KR100987629B1

KR100987629B1 - 배터리 충전 전류 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR100987629B1
Application number: KR20030029817A
Authority: KR
Inventors: 황범영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2010-10-13
Also published as: KR20040097500A

Abstract

본 발명은, 배터리 충전 전류 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 노트북 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자기기에서, A/C 어댑터의 출력을 배터리의 충전 전류와 시스템 부하의 공급 전원으로 각각 인가하면서, 상기 A/C 어댑터의 출력 전압을 검출 한 후, 폴드 백(Fold Back) 전압 특성에 근거하여 사전에 설정된 소정의 기준 전압을, 상기 A/C 어댑터의 출력 전압과 비교하여, 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 가변 제어함으로써, 시스템 부하에 인가되는 공급 전원이 증가하는 경우, 배터리로 인가되는 충전 전류를 감소시키고, 시스템 부하에 인가되는 공급 전원이 감소하는 경우, 배터리로 인가되는 충전 전류로 자동으로 증가시켜, A/C 어댑터의 출력을 최대한 효율적으로 사용할 수 있게 되며, 또한 센서 저항을 삭제하여, 불필요하게 전력이 소모되는 것을 방지할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

배터리, 충전 전류, 시스템 부하, 전압 검출, 폴드 백 전압

Description

배터리 충전 전류 제어장치 및 방법 {Apparatus and method for controling charge current for battery}

도 1은 종래의 배터리 충전 제어장치에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 2는 본 발명에 따른 배터리 충전 전류 제어장치에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 3 및 도 4는 본 발명에 적용되는 폴드 백(Fold Back) 전압 특성을 도시한 것이고,

도 5는 본 발명에 따른 배터리 충전 전류 제어장치에 의해 가변되는 충전 전류를 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : A/C 어댑터 11 : 시스템 DC/DC 변환부

12 : 시스템 부하 13 : 스위치

14 : 배터리 15 : 전류 검출부

16 : 충전 제어부 20 : 전압 검출부

21 : 비교부

본 발명은, 배터리 충전 전류 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노트북 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자기기에서, 배터리의 충전 전류와 시스템 부하의 공급 전원으로 각각 인가되는 A/C 어댑터의 출력 전압을 적절하게 자동 조절할 수 있도록 하기 위한 배터리 충전 전류 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은, 종래의 배터리 충전 제어장치에 대한 구성을 도시한 것으로, 상기 배터리 충전 제어장치에는, A/C 어댑터(10), 시스템 DC/DC 변환부(11), 시스템 부하(12), 스위치(13), 배터리(14), 전류 검출부(15), 충전 제어부(16), 그리고 A/C 어댑터의 출력 전류를 검출하기 위한 센서 저항(Rs) 등이 포함 구성될 수 있다.

한편, 상기 A/C 어댑터(10)로부터 출력되는 전류는, 상기 시스템 DC/DC 변환부(11)로 인가되어, 시스템 부하(12)의 동작 수행에 필요한 공급 전원으로 사용되며, 또한 상기 스위치(13)를 거쳐 배터리(14)에 충전 전원으로 동시에 안가되는 데, 이때 상기 센서 저항(Rs)의 양단에 연결 접속된 전류 검출부(15)에서는, 상기 A/C 어댑터의 출력 전류를 검출하게 된다.

또한, 상기 충전 제어부(16)에서는, 상기 전류 검출부(15)에 의해 검출된 검출 값이, 사전에 설정된 소정의 기준 전류 값, 예를 들어 A/C 어댑터에서 안정적으로 출력 가능한 소정의 전류 값이 되는 경우, 상기 스위치(13)의 온/오프 타이밍(On/Off Timing)을 가변 조절하여, 상기 배터리(14)로 인가되는 충전 전류의 량을 감소시키게 된다.

이에 따라, 상기 배터리의 충전 전류로 인가되던 A/C 어댑터의 출력 전류가, 상기 시스템 부하로 더 많이 인가되도록 하여, 시스템 동작이 정상적으로 수행되도록 하는 한편, 상기 전류 검출부(15)에 의해 검출된 검출 값이, 사전에 설정된 소정의 기준 전류 값 보다 적어지게 되는 경우, 예를 들어 시스템 부하가 감소되는 경우, 상기 충전 제어부(16)에서는, 상기 스위치(13)의 온/오프 타이밍(On/Off Timing)을 가변 조절하여, 상기 배터리(14)로 인가되는 충전 전류의 량을 다시 증가시킴으로써, 배터리 충전 동작이 정상적으로 수행되도록 제어하게 된다.

그러나, 종래의 배터리 충전 제어장치에서는, A/C 어댑터의 출력 전류를 검출하기 위하여, 비교적 저항 값이 큰 센서 저항(Rs)을 사용하기 때문에, 상기 센서 저항에 의해 소모되는 전력이 지속적으로 발생하게 되어, 불필요하게 전력이 낭비되는 문제점이 있다.

또한, 종래의 배터리 충전 제어장치에는, 여러 종류 및 특성을 갖는 A/C 어댑터가 연결 사용될 수 있음에도 불구하고, 임의의 한 특정 어댑터를 기준으로, 충전 제어를 위한 기준 전류 값을 고정적으로 설정 사용하기 때문에, 대용량의 어댑터 연결 사용시, 충전 제어 동작이 비효율적으로 수행되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 노트북 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자기기에서, A/C 어댑터의 출력 전압을 검출한 후, 폴드 백(Fold Back) 전압 특성에 근거하여 사전에 설정된 소정의 기준 전압을, 상기 A/C 어댑터의 출력 전압과 비교하여, 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 가변 제어함으로써, A/C 어댑터의 출력을 최대한 효율적으로 사용할 수 있도록 하기 위한 배터리 충전 전류 제어장치 및 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배터리 충전 전류 제어장치는, 배터리의 충전 전류와 시스템 부하의 공급 전원을 각각 인가하기 위한 A/C 어댑터; 상기 A/C 어댑터의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출수단; 상기 검출된 A/C 어댑터의 출력 전압과, 사전에 설정된 소정의 기준 전압을 비교하기 위한 전압 비교수단; 상기 비교 결과에 따라, 상기 배터리 전단에 설치된 스위치의 온/오프 주기를 가변하여, 배터리의 충전 전류 량을 감소 또는 증가시키기 위한 충전 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

또한, 본 발명에 따른 배터리 충전 전류 제어방법은, A/C 어댑터의 출력을 배터리의 충전 전류와 시스템 부하의 공급전원으로 각각 인가하는 1단계; 상기 A/C 어댑터의 출력 전압을 검출하여, 사전에 설정된 소정의 기준 전압과 비교하는 2단계; 및 상기 비교 결과에 따라, 상기 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 가변 제어하는 3단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 배터리 충전 전류 제어장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는, 본 발명에 따른 배터리 충전 전류 제어장치에 대한 구성을 도시한 것으로, 상기 배터리 충전 전류 제어장치에는, 도 1을 참조로 전술한 바와 같이, A/C 어댑터(10), 시스템 DC/DC 변환부(11), 시스템 부하(12), 스위치(13), 배터리(14), 충전 제어부(16)가 포함 구성된다.

또한, 상기 A/C 어댑터(10)의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출부(20)와, 상기 검출된 A/C 어댑터(10)의 출력 전압을 사전에 설정된 소정의 기준 전압과 비교하기 위한 비교부(21)가 포함 구성되며, 도 1을 참조로 전술한 바 있는 센서 저항(Rs)이 삭제된다.

한편, 상기 A/C 어댑터(10)로부터 출력되는 전류는, 상기 시스템 DC/DC 변환부(11)로 인가되어, 시스템 부하(12)의 동작 수행에 필요한 공급 전원으로 인가됨과 아울러, 상기 스위치(13)를 거쳐 배터리(14)에 충전 전원으로 동시에 사용되는 데, 이때 상기 전압 검출부(20)에서는, 상기 A/C 어댑터의 출력 전압을 검출하게 된다.

또한, 상기 비교부(21)에서는, 상기 검출된 A/C 어댑터의 출력 전압을 사전에 설정된 소정의 기준 전압과 비교하게 되는 데, 상기 기준 전압은, 폴드 백(Fold Back) 전압 특성에 근거하여 설정되는 기준 전압 값으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에서는, 시스템 부하가 증가하게 되면, 상기 A/C 어댑터의 출력 전압이 감소하게 됨과 아울러, 특정 포인트에서 피크(Peak) 치를 갖게 되는 폴드 백 특성을 이용하여, 상기 피크 치 이전에 전류 리미트 포인트(Current Limit Point)를 기준 전압으로 설정하게 된다.

한편, 상기와 같이 설정되는 전류 리미트 포인트는, 도 4에 도시한 바와 같이, A/C 어댑터의 정격 용량에 따라 가변될 수 있는 것으로, 대용량의 A/C 어댑터인 경우, 상기 전류 리미트 포인트가 상대적으로 높게 설정되며, 소용량의 A/C 어댑터인 경우, 상기 전류 리미트 포인트가 상대적으로 낮게 설정된다.

그리고, 상기 충전 제어부(16)에서는, 상기 비교 결과에 따라, 상기 스위치(13)의 온/오프 타이밍(On/Off Timing)을 가변 조절하여, 상기 배터리(14)로 인가되는 충전 전류의 량을 감소 또는 증가시키게 되는 것으로, 예를 들어, 상기 전압 검출부(20)에 의해 검출된 A/C 어댑터의 출력 전압이, 상기 전류 리미트 포인트에 일치하는 기준 전압 이상이 되는 경우, 상기 스위치(13)의 온 타이밍을 감소시켜 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 감소시킴으로써, 시스템 부하에 인가되는 공급 전원이 증가되도록 한다,

반면, 상기 전압 검출부(20)에 의해 검출된 A/C 어댑터의 출력 전압이, 상기 전류 리미트 포인트에 일치하는 기준 전압 미만이 되는 경우, 상기 스위치(13)의 온 타이밍을 증가시켜 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 증가시킴으로써, 시스템 부하에 인가되는 공급 전원을 감소시키고, 대신 배터리의 충전 동작이 신속히 이루어지도록 제어하게 된다,

이에 따라, 도 5에 도시한 바와 같이, 시스템 부하에서 소비되는 전원의 증 가로 인해 A/C 어댑터의 출력 전압이 증가하게 되는 경우, 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 자동으로 감소시키게 되고, 시스템 부하에서 소비되는 전원의 감소로 인해 A/C 어댑터의 출력 전압이 감소하게 되는 경우, 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 자동으로 증가시킴으로써, 시스템 부하에 인가되는 전류 값(I1)과 배터리로 인가되는 전류(I2)의 합이, A/V 어댑터로부터 출력되는 전류 값(I=I1+I2)과 항상 일치되도록 하여, A/C 어댑터의 용량을 최대한 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

상기와 같이 구성 및 이루어지는 본 발명에 따른 배터리 충전 전류 제어장치 및 방법은, 노트북 컴퓨터 등과 같은 휴대용 전자기기에서, A/C 어댑터의 출력을 배터리의 충전 전류와 시스템 부하의 공급 전원으로 각각 인가하면서, 상기 A/C 어댑터의 출력 전압을 검출 한 후, 폴드 백(Fold Back) 전압 특성에 근거하여 사전에 설정된 소정의 기준 전압을, 상기 A/C 어댑터의 출력 전압과 비교하여, 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 가변 제어함으로써, 시스템 부하에 인가되는 공급 전원 이 증가하는 경우, 배터리로 인가되는 충전 전류를 감소시키고, 시스템 부하에 인가되는 공급 전원이 감소하는 경우, 배터리로 인가되는 충전 전류로 자동으로 증가시켜, A/C 어댑터의 출력을 최대한 효율적으로 사용할 수 있게 되며, 또한 센서 저항을 삭제하여, 불필요하게 전력이 소모되는 것을 방지할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims

배터리의 충전 전류와 시스템 부하의 공급 전원을 각각 인가하기 위한 A/C 어댑터;

상기 A/C 어댑터의 출력 전압을 검출하기 위한 전압 검출수단;

상기 검출된 A/C 어댑터의 출력 전압과, 사전에 설정된 소정의 기준 전압을 비교하기 위한 전압 비교수단;

상기 비교 결과에 따라, 상기 배터리 전단에 설치된 스위치의 온/오프 주기를 가변하여, 배터리의 충전 전류 량을 감소 또는 증가시키기 위한 충전 제어수단을 포함하여 구성되되,

상기 기준 전압은, 시스템 부하 증가에 따라 A/C 어댑터의 출력 전압이 감소함과 아울러 특정 포인트에서 피크 치를 갖는 폴드 백 전압 특성에 근거하여, 상기 피크 치 이전의 임의의 한 전류 리미트 포인트로 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 전류 제어장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 충전 제어수단은, 상기 A/C 어댑터의 출력 전압이, 사전에 설정된 소정의 기준 전압 이상이 되는 경우, 상기 배터리 전단에 설치된 스위치의 온/오프 주 기를 가변 제어하여, 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 전류 제어장치,
A/C 어댑터의 출력을 배터리의 충전 전류와 시스템 부하의 공급전원으로 각각 인가하는 1단계;

상기 A/C 어댑터의 출력 전압을 검출하여, 사전에 설정된 소정의 기준 전압과 비교하는 2단계; 및

상기 비교 결과에 따라, 상기 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 가변 제어하는 3단계를 포함하여 이루어지되,

상기 기준 전압은, 시스템 부하 증가에 따라 A/C 어댑터의 출력 전압이 감소함과 아울러 특정 포인트에서 피크 치를 갖는 폴드 백 전압 특성에 근거하여, 상기 피크 치 이전의 임의의 한 전류 리미트 포인트로 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 전류 제어방법.
삭제
제 4항에 있어서,

상기 3단계는, 상기 A/C 어댑터의 출력 전압이, 사전에 설정된 소정의 기준 전압 이상이 되는 경우, 상기 배터리 전단에 설치된 스위치의 온/오프 주기를 가변 제어하여, 배터리로 인가되는 충전 전류의 량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 배 터리 충전 전류 제어방법.