KR100816153B1 - 전화기의 충전 조절 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전화기의 충전 조절에 관한 것으로, 특히 충전기(Battery)의 충전량에 따라 충전 전류를 초기 급속충전에서 서서히 완속 충전으로 자체 조절 회로를 구비하여 CPU 사용하여 급속충전 회로를 사용하지 못하거나 완속 충전에 의한 전류의 부족으로 완전 방전된 충전지를 충전시키지 못하여 전화기가 동작하지 못하는 것을 해결한 전화기의 충전 조절 장치 및 방법이다. 본 발명은 듀얼 파워(Dual Power)를 사용하는 전화기의 충전회로로서 전원 온시 초기 CPU의 소모전류가 커서 완속충전 전류로는 전화기의 전원을 켜지 못하는 경우에 적합하다. 본 발명은 완속 충전으로는 동작이 불가능한 방전된 충전지를 충전하면 초기에는 급속 충전하므로 전류가 충분히 공급되어 전화기의 전원을 온시키고 배터리까지 충전이 이루어지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 유럽형 덱트 무선 전화기에 적용시에 아주 좋은 효과를 얻을 수 있다.

전화기, 급속충전, 완속충전.

Description

전화기의 충전 조절 장치 및 방법{A method and apparatus of control charge for telephone}

도 1은 종래의 전화기의 급속 충전을 조절하는 구성을 나타낸 것,

도 2는 급속 충전시의 충전 전류의 특성을 나타낸 그래프,

도 3은 완속 충전을 조절하는 구성을 나타낸 것,

도 4는 완속 충전시의 충전 전류 특성을 나타낸 그래프,

도 5는 본 발명의 전화기의 충전 조절 장치의 구성도,

도 6은 본 발명의 충전 전류 특성을 나타낸 그래프,

도 7은 본 발명의 전화기의 충전 조절 방법의 동작 순서도이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>

50 : 충전지 52 : R6

54 : npn 트랜지스터 Q3 56 : npn 트랜지스터 Q2

58 : pnp 트랜지스터 Q1 60 : R4

본 발명은 전화기의 충전 조절에 관한 것으로, 특히 충전기(Battery)의 충전량에 따라 충전 전류를 초기 급속충전에서 서서히 완속 충전으로 자체 조절 회로를 구비하고 CPU를 사용하여 급속충전 회로를 사용하지 못하거나 완속 충전에 의한 전류의 부족으로 완전 방전된 충전지를 충전시키지 못하여 전화기가 동작하지 못하는 것을 해결한 전화기의 충전 조절 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전화기(telephone)는 국선 또는 구내 교환 전화의 내선 등 전화 회선의 말단에 접속되어 음성 통신에 사용되는 기기이다. 전화기는 발신, 착신, 통화(송화 및 수화)의 기능을 갖추고 있다. 전화기는 선택 신호의 송출 방식에 따라 회전 다이얼식과 누름단추 다이얼식 등이 있고, 용도에 따라 일반 전화용, 공동 전화용, 구내 교환 전화의 내선용, 공중전화용 등이 있다.

종래의 전화기의 충전을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래의 전화기의 급속 충전을 조절하는 구성을 나타낸 것이고, 도 2는 급속 충전시의 충전 전류의 특성을 나타낸 그래프이고, 도 3은 완속 충전을 조절하는 구성을 나타낸 것이며, 도 4는 완속 충전시의 충전 전류 특성을 나타낸 그래프이다.

도 1은 CPU를 사용하여 급전 충전하는 것으로, CPU(20)로 전원이 공급되어 충전 제어라인에 위치한 npn 트랜지스터 Q2(22)에 하이신호가 인가되면, pnp 트랜지스터 Q1(24)이 턴온되어 충전지로 급속 충전된다.

이때 충전 전류의 조정은 R1으로 조절하고, 충전기(26)가 만충전되면, 충전 검출라인(28)에서 충전전류가 급격히 증가하는 것을 파악하고 CPU는 충전 검출 라인(28)으로부터 파악을 한다.

CPU(28)는 충전기(28)에 충전 전류를 충전 검출 라인(28)에서 파악을 하여 Q2(22)에 로우 신호를 인가하여 pnp 트랜지스터 Q1(24)을 턴 오프하여 충전을 차단한다.

한편, 배터리 온도(BATT_Temperature) 검출 라인(30)은 충전지(26)의 온도가 상승할 경우 충전을 차단하여 충전지(26)를 보호하기 위한 회로이다.

도 2는 급속 충전시의 충전 전류의 특성 그래프로, 충전은 CPU의 제어에 의하여 급속하게 충전되고, 600mA의 급속충전을 실시하고 충전검출 라인(28)에서 충전지(26)의 전압 변화를 검출하고 충전을 CPU에서 차단한다.

도 3은 완속 충전을 조절하는 구성을 나타낸 것으로, 완속 충전은 배터리와 별도의 전원을 이용한 전화기에서 사용하는 것으로 가정용 무선전화기에서 주로 사용된다.

도 3과 같이 완속 충전을 사용하는 전화기의 경우 0.1C로 충전을 하므로 초기에 CPU에서 0.1C 이상의 전원을 사용되어야 하는 전화기의 경우 방전된 후의 완속 충전으로는 충분한 전원을 공급할 수 없어서 전화기를 사용할 수 없는 문제점이 발생된다. 충전 단위 C는 충전지 용량이 600mA일때, 600mA로 1시간 충전 후 충전을 차단하는 것을 1C충전이라 하며, 0.1C 충전은 1/10인 60mA로 차단 없이 지속적으로 충전하는 것을 의미한다.

듀얼 파워를 이용하는 전화기에서의 충전 방식은 도 1과는 다르게 CPU에 의한 충전을 할 수 없다.

이때에는 저항을 이용하여 전류를 제어하여 완속 충전하는 것으로, 도 3의 완속 충전은 R1을 통해 충전전류를 0.1C로 제어한 후 충전지를 충전하게 된다.

충전전류는 급속충전의 경우는 1C 충전을 하고, 일반충전의 경우는 0.1C의 충전을 한다.

종래의 경우 도 1과 같이 CPU를 사용하여 급속 충전하는 방식과 도 3과 같이 저항 R1으로 전류만 제어하는 완속 충전하는 방식으로 구분되며, CPU를 사용하는 방식은 도 1과 같은 단일전원을 사용하여야 가능 하기 때문에 충전단자가 노출된 전화기에는 누설전류 규정에 따라 사용할 수 없다.

또한 이중 파워(Dual Power)를 사용하는 도 3의 경우에는 CPU사용이 안되므로 저항 R1을 조절하여 전류를 제어하는 완속 충전으로 밖에 사용이 제한되어 전원 온(ON)시 초기 전류소모가 큰 전화기의 경우에는 충전지가 완전 방전된 공급되는 충전전류가 CPU에서 소모하는 전원보다 적어서 전원을 온시키기도 부족하여 계속해서 충전이 안 되는 문제점이 있다.

도 4는 도 3의 충전 특성을 나타낸 그래프로, 완속으로 충전하여 충전지(26)의 전원 공급을 차단하지 않으므로, 배터리가 폭발할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이중전원을 사용하는 전 화기의 충전회로로서 초기 소모전류가 커서 완속충전으로는 전화기의 전원을 켜지 못하는 경우에 적합하도록, 충전초기에는 방전된 충전지의 충전을 급속으로 처리하여 전화기를 동작시키고 일정량의 충전이 이루어지면 완속 충전으로 충전하는 전화기의 충전 조절 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 유럽형 무선 전화기에 적합한 것으로 배터리와 전기로부터 전원을 공급받는 이중전원을 사용하는 전화기의 충전을 위한 전화기의 충전 조절 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전화기의 충전 조절 장치는, 전원부에서 전류를 공급받아 충전지에 급속으로 전류를 공급시키는 충전용 pnp 트랜지스터 Q1과, Q1에 연결되는 충전지의 충전단자와, Q1의 베이스단자와 연결되는 저항 R3와 상기 저항 R3와 콜렉터단자를 연결하여 초기 급속전류를 제공하도록 하는 npn 트랜지스터 Q2와, Q1의 베이스 단자에 연결되고 상기 전원부에 연결되어 상기 전원부에서 완속 충전시 전류를 공급하는 저항 R4와, Q2의 베이스 단자에 콜렉터 단자가 연결되어 상기 초기 급속전류가 공급된 후에 턴온되면 상기 Q1, Q2를 턴 오프하여 완속충전으로 제어하는 상기 npn 트랜지스터 Q3와, Q3의 베이스 단자와 연결되어 상기 충전지의 충전용량에 따라 상기 Q3를 턴온시키고 상기 충전단자와 연결되는 저항 R6를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 npn 트랜지스터 Q2는 상기 전원부와 연결되고 상기 Q2의 베이스 단자와 연결되는 저항 R5가 구비되는 것을 포함함을 특징으로 하고, 저항 R4는 전원부와 연결되는 저항 R2와 직렬 연결되는 것을 포함함을 특징으로 하며, 전화기는 전기로부터 전원을 공급하는 전원과 배터리로 전원을 공급하는 이중 전원을 사용하는 무선 전화기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 전화기의 충전 조절 방법은, 충전지의 충전을 시작하면 트랜지스터 Q2가 턴온되고 Q1이 턴온되어 전류를 상기 충전지로 급속 공급하는 1단계와, 충전지가 급속 충전되어 일정량 충전되면 Q3가 턴온되어 동작하는 2단계와, Q3가 턴온되면 상기 Q2가 턴 오프되고 상기 Q1이 턴오프되어 급속 충전을 마치는 3단계와, Q1의 베이스 단자에 연결된 저항으로 전원부로부터 일정량의 전류가 공급되어 상기 충전기를 완속으로 충전하는 4단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 전화기의 충전 조절 장치의 개략적인 구성도를 나타낸 것이고, 도 6은 본 발명의 급속충전과 완속 충전을 하는 전류 특성을 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명의 전화기의 충전 조절 방법의 동작 순서도이다.

도 5는 배터리와 전기의 전원을 이용하는 이중전원을 사용하는 전화기의 충전회로를 나타낸 것으로, 방전된 충전지(50)에 초기 충전을 하게 되면 R6(52)에 의해 Q3(54)의 베이스 단자에 인가되는 전압이 낮아 npn 트랜지스터 Q3(54)는 턴 오프 상태가 된다.

이때 npn 트랜지스터 Q2(56)는 전원부에서 R5를 경유하여 수신되는 전압으로 턴온이 되어 충전용 pnp 트랜지스터 Q1(58)을 저항 R3에서 증폭시켜 턴온시켜 충전 전류가 충전기(50)로 200mA 정도의 급속 전류가 흐르게 되며 충전 전류는 R1을 통해 조절되어 충전된다.

방전된 충전지(50)는 초기에는 충전단자에 인가된 전압을 모두 충전에 사용하기 때문에 Q3(54)를 턴온시킬 만큼 전압이 올라 가지 않는다.

일정시간 충전지(50)를 충전하면 R6(52)가 증폭되어 npn 트랜지스터 Q3(54)를 동작시키고, Q2(56)에는 전원이 차단되고, Q1(58) 또한 전원이 차단된다.

이때에는 충전지(50)는 급속 충전으로 인하여 어느 정도 충전을 이룬 상태이고, 이후부터는 완속충전 단계로 R4(60)를 통해 Q1(58)의 충전 전류를 0.1C로 60mA 정도로 지속적으로 전원을 공급하여 완속충전을 실시한다.

따라서, 본 발명은 초기 동작 전원을 많이 소모하는 전화기의 경우에도 200mA 정도의 전류를 급속충전을 초기에 제공하므로 전화기를 동작시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 충전 전류 특성 그래프를 나타낸 것으로, 충전지(50)가 어느 정도 충전되면 충전지의 충전전압이 상승하고 R6(52)의 증폭에 의하여 Q3(54)를 턴온하게 되고 Q2(56)의 베이스 단자는 로우 상태가 되어 Q2(56), Q1(58)이 턴 오프 되면서 충전이 차단된다.

그러나 이 상태는 만충전이 안된 상태이므로 R4를 통해 Q1의 충전 전류를 0.1C로 60mA 정도로 지속적으로 흐르도록 하여 이후 부터는 완속 충전 상태로 충전하게 된다.

도 6은 초기에는 급속충전으로 200mA 정도의 전원을 충전지(50)에 공급하고, 일정량 충전되면, R6(52)에 의한 Q3(54)가 턴온되고, Q2, Q1은 턴 오프되어 급속 충전을 종료한다.

급속 충전을 종료한 후에는 완속충전으로 R4를 통해 Q1의 충전 전류를 0.1C로 지속적으로 흐르게 하여 완속 충전 상태로 충전하게 된다.

한편, 도 7은 본 발명의 전화기의 충전 조절 방법의 동작 순서도이다.

방전된 충전지(50)에 충전을 시작하면 R6(52)에 의해 Q3(54)의 베이스 단자에 인가되는 전압이 낮아 npn 트랜지스터 Q3(54)는 턴 오프 상태가 된다(S80~S82).

이때 npn 트랜지스터 Q2(56)는 R5를 경유하여 수신되는 전압으로 턴온이 되어 충전용 pnp 트랜지스터 Q1(58)을 저항 R3에서 증폭시켜 턴온시켜 충전 전류가 충전지(50)로 흐르게 되며 충전 전류는 R1을 통해 조절되어 급속 충전된다. 초기 급속 충전시에는 200mA의 전원이 충전지에 공급이 된다(S84~S88).

한편, 충전지(50)가 급속으로 충전되어 어느 정도 충전되면 충전지(50)의 충전전압이 상승하고 Q3(54)를 턴온하게 되고 따라서 Q2(56)의 베이스 단자는 로우 상태가 되어 Q2(56), Q1(58)에는 전원이 오프되어 충전이 차단된다. Q1, Q2의 전원 공급이 차단되어 급속충전이 중단된다(S90~S92).

이후부터는 완속충전 상태로 R4를 통해 Q1(58)의 충전 전류를 0.1C로 지속적으로 흐르도록 하여 이후 부터는 완속 충전 상태로 충전하게 된다.

따라서, 본 발명은 CPU에서 초기 동작시에 전원을 많이 소비하는 경우에는 급속 충전으로 충전지를 충전하므로 전화기가 동작을 할 수 있으므로, 전원 부족으로 인하여 전화기가 동작하지 못하는 문제점을 해결한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 이중전원을 사용하는 전화기의 충전회로로서 초기 소모전류가 커서 완속충전으로는 전화기의 전원을 켜지 못하는 경우에 적합하도록, 충전초기에는 방전된 충전지의 충전을 급속으로 처리하여 전화기를 동작시키고 일정량의 충전이 이루어지면 완속 충전으로 충전하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 듀얼 파워(Dual Power)를 사용하는 전화기의 충전회로로서 전원 온시 초기 CPU의 소모전류가 커서 완속충전 전류로는 전화기의 전원을 켜지 못하는 경우에 적합하다.

본 발명은 완속 충전으로는 동작이 불가능한 방전된 충전지를 충전하면 초기에는 급속 충전하므로 전류가 충분이 공급되어 전화기의 전원을 온시키고 배터리까지 충전이 이루어지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 유럽형 덱트 무선 전화기에 적용시에 아주 좋은 효과를 얻을 수 있다.

Claims (8)

1. 전원부에서 전류를 공급받아 충전지에 급속으로 전류를 공급시키는 충전용 pnp 트랜지스터 Q1과;

   상기 Q1에 연결되는 충전지의 충전단자와;

   상기 Q1의 베이스단자와 연결되는 저항 R3와;

   상기 저항 R3에 콜렉터단자가 연결되어 초기 급속전류를 제공하도록 하는 npn 트랜지스터 Q2와;

   상기 Q1의 베이스 단자에 연결되고 상기 전원부에 연결되어 상기 전원부에서 완속 충전시 전류를 공급하는 저항R4와;

   상기 Q2의 베이스 단자에 콜렉터 단자가 연결되어 상기 초기 급속전류가 공급된 후에 턴온되면 상기 Q1, Q2를 턴 오프하여 완속충전으로 제어하는 npn 트랜지스터 Q3와;

   상기 Q3의 베이스 단자와 연결되어 상기 충전지의 충전용량에 따라 상기 Q3를 턴온시키고 상기 충전단자와 연결되는 저항 R6를 포함하는 전화기의 충전 조절 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전원부와 연결되고 상기 Q2의 베이스 단자와 연결되는 저항 R5가 더 포함하는 전화기의 충전 조절 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 저항R4는 상기 전원부와 연결되는 저항 R2와 직렬 연결되는, 전화기의 충전 조절 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 전화기는 콘센트로부터 전원을 공급하는 전원과 배터리로 전원을 공급하는 이중 전원을 사용하는 무선 전화기를 포함하는, 전화기의 충전 조절 장치.
5. 충전지의 충전을 시작하면 트랜지스터 Q2가 턴온되고 Q1이 턴온되어 전류를 상기 충전지로 급속 공급하는 1단계와;

   상기 충전지가 급속 충전되어 일정량 충전되면 Q3가 턴온되어 동작하는 2단계와;

   상기 Q3가 턴온되면 상기 Q2가 턴 오프되고 상기 Q1이 턴오프되어 급속 충전을 마치는 3단계와;

   전원부로부터 상기 Q1의 베이스 단자에 연결된 저항으로 일정량의 전류가 공급되어 상기 충전기를 완속으로 충전하는 4단계를 포함하는, 전화기의 충전 조절 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 1단계에서 급속 충전은 충전 초기에 200mA의 전류를 제공하는, 전화기의 충전 조절 방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 4단계에서 완속 충전은 0.1C의 전류를 제공하는 것을 포함함-충전 단위 C는 충전지 용량이 600mA일 때, 600mA로 1시간 충전 후 충전을 차단하는 것임-을 특징으로 하는 전화기의 충전 조절 방법.
8. 제5항 또는 제6항에 있어서,

   상기 1단계는 초기 급속 충전으로 충전지가 방전되었어도 초기 전류를 많이 사용하는 무선전화기에서도 안정적으로 동작시키는 것을 포함하는 전화기의 충전 조절 방법.

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