KR19980026945A

KR19980026945A - 밧데리충전기의 과전류보호장치

Info

Publication number: KR19980026945A
Application number: KR1019960045547A
Authority: KR
Inventors: 이창흠
Original assignee: 김광호; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1996-10-12
Filing date: 1996-10-12
Publication date: 1998-07-15

Abstract

본 발명은 밧데리충전기의 과전류보호장치에 관한 것으로, 전류감지부의 전류감지저항으로 흐르는 전류를 소정의 레벨이상으로 증폭시켜 출력하는 전류증폭회로와; 소정의 기준전압과 전류증폭회로로 부터 출력되는 전압을 비교하여, 상기 전류증폭회로로 부터의 신호가 과소전류인 경우 소정의 과소전류감지신호를 출력하는 과소전류감지회로와; 소정의 기준전압과 전류증폭회로로 부터 출력되는 전압을 비교하여, 상기 전류증폭회로로 부터의 신호가 과대전류인 경우 소정의 과대전류감지신호를 출력하는 과대전류감지회로와; 상기 주제어부로 부터 소정의 충전모드제어신호를 소정의 레벨로 변환시켜 출력하는 충전모드감지회로와; 상기 충전모드감지회로로 부터의 충전모드제어신호와, 과소전류감지회로로 부터의 과소전류판별신호 및, 과대전류감지회로로 부터의 과대전류판별신호에 기초하여 주제어부의 충전이네이블신호를 제어하는 과전류제어회로를 구비하여 구성되어, 밧데리를 전류충전모드 또는 전압충전모드로 충전시킬 수 있고, 선택적으로 급속충전모드로 충전시킬 수 있으며, 과전류를 제어할 수 있다.

Description

밧데리충전기의 과전류보호장치(Over current control apparatus Of Battery charger)

본 발명은 밧데리충전장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 밧데리의 종류에 따라 충전전압 또는 용량이 다르더라도 그에 대응시켜 전류충전모드 또는 전압충전모드로 충전시키면서 과소전류 또는 과대전류를 감지하여 충전동작을 제어할 수 있는 밧데리충전기의 과전류보호장치에 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 예컨대 전류충전모드(CC) 또는 전압충전모드(CV)로 적절하게 충전시켜야 한다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 밧데리충전장치의 블록도로서, 부호 10은 전원부, 20은 정전류공급부, 30는 전류감지부, 40은 전류제어부, 50은 충전전류선택부, 60은 충전모드선택부, 70은 전압제어부, 80은 밧데리, 90은 밧데리감지부, 100은 제어부를 각각 나타낸다.

먼저, 전원부(10)는 교류전원(AC)을 소정의 직류전압으로 정류하여 출력한다. 이와같이 출력된 직류전원이 정전류공급부(20)와 전류감지부(30)를 거쳐 밧데리(80)에 공급되면 소정의 전원이 충전되기 시작한다.

상기 전류감지부(30)는 전원부(10)로 부터 밧데리(80)로 공급되는 전류를 감지하여 소정의 전류감지신호로서 출력한다.

이어서 전류제어부(40)는 상기와 같이 전류감지부(30)로 부터 감지된 전류감지신호와 제어부(100)로 부터의 제어하고자하는 소정의 설정상태를 비교하여 소정의 전원공급제어신호(VSW)를 출력하게 된다.

즉, 상기 정전류공급부(20)는 상기 전류제어부(40)로 부터의 전원공급제어신호(VSW)에 기초하여 전원부(10)로 부터 밧데리(80)로 공급되는 전원을 차단하거나 접속시키게 된다.

이하, 도 2의 전류충전모드로 동작하는 회로부분을 참조하여 종래의 실시예를 설명한다.

먼저, 정전류공급부(20)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 전원공급제어신호(VSW)에 기초하여 직류전원을 온오프제어한다.

상기 PMOSFET(Q3)의 드레인과 출력단(CP1)간에는 코일(L1)이 접속된다. 또한, 다이오드(D2)는 캐소드가 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 전원공급제어신호(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 전원공급제어신호(VSW)가 입력되어, 전원공급제어신호(VSW)의 온오프에 기초하여 상기 전원전압을 소정의 제2전압으로 분압시킨다.

이어서, 전류감지부(30)를 설명하면, 저항(R11)은 전원부측과 밧데리측간에 직렬로 접속되어 밧데리로 공급되는 전류를 감지한다.

그리고, 저항(R12)은 일측이 상기 전류감지저항(R11)의 전류입력단(A)과 접속되어 전원전압을 소정의 제1전압으로 분압하고, 저항(R14)은 일측이 상기 저항(R12)의 타측과 접속되고 타측은 접지와 접속되어, 전원전압을 소정의 제2전압으로 분압한다.

또한, 연산증폭기(IC2)는 비반전입력단(+)이 상기 저항(R12)과 저항(R14)간에 접속된다. 그리고, 상기 연산증폭기(IC2)의 반전입력단(-)은 일측이 상기 전류감지저항(R11)과 전류출력단(B)간에 접속된 제1비례저항(R13)이 접속된다. 또한, 연산증폭기(IC2)의 반전입력단(-)과 출력단간에는 제2비례저항(R10)이 접속된다.

따라서 연산증폭기(IC2)의 출력단으로는 상기 전류감지저항(R11)에 의해 감지된 전류에 비례된 전류감지신호가 출력되게 된다. 여기서 증폭도는 저항 R13과 R10의 비에 의해 정해진다. 그리고 저항(R9)는 상기 전류감지부(30)로 부터 출력되는 전류감지신호를 소정의 제1전압으로 분압시킨다.

한편, 전류제어부(40)는 예컨대 PWM집적회로(IC1)로 구성되어 있는 바, 전원공급단(VIN)으로 소정의 전원전압이 인가되고, 전류이네이블신호입력단(EV)으로 충전이네이블신호(CHG_EN)가 입력되고, 전류제어신호입력단(FB)은 전류감지부(30)와 충전전류선택부(50)및 충전모드선택부(60)로 부터의 소정의 전류제어신호가 입력되고, 전원공급제어신호출력단(VSW)으로는 상기 전류이네이블신호입력단(EV)으로 입력되는 이네이블신호에 기초하여 상기 전류제어신호입력단(FB)의 전류제어신호에 대응된 스위칭신호를 출력한다.

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

계속해서, 충전전류선택부(50)를 설명하면, 전류제어부(40)의 전류제어신호입력단(FB)과 접지간에 접속되어, 전류제어신호를 소정의 전압으로 분압시킨다. 그리고, 저항(R6)은 상기 저항(R8)과 선택적으로 병렬저항회로를 구성할 수 있도록 일단이 상기 전류제어부(40)의 전류제어신호입력단(FB)과 접속된다.

트랜지스터(Q2)는 콜렉터가 상기 저항(R6)의 타단과 접속되고, 에미터가 접지와 접속되어 베이스로 입력되는 소정의 급속충전전류제어신호(F_Q)에 따라, 상기 저항 R8 과 R9를 선택적으로 병렬회로를 구성시키게 된다.

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

도면에서 전압제어부(70)는 밧데리(80)를 소정의 전압충전모드(CV)로서 충전시키고자 하는 경우에 밧데리에 충전된 전압을 감지하여 소정의 전압감지신호를 출력하게 된다.

이와 같이 전압제어부(70)로 부터 출력된 전압감지신호는 충전모드선택부(60)로 출력되어, 전류충전모드(CC)와 전압충전모드(CV)에 기초하여 제어됨으로써, 밧데리를 전류충전모드(CC)와 전압충전모드(CV)로서 전환시키면서 충전시킬 수 있다.

그러나 상술한 바와 같은 종래의 밧데리 충전장치는 예컨대 전류충전모드(CV)에서 밧데리의 충전이 완료된 경우에 충전을 종료시킬 수 없는 문제점이 있다. 또한, 밧데리용량의 과다에 의한 과부하 또는 단락 등에 의해 과전류가 흐르는 경우에 충전동작을 차단시킬 수 없는 문제점이 있다.

이러한 문제로 인하여, 밧데리의 수명이 단축되게 되고, 충전회로의 손상이 발생되게 된다.

따라서, 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 전류충전모드 또는 전압충전모드로 충전시킬 수 있고, 선택적으로 급속충전모드로 충전시킬 수 있으며, 과전류를 제어할 수 있는 밧데리충전기의 과전류보호장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 실시예에 따른 밧데리충전장치의 블록도;

도 2는 종래의 실시예에 따른 밧데리충전장치의 상세한 회로도;

도 3은 본 발명의 1실시예에 따른 밧데리충전기와 과전류보호장치를 개략적으로 도시한 블록도;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 과전류보호장치를 상세하게 도시한 회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

200: 전원부210: 정전류공급부

220: 전류제어부230: 충전전류선택부

240: 충전모드선택부250: 전류감지부

260: 전류증폭회로270: 과소전류감지회로

280: 과대전류감지회로290: 과전류제어회로

300: 충전모드감지회로310: 전압제어부

320: 밧데리330: 밧데리감지부

340: 주제어부

상술한 목적을 달성하기 위해 제안된 본 발명의 특징에 의하면 밧데리충전기의 과전류보호장치는, 전류감지부의 전류감지저항으로 흐르는 전류를 소정의 레벨이상으로 증폭시키는 전류증폭회로와; 소정의 기준전압과 전류증폭회로로 부터 출력되는 전압을 비교하여, 전류증폭회로로 부터의 신호가 과소전류인 경우 소정의 과소전류판별신호를 출력하는 과소전류감지회로와; 소정의 기준전압과 전류증폭회로로 부터 출력되는 전압을 비교하여, 전류증폭회로로 부터의 신호가 과대전류인 경우 소정의 과대전류판별신호를 출력하는 과대전류감지회로와; 상기 주제어부로 부터 소정의 모드제어신호를 소정의 레벨로 변환시켜 출력하는 충전모드감지회로와; 상기 충전모드감지회로로 부터의 충전모드감지신호와, 과소전류감지회로로 부터의 과소전류판별신호 및, 과대전류감지회로로 부터의 과대전류판별신호를 판별하여 소정의 충전이네이블제어신호를 출력하는 과전류제어회로를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전류증폭회로는 일단이 상기 전류감지부의 전류감지저항의 전류입력단과 접속되어, 상기 전류입력단의 전압을 소정의 제1전압으로 분압하는 제1분압저항과; 일단은 상기 제1분압저항의 타단과 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 상기 전류입력단의 전압을 소정의 제2전압으로 분압하는 제2분압저항과; 일단은 상기 제1 및 제2분압저항간에 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 상기 제2분압저항의 전압을 소정의 안정화시키는 전압안정캐패시터와; 일단이 상기 전류감지부의 전류감지저항의 전류출력단과 접속되어, 상기 전류출력단의 전압을 소정의 레벨로 분압시키는 제2비교신호공급저항과; 비반전신호입력단은 상기 제1 및 제2분압저항간에 접속되고 반전신호입력단은 상기 제2비교신호공급저항의 타단과 접속되어, 비반전신호입력단과 반전신호입력단의 신호를 비교하여 출력하는 전류증폭연산증폭기와; 상기 전류증폭연상증폭기의 증폭도를 제어하는 증폭비율저항을 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 과소전류감지회로는 일단이 전원전압과 접속되어, 전원전압을 소정의 비율로 제어하여 공급하는 기준전압전원공급저항; 상기 기준전원공급저항의 타단과 접지간에 접속되어, 소정의 기준전압을 일정게 유지시키는 기준전압다이오드와; 비반전신호입력단은 상기 기준전압공급저항와 기준전압다이오드간에 접속되어 상기 소정의 기준전압이 입력되고, 반전신호입력단은 전류증폭회로의 출력신호가 입력되어, 상기 비반전신호입력단과 반전신호입력단의 신호를 비교하여 과소전류감지신호를 출력하는 과소전류감지연산증폭기를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 과대전류감지회로는 일단이 상기 전류증폭회로의 출력신호와 접속되어, 상기 출력신호를 소정의 제1전압으로 분압시키는 제1감지전류분압저항과; 일단은 상기 제1감지전류분압저항과 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 전류증폭회로로 부터의 출력신호를 소정의 제2전압으로 분압시키는 제2감지전류분압저항과; 비반전신호입력단은 상기 제1 및 제2감지전류분압저항간에 접속되고 반전신호입력단은 소정의 기준전압이 입력되어, 상기 비반전신호입력단과 반전신호입력단의 신호를 비교하여 출력하는 과대전류감지신호를 출력하는 과대전류감지연산증폭기와; 상기 과대전류감지연산증폭기로 부터 출력되는 과대전류감지신호를 소정의 레벨로 변환시켜 출력시키는 과대전류감지신호출력저항을 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 충전모드감지회로는 일단이 소정의 전원전압과 접속되어, 소정의 제1전압으로 분압시키는 제1전원전압분압저항과; 일단은 상기 제1전원전압분압저항(R241)의 타단과 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 상기 전원전압을 소정의 제2전압으로 분압시키는 제2전원전압분압저항과; 일단이 소정의 전원전압과 접속되어, 소정의 전압으로 분압시키는 트랜지스터전원공급저항과; 베이스는 상기 제1 및 제2전원전압분압저항간에 접속되고 콜렉터는 상기 트랜지스터전원공급저항의 타단에 접속되고 에미터는 접지와 접속되어, 상기 주제어부로 부터의 충전모드신호에 기초하여 소정의 레벨의 온오프스위칭신호를 출력하는 모드신호구동트랜지스터와; 일단은 상기 모드신호구동트랜지스터의 콜렉터에 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 상기 모드신호구동트랜지스터의 출력신호를 안정시키는 출력신호안정캐패시터를 포함한다.

이 특징의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 과전류제어회로는 일단은 상기 과소전류감지회로의 출력단과 접속되고 타단은 상기 충전모드감지회로의 출력단과 접속되어, 상기 입력신호를 논리곱하여 출력하는 과소전류판별앤드게이트와; 일단이 상기 과소전류판별앤드게이트의 출력단과 접속되어, 상기 과소전류판별앤드게이트의 출력신호를 소정의 레벨로 변화시켜 출력하는 과소전류판별신호출력저항과; 베이스는 상기 과대전류감지회로의 출력단과 접속되고 콜렉터는 주제어부의 충전이네이블신호출력단과 접속되고 에미터는 접지와 접속되어, 과전류스위칭신호를 제어하는 과전류판별제어신호출력트랜지스터와; 일단은 상기 과전류판별제어신호출력트랜지스터의 베이스와 접속되고 타단은 접지와 접속되, 상기 과전류판벨제어신호출력트랜지스터의 베이스와 에미터간을 소정의 전압레벨로 바이어스시키는 트랜지스터바이어스저항을 포함한다.

본 발명은 밧데리충전장치의 과전류보호장치에 관한 것으로, 전류감지부의 전류감지저항으로 흐르는 전류를 소정의 레벨이상으로 증폭시켜 출력하는 전류증폭회로와; 소정의 기준전압과 전류증폭회로로 부터 출력되는 전압을 비교하여, 상기 전류증폭회로로 부터의 신호가 과소전류인 경우 소정의 과소전류감지신호를 출력하는 과소전류감지회로와; 소정의 기준전압과 전류증폭회로로 부터 출력되는 전압을 비교하여, 상기 전류증폭회로로 부터의 신호가 과대전류인 경우 소정의 과대전류감지신호를 출력하는 과대전류감지회로와; 상기 주제어부로 부터 소정의 충전모드제어신호를 소정의 레벨로 변환시켜 출력하는 충전모드감지회로와; 상기 충전모드감지회로로 부터의 충전모드제어신호와, 과소전류감지회로로 부터의 과소전류판별신호 및, 과대전류감지회로로 부터의 과대전류판별신호에 기초하여 주제어부의 충전이네이블신호를 제어하는 과전류제어회로를 구비하여 구성되어, 밧데리를 전류충전모드 또는 전압충전모드로 충전시킬 수 있고, 선택적으로 급속충전모드로 충전시킬 수 있으며, 과전류를 제어할 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 신규한 밧데리충전기의 과전류보호장치는 전류증폭회로(260)와, 과소전류감지회로(270), 과대전류감지회로(280), 과전류제어회로(290), 충전모드감지회로(300)를 구비하여, 밧데리충전시의 과소전류 또는 과대전류를 감지하여 충전모드를 제어할 수 있다.

도면에서, 전류증폭회로(260)는 전류감지부(250)에 의해 감지된 전원부(200)로 부터 밧데리(320)에 공급되는 전류량을 소정의 세기로 증폭하여 출력한다.

그러면, 과소전류감지회로(270)는 상기 전류증폭회로(260)로 부터의 증폭신호가 소정의 레벨이하인지를 판별하여, 그에 해당될 경우에는 소정의 과소전류감지신호를 출력한다.

또한, 과대전류감지회로(280)는 상기 전류증폭회로(260)로 부터의 증폭신호가 소정의 레벨이상인지를 판별하여, 그에 해당될 경우에는 소정의 과대전류감지신호를 출력한다.

한편, 충전모드감지회로(300)는 전류충전모드(CC) 또는 전압충전모드(CV)에 대한 제어신호를 나타내는 주제어부(340)로 부터의 충전모드제어신호(CHG_MOD)를 소정의 레벨로 반전시켜 출력한다.

그러면, 과전류제어회로(290)는 충전모드제어신호(CHG_MOD)가 전류충전모드이면서 과소전류감지신호가 있는 경우와, 과대전류감지신호가 있는 경우에는 충전을 중단시키도록 전류제어부(220) 또는 주제어부(340)의 충전이네이블신호(CHG_EN)를 제어하게 된다.

이어서, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 밧데리충전기의 과전류보호장치를 상세히 설명한다.

먼저, 도면에 도시된 바와 같이 전류감지저항(R11)을 통해 흐르는 전류의 세기를 정확하게 감지하기 위해, 전류감지저항(R11)의 양단간(A,B)의 전압강하를 증폭하게 된다.

따라서, 전류감지저항(R11)의 전류입력단(A)을 소정의 제1분압저항(R211)과 제2분압저항(R213)으로써, 제1 및 제2전압으로 분압시킨다. 그리고, 제2분압저항(R213)의 양단간의 전압레벨을 안정화시키기 위해 소정의 용량을 갖는 전압안정캐패시터(C211)를 접속한다.

상기 제2분압저항(R213)에 분압되는 신호를 소정의 전류감지연산증폭기(IC211)의 비반전신호입력단(+)에 입력시킨다.

이어서, 전류감지저항(R11)의 전류출력단(B)의 전압을 비교신호공급저항(R212)을 통해 소정의 레벨로 강하시켜 상기 전류감지연산증폭기(IC211)의 반전신호입력단(-)에 입력시킨다. 여기서 상기 전류감지연산증폭기(IC211)의 반전신호입력단(-)와 출력단간에는 증폭도를 결정하게 되는 피드백저항(R214)이 접속되어 있다.

그러므로, 전류감지연산증폭기(IC211)는 상기 전류감지저항(R11)의 양단(A,B)의 정방향의 전압강하에 비례한 전압을 소정의 레벨로 증폭시켜 출력시키게 된다. 이때, 상기 전류감지연산증폭기(IC211)는 반전신호입력단(-)의 전압이 비반전신호입력단(+)의 전압보다 상대적으로 낮게 되므로, 비반전증폭기로서 동작하게 된다.

이와 같이 전류증폭회로(260)로 부터 출력된 전류감지신호는 상기 과소전류감지회로(270)와 과대전류감지회로(280)에 비교신호로서 각각 입력되게 된다.

먼저, 과소전류감지회로(270)에 대해 설명하면, 소정의 기준전압(Vref)을 공급하기 위해, 전류감지저항(R11)의 전류출력단(B)의 전압을 저항(R212)를 통해 소정의 레벨로 강하시킨다. 이와 같이 전압강하된 전압은 소정의 제너다이오드(D221)에 공급되어 일정한 레벨로 유지된다.

상기 기준전압(Vref)은 과소전류감지연산증폭기(IC221)의 비반전신호입력단(+)에 기준신호로서 입력된다. 그리고, 상기 전류증폭회로(260)로 부터의 전류감지신호는 상기 과소전류감지연산증폭기(IC221)의 반전신호입력단(-)에 비교신호로서 입력된다.

따라서, 과소전류감지연산증폭기(IC221)는 정상충전모드에서는 예컨대 로우레벨의 신호를 출력하는 반전증폭회로로서 동작되고, 충전이 완료되어 과소전류가흐르는 경우에는 하이레벨을 출력하는 비반전증폭회로로서 동작하게 된다.

이어서, 과대전류감지회로(280)에 대해 설명하면, 소정의 기준전압(Vref)을 공급하기 위해 상기 과소전류감지회로(270)에서 저항(R215)와 제너다아오드(D221)의 회로에 의해 만들어진 전압을 사용한다.

상기 기준전압(Vref)은 과대전류감지연산증폭기(IC231)의 반전신호입력단(-)에 기준신호로서 입력된다.

그리고, 상기 전류증폭회로(260)로 부터의 전류감지신호는 분압저항 R231과 R232로 분압시켜, 상기 과대전류감지연산증폭기(IC231)의 비반전신호입력단(+)에 비교신호로서 입력된다.

따라서, 과대전류감지연산증폭기(IC231)는 정상충전모드에서는 예컨대 로우레벨의 신호를 출력하는 반전증폭회로로서 동작되고, 과부하 또는 단락 등에 의해 과대전류가 흐르는 경우에는 하이레벨을 출력하는 비반전증폭회로로서 동작하게 된다.

계속해서, 충전모드감지회로(300)에 대해 설명하면, 예컨대 전압충전모드(CV)에서 주제어부(340)로 부터의 충전모드신호(CHG_MOD)는 하이레벨의 신호가 출력된다.

이와같은 하이레벨신호(전압충전모드를 나타냄)는 모드신호구동트랜지스터(Q241)에 의해 반전되게 된다. 즉, 충전모드감지회로(300)로 부터 출력되는 신호는, 전압충전모드(CHG_MOD는 하이레벨)에서는 로우레벨이되고, 전류충전모드(CHG_MOD는 로우레벨)에서는 하이레벨이 된다.

그러므로, 과전류제어회로(290)는 상기 과소전류감지회로(270)로 부터 과소전류가감지되고(하이레벨), 충전모드감지회로(300)로 부터 전류충전모드(하이레벨)로 판별되면 앤드게이트(IC251)는 하이레벨을 출력하게 되어, 과전류판별제어신호출력트랜지스터(Q251)가 스위칭온동작됨으로써, 주제어부(340)의 충전이네이블신호(CHG_EN)는 로우레벨이 되게 된다.

한편, 과부하 또는 단락 등의 원인으로 과대전류감지회로(280)로 부터 과대전류가 감지되면(하이레벨출력), 상기 과전류판별제어신호출력트랜지스터(Q251)가 스위칭온 동작됨으로써, 주제어부(340)의 충전이네이블신호(CHG_EN)는 로우레벨이 된다.

따라서, 밧데리의 충전이 모두 이루어진 경우와 과부하 또는 단락이 감지되면, 주제어부(340)로 부터 출력되는 충전이네이블신호(CHG_EN)가 로우레벨이 되게되어, 전류제어부(220)는 전원공급제어신호(VSW)를 로우레벨로 출력시켜 정전류공급부(210)의 충전동작을 중단시키게 된다.

본 발명은 종래의 밧데리충전장치는 예컨대 전류충전모드(CV)에서 밧데리의 충전이 완료된 경우에 충전을 종료시킬 수 없는 문제점과, 밧데리용량의 과다에 의한 과부하 또는 단락 등에 의해 과전류가 흐르는 경우에 충전동작을 차단시킬 수 없는 문제점 및, 이러한 문제로 인하여, 밧데리의 수명이 단축되게 되고, 충전회로의 손상이 발생되게 되는 문제점을 해결한 것으로, 전류충전모드 또는 전압충전모드로 충전시킬 수 있고, 선택적으로 급속충전모드로 충전시킬 수 있으며, 과전류를 제어할 수 있다.

Claims

정전류공급부(210)로 부터 밧데리(320)에 공급되는 전류량을 전류감지부(250)로 감지하면서 주제어부(340)에 의해 충전을 제어하는 밧데리충전장치에 있어서,

상기 전류감지부(250)의 전류감지저항(R11)으로 흐르는 전류를 소정의 레벨이상으로 증폭시켜 출력하는 전류증폭회로(260)와;

소정의 기준전압(Vref)과 전류증폭회로(260)로 부터 출력되는 전압을 비교하여, 상기 전류증폭회로(260)로 부터의 신호가 과소전류인 경우 소정의 과소전류감지신호를 출력하는 과소전류감지회로(270)와;

소정의 기준전압(Vref)과 전류증폭회로(260)로 부터 출력되는 전압을 비교하여, 상기 전류증폭회로(260)로 부터의 신호가 과대전류인 경우 소정의 과대전류감지신호를 출력하는 과대전류감지회로(280)와;

상기 주제어부(340)로 부터 소정의 충전모드제어신호(CHG_MOD)를 소정의 레벨로 변환시켜 출력하는 충전모드감지회로(300)와;

상기 충전모드감지회로(300)로 부터의 충전모드제어신호와, 과소전류감지회로(270)로 부터의 과소전류판별신호 및, 과대전류감지회로(280)로 부터의 과대전류판별신호에 기초하여 주제어부(340)의 충전이네이블신호(CHG_EN)를 제어하는 과전류제어회로(290)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리충전기의 과전류보호장치.
제1항에 있어서,

상기 전류증폭회로(260)는 일단이 상기 전류감지부(250)의 전류감지저항(R11)의 전류입력단(A)과 접속되어, 상기 전류입력단(A)의 전압을 소정의 제1전압으로 분압하는 제1분압저항(R211)과;

일단은 상기 제1분압저항(R211)의 타단과 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 상기 전류입력단(A)의 전압을 소정의 제2전압으로 분압하는 제2분압저항(R213)과;

일단은 상기 제1 및 제2분압저항(R211, R213)간에 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 상기 제2분압저항(R213)의 전압을 소정의 레벨로 안정화시키는 전압안정캐패시터(C211)와;

일단이 상기 전류감지부(250)의 전류감지저항(R11)의 전류출력단(B)과 접속되어, 상기 전류출력단(B)의 전압을 소정의 레벨로 분압시키는 제2비교신호공급저항(R212)과;

비반전신호입력단(+)은 상기 제1 및 제2분압저항(R211, R213)간에 접속되고 반전신호입력단(-)은 상기 제2비교신호공급저항(R212)의 타단과 접속되어, 비반전신호입력단(+)과 반전신호입력단(-)의 신호를 비교하여 출력하는 전류감지연산증폭기(IC211)와;

상기 전류감지연산증폭기(IC211)의 증폭도를 제어하는 증폭비율저항(R214)을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리충전기의 과전류보호장치.
제1항에 있어서,

상기 과소전류감지회로(270)는 일단이 전원전압과 접속되어, 전원전압을 소정의 비율로 강하시키는 기준전압전원공급저항(R215)과;

상기 기준전원공급저항(R215)의 타단과 접지간에 접속되어, 소정의 기준전압(Vref)을 일정게 유지시키는 기준전압다이오드(D221)와;

비반전신호입력단(+)은 상기 기준전압공급저항(R215)과 기준전압다이오드(D221)간에 접속되어 상기 소정의 기준전압(Vref)이 입력되고, 반전신호입력단(-)은 전류증폭회로(260)의 출력신호가 입력되어, 상기 비반전신호입력단(+)과 반전신호입력단(-)의 신호를 비교하여 과소전류감지신호를 출력하는 과소전류감지연산증폭기(IC221)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리충전기의 과전류보호장치.
제1항에 있어서,

상기 과대전류감지회로(280)는 일단이 상기 전류증폭회로(260)의 출력신호와 접속되어, 상기 출력신호를 소정의 제1전압으로 분압시키는 제1감지전류분압저항(R231)과;

일단은 상기 제1감지전류분압저항(R231)과 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 전류증폭회로(260)로 부터의 출력신호를 소정의 제2전압으로 분압시키는 제2감지전류분압저항(R232)과;

비반전신호입력단(+)은 상기 제1 및 제2감지전류분압저항(R231,R232)간에 접속되고 반전신호입력단(-)은 소정의 기준전압(Vref)이 입력되어, 상기 비반전신호입력단(+)과 반전신호입력단(-)의 신호를 비교하여 과대전류감지신호를 출력하는 과대전류감지연산증폭기(IC231)와;

상기 과대전류감지연산증폭기(IC231)로 부터 출력되는 과대전류감지신호를 소정의 레벨로 변환시켜 출력시키는 과대전류감지신호출력저항(R233)을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리충전기의 과전류보호장치.
제1항에 있어서,

상기 충전모드감지회로(300)는 일단이 소정의 전원전압(Vcc)과 접속되어, 소정의 제1전압으로 분압시키는 제1전원전압분압저항(R241)과;

일단은 상기 제1전원전압분압저항(R241)의 타단과 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 상기 전원전압(Vcc)을 소정의 제2전압으로 분압시키는 제2전원전압분압저항(R243)과;

일단이 상기 전원전압(Vcc)과 접속되어, 상기 전원전압을 소정의 레벨로 강하시켜 출력하는 트랜지스터전원공급저항(R242)과;

베이스는 상기 제1 및 제2전원전압분압저항(R241, R243)간에 접속되고 콜렉터는 상기 트랜지스터전원공급저항(R242)의 타단에 접속되고 에미터는 접지와 접속되어, 상기 주제어부(340)로 부터의 충전모드신호(CHG_MOD)를 반전시켜 출력하는 모드신호구동트랜지스터(Q241)와;

일단은 상기 모드신호구동트랜지스터(Q241)의 콜렉터에 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 상기 모드신호구동트랜지스터(Q241)의 출력신호를 안정화시키는 출력신호안정캐패시터(C241)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리충전기의 과전류보호장치.
제1항에 있어서,

상기 과전류제어회로(290)는 일단은 상기 과소전류감지회로(270)의 출력단과 접속되고 타단은 상기 충전모드감지회로(300)의 출력단과 접속되어, 상기 복수의 입력신호를 논리곱하여 출력하는 과소전류판별앤드게이트(IC251)와;

일단이 상기 과소전류판별앤드게이트(IC251)의 출력단과 접속되어, 상기 과소전류판별앤드게이트(IC251)의 출력신호를 소정의 레벨로 변환시켜 출력하는 과소전류판별신호출력저항(R251)과;

베이스는 상기 과대전류감지회로(280)의 출력단과 접속되고 콜렉터는 주제어부(340)의 충전이네이블신호(CHG_EN)와 접속되고 에미터는 접지와 접속되어, 주제어부(34)의 충전이네이블신호(CHG_EN)를 제어하는 과전류판별제어신호출력트랜지스터(Q251)와;

일단은 상기 과전류판별제어신호출력트랜지스터(Q251)의 베이스와 접속되고 타단은 접지와 접속되어, 상기 과전류판벨제어신호출력트랜지스터(Q251)의 베이스와 에미터간을 소정의 전압레벨로 바이어스시키는 트랜지스터바이어스저항(R252)을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 밧데리충전기의 과전류보호장치.