KR102082317B1 - Battery Charging-Discharging Device Using a Bidirectional Parallel Linear Regulator and Control Method thereof, Recording Medium for Performing the Method - Google Patents

Battery Charging-Discharging Device Using a Bidirectional Parallel Linear Regulator and Control Method thereof, Recording Medium for Performing the Method Download PDF

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KR102082317B1 KR1020180029899A KR20180029899A KR102082317B1 KR 102082317 B1 KR102082317 B1 KR 102082317B1 KR 1020180029899 A KR1020180029899 A KR 1020180029899A KR 20180029899 A KR20180029899 A KR 20180029899A KR 102082317 B1 KR102082317 B1 KR 102082317B1
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Abstract

본 발명은 병렬형 스위치를 이용하여 배터리 셀을 충전 또는 방전시킬 수 있도록 구현한 배터리 충방전기에 관한 것으로, 적어도 하나의 배터리 셀; 각 배터리 셀에 연결 설치되며, 상기 배터리 셀의 충전 및 방전에 대응하여 각각 스위칭 온 되는 두 개의 스위치가 병렬 연결된 병렬형 선형 레귤레이터; 상기 병렬형 선형 레귤레이터와 연결 설치되어 상기 병렬형 선형 레귤레이터로 전달되는 전류가 차단될 수 있도록 스위칭 오프 되는 릴레이; 상기 릴레이의 양단의 전압을 비교하여 상기 릴레이의 스위칭 온 또는 스위칭 오프를 제어하는 릴레이 제어기; 상기 배터리 셀의 충전시 필요로 하는 입력전압을 공급하는 직류전압 변환기; 및 상기 배터리 셀의 전압과 상기 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압의 사잇값을 제어 기준값의 영역으로 설정하여 상기 직류전압 변환기로부터 공급되는 입력전압을 제어하는 전압 제어기를 포함한다.The present invention relates to a battery charger / discharger implemented to charge or discharge a battery cell using a parallel switch, the battery cell comprising: at least one battery cell; A parallel linear regulator connected to each battery cell and connected to two switches connected in parallel to each other in order to charge and discharge the battery cells; A relay connected to the parallel linear regulator and switched off so that a current delivered to the parallel linear regulator can be cut off; A relay controller for controlling the switching on or switching off of the relay by comparing voltages at both ends of the relay; A DC voltage converter for supplying an input voltage required for charging the battery cell; And a voltage controller configured to control the input voltage supplied from the DC voltage converter by setting the value of the voltage of the battery cell and the output voltage of the parallel linear regulator to a region of a control reference value.

Description

양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 및 제어 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 기록 매체{Battery Charging-Discharging Device Using a Bidirectional Parallel Linear Regulator and Control Method thereof, Recording Medium for Performing the Method}Battery charging and discharging and control method using a bidirectional linear regulator, a recording medium for performing the method {Battery Charging-Discharging Device Using a Bidirectional Parallel Linear Regulator and Control Method about, Recording Medium for Performing the Method}

본 발명은 배터리 충방전기 및 제어 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 기록 매체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 병렬형 스위치를 이용하여 배터리를 충전 또는 방전시킬 수 있도록 구현한 배터리 충방전기 및 제어 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 기록 매체에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charger and control method, a recording medium for performing the method, and more particularly, to a battery charger and control method implemented to charge or discharge the battery using a parallel switch, A recording medium for performing the method.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지 수요가 급격히 증가하고 있다. 이차전지는 사용되는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들어, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지셀 1 개의 출력과 용량으로 소정의 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD(Portable DVD), 소형 PC(Personal Computer), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지셀들을 포함하는 전지모듈의 사용이 요구된다.As the development and demand for mobile devices increases, the demand for secondary batteries as a source of energy is rapidly increasing. The secondary battery may be used in the form of a single battery cell, or in the form of a battery module electrically connecting a plurality of unit cells, depending on the type of external device used. For example, a small device such as a mobile phone can operate for a predetermined time with the output and capacity of one battery cell, while a notebook computer, a portable DVD, a personal computer, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle Medium or large devices such as automobiles require the use of a battery module including a plurality of battery cells due to problems of output and capacity.

전지모듈은 다수의 단위전지들을 직렬 및/또는 병렬로 배열하여 연결한 후 보호회로 등을 접속함으로써 제조된다. 단위전지로서 각형 또는 파우치형 전지를 사용하는 경우에는 넓은 면들이 서로 대면하도록 적층한 후 전극 탭들을 버스 바 등의 접속부재에 의해 연결하여 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 육면체 구조의 입체형 전지 모듈을 제조하는 경우에는 각형 또는 파우치형 전지가 단위전지로서 유리하다.The battery module is manufactured by connecting a plurality of unit cells in series and / or in parallel and then connecting a protection circuit. In the case of using a rectangular or pouch type battery as a unit cell, it is possible to easily manufacture by connecting the electrode tabs by a connection member such as a bus bar after stacking the wide surfaces to face each other. Therefore, in the case of manufacturing a three-dimensional battery module having a hexahedral structure, a square or pouch type battery is advantageous as a unit cell.

종래에는 이차전지로서 니켈카드뮴 전지 또는 수소이온 전지가 주로 사용되었으나, 최근에는 에너지 밀도가 높은 리튬이온 전지 및 리튬 폴리머 전지가 많이 사용되고 있다. 이러한 이차전지는 앞에서 설명한 바와 같은 장점으로 인하여 수요가 증가하고 있다.Conventionally, a nickel cadmium battery or a hydrogen ion battery is mainly used as a secondary battery, but recently, a lithium ion battery and a lithium polymer battery having high energy density have been used. Such secondary batteries are increasing in demand due to the advantages described above.

한편, 이차전지는 셀을 조립하는 과정과 전지를 활성화하는 과정을 거쳐 제조되는 바, 전지 활성화 단계에서는 소정의 장치에 전지셀을 탑재하고 활성화에 필요한 조건으로 충전을 수행하게 된다.Meanwhile, the secondary battery is manufactured through a process of assembling a cell and a process of activating a battery. In the battery activation step, the secondary battery is mounted in a predetermined device and charged under conditions necessary for activation.

그러나, 이차전지의 적용 분야가 다양해짐에 따라 다양한 크기와 구조의 전지셀들이 제조되고 있으므로, 그러한 전지셀들을 활성화하기 위해서는 별도로 충방전 장치를 준비하여야 하는 단점이 있다.However, as the field of application of secondary batteries is diversified, battery cells of various sizes and structures are manufactured, and thus, there is a disadvantage in that a separate charge / discharge device must be prepared to activate such battery cells.

또한, 최근 상용화가 진행되기 시작한 전기자동차, 하이브리드 전기자동차용 중대형 전지모듈 분야에서는 단위 전지로서 파우치형 전지와 같은 판상형 전지셀이 많은 관심을 모으고 있지만, 제조사별 또는 이차전지 모델별로 판상형 전지의 크기, 전극 탭의 위치 등이 다르고, 특히 전극 탭이 양측에 형성되어 있는 전지셀의 경우, 크기의 차이에 따라 충방전 장치의 크기 및 형태가 달라져야 하므로, 전지셀의 활성화 과정에서 소요되는 시간이 증가하고 별도의 충방전 장치를 제작함에 따른 제조 비용이 크게 증가한다는 문제점이 있다.In addition, in the field of medium and large battery modules for electric vehicles and hybrid electric vehicles, which have recently been commercialized, plate-type battery cells such as pouch-type batteries have attracted much attention as unit cells, but the size of plate-type batteries by manufacturers or secondary battery models, The position of the electrode tab is different, and particularly, in the case of a battery cell in which electrode tabs are formed at both sides, the size and shape of the charging / discharging device must be changed according to the size difference, so that the time required for the activation of the battery cell is increased. There is a problem in that the manufacturing cost greatly increases by manufacturing a separate charge and discharge device.

한국등록특허 제10-1017391호Korea Patent Registration No. 10-1017391 한국공개실용신안 제20-2012-0006321호Korean Utility Model Model No. 20-2012-0006321

본 발명의 일측면은 배터리 셀에 연결 설치된 병렬 형태의 선형 레귤레이터를 통해 배터리 셀의 충방전 전류를 제어할 수 있는 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 및 제어 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 기록 매체를 제공한다.One aspect of the present invention provides a battery charging and discharging and controlling method using a bidirectional linear regulator capable of controlling the charging and discharging current of the battery cell through a parallel linear regulator installed in the battery cell, and a recording medium for performing the method. to provide.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기는, 적어도 하나의 배터리 셀; 각 배터리 셀에 연결 설치되며, 상기 배터리 셀의 충전 및 방전에 대응하여 각각 스위칭 온 되는 두 개의 스위치가 병렬 연결된 병렬형 선형 레귤레이터; 상기 병렬형 선형 레귤레이터와 연결 설치되어 상기 병렬형 선형 레귤레이터로 전달되는 전류가 차단될 수 있도록 스위칭 오프 되는 릴레이; 상기 릴레이의 양단의 전압을 비교하여 상기 릴레이의 스위칭 온 또는 스위칭 오프를 제어하는 릴레이 제어기; 상기 릴레이에 직렬로 연결 설치되며, 상기 배터리 셀의 충전시 필요로 하는 입력전압을 공급하는 직류전압 변환기; 및 상기 배터리 셀의 전압과 상기 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압의 사잇값을 제어 기준값의 영역으로 설정하여 상기 직류전압 변환기로부터 공급되는 입력전압을 제어하는 전압 제어기를 포함한다.Battery charger using a bidirectional linear regulator according to an embodiment of the present invention, at least one battery cell; A parallel linear regulator connected to each battery cell and connected to two switches connected in parallel to each other in order to charge and discharge the battery cells; A relay connected to the parallel linear regulator and switched off so that a current delivered to the parallel linear regulator can be cut off; A relay controller for controlling the switching on or switching off of the relay by comparing voltages at both ends of the relay; A DC voltage converter connected to the relay in series and supplying an input voltage required for charging the battery cell; And a voltage controller configured to control the input voltage supplied from the DC voltage converter by setting the value of the voltage of the battery cell and the output voltage of the parallel linear regulator to a region of a control reference value.

일 실시예에서, 상기 병렬형 선형 레귤레이터는, 상기 배터리 셀의 방전시 스위칭 온 되어 상기 배터리 셀로부터 공급되는 전류를 상기 릴레이로 전달하는 제1 스위치; 상기 제1 스위치에 병렬로 연결 설치되며, 상기 배터리 셀의 충전시 스위칭 온 되어 상기 릴레이로부터 공급되는 전류를 상기 배터리 셀로 전달하는 제2 스위치; 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 스위칭 온 또는 스위칭 오프를 제어하는 충방전 제어기를 포함할 수 있다.In an embodiment, the parallel linear regulator may include: a first switch that is switched on when the battery cell is discharged and transfers current supplied from the battery cell to the relay; A second switch connected to the first switch in parallel and switched on when the battery cell is charged, and transferring a current supplied from the relay to the battery cell; And a charge / discharge controller for controlling switching on or switching off of the first switch and the second switch.

일 실시예에서, 상기 전압 제어기는, 상기 배터리 셀의 충전시, 상기 제1 스위치의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 충전 제어 기준값의 범위 내에서, 상기 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압이 상기 배터리 셀의 전압보다 높도록 상기 직류전압 변환기로부터 공급되는 입력전압을 제어할 수 있다.In one embodiment, the voltage controller, when charging the battery cell, within the range of the charge control reference value of the reverse conduction diode of the first switch is not turned on, the output voltage of the parallel linear regulator of the battery cell The input voltage supplied from the DC voltage converter may be controlled to be higher than the voltage.

일 실시예에서, 상기 릴레이 제어기는, 상기 배터리 셀의 충전시 상기 릴레이를 스위칭 오프 시킨 후, 선형 레귤레이터의 출력전압이 상기 배터리 셀의 전압보다 높게 되면 상기 릴레이를 스위칭 온 시킬 수 있다.In one embodiment, the relay controller may switch on the relay when the output voltage of the linear regulator is higher than the voltage of the battery cell after switching off the relay when the battery cell is charged.

일 실시예에서, 상기 충전 제어 기준값은, 상기 배터리 셀의 전압보다 높고, 상기 역도통 다이오드의 문턱전?보다 낮은 값을 가질 수 있다.In example embodiments, the charge control reference value may be higher than the voltage of the battery cell and lower than the threshold of the reverse conducting diode.

일 실시예에서, 상기 전압 제어기는, 상기 배터리 셀의 방전시, 상기 제2 스위치의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 방전 제어 기준값의 범위 내에서, 상기 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압이 상기 배터리 셀의 전압보다 낮도록 상기 직류전압 변환기로부터 공급되는 입력전압을 제어할 수 있다.In one embodiment, the voltage controller, the output voltage of the parallel linear regulator of the battery cell within the range of the discharge control reference value that the reverse conduction diode of the second switch is not turned on when the battery cell is discharged. The input voltage supplied from the DC voltage converter may be controlled to be lower than the voltage.

일 실시예에서, 상기 릴레이 제어기는, 상기 배터리 셀의 방전시 상기 릴레이를 스위칭 오프 시킨 후, 선형 레귤레이터의 출력전압이 상기 배터리 셀의 전압보다 낮게 되면 상기 릴레이를 스위칭 온 시킬 수 있다.The relay controller may switch on the relay when the output voltage of the linear regulator becomes lower than the voltage of the battery cell after switching off the relay when the battery cell is discharged.

일 실시예에서, 상기 방전 제어 기준값은, 상기 배터리 셀의 전압보다 낮고, 상기 역도통 다이오드의 문턱전?보다 높은 값을 가질 수 있다.In example embodiments, the discharge control reference value may be lower than a voltage of the battery cell and higher than a threshold voltage of the reverse conducting diode.

일 실시예에서, 상기 전압 제어기는, 상기 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압보다 상기 배터리 셀의 전압에 근접하게 제어 기준값을 설정할 수 있다.In one embodiment, the voltage controller may set a control reference value closer to the voltage of the battery cell than the output voltage of the parallel linear regulator.

일 실시예에서, 상기 릴레이 제어기는, 상기 릴레이가 스위칭 온 되는 경우, 돌입전류를 방지할 수 있도록 스위칭 온 되는 상기 릴레이의 출력전압의 문턱값을 기 설정된 값으로 설정할 수 있다.In one embodiment, when the relay is switched on, the relay controller may set a threshold value of the output voltage of the relay switched on to prevent the inrush current to a preset value.

본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 제어 방법은, 배터리 셀의 전압과 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압의 사잇값을 상기 배터리 셀의 충전시 필요로 하는 입력전압을 공급하는 직류전압 변환기의 제어 기준값의 영역으로 설정하는 단계; 설정된 제어 기준값에 따라 상기 직류전압 변환기로부터 공급되는 입력전압을 제어하는 단계; 상기 병렬형 선형 레귤레이터와 연결 설치된 릴레이의 양단 전압을 비교하여 상기 릴레이의 스위칭 온 또는 스위칭 오프를 제어하는 단계; 및 상기 병렬형 선형 레귤레이터의 전압 또는 전류를 제어하여 상기 배터리 셀의 충전 또는 방전을 수행하는 단계를 포함한다. Battery charging and discharging control method using a bidirectional linear regulator according to an embodiment of the present invention, supplying an input voltage required for charging the battery cell between the voltage of the battery cell and the output voltage of the parallel linear regulator Setting to an area of a control reference value of the DC voltage converter; Controlling an input voltage supplied from the DC voltage converter according to a set control reference value; Controlling switching on or switching off of the relay by comparing voltages of both terminals of the parallel linear regulator and the relay connected to the parallel linear regulator; And controlling the voltage or current of the parallel linear regulator to perform charging or discharging of the battery cell.

일 실시예에서, 상기 제어 기준값의 영역으로 설정하는 단계는, 상기 배터리 셀의 방전시 스위칭 온 되어 상기 배터리 셀로부터 공급되는 전류를 상기 릴레이로 전달하는 제1 스위치의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 범위를 충전 제어 기준값으로 설정하는 단계; 및 상기 배터리 셀의 충전시 스위칭 온 되어 상기 릴레이로부터 공급되는 전류를 상기 배터리 셀로 전달하는 제2 스위치의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 범위를 방전 제어 기준값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the setting of the control reference value may include a range in which the reverse conduction diode of the first switch that is switched on when the battery cell is discharged and transfers current supplied from the battery cell to the relay is not turned on. Setting the charge control reference value; And setting a range in which the reverse conduction diode of the second switch, which is switched on during charging of the battery cell and transfers the current supplied from the relay, to the battery cell, is not turned on as a discharge control reference value.

본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 제어 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있다.In a computer-readable storage medium according to another embodiment of the present invention, a computer program for performing a battery charger / discharge control method using a bidirectional linear regulator is recorded.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 선형 레귤레이터와의 접점의 전압을 제어할 수 있는 전압 제어기를 별도로 구성함으로써 병렬형 선형 레귤레이터 내의 다이오드를 제거할 수 있다.According to one aspect of the present invention described above, by separately configuring a voltage controller that can control the voltage of the contact point with the linear regulator, it is possible to remove the diode in the parallel linear regulator.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 병렬형 선형 레귤레이터와 직류전압 변환기 사이에 릴레이를 연결시켜 부가하고, 직류전압 변환기에 입력전압을 제어할 수 있는 전압 제어기를 적용함으로써, 기존 기술에 있어서 블로킹 다이오드가 추가되는 것을 방지할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a blocking diode in the existing technology by adding a relay connected between the parallel linear regulator and the DC voltage converter, and applying a voltage controller capable of controlling the input voltage to the DC voltage converter, Can be prevented from being added.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 배터리 셀을 충전 또는 방전시킬 수 있는 구성을 선형 레귤레이터로 구성함으로써, 노이즈가 없으며, 신뢰성 및 효율성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제작 단가를 줄일 수 있고, 전체적인 형성 부피를 감소시킬 수 있다.According to one aspect of the present invention, by configuring a configuration that can charge or discharge the battery cells with a linear regulator, there is no noise, can improve the reliability and efficiency, as well as reduce the manufacturing cost, overall The formation volume can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 배터리 충방전기에서 배터리 방전시의 전력 전달을 설명하는 도면이다.
도 3은 도 1의 배터리 충방전기에서 배터리 충전시의 전력 전달을 설명하는 도면이다.
도 4 및 도 5는 기존의 전달 게이트 전계 효과 트랜지스터를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
1 is a view showing a schematic configuration of a battery charger and a battery using a bidirectional linear regulator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating power transfer during battery discharge in the battery charger and battery of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram illustrating power transfer during battery charging in the battery charger and battery of FIG. 1.
4 and 5 illustrate a conventional transfer gate field effect transistor.
6 is a diagram illustrating a schematic configuration of a battery charger / discharger using a bidirectional linear regulator according to another embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method for controlling a battery charger / discharge using a bidirectional linear regulator according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It is to be understood that the various embodiments of the invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description, therefore, is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기의 개략적인 구성이 도시된 도면이고, 도 2는 도 1의 배터리 충방전기에서 배터리 방전시의 전력 전달을 설명하는 도면이며, 도 3은 도 1의 배터리 충방전기에서 배터리 충전시의 전력 전달을 설명하는 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a battery charger using a bidirectional linear regulator according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram illustrating the power transfer during battery discharge in the battery charger of Figure 1 FIG. 3 is a diagram illustrating power transfer during battery charging in the battery charger and battery of FIG. 1.

도 1 내지 3을 참조하면, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기는, 적어도 하나의 배터리 셀(100), 병렬형 선형 레귤레이터(200), 릴레이(300), 직류전압 변환기(400), 전압 제어기(500) 및 릴레이 제어기(600)를 포함한다.1 to 3, a battery charger using a bidirectional linear regulator includes at least one battery cell 100, a parallel linear regulator 200, a relay 300, a DC voltage converter 400, a voltage controller ( 500 and relay controller 600.

본 명세서의 도면들에서, 실선은 전력의 흐름을 나타내는 것이고, 점선은 각 구성 간의 신호의 흐름을 나타내는 것이다.In the drawings of the present specification, the solid line indicates the flow of power, and the dotted line indicates the flow of signals between the respective components.

본 발명에 있어서의 전력의 흐름은, 먼저 방전의 경우(도 2를 참조), 배터리 셀(100)에서 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 제1 스위치(210)를 통하여 릴레이(300)를 거쳐서 직류전압 변환기(400)를 통해 출력으로 전달되며, 충전의 경우(도 3을 참조), 직류전압 변환기(400)으로부터 공급되는 전력이 릴레이(300)를 거쳐서 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 제2 스위치(220)를 통해 배터리 셀(100)로 전달된다.The flow of power in the present invention is, first, in the case of discharging (see FIG. 2), directly through the relay 300 through the first switch 210 of the parallel linear regulator 200 in the battery cell 100. The second switch of the parallel linear regulator 200 is delivered to the output through the voltage converter 400, and in the case of charging (see FIG. 3), the power supplied from the DC voltage converter 400 is passed through the relay 300. The battery cell 100 is transferred to the battery cell 100 through 220.

배터리 셀(100)은, 배터리 내에서 양극판과 음극판으로 조합된 1조로, 하나의 격실로 된 케이스 내에서 전해액 속에 담가 다른 셀과 분리되어 있는 충전 또는 방전이 가능한 전기 에너지 저장장치를 지칭한다.The battery cell 100 refers to an electric energy storage device capable of being charged or discharged by dipping into a pair of positive and negative plates in a battery and immersed in an electrolyte in a compartment of one compartment and separated from other cells.

배터리 셀(100a, 100b, 100c)은, 복수 개 형성되며, 배터리 셀(100)을 필요로 하는 장치 등의 요구에 대응하여 다양하게 형성될 수 있다.A plurality of battery cells 100a, 100b, and 100c may be formed, and may be variously formed in response to a request of an apparatus requiring the battery cell 100.

여기서, 배터리 셀(100)은, 전류 또는 전압을 통해 충전 또는 방전이 가능한 에너지 저장 장치를 총칭하는 것으로, 에너지 저장 장치이면 그 용어에 한정되지 아니하고 적용이 가능하다.Here, the battery cell 100 is a generic term for an energy storage device capable of charging or discharging through a current or a voltage. If the energy storage device is an energy storage device, the battery cell 100 may be applied without being limited thereto.

병렬형 선형 레귤레이터(200)는, 각 배터리 셀(100)에 연결 설치되며, 배터리 셀(100)의 충전 및 방전에 대응하여 각각 스위칭 온 되는 두 개의 스위치가 병렬 연결되어, 배터리 셀(100)로 전류를 전달하거나(즉, 충전의 경우) 배터리 셀(100)로부터 전류를 전달받는다(즉, 방전의 경우).The parallel linear regulator 200 is connected to each of the battery cells 100 and is installed in parallel with two switches that are switched on in response to charging and discharging of the battery cells 100, respectively, to the battery cells 100. Current is transmitted (ie, in the case of charging) or current is received from battery cell 100 (ie, in the case of discharging).

병렬형 선형 레귤레이터(200)는, 배터리 셀(100)의 개수에 대응하여 배터리 셀(100)에 각각 연결 설치되며, 배터리 셀(100)의 개수가 변하면 이에 대응하여 동일한 수로 변하여 배터리 셀(100)에 각각 연결 설치될 수 있다. 즉, 병렬형 선형 레귤레이터(200)는, 배터리 셀(100)의 수에 대응되는 수로 형성될 수 있다.The parallel linear regulator 200 is connected to the battery cells 100 in correspondence with the number of battery cells 100, respectively, and when the number of battery cells 100 changes, the corresponding number changes to the same number to correspond to the number of battery cells 100. Can be installed on each connection. That is, the parallel linear regulator 200 may be formed in a number corresponding to the number of battery cells 100.

예를 들어, 3 개의 배터리 셀(100a, 100b, 100c)이 형성될 경우, 각 배터리 셀(100a, 100b, 100c)에 병렬형 선형 레귤레이터(200a, 200b, 200c)가 연결 설치될 수 있다.For example, when three battery cells 100a, 100b and 100c are formed, parallel linear regulators 200a, 200b and 200c may be connected to each of the battery cells 100a, 100b and 100c.

병렬형 선형 레귤레이터(200)는, 제1 스위치(210)와 제2 스위치(220)가 배터리 셀(100)의 충전 또는 방전을 각각 담당할 수 있도록, 제1 스위치(210)와 제2 스위치(220)가 병렬로 연결되도록 형성된다. 이에 따라, 제1 스위치(210)와 제2 스위치(220)가 직렬 형태로 연결된 경우보다 향상된 효율을 제공할 수 있다.The parallel linear regulator 200 may include the first switch 210 and the second switch so that the first switch 210 and the second switch 220 may be in charge of charging or discharging the battery cell 100, respectively. 220 is formed to be connected in parallel. Accordingly, the first switch 210 and the second switch 220 may provide improved efficiency than when connected in series.

다만, 제1 스위치(210)와 제2 스위치(220)가 충전 또는 방전시에 일반적으로 사용되는 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 형성되는 경우, 역도통 다이오드(reverse-conducting diode)가 발생되어서 전류 제어가 불안정하게 될 우려가 있다.However, when the first switch 210 and the second switch 220 are formed of a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) generally used at the time of charging or discharging, a reverse-conducting diode is generated. There is a fear that the current control becomes unstable.

따라서, 병렬형 선형 레귤레이터(200)와 직류전압 변환기(400)의 사이에 후술하는 릴레이(300)를 연결시켜 부가하고, 직류전압 변환기(400)에 입력전압을 제어할 수 있는 전압 제어기(500)를 적용함으로써, 역도통 다이오드가 발생되는 것을 방지하도록 한다.Therefore, the voltage controller 500 capable of connecting and adding the relay 300 to be described later between the parallel linear regulator 200 and the DC voltage converter 400 and controlling the input voltage to the DC voltage converter 400. By applying, the reverse conduction diode is prevented from being generated.

일 실시예에서, 릴레이(300)는, 상술한 바와 같이 병렬형 선형 레귤레이터(200)가 복수 개로 형성될 경우 적어도 2개의 병렬형 선형 레귤레이터(200)와 연결됨으로써, 배터리 셀(100)의 충전 또는 방전에 대응하여 전력을 전달하거나 전력을 전달받을 수 있다.In one embodiment, the relay 300 is connected to at least two parallel linear regulators 200 when the plurality of parallel linear regulators 200 are formed as described above, thereby charging or charging the battery cells 100. The electric power may be transmitted or received in response to the discharge.

일 실시예에서, 병렬형 선형 레귤레이터(200)는, 제1 스위치(210), 제2 스위치(220) 및 충방전 제어기(230)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the parallel linear regulator 200 may include a first switch 210, a second switch 220, and a charge / discharge controller 230.

제1 스위치(210)는, 배터리 셀(100)의 방전시 스위칭 온(즉, 단락, short-circuit) 되어 배터리 셀(100)로부터 공급되는 전류를 릴레이(300)로 전달한다.The first switch 210 is switched on (ie, short-circuit) when the battery cell 100 is discharged to transfer current supplied from the battery cell 100 to the relay 300.

제2 스위치(220)는, 제1 스위치(210)에 병렬로 연결 설치되며, 배터리 셀(100)의 충전시 스위칭 온(즉, 단락, short-circuit) 되어 릴레이(300)로부터 공급되는 전류를 배터리 셀(100)로 전달한다.The second switch 220 is connected to the first switch 210 in parallel, and is switched on (ie, short-circuit) when the battery cell 100 is charged to receive current supplied from the relay 300. Transfer to the battery cell 100.

충방전 제어기(230)는, 제1 스위치(210) 및 제2 스위치(220)에 각각 연결 설치되며, 제1 스위치(210) 및 제2 스위치(220)의 스위칭 온 또는 스위칭 오프를 제어한다.The charge / discharge controller 230 is connected to the first switch 210 and the second switch 220, respectively, and controls the switching on or switching off of the first switch 210 and the second switch 220.

일 실시예에서, 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 스위치인 제1 스위치(210) 및 제2 스위치(220)는, MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)로 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 스위칭 동작을 수행할 수 있는 MOSFET 이외의 다른 트랜지스터로 형성되어도 무방하다.In one embodiment, the first switch 210 and the second switch 220, which are switches of the parallel linear regulator 200, may be formed of a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), as well as a switching operation. It may be formed of a transistor other than a MOSFET that can be performed.

도 4는 기존의 전달 게이트(transmission gate) 전계 효과 트랜지스터(FET, Field Effect Transistor)를 설명하는 도면이다.4 is a diagram illustrating a conventional transmission gate field effect transistor (FET).

도 4를 참조하면, 기존의 전달 게이트 전계 효과 트랜지스터의 경우에도, 본 발명에서와 같이 병렬형 스위칭 동작을 통해 전력을 전달하고 있으나, 본 발명과 기존의 전달 게이트 전계 효과 트랜지스터는 다음과 같은 차이점을 가지고 있다.Referring to FIG. 4, in the case of the conventional transfer gate field effect transistor, power is transferred through a parallel switching operation as in the present invention. However, the present invention and the conventional transfer gate field effect transistor have the following differences. Have.

기존의 전달 게이트 전계 효과 트랜지스터는, 전통적인 전계 효과 트랜지스터와 달리 p 채널과 n 채널 2 개의 전계 효과 트랜지스터로 구성되며, 기판 단자(벌크)가 소스 단자에 내부적으로 연결되지 않는다. 두 개의 트랜지스터, 즉 n 채널 MOSFET과 p 채널 MOSFET이 병렬로 연결되어 있지만, 두 트랜지스터의 드레인 및 소스 단자만 함께 연결된다.Conventional transfer gate field effect transistors, unlike traditional field effect transistors, are composed of two p-channel and n-channel field effect transistors, and a substrate terminal (bulk) is not internally connected to the source terminal. Two transistors, n-channel MOSFETs and p-channel MOSFETs, are connected in parallel, but only the drain and source terminals of both transistors are connected together.

이에 따라, 이들의 게이트 단자는 제어 단자를 형성하기 위해 NOT 게이트(NOT gate)(인버터)에 의해 서로 접속되므로, 두 MOSFET은 동시에 on 또는 off가 될 수밖에 없다.Accordingly, since their gate terminals are connected to each other by a NOT gate (inverter) to form a control terminal, the two MOSFETs must be turned on or off at the same time.

또한, 전달 게이트 전계 효과 트랜지스터의 기판 단자는, 소스 연결부에 연결되어 있지 않는 대신, 게이트와 기판 사이의 기생 역도통 다이오드가 항상 역방향으로 바이어스되어 신호 흐름에 영향을 미치지 않도록 보장하기 위해, 각각의 공급 전위에 연결된다. 즉, MOSFET에 존재하는 바디 다이오드를 항상 off시켜야 한다.In addition, the substrate terminals of the transfer gate field effect transistors are not connected to the source connection, but instead of each supply, to ensure that the parasitic and reverse conduction diodes between the gate and the substrate are always biased in the reverse direction to not affect the signal flow. Connected to the potential. That is, the body diode present in the MOSFET should always be turned off.

이는, p 채널 MOSFET의 기판 단자는 양의 공급 전위에 접속되고, n 채널 MOSFET의 기판 단자는 음의 공급 전위에 접속시킴으로써 가능해진다. This is made possible by connecting the substrate terminal of the p-channel MOSFET to a positive supply potential and the substrate terminal of the n-channel MOSFET to a negative supply potential.

즉, 본 발명의 병렬형 선형 레귤레이터(200)는, 2 개의 n 채널, 혹은 2 개의 p 채널 트랜지스터로 구성되어, 역도통 바디 다이오드가 있는 상태에서 전압 제어를 이용하여 선형적으로 동작을 수행한다. 반면, 도 4와 같은 기존의 전달 게이트 전계 효과 트랜지스터는 역도통 다이오드를 비활성화시킨 상태에서 비선형 동작으로 on/off 스위칭 동작을 하는 특수한 구조의 MOSFET 조합에 해당한다.That is, the parallel linear regulator 200 of the present invention is composed of two n-channel or two p-channel transistors, and linearly operates using voltage control in the presence of a reverse conducting body diode. On the other hand, the conventional transfer gate field effect transistor as shown in FIG. 4 corresponds to a MOSFET structure having a special structure in which on / off switching operation is performed in a nonlinear operation while the reverse conducting diode is inactivated.

도 5는, 본 발명과 비교하기 위해 기존의 병렬형 선형 레귤레이터("Integrated circuit for electronic cigarette and electronic cigarette", CN104055224A)를 설명하는 도면이다.5 is a view for explaining a conventional parallel linear regulator ("Integrated circuit for electronic cigarette and electronic cigarette", CN104055224A) in order to compare with the present invention.

기존의 병렬형 선형 레귤레이터는 도 5에 도시된 바와 같이 직렬로 다이오드가 필요하여 이에 따른 문제점을 가지고 있었다.Conventional parallel linear regulators have a problem in that diodes are required in series as shown in FIG.

이에 따라, 본 발명에서는, 회로의 뒷 단에 형성되는 직류전압 변환기(400)가 병렬형 선형 레귤레이터(200)와의 접점의 전압을 제어함으로써, 레귤레이터 내에 포함되어야만 했던 다이오드의 구성을 제거할 수 있다.Accordingly, in the present invention, the DC voltage converter 400 formed at the rear end of the circuit controls the voltage of the contact point with the parallel linear regulator 200, thereby eliminating the configuration of the diode that had to be included in the regulator.

릴레이(300)는, 병렬형 선형 레귤레이터(200)와 직류전압 변환기(400)의사이에 연결 설치되어 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 출력전압이 역도통 다이오드를 도통시킬 가능성이 있는 상황에서 직류전압 변환기(400)와의 연결을 차단하기 위하여 릴레이 제어기(600)의 제어에 따라 스위칭 오프 된다.The relay 300 is connected between the parallel linear regulator 200 and the DC voltage converter 400 so that the DC voltage converter may be used when the output voltage of the parallel linear regulator 200 may conduct a reverse conducting diode. In order to cut off the connection with the 400, the switch is switched off under the control of the relay controller 600.

일 실시예에서, 릴레이(300)는, 직류전압 변환기(400)의 입력전압이 충방전 제어기(230)의 출력전압과 연결 시, 모스펫의 역도통 다이오드가 도통될 우려가 있는 상황을 방지하기 위해서 좌우 회로(즉, 병렬형 선형 레귤레이터(200)와 직류전압 변환기(400))를 차단할 수 있다.In one embodiment, the relay 300 is configured to prevent a situation in which the reverse conduction diode of the MOSFET may conduct when the input voltage of the DC voltage converter 400 is connected to the output voltage of the charge / discharge controller 230. The left and right circuits (ie, the parallel linear regulator 200 and the DC voltage converter 400) may be blocked.

일 실시예에서, 릴레이(300)는, 입력이 설정된 값에 도달하였을 때 작동하여 다른 회로를 개폐하는 일반적인 릴레이(relay)로 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 통상적인 개폐기(switch) 모두 사용 가능하다.In one embodiment, the relay 300 may be formed of a general relay that operates when the input reaches a set value and opens and closes other circuits, as well as any conventional switch.

배터리 셀(100)의 충전시 제2 스위치(220)를 스위칭 온 시키고 제1 스위치(210)를 오프시켜 전류를 조절하며, 배터리 셀(100)의 방전시 제1 스위치(210)를 스위칭 온 시키고 제2 스위치(220)를 오프시켜 전류를 조절하게 된다. 이 경우 MOSFET을 스위치로 사용하게 되면 내부의 역도통 다이오드로 인하여, 충전의 경우 제1 스위치(210)의 다이오드가 도통할 수 있는 위험이 있으며, 방전의 경우 제2 스위치(220)의 다이오드가 도통할 수 있는 위험을 가지고 있다.When the battery cell 100 is charged, the second switch 220 is switched on and the first switch 210 is turned off to adjust the current, and when the battery cell 100 is discharged, the first switch 210 is switched on. The second switch 220 is turned off to adjust the current. In this case, when the MOSFET is used as a switch, due to the internal reverse conduction diode, there is a risk that the diode of the first switch 210 may conduct when charging, and in the case of discharge, the diode of the second switch 220 conducts. I have a risk to do it.

이에 따라, 본 발명에서는, 배터리 셀(100)로 공급되거나 배터리 셀(100)로부터 공급되는 전류가 역도통 다이오드로 흐를 수 있는 경우, 릴레이(300)의 스위칭 오프를 통해 이를 방지하고, 역도통 다이오드가 도통이 되지 아니하는 범위 내에서 직류전압 변환기(400)의 입력전압을 전압 제어기(500)로 제어함으로써, 설정된 범위 내에 입력전압이 도달하면 릴레이(300)를 도통시켜 배터리 셀(100)의 충전 또는 방전을 진행하도록 할 수 있다.Accordingly, in the present invention, when the current supplied to the battery cell 100 or the current supplied from the battery cell 100 can flow to the reverse conducting diode, it is prevented by switching off of the relay 300, the reverse conducting diode By controlling the input voltage of the DC voltage converter 400 with the voltage controller 500 within the range where the conduction is not conducted, when the input voltage reaches within the set range, the relay 300 is turned on to charge the battery cell 100. Alternatively, the discharge may be performed.

릴레이 제어기(600)는, 스위칭 오프 상태에서의 릴레이(300)의 양단의 전압을 비교하여 릴레이(300)의 스위칭 온 또는 스위칭 오프를 결정한다.The relay controller 600 compares the voltages of both ends of the relay 300 in the switched off state to determine the switching on or the switching off of the relay 300.

일 실시예에서, 릴레이 제어기(600)는, 릴레이(300)를 스위칭 오프 상태에서 스위칭 온 상태로 변경시키는 경우, 돌입전류(rush current, 선로, 변압기, 전동기 또는 콘덴서 등의 회로의 개폐기를 투입했을 경우, 순간적으로 증가하지만 즉시 정상상태로 복귀되는 과도전류)가 발생하는 것을 방지할 수 있도록, 릴레이(300)가 스위칭 온 되는 릴레이(300)의 출력전압 문턱값(threshold)을 기 설정된 값(예를 들어, 릴레이(300)의 입력전압 85% 내지 95% 등) 으로 설정할 수 있다.In one embodiment, the relay controller 600, when changing the relay 300 from the switched off state to the switched on state, may have inputted a switch of a circuit such as a rush current, a line , a transformer , a motor, or a capacitor . If, to prevent an excessive current is increased for a short period, but return as soon as the steady state) occurs, relay 300 has a predetermined output voltage threshold value (threshold) of the relay 300 is switched on the value (for example, For example, the input voltage of the relay 300 may be set to 85% to 95%, and the like.

직류전압 변환기(400)는, 릴레이(300)에 직렬로 연결 설치되며, 배터리 셀(100)의 충전시 필요로 하는 입력전압을 전압 제어기(500)의 제어에 따라 공급한다.The DC voltage converter 400 is connected to the relay 300 in series and supplies the input voltage required for charging the battery cell 100 under the control of the voltage controller 500.

전압 제어기(500)는, 릴레이(300)의 스위칭 오프 시에 발생하는 배터리 셀(100)의 전압과 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 출력전압을 참고하여 배터리(100)의 전압과 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 양 전압 간의 사잇값을 제어 기준값으로 가짐으로써 역도통 다이오드의 도통을 방지하며, 직류전압 변환기(400)로부터 공급되는 입력전압을 제어한다.The voltage controller 500 refers to the voltage of the battery 100 and the linear voltage regulator in parallel with the voltage of the battery cell 100 and the output voltage of the linear regulator 200 in parallel when the relay 300 is switched off. It is possible to prevent conduction of the reverse conduction diode and to control the input voltage supplied from the DC voltage converter 400 by having the value between the two voltages of 200 as a control reference value.

일 실시예에서, 전압 제어기(500)는, 제어 기준값을 설정함에 있어, 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 충방전 전류제어가 가능한 한도내에서, 최대한 배터리 셀(100)의 전압에 근접하게 제어 기준값을 설정함으로써, 충전 또는 방전 효율을 극대화 할 수 있다.In one embodiment, the voltage controller 500, in setting the control reference value, as close as possible to the charge and discharge current control of the parallel linear regulator 200, the control reference value as close to the voltage of the battery cell 100. By setting this, charging or discharging efficiency can be maximized.

즉, 전압 제어기(500)는, 직류전압 변환기(400)로부터 공급되는 입력전압이 제1 스위치(210) 또는 제2 스위치(220)의 역도통 다이오드가 도통이 되지 않는 범위 내에서 제어되도록 하며, 입력전압이 충분히 제어되지 않았을 때에는 릴레이(300)로 스위칭 오프 시킴으로써, 역도통 다이오드의 도통을 방지할 수 있다.That is, the voltage controller 500 allows the input voltage supplied from the DC voltage converter 400 to be controlled within a range in which the reverse conduction diode of the first switch 210 or the second switch 220 does not become conductive. When the input voltage is not sufficiently controlled, it is possible to prevent conduction of the reverse conducting diode by switching off the relay 300.

릴레이(300)가 스위칭 오프 된 후, 릴레이(300)의 양단 전압이 서로 근접하게 되면 릴레이(300)를 스위칭 온 시키며, 전압 제어기(500)에 의해 제어되는 직류전압 변환기(400)의 입력전압이 배터리 셀(100)의 전압에 최대한 가깝게(배터리 셀(100)의 충방전 전류가 병렬형 선형 레귤레이터(200)에 의해서 원하는 만큼 제어되는 한도 내에서) 되도록 제어한다.After the relay 300 is switched off, when the voltages of both ends of the relay 300 are close to each other, the relay 300 is switched on, and the input voltage of the DC voltage converter 400 controlled by the voltage controller 500 is It is controlled to be as close as possible to the voltage of the battery cell 100 (within the limit controlled by the parallel linear regulator 200 as desired).

먼저, 배터리 셀(100)의 충전의 경우, 전압 제어기(500)는, 제1 스위치(210)의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 충전 제어 기준값의 범위 내에서, 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 출력전압이 배터리 셀(100)의 전압보다 높도록 직류전압 변환기(400)로부터 공급되는 입력전압을 제어할 수 있다.First, in the case of charging the battery cell 100, the voltage controller 500 outputs the parallel linear regulator 200 within a range of a charge control reference value in which the reverse conduction diode of the first switch 210 is not turned on. The input voltage supplied from the DC voltage converter 400 may be controlled so that the voltage is higher than the voltage of the battery cell 100.

일 실시예에서, 릴레이 제어기(600)는, 배터리 셀(100)의 충전시 릴레이(300)를 스위칭 오프 시킨 후, 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 출력전압이 배터리 셀(100)의 전압보다 높게 되면 릴레이(300)를 스위칭 온 시켜 직류전압 변환기(400)로부터 공급되는 입력전압을 전달하도록 할 수 있다.In one embodiment, after the relay controller 600 switches off the relay 300 when the battery cell 100 is charged, the output voltage of the parallel linear regulator 200 is higher than the voltage of the battery cell 100. When the relay 300 is switched on, the input voltage supplied from the DC voltage converter 400 may be transferred.

일 실시예에서, 본 발명에 의한 배터리 셀(100)을 충전하기 위한 충전 제어 기준값은, 배터리 셀(100)의 전압보다 높고, 역도통 다이오드의 문턱전압(예를 들어, 배터리 셀(100)의 전압+0.7V, 여기서, "0.7V"는, 일반적인 바디 다이오드 문턱 전압에 해당한다)보다 낮은 값일 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(100)의 전압이 4V고 할 경우, 충전 제어 기준값은, 4V보다 높고, 4.7V보다는 낮은 전압값일 것이다.In one embodiment, the charge control reference value for charging the battery cell 100 according to the present invention is higher than the voltage of the battery cell 100, the threshold voltage of the reverse conducting diode (for example, of the battery cell 100 The voltage may be lower than the voltage + 0.7V, where "0.7V" corresponds to a general body diode threshold voltage. For example, when the voltage of the battery cell 100 is 4V, the charge control reference value may be a voltage value higher than 4V and lower than 4.7V.

다음으로, 배터리 셀(100)의 방전의 경우, 전압 제어기(500)는, 제2 스위치(220)의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 방전 제어 기준값의 범위 내에서, 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 출력전압이 배터리 셀(100)의 전압보다 낮도록 직류전압 변환기(400)로부터 공급되는 입력전압을 제어할 수 있다.Next, in the case of discharging the battery cell 100, the voltage controller 500 controls the voltage of the parallel linear regulator 200 within the range of the discharge control reference value at which the reverse conduction diode of the second switch 220 is not turned on. The input voltage supplied from the DC voltage converter 400 may be controlled so that the output voltage is lower than the voltage of the battery cell 100.

일 실시예에서, 릴레이 제어기(600)는, 배터리 셀(100)의 방전시 릴레이(300)를 스위칭 오프 시킨 후, 선형 레귤레이터(200)의 출력전압이 배터리 셀(100)의 전압보다 낮게 되면 릴레이(300)를 스위칭 온 시켜 배터리 셀(100)로부터 공급되는 입력전압을 출력단으로 전달하도록 할 수 있다.In one embodiment, the relay controller 600 switches off the relay 300 when the battery cell 100 is discharged, and then relays when the output voltage of the linear regulator 200 becomes lower than the voltage of the battery cell 100. By switching on 300, the input voltage supplied from the battery cell 100 may be transferred to the output terminal.

일 실시예에서, 본 발명에 의한 배터리 셀(100)을 방전하기 위한 방전 제어 기준값은, 배터리 셀(100)의 전압보다 낮고, 역도통 다이오드의 문턱전압(예를 들어, 배터리 셀(100)의 전압-0.7V, 여기서, "0.7V"는, 일반적인 바디 다이오드 문턱 전압에 해당한다)보다 낮은 값일 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(100)의 전압이 4V라 할 경우, 방전 제어 기준값은, 4V보다 낮고, 3.3V보다는 높은 전압값일 것이다.In one embodiment, the discharge control reference value for discharging the battery cell 100 according to the present invention is lower than the voltage of the battery cell 100, the threshold voltage of the reverse conducting diode (for example, of the battery cell 100 Voltage -0.7V, where "0.7V" corresponds to a general body diode threshold voltage). For example, when the voltage of the battery cell 100 is 4V, the discharge control reference value may be a voltage value lower than 4V and higher than 3.3V.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기의 개략적인 구성이 도시된 도면이다6 is a diagram illustrating a schematic configuration of a battery charger / discharger using a bidirectional linear regulator according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기(2)는, 적어도 하나의 배터리 셀(100), 병렬형 선형 레귤레이터(200), 복 수 개의 릴레이(300), 직류전압 변환기(400), 전압 제어기(500) 및 릴레이 제어기(600)를 포함한다. 여기서, 릴레이(300)를 제외한, 배터리 셀(100), 병렬형 선형 레귤레이터(200), 직류전압 변환기(400), 전압 제어기(500) 및 릴레이 제어기(600)의 구성은 도 1의 구성과 동일하므로 그 설명을 생략한다.Referring to FIG. 6, the battery charger 2 using the bidirectional linear regulator includes at least one battery cell 100, a parallel linear regulator 200, a plurality of relays 300, and a DC voltage converter 400. , Voltage controller 500 and relay controller 600. Here, the configuration of the battery cell 100, the parallel linear regulator 200, the DC voltage converter 400, the voltage controller 500, and the relay controller 600 except for the relay 300 is the same as that of FIG. 1. Therefore, the description is omitted.

복수 개의 릴레이(300a, 300b)는, 적어도 하나의 병렬형 선형 레귤레이터(200)에 각각 연결 설치되어, 병렬형 선형 레귤레이터(200)로 전달되는 전류가 차단될 수 있도록 릴레이 제어기(600)의 제어에 따라 각각 스위칭 오프 된다.The plurality of relays 300a and 300b are connected to at least one parallel linear regulator 200 so as to control the relay controller 600 so that the current delivered to the parallel linear regulator 200 can be cut off. Each switch is off accordingly.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 총 3 개의 병렬형 선형 레귤레이터(200a, 200b, 200c)가 형성되고, 두 개의 릴레이(300a, 300b)가 형성된다고 할 경우, 두 개의 병렬형 선형 레귤레이터(200a, 200b)는 첫 번째 릴레이(300a)에 연결되도록 하고, 나머지 병렬형 선형 레귤레이터(200c)는 두 번째 릴레이(300b)에 연결되도록 할 수 있다.For example, when three parallel linear regulators 200a, 200b and 200c are formed and two relays 300a and 300b are formed as shown in FIG. 6, two parallel linear regulators ( 200a and 200b may be connected to the first relay 300a, and the remaining parallel linear regulator 200c may be connected to the second relay 300b.

기존의 경우 배터리 셀 유닛을 직렬로 연결하여 고전압 고전력으로 사용하는데, 셀 간의 편차가 있으므로 각 셀마다 충전량을 일정하게 조절해주는 셀발란싱 회로가 부가되어 가격, 효율 및 크기에 있어서 문제점을 가지고 있었다.In the conventional case, the battery cell units are connected in series to be used at high voltage and high power. Since there is a variation between the cells, a cell balancing circuit for controlling the charge amount is added to each cell, which has problems in price, efficiency and size.

이를 해결하기 위해, 단일 저전압 셀에서 고전압 DC 링크까지 연결하는 고승압/고강압 양방향 컨버터가 제안되었으나, 각 배터리 셀마다 원하는 전류가 다르므로, 각 배터리 셀별로 컨버터가 필요하여 양방향 컨버터를 2단계로 나누어 설계하는 것이 제안되었다.In order to solve this problem, a high boost / high voltage bidirectional converter has been proposed to connect from a single low voltage cell to a high voltage DC link, but since the desired current is different for each battery cell, a converter is required for each battery cell so that the bidirectional converter can be changed into two stages. It was proposed to design separately.

그러나, 각 배터리 셀별로 스위칭 컨버터가 들어가면 가격 및 크기 면에서 불리해진다는 단점을 가질 수밖에 없었다.However, when a switching converter is included in each battery cell, it is inevitably disadvantageous in terms of price and size.

이에 따라, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기는, 스위칭 방식의 충방전용 컨버터를 이용한 기존의 배터리 충전 또는 방전 회로와는 달리, 선형 레귤레이터를 병렬로 사용하되 추가적인 블로킹 다이오드(blocking diode, 일련의 모듈과 직렬로 설치되며 블로킹 기능을 수행하여 모듈 스트링의 역류를 방지함)를 제거한 형태의 배터리 충전 또는 방전 장치를 제공할 수 있다.Accordingly, the battery charger / discharger using the bidirectional linear regulator having the configuration as described above, unlike the conventional battery charging or discharging circuit using the switching type charge / discharge converter, uses a linear regulator in parallel but additional blocking diode ( It is possible to provide a battery charging or discharging device in which a blocking diode is installed in series with a series of modules and performs a blocking function to prevent backflow of the module string.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 제어 방법을 설명하는 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of controlling a battery charger / discharge using a bidirectional linear regulator according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 제어 방법은, 먼저, 배터리 셀(100)의 전압과 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 출력전압의 사잇값을 배터리 셀(100)의 충전시 필요로 하는 입력전압을 공급하는 직류전압 변환기의 제어 기준값의 영역으로 설정한다(S610).Referring to FIG. 7, in the method of controlling a battery charger / discharge using a bidirectional linear regulator, first, a voltage value of the voltage of the battery cell 100 and an output voltage of the parallel linear regulator 200 is charged when the battery cell 100 is charged. It sets to the area of the control reference value of the DC voltage converter for supplying the required input voltage (S610).

일 실시예에서, 제어 기준값의 영역으로 설정하는 단계 S610는, 배터리 셀(100)의 방전시 스위칭 온 되어 배터리 셀(100)로부터 공급되는 전류를 릴레이(300)로 전달하는 제1 스위치(210)의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 범위를 충전 제어 기준값으로 설정하고, 배터리 셀(100)의 충전시 스위칭 온 되어 릴레이(300)로부터 공급되는 전류를 배터리 셀(100)로 전달하는 제2 스위치(220)의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 범위를 방전 제어 기준값으로 설정할 수 있다.In an embodiment, the step S610 of setting the area of the control reference value is switched on when the battery cell 100 is discharged, and transmits a current supplied from the battery cell 100 to the relay 300 to the first switch 210. A second switch 220 which sets a range in which the reverse conduction diode of ON does not turn on as a charging control reference value, and is switched on during charging of the battery cell 100 to transfer current supplied from the relay 300 to the battery cell 100. Can be set as the discharge control reference value.

상술한 단계 S610에서 설정된 제어 기준값에 따라 직류전압 변환기(400)로부터 공급되는 입력전압을 제어한다(S620).The input voltage supplied from the DC voltage converter 400 is controlled according to the control reference value set in the above-described step S610 (S620).

일 실시예에서, 상술한 단계 S620에 있어서의 입력전압의 제어는, 배터리 셀(100)의 충전시, 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 출력전압이 배터리 셀(100)의 전압보다 높도록 직류전압 변환기(400)로부터 공급되는 입력전압을 제어할 수 있다.In one embodiment, the control of the input voltage in the above-described step S620, the DC voltage so that the output voltage of the parallel linear regulator 200 is higher than the voltage of the battery cell 100, when charging the battery cell 100 The input voltage supplied from the converter 400 may be controlled.

일 실시예에서, 배터리 셀(100)의 충전시, 릴레이(300)를 스위칭 오프 시킨 후, 선형 레귤레이터의 출력전압이 배터리 셀(100)의 전압보다 높게 되면 릴레이(300)를 스위칭 온 시킬 수 있다.In one embodiment, during charging of the battery cell 100, after switching off the relay 300, the relay 300 may be switched on when the output voltage of the linear regulator is higher than the voltage of the battery cell 100. .

일 실시예에서, 충전 제어 기준값은, 배터리 셀(100)의 출력전압보다 높고, 배터리 셀(100)의 전압+0.7V보다 낮은 값을 가질 수 있다.In one embodiment, the charge control reference value may be higher than the output voltage of the battery cell 100 and lower than the voltage of the battery cell 100 + 0.7V.

일 실시예에서, 상술한 단계 S620에 있어서의 입력전압의 제어는, 배터리 셀(100)의 방전시, 병렬형 선형 레귤레이터(200)의 출력전압이 배터리 셀(100)의 전압보다 낮도록 직류전압 변환기(400)로부터 공급되는 입력전압을 제어할 수 있다.In one embodiment, the control of the input voltage in the above-described step S620 is a direct current voltage such that the output voltage of the parallel linear regulator 200 is lower than the voltage of the battery cell 100 when the battery cell 100 is discharged. The input voltage supplied from the converter 400 may be controlled.

일 실시예에서, 배터리 셀(100)의 방전시, 릴레이(300)를 스위칭 오프 시킨 후, 선형 레귤레이터의 출력전압이 배터리 셀(100)의 전압보다 낮게 되면 릴레이(300)를 스위칭 온 시킬 수 있다.In one embodiment, after discharging the battery cell 100, after switching off the relay 300, the relay 300 may be switched on when the output voltage of the linear regulator becomes lower than the voltage of the battery cell 100. .

일 실시예에서, 방전 제어 기준값은, 배터리 셀(100)의 전압보다 낮고 배터리 셀(100)의 전압-0.7V보다 높은 값을 가질 수 있다.In one embodiment, the discharge control reference value may have a value lower than the voltage of the battery cell 100 and higher than the voltage of the battery cell 100 −0.7V.

병렬형 선형 레귤레이터(200)와 연결 설치된 릴레이(300)의 양단 전압을 비교하여 릴레이(300)의 스위칭 온 또는 스위칭 오프를 제어한다(S630).The switching on or off of the relay 300 is controlled by comparing the voltage between both ends of the parallel linear regulator 200 connected to the relay 300 installed at step S630.

병렬형 선형 레귤레이터(200)의 전압 또는 전류를 제어하여 배터리 셀(100)의 충전 또는 방전을 수행한다(S640).The voltage or current of the parallel linear regulator 200 is controlled to perform charging or discharging of the battery cell 100 (S640).

상술한 바와 같은 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 제어 방법은, 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.The battery charger / discharge control method using the bidirectional linear regulator as described above may be embodied in the form of program instructions that may be implemented as an application or executed through various computer components, and recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.

상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The program instructions recorded on the computer-readable recording medium are those specially designed and configured for the present invention, and may be known and available to those skilled in the computer software arts.

컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CDROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CDROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. And hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.

프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the process according to the invention, and vice versa.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand.

본 발명에 따르면, 배터리 셀에 연결 설치된 병렬 형태의 선형 레귤레이터를 통해 배터리 셀의 충방전 전류를 제어할 수 있는 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기를 제공함으로써, 선형 레귤레이터와의 접점의 전압을 제어할 수 있는 전압 제어기를 별도로 구성함으로써 병렬형 선형 레귤레이터 내의 추가적인 블로킹 다이오드의 구성을 생략할 수 있다.According to the present invention, by providing a battery charger using a bidirectional linear regulator that can control the charge and discharge current of the battery cell through a parallel linear regulator installed in the battery cell, it is possible to control the voltage of the contact point with the linear regulator By configuring a separate voltage controller, the configuration of additional blocking diodes in the parallel linear regulator can be omitted.

이에 따라, 본 발명에 의할 경우, 다이오드 제거에 따른 제작 비용을 절감할 수 있고, 전체적인 크기를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전력 효율 및 회로의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.Accordingly, according to the present invention, it is possible to reduce the manufacturing cost due to diode removal, to reduce the overall size, and to increase power efficiency and circuit reliability.

1, 2: 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기
100a, 100b, 100c: 배터리 셀
200a, 200b, 200c: 병렬형 선형 레귤레이터
210a, 210b, 210c: 제1 스위치
220a, 220b, 220c: 제2 스위치
230: 충방전 제어기
300a, 300b: 릴레이
400: 직류전압 변환기
500: 전압 제어기
600: 릴레이 제어기
1, 2: Battery charger with bidirectional linear regulator
100a, 100b, 100c: battery cell
200a, 200b, 200c: parallel linear regulator
210a, 210b, 210c: first switch
220a, 220b, 220c: second switch
230: charge and discharge controller
300a, 300b: relay
400: DC voltage converter
500: voltage controller
600: relay controller

Claims (13)

적어도 하나의 배터리 셀;
각 배터리 셀에 연결 설치되며, 상기 배터리 셀의 충전 및 방전에 대응하여 각각 스위칭 온 되는 두 개의 스위치가 병렬 연결된 병렬형 선형 레귤레이터;
상기 병렬형 선형 레귤레이터와 연결 설치되어 상기 병렬형 선형 레귤레이터로 전달되는 전류가 차단될 수 있도록 스위칭 오프 되는 릴레이;
상기 릴레이의 양단의 전압을 비교하여 상기 릴레이의 스위칭 온 또는 스위칭 오프를 제어하는 릴레이 제어기;
상기 릴레이에 직렬로 연결 설치되며, 상기 배터리 셀의 충전시 필요로 하는 입력전압을 공급하는 직류전압 변환기; 및
상기 배터리 셀의 전압과 상기 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압의 사잇값을 제어 기준값의 영역으로 설정하여 상기 직류전압 변환기로부터 공급되는 입력전압을 제어하는 전압 제어기를 포함하는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기.
At least one battery cell;
A parallel linear regulator connected to each battery cell, the two switches being connected in parallel to each other in response to charging and discharging of the battery cell;
A relay connected to the parallel linear regulator and switched off so that a current delivered to the parallel linear regulator can be cut off;
A relay controller for controlling switching on or switching off of the relay by comparing voltages at both ends of the relay;
A DC voltage converter connected to the relay in series and supplying an input voltage required for charging the battery cell; And
And a voltage controller configured to control the input voltage supplied from the DC voltage converter by setting the value of the voltage of the battery cell and the output voltage of the parallel linear regulator to a region of a control reference value. Discharger.
제1항에 있어서, 상기 병렬형 선형 레귤레이터는,
상기 배터리 셀의 방전시 스위칭 온 되어 상기 배터리 셀로부터 공급되는 전류를 상기 릴레이로 전달하는 제1 스위치;
상기 제1 스위치에 병렬로 연결 설치되며, 상기 배터리 셀의 충전시 스위칭 온 되어 상기 릴레이로부터 공급되는 전류를 상기 배터리 셀로 전달하는 제2 스위치; 및
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 스위칭 온 또는 스위칭 오프를 제어하는 충방전 제어기를 포함하는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기.
The method of claim 1, wherein the parallel linear regulator,
A first switch switched on when the battery cell is discharged and transferring a current supplied from the battery cell to the relay;
A second switch connected to the first switch in parallel and switched on when the battery cell is charged, and transferring a current supplied from the relay to the battery cell; And
And a charge / discharge controller configured to control switching on or off of the first switch and the second switch.
제2항에 있어서, 상기 전압 제어기는,
상기 배터리 셀의 충전시, 상기 제1 스위치의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 충전 제어 기준값의 범위 내에서, 상기 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압이 상기 배터리 셀의 전압보다 높도록 상기 직류전압 변환기로부터 공급되는 입력전압을 제어하는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기.
The method of claim 2, wherein the voltage controller,
When charging the battery cell, the DC voltage converter is supplied from the DC voltage converter such that the output voltage of the parallel linear regulator is higher than the voltage of the battery cell within a range of a charge control reference value in which the reverse conduction diode of the first switch is not turned on. Battery charger using bidirectional linear regulator to control the input voltage.
제3항에 있어서, 상기 릴레이 제어기는,
상기 배터리 셀의 충전시 상기 릴레이를 스위칭 오프 시킨 후, 선형 레귤레이터의 출력전압이 상기 배터리 셀의 전압보다 높게 되면 상기 릴레이를 스위칭 온 시키는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기.
The method of claim 3, wherein the relay controller,
And switching off the relay when the output voltage of the linear regulator is higher than the voltage of the battery cell after switching off the relay during charging of the battery cell.
제4항에 있어서, 상기 충전 제어 기준값은,
상기 배터리 셀의 출력전압보다 높고, 상기 역도통 다이오드의 문턱전?보다 낮은 값을 갖는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기.
The method of claim 4, wherein the charge control reference value,
A battery charger / discharger using a bidirectional linear regulator having a value higher than an output voltage of the battery cell and lower than a threshold voltage of the reverse conducting diode.
제2항에 있어서, 상기 전압 제어기는,
상기 배터리 셀의 방전시, 상기 제2 스위치의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 방전 제어 기준값의 범위 내에서, 상기 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압이 상기 배터리 셀의 전압보다 낮도록 상기 직류전압 변환기로부터 공급되는 입력전압을 제어하는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기.
The method of claim 2, wherein the voltage controller,
When the battery cell is discharged, it is supplied from the DC voltage converter such that the output voltage of the parallel linear regulator is lower than the voltage of the battery cell within a range of a discharge control reference value in which the reverse conduction diode of the second switch is not turned on. Battery charger using bidirectional linear regulator to control the input voltage.
제6항에 있어서, 상기 릴레이 제어기는,
상기 배터리 셀의 방전시 상기 릴레이를 스위칭 오프 시킨 후, 선형 레귤레이터의 출력전압이 상기 배터리 셀의 전압보다 낮게 되면 상기 릴레이를 스위칭 온 시키는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기.
The method of claim 6, wherein the relay controller,
And switching off the relay when the output voltage of the linear regulator becomes lower than the voltage of the battery cell after switching off the relay when the battery cell is discharged.
제7항에 있어서, 상기 방전 제어 기준값은,
상기 배터리 셀의 전압보다 낮고, 상기 역도통 다이오드의 문턱전?보다 높은 값을 갖는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기.
The method of claim 7, wherein the discharge control reference value,
A battery charger / discharger using a bidirectional linear regulator having a value lower than the voltage of the battery cell and higher than the threshold voltage of the reverse conducting diode.
제1항에 있어서, 상기 전압 제어기는,
상기 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압보다 상기 배터리 셀의 전압에 근접하게 제어 기준값을 설정하는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기.
The method of claim 1, wherein the voltage controller,
And a control reference value set closer to the voltage of the battery cell than to the output voltage of the parallel linear regulator.
제1항에 있어서, 상기 릴레이 제어기는,
상기 릴레이가 스위칭 온 되는 경우, 돌입전류를 방지할 수 있도록 스위칭 온 되는 상기 릴레이의 출력전압의 문턱값을 기 설정된 값으로 설정하는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기.
The method of claim 1, wherein the relay controller,
When the relay is switched on, to set the threshold value of the output voltage of the relay that is switched on to prevent the inrush current to a predetermined value, the battery charger and battery using a two-way linear regulator.
◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈Claim 11 was abandoned upon payment of a set-up fee. 배터리 셀의 전압과 병렬형 선형 레귤레이터의 출력전압의 사잇값을 상기 배터리 셀의 충전시 필요로 하는 입력전압을 공급하는 직류전압 변환기의 제어 기준값의 영역으로 설정하는 단계;
설정된 제어 기준값에 따라 상기 직류전압 변환기로부터 공급되는 입력전압을 제어하는 단계;
상기 병렬형 선형 레귤레이터와 연결 설치된 릴레이의 양단 전압을 비교하여 상기 릴레이의 스위칭 온 또는 스위칭 오프를 제어하는 단계; 및
상기 병렬형 선형 레귤레이터의 전압 또는 전류를 제어하여 상기 배터리 셀의 충전 또는 방전을 수행하는 단계를 포함하는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 제어 방법.
Setting an excitation value of a voltage of a battery cell and an output voltage of a parallel linear regulator to an area of a control reference value of a DC voltage converter for supplying an input voltage required for charging the battery cell;
Controlling an input voltage supplied from the DC voltage converter according to a set control reference value;
Controlling switching on or switching off of the relay by comparing voltages of both terminals of the parallel linear regulator and the connected relay; And
And controlling the voltage or current of the parallel linear regulator to perform charging or discharging of the battery cell.
◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈Claim 12 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제11항에 있어서, 상기 제어 기준값의 영역으로 설정하는 단계는,
상기 배터리 셀의 방전시 스위칭 온 되어 상기 배터리 셀로부터 공급되는 전류를 상기 릴레이로 전달하는 제1 스위치의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 범위를 충전 제어 기준값으로 설정하는 단계; 및
상기 배터리 셀의 충전시 스위칭 온 되어 상기 릴레이로부터 공급되는 전류를 상기 배터리 셀로 전달하는 제2 스위치의 역도통 다이오드가 온 되지 않는 범위를 방전 제어 기준값으로 설정하는 단계를 포함하는, 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 제어 방법.
The method of claim 11, wherein the setting of the control reference value to an area comprises:
Setting a range in which the reverse conduction diode of the first switch which is switched on when the battery cell is discharged and transfers the current supplied from the battery cell to the relay is not turned on as a charge control reference value; And
Using a bidirectional linear regulator, including setting a range in which the reverse conduction diode of the second switch that is switched on when the battery cell is charged and delivers current supplied from the relay to the battery cell is not turned on. How to control battery charger.
◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈Claim 13 has been abandoned upon payment of a setup registration fee. 제11항에 따른 양방향 선형 레귤레이터를 이용한 배터리 충방전기 제어 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium having a computer program recorded thereon for performing the battery charger / discharge control method using the bidirectional linear regulator according to claim 11.
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