을 정지하고, 검출신호(S1 또는 S2)가 점(B)로 나타낸 신호레벨을 초과하는 경우 에, 전환회로(27)는 전지팩(21)의 보호회로(25)에 의해 오프상태로 설정되고 전기경로는 차단된다.
따라서, 우선제어신호(24)는 검출신호(S1 또는 S2)의 전류레벨이 낮은 위치(점 A)에서 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 정지하기 때문에, 전지팩(21)의 보호회로(25)가 정지하는 것에 앞서 우선적으로 충전을 정지할 수 있다.
전압검출회로(6 및 22)에서 공급된 검출신호(S1 및 S2)는 ±0.05V의 산란을 갖기 때문에, 완전히 동일한 검출회로라고 하더라도 검출결과가 다른 경우가 있다. 이러한 경우에, 우선제어회로(24)는 전압검출회로(6 및 22)에서 먼저 도달한 검출신호(S1 및 S2)에 의거해 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 제어하고, 따라서 이 우선제어회로(24)는 일정한 검출신호(S1 또는 S2)중 어느 하나에 의거해 출력전압을 제어할 수 있다.
상기 구성에 따라서, 충전제어장치(15)에 있어서 충전장치(20)와 전지팩(21)은 접속단자(T1, T2 및 T3)를 통해서 접속되고, 동일한 검출특성을 갖는 전압검출회로(6 및 22)가 서로 접속단자(T3)를 통해서 접속된다. 따라서, 충전장치(20)는 전압검출회로(6 및 22)에서 먼저 전송된 검출신호(S1 및 S2)중 어느 하나를 우선제어회로(24)에 입력할 수 있다.
따라서, 우선제어회로(24)는 먼저 도달한 검출신호(S1 또는 S2)중 어느 하나에 의거해 정전압정전류회로(3)의 출력을 제어하기 때문에 전압검출회로(6 및 22)가 서로 접속되지 않는 경우에 충전장치(20)와 전지팩(21)이 독립적으로 충전제어를 실행해야 하는 불편함을 제거할 수 있고, 따라서 충전제어가 원활하게 실행될 수 있다.
더욱이, 충전장치(20)에 있어서 검출결과는, 4.2V를 초과할 때 급격히 상승하는 검출신호(S1 또는 S2)의 낮은 전류레벨(점 A)을 초과하기 때문에, 정전압정전류회로(3)의 출력이 정지되는 반면, 전지팩(21)에 있어서 검출신호(S1 및 S2)는 고전류레벨(점 B)을 초과하고 보호회로(25)가 동작하는 경우에, 점(A)과 점(B)사이의 전압변화가 거의 없는 것이 아니라 전류레벨 변화가 큰 검출신호(S1 및 S2)에 의거해 정전압정전류회로(3)와 보호회로(25)의 순서로 우선제어가 실행될 수 있다.
결과적으로, 전지팩(21)에 있어서 보호회로(25)가 동작하는 동작전압(V)이 기준전압 4.2V(점 B)보다 약간 크기 때문에 2차전지(BT)로 나누는데 있어서 안전성이 낮은 전압치로 설정될 수 있어서 2차전지(BT)의 안전성이 더욱 향상될 수 있다.
전지팩(21)에 있어서, 검출결과가 검출신호(S1 및 S2)(점 B)의 전류레벨을 초과하는 경우에 보호회로(25)가 동작하도록 설정되기 때문에, 예를 들면 충전장치(20)외에 다른 충전기에 의해 충전이 실행될 때 조차도, 전압검출회로(22)(점 B)에 의해 검출된 전압신호(S2)의 전류레벨을 초과하는 경우에 제어회로(26)는 전환회로(27)를 오프상태로 할 수 있고, 따라서 과전압상태가 되기 전에 전압레벨이 낮아지는 경우에 전기경로는 차단되고 전지팩(21)의 2차전지(BT)는 안전하게 보호될 수 있다.
상기 구성에 따라서, 충전장치(20)는 2차전지(BT)의 전압치를 검출하는 전압검출회로(22)에서 전송되는 검출신호(S2)와 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 검출하는 전압검출회로(6)에서 전송되는 검출신호(S1)를 우선제어회로(24)로 취하고 먼저 도달한 검출신호(S1 또는 S2)중 어느 하나의 낮은 전류레벨(점 A)에 의거해 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 정지하고, 우선제어가 충전장치(20)와 전지팩(21)의 순서로 실행될 수 있고, 따라서 2차전지는 안전하게 충전될 수 있다.
다음에, 제 2의 실시예에서는 제 1실시예에 사용된 우선제어회로(24)를 사용하지 않고 충전장치(31)에 의해 정전압정전류회로(3)가 정상적으로 제어될 수 없는 경우에 전지팩(21)의 보호회로(25)에 의해 2차전지를 보호하는 제어방법에 대해서 설명한다.
도 3에 대응하는 부분이 동일한 도면부호를 갖는 도 6에 있어서, 부호(16)는 전체로서 충전제어장치를 나타내고 충전장치(31)에 있어서는 우선 전압검출회로(6 및 22)에서 먼저 도달한 검출신호(S1 및 S2)중 어느 하나에 의거해 정전압정전류회로(3)에서의 출력이 정지하고, 정전압정전류회로(3)가 더 이상 정상적으로 동작하지 않으면, 정전압정전류회로(3)에서 공급된 제어신호(S3)에 의거해 보호회로(25)의 제어회로(26)가 전환회로(27)를 오프상태로 설정하고 2차전지(BT)를 보호한다.
도 4에 대응하는 부분이 동일한 도면부호로 지정된 도 7를 참조해서, 충전장치(31)의 정전압정전류회로(3)의 회로구성을 설명한다. 이 경우에, 전압검출회로(6 및 22)의 회로구성이 도 4와 동일하기 때문에, 여기에서는 설명을 생략한다. 정전압정전류회로(3)는 입력단측에 전환소자로서 트랜지스터(Q1)의 에미터에 접속되고 이 트랜지스터(Q1)의 콜렉터는 정전압정전류회로(3)의 출력측에 접속되고 베이스는 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 접속된다.
트랜지스터(Q2)의 에미터는 저항(R5)을 통해서 접지되고, 베이스는 제어소자 로서 트랜지스터(Q3)의 콜렉터에 접속될 뿐만 아니라 저항(R6)을 통해서 트랜지스터(Q1)의 에미터에 접속된다. 트랜지스터(Q3)의 에미터는 저항(R7)을 통해서 접지되고 베이스는 저항(R8 및 R9)의 접속중점에 접속된다. 이 경우에, 전압검출회로(6)의 비교기(P1)에서의 출력은 저항(R8 및 R9)으로 나뉘어진 전압이고 바이어스로서 트랜지스터(Q3)의 베이스에 공급된다.
전압검출회로(6)의 비교기(P1)와 전압검출회로(22)의 비교기(P2)에서의 출력은 비교기(P3)의 반전 입력단자에 공급되고, 이 비교기(P3)는 제너다이오드(TD3)를 통해서 비반전 입력단자에 접지되고 비교출력(제어신호 S3)을 보호회로(25)의 제어회로(6)(도 6)에 전송한다.
입력단자(A 및 B)를 통해서 AC어댑터에서 정전압정전류회로(3)로 직류전원이 공급되는 경우에, 바이어스 전류가 저항(R6)을 통해서 트랜지스터(Q2)의 베이스에 공급되기 때문에 이 회로는 온상태가 되고, 따라서 트랜지스터(Q1)는 온상태가 되어 동작 가능하게 된다. 이 시점에서, 정전압정전류회로(3)의 출력전압이 제너다이오드(TD1)의 기준치보다 낮기 때문에, 전압검출회로(6)의 비교기(P1)는 검출신호(S1)를 출력하지 않는다. 따라서, 트랜지스터(Q3)는 온상태가 되지 않는다.
다음으로, 전지팩(21)의 2차전지(BT)가 충전되고 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에서 송출된 전압레벨이 전압검출회로(6)의 제너다이오드(TD1)의 기준전압을 초과하는 경우에, 비교기(P1)는 전압레벨의 증가와 비교해서 전류레벨이 급격히 증가하는 검출신호(S1)를 전송한다. 검출신호(S1)는 저항(R8 및 R9)에 의해 분압되고 트랜지스터(Q3)의 베이스에 보냄으로서 트랜지스터(Q3)가 온상태가 된다.
따라서, 트랜지스터(Q2)의 베이스전류가 트랜지스터(Q3)의 콜렉터측으로 이끌려지기 때문에, 트랜지스터(Q2)는 오프 상태가 되고, 결과적으로 트랜지스터(Q1)가 또한 오프 상태가 된다. 따라서, 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에서 출력전압의 공급이 정지되고 비교기(P1)의 검출신호(S1)가 다시 송출되지 않기 때문에, 트랜지스터(Q3)는 오프 상태가 되고 트랜지스터(Q2 및 Q1)는 다시 온상태가 된다. 이러한 처리를 반복함으로써, 정전압정전류회로(3)는 소정의 기준 충전전압인 출력전압(4.2V)을 2차전지(BT)에 공급할 수 있다.
트랜지스터(Q2 및 Q1)가 온상태일 때 제어소자로서 트랜지스터(Q3)가 고장으로 인해 정상적인 동작을 할 수 없고 정전압정전류회로(3)가 트랜지스터(Q2 및 Q1)를 오프 상태로 할 수 없는 경우에, 과전압이 공급된다. 이 시점에서, 비교기(P3)의 반전 입력단자에 공급된 검출신호(S1)의 신호레벨이 제너다이오드(TD3)의 기준치를 초과하고, 결과적으로 비교기(P3)는 제어신호(S3)를 보호회로(25)에 출력한다.
즉, 도 5에 나타낸 것처럼 검출신호(S1 및 S2)의 신호레벨이 전압검출회로의 임계전압(4.2V)을 초과할 때 급격히 상승하고 검출신호(S1 및 S2)의 신호레벨이 점(A)까지의 범위 내이면, 정전압정전류회로(3)의 출력전압은 제어되어 공급될 수 있다. 그러나 신호레벨이 점(A)의 전류레벨을 초과하는 경우에, 정전압정전류회로(3)의 출력이 정지되고 점(B)의 전류레벨(제너다이오드(TD3)의 기준전압)을 초과하는 경우 제어신호(S3)는 비교기(P3)에서 보호회로(25)로 전송된다.
전지팩(21)에 있어서, 검출신호(S1 또는 S2)의 신호레벨이 비교기(P3)에 접 속된 제너다이오드(TD3)의 기준전압을 초과하는 경우에, 보호회로(25)는 전기경로를 차단하고 2차전지(BT)를 보호한다.
상기 구성에 따라서, 제 2실시예의 충전제어장치(16)에 있어서 전압검출회로(6 및 22)에서 전송된 검출신호(S1 및 S2)는 정전압정전류회로(3)에 의해 직접 취해지고, 먼저 도달한 검출신호(S1 또는 S2)중 전류레벨이 소정의 전류레벨(점 A)보다 낮은 경우에 일정한 출력전압이 2차전지(BT)에 공급되고, 전류레벨이 소정의 레벨(점 B)보다 큰 경우에는 전기경로가 보호회로(25)에 의해 차단되고, 따라서 2차전지(BT)는 보호된다.
따라서, 충전장치(31)에 있어서 우선제어회로(24)(도 3 및 4)를 설치하지 않고 전압검출회로(6 및 22)에서 우선 전송된 검출신호(S1 또는 S2)에 의거해 정전압정전류회로(3)의 출력전압이 우선적으로 정지되고 정지동작이 더 이상 정상적으로 동작할 수 없는 경우에, 전지팩(21)에 있어서 보호회로(25)가 동작하도록 하고, 간단한 구성으로 검출신호(S1 또는 S2)의 전류레벨의 변화에 의거해 우선제어가 실행될 수 있다.
상기 구성에 따라서, 충전제어장치(16)에 있어서 충전장치(31)는 정전압정전류회로(3)에서 공급된 출력전압을 동일한 임계전압을 갖는 전압검출회로(6 및 22)에 의해 각각 검출하고 우선 전송된 검출신호(S1 및 S2)중 어느 하나에 의거해 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 정지하고, 정지동작이 정상적으로 실행될 수 없는 경우에 정전압정전류회로(3)에서 전송된 제어신호(S3)에 의거해 전지팩(21)의 2차전지(BT)가 보호되기 때문에, 검출신호(S1 및 S2)의 전류레벨변화에 의거해 우선제 어가 충전장치(31) 및 전지팩(21)의 순서로 실행될 수 있고, 그것에 의해 2차전지(BT)는 간단한 구성으로 안전하게 충전될 수 있다.
우선, 제 3실시예의 충전제어방법의 실명에 앞서 종래의 충전제어방법을 설명한다.
종래의 충전장치에 있어서, 4.2V의 출력전압 즉 기준 충전전압이 정전압정전류회로에서 공급되고 재충전되는 경우에 2차전지(BT)의 충전전압은 곧 4.2V로 도달한다.
이 시점에서, 충전장치는 일시적으로 정전압정전류회로에서 출력전압의 공급을 중지하지만, 출력전압의 공급이 중지되는 경우에, 2차전지의 충전전압은 4.2V보다 낮게 된다. 즉, 이 경우에 2차전지(BT)는 완전하게 충전되지 않는다.
따라서, 정전압정전류회로는 기준 충전전압인 4.2V의 출력전압을 2차전지(BT)에 다시 공급하고 2차전지(BT)의 충전전압이 다시 4.2V로 도달하는 경우에 출력전압의 공급을 중지한다. 따라서, 충전장치에 있어서 상기처럼 정전압정전류회로에서 출력전압의 공급 및 중단을 반복함으로써, 일정한 출력전압이 2차전지(BT)에 공급되고, 출력전압의 공급이 정지한 때에 2차전지(BT)의 충전전압이 4.2V이하로 떨어지지 않는 경우에는 2차전지(BT)가 완전히 충전된 것으로 가정하여 충전처리가 종료된다.
그러나, 충전장치에 있어서 종래의 충전제어방법은 정전압정전류회로에 의해 기준 충전전압인 4.2V의 출력전압을 공급함으로써 2차전지가 충전된다. 그러나, 4.2V의 출력전압에 의해 충전이 일정하게 실행되기 때문에, 충전하는데 필요한 시 간이 길어진다.
제 3실시예에 따른 이러한 문제점을 방지하기 위해서, 2차전지(BT)의 충전전압이 4.2V이하인 경우에 4.3V의 출력전압으로 2차전지(BT)가 충전되고 2차전지(BT)의 충전전압이 4.3V를 초과하는 경우에 기준 충전전압인 4.2V의 정상 출력전압으로 2차전지(BT)가 충전되어, 2차전지(BT)가 단시간에 충전될 수 있다.
이 경우에, 도 8에 나타낸 것 처럼 출력전압(V)은 소정의 시간(T1)까지 증가되고 2차전지(BT)의 충전전압이 4.3V를 초과하는 경우에 4.2V의 출력전압은 일정하게 공급된다. 출력전류(I)의 전류레벨이 출력전압(V)에 따라 변화되고 시간(T1) 이후에 전류레벨은 일반적으로 저하된다. 제 3실시예에 따라서 4.2V의 출력전압이 연속적으로 공급되는 종래의 충전방법과 비교하여 4.3V의 출력전압과 4.2V의 출력전압을 연결함으로써 충전이 짧은 시간에 실행될 수 있다.
도 3의 대응하는 부분이 동일한 도면부호를 갖는 도 9에 있어서, 부호(17)은 전체로서 충전제어장치를 나타내고 충전장치(50)에 있어서 충전제어회로(52)가 새롭게 설치되고 전지팩(51)에서는 임계전압이 4.2V와 4.3V간에 전환될 수 있도록 전압검출회로(6 및 22) 대신에 설치된 전압검출회로(54 및 55)가 서로 접속되도록 충전제어회로(53)가 설치된다.
따라서 충전제어회로(52 및 53)는 전압검출회로(54 및 55)에서 우선 공급된 검출신호(S5 또는 S6)중 어느 하나에 의거해 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압을 동일한 전압치(4.2V 또는 4.3V)로 변환할 수 있다. 이와 같은 구성으로, 우선제어회로(24)는 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압에 대응하는 충전장치(50)의 출력 전압을 제어할 수 있고 4.2V 및 4.3V의 출력전압을 2차전지(BT)로 보낼 수 있다.
이 경우에, 충전장치(50)는 정전압정전류회로(3)에서 일정한 출력전압(4.2V 또는 4.3V)을 출력함으로써 2차전지(BT)를 충전할 수 있지만, 정전압정전류회로(3)가 정상적으로 동작할 수 없는 경우에는, 충전장치(50)는 전압검출회로(54 또는 55)에서 공급된 검출신호(S5 또는 S6)에 의거해 출력을 정지한다. 그러나, 과전압의 공급이 정전압정전류회로(3)의 고장으로 인해 정지되지 않을 경우에는 충전장치(50)는 전지팩(51)의 보호회로(25)를 이용하여 전기경로를 차단함으로써 2차전지(BT)를 보호한다.
충전제어회로(52 및 53)가 동일한 회로구성을 갖기 때문에, 충전제어회로(52)만을 이후에 설명한다. 충전제어회로(52)는 전압검출회로(54 및 55)에서 우선 전송된 검출신호(S1 또는 S2)를 우선검출회로(56)에 입력한다. 우선검출회로(56)는 정전압정전류회로(3)에서 전송된 출력전압이 4.3V보다 낮은 것으로 판단되면, 제어신호(S7)를 전환제어회로(57)에 출력한다.
실제로는, 임계전압이 4.2V로 설정되는 경우, 정전압정전류회로(3)에서 전송된 출력전압이 4.2V를 초과할 때 전압검출회로(54 및 55)는 전류레벨이 급격히 증가하는 검출신호(S5 및 S6)를 출력하고, 출력전압이 4.2V보다 낮을 경우에는 전압검출회로(54 및 55)는 검출신호(S5 및 S6)를 출력하지 않는다. 검출신호(S5 및 S6)가 공급되지 않는 경우에는, 우선검출회로(56)는 출력전압이 4.2V보다 낮은 것으로 판단하고 제어신호(S7)를 전환제어회로(57)에 출력한다.
전환제어회로(57)는 제어신호(S7)에 의거해 전환회로(58)의 접속단자를 58A 측으로 전환한다. 따라서, 4.3V전환회로(59)는 전압검출회로(54)의 임계전압을 4.3V로 전환한다. 이와 관련하여, 동일한 처리가 충전제어회로(53)에서 실행되는 동시에 전압검출회로(54)의 임계전압이 4.3V로 전환된다. 따라서, 정전압정전류회로(3)의 출력전압이 4.3V의 충전전압까지 증가하고 따라서 2차전지(BT)는 4.3V의 출력전압에 의해 충전된다.
결과적으로, 전압검출회로(54 또는 55)는 4.3V를 검출하고 상기 전압검출회로(54 및 55)는 각각 검출신호(S5 및 S6)를 충전제어장치(52)의 우선검출회로(56)에 공급한다. 우선검출회로(56)는 먼저 전송된 검출신호(S5 또는 S6)중 어느 하나에 의거해 제어신호(S8)를 전환제어회로(57)로 출력한다.
전환제어회로(57)는 전환회로(58)의 접속단자를 제어신호(S8)에 의거해 58B측으로 전환한다. 이때, 4.2V전환회로(60)는 전압검출회로(54)의 임계전압을 4.2V로 전환한다. 이 시점에서, 동일한 처리가 충전제어회로(53)에서 실행되는 동시에 전압검출회로(55)의 임계전압은 4.2V로 전환된다. 따라서, 2차전지(BT)는 4.2V의 충전전압에 의해 충전된다.
더욱이, 도 10에 나타낸 것 처럼, 제 3실시예에 따른 충전제어장치(17)에 있어서 충전장치(50) 및 전지팩(51)에 각각 설치된 2개의 전압검출회로(54 및 55)의 검출전압중 어느 하나가 4.2V이하인 경우에, 2개의 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압이 4.3V로 전환되고, 4.3V의 출력전압이 정전압정전류회로(3)에서 2차전지(BT)에 공급된다. 2개의 전압검출회로(54 및 55)의 검출전압 중 어느 하나가 4.3V를 초과하는 경우에, 2개의 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압은 4.2V로 전환되고, 4.2V의 출력전압은 2차전지(BT)에 공급된다.
충전제어장치(17)에 있어서, 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 4.2V와 4.3V로 전환하고, 4.3V의 출력전압과 4.2V의 출력전압을 이용하여 2차전지(BT)를 변환함으로서, 종래의 충전제어방법과 비교하여 충전에 필요한 시간이 단축될 수 있다.
실제로는, 도 11에 나타낸 것 처럼 전압검출회로(54 및 55)의 검출신호(S5 및 S6)의 신호레벨이 4.2V이하인 경우에(검출신호(S5 및 S6)가 출력되지 않은 상태), 충전제어회로(52 및 53)는 충전시간을 단축하기 위해 전압검출회로(54 및 55)의 검출전압을 4.3V로 전환한다.
전압검출회로(54 및 55)의 검출전압이 4.3V로 전환되는 경우에, 전압검출회로(54 및 55)에서 각각 출력된 검출신호(S5 및 S6)의 신호레벨의 전류량은 신호레벨이 4.3V를 초과한 시점에서 급격히 증가한다. 이 시점에서, 검출신호(S5 및S6)가 점(F)으로 나타낸 전류레벨에 도달하면, 충전제어회로(52 및 53)는 검출전압을 4.2V로 전환한다.
그러나, 임계전압의 전환동작은 검출신호(S5 및 S6)가 점(F)에 의해 나타낸 전류레벨인 시점에서 정상적으로 실행될 수 없는 경우에는, 충전제어회로(52 및 53)는 점(G)으로 나타낸 신호레벨에서 정전압정전류회로(3)로부터 4.3V의 출력전압을 정지한다.
더욱이, 정전압정전류회로(3)의 고장으로 인해 과전압이 공급되는 경우에, 전지팩(51)의 보호회로(25)는 점(H)으로 나타낸 전류레벨에서 전기경로를 차단하고 따라서 2차전지(BT)가 보호될 수 있다.
더욱이, 충전제어회로(52 및 53)가 전압검출회로(54 및 55)의 검출전압을 4.2V로 전환하는 경우에, 검출신호(S5 및 S6)의 신호레벨이 4.2V를 초과한 후 전류량은 급격히 증가한다. 이 경우에, 검출신호(S5 및 S6)의 신호레벨이 4.2V를 초과한 점(D)으로 도달하는 경우에, 충전제어회로(52 및 53)는 정전압정전류회로(3)에서 4.2V의 출력전압을 정지한다.
더욱이, 정전압정전류회로(3)의 고장으로 인해 과전압이 공급되는 경우에, 전류레벨이 점(E)일 때 전지팩(51)의 보호회로(25)가 전기경로를 차단하기 때문에, 2차전지(BT)는 보호될 수 있다.
즉, 충전제어장치(17)에 있어서 먼저, 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압을 전환제어하고 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 중지하고, 나중에 보호회로(25)를 이용하여 2차전지를 보호함으로써 2차전지는 단시간에 충전될 수 있고 정전압정전류회로(3)의 출력전압이 제어되지 않을 때 조차도 전지팩(BT)은 과충전 상태로 부터 보호될 수 있다.
다음으로, 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압을 전환제어하는 충전제어회로(52 또는 53)의 검출전압전환처리순서를 도 12의 플로우차트를 참조하여 설명한다. 충전제어회로(52)는 우선 시작단계(RT1)에서 입력되어 단계(SP1)로 이동한다.
단계(SP1)에서는, 충전제어회로(52)는 전압검출회로(54 및 55)(임계전압 4.2V)에 의해 각각 검출된 검출신호(S5 또는 S6)로 공급되고 단계(SP2)로 이동한다. 단계(SP2)에 있어서, 충전제어회로(52)는 먼저 도달한 검출신호(S5 또는 S7) 중 어느 하나에 의거해 임계전압이 4.2V보다 낮은지 아닌지를 판단한다.
이 시점에서, 만약 부정적인 결과가 얻어지면 검출전압이 4.2V를 초과한 것을 나타내고, 이 시점에서, 충전제어회로(52)는 단계(SP1)로 복귀되어 전압검출을 다시 실행한다. 반면에, 긍정적인 결과가 얻어지면, 이 것은 검출전압이 4.2V보다 낮은 것을 나타내고, 충전제어회로(52)는 단계(SP3)로 이동한다.
단계(SP3)에 있어서, 충전시간을 단축하기 위해서 충전제어회로(52)는 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압을 4.3V로 전환하고 단계(SP4)로 이동한다. 단계(SP4)에 있어서는, 정전압정전류회로(3)는 4.3V의 출력전압을 우선제어회로(24)의 제어하에 2차전지로 공급한다. 충전제어회로(52)는 전압검출회로(54 및 55)(임계전압 4.3V)에 의해 검출된 검출신호(S5 또는 S6)를 수신한다.
단계(SP5)에 있어서, 충전제어회로(52)는 전압검출회로(54 및 55)에서 먼저 도달한 검출신호(S5 또는 S6) 중 어느 하나에 의거해 검출전압이 4.3V를 초과하는지 아닌지를 판단한다.
이 시점에서, 부정적인 결과가 얻어지면, 이것은 검출전압이 4.3V보다 낮은 것을 나타내고, 우선제어회로(24)는 단계(SP4)로 복귀되고 전압검출회로(54 및 55)(임계전압 4.3V)에 의해 검출된 검출신호(S5 또는 S6)를 수신한다. 이 경우에, 검출전압이 4.3V를 초과하지 않기 때문에 우선제어회로(24)는 4.3V의 출력전압을 2차전지(BT)에 공급한다. 반면에, 긍정적인 결과가 얻어지면, 이것은 검출전압이 4.3V를 초과한 것을 나타내고 충전제어회로(52)는 단계(SP6)로 이동한다.
단계(SP6)에 있어서, 충전제어회로(52)는 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압을 4.2V로 전환하고 우선제어회로(24)에 의해 기준 충전전압(4.2V)으로 2차전지 (BT)를 충전하고 단계(SP1)로 복귀한다.
따라서, 상기 처리를 반복함으로써 충전제어회로(52)는 우선제어회로(24)에 의해 검출신호(S5 및 S6)에 의거해 4.3V의 출력전압과 4.2V의 출력전압을 공급할 수 있고 따라서 충전제어회로(52)는 단시간에 2차전지(BT)를 충전할 수 있다.
상기 구성에 따라서, 이 충전제어장치(17)에 있어서 전압검출회로(54 및 55)에서 먼저 전송된 검출신호(S5 또는 S6)중 어느 하나가 4.2V보다 낮은 경우에 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압이 충전제어회로(52 및 53)에 의해 4.3V로 전환되기 때문에, 기준 충전전압보다 0.1V 높은 출력전압(4.3V)이 정전압정전류회로(3)에서 2차전지(BT)에 공급된다.
다음으로, 전압검출회로(54 및 55)에서 먼저 전송된 검출신호(S5 또는 S6) 중 어느 하나의 검출전압이 4.3V로 도달하면, 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압은 충전제어회로(52 및 53)에 의해 4.2V로 전환되고, 정상적인 기준 충전전압인 4.2V의 출력전압이 정전압정전류회로(3)에서 공급된다. 따라서, 2차전지(BT)가 4.3V의 출력전압과 4.2V의 출력전압으로 충전되기 때문에, 2차전지(BT)는 단시간에 충전될 수 있다.
더욱이, 이 충전제어장치(17)에 있어서 전환제어가 정상적으로 동작되지 않는 경우에, 정전압정전류회로(3)의 출력은 전압검출회로(54 및 55)에서 먼저 송출된 검출신호(S5 또는 S6)중 어느 하나에 의거해 정지된다. 더욱이, 충전제어장치(17)에 있어서 정전압정전류회로(3)의 고장에 의해 과전압이 공급되는 경우에, 전지팩(51)의 보호회로(25)에 의해 차단되고 2차전지(BT)는 보호될 수 있다.
따라서, 이 충전제어장치(17)에 있어서 검출전압의 전환, 정전압정전류회로(3)의 출력의 정지 및 보호회로(25)에 의한 전기경로의 차단이 전압검출회로(54 및 55)에서 우선 전송된 검출신호(S5 또는 S6)의 신호레벨 변환에 대응해서 전류레벨(도 11)의 순서로 증가되어 실행될 수 있고, 그것에 의해 2차전지는 단시간에 안전하게 재충전될 수 있다.
상기 구성에 따라서, 충전제어장치(17)에 있어서 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압을 2차전지의 전압치에 대응해서 4.3V에서 4.2V로, 4.2V에서 4.3V로 전환함으로써 정전압정전류회로(3)의 출력전압이 조정되어 2차전지가 충전될 수 있고, 그것에 의해 2차전지(BT)의 충전시간이 단축될 수 있다. 더욱이, 이 충전제어장치(17)에 있어서 전압검출회로(54 및 55)의 임계전압이 정상적으로 전환되지 않는 경우에, 검출신호(S5 및 S6)의 전류레벨의 변환에 대응하는 정전압정전류회로(3)의 출력정지와 보호회로(25)에 의해 2차전지(BT)의 보호동작이 실행되고, 따라서 2차전지(BT)는 안전하게 충전될 수 있다.
상기 제 1 ∼ 제 3실시예는 제 1의 검출수단으로서 전압검출회로(6 및 54)에 의해 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 검출하고, 제 2검출수단으로서 전압검출회로(22 및 55)에 의해 2차전지(BT)의 충전전압을 검출하고, 검출신호(S1 또는 S2)의 전류레벨에 의거해 충전을 제어하는 경우에 대해서 다루었다. 그러나 본 발명은 여기에 한정되지 않고 전압검출회로를 대신하여 전류검출회로를 이용함으로써 충전제어가 실행될 수 있다. 이 경우에, 상기와 같은 동일한 효과가 얻어질 수 있다.
더욱이, 상기 제 1 및 제 2실시예는 회로구성으로서 도 4 및 도 7에 나타낸 장치를 이용하는 경우에 대해서 다루었다. 그러나, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 도 13에 나타낸 비교기(P1 및 P2)의 출력단자에 저항(R11 및 R12) 등의 고임피던스 소자가 설치될 수 있다. 이 경우에, 전압검출회로(6)(또는 22) 중 어느 하나가 단락회로에 접지되고, 전압검출회로(22)(또는 6)에서 검출신호(S2)(또는 S1)가 우선제어회로(24)로 전송될 수 있고, 따라서 우선제어회로(24)는 전압검출회로(6) 중 어느 하나가 고장이 나더라도 다른 전압검출회로에서 공급되어진 검출신호에 의거해 충전을 제어할 수 있다.
더욱이, 상기 제 1 및 제 2실시예는 전압검출회로(6 및 22)의 회로구성으로서 비교기(P1 및 P2)를 이용하는 경우에 대해서 다루었다. 그러나 본 발명은 여기에 한정되지 않고 전압검출회로는 도 14에 나타낸 것 처럼 제너다이오드(TD10)와 저항(R13)으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 정전압정전류회로(3)에서 출력전압이 제너다이오드(TD10)의 기준치(4.2V)를 초과하는 경우에 전류레벨이 급격히 상승한 검출신호가 전송되고 검출신호의 신호레벨에 의거해 우선제어가 상기 제 1 및 제 2실시예의 경우처럼 실행될 수 있다.
더욱이, 도 15에 나타낸 것 처럼 저항(R15)과 제너다이오드(TD15)의 중점전압은 트랜지스터(Q5)의 베이스에 공급되고 콜렉터의 출력은 저항(R16, R17 및 R18)에 의해 분압되어 출력될 수 있다. 이 경우에, 전압레벨의 3단계변화에 대응하는 우선제어가 실행될 수 있다.
더욱이, 상기 제 1실시예는 충전장치(20)가 제어수단으로서 우선제어회로 (24)에 의해 정전압정전류회로(3)의 출력전압을 정지하는 경우에 대해서 다루었다. 그러나, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 도 16의 충전장치(71)로 나타낸 것 처럼 정전압정전류회로(3)의 출력전압이 4.2V를 초과하는 경우에 검출신호(S1)의 신호레벨이 전압검출회로(80)에 의해 검출될 수 있고, 전류레벨이 소정의 임계치를 초과하는 경우에 전기경로에 설치된 전환회로(81)가 정지회로(82)에 의해 오프상태로 될 수 있다. 따라서, 전환회로(81)를 오프상태로 함으로써 충전장치(71)는 전기경로를 차단하고 과전압의 출력을 방지할 수 있다.
더욱이, 상기 제 1 및 제 2실시예는 도 3 및 도 6에 나타낸 구성을 갖는 충전장치(20, 31)와 전지팩(21)의 경우에 대해서 다루었다. 그러나 본 발명은 여기에 한정되지 않고 도 17에 나타낸 충전제어장치(18)의 충전장치(90)와 전지팩(91) 등의 검출전압이 4.2V를 초과하는 경우에 4.2V전압검출회로(6 및 22)에서 전송되어진 검출신호(S1 및 S2)는 검출신호검출회로(92 및 93)에 의해 검출되고, 상기 검출신호(S1 및 S2)가 검출되는 경우에 전환회로(94 및 95)를 오프상태로하므로서 검출신호(S1 및 S2)가 전송될 수 있다.
전환회로(94 및 95)의 온/오프제어에 의해 검출신호(S1)를 출력하는 제어처리순서를 도 18의 플로우차트를 참조해서 설명하였다. 여기에서, 충전장치(90)에 있어서 제어처리 순서를 기술하였다. 그러나, 전지팩(91)에 있어서 전환회로(95)의 제어처리 순서는 충전장치(90)에 있어서의 제어처리 순서와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
충전장치(90)에 있어서, 시작단계(RT2)에서 처리가 입력되고 단계(SP11)로 이동한다. 단계(SP11)에 있어서, 입력전원이 입력단자(A 및 B)를 거쳐서 AC어댑터에서 공급되는 경우에, 충전장치(90)는 단계(SP12)로 이동한다.
단계(SP12)에 있어서, 정전압정전류회로(3)가 입력전원을 이용하여 동작을 시작하는 경우에, 충전장치(90)는 단계(SP13)로 이동한다. 단계(SP13)에 있어서, 충전장치(90)는 전압검출회로(6)에 의해 전송된 검출신호를 검출신호검출회로(92)에 의해 검출하고 단계(SP14)로 이동한다. 단계(SP14)에 있어서, 충전장치(90)는 검출신호검출회로(92)에 의해 검출신호(S1)가 검출되는지 아닌지를 판단한다.
단계(SP14)에 있어서, 부정적인 결과가 얻어지면, 이것은 검출신호(S1)가 검출되지 않은 것을 나타내고, 충전장치(90)는 단계(SP13)로 복귀하고 검출신호(S1)를 다시 검출한다. 이 시점에서, 검출신호가 검출되지 않기 때문에, 충전장치(90)는 전환회로(94)를 온상태로 하지 않는다.
반면에, 단계(SP14)에서 긍정적인 결과가 얻어지면 충전장치(90)는 단계(SP15)로 이동하고 전환회로(94)를 온상태로 한다. 단계(SP16)에 있어서, 충전장치(90)가 전환회로(94)를 온상태로 하여 검출신호(S1)를 검출신호처리회로(96)로 전송하고 처리를 종료한다.
따라서, 검출신호출력회로(96)는 먼저 도달한 검출신호(S1 또는 S2) 중 어느 하나를 우선제어회로(24)에 공급하고 과충전검출회로(97)는 과전압레벨을 갖는 검출신호(S1 또는 S2)를 보호회로(25)에 출력하고, 검출신호(S1 또는 S2)의 신호레벨에 대응해서 우선제어회로(24)와 보호회로(25)의 순서로 충전제어가 실행될 수 있 다. 검출신호(S1 또는 S2)가 전환회로(94 또는 95)를 거쳐서 전송될 수 있기 때문에 전압검출회로(6 또는 22)의 어느 하나가 고장나더라도 다른 전압검출회로(22)(또는 6)가 검출신호(S2)에 의거해 충전제어를 실행할 수 있다.
본 발명의 적의의 실시예에 대해서 기술하였지만, 목적하는 다양한 변경 및 수정은 그 기술에 숙련된 자에게 분명해질 것이고, 따라서, 본 발명의 진의와 범위 내에서 이러한 모든 변경 및 수정이 첨부된 청구항에 포함된다.
상기 본 발명에 의하면, 제 1 및 제 2의 검출결과 중 어느 하나에 의거해 정전압정전류수단의 출력전압 또는 출력전류를 우선적으로 정지하고, 정전압정전류수단의 출력전압 또는 출력전류가 높게 되어 제어할 수 없는 경우에, 2차전지의 전기경로를 차단하고 2차전지를 보호하므로서, 2차전지에 대응하는 과전류전압 또는 과충전전류를 공급하지 않고 2배의 안전성을 갖는 충전제어를 행할 수 있고, 그것에 의해 2차전지를 안전하게 충전해서 얻는 충전제어방법을 실현할 수 있다.
더욱이 본 발명에 의하면, 제 1 및 제 2의 검출결과 중 어느 하나에 의거해서 정전압정전류수단의 출력전압 또는 출력전류를 우선적으로 정지하고, 정전압정전류수단의 출력전류가 높게되어 제어할 수 없는 경우에, 2차전지의 전기경로를 차단하고 2차전지를 보호하므로서, 2차전지에 대응하는 과충전전압 또는 과충전전류를 공급하지 않고 2배의 안전성을 갖는 충전제어를 행할 수 있고, 그것에 의해 2차전지를 안전하게 충전해서 얻는 충전제어장치를 실현할 수 있다.

Claims (7)

  1. 정전압과 정전류를 출력하는 충전장치와 2차전지를 포함하는 전지장치를 접속단자를 통해서 접속하고, 상기 충전장치에 의해 상기 2차전지를 충전하는 2차전지의 충전제어장치에 있어서,
    정전압과 정전류를 갖는 출력을 공급하는 정전압정전류회로와,
    상기 정전압정전류회로에서의 출력전압과 제 1 임계레벨을 비교하고 상기 비교결과에 대응해서 제 1검출신호를 발생하는 제 1전압검출회로를 포함하여 구성하는 상기 충전장치와,
    상기 정전압정전류회로의 출력으로 충전되어지는 상기 2차전지와,
    상기 2차전지의 충전전압과 상기 제 1 임계레벨을 비교하고, 상기 비교결과에 대응해서 제 2검출신호를 발생하는 제 2 전압검출회로를 포함하여 구성하는 상기 전지장치와,
    상기 제 1 및 제 2검출회로에서 각각 상기 제 1 및 제 2검출신호가 공급되고, 상기 제 1 및 제 2검출신호 중 어느 하나가 제 1임계레벨을 초과하는 경우에 상기 정전압정전류회로의 출력을 정지하는 출력제어회로를 더 포함하는 상기 충전장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 충전제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2검출회로에서 각각 상기 제 1 및 제 2검출신호가 공급되 고, 상기 제 1 및 제 2검출신호 중 어느 하나가 제 2임계레벨을 초과하는 경우에, 상기 정전압정전류회로의 출력을 상기 2차전지로 공급하기 위한 전기경로를 차단하는 보호회로를 더 포함하는 상기 전지장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 충전제어장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2임계레벨이 상기 제 1임계레벨보다 더 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 충전제어장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2검출회로에 입력된 전압이 상기 제 1임계레벨을 초과하는 경우에, 상기 제 1 및 제 2검출회로의 제 1 및 제 2검출신호의 전류가 증가 하는 것을 특징으로 하는 충전제어장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2검출신호의 전류가 급격히 증가하는 것을 특징으로 하는 충전제어장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2검출회로의 상기 제 1 또는 제 2검출신호 중 어느 하나에 대응해서, 적어도 두 레벨간에 상기 제 1검출회로의 상기 제 1임계레벨을 전환하는 레벨제어회로를 더 포함하는 상기 충전장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 충전제어장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 레벨제어회로가 상기 제 1 임계레벨을 적어도 상기 두 레벨 외의 낮은 레벨로 설정하고, 상기 제 1검출회로에 입력된 전압이 상기 낮은 레벨보다 낮게 되는 경우에는, 상기 제 1임계레벨을 상기 제 1검출신호에 대응하는 적어도 두 레벨 외의 높은 레벨로 전환하고, 상기 제 1검출회로에 입력된 전압이 상기 높은 레벨보다 높게 되는 경우에는, 상기 제 1임계레벨을 상기 제 1검출신호에 대응하는 상기 낮은 레벨로 전환하는 것을 특징으로 하는 충전제어장치.
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