KR101306649B1 - 전동식 온냉 배선카의 충전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 따뜻한 음식과 함께 차가운 음식을 각각 알맞은 온도로 제공하기 위한 전동식 온냉 배선카의 충전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 충전기의 내부 회로적으로는 입력전압의 가변 범위와 주파수를 변경하고, 베터리 불량검지표시 기능을 추가하며, 스위칭소자를 마이크로 컨트롤러로 변경하므로 충전기의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있고, 충전기의 외부적으로는 충전기 케이스의 연결부위에 가스켓을 삽입하고 충전기 케이스의 열 흡수율을 극대화하여, 습기로부터 내부회로를 보호하며 습기로 인한 충전기의 성능 저하 및 사용 수명의 단축을 막을 수 있고 충전기 내부에서 발생되는 고열을 효과적으로 흡수하여 외부로 방출할 수 있는 전동식 온냉 배선카의 충전기에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하는 정류회로부; 상기 정류회로부에서 입력받은 직류전압의 크기를 조정하여 출력하는 전압변환부; 상기 전압변환부에서 입력받은 직류전압을 비교하여 스위칭하는 펄스폭변조제어부; 상기 전압변환부에서 입력받은 직류전압을 베터리로 전달하는 전류전압제어부; 상기 베터리의 전압을 검출하고 그 상태에 따라 베터리의 불량여부를 표시하는 베터리전압검출부; 상기 베터리의 충전량을 확인 및 제어하는 베터리전류검출부; 상기 전류전압제어부와 베터리전압검출부와 베터리전류검출부의 정보를 처리하여 출력하는 마이크로프로세서부; 상기 베터리의 충전상태를 다수의 발광다이오드로 점등 및 점멸하여 표시하는 동작표시부로 구성된 내부회로와 상기 내부회로를 보호하기 위한 외부케이스로 구성된 전동식 온냉 배선카의 충전기에 있어서, 상기 정류회로부로 입력되는 입력전압의 가변범위와 출력되는 출력전압 및 출력전류를 변경하고, 상기 동작표시부에 베터리 불량검지표시 기능을 추가하며, 스위칭소자를 마이크로 컨트롤러로 교체하고 주파수를 변경함과 동시에, 상기 베터리전류검출부를 통하여 베터리의 충전량을 감시하여 완충이 되면 출력전류를 차단하고 일정한 시간마다 충전전류를 검출하여 재충전함으로써 과충전에 의한 베터리의 사용 수명의 단축을 방지하고, 내부회로의 성능을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한 전동식 온냉 배선카의 충전기가 제공된다.

Description

전동식 온냉 배선카의 충전기{Charger for electro motive hot and cool service cart}

본 발명은 따뜻한 음식과 함께 차가운 음식을 각각 알맞은 온도로 제공하기 위한 전동식 온냉 배선카의 충전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 충전기의 내부 회로적으로는 입력전압의 정격 및 가변 범위와 주파수를 변경하고, 베터리 불량검지표시 기능을 추가하며, 스위칭소자를 마이크로 컨트롤러로 변경하므로 충전기의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있고, 충전기의 외부적으로는 충전기 케이스의 연결부위에 가스켓을 삽입하고 충전기 케이스의 열 흡수율을 극대화하여, 습기로부터 내부회로를 보호하며 습기로 인한 충전기의 성능 저하 및 사용 수명의 단축을 막을 수 있고 충전기 내부에서 발생되는 고열을 효과적으로 흡수하여 외부로 방출할 수 있는 전동식 온냉 배선카의 충전기에 관한 것이다.

일반적으로 충전기는 축전지(2차 전지)를 충전하는 기기로써 정류기를 통하여 유입된 직류 전압을 사용하여 방전 후의 전지에 전압을 가하는 형태로 축전지를 충전한다.

배선카도 마찬가지로 이와 비슷한 구조로 구성된 충전기를 사용하는데, 특허공개번호 제10-2002-0000750호(2002.01.05)에 이러한 종래의 배선카 충전기가 설치되고, 그 회로구성은 다음과 같다.

즉, 회로 구성 방식은 펄스폭변조(PWM) 방식이 사용되고, 스위칭소자는 UC 3844(전용 직접회로)가 사용되며, 주파수는 40kHz로 구성된다.

또한 입력전압은 220V의 교류전압이고 입력전압의 정격은 220V이고 가변 범위는 187 ~ 253V이며, 입력 주파수는 60Hz이고 입력 주파수의 가변 범위는 50 ~ 60Hz로 구성되어 있으며, 충전기의 현재 작동 상태를 표시하기 위한 동작표시부는 베터리가 충전중일 때는 적색 발광다이오드가 점등되고 베터리의 충전이 완료되면 녹색 발광다이오드가 점등된다. 그리고 출력 전압은 27V의 직류전압이고 출력 전류는 3A로 구성되어 있다.

그러나 종래의 전동식 온냉 배선카의 충전기는 입력전압인 교류전압의 정격은 220V이고 가변 범위가 187 ~ 253V로 한정되어 110V의 전압에서는 사용이 불가능하므로 충전기의 활용이 용이하지 못함에 따라 배선카의 운행 또한 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

그리고 베터리의 불량상태를 확인할 수 있는 별도의 장치가 구비되어 있지 않아 베터리의 상태 및 불량을 검지하기 어려운 문제점이 있고, 또한 스위칭소자로 UC 3844 집적회로를 사용하므로 마이크로 컨트롤러의 사용에 비해 제어성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한 베터리의 충전이 완료되면 이를 감지하여 자동으로 전압의 유입을 억제시키는 등의 베터리를 보호하기 위한 별도의 장치가 갖추어져 있지 않아 충전이 완료된 후에도 계속적으로 베터리 및 충전기의 내부로 전류가 유입되어 베터리가 과충전됨에 따라 베터리 및 충전기의 사용수명이 짧아지는 문제점이 있었고, 동시에 불필요한 전력이 낭비되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소할 수 있도록 충전기의 내부회로적으로 입력전압의 가변 범위와 주파수를 변경하고, 베터리 불량검지 표시 기능을 추가하며, 스위칭소자를 마이크로 컨트롤러를 사용하는 방식으로 변경하고, 외부적으로는 충전기 케이스의 연결부위에 가스켓을 삽입하고 케이스의 열흡수률을 극대화 시킨 전동식 온냉 배선카의 충전기를 제공함에 그 목적이 있다.

교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하는 정류회로부; 상기 정류회로부에서 입력받은 직류전압의 크기를 조정하여 출력하는 전압변환부; 상기 전압변환부에서 입력받은 직류전압을 비교하여 스위칭하는 펄스폭변조제어부; 상기 전압변환부에서 입력받은 직류전압을 베터리로 전달하는 전류전압제어부; 상기 베터리의 전압을 검출하고 그 상태에 따라 베터리의 불량여부를 표시하는 베터리전압검출부; 상기 베터리의 충전량을 확인 및 제어하는 베터리전류검출부; 상기 전류전압제어부와 베터리전압검출부와 베터리전류검출부의 정보를 처리하여 출력하는 마이크로프로세서부; 상기 베터리의 충전상태를 다수의 발광다이오드로 점등 및 점멸하여 표시하는 동작표시부로 구성된 내부회로와 상기 내부회로를 보호하기 위한 외부케이스로 구성된 전동식 온냉 배선카의 충전기에 있어서, 상기 정류회로부로 입력되는 입력전압의 가변범위와 출력되는 출력전압 및 출력전류를 변경하고, 상기 동작표시부에 베터리 불량검지표시 기능을 추가하며, 스위칭소자를 마이크로 컨트롤러로 교체하고 주파수를 변경함과 동시에, 상기 베터리전류검출부를 통하여 베터리의 충전량을 감시하여 완충이 되면 출력전류를 차단하고 일정한 시간마다 충전전류를 검출하여 재충전함으로써 과충전에 의한 베터리의 사용 수명의 단축을 방지하고, 내부회로의 성능을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한 전동식 온냉 배선카의 충전기를 제공한다.

본 발명의 전동식 온냉 배선카의 충전기는 내부 회로적으로는 입력전압과 출력전압 및 출력전류의 가변 범위와 주파수를 변경하고, 베터리 불량검지 표시 기능을 추가하며, 스위칭소자를 마이크로 컨트롤러로 변경하고 베터리의 충전이 완료되면 이를 감지하여 자동으로 전압의 유입을 억제시키므로 충전이 완료된 후에도 계속적으로 베터리 및 충전기의 내부로 전류가 유입되어 베터리가 과충전됨에 따라 베터리 및 충전기의 사용수명이 저하되었던 종래의 문제점을 해결할 수 있고, 동시에 불필요한 전력이 낭비되는 문제점을 해소하는 등 충전기의 전반적인 성능을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 충전기의 외부적으로는 충전기 케이스의 연결부위에 가스켓을 삽입하고 충전기 케이스의 열흡수율을 극대화하여, 외부 습기로부터 내부회로를 보호하며 습기로 인한 충전기의 성능 저하 및 사용수명의 단축을 막을 수 있고 충전기 내부에서 발생되는 고열을 효과적으로 흡수하여 외부로 방출시키는 등 여러가지의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 충전기의 회로도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 충전기(100)는 축전지(2차 전지)를 충전하는 기기로써 정류기를 통하여 유입된 직류전압을 사용하여 방전 후의 전지에 전압을 가하는 형태로 축전지를 충전하여 사용하는 것이다.

배선카도 역시 마찬가지로 이와 비슷한 구조로 구성된 충전기(100)를 사용하는데, 이러한 본 발명의 전동식 온냉 배선카의 충전기(100)의 회로 구성은 다음과 같다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하는 정류회로부(1)와 상기 정류회로부(1)에서 입력받은 직류전압의 크기를 조정하여 출력하는 전압변환부(2)와 상기 전압변환부(2)에서 입력받은 직류전압을 비교하여 스위칭하는 펄스폭변조제어부(3)와 상기 전압변환부(2)에서 입력받은 직류전압을 베터리(B)로 전달하는 전류전압제어부(4)와 상기 베터리(B)의 전압을 검출하고 그 상태에 따라 베터리(B)의 불량여부를 표시하는 베터리전압검출부(5)와 상기 베터리(B)의 충전량을 확인 및 제어하는 베터리전류검출부(6)와 상기 전류전압제어부(4)와 베터리전압검출부(5)와 베터리전류검출부(6)의 정보를 처리하여 출력하는 마이크로프로세서부(7)와 상기 베터리의 충전상태를 다수의 발광다이오드로 점등 및 점멸하여 표시하는 동작표시부(8)로 구성된다.

이러한 본 발명의 전동식 온냉 배선카의 충전기(100)의 회로 구성에 따라 외부 전압공급장치에서 공급된 교류전압은 정류회로부(1)로 유입된다.

이때 상기 교류전압은, 정류회로부(1)의 내부에 구성되어 있는 콘덴서의 평활회로에 의해 고압의 직류전압으로 변환되어 출력되는데, 이때 상기한 콘덴서는 전하를 축적하기 위한 회로소자로서 얇은 도체의 판 사이에 공기 또는 유전체라 불리는 물질이 끼워져 만들어 진다.

이후 상기 정류회로부(1)에서 변환되어 출력된 고압의 직류전압은 전압변환부(2)로 유입되며, 이때 유입된 직류전압은 상기 전압변환부(2) 내부에 구성된 변압기의 전원측에 접속되는 1차 권선과 변압기에 접속되는 다른 권선 즉, 2차 권선의 권선비에 의해 출력 시 전압의 크기가 조정된다.

그리고 상기 전압변환부(2)에서 전압의 크기가 조정된 출력전압은 펄스폭변조제어부(3)로 유입되어, 펄스폭변조제어부(3) 내부에 구성되어 있는 비교기를 통해 상기 출력전압의 변화폭이 비교되며, 그 비교값에 따라 직류전압을 온/오프하여 충전기(100)의 작동을 제어하게 된다.

또한 상기 전압변환부(2)에서 출력된 직류전압은 전류전압제어부(4)로 전달되는데, 이때 상기 전류전압제어부(4)는 마이크로 프로세서에서 베터리(B) 전압 및 전류를 검지하여 전압 및 전류를 안정되게 제어하고 베터리(B)에 적정량의 전압을 전달하므로 베터리(B)의 과충전을 억제할 수 있다.

그리고 상기 베터리전압검출부(5)는 상기 베터리(B)의 전압을 검출하고 검출된 전압을 마이크로 프로세서의 연산장치를 통하여 연산한다.

이때 연산된 전압의 값이 일정한 전압 이하 즉, 방전종지 전압이하일 때 베터리(B)를 불량상태로 간주하고 불량으로 표시한다.

이와 같이 일반적으로 축전지를 사용하는 경우 단자 전압이 0으로 될 때까지 방전시키지 않고, 어느 한도의 전압까지 강하하면 축전지의 방전을 멈추게 된다.

이 때의 전압을 방전종지 전압이라 하며 그 값은 전기의 종류나 용도 등에 따라 다소 차이가 있으나 일반적으로 정상 전압의 90% 정도로 설정한다.

이 밖에 베터리전류검출부(6)와 마이크로프로세서부(7)와 동작표시부(8)가 포함되어 완성되는 회로의 구성을 가진 본 발명의 전동식 온냉 배선카의 충전기(100) 내부회로의 변경사항과 특징은 다음과 같다.

우선 상기 정류회로부(1)로 입력되는 교류전압의 정격을 종래의 220V에서85 ~ 265V로 변경하며 가변범위를 187 ~ 253V에서 85 ~ 265V로 변경하고, 입력주파수의 정격을 60Hz에서 50 ~ 60Hz로 변경하였다.

또한 정류회로부(1)를 통해 변환되어 출력되는 직류전압의 정격을 27V에서 30V로 증가시키며, 출력전류를 3A에서 3.5A로 증가시키고, 주파수를 40kHz에서 132kHz로 변경하였다.

따라서 상기 충전기(100)를 220V에서 사용할 수 있음은 물론이고 종래와 달리 110V에서도 사용 가능하며, 베터리(B) 충전시간 또한 단축함으로써 충전기(100)의 사용 효율성을 더욱 더 증대시킬 수 있다.

그리고 스위칭소자를 종래의 UC 3844 집적회로에서 마이크로 컨트롤러로 변경함으로써 스위칭소자의 오작동을 최대한 방지하고 전압 및 전류의 정밀한 제어가 가능하여 충전기(100)의 성능이 전반적으로 향상되는 효과가 있다.

또한 상기 베터리전류검출부(6)를 통하여 베터리(B)의 충전량을 확인하여 충전이 완료되면 출력전류를 차단하고 일정한 시간마다 충전전류를 검출하여 150mA이상 방전되면 자동으로 재충전하므로 과충전으로 인한 베터리(B)의 사용 수명의 단축을 막을 수 있고, 불필요한 전력의 소모를 방지할 수 있다.

그리고 상기 베터리(B)가 충전중일 때는 적색 발광다이오드가 점등되고 충전이 완료되면 녹색 발광다이오드가 점등되던 종래의 동작표시부(8)에 베터리(B) 불량검지 표시 기능을 추가하여 베터리(B) 전압이 21V이하일 경우 녹색 발광다이오드가 점멸되도록하여 사용자가 베터리(B)의 불량상태를 육안으로 직접 확인 가능하므로 충전기(100)의 관리를 더욱 더 용이하게 할 수 있다.

이 밖에 본 발명의 전동식 온냉 배선카의 충전기(100) 외부케이스의 케이스 좌우측 연결부위에 방수가능한 고무가스켓을 삽입하여 외부로부터 내부회로로 유입되는 습기를 차단하여 습기로 인한 충전기(100)의 성능저하 및 사용수명의 단축을 막을 수 있다.

또한 케이스의 열 흡수율을 극대화하여 충전기(100)의 작동으로 인해 발생되는 내부회로의 고열을 효과적으로 흡수하여 외부로 방출하므로 충전기(100)의 과부하현상을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부한 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환, 변형 및 변환이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서, 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 명백할 것이다.

1 : 정류회로부 2 : 전압변환부
3 : 펄스폭변조제어부 4 : 전류전압제어부
5 : 베터리전압검출부 6 : 베터리전류검출부
7 : 마이크로프로세서부 8 : 동작표시부
B : 베터리
100 : 충전기

Claims (2)

1. 교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하는 정류회로부(1); 상기 정류회로부(1)에서 입력받은 직류전압의 크기를 조정하여 출력하는 전압변환부(2); 상기 전압변환부(2)에서 입력받은 직류전압의 변화폭을 비교하여 스위칭하는 펄스폭변조제어부(3); 상기 전압변환부(2)에서 입력받은 직류전압을 베터리(B)로 전달하는 전류전압제어부(4); 상기 베터리(B)의 전압을 검출하고 그 상태에 따라 베터리(B)의 불량여부를 표시하는 베터리전압검출부(5); 상기 베터리(B)의 충전량을 확인 및 제어하는 베터리전류검출부(6); 상기 전류전압제어부(4)와 베터리전압검출부(5)와 베터리전류검출부(6)의 정보를 처리하여 출력하는 마이크로프로세서부(7); 상기 베터리(B)의 충전상태를 다수의 발광다이오드로 점등 및 점멸하여 표시하는 동작표시부(8)로 구성된 내부회로와 상기 내부회로를 보호하기 위한 외부케이스로 구성된 전동식 온냉 배선카의 충전기에 있어서, 상기 정류회로부(1)로 입력되는 입력전압의 가변범위는 85~265V이고 출력되는 출력전압은 30V이며 출력전류는 3.5A이고, 상기 동작표시부(8)에 베터리(B) 불량검지표시 기능이 추가되며, 상기 펄스폭변조제어부(3)의 스위칭소자는 마이크로 컨트롤러가 사용되고, 상기 정류회로부(1)로 입력되는 주파수는 50~60Hz이고 출력되는 주파수는 132kHZ이며, 상기 베터리전류검출부(6)를 통하여 베터리(B)의 충전량을 감시하여 완충이 되면 출력전류를 차단하고 일정한 시간마다 충전전류를 검출하여 재충전함으로써 과충전에 의한 베터리(B)의 사용 수명의 단축을 방지하고, 내부회로의 성능을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한 전동식 온냉 배선카의 충전기.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 외부케이스는 케이스의 연결부위에 가스켓을 삽입하고 케이스의 열 흡수율을 극대화하여, 외부의 습기로부터 내부회로를 보호하며 습기로 인한 내부회로의 성능 저하 및 사용 수명의 단축을 막을 수 있고, 내부회로에서 발생되는 고열을 효과적으로 흡수하여 외부로 방출할 수 있는 것을 특징으로 한 전동식 온냉 배선카의 충전기.
   

Images