KR19990031057U

KR19990031057U - Rechargeable battery circuit

Info

Publication number: KR19990031057U
Application number: KR2019970043764U
Authority: KR
Inventors: 민진식
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 1999-07-26

Abstract

본 고안은 주 전원 동작시 주 전원의 전압 강하분 없는 전압 레벨을 부하 및 충전지에 공급하며, 부하 변동시에도 항상 일정한 전류를 충전지에 유입시킬 수 있도록 하기 위한 충전지 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a rechargeable battery circuit for supplying a voltage level without a voltage drop of the main power source to a load and a rechargeable battery during main power operation, and allowing a constant current to flow into the rechargeable battery at all times even when a load is changed.

본 고안은 PMOS를 이용하여 구성된 스위치를 사용하여 다이오드에 의한 주 전원 전압의 강하 문제를 해결하였으며, 충전지 입력단에 PNP 트랜지스터를 사용하여 부하의 변동시에도 항상 일정한 충전 전류를 충전지에 공급할 수 있도록 한다.The present invention solves the problem of the mains voltage drop caused by the diode by using a switch configured using the PMOS, and by using the PNP transistor at the input of the rechargeable battery, it is possible to always supply a constant charging current to the rechargeable battery even when the load changes.

본 고안은 상기와 같은 간단한 회로 구성을 통해 저 비용으로 안정된 충전지 회로를 구현할 수 있다.The present invention can implement a stable battery circuit at a low cost through the simple circuit configuration as described above.

Description

Rechargeable battery circuit

본 고안은 충전지 회로(Battery Backup Circuit)에 관한 것으로서, 특히 금속 산화 반도체 필드 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor: MOS-FET) 스위칭 회로와 트랜지스터 정전류 회로를 포함하는 충전지 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a battery backup circuit, and more particularly, to a rechargeable battery circuit including a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOS-FET) switching circuit and a transistor constant current circuit.

이동 통신 시스템에서는, 정전시나 주 전원 전압 이상시 회로를 정상적으로 동작시키기 위하여, 충전지를 이용한 회로를 사용하고 있다. 이러한 회로는 주 전원이 온(ON)되어 있을때, 회로에 전원을 공급할 뿐 아니라 충전지에 충전 전류를 공급한다. 주 전원이 오프(OFF)되어 있으면 충전지는 충전되어 있는 전하를 방전함으로써, 회로는 항상 전원을 공급받을 수 있다.In a mobile communication system, a circuit using a rechargeable battery is used to operate the circuit normally in the case of power failure or when the main power supply voltage is abnormal. These circuits not only power the circuit when the main power is on, but also provide charging current to the rechargeable battery. If the main power is OFF, the rechargeable battery discharges the charged charge so that the circuit can always be powered.

상기와 같은 동작을 수행하는 충전지의 충전 특성은 충전지의 종류에 따라 차이가 있다. 그러나 충전지 회로는 기본적으로, 일정한 전류를 충전지에 흘려주어야 한다.Charging characteristics of the rechargeable battery performing the above operation are different depending on the type of rechargeable battery. However, the rechargeable battery circuit basically requires a constant current to flow through the rechargeable battery.

도 1 은 종래 기술에 의한 충전지 회로의 제 1 예시도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, D1은 역전류 방지 다이오드(Diode)이며, R1은 충전지에 일정한 전류를 공급하기 위한 전류 제한 저항이다. 그러나, 상기와 같이 구성된 충전지 회로는 다이오드 D1에 의한 주 전원 전압 강하가 발생할 수 있으며, 전류 제한 저항인 R1에 의해서 부하 변동에 따라 충전지로 유입되는 충전 전류가 변동할 수 있으며, 주 전원이 오프되어 회로가 충전지로 동작하게 되면 부하 변동에 따른 전압 레벨 변동이 발생할 수 있다. 이러한 현상을 보완하기 위하여 별도의 다이오드를 사용한다.1 shows a first exemplary view of a rechargeable battery circuit according to the prior art. As shown, D1 is a reverse current prevention diode (Diode), and R1 is a current limiting resistor for supplying a constant current to the rechargeable battery. However, in the rechargeable battery circuit configured as described above, the main power supply voltage drop may occur due to the diode D1, and the charge current flowing into the rechargeable battery may vary according to the load change by the current limiting resistor R1, and the main power is turned off. When the circuit operates as a rechargeable battery, voltage level fluctuations may occur due to load fluctuations. A separate diode is used to compensate for this phenomenon.

도 2 는 종래 기술에 의한 충전지 회로의 제 2 예시도를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 전류 제한 저항인 R1과 병렬로 D2를 설치하여, 부하 변동에 따른 출력 전압 레벨을 안정화 한다. 그러나 상기와 같이 구성된 충전지 회로의 경우, 다이오드 D2에 의한 새로운 전압 강하가 발생할 수 있다.2 shows a second exemplary view of a rechargeable battery circuit according to the prior art. As shown, D2 is installed in parallel with the current limiting resistor R1 to stabilize the output voltage level according to the load variation. However, in the case of the rechargeable battery circuit configured as described above, a new voltage drop due to the diode D2 may occur.

따라서 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 정상 동작시 주 전원의 전압 강하에 영향을 받지 않는 안정적인 전압 레벨을 부하 및 충전지에 공급하여, 부하 변동시에도 항상 일정한 전류를 충전지에 유입시킬 수 있는 충전지 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in order to solve the above problems, the present invention supplies a stable voltage level which is not affected by the voltage drop of the main power supply to the load and the rechargeable battery during normal operation, so that a constant current is always introduced into the rechargeable battery even when the load changes. It is an object of the present invention to provide a rechargeable battery circuit.

도 1 은 종래 기술에 의한 충전지 회로의 제 1 예시도.1 is a first illustration of a rechargeable battery circuit according to the prior art.

도 2 는 종래 기술에 의한 충전지 회로의 제 2 예시도.2 is a second illustration of a rechargeable battery circuit according to the prior art;

도 3 은 본 발명에 의한 충전지 회로의 구성을 나타낸 구조도.3 is a structural diagram showing a configuration of a rechargeable battery circuit according to the present invention;

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

D1,D2 : 다이오드 R1,R2 :저항D1, D2: Diodes R1, R2: Resistance

R3 : 가변 저항R3: variable resistor

Q1,Q2,Q4 : MOS-FET Q2 : 트랜지스터Q1, Q2, Q4: MOS-FET Q2: Transistor

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 고안된 본 고안의 바람직한 일 실시예는,One preferred embodiment of the present invention designed to achieve the object as described above,

주 전원 부와; 상기 주 전원부와 연결되어 있으며, 출력단에 금속 산화 반도체(MOS) 스위치를 가지고 있는 충전지를 포함한다.Main power unit; The rechargeable battery includes a rechargeable battery connected to the main power supply and having a metal oxide semiconductor (MOS) switch at an output terminal.

본 발명에 있어서, 상기 MOS 스위치는 PMOS로 구성되어 있는 것이 바람직하며,In the present invention, the MOS switch is preferably composed of PMOS,

상기 주 전원부 MOS의 게이트와 충전지 출력단의 게이트는 서로 반대의 로직을 갖도록 연결되어 있는 바람직하며,Preferably, the gate of the main power supply MOS and the gate of the rechargeable battery output terminal are connected to have opposite logics.

상기 충전지 출력단의 게이트는 풀-다운 저항을 통해 접지와 연결되며 주 전원부와 연결되어 있는 바람직하며,The gate of the rechargeable battery output terminal is connected to the ground through a pull-down resistor and is connected to the main power supply,

상기 주 전원부 MOS의 게이트는 NMOS의 드레인과 연결되어 있는 바람직하며,The gate of the main power supply MOS is preferably connected to the drain of the NMOS,

상기 NMOS의 소스는 접지와 연결되어 있으며, 게이트는 접지와 풀-다운되어 있는 주 전원부와 연결되어 있는 바람직하며,The source of the NMOS is connected to ground, the gate is preferably connected to the main power supply is pulled down and the ground,

상기 충전지의 입력부에는 충전지의 입력 전류를 제어하기 위한 장치가 연결되어 있는 바람직하며,An input unit of the rechargeable battery is preferably connected to the device for controlling the input current of the rechargeable battery,

상기 충전지의 입력 전류를 제어하기 위한 장치는 트랜지스터인 바람직하며,The device for controlling the input current of the rechargeable battery is preferably a transistor,

상기 트랜지스터는 베이스에 연결된 가변 저항을 통해 충전지로 유입되는 전류의 양을 조절하는 바람직하다.The transistor preferably controls the amount of current flowing into the rechargeable battery through the variable resistor connected to the base.

본 발명은 다이오드에 의한 주 전원 전압 강하를 해결하기 위하여 PMOS(Positive Metal Oxide Semiconductor)를 사용한다. 또한 충전지 입력단에 pnp 트랜지스터를 사용하여 부하 변동시에도 일정한 충전 전류를 충전지에 공급할 수 있다.The present invention uses a positive metal oxide semiconductor (PMOS) to solve the main power supply voltage drop caused by the diode. In addition, by using a pnp transistor at the input of the rechargeable battery, a constant charging current can be supplied to the rechargeable battery even when a load is changed.

도 3 은 본 발명에 의한 충전지 회로의 구성을 나타낸 구조도이다. 도시된 바와 같이, 스위치 역할을 수행하는 3개의 MOS-FET Q1, Q2, Q4를 포함한다. Q3는 충전지에 일정한 전류를 공급하는 역할을 수행한다. 가변 저항 R3는 트랜지스터 Q3의 베이스 전류값을 조정하는 가변 저항으로, 충전지에 유입되는 전류값을 조정할 수 있다.3 is a structural diagram showing a configuration of a rechargeable battery circuit according to the present invention. As shown, it includes three MOS-FETs Q1, Q2, and Q4 that serve as switches. Q3 supplies a constant current to the rechargeable battery. The variable resistor R3 is a variable resistor for adjusting the base current value of the transistor Q3 and can adjust the current value flowing into the rechargeable battery.

저항 R1은 주 전원 오프시 접지 레벨을 유지시켜 주는 풀-다운(Pull-down) 저항이다. 저항 R2는 Q2 오프시, Q1의 게이트(Gate) 전압 레벨을 소스(Source) 전압 레벨과 같게 해주며, Q1을 오프시킨다.Resistor R1 is a pull-down resistor that maintains the ground level when the mains is off. Resistor R2 makes the gate voltage level of Q1 equal to the source voltage level when Q2 is off, and turns off Q1.

Q2는 Q1과 Q3를 스위칭시킨다. 주 전원 인가시 Q2가 온되며, Q1과 Q3도 온된다. 충전지에 유입되는 전류는 Q3의 β값과 주 전원 전압 값 및 R3 값으로 결정된다.Q2 switches Q1 and Q3. Q2 is on when main power is applied, and Q1 and Q3 are also on. The current flowing into the rechargeable battery is determined by the β value of Q3, the mains voltage value, and the R3 value.

Q4는 충전지의 출력을 온/오프시키는 스위치이다. 주 전원이 정상적으로 동작하고 있을 때 Q4는 오프되고 주 전원이 오프되면 Q4는 온되어, 부하에 충전지의 충전 전하를 방전한다. 이때 전압 강하는 발생하지 않는다.Q4 is a switch to turn the output of the rechargeable battery on and off. When the main power source is operating normally, Q4 is turned off. When the main power source is turned off, Q4 is turned on to discharge the charging charge of the rechargeable battery to the load. At this time, no voltage drop occurs.

이하 주 전원의 전원이 온되었을 때 충전지가 충전되는 과정에 대하여 설명한다.Hereinafter, a process of charging the rechargeable battery when the main power is turned on will be described.

Q2의 NMOS(Negative MOS)의 게이트가 주 전원 전압 레벨로 'high'이다. 그러므로 Q2는 온 상태가 된다. Q1의 PMOS의 게이트는 접지 레벨로 'low'이다. 그러므로 Q1은 온 상태이다. Q4의 PMOS의 게이트도 주 전원 전압 레벨로 'high'이다. 그러므로 Q4는 오프 상태이다.The gate of NMOS (NMOS) in Q2 is 'high' at the mains voltage level. Therefore, Q2 is on. The gate of the PMOS of Q1 is 'low' at ground level. Therefore Q1 is on. The gate of the PMOS of Q4 is also 'high' at the mains voltage level. Therefore Q4 is off.

Q3 PNP 트랜지스터는 온 상태이므로 충전지가 충전을 시작한다. 이때 충전되는 전하량은 R3의 저항값을 조정하여 조절한다. 이때 Q3의 콜렉터(collector) 전류인 I (C ) 와 베이스 전류인 I (B ) 는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.The Q3 PNP transistor is on, so the rechargeable battery starts to charge. At this time, the amount of charge charged is adjusted by adjusting the resistance value of R3. At this time, the collector current of Q3 I (C) And base current I (B) May be represented as in Equation 1.

I (C ) = I (B )I (C) = I (B)

여기서 0.7 은 Q3 의 에미터(Emitter)와 베이스간의 전압이며,는 Q3의이다.Where 0.7 is the voltage between the emitter and base of Q3 and is the Q3.

이하 주 전원의 전원이 오프되었을 때 충전지가 방전되는 과정에 대하여 설명한다.Hereinafter, a process of discharging the rechargeable battery when the main power is turned off will be described.

Q2의 NMOS의 게이트는 접지 레벨로 'low'이다. 그러므로 Q2는 오프이다. Q1의 PMOS의 게이트는 전원 전압 레벨로 'high'이다. 그러므로 Q1은 오프이다. Q4의 PMOS의 게이트도 접지 레벨로 'low'이다. 그러므로 Q4는 온이다. Q4 PNP 트랜지스터는 오프이며 주 전원과는 차단된다. 그러므로 충전지는 방전된다.The gate of the NMOS of Q2 is 'low' at ground level. Therefore Q2 is off. The gate of the PMOS of Q1 is 'high' at the supply voltage level. Therefore Q1 is off. The gate of the PMOS of Q4 is also 'low' at ground level. Therefore Q4 is on. The Q4 PNP transistor is off and disconnected from the mains supply. The rechargeable battery is therefore discharged.

상기한 바와 같이 동작하는 본 고안은,The present invention operating as described above,

충방전 회로에서 별도의 제어 회로 없이 주 전원의 온/오프 동작만으로 충전지를 제어할 수 있으며, 전압 강하나 전압 변동을 제거한 안정된 회로로서, 그 구성이 간단하고 저 비용으로 실현이 가능하다.In the charge / discharge circuit, the rechargeable battery can be controlled only by the on / off operation of the main power supply without a separate control circuit, and is a stable circuit that eliminates voltage drop and voltage fluctuation, and its configuration is simple and can be realized at low cost.

Claims

Main power unit;

And a rechargeable battery connected to the main power supply and having a metal oxide semiconductor (MOS) switch at an output terminal.

The rechargeable battery circuit according to claim 1, wherein said MOS switch is comprised of a PMOS.

The battery circuit of claim 1, wherein a gate of the main power supply MOS and a gate of a rechargeable battery output terminal are connected to have opposite logics.

The rechargeable battery circuit of claim 3, wherein the gate of the rechargeable battery output terminal is connected to a ground through a pull-down resistor and connected to a main power supply.

4. The rechargeable battery circuit according to claim 3, wherein the gate of the main power supply MOS is connected to the drain of the NMOS.

6. The rechargeable battery circuit of claim 5, wherein the source of the NMOS is connected to ground and the gate is connected to a mains supply that is pulled down to ground.

The rechargeable battery circuit according to claim 1, wherein an input unit of the rechargeable battery is connected to a device for controlling an input current of the rechargeable battery.

8. The battery circuit of claim 7, wherein the device for controlling the input current of the rechargeable battery is a transistor.

9. The rechargeable battery circuit of claim 8, wherein the transistor regulates the amount of current flowing into the rechargeable battery through a variable resistor connected to the base.