KR20000017846A - 이동단말기용 배터리의 교류 충전장치 - Google Patents

이동단말기용 배터리의 교류 충전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 충전용 트랜스포머의 2차측 코일과 접지 사이에 전류통로가 형성되고 소정의 PWM 제어신호에 따라 개폐되어 가변 펄스폭변조신호를 출력하는 PWM 스위칭수단과, PWM 스위칭수단의 개폐에 따라 작동되어 트랜스포머의 1차측 코일로 인가되는 전력을 제어하기 위한 포토커플러와, 포토커플러의 개폐 여부에 따라 작동하여 상기 트랜스포머의 2차측 코일로 유도되는 전력을 단속하여 설정 범위내로 조절하는 스위칭수단과, 충전구의 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 직렬 연결된 제 1 저항의 양단 전압과 충전구의 제 4 단자와 소정의 검출 제어단자 사이에 연결된 제 4 및 제 5 저항을 통한 전압으로 각각 배터리로 인가되는 전력과 충전 상태 및 배터리의 용량을 검출하고 감시하는 배터리전원감시부, 및 상기 제 1 저항의 양단 전압과 미리 설정한 기준전압을 비교한 후 그 비교 결과에 따라 가변 주파수의 PWM 제어신호를 발생하여 상기 PWM 스위칭수단을 제어함과 아울러 상기 충전구의 제 2 단자와 제 3 단자로부터 배터리의 용량과 장착상태 및 만충전관련 신호를 제공받아 각종 장치를 제어하는 시스템 컨트롤러을 구비하여, 1차측 전원을 연산증폭기와 복수의 비교기를 사용하여 제어하는 대신 PWM 스위칭 방식을 이용하여 제어함으로써, 충전기의 내부 회로를 단순화시켜 사용 부품을 대폭적으로 줄이고 생산성의 향상과 불량률을 감소시킨 이동단말기용 배터리의 교류 충전장치에 관한 것이다.

Description

이동단말기용 배터리의 교류 충전장치{Apparatus charging battery for Cellular Phone}
본 발명은 배터리를 충전하는 충전기에 관한 것으로, 특히 기존의 연산증폭기와 복수의 비교 회로를 이용하여 1차측 전원을 제어하던 것을 컨트롤러에 내장된 펄스폭변조(PWM; Pulse Width Modulation) 신호원을 이용하여 1차측 전원을 제어하도록 구성함으로써, 충전기의 부품을 감소시킴과 아울러 생산 불량을 줄여 생산성을 향상시킨 이동단말기용 배터리의 교류 충전장치에 관한 것이다.
종래의 배터리 충전장치는 도 1에 도시된 바와 같이 전류/전압을 제어하는 연산증폭기(50) 및 복수의 비교기(55, 60) 등을 이용하여 1차측 교류전원을 제어하는 리니어 방식을 채택하고 있다.
배터리 충전장치는, 배터리를 충전시키기 위한 전원단자(1)와 감시단자(2, 3) 및 접지단자(4)를 구비하는 충전구(10)와, 외부로부터 입력된 교류 전원을 소정의 노이즈 방지용 라인 필터(NF)와 브릿지 다이오드(BD) 및 커패시터(C1)를 통해 전파 정류하여 고압의 직류 전원으로 변환하는 AC/DC 변환부(20)와, 배터리 충전용 제 1 트랜스포머(T1)와 제어용 제 2 트랜스포머(T2) 및 스위치회로(35)를 구비하고 외부로부터 입력되는 스위치 제어신호에 따라 스위치회로(35)의 스위칭소자(M1)가 온/오프되어 제 1 및 제 2 트랜지스포머(T1, T2)의 1차측 코일로 인가되는 고압의 직류전원을 저압으로 2차 유도하는 저전압절환스위치부(30)와, 상기 제 1 트랜스포머(T1)의 2차측 코일로 유기된 전원을 제공받아 소정의 L, C 필터(L, C2, C3)를 통해 평활하여 저전압의 직류 전원을 출력함과 아울러 상기 2차 코일의 일측단과 접지 사이에 각각 직렬로 연결된 커패시터(C4)와 저항(R1)으로 배터리로 인가되는 전류량을 감시하는 감시회로를 포함한 직류저전압출력부(40)로 구성되어 있다.
또한, 상기 직류저전압출력부(40)의 전류감시회로(C4, R1)의 저항(R1) 양단에 걸린 전류를 반전단자(-)로 입력받아 검출하고 폐루프를 통해 증폭하는 저역통과형 연산증폭기(50)와, 상기 연산증폭기(50)의 출력전류를 반전단자(-)로 제공받음과 아울러 소정의 제어신호를 비반전단자(+)로 제공받아 비교한 후 상기 저전압절환스위치부(30)로 인가되는 1차측 전류량을 제어하기 위한 전류 제어신호를 출력하는 제 1 비교기(55)와, 상기 충전구(10)의 전원단자(1)로 인가되는 전압을 반전단자(-)로 제공받음과 아울러 미리 설정한 소정의 고정전압을 비반전단자(+)로 제공받아 비교한 후 상기 저전압절환스위치부(30)로 인가되는 1차측 전압을 제어하기 위한 전압 제어신호를 상기 1 비교기(55)의 출력단으로 출력하는 제 2 비교기(60)로 구성되어 있다.
또한, 상기 저전압절환스위치부(30)의 제 1 트랜스포머(T1)의 2차측 코일과 제 1 비교기(55)의 출력단 사이에 순방향으로 설치되어 전류 흐름에 따라 스위치제어용 광신호를 발생하고 상기 발광신호에 따라 도통되어 상기 스위치회로(35)의 스위칭소자(M1)를 개폐시켜 저전압절환스위치부(30)로 인가되는 전원을 조절하게 되는 포토커플러(65)와, 상기 저전압직류출력부(40)와 충전구(10)의 전원단자(1) 사이에 설치되어 상기 충전구(10)에 장착된 배터리가 만충전되면 소정의 제어신호에 따라 공급전원을 차단하는 충전스위치부(70)와, 소정의 제어신호에 따라 배터리의 장착여부와 장착에러 및 만충전 상태를 표시하는 복수의 발광소자를 포함한 표시부(80)와, 상기 충전구(10)에 장착된 배터리의 용량(ID)과 배터리로 인가되는 전압 상태 및 배터리의 충전 상태를 검출하여 상기 충전스위치부(70)와 제 1 비교기(55) 및 제반 시스템(60, 80)을 제어하는 시스템 컨트롤러(90)로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 충전기의 작동을 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
상기 충전구(10)에 배터리를 장착하면 직류전원이 저전압절환스위치부(30)와 직류저전압출력부(40)와 충전스위치부(70) 및 충전구(10)의 전류통로를 통해 배터리로 공급된다.
한편, 상기 직류저전압출력부(40)에 구비된 저항(R1)의 양단에 걸린 전압을 전류검출용 연산증폭기(50)의 반전단자(-)로 제공받아 증폭한 후 전류제어용 제 1 비교기(55)의 반전단자(-)로 전달하며, 제 1 비교기(55)는 반전단자(-)로 입력되는 전압과 비반전단자(+)로 입력되는 미리 설정된 기준전압을 비교하여 그 결과에 따른 신호를 출력하여 포토커플러(65)의 작동을 제어하게 된다.
따라서, 1차측 전원과 폐루프를 형성하는 스위칭소자(M1)는 포토커플러(65)의 개폐 여부에 응답하여 제 1 및 제 2 트랜스포머(T1, T2)의 1차측 코일로 인가되는 전류를 제어하여 2차측 코일에 유도되는 전류량을 제어하게 된다.
그리고, 전압제어용 제 2 비교기(60)는 충전구(10)의 전원단자(1)에 걸린 전압을 반전단자(-)로 제공받고 비반전단자(+)로 일정 고정전압을 제공받아 비교한 후 그 비교 결과에 따른 전압을 포토커플러(65)로 출력하여 포토커플러(65)의 개폐를 결정하고, 1차측 전원과 폐루프를 형성하는 스위칭소자(M1)는 포토커플러(65)의 개폐 여부에 응답하여 제 1 및 제 2 트랜스포머(T1, T2)의 1차측 코일로 인가되는 전압을 제어하여 2차측 코일에 유도되는 전압을 제어하게 된다.
상기와 같이 방식으로 충전기의 1차측 전원을 제어하는 종래의 기술은 충전기(10)의 전류와 전압을 제어하는 수단으로 연산증폭기(50)와 복수의 비교기(55, 60)를 사용함으로써, 부품이 많아 설계가 복잡할 뿐만 아니라 그에 따른 부품의 불량과 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 기존의 연산증폭기와 복수의 비교 회로를 이용하여 1차측 전원을 제어하던 것을 컨트롤러에 내장된 펄스폭변조(PWM) 신호원을 이용하여 1차측 전원을 제어하도록 구현함으로써, 충전기의 부품을 감소시킴과 아울러 생산 불량을 줄여 생산성을 향상시킨 이동단말기용 배터리의 교류 충전장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 정류회로 및 충전용 트랜스포머를 통해 교류를 저전압 직류로 변환한 후 충전구의 제 1 내지 제 4 단자를 통해 배터리를 충전시키거나 배터리로 공급되는 전원 상태를 감시하는 교류용 충전기에 있어서, 상기 트랜스포머의 2차측 코일과 접지 사이에 전류통로가 형성되고 소정의 PWM 제어신호에 따라 개폐되어 가변 펄스폭변조신호를 출력하는 PWM 스위칭수단과; 상기 PWM 스위칭수단의 개폐에 따라 작동되어 상기 트랜스포머의 1차측 코일로 인가되는 전력을 제어하기 위한 포토커플러와; 상기 트랜스포머의 1차측 코일의 전류통로에 설치되어 폐루프를 형성하며, 상기 포토커플러의 개폐 여부에 따라 작동하여 상기 트랜스포머의 2차측 코일로 유도되는 전력을 단속하여 설정 범위내로 조절하는 스위칭수단과; 상기 트랜스포머의 2차측 코일과 충전구의 제 1 단자 사이의 설치되어 소정의 만충전 제어신호에 따라 배터리로 공급되는 전원을 차단하는 충전스위치부와; 상기 충전구의 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 직렬 연결된 제 1 저항의 양단 전압과 상기 충전구의 제 4 단자와 소정의 검출 제어단자 사이에 연결된 제 4 및 제 5 저항을 통한 전압으로 각각 배터리로 인가되는 전력과 충전 상태 및 배터리의 용량을 검출하고 감시하는 배터리전원감시부; 및 상기 제 1 저항의 양단 전압과 미리 설정한 기준전압을 비교한 후 그 비교 결과에 따라 가변 주파수의 PWM 제어신호를 발생하여 상기 PWM 스위칭수단을 제어함과 아울러 상기 충전구의 제 2 단자와 제 3 단자로부터 배터리의 용량과 장착상태 및 만충전관련 신호를 제공받아 각종 장치를 제어하는 시스템 컨트롤러를 구비하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 기술에 의한 교류 충전장치를 나타낸 회로도이고,
도 2는 일반적인 충전기의 외관 및 배터리의 장착 상태를 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 교류 충전장치를 나타낸 회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110: AC/DC 변환부 120: 저전압절환스위치부
130: 직류저전압출력부 140: PWM 스위치부
150: 포토커플러 160: 충전스위치부
170: 배터리전원감시부 180: 경보신호발생부
190: 시스템 컨트롤러 ①∼④: 충전구
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.
도 2는 일반적인 충전기와 배터리의 장착 상태를 나타낸 도면으로서, 도 2a는 충전기의 외관을 도시하였고, 도 2b는 배터리의 장착 상태를 도시하였다.
충전기는 외관적으로 이동단말기의 배터리를 장착하기 위한 탈착구(100)와, 상기 탈착구(100)의 일면에 설치되어 배터리와 전기적으로 결합되며 배터리로 전원을 공급하거나 전압공급 상태 및 배터리의 용량을 감시하기 위한 복수의 단자들(①∼④)과, 배터리의 충전상태 및 장착에러를 표시하는 표시부(181)와, 배터리의 충전상태 및 장착에러를 경보하기 위한 부저(185)로 이루어져 있다.
상기와 같은 외형을 갖는 충전기의 내부 회로는, 교류전원으로부터 정전압·정전류의 2차 전원을 생성하는 전원부분과, 이를 바탕으로 배터리의 삽입여부, 배터리의 용량(ID) 및 충전상태 등을 파악하고 제어하는 제어부분으로 크게 나눌 수 있는 데, 대략 상기와 같은 구조로 이루어진 충전기에 대한 본 발명의 상세 구성을 아래 도 3을 참조하여 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 교류 충전장치를 나타낸 회로도로서, 충전구(①∼④), AC/DC 변환부(110), 저전압절환스위치부(120), 직류저전압출력부(130), PWM 스위치부(140), 포토커플러(150), 충전스위치부(160), 배터리전원감시부(170), 경보신호발생부(180) 및 시스템 컨트롤러(190)를 구비한다.
상기 충전구(①∼④)는 배터리로 충전 전원을 인가시키기 위한 단자와 배터리의 장착과 종류 및 상태를 검출하기 위한 복수의 단자로 구성되어 있고, AC/DC 변환부(110)는 외부로부터 입력된 교류 전원을 소정의 노이즈 방지용 라인필터(NF)와 브릿지 다이오드(BD) 및 커패시터(C1)를 통해 전파 정류하여 고압의 직류 전원으로 변환하도록 구성되어 있고, 저전압절환스위치부(120)는 배터리 충전용 제 1 트랜스포머(T1)와 제어전원공급용 제 2 트랜스포머(T2) 및 스위치회로(125)를 구비하고 외부로부터 입력되는 스위치 제어신호에 따라 상기 스위치회로(125)의 스위칭소자(MN1)가 온/오프되어 상기 복수의 트랜스포머(T1, T2)의 1차 코일로 인가되는 고압의 직류전원을 저압으로 2차 유도하도록 구성되어 있고, 직류저전압출력부(130)는 제 1 트랜스포머(T1)의 2차측 코일로 유기된 전원을 제공받아 소정의 L, C 필터(L, C2, C3)를 통해 평활하여 저전압의 직류 전원을 출력하도록 구성되어 있다.
또한, PWM 스위치부(140)는 제 1 트랜스포머(T1)의 2차측 코일의 일측단과 접지 사이에 전류통로가 형성되어 소정의 PWM 제어신호에 따라 개폐되어 저전압절환스위치부(120)로 인가되는 전력을 제어하도록 구성되어 있고, 포토커플러(150)는 저전압절환스위치부(120)의 제 1 트랜스포머(T1)의 2차 코일과 PWM 스위치부(140)의 출력단 사이에 순방향으로 설치되어 전류 흐름에 따라 스위치제어용 광신호를 발생하고 상기 발광신호에 따라 도통되어 스위치회로(125)의 스위칭소자(MN1)를 개폐시켜 트랜스포머(T1, T2)의 1차측 코일로 인가되는 전원을 개폐시켜 조절하도록 구성되어 있다.
또한, 충전스위치부(160)는 저전압직류출력부(130)와 충전구의 전원단자(①) 사이에 설치되어 충전구에 장착된 배터리(BT)가 만충전되면 소정의 제어신호에 따라 공급전원을 차단하는 복수의 스위칭소자(Q2, Q3)로 구성되어 있고, 배터리전원감시부(170)는 충전스위치부(160)의 출력단과 배터리(BT) 사이의 설치되어 충전구의 제 1 단자(①)와 제 2 단자(②) 사이에 직렬 연결된 제 1 저항(R1)의 양단 전압을 검출함과 아울러 상기 충전구의 제 2 단자(②)로 인가되는 전압을 제 3 저항(R3)을 통해 검출하는 전류 및 전압 감시소자들로 구성되어 있다.
또한, 경보신호발생부(180)는 소정의 제어신호에 따라 도통되어 배터리(BT)의 장착여부와 장착에러 및 만충전 상태를 표시하거나 경보하는 복수의 발광소자(181)와 부저(185)로 구성되어 있고, 시스템 컨트롤러(190)는 배터리(BT)로 인가되는 전류를 제 1 저항(R1)의 양단을 통해 검출한 전압을 각각 제공받아 비교한 후 PWM 스위치부(140)의 개폐를 제어하여 제 1 트랜스포머(T1)의 1차측 코일로 공급되는 전류량을 일정하게 제어하고, 배터리(BT)로 인가되는 전압을 제 3 저항(R3)을 통해 검출하여 PWM 스위치부(140)의 개폐를 제어하여 제 1 트랜스포머(T1)의 1차측 코일로 인가되는 전압을 일정하게 제어함과 아울러 충전구에 장착된 배터리(BT)의 용량(ID)과 배터리로 인가되는 전압 상태 및 배터리의 충전 상태를 검출하여 충전스위치부(160) 및 제반 시스템(180)을 제어하도록 구성되어 있다.
아울러, 상기 배터리전압감시부(170)는 충전스위치부(160)의 출력단인 충전구의 제 1 단자(①)와 제 2 단자(②) 사이에 직렬로 연결된 제 1 저항(R1)과, 충전구의 제 1 단자(①)와 시스템 컨트롤러(190)의 제 1 A/D단자(ADC1) 사이에 직렬로 설치된 제 2 저항(R2)과, 배터리(BT)의 +전극과 결합된 충전구의 제 2 단자(②)와 시스템 컨트롤러(190)의 제 2 A/D단자(ADC2) 사이에 설치된 제 3 저항(R3)과, 배터리(BT)의 -전극과 결합된 충전구의 제 4 단자(④)와 시스템 컨트롤러(190)의 제 3 A/D단자(ADC3) 사이에 직렬로 설치되어 배터리의 용량(ID)을 검출하는 제 4 및 제 5 저항(R4, R5)으로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 방식을 살펴보면 다음과 같다.
입력 플러그를 통해 입력된 교류 전원은 AC/DC 변환부(110)의 브릿지 다이오드(BD)와 커패시터(C1)를 통해 전류 정류되어 고압의 직류전원으로 변환한다.
아울러, AC/DC 변환부(110)는 과전류를 방지하거나 서어지 교류 전원으로부터 회로를 보호하거나 외부 시스템의 노이즈 입력을 방지하기 위한 각종 소자들이 설치되어 있다.
제 1 및 제 2 트랜스포머(T1, T2)의 1차측 코일은 상기 브릿지 다이오드(BD)를 통해 출력된 직류 전원을 2차측 코일로 저전압의 직류 전원으로 변환하여 유도하는 데, 상기 제 1 및 제 2 트랜스포머(T1, T2)는 스위치회로(125)에 구비된 스위칭소자(MN1)의 전류통로를 통해 폐루프가 형성되어 스위칭소자(125)의 PWM 스위칭에 따라 전원 공급이 개폐되는 것이다.
상기 제 1 트랜스포머(T1)의 2차측 코일로 유도된 PWM 신호는 직류저전압출력부(130)의 평활회로(L, C2, C3)를 통해 저전압으로 정류되고, 배터리(BT)가 만충전으로 되기 전까지 지속적으로 턴-온 상태로 되어 있는 충전스위치부(160)의 전류통로를 통해 충전구의 제 1 단자(①) 및 제 2 단자(②)를 통해 배터리(BT)로 공급된다.
한편, 스위치회로(125)의 스위칭소자(MN1)는 포토커플러(150)의 작동에 따라 그 응답이 결정되는 데, 포토커플러(150)의 트랜지스터가 도통(on)될 경우 스위칭소자(MN1)는 턴-오프되어 1차측 코일로 공급되는 전원을 차단시키고, 포토커플러(150)가 폐쇄(off)될 경우 스위칭소자(MN1)는 턴-온되어 1차측 코일로 전원을 공급하게 된다.
아울러, 포토커플러(150)는 PWM 스위치부(140)의 개폐 여부에 따라 결정되는 바, PWM 스위치부(140)로 인가되는 펄스폭을 다양하게 변조하면 복수의 트랜스포머(T1, T2)의 1차측 코일로 인가되는 전류량과 전압을 다양하게 제어할 수 있다.
따라서, 포토커플러(150)는 제 1 트랜스포머(T1)의 2차측 코일로 유도되는 전원 상태와 PWM 스위치부(140)에서 출력되는 펄스에 따라 작동되어 상기 스위치회로(125)의 스위칭소자(MN1)를 개폐하여 1차측 코일로 공급되는 전력을 제어함으로써, 2차측 코일로 일정한 전력을 유도시킬 수가 있다.
그리고, 저전압절환스위치부(120)와 직류저전압출력부(130)에 사용되는 다이오드들은 스위칭 속도가 빠른 쇼트키(Schottky) 다이오드를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기와 같이 포토커플러(150)와 스위치회로(125)를 제어하여 제 1 트랜스포머(T1)의 2차측 코일로 유도되는 전력을 조절하는 것은 시스템 컨트롤러(190)의 PWM 제어신호에 의해 가능하지만, 시스템 컨트롤러(190)는 배터리전원감시부(170)를 통해 검출한 전력 정보를 기반으로 하여 PWM 스위치부(140)로 출력하는 펄스폭을 조절하는 것이다.
상기 시스템 컨트롤러(190)는 충전 시스템을 제어하기 위한 8비트 컨트롤러로서, 내부에 입/출력포트, 타이머 및 아날로그/디지털 변환기 등을 내장하고 있다.
상기 제 1 트랜스포머(T1)의 2차측 코일로 흐르는 전류는 충전구의 제 1 단자(①)와 제 1 저항(R1) 및 제 2 단자(②)를 통해 배터리(BT)로 인가되는 데, 이때 시스템 컨트롤러(190)는 2차측 코일로 흐르는 전류를 제 1 저항(R1)의 양단에 걸린 전압을 제 2 저항(R2) 및 제 3 저항(R3)을 통하여 검출한 후 ADC1과 ADC2단자로 제공받아 미리 설정한 기준전압과 비교하고 그 비교 결과에 따라 즉, 검출한 전압이 미리 설정한 전압보다 높을 경우에는 로우 상태에서 '하이' 신호를 출력하고, 검출한 전압이 미리 설정한 전압보다 낮을 경우에는 다시 '로우' 신호를 출력하는 방식으로 소정의 PWM 제어신호를 출력하여 PWM 스위치부(140)의 온, 오프를 제어함으로써, 제 1 저항(R1)의 양단간의 전압 차이를 설정한 기준값으로 조절하게 된다.
아울러, 충전구의 제 2 단자(②)와 시스템 컨트롤러의 ADC2 단자 사이에는 제 3 저항(R3)이 직렬로 연결되어 있는 데, 이 저항(R3)을 통하여 2차측 코일로 인가되는 전압을 검출하여 소정의 기준 전압과 상호 비교한 후 그 비교 결과에 따라 즉, 검출한 전압이 미리 설정한 전압보다 0.005V 이상 초과시 '하이' 신호를 출력하고, 그 이하이면 '로우' 신호를 출력하는 방식으로 PWM 제어신호를 출력하여 PWM 스위치부(140)의 온, 오프를 제어함으로써, 배터리에 일정한 전압을 공급할 수 있다.
그러므로, 시스템 컨트롤러(190)는 0.005V 단위로 분해능이 있는 컨트롤러를 사용하여야 하며, 상기 제 1 저항(R1)의 양단을 통해 검출한 전압이 미리 설정한 전압 이상이면 전압제어가 우선시 되고, 제 3 저항(R3)을 통해 검출한 전압이 미리 설정한 전압 이하이면 전류제어가 우선시 된다.
상기 시스템 컨트롤러(190)는 제 1 저항(R1) 및 제 3 저항(R3)을 통해 검출한 전력 정보에 따라 그에 해당하는 적절한 PWM 신호를 발생하여 PWM 스위치부(140)와 포토커플러(150) 및 스위칭소자(MN1)를 소정의 가변 주파수로 스위칭하여 제 1 및 제 2 트랜스포머(T1, T2)를 통해 유도되는 2차측 코일의 전력을 제어하게 된다.
아울러, 제 3 저항(R3)을 통해 검출한 전력 정보가 배터리(BT)가 만충전되었음을 알리는 정보이면, 시스템 컨트롤러(190)는 충전스위치부(160)의 스위칭소자(Q2)로 '로우' 신호를 출력하여 배터리(BT)로 인가되는 전원을 차단시키게 된다.
한편, 시스템 컨트롤러(190)는 소정의 정전압 전원회로(미 도시)를 통하여 제 2 트랜스포머(T2)의 2차측 코일에 유도된 전원을 일정 전압으로 다운시킨 후 일정 전원(VDD)을 공급받아 구동되도록 구성되어 있다.
그리고, 시스템 컨트롤러(190)는 충전구의 제 2 단자(②)와 제 3 단자(③)를 통해 배터리의 용량과 장착 상태 및 충전상태를 검출하여 제반 시스템(140, 160)을 제어함과 아울러 상기 경보신호발생부(180)의 복수의 발광소자(181)와 부저(185)를 제어함으로써, 배터리의 장착 상태가 불량이거나 만충전시 경보신호를 발생하므로 청각적으로 즉시 감지하여 확인하는 것이 가능하여 불필요한 전류 누설을 방지할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명에서는 충전기의 1차측 전원을 연산증폭기와 복수의 비교기를 사용하여 제어하는 대신 PWM 스위칭 방식과 저항 감시회로를 이용하여 제어함으로써, 충전기의 내부 회로를 단순화시켜 사용 부품을 대폭적으로 감소시킬 뿐만 아니라 그에 따른 생산성의 향상과 불량률 감소 및 생산 원가를 절감시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 표시부에 복수의 발광소자 뿐만 아니라 부저를 장착하여 배터리의 장착 에러와 만충전의 상태를 시/청각적으로 경보함으로써, 보다 정확하고 신속하게 충전 정보를 전달할 수 있어 편리성을 증진시킬 뿐만 아니라 불필요한 전류의 누설을 막아 전력 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 정류회로 및 충전용 트랜스포머를 통해 교류를 저전압 직류로 변환한 후 충전구의 제 1 내지 제 4 단자를 통해 배터리를 충전시키거나 배터리로 공급되는 전원 상태를 감시하는 교류용 충전기에 있어서,
    상기 트랜스포머의 2차측 코일과 접지 사이에 전류통로가 형성되고 소정의 PWM 제어신호에 따라 개폐되어 가변 펄스폭변조신호를 출력하는 PWM 스위칭수단;
    상기 PWM 스위칭수단의 개폐에 따라 작동되어 상기 트랜스포머의 1차측 코일로 인가되는 전력을 제어하기 위한 포토커플러;
    상기 트랜스포머의 1차측 코일의 전류통로에 설치되어 폐루프를 형성하며, 상기 포토커플러의 개폐 여부에 따라 작동하여 상기 트랜스포머의 2차측 코일로 유도되는 전력을 단속하여 설정 범위내로 조절하는 스위칭수단;
    상기 트랜스포머의 2차측 코일과 충전구의 제 1 단자 사이의 설치되어 소정의 만충전 제어신호에 따라 배터리로 공급되는 전원을 차단하는 충전스위치부;
    상기 충전구의 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 직렬 연결된 제 1 저항의 양단 전압과 상기 충전구의 제 4 단자와 소정의 검출 제어단자 사이에 연결된 제 4 및 제 5 저항을 통한 전압으로 각각 배터리로 인가되는 전력과 충전 상태 및 배터리의 용량을 검출하고 감시하는 배터리전원감시부; 및
    상기 제 1 저항의 양단 전압과 미리 설정한 기준전압을 비교한 후 그 비교 결과에 따라 가변 주파수의 PWM 제어신호를 발생하여 상기 PWM 스위칭수단을 제어함과 아울러 상기 충전구의 제 2 단자와 제 3 단자로부터 배터리의 용량과 장착상태 및 만충전관련 신호를 제공받아 각종 장치를 제어하는 시스템 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는 이동단말기용 배터리의 교류 충전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템 컨트롤러는,
    상기 배터리전원감시부를 통해 검출한 배터리의 장착 에러와 만충전 상태에 관한 정보에 따라 시각적 및 청각적으로 경보하는 경보발생수단을 제어하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 이동단말기용 배터리의 교류 충전장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 배터리전압감시부는,
    상기 충전구의 제 1 단자와 제 2 단자 사이에 직렬로 연결된 제 1 저항;
    상기 충전구의 제 1 단자와 시스템 컨트롤러의 제 1 A/D 변환단자 사이에 직렬로 설치된 제 2 저항;
    상기 충전구의 제 2 단자와 시스템 컨트롤러의 제 2 A/D 변환단자 사이에 설치된 제 3 저항; 및
    상기 충전구의 제 4 단자와 시스템 컨트롤러의 제 3 A/D 변환단자 사이에 직렬로 설치된 제 4 및 제 5 저항으로 구성되어 배터리로 인가되는 전력과 장착상태 및 용량을 각각 검출하는 것을 특징으로 하는 이동단말기용 배터리의 교류 충전장치.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 시스템 컨트롤러는,
    상기 제 1 저항의 양단을 통해 검출한 전압이 미리 설정한 기준전압 보다 높을 경우에는 전압제어용 PWM 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 이동단말기용 배터리의 교류 충전장치.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 시스템 컨트롤러는,
    상기 제 2 저항을 통해 검출한 전압이 미리 설정한 전압보다 낮을 경우에는 전류제어용 PWM 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 이동단말기용 배터리의 교류 충전장치.
  6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 시스템 컨트롤러는,
    상기 배터리의 충전 초기시에는 제 1 저항의 양단 전압을 이용하여 상기 트랜스포머의 2차측 코일로 유도되는 전류를 제어함과 아울러 상기 배터리의 만충전에 도달할 시점부터는 제 2 저항을 통해 검출한 전압을 이용하여 상기 트랜스포머의 2차측 코일로 유도되는 전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 이동단말기용 배터리의 교류 충전장치.
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