KR101055341B1

KR101055341B1 - 전원 공급 회로, 전원 공급 회로를 구비한 충전 유닛, 및 전원 공급 방법

Info

Publication number: KR101055341B1
Application number: KR1020087024900A
Authority: KR
Inventors: 이뻬이 노다
Original assignee: 가부시키가이샤 리코
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2011-08-09
Also published as: CN101421901A; WO2008099558A1; CN101421901B; US20100231175A1; KR20080105156A; JP5261942B2; JP2008199804A

Abstract

2차 전지를 충전하는 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로를 개시한다. 이 전원 공급 회로는, 미리 정해진 전압을 생성하여 출력하도록 구성된 직류 전원과, 2차 전지의 전압을 검출하고, 직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여 그 변환된 전압을 충전 제어 회로에 출력하도록 구성된 DC-DC 컨버터를 포함한다.

Description

전원 공급 회로, 전원 공급 회로를 구비한 충전 유닛, 및 전원 공급 방법{POWER SUPPLY CIRCUIT, CHARGING UNIT HAVING THE POWER SUPPLY CIRCUIT, AND POWER SUPPLY METHOD}

본 발명은 개괄적으로, 2차 전지를 충전하는 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로, 그 전원 공급 회로를 구비한 충전 유닛, 및 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 방법에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는, 연료 전지나 태양 전지 등의 발전 소자를 전원으로서 이용하는 경우에도 고효율로 충전을 수행할 수 있는 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로, 그 전원 공급 회로를 구비한 충전 유닛, 및 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 방법에 관한 것이다.

2차 전지, 특히 최근에 리튬 이온 전지가 경제성, 편리성, 전력 출력 밀도 의 이유로 휴대용 전자 기기에 종종 사용되고 있다.

또한, 휴대용 전자 기기의 적용 분야가 점점 증대하고 있으며, 최근에는 지상 디지털 방송, 소위 1 세그먼트 방송이 시작되어 휴대용 전자 기기로 텔레비전을 시청하는 것이 일반적이게 되었다. 그 결과, 휴대용 전자 기기의 전력 소비가 극심하게 증가하게 되었다. 한편, 출력 (전력) 밀도 면에서는 만족적이지만 에너지 밀도가 부족한 리튬 이온 전지를 사용하는 휴대용 전자 기기는 단시간 동안만 동작할 수 있다. 또한, 전지 성능의 향상이 휴대용 전자 기기의 소비 전력을 뒤따를 수 없어, 휴대용 전자 기기의 동작 시간이 사용자의 요구에 미치지 못하고 있다.

이러한 상황을 해결하기 위해서, 전원으로서 연료 전지를 사용하는 것이 기대되고 있다. 특히, 연료로서 메탄올을 사용하지만 펌프 등의 보조 기계를 이용하지 않는 패시브형(passive) DMFC(Direct Methanol Fuel Cell)은 사이즈를 줄일 수 있으므로, 휴대 전화기 등의 소형 휴대용 전자 기기의 전원으로서 유망할 것으로 고려된다.

연료 전지의 에너지 밀도는 중량 당 리튬 이온 전지의 거의 10배이며, 체적 당으로는 3배 이상이다. 또한, 메탄올을 추가하여 계속 전원을 공급할 수 있는 연료 전지는 휴대용 전자 기기의 동작 시간에 대한 요구를 만족시킬 수 있다. 그러나, 연료 전지의 출력 밀도는 현재의 휴대용 전자 기기의 요구를 만족시키기에 너무 낮다.

따라서, 현재의 연료 전지를 사용하여 2차 전지를 충전하는 충전 유닛이 가능하다. 연료 전지를 사용하여 2차 전지를 충전하는 경우에는 한정된 연료를 가능한 한 유효하게 활용하기 위해서 충전 효율을 향상시키는 것이 매우 중요하다. 그러나, AC 어댑터 등을 사용한 종래의 충전 유닛은 충전 효율보다는 충전 시간을 단축하는 데에 집중하기 때문에, 충전 효율은 좋지 못하다.

도 1은 종래의 충전 유닛을 도시하는 블록도이다. 도 1의 충전 유닛에서는, DC-DC 컨버터(130)의 출력 전압(Vout1)과 2차 전지(120)의 전압(Vout2)과의 전압차에 기초하여 발생하는 전력 손실이 전부 충전 제어 회로(140)에 의해 소비된다.

충전 제어 회로(140)에서의 전력 소비를 저감시키기 위해서는, DC-DC 컨버터(130)의 출력 전압(Vout1)과 2차 전지(120)의 전압(Vout2)과의 전압차가 작을수록, 충전 전류가 적을수록 좋다. 그러나, 종래의 DC-DC 컨버터(130)의 출력 전압(Vout1)은 일정하고, 또한 2차 전지(120)가 만충전될 때까지 정전류 충전이 수행된다. 그 결과, 2차 전지(120)의 전압(Vout2)이 낮다면, 종래의 DC-DC 컨버터(130)의 출력 전압(Vout1)과의 전압차가 크고, 또한 충전 전류도 많다. 이에, 충전 제어 회로(140)에서의 전력 손실이 매우 커진다. 이러한 전력 손실은 전부 직류(DC) 전원(110)으로부터 공급된 것이다. 따라서, 종래의 충전 유닛의 충전 효율은 좋지 못하다.

도 2는 연료 전지를 사용하는 종래의 충전 유닛을 도시하는 블록도이다. (예컨대, PCT 국제 출원 제2006-501798호의 일문 번역문 참조.)

도 2에 있어서, 연산 증폭 회로(163)는, DC-DC 컨버터(162)의 스위칭 소자의 듀티 사이클을 제어하기 위하여, 연료 전지(161)의 출력 전압과 기준 전압(Vref)과의 전압차에 따른 출력 신호를 스위치 컨트롤러(164)에 출력한다.

도 2를 참조하면, DC-DC 컨버터(162)는, 2차 전지(165)를 그 DC-DC 컨버터(162)의 출력 단자에 직접 접속하여 DC-DC 컨버터(162)의 출력 전압을 2차 전지(165)의 양단 전압과 같게 함으로써, 무조절 전원으로서 동작하게 된다. 이 때문에, 도 2의 충전 유닛에서는 도 1에 도시한 충전 제어 회로(140)에 의한 전력 손실이 없어져 충전 효율이 향상된다. 또한, 도 2의 충전 유닛에서는 연료 전지(161)의 출력 전압 또는 출력 전류를 원하는 값이 되도록 동적으로 제어함으로써, 연료 전 지(161)의 전력 출력 및 연료 효율을 최적화한다. 도 2에서 도면 부호 166은 부하를 나타낸다.

그러나, 도 2의 충전 유닛에서는 DC-DC 컨버터(162)의 출력 전압이 2차 전지(165)의 허용 전압을 초과하지 않도록 (도면에 도시하지 않는)전류 바이패스 회로를 설치하여, 2차 전지(165)가 만충전된 후에 DC-DC 컨버터(162)의 출력 전류를 바이패스하게 한다. 그러므로, 2차 전지(165)가 만충전된 후에 전류 바이패스 회로가 전력을 낭비하는 문제가 있다.

또한, 도 2의 충전 유닛은 리튬 이온 전지 충전 방법으로서 주로 실시되는 정전류, 정전압 충전 방법을 수행할 수 없고, 따라서 고정밀도로 충전을 수행할 수 없다. 이 때문에, 2차 전지(165)의 전압이 낮은 경우에는 충전 전류가 과도하게 공급될 수 있다는 점과, 만충전된 2차 전지(165)의 양단 전압을 정밀하게 결정할 수 없다는 점에서 문제가 있다.

본 발명의 실시형태들은 전술한 문제들 중 하나 이상을 해결하거나 줄일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전술한 문제들 중 하나 이상을 해결하거나 줄일 수 있는, 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로와, 그 전원 공급 회로를 구비한 충전 유닛, 및 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 일반적인 정전류, 정전압 충전을 수행하여 충전 효율을 향상시킬 수 있는 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로와, 그 전원 공급 회로를 구비한 충전 유닛, 및 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 2차 전지를 충전하는 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로가 제공되며, 이 전원 공급 회로는, 미리 정해진 전압을 생성하여 출력하도록 구성된 직류 전원과, 상기 2차 전지의 전압을 검출하고, 상기 직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하도록 구성된 DC-DC 컨버터를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 2차 전지를 충전하는 충전 유닛이 제공되며, 이 충전 유닛은, 상기 2차 전지를 충전하도록 구성된 충전 제어 회로와, 상기 충전 제어 회로에 전원을 공급하도록 구성된 전원 공급 회로를 포함하며, 상기 전원 공급 회로는, 미리 정해진 전압을 생성하여 출력하도록 구성된 직류 전원과, 상기 2차 전지의 전압을 검출하고, 상기 직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하도록 구성된 DC-DC 컨버터를 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 2차 전지를 충전하는 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 방법이 제공되며, 이 방법은, 상기 2차 전지의 전압을 검출하는 단계와, 직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하는 단계를 포함한다.

본 발명의 하나 이상의 실시형태에 따른, 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로, 그 전원 공급 회로를 구비한 충전 유닛, 및 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 방법에서는, 2차 전지의 전압이 검출되고, 제1 직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 제1 전압이 상기 검출된 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환되어 충전 제어 회로에 출력된다. 이에, 2차 전지에 일반적인 정전류, 정전압 충전을 수행할 수 있다. 따라서, 충전 조건이 엄격한 리튬 이온 전지를 고정밀도로 충전할 수 있어, 연료 전지나 태양 전지를 이용하여 2차 전지를 충전할 때에, 2차 전지의 전지 전압과 필요한 최소 전압을 더한 전압을 충전 제어 회로에 공급할 수 있다. 그 결과, 충전 제어 회로에서의 전력 손실을 실질적으로 줄여, 충전 효율을 향상시킬 수 있다.

첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점들이 이하의 구체적인 설명으로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 종래의 충전 유닛을 도시하는 블록도이다.

도 2는 연료 전지를 사용한 종래의 충전 유닛을 도시하는 블록도이다.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 충전 유닛을 도시하는 개략적 블록도이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 충전 시에 DC-DC 컨버터의 출력 전압과 2차 전지의 전지 전압의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 충전 유닛을 도시하는 회로도이다.

도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 충전 유닛을 도시하는 회로도이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태들에 대해서 설명한다.

[제1 실시형태]

도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 충전 유닛(1)을 도시하는 개략적 블록도이다.

도 3을 참조하면, 리튬 이온 전지 등의 2차 전지(10)를 충전하는 충전 유닛(1)은, 예컨대 승압형(step-up) 스위칭 조절기 등의 DC-DC 컨버터(2)와, 그 DC-DC 컨버터(2)로부터 출력된 출력 전압(Vout1)을 사용하여 2차 전지(10)에 대해 미리 정해진 정전류, 정전압 충전을 수행하는 충전 제어 회로(3)와, 연료 전지나 태양 전지 등의 전지로 형성된 제1 직류(DC) 전원(11)을 포함한다. 이하에서는 "연료 전지"란 용어가 연료 전지 스택을 나타낼 수도 있다.

제1 DC 전원(11)으로부터의 제1 전압(V1)이 DC-DC 컨버터(2)에 입력된다. DC-DC 컨버터(2)는, 제1 전압(V1)이 전지 전압(Vbat)에 비례하여, 예컨대 전지 전압(Vbat)보다 미리 정해진 값만큼 크도록 제1 전압(V1)을 승압하여 그 승압된 제1 전압(V1)을 충전 제어 회로(3)에 출력 전압(Vout1)으로서 출력한다. 전지 전압(Vbat)은 2차 전지(10)의 양단 전압이다. DC-DC 컨버터(2) 및 제1 DC 전원(11)은 전원 공급 회로를 형성할 수 있다.

도 4는 충전 시에 DC-DC 컨버터(2)의 출력 전압(Vout1)과 2차 전지(10)의 전 지 전압(Vbat)의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 4에서 수평축은 시간을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 실선은 DC-DC 컨버터(2)의 출력 전압(Vout1)을 나타내고, 파선은 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)을 나타내며, 일점쇄선은 종래의 DC-DC 컨버터의 출력 전압을 나타낸다.

종래의 DC-DC 컨버터의 출력 전압은 약 5.4 V로 고정되지만, DC-DC 컨버터(2)의 출력 전압(Vout1)은 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)보다 약 0.2 V 더 높다. DC-DC 컨버터(2)의 출력 전압(Vout1)과 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)과의 전압차 0.2 V는 충전 제어 회로(3)의 동작에 필요한 전압차이며, 충전 제어 회로(3)를 형성하는 소자들과, 2차 전지(10)에 대한 충전 전류값에 의해서 결정된다. 따라서, DC-DC 컨버터(2)는 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)에 따라 출력 전압(Vout1)을 변경한다.

또한, DC-DC 컨버터(2)의 출력 전압(Vout1)의 하한값에는 제한이 있다. DC-DC 컨버터(2)는, 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)이 미리 정해진 전압 이하이면, 출력 전압(Vout1)이 예컨대 2.5 V 이하가 되지 않도록 출력 전압(Vout1)을 제한한다. 이것은 DC-DC 컨버터(2)의 출력 전압(Vout1)이 충전 제어 회로(3)의 최소 동작 전압보다 낮으면 충전 제어 회로(3)가 2차 전지(10)의 충전을 개시할 수 없기 때문이다. 이에, DC-DC 컨버터(2)는 출력 전압(Vout1)의 하한값을 충전 제어 회로(3)의 최소 동작 전압 근방의 값으로 또는 그 이상으로 제한한다.

제1 DC 전원(11)으로서 사용된 연료 전지나 태양 전지의 셀 당 전압은 1 V 이하만큼 낮고, 복수의 셀을 직렬 접속하면 약 2 V의 전압이 출력된다. 예컨대, 제1 DC 전원(11)으로부터 공급된 제1 전압(V1)이 2 V이면, 전술한 바와 같이, DC-DC 컨버터(2)로서 승압형 스위칭 조절기가 사용된다. 스위칭　조절기의 효율은 입력　전압에 대한 출력　전압의 비가 작을수록 더 좋은 것으로 알려져 있다. 그러므로, 제1 DC 전원(11)으로부터의 제1 전압(V1)이 낮고 DC-DC 컨버터(2)가 전지 전압(Vbat)에 가까운 전압을 출력하면, 일정하게 5.4 V를 출력하는 종래의 경우보다 DC-DC 컨버터(2) 자체의 효율이 더 좋기 때문에, 고효율로 충전을 수행할 수 있다.

예컨대, 제1 전압(V1)이 2 V이고, 충전 시에 2차 전지(10)의 평균 전압이 3 V이며, 충전 전류가 500 mA이고, 충전 제어 회로(3)의 자기 소비 전류가 3 mA이며, DC-DC 컨버터(2)의 출력 전압(Vout1)이 2차 전지 전압(Vbat)에 0.2 V를 더한 전압인 것으로 한다. 또한, DC-DC 컨버터(2)의 효율은, 입력 전압(Vin)이 2 V이고 출력 전압(Vout1)이 5.4 V인 경우 81.8 %이며, 입력 전압(Vin)이 2 V이고 출력 전압(Vout1)이 3.2 V인 경우는 93.6 %인 것으로 한다. 이 경우, 종래의 방법에 따른 충전 효율은, 0.818×(3.0×0.5)/(5.4×(0.5+0.003))×100 ≒ 45.2 %이지만, 본 발명에 따른 충전 효율은 0.936×(3.0×0.5)/(3.2×(0.5+0.003))×100 ≒ 87.2 %이다. 따라서, 이 효율은 거의 종래의 2배에 가깝다.

이와 같이, 제1 실시형태의 충전 유닛(1)에 따르면, DC-DC 컨버터(2)는, 제1 전압(V1)이 2차 전지(10)의 전압 전지 전압(Vbat)에 비례하여, 예컨대 전지 전압(Vbat)보다 미리 정해진 값만큼 더 높도록 제1 전압(V1)을 승압하여 그 승압된 제1 전압(V1)을 충전 제어 회로(3)에 출력 전압(Vout1)으로서 출력하며, 충전 제어 회로(3)는 그 출력 전압(Vout1)을 전원으로서 사용하여 2차 전지(10)에 대하여 미리 정해진 정전류, 정전압 충전을 수행한다. 이에, 2차 전지에 대하여 일반적인 정전류, 정전압 충전을 수행할 수 있다. 따라서, 충전 조건이 엄격한 리튬 이온 전지를 고정밀도로 충전할 수 있어, 연료 전지나 태양 전지를 사용하여 2차 전지(10)를 충전할 때에 충전 제어 회로(3)에, 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)과 필요한 최소한의 전압을 더한 전압을 공급할 수 있다. 그 결과, 충전 제어 회로(3)에서의 전력 손실이 실질적으로 저감하여, 충전 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, DC-DC 컨버터(2)의 승압율이 낮아질 수 있기 때문에, DC-DC 컨버터(2)가 고효율로 동작할 수 있으므로, 충전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

[제2 실시형태]

제1 실시형태에서는, DC-DC 컨버터(2)로의 전원이 제1 DC 전원(11)에서만 공급된다. 한편, 본 발명의 제2 실시형태에 따르면, 전원이 2개의 DC 전류원, 즉 제1 DC 전류원과 제2 DC 전류원으로부터 DC-DC 컨버터에 공급될 수 있고, 제2 DC 전원으로부터의 공급 전압이 미리 정해진 값보다 낮아지는 경우에는 제1 DC 전원으로부터의 공급 전압이 승압되어 충전 제어 회로에 공급될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 충전 유닛(1a)을 도시하는 회로도이다. 도 5에서는 도 3의 구성요소와 동일한 것에는 동일한 도면 부호를 부여한다.

도 5를 참조하면, 리튬 이온 전지 등의 2차 전지(10)를 충전하는 충전 유닛(1a)은, 승압형 스위칭 조절기를 형성하는 DC-DC 컨버터(2a)와, DC-DC 컨버터(2a)로부터 출력된 출력 전압(Vout1)을 사용하여 2차 전지(10)에 대해 미리 정해 진 정전류, 정전압 충전을 수행하는 충전 제어 회로(3a)와, 연료 전지나 태양 전지 등의 전지로 형성된 제1 DC 전원(11)과, 외부로부터 공급된 전원에 기초하여 미리 정해진 전압을 생성하여 출력하는 AC 어댑터 등의 제2 DC 전원(12)을 포함한다. DC-DC 컨버터(2a), 제1 DC 전원(11), 및 제2 DC 전원(12)은 전원 공급 회로를 형성할 수 있다. 제1 DC 전원(11)으로부터의 제1 전압(V1)이 DC-DC 컨버터(2a)에 입력되고, 제2 DC 전원(12)으로부터의 미리 정해진 제2 전압(V2)도 DC-DC 컨버터(2a)에 입력된다.

제2 DC 전원(12)이 DC-DC 컨버터(2a)에 접속되지 않은 경우의 충전 시에 DC-DC 컨버터(2a)의 출력 전압(Vout1)과 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)의 변화를 나타내는 그래프는 도 4의 것과 동일하여 생략한다.

DC-DC 컨버터(2a)는 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)을 검출하여, 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 값 미만이면[제2 전압(V2)이 입력되지 않은 경우도 포함함], 도 4에 도시하는 바와 같이 제1 전압(V1)을 승압하여 그 승압된 제1 전압(V1)을 충전 제어 회로(3a)에 출력 전압(Vout1)으로서 출력한다. 또한, DC-DC 컨버터(2a)는 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 전압 이상이면, 제1 전압(V1)의 승압을 정지하여 제2 전압(V2)을 충전 제어 회로(3a)에 출력 전압(Vout)으로서 출력한다. 충전 제어 회로(3a)는, DC-DC 컨버터(2a)로부터 입력된 전압(Vout1)을 전원으로서 이용해 동작하여, 2차 전지(10)에 대해 미리 정해진 정전류, 정전압 충전을 수행한다.

DC-DC 컨버터(2a)는 NMOS 트랜지스터로 형성된 스위칭 트랜지스터(M21)와, PMOS 트랜지스터로 형성된 동기 정류를 위한 트랜지스터(동기 정류용 트랜지스터)(M22)와, 역류 방지용 다이오드(D21, D22)와, 인덕터(L21)와, 평활용의 저항(R21) 및 출력 커패시터(Co)와, 제1 전압(V1)을 검출하는 제1 전압 검출 회로(21)와, 제2 전압(V2)을 검출하는 제2 전압 검출 회로(22)와, 스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류용 트랜지스터(M22)의 동작을 제어하는 제어 회로(23)를 포함한다.

또한, 충전 제어 회로(3a)는, 게이트에 입력된 신호에 따른 전류를 2차 전지(10)에 공급하는 PMOS 트랜지스터로 형성된 충전을 위한 트랜지스터(충전용 트랜지스터)(M31)와, 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)을 분압하여 분압 전압(Vd)을 출력하는 저항(R31, R32)과, 풀업 저항을 형성하는 저항(R33)과, 충전 전류 검출용 저항(Rs)과, 저항(Rs)의 양단 전압으로부터 2차 전지(10)에의 충전 전류(ich)를 검출하는 충전 전류 감지 회로(31)와, 연산 증폭 회로(32, 33)와, 미리 정해진 제1 기준 전압(Vr1)을 생성하여 출력하는 제1 기준 전압 생성 회로(34)와, 미리 정해진 제2 기준 전압(Vr2)을 생성하여 출력하는 제2 기준 전압 생성 회로(35)와, NMOS 트랜지스터(M32, M33)를 포함한다.

DC-DC 컨버터(2a)에서, 제1 전압(V1)은 다이오드(D21)의 애노드에 입력되고, 인덕터(L1)와 스위칭 트랜지스터(M21)는 다이오드(D21)의 캐소드와 접지 사이에 직렬로 접속된다. 제2 전압(V2)은 다이오드(D22)의 애노드에 입력되고, 다이오드(D22)의 캐소드는 충전용 트랜지스터(M31)의 소스에 접속된다. 다이오드(D22)와 충전용 트랜지스터(M31)의 접속부와, 인덕터(L21)와 스위칭 트랜지스터(M21)의 접 속부와의 사이에는 동기 정류용 트랜지스터(M22)가 접속된다.

다이오드(D22)와 동기 정류용 트랜지스터(M22)의 접속부는 DC-DC 컨버터(2a)의 출력단을 형성하고, 그 DC-DC 컨버터(2a)의 출력단 전압인, DC-DC 컨버터(2a)의 출력 전압(Vout1)은 제어 회로(23)에 입력된다. DC-DC 컨버터(2a)의 출력단과 접지 사이에는 저항(R21)과 출력 커패시터(Co)가 직렬로 접속된다. 또한, 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)이 제1 전압 검출 회로(21)와 제2 전압 검출 회로(22)에 각각 입력되고, 제1 전압 검출 회로(21) 및 제2 전압 검출 회로(22)의 각각의 검출 결과는 제어 회로(23)에 출력된다.

충전 제어 회로(3a)에서는, 저항(R33)이 DC-DC 컨버터(2a)의 출력단과 충전용 트랜지스터(M31)의 게이트 사이에 접속되고, 그 DC-DC 컨버터(2a)의 출력 전압(Vout1)은 충전용 트랜지스터(M31)의 소스에 입력된다. 저항(Rs)이 충전용 트랜지스터(M31)의 드레인과 2차 전지(10)의 양극(positive electrode) 사이에 접속되고, 2차 전지(10)의 음극(negative electrode)은 접지된다. 저항(R31)과 저항(R32)이 저항(Rs)과 2차 전지(10)의 접속부와 접지 사이에 직렬로 접속되고, 전지 전압(Vbat)을 분압하여 얻은, 저항(R31)과 저항(R32)의 접속부로부터의 분압 전압(Vd)이 제어 회로(23)에, 그리고 연산 증폭 회로(32)의 반전 입력단에 출력된다.

저항(Rs)의 양단 전압이 충전 전류 감지 회로(31)에 입력되고, 충전 전류 감지 회로(31)는 검출된 충전 전류(ich)의 전류값을 나타내는 신호(Vsen)를 제어 회로(23)에 그리고 연산 증폭 회로(33)의 반전 입력단에 출력한다. NMOS 트랜지스터(M32, M33)가 충전용 트랜지스터(M31)의 게이트와 접지 사이에 직렬로 접속된다. 제1 기준 전압(Vr1)이 연산 증폭 회로(32)의 비반전 입력단에 입력되고, 연산 증폭 회로(32)의 출력단은 NMOS 트랜지스터(M32)의 게이트에 접속된다. 또한, 제2 기준 전압(Vr2)이 연산 증폭 회로(33)의 비반전 입력단에 입력되고, 연산 증폭 회로(33)의 출력단은 NMOS 트랜지스터(M33)의 게이트에 접속된다.

제1 전압 검출 회로(21) 및 제어 회로(23)는 제1 전압(V1)을 전원으로서 이용해 동작하고, 제2 전압 검출 회로(22)는 제2 전압(V2)을 전원으로서 이용해 동작하며, 충전 제어 회로(3a)는 DC-DC 컨버터(2a)의 출력 전압(Vout1)을 전원으로서 이용해 동작한다.

이러한 구성에 따르면, 제1 전압 검출 회로(21)는 제1 DC 전원(11)으로부터의 제1 전압(V1)이 제1 미리 정해진 값 이상인지의 여부를 나타내는 신호를 제어 회로(23)에 출력한다. 마찬가지로, 제2 전압 검출 회로(22)는, 제2 DC 전원(12)으로부터의 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 값 이상인지의 여부를 나타내는 신호를 제어 회로(23)에 출력한다. 제어 회로(23)는, 제2 전압 검출 회로(22)가 제2 DC 전원(12)으로부터의 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 값 이상인 것을 검출하면, 스위칭 트랜지스터(M21)와 동기 정류용 트랜지스터(M22) 모두를 차단 상태가 되도록 턴오프함으로써 승압을 정지시킨다. 이 상태에서는 제2 DC 전원(12)으로부터의 제2 전압(V2)이 다이오드(D22)를 통해 충전 제어 회로(3a)에 입력되어 충전 제어 회로(3a)는 제2 전압(V2)을 전원으로서 이용해 2차 전지(10)를 충전한다. 이 상황에서는 제1 전압 검출 회로(21)가 제1 DC 전원(11)으로부터의 제1 전압(V1)이 제1 미리 정해진 값 이상인 것을 검출하더라도, 제어 회로(23)는 제1 전압 검출 회로(21) 로부터 입력된 검출 결과를 무시한다.

제2 전압 검출 회로(22)가 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 값 미만인 것을 검출하고, 제1 전압 검출 회로(21)가 제1 전압(V1)이 제1 미리 정해진 값 이상인 것을 검출하면, 제어 회로(23)는 출력 전압(Vout1)에 비례한 전압(Vfb)이 설정된 기준 전압(Vref)과 같도록, 예컨대 PWM 제어를 수행함으로써, 스위칭 트랜지스터(M21)와 동기 정류용 트랜지스터(M22)에 대해 상보적으로 온/오프 제어를 수행하여 제1 전압(V1)을 승압한다. 승압된 전압은 충전 제어 회로(3a)에 출력 전압(Vout1)으로서 출력된다. 그 결과, 2차 전지(10)는 제1 DC 전원(11)을 전원으로서 이용하여 충전된다.

여기서, 전지 전압(Vbat)을 분압하여 얻은 분압 전압(Vd)이 제어 회로(23)에 입력된다. 제어 회로(23)는 DC-DC 컨버터(2a)의 출력 전압(Vout1)이 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)보다 예컨대 0.2 V 높도록, 분압 전압(Vd)에 따라 기준 전압(Vref)의 전압값을 변경한다. 출력 전압(Vout1)을 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)보다 얼마나 높게 하느냐는 충전 제어 회로(3a)의 충전용 트랜지스터(M31)의 특성과 저항(Rs)에 따라 다르다. 또한, 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이, 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)이 미리 정해진 전압 이하이면, 제어 회로(23)는 출력 전압(Vout1)이 예컨대 2.5 V 이하가 되지 않도록 기준 전압(Vref)을 결정한다.

또한, 제1 전압 검출 회로(21)가 제1 전압(V1)이 제1 미리 정해진 값 미만인 것을 검출하고, 제2 전압 검출 회로(22)가 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 값 미만인 것을 검출하면, 제어 회로(23)는 스위칭 트랜지스터(M21) 및 동기 정류용 트 랜지스터(M22) 모두를 차단 상태가 되도록 턴오프하여 승압을 정지시킨다. 이 상태에서는 제2 DC 전원(12)으로부터의 제2 전압(V2)이 다이오드(D22)를 통해 충전 제어 회로(3a)에 입력된다. 그러나, 충전 제어 회로(3a)는 2차 전지(10)를 충전하기에 충분한 전원을 확보할 수 없으므로 실질적으로 2차 전지(10)의 충전을 정지시킨다.

다음에, 충전 제어 회로(3a)의 동작에 대해서 설명한다.

2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)이 낮아서 분압 전압(Vd)이 제1 기준 전압(Vr1)보다 낮다면, 연산 증폭 회로(32)의 출력 신호(CV)는 하이(고레벨 신호)가 되어, NMOS 트랜지스터(M32)는 턴온된다. 연산 증폭 회로(33)는 충전 전류 감지 회로(31)의 출력 신호(Vsen)가 제2 기준 전압(Vr2)과 같아지도록 NMOS 트랜지스터(M33)의 동작을 제어함으로써, 충전용 트랜지스터(M31)의 드레인 전류인 충전 전류(ich)를 제어한다. 즉, 충전용 트랜지스터(M31)의 드레인 전류에 의한 정전류 충전이 2차 전지(10)에 대해 수행된다.

분압 전압(Vd)이 제1 기준 전압(Vr1) 이상이면, 연산 증폭 회로(32)의 출력 신호(CV)의 전압이 저하하여, 연산 증폭 회로(32)는 분압 전압(Vd)이 제1 기준 전압(Vr1)과 같아지도록 NMOS 트랜지스터(M32)를 통해 충전용 트랜지스터(M31)를 제어한다. 그 결과, 정전압 충전이 수행된다. 정전압 충전 상태에서는, 충전용 트랜지스터(M31)의 드레인 전류는 정전류 충전 시와 비교하여 감소한다. 그렇기 때문에, 충전 전류 감지 회로(31)로부터의 신호(Vsen)는 제2 기준 전압(Vr2)보다 낮다. 그 결과, 연산 증폭 회로(33)의 출력 신호(CC)가 하이(고레벨 신호)가 됨에 따라, NMOS 트랜지스터(M33)는 턴온되어 도통 상태가 된다. 그 결과, 정전류 충전이 종료되고, 충전용 트랜지스터(M31)의 드레인 전류에 의한 정전압 충전이 수행된다.

제어 회로(23)는, 정전압 충전 시에, 충전 전류 감지 회로(31)의 출력 신호(Vsen)로부터 충전 전류(ich)가 미리 정해진 값 이하인 것을 검출하면, 스위칭 트랜지스터(M21)와 동기 정류용 트랜지스터(M22) 모두를 턴오프하여 승압을 정지시킨다. 이 때문에, 도 4에 도시하는 바와 같이, 제2 DC 전원(12)이 접속되지 않는다면, DC-DC 컨버터(2a)의 출력 전압(Vout1)이 0 V가 되어, 충전 제어 회로(3a)에 의한 2차 전지(10)의 충전은 정지된다. 도 4를 참조하면, 정전압 충전 시에, 출력 전압(Vout1)이 0 V가 되기 전에, 충전 전류(ich)가 미리 정해진 값 이하가 됨에 따라 NMOS 트랜지스터(M33)는 턴오프되어 차단 상태가 되고, 충전용 트랜지스터(M31)도 턴오프되어 차단 상태가 된다. 또한, 제2 DC 전원(12)이 접속되고 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 값 미만인 경우에 제1 전압(V1)의 값에 관계없이 2차 전지(10)의 충전도 정지된다.

따라서, 제2 실시형태의 충전 유닛(1a)에 따르면, 제1 DC 전원(11)과, AC 어댑터 등으로 형성된 제2 DC 전원(12)을 병용한 경우에, 제2 DC 전원(12)으로부터의 제2 전압(V2)을 우선적으로 사용하여 2차 전지(10)를 충전하게 한다. 그 결과, 전술한 제1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 제1 DC 전원(11)으로서 연료 전지를 사용한 경우에 연료 소비를 줄일 수 있다.

[제3 실시 형태]

전술한 제2 실시형태에서는, DC-DC 컨버터(2a)가 제2 전압(V2)의 출력 제어 를 수행하지 않고, 제1 전압(V1)의 승압 동작만 제어한다. 한편, 본 발명의 제3 실시형태에 따르면, DC-DC 컨버터는 제2 전압(V2)의 값에 따라 제2 전압(V2)의 충전 제어 회로(3a)에의 출력을 제어할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 충전 유닛(1b)을 도시하는 회로도이다. 도 6에서는, 도 5의 구성요소와 동일한 것에는 동일한 도면 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다.

도 5와 도 6의 차이점은 제2 전압 검출 회로(22)에 의한 제2 전압(V2)의 전압 검출 결과에 따라 제2 전압(V2)의 충전 제어 회로(3a)에의 출력을 제어하는 PMOS 트랜지스터(M41)가 도 6에 추가된 점이다.

도 6을 참조하면, 2차 전지(10)를 충전하는 충전 유닛(1b)은 승압형 스위칭 조절기를 형성하는 DC-DC 컨버터(2b)와, DC-DC 컨버터(2b)로부터 출력된 출력 전압(Vout1)을 사용하여 2차 전지(10)에 대해 미리 정해진 정전류, 정전압 충전을 수행하는 충전 제어 회로(3a)와, 제1 DC 전원(11)과, 제2 DC 전원(12)을 포함한다. DC-DC 컨버터(2b), 제1 DC 전원(11), 및 제2 DC 전원(12)은 전원 공급 회로를 형성할 수 있다.

제1 DC 전원(11)으로부터의 제1 전압(V1)이 DC-DC 컨버터(2b)에 입력되고, 제2 DC 전원(12)으로부터의 제2 전압(V2)도 DC-DC 컨버터(2b)에 입력된다.

제2 DC 전원(12)이 DC-DC 컨버터(2b)에 접속되지 않은 경우의 충전 시에 DC-DC 컨버터(2b)의 출력 전압(Vout1)과 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)의 변화를 나타내는 그래프는 도 4의 것과 동일하므로 생략한다.

DC-DC 컨버터(2b)는 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)을 검출하여, 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 값 미만이면[제2 전압(V2)이 입력되지 않은 경우도 포함], 제2 전압(V2)의 충전 제어 회로(3a)에의 출력을 차단하고, 도 4에 도시하는 바와 같이 제1 전압(V1)을 승압하여, 그 승압된 제1 전압(V1)을 충전 제어 회로(3a)에 출력 전압(Vout1)으로서 출력한다. 또한, DC-DC 컨버터(2b)는, 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 전압 이상이면, 제1 전압(V1)의 승압을 정지하고, 제2 전압(V2)을 충전 제어 회로(3a)에 출력 전압(Vout1)으로서 출력한다. 충전 제어 회로(3a)는 DC-DC 컨버터(2b)로부터 입력된 전압(Vout1)을 전원으로서 이용해 동작하여 2차 전지(10)에 대해 미리 정해진 정전류, 정전압 충전을 수행한다.

DC-DC 컨버터(2b)는 스위칭 트랜지스터(M21)와, 동기 정류용 트랜지스터(M22)와, 역류 방지용 다이오드(D21, D22)와, 인덕터(L21)와, 평활용의 저항(R21) 및 출력 커패시터(Co)와, 제1 전압 검출 회로(21)와, 제2 전압 검출 회로(22)와, 제어 회로(23)와, PMOS 트랜지스터(M41)를 포함한다. 제1 전압 검출 회로(21) 및 제어 회로(23)는 전원으로서 제1 전압(V1)을 이용하여 동작하고, 제2 전압 검출 회로(22)는 전원으로서 제2 전압(V2)을 이용하여 동작하며, 충전 제어 회로(3a)는 전원으로서 DC-DC 컨버터(2b)의 출력 전압(Vout1)을 이용하여 동작한다.

제2 전압 검출 회로(22)는 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 값 미만이면, PMOS 트랜지스터(M41)를 차단 상태가 되도록 턴오프하고, 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 값 이상이면 PMOS 트랜지스터(M41)를 도통 상태가 되도록 턴온한다. 다른 동작은 도 5의 경우와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

따라서, 제3 실시형태의 충전 유닛(1b)에 따르면, 제1 DC 전원(11)과, AC 어댑터 등으로 구성된 제2 DC 전원(12)을 병용한 경우에, 제2 DC 전원(12)으로부터의 제2 전압(V2)을 우선적으로 사용하여 2차 전지(10)를 충전하도록 하며, 제2 전압(V2)이 제2 미리 정해진 값 미만이면[제2 전압(V2)이 입력되지 않은 경우도 포함], 제2 전압(V2)의 충전 제어 회로(3a)에의 출력이 차단된다. 그 결과, 제2 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

전술한 제2 및 제3 실시형태에서의 제2 미리 정해진 값은, 충전용 트랜지스터(M31)의 온타임(ON-time) 전압 강하와, 저항(Rs)의 전압 강하와, 만충전된 2차 전지(10)의 전지 전압(Vbat)을 합한 전압이 되도록 결정될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 2차 전지를 충전하는 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로가 제공되며, 이 전원 공급 회로는, 미리 정해진 제1 전압을 생성하여 출력하도록 구성된 제1 직류 전원과, 상기 2차 전지의 전압을 검출하고, 상기 제1 직류 전원으로부터 입력된 제1 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 제1 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하도록 구성된 DC-DC 컨버터를 포함한다.

또한, 전원 공급 회로에서, DC-DC 컨버터는 승압형(step-up) 스위칭 조절기일 수 있다.

또, 전원 공급 회로는, 미리 정해진 제2 전압을 생성하도록 구성된 제2 직류 전원을 더 포함할 수 있고, 상기 DC-DC 컨버터는, 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 이상이면, 제2 전압만을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하고, 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 미만이면, 제1 직류 전원으로부터의 제1 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 제1 전압과 제2 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하도록 구성될 수 있다.

또한, 전원 공급 회로는, 미리 정해진 제2 전압을 생성하도록 구성된 제2 직류 전원을 더 포함할 수 있고, 상기 DC-DC 컨버터는, 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 이상이면, 제2 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하고, 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 미만이면, 제1 직류 전원으로부터의 제1 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 제1 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하도록 구성될 수 있다.

또, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 2차 전지를 충전하는 충전 유닛이 제공되며, 이 충전 유닛은, 상기 2차 전지를 충전하도록 구성된 충전 제어 회로와, 상기 충전 제어 회로에 전원을 공급하도록 구성된 전원 공급 회로를 포함하며, 상기 전원 공급 회로는, 미리 정해진 제1 전압을 생성하여 출력하도록 구성된 제1 직류 전원과, 상기 2차 전지의 전압을 검출하고, 상기 제1 직류 전원으로부터 입력된 상기 제1 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 제1 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하도록 구성된 DC-DC 컨버터를 포함한다.

또한, 충전 유닛에서, 상기 DC-DC 컨버터는 승압형 스위칭 조절기일 수 있다.

또, 충전 유닛에서, 상기 전원 공급 회로는, 미리 정해진 제2 전압을 생성하 도록 구성된 제2 직류 전원을 더 포함할 수 있고, 상기 DC-DC 컨버터는, 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 이상이면, 제2 전압만을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하고, 상기 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 미만이면, 상기 제1 직류 전원으로부터의 제1 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 제1 전압과 상기 제2 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하도록 구성될 수 있다.

또한, 충전 유닛에서, 상기 전원 공급 회로는, 미리 정해진 제2 전압을 생성하도록 구성된 제2 직류 전원을 더 포함할 수 있고, 상기 DC-DC 컨버터는, 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 이상이면, 제2 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하고, 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 미만이면, 상기 제1 직류 전원으로부터의 제1 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 제1 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 2차 전지를 충전하는 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 방법이 제공되며, 이 방법은, 상기 2차 전지의 전압을 검출하는 단계와, 제1 직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 제1 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 제1 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하는 단계를 포함한다.

또한, 이 방법에서는, 미리 정해진 제2 전압을 생성하여 출력하는 제2 직류 전원으로부터 입력된 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 이상이면, 상기 제2 전압만 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력될 수 있고, 상기 제2 전압이 제2 미리 정 해진 값 미만이면, 제1 직류 전원으로부터의 제1 전압이 상기 검출된 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환되어 상기 제2 전압과 함께 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력될 수 있다.

또, 이 방법에서는, 미리 정해진 제2 전압을 생성하여 출력하는 제2 직류 전원으로부터 입력된 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 이상이면, 상기 제2 전압이 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력될 수 있고, 상기 제2 전압이 제2 미리 정해진 값 미만이면, 제1 직류 전원으로부터의 제1 전압이 상기 검출된 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환되어 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력될 수 있다.

이에, 본 발명의 하나 이상의 실시형태에 의한, 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로, 그 전원 공급 회로를 구비한 충전 유닛, 및 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 방법에 따르면, 2차 전지의 전압이 검출되고, 제1 직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 제1 전압이 상기 검출된 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환되어 충전 제어 회로에 출력된다. 이에, 2차 전지에 대해 일반적인 정전류, 정전압 충전을 수행할 수 있다. 따라서, 충전 조건이 엄격한 리튬 이온 전지를 고정밀도로 충전할 수 있어, 연료 전지나 태양 전지를 이용하여 2차 전지를 충전할 때에, 2차 전지의 전지 전압과 필요한 최소 전압을 더한 전압을 충전 제어 회로에 공급할 수 있다. 그 결과, 충전 제어 회로에서의 전력 손실을 실질적으로 줄여, 충전 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 제2 직류 전원으로서 AC 어댑터 등을 사용한 경우, 충전 시 AC 어댑터를 우선적으로 사용할 수 있다. 따라서, 제1 직류 전원으로서 연료 전지를 사용하 는 경우에 연료 전지의 연료 소비를 줄일 수 있다.

또한, 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로, 및 그 전원 공급 회로를 구비한 충전 유닛에 따르면, DC-DC 컨버터에 승압형 스위칭 조절기를 사용한 경우, DC-DC 컨버터의 승압율을 줄일 수 있어, DC-DC 컨버터를 고효율로 동작시킬 수 있다. 따라서, 충전 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상세하게 개시한 실시형태들에 제한되지 않으며, 그 변형예 및 수정예들이 본 발명의 범주에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

본 출원은 2007년 2월 14일자로 출원한 일본 우선권 특허 출원 제2007-033061호에 기초하여, 이 문헌의 전체 내용은 본 명세서에 원용된다.

Claims

2차 전지를 충전하는 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로에 있어서,

미리 정해진 전압을 생성하여 출력하도록 구성된 직류 전원과,

상기 2차 전지의 전압을 검출하고, 상기 직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하도록 구성된 DC-DC 컨버터

를 포함하고,

상기 DC-DC 컨버터는, 상기 2차 전지의 전압이 미리 정해진 값 이하이면, 상기 2차 전지의 전압에 관계없이 상기 충전 제어 회로가 동작하는데 필요한 미리 정해진 최소 전압을 생성하여 그 생성된 미리 정해진 최소 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하도록 구성되는 것인 전원 공급 회로.
제1항에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터는, 상기 변환된 전압과 상기 검출된 2차 전지의 전압과의 전압차가 미리 정해진 값이 되도록 상기 직류 전원으로부터 입력된 상기 미리 정해진 전압을 변환하여 출력하도록 구성되는 것인 전원 공급 회로.
삭제
제1항에 있어서, 상기 직류 전원은, 상기 미리 정해진 전압을 생성하여 출력 하는 연료 전지인 것인 전원 공급 회로.
제1항에 있어서, 상기 직류 전원은 상기 미리 정해진 전압을 생성하여 출력하는 태양 전지인 것인 전원 공급 회로.
제1항에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터는 승압형(step-up) 스위칭 조절기인 것인 전원 공급 회로.
제1항에 있어서,

미리 정해진 추가 전압을 생성하도록 구성된 추가 직류 전원을 더 포함하고,

상기 DC-DC 컨버터는, 상기 추가 전압이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 추가 전압만 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하고, 상기 추가 전압이 대응하는 미리 정해진 값 미만이면, 상기 직류 전원으로부터의 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 전압과 상기 추가 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하도록 구성되는 것인 전원 공급 회로.
제1항에 있어서,

미리 정해진 추가 전압을 생성하도록 구성된 추가 직류 전원을 더 포함하고,

상기 DC-DC 컨버터는, 상기 추가 전압이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 추 가 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하고, 상기 추가 전압이 대응하는 미리 정해진 값 미만이면, 상기 직류 전원으로부터의 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하도록 구성되는 것인 전원 공급 회로.
제1항에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터는, 상기 2차 전지의 전압으로부터, 상기 2차 전지가 만충전인 것을 검출하면, 상기 미리 정해진 전압을 변환하여 출력하는 것을 정지하도록 구성되는 것인 전원 공급 회로.
2차 전지를 충전하는 충전 유닛에 있어서,

상기 2차 전지를 충전하도록 구성된 충전 제어 회로와,

상기 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로

를 포함하고,

상기 전원 공급 회로는,

미리 정해진 전압을 생성하여 출력하도록 구성된 직류 전원과,

상기 2차 전지의 전압을 검출하고, 상기 직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하도록 구성된 DC-DC 컨버터

를 포함하고,

상기 DC-DC 컨버터는, 상기 2차 전지의 전압이 미리 정해진 값 이하이면, 상기 2차 전지의 전압에 관계없이 상기 충전 제어 회로가 동작하는데 필요한 미리 정해진 최소 전압을 생성하여, 그 생성된 미리 정해진 최소 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하도록 구성되는 것인 충전 유닛.
제10항에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터는, 상기 변환된 전압과 상기 검출된 2차 전지의 전압과의 전압차가 미리 정해진 값이 되도록 상기 직류 전원으로부터 입력된 상기 미리 정해진 전압을 변환하여 출력하도록 구성되는 것인 충전 유닛.
삭제
제10항에 있어서, 상기 직류 전원은 상기 미리 정해진 전압을 생성하여 출력하는 연료 전지인 것인 충전 유닛.
제10항에 있어서, 상기 직류 전원은 상기 미리 정해진 전압을 생성하여 출력하는 태양 전지인 것인 충전 유닛.
제10항에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터는 승압형 스위칭 조절기인 것인 충전 유닛.
제10항에 있어서,

상기 전원 공급 회로는 미리 정해진 추가 전압을 생성하도록 구성된 추가 직 류 전원을 더 포함하고,

상기 DC-DC 컨버터는, 상기 추가 전압이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 추가 전압만 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하고, 상기 추가 전압이 대응하는 미리 정해진 값 미만이면, 상기 직류 전원으로부터의 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 전압과 상기 추가 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하도록 구성되는 것인 충전 유닛.
제10항에 있어서,

상기 전원 공급 회로는 미리 정해진 추가 전압을 생성하도록 구성된 추가 직류 전원을 더 포함하고,

상기 DC-DC 컨버터는, 상기 추가 전압이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 추가 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하고, 상기 추가 전압이 대응하는 미리 정해진 값 미만이면, 상기 직류 전원으로부터의 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 전압을 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력하도록 구성되는 것인 충전 유닛.
제10항에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터는, 상기 2차 전지의 전압으로부터, 상기 2차 전지가 만충전인 것을 검출하면, 상기 미리 정해진 전압을 변환하여 출력하는 것을 정지하도록 구성되는 것인 충전 유닛.
제10항에 있어서, 상기 DC-DC 컨버터와 충전 제어 회로는 단일 IC에 집적되는 것인 충전 유닛.
2차 전지를 충전하는 충전 제어 회로에 전원을 공급하는 방법에 있어서,

상기 2차 전지의 전압을 검출하는 단계와,

직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 전압을 검출된 상기 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환하여, 그 변환된 전압을 상기 충전 제어 회로에 출력하는 단계

를 포함하고,

상기 2차 전지의 전압이 미리 정해진 값 이하이면, 상기 2차 전지의 전압에 관계없이 상기 충전 제어 회로가 동작하는데 필요한 미리 정해진 최소 전압이 생성되어 상기 충전 제어 회로에 출력되는 것인 전원 공급 방법.
제20항에 있어서, 상기 직류 전원으로부터 입력된 미리 정해진 전압은, 상기 변환된 전압과 상기 검출된 2차 전지의 전압과의 전압차가 미리 정해진 값이 되도록 변환되어, 상기 충전 제어 회로에 출력되는 것인 전원 공급 방법.
삭제
제20항에 있어서, 미리 정해진 추가 전압을 생성하여 출력하는 추가 직류 전원으로부터 입력된 추가 전압이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 추가 전압만이 상 기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력되고,

상기 추가 전압이 대응하는 미리 정해진 값 미만이면, 상기 직류 전원으로부터의 미리 정해진 전압이 상기 검출된 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환되어, 상기 추가 전압과 함께, 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력되는 것인 전원 공급 방법.
제20항에 있어서, 미리 정해진 추가 전압을 생성하여 출력하는 추가 직류 전원으로부터 입력된 추가 전압이 미리 정해진 값 이상이면, 상기 추가 전압이 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력되고,

상기 추가 전압이 대응하는 미리 정해진 값 미만이면, 상기 직류 전원으로부터의 미리 정해진 전압이 상기 검출된 2차 전지의 전압에 따른 전압으로 변환되어 상기 충전 제어 회로에 전원으로서 출력되는 것인 전원 공급 방법.
제20항에 있어서, 상기 2차 전지의 전압으로부터, 상기 2차 전지가 만충전인 것을 검출하면, 상기 미리 정해진 전압을 변환하여 출력하는 것이 정지되는 것인 전원 공급 방법.