KR100747448B1

KR100747448B1 - 충전기의 충전전류 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100747448B1
Application number: KR1020050051104A
Authority: KR
Inventors: 이재형
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2007-08-09
Also published as: KR20060130428A

Abstract

본 발명은 충전기의 충전전류 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 종래에는 충전전류 제어 장치는 일정한 전류 설정 값에 의하여 충전전류를 일정하게 유지하여 배터리에 공급하므로 소정 충전량에 대해 충전 시간이 일정한 값에 고정되어 충전 시간을 조절하지 못하는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 배터리의 온도를 측정하는 온도 센서와; 상기 온도 센서에 의해 측정된 배터리 온도의 변화를 판단하여 전류 제어 신호를 출력하는 제어부와; 상기 전류 제어 신호에 의해 충전 전류를 상하 조절하여 배터리에 공급하는 충전 회로로 구성되어 배터리 온도 대비 공급 가능한 충전 전류를 배터리 온도에 따라 상하 조절하여 공급함으로써 배터리에 보다 큰 충전 전류를 공급하여 총 충전 시간을 단축하는 효과가 있다.

Description

충전기의 충전전류 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLING CHARGING CURRENT OF CHARGING MACHINE}

도 1은 종래 충전기의 충전전류 제어 장치의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 충전기의 충전전류 제어 장치의 구성을 보인 블록도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전기의 충전전류 제어 방법의 동작 흐름도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

21 : 온도 센서 23 : 제어부

24 : 충전 회로

본 발명은 충전기의 충전전류 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 충전전류를 실시간으로 조절하여 충전 시간을 관리할 수 있게 한 충전기의 충전전류 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래 충전기는 배터리에 충전전류를 일정하게 공급하여 배터리를 충전시키고 배터리의 전압을 측정하여 충전 상태를 확인하고 충전전류를 다르게 설정하여 배터리를 완전 충전 상태에 놓이게 한다. 충전기는 과충전을 막기 위해 초기에는 정전류를 공급하고 완전 충전 상태에 놓이기 직전에는 정전압 상태에서 전류를 공급한다.

도 1은 종래 충전기의 충전전류 제어 장치의 구성을 보인 블록도이다. 충전전류 제어 장치는 충전전류를 소정 값으로 유지하여 배터리에 공급하여 배터리를 충전한다. 제어부(11)는 배터리(13)의 전압을 측정하여 충전량을 계산하고 충전 시간을 누적하여 소정 시간 이후 충전전류의 양을 조절한다. 충전회로(12)는 제어부(11)의 제어에 의해 외부 전원(14)을 입력받아 정전류 변환하여 충전전류를 배터리(13)에 공급하고 배터리(13)는 충전전류를 공급받아 전하를 축적하고 제어부(11)에 전원을 공급한다.

종래 충전전류 제어 장치는 충전전류를 소정 값으로 유지하여 배터리의 발열을 최소로 유지하여 배터리 발열로 인한 사고를 미연에 방지한다. 충전전류 제어 장치는 배터리 발열, 배터리 용량에 대응하여 충전전류의 양을 고정된 전류 값으로 설정하여 사용한다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 종래 충전전류 제어 장치는 일정한 전류 설정 값에 의하여 충전전류를 일정하게 유지하여 배터리에 공급하므로 소정 충전량에 대해 충전 시간이 일정한 값에 고정되어 충전 시간을 조절하지 못하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 배터리의 온도를 측정하여 발열 정도에 따라 충전 전류를 상하 제어하여 공급할 수 있도록 한 충전기의 충전전류 제어 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배터리의 온도를 측정하는 온도 센서와; 상기 온도 센서에 의해 측정된 배터리 온도의 변화를 판단하여 전류 제어 신호를 출력하는 제어부와; 상기 전류 제어 신호에 의해 충전 전류를 상하 조절하여 배터리에 공급하는 충전 회로로 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 소정 충전 전류 대비 배터리 온도를 테이블(table)로 구성하는 단계와; 배터리 충전시 온도 센서에 의한 배터리 온도의 측정을 시작하는 단계와; 전류/온도 테이블을 참조하여 현재 배터리 온도에 대응한 충전 전류를 결정하여 공급하는 단계와; 배터리 온도의 변화를 판단하여 충전 전류를 상하 조절하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 충전기의 충전전류 제어 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 배터리(25)의 온도를 측정하는 온도 센서(21)와; 상기 온도 센서(21)에 의해 측정된 배터리 온도의 변화를 판단하여 전류 제어 신호를 출력하는 제어부(23)와; 상기 전류 제어 신호에 의해 충전 전류를 상하 조절하여 배터리(25)에 공급하는 충전 회로(24)로 구성된다.

온도 센서(21)는 배터리(25)의 온도를 측정하여 온도에 비례하는 값을 아날로그/디지털 컨버터(22)로 출력하고 아날로그/디지털 컨버터(22)는 아날로그 온도 값을 디지털 변환하여 디지털 온도 값을 제어부(23)로 전달한다.

제어부(23)는 측정된 디지털 온도 값의 레벨과 상승 또는 하강을 판단하여 레벨에 따른 상승과 하강에 따라 충전 전류를 상하 조절한다. 제어부(23)는 충전 전류를 상하 조절하는 제어 신호를 충전 회로(24)로 출력한다.

충전 회로(24)는 전류 제어 신호에 의해 충전 전류를 상하 조절하여 배터리(25)로 공급되는 전류량을 제어한다. 충전 회로(24)의 전류 제어기는 전류 제어 신호에 따라 충전 전류의 양을 제어한다.

제어부(23)는 배터리 온도의 레벨을 판단하여 공급 가능한 충전 전류를 결정하는 전류 결정기와; 현재 배터리 온도와 이전 배터리 온도의 변화를 판단하여 온도 변화에 상응하게 전류 제어 신호를 구성하여 출력하는 전류 조절기로 구성된다. 그리고 상기 전류 제어 신호는 현재 충전 전류 대비 충전 전류를 한 단계 낮추는 신호와 한 단계 높이는 신호로 구성된다.

제어부(23)는 배터리 충전시 온도 센서(21)의 동작을 온하여 온도 센서(21)에 의한 배터리 온도의 측정을 시작한다. 제어부(23)는 배터리 충전 시작과 함께 온도 센서(21)에 의해 측정된 배터리 온도를 참조하고 충전 전류의 양을 조절한다.

제어부(23)는 소정 충전 전류에 대한 배터리(25)의 상한 온도 특성을 참조하여 소정 충전 전류 대비 배터리 온도 테이블을 구성한다. 제어부(23)는 전류/온도 테이블을 참조하여 충전 전류를 결정하고 배터리(25)에 공급한 후 배터리 온도의 변화를 판단하여 충전 전류를 상하 조절한다.

제어부(23)는 배터리 온도가 높아지면 충전 전류를 한 단계 낮추어 공급하고, 온도가 적정 수준 이하로 낮아지면 충전 전류를 한 단계 높이여 공급한다. 온도 상승이 없으면 제어부(23)는 충전 전류의 양을 점차 높여 최대치까지 높일 수 있고, 온도 상승이 있으면 충전 전류를 한 단계 낮추어 소정 온도 이하로 떨어질 때까지 유지하고 배터리 온도가 소정 온도 이하로 낮아지면 다시 충전 전류를 한 단계 높여 공급한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전기의 충전전류 제어 방법의 동작 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 소정 충전 전류 대비 배터리 온도를 테이블로 구성하는 단계와; 배터리 충전시 온도 센서에 의한 배터리 온도의 측정을 시작하는 단계와; 전류/온도 테이블을 참조하여 현재 배터리 온도에 대응한 충전 전류를 결정하여 공급하는 단계와; 배터리 온도의 변화를 판단하여 충전 전류를 상하 조절하는 단계로 이루어진다.

충전기는 소정 충전 전류에 대한 배터리의 상한 온도 특성을 참조하여 소정 충전 전류 대비 배터리 온도를 테이블로 구성한다. 전류/온도 테이블은 배터리의 전류/온도 특성에 따른 소정 전류에 대비 상한 온도를 기록한 테이블이다. 예를 들어, 배터리에 전류가 450mA 흐를 때 배터리 온도는 12도 이하를 나타내고, 500mA 흐를 때 13.5도 이하를 나타내고, 550mA 흐를 때 15.5도 이하를 나타내는 경우 상기 전류 대비 온도를 전류/온도 테이블로 구성한다.

충전기는 전류/온도 테이블을 참조하여 현재 배터리 온도에 대응한 충전 전 류를 결정하고 배터리에 충전 전류를 공급한 후 배터리 온도의 변화를 판단하여 충전 전류를 상하 조절한다.

충전기에서 배터리에 충전 전류를 공급하여 배터리를 충전한다고 가정하자.

충전기는 배터리 충전시 온도 센서의 동작을 온하여 온도 센서에 의한 배터리 온도의 측정을 시작한다. 충전기는 배터리 충전 시작과 함께 온도 센서에 의해 측정된 배터리 온도를 참조한다. 충전기는 온도 센서에 의해 배터리의 온도를 측정하여 온도에 비례하는 값인 아날로그 온도 값을 수집하고 디지털 변환하여 현재 시간에 대응한 디지털 온도 값을 획득한다.

충전기는 측정된 디지털 온도 값의 레벨과 이전 디지털 온도 값 대비 상승 또는 하강을 판단하여 레벨에 따른 상승과 하강에 따라 충전 전류를 상하 조절한다. 충전기는 현재 배터리 온도의 레벨을 판단하고 현재 레벨에서 온도 변화를 판단하여 충전 전류의 레벨을 한 단계 높일지 아니면 낮출지를 결정한다.

충전기는 충전 전류를 상하 조절하는 제어 신호를 충전 회로로 출력하여 충전 회로의 전류 제어기에 의해 조절되는 충전 전류를 조절한다. 충전기는 전류 제어 신호를 충전 회로로 출력하여 충전 전류를 상하 조절하여 배터리로 공급되는 전류량을 제어한다.

충전기는 배터리 온도가 현재 충전 전류에 대응한 적정 배터리 온도보다 높아지면 현재 충전 전류를 기준으로 충전 전류를 한 단계 낮추어 공급하고, 배터리 온도가 적정 수준 이하로 낮아지면 충전 전류를 한 단계 높여 공급한다. 온도 상승이 없으면 충전기는 충전 전류의 양을 점차 높여 최대치까지 높여 공급하고, 온도 상승이 있으면 충전 전류를 한 단계 낮추어 소정 온도 이하로 떨어질 때까지 유지하고, 배터리 온도가 떨어지지 않으면 다시 충전 전류를 한 단계 낮추어 공급한다.

충전기는 현재 배터리 온도 대비 적정 충전 전류를 결정하여 공급하고 배터리 온도의 상승 또는 하강에 따라 충전 전류를 소정 단계로 상하 조절하여 배터리에 공급되는 충전 전류의 양을 조절한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 배터리 온도 대비 공급 가능한 충전 전류를 배터리 온도에 따라 상하 조절하여 공급함으로써 배터리에 보다 큰 충전 전류를 공급하여 총 충전 시간을 단축하는 효과가 있다.

또한, 소정 시간 대비 배터리에 공급되는 전류량을 최대로 공급하여 배터리 충전 시간을 줄임으로써 사용자는 짧은 시간 내에 배터리를 완충전하여 사용하는 효과가 있다.

Claims

배터리의 온도를 측정하는 온도 센서와;

상기 온도 센서에 의해 측정된 배터리 온도의 변화를 판단하여 전류 제어 신호를 출력하는 제어부와;

상기 전류 제어 신호에 의해 충전 전류를 상하 조절하여 배터리에 공급하는 충전 회로로 구성된 것을 특징으로 하는 충전기의 충전전류 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 배터리 충전시 온도 센서의 동작을 온하여 온도 센서에 의한 배터리 온도의 측정을 시작하게 구성된 것을 특징으로 하는 충전기의 충전전류 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는

배터리 온도의 레벨을 판단하여 공급 가능한 충전 전류를 결정하는 전류 결정기와;

현재 배터리 온도와 이전 배터리 온도의 변화를 판단하여 온도 변화에 상응하게 전류 제어 신호를 구성하여 출력하는 전류 조절기로 구성된 것을 특징으로 하는 충전기의 충전전류 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 전류 제어 신호는 현재 충전 전류 대비 충전 전류를 한 단계 낮추는 신호와 한 단계 높이는 신호로 구성된 것을 특징으로 하는 충전기의 충전전류 제어 장치.
소정 충전 전류 대비 배터리 온도를 테이블로 구성하는 단계와;

배터리 충전시 온도 센서에 의한 배터리 온도의 측정을 시작하는 단계와;

전류/온도 테이블을 참조하여 현재 배터리 온도에 대응한 충전 전류를 결정하여 공급하는 단계와;

배터리 온도의 변화를 판단하여 충전 전류를 상하 조절하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 충전기의 충전전류 제어 방법.
제5항에 있어서, 상기 전류/온도 테이블은 배터리의 전류/온도 특성에 따른 소정 전류에 대비 상한 온도를 기록하게 이루어진 것을 특징으로 하는 충전기의 충전전류 제어 방법.
제5항에 있어서, 상기 충전 전류 조절 단계는

배터리 온도가 현재 충전 전류에 대응한 적정 배터리 온도보다 높아지면 현재 충전 전류를 기준으로 충전 전류를 한 단계 낮추어 공급하는 단계와;

배터리 온도가 적정 수준 이하로 낮아지면 충전 전류를 한 단계 높여 공급하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 충전기의 충전전류 제어 방법.
제7항에 있어서, 상기 충전 전류 조절 단계는

배터리의 온도 상승이 없으면 충전 전류의 양을 점차 높여 최대치까지 높여 공급하는 단계와;

온도 상승이 있으면 충전 전류를 한 단계 낮추어 소정 온도 이하로 떨어질 때까지 유지하는 단계와;

배터리 온도가 떨어지지 않으면 다시 충전 전류를 한 단계 낮추어 공급하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 충전기의 충전전류 제어 방법.