KR100942640B1

KR100942640B1 - 무선 조종용 리튬폴리머 배터리 경보 방법

Info

Publication number: KR100942640B1
Application number: KR1020070071404A
Authority: KR
Inventors: 김철오
Original assignee: 김철오
Priority date: 2007-07-16
Filing date: 2007-07-16
Publication date: 2010-02-17
Also published as: KR20090008090A

Abstract

본 발명은 무선 조종용으로 사용하는 리튬폴리머 배터리 저전압 경보 방법에 관한 것으로 특히 배터리 밸런스 커넥터가 업체 또는 제품에 따라 달라서 별도의 변환 케이블을 사용하지 않고 배터리 종류를 자동으로 판단하여 소리와 빛으로 경보를 울려주는 경보 방법으로, 배터리 셀의 전압 값에 따라 경보음을 다르게 하여 배터리의 현재 상태를 쉽게 판별할 수 있게 하며, 또한 각 셀의 전압 상태를 무선으로 데이터를 송출하여 원격지에서도 배터리 전압 및 경보 상태를 알 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 배터리 경보 방법의 구현에 관한 것이다.

무선 조종, 배터리 경보 방법, 밸런스 커넥터, 자동 셀 전압 검출

Description

무선 조종용 리튬폴리머 배터리 경보 방법{Lithium-Polymer Battery Alarm Method for Radio Control}

일반적으로 무선 조종용 리튬폴리머 배터리는 원하는 전압 출력이 되도록 기본 셀을 여러 개 직병렬로 접속하여 제작된다. 충방전 시 모든 셀의 전압이 고르게 유지되어야 하며, 과 충방전시 배터리 셀이 동일한 전기적인 사양을 갖지 않고 있어 특정 셀의 전압이 완전 방전되고 배터리가 소손될 위험이 있다.

따라서 리튬폴리머 배터리 제조사는 각 셀에 접속 커넥터를 부착하여 각 셀에 동일하게 전압이 인가되도록 외부에 셀 밸런스 커넥터를 제공한다.

무선 조종용 비행기나 자동차 등에 사용되는 리튬폴리머 배터리를 장시간 사용할 경우 배터리가 과 방전되어 비행기나 자동차의 조종이 불가능해지며 리튬 폴리머 배터리는 사용 불가능 해진다.

이를 방지하기 위하여 리튬폴리머 배터리의 전압을 감시하는 장치가 필요하며, 리튬폴리머 배터리의 전체 전압이나 셀 전압을 감시, 경보해 주는 장치가 이용되고 있다.

리튬폴리머 배터리의 외부 밸런스 커넥터는 0 전압(Ground) 기준으로 직렬로 접속된 각 셀의 양극을 하나씩 외부로 뽑아 밸런스 커넥터에 접속된다. 하지만 이 커넥터 접속하는 방법에 대한 통일된 표준안이 없어서 제조사마다 다른 구성으로 밸런스 커넥터를 제공하며 무선 조종용 리튬폴리머 배터리의 경보 장치는 배터리의 외부 밸런스 커넥터에 따라서 별도의 변환 커넥터를 연결해서 셀 전압을 읽어야만 한다.

상술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 배터리의 과방전 보호를 막기 위한 배터리 경보 방법에 관한 것으로, 특히 무선 조종용 리튬폴리머 배터리의 사용시 과방전을 경보하고, 리튬폴리머 배터리의 밸런스 커넥터를 이용하여 각 셀 전압을 읽고 경보를 해주는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 리튬폴리머 배터리의 여러가지 밸런스 커넥터에 대응하는 리튬폴리머 배터리용 경보 방법으로 별도의 변환 커넥터 케이블을 이용하지 않고 자동으로 배터리 밸런스 커넥터의 접속 전압을 자동으로 감지하는 무선 조종용 리튬폴리머 배터리 경보 방법이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 무선 조종용 리튬폴리머 배터리의 여러 가지 커넥터에 대응하는 무선 조종용 리튬폴리머 배터리용 경보 방법으로 자동으로 배터리 커넥터를 감지하고, 접속 전압을 읽어 사용자가 별도의 커넥터 변환 케이블을 이용하지 않아 편리하게 배터리를 사용할 수 있게 될 것이다.

목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 첨부한 도1을 참조하여 설명하면, 전체 시 스템의 제어를 맡고 있는 마이크로 컴퓨터(100), 리튬폴리머 배터리와 접속되는 배터리 접속부(101), 전체 시스템에 전원을 공급해주는 다이오드와 레귤레이터를 포함하는 전원장치(104), 경보 및 출력을 하는 부저 및 엘이디(LED)부(102), 외부 무선조종기의 신호를 수신하는 수신기의 신호를 읽는 알씨신호 입력부(103), 외부로 신호를 보내는 유무선 통신 장치(105)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

현재 국내에 판매되고 있는 무선 조종용 리튬폴리머 배터리의 밸런스 커넥터 타입의 예 6가지를 도 3에 나타내었다.

도 3을 바탕으로 밸런스 커넥터를 설명하면 리튬폴리머 배터리 셀을 4개 직렬로 접속하고 셀 4의 양극을 14.8V 핀에 연결하고, 셀 3의 양극을 11.1V 핀에 연결하고, 셀 2의 양극을 7.4V 핀에 연결하고, 셀 1의 양극을 3.7V 핀에 연결하고, 0 전위(Ground)를 GND 핀에 연결한 5핀 커넥터의 K 타입 4셀 배터리(301),
리튬폴리머 배터리 셀을 3개 직렬로 접속하고 셀 3의 양극을 11.1V 핀에 연결하고, 셀 2의 양극을 7.4V 핀에 연결하고, 셀 1의 양극을 3.7V 핀에 연결하고, 계속해서 한 핀을 비우고, 0 전위(Ground)를 GND 핀에 연결한 5핀 커넥터의 K 타입 3셀 배터리(302),
리튬폴리머 배터리 셀을 2개 직렬로 접속하고 셀 2의 양극을 7.4V 핀에 연결하고, 셀 1의 양극을 3.7V 핀에 연결하고, 계속해서 두 핀을 비우고, 0 전위(Ground)를 GND 핀에 연결한 5핀 커넥터의 K 타입 2셀 배터리(303),
리튬폴리머 배터리 셀을 3개 직렬로 접속하고 첫 핀을 비우고, 셀 3의 양극을 11.1V 핀에 연결하고, 셀 2의 양극을 7.4V 핀에 연결하고, 셀 1의 양극을 3.7V 핀에 연결하고, 0 전위(Ground)를 GND 핀에 연결한 5핀 커넥터의 C 타입 2셀 배터리(304),
리튬폴리머 배터리 셀을 2개 직렬로 접속하고 첫 핀과 두 번째 핀을 비우고, 셀 2의 양극을 7.4V 핀에 연결하고, 셀 1의 양극을 3.7V 핀에 연결하고, 0 전위(Ground)를 GND 핀에 연결한 5핀 커넥터의 C 타입 2셀 배터리(305)의 커넥터 구조를 갖는다.

목적을 달성하기 위한 본 발명의 리튬 폴리머 배터리의 커넥터를 자동으로 감지하는 방법을 설명하면, 먼저 리튬폴리머 배터리 밸런스 커넥터의 각 셀 전압을 감지하는 단계와 이 셀 전압을 기준으로 커넥터 타입을 결정하는 단계로 구성된다.

도 1과 도 2 그림을 바탕으로 직렬로 연결된 5개의 셀 연결 핀을 갖는 리튬폴리머 배터리 밸런스 커넥터의 각 셀 전압을 읽는 방법의 예를 들어 설명하면, 도 1의 마이크로 컴퓨터(100)의 A/D 변환기를 이용하여 도 2의 4개의 셀을 갖는 리튬폴리머 배터리의 셀 전압1, 전압2, 전압3, 전압4를 먼저 읽고, 이를 바탕으로 각 셀의 전압은 다음과 같은 수학식으로 계산한다.

셀4 전압= 전압4 - 전압3 (수학식 1)

셀3 전압= 전압3 - 전압2 (수학식 2)

셀2 전압= 전압2 - 전압1 (수학식 3)

셀1 전압= 전압1 (수학식 4)

상기 (수학식 1),(수학식 2),(수학식 3)과 (수학식 4)에 의해서 계산된 각 셀 전압을 바탕으로 커넥터를 구분하는 방법은 도 4의 흐름도를 바탕으로 다음과 같이 설명한다.

먼저 모든 셀의 전압을 읽어 판단하는 단계(401), 상기 모든 셀의 전압이 있어 4셀 배터리로 판단하는 단계(402),
상기 401 단계의 조건을 만족하지 않고 모든 셀의 전압이 없어 셀 1, 셀 2, 셀 3의 전압이 0볼트이고 셀 4의 전압이 있는 것으로 판단하는 단계(403), 상기 셀 1, 셀 2, 셀 3의 전압이 0볼트이고 셀 4의 전압이 있어 S타입 배터리로 판단하는 단계(404),
상기 403 단계의 조건을 만족하지 않고 셀 1과 셀 2의 전압이 0볼트로 판단하는 단계(405), 상기 셀 1과 셀 2의 전압이 0볼트로 판단하여 K타입 2셀 배터리로 판단하는 단계(406),

상기 405 단계의 조건을 만족하지 않고, 셀 1이 0볼트이고, 셀 2의 전압이 있는 것으로 판단하는 단계(407), 상기 셀 1이 0볼트이고, 셀 2가 전압이 있어 K타입 3셀 배터리로 판단하는 단계(408),
상기 407 단계의 조건을 만족하지 않고, 셀 3와 셀 4의 전압이 0볼트로 판단하는 단계(409), 상기 셀 3와 셀 4의 전압이 0볼트로 C타입 2셀 배터리로 판단하는 단계(410),
상기 409 단계의 조건을 만족하지 않고, 셀 4의 전압이 0볼트이고, 셀 3의 전압이 있는 것으로 판단하는 단계(411), 상기 셀 4의 전압이 0볼트이고, 셀 3의 전압이 있어 C타입 3 셀 배터리로 판단하는 단계 (412)를 통하여 여러 가지 리튬폴리머 배터리의 밸런스 커넥터 타입을 도 1의 마이크로 컴퓨터(100)에서 감지한다.
상기한 방법으로 여러 가지 리튬폴리머 배터리의 밸런스 커넥터를 별도의 변환 케이블을 구비하지 않고 도 1의 마이크로 컴퓨터(100)는 자동으로 판단하고, 각 셀의 전압을 읽어서 기준 전압 이하로 떨어지면 도1의 부저 및 엘이디(LED)부(102)를 통하여 소리 및 빛으로 리튬폴리머 배터리의 저전압 상태를 알리는 경보를 한다.

삭제

도1은 무선 조종용 리튬폴리머 배터리 경보 방법의 전체 구성도

도2는 각 셀의 전압 계산 구성도

도3은 배터리 밸런스 커넥터 타입의 예

도4는 배터리 커넥터 자동 감지 흐름도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 마이크로 컴퓨터 101 : 배터리 셀

102 : 부저 및 엘이디 103 : 알씨 신호 입력

104 : 다이오드와 레귤레이터를 사용한 전원 공급 회로

105 : 유무선 통신 장치

Claims

전체 시스템의 제어를 맡고 있는 마이크로 컴퓨터(100), 리튬폴리머 배터리와 접속되는 배터리 접속부(101), 전체 시스템에 전원을 공급해주는 다이오드와 레귤레이터를 포함하는 전원장치(104), 경보 및 출력을 하는 부저 및 엘이디(LED)부(102), 외부 무선조종기의 신호를 수신하는 수신기의 신호를 읽는 알씨신호 입력부(103), 외부로 신호를 보내는 유무선 통신 장치(105)를 이용하여,

밸런스 커넥터를 구비한 무선 조종용 리튬폴리머 배터리의 저전압 경보 방법에 있어서,

먼저 모든 셀의 전압을 읽어 판단하는 단계(401), 상기 모든 셀의 전압이 있어 4셀 배터리로 판단하는 단계(402),

상기 배터리내의 모든 기본 셀의 전압을 판단하는 401단계의 조건을 만족하지 않고 모든 셀의 전압이 없어 셀 1, 셀 2, 셀 3의 전압이 0볼트이고 셀 4의 전압이 있는 것으로 판단하는 단계(403), 상기 셀 1, 셀 2, 셀 3의 전압이 0볼트이고 셀 4의 전압이 있어 S타입 배터리로 판단하는 단계(404),

상기 배터리내의 셀1, 셀2, 셀3가 모두 0볼트이고, 셀4에만 전압이 감지되는 403단계의 조건을 만족하지 않고 셀 1과 셀 2의 전압이 0볼트로 판단하는 단계(405), 상기 셀 1과 셀 2의 전압이 0볼트로 판단하여 K타입 2셀 배터리로 판단하는 단계(406),

상기 배터리내의 셀1과 셀2가 0볼트로 전압이 감지되는 405단계의 조건을 만족하지 않고, 셀 1이 0볼트이고, 셀 2의 전압이 있는 것으로 판단하는 단계(407), 상기 셀 1이 0볼트이고, 셀 2가 전압이 있어 K타입 3셀 배터리로 판단하는 단계(408),

상기 배터리내의 셀1의 전압이 0볼트이고 셀2의 전압이 감지되는 407단계의 조건을 만족하지 않고, 셀 3와 셀 4의 전압이 0볼트로 판단하는 단계(409), 상기 셀 3와 셀 4의 전압이 0볼트로 C타입 2셀 배터리로 판단하는 단계(410),

상기 배터리내의 셀3과 셀4가 0볼트로 감지되는 409단계의 조건을 만족하지 않고, 셀 4의 전압이 0볼트이고, 셀 3의 전압이 있는 것으로 판단하는 단계(411), 상기 셀 4의 전압이 0볼트이고, 셀 3의 전압이 있어 C타입 3 셀 배터리로 판단하는 단계 (412)를 통하여 여러 가지 리튬폴리머 배터리의 밸런스 커넥터 타입을 마이크로 컴퓨터(100)에서 감지하여 별도의 커넥터 변환 케이블이 필요 없는 리튬폴리머 배터리의 저전압 상태를 경보하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 리듐폴리머 배터리는

무선 조종용 비행기, 무선 조종용 자동차, 무선 조종용 보트에 사용되는 배터리인 것을 특징으로 하는 리튬폴리머 배터리의 저전압 경보 방법.
제2항에 있어서,

리튬폴리머 배터리의 저전압 상태를 외부로 유무선통신 장치(105)를 이용하여 전송하는 리튬폴리머 배터리의 저전압 경보 방법.
제2항에 있어서,

외부 무선 조종용 수신기의 신호를 알씨신호 입력부(103)에서 받아서 부저 및 엘이디(102)로 소리와 빛으로 출력하는 리튬폴리머 배터리의 저전압 경보 방법.