KR101441126B1 - Apparatus and method for rapid charge of secondary battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이차전지의 급속 충전 장치 및 방법에 관한 것으로, 충전 전류를 제어하는 전류 제어 수단; 상기 전류 제어 수단을 조절하는 입출력 수단; 상기 전지의 단자 간의 전압을 검출하여 기설정된 값과 비교하는 비교출력기 및; 상기 구성요소들이 상호 연결되어 상기 비교출력기에서 검출된 전압값을 입력받아 기설정된 전압 이하에서 상기 입출력 수단을 통해 상기 전류 제어 수단을 조절하는 마이컴;을 포함하는 급속 충전 장치와, 마이컴에서 발생된 신호에 의해 입출력기를 통해 전류 제어 스위치를 단속시키면서 충전을 실시하는 충전 실시 단계(S10)와; 상기 충전 실시 단계에 의하여 충전이 실시되는 도중에 비교출력기에 의해 검출된 전압이 기설정된 전압보다 낮거나 높은 경우에 상기 비교출력기에서 검출된 신호를 마이컴으로 보내는 전압 비교 단계(S20); 및 상기 비교출력기에 의해 검출되어 비교된 전압값에 의해 상기 마이컴이 상기 입출력기를 통해서 상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30);를 포함하는 급속 충전 방법에 의하여 충전 대기 시간을 배제하여 충전 시간이 전체적으로 단축되어 급속 충전 성능을 극대화시키는 효과가 있다.The present invention relates to an apparatus and method for rapidly charging a secondary battery, comprising: current control means for controlling a charging current; An input / output means for adjusting the current control means; A comparator for detecting a voltage between terminals of the battery and comparing the voltage with a predetermined value; And a microcomputer for controlling the current control means through the input / output means at a voltage lower than a predetermined voltage by receiving the voltage value detected by the comparator, and a microcomputer (S10) for performing charging while interrupting a current control switch through an input / output unit by means of an input / output unit; A voltage comparing step (S20) of sending a signal detected by the comparator to the microcomputer when the voltage detected by the comparator is lower or higher than a preset voltage during charging by the charging step; And a step of controlling the current control switch (S30) through the input / output unit by the microcomputer based on the compared voltage value detected by the comparison output unit, thereby shortening the charging time as a whole Thereby maximizing rapid charging performance.

전류제어스위치, 입출력기, 마이컴, 비교출력기 Current control switch, input / output unit, microcomputer, comparator

Description

이차전지의 급속 충전 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR RAPID CHARGE OF SECONDARY BATTERY}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery,

본 발명은 전지의 충전 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충전 시간을 단축하기에 적합하도록 한 급속 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery charging technique, and more particularly, to a rapid charging apparatus and method that are suitable for shortening a charging time.

일반적으로 재충전하여 사용하는 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라 등의 휴대용 기기의 보급으로 인해 수요가 증대되어 각광받고 있다. 이러한 휴대용 기기에 사용되는 이차전지는 안정성이 높고 두께가 얇아 휴대하기에 편리한 특성이 요구됨과 아울러 충전 시간을 줄일 수 있는 조건이 제품의 품질을 판단하는 관건이 되고 있다.Generally, the rechargeable secondary battery is in the spotlight due to an increase in demand due to the spread of portable devices such as mobile phones and digital cameras. Secondary batteries used in such portable devices are required to have high stability, thin thickness, and convenient characteristics for carrying, and the condition for reducing the charging time is a key to determining the quality of the product.

특히 소비전력이 점차적으로 커지고 있는 추세인 휴대용 기기에 적용되는 이차전지의 충전 조건을 만족시키기 위해서 보다 향상된 충전 성능을 발휘할 수 있는 충전 장치 및 충전 방법이 요구된다.There is a demand for a charging device and a charging method capable of exhibiting improved charging performance in order to satisfy a charging condition of a secondary battery applied to a portable device, which is a trend of gradually increasing power consumption.

그러나, 종래에는 급속 충전시 도 4에 도시한 바와 같이, 높은 전압을 인가한 상태에서 마이컴이 일정 주기(t1)를 갖고 전류 제어 스위치를 온/오프 시키면서 유입되는 전류를 제어하게 되는데, 이때, 각각의 주기마다 전류가 공급되지 않는 충전 대기 구간(t2)이 발생된다. However, conventionally, as shown in FIG. 4, when the semiconductor light-emitting device is rapidly charged, the microcomputer controls the current flowing through the current control switch while turning on / off the current control switch with a constant period t1. A charging waiting period t2 in which no current is supplied is generated every cycle of the charging period t2.

따라서 이러한 충전 대기 구간(t2)에 의하여 전지의 충전 시간이 지연될 수 밖에 없으므로 전지의 충전 성능이 저하되는 문제가 있다.Therefore, the charging time of the battery is inevitably delayed by the charging waiting period t2, so that the charging performance of the battery is deteriorated.

본 발명의 목적은 급속 충전시의 불필요한 충전 대기 시간을 배제하여 충전 효율을 향상시켜 전체적인 충전 시간을 단축하려는 것이다.An object of the present invention is to eliminate the unnecessary charge waiting time at the time of rapid charging to improve the charging efficiency and shorten the charging time as a whole.

본 발명에 의한 급속 충전 장치는 전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 수단; 상기 전류 제어 수단을 조절하는 입출력 수단; 상기 전지의 단자 간의 전압을 검출하여 기설정된 제1 기준전압(Voff) 또는 제2 기준전압(Von) 값과 비교하는 비교출력기; 및 상기 비교출력기의 비교 결과 상기 검출된 전압값이 상기 제1 기준전압 이상일 경우 또는 상기 제2 기준전압 이하일 경우에 상기 입출력 수단을 통해 상기 전류 제어 수단을 오프 또는 온시키는 마이컴;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The rapid charging apparatus according to the present invention comprises current control means for controlling a charging current of a battery; An input / output means for adjusting the current control means; A comparator for detecting a voltage between the terminals of the battery and comparing the voltage between the terminals of the battery with a preset first reference voltage Voff or a second reference voltage Von; And a microcomputer for turning off or on the current control means through the input / output means when the detected voltage value is equal to or higher than the first reference voltage or equal to or lower than the second reference voltage as a result of the comparison output device .

이때, 상기 전류 제어 수단은 전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 스위치인 것이 바람직하다.Preferably, the current control means is a current control switch for controlling the charging current of the battery.

또한, 상기 급속 충전 장치는 상기 전지와 연결되어 전지의 충전량을 검출하는 전류 감지 수단을 더 포함하는 것이 바람직하며, 이때, 상기 전류 감지 수단은 전류 감지 소자인 것이 바람직하다.The rapid charging device may further include a current sensing unit connected to the battery to detect a charged amount of the battery, wherein the current sensing unit is a current sensing unit.

본 발명에 의한 급속 충전 방법은 마이컴에서 발생된 신호에 의해 입출력기를 통해 전류 제어 스위치를 단속시키면서 충전을 실시하는 충전 실시 단계(S10); 상기 충전 실시 단계에 의하여 충전이 실시되는 도중에 비교출력기에 의해 검출된 전압이 기설정된 제1 기준전압(Voff) 또는 제2 기준전압(Von)보다 낮거나 높은 경우에 상기 비교출력기에서 검출된 신호를 마이컴으로 보내는 전압 비교 단계(S20); 및 상기 비교출력기에서 검출된 신호에 의해 상기 마이컴이 상기 입출력기를 통해서 상기 전류 제어 스위치의 동작을 제어하는 전류 제어 스위치 제어단계(S30);를 포함하고, 상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30)는 상기 비교출력기에서 검출된 전압이 상기 제1 기준전압 이상인 경우에는 입출력기가 전류 제어 스위치를 오프시키고, 상기 제2 기준전압 이하가 되면 전류 제어 스위치를 온시키는 것을 특징으로 한다.The rapid charging method according to the present invention includes: a charging step (S10) of performing charge while interrupting a current control switch through an input / output unit by a signal generated in a microcomputer; When the voltage detected by the comparator is lower or higher than a predetermined first reference voltage (Voff) or a second reference voltage (Von) during the charging by the charging step, the signal detected by the comparator A voltage comparing step (S20) for sending the voltage to the microcomputer; And a current control switch control step (S30) in which the microcomputer controls the operation of the current control switch through the input / output unit according to a signal detected by the comparator, wherein the current control switch control step (S30) The input / output unit turns off the current control switch when the voltage detected by the comparator is equal to or higher than the first reference voltage, and turns on the current control switch when the voltage falls below the second reference voltage.

삭제delete

또한, 상기 급속 충전 방법은 상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30) 이후에 상기 전류 감지 소자에 의해 전지의 충전량을 감지하여 만충전시 상기 마이컴에 의해 충전을 종료시키는 충전 종료 단계(S40)를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the rapid charging method may include a charging termination step (S40) for sensing the charged amount of the battery by the current sensing device after the current control switch control step (S30) and ending the charging by the microcomputer desirable.

본 발명은 급속 충전시 전지에 인가되는 전압의 온/오프 조건을 감지하여 기설정된 전압보다 낮은 전압 상태에서 전류 제어 스위치를 온시킴으로써 충전 대기 시간을 배제하여 충전 시간이 전체적으로 단축되어 급속 충전 성능을 극대화시키는 효과가 있다.The present invention detects an on / off condition of a voltage applied to a battery during rapid charging and turns on a current control switch at a voltage lower than a predetermined voltage, thereby eliminating the charging waiting time, thereby shortening the charging time as a whole, .

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 보다 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a more preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 방법의 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 장치의 전압 그래프이다.FIG. 2 is a flowchart of a rapid charging method according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flow chart illustrating a rapid charging method according to an embodiment of the present invention. Fig.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 급속 충전 장치는 마이컴(100)과, 전류 제어 수단과, 전류 감지 수단과, 입출력기(400) 및 비교출력기(500)를 포함하여 구성한다.1 to 3, the rapid charging apparatus according to an embodiment of the present invention includes a microcomputer 100, a current control unit, a current sensing unit, an input / output unit 400, and a comparator unit 500 .

여기서 상기 마이컴(100)은 상기 전류 제어 수단, 전류 감지 수단과 입출력기(400) 및 비교출력기(500)에 의하여 전지(10)와 연결되며, 전지(10)는 충전이 가능한 이차 전지이다.The microcomputer 100 is connected to the battery 10 by the current control means, the current sensing means, the input / output device 400 and the comparator output device 500, and the battery 10 is a rechargeable secondary battery.

상기 전류 제어 수단은 전류 제어 스위치(200)를 사용하며, 상기 전지(10)의 충전 상태를 검출하도록 구성된다.The current control means uses a current control switch (200) and is configured to detect the state of charge of the battery (10).

상기 전류 감지 수단은 전류 감지 소자(300)를 사용하며, 상기 전지(10)의 충전 상태를 검출하도록 구성된다.The current sensing means uses the current sensing device 300 and is configured to detect the state of charge of the battery.

상기 입출력기(400)는 상기 마이컴(100)의 제어에 의해 상기 전류 제어 스위치(200)를 작동시키도록 연결된다.The input / output unit 400 is connected to operate the current control switch 200 under the control of the microcomputer 100.

상기 비교출력기(500)는 충전되는 전지(10)의 전압을 실시간으로 감지하여 기설정된 값과 비교하는 비교기의 역할을 수행함과 아울러 비교된 값을 마이컴(100)으로 출력하는 출력기의 기능을 수행한다.The comparator 500 performs a function of a comparator that senses the voltage of the battery 10 to be charged in real time and compares the voltage with a preset value, and outputs the compared value to the microcomputer 100 .

이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 급속 충전 방법 설명하면 다음과 같다.The rapid charging method according to one embodiment of the present invention will now be described.

마이컴(100)에서 신호가 발생되면, 발생된 신호에 의해 입출력기(400)가 동작되어 전류 제어 스위치(200)가 온되면 전지(10)의 충전이 개시된다(S10).When a signal is generated in the microcomputer 100, the input / output device 400 is operated according to the generated signal, and when the current control switch 200 is turned on, charging of the battery 10 is started (S10).

충전이 개시되어 충전동작이 진행되는 도중에 비교출력기(500)는 전지(10)의 단자간 전압을 검출하여 충전 전압과 기설정 전압을 비교하게 된다. 이때, 비교출력기(500)에 의해 검출된 전압이 기설정된 전압보다 낮거나 높은 경우에 이러한 신호를 마이컴(100)으로 보내게 된다(S20). The comparator 500 compares the charging voltage with the preset voltage by detecting the inter-terminal voltage of the battery 10 during the charging operation and the charging operation is proceeding. At this time, if the voltage detected by the comparator 500 is lower or higher than a predetermined voltage, the signal is sent to the microcomputer 100 (S20).

마이컴(100)은 전달받은 비교값에 의해 입출력기(400)를 통해서 전류 제어 스위치(200)를 제어하게 된다(S30).The microcomputer 100 controls the current control switch 200 through the input / output unit 400 based on the received comparison value (S30).

도 3을 참조하면, 비교출력기(500)에서 검출된 전압이 기설정된 전압(Voff) 이상인 경우에는 입출력기(400)가 전류 제어 스위치(200)를 오프시킨다. 그리고, 기설정된 전압(Von) 이하가 되면 전류 제어 스위치(200)를 온시켜 전류가 흐르지 않는 시간이 배제되고 설정 전압 보다 낮은 전압을 갖지 않게 되면서 지속적인 충전이 실시된다.Referring to FIG. 3, when the voltage detected by the comparator 500 is equal to or higher than a predetermined voltage Voff, the input / output unit 400 turns off the current control switch 200. When the voltage Von is less than the predetermined voltage Von, the current control switch 200 is turned on to exclude the time when the current does not flow and the voltage is not lower than the set voltage.

최종적으로 전지(10)에 충전되는 충전 전류의 용량은 전류 감지 소자(300)에 의해 감지되므로 전지의 만충전시 이를 마이컴(100)에서 감지함으로써 전지의 충전동작이 종료된다(S40).Since the capacity of the charging current to be finally charged into the battery 10 is sensed by the current sensing device 300, the charging operation of the battery is completed by sensing the battery fully charged by the microcomputer 100 (S40).

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이 고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents. It is of course possible, and such modifications are within the scope of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 장치의 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a rapid charging apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 방법의 흐름도.2 is a flow diagram of a rapid charging method in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 장치의 전압 그래프.3 is a graph of the voltage of the rapid charging apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 종래 기술에 의한 전압 그래프.4 is a voltage graph according to the prior art.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

10 ; 전지10; battery

100 ; 마이컴100; Microcomputer

200 ; 전류 제어 스위치200; Current control switch

300 ; 전류 감지 소자300; Current sensing element

400 ; 입출력기400; Input / output device

500 ; 비교출력기500; Comparator

Claims (7)

전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 수단;Current control means for controlling a charging current of the battery; 상기 전류 제어 수단을 조절하는 입출력 수단;An input / output means for adjusting the current control means; 상기 전지와 연결되어 전지의 충전량을 검출하는 전류 감지 수단;Current sensing means connected to the battery to detect a charged amount of the battery; 상기 전지의 단자 간의 전압을 검출하여 기설정된 제1 기준전압(Voff) 또는 제2 기준전압(Von) 값과 비교하는 비교출력기 및;A comparator for detecting a voltage between terminals of the battery and comparing the voltage between the terminals of the battery with a predetermined first reference voltage Voff or a second reference voltage Von; 상기 비교출력기의 비교 결과 상기 검출된 전압값이 상기 제1 기준전압 이상일 경우에 상기 입출력 수단을 통해 상기 전류 제어 수단을 오프시키고,Output means for turning off the current control means through the input / output means when the detected voltage value is equal to or higher than the first reference voltage, 상기 비교출력기의 비교 결과 상기 검출된 전압값이 상기 제2 기준전압 이하일 경우에 상기 입출력 수단을 통해 상기 전류 제어 수단을 온시켜 전류가 흐르지 않는 시간이 배제되고 제2 기준 전압보다 낮은 전압을 갖지 않게 하여 지속적인 충전이 가능하도록 하는 마이컴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 장치.Output means for turning on the current control means when the detected voltage value is equal to or lower than the second reference voltage so as to exclude a time when the current does not flow and not have a voltage lower than the second reference voltage And a microcomputer for continuously charging the secondary battery. 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 제어 수단은 전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 스위치인 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 장치.Wherein the current control means is a current control switch for controlling a charging current of the battery. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 전류 감지 수단은 전류 감지 소자인 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 장치.Wherein the current sensing means is a current sensing device. 마이컴에서 발생된 신호에 의해 입출력기를 통해 전류 제어 스위치를 단속시키면서 충전을 실시하는 충전 실시 단계(S10);A charging step (S10) of performing charging while interrupting a current control switch through an input / output unit by a signal generated by a microcomputer; 상기 충전 실시 단계에 의하여 충전이 실시되는 도중에 비교출력기에 의해 검출된 전압이 기설정된 제1 기준전압(Voff) 또는 제2 기준전압(Von)보다 낮거나 높은 경우에 상기 비교출력기에서 검출된 신호를 마이컴으로 보내는 전압 비교 단계(S20); When the voltage detected by the comparator is lower or higher than a predetermined first reference voltage (Voff) or a second reference voltage (Von) during the charging by the charging step, the signal detected by the comparator A voltage comparing step (S20) for sending the voltage to the microcomputer; 상기 비교출력기에서 검출된 신호에 의해 상기 마이컴이 상기 입출력기를 통해서 상기 전류 제어 스위치의 동작을 제어하는 전류 제어 스위치 제어단계(S30); 및A current control switch control step (S30) in which the microcomputer controls the operation of the current control switch through the input / output unit according to a signal detected by the comparator; And 상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30) 이후에 상기 전류 감지 소자에 의해 전지의 충전량을 감지하여 만충전시 상기 마이컴에 의해 충전을 종료시키는 충전 종료 단계(S40);를 포함하고,And a charge termination step (S40) for sensing the charged amount of the battery by the current sensing device after the current control switch control step (S30) and ending charging by the microcomputer, 상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30)는 상기 비교출력기에서 검출된 전압이 상기 제1 기준전압 이상인 경우에는 입출력기가 전류 제어 스위치를 오프시키고, 상기 제2 기준전압 이하가 되면 전류 제어 스위치를 온시켜 전류가 흐르지 않는 시간이 배제되고 제2 기준 전압보다 낮은 전압을 갖지 않게 하여 지속적인 충전이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 방법.In the current control switch control step S30, when the voltage detected by the comparator is equal to or higher than the first reference voltage, the input / output unit turns off the current control switch, and when the voltage is equal to or lower than the second reference voltage, So that the battery can be continuously charged with no voltage lower than the second reference voltage. 삭제delete 삭제delete
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