KR200224429Y1 - 보조 배터리 제어장치 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 메모리 백업 기능을 수행하는 여러 기기에서 보조 배터리의 충 방전 제어 시에 메인 배터리의 전원 손실을 최소화여 수명 및 주전원 사용 시간을 연장하도록 하는 보조 배터리 제어 장치에 관한 것이다.

개시된 보조 배터리 제어 장치는, 서로 다른 크기를 갖고 선택적으로 입력되는 주전원을 다운시키기 위해 정전압회로로 구성되어 일정한 크기를 갖는 전압으로 유지 출력하는 전원다운수단; 서로 다른 주전원의 크기를 검출하여 충전 및 방전모드를 결정하는 충방전모드 선택수단; 선택한 모드에 따라 전원다운수단에서 얻어진 일정 크기의 전압을 보조 배터리에 충전시키는 배터리 충전수단; 선택한 모드에 따라 배터리 충전수단에 충전된 전압을 시스템 측으로 방전시키는 배터리 방전수단을 포함하며, 이에 따라 보조 배터리의 충, 방전 시에 메인 배터리의 전력 손실이 최소화되어 수명 및 주전원 사용 시간이 연장되는 이점이 있다.

Description

보조 배터리 제어 장치

본 고안은 보조 배터리의 충방전 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메모리 백업(Memory Back-up) 기능을 수행하는 노트북 컴퓨터, 셀룰라폰(휴대폰), 등과 같이 보조 배터리(Battery)를 사용하는 기기에서 보조 배터리의 전원 충방전 시에 메인 배터리(주전원)의 전력손실을 최소화하여 수명 및 사용 시간을 최대로 연장시키도록 하는 보조 배터리 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 메모리 백업 기능을 수행하는 기기, 예컨대 노트북 컴퓨터 및 셀룰라폰 등과 같은 기기에는 전원공급 장치(SMPS : Switching Mode Power Supply)가 내장되어 있다.

상기 전원공급 장치는 하나의 하드웨어로 구성되어 있고, 이는 또한 입력 상용 교류전원이 교류/직류 어덥터(adaptor)를 통해 직류전압으로 변환되어 입력되면 그 직류전압을 일정의 전압으로 강하 또는 승압시켜서 각각의 시스템에 동작전원으로 전달하여 기기를 사용할 수 있도록 하는 기능을 하게 된다.

그리고, 또한 교류/직류 어덥터의 사용이 불가능한 장소에서 상기한 노트북 컴퓨터 또는 셀룰라폰을 사용하기 위해서는 미리 상기 교류/직류 어덥터에서 변환된 직류전압을 메인 배터리(주 배터리) 및 보조 배터리에 충전시켜 주는 기능을 하게 된다.

이와 같은 메모리 백업 기능을 갖는 노트북 컴퓨터 또는 셀룰라폰 등을 외부에서 사용하기 위해서는 시스템 내부의 메모리가 지워지지 않게 백업을 받아야 하는데, 이때 필요한 전원으로서는 보조 배터리에 충전되어 있는 전원을 제어하여 사용하게 된다.

그리고 상기 보조 배터리의 전원 제어에 있어서는, 상기 메인 배터리 및 교류/직류 어덥터의 주전원 입력여부에 따라 충방전을 제어하여 메모리 백업기능을 수행하게 된다.

이와 같이, 메모리 백업 기능을 수행하는 기기에서 보조 배터리의 충방전을 제어하여 시스템의 메모리에 보조전원을 제공하는 장치로서는 도 1과 같은 장치가 있다.

도 1에 제시된 장치를 종래 기술에 따른 보조 배터리 제어 장치의 예로서, 설명한다.

상기 보조 배터리 제어 장치는, 외부에서 입력되는 상용 교류전원을 교류/직류 어덥터(100b)를 통해 직류전원으로 변환하여 다이오드(D2)를 통해 출력하며 또한 외부의 전원공급 장치에서 얻어지는 직류전원을 메인 배터리(100a)에 충전 후 다이오드(D1)를 통해 방전시키는 외부전원 입력부(100)와, 외부전원 입력부(100)에서 선택적으로 입력되는 직류전원을 접속저항(R1)과 콘덴서(C1)로 적분하여 제너다이오드(ZD1)의 제너전압으로 배터리(102)에 충전시키는 배터리 충전부(101)와, 외부전원 입력부(100)에서 선택적으로 입력되는 주전원을 저항(R5),(R6)으로 분압하고 그 분압된 전압과 설정된 기준전압(Vref)을 비교기(104a)로 비교하여 그 결과전압으로 주전원 입력 여부를 검출하는 전압검출부(104)와, 전압검출부(104)에서 비교하여 얻어진 전압의 레벨에 따라 스위칭소자(Q1),(Q2)를 제어하여 보조배터리(102)에 충전되어 있는 전압을 시스템과 접속된 전원출력단자(105)를 통해 방전시키는 저항(R2 내지 R4) 및 콘덴서(C2)를 포함하는 배터리 방전부(103)로 구성된다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 따른 보조 배터리 제어 장치는, 먼저 외부전원 입력부(100)의 메인 배터리(100a)는 기기를 외부에서 사용하기 위한 조건으로 외부의 전원공급 장치로부터 직류전원을 공급받아 충전하게 된다.

그리고, 교류/직류 어덥터(100b)는 사용 교류전원이 공급되는 장소에서 메인 배터리(100a)의 사용 없이 셀룰라폰 또는 노트북 컴퓨터와 같은 기기를 사용하고자 할 시에 입력 상용 교류전원을 일정레벨로 강하하여 직류전원으로 변환·출력하게 된다.

이와 같이 외부전원 입력부(100)의 메인 배터리(100a) 및 교류/직류 어덥터(100b)에서 선택적으로 발생되는 주전원은 각각의 역방지용 다이오드(D1),(D2)를 통해 배터리 충전부(101) 및 이후에 설명될 전압검출부(104)에 공급된다.

외부전원 입력부(100)에서 공급된 주전원은 배터리 충전부(101)의 저항(R1)과 콘덴서(C1)를 통해 적분되고 제너다이오드(ZD1)의 제너전압에 의해 보조배터리(102)에 충전이 된다.

여기서 주목할 것은, 외부전원 입력부(100)와 배터리 충전부(101)를 접속하여 주는 접속저항(R1)의 값을 보조 배터리(102)의 전류치에 맞는 값으로 선정한다는 것이다.

이는, 접속저항(R1)의 값을 보조 배터리(102)의 전류치 보다 큰 값으로 선정하였을 경우에 보조 배터리(102)의 충전시간이 길어지고, 반대로 접속저항(R1)의 값이 보조 배터리(102)의 전류치 보다 작을 경우에 이때에는 서로 다른 레벨을 갖고 입력되는 메인 배터리(100a) 및 교류/직류 어덥터(100b)의 주전원에 의해 보조 배터리(102)가 소손되는 경우가 종종 발생하게 된다.

따라서, 상기 접속저항(R1)을 적절한 값으로 선정하여 주전원을 강압하고 또한 제너다이오드(ZD1)의 제너전압 레벨만큼 정전압화 하여 보조 배터리(102)에 충전한다.

한편, 전압검출부(104)는 메인 배터리(100a) 및 교류/직류 어덥터(100b)에서 선택적으로 입력되는 주전압을 주기적으로 스캔하여 그 입력 주전압의 레벨에 따라 배터리 방전부(103)를 제어하여 보조 배터리(101)에 충전된 전압의 방전 여부를 결정하게 된다.

즉 다시 말해서, 외부전원 입력부(100)에서 선택적으로 발생된 주전압은 전압검출부(104)의 저항(R5),(R6)을 통해 분압되어 연산증폭기와 같은 비교기(104a)의 반전단자(-)에 입력된다.

비교기(104a)는 입력된 주전압과 설정된 기준전압(Vref)을 비교하여 입력 주전압이 높을 경우 저전위를 출력하여 배터리 방전부(103)의 스위칭소자(Q2),(Q1)를 차단(off)시키게 된다.

따라서 외부전원 입력부(100)에서 발생되는 주전원이 계속 보조 배터리(102)에 충전이 된다.

그러나, 상기 주전원이 기준전압(Vref)보다 낮을 경우, 비교기(104a)는 고전위를 출력하게 되고, 그 출력된 고전위는 배터리 방전부(103)의 저항(R4)을 통해 스위칭소자(Q2)를 도통(ON)시키게 된다.

스위칭소자(Q2)가 도통되면 저항(R2),(R3)에 걸려 있는 전압이 그 스위칭소자(Q2)를 통해 접지로 바이패스되어 결국, 스위칭소자(Q1)가 도통이 된다.

이와 같이하여 배터리 방전부(103)의 스위칭소자(Q1)가 도통되면 보조 배터리(102)에 충전되어 있는 전압이 콘덴서(C2)를 통해 평활된 후에 전원출력단자(105)를 통해 시스템 측으로 제공됨으로써, 결국 시스템의 메모리 백업 기능이 수행된다.

그러나, 전술한 종래 기술에 따른 보조 배터리 제어 장치는, 메인 배터리의 주전원 또는 교류/직류 어덥터의 주전원을 접속저항을 통해 입력받아 보조 배터리에 충전하였다가 주전원이 차단될 시에 배터리 방전부의 제어를 통해 보조 배터리에 충전되어 있는 보조 전원을 방전시켜 메모리 백업 기능을 수행하게 됨을 알 수가 있다.

따라서, 전술한 설명으로부터 분명한 것은, 외부전원 입력부에서 입력되는 주전원을 접속저항을 통해 보조 배터리에 충전시킬 때에 상기 접속저항의 값을 보조 배터리의 전류치에 맞는 값으로 선정함으로 인하여 배터리 충전부의 제너다이오드를 통해 손실되는 전류가 아주 심각하게 발생한다는 것이다.

이는 결국, 보조 배터리의 충전 완료 시에 메인 배터리의 주전원이 접속저항 및 제너다이오드를 통해 접지로 손실되는 경우가 되므로 결과적으로 전체 메인 배터리의 사용시간 및 수명이 단축되는 문제점을 내재하고 있다는 것이다.

또한, 상기 배터리 충전부의 접속저항 값에 따라 발생되는 메인 배터리의 주전원 손실을 회피하는 하나의 방법으로서, 메인 배터리와 교류/직류 어덥터의 두 출력 주전원이 항상 일정하도록 조절하여 접속저항을 선정하는 것도 생각되지만 그것에는 별도의 복잡한 부품소자를 구비하여 두 주전원을 조절해 주어야 하는 제작상의 어려움을 필요로 하게 된다.

따라서, 상기 보조 배터리 제어장치에 대한 제작상의 어려움과 메인 배터리의 전력손실에 따른 배터리의 수명 및 주전원 사용 시간의 단축을 최소화하면서 종래의 것과 동등 이상의 효과를 얻을 수 있는 보조 배터리 제어 장치가 바람직하다.

따라서, 본 고안은 전술한 종래의 기술에서, 메인 배터리 및 교류/직류 어덥터의 서로 상이한 주전원 및 보조 배터리의 전류치에 의한 접속저항의 선정에 의해 발생되는 메인 배터리의 수명과 주전원 사용 시간의 단축을 배제한 것으로, 본 고안의 한 견지로서, 메모리의 백업 기능을 수행하는 기기에서 메인 배터리 및 교류/직류 어덥터의 두 주전원의 크기에 관계없이 배터리 충전부에 입력되는 전압을 항상 일정한 전압으로 유지시켜 주어 보조 배터리의 충방전을 제어하도록 하는 보조 배터리 제어 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 견지로서, 메인 배터리와 교류/직류 어덥터의 주전원을 배터리 충전부에 접속하여 주는 접속저항의 선정에 따른 주전원의 손실을 최소화하여 메인 배터리의 수명 및 주전원 사용 시간을 연장시키도록 하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 또다른 견지로서, 보조 배터리의 충전 완료 시에 주전원의 손실 루프를 차단시켜 전체적인 전력의 손실을 최소화하도록 하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 보조 배터리 제어 장치를 도시한 구성도이고,

도 2는 본 고안에 따른 보조 배터리 제어 장치의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 블록도이고,

도 3은 도 2의 보조 배터리 제어 장치를 보다 상세하게 도시한 회로 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

200 : 외부전원 입력부 201 : 배터리 충전부

202 : 보조배터리 203 : 배터리 방전부

204 : 전원다운부 205 : 충방전모드 선택부

205a : 전원검출부 205b : 충전선택부

205c : 방전선택부 206 : 전원출력단자

207 : 비교기

상기와 같은 목적들은, 서로 다른 크기를 갖고 선택적으로 입력되는 주전원을 다운시키기위해 정전압회로로 구성되어 일정한 크기를 갖는 전압으로 유지·출력하는 전원다운수단; 상기 서로 다른 크기를 갖고 선택적으로 입력되는 상기 주전원의 크기를 검출하여 충전 및 방전모드를 결정하는 충방전모드 선택수단; 상기 충방전모드 선택수단에서 선택한 모드에 따라 상기 전원다운수단에서 얻어진 일정 크기의 전압을 충전하는 배터리 충전수단; 및 상기 충방전모드 선택수단에서 선택한 모드에 따라 상기 배터리 충전수단에 충전된 전압을 시스템 측으로 방전시키는 배터리 방전수단을 포함하는 본 고안의 측면에 따른 보조 배터리 제어 장치에 의하여 달성된다.

바람직하게, 상기 전원다운수단의 정전압회로는, 상기 서로 다른 주전원을 설정시간 동안 적분시키는 적분기와; 상기 적분기를 통한 상기 서로 다른 주전원을 소정의 전압만큼 소비시키는 제너다이오드 특성을 갖는 제1 스위칭소자; 및 상기 적분기의 시정수에 의해 스위칭되어 상기 제1 스위칭소자에서 소비된 소정의 전압과 자체의 임계전압과의 차로써 상기 서로다른 상기 주전원을 일정 크기의 전압으로 유지시켜 상기 배터리 충전수단에 공급하는 제2 스위칭소자로 이루어짐을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 충방전모드 선택수단은, 상기 서로 다른 주전 원을 분압하고 그 분압된 전압과 설정전압을 비교하여 상기 주전원의 크기를 검출하는 전압검출수단; 상기 전압검출수단에서 얻어진 전압의 크기에 따라 스위칭되어 상기 전원다운수단에서 얻어진 일정 크기의 전압을 상기 배터리 충전수단에 공급하여 주는 충전선택수단; 및 상기 전압검출수단에서 얻어진 전압의 크기에 따라 스위칭되어 상기 배터리 방전수단의 방전루프를 형성하는 방전선택수단으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이와 같이하면, 상기 메인 배터리 및 교류/직류 어덥터로부터의 서로 다른 크기를 갖는 주전원이 선택적으로 입력될 경우에 전원다운수단이 일정한 크기의 전압으로 다운(down)시키고 그 다운된 일정한 크기의 전압을 충방전모드 선택수단이 배터리 충전수단 및 방전수단을 제어하여 보조 배터리에 충전 및 방전시키게 됨을 알 수 있다.

그 결과, 보조 배터리의 제어 시에 접지로 누설되는 메인 배터리의 전류를 최대한 차단하여 전력 손실을 줄여줌으로서, 메인 배터리의 수명 및 주전원 사용 시간이 연장되고 제품의 성능이 안정화되는 이점이 있는 것이다.

그리고, 본 고안의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하고자 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 고안의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 보조 배터리 제어 장치의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

또한, 본 고안의 기술은 노트북 컴퓨터 또는 셀룰라폰 등과 같이 보조 배터리의 전원을 사용하여 메모리 백업 기능을 수행하는 여러 가지의 제품에 적용할 수 있다.

그래서, 설명에 사용되는 도 2는 특정 제품의 보조 배터리 제어 장치가 아니고, 보조 배터리를 필요로 하는 여러 가지의 제품에 착안한 도면이다.

또한, 이하의 설명에서는 보조 배터리를 노트북 컴퓨터에 적용한 예를 고려하여 설명의 혼동을 필하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 보조 배터리 제어 장치의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 블록도이고, 도 3은 본 고안에 따른 보조 배터리 제어 장치의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 세부 회로도이다.

본 실시 예에 따르면, 입력 상용 교류전원을 교류/직류 어덥터(200b)를 통해 직류전원으로 변환하여 다이오드(D11)를 통해 노트북 컴퓨터의 주 동작전원으로 출력하며 또한 노트북 컴퓨터의 전원공급 장치에서 얻어지는 직류전원을 메인 배터리(200a)에 충전하여 다이오드(D10)를 통해 주전으로 방전시키는 외부전원 입력부(200)와, 외부전원 입력부(200)로부터 서로 다른 크기를 갖고 선택적으로 입력되는 주전원을 소정의 전압만큼 다운시켜 서로 일정한 크기를 갖는 전압으로 유지·출력하는 전원다운부(204)와, 외부전원 입력부(200)에서 입력되는 주전원의 크기(Level)를 검출하여 충전 및 방전모드를 결정하는 충방전모드 선택부(205)와, 상기 결정된 모드에 따라 전원다운부(204)에서 입력되는 일정한 크기의 전압을 보조 배터리(202)에 충전시켜 주는 배터리 충전부(201)와, 상기 결정된 모드에 따라 배터리 충전부(201)의 보조 배터리(202)에 충전되어 있는 전압을 전원출력단자(206)를 통해 노트북 컴퓨터의 시스템 측으로 방전시켜 주는 배터리 방전부(203)로 구성된다.

상기 전원다운부(204)는 도 3에서와 같이, 외부전원 입력부(200)로부터 입력되는 서로 다른 주전원을 저항(R11)과 콘덴서(C10)의 시정수 동안 적분시키는 적분기와, 상기 적분기를 통한 상기 서로 다른 주전원을 소정의 전압만큼 소비시키는 스위칭소자(Q11)와, 상기 적분기의 시정수에 의해 스위칭되어 스위칭소자(Q11)에서 소비한 소정의 전압과 자체의 임계전압과의 합으로 저항(R10)을 통한 상기 서로 다른 주전원을 일정 크기의 전압으로 유지시키고 그 유지전압을 배터리 충전부(201)에 공급하는 스위칭소자(Q10)로 구성한다.

상기 충방전모드 선택부(205)는 도 3에서와 같이, 외부전원 입력부(200)로부터 입력되는 서로 다른 주전원을 저항(R12),(R13)으로 분압하고 그 분압된 전압과 기준전압(Vref)을 비교기(207)를 통해 비교하여 그 결과전압을 출력하는 전압검출부(205a)와, 전압검출부(205a)에서 출력된 결과전압을 저항(R14)을 통해 입력받아 스위칭소자(Q12),(Q13)를 선택적으로 스위칭시켜 배터리 충전부(201)를 제어하고 상기 스위칭소자(Q12)의 스위칭에 의해 전원다운부(204)의 출력 전압을 저항(R15)으로 분압하여 접지로 바이패스시키는 충전선택부(205b)와, 전압검출부(205a)에서 출력된 결과전압을 저항(R20)을 통해 입력받고 그 입력된 결과전압에 따라 스위칭소자(Q16)를 스위칭시켜 배터리 방전부(203)를 제어하는 방전선택부(205c)로 구성한다.

상기에서, 배터리 충전부(201)는, 상기 충전선택부(205b)의 스위칭소자(Q13) 제어에 따라 스위칭되어 전원다운부(204)의 출력전압을 단속하는 스위칭소자(Q14)와, 스위칭소자(Q14)를 통한 전압을 각각 분배하는 저항(R18),(19)과, 저항(R18)을 통해 분배된 전압을 설정 전압으로 유지시켜 주는 제너다이오드(ZD10)와, 저항(R18)을 통해 분배되어 입력되는 전압에 의해 스위칭되어 저항(R19)을 통한 분배 전압을 보조 배터리(202)에 충전시키는 스위칭소자(Q15)로 구성한다.

또한 상기에서 배터리 방전부(203)는, 방전선택부(205c)의 스위칭소자(Q16) 제어에 따라 스위칭되어 보조 배터리(202)에 충전된 전압을 전원출력단자(206)를 통해 노트북 컴퓨터의 시스템 측으로 공급하는 스위칭소자(Q17)와, 전원출력단자(206)로 공급되는 방전전압을 평활시켜 주는 콘덴서(C11)로 구성한 것으로, 도면중 미 설명부호 R16, R17은 배터리 충전부(201)에 구성되는 저항이고, R21, R22는 배터리 방전부(203)에 구성되는 저항이다.

이와 같이 이루어진 본 고안의 보조 배터리 제어장치는, 메인 배터리의 전력 손실 없이 보조 배터리에 대한 충, 방전제어에 대하여 다음과 같은 동작을 한다.

이하에, 도 2 및 도 3을 참조하여 더욱 구체적으로 설명한다.

먼저, 외부전원 입력부(200)의 메인 배터리(100a)는 메모리 백업 기능을 요하는 기기, 예컨대 노트북 컴퓨터를 외부에서 사용하기 위한 조건으로 노트북 컴퓨터의 전원공급 장치로부터 직류전원을 공급받아 충전하게 된다.

또한, 외부전원 입력부(200)의 교류/직류 어덥터(200b)는 상용 교류전원이 공급되는 장소에서 메인 배터리(200a)의 사용 없이 노트북 컴퓨터를 사용하고자 할 시에 입력 상용 교류전원을 일정레벨로 강하하여 직류전원으로 변환·출력하게 된다.

이와 같이 외부전원 입력부(200)의 메인 배터리(200a) 및 교류/직류 어덥터(200b)에서 선택적으로 발생되는 서로 다른 크기를 갖는 주전원은 해당 역방지용 다이오드(D10),(D11)를 통해 전원다운부(204) 및 이후에 설명될 충방전모드 선택부(205)에 공급된다.

전원다운부(204)는 외부전원 입력부(200)로부터 서로 다른 크기를 갖고 선택적으로 입력되는 주전원을 소정의 전압만큼 다운시켜 일정한 크기의 전압으로 출력하게 된다.

즉 외부전원 입력부(200)에서 선택적으로 공급된 서로 다른 크기를 갖는 주전원이 전원다운부(204)의 저항(R10),(R11)을 통해 분배되어 스위칭소자(Q10)의 제어단자인 베이스단자 및 컬렉터단자로 입력되면 그 스위칭소자(Q10)는 상기 저항(R11)과 콘덴서(C10)의 시정수 및 스위칭소자(Q11)에 의해 주전원을 다운(Down)시켜 일정한 크기의 전압으로 배터리 충전부(201)에 공급하게 된다.

즉 다시 말해서, 외부전원 입력부(200)의 다이오드(D10),(D11)를 통하여 인가된 전압(주전원)의 크기에 관계없이 전원다운부(204)의 스위칭소자(Q10) 에미터에 걸리는 전압은 저항(R11)과 콘덴서(C10)의 시정수에 의해서, 스위칭소자(Q10)의 베이스-에미터간의 전압(VBE)과 항상 일정한전압을 유지하여 배터리 충전부(201)에 공급하게 되는 것이다.

바람직하게, 상기 스위칭소자(Q11)의 컬렉터 단자는 오픈(OPEN)상태인 것을 특징으로 한다. 이에따라 상기 스위치 소자(Q11)는 제너다이오드 특성을 갖는 역활을 한다. 상기 제너다이오드 값(예를들면 2.5V)에 따라 상기 스위칭 소자(Q10)의 출력값이 일정하게 출력된다.

한편, 충전모드 선택부(205)는 메인 배터리(200a) 및 교류/직류 어덥터(200b)에서 선택적으로 입력되는 주전압을 주기적으로 스캔하여 그 입력 주전압의 레벨에 따라 배터리 충전부(201)를 제어하여 전원다운부(204)에서 다운 입력되는 일정한 전압을 보조 배터리(202)에 충전시키고 또한 배터리 방전부(203)를 제어하여 보조 배터리(202)에 충전된 전압의 방전 여부를 결정하게 된다.

즉 다시 말해서, 충전모드 선택부(205)는 외부전원 입력부(200)에서 공급되는 주전원과 설정된 기준전압(Vref)을 비교하여 충방전 모드를 결정하는 전압검출부(205a)와, 상기 결정된 모드에 따라 보조 배터리(202)에 전압을 충전시키는 충전선택부(205b) 및 보조 배터리(202)의 전압을 방전시키는 방전선택부(205c)를 포함한다.

따라서, 외부전원 입력부(200)에서 선택적으로 발생된 주전압은 전압검출부(205a)의 저항(R12),(R13)을 통해 분압되어 연산증폭기와 같은 비교기(207)의 반전단자(-)에 입력된다.

비교기(207)는 입력된 주전압과 설정된 기준전압(Vref)을 비교하여 입력 주전압이 높을 경우 저전위를 출력하게 된다.

비교기(207)에서 저전위가 출력되면 충전선택부(205b) 및 방전선택부(205c)의 각각의 스위칭소자(Q12),(Q16)는 각각의 저항(R14),(R20)을 통해 입력되는 저전위에 의해 차단(off) 된다.

충전선택부(205b)의 스위칭소자(Q12)가 차단되면 스위칭소자(Q13)는 저항(R15)를 통해 입력되는 전원다운부(204)의 일정 전압에 의해 도통되어 배터리 충전부(201)의 스위칭소자(Q14)에 걸린 전압을 바이패스시키게 되므로 결국, 충전선택부(205b)에 의해 배터리 충전부(201)의 스위칭소자(Q14)가 도통된다.

스위칭소자(Q14)가 도통되면 전원다운부(204)에서 발생된 일정한 크기의 전압이 저항(R18),(R19)을 통해 분배되며 상기 저항(R18)을 통한 전압은 제너다이오드(ZD1)의 제너전압과 동일한 전압으로 스위칭소자(Q15)의 베이스에 인가되어 그 스위칭소자(Q15)를 도통시키게 된다.

스위칭소자(Q15)가 도통되면 저항(R19)을 통한 전압이 스위칭소자(Q15)를 통해 보조 배터리(202)에 충전이 된다.

이때, 충전시간은 제어하지 않으며 단지 보조 배터리(202)에 인가되는 전류량을 조정하여 계속적인 충전 처리를 유지하게 된다.

이와 같이 보조 배터리(202)에 전압을 충전하는 동안 배터리 방전부(203)는 방전선택부(205c)의 스위칭소자(205c)가 차단되어 있으므로 그의 스위칭소자(Q17) 역시 차단되어 결국, 보조 배터리(202)의 방전을 억제시키게 된다.

이와 같이하여 보조 배터리(202)에 충전이 완료되고 외부전원 입력부(200)의 두 주전원이 차단되면, 즉 다시 말해서 메인 배터리(200a) 및 교류/직류 어덥터(200b)에서 발생되는 주전원이 설정된 기준전압(Vref) 보다 낮으면 전압검출부(205a)의 비교기(207)는 고전위를 출력하게 된다.

비교기(207)에서 고전위가 출력되면 충전선택부(205b) 및 방전선택부(205c)의 각각의 스위칭소자(Q12),(Q16)가 도통된다.

충전선택부(205b)의 스위칭소자(Q12)가 도통되면 스위칭소자(Q13)의 베이스에는 저전위가 걸려 오프되고, 아울러 또한, 배터리 충전부(201)의 스위칭소자(Q14)의 베이스에는 고전위가 걸려 오프되므로, 결국 전원다운부(204의 전압이 차단되어 보조 배터리(202)의 충전이 중지된다.

이와 같이 보조 배터리(202)의 충전이 중지됨과 동시에 방전선택부(205c)의 스위칭소자(Q16)의 도통에 의해서 배터리 충전부(203)의 스위칭소자(Q17)가 도통되어 보조 배터리(202)에 충전되어 있는 전압을 방전시키게 된다.

보조 배터리(202)에서 방전된 전압은 스위칭소자(Q17)를 통하고 콘덴서(C11)를 통해 평활된 후에 전원출력단자(206)를 통해 노트북 컴퓨터의 시스템 측으로 공급되어 메모리의 백업 기능을 수행하게 된다.

한편, 비교 예로서, 종래의 기술, 즉 다시 말해서, 보조 배터리의 충전 시에 접속저항의 값을 보조 배터리의 전류치에 맞는 값으로 선정하여 충전시키는 것과는 달리, 본 고안은 서로 다른 주전원이 선택적으로 입력될 경우에 전원다운부에서 일정한 크기의 전압으로 다운시키고 그 다운된 일정 크기의 전압을 충방전모드 선택부의 제어에 의해 보조 배터리에 충전 및 방전시켜 주게 됨을 알 수 있다.

이 결과에서, 본 고안에 의하면 메모리 백업 기능을 수행하는 여러 기기에서 보조 배터리의 충전 시에 접지로 누설되는 메인 배터리의 전류를 차단함으로서, 메인 배터리의 주전원 사용 시간의 연장이 가능하면서 종래의 것과 동등 이상의 안정성을 가져올 뿐 아니라 메인 배터리의 수명을 연장시킬 수 있음을 알 수 있다.

이상에서와 같이, 본 실시 예에서는 노트북 컴퓨터 또는 셀룰라폰 등과 같이 메모리 백업 기능을 수행하는 여러 기기에서 보조 배터리의 충, 방전 제어 시에 메인 배터리의 전력 손실을 최소화하여 줌으로서, 종래의 메인 배터리의 전력 손실에 따른 주전원의 사용 시간의 불안정과 과다 방전에 의한 메인 배터리의 소손이 발생되지 않는 것이다.

이 적용례에 의하면 보조 배터리의 충, 방전 제어 시에 별도의 복잡한 부품소자가 증가되는 것이 없고, 또한 메인 배터리의 사용 시간이 연장됨으로써, 제품의 신뢰성 향상은 물론 제품의 성능 안정화를 실현할 수가 있다.

그리고, 상기에서 본 고안의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 고안이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 고안의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 고안의 첨부된 실용신안등록청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 것은, 본 고안에 따른 보조 배터리 제어 장치에 의하면, 보조 배터리의 제어 시에 접지로 누설되는 메인 배터리의 전류를 최대한 차단하여 전력 손실을 줄여줌으로서, 메인 배터리의 수명은 물론 주전원 사용 시간을 최대한으로 연장시킬 수 있고, 또한 제품의 신뢰성 및 성능이 안정화되는 효과가 있다는 것이다.

Claims (4)

1. 서로 다른 크기를 갖고 선택적으로 입력되는 주전원을 다운시키기 위해 정전압회로로 구성되어 일정한 크기를 갖는 전압으로 유지·출력하는 전원다운수단;

   상기 서로 다른 크기를 갖고 선택적으로 입력되는 상기 주전원의 크기를 검출하여 충전 및 방전모드를 결정하는 충방전모드 선택수단;

   상기 충반전모드 선택수단에서 선택한 모드에 따라 상기 전원다운수단에서 얻어진 일정 크기의 전압을 보조 배터리에 충전시키는 배터리 충전수단; 및

   상기 충방전모드 선택수단에서 선택한 모드에 따라 상기 배터리 충전수단에 충전된 전압을 시스템 측으로 방전시키는 배터리 방전수단을 포함한 것을 특징으로 한 보조 배터리 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전원다운수단의 정전압회로는, 상기 서로 다른 주전원을 설정시간 동안 적분시키는 적분기; 상기 적분기를 통한 상기 서로 다른 주전원을 소정의 전압만큼 소비시키는 제1 스위칭소자; 및 상기 적분기의 시정수에 의해 스위칭되어 상기 제1 스위칭소자에서 소비한 전압과 자체의 임계전압의 차로써 상기 서로 다른 상기 주전원을 일정 크기의 전압으로 유지시켜 상기 배터리 충전수단에 공급하는 제2 스위칭소자로 이루어짐을 특징으로 한 보조 배터리 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 충방전모드 선택수단은, 상기 서로 다른 주전원을 분압하고 그 분압하여 기준전압과의 비교로 상기 주전원의 크기를 검출하는 전압검출수단;

   상기 전압검출수단에서 얻어진 전압의 크기에 따라 스위칭되어 상기 전원다운수단에서 얻어진 일정 크기의 전압을 상기 배터리 충전수단에 공급하여 주는 충전선택수단; 및

   상기 전압검출수단에서 얻어진 전압의 크기에 따라 스위칭되어 상기 배터리 방전수단의 방전루프를 형성하는 방전선택수단으로 이루어짐을 특징으로 한 보조 배터리 제어 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 전압검출수단은, 상기 서로 다른 주전원을 분압하는 제1, 제2 저항부재; 및

   상기 분압된 전압과 상기 기준전압을 비교하여 그 결과전압을 상기 충전선택수단 및 상기 방전선택수단에 제공하는 비교기로 이루어짐을 특징으로 한 보조 배터리 제어 장치.