KR100715776B1 - The Power controlling Apparatus and Method Thereof - Google Patents

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김영기
박종일
신동명
노희석
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 이동 로봇에 있어서 배터리의 방전 전류 차단시 배터리를 무 부하 상태로 유지하도록 한 전원 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, The present invention relates to a power supply control device and a method for maintaining a battery in a non-load state when the discharge current of the battery in the mobile robot,

이러한 본 발명은, 전원 신호 감지부로부터 이동 로봇의 소정 위치에 구비된 전원 버튼의 조작에 따라 부하에 전원을 공급해주는 방전 전류 차단/도통 스위치의 초기 구동 신호를 발생하고 동시에 전원 버튼 조작신호를 발생하며, 마이컴 전원부에서 방전 전류 차단/도통 스위치에 의해 공급되는 부하 전원을 정전압으로 만들어 마이컴에 전원을 공급해주고, 마이컴에서 전원버튼 조작신호와 내장된 배터리의 과방전이나 배터리 전압 부족 상태가 검출되면 자동으로 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동 제어신호를 발생하며, 부하 전원 제어부에서 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동 제어신호에 따라 방전 전류 차단/도통 스위치의 동작을 제어하게 되며, 이로써 배터리의 방전 전류 차단시 배터리를 무 부하 상태로 만들게 된다.The present invention, from the power signal detection unit generates an initial drive signal of the discharge current blocking / conduction switch for supplying power to the load in accordance with the operation of the power button provided at a predetermined position of the mobile robot and at the same time generates a power button operation signal The microcomputer power supply unit supplies power to the microcomputer by making the load power supplied by the discharge current blocking / conduction switch constant, and automatically detects the power button operation signal and the overdischarge of the built-in battery or the low battery voltage. To generate the drive control signal of the discharge current cutoff / conduction switch, and control the operation of the discharge current cutoff / conduction switch according to the drive control signal of the discharge current cutoff / conduction switch in the load power controller, thereby blocking the discharge current of the battery. This will put the battery into a no-load state.

이동 로봇, 청소 로봇, 전원 제어, 마이컴 전원 Mobile robot, sweeping robot, power control, micom power

Description

전원 제어 장치 및 그 방법{The Power controlling Apparatus and Method Thereof}Power Control Apparatus and Method Thereof

도 1은 종래 이동로봇에 적용된 전원 제어 장치의 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a power control device applied to a conventional mobile robot.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전원 제어 장치의 구성을 보인 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a power supply control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전원 제어 방법의 과정을 보인 흐름도.3 is a flowchart illustrating a process of a power control method according to an exemplary embodiment of the present invention.

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

102… 전원 버튼102... Power button

103… 전원 신호 감지부103... Power signal detector

104… 방전 전류 차단/도통 스위치104... Discharge Current Break / Conductor Switch

105… 마이컴 전원부105... Micom Power Supply

106… 마이컴106... Micom

107… 부하전원 제어부107... Load power control

108… 방전전류 감지부108... Discharge current detector

109… 배터리 전압 감지부109... Battery voltage detector

본 발명은 전원 제어에 관한 것으로서, 특히 배터리의 방전 전류 차단시 배터리를 무 부하 상태로 유지하도록 한 전원 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to power supply control, and more particularly, to a power supply control device and a method for maintaining a battery in a unloaded state when the discharge current of the battery is cut off.

더욱 상세하게는, 이동 로봇에 적용된 배터리의 방전 전류 차단시 배터리에 무 부하가 걸리도록 하여 방전을 원천적으로 차단함으로써 배터리의 수명 연장을 도모하도록 한 전원 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a power supply control device and a method for extending the life of the battery by blocking the discharge at the source so that the battery is unloaded when the discharge current of the battery applied to the mobile robot is cut off.

일반적으로, 로봇은 산업용으로 개발되어 공장 자동화의 일환으로 사용되거나, 인간이 견딜 수 없는 극한의 환경에서 인간을 대신하여 정보를 수집하거나 채집하는데 사용되어 왔다. 이러한 로봇공학 분야는 근래에 들어 최첨단 우주개발산업에 사용되면서 발전을 거듭하여 왔고, 최근에 들어서는 인간 친화적인 가정용 로봇이 개발되기에 까지 이르렀다. 이러한 인간 친화적인 가정용 로봇의 대표적인 예가 바로 청소 로봇이다.In general, robots have been developed for industrial use and used as part of factory automation, or have been used to collect or collect information on behalf of humans in extreme environments that humans cannot tolerate. This field of robotics has been developed in recent years as it is used in the cutting-edge space development industry, and until recently, human-friendly home robots have been developed. A representative example of such a human-friendly home robot is a cleaning robot.

이동로봇의 하나인 청소로봇은 주택 또는 사무실과 같은 일정한 청소구역을 스스로 구동하면서 먼지 또는 이물질을 청소하는 기기이다. 이와 같은 청소로봇은 먼지 또는 이물질을 흡입하는 일반적인 진공 청소기의 구성 이외에 해당 청소로봇을 주행시키는 좌륜 및 우륜 모터를 포함하는 주행장치와, 청소구역 내에 있는 다양한 장애물과 충돌하지 않고 주행할 수 있도록 다수의 감지센서와, 장치 전반을 제어하는 마이크로프로세서 등으로 구성되어 있다.The cleaning robot, which is one of the mobile robots, is a device that cleans dust or foreign substances while driving a certain cleaning area such as a house or office by itself. In addition to the construction of a general vacuum cleaner that sucks in dust or foreign substances, such a cleaning robot includes a driving device including a left and right wheel motor for driving the cleaning robot, and a plurality of driving devices without colliding with various obstacles in the cleaning area. It consists of a sensor and a microprocessor that controls the whole device.

그리고 이와 같은 구성으로 구현되는 청소로봇은 이동의 용이함을 위해서 배터리가 내장되고, 그 내장된 배터리에 의해서 필요한 전원을 공급받아 해당 동작을 수행하게 된다.And the cleaning robot implemented in such a configuration is a battery is built for ease of movement, is supplied with the necessary power by the built-in battery to perform the operation.

도 1은 종래 청소로봇에 내장된 배터리의 전원을 제어하는 전원 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다.Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a power control device for controlling the power of the battery built in the conventional cleaning robot.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 청소로봇의 전원 제어 장치는, 청소로봇의 본체에 내장되는 배터리(11)와, 배터리(11)에서 공급되는 전원을 후술되는 마이컴(14)에서 필요로 하는 정전압으로 변환하여 공급하는 마이컴 전원부(12)와, 전원 공급 온(on)/오프(off)를 위한 전원 버튼(13)과, 전원 버튼(13)의 조작에 따라 전원 공급 제어신호를 발생하고, 과방전이나 배터리 잔량 부족시에도 자동으로 배터리 방전 오프를 위한 전원 공급 제어신호를 발생하는 마이컴(14)을 구비한다.As shown in FIG. 1, a conventional power supply control apparatus for a cleaning robot includes a battery 11 built in a main body of the cleaning robot and a constant voltage required by a microcomputer 14 to be described later. The microcomputer power supply unit 12 for converting and supplying the power supply, the power button 13 for power supply on / off, and a power supply control signal according to the operation of the power button 13, The microcomputer 14 generates a power supply control signal for automatically discharging the battery even before or when the battery level is insufficient.

아울러 종래 청소로봇의 전원 제어 장치는, 마이컴(14)에서 출력되는 전원 공급 제어신호에 대응하여 배터리(11)에서 방전되는 전압을 부하에 공급하거나 차단하는 방전 전류 차단/도통 스위치(15)와, 방전 전류 차단/도통 스위치(15)에서 부하로 공급되는 전압을 감지하여 그 감지신호를 배터리 전압 감지신호로 마이컴(14)에 제공하는 배터리 전압 감지부(16)와, 부하 공급 전원으로 구동하여 장애물 등을 검출하는 각종 센서가 구비된 센서부(17)와, 부하 공급 전원으로 구동하여 청소로봇의 이동 동작을 수행하는 모터(18)와, 배터리(11)에서 방전되는 전압을 감지하여 그 결과 과방전시 마이컴(14)에 과방전임을 알리는 신호를 인가하는 방전전류 감지부(19)를 포함하여 구성된다.In addition, the power supply control apparatus of the conventional cleaning robot, the discharge current blocking / conduction switch 15 for supplying or blocking the voltage discharged from the battery 11 to the load in response to the power supply control signal output from the microcomputer 14, The battery voltage sensing unit 16 which senses the voltage supplied to the load from the discharge current blocking / conducting switch 15 and provides the detection signal to the microcomputer 14 as the battery voltage sensing signal, and is driven by the load supply power to the obstacle. A sensor unit 17 equipped with various sensors for detecting the light, a motor 18 driving a cleaning robot by a load supply power supply, and a voltage discharged from the battery 11, resulting in overheating. And a discharge current sensing unit 19 for applying a signal indicating that the display microcomputer 14 is over-discharged.

이와 같이 구성되는 종래 청소로봇에 적용된 전원 제어 장치의 동작을 간단히 살펴보면 다음과 같다.Looking briefly at the operation of the power control device applied to the conventional cleaning robot is configured as follows.

먼저, 마이컴 전원부(12)는 항상 동작을 하여 배터리(11)로부터 방전된 전압을 마이컴(14)에서 필요로 하는 정전압으로 만들어 마이컴(14)에 공급해줌으로써 마이컴(14)은 활성상태(전원 버튼의 조작 신호를 인지할 수 있는 대기 상태)를 유지하게 된다.First, the microcomputer power supply unit 12 always operates to make the voltage discharged from the battery 11 constant voltage required by the microcomputer 14 to supply the microcomputer 14 to the microcomputer 14 in an active state (the Standby state to recognize the operation signal).

대기 상태에서 사용자가 전원 공급을 결정하기 위한 전원 버튼(13)을 온(on) 상태로 조작하면, 마이컴(14)은 이를 인지하고 방전 전류 차단/도통 스위치(15)를 온 상태로 제어하게 된다.When the user operates the power button 13 to determine the power supply in the on state, the microcomputer 14 recognizes this and controls the discharge current interruption / conduction switch 15 to the on state. .

방전 전류 차단/도통 스위치(15)가 온 상태로 전환되면, 배터리(11)에 충전된 전압이 방전되어 방전 전류 차단/도통 스위치(15)를 경유하여 부하에 구동 전원이 공급된다. When the discharge current interruption / conduction switch 15 is turned on, the voltage charged in the battery 11 is discharged, and driving power is supplied to the load via the discharge current interruption / conduction switch 15.

전원 공급이 이루어지면 센서부(17)의 각종 센서가 동작을 하게 되고, 모터(18)도 마이컴(14)의 제어에 대응하게 동작하여 청소로봇의 이동 동작을 수행하게 된다.When power is supplied, various sensors of the sensor unit 17 operate, and the motor 18 also operates in response to the control of the microcomputer 14 to perform the movement of the cleaning robot.

아울러 전원 공급이 이루어지면 방전전류 감지부(19)와 배터리 전압 감지부(16)도 각각 동작을 하여 과방전이 검출되는지 또는 배터리 전압이 일정 전압 이하가 되는지를 검출하게 되고, 그 검출 결과를 마이컴(14)에 전달하게 된다.In addition, when the power is supplied, the discharge current detector 19 and the battery voltage detector 16 also operate to detect whether overdischarge is detected or whether the battery voltage is lower than a predetermined voltage. 14).

마이컴(14)은 부하에 전원을 공급하고 있는 상태에서, 전원 버튼(13)의 조작에 의해 전원 오프 신호가 입력되거나 방전전류 감지부(19)에 의해 과방전이 검출 되거나, 배터리 전압 감지부(16)에 의해 배터리 전압 부족이 검출되는 경우, 자동으로 방전 전류 차단/도통 스위치(15)에 제어신호를 인가하여 부하에 공급되는 전원이 차단되도록 한다.In the state where the microcomputer 14 is supplying power to the load, a power-off signal is input by the operation of the power button 13 or the over-discharge is detected by the discharge current detection unit 19, or the battery voltage detection unit 16 When the battery voltage shortage is detected by a), a control signal is automatically applied to the discharge current interruption / conduction switch 15 so that the power supplied to the load is cut off.

이 경우에도 마이컴 전원부(12)만이 지속적으로 동작을 하여 마이컴(14)에 대기 전원을 공급해주게 된다.Even in this case, only the microcomputer power supply unit 12 continuously operates to supply standby power to the microcomputer 14.

즉, 부하에 공급되는 전원이 오프된 경우에도 마이컴(14)에서 전원 버튼(13)이 눌러지는지를 확인하기 위해서는 마이컴(14)에 구동 전원이 항상 공급되어야 하므로, 마이컴 전원부(12)는 부하 전원 공급 여부와는 무관하게 항상 동작을 하게 된다.That is, even when the power supplied to the load is off, the driving power must always be supplied to the microcomputer 14 in order to check whether the power button 13 is pressed by the microcomputer 14, so that the microcomputer power supply unit 12 has a load power supply. It will always work regardless of supply.

그러나 이러한 종래 청소로봇에 적용된 전원 제어장치는, 마이컴 전원 공급을 위해서 배터리는 항상 방전 전류가 흐르게 되므로 이로 인해 과방전이 될 우려가 있으며, 배터리의 수명이 단축될 우려도 있다.However, in the power control device applied to the conventional cleaning robot, since the discharge current flows through the battery to supply the microcomputer power, there is a risk of over-discharge due to this, and the life of the battery may be shortened.

또한, 과방전이 지속되면 배터리의 성능이 저하되거나 파손되어 배터리의 수명을 단축시키는 문제점도 발생하였다.In addition, if the over-discharge is continued, the performance of the battery is degraded or damaged to reduce the life of the battery.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention is proposed to solve the above problems of the prior art,

그 목적은 배터리의 방전 전류 차단시 배터리를 무 부하 상태로 유지하도록 한 전원 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a power supply control device and method for maintaining a battery in a no-load state when the discharge current of the battery is cut off.

본 발명의 다른 목적은, 이동 로봇에 적용된 배터리의 방전 전류 차단시 배 터리에 무 부하가 걸리도록 하여 방전을 원천적으로 차단함으로써 배터리의 수명 연장을 도모하도록 한 전원 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a power supply control device and a method for extending the life of the battery by blocking the discharge at the source so that the battery is unloaded when the discharge current of the battery applied to the mobile robot is cut off. have.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 "전원 제어 장치"는,"Power control device" according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object,

이동 로봇의 소정 위치(본체)에 구비된 전원 버튼의 조작에 따라 부하에 전원을 공급하거나 차단하는 방전 전류 차단/도통 스위치의 초기 구동 신호를 발생하고 동시에 전원 버튼 조작신호를 발생하는 전원 신호 감지부와;Power signal detection unit for generating an initial drive signal of the discharge current interruption / conduction switch that supplies or cuts power to the load according to the operation of the power button provided at a predetermined position (main body) of the mobile robot and at the same time generates a power button operation signal Wow;

상기 방전 전류 차단/도통 스위치에 의해 공급되는 부하 전원을 정전압으로 만들어 마이컴 전원을 공급해주는 마이컴 전원부와;A microcomputer power supply unit supplying microcomputer power by making the load power supplied by the discharge current blocking / conducting switch constant voltage;

상기 전원 신호 감지부로부터 발생하는 전원버튼 조작신호와 내장된 배터리의 과방전이나 배터리 전압 부족 상태가 검출되면 자동으로 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 제어신호를 발생하는 마이컴과;A microcomputer for automatically generating a control signal of the discharge current interruption / conduction switch when a power button operation signal generated from the power signal detection unit and an over discharge or low battery voltage of the built-in battery are detected;

상기 마이컴에서 발생하는 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동 제어신호에 따라 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 동작을 제어하는 부하 전원 제어부를 구비한다.And a load power control unit controlling the operation of the discharge current interruption / conduction switch according to a drive control signal of the discharge current interruption / conduction switch generated by the microcomputer.

여기서 전원 신호 감지부는 전원 버튼의 조작으로만 부하 전원의 공급이 가능토록 방전 전류 차단/도통 스위치를 제어함으로써, 전원 버튼의 조작으로만 부하 전원의 공급이 가능하게 된다.Here, the power signal detection unit controls the discharge current blocking / conduction switch so that the load power can be supplied only by the operation of the power button, so that the load power can be supplied only by the operation of the power button.

또한, 전원 신호 감지부는, 상기 전원 버튼의 조작 신호에 따라 초기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동신호를 발생하고, 동시에 전원 버튼 조작신호를 발생하는 광 커플러를 구비하는 것이 바람직하다.The power signal detection unit preferably includes an optical coupler that generates a drive signal of an initial discharge current interruption / conduction switch according to an operation signal of the power button and simultaneously generates a power button operation signal.

또한, 마이컴은, a) 상기 전원 신호 감지부에서 발생하는 전원버튼 조작신호에 대응하여 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동신호를 제어하고, b) 내장된 배터리의 과방전이나 배터리 전압 부족이 검출되면 자동으로 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동을 제어하게 된다.In addition, the microcomputer, a) in response to the power button operation signal generated by the power signal detection unit to control the drive signal of the discharge current interrupt / conduction switch, b) detect the over-discharge of the built-in battery or the battery voltage shortage In this case, the driving of the discharge current interruption / conduction switch is automatically controlled.

또한, 부하 전원 제어부는, 상기 마이컴에서 발생하는 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동 제어신호에 따라 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동신호를 발생하는 광 커플러를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the load power control unit preferably includes an optical coupler for generating a drive signal of the discharge current cutoff / conduction switch according to the drive control signal of the discharge current cutoff / conduction switch generated by the microcomputer.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 "전원 제어 방법"은,On the other hand, "power control method" according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object,

전원 오프 상태에서 이동 로봇의 소정 위치(본체)에 구비된 전원 버튼이 눌러지면 방전 전류 차단/도통 스위치를 자동으로 온시켜 부하 및 마이컴 구동 전원을 공급해주는 단계와;Supplying a load and a microcomputer driving power by automatically turning on a discharge current blocking / conducting switch when a power button provided at a predetermined position (main body) of the mobile robot is pressed in a power off state;

상기 부하 전원 공급 상태에서 전원 버튼이 조작상태와 과방전 또는 배터리 전압 부족 검출 여부에 따라 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동을 제어하는 단계로 이루어진다.In the load power supply state, the power button controls the driving of the discharge current interruption / conduction switch according to an operation state and whether over discharge or low battery voltage is detected.

여기서 본 발명에 의한 전원 제어 방법은, 상기 마이컴에서 구동 전원이 공급되면 상기 방전 전류 차단/도통 스위치를 온 상태로 유지토록 제어하는 단계를 더 포함한다.Here, the power control method according to the present invention further includes the step of controlling to maintain the discharge current blocking / conduction switch in the on state when the driving power is supplied from the microcomputer.

또한, 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동을 제어하는 단계는, 부하 전원 공급 상태에서 전원 버튼이 조작되면 방전 전류 차단/도통 스위치를 오프시키는 단계를 포함한다.Further, controlling the driving of the discharge current interruption / conduction switch includes turning off the discharge current interruption / conduction switch when the power button is operated in the load power supply state.

아울러 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동을 제어하는 단계는, 부하 전원 공급 상태에서 과방전이 검출되면 방전 전류 차단/도통 스위치를 오프시키는 단계를 포함한다.In addition, controlling the driving of the discharge current interruption / conduction switch includes turning off the discharge current interruption / conduction switch when overdischarge is detected in the load power supply state.

그리고 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동을 제어하는 단계는, 부하 전원 공급 상태에서 배터리 전압 부족이 검출되면 방전 전류 차단/도통 스위치를 오프시키는 단계를 포함한다.And controlling the driving of the discharge current interruption / conduction switch includes turning off the discharge current interruption / conduction switch when a battery voltage shortage is detected in a load power supply state.

또한, 본 발명에 의한 전원 제어 방법은 상기 방전 전류 차단/도통 스위치가 오프되는 경우 상기 마이컴에 인가되는 구동 전원도 차단된다.In addition, in the power control method according to the present invention, when the discharge current blocking / conduction switch is turned off, the driving power applied to the microcomputer is also cut off.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention. If it is determined that the detailed description of the known function or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전원 제어 장치의 블록구성도이다.2 is a block diagram of a power control device according to an embodiment of the present invention.

여기서 101은 이동 로봇의 본체에 내장되는 배터리를 나타내고, 참조부호 102는 본체에 구비된 전원 버튼으로서 파워를 온/오프하기 위해서 사용되는 버튼이다.In this case, reference numeral 101 denotes a battery built in the main body of the mobile robot, and reference numeral 102 denotes a power button provided in the main body, which is used to turn on / off power.

참조부호 103은 이동 로봇의 본체에 구비된 전원 버튼(102)의 조작에 따라 부하에 전원을 공급하거나 차단하는 방전 전류 차단/도통 스위치(104)의 초기 구동 신호를 발생하고 동시에 전원 버튼 조작신호를 발생하는 전원 신호 감지부로서, 광 커플러(Opto-coupler)로 구현하는 것이 바람직하다.Reference numeral 103 generates an initial drive signal of the discharge current interruption / conduction switch 104 which supplies or cuts power to the load according to the operation of the power button 102 provided in the main body of the mobile robot, and simultaneously generates a power button operation signal. As a generated power signal detection unit, it is preferable to implement with an opto-coupler.

참조부호 105는 상기 방전 전류 차단/도통 스위치(104)에 의해 공급되는 부하 전원을 정전압으로 만들어 마이컴 전원을 공급해주는 마이컴 전원부로서, 반드시 부하 전원이 공급되는 경우에만 동작을 한다.Reference numeral 105 is a microcomputer power supply unit for supplying the microcomputer power by making the load power supplied by the discharge current blocking / conduction switch 104 constant, and operates only when the load power is supplied.

참조부호 106은 상기 전원 신호 감지부(103)로부터 발생하는 전원버튼 조작신호와 내장된 배터리(101)의 과방전이나 배터리 전압 부족 상태가 검출되면 자동으로 상기 방전 전류 차단/도통 스위치(104)의 제어신호를 발생하는 마이컴으로서, 부하 전원이 공급되는 경우에만 구동 전원을 공급받아 동작한다.Reference numeral 106 denotes that the discharge current cutoff / conduction switch 104 automatically operates when a power button operation signal generated from the power signal detection unit 103 and an over discharge or low battery voltage of the built-in battery 101 are detected. It is a microcomputer that generates a control signal and operates by receiving driving power only when a load power is supplied.

그리고 참조부호 107은 상기 마이컴(106)에서 발생하는 방전 전류 차단/도통 스위치(104)의 구동 제어신호에 따라 상기 방전 전류 차단/도통 스위치(104)의 동작을 제어하는 부하 전원 제어부로서, 광 커플러로 구현하는 것이 바람직하다.Reference numeral 107 denotes a load power control unit controlling an operation of the discharge current blocking / conducting switch 104 in accordance with a drive control signal of the discharge current blocking / conducting switch 104 generated by the microcomputer 106. It is preferable to implement.

아울러 참조부호 108은 배터리(108)의 방전 전류를 검출하여 과방전일 경우 마이컴(106)에 과방전 감지신호를 전달하는 방전전류 감지부를 나타내며, 참조부호 109는 배터리 전압을 감지하고 그 감지 결과 배터리 전압이 부족한 경우 배터리 전압 부족 상태임을 마이컴(106)에 전달해주는 배터리 전압 감지부를 나타내고, 참조부호 110은 로봇 이동을 위한 장애물 감지센서 및 기타 로봇 제어에 필요한 센서가 구비된 센서부를 나타내며, 참조부호 111은 이동을 위한 모터를 나타낸다.In addition, reference numeral 108 denotes a discharge current detection unit that detects a discharge current of the battery 108 and transmits an over-discharge detection signal to the microcomputer 106 in case of over discharge, and reference numeral 109 detects a battery voltage and as a result of the detection, the battery voltage. In this case, it indicates a battery voltage detecting unit for transmitting to the microcomputer 106 that the battery voltage is low, reference numeral 110 denotes a sensor unit including an obstacle detecting sensor for moving the robot and other sensors for controlling the robot, and reference numeral 111 denotes a battery voltage detecting unit. Represents a motor for movement.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전원 제어 장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the power control device according to an embodiment of the present invention configured as described above in detail.

먼저, 본 발명에 따른 전원 제어 장치는 부하에 전원을 공급해주어 해당 동작을 수행하는 파워 온 과정과, 부하 전원을 차단하는 파워 오프 과정으로 대별되며, 이를 분리하여 설명하면 다음과 같다.First, the power control apparatus according to the present invention is roughly divided into a power-on process for performing a corresponding operation by supplying power to a load, and a power-off process for cutting off the load power.

부하에 구동 전원을 공급해주는 파워 온 과정을 살펴보면, 초기 전원이 오프된 상태에서 사용자가 이동 로봇인 청소 로봇을 이용하여 청소를 하기 위해서 본체에 구비된 전원 버튼(102)을 조작하면, 전원 신호 감지부(103)가 동작을 하여 방전 전류 차단/도통 스위치(104)를 로우상태로 만들어 활성화 상태(동작 상태)가 되도록 한다. 즉, 전원 신호 감지부(103)는 전원 버튼(102)이 조작되면 광 커플러의 포토 다이오드(103a)가 동작하여 방전 전류 차단/도통 스위치(104)를 로우상태로 만들게 된다.Looking at the power-on process for supplying the driving power to the load, when the user operates the power button 102 provided in the main body to clean using a cleaning robot that is a mobile robot in the initial power-off state, power signal detection The unit 103 operates to put the discharge current interruption / conduction switch 104 in a low state so as to be in an activated state (operation state). That is, when the power button 102 is operated, the power signal detecting unit 103 operates the photodiode 103a of the optocoupler to make the discharge current blocking / conduction switch 104 low.

방전 전류 차단/도통 스위치(04)는 온 상태가 되면 배터리(101)의 방전 전압을 부하에 공급해주게 되고, 부하 전원이 공급되면 마이컴 전원부(105)는 부하 전원을 마이컴(106)에서 필요한 정전압으로 만들어 마이컴(106)에 구동 전원을 공급해주게 된다.When the discharge current interruption / conduction switch 04 is turned on, the discharge current of the battery 101 is supplied to the load. When the load power is supplied, the microcomputer power supply unit 105 supplies the load power to the constant voltage required by the microcomputer 106. It is made to supply the driving power to the microcomputer 106.

구동 전원이 공급되면 마이컴(106)은 동작을 하여 파워 온/오프(Power ON/OFF) 제어신호를 하이신호(high)로 유지하여 부하전원 제어부(107)에 제공하며, 센서부(110) 및 모터(111)의 구동을 알맞게 제어하게 된다.When the driving power is supplied, the microcomputer 106 operates to maintain the power on / off control signal as a high signal and provide the load power controller 107 to the sensor unit 110. The driving of the motor 111 is appropriately controlled.

부하전원 제어부(10)는 마이컴(106)으로부터 하이신호가 제공되면 포토 다이 오드(107a)가 동작을 하여 광을 발생하게 되고, 이렇게 발생된 광신호가 포토 트랜지스터(107b)에 전달되어 포토 트랜지스터(107b)가 턴-온상태가 됨으로써 방전 전류 차단/도통 스위치(104)는 로우상태를 유지하여 부하에 지속적으로 전원을 공급해주게 된다.When a high signal is provided from the microcomputer 106, the load power control unit 10 generates light by operating the photodiode 107a, and the optical signal generated as described above is transferred to the phototransistor 107b to transmit the phototransistor 107b. ) Is turned on so that the discharge current blocking / conducting switch 104 maintains a low state to continuously supply power to the load.

부하에 전원이 공급되면 방전전류 감지부(108)는 배터리(101)로부터 방전되는 전류를 검출하여 마이컴(106)에 전달하게 되고, 배터리 전압 감지부(109) 역시 배터리 전압 상태를 검출하여 마이컴(106)에 전달한다.When power is supplied to the load, the discharge current detection unit 108 detects a current discharged from the battery 101 and transmits it to the microcomputer 106, and the battery voltage detection unit 109 also detects a battery voltage state to provide a microcomputer ( To 106).

마이컴(106)은 과방전이 검출되거나 배터리 전압 부족 상태가 검출되면 방전 전류 차단/도통 스위치(104)를 오프시켜 부하 전원을 차단하게 된다.The microcomputer 106 turns off the load current by turning off the discharge current blocking / conduction switch 104 when an over discharge is detected or a low battery voltage is detected.

이하에서는 파워를 오프하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of turning off the power will be described.

전원 공급 상태에서 사용자가 전원 버튼(102)을 누르게 되면 전원 신호 감지부(103) 내의 포토 다이오드(103a)가 동작하여 광을 발생하게 되고, 이렇게 발생된 광신호에 의해 포토 트랜지스터(103b)가 턴-온되어 마이컴 전원전압을 이용하여 파워 온 감지신호로 하이신호를 마이컴(106)에 전달한다. When the user presses the power button 102 in the power supply state, the photodiode 103a in the power signal detection unit 103 operates to generate light, and the phototransistor 103b is turned on by the generated optical signal. It is turned on and transmits a high signal to the microcomputer 106 as a power-on detection signal using the microcomputer power supply voltage.

마이컴(106)은 파워 온 감지신호가 입력되면 현재 출력하고 있는 파워 온/오프 제어신호인 하이신호를 오프시키게 된다. 파워 온/오프 신호가 로우상태가 되면 부하전원 제어부(107) 내의 포토 다이오드(107a)가 오프되고, 그에 연동하는 포토 트랜지스터(107b)도 오프된다. 부하전원 제어부(107)내의 포토 트랜지스터(107b)가 오프되면 방전 전류 차단/도통 스위치(104)에는 하이신호가 인가되어 방전 전류 차단/도통 스위치(104)는 오프되고, 이로 인해 부하 전원이 차단된다. 즉, 전원 공급 상태에서 사용자가 전원 버튼(102)을 조작하게 되면 부하 전원이 차단된다. 이와 같이 부하 전원이 차단되면 마이컴 전원부(105)도 동작을 하지 못해 마이컴 전원 공급을 차단하게 되며, 이에 따라 마이컴(106)도 구동 전원이 차단되어 동작을 하지 않게 된다.When the power-on detection signal is input, the microcomputer 106 turns off the high signal, which is the power on / off control signal currently being output. When the power on / off signal is turned low, the photodiode 107a in the load power control unit 107 is turned off, and the photo transistor 107b associated with it is turned off. When the photo transistor 107b in the load power supply control unit 107 is turned off, a high signal is applied to the discharge current interruption / conduction switch 104 to turn off the discharge current interruption / conduction switch 104, thereby interrupting the load power supply. . That is, when the user operates the power button 102 in the power supply state, the load power is cut off. As such, when the load power is cut off, the microcomputer power supply unit 105 may not operate so that the microcomputer power supply is cut off. Accordingly, the microcomputer 106 also cuts off the driving power and does not operate.

다시 말해 본 발명은 전원 오프시 배터리가 무 부하 상태가 되므로 배터리의 과방전을 방지할 수 있어 수명 연장이 가능하다.In other words, the present invention can prevent the over-discharge of the battery can be extended because the battery is in a no-load state when the power off.

다음으로, 전원 공급 상태에서 방전전류 감지부(108)나 배터리 전압 감지부(109)에 의해서 과방전이 검출되거나 배터리 전압 부족 상태가 검출되면, 마이컴(106)은 현재 출력하고 있는 파워 온/오프 제어신호인 하이신호를 오프시키게 된다. 파워 온/오프 신호가 로우상태가 되면 부하전원 제어부(107) 내의 포토 다이오드(107a)가 오프되고, 그에 연동하는 포토 트랜지스터(107b)도 오프된다. 부하전원 제어부(107)내의 포토 트랜지스터(107b)가 오프되면 방전 전류 차단/도통 스위치(104)에는 하이신호가 인가되어 방전 전류 차단/도통 스위치(104)는 오프되고, 이로 인해 부하 전원이 차단된다. 즉, 전원 공급 상태에서 사용자가 전원 버튼(102)을 조작하게 되면 부하 전원이 차단된다. 이와 같이 부하 전원이 차단되면 마이컴 전원부(105)도 동작을 하지 못해 마이컴 전원 공급을 차단하게 되며, 이에 따라 마이컴(106)도 구동 전원이 차단되어 동작을 하지 않게 되는 것이다.Next, when over-discharge is detected by the discharge current detector 108 or the battery voltage detector 109 in the power supply state, or the low battery voltage is detected, the microcomputer 106 controls the power on / off currently output. The signal high signal is turned off. When the power on / off signal is turned low, the photodiode 107a in the load power control unit 107 is turned off, and the photo transistor 107b associated with it is turned off. When the photo transistor 107b in the load power supply control unit 107 is turned off, a high signal is applied to the discharge current interruption / conduction switch 104 to turn off the discharge current interruption / conduction switch 104, thereby interrupting the load power supply. . That is, when the user operates the power button 102 in the power supply state, the load power is cut off. In this way, when the load power is cut off, the microcomputer power supply unit 105 may not operate so that the microcomputer power supply is cut off. Accordingly, the microcomputer 106 also cuts off the driving power and stops the operation.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전원 제어 방법의 과정을 보인 흐름도로서, S는 단계(Step)를 나타낸다.3 is a flowchart illustrating a process of a power supply control method according to an exemplary embodiment of the present invention, where S represents a step.

이에 도시된 바와 같이, 단계 S101에서 전원 버튼(102)이 눌러졌는지를 체크 하게 되고, 그 결과 전원 버튼(102)이 눌러지면 단계 S103에서 방전 전류 차단/도통 스위치(104)를 활성상태(온 상태)로 만들게 된다. As shown therein, in step S101, it is checked whether the power button 102 is pressed. As a result, when the power button 102 is pressed, the discharge current blocking / conducting switch 104 is activated in the step S103 (on state). )

방전 전류 차단/도통 스위치(104)가 온 상태가 되면 배터리(101)에서 방전되는 전압을 부하에 공급해주게 되며, 부하에 전원이 공급되면 단계 S105에서 마이컴 전원부(105)는 부하 전원을 마이컴(106)에서 필요로 하는 일정한 전압으로 만들어 마이컴(106)에 구동 전압을 공급해주게 된다.When the discharge current blocking / conduction switch 104 is turned on, the discharge voltage from the battery 101 is supplied to the load. When power is supplied to the load, the microcomputer power supply unit 105 supplies the load power to the microcomputer 106 in step S105. By supplying a driving voltage to the microcomputer 106 to make a constant voltage required by the).

마이컴(106)은 구동 전압이 공급되면 단계 S107에서와 같이 즉시 방전 전류 차단/도통 스위치(104)가 온 상태를 유지하도록 제어를 하게 되며, 주지한 바와 같이 부하에 전원이 공급되어 동작이 이루어지고 있는 상태에서 단계 S109에서와 같이 전원 버튼(102)이 다시 눌러지는지를 지속적으로 확인하게 된다.When the driving voltage is supplied, the microcomputer 106 controls the discharge current blocking / conducting switch 104 to remain in the on state immediately as in step S107. As is well known, the microcomputer 106 operates by supplying power to the load. In the present state, as in step S109, it is continuously checked whether the power button 102 is pressed again.

이 확인 결과 전원 버튼(102)이 다시 눌러진 경우에는 단계 S111로 이동하여 현재 상태를 체크하게 되고, 다음으로 단계 S113에서 현재 상태가 전원 온(on) 상태인가를 확인하게 된다.As a result of this check, if the power button 102 is pressed again, the process moves to step S111 to check the current state, and then, in step S113, it is checked whether the current state is the power-on state.

그 확인 결과 현재 상태가 전원 오프 상태이면 단계 S115로 이동하여 방전 전류 차단/도통 스위치(104)를 온시켜 부하에 전원을 공급해주게 되고, 이와는 달리 현재 상태가 전원 온 상태이면 단계 S117로 이동하여 방전 전류 차단/도통 스위치(104)를 오프시켜 부하에 공급되는 전원을 차단하게 된다. 이때 부하 전원이 차단되면 마이컴 전원도 차단되어 마이컴(106)도 모든 동작이 오프되어 배터리(101)는 무 부하 상태가 되는 것이다.As a result of the check, if the current state is the power-off state, the flow moves to step S115 to turn on the discharge current interruption / conduction switch 104 to supply power to the load. The current interruption / conduction switch 104 is turned off to interrupt the power supplied to the load. At this time, when the load power is cut off, the microcomputer power is also cut off, and all operations of the microcomputer 106 are turned off, and the battery 101 is in a no-load state.

한편, 부하 전원 공급 상태에서 단계 S119에서와 같이 과방전이 검출되거나 단계 S121에서와 같이 배터리 전압 부족 상태가 검출되는 경우에는 단계 S117로 이동하여 방전 전류 차단/도통 스위치(104)를 오프시켜 부하에 공급되는 전원을 차단하게 된다. 이때 부하 전원이 차단되면 마이컴 전원도 차단되므로 마이컴(106)도 모든 동작이 오프되어 배터리(101)는 무 부하 상태가 되며, 이로 인해 배터리의 과방전을 사전에 방지할 수 있어 지속적인 배터리 사용으로 인한 배터리 손상이나 수명 단축 현상을 방지하게 된다.On the other hand, if overdischarge is detected in the load power supply state as in step S119 or if the battery voltage low state is detected as in step S121, the process moves to step S117 to turn off the discharge current interruption / conduction switch 104 to supply the load. Power off. At this time, when the load power is cut off, the microcomputer power is also cut off, so all operations of the microcomputer 106 are turned off, and thus the battery 101 is in a no-load state, thereby preventing overdischarging of the battery in advance. This prevents battery damage or shortened life.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and various modifications can be made by any person having ordinary skill in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 배터리의 방전 전류 차단시 배터리를 무 부하 상태로 유지하도록 함으로써, 배터리의 과방전을 원천적으로 차단할 수 있어 소비 전력의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention described above, by maintaining the battery in a non-load state when the discharge current of the battery is cut off, the over-discharge of the battery can be cut off at the source, thereby preventing the waste of power consumption.

또한, 배터리의 과방전을 원천적으로 차단함으로써 배터리 과방전에 의한 배터리 손상이나 수명 단축을 방지할 수 있는 이점이 있다.In addition, by blocking the over-discharge of the battery at the source there is an advantage that can prevent the battery damage or shorten the life due to the battery over-discharge.

Claims (11)

이동 로봇의 소정 위치에 구비된 전원 버튼의 조작에 따라 부하에 전원을 공급해주는 방전 전류 차단/도통 스위치의 초기 구동 신호를 발생하고 동시에 전원 버튼 조작신호를 발생하는 전원 신호 감지부와;A power signal detection unit generating an initial driving signal of a discharge current interruption / conduction switch for supplying power to a load according to an operation of a power button provided at a predetermined position of the mobile robot and simultaneously generating a power button operation signal; 상기 방전 전류 차단/도통 스위치에 의해 공급되는 부하 전원을 정전압으로 만들어 마이컴 전원을 공급해주는 마이컴 전원부와;A microcomputer power supply unit supplying microcomputer power by making the load power supplied by the discharge current blocking / conducting switch constant voltage; 상기 전원 신호 감지부로부터 발생하는 전원버튼 조작신호와 내장된 배터리의 과방전이나 배터리 전압 부족 상태가 검출되면 자동으로 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동 제어신호를 발생하는 마이컴과;A microcomputer for automatically generating a driving control signal of the discharge current interruption / conduction switch when a power button operation signal generated from the power signal detection unit and an over-discharge or low battery voltage of the built-in battery are detected; 상기 마이컴에서 발생하는 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동 제어신호에 따라 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 동작을 제어하는 부하 전원 제어부를 포함하는 전원 제어 장치.And a load power controller configured to control an operation of the discharge current cutoff / conduction switch according to a drive control signal of the discharge current cutoff / conduction switch generated by the microcomputer. 제1항에 있어서, 상기 전원 신호 감지부는, 상기 전원 버튼의 조작으로만 부하 전원의 공급이 가능토록 방전 전류 차단/도통 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.The power supply control device according to claim 1, wherein the power signal detection unit controls a discharge current interruption / conduction switch to supply load power only by operating the power button. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전원 신호 감지부는, 상기 전원 버튼의 조작 신호에 따라 방전 전류 차단/도통 스위치 구동신호와 전원 버튼 조작신호를 발생하는 광 커플러를 구비한 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.The power supply unit according to claim 1 or 2, wherein the power signal detection unit includes an optocoupler for generating a discharge current interruption / conduction switch drive signal and a power button operation signal according to an operation signal of the power button. controller. 제1항에 있어서, 상기 마이컴은, a) 상기 전원 신호 감지부에서 발생하는 전원버튼 조작신호에 대응하여 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동신호를 제어하고, b) 내장된 배터리의 과방전이나 배터리 전압 부족이 검출되면 자동으로 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.According to claim 1, wherein the microcomputer, a) in response to the power button operation signal generated by the power signal detection unit for controlling the drive signal of the discharge current cutoff / conduction switch, b) the over-discharge of the built-in battery And automatically control driving of the discharge current interruption / conduction switch when a battery voltage shortage is detected. 제1항에 있어서, 상기 부하 전원 제어부는, 상기 마이컴에서 발생하는 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동 제어신호에 따라 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동신호를 발생하는 광 커플러를 구비한 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.The method of claim 1, wherein the load power control unit, characterized in that the optical coupler for generating a drive signal of the discharge current cutoff / conduction switch in accordance with the drive control signal of the discharge current cutoff / conduction switch generated in the microcomputer. Power control unit. 제1항에 있어서, 상기 이동 로봇은 청소 로봇인 것을 특징으로 하는 전원 제어 장치.The power supply control device according to claim 1, wherein the mobile robot is a cleaning robot. 전원 오프 상태에서 이동 로봇의 본체에 구비된 전원 버튼이 눌러지면 방전 전류 차단/도통 스위치를 자동으로 온시켜 부하 및 마이컴 구동 전원을 공급해주는 단계와;Supplying a load and a microcomputer driving power by automatically turning on a discharge current blocking / conduction switch when a power button provided in a main body of the mobile robot is pressed in a power off state; 상기 부하 전원 공급 상태에서 전원 버튼의 조작상태와 과방전 또는 배터리 전압 부족 검출 여부에 따라 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 전원 제어 방법.And controlling driving of the discharge current interruption / conduction switch according to an operation state of a power button and whether over discharge or low battery voltage is detected in the load power supply state. 제7항에 있어서, 상기 전원 제어 방법은, 상기 마이컴에 구동 전원이 공급되면 상기 방전 전류 차단/도통 스위치를 온 상태로 유지토록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.8. The method of claim 7, wherein the power control method further comprises the step of controlling the discharge current interruption / conduction switch to be maintained in an on state when driving power is supplied to the microcomputer. 제7항에 있어서, 상기 방전 전류 차단/도통 스위치의 구동을 제어하는 단계는, 부하 전원 공급 상태에서 전원 버튼이 조작되면 방전 전류 차단/도통 스위치를 오프시키는 단계와, 부하 전원 공급 상태에서 과방전이 검출되면 방전 전류 차단/도통 스위치를 오프시키는 단계와, 상기 부하 전원 공급 상태에서 배터리 전압 부족이 8. The method of claim 7, wherein the controlling of the driving of the discharge current interruption / conduction switch comprises: turning off the discharge current interruption / conduction switch when the power button is operated in the load power supply state, and over-discharge in the load power supply state. Turning off the discharge current disconnection / conduction switch if detected, and the battery voltage shortage 검출되면 방전 전류 차단/도통 스위치를 오프시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.Turning off the discharge current interruption / conduction switch if detected. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전원 제어 방법은 상기 방전 전류 차단/도통 스위치가 오프되는 경우 상기 마이컴에 인가되는 구동 전원도 차단하는 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.The power supply control method according to any one of claims 7 to 9, wherein the power supply control method also cuts off driving power applied to the microcomputer when the discharge current interruption / conduction switch is turned off. 제7항에 있어서, 상기 이동 로봇은 청소 로봇인 것을 특징으로 하는 전원 제어 방법.The power control method according to claim 7, wherein the mobile robot is a cleaning robot.
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