KR101201220B1 - Apparatus for preventing life shortening of battery - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A life shortening prevention device of a battery is provided to extend lifetime by smoothly revivifying a sulphate generated in the charge and discharge. CONSTITUTION: A signal comparing part(20) detects input voltage of a battery formed into the form of a lead accumulator. The signal comparing part determines the drive of a pulse generating part. A pulse output part(40) has a MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). The MOSFET amplifies and launches pulse current generated according to a detection result of the signal comparing part to an electrode plate of the battery. The MOSFET controls current pulse power of 2App-40App using a resistance and a capacitor. [Reference numerals] (20) Signal comparing part; (30) Pulse generating part; (40) Pulse output part; (50) Operation display part; (AA) Pulse generating stop

Description

배터리의 노화방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING LIFE SHORTENING OF BATTERY}Anti-aging device for batteries {APPARATUS FOR PREVENTING LIFE SHORTENING OF BATTERY}

본 발명은 배터리의 노화방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동력용 배터리로서 특히 지게차, 태양광 인버터, 골프용 카트, 통신중계기용 배터리, UPS(무정전 전원공급장치)에 사용되는 배터리의 충방전시 발생되는 황산염을 원활하게 환원시켜 전극에 고착되는 것을 최소화시킴으로써 배터리의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 배터리의 노화방지장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an anti-aging device of a battery, and more particularly, to charge and discharge of a battery used in a forklift truck, a solar inverter, a golf cart, a communication relay battery, and an UPS (uninterruptible power supply). The present invention relates to an anti-aging device of a battery capable of preventing the life of a battery from being shortened by minimizing adhesion to an electrode by smoothly reducing sulfate generated at the time.

일반적으로, 배터리란 화학적 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어주는 방전과 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어주는 충전의 사이클을 통해 배터리의 기능을 한다. In general, a battery functions as a battery through a cycle of discharge that converts chemical energy into electrical energy and a charge cycle that converts electrical energy into chemical energy.

통상, 동력용 배터리로서 특히 지게차, 태양광 인버터, 골프용 카트, 통신중계기용 배터리, UPS(무정전 전원공급장치) 등에 사용되는 상기 배터리(납축전지)는 방전시 황산염(sulfate,SO4)이 극판과 결합함으로써 물이 생성되어 비중이 낮아지고, 다시 충전시에는 결합된 황산염이 전해액으로 돌아와 비중이 높아지게 된다. 즉, 그러한 배터리는 갈바니(Galvani)전지의 응용인 납축전지로서 진한 황산 수용액에 담근 납(Pb)과 이산화납(PbO2)의 전극으로 구성되어 있고, 결국,Usually, the battery (lead accumulator) used in forklifts, solar inverters, golf carts, communication repeater batteries, UPS (uninterruptible power supply), etc., as a power battery, has a sulfate plate (SO 4 ) when discharged. By combining with water, the specific gravity is lowered, and when charged again, the bound sulfate is returned to the electrolyte to increase the specific gravity. That is, such a battery is a lead-acid battery which is an application of a galvanic cell, and is composed of electrodes of lead (Pb) and lead dioxide (PbO 2 ) dipped in a concentrated aqueous sulfuric acid solution.

양극: Pb(s) + HSO4 - ------> PbSO4(s) + H+ + 2e- Cathode: Pb (s) + HSO 4 - ------> PbSO 4 (s) + H + + 2e -

음극: PbO2(s) + HSO4 - + 3H+ + 2e- ------> PbSO4(s) + 2H2O Cathode: PbO 2 (s) + HSO 4 - + 3H + + 2e - ------> PbSO 4 (s) + 2H 2 O

전지: Pb(s) + PbO2(s) + 2HSO4- + 2H+ ------> 2PbSO4(s) + 2H2O 와 같이 전지반응이 일어난다. Cell: Pb (s) + PbO 2 (s) + 2HSO 4- + 2H + ------> 2PbSO 4 (s) + 2H 2 O The cell reaction takes place.

이러한 두 전극반응은 불용성인 PbSO4를 생성하며, 이것은 두 전극에 부착되며, 전지가 방전시 황산이 소모되고 물이 생성되고, 물의 밀도는 황산용액 밀도의 약 70%가 되기 때문에 전지의 충전상태는 전해액의 밀도를 측정하면 알 수 있으며, 전지가 재충전될 때 전극반응은 역반응이 된다.These two electrode reactions produce insoluble PbSO 4 , which is attached to the two electrodes, and when the battery discharges, sulfuric acid is consumed and water is generated, and the density of the water is about 70% of the sulfuric acid solution density. This can be determined by measuring the density of the electrolyte, and the electrode reaction becomes reverse when the battery is recharged.

그러나, 오랜기간 동안의 충/방전 사이클을 거치는 동안 방전(자가방전 포함)시 달라 붙어있던 황산염이 충전시에 이탈되지 아니하고 그대로 달라붙어있는 경우가 발생하는데, 이것을 황산화(황산연화)현상이라 하며, 이러한 황산화 현상은 배터리가 보다 많이 방전될수록, 충/방전 사이클의 횟수가 많을수록 심해지며, 이에 기인하여 일반적인 배터리의 80% 이상이 폐기처리되는 것으로 알려져 있다.However, during long periods of charging / discharging cycles, sulfates that are stuck during discharge (including self-discharge) do not escape during charging and remain stuck together. This is called sulfate (sulfate softening) phenomenon. In this case, the more the battery is discharged, the more the number of charge / discharge cycles becomes, and thus, more than 80% of the general battery is known to be disposed of.

이는 상기 황산염(SO4)이 활물질층에서 극판과 결합 및 SO4끼리 결합을 형성하여 피막형태로 극판을 덮어싸게 되는데, 이에 따라 화학,전기반응의 통로가 차단되고 절연 기능을 하게 되어 배터리의 전압,용량 및 비중도를 떨어뜨림은 물론 배터리의 황산화를 형성하는 황분자는 전해질로부터 없어지게 되므로 배터리의 수명을 급격히 단축시키는 원인이 된다.The sulfate (SO 4 ) forms a bond with the pole plate and SO 4 bond in the active material layer to cover the pole plate in the form of a coating, thereby blocking the passage of chemical and electrical reactions and insulates the voltage of the battery In addition, the sulfur molecules that form sulfuric acid of the battery as well as the capacity and specific gravity are eliminated from the electrolyte, which causes a drastic shortening of the battery life.

다시 말해, 배터리 제조시 배터리용 케이스에 전극이 장치되고, 전해질이 투입되고 전기적 에너지인 충전기로 충전되는 순간부터 화학반응을 시작해 배터리의 기능이 시작되는데, 배터리가 완전 충전된 상태의 배터리 전해액의 비중은 1.28이기 때문에 전해액의 밀도를 측정하면 충전 상태를 알 수 있다.In other words, when the battery is manufactured, an electrode is installed in the battery case, the electrolyte is started and the battery starts functioning from the moment it is charged with the charger which is the electrical energy. The specific gravity of the battery electrolyte when the battery is fully charged Since silver is 1.28, the state of charge can be known by measuring the density of the electrolyte.

따라서, 전지가 방전될 때의 전해액은 황산용액이 물로 변함으로서 전해액의 비중이 1.28이하로 떨어진다.Therefore, when the battery is discharged, the specific gravity of the electrolyte drops to 1.28 or less as the sulfuric acid solution turns into water.

그리하여, 배터리의 충방전이 반복되는 동안 유도되는 황산화현상으로 인하여 배터리의 고유 용량이 급격하게 저하되어 신품배터리의 경우 출고된 이후로 배터리 주변의 온도 등 자연적인 요인과 과충전, 과도한 사용 조건 및 자가방전 등의 원인으로 6개월 정도부터는 출고시의 자기 보유 전류 용량의 30~40% 정도 기능 저하 상태가 된다.Therefore, due to the sulphation induced during repeated charging and discharging of the battery, the inherent capacity of the battery is drastically reduced, and since new batteries are shipped, natural factors such as temperature around the battery, overcharge, excessive use conditions and self Starting from about six months due to discharge or the like, the device is deteriorated by about 30 to 40% of the self-retaining current capacity at the time of shipment.

때문에, 배터리의 성능을 오래도록 유지하기 위해서는 깨끗한 극판과 전해질의 비중을 지속적으로 유지하고 관리하는 것이 매우 중요하다. 물론, 강력한 재충전의 경우 어느 정도의 황산염은 제거가 가능할 수 있으나 그 전부가 제거될 수는 없으며, 이러한 과충전은 도리어 배터리의 수명 단축 현상이 일어날 수 있다. Therefore, in order to maintain the performance of the battery for a long time, it is very important to continuously maintain and manage the specific gravity of the clean electrode plate and the electrolyte. Of course, some of the sulfate can be removed in the case of a strong recharge, but not all of them can be removed, such overcharging may shorten the life of the battery.

특히, 기후변화가 심한 지역에서 온도가 상승하면 전해액의 증발이 가속되어 배터리 성능이 급격히 더 떨어지고, 온도가 영하의 추운 지역에서는 상온에 비해서 배터리 자기 성능의 40% 정도까지 떨어질 수 있으며, 엔진오일 등이 동결되기 때문에 엔진을 가동하기 위한 힘이 상온일 때 보다 200% 이상 더 힘이 든다.In particular, if the temperature rises in a severe climate change area, the evaporation of the electrolyte accelerates and the battery performance decreases drastically. In the cold region below zero, the battery performance may drop to about 40% of the magnetic performance of the battery. Because it is frozen, the power to run the engine is 200% more than at room temperature.

더욱이, 충전된 배터리의 성능으로만 동작하는 전기전동차(지게차,전기자전거,휠체어 등) 종류에서는 배터리의 성능을 지속적으로 유지 관리하는 것이 무엇보다도 중요하다.Moreover, in the type of electric vehicles (forklifts, electric bicycles, wheelchairs, etc.) that operate only with the performance of a charged battery, it is of utmost importance to continuously maintain the performance of the battery.

이와 같은 사실에 주목하여, 펄스발생을 통해 황산화현상을 저감하려는 노력이 이루어지고 있으며, 그 일 예로 공개특허 제2005-0083188호가 공개되었다.Paying attention to such a fact, efforts have been made to reduce the sulphation phenomenon through pulse generation, and as an example, published Patent Application No. 2005-0083188.

도 4는 공개특허 제2005-083188호의 개요도로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 수명연장장치는 마이크로 프로세서(10)에 배터리(20)의 출력전압과 기준전압을 비교하여, 배터리(20)의 출력전압이 기준전압보다 높으면, 상기 마이크로 프로세서(10)에서 FET(TR1)의 게이트(G)로 펄스신호를 출력하고, 상기 FET(TR1)의 게이트(G)로 펄스신호가 입력되어 FET(TR1)가 통전될 때 트랜스(40)의 1차 코일(41)에서 2차 코일(42)로 유도기전력이 유도되어 상기 트랜스(40)의 2차 코일(42)에 생성된 펄스전압이 배터리(20)의 플러스 전극(+)으로 공급되어 배터리(20)의 플러스 전극(+)을 진동시키게 된다.4 is a schematic view of Patent Publication No. 2005-083188. As shown in FIG. 4, the battery life extension device compares an output voltage of a battery 20 with a reference voltage to a microprocessor 10, and thus a battery 20. When the output voltage of the signal is higher than the reference voltage, the microprocessor 10 outputs a pulse signal to the gate G of the FET TR1, and the pulse signal is input to the gate G of the FET TR1 so that the FET ( When TR1 is energized, an induced electromotive force is induced from the primary coil 41 of the transformer 40 to the secondary coil 42 so that the pulse voltage generated in the secondary coil 42 of the transformer 40 is converted into a battery ( The positive electrode of the battery 20 is supplied to the positive electrode + to vibrate the positive electrode of the battery 20.

그런데, 상기 종래의 배터리 수명연장장치는 펄스를 활용하여 황산화현상을 억제하려는 기능만 구현되어 있고, 지속적인 관리 유지에 필요한 제어 개념이 누락되어 있으므로 이에 대한 보완이 요구되고 있다.
However, the conventional battery life extension device implements only a function for suppressing sulphation by using pulses, and a control concept necessary for continuous management and maintenance is missing, and thus a supplement for this is required.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하고, 개시 특허기술들의 보완 필요성 때문에 창출된 것으로, 동력용 배터리로서 특히 지게차, 태양광 인버터, 골프용 카트, 통신중계기용 배터리, UPS(무정전 전원공급장치) 등에 사용되는 배터리에서 펄스 발생을 통해 황산화현상을 억제하여 배터리의 수명이 단축되는 것을 막고, 황산염을 지속적으로 제거하여 활성 황분자로 환원시킴으로써 전해액의 비중을 원상태로 돌려 배터리의 성능도 개선할 수 있도록 한 배터리의 노화방지장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the prior art, and has been created due to the necessity of supplementing the disclosed patent technologies, and particularly as a power battery, a forklift truck, a solar inverter, a golf cart, a communication relay battery, an UPS (uninterruptible power supply) In the battery used for power supply, etc., it suppresses sulfate phenomenon through pulse generation to prevent shortening of the battery life, and continuously removes sulfate to reduce active sulfur to reduce the specific gravity of the electrolyte. Its main purpose is to provide an anti-aging device for a battery that can be improved.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 납축전지 형태를 갖는 배터리의 입력전압을 검출하여 펄스발생부의 구동여부를 결정하는 신호비교부와; 상기 신호비교부의 검출결과에 따라 펄스발생부가 구동되면 발생된 펄스 전류를 배터리의 전극판으로 증폭 발진하여 전극판에 부착된 황산염을 활성 황분자로 환원시키도록 2개의 증폭용 트랜지스터 T5, T1과 이들 트랜지스터의 출력을 게이트의 입력으로 받아 저항과 커패시터를 이용하여 구형파인 2App~40App의 전류 펄스 출력을 조절하는 MOSFET를 갖는 펄스출력부;로 구성되고, 상기 신호비교부는, 항상 일정한 정전압을 출력하는 레귤레이터IC, 배터리의 입력전압을 레귤레이터IC의 출력전압과 비교하여 구동신호를 출력하는 하나의 비교기, 비교기에서 출력된 HIGH 신호시에는 턴온되어 펄스발생부를 구동하고, LOW 신호시에는 턴오프되어 펄스발생부의 구동을 정지하는 트랜지스터 T6를 포함하되, 상기 비교기의 반전단자(-)에는 레귤레이터IC의 출력전압이 인가되고, 비교기의 비반전단자(+)에는 배터리의 입력전압이 인가되며, 배터리의 입력전압이 12.4V 또는 일정기준전압 보다 높을 때는 HIGH 신호를 출력하고, 12.4V 또는 일정기준전압 보다 낮을 때는 LOW 신호를 출력하며; 상기 레귤레이터IC가 출력하는 정전압은 9V 또는 만충전압의 70~75% 이고; 상기 펄스출력부에는 펄스 출력시 LED가 점등되고, 펄스 비출력시 LED가 소등되도록 동작표시부가 더 연결되어 배터리의 자체 전압이 12.4V 또는 일정기준전압 이하일 경우 펄스 출력이 중단되면서 일정 색상의 LED을 점등시켜 배터리 점검을 표시하고; 배터리의 전원단자인 Vcc B+는 신호비교부의 입력전압이 되도록 연결되며, Vcc B-는 신호비교부의 접지단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리의 노화방지장치를 제공한다.
The present invention provides a means for achieving the above object, the signal comparison unit for determining whether to drive the pulse generator by detecting the input voltage of the battery having a lead-acid battery form; When the pulse generator is driven according to the detection result of the signal comparator, two amplification transistors T5 and T1 are used to amplify and oscillate the generated pulse current to the electrode plate of the battery to reduce the sulfate attached to the electrode plate into active sulfur molecules. A pulse output unit having a MOSFET for receiving an output of a transistor as a gate input and controlling a current pulse output of a square wave of 2App to 40App by using a resistor and a capacitor; wherein the signal comparison unit is a regulator that always outputs a constant constant voltage One comparator that outputs the driving signal by comparing the input voltage of the IC and the battery with the output voltage of the regulator IC.The signal is turned on when the HIGH signal is output from the comparator, and the pulse generator is turned off when the LOW signal is turned off. And a transistor T6 for stopping driving, wherein an inverting terminal (-) of the comparator has an output voltage of a regulator IC. The input voltage of the battery is applied to the non-inverting terminal (+) of the comparator.When the input voltage of the battery is higher than 12.4V or the constant reference voltage, it outputs HIGH signal, and it is LOW when it is lower than 12.4V or the constant reference voltage. Output a signal; The constant voltage output by the regulator IC is 9V or 70 to 75% of a full voltage; The pulse output LED is turned on at the time of pulse output, and the operation indicator is further connected so that the LED is turned off when the pulse is not outputted. Illuminate to indicate battery check; The power supply terminal of the battery Vcc B + is connected to be the input voltage of the signal comparator, Vcc B- provides an anti-aging device of the battery, characterized in that connected to the ground terminal of the signal comparator.

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본 발명에 따르면, 납축전지 형태의 배터리가 과도한 충방전 또는 잘못된 사용법에 의해 수명이 단축되거나 조기 폐기되는 문제를 줄여 환경오염을 방지하고, 수명연장에 따른 비용절감 효과도 얻을 수 있다.
According to the present invention, a battery in the form of a lead-acid battery is shortened due to excessive charge / discharge or incorrect usage, or the problem of early disposal can be reduced to prevent environmental pollution, and cost reduction effect can be obtained.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 노화방지장치의 구성을 보인 개략적인 구성블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 노화방지장치의 설치상태를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리 노화방지장치의 회로도이다.
도 4는 종래의 배터리 수명연장장치의 회로도이다.1 is a schematic block diagram showing the configuration of a battery anti-aging device according to the present invention.
Figure 2 is an exemplary view showing an installation state of the battery anti-aging device according to the present invention.
3 is a circuit diagram of a battery anti-aging device according to the present invention.
4 is a circuit diagram of a conventional battery life extension device.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 배터리는 특히, 동력용 배터리로서 주로 지게차, 태양광 인버터, 골프용 카트, 통신중계기용 배터리, UPS(무정전 전원공급장치) 등에 사용되는 배터리이다.The battery according to the present invention is particularly a battery used for forklifts, solar inverters, golf carts, communication relay batteries, UPS (Uninterruptible Power Supply), and the like as power batteries.

이러한 배터리에 본 발명이 적용되면 통상의 배터리에 비해 동절기 외부 노출시에도 동결이 방지되는 효과를 얻을 수 있는데, 이는 통상의 배터리가 동절기 외부 노출시 황산 침전에 의해 물이 얼어 버리는 단점이 있어 수명이 단축되는 문제가 있지만, 본 발명의 경우는 제너레이터와 연계되어 전해액이 순환되고 초기 상태의 비중을 지속적으로 유지하기 때문에 동결이 방지되게 된다.When the present invention is applied to such a battery, freezing can be prevented even when exposed outside the winter compared to a conventional battery, which has a disadvantage in that water is frozen by precipitation of sulfuric acid when exposed outside the winter. Although there is a problem of shortening, in the case of the present invention, the freezing is prevented because the electrolyte is circulated in connection with the generator and the gravity of the initial state is continuously maintained.

본 발명은 도 1 및 도 2에서와 같이, 배터리(1)의 전원단자인 Vcc B+와 Vcc B-에 각각 도선(La,Lb)을 이용하여 본 발명 노화방지장치(100)와 전기적으로 통전 가능한 상태를 유지하도록 연결되는 구성으로 이루어진다.In the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, Vcc B + and Vcc B−, which are power terminals of the battery 1, may be electrically energized with the present invention anti-aging device 100 by using wires La and Lb, respectively. It is configured to be connected to maintain state.

이때, 상기 노화방지장치(100)는 상기 도선(La,Lb)이 연결되는 접속단자 CN+와 CN-를 포함하며, 이들 접속단자는 연결부(10)를 구성한다.In this case, the anti-aging device 100 includes a connection terminal CN + and CN- to which the conductive wires La and Lb are connected, and these connection terminals constitute a connection portion 10.

그리고, 상기 접속단자 중 CN-는 배터리(1)의 Vcc B-와 연결된 상태에서 접지되고, CN+는 Vcc B+와 연결된 상태에서 신호비교부(20)와 연결된다.CN- of the connection terminals is grounded in the state connected to Vcc B- of the battery 1, and CN + is connected to the signal comparator 20 in the state connected to Vcc B +.

신호비교부(20)는 배터리(1)로부터 입력되는 입력전압과 후술되는 레귤레이터IC(U2)로부터 출력되는 정전압을 비교하여 그 비교값에 따라 펄스발생부(30)를 통해 펄스를 발생시키거나 펄스발생을 중지시키게 된다.The signal comparing unit 20 compares the input voltage input from the battery 1 with the constant voltage output from the regulator IC U2 to be described later, and generates or pulses the pulse through the pulse generator 30 according to the comparison value. It will stop the occurrence.

아울러, 펄스발생부(30)는 펄스출력부(40)를 통해 발생된 펄스를 출력하며, 출력된 펄스는 연결부(10)를 통해 배터리(1)의 전원단자로 인가되어 전극판에 결정상태로 축적된, 즉 붙어있는 황산염을 다시 활성화시켜 활성 황분자로 환원시킴으로써 배터리 용액인 전해질로 되돌아가게 되고, 이를 통해 전해액의 비중을 원상태로 유지시킴은 물론 통전불량 상태를 해소하여 배터리(1)의 수명이 단축되는 것을 방지하게 된다.In addition, the pulse generator 30 outputs the pulse generated through the pulse output unit 40, the output pulse is applied to the power supply terminal of the battery 1 through the connection unit 10 in a crystal state to the electrode plate By reactivating the accumulated sulfate, that is, reducing it with active sulfur molecules, it is returned to the electrolyte, which is the battery solution, thereby maintaining the specific gravity of the electrolyte solution as well as eliminating the poor energization state, thereby prolonging the life of the battery 1. This can be prevented from being shortened.

이 경우, 상기 정전압은 12.4V(또는 일정기준전압)이며, 발진되는 펄스는 구형파로서 약 2~40App의 전류를 갖는다.In this case, the constant voltage is 12.4V (or a constant reference voltage), and the oscillating pulse has a current of about 2 to 40App as a square wave.

즉, 본 발명은 12.4V(또는 일정기준전압)를 정전압으로 하여 입력전압이 그 이하일 경우에는 펄스 발진이 중지되고, 그 이상일 경우에만 펄스 발진이 지속되게 하여 배터리(1)를 보호하면서 전해액을 일정 비중으로 유지시켜 지속적인 유지 관리가 이루어지도록 구성된 것이다.That is, in the present invention, when the input voltage is less than 12.4V (or constant reference voltage) as the constant voltage, the pulse oscillation is stopped, and the pulse oscillation is continued only when the input voltage is higher than that. It is configured to maintain the ratio and to maintain it.

이때, 정전압을 12.4V (또는 일정기준전압)로 산정한 이유는 납축전지 형태의 배터리(1)의 경우, 배터리(1)의 전압과 충전비율에는 서로 상당한 상관관계를 갖는데, 12V 배터리일 경우 배터리(1)가 100% 충전된 상태에서 배터리 전압은 12.73V를 유지하지만, 충전율이 70%일 경우에는 12.4V를 유지하게 된다.At this time, the reason for calculating the constant voltage to 12.4V (or constant reference voltage) is that in the case of the lead-acid battery type battery 1, there is a significant correlation between the voltage of the battery 1 and the charging rate. When (1) is 100% charged, the battery voltage is maintained at 12.73V, but when the charge rate is 70%, it is maintained at 12.4V.

따라서, 배터리(1)의 자체 전압이 12.4V 이하에서는 충전율이 70% 미만이기 때문에 펄스 발진시 오히려 역효과를 발생시킬 수 있으므로 이 경우에는 펄스 발진을 중지시켜야 한다.Therefore, since the charge rate is less than 70% when the voltage of the battery 1 itself is 12.4V or less, the pulse oscillation may be adversely generated. In this case, the pulse oscillation should be stopped.

물론, 상기의 정전압은 예시적인 설명으로서, 좀 더 포괄적으로 기재한다면 배터리의 사양에 따라 기준전압이 9V, 12V, 24V가 될 수 있으므로 이들 만충전압의 70-75%에 해당하는 전압을 정전압으로 삼는 것이 바람직하다.Of course, the above-described constant voltage is an exemplary description, and if more comprehensively described, the reference voltage may be 9V, 12V, or 24V depending on the specification of the battery, so that voltages corresponding to 70-75% of these full voltages are defined as constant voltages. It is preferable.

특히, 본 발명에 따른 장치는 기존에 시거잭에 연결시켜 사용하던 구조와 달리 도 2의 도시와 같이 배터리(1)에 직접 장착하여 사용하는 구조를 갖기 때문에 사용상, 설치상의 편의성과 안정성이 더욱 향상된다.In particular, the device according to the present invention has a structure that is mounted directly to the battery 1 as shown in Figure 2, unlike the structure used in the conventional connection to the cigar jack, the use and installation convenience and stability is further improved. .

보다 구체적으로, 도 3에서와 같이(이하에서는 간결한 설명을 위해 도 3에 도시된 회로도 전체를 일일이 설명하지 않고, 본 발명과 관련된 신호처리 흐름을 따라 필요 부분만 설명하기로 한다), 신호비교부(20)는 배터리(1)의 입력전압이 연결부(10)의 CN+단자와 CN-단자로 입력되면 이를 감지하여 펄스구동신호를 발생시킬지 여부를 비교기(C)를 통해 확인하게 된다.More specifically, as shown in FIG. 3 (hereinafter, for the sake of brevity, the entire circuit diagram shown in FIG. 3 will not be described, but only necessary parts will be described according to the signal processing flow related to the present invention). When the input voltage of the battery 1 is input to the CN + terminal and the CN- terminal of the connection unit 10, the controller 20 detects this and checks whether the pulse driving signal is generated through the comparator C.

즉, 상기 CN+단자로 입력된 배터리(1)의 12.4V (또는 일정기준전압) 입력전압은 R11,R12를 거치면서 전압이 낮아져서 비교기(C)의 비반전단자(+)로 입력되고, 비교기(C)의 반전단자(-)에는 레귤레이터IC(U2)를 통해 항상 일정한 정전압, 이를 테면 9.0V 또는 설정된 전압이 입력된다.That is, the 12.4V (or constant reference voltage) input voltage of the battery 1 input to the CN + terminal is lowered through R11 and R12 to be input to the non-inverting terminal (+) of the comparator C, and the comparator ( A constant constant voltage, such as 9.0 V or a set voltage, is always input to the inverting terminal (-) of C) through the regulator IC (U2).

여기에서, 레귤레이터IC는 대표적인 정전압IC로서 보통 3단자(IN,OUT,GND)를 가지며, 출력보다 높은 입력전압을 제어하여 입력보다 낮은 안정한 전압을 출력하는 소자이고, 통상 TR(트랜지스터)와 유사한 형상을 갖는다.Here, the regulator IC is a typical constant voltage IC, and usually has three terminals (IN, OUT, GND), a device that outputs a stable voltage lower than the input by controlling an input voltage higher than the output, and is similar in shape to a TR (transistor) in general. Has

따라서, 배터리(1)로부터 입력되는 전압(즉,비교기 비반전단자의 입력전압)이 레귤레이터IC(U2)의 정전압보다 높을 경우에는 비교기(C)는 HIGH 신호를 출력하여 트랜지스터인 T6가 턴온(TURN ON)되고, 배터리(1)의 입력전압(즉,비교기 비반전단자의 입력전압)이 레귤레이터IC(U2)의 정전압보다 낮을 경우 비교기(C)는 LOW 신호를 출력하므로 T6가 턴오프(TURN-OFF)된다.Therefore, when the voltage input from the battery 1 (that is, the input voltage of the non-inverter non-inverter) is higher than the constant voltage of the regulator IC U2, the comparator C outputs a HIGH signal so that the transistor T6 is turned on. ON) and the comparator C outputs a LOW signal when the input voltage of the battery 1 (i.e., the input voltage of the non-inverting terminal of the comparator) is lower than the constant voltage of the regulator IC U2, so that the T6 is turned off. OFF).

즉, 배터리(1)로부터 입력되는 전압(즉,비교기 비반전단자의 입력전압)이 레귤레이터IC(U2)의 출력전압보다 일정 전압 이상일 경우 T6이 턴온되어 펄스발생부(30)에서 펄스가 발생되고, 배터리(1)로부터 입력되는 전압(즉,비교기 비반전단자의 입력전압)이 레귤레이터IC(U2)의 출력전압보다 낮을 경우 T6가 턴오프되어 펄스발생부(30)를 통한 펄스 발생을 중지시키게 된다.That is, when the voltage input from the battery 1 (that is, the input voltage of the non-inverting terminal of the comparator) is higher than a predetermined voltage than the output voltage of the regulator IC U2, T6 is turned on to generate a pulse in the pulse generator 30. When the voltage input from the battery 1 (that is, the input voltage of the comparator non-inverting terminal) is lower than the output voltage of the regulator IC U2, T6 is turned off to stop the pulse generation through the pulse generator 30. do.

그리고, 상기 펄스발생부(30)는 구동스위치인 T6의 턴온에 따라 펄스출력부(40)를 통해 일정 주파수의 펄스를 출력하고, 증폭시켜 CN+단자를 통해 배터리(1)의 전극판에 인가된다.The pulse generator 30 outputs a pulse of a predetermined frequency through the pulse output unit 40 according to the turn-on of the driving switch T6, and amplifies the pulse generator 30 to be applied to the electrode plate of the battery 1 through the CN + terminal. .

이때, 펄스출력부(40)는 일종의 발진회로를 구성하는 것으로, 일정 주파수를 갖는 펄스가 출력되어 증폭스위치인 T5,T1을 거쳐 MOSFET인 T3의 게이트(Gate)에 입력된다.At this time, the pulse output unit 40 constitutes a kind of oscillation circuit, and a pulse having a predetermined frequency is output and input to the gate of the MOSFET T3 through the amplification switches T5 and T1.

이 경우, HIGH 신호라면 T3가 턴온되어 저항 R1을 통해 커패시터 C20에 충전되었던 전류가 T3의 드레인(Drain)을 통해 방전되고, T3의 게이트가 LOW로 바뀌면 T3가 턴오프되어 커패시터 C20의 +단 전압이 CN+ 보다 높을 경우에는 다이오드 D13을 통하여 전원단자 CN+로 방전되며, 커패시터 C20의 +단이 CN+단보다 낮을 경우에는 저항 R1을 통해 커패시터 C20으로 충전된다.In this case, if the signal is HIGH, T3 is turned on, and the current charged in the capacitor C20 through the resistor R1 is discharged through the drain of T3. If the gate of T3 is changed to LOW, T3 is turned off and the + terminal voltage of the capacitor C20 is turned off. If it is higher than CN +, it is discharged to the power supply terminal CN + through the diode D13. If the + terminal of the capacitor C20 is lower than the CN + terminal, it is charged to the capacitor C20 through the resistor R1.

여기에서, CN+로 방전시에는 동작표시부(50)에 구성된 발광다이오드(LED1)가 발광되면서 동작상태를 표시하게 되고, 그 외에는 발광다이오드(LED1)가 발광되지 않게 되므로 동작상태를 육안으로 확인할 수 있게 된다.Here, when discharging to CN +, the light emitting diode LED1 configured in the operation display unit 50 emits light to display the operating state. Otherwise, the light emitting diode LED1 does not emit light so that the operating state can be visually confirmed. do.

이와 같은 동작을 통해, T3가 턴온/오프를 반복하면서 CN+단자, CN-단자에 연속적으로 전류 펄스 공급하여 전극판에 붙어있는 황산염을 제거함과 동시에 활성 황분자로 만들어 전해액의 비중을 원상태로 환원하게 되므로 배터리의 수명 연장 및 성능 향상을 지속적으로 유지할 수 있게 된다.Through this operation, T3 turns on / off repeatedly, continuously supplying current pulses to CN + and CN- terminals to remove sulfates attached to the electrode plates and to make active sulfur molecules to reduce the specific gravity of the electrolyte. As a result, battery life and performance improvements can be sustained.

이러한 본 발명 장치는 재충전이 가능한 모든 납산배터리(납축전지)에 적용가능하며, 배터리의 용량만으로 동작하는 전동장치 및 산업용배터리, 일반 차량 등에서 모두 적용할 수 있음은 물론이다.Such an apparatus of the present invention is applicable to all rechargeable lead acid batteries (lead accumulator batteries), and of course, the present invention can be applied to both an electric device, an industrial battery, a general vehicle, and the like operated only by the capacity of the battery.

특히, 본 발명에서는 구동스위치인 트랜지스터 T6의 턴온조건을 결정하는 기준전압이 12.4V또는 일정기준전압으로 설정되며, 12.4V 또는 일정기준전압 이상에서는 상기 트랜지스터 T6가 턴온되고, 12.4V 또는 일정기준전압 이하에서는 트랜지스터 T6은 턴오프 상태를 유지한다.In particular, in the present invention, the reference voltage for determining the turn-on condition of the transistor T6, which is a driving switch, is set to 12.4 V or a constant reference voltage, and the transistor T6 is turned on at 12.4 V or above a certain reference voltage, and 12.4 V or a constant reference voltage. Hereinafter, the transistor T6 remains turned off.

이에 따라, 배터리(1)의 자체 전압이 12.4V 또는 일정기준전압이하일 경우 트랜지스터 T6가 턴오프되어 발진회로가 동작을 중지하게 되어 T5, T1, T3가 동작을 중지하므로 펄스 출력이 중지되게 된다.Accordingly, when the voltage of the battery 1 is 12.4V or lower than the predetermined reference voltage, the transistor T6 is turned off to stop the oscillation circuit, and thus the pulse output is stopped because T5, T1, and T3 stop the operation.

그리고, 배터리(1)의 자체 전압이나 외부 충전기에 의해 공급되는 전압이 12.4V 또는 일정기준전압 이상이면 트랜지스터 T6가 턴온되어 발진회로가 펄스 발생을 개시하여 증폭트랜지스터 T5, T1과 트랜지스터 T3의 드레인을 통하여 CN+단자, CN-단자에 연속적으로 전류 펄스가 공급되므로 전극판에 붙어있는 황산염을 제거할 수 있고, 또한 이를 활성 황분자로 환원시켜 배터리의 수명 연장 및 성능 향상을 지속적으로 유지할 수 있게 된다.When the voltage supplied by the battery 1 or the voltage supplied by the external charger is equal to or greater than 12.4 V or a predetermined reference voltage, the transistor T6 is turned on so that the oscillation circuit starts generating a pulse to drain the amplification transistors T5, T1, and the transistor T3. Since the current pulse is continuously supplied to the CN + terminal and the CN- terminal, the sulfate attached to the electrode plate can be removed, and the active sulfate molecules can be reduced to maintain the battery life and performance.

이때, 상기 펄스는 구형파로서, 2App~40App의 전류 펄스가 바람직하지만, 산업용 배터리인 경우에는 더 강력한 2App~80App의 펄스를 방출하도록 변형될 수도 있다.
At this time, the pulse is a square wave, a current pulse of 2App ~ 40App is preferable, but in the case of an industrial battery may be modified to emit a more powerful pulse of 2App ~ 80App.

1 : 배터리 10 : 연결부
20 : 신호비교부 30 : 펄스발생부
40 : 펄스출력부 50 : 동작표시부1: Battery 10: Connection
20: signal comparator 30: pulse generator
40: pulse output unit 50: operation display unit

Claims (6)

납축전지 형태를 갖는 배터리의 입력전압을 검출하여 펄스발생부의 구동여부를 결정하는 신호비교부와;
상기 신호비교부의 검출결과에 따라 펄스발생부가 구동되면 발생된 펄스 전류를 배터리의 전극판으로 증폭 발진하여 전극판에 부착된 황산염을 활성 황분자로 환원시키도록 2개의 증폭용 트랜지스터 T5, T1과 이들 트랜지스터의 출력을 게이트의 입력으로 받아 저항과 커패시터를 이용하여 구형파인 2App~40App의 전류 펄스 출력을 조절하는 MOSFET를 갖는 펄스출력부;로 구성되고,
상기 신호비교부는, 항상 일정한 정전압을 출력하는 레귤레이터IC, 배터리의 입력전압을 레귤레이터IC의 출력전압과 비교하여 구동신호를 출력하는 하나의 비교기, 비교기에서 출력된 HIGH 신호시에는 턴온되어 펄스발생부를 구동하고, LOW 신호시에는 턴오프되어 펄스발생부의 구동을 정지하는 트랜지스터 T6를 포함하되,
상기 비교기의 반전단자(-)에는 레귤레이터IC의 출력전압이 인가되고, 비교기의 비반전단자(+)에는 배터리의 입력전압이 인가되며, 배터리의 입력전압이 12.4V 또는 일정기준전압 보다 높을 때는 HIGH 신호를 출력하고, 12.4V 또는 일정기준전압 보다 낮을 때는 LOW 신호를 출력하며;
상기 레귤레이터IC가 출력하는 정전압은 9V 또는 만충전압의 70~75% 이고;
상기 펄스출력부에는 펄스 출력시 LED가 점등되고, 펄스 비출력시 LED가 소등되도록 동작표시부가 더 연결되어 배터리의 자체 전압이 12.4V 또는 일정기준전압 이하일 경우 펄스 출력이 중단되면서 일정 색상의 LED을 점등시켜 배터리 점검을 표시하고;
배터리의 전원단자인 Vcc B+는 신호비교부의 입력전압이 되도록 연결되며, Vcc B-는 신호비교부의 접지단자와 연결되는 것을 특징으로 하는 배터리의 노화방지장치.A signal comparator configured to detect an input voltage of a battery having a lead acid battery type and determine whether to drive the pulse generator;
When the pulse generator is driven according to the detection result of the signal comparator, two amplification transistors T5 and T1 are used to amplify and oscillate the generated pulse current to the electrode plate of the battery to reduce the sulfate attached to the electrode plate into active sulfur molecules. It consists of a pulse output unit having a MOSFET for receiving the output of the transistor as the input of the gate to control the current pulse output of the square wave 2App ~ 40App using a resistor and a capacitor,
The signal comparison unit is a regulator IC that always outputs a constant constant voltage, a comparator that outputs a driving signal by comparing the input voltage of the battery with the output voltage of the regulator IC, and is turned on when the HIGH signal output from the comparator is driven to drive the pulse generator. And a transistor T6 that is turned off when the LOW signal stops driving of the pulse generator.
The output voltage of the regulator IC is applied to the inverting terminal (-) of the comparator, the input voltage of the battery is applied to the non-inverting terminal (+) of the comparator, and is high when the input voltage of the battery is higher than 12.4V or a predetermined reference voltage. Outputs a signal, and outputs a LOW signal when it is lower than 12.4 V or a constant reference voltage;
The constant voltage output by the regulator IC is 9V or 70 to 75% of a full voltage;
The pulse output LED is turned on at the time of pulse output, and the operation indicator is further connected so that the LED is turned off when the pulse is not outputted. Illuminate to indicate battery check;
The power supply terminal of the battery Vcc B + is connected to be the input voltage of the signal comparison unit, Vcc B- is an anti-aging device of the battery, characterized in that connected to the ground terminal of the signal comparison unit. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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