KR19980021428A

KR19980021428A - 휴대용밧데리 충전장치

Info

Publication number: KR19980021428A
Application number: KR1019960040251A
Authority: KR
Inventors: 조재홍
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-09-16
Filing date: 1996-09-16
Publication date: 1998-06-25

Abstract

본 발명은 휴대용밧데리 충전장치에 관한 것으로, 탈착가능하면서 충전전압 및 용량이 각각 다르게 구성된 밧데리와; 밧데리의 장착여부 및 종류를 감지하는 밧데리감지부와; 상기 밧데리감지부로 부터 감지된 밧데리의 종류에 따른 소정의 기준전압제어신호에 기초하여, 상기 밧데리에 충전되는 전압이 상기 기준전압제어신호의 레벨의 범위에 해당되는지를 판별하여 소정의 전압감지신호를 출력하는 전압감지부와; 소정의 전압제어 이네이블신호에 따라 출력기능이 온오프되면서, 상기 전압감지부로 부터의 전압감지신호와 소정의 급속충전전압제어신호에 기초하여 전류제어신호를 출력하는 전압제어부와; 상기 밧데리감지부로 부터 감지된 밧데리의 장착여부 및 종류에 기초하여 상기 전류제어부 및 전압제어부를 전류충전모드 또는 전압충전모드로 제어함으로써 밧데리를 충전시키는 주제어부를 구비하고, 밧데리의 종류를 감지하여 전류충전모드 또는 전압충전모드로서 충전할 수 있고, 급속충전모드로서 충전시킬 수 있다.

Description

휴대용밧데리 충전장치(Portable Battery Charger)

본 발명은 밧데리 충전장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 밧데리의 종류에 따라 충전전압 또는 용량이 다르더라도 그에 대응시켜 전류충전모드 또는 전압충전모드로서 충전시킬 수 있는 휴대용밧데리 충전장치에 관한 것이다.

예컨대 노트북컴퓨터와 같은 휴대형 전자기기가 발달함에 따라 이러한 기기에 소정의 전원을 공급하고자 재충전가능한 밧데리가 널리 사용되고 있다.

이러한 밧데리는 제조회사, 사용목적, 구성재료에 따라 용량이 다양할 뿐 아니라 충전전압이 다르게 된다.

따라서 밧데리충전기는 이렇게 다양한 밧데리 사용조건에 따라 적절하게 밧데리를 충전시켜야 한다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 휴대용밧데리 충전장치의 블록도로서, 부호 10은 전원부, 11은 정전류공급부, 12는 전류감지부, 13은 밧데리, 14는 전류제어부, 15는 제어부를 각각 나타낸다.

먼저, 전원부(10)는 교류전원(AC)을 소정의 직류전압으로 정류하여 출력한다. 이와같이 출력된 직류전원이 정전류공급부(11)와 전류감지부(12)를 거쳐 밧데리(13)에 공급되면 소정의 전원이 충전되기 시작한다.

상기 전류감지부(12)는 전원부(10)로 부터 밧데리(13)로 공급되는 전류를 감지하여 소정의 전류감지신호로서 출력한다.

이어서 전류제어부(14)는 상기와 같이 전류감지부(12)로 부터 감지된 전류감지신호와 제어부(15)로 부터의 제어하고자하는 소정의 설정상태를 비교하여 소정의 전원공급제어신호를 출력하게 된다.

그리고 정전류공급부(11)는 상기 전류제어부(14)로 부터의 전원공급제어신호에 기초하여 전원부(10)로 부터 밧데리(13)로 공급되는 전원을 차단하거나 접속시키게 된다.

이하, 도 3의 전류충전모드로 동작하는 회로부분을 참조하여 종래의 실시예를 설명한다.

먼저, 정전류공급부(200)를 설명하면, 콘덴서(C1)는 상기 전원부(100)로 부터 입력되는 직류전원을 소정의 레벨로 유지시킨다. 그리고 예컨대 PMOSFET의 전원스위칭소자(예컨대, PMOSFET; Q3)는 소스단이 상기 직류전원과 접속되고 드레인이 밧데리측과 접속되어, 소정의 전원공급스위칭신호(VSW)에 기초하여 직류전원을 온오프제어한다.

상기 PMOSFET(Q3)의 드레인과 출력단(CP1)간에는 코일(L1)이 접속된다. 또한, 다이오드(D2)의 캐소드는 상기 PMOSFET(Q3)의 드레인과 코일(L1)간에 접속되고 애노드는 접지에 접속된다. 그리고 콘덴서(C3)는 일측이 상기 코일(L1)과 출력단(CP1)간에 접속되고, 타측은 접지에 접속된다.

한편, 트랜지스터(Q1)는 콜렉터가 입력전원과 접속되고 에미터는 PMOSFET(Q3)의 게이트와 접속되어 전원공급스위칭신호(VSW)를 상기 PMOSFET(Q3)의 게이트에 공급한다. 여기서 다이오드(D1)는 캐소드가 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스와 접속되고, 애노드는 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터와 접속된다.

저항(R4)은 상기 전원전압을 소정의 제1전압으로 분압하여 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 공급한다. 그리고 저항(R5)은 일측이 상기 저항(R4)과 트랜지스터(Q1)의 베이스간에 접속되고 타측은 상기 전원공급스위칭신호(VSW)가 입력되어, 전원공급스위칭신호의 온오프에 기초하여 상기 전원전압을 소정의 제2전압으로 분압시킨다.

이어서, 전류감지부(300)를 설명하면, 저항(R20)은 전원부측과 밧데리측간에 직렬로 접속되어 밧데리로 공급되는 전류를 감지한다.

그리고, 저항(R18)은 일측이 상기 전류감지저항(R20)의 전류감지입력단(CS3)과 접속되어 전원전압을 소정의 제1전압으로 분압하고, 저항(R19)은 일측이 상기 저항(R18)의 타측과 접속되고 타측은 접지와 접속되어, 전원전압을 소정의 제2전압으로 분압한다.

또한, 연산증폭기(IC2)는 비반전입력단(+)이 상기 저항(R18)과 저항(R19)간에 접속된다. 그리고, 상기 연산증폭기(IC2)의 반전입력단(-)은 일측이 상기 전류감지저항(R20)과 전류감지출력단(CS1)간에 접속된 제1비례저항(R21)이 접속된다. 또한, 연산증폭기(IC2)의 반전입력단(-)과 연산증폭기(IC2)의 출력단간에는 제2비례저항(R10)이 접속된다.

따라서 연산증폭기(IC2)의 출력단으로는 상기 전류감지저항(R20)에 의해 감지된 전류에 비례된 전류감지신호가 출력되게 된다. 여기서 증폭도는 저항 R21과 R10의 비에 의해 정해진다.

또한, 전류제어부(600)를 설명하면, 저항(R9)은 상기 전류감지부(300)로 부터 입력된 전류감지신호를 소정의 제1전압으로 분압시킨다.

그리고 저항(R8)은 일측이 상기 저항(R9)의 타측과 접속되고 타측은 접지와 접속되어, 상기 전류감지신호를 제2전압으로 분압시킨다.

한편, 저항(R6)은 일측이 상기 저항(R9)과 저항(R8)간에 접속되어, 상기 저항(R8)과 선택적으로 병렬저항회로를 구성하게 된다. 즉, 콜렉터가 저항(R6)과 접속되고 에미터가 접지와 접속된 트랜지스터(Q2)의 베이스로 인가되는 소정의 급속충전전류제어신호(I_QEN)에 따라 상기 저항(R8, R6)의 병렬저항회로가 선택적으로 구성되게 된다.

여기서 상기 급속충전전류제어신호(I_QEN)는 저항 R3과 R7에 의해 분압되어 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스로 인가된다.

한편, PWM집적회로(IC1)는 전원공급단(VIN)으로 소정의 전원전압이 인가되고, 전류이네이블신호입력단(EV)으로 전류제어이네이블신호(I_EN)가 입력되고, 전류제어신호입력단(FB)은 상기 저항(R9)과 저항(R8)간에 접속되어 전류제어신호가 입력되고, 전원공급스위칭신호출력단(VSW)으로는 상기 전류이네이블신호입력단(EV)으로 입력되는 이네이블신호에 기초하여 상기 전류제어신호입력단(FB)의 전류제어신호에 대응된 스위칭신호를 출력한다.

상기 PWM집적회로(IC1)는 전류제어이네이블신호(I_EN)가 예컨대 로우레벨이면 전원공급스위칭신호출력단(VSW)으로 소정의 전원공급스위칭신호가 출력될 수 있도록 제어하고, 하이레벨이면 전원공급스위칭신호출력단(VSW)으로 전원공급스위칭신호가 출력되지 못하도록 차단시킨다.

여기서, 상기 PWM집적회로(IC1)의 전류제어신호입력단(FB)은 예컨대 1.24V로 설정되어 있다.

따라서, 보통충전모드에 있어서는 저항 R9, R8로 구성된 저항회로에 의해 전류제어신호입단(FB)으로 입력되는 전압이 1.24V이하이면 전원공급스위칭신호출력단(VSW)으로 소정의 스위칭온신호를 출력하고, 1.24V이상이면 스위칭오프신호를 출력한다.

한편, 급속충전모드에서는 급속충전전류제어신호(I_QEN)가 트랜지스터(Q2)를 동작시키게 되어 저항 R6과 R8이 병렬회로를 구성하게 됨으로써, 저항 R8을 통해 흐르는 전류를 분류시키게 된다.

그러므로, PWM집적회로(IC1)는 전류감지신호가 상대적으로 높아져야 전원공급스위칭신호출력단(VSW)을 스위칭제어하게 된다.

그러나 상술한 바와 같은 종래의 밧데리 충전장치는 예컨대 Ni_MH밧데리를 충전할 수 있도록 정전류회로로 구성되어 있기 때문에, 예컨대 셀당 4.1V 또는 4.2V로 충전해야하는 Li_ION밧데리는 충전시킬 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 밧데리의 종류를 감지하여 전류충전모드 또는 전압충전모드로서 충전시킬 수 있고, 급속충전모드로서 충전시킬 수 있는 휴대용밧데리 충전장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 휴대용밧데리 충전장치의 블럭도;

도 2는 본 발명의 1실시예에 따른 휴대용밧데리 충전장치의 블록도;

도 3은 본 발명의 1실시예를 상세하게 도시한 회로도;

도 4A와 B는 본 발명의 실시예에 따른 밧데리의 구조 및 설정상태의 예를 도시한 도면;

도 5는 본 발명의 1실시예에 따른 휴대용밧데리 충전장치에서 주제어부의 처리기능을 나타낸 플로우챠트;

도 6은 도 5에 도시된 주제어부의 처리기능에서 밧데리충전모드제어기능을 상세하게 나타낸 플로우챠트;

도 7은 도 6에 도시된 충전모드제어단계에서 Ni_MH밧데리충전제어기능을 상세히 도시한 플로우챠트;

도 8은 도 6에 도시된 충전모드제어단계에서 Li_ION 4.1V밧데리충전제어기능을 상세히 도시한 플로우챠트;

도 9는 도 6에 도시된 충전모드제어단계에서 Li_ION 4.2V밧데리충전제어기능을 상세히 도시한 플로우챠트;

도 10은 본 발명의 2실시예에 따른 밧데리충전장치를 컴퓨터에 적용한 예를 나타낸 도면;

도 11은 본 발명의 2실시예에서 사용자선택사양을 입력하는 예를 나타낸 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100: 전원부200: 정전류공급부

300: 전류감지부400: 밧데리감지부

500: 밧데리600: 전류제어부

700: 전압제어부710: 전압감지부

800: 주제어부

상술한 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명의 특징에 의하면, 휴대용 밧데리 충전장치는 탈착가능하면서 충전전압 및 용량이 각각 다르게 구성된 밧데리와; 밧데리의 장착여부 및 종류를 감지하는 밧데리감지부와; 상기 밧데리감지부로 부터 감지된 밧데리의 종류에 따른 소정의 기준전압제어신호에 기초하여, 상기 밧데리에 충전되는 전압이 상기 기준전압제어신호의 레벨의 범위에 해당되는지를 판별하여 소정의 전압감지신호를 출력하는 전압감지부와; 소정의 전압제어 이네이블신호에 따라 출력기능이 온오프되면서, 상기 전압감지부로 부터의 전압감지신호와 소정의 급속충전전압제어신호에 기초하여 전류제어신호를 출력하는 전압제어부와; 상기 밧데리감지부로 부터 감지된 밧데리의 장착여부 및 종류에 기초하여 상기 전류제어부 및 전압제어부를 전류충전모드 또는 전압충전모드로 제어함으로써, 밧데리를 충전시키는 주제어부를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전압감지부는 일측이 밧데리의 전원단자측과 접속되어 밧데리전압을 소정의 제1전압으로 분압하는 제1밧데리분압저항과; 일측은 상기 제1밧데리분압저항의 타측과 접속되고 타측은 접지와 접속되어, 상기 밧데리전압을 소정의 제2전압으로 분압하는 제2밧데리분압저항과; 일측이 상기 제1 및 제2밧데리분압저항간에 접속되어, 상기 제2밧데리분압저항과 선택적으로 병렬회로를 구성하는 제3밧데리분압저항과; 소스단은 상기 제3밧데리분압저항의 타측과 접속되고 드레인은 접지와 접속되어, 소정의 충전전압제어신호에 따라 상기 제2 와 제3밧데리분압저항의 병렬저항회로의 구성을 온오프시킴으로써 충전전압을 제어하는 충전전압제어스위칭소자와; 상기 충전전압제어스위칭소자의 게이트와 접지간에 접속되어, 상기 충전전압제어스위칭소자의 게이트에 입력되는 충전전압제어신호를 소정의 레벨로 분압시키는 충전전압제어신호분압저항과; 제1비교신호입력단은 소정의 기준전압원의 음극단과 접속되고 제2비교신호입력단은 상기 제1 및 제2밧데리분압저항간에 접속된 제2연산증폭기와; 콜렉터는 상기 밧데리전압과 접속되고 베이스는 상기 제2연산증폭기의 출력단과 접속되어, 상기 제2연산증폭기의 출력에 기초하여 소정의 전압감지신호를 출력하는 전압감지신호출력트랜지스터와; 초기동작시 상기 제2밧데리분압저항의 양단간의 전압을 전압감지신호로써 출력시키는 초기구동콘덴서를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전압제어부는 일측이 상기 전압감지부로 부터의 전압감지신호와 접속되어 전압감지신호를 소정의 제1전압으로 분압하는 제1감지신호분압저항과; 일측이 상기 제1감지신호분압저항의 타측과 접속되어 상기 전압감지신호를 소정의 제2전압으로 분압하는 제2감지신호분압저항과; 콜렉터는 상기 제2감지신호분압저항의 타측과 접속되고 에미터는 접지와 접속되어, 소정의 전압제어이네이블신호에 기초하여 상기 제2감지신호분압저항의 타측과 접지간을 온오프제어하는 전압제어이네이블스위칭소자와; 일측은 전압제어이네이블신호와 접속되고 타측은 상기 전압제어이네이블스위칭소자의 베이스와 접속되어 상기 전압제어이네이블신호를 소정의 세기로 인가하는 전압제어이네이블신호전송저항과; 에미터는 상기 전압감지신호와 접속되고 베이스는 상기 제1 및 제2감지신호분압저항간에 접속된 전압제어이네이블스위칭소자와; 애노드가 상기 전압제어이네이블스위칭소자의 콜렉터와 접속되어 전압감지신호의 전송방향을 유지시키는 신호방향다이오드와; 일측이 상기 신호방향다이오드의 캐소드와 접속되어, 전압감지신호를 소정의 제1전압으로 분압시켜 전류제어신호출력단으로 출력하는 제1감지출력분압저항과; 일측이 상기 제1감지출력분압저항의 타측과 접속되어, 전압감지신호를 소정의 제2전압으로 분압하는 제2감지출력분압저항과; 콜렉터는 상기 제2감지출력분압저항의 타측과 접속되고 에미터는 접지와 접속되어, 소정의 급속충전전압제어신호에 기초하여 상기 제2감지출력분압저항의 타측과 접지간을 온오프제어하는 급속충전제어스위칭소자와; 일측은 상기 급속충전전압제어신호와 접속되고 타측은 상기 급속충전제어스위칭소자의 베이스와 접속되어, 상기 급속충전전압제어신호를 소정의 제1전압으로 분압하는 제1급속충전전압제어신호분압저항과; 일측은 상기 제1급속충전전압신호분압저항의 타측과 접속되고 타측은 접지와 접속되어, 상기 급속충전전압제어신호를 소정의 제2전압으로 분압하는 제2급속충전전압신호분압저항을 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 밧데리는 전원이 충전되도록 복수개 접속된 밧데리셀과; 밧데리의 종류 등의 정보를 설정하는 밧데리셋팅부를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 주제어부는 밧데리의 접속유무 또는 밧데리의 종류 등의 밧데리정보를 감지하는 밧데리감지단계와; 밧데리충전방법에 대한 소정의 사용자선택사양을 감지하는 사용자설정감지단계와; 상기 밧데리감지단계의 감지결과로 부터 밧데리가 접속되어 있는지를 판별하는 밧데리접속판별단계와; 상기 밧데리접속판별단계가 성립되지 않은 경우에 충전모드를 오프시키도록 제어하는 충전모드오프단계와; 상기 밧데리감지단계의 감지결과에 따른 밧데리의 종류에 따라 대응되는 전류충전모드 또는 전압충전모드로서 밧데리를 충전시키도록 제어하는 밧데리충전모드제어단계를 처리하는 기능을 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 밧데리충전모드제어단계는 접속된 밧데리가 소정의 제1밧데리인지를 판별하는 제1밧데리판별단계와; 접속된 밧데리가 소정의 제2밧데리인지를 판별하는 제2밧데리판별단계와; 접속된 밧데리가 소정의 제3밧데리인지를 판별하는 제3밧데리판별단계와; 상기 제1밧데리판별단계가 성립된 경우에 제1밧데리충전모드로서 상기 제1밧데리를 충전시키도록 제어하는 제1밧데리충전제어단계와; 상기 제2밧데리판별단계가 성립된 경우에 제2밧데리충전모드로서 상기 제2밧데리를 충전시키도록 제어하는 제2밧데리충전제어단계와; 상기 제3밧데리판별단계가 성립된 경우에 제3밧데리충전모드로서 상기 제3밧데리를 충전시키도록 제어하는 제3밧데리충전제어단계를 처리하는 기능을 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1밧데리충전제어단계는 사용자선택사양이 급속충전 또는 대용량으로 설정되어 있는지를 판별하는 급속충전모드판별단계와; 상기 급속충전모드판별단계가 성립된 경우에 밧데리를 급속충전전류모드로서 충전시키도록 제어하는 급속충전전류모드온단계와; 상기 급속충전모드판별단계가 성립되지 않은 경우에 밧데리를 일반충전전류모드로서 충전시키도록 제어하는 급속충전전류모드오프단계와; 밧데리의 전압충전모드가 오프되도록 제어하는 전압충전모드오프단계와; 밧데리의 전류충전모드가 온되도록 제어하는 전류충전모드온단계를 처리하는 기능을 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2밧데리충전제어단계는 사용자선택사양이 급속충전 또는 대용량으로 설정되어 있는지를 판별하는 급속충전모드판별단계와; 상기 급속충전모드판별단계가 성립된 경우에 밧데리를 급속충전전압모드로서 충전시키도록 제어하는 급속충전전압모드온단계와; 상기 급속충전모드판별단계가 성립되지 않은 경우에 밧데리를 일반충전전압모드로서 충전시키도록 제어하는 급속충전전압모드오프단계와; 밧데리를 4.1V 전압충전모드로서 충전시키도록 제어하는 4.1V충전모드온단계와; 밧데리의 전압충전모드가 온되도록 제어하는 전압충전모드온단계와; 밧데리의 전류충전모드가 온되도록 제어하는 전류충전모드온단계를 처리하는 기능을 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제3밧데리충전제어단계는 사용자선택사양이 급속충전 또는 대용량으로 설정되어 있는지를 판별하는 급속충전모드판별단계와; 상기 급속충전모드판별단계가 성립된 경우에 밧데리를 급속충전전압모드로서 충전시키도록 제어하는 급속충전전압모드온단계와; 상기 급속충전모드판별단계가 성립되지 않은 경우에 밧데리를 일반충전전압모드로서 충전시키도록 제어하는 급속충전전압모드오프단계와; 밧데리를 4.2V 전압충전모드로서 충전시키도록 제어하는 4.2V충전모드온단계와; 밧데리의 전압충전모드가 온되도록 제어하는 전압충전모드온단계와; 밧데리의 전류충전모드가 온되도록 제어하는 전류충전모드온단계를 처리하는 기능을 포함한다.

본 발명은 휴대용밧데리 충전장치에 관한 것으로, 탈착가능하면서 충전전압 및 용량이 각각 다르게 구성된 밧데리와; 밧데리의 장착여부 및 종류를 감지하는 밧데리감지부와; 상기 밧데리감지부로 부터 감지된 밧데리의 종류에 따른 소정의 기준전압제어신호에 기초하여, 상기 밧데리에 충전되는 전압이 상기 기준전압제어신호의 레벨의 범위에 해당되는지를 판별하여 소정의 전압감지신호를 출력하는 전압감지부와; 소정의 전압제어 이네이블신호에 따라 출력기능이 온오프되면서, 상기 전압감지부로 부터의 전압감지신호와 소정의 급속충전전압제어신호에 기초하여 전류제어신호를 출력하는 전압제어부와; 상기 밧데리감지부로 부터 감지된 밧데리의 장착여부 및 종류에 기초하여 상기 전류제어부 및 전압제어부를 전류충전모드 또는 전압충전모드로 제어함으로써, 밧데리를 충전시키는 주제어부를 구비하여 구성되어, 밧데리의 종류를 감지하여 전류충전모드 또는 전압충전모드로서 밧데리를 충전할 수 있고, 급속충전모드로서 충전시킬 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

실시예1

도 2 내지 도 9을 참조하면, 본 발명의 신규한 휴대용 밧데리충전장치는 정전류공급부(200)와, 전류감지부(300), 전류제어부(600), 밧데리감지부(400), 전압감지부(710), 전압제어부(700)및, 주제어부(800)를 구비하여, 밧데리의 종류를 감지하여 전류충전모드 또는 전압충전모드로서 밧데리를 충전시킬 수 있고, 급속충전모드로서 충전시킬 수 있다.

도면에서 밧데리감지부(400)는 밧데리(500)의 장착여부 및 종류를 감지한다.

그리고 전압감지부(710)는 상기 밧데리감지부(400)로 부터 감지된 밧데리의 종류에 따른 소정의 기준전압제어신호(V_TYPE)에 기초하여, 상기 밧데리(500)에 충전되는 전압이 상기 기준전압제어신호(V_TYPE)의 레벨의 범위에 해당되는지를 판별하여 소정의 전압감지신호(VS3)를 출력한다.

또한, 전압제어부(700)는 소정의 전압제어 이네이블신호(V_EN)에 따라 출력기능이 온오프되면서, 상기 전압감지부(710)로 부터의 전압감지신호(VS3)와 소정의 급속충전전압제어신호(V_QEN)에 기초하여 전류제어신호(VC1)를 출력한다.

주제어부(800)는 상기 밧데리감지부(400)로 부터 감지된 밧데리의 장착여부 및 종류에 기초하여 상기 전류제어부(600) 및 전압제어부(700)를 전류충전모드 또는 전압충전모드로 제어함으로써 밧데리(500)를 충전시킨다.

첫 번째는 셀전압이 예컨대 4.1V인 Li_ION밧데리를 일반충전모드로 충전시키는 경우를 예로 들어 설명한다.

먼저, 제어부(800)는 밧데리감지부(400)로 부터 밧데리(500)의 종류를 감지한다(S200). 즉, 밧데리감지부(400)은 도 4A에 도시된 밧데리(500)의 밧데리셋팅부(503)로 부터 밧데리의 설정상태를 감지한다. 이때, 밧데리감지부(400)는 상기 밧데리가 4.1V Li_ION으로 설정되어 있으므로, 데이터단자(D)로 부터는 하이레벨(H), 클럭단자(C)로 부터는 로우레벨(L)의 신호를 감지하게 된다. 또한, 제어부(800)는 사용자설정상태를 감지한다(S300).

다음으로, 상기 밧데리감지(S200)와 사용자설정감지(S300)상태를 판별하여 밧데리가 접속되어 있는지를 판별한다(S400). 여기서는 밧데리가 접속되어 있으므로 제어부(800)는 밧데리충전모드를 수행하게 된다(S600).

밧데리충전모드에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 밧데리의 종류를 Li_ION 4.1V로 판별하고(S620), Li_ION 4.1V밧데리 충전제어를 시작하게 된다(S650).

즉, 제어부(800)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 사용자설정상태를 판별하여(S652) 급속충전전압제어신호(V_QEN)를 로우레벨로 출력한다(S654). 그리고 상기 밧데리감지부(400)로 부터 감지된 신호에 기초하여 전압제어이네이블신호(V_EN)와 전류제어이네이블신호(I_EN)는 하이레벨로 출력하고, 충전전압제어신호(V_TYPE)은 로우레벨로 출력한다(S655∼S657).

그러므로, NMOSFET(Q8)는 스위칭오프되어, 저항 R22와 R23으로 분압된 밧데리전압이 연산증폭기(IC3)의 반전입력단(-)으로 입력된다. 따라서, 상기 저항 R22와 R23의 전압분배쌍에 의해 분압된 전압이 기준전압(Vref)보다 낮은 동안은 상기 연산증폭기(IC3)는 하이레벨신호를 출력하여 트랜지스터(Q7)를 스위칭온시킨다.

한편, 전압제어이네이블신호(V_EN)가 하이레벨이므로 트랜지스터(Q6)와 트랜지스터(Q5)가 동작됨으로써, 상기 트랜지스터(Q7)으로 부터의 전압감지신호는 다이오드(D4)와 저항(R11)를 통해 전류제어부(600)의 PWM집적회로(IC1)의 전류제어신호입력단(FB)으로 입력되게 된다.

따라서, 전압감지부(710)에 의한 밧데리의 전압감지에 의해 정전류제어부(600)의 동작이 제어됨으로써 4.1V충전모드의 일반충전이 이루어지게 된다.

두 번째는 셀전압이 예컨대 4.2V인 Li_ION밧데리를 급속충전모드로 충전시키는 경우를 예로 들어 설명한다.

먼저, 제어부(800)는 밧데리감지부(400)로 부터 밧데리(500)의 종류를 감지한다(S200). 즉, 밧데리감지부(400)은 도 4A에 도시된 밧데리(500)의 밧데리셋팅부(503)로 부터 밧데리의 설정상태를 감지한다. 이때, 밧데리감지부(400)는 상기 밧데리가 4.2V Li_ION으로 설정되어 있으므로, 데이터단자(D)로 부터는 하이레벨(L), 클럭단자(C)로 부터는 로우레벨(H)의 신호를 감지하게 된다. 또한, 제어부(800)는 사용자설정상태를 감지한다(S300).

밧데리충전모드에서는 도 6에 도시된 바와 같이, 밧데리의 종류를 Li_ION 4.2V로 판별하고(S630), Li_ION 4.2V밧데리 충전제어를 시작하게 된다(S660).

즉, 제어부(800)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 사용자설정상태를 판별하여(S662) 급속충전전압제어신호(V_QEN)를 하이레벨로 출력한다(S663). 그리고 상기 밧데리감지부(400)로 부터 감지된 신호에 기초하여 전압제어이네이블신호(V_EN)와 충전전압제어신호(V_TYPE)및 전류제어이네이블신호(I_EN)를 하이레벨로 출력한다(S665∼S667).

그러므로 NMOSFET(Q8)는 스위칭온되어, 병렬저항(R23,R24)와 직렬저항(R22)의 전압분배쌍에 의해 분압된 전압이 기준전압(Vref)보다 낮은 동안은 상기 연산증폭기(IC3)는 하이레벨신호를 출력하여 트랜지스터(Q7)를 스위칭온시킨다.

한편, 급속충전전압제어신호(V_QEN)가 하이레벨이므로 트랜지스터(Q4)가 동작됨으로써, 다이오드(D4)를 통한 전압감지신호는 저항 R11과 R12의해 분배되어 R12의 전압이 상기 전류제어부(600)의 PWM집적회로(IC1)의 전류제어신호입력단(FB)으로 입력되게 된다. 따라서, 보통충전모드에서 보다 저항 R12에 의한 전압분배효과만큼의 낮은 전압이 상기 PWM집적회로(IC1)의 전류제어신호입력단(FB)으로 입력되게 됨으로써 4.2V 충전모드의 고속충전이 이루어지게 된다.

실시예2

도 10은 본 발명의 2실시예에 따른 밧데리충전장치를 예컨대 노트북 컴퓨터에 적용한 예를 나타낸 도면으로, 부호 20은 CPU, 30은 ROM, 40은 RAM, 50은 CRT, 60은 HDD, 70은 FDD, 80은 키입력부를 각각 나타낸다.

도면에 도시된 바와 같이 외부로 부터의 상용전원은 전원부(100)를 통해 컴퓨터의 각 전원입력단으로 공급되면서, 밧데리충전장치(900)를 통해 밧데리(500)를 충전시키게 된다.

이때, 외부로 부터 상용전원이 공급되지 않게 되면, 밧데리(500)에 충전된 전압이 컴퓨터의 각 전원입력단으로 공급되게 된다.

그리고, 밧데리(500)의 접속여부 및 밧데리의 종류에 대한 각종 정보는 밧데리충전장치(900)와 시스템버스를 통해 CPU(20)로 전송된다.

이때, 사용자는 밧데리충전모드 및 밧데리의 종류를 선택입력할 수 있다.

도 11은 본 발명의 2실시예에서 사용자선택사양을 모니터의 윈도우화면을 통해 입력하는 예를 나타낸 도면이다.

도면에 도시된 바와 같이 사용자는 접속되는 밧데리의 종류를 예컨대 4.1V Li_ION으로 선택할 수 있고, 밧데리가 대용량이거나 급속충전을 요하는 경우에는 해당 옵션을 선택하면 된다.

본 발명은 종래의 밧데리충전장치는 밧데리의 종류에 따른 다양한 셀전압에 따라 충전할 수 없는 문제점을 해결한 것으로, 밧데리의 종류를 감지하여 전류충전모드 또는 전압충전모드로서 밧데리를 충전할 수 있고, 급속충전모드로서 충전시킬 수 있다.

Claims

상용의 전원(AC)으로 부터의 전력을 소정의 직류전압으로 정류하여 출력하는 전원부(100)와; 소정의 전원공급스위칭신호(CC1)에 기초하여 상기 전원부(100)로 부터 밧데리에 공급되는 직류전원을 온오프제어하는 정전류공급부(200)와; 상기 밧데리로 공급되는 전류를 감지하여 소정의 전류감지신호(CS2)로서 출력하는 전류감지부(300)와; 소정의 전류제어 이네이블신호(I_EN)에 따라 출력기능이 온오프되면서, 상기 전류감지부(300)로 부터의 전류감지신호(CS2)와 소정의 급속충전전류제어신호(I_QEN)에 기초하여 소정의 전원공급 스위칭신호(CC1)를 출력하는 전류제어부(600)를 구비하고, 상기 전원부(100)로 부터의 공급된 직류전원을 소정의 밧데리에 충전시키는 밧데리 충전장치에 있어서:

탈착가능하면서 충전전압 및 용량이 각각 다르게 구성된 밧데리(500)와;

밧데리(500)의 장착여부 및 종류를 감지하는 밧데리감지부(400)와;

상기 밧데리감지부(400)로 부터 감지된 밧데리의 종류에 따른 소정의 기준전압제어신호(V_TYPE)에 기초하여, 상기 밧데리(500)에 충전되는 전압이 상기 기준전압제어신호(V_TYPE)의 레벨의 범위에 해당되는지를 판별하여 소정의 전압감지신호(VS3)를 출력하는 전압감지부(710)와;

소정의 전압제어 이네이블신호(V_EN)에 따라 출력기능이 온오프되면서, 상기 전압감지부(710)로 부터의 전압감지신호(VS3)와 소정의 급속충전전압제어신호(V_QEN)에 기초하여 전류제어신호(VC1)를 출력하는 전압제어부(700)와;

상기 밧데리감지부(400)로 부터 감지된 밧데리의 장착여부 및 종류에 기초하여 상기 전류제어부(600) 및 전압제어부(700)를 전류충전모드 또는 전압충전모드로 제어함으로써 밧데리(500)를 충전시키는 주제어부(800)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용밧데리 충전장치.
제1항에 있어서,

상기 전압감지부(710)는 일측이 밧데리(500)의 전원단자측과 접속되어 밧데리전압을 소정의 제1전압으로 분압하는 제1밧데리분압저항(R22)과;

일측은 상기 제1밧데리분압저항(R22)의 타측과 접속되고 타측은 접지와 접속되어, 상기 밧데리전압을 소정의 제2전압으로 분압하는 제2밧데리분압저항(R23)과;

일측이 상기 제1 및 제2밧데리분압저항(R22, R23)간에 접속되어, 상기 제2밧데리분압저항(R23)과 선택적으로 병렬회로를 구성하는 제3밧데리분압저항(R24)과;

소스단은 상기 제3밧데리분압저항(R24)의 타측과 접속되고 드레인은 접지와 접속되어, 소정의 충전전압제어신호(V_TYPE)에 따라 상기 제2 와 제3밧데리분압저항(R23, R24)의 병렬저항회로의 구성을 온오프시킴으로써 충전전압을 제어하는 충전전압제어스위칭소자(Q8)와;

상기 충전전압제어스위칭소자(Q8)의 게이트와 접지간에 접속되어, 상기 충전전압제어스위칭소자(Q8)의 게이트에 입력되는 충전전압제어신호(V_TYPE)를 소정의 레벨로 분압시키는 충전전압제어신호분압저항(R25)과;

제1비교신호입력단(+)은 소정의 기준전압원(Vref)의 음극단과 접속되고 제2비교신호입력단(-)은 상기 제1 및 제2밧데리분압저항(R22, R23)간에 접속된 제2연산증폭기(IC3)와;

콜렉터는 상기 밧데리전압과 접속되고 베이스는 상기 제2연산증폭기(IC3)의 출력단과 접속되어, 상기 제2연산증폭기(IC3)의 출력에 기초하여 소정의 전압감지신호(VS3)를 출력하는 전압감지신호출력트랜지스터(Q7)와;

초기동작시 상기 제2밧데리분압저항(R23)의 양단간의 전압을 전압감지신호(VS3)로써 출력시키는 초기구동콘덴서(C4)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용밧데리 충전장치.
제1항에 있어서,

상기 전압제어부(700)는 일측이 상기 전압감지부(710)로 부터의 전압감지신호(VS3)와 접속되어 전압감지신호(VS3)를 소정의 제1전압으로 분압하는 제1감지신호분압저항(R17)과;

일측이 상기 제1감지신호분압저항(R17)의 타측과 접속되어 상기 전압감지신호(VS3)를 소정의 제2전압으로 분압하는 제2감지신호분압저항(R16)과;

콜렉터는 상기 제2감지신호분압저항(R16)의 타측과 접속되고 에미터는 접지와 접속되어, 소정의 전압제어이네이블신호(V_EN)에 기초하여 상기 제2감지신호분압저항(R16)의 타측과 접지간을 온오프제어하는 전압제어이네이블스위칭소자(Q6)와;

일측은 전압제어이네이블신호(V_EN)와 접속되고 타측은 상기 전압제어이네이블스위칭소자(Q6)의 베이스와 접속되어 상기 전압제어이네이블신호(V_EN)를 소정의 세기로 인가하는 전압제어이네이블신호전송저항(R15)과;

에미터는 상기 전압감지신호(VS3)와 접속되고 베이스는 상기 제1 및 제2감지신호분압저항(R17, R16)간에 접속된 전압제어이네이블스위칭소자(Q5)와;

애노드가 상기 전압제어이네이블스위칭소자(Q5)의 콜렉터와 접속되어 전압감지신호(VS3)의 전송방향을 유지시키는 신호방향다이오드(D4)와;

일측이 상기 신호방향다이오드(D4)의 캐소드와 접속되어, 전압감지신호(VS3)를 소정의 제1전압으로 분압시켜 전류제어신호출력단(VC1)으로 출력하는 제1감지출력분압저항(R11)과;

일측이 상기 제1감지출력분압저항(R11)의 타측과 접속되어, 전압감지신호(VS3)를 소정의 제2전압으로 분압하는 제2감지출력분압저항(R12)과;

콜렉터는 상기 제2감지출력분압저항(R12)의 타측과 접속되고 에미터는 접지와 접속되어, 소정의 급속충전전압제어신호(V_QEN)에 기초하여 상기 제2감지출력분압저항(R12)의 타측과 접지간을 온오프제어하는 급속충전제어스위칭소자(Q4)와;

일측은 상기 급속충전전압제어신호(V_QEN)와 접속되고 타측은 상기 급속충전제어스위칭소자(Q4)의 베이스와 접속되어, 상기 급속충전전압제어신호(V_QEN)를 소정의 제1전압으로 분압하는 제1급속충전전압제어신호분압저항(R14)과;

일측은 상기 제1급속충전전압신호분압저항(R14)의 타측과 접속되고 타측은 접지와 접속되어, 상기 급속충전전압제어신호(V_QEN)를 소정의 제2전압으로 분압하는 제2급속충전전압신호분압저항(R13)을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용밧데리 충전장치.
제1항에 있어서,

상기 밧데리(500)는 전원이 충전되도록 복수개 접속된 밧데리셀(501)과;

밧데리의 종류 등의 정보를 설정하는 밧데리셋팅부(503)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용밧데리 충전장치.
제1항에 있어서,

상기 주제어부(800)는 밧데리(500)의 접속유무 또는 밧데리의 종류 등의 밧데리정보를 감지하는 밧데리감지단계(S200)와;

밧데리충전방법에 대한 소정의 사용자선택사양을 감지하는 사용자설정감지단계(S300)와;

상기 밧데리감지단계(S200)의 감지결과로 부터 밧데리(500)가 접속되어 있는지를 판별하는 밧데리접속판별단계(S400)와;

상기 밧데리접속판별단계(S400)가 성립되지 않은 경우에 충전모드를 오프시키도록 제어하는 충전모드오프단계(S500)와;

상기 밧데리감지단계(S200)의 감지결과에 따른 밧데리의 종류에 따라 대응되는 전류충전모드 또는 전압충전모드로서 밧데리를 충전시키도록 제어하는 밧데리충전모드제어단계(S600)를 처리하는 기능을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용밧데리 충전장치.
제5항에 있어서,

상기 밧데리충전모드제어단계(S600)는 접속된 밧데리가 소정의 제1밧데리(Ni_MH)인지를 판별하는 제1밧데리판별단계(S610)와;

접속된 밧데리가 소정의 제2밧데리(4.1V_Li_ION)인지를 판별하는 제2밧데리판별단계(S620)와;

접속된 밧데리가 소정의 제3밧데리(4.2V_Li_ION)인지를 판별하는 제3밧데리판별단계(S630)와;

상기 제1밧데리판별단계(S610)가 성립된 경우에 제1밧데리충전모드로서 상기 제1밧데리(Ni_MH)를 충전시키도록 제어하는 제1밧데리충전제어단계(S640)와;

상기 제2밧데리판별단계(S620)가 성립된 경우에 제2밧데리충전모드로서 상기 제2밧데리(4.1V_Li_ION)를 충전시키도록 제어하는 제2밧데리충전제어단계(S650)와;

상기 제3밧데리판별단계(S630)가 성립된 경우에 제3밧데리충전모드로서 상기 제3밧데리(4.2V_Li_ION)를 충전시키도록 제어하는 제3밧데리충전제어단계(S660)를 처리하는 기능을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용밧데리 충전장치.