KR20010045731A - Battery charging circuit and control logic - Google Patents

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage

Abstract

PURPOSE: A battery charging circuit and charging control circuit is provided to achieve an improved charging efficiency and reduce charging time, while preventing undercharge or overcharge of battery. CONSTITUTION: A control transformer(TL) has the first coil(L1-L2) both ends of which are connected to an AC input and an input terminal of a leakage transformer(TM), and a control terminal(C2) connected to an intermediate tap(t0) of the first coil of the leakage transformer. The first coil of the leakage transformer is divided into two sections, and three taps including an upper tap(t), intermediate tap(t0) and a lower tap(t1') are sequentially drawn from the coil start point and connected to a terminal of a triac(S1,S0,S1'). The other terminal of the triac is connected in common to a control terminal(C1) of the control transformer, and triac has a gate terminal connected to the output terminal of the control circuit. A dummy transformer(Rd) is connected between control terminals of the control transformer.

Description

충전기 회로 및 이의 충전 제어회로{BATTERY CHARGING CIRCUIT AND CONTROL LOGIC}Charger circuit and its charge control circuit {BATTERY CHARGING CIRCUIT AND CONTROL LOGIC}

본 발명은 축전지의 충전시 교류입력 전압에 변동이 있거나 축전지 전압의 상승에 따라 출력전류가 변동되더라도 이의 변동폭을 감지하여 자동적으로 이를 보상할 수 있는 싸이클 충전기 회로 및 이의 충전제어회(BATTERY CHARGING CIRCUIT AND CONTROL LOGIC)로 좀더 상세하게는 기존의 누설변압기를 이용한 준정전압 충전방식에서 제어용 변압기 및 트라이액을 사용하여 충전 초기에는 출력전류를 일정하게 유지하고 말기 충전기에는 충전전압을 일정하게 유지할 수 있는 싸이클 충전기 회로 및 이 회로의 전력소자에 제어신호를 인가하여 단계별로 충전량 또는 충전전압을 조절하고 만충전 상태를 감지하여 충전을 종지시키는 충전제어회로에 관한 것이다.The present invention provides a battery charger circuit and its charging control circuit capable of automatically compensating for this by detecting a fluctuation range even when the AC input voltage is changed or the output current is changed according to the rise of the battery voltage when the battery is being charged. CONTROL LOGIC) In more detail, in the quasi-constant voltage charging method using a conventional leakage transformer, a cycle transformer that can maintain a constant output current at the beginning of charging and a constant charging voltage at the end of a charger using a control transformer and a triac. The present invention relates to a charge control circuit that applies a control signal to a circuit and a power device of the circuit to adjust a charge amount or a charge voltage step by step, and detects a full charge state to end charging.

무인차, 골프카트, 청소차 및 전동 지게차 등의 동력원으로 주로 사용되고 있는 전기차용 축전지의 충전시에는 회로가 간단하여 비교적 값이 저렴하고 보수유지가 용이한 준정전압 충전기를 채택하고 있는 바, 이의 충전 특성을 살펴보면 도1에서 보는 바와같이 축전지의 단자 전압이 충전이 진행됨에 따라 증가되고 충전 전류는 감소하기 시작하며 (이 기간을 회복충전기라 함) 전극전압 이후 충전 말기에는 축전지에 전류가 유입되더라도 단자 전압은 더 이상 상승하지 않고 거의 일정하게 된다. 따라서, 기존의 준정전압 충전기로써 충전시, 충전입력 전압이 5% 정도 상승되면, 충전말기에 있어서는 축전지에 유입되는 충전전류는 2배 이상 급격히 증가하나, 증가된 전류는 대부분 축전지의 내부저항에 의하여 열로 발생되고 이 열로 인하여 증류수가 다량 증발되므로 과충전 상태가 되며, 이로 인하여 충전 효율이 저하되고 축전지가 손상되거나 축전지의 수명이 단축되게 된다. 반대로 충전입력 전압이 낮게 되면 충전전류는 급격히 감소되므로 장시간 충전하더라도 만충전이 될 수 없게 되어 부족 충전상태가 되게 된다. 또, 회복 충전기간 중에도 입력 전압이 상승되면, 충전전류가 증가되어 액온이 과다 상승되며, 입력 전압이 낮게 되면 충전전류가 감소하게 되어 부족 충전이 되거나 충전에 장시간이 소요되게 되는 문제점이 있었다.When charging the battery for electric vehicles, which are mainly used as a power source for driverless cars, golf carts, sweepers, and electric forklifts, the quasi-voltage charger adopts a quasi-constant voltage charger that is relatively inexpensive due to its simple circuit and easy to maintain. As shown in FIG. 1, the terminal voltage of the battery increases as charging progresses and the charging current begins to decrease (referred to as recovery battery). Does not rise anymore and is almost constant. Therefore, when charging with a conventional quasi-voltage charger, if the charging input voltage rises by about 5%, the charging current flowing into the battery increases rapidly by more than two times at the end of charging, but the increased current is mostly due to the internal resistance of the battery. As heat is generated and distilled water is evaporated due to this heat, the battery becomes overcharged, and thus, the charging efficiency is lowered and the battery is damaged or the life of the battery is shortened. On the contrary, when the charging input voltage is low, the charging current is sharply reduced, so that even if it is charged for a long time, the battery cannot be fully charged, resulting in a state of insufficient charging. In addition, when the input voltage is increased during the recovery charger, the charging current is increased and the liquid temperature is excessively increased. When the input voltage is low, the charging current is decreased, resulting in insufficient charging or a long time to be charged.

위와 같이 충전 기간중의 충전 전압은 충전 특성을 크게 좌우하게 되므로 교류입력전압의 변동 및 충전량에 따라 충전기간중의 전압 및 전류를 충전 특성에 맞게 공급시킬 필요가 있는바, 종래에는 도2에서와 같이 교류입력전압 변동에 따라 대응할 수 있도록 준정전압 충전기의 누설변압기(TM)의 1차측에 통상, 정격입력전압의 +10%, +5%, -5%, -10%에 해당되는 탭과 교류입력 전원사이에 전자접촉기를 연결하여, 교류입력 전압의 변동시, 해당 입력 전압 탭에 연결된 전자접촉기만을 ON시켜 (예로써 교류입력 전압이 정격의 +10% 높게 인가되면 +10% 탭에 연결함) 교류입력 전압의 변동시에 출력 전압을 안정화시킬 수 있도록 하였으나, 이는 탭간 전압 차를 줄이기 위하여 수개의 전자 접촉기를 변압기 1차권선의 해당 탭에 연결하여 구동시켜야 하므로 회로가 복잡하고 제조원가가 상승되는 단점이 있었다.Since the charging voltage during the charging period greatly influences the charging characteristics, it is necessary to supply the voltage and the current between the chargers according to the charging characteristics according to the variation of the AC input voltage and the charging amount. Similarly, taps corresponding to + 10%, + 5%, -5%, and -10% of the rated input voltage and the AC input power supply are usually on the primary side of the leakage transformer (TM) of the quasi-constant voltage charger in order to cope with variations in the AC input voltage. Connect the magnetic contactor in between, and when the AC input voltage changes, turn ON the magnetic contactor connected to the corresponding input voltage tap (for example, if the AC input voltage is + 10% higher than the rated voltage, connect it to the + 10% tap). In order to reduce the voltage difference between taps, it is necessary to connect several magnetic contactors to the corresponding tap of the transformer primary winding in order to reduce the voltage difference between taps. There was a downside to that is complicated and manufacturing cost increases.

또, 직류비상 전원장치의 축전지 충전용으로 근래에 흔히 사용하고 있는 SCR 위상 제어방식을 사용할 수도 있는바, 이는 충전 특성은 우수하나, 위상제어를 시킴으로써 리플 전류가 증가되므로 필터쵸크가 추가로 필요하며 궤환제어회로 및 SCR 위상 제어회로등 전자 제어회로가 추가로 필요하여 회로가 복잡하고 고가로 되며 또한 고장시 보수가 힘들고 보수비용이 증가되어야 하는 단점이 있었다.In addition, the SCR phase control method, which is commonly used in recent years, may be used for charging a DC emergency power supply. The charging characteristic is excellent, but an additional filter choke is required because the ripple current is increased by the phase control. The need for additional electronic control circuits such as feedback control circuits and SCR phase control circuits has the disadvantages of complicated and expensive circuits, difficult maintenance and increased maintenance costs.

도 1은 준정전압 충전기에서 충전시간에 따른 충전 전압 비중 온도의 변화 추이도.1 is a change in charge specific gravity temperature with charge time in a quasi-constant voltage charger.

도 2는 기존의 준정전압 충전기의 주회로도.2 is a main circuit diagram of a conventional quasi-constant voltage charger.

도 3은 본 발명의 단상 주회로도.3 is a single phase main circuit diagram of the present invention;

도 4는 본 발명의 충전 전류 및 충전량을 도시한 그래프4 is a graph showing the charge current and the charge amount of the present invention

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 3상 주회로도.5 is a three-phase main circuit diagram according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 제어회로 브럭연결도6 is a control circuit block connection diagram of the present invention.

도 7은 내지 도 8은 본 발명의 MPU 내장 프로그램의 플로우챠트7 to 8 are flowcharts of the MPU built-in program of the present invention.

도 9는 도 6에서 제어 입ㆍ출력의 신호 파형9 is a signal waveform of the control input and output in FIG.

본 발명은 종래의 이러한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로 특허 제172162호(싸이클 충전기 회로)의 개선에 관한 것이다.The present invention relates to the improvement of patent No. 172162 (cycle charger circuit) in order to solve such a conventional problem.

준정전압 충전기의 누설변압기(TM) 1차측에 직렬로 제어용 변압기를 연결하고, 상기 변압기의 2차 코일은 트라이액(양방향 제어소자)을 통하여, 누설변압기 (TM)의 1차코일을 2등분시켜 인출된 3개의 탭(t1,t0,t1')에 각각 연결시키면 해당 트라이액의 도통에 의하여 충전기의 출력 전압이 가감되어, 누설변압기(TM)의 1차측 전압은 교류입력 전압에 상응하는 탭을 절환한 경우와 똑같이 일정하게 유지되며, 더 나아가 트라이액 S1,So 또는 S1'를 단계적으로 위상 제어함으로써 충전전압 및 전류를 더욱 세밀하게 조절할 수 있어 충전이 진행됨에 따라 충전전류 및 충전량이 도 4에 도시한 바와 같이 조절되어 최적의 충전을 가능케 하는바, 이를 첨부도면 도 3에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.A control transformer is connected in series to the primary side of the leakage transformer (TM) of the quasi-constant voltage charger, and the secondary coil of the transformer is divided into two by dividing the primary coil of the leakage transformer (TM) through a triac (two-way control element). When connected to each of the three taps (t 1 , t 0 , t 1 '), the output voltage of the charger is reduced by the conduction of the corresponding triac, and the primary voltage of the leakage transformer (TM) corresponds to the AC input voltage. It is kept the same as when the taps are switched. Furthermore, the phase voltage of Triac S 1, So or S 1 'can be controlled stepwise to further control the charging voltage and current so that the charging current and The charging amount is adjusted as shown in FIG. 4 to enable optimal charging, which will be described in detail with reference to FIG. 3 as follows.

공지의 누설변압기(TM)의 1차상간전압 (VR)의 교류입력 전압 허용범위가 ±N% (일반적으로 ±10%)인 경우에, 정격전압을 VR× N%로 정하고 1차권선(L1- L2)과 제어권선(C1- C2)과의 권선비가 N : 50으로 설계된 제어용 변압기 (TL)의 1차권선 (L1- L2)의 양단이 각각 교류입력과 누설변압기(TM) 입력단자에 연결되고, 제어단자 (C2)가 누설변압기(TM)의 1차 권선 중앙탭(to)에 연결되며, 또한 누설변압기 (TM)의 1차권선을 2등분하여 권선 시작점으로부터 차례로 (3)개의 탭 (상탭 t1, 중간탭 to, 하탭 t1')을 추가로 인출하여 트라이액(S1, So, S1')의 한쪽 단자에 연결하고 트라이액의 다른 한쪽 단자는 전부 공통으로 연결하여 이를 제어용 변압기(TL)의 제어단자(C1)에 연결시켜 본 회로를 구성한다. 이때 제어단자(C1, C2) 사이에는 의사부하기 (Rd)를 설치하여 트라이액이 전부 OFF 되어 있어 제어용 변압기(TL)의 1차권선이 철심을 가진 인덕터로 작용할 때 누설변압기(TM)의 부하 전류가 원만하게 흐를수 있도록 하는 역할을 하도록 한다. 이와같이 구성된 싸이클 충전기 회로는 전극전압 이전인 회복충전 기간중에는 트라이액 S1, So, S1'가 적절하게 선택 도통되고 위상제어 되어 충전전류을 일정하게 되도록 충전전류를 센싱(Sensing)하여 단계별로 조절시키는데, 이때 누설변압기(TM), 제어용 변압기(TL) 및 트라이액으로 구성된 주회로의 동작원리에 관하여 간단히 설명하면 다음과 같다.When the AC input voltage allowable range of the primary leakage voltage (V R ) of a known leakage transformer (TM) is ± N% (typically ± 10%), the rated voltage is set to V R × N% and the primary winding Both ends of the primary windings (L 1 -L 2 ) of the control transformer (TL) designed with the winding ratio between (L 1 -L 2 ) and the control winding (C 1 -C 2 ) are N: 50, respectively, AC input and leakage It is connected to the transformer (TM) input terminal, the control terminal (C 2 ) is connected to the primary winding central tap (to) of the leakage transformer (TM), and the primary winding of the leakage transformer (TM) is divided into two parts and wound. (3) taps (upper tap t 1 , middle tap to, lower tap t 1 ') are additionally drawn from the starting point and connected to one terminal of the triac (S 1 , So, S 1 ') and the other side of the triac All the terminals are connected in common, and this circuit is connected to the control terminal C 1 of the control transformer TL. At this time, the pseudo load (Rd) is installed between the control terminals (C 1 , C 2 ) so that the triac is all turned off, and the leakage transformer (TM) is used when the primary winding of the control transformer (TL) acts as an inductor with an iron core. It is to make a role to make the load current of flow smoothly. The cycle charger circuit configured as described above senses the charging current step by step so that the triacs S 1 , So, and S 1 ′ are appropriately conducting and phase-controlled so that the charging current is constant during the recovery charging period before the electrode voltage. In this case, the operation principle of the main circuit composed of the leakage transformer (TM), the control transformer (TL) and the triac is briefly described as follows.

충전전류가 설정된 정격 충전전류치 보다 높은 경우는 높은 교류입력 전압이 제어용 변압기(TL)를 거쳐 누설변압기(TM)에 인가되는 상태이므로 충전제어회로에서 발생된 트라이액 선택 신호가 게이트 드라이브 (2)를 통해 상탭 t1에 연결된 트라이액 S1을 도통시켜 제어용 변압기(TL)의 제어권선(C1- C2)의 전압은 누설변압기(TM)의 1차코일의 to 에서 t1간의 전압과 같게 되어지므로, 제어용 변압기(TL)의 1차코일(L1- L2)간에는 N%의 전압이 교류입력 전압과 감하는 방향으로 유기된다. 예를들면, 제어용 변압기(TL)의 권선비가 10 : 50인 경우에 교류입력 전압이 +10% 이상 높으면 트라이액 S1을 상용주파수의 반 싸이클 동안 100% 주기로 완전 도통시키고, +5% 이상 높으면 트라이액 S1을 50% 주기로 도통시키는 것으로 제어용 변압기(TL)의 권선(L1- L2)의 역할에 의하여 정격 전압의 10% 또는 5% 만큼 제어용 변압기(TL)에서 감소되므로, 교류입력전압이 변동되더라도 누설변압기(TM)는 단계별로 일정한 출력을 유지할 수 있게 되는 것이다. 상기에서는 50% 주기로 도통시킨 경우에 대하여 설명하였지만, 더 나아가 트라이액의 도통각을 적절히 단계별로 세분화하여 위상제어 시키면, 더욱 세분화된 일정출력을 유지할 수 있다.If the charging current is higher than the set rated charging current, the high AC input voltage is applied to the leakage transformer TM through the control transformer TL, so the triac selection signal generated from the charging control circuit causes the gate drive 2 to operate. Through the triac S 1 connected to the upper tap t 1 , the voltage of the control winding C 1 -C 2 of the control transformer TL becomes equal to the voltage between to and t 1 of the primary coil of the leakage transformer TM. Therefore, between the primary coils L 1 -L 2 of the control transformer TL, a voltage of N% is induced in the direction of decreasing with the AC input voltage. For example, if the winding ratio of the control transformer (TL) is 10:50, if the AC input voltage is higher than + 10%, the triac S 1 conducts in 100% period during half cycle of the commercial frequency, and if it is higher than + 5%, the triac the S 1 windings to the control transformer (TL) to the conduction cycle 50% - is reduced in the transformer control by 10% or 5% of the rated voltage by the role of the (L 1 L 2) (TL ), the AC input voltage fluctuates Even if the leakage transformer (TM) is able to maintain a constant output in stages. In the above, the case in which the conduction is conducted at 50% cycle is described. However, if the conduction angle of the triac is appropriately subdivided in stages, phase refinement can be maintained.

반대로 충전전류가 설정된 정격 충전 전류치보다 낮은 경우에는 교류입력 전압이 정격 전압보다 낮은 상태이므로 하탭(t1')에 연결된 트라이액 S1'가 도통 또는 위상제어 되고, 제어용 변압기(TL)의 1차권선(L1- L2)에는 N%의 전압이 교류입력 전압과 더해지는 방향으로 유기되어 누설변압기(TM)는 일정한 출력을 유지할 수 있게 되는 것이다.Conversely charged when the current is lower than the rated charge current value is set, the AC input voltage is so lower than the rated voltage hataep (t 1 ') TRIAC S 1 is connected to the "a conduction or phase control, the control transformer (TL) 1 difference In the windings L 1 -L 2 , a voltage of N% is induced in the direction in which the AC input voltage is added, so that the leakage transformer TM can maintain a constant output.

상기에서 설명한 것은 충전기 입력이 단상인 경우에 한하였으나, 충전기 입력이 3상인 경우에도 도 3의 단상주회로 3조를 3상 결선하면 동일하게 작동되는 것이나, 이렇게 결선하게 되면 제어권선과 트라이액(S1, So, S1') 및 이에 관련된 드라이브 회로 (2)가 각각 3조 필요하여 복잡하게 되어지게 되므로, 도5와 같이 S상은 제어용 변압기(TL)의 1차 권선만을 설치하여 이의 양단을 교류입력과 누설변압기(TM) 사이에 연결하면, 이때 제어용 변압기(TL)는 3상 OPEN 델타 (△) 결선이므로 제어용 변압기(TL)의 S상의 전압은 R상의 Vector전압 [TL(R)]과 T상의 Vector전압 [TL(T)]의 합과 같게 되고, 따라서 제어용 변압기 (TL)의 R상과 T상에만 제어권선을 설치하여 이 양상 (2相)의 제어회로를 조절함으로써 S상의 1차 전압도 안정하게 유지할 수 있는 것이다.Although the above description is limited to the case where the charger input is single-phase, even when the charger input is three-phase, three pairs of single-phase main circuits of FIG. 3 are operated in the same manner. However, in this case, the control winding and the triac ( Since S 1 , So, S 1 ′) and three related drive circuits 2 are required to be complicated, respectively, as shown in FIG. 5, the S phase installs only the primary winding of the control transformer TL so that both ends thereof are installed. When connected between AC input and leakage transformer (TM), the control transformer (TL) is a three-phase open delta (△) connection, so the voltage of S phase of the control transformer (TL) is equal to the vector voltage [TL (R)] of R phase. It is equal to the sum of the vector voltage [TL (T)] of the T phase, and therefore, the control winding of this aspect is adjusted by installing control windings only on the R and T phases of the control transformer TL to control the primary phase of the S phase. Voltage can also be kept stable.

이와 같이 구성된 도3 및 도5의 충전기 회로에 있어서 전술한 바와 같이 트라이액(S1, S0, S1')를 선택하여 도통시키고 위상제어하며 충전이 진행됨에 따라 만충전 상태를 감지하여 주회로 스위치 SW를 OFF시켜 충전을 종지시키는 도 6의 충전 제어회로에 대하여 설명한다.In the charger circuit of FIGS. 3 and 5 configured as described above, as described above, the triacs S 1 , S 0 , and S 1 ′ are selected to conduct, phase control, and detect a full charge state as the charging proceeds. The charging control circuit of FIG. 6 which terminates charging by turning off the switch SW is demonstrated.

도 6의 CN2-7번과 CN2-9번에 각각 밧데리의 48V, 24V 또는 72V를 연결하면 [도6]-(4)의 공지의 전원(POWER SUPPLY) 입력단에 밧데리 전압이 공급되고 공지의 전원은 DC 12V(VDD)와 DC 5V(VCC)를 제어회로에 공급해주어 충전제어회로는 동작하기 시작하며, 제어회로에 연결된 원칩콘트롤러(MPU)는 초기화과정을 처음 수행하고 이에 내장된 프로그램을 수정하게 된다.When connecting 48V, 24V or 72V of the battery to CN2-7 and CN2-9 of Fig. 6, the battery voltage is supplied to the known power supply input terminal of Figs. Supplies DC 12V (VDD) and DC 5V (VCC) to the control circuit, and the charging control circuit starts to operate, and the one-chip controller (MPU) connected to the control circuit performs the initializing process and modifies the built-in program. do.

밧데리 전압은 공지의 저항 분압기와 연산증폭회로로 구성된 "OUTPUT VOLTAGE SENSING" 회로(1)을 거쳐 밧데리 전압(43V ∼ 68.5V)이 0∼5V의 전압으로 변환되어 원칩 콘트롤러(One Chip Controller, MPU) IC1의 아날로그 입력단자 RA0에 입력되고, 밧데리 충전전류는 도 4의 Shunt(SH1)에서 0 ∼ 60mV의 레벨로 검출되어 공지의 연산증폭회로로 구성된 "OUTPUT CURRENT SENSING" 회로(3)를 거쳐 0 ∼ 5V의 전압으로 변환되어 MPU(IC1)의 아날로그 입력단자 RA2에 입력되며, CT로 검출된 AC입력 전류 레벨은 공지의 연산증폭회로로 구성된 "INPUT CURRENT SENSING" 회로(2)을 거쳐 0 ∼ 5V의 전압으로 변환되어 아날로그 입력단자 RA1으로 입력된다.The battery voltage is converted into a voltage of 0 to 5V by converting the battery voltage (43V to 68.5V) through a "OUTPUT VOLTAGE SENSING" circuit (1) consisting of a known resistance divider and an operational amplifier circuit. The battery charging current is input to the analog input terminal RA0 of IC1, and the battery charging current is detected at a level of 0 to 60 mV in the shunt (SH1) of FIG. 4, and is passed through the "OUTPUT CURRENT SENSING" circuit (3) composed of a known operational amplifier circuit. It is converted into a voltage of 5V and input to the analog input terminal RA2 of the MPU (IC1), and the AC input current level detected by the CT is 0-5V through an "INPUT CURRENT SENSING" circuit (2) composed of a known operational amplifier circuit. It is converted to voltage and input to the analog input terminal RA1.

한편 3상 위상검출회로(6)의 CN2의 1,2,5번을 통하여 3상 220V 또는 3상 380V R,S,T가 공급되면, 우선 CN2의 5번을 통하여 입력된 T상 신호는 저항 R39를 통하여 IC7의 포토커플러를 구동시켜 포토커플러 IC7의 출력단 R40에는 T상 교류 입력신호와 동위상인 구형파가 출력되게 되며 C27과 R41에 의한 미분회로에 의해 IC11F의 입력에는 기립신호가 인가되게 되며 그 신호는 IC11F와 IC11E의 반전 슈미트 트리거 버퍼를 거쳐 IC11E의 INT출력에서는 [도9]-(3)같은 10㎲ 이내의 트리거 신호가 인가되며 이 트리거 신호는 T상의 제로 크로스 검출신호로서 MPU IC1의 인터럽트 입력단자 RD0에 입력된다.On the other hand, if three-phase 220V or three-phase 380V R, S, T is supplied through the 1,2,5 of CN2 of the three-phase phase detection circuit 6, first, the T-phase signal input through the fifth of CN2 is a resistor. By driving the photocoupler of IC7 through R39, a square wave that is in phase with the T-phase AC input signal is output to the output terminal R40 of the photocoupler IC7, and a standing signal is applied to the input of IC11F by the differential circuit of C27 and R41. The signal passes through the inverted Schmitt trigger buffer of IC11F and IC11E, and a trigger signal within 10 ms is applied to the INT output of IC11E as shown in Fig. 9- (3). This trigger signal is a zero-cross detection signal of T phase, which is an interrupt of MPU IC1. It is input to the input terminal RD0.

CN2의 1번을 통해서 입력된 R상 신호도 위와 마찬가지 방법으로 IC10E의 출력단(I/O)에는 [도8]-(4)같이 R상 입력신호와 동위상인 제로크로스 신호가 출력되며 MPU의 I/O입력 RD1단자로 입력된다. 또한 T상 제로 크로스 검출신호인 INT신호와 R상 제로 크로스 검출신호인 I/O 신호는 다이오드 D13과 D14의 DIODE로 구성된 공지의 OR 논리 회로에 의해 [도9]-(5)의 기립펄스와 같이 T상 제로 크로스 신호 또는 R상 제로 크로스 신호가 발생될 때마다 MPU의 외부 인터럽트 단자인 RD0단자에 외부 인터럽트 인에이블(ENABLE) 신호로써 입력되며 이 신호는 정전검출 및 트라이액 위상제어시 기준신호로 이용된다.In the same way as above, the R phase signal inputted through CN2 # 1 is outputted to the output terminal (I / O) of IC10E with zero cross signal in phase with the R phase input signal as shown in [Fig. 8]-(4). / O input Input at RD1 terminal. In addition, the INT signal, which is the T phase zero cross detection signal, and the I / O signal, which is the R phase zero cross detection signal, are combined with the standing pulses of FIGS. 9 to 5 by a known OR logic circuit composed of the DIODEs of the diodes D13 and D14. Likewise, whenever T phase zero cross signal or R phase zero cross signal is generated, it is input to RD0 terminal, which is an external interrupt terminal of MPU, as an external interrupt enable signal, and this signal is used as a reference signal for power failure detection and triac phase control. Used as

직접회로 IC 디코더 IC4는 MPU에서 출력되는 트라이액 S1,S2,S1'을 선택하여 ON 되도록 지정해 주는 트라이액 선택 신호를 Y1,Y2,Y3가 서로 동시에 출력되지 않도록 하는 2 ×4 디코더로써 "A, B"입력단자에는 MPU의 PE0, PE1으로부터 출력된 TAP지정 신호가 입력되어 Y1,Y2,Y3중 어느 것이 선택되어 출력될지를 결정하는데 MPU 출력단자 PE0,PE1과 연결된 IC4의 입력단자 AB가 A=1, B=0이면 Y1이 선택되고 A=0, B=1이면 Y2가 선택되며 A=1, B=1이면 Y3가 선택된다. 디코더 IC4의 "EN" 입력단자에는 MPU의 RC2단자로부터 트라이액 S1,S2,S1'을 위상제어 할 수 있도록 전술한바 있는 R상과 T상의 제로 크로스 신호에 맞춰 동기되어 쉬프트(SHIFT)된 위상제어 PWM 펄스파형이 출력되거나, 트라이액(S1,S2,S1')를 연속 도통시킬 수 있는 PWM 펄스파형이 출력되고 디코더 IC4의 EN 입력단자에 신호가 없으면 Y1,Y2,Y3는 모두 출력이 중지된다. Y1,Y2,Y3로부터 출력된 신호는 IC11의 반전 버퍼를 통하여 펄스트랜스를 통해서 절연되면서 전달되어 각각 주 변압기 탭의 상탭, 중간탭, 하탭에 연결되어 있는 트라이액 S1,S2,S1'을 구동하게 된다.Integrated circuit IC decoder IC4 is a 2 × 4 decoder that prevents Y1, Y2, and Y3 from simultaneously outputting a triac selection signal that specifies that the triacs S 1, S 2, and S 1 output from the MPU are turned on. TAP designation signal output from PE 0 , PE 1 of MPU is input to “A, B” input terminal and IC4 connected to MPU output terminals PE 0, PE 1 is used to determine which of Y1, Y2, Y3 is selected and output. If input terminal AB of A = 1, B = 0, Y1 is selected, if A = 0, B = 1, Y2 is selected, and if A = 1, B = 1, Y3 is selected. The "EN" input terminal of the decoder IC4 is shifted in synchronization with the zero-cross signals of the R and T phases described above so as to phase-control the triacs S 1, S 2, and S 1 'from the RC2 terminal of the MPU. Phase controlled PWM pulse waveform is outputted, or PWM pulse waveform that can continuously conduct triac (S 1, S 2, S 1 ') is output and Y1, Y2, Y3 when there is no signal at EN input terminal of decoder IC4. Will stop output. The signals output from Y1, Y2, and Y3 are isolated and transmitted through the pulse transformer through the inverting buffer of IC11, and the triacs S 1, S 2, and S 1 'connected to the upper tap, middle tap, and lower tap of the main transformer tap, respectively. Will be driven.

RESET 회로(5)는 RESET IC, 콘덴서 C5, 저항 R1으로 구성되며 MPU가 노이즈(Noise)나 기타 다른 이유로 동작을 정지했을 경우 즉시 도 3, 도 4의 마그네트 콘텍터 S/W를 차단시켜 밧데리가 과충전하여 파손되는 것을 방지하는 목적으로 설계되어 있다. 디스플레이부(8)는 MPU의 출력단자 RB0∼RB7과 저항 RD2,3,4,5의 행열 조합에 의해 FND와 LED를 구동시키는 다이나믹 방식을 채택하고 있는데 MPU가 정상으로 동작한다면 리셋(RESET) 회로(5)의 ST단자로 입력되는 MPU(I/O 출력) RD2단자에서는 클록펄스가 출력된다. 만약 MPU가 동작을 정지한다면 MPU의 RD2 단자의 클록펄스의 출력도 정지하게 되므로 리셋 회로(5)의 ST단자에는 클록펄스의 공급도 중단되게 된다. 이렇게 하여 일정시간동안 리셋 회로(5)의 ST단자에 클록펄스 공급이 중단되게 되면 리셋 회로의출력 단자에서 리셋 신호 "LOW"가 출력되고 MPU의단자에 리셋신호가 인가되면 MPU는 초기화되고 또한 MPU의 RC0출력 단자에서는 CPU의 초기화에 따라 "LOW" 신호가 출력되어 저항 R32를 통해 마그네트 콘텍터 S/W를 구동시키는 릴레이(RELAY) 'F'를 OFF시켜 마그네트 콘텍터를 차단시키고, 리셋 회로의 또 다른 RST 출력단자인 5번에서 출력된 'High'의 리셋 신호는 저항 R31을 통해 트랜지스터 Q2를 도통시키므로써 릴레이 'F'의 구동 트랜지스터 베이스의 신호를 차단하여 하드웨어 동작으로써 계전기 'F'를 OFF시켜 충전기의 주회로 마그네트 콘텍터 S/W를 차단시켜 충전을 정지시킨다.RESET circuit (5) consists of RESET IC, capacitor C5, and resistor R1. If the MPU stops operating due to noise or other reasons, the magnet contactor S / W of Figs. It is designed to prevent overcharge and damage. The display unit 8 adopts a dynamic method of driving the FND and the LED by the combination of the MPU output terminals RB0 to RB7 and the resistors RD2, 3, 4 and 5. If the MPU operates normally, the reset circuit is used. The clock pulse is output from the MPU (I / O output) RD2 terminal input to the ST terminal of (5). If the MPU stops operating, the output of the clock pulse of the RD2 terminal of the MPU also stops, so that the supply of the clock pulse to the ST terminal of the reset circuit 5 is also stopped. In this way, if the clock pulse supply is interrupted to the ST terminal of the reset circuit 5 for a predetermined time, The reset signal "LOW" is output from the output terminal and the MPU When the reset signal is applied to the terminal, the MPU is initialized. In addition, at the RC0 output terminal of the MPU, a "LOW" signal is output according to the initialization of the CPU, and the relay 'F' for driving the magnet contactor S / W through the resistor R32. To turn off the magnet contactor and reset signal of 'High' output from No. 5, another RST output terminal of reset circuit, conducts transistor Q2 through resistor R31. As a hardware operation by cutting off the signal, the relay 'F' is turned off, and the main circuit magnet contactor S / W of the charger is cut off to stop charging.

MPU의 PE2출력단자에는 공지의 부저드라이브 회로가 연결되고 I/O 출력단자 RC3 ∼ RC7입력단자에는 각각 보통충전, 균등충전, 정지, 예약충전 그리고 설정과 같은 충전기의 기본 조작에 필요한 각종 스위치가 연결되어 있으며 해당 스위치 또는 키의 신호가 입력될 때, 프로우챠트 도 6의 지정된 단계를 수행하게 된다.A known buzzer drive circuit is connected to the PE2 output terminal of the MPU, and various switches necessary for the basic operation of the charger such as normal charging, equal charging, stopping, reservation charging and setting are connected to the I / O output terminals RC3 to RC7 input terminals, respectively. When the signal of the corresponding switch or key is inputted, the procedure chart performs the designated step of FIG.

이상으로 전반적인 제어회로의 상호 연결 및 동작에 대해 설명하였고, 다음은 MPU 내에서 프로그램이 수행되는 과정을 도7 및 도8을 통해 설명한다.As described above, the overall interconnection and operation of the control circuit have been described. Next, a process of executing a program in the MPU will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

AC전원을 인가한 상태에서 밧데리를 연결하면 MPU는 [도7]의 단계(1) 초기화(INITIALIZE) 과정을 수행하는데 이 루틴에서는 MPU 각 포트의 상태를 결정(포트를 입력 또는 출력으로 사용할 것인지를 결정하고 출력으로 결정된 경우 초기에 'HIGH'신호를 갖을지 'LOW'신호를 갖을지를 결정한다.)하고 MPU에 내장된 A/D 변환기(A/D CONVERTER)의 A/D 변환에 필요한 특수 레지스터의 초기값을 결정한다. 또 인터럽트 서비스 루틴(Interrupt Service Routine)의 타이머 인터럽트 검출 주기와 외부 인터럽트 허용도 초기화 과정(1)에서 결정된다.If the battery is connected while AC power is applied, the MPU performs the (INITIALIZE) process of step (1) in [Fig. 7]. This routine determines the status of each port of the MPU. If it is determined as output, it decides whether to have 'HIGH' signal or 'LOW' signal at the beginning.) And special register necessary for A / D conversion of A / D converter (A / D converter) built in MPU. Determine the initial value of. In addition, the timer interrupt detection period and the external interrupt allowance of the interrupt service routine are determined in the initialization process (1).

[도7]의 초기화 과정(1)이 끝나면 타이머 인터럽트와 외부 인터럽트가 가능상태(Enable)가 되어 [도8]의 인터럽트 서비스 루틴을 타이머 인터럽트 주기마다 또는 외부 인터럽트 신호가 인가되었을 경우에 수행하게 되는데 타이머 인터럽트는 [도7]의 초기화 과정(1)에서 설정된 타이머 인터럽트 주기마다 실행되며, 외부인터럽트는 MPU의 외부 인터럽트 단자인 RD0에 "HIGH"신호가 인가되는 순간마다 수행되고 이들은 주프로그램(MAIN PROGRAM)과는 상관없이 인터럽트 루틴을 수행 후 다시 주프로그램으로 돌아가도록 되어 있다. [도8]의 인터럽트 서비스 루틴에 관해서는 뒤에 상세히 설명하도록 하겠다. 초기화 과정(1)이 끝난 후 제 5도의 SW1 '정지', SW2 '설정', SW3 '예약', SW4 '균등', SW5 '보통' 스위치가 눌려지면 MPU의 RC3∼RC7 입력단자는 "LOW"가 되어 스위치 입력값을 받아 [도7]-(2)충전기의 동작상태를 결정하게 되는데, 첫째, "NORMAL(普通)" 스위치가 눌려진 경우 [도7]-(3) 충전시간을 보통충전으로 설정하고 플로우챠트 [도6]-(6)이하의 과정을 수행하게 된다.After the initialization process (1) of FIG. 7 is completed, the timer interrupt and the external interrupt are enabled (Enable), and the interrupt service routine of FIG. 8 is performed every timer interrupt period or when an external interrupt signal is applied. The timer interrupt is executed at each timer interrupt period set in the initialization process (1) of FIG. 7, and the external interrupt is executed every time the "HIGH" signal is applied to RD0, which is the external interrupt terminal of the MPU, and these are the main program (MAIN PROGRAM). Regardless of), it executes interrupt routine and returns to main program. The interrupt service routine of FIG. 8 will be described later in detail. After the initialization process (1), if SW1 'Stop', SW2 'Setting', SW3 'Reservation', SW4 'Equal' and SW5 'Normal' switch of Fig. 5 are pressed, RC3 ~ RC7 input terminal of MPU is "LOW". [Fig. 7]-(2) determines the operating state of the charger by receiving the switch input value. First, when the "NORMAL (普通)" switch is pressed [Fig. 7]-(3) charging time to normal charging 6 and the flow chart below [Fig. 6]-(6).

둘째, "EQUAL(均等)" 스위치가 눌려진 경우 플로우챠트 [도7]-(4) 충전시간을 균등충전으로 설정하고 플로우챠트 [도6]-(6)이하의 과정을 수행하게 된다.Second, when the "EQUAL (均等)" switch is pressed, the flow chart [Fig. 7]-(4) charging time is set to equal charging and the flow chart [Fig. 6]-(6) or less is performed.

셋째, "PRE.(豫約)" 스위치가 눌려진 경우 플로우챠트 [도7]-(5) "PRE.(豫約)" 스위치와 "SETTING(設定)" 스위치의 접속에 따라 예약시간이 정해지며, 예약시간 설정 후 "NORMAL(普通)" 이나 "EQUAL(均等)" 스위치를 누르면 예약 충전시간이 카운트되어 예약된 시간이 경과한 후 NORMAL(普通)이나 EQUAL(均等)스위치가 눌렸을 때와 같이 플로우챠트 [도7]-(6)이하의 과정을 수행하게 된다.Third, when the "PRE." Switch is pressed, the reservation time is determined according to the flow chart [Fig. 7]-(5) of the "PRE. (豫 約)" switch and the "SETTING" switch. If you press the "NORMAL" or "EQUAL" switch after setting the time, the scheduled charging time is counted and the flow chart will be the same as when the NORMAL or EQUAL switch is pressed after the scheduled time has elapsed. 7 to 6 are performed.

플로우챠트 [도7]-(6)의 과정을 수행하게 되면 도 5의 MPU IC1의 RC0출력 단자는 "HIGH"가 출력되고 트랜지스터 Q3를 구동시켜 RELAY 'F'를 ON시켜 충전기의 마그네트 콘텍터가 ON 되고 밧데리의 상태에 따라 주프로그램의 (6)이하를 수행함에 따라 충전을 아래와 같이 진행하게 된다.When the process of [Fig. 7]-(6) is performed, the RC0 output terminal of MPU IC1 of FIG. 5 is outputted with “HIGH” and the transistor Q3 is driven to turn on the relay 'F' to turn on the magnet contactor of the charger. It is ON and charging is progressed as below (6) of main program according to battery condition.

일단계는 밧데리 전압(또는 충전기 출력전압)이 57.5V 이하인 경우 밧데리는 충분히 방전된 상태이므로 충전전류(충전되고 있는 량)가 105%(0.24C) 이상인 경우에는 트라이액 S1을 도통시킬 수 있도록 트라이액 선택신호를 발생하여 상탭(t1)으로 절체함으로 충전전류와 충전전압을 줄여주고 95%이하인 경우에는 트라이액 S1'을 하탭(t1')으로 절체하여 충전전류와 전압을 증가시켜 충전전류가 105%∼95%(0.24C ±5%)사이를 유지시키도록 한다.In the first step, when the battery voltage (or the charger output voltage) is 57.5V or less, the battery is sufficiently discharged, so that when the charging current (charging amount) is 105% (0.24C) or more, the triac S 1 can be conducted. when generates a triac selection signal than by switching the sangtaep (t 1), reducing the charge current and the charge voltage of 95% it has to transfer the triac S 1 'to hataep (t 1') by increasing the charging current and the voltage Keep the charging current between 105% and 95% (0.24C ± 5%).

즉 전술한 바와 같이 누설변압기(TM)의 1차 권선에는 시작점으로부터 상탭, 중간탭, 하탭이(t1,t0,t1') 인출되어 각각의 탭에는 트라이액(S1,S2,S1')이 연결되어 있으며 하탭인 t1에 연결되어 있는 트라이액 S1'을 도통시키면 밧데리 전류와 전압은 증가하고 상탭을 도통시킬수록 전류와 전압은 감소하게 된다. 전압과 전류를 단계별로 제어하는 일례로써 상탭인 t1을 완전 도통, 50%정도 도통, 중간탭 t0를 50%정도 도통, 중간탭 t0를 완전 도통, 하탭인 t1'을 50%정도 도통, 하탭인 t1'을 완전 도통 상태와 같은 단계별 6개 상태를 갖을수 있는데 각각 탭위치값 6,5,4,3,2,1로 표시하고 탭위치값이 커질수록 즉 현재 도통되고 있는 탭 위치보다 높은 탭위치인 상위탭으로 절체되면 전류와 전압은 감소하게 되며, 상탭 트라이액 S1, 중간탭 트라이액 So 또는 하탭 트라이액 S1'을 [제8도]-(6),(7)과 같이 90°정도로 각각 위상 제어하여 도통시키면 탭 위치가 순차적으로 변할 때 제어트랜스 (TL)의 1차, 2차의 권선비에 따라 차이가 있으나 충전전류가 단계적으로 조절될 수 있다.That is, as described above, the upper tap, the middle tap, and the lower tap (t 1, t 0, t 1 ′) are drawn out from the starting point to the primary winding of the leakage transformer TM, and triacs S 1, S 2, 'it is) are connected and TRIAC S 1 is connected to the hataep t 1 "S 1 when the conduction is increased, the battery current and voltage, and to more conduction sangtaep the current and voltage is reduced. As an example of the step-by-step control of voltage and current, the upper tap t 1 is fully conducting, about 50% conduction, the middle tap t 0 is about 50% conducting, the middle tap t 0 is fully conducting, and the lower tap t 1 'is about 50%. continuity, there can have a step-by-step six states: the hataep of t 1 'and the fully conductive state more represented by each tap position value and 6,5,4,3,2,1 larger the tap position value that is currently being conductive The current and voltage decreases when the switch is made to the upper tap which is higher than the tap position, and the upper tap triac S 1 , the middle tap triac So, or the lower tap triac S 1 'is [Fig. 8]-(6), ( As shown in 7), if the phase control is conducted at 90 °, respectively, the tap position is changed in sequence, and it is different depending on the turns ratio of the primary and secondary of the control transformer TL, but the charging current can be adjusted step by step.

이단계는 밧데리 전압이 대략 59.5V 이상이고 60.0V이하인 경우로써 밧데리는 75%이상이 충전된 경우이며, 충전전류(충전되고 있는 량)가 대략 95%이상인 경우에는 현 상태보다 높은탭 위치인 상위탭의 트라이액으로 절체하여 충전전류와 충전전압을 줄여주고 85%이하인 경우에는 현 상태보다 낮은탭 위치인 하위탭 트라이액으로 절체하여 충전전류와 전압을 증가시켜 충전전류가 95% ∼ 85%사이(0.216C ±5%)를 유지시키도록 한다.This step is when the battery voltage is above 59.5V and below 60.0V. When the battery is over 75% charged, when the charge current (charged) is above 95%, the upper tap position is higher than the current state. Switch to the triac of tap to reduce charging current and charging voltage. If it is below 85%, transfer to lower tap triac of tap position lower than the current state to increase charging current and voltage to make charging current between 95% and 85%. (0.216C ± 5%).

삼단계는 밧데리 전압이 대략 60.0V 이상인 경우 충전전류는 말기전류(정격의 25%이하)를 유지하여야 하므로 충전전류가 말기전류(정격의 대략 25%)보다 크면 현 상태보다 높은탭으로 절체하여 충전전류와 전압을 줄여주는 방법으로 T시간만큼 충전하지만, 밧데리 전압이 63.5V 이상인 경우는 충전을 하지 않고 다음 사단계로 진행한다.In the third stage, when the battery voltage is above 60.0V, the charging current must maintain the terminal current (less than 25% of the rating) .If the charging current is greater than the terminal current (approximately 25% of the rating), the battery is switched to a tap higher than the current state. Charge by T time as a way to reduce the current and voltage, but if the battery voltage is more than 63.5V proceed to the next four steps without charging.

사단계는 밧데리 전압이 대략 63.5V이상이거나 삼단계의 충전을 완료한 경우로 밧데리 전압이 63.5V이상인 경우 현재보다 상위탭으로 절체하여 충전전압을 감소시키고, 충전전압이 60.0V 이고 밧데리 전류가 15% 이하인 경우 현재보다 하위탭 위치의 트라이액으로 절체하여 밧데리 전압과 전류를 증가시켜 충전말기에 밧데리의 온도가 불필요하게 증가하는 것을 막아준다. 이 과정은 [도7]-(2)에서 설정되어진 보통충전 또는 균등충전에 따라 설정된 충전시간만큼 계속 충전한 후 충전을 종료한다.In the fourth stage, when the battery voltage is about 63.5V or more or when the third stage of charging is completed, when the battery voltage is 63.5V or more, the battery is switched to the upper tap than the present to decrease the charging voltage, and the charging voltage is 60.0V and the battery current is 15 If it is less than%, it transfers to the triac at the lower tap position than the current to increase the battery voltage and current to prevent the battery temperature from increasing unnecessarily at the end of charging. This process continues charging after the charging time set according to the normal charging or equal charging set in [7]-(2) and ends the charging.

[도8]의 인터럽트 서비스 루틴에 대해 설명하면, 전술한 바와 같이 타이머 인터럽트와 외부 인터럽트 2가지가 존재한다.Referring to the interrupt service routine of FIG. 8, there are two types of timer interrupts and external interrupts as described above.

첫째, [도8]-(7)의 외부 인터럽트는 MPU의 외부 인터럽트 입력단자인 RD0에 "HIGH"신호 인가되는 순간 수행되며 외부 인터럽트 단자 RD0에 [도9]-(5)와 같은 기립펄스 신호가 인가되면 T상의 신호인가 R상의 신호인가를 판단하기 위하여 우선 [도9]-(4)에 의한 신호(즉 R상의 제로크로스 신호)가 MPU의 I/O 입력단자 RD1에 인가되고 있는지 체크하여 해당된 상에 검출 비트(BIT)를 셋팅(SETTING)한 후 해당상의 카운트(COUNT)값을 초기화한다. 즉 입력단자 RD0를 통하여 외부 인터럽트 트리거 신호가 입력되면 즉시 MPU는 I/O 입력단자 RD1의 상태를 체크하여 만약 RD1의 상태가 'LOW'라면 T상의 제로크로스 신호로 인식하고 'HIGH'라면 R상의 제로크로스 신호로 인식하게 되는 것이다.First, the external interrupt of [Fig. 8]-(7) is executed at the moment when the "HIGH" signal is applied to RD0, the external interrupt input terminal of the MPU, and the standing pulse signal as shown in [Fig. 9]-(5) is applied to the external interrupt terminal RD0. When is applied, to determine whether the signal of T phase or R phase, first check whether the signal (Fig. 9)-(4) (i.e. zero cross signal of R) is applied to I / O input terminal RD1 of MPU. After setting the detection bit (BIT) of the relevant phase, the count value of the corresponding phase is initialized. That is, when an external interrupt trigger signal is input through the input terminal RD0, the MPU checks the state of the I / O input terminal RD1 immediately. If the status of the RD1 is 'LOW', it is recognized as a zero cross signal of the T phase. It is recognized as a zero cross signal.

그 후 만약 탭위치 값이 2,4 또는 5라면 하탭의 50%도통, 중간탭 50%도통, 상탭의 50%도통 상태이므로 [도6]-IC4 디코더의 EN단자에 'HIGH'신호를 인가하여 해당하는 상의 카운트값이 타이머 인터럽트에 의해 90°이상이 될 때까지 Y1,Y2,Y3의 출력에서 펄스가 발생하지 않도록 한다. 그러나 탭의 상태가 1,3,6이라면 해당탭의 트라이액을 연속 도통시켜야하므로 계속 펄스를 출력하여 Y1,Y2,Y3중 선택된 탭으로 PWM 펄스출력을 내보낸 후 주프로그램(MAIN PROGRAM)으로 복귀한다.After that, if the tap position value is 2, 4 or 5, 50% conduction of the lower tap, 50% conduction of the middle tap, and 50% conduction of the upper tap are applied. Therefore, the HIGH signal is applied to the EN terminal of the IC4 decoder. Do not generate pulses at the outputs of Y1, Y2, and Y3 until the corresponding phase count is greater than 90 ° by the timer interrupt. However, if the tap state is 1,3,6, the triac of the tap must be continuously connected, so it keeps outputting the pulse and sends the PWM pulse output to the selected tap among Y1, Y2, Y3 and then returns to the main program. do.

둘째, 타이머 인터럽트가 인에이블(Enable)되면 절체되어야 할 탭의 위치값이 2,4,5인지를 확인하고, 2,4,5일 경우 R상의 COUNT 값이 0°∼ 90°이거나 180°∼ 270°인 경우 PWM 출력을 중지하고, 90°∼ 180°또는 270°∼ 360°일 경우 펄스신호를 발생시켜 [도9]-(6),(7)과 같이 상탭, 중간탭, 하탭을 연결한 트라이액이 대략 50%만 도통되도록 만들어 전류가 단계적으로 조절될 수 있다. 또 T상도 R상과 같은 방법으로 상을 제어한다.Second, if the timer interrupt is enabled, check if the position value of tap to be transferred is 2, 4, 5, and if 2, 4, 5, COUNT value of R is 0 ° ~ 90 ° or 180 ° ~ In case of 270 °, PWM output is stopped. In case of 90 ° ~ 180 ° or 270 ° ~ 360 °, pulse signal is generated to connect upper tap, middle tap, and lower tap as shown in [Fig. 9]-(6), (7). The current can be regulated step by step so that only about 50% of the triac is conducted. The T phase is also controlled in the same manner as the R phase.

도8-(8)의 타이머 인터럽트에서는 그 외에 스위치값 입력, 충전전압과 전류검출, 충전상태표시를 위한 부저(BUZZER) ON-OFF, 고장 (ERROR)검출, LED 디스플레이와 예약충전을 위한 시계 루틴 등 주기적으로 수행해야 할 루틴들을 수행한다. 또 마그네트 콘텍터가 ON된 후 10시간이 지나면 자동으로 충전을 종료시켜 밧데리가 파손되지 않도록 하는 루틴을 수행하며, 전술한바 MPU는 도6 내지 도 7의 프로우챠트에 표시된 단계별 프로그램을 수행함으로써 충전제어회로를 제어하여 최적의 충전을 가능게 한다.In the timer interrupt shown in Fig. 8- (8), the clock routines for inputting switch values, detecting charge voltage and current, turning on and off the buzzer for displaying the charge status, detecting faults, and displaying LEDs and reserved charges. Perform routines that should be performed periodically. In addition, 10 hours after the magnet contactor is turned on, the charging is automatically terminated to prevent the battery from being broken. As described above, the MPU is charged by performing the step-by-step program shown in the chart of FIGS. 6 to 7. Control the control circuit to enable optimal charging.

위와 같이 도3 및 도5와 같이 주회로를 구성하고 MPU로 구성된 충전제어회로로써 충전량을 감지하여 회복충전 구간에 1단계 구간에서는 0.24C ±5%, 2단계 구간에서는 0.216C ±5% 전류의 크기로 트라이액의 선택 도통 또는 위상제어에 의하여 전류를 제어하고, 전극전압 이후인 3단계 또는 4단계에서는 전압 및 전류를 제어하는 방식으로 충전시키면 도2B 본 발명의 충전전류 및 충전량이 충전시간에 따라 조절되어 기존의 어떠한 충전방식과 비교하여 만충전에 소요되는 시간을 5시간 이내로 줄일 수 있으며, 충전말기에 과도한 액온상승을 방지할 수 있어 열로 소모되는 전기 사용량을 감소시켜 충전효율을 높이고 부족충전이나 과충전을 방지할 수 있는 이점이 있으며, 또한 주회로 및 제어회로가 비교적 간결하여 제조원가를 줄일 수 있다.3 and 5, the main circuit is configured as shown in FIG. 3 and FIG. 5, and the charge control circuit is configured by the MPU to sense the amount of charge. In the recovery and charging section, the current is 0.24C ± 5% in the first stage and 0.216C ± 5% in the second stage. When the current is controlled by the conduction or phase control of the triac by the size, and the voltage and the current are controlled in the third or fourth stages after the electrode voltage, the charging current and the charging amount of the present invention are shown in the charging time. It can be adjusted according to the existing charging method, which can reduce the time required for full charging to within 5 hours, and can prevent excessive liquid temperature rise at the end of the charge, reducing the amount of electricity consumed by heat, improving the charging efficiency and undercharging There is an advantage to prevent overcharge, and the main circuit and the control circuit is relatively simple, which can reduce the manufacturing cost.

Claims (3)

충전상태의 감시 및 표시기능을 가지며, 충전되고 있는 전류량 및 전압을 제어하기 위하여 제어용 변압기(TL) 1차가 교류입력과 누설변압기 입력단자 사이에 연결되고 누설변압기(TM)의 1차 권선을 2등분하여 권선의 상탭, 하탭, 중간탭으로 부터 각각 탭을 인출하여 트라이액의 한쪽 단자에 연결하고 트라이액의 타측 단자는 공통으로 제어용 변압기(TL)의 제어단자에 연결하며, 트라이액의 게이트 단자가 제어회로의 게이트 드라이브회로 출력단자에 연결되고, 내장된 프로그램을 수행함에 따라 각각의 입,출력 포트의 역할이 정해지는 MPU의 입력포트(RAO, RAZ)에는 충전전압신호(output voltage sensing) 및 션트(Shunt)에서 검출된 충전전류신호(output current sensing)가 입력되어 충전전류의 크기에 따라 상위탭 또는 하위탭으로 트라이액(S1,So,S1')을 선택절체(切替(tranfer))하고 T상 입력신호는 T상의 제로크로스 신호로써 MPU의 인터럽트 단자에 입력되고 R상 입력의 제로크로스신호는 다이오드를 통해 MPU의 인터럽트단자 및 또다른 입력포트(I/O)에 입력되어 해당상의 선택된 트라이액을 위상 제어하여 회복 충전구간인 제1단계 및 2단계에서는 일정하게(0.24c∼0.216c) 충전전류가 유지되도록 충전하고 말기 충전구간인 제3, 4단계에서는 충전 전류 및 전압을 규정치 내에서 조절하여 최적의 충전을 가능케 하는 충전기 회로 및 이의 충전 제어회로.It has the function of monitoring and displaying the state of charge.In order to control the amount of current and voltage being charged, the control transformer (TL) primary is connected between the AC input and the leakage transformer input terminal, and the primary winding of the leakage transformer (TM) is divided into 2 parts. Draw the taps from the upper, lower and middle taps of the winding and connect them to one terminal of the triac, and the other terminal of the triac is commonly connected to the control terminal of the control transformer (TL). Output voltage sensing and shunt are provided at the input ports (RAO, RAZ) of the MPU, which are connected to the gate drive circuit output terminals of the control circuit and the roles of the respective input and output ports are determined as the embedded program is executed. The output current sensing detected at (Shunt) is input, and the triac (S1, So, S1 ') is selected as the upper tap or the lower tap according to the magnitude of the charging current. r)) and the T-phase input signal is input to the interrupt terminal of the MPU as a zero-cross signal of the T phase, and the zero-cross signal of the R-phase input is input to the interrupt terminal and another input port (I / O) of the MPU through a diode. The phase control of the selected triac phase is performed to charge the charging current to maintain a constant charging current (0.24c to 0.216c) in the first and second stages of the recovery charging section, and the charging current and voltage in the third and fourth stages of the last charging section. The charger circuit and its charge control circuit to control the within the specified value to enable optimal charging. 제1항에 있어서, R상 및 T상 교류입력신호가 각각 저항 R35, R39를 거쳐 포토커플러 IC7, IC8을 구동시켜 포토커플러 출력단에는 해당상의 교류입력과 동기된 구형파가 출력되고 공지의 미분회로를 통해 각각 R,T상 제로크로스 신호와 동위상이 되도록 기립신호를 만들어 MPU의 인터럽트단자 RDO에 공지의 OR 논리회로를 통해 입력시키고 R상 제로크로스 신호는 MPU의 1/0 입력단자에 입력시켜 프로그램 수행시 트라이액을 위상제어 할 기준신호로 이용하고, MPU의 출력단자 PE0,PE1또는 RD6,7와 연결된 2 × 4의 디코더 A B 단자에 트라이액 선택신호를 2 비트(Bit)로 입력시켜 트라이액 S1,S0,S1'을 선택하고 MPU의 RC2 출력단자와 연결된 디코더의 EN 입력단자에는 PWM 펄스파형을 인가시켜 트라이액을 위상제어 하여 충전전류 또는 전압을 제어하며, MPU의 이상 동작으로 MPU가 정지하면 MPU의 RD2 단자의 크럭펄스가 정지되므로 공지의 리셋(RESET) 회로의 출력단자에 연결된 MPU의단자는 리셋 "LOW" 신호가 인가되어 MPU을 초기화시키고 또 다른단자는 "HIGH"가 출력되어 트랜지스터 Q2를 통해 도통시키므로써 충전기의 주회로 마그네트 S/W를 OFF시켜 충전을 정지시켜 과충전을 방지함을 특징으로 하는 충전기 회로 및 이의 충전 제어회로.The R and T phase AC input signals drive the photocoupler ICs 7 and 8 through resistors R35 and R39, respectively, and output a square wave synchronized with the AC input of the corresponding phase to the photocoupler output terminal. Create an upright signal to be in phase with each of the R and T phase zero cross signals, input the MPU interrupt terminal RDO through a known OR logic circuit, and input the R phase zero cross signal to the 1/0 input terminal of the MPU. Triac is used as a reference signal for phase control , and the triac selection signal is input as 2 bits to the decoder AB terminal of 2 × 4 connected to the output terminals PE 0, PE 1 or RD6, 7 of the MPU. Select Triac S 1, S 0, S 1 ', and apply PWM pulse waveform to EN input terminal of decoder connected to RC2 output terminal of MPU to apply triac phase control to control charging current or voltage. M into action When the PU stops, the clock pulse of the RD2 terminal of the MPU stops, so the output terminal of a known reset circuit Of the MPU connected to The terminal is initiated with a reset "LOW" signal to initialize the MPU Charger terminal and its charge control circuit characterized in that "HIGH" is outputted to conduct through transistor Q 2 to turn off the main circuit magnet S / W of the charger to stop the charge to prevent overcharge. 제 2항에 있어서, 제어트랜스 2차 C1, C2 단자 사이에 트라이액 또는 양방향 제어소자를 직접 연결하고 MPU에 내장된 프로그램을 수행함에 의해 트라이액 또는 양방향 제어소자를 제어함을 특징으로 하는 충전기 회로 및 이의 충전 제어회로.3. The charger circuit of claim 2, wherein the triac or bidirectional control device is controlled by directly connecting a triac or bidirectional control device between the control transformer secondary C1 and C2 terminals and executing a program embedded in the MPU. And a charge control circuit thereof.
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