KR102260606B1 - Method and apparatus for decision of battery polarity in automatic battery charger - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 극성에 상관없이 자동 배터리 충전기에 삽입한 충전용 배터리의 극성을 판별하고, 상기 판별한 극성에 맞게 충전하기 위한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for determining the polarity of a rechargeable battery in an automatic battery charger, and more particularly, to determine the polarity of a rechargeable battery inserted into an automatic battery charger by a user regardless of the polarity, and the determined polarity for charging accordingly.

Description

자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DECISION OF BATTERY POLARITY IN AUTOMATIC BATTERY CHARGER}Method and apparatus for determining the polarity of a rechargeable battery in an automatic battery charger {METHOD AND APPARATUS FOR DECISION OF BATTERY POLARITY IN AUTOMATIC BATTERY CHARGER}

본 발명은 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자가 극성에 상관없이 자동 배터리 충전기에 삽입한 충전용 배터리의 극성을 판별하고, 상기 판별한 극성에 맞게 충전하기 위한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for determining the polarity of a rechargeable battery in an automatic battery charger, and more particularly, to determine the polarity of a rechargeable battery inserted into an automatic battery charger by a user regardless of the polarity, and the determined polarity for charging accordingly.

충전용 배터리는 하나의 배터리로 여러 번 반복하여 사용할 수 있다는 점에서 폐기물을 줄여 환경에 이점이 있고 배터리의 구입비용도 줄여주어 경제적이므로 가급적 많은 사람들이 사용하도록 권장하는 것이 바람직하다. 그러나 충전용 배터리의 종류, 크기, 극성 등 타입을 사용자가 일일이 인지해야 하므로 어린이나 노인 등 인지능력이 낮은 사람이 사용하는 것이 어려울 수 있고, 그렇지 않은 사람이라도 일일이 특정 디바이스에 사용되는 배터리 타입을 기억하기가 귀찮고 불편한 일이다.Rechargeable batteries are advantageous to the environment by reducing waste in that they can be used repeatedly with one battery, and are economical by reducing the purchase cost of batteries, so it is desirable to encourage as many people as possible to use them. However, since the user has to recognize the type, size, and polarity of the rechargeable battery one by one, it may be difficult for people with low cognitive ability, such as children or the elderly, to use it. It is cumbersome and inconvenient to do.

이러한 불편을 해결하기 위해 배터리의 극성에 관계없이 충전기 내에 배터리를 집어넣으면 충전기가 극성을 자동으로 판별하여 충전하여 준다면 대단히 유용할 것이 자명하다.In order to solve this inconvenience, it will be very useful if the charger automatically determines the polarity and charges the battery when the battery is inserted into the charger regardless of the polarity of the battery.

충전용 배터리가 충전기의 전극에 닿아 있을 때 상기 충전용 배터리에서 전압이 검출되면 극성을 판별하기는 비교적 용이하다. 그러나 검출된 전압이 아주 낮거나 0V에 가까우면 극성을 판별하기 까다롭다. 배터리의 전압이 아주 낮거나 0V가 되면 수명이 다한 것으로 판단하기 쉬우나, 많은 경우 배터리를 직렬 연결하여 사용 시 1개의 배터리가 힘이 약하면 역충전이 되는 경우가 발생하고, 이 배터리를 직렬연결 상태에서 꺼내서 전압을 측정하면 역전압이 검출되거나, 전압이 0V에 가깝거나, 경우에 따라서는 거의 0V가 나오기도 한다. 이런 경우에도 배터리의 극성을 제대로 찾아서 충전하면 충전용량의 일부 손실이 있더라도 계속 사용할 수 있는 경우가 대부분이다.It is relatively easy to determine the polarity when a voltage is detected in the rechargeable battery when the rechargeable battery is in contact with the electrode of the charger. However, if the detected voltage is very low or close to 0V, it is difficult to determine the polarity. When the voltage of the battery is very low or reaches 0V, it is easy to judge that the battery has reached the end of its lifespan, but in many cases, when one battery is connected in series, if one battery is weak, reverse charging occurs. If you take it out and measure the voltage, a reverse voltage is detected, the voltage is close to 0V, or in some cases almost 0V. Even in this case, if you find the polarity of the battery correctly and charge it, you can continue to use it even if there is some loss of charge capacity.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 상기의 문제점을 해결하고자, 배터리 극성을 자동 판별하여 충전을 행하는 충전기에서, 배터리에 무리가 가지 않는 범위 내에서 극성을 효율적으로 판별하는 회로와 그 판별 방법을 제시하고자 한다..The present invention is to solve the above problems in view of this point, in a charger that automatically determines the battery polarity and charges the battery, to present a circuit and a method for determining the polarity efficiently within a range that does not put a strain on the battery do..

이러한 기술적 내용과 관련한 기존의 선행기술문헌으로, 본 출원인이 출원하여 등록한 한국등록특허 제1734197호(2017.05.02.)는 자동 배터리 충전장치 및 그 방법에 관한 것으로, 충전이 필요한 배터리를 투입하면 배터리를 이송하면서 극성과 무관하게 충전을 수행하고, 충전이 완료된 배터리의 불량이나 이상여부를 판단하여 자동으로 분류하여 보관하는 것을 특징으로 하는 자동 배터리 충전장치 및 그 방법에 관한 것이다.As an existing prior art document related to such technical content, Korean Patent Registration No. 1734197 (2017.05.02.), filed and registered by the present applicant, relates to an automatic battery charging device and a method therefor. It relates to an automatic battery charging apparatus and method, characterized in that charging is performed regardless of polarity while transporting, and automatically classifying and storing the battery by determining whether the battery is defective or abnormal.

상기 선행문헌은 사용자가 일일이 배터리의 극성이 동일하게 향하도록 배열할 필요가 없도록, 배터리의 극성을 자동으로 감지하여 극성과 무관하게 충전을 수행할 수 있는 것을 제시하고 있으나, 본 발명에서는 극성 무관 자동 충전기에서 다양한 종류의 배터리가 투입되었을 때, 배터리의 극성을 정확하게 판별하여 충전이 가능한 배터리의 경우 충전을 시작하고, 더 이상 사용이 어렵다고 판단되는 배터리는 불량배터리로 판단하는 배터리의 극성 판별에 부가적으로 불량 배터리를 판단할 수 있는 회로와 방법을 제시한다. 상기 선행문헌에서는 본 발명의 배터리 극성 판별 및 이를 통한 불량 배터리 판단 회로와 방법을 제시한 바 없다.The prior literature suggests that charging can be performed regardless of the polarity by automatically sensing the polarity of the battery so that the user does not need to arrange the batteries so that the polarity of the battery is the same, but in the present invention, the polarity is automatically When various types of batteries are inserted in the charger, the polarity of the batteries is accurately determined and charging starts for rechargeable batteries, and batteries that are judged to be no longer usable are additional to the polarity determination of batteries that are judged as bad batteries. We present a circuit and method that can determine a bad battery. The prior literature does not provide a battery polarity determination and a bad battery determination circuit and method through this of the present invention.

또한 한국공개특허공보 제10-2010-0057580호(2010.05.31.)는 AA/AAA형 2차 배터리의 삽입 충전부를 형성하고, 중앙부에 6면체의 스틱형 2차 배터리의 +,- 단자와 접촉하는 가변형 슬라이딩 충전 단자를 매설한 배터리 충전기 본체와; 배터리 충전기 본체 상부에 압축스프링으로 탄설되어 각기 다른 형태나 길이의 AA/AAA형 및 6면체의 스틱형 2차 배터리를 안정되게 밀착 고정하는 슬라이드 개폐판과; 배터리 충전기 본체의 슬라이딩 가변 충전 단자와 접촉하는 스틱형 2차 배터리의 +,-단자의 접촉 상태의 극성을 검출하고, 검출되는 6면체의 스틱형 2차 배터리의 +,- 단자의 극성에 관계없이 가변형 슬라이딩 충전 단자의 출력 극성을 6면체의 스틱형 2차 배터리의 +,- 단자와 일치시켜 변환시켜 줌과 동시에 스틱형 2차 배터리가 요구하는 충전적정전압으로 변환하여 광범위하게 출력하는 마이콤을 구비한 회로부로 구성되는 무극성 멀티 충전기에 관한 것이다.In addition, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2010-0057580 (2010.05.31.) forms an insert charging part of an AA/AAA-type secondary battery, and contacts the +,- terminals of a hexahedral stick-type secondary battery in the central part. a battery charger body in which a variable sliding charging terminal is embedded; a slide opening/closing plate for stably and closely fixing AA/AAA-type and hexahedral stick-type secondary batteries of different shapes and lengths by using a compression spring on the upper part of the battery charger body; Detects the polarity of the contact state of the + and - terminals of the stick-type secondary battery in contact with the sliding variable charging terminal of the battery charger body, regardless of the polarity of the +,- terminals of the detected hexahedral stick-type secondary battery It converts the output polarity of the variable sliding charging terminal to match the + and - terminals of the hexahedral stick-type secondary battery, and at the same time converts it to the appropriate charging voltage required by the stick-type secondary battery and has a wide range of outputs. It relates to a non-polar multi-charger consisting of one circuit part.

상기 선행문헌은 배터리 충전기 본체의 슬라이딩 가변 충전 단자와 접촉하는 스틱형 2차 배터리의 +,-단자의 접촉 상태의 극성을 검출하고, 검출되는 6면체의 스틱형 2차 배터리의 +,- 단자의 극성에 관계없이 가변형 슬라이딩 충전 단자의 출력 극성을 6면체의 스틱형 2차 배터리의 +,- 단자와 일치시켜 변환시켜 줌과 동시에 스틱형 2차 배터리가 요구하는 충전적정전압으로 변환하여 광범위하게 출력하는 마이콤을 구비한 회로부로 구성되는 무극성 멀티 충전기를 제시하고 있으나, 본 발명에서는 극성 무관 자동 충전기에서 다양한 종류의 배터리가 투입되었을 때, 배터리의 극성을 정확하게 판별하여 충전이 가능한 배터리의 경우 충전을 시작하고, 더 이상 사용이 어렵다고 판단되는 배터리는 불량배터리로 판단하는 배터리의 극성 판별에 부가적으로 불량 배터리를 판단할 수 있는 회로와 방법을 제시한다. 상기 선행문헌에서는 본 발명의 배터리 극성 판별 및 이를 통한 불량 배터리 판단 회로와 방법을 제시한 바 없다.The prior document detects the polarity of the contact state of the + and - terminals of the stick-type secondary battery in contact with the sliding variable charging terminal of the battery charger body, and the +, - terminals of the detected hexahedral stick-type secondary battery. Regardless of the polarity, it converts the output polarity of the variable sliding charging terminal to match the + and - terminals of the hexahedral stick-type secondary battery, and at the same time converts it to the appropriate charging voltage required by the stick-type secondary battery and outputs a wide range However, in the present invention, when various types of batteries are inserted in an automatic charger regardless of polarity, the polarity of the battery is accurately determined to start charging in the case of a rechargeable battery. In addition, a circuit and method for determining a bad battery are provided in addition to determining the polarity of a battery that is judged to be difficult to use anymore. The prior literature does not provide a battery polarity determination and a bad battery determination circuit and method through this of the present invention.

이에 본 발명은 상기 언급한 바와 같이, 본 발명에서는 극성 무관 자동충전기에서 다양한 종류의 충전용 배터리가 투입되었을 때, 충전용 배터리의 극성을 제대로 판별하여 충전이 가능한 배터리는 충전을 시작하고, 더 이상 사용이 어렵다고 판단되는 배터리는 불량 배터리로 판단하는 배터리 극성 판별 및 불량배터리 판단 회로와 방법을 제시한다.Accordingly, the present invention, as mentioned above, in the present invention, when various types of rechargeable batteries are put in the automatic charger regardless of polarity, the polarity of the rechargeable battery is properly determined and the rechargeable battery starts charging, A battery determined to be difficult to use is presented with a battery polarity determination and a defective battery determination circuit and method for determining a defective battery.

본 발명에 따른 자동 배터리 충전기에서 니켈 수소배터리는 역충전이나 완전 방전에도 상당히 안정적이며, 많은 경우 충전을 해 주면 다시 사용할 수 있다. 니켈 수소배터리를 역충전 상태로 지속시키다가 배터리를 분리해서 전압을 측정하면 전압이 역극성으로 검출될 수 있다. 또한 완전 방전상태를 지속시키다가 배터리를 분리해서 전압을 측정하면 전압이 0V에 가깝게 나올 수 있다. 이를 다시 충전할 때 배터리 극성을 잘못 판단하여 역충전을 지속시키면 배터리 성능이 크게 저하할 우려가 커지므로, 배터리의 극성을 정확하게 판정하여 충전을 시작하는 것이 중요하다. 이에 본 발명에 따른 자동 배터리 충전기에서는 배터리의 극성을 정확하게 판정하는 방법과 회로를 제시하는 것을 목적으로 한다.In the automatic battery charger according to the present invention, the nickel-metal hydride battery is quite stable even in reverse charge or full discharge, and in many cases, it can be used again after charging. If the nickel-metal hydride battery is maintained in a reverse-charged state and the battery is disconnected and the voltage is measured, the voltage may be detected as reverse polarity. In addition, if the battery is disconnected and the voltage is measured while maintaining the fully discharged state, the voltage may come out close to 0V. When recharging the battery, it is important to accurately determine the polarity of the battery and start charging, because if the reverse charging is continued due to the wrong determination of the battery polarity, the battery performance is greatly deteriorated. Accordingly, it is an object of the automatic battery charger according to the present invention to provide a method and circuit for accurately determining the polarity of a battery.

참고로, 충전기에는 니켈카드뮴, 니켈 수소등의 1.2V 내외의 공칭전압을 갖는 충배터리, 리튬이온 혹은 리튬폴리머 계통의 3.6V 내외의 공칭 전압을 갖는 충배터리, 그리고 1.5V 내외의 공칭전압을 갖는 망간 배터리 혹은 알칼라인 건배터리 등이 사용될 수 있다. 이하에서는 이를 니켈수소배터리, 리튬이온 배터리, 건배터리로 부르기로 한다. 그외의 배터리 종류도 많지만, 일반 가정에서 사용하는 원통형 배터리는 상기 종류들이 대부분이라 할 수 있다.For reference, the charger includes a rechargeable battery with a nominal voltage of around 1.2V, such as nickel cadmium and nickel-hydrogen, a rechargeable battery with a nominal voltage of around 3.6V of lithium ion or lithium polymer systems, and a nominal voltage of around 1.5V. A manganese battery or an alkaline dry battery may be used. Hereinafter, they will be referred to as nickel-metal hydride batteries, lithium-ion batteries, and dry batteries. There are many other types of batteries, but most of the cylindrical batteries used in households are the above types.

또한 본 발명에 따른 자동 배터리 충전기에서, 리튬이온 배터리는 내부에 충,방전 보호소자를 내장하여 사용하는 것이 필수이므로 역충전 혹은 완전방전 상태에서 사용하다가 전압을 측정하면 내부 보호회로가 작동하여 배터리를 외부와 분리시켜 놓으므로 전압은 0V 근처로 측정된다. 따라서 역극성으로는 검출되지 않는다고 보는 것이 타당하다. 또한 리튬이온 배터리는 보호소자를 내장하지 않으면 충방전시 폭발 위험이 있어, 단독으로 일반인에게 판매가 금지되어 있으므로, 보호소자가 내장되지 않은 리튬이온 배터리는 고려하지 않아도 된다.In addition, in the automatic battery charger according to the present invention, since it is essential to use a lithium-ion battery with a built-in charge and discharge protection element inside, when the voltage is measured while being used in a reverse charge or full discharge state, the internal protection circuit operates to protect the battery. Since it is separated from the outside, the voltage is measured near 0V. Therefore, it is reasonable to assume that the reverse polarity is not detected. In addition, there is a risk of explosion during charging and discharging of a lithium-ion battery without a built-in protection element, and it is prohibited to sell alone to the general public. Therefore, a lithium-ion battery without a built-in protection element does not need to be considered.

건배터리는 역충전 혹은 완전 방전 상태에 매우 취약해서 역충전 후에 전압을 측정하면 역전압이 검출되고, 완전 방전 상태에서는 0V 혹은 이에 가까운 전압이 검출된다. 건배터리는 기본적으로 충전이 안되는 배터리이므로 상기와 같은 상태의 배터리는 불량배터리로 판정하여 추가사용을 하지 않는 것이 바람직하다. 그렇지 않을 경우 배터리의 변형 혹은 누액이 발생할 수 있다.A dry battery is very vulnerable to reverse charging or full discharging, so if the voltage is measured after reverse charging, the reverse voltage is detected, and in the fully discharged state, a voltage of 0V or close to it is detected. Since a dry battery is basically a non-rechargeable battery, it is preferable not to use the battery in the above state as a bad battery and not use it additionally. Otherwise, battery deformation or leakage may occur.

따라서 본 발명에서는 극성 무관 자동충전기에서 상기와 같은 종류의 배터리가 투입되었을 때, 배터리의 극성을 정확하게 판별하여 충전이 가능한 배터리는 충전을 시작하고, 더 이상 사용이 어렵다고 판단되는 배터리는 불량배터리로 판단하는 배터리 극성 판별 및 불량배터리 판단 회로와 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in the present invention, when the same type of battery is inserted in the automatic charger regardless of polarity, the polarity of the battery is accurately determined and the rechargeable battery starts charging, and the battery determined to be difficult to use anymore is judged as a bad battery The purpose of the present invention is to present a circuit and method for determining the polarity of a battery and determining a bad battery.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 충전용 배터리의 극성 판별 장치는 전압원, 극성 판별 회로, 전압측정부, 및 극성 판별 프로세서를 포함하며, 상기 극성 판별 회로는, 상기 전압원에서 충전용 배터리를 충전하도록 회로를 형성하기 위한 충전용 스위치와 상기 충전용 배터리에서 방전하도록 회로를 형성하기 위한 방전용 스위치를 더 포함하고, 상기 전압원과 상기 충전용 배터리간에 순방향 또는 역방향 경로를 구성하기 위한 복수의 순방향 및 역방향 충방전용 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve this object, the apparatus for determining the polarity of a rechargeable battery according to an embodiment of the present invention includes a voltage source, a polarity determination circuit, a voltage measurement unit, and a polarity determination processor, wherein the polarity determination circuit is from the voltage source further comprising a charging switch for forming a circuit to charge the rechargeable battery and a discharging switch for forming a circuit for discharging from the rechargeable battery, to configure a forward or reverse path between the voltage source and the rechargeable battery It is characterized in that it includes a plurality of forward and reverse charge-discharge switches for.

또한 상기 극성 판별 회로에서 상기 순방향 및 역방향 충방전용 스위치는, 상기 전압원, 저항, 상기 충전용 배터리가 이루는 회로의 경로에서, 상기 전압원과 상기 충전용 배터리가 순방향으로 연결되도록 하는 스위치의 집합과, 상기 전압원과 상기 충전용 배터리가 역방향으로 연결되도록 하는 스위치의 집합을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the polarity determination circuit, the forward and reverse charge/discharge switches include a set of switches for connecting the voltage source and the rechargeable battery in a forward direction in the path of the circuit formed by the voltage source, the resistor, and the rechargeable battery, and the voltage source and a set of switches that allow the rechargeable battery to be connected in the reverse direction.

여기서 상기 극성 판별 회로는, 상기 전압원, 상기 저항 및 상기 충전용 배터리를 직렬로 연결하고, 상기 전압원과 상기 저항, 상기 저항과 상기 충전용 배터리 사이에 연결을 끊거나 이을 수 있는 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 극성 판별 프로세서는, 상기 전압원으로부터 충전용 배터리로 충전되는 전류를 제어하는 저항, 충전되는 방향을 바꾸기 위한 스위치로 구성된 상기 극성 판별 회로에서, 먼저 전압을 측정한 후 일정 전류로 충전 및 방전을 수행하여 측정된 전압의 차이를 구하고, 다음으로 충전 방향을 바꾸고 동일하게 측정된 전압의 차이를 구하여, 두 전압의 크기를 비교하여 상기 충전용 배터리의 극성을 판별하는 것을 특징으로 한다.wherein the polarity determination circuit further includes a switch that connects the voltage source, the resistor, and the rechargeable battery in series, and disconnects or connects the voltage source and the resistor, and the resistor and the rechargeable battery characterized in that The polarity determination processor, in the polarity determination circuit consisting of a resistor for controlling the current charged from the voltage source to the rechargeable battery, and a switch for changing the charging direction, first measures the voltage and then performs charging and discharging with a constant current to obtain a difference in the measured voltage, then change the charging direction, obtain a difference in the same measured voltage, and compare the magnitudes of the two voltages to determine the polarity of the rechargeable battery.

한편, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 충전용 배터리의 극성 판별 방법은, 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 충전용 배터리를 순방향으로 충방전을 반복하여 전압을 측정하고, 상기 충전용 배터리를 역방향으로 충방전을 반복하여 전압을 측정하는 것을 소정 횟수 수행하는 전압 측정 단계, 상기 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 상기 순방향 및 역방향에 대해서 각각 평균 충방전 전압을 계산하는 평균 충방전 전압 계산 단계, 상기 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 상기 순방향 및 역방향에 대해서 상기 계산한 충방전 전압으로부터 전압강하를 계산하는 전압강하 계산 단계, 및 상기 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 상기 순방향 및 역방향에 대해서 상기 계산한 전압강하를 비교하여 상기 충전용 배터리의 극성을 판별하는 극성 판별 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in the method for determining the polarity of a rechargeable battery according to another embodiment of the present invention, in an apparatus for determining the polarity of a rechargeable battery, the voltage is measured by repeatedly charging and discharging the rechargeable battery in a forward direction, and the rechargeable battery A voltage measurement step of repeating charging and discharging in the reverse direction to measure the voltage a predetermined number of times, in the polarity determining device of the rechargeable battery, calculating the average charging/discharging voltage for calculating the average charging/discharging voltage for the forward and reverse directions, respectively Step, in the polarity determination device of the rechargeable battery, a voltage drop calculation step of calculating a voltage drop from the calculated charge/discharge voltage for the forward and reverse directions, and in the polarity determination device of the rechargeable battery, the forward and reverse directions and comparing the calculated voltage drop to a polarity determination step of determining the polarity of the rechargeable battery.

여기서 상기 전압 측정 단계는, 상기 충전용 배터리에 일정 충전시간 동안 충전하는 단계, 상기 전압원의 연결을 끊고 전압계로 상기 충전용 배터리의 전압을 측정하는 단계, 상기 충전시간보다 작은 일정 방전시간 동안 상기 충전용 배터리를 방전하는 단계, 및 상기 방전하는 회로의 경로를 끊고 상기 충전용 배터리의 전압을 측정하는 단계를 포함한 과정을 소정의 횟수 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the voltage measuring step includes charging the rechargeable battery for a predetermined charging time, disconnecting the voltage source and measuring the voltage of the rechargeable battery with a voltmeter, and charging the rechargeable battery for a predetermined discharge time smaller than the charging time. It characterized in that it comprises performing a process including the step of discharging the battery, and the step of disconnecting the path of the discharging circuit and measuring the voltage of the rechargeable battery a predetermined number of times.

본 발명은 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 사용자가 극성에 상관없이 자동 배터리 충전기에 삽입한 충전용 배터리의 극성을 판별하고, 상기 판별한 극성에 맞게 충전할 수 있는 편리함을 제공하는 이점이 있다.The present invention relates to a method and apparatus for determining the polarity of a rechargeable battery in an automatic battery charger, and to determine the polarity of a rechargeable battery inserted into an automatic battery charger by a user regardless of the polarity, and to charge according to the determined polarity. It has the advantage of providing convenience.

또한 본 발명은 충전용 배터리의 극성을 판별함으로써, 그 부수적인 효과로 충전용 배터리의 불량여부를 판별할 수 있는 효과가 있다.In addition, by determining the polarity of the rechargeable battery according to the present invention, there is an effect that can determine whether the rechargeable battery is defective as a side effect thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 회로의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 순방향 및 역방향 충방전 절차를 보인 흐름도이다.
1 is a block diagram of an apparatus for determining the polarity of a rechargeable battery in an automatic battery charger according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of a polarity determination circuit of a rechargeable battery in an automatic battery charger according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method for determining the polarity of a rechargeable battery in an automatic battery charger according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating forward and reverse charging/discharging procedures of a rechargeable battery in an automatic battery charger according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements. In addition, specific structural or functional descriptions for the embodiments of the present invention are only exemplified for the purpose of describing the embodiments according to the present invention, and unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms They have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. does not

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an apparatus for determining the polarity of a rechargeable battery in an automatic battery charger according to an embodiment of the present invention.

도 1에 보인바와 같이, 본 발명의 충전용 배터리의 극성 판별 장치(100)는 극성 판별 프로세서(110), 전압원(120), 극성 판별 회로(130), 충전용 배터리(140) 및 전압측정부(150)를 포함하여 구성된다.As shown in Figure 1, the polarity determination device 100 of the rechargeable battery of the present invention is a polarity determination processor 110, a voltage source 120, a polarity determination circuit 130, a rechargeable battery 140 and a voltage measuring unit (150) is included.

여기서 상기 극성 판별 프로세서(110)는 마이크로프로세서로 극성 판별기능을 수행하는 프로그램을 실행하는 것으로 구현된다. 상기 극성 판별 프로세서(110)는 충전용 배터리(140)를 장착한 다음, 극성 판별 회로(130)를 구동하여 전압측정부(150)로 전압을 측정하여 그 결과로 극성을 판별하는 역할을 한다.Here, the polarity determination processor 110 is implemented by executing a program for performing a polarity determination function with a microprocessor. The polarity determination processor 110 mounts the rechargeable battery 140 , and then drives the polarity determination circuit 130 to measure the voltage with the voltage measurement unit 150 , and determines the polarity as a result.

상기 전압원(120)은 극성 판별 회로(130)에 전원을 공급하는 역할을 한다. 상기 전원은 극성 판별 회로(130)에서 전원을 필요에 따라 공급받거나 방전하게 된다.The voltage source 120 serves to supply power to the polarity determination circuit 130 . The power is supplied or discharged as needed from the polarity determination circuit 130 .

상기 극성 판별 회로(130)는 상기 전원을 선택적으로 공급받기 위한 스위치와 전원에서 충전용 배터리로 전류를 흘리기 위해 중간 소자로 사용되는 저항을 포함하며, 상기 전압원(120)을 상기 충전용 배터리(140)에 순방향 혹은 역방향으로 연결하기 위한 스위치들을 포함하여 구성된다.The polarity determination circuit 130 includes a switch for selectively receiving the power and a resistor used as an intermediate element to flow a current from the power source to the rechargeable battery, and the voltage source 120 is connected to the rechargeable battery 140 ) is configured including switches for connecting in the forward or reverse direction.

상기 전압측정부(150)는 전압계로 구성되며, 상기 전압원(120)이 연결된 상태 혹은 상기 충전용 배터리(140)만 연결된 상태마다 전압을 측정한다.The voltage measuring unit 150 is configured as a voltmeter, and measures the voltage whenever the voltage source 120 is connected or only the rechargeable battery 140 is connected.

상기 측정된 전압은 마이크로프로세서(110)를 통해서 메모리(미도시)에 저장되어 기록된다. 상기 기록된 측정 전압을 분석하여 충전용 배터리(140)의 극성을 판별할 수 있게 된다.The measured voltage is stored and recorded in a memory (not shown) through the microprocessor 110 . It is possible to determine the polarity of the rechargeable battery 140 by analyzing the recorded measured voltage.

이하에서는 본 발명에서 제시하는 극성 판별 회로(130)에 대해서 설명하고자 한다.Hereinafter, the polarity determination circuit 130 proposed in the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 회로의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a polarity determination circuit of a rechargeable battery in an automatic battery charger according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타나 있듯이, 충전용 배터리의 극성 판별 회로는 전압을 가변할 수 있는 전압원(V), 전류의 흐름을 제어하기 위한 저항(R), 전류가 흐르는 방향을 정하는 스위치(S3, S4, S5, S6), 배터리의 전압을 측정하기 위한 전압측정기(부), 그리고 배터리로부터 전류를 방전시키기 위한 회로를 구성하기 위한 스위치(S2)를 포함하여 구성된다.As shown in Figure 2, the polarity determination circuit of the rechargeable battery is a voltage source (V) that can vary the voltage, a resistor (R) for controlling the flow of current, switches (S3, S4, S5) that determine the direction in which the current flows , S6), a voltage meter (part) for measuring the voltage of the battery, and a switch (S2) for configuring a circuit for discharging current from the battery.

본 발명에 따른 충전용 배터리의 극성 판별 장치는, 전압원, 극성 판별 회로, 전압측정부, 및 극성 판별 프로세서를 포함한다. 여기서 상기 극성 판별 회로는, 상기 전압원에서 충전용 배터리를 충전하도록 회로를 형성하기 위한 충전용 스위치와 상기 충전용 배터리에서 방전하도록 회로를 형성하기 위한 방전용 스위치를 더 포함하고, 상기 전압원과 상기 충전용 배터리간에 순방향 또는 역방향 경로를 구성하기 위한 복수의 순방향 및 역방향 충방전용 스위치를 포함한다.The apparatus for determining the polarity of a rechargeable battery according to the present invention includes a voltage source, a polarity determination circuit, a voltage measurement unit, and a polarity determination processor. wherein the polarity determination circuit further includes a charging switch for forming a circuit to charge the rechargeable battery from the voltage source and a discharging switch for forming a circuit for discharging from the rechargeable battery, the voltage source and the charging and a plurality of forward and reverse charge/discharge switches for establishing a forward or reverse path between the batteries.

상기 극성 판별 회로에서 상기 순방향 및 역방향 충방전용 스위치는, 상기 전압원, 저항, 상기 충전용 배터리가 이루는 회로의 경로에서, 상기 전압원과 상기 충전용 배터리가 순방향으로 연결되도록 하는 스위치의 집합과, 상기 전압원과 상기 충전용 배터리가 역방향으로 연결되도록 하는 스위치의 집합을 포함한다.In the polarity determination circuit, the forward and reverse charge/discharge switches include a set of switches for connecting the voltage source and the rechargeable battery in a forward direction in a circuit path formed by the voltage source, the resistor, and the rechargeable battery, and the voltage source and and a set of switches that allow the rechargeable battery to be connected in the reverse direction.

상기 극성 판별 회로는, 상기 전압원, 상기 저항 및 상기 충전용 배터리를 직렬로 연결하고, 상기 전압원과 상기 저항, 상기 저항과 상기 충전용 배터리 사이에 연결을 끊거나 이을 수 있는 스위치를 포함한다.The polarity determination circuit includes a switch that connects the voltage source, the resistor, and the rechargeable battery in series, and disconnects or connects the voltage source and the resistor, and the resistor and the rechargeable battery.

또한 상기 극성 판별 프로세서는, 상기 전압원으로부터 충전용 배터리로 충전되는 전류를 제어하는 저항, 충전되는 방향을 바꾸기 위한 스위치로 구성된 상기 극성 판별 회로에서, 먼저 전압을 측정한 후 일정 전류로 충전 및 방전을 수행하여 측정된 전압의 차이를 구하고, 다음으로 충전 방향을 바꾸고 동일하게 측정된 전압의 차이를 구하여, 두 전압의 크기를 비교하여 상기 충전용 배터리의 극성을 판별하는 것을 포함한다.In addition, the polarity determination processor, in the polarity determination circuit consisting of a switch for changing the charging direction and a resistor controlling the current charged from the voltage source to the rechargeable battery, first measures the voltage and then charges and discharges with a constant current to obtain a difference in the measured voltages, then change the charging direction and obtain a difference in the same measured voltages, and compare the magnitudes of the two voltages to determine the polarity of the rechargeable battery.

상기 전압원(V)은 배터리의 종류에 따라 적정 전압을 충전전압으로 인가하기 위해서 구비한다. 예를 들면 공칭전압이 1.2V와 1.6V인 니켈수소 배터리와 건전지의 경우에는 2V 정도의 전압원이 적절하며, 리튬이온 배터리의 경우에는 4.2V가 적당하다. 상기 전압원(V)은 전압을 가하거나 끊을 수 있는 스위치(S1)가 직렬로 연결된다. 상기 스위치(S1) 다음에는 방전기능을 담당할 스위치(S2)가 회로의 접지와 연결되어 방전 기능을 수행한다. 스위치 S1과 스위치 S2는 동시에 닫히면 안 된다. 저항(R)은 전류를 조절하는 기능을 수행한다. 예를 들어 전압원이 2V이고 충전용 배터리의 초기전압이 1V일 때 저항(R)이 100 오옴이라면 10mA의 전류가 배터리로 흘러들어간다. 배터리가 반대로 연결되는 경우에는 전압차이가 3V이므로 30mA의 전류가 흘러들어간다. 스위치 S3 내지 스위치 S6은 전류의 방향을 결정할 크로스 스위치이다, 스위치 S3과 스위치 S6이 연결되고 스위치 S4와 스위치 S5가 끊어지면 도 2에 나타나 있는 배터리(B)의 순방향으로 전압원(V)이 저항(R)을 통해 연결된다. 반대로 스위치 S4와 스위치 S5가 연결되고, 스위치 S3과 스위치 S6이 끊어지면 배터리(B)의 반대 극성으로 전압원이 연결된다. 충전용 배터리(B)는 극성을 판정할 배터리이며 보통 배터리 홀더를 통해 연결된다. 전압측정부는 충전용 배터리의 전압을 상시 측정하는 수단이다.The voltage source V is provided to apply an appropriate voltage as a charging voltage according to the type of battery. For example, a voltage source of about 2V is appropriate for nickel-metal hydride batteries and batteries with nominal voltages of 1.2V and 1.6V, and 4.2V is suitable for lithium-ion batteries. The voltage source (V) is connected in series with a switch (S1) capable of applying or disconnecting a voltage. After the switch S1, a switch S2, which is responsible for the discharge function, is connected to the ground of the circuit to perform the discharge function. Switch S1 and switch S2 must not be closed at the same time. The resistor (R) performs a function of regulating the current. For example, if the voltage source is 2V and the initial voltage of the rechargeable battery is 1V, and the resistance (R) is 100 ohms, a current of 10mA flows into the battery. When the batteries are connected in reverse, the voltage difference is 3V, so a current of 30mA flows. Switches S3 to S6 are cross switches that determine the direction of current. When switch S3 and switch S6 are connected and switch S4 and switch S5 are disconnected, the voltage source V in the forward direction of the battery B shown in FIG. connected through R). Conversely, when the switch S4 and the switch S5 are connected, and the switch S3 and the switch S6 are disconnected, the voltage source is connected with the opposite polarity of the battery (B). Rechargeable battery (B) is the battery whose polarity is to be determined and is usually connected via a battery holder. The voltage measuring unit is a means for constantly measuring the voltage of the rechargeable battery.

여기서 전압원(V), 스위치들(S1 ~ S6) 및 전압계는 마이크로프로세서와 FET 소자 등을 이용해서 반도체로 구현이 가능하며, 충전용 배터리의 극성 및 불량 유무도 마이크로프로세서(110)가 판단할 수 있다.Here, the voltage source V, the switches S1 to S6, and the voltmeter can be implemented as semiconductors using a microprocessor and FET devices, and the polarity of the rechargeable battery and the presence or absence of a defect can also be determined by the microprocessor 110. have.

먼저 회로에서 순방향으로 충방전을 반복한 후 전압을 측정해 기록해 둔다. 극성을 판정할 충전용 배터리를 연결한 후에 먼저 스위치 S1, S3, S6을 연결하여 충전용 배터리에 일정시간 충전을 행한다. 예를 들어 AA형 니켈수소 배터리의 경우 10mA ~ 100mA 정도의 전류를 10초 이내로 충전하는 것이 안전하다. 일정시간이 경과하면 스위치 S1을 끊고 전압을 측정한다(V1). 상기 전압을 측정한 후 스위치 S2를 연결하여 방전과정을 수행한다. 방전 시간은 충전 시간보다 작도록 설정하는데, 절반 정도로 설정하는 것이 좋다. 방전 시간이 경과하면 S2를 끊고 전압을 측정한다(V2).First, after repeating charging and discharging in the forward direction in the circuit, measure the voltage and record it. After connecting the rechargeable battery to determine the polarity, first connect the switches S1, S3, and S6 to charge the rechargeable battery for a certain period of time. For example, in the case of an AA-type NiMH battery, it is safe to charge a current of 10mA to 100mA within 10 seconds. After a certain time has elapsed, the switch S1 is disconnected and the voltage is measured (V1). After measuring the voltage, the discharge process is performed by connecting the switch S2. The discharge time is set to be smaller than the charging time, but it is recommended to set it to about half. When the discharge time elapses, disconnect S2 and measure the voltage (V2).

순방향의 전압 측정이 완료된 후, 역방향의 충방전을 반복하여 전압을 측정한다. 스위치 S1, S4, S5를 연결하고 스위치 S2, S3, S6을 끊으면 역방향 충전 회로가 구성된다. 역방향 충전 시간은 순방향 충전 시간과 동일하고 전압 측정(VR1)과 방전 및 전압측정(VR2) 방법도 동일하다.After the forward voltage measurement is completed, the reverse direction charge/discharge is repeated to measure the voltage. By connecting switches S1, S4, and S5 and disconnecting switches S2, S3, and S6, a reverse charging circuit is formed. The reverse charge time is the same as the forward charge time, and the voltage measurement (VR1) and discharge and voltage measurement (VR2) methods are the same.

상기 역방향 측정이 완료되면 다시 순방향 측정을 행한다. 그리고 이 과정을 2회 이상 반복한다. 현실적으로는 측정시간의 제한이 있으므로 10회 ~ 20회 사이가 적당할 것이다. 그리고 측정된 순방향 충전 및 방전 전압 V1, V2 그리고 역방향 충전 및 방전 전압 VR1, VR2들을 모두 더한 후 반복된 충전 횟수로 나눠서 평균 충방전 전압을 구한다. 이를 AV1, AV2, AVR1, AVR2라 할 때, 전압차이 dV = AV1 - AV2, dVR = AVR1 - AVR2을 구한다. 만일 배터리가 순방향으로 연결된 것이 제대로 된 극성으로 연결된 것이면 dV는 별 차이를 보이지 않는다. 반대로 순방향으로 연결된 것이 실제 배터리 극성에 역방향으로 연결된 것이면 충전이 안 되는 방향으로 충전후 방전한 것이므로 전압강하가 많이 일어나 dV가 커지게 된다. 이 차이전압의 크기 차이를 이용하여 배터리의 극성을 판별한다.When the backward measurement is completed, the forward measurement is performed again. And repeat this process 2 more times. In reality, there is a limit to the measurement time, so 10 to 20 times will be appropriate. Then, the average charge/discharge voltage is obtained by adding up all of the measured forward charging and discharging voltages V1 and V2 and the reverse charging and discharging voltages VR1 and VR2 and dividing by the number of repeated charging. When these are AV1, AV2, AVR1, and AVR2, the voltage difference dV = AV1 - AV2, dVR = AVR1 - AVR2 is obtained. If the battery is forward connected and the correct polarity is connected, the dV doesn't make much difference. Conversely, if the forward connection is connected in the reverse direction to the actual battery polarity, it is charged and then discharged in the non-chargeable direction, so the voltage drop occurs a lot and dV increases. The polarity of the battery is determined using the difference in the magnitude of the difference voltage.

이상에서 논의한 충전용 배터리의 극성 판별 방법에 대해서 이하에서는 그 흐름도를 통해서 설명하고자 한다.Hereinafter, the method for determining the polarity of the rechargeable battery discussed above will be described through the flowchart.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method for determining the polarity of a rechargeable battery in an automatic battery charger according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 방법은, 먼저 순방향 충방전을 반복하여 전압측정부(150)를 통해서 전압을 측정하고 극성 판별 프로세서(110)에서 메모리(미도시)에 기록한다(S110). 이어서 도 2의 극성 판별 회로(130)의 스위치를 제어하여 역방향 충방전을 반복하여 전압을 측정하고 기록한다(S120). 상기 순방향 및 역방향 충방전을 반복하여 전압을 기록하는 것을 소정의 횟수만큼 반복한다(S130).As shown in FIG. 3 , the method for determining the polarity of the rechargeable battery in the automatic battery charger according to the present invention measures the voltage through the voltage measurement unit 150 by repeating forward charge and discharge first, and the polarity determination processor 110 . in the memory (not shown) (S110). Next, the voltage is measured and recorded by repeating reverse charge/discharge by controlling the switch of the polarity determination circuit 130 of FIG. 2 ( S120 ). Recording the voltage by repeating the forward and reverse charging and discharging is repeated a predetermined number of times (S130).

소정의 횟수만큼 순방향 및 역방향 충방전을 수행하고 그 결과를 통해서, 먼저 평균 충방전 전압을 구한다(S140). 또한 상기 평균 충방전 전압을 이용하여 충방전 전압강하를 측정한다(S150). 상기 측정한 전압강하로 충전용 배터리의 극성을 판별한다(S160).Forward and reverse charge/discharge is performed a predetermined number of times, and an average charge/discharge voltage is first obtained through the result (S140). In addition, the charging/discharging voltage drop is measured using the average charging/discharging voltage (S150). The polarity of the rechargeable battery is determined based on the measured voltage drop (S160).

따라서 본 발명에 따른 충전용 배터리의 극성 판별 방법은, 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 충전용 배터리를 순방향으로 충방전을 반복하여 전압을 측정하고, 상기 충전용 배터리를 역방향으로 충방전을 반복하여 전압을 측정하는 것을 소정 횟수 수행하는 전압 측정 단계, 상기 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 상기 순방향 및 역방향에 대해서 각각 평균 충방전 전압을 계산하는 평균 충방전 전압 계산 단계, 상기 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 상기 순방향 및 역방향에 대해서 상기 계산한 충방전 전압으로부터 전압강하를 계산하는 전압강하 계산 단계, 및 상기 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 상기 순방향 및 역방향에 대해서 상기 계산한 전압강하를 비교하여 상기 충전용 배터리의 극성을 판별하는 극성 판별 단계를 포함한다.Therefore, in the method for determining the polarity of a rechargeable battery according to the present invention, in the apparatus for determining the polarity of the rechargeable battery, the voltage is measured by repeatedly charging and discharging the rechargeable battery in the forward direction, and repeating the charging and discharging of the rechargeable battery in the reverse direction A voltage measuring step of performing a predetermined number of times to measure the voltage, an average charge/discharge voltage calculation step of calculating an average charge/discharge voltage for the forward and reverse directions in the polarity determination device of the rechargeable battery, respectively, of the rechargeable battery In the polarity determination device, a voltage drop calculation step of calculating a voltage drop from the calculated charge/discharge voltage for the forward and reverse directions, and in the polarity determination device of the rechargeable battery, the calculated voltage drop for the forward and reverse directions and a polarity determination step of determining the polarity of the rechargeable battery by comparing them.

이하에서는 본 발명에 따른 충전용 배터리의 순방향 및 역방향 충방전 절차(S110, S120)를 설명하고자 한다.Hereinafter, the forward and reverse charge and discharge procedures (S110, S120) of the rechargeable battery according to the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 순방향 및 역방향 충방전 절차를 보인 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating forward and reverse charging/discharging procedures of a rechargeable battery in an automatic battery charger according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 순방향 및 역방향 충방전 절차는, 먼저 스위치 S1, S3, S6을 연결하여 충전용 배터리에 일정시간 충전을 실시한다(S210). 이어서 전압원의 연결을 끊고 전압계로 충전용 배터리의 전압을 측정한다(S220). 계속해서 충전시간보다 작은 일정 시간 동안 충전용 배터리를 방전한다(S230). 이어서 방전 경로를 끊고 충전용 배터리의 전압을 측정한다(S240). 이상의 과정을 소정의 횟수까지 수행한다(S250). 이러한 결과는 마이크로프로세서(110)를 통해서 메모리에 저장한다.As shown in FIG. 4 , in the forward and reverse charge/discharge procedures, first, the switches S1, S3, and S6 are connected to charge the rechargeable battery for a predetermined time (S210). Then, disconnect the voltage source and measure the voltage of the rechargeable battery with a voltmeter (S220). Continue to discharge the rechargeable battery for a predetermined time smaller than the charging time (S230). Then, the discharge path is cut and the voltage of the rechargeable battery is measured (S240). The above process is performed up to a predetermined number of times (S250). These results are stored in the memory through the microprocessor 110 .

즉, 본 발명에 따른 상기 전압 측정 단계는, 상기 충전용 배터리에 일정 충전시간 동안 충전하는 단계, 상기 전압원의 연결을 끊고 전압계로 상기 충전용 배터리의 전압을 측정하는 단계, 상기 충전시간보다 작은 일정 방전시간 동안 상기 충전용 배터리를 방전하는 단계, 및 상기 방전하는 회로의 경로를 끊고 상기 충전용 배터리의 전압을 측정하는 단계를 포함한다.That is, the voltage measuring step according to the present invention includes the steps of charging the rechargeable battery for a predetermined charging time, disconnecting the voltage source and measuring the voltage of the rechargeable battery with a voltmeter, a constant smaller than the charging time discharging the rechargeable battery during a discharging time, and disconnecting a path of the discharging circuit and measuring a voltage of the rechargeable battery.

이상의 순방향 충방전에 따른 전압의 측정과정을 수행한 다음에 이어서 스위치 S1, S4, S5를 연결하고 스위치 S2, S3, S6을 끊어 역방향 충전 회로를 형성한 다음 도 4의 과정을 통해서 전압을 측정한다.After performing the voltage measurement process according to the forward charging and discharging described above, then the switches S1, S4, and S5 are connected, and the switches S2, S3, and S6 are cut to form a reverse charging circuit, and then the voltage is measured through the process of FIG. .

상기 측정한 전압의 결과를 이용하여, 측정된 순방향 충전 및 방전 전압 V1, V2 그리고 역방향 충전 및 방전 전압 VR1, VR2들을 모두 더한 후 반복된 충전 횟수로 나눠서 평균 충방전 전압을 구한다. 이를 AV1, AV2, AVR1, AVR2라 할 때, 전압차이 dV = AV1 - AV2, dVR = AVR1 - AVR2을 구한다. 만일 배터리가 순방향으로 연결된 것이 제대로 된 극성으로 연결된 것이면 dV는 별 차이를 보이지 않는다. 반대로 순방향으로 연결된 것이 실제 배터리 극성에 역방향으로 연결된 것이면 충전이 안 되는 방향으로 충전후 방전한 것이므로 전압강하가 많이 일어나 dV가 커지게 된다. 이 차이전압의 크기 차이를 이용하여 배터리의 극성을 판별한다.Using the result of the measured voltage, the measured forward charging and discharging voltages V1 and V2 and the reverse charging and discharging voltages VR1 and VR2 are all added up and divided by the number of repeated charging to obtain an average charging/discharging voltage. When these are AV1, AV2, AVR1, and AVR2, the voltage difference dV = AV1 - AV2, dVR = AVR1 - AVR2 is obtained. If the battery is forward connected and the correct polarity is connected, the dV doesn't make much difference. Conversely, if the forward connection is connected in the reverse direction to the actual battery polarity, it is charged and then discharged in the non-chargeable direction, so the voltage drop occurs a lot and dV increases. The polarity of the battery is determined using the difference in the magnitude of the difference voltage.

상기 전압강하가 일어나는 것을 판별한 결과, 순방향, 역방향도 아닌 경우로 판단되는 경우, 상기 충전용 배터리의 고장으로 판단하는 것을 더 포함한다.As a result of determining that the voltage drop occurs, when it is determined that neither the forward direction nor the reverse direction occurs, determining that the rechargeable battery has failed.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 자동 배터리 충전기에서 충전용 배터리의 극성 판별 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 사용자가 극성에 상관없이 자동 배터리 충전기에 삽입한 충전용 배터리의 극성을 판별하고, 상기 판별한 극성에 맞게 충전할 수 있는 편리함을 제공하는 이점이 있다.As described above, the present invention relates to a method and an apparatus for determining the polarity of a rechargeable battery in an automatic battery charger, and the user determines the polarity of the rechargeable battery inserted into the automatic battery charger regardless of the polarity, There is an advantage of providing the convenience of charging according to the polarity.

또한 본 발명은 충전용 배터리의 극성을 판별함으로써, 그 부수적인 효과로 충전용 배터리의 불량여부를 판별할 수 있는 효과가 있다.In addition, by determining the polarity of the rechargeable battery according to the present invention, there is an effect that can determine whether the rechargeable battery is defective as a side effect thereof.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom by those of ordinary skill in the art. will understand the point. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

100 : 극성 판별 장치 110 : 극성 판별 프로세서
120 : 전압원 130 : 극성 판별 회로
140 : 충전용 배터리 150 : 전압측정부
100: polarity determination device 110: polarity determination processor
120: voltage source 130: polarity determination circuit
140: rechargeable battery 150: voltage measuring unit

Claims (6)

전압원(120);
상기 전압원(120)으로부터 일정 시간동안 전원을 공급받아 충전용 배터리(140)를 충전하거나 일정 시간동안 방전하는 극성 판별 회로(130);
상기 전압원(120)과 충전용 배터리(140)가 연결된 상태 혹은 상기 충전용 배터리(140)만 연결된 상태의 전압을 측정하는 전압측정부(150); 및
상기 충전용 배터리(140)가 장착되면 상기 극성 판별 회로(130)의 구동을 제어하고, 상기 극성 판별 회로(130)의 구동에 따라 상기 전압측정부(150)에서 측정한 전압을 통해서 상기 충전용 배터리(140)의 극성을 판별하는 극성 판별 프로세서(110);를 포함하며,
상기 극성 판별 회로(130)는, 상기 전압원(120)에서 상기 충전용 배터리(140)를 충전하도록 회로를 형성하기 위한 충전용 스위치(S1); 상기 충전용 배터리(140)를 방전하도록 회로를 형성하기 위한 방전용 스위치(S2); 상기 전압원(120)과 충전용 배터리(140)간에 순방향 경로를 형성하기 위한 복수의 순방향 충방전용 스위치(S3, S6); 및 상기 전압원(120)과 충전용 배터리(140)간에 역방향 경로를 구성하기 위한 복수의 역방향 충방전용 스위치(S4, S5);를 포함하며,
상기 극성 판별 프로세서(110)는, 순방향 경로를 형성할 경우 상기 충전용 스위치(S1), 방전용 스위치(S2) 및 복수의 순방향 충방전용 스위치(S3, S6)의 구동을 제어하고, 역방향 경로를 형성할 경우 상기 충전용 스위치(S1), 방전용 스위치(S2) 및 복수의 역방향 충방전용 스위치(S4, S5)의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 충전용 배터리의 극성 판별 장치.
voltage source 120;
a polarity determination circuit 130 receiving power from the voltage source 120 for a predetermined time to charge or discharge the rechargeable battery 140 for a predetermined time;
a voltage measuring unit 150 for measuring the voltage in a state in which the voltage source 120 and the rechargeable battery 140 are connected or only the rechargeable battery 140 is connected; and
When the rechargeable battery 140 is mounted, the driving of the polarity discrimination circuit 130 is controlled, and the charging is performed through the voltage measured by the voltage measuring unit 150 according to the driving of the polarity discrimination circuit 130 . Includes; polarity determination processor 110 for determining the polarity of the battery 140;
The polarity determination circuit 130 includes a charging switch (S1) for forming a circuit to charge the rechargeable battery 140 from the voltage source 120; a discharge switch (S2) for forming a circuit to discharge the rechargeable battery 140; a plurality of forward charge/discharge switches (S3, S6) for forming a forward path between the voltage source (120) and the rechargeable battery (140); and a plurality of reverse charge/discharge switches (S4, S5) for configuring a reverse path between the voltage source 120 and the rechargeable battery 140;
The polarity determination processor 110 controls the driving of the switch for charging (S1), the switch for discharging (S2) and a plurality of switches for forward charging and discharging (S3, S6) when forming a forward path, and a reverse path When formed, the charging switch (S1), the switch for discharging (S2), and a plurality of reverse charging and discharging switches (S4, S5) for controlling the driving of the rechargeable battery polarity determination device.
청구항 1에 있어서,
상기 순방향 충방전용 스위치(S3, S6)는,
상기 전압원(120), 저항(R), 상기 충전용 배터리(140)가 이루는 회로의 경로에서, 상기 전압원(120)과 상기 충전용 배터리(140)가 순방향으로 연결되도록 하며,
상기 역방향 충방전용 스위치(S4, S5)는,
상기 전압원(120), 상기 저항(R), 상기 충전용 배터리(140)가 이루는 회로의 경로에서, 상기 전압원(120)과 상기 충전용 배터리(140)가 역방향으로 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 충전용 배터리의 극성 판별 장치.
The method according to claim 1,
The forward charge/discharge switch (S3, S6) is,
In the path of the circuit formed by the voltage source 120, the resistor R, and the rechargeable battery 140, the voltage source 120 and the rechargeable battery 140 are connected in a forward direction,
The reverse charge/discharge switch (S4, S5) is,
Charging, characterized in that the voltage source 120 and the rechargeable battery 140 are connected in the reverse direction in the path of the circuit formed by the voltage source 120 , the resistor R, and the rechargeable battery 140 . Battery polarity determination device.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 극성 판별 프로세서(110)는,
상기 충전용 배터리(140)의 순방향 충전 및 방전을 일정 횟수동안 반복하여 측정한 충전전압(V1) 및 방전전압(V2)을 모두 더한 후 상기 일정 횟수로 나누어 평균 충전전압(AV1) 및 방전전압(AV2)을 구하고,
상기 충전용 배터리(140)의 역방향 충전 및 방전을 일정 횟수동안 반복하여 측정한 충전전압(VR1) 및 방전전압(VR2)을 모두 더한 후 상기 일정 횟수로 나누어 평균 충전전압(AVR1) 및 방전전압(AVR2)을 구하고,
상기 구한 순방향 및 역방향의 평균 충전전압(AV1, AV2)과 평균 방전전압(AVR1, AVR2)으로부터 순방향 전압차이(dV=AV1-AV2) 및 역방향 전압차이(dVR=AVR1-AVR2)를 구하고,
상기 구한 순방향 전압차이(dV)와 역방향 전압차이(dVR)의 크기를 비교하여 상기 충전용 배터리(140)의 극성을 판별하는 것을 특징으로 하는 충전용 배터리의 극성 판별 장치.
The method according to claim 1,
The polarity determination processor 110,
The charging voltage (V1) and the discharging voltage (V2) measured by repeating forward charging and discharging of the rechargeable battery 140 for a predetermined number of times are added up and divided by the predetermined number of times to obtain an average charging voltage (AV1) and a discharging voltage ( AV2),
The charging voltage VR1 and the discharging voltage VR2 measured by repeating the reverse charging and discharging of the rechargeable battery 140 for a predetermined number of times are added up and divided by the predetermined number of times to obtain an average charging voltage (AVR1) and a discharging voltage ( AVR2) is obtained,
Calculate the forward voltage difference (dV = AV1-AV2) and the reverse voltage difference (dVR = AVR1-AVR2) from the average charging voltages (AV1, AV2) and the average discharge voltages (AVR1, AVR2) in the forward and reverse directions,
The polarity determination apparatus of a rechargeable battery, characterized in that the polarity of the rechargeable battery 140 is determined by comparing the obtained forward voltage difference (dV) and the reverse voltage difference (dVR).
충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 충전용 배터리(140)를 순방향으로 충방전을 반복하여 전압(V1, V2)을 측정하고, 상기 충전용 배터리(140)를 역방향으로 충방전을 반복하여 전압(VR1, VR2)을 측정하는 것을 소정 횟수 수행하는 전압 측정 단계;
상기 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 상기 순방향 및 역방향에 대해서 각각 평균 충방전 전압(AV1, AV2, AVR1, AVR2)을 계산하는 평균 충방전 전압 계산 단계;
상기 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 상기 순방향 및 역방향에 대해서 상기 계산한 평균 충방전 전압(AV1, AV2, AVR1, AVR2)으로부터 전압강하(dV=AV1-AV2, dVR=AVR1-AVR2)를 계산하는 전압강하 계산 단계; 및
상기 충전용 배터리의 극성 판별 장치에서, 상기 순방향 및 역방향에 대해서 상기 계산한 전압강하(dV, dVR)를 비교하여 상기 충전용 배터리(140)의 극성을 판별하는 극성 판별 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전용 배터리의 극성 판별 방법.
In the device for determining the polarity of the rechargeable battery, the rechargeable battery 140 is repeatedly charged and discharged in the forward direction to measure the voltages (V1, V2), and the rechargeable battery 140 is repeatedly charged and discharged in the reverse direction to measure the voltage ( a voltage measuring step of measuring VR1 and VR2) a predetermined number of times;
an average charge/discharge voltage calculation step of calculating average charge/discharge voltages (AV1, AV2, AVR1, AVR2) for the forward and reverse directions, respectively, in the apparatus for determining the polarity of the rechargeable battery;
In the device for determining the polarity of the rechargeable battery, the voltage drop (dV=AV1-AV2, dVR=AVR1-AVR2) is calculated from the calculated average charge/discharge voltages (AV1, AV2, AVR1, AVR2) for the forward and reverse directions. a voltage drop calculation step; and
In the polarity determination apparatus of the rechargeable battery, a polarity determination step of determining the polarity of the rechargeable battery 140 by comparing the calculated voltage drops (dV, dVR) for the forward and reverse directions; A method for determining the polarity of a rechargeable battery.
청구항 5에 있어서,
상기 전압 측정 단계는,
상기 충전용 배터리(140)에 일정 충전시간 동안 충전하는 단계;
전압원(120)의 연결을 끊고 전압측정부(150)로 상기 충전용 배터리(140)의 전압을 측정하는 단계;
상기 충전시간보다 작은 일정 방전시간 동안 상기 충전용 배터리(140)를 방전하는 단계; 및
상기 방전하는 회로의 경로를 끊고 상기 충전용 배터리(140)의 전압을 측정하는 단계;를 포함한 과정을 소정 횟수 반복하여 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 충전용 배터리의 극성 판별 방법.
6. The method of claim 5,
The voltage measurement step is
charging the rechargeable battery 140 for a predetermined charging time;
disconnecting the voltage source 120 and measuring the voltage of the rechargeable battery 140 with a voltage measuring unit 150;
discharging the rechargeable battery 140 for a predetermined discharging time smaller than the charging time; and
Disconnecting the path of the discharging circuit and measuring the voltage of the rechargeable battery 140; and repeating the process including a predetermined number of times.
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