KR200246269Y1 - Control circuit for charging and discharging of battery using solar cell - Google Patents
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Abstract
본 고안은 밧데리의 과충전 및 과방전을 방지하도록 이루어진 솔라셀을 이용한 밧데리 충전/방전 제어회로에 관한 것으로, 종래 이동식 간판은 전선을 연결하여 직접 전원 공급에 의해 표시등을 점등시키도록 하고 있으며, 길거리에 노출된 전선으로 인하여 전선을 연결하고 회수하는 데에 매우 불편하고, 지나는 사람들에게 방해가 될 수 있으며, 전선의 손상으로 인하여 누전이나 파손 등의 문제점이 많았다.The present invention relates to a battery charge / discharge control circuit using a solar cell configured to prevent overcharging and overdischarging of a battery. In the related art, a mobile signboard is connected to an electric wire to turn on an indicator light by direct power supply. Due to the exposed wires, it is very inconvenient to connect and retrieve the wires, it may interfere with people passing by, and there are many problems such as short circuit or damage due to damage to the wires.
본 고안에서는 상기한 솔라셀을 이용한 밧데리 충전/방전 제어회로를 이동식 간판이나 표시판에 적용하기 위한 것으로, 과충전 방지회로 및 과방전 방지회로를 내장하여 밧데리의 과충전과 과방전을 방지하되, 과방전 차단후 재충전하지 않으면 수동 복귀가 안되도록 하고, 강제로 방전을 못하도록 시작회로를 내장하여 수동 방전을 방지하도록 함에 특징이 있다.In the present invention, the battery charge / discharge control circuit using the above-described solar cell is applied to a mobile signboard or display panel, and an overcharge prevention circuit and an overdischarge prevention circuit are built in to prevent overcharge and overdischarge of the battery, while preventing overdischarge. If it is not recharged afterwards, manual recovery is prevented, and a discharge circuit is built in to prevent manual discharge.
Description
본 고안은 솔라셀을 이용한 밧데리의 충전/방전 제어회로에 관한 것으로, 특히 솔라셀과 일반 전원을 사용하여 밧데리에 충전시킬 수 있도록 과충전 및 과방전을 방지하여 밧데리 수명을 연장시키도록 하고 표시판과 이동식 간판 등에 활용할 수 있도록 한 솔라셀을 이용한 밧데리의 충전/방전 제어회로에 관한 것이다.The present invention relates to a charge / discharge control circuit of a battery using a solar cell. In particular, the battery life is extended by preventing overcharging and overdischarging so that the battery can be charged using a solar cell and a general power source. The present invention relates to a charge / discharge control circuit of a battery using a solar cell that can be used for signboards and the like.
일반적으로 솔라셀을 이용한 전원장치는 전력선에 의한 전원 공급이 어려운 장소에 설치되어 비상 표시판 및 비상 전원으로 사용되고 있다. 통상 솔라셀을 이용한 전원 장치는 솔라셀을 통하여 광전 변환되어 생산되는 전력을 밧데리에 충전시키고, 그 밧데리에 충전된 전원으로 필요한 표시장치나 비상 전화 등을 작동시키도록 구성된다.In general, a power supply unit using a solar cell is installed in a place where power supply by a power line is difficult, and is used as an emergency display panel and an emergency power source. In general, a power supply device using a solar cell is configured to charge power generated by photoelectric conversion through a battery to a battery, and to operate a display device or an emergency telephone, etc., using the power charged in the battery.
최근 들어 솔라셀 기술이 발달하여 솔라셀의 광전 변환에 의한 밧데리 충전만으로도 형광등이나 전등을 수 시간 정도 작동시킬 수 있는데, 밧데리는 장시간 반복해서 전원을 충전/방전시키는 작용을 하게 된다. 밧데리는 보통 납 축전지를 사용하는데 과충전시 과열이나 화재의 위험이 있으며, 과방전시 정상 복귀가 안되는 단점이 있다.Recently, with the development of solar cell technology, only a battery charge by photovoltaic conversion of a solar cell can operate a fluorescent lamp or a lamp for several hours. The battery functions to repeatedly charge / discharge power for a long time. Batteries usually use lead-acid batteries, which may overheat or fire when overcharged, and do not return to normal when overdischarged.
종래의 솔라셀을 이용한 표시장치등에서는 밧데리의 과충전 및 과방전 보호가 미흡하여 밧데리 수명이 단축되는 문제점이 있으며, 저전압에서도 부하를 계속 구동시켜 부하의 손상이 우려될 뿐만 아니라 밧데리의 과방전이 우려되는 가장 큰문제점이 있었다. 특히 과방전 차단회로가 내장된 경우에도 사용자가 잘 모르고서 수동조작을 하게되면 밧데리의 과방전을 방지할 수 없는 문제점이 있었다.In conventional display devices using solar cells, there is a problem in that battery life is shortened due to insufficient battery overcharging and overdischarge protection.In addition, the battery is continuously driven even at low voltage, which may cause damage to the load and also cause overdischarge of the battery. The biggest problem was. In particular, even when the over-discharge blocking circuit is built in, if the user does not know the manual operation has a problem that can not prevent the over-discharge of the battery.
한편, 일반 가게들의 이동식 간판은 전선을 연결하여 직접 전원 공급에 의해 표시등을 점등시키도록 하고 있다. 이는 야간에 전선을 길게 연결하여 사람의 통행이 많은 길거리를 통과하여 간판에 전원을 공급하도록 구성되어 있다. 그러므로 길거리에 노출된 전선으로 인하여 전선을 연결하고 회수하는 데에 매우 불편하고, 지나는 사람들에게 방해가 될 수 있으며, 전선의 손상으로 인하여 누전이나 파손등의 문제점이 많았다.On the other hand, the mobile signboards of ordinary stores are connected to the wire to be turned on by the power supply. It is configured to supply power to the signboards through long streets where people pass by connecting wires at night. Therefore, the wires exposed to the street is very inconvenient to connect and retrieve the wires, it may interfere with people passing by, and there were many problems such as short circuit or damage due to the damage of the wires.
따라서 본 고안은 상기한 문제점을 감안하여 솔라셀을 이용한 전원 장치의 밧데리 과방전을 방지함과 아울러 일정한 저전압에서 더 이상 밧데리의 방전이 발생되지 않도록 차단함으로써 밧데리를 보호하도록 한 솔라셀을 이용한 밧데리 충전/방전 제어회로를 제공하기 위한 것이다.Therefore, in view of the above problems, the present invention prevents battery overdischarge of a power supply using a solar cell, and also prevents battery discharge from occurring at a constant low voltage, thereby charging the battery using a solar cell to protect the battery. To provide a discharge control circuit.
또한 본 고안에서는 상기한 솔라셀을 이용한 밧데리 충전/방전 제어회로를 이동식 간판이나 표시판에 적용하여 전선 연결이 없는 이동식 간판을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a mobile signage without a wire connection by applying the battery charge / discharge control circuit using the above-described cell to a mobile signage or display panel.
또한, 본 고안에서는 과충전 방지회로 및 과방전 방지회로를 내장하여 밧데리의 과충전과 과방전을 방지하되, 과방전 차단후 재충전하지 않으면 수동 복귀가 안되도록 하고, 강제로 방전을 못하도록 시작회로를 내장하여 수동 방전을 방지하도록 함에 특징이 있다.In addition, the present invention prevents overcharging and overdischarging of the battery by embedding an overcharge prevention circuit and an overdischarge prevention circuit, but does not allow manual recovery unless the battery is recharged after the overdischarge is cut off, and a built-in start circuit prevents forcible discharge. It is characterized by preventing passive discharge.
도 1은 본 고안에 의한 솔라셀을 이용한 밧데리 충방전 제어장치 구성도.1 is a battery charge and discharge control device configuration using a solar cell according to the present invention.
도 2는 본 고안에 의한 실시 예를 보인 솔라셀을 이용한 밧데리 충방전 제어 회로도.2 is a battery charge and discharge control circuit diagram using a solar cell showing an embodiment according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 솔라셀 20 : 전원 변환부10: cell 20: power conversion unit
30 : 밧데리 40 : 부하 구동부30: battery 40: load driving unit
50 : 부하 60 : 릴레이50: load 60: relay
61 : 릴레이 스위치 70 : 과충전 방지회로61: relay switch 70: overcharge protection circuit
80 : 과방전 방지회로 90 : 제1릴레이 구동부80: over-discharge prevention circuit 90: the first relay drive unit
100 : 제2릴레이 구동부 110 : 시작회로100: second relay driver 110: start circuit
120 : 시작스위치 130, 140 : 제1, 제2전원전압 발생부120: start switch 130, 140: first, second power voltage generator
이하, 본 고안의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 고안에 의한 솔라셀을 이용한 밧데리 충방전 제어장치 구성도이고, 도 2는 본 고안에 의한 실시 예를 보인 솔라셀을 이용한 밧데리 충방전 제어회로도이다.1 is a configuration diagram of a battery charge and discharge control device using a solar cell according to the present invention, Figure 2 is a battery charge and discharge control circuit diagram using a solar cell showing an embodiment according to the present invention.
외부 빛을 받아 광전 변환하여 소정의 전압으로 출력하는 솔라셀(10)과, 그 솔라셀(10)의 출력 전원을 릴레이 스위치(61)를 통하여 입력받아 충전하는 밧데리(30)와, 상기 릴레이 스위치(61)의 앞에서 인출된 전원을 부하 구동용 전원으로 변환 시켜 부하(50)를 구동하는 부하 구동부(40)와, 상기 밧데리(30)의 앞단에 설치된 릴레이 스위치(61)를 작동시켜 충전/방전 루프를 제어하기 위한 릴레이(60)와, 상기 밧데리(30)의 전압을 미리 설정된 과충전 방지용 기준 전압과 비교하여 소정 전압 이상으로 밧데리(30)의 전압이 충전되는 경우 차단 제어신호를 발생하는 과충전 방지회로(70)와, 상기 밧데리(30)의 전압을 미리 설정된 과방전 방지용 전압과 비교하여 소정 전압 이하로 방전이 되는 경우 차단 제어신호를 발생하는 과방전 방지회로(80)와, 상기 과충전 방지회로(70)의 제어신호에 의해 상기 릴레이(60)의 작동을 제어하여 상기 밧데리(30)의 충전 루프를 차단시키기 위한 제1릴레이 구동부(90)와, 시작스위치(120)의 제어에 의해 상기 릴레이(60)를 작동시키기 위한 시작신호를 발생하는 시작회로(110)와, 상기 시작회로(110)의 시작신호를 상기 과방전 방지회로(80)의 제어신호에 의해 제어하여 상기 릴레이(60)의 작동을 제어하는 제2릴레이 구동부(100)로 구성된다.A solar cell 10 that receives external light and photoelectrically converts it into a predetermined voltage, a battery 30 that receives and charges the output power of the solar cell 10 through a relay switch 61, and the relay switch Charge / discharge by operating the load drive unit 40 for driving the load 50 by converting the power drawn out in front of the (61) to the load driving power and the relay switch 61 provided at the front end of the battery (30) When the voltage of the battery 30 is charged above a predetermined voltage by comparing the voltage of the battery 60 and the relay 60 for controlling the loop with a preset overcharge preventing reference voltage, an overcharge prevention signal is generated. An over-discharge prevention circuit 80 for generating a cutoff control signal when the voltage of the circuit 70 and the battery 30 is discharged below a predetermined voltage by comparing with the preset over-discharge prevention voltage; The first relay driver 90 for controlling the operation of the relay 60 by the control signal of 70 to cut off the charging loop of the battery 30, and the relay by the start switch 120. The start circuit 110 for generating a start signal for operating the 60 and the start signal of the start circuit 110 are controlled by a control signal of the over-discharge prevention circuit 80 to control the relay 60. It is composed of a second relay driver 100 for controlling the operation.
본 고안에서는 외부 교류전원(AC 110V/220V)을 입력받아 소정 전압으로 변환한 후 직류전압으로 변환시키는 전원 변환부(20)를 더 포함하고, 상기 전원 변환부(20)를 상기 솔라셀(10)과 병렬 연결하여 솔라셀(10)과 가정용 일반전원을 함께 사용할 수 있도록 구성한다. 이하의 설명에서는 솔라셀과 전원 변환부를 병렬 사용하는 것을 예로 설명한다.The present invention further includes a power conversion unit 20 for receiving an external AC power (AC 110V / 220V) is converted to a predetermined voltage and then converted to a DC voltage, the power conversion unit 20 to the solar cell 10 ) In parallel to configure the solar cell (10) and the general home power. In the following description, the solar cell and the power converter are used in parallel.
상기 릴레이 스위치(61)의 앞단에서 외부입력전원을 레귤레이터(IC1) 및 콘덴서(C2)를 통하여 소정전압으로 안정화시켜 제1전원전압(Vcc)을 발생하는 제1전원전압 발생부(130)와, 상기 릴레이 스위치(61)의 후단인 밧데리(30) 전원을 레귤레이터(IC2) 및 콘덴서(C3)를 통하여 소정전압으로 안정화시켜 제2전원전압(Vcc1)을 발생하는 제2전원전압 발생부(140)가 분리 구성되고, 상기 제1전원전압(Vcc)은 상기 과충전 방지회로(70)의 동작 전원전압, 상기 제1 릴레이 구동부(90)의 바이어스 전원전압, 상기 과방전 방지회로(80)의 기준전압 발생용 전원전압, 상기 시작회로(110)의 시작스위치(120) 신호 바이패스용 바이어스전원전압으로 공급되고, 상기 제2전원전압(Vcc1)은 상기 과방전 방지회로(80)의 동작전원전압, 상기 시작스위치(120)의 바이어스 전원전압, 상기 시작회로(120)의 비교기 동작 전원전압으로 공급하도록 구성된다.A first power supply voltage generator 130 for generating a first power supply voltage Vcc by stabilizing an external input power supply to a predetermined voltage through a regulator IC1 and a capacitor C2 at a front end of the relay switch 61; The second power supply voltage generator 140 generating the second power supply voltage Vcc1 by stabilizing the battery 30, which is the rear end of the relay switch 61, to a predetermined voltage through the regulator IC2 and the capacitor C3. And the first power supply voltage Vcc is an operating power supply voltage of the overcharge protection circuit 70, a bias power supply voltage of the first relay driver 90, and a reference voltage of the overdischarge prevention circuit 80. A power supply voltage for generation, a bias power supply voltage for the bypass signal of the start switch 120 of the start circuit 110, and the second power supply voltage Vcc1 is an operating power supply voltage of the over-discharge prevention circuit 80; Bias power supply voltage of the start switch 120, the start circuit 120 Is configured to supply a comparator operating power supply voltage.
상기 솔라셀(10)의 소정 사이즈의 솔라셀 패널로부터 발생되는 전원을 일정전압으로 차지-업시켜 일정전압 이상일 때 전원 출력을 하도록 구성되어 일반적으로 판매되는 솔라셀 패널을 사용하고, 본 고안에서는 대략 12V 2.5A의 출력을 발생하는 솔라셀 패널을 사용한다.Charge-up the power generated from the solar cell panel of the predetermined size of the solar cell 10 to a predetermined voltage to output the power when a predetermined voltage or more, using a commonly sold solar panel, in the present invention Use a solar panel that produces an output of 12V 2.5A.
상기 전원 변환부(20)는 입력전원(AC 110V/220V)을 소정 전압(예; 12V 2.5A)으로 다운시키는 트랜스포머(T1), 그 트랜스포머(T1)의 출력전원을 전파 정류하는 브릿지 다이오드(D1 - D4), 그 브릿지 다이오드(D1 - D4)의 출력전원을 평활시키는 평활용 콘덴서(C1)로 이루어진다.The power conversion unit 20 transformers T1 for reducing the input power (AC 110V / 220V) to a predetermined voltage (eg, 12V 2.5A), and bridge diodes D1 for full-wave rectifying the output power of the transformer T1. D4) and a smoothing capacitor C1 for smoothing the output power of the bridge diodes D1-D4.
상기 솔라셀(10)과 상기 전원 변환부(20)의 출력은 공통으로 역류방지용 다이오드(D5)를 통하여 상기 릴레이 스위치(61) 및 상기 부하 구동부(40)에 인가된다.Outputs of the solar cell 10 and the power converter 20 are commonly applied to the relay switch 61 and the load driver 40 through a backflow prevention diode D5.
부하 구동부(40)는 트랜스포머(T2)와 공진회로(R2, C9, Q6) 로 이루어져 교류전압으로 변환시켜 부하(50)를 구동하도록 구성되며, 이는 부하(50)가 방전등(예; 형광등)을 사용하기 위한 예이다.The load driver 40 includes a transformer T2 and resonant circuits R2, C9 and Q6 so as to convert an AC voltage to drive the load 50, which causes the load 50 to discharge a discharge lamp (for example, a fluorescent lamp). This is an example to use.
상기 릴레이 스위치(61)를 통하여 상기 솔라셀(10) 및 전원변환부(20)의 출력전원을 인가 받아 충전하도록 밧데리(30)가 연결되며, 상기 릴레이 스위치(61)의 앞단 및 그 후단(즉, 밧데리 전원)은 각각 다이오드(D7, D6)를 통하여 공통으로 상기 릴레이(60)의 일측단자에 연결되며, 상기 릴레이 스위치(61)의 후단 즉 밧데리(30)의 충방전 단자는 상기 과충전 방지회로(70)와 상기 과방전 방지회로(80)에 연결된다.The battery 30 is connected to receive and charge the output power of the solar cell 10 and the power converter 20 through the relay switch 61, and the front end and the rear end of the relay switch 61 (ie, , A battery power source) is connected to one terminal of the relay 60 in common through diodes D7 and D6, respectively, and the rear end of the relay switch 61, that is, the charge / discharge terminal of the battery 30 is the overcharge prevention circuit. 70 is connected to the over-discharge prevention circuit (80).
상기 릴레이(60)에는 릴레이 보호용 다이오드(D8)가 역방향으로 병렬 연결되고, 아울러 직렬 연결된 저항 및 발광다이오드(LED)가 상기 릴레이(60)와 병렬 연결되어 릴레이 작동상태를 표시하도록 구성된다.The relay 60 is connected in parallel with a relay protection diode D8 in a reverse direction, and a resistor and a light emitting diode LED connected in series are connected in parallel with the relay 60 to indicate a relay operation state.
상기 과충전 방지회로(70)는 상기 밧데리(30)의 전압을 분압하는 저항(R8, R9)과, 제1전원전압(Vcc)을 분압하여 기준전압을 설정하는 분압 저항(R6, R7)과, 상기 소정전압으로 분압된 밧데리 전압을 비반전단자(+)에 인가받고 상기 저항(R6, R7)에 의해 설정된 과충전 방지용 기준전압을 반전단자(-)에 인가받아 비교하는 비교기(IC3)와, 그 비교기(IC3)의 출력을 소정전압으로 분압하고 안정화시켜 과충전 방지를 위한 제어신호로서 출력하는 저항(R4, R5) 및 콘덴서(C6)로 이루어진다. 상기 비교기(IC3)는 상기 제1전원전압(Vcc)을 동작 전원으로 인가 받는다.The overcharge protection circuit 70 includes resistors R8 and R9 for dividing the voltage of the battery 30, divided resistors R6 and R7 for dividing the first power supply voltage Vcc to set a reference voltage, A comparator IC3 for applying the battery voltage divided by the predetermined voltage to the non-inverting terminal (+) and receiving and comparing the overcharge preventing reference voltage set by the resistors R6 and R7 to the inverting terminal (-); The output of the comparator IC3 is divided into a predetermined voltage, stabilized, and composed of resistors R4 and R5 and a capacitor C6 which are output as a control signal for preventing overcharge. The comparator IC3 receives the first power voltage Vcc as an operating power source.
상기 제1릴레이 구동부(90)는 상기 릴레이(60)의 타단에 연결되어 릴레이의 전류 패스를 형성하는 트랜지스터(Q1), 제1전원전압(Vcc)을 분압하여 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스 구동전압을 공급하는 저항(R2, R3), 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스 전압을 상기 과충전 방지회로(70)의 제어신호에 의해서 접지 측으로 바이패스 시키는 사이리스터(Q5)로 이루어진다.The first relay driver 90 is connected to the other end of the relay 60 to divide the transistor Q1 and the first power supply voltage Vcc which form a current path of the relay, thereby driving the base driving voltage of the transistor Q1. And thyristor Q5 for bypassing the base voltage of the transistor Q1 to the ground side by a control signal of the overcharge protection circuit 70.
상기 과방전 방지회로(80)는 제2전원전압(Vcc1)을 분압하여 저전압 방전을 차단하기 위한 기준전압을 발생하는 저항(R10, R11)과, 그 저전압 차단을 위한 기준전압을 비반전단자(+)에 인가받고 상기 밧데리(60) 전압을 분압한 상기 과충전 방지회로(70)의 저항(R8, R9)의 분압 전압을 반전단자(-)에 인가받아 비교하는 비교기(IC4)와, 그 비교기(IC4)의 출력을 분압한 후 안정화시켜 저전압 차단 제어신호를 출력하는 저항(R12, R13) 및 콘덴서(C8)로 이루어진다. 상기 비교기(IC4)는상기 제2전원전압(Vcc1)을 동작전원으로 인가 받는다.The over-discharge prevention circuit 80 divides the second power supply voltage Vcc1 into resistors R10 and R11 for generating a reference voltage for blocking low voltage discharge, and a non-inverting terminal for comparing the reference voltage for blocking the low voltage. A comparator IC4 for comparing the divided voltages of the resistors R8 and R9 of the overcharge protection circuit 70 that is applied to +) and divides the voltage of the battery 60 to the inverting terminal (-), and the comparator A resistor R12 and R13 and a capacitor C8 for dividing and stabilizing the output of the IC4 and outputting a low voltage cutoff control signal. The comparator IC4 receives the second power supply voltage Vcc1 as an operating power source.
상기 시작회로(110)는 제1전원전압(Vcc)을 분압하는 저항(R14, R15), 그 저항(R14, R15)의 분압전압을 베이스에 인가 받는 트랜지스터(Q2), 그 트랜지스터(Q2)의 콜렉터에 캐소드가 연결되는 다이오드(D9), 제2전원전압(Vcc1)을 시작스위치(120)를 통해 공급받고 상기 다이오드(D9)의 애노우드에 연결되는 콘덴서(C7), 상기 시작 스위치(120)에 의해 제2전원전압(Vcc1)을 인가 받는 상기 콘덴서(C7)의 전압을 저항(R16)을 통하여 비반전단자(+)에 인가받고, 제2전원전압(Vcc1)을 분압하는 저항(R17, R18)에 의해 설정된 기준 값을 반전단자(-)에 인가 받는 연산증폭기(IC5), 그 연산 증폭기(IC5)의 출력을 비반전단자(+)에 피드백 시키는 다이오드(D10) 및 그 연산증폭기(IC5)의 출력을 제2릴레이 구동부(100)에 출력하는 저항(R19)으로 구성된다. 상기 연산증폭기(IC5)는 상기 제2전원전압(Vcc1)을 동작전원으로 인가 받는다.The start circuit 110 includes a resistor (R14, R15) for dividing the first power supply voltage (Vcc), a transistor (Q2) for applying the divided voltage of the resistors (R14, R15) to the base, the transistor (Q2) Diode (D9), the cathode is connected to the collector, the second power supply voltage (Vcc1) is supplied via the start switch 120, the capacitor (C7) is connected to the anode of the diode (D9), the start switch 120 The voltage of the capacitor C7 to which the second power supply voltage Vcc1 is applied is applied to the non-inverting terminal + through the resistor R16 to divide the second power supply voltage Vcc1 into a resistor R17, The operational amplifier IC5 receiving the reference value set by R18 to the inverting terminal (-), the diode D10 for feeding back the output of the operational amplifier IC5 to the non-inverting terminal (+), and the operational amplifier (IC5). It is composed of a resistor (R19) for outputting the output of the) to the second relay driver (100). The operational amplifier IC5 receives the second power supply voltage Vcc1 as an operating power source.
상기 제2릴레이 구동부(100)는 상기 시작회로(110)의 출력신호에 의해 베이스가 제어되어 상기 릴레이(60)의 접지측 전류루프를 형성하는 트랜지스터(Q3), 상기 과방전 방지회로(80)의 출력신호에 의해 게이트가 제어되어 상기 트랜지스터(Q3)의 베이스 전원을 바이패스 시키는 사이리스터(Q4)로 이루어져 상기 밧데리(30)의 전원이 소정 전압 이하일 때 시작 스위치(120)를 눌러도 밧데리(30)의 방전을 차단하도록 구성된다.The second relay driver 100 has a base controlled by the output signal of the start circuit 110 to form a ground current loop of the relay 60, and the over-discharge prevention circuit 80. The gate is controlled by the output signal of the thyristor (Q4) to bypass the base power supply of the transistor (Q3) consists of a thyristor (Q4) even when the start switch 120 is pressed when the power supply of the battery 30 is less than a predetermined voltage 30 It is configured to block the discharge of.
이와 같이 구성된 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 외부 입력전원(AC 110V/220V)을 연결한 경우는, 전원변환부(20)의 트랜스포머(T1)가 소정 전압으로 전안 강하를 시키고, 브릿지 다이오드(D1 - D4)에 의해 전파 정류되어 콘덴서(C1)에서 평활 된다. 즉, 외부 교류전원이 소정의 저전압 직류 전원으로 변환된다. 한편, 솔라셀(10)은 외부의 빛(태양 빛)을 받아 광전 변환하고, 광전 변환된 전원을 안정화시켜 소정 전원으로 출력하게 된다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows. First, when an external input power source (AC 110V / 220V) is connected, the transformer T1 of the power conversion unit 20 drops the whole eye drop to a predetermined voltage, and is full-wave rectified by the bridge diodes D1-D4 to condense the capacitor. It is smoothed at (C1). That is, the external AC power source is converted into a predetermined low voltage DC power source. Meanwhile, the solar cell 10 receives an external light (sun light) and performs photoelectric conversion, and stabilizes the photoelectrically converted power to output the predetermined power.
이처럼 솔라셀(10) 또는 전원변환부(20)를 통해서 입력되는 전원을 제1전원전압 발생부(130)와 부하 구동부(40) 및 릴레이 스위치(61)를 통하여 밧데리(30)에 공급된다.As such, power input through the solar cell 10 or the power converter 20 is supplied to the battery 30 through the first power voltage generator 130, the load driver 40, and the relay switch 61.
상기 릴레이 스위치(61)는 제1, 제2릴레이 구동부(90)(100)에 의해 제어되는 릴레이(60)의 접점스위치로서, 밧데리(30)의 충전전압이 소정전압 이상이 되는 과충전을 차단하고 아울러 밧데리(30)의 전압이 소정 전압 이하가 되는 과방전을 차단하도록 제어된다.The relay switch 61 is a contact switch of the relay 60 controlled by the first and second relay driving units 90 and 100, and blocks overcharge when the charging voltage of the battery 30 is greater than or equal to a predetermined voltage. In addition, it is controlled to block the overdischarge that the voltage of the battery 30 is less than the predetermined voltage.
먼저 충전모드는, 외부전원 또는 솔라셀로부터 충전전압이 공급되는 경우로서, 제1전원전압 발생부(130)에서 제1전원전압(Vcc)이 출력된다. 이때 릴레이 스위치(61)가 오프 상태인 경우라면, 과충전 방지회로(70)나 과방전 방지회로(80)측으로 밧데리(30)의 전원이 공급되고, 과충전 방지회로(70)의 비교결과 과충전이 아니면, 과충전 방지회로(70)에서 과충전 방지를 위한 차단제어신호가 출력되지 않아 제1릴레이 구동부(90)의 사이리스터(Q5)가 턴 오프 상태에 있게된다. 그러므로 제1릴레이 구동부(90)는 상기 제1전원전압(Vcc)을 저항(R2, R3)에 의해 분압한 바이어스 전압이 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되어 그 트랜지스터(Q1)가 턴온 되므로, 릴레이(60)의 전류패스가 형성되어 릴레이 스위치(61)가 온 된다. 이에 따라 솔라셀(10) 또는 전원 변환부(20)에서 공급되는 입력전원이 밧데리(30)에 충전된다.First, in the charging mode, when a charging voltage is supplied from an external power source or a solar cell, the first power supply voltage generator 130 outputs the first power supply voltage Vcc. At this time, if the relay switch 61 is in the off state, the power of the battery 30 is supplied to the overcharge protection circuit 70 or the over-discharge prevention circuit 80 side, and as a result of the comparison of the overcharge prevention circuit 70 is not overcharged In the overcharge prevention circuit 70, the blocking control signal for preventing overcharge is not output, such that the thyristor Q5 of the first relay driver 90 is turned off. Therefore, since the bias voltage obtained by dividing the first power supply voltage Vcc by the resistors R2 and R3 is applied to the base of the transistor Q1, the first relay driver 90 turns on the relay Q1. A current path of 60 is formed and the relay switch 61 is turned on. Accordingly, the input power supplied from the solar cell 10 or the power converter 20 is charged in the battery 30.
여기서, 밧데리(30)에 충전이 이루어지는 동안에는 부하 구동부(40)에도 전원이 공급되지만 부하구동은 도면에서는 도시하지 않았으나 별도의 스위치 등을 통하여 제어할 수 있으므로 부하 구동에 대해서는 설명하지 않는다.Here, while the battery 30 is being charged, power is also supplied to the load driving unit 40, but the load driving is not illustrated in the drawing, but may be controlled through a separate switch.
상기 밧데리(30)에 입력전원이 충전되는 경우 과충전 방지회로(70)는 밧데리의 전압을 계속 체크하게 된다. 밧데리(30)의 전압은 저항(R8, R9)에 의해 분압되어 비교기(IC3)를 통하여 과충전 방지를 위해 저항(R6, R7)에 의해 설정된 기준전압과 비교되고, 밧데리(30)의 전압이 과충전 방지용 기준전압보다 높은 경우 비교기(IC3)는 고전압신호를 과충전방지 제어신호로서 출력한다.When the input power is charged to the battery 30, the overcharge prevention circuit 70 continuously checks the voltage of the battery. The voltage of the battery 30 is divided by the resistors R8 and R9 and compared with the reference voltage set by the resistors R6 and R7 to prevent overcharging through the comparator IC3, and the voltage of the battery 30 is overcharged. When the reference voltage is higher than the reference voltage for preventing, the comparator IC3 outputs a high voltage signal as an overcharge preventing control signal.
상기 과충전 방지회로(70)에서 과충전 방지를 위한 고전압신호를 출력하면, 제1릴레이 구동부(90)의 사이리스터(Q5)가 턴온되어 트랜지스터(Q1)의 베이스 바이어스를 바이패스 시키므로 릴레이(60)는 오프되고 그 릴레이 스위치(61)가 개방되어 밧데리(30)에 입력전원이 연결되지 않게 된다. 즉, 밧데리(30)의 과충전을 방지하게 된다.When the overcharge protection circuit 70 outputs a high voltage signal for preventing overcharge, the thyristor Q5 of the first relay driver 90 is turned on to bypass the base bias of the transistor Q1, so that the relay 60 is turned off. The relay switch 61 is opened so that the input power is not connected to the battery 30. That is, overcharging of the battery 30 is prevented.
이때, 외부전원 또는 솔라셀 전원이 공급되는 경우는 시작회로(110)의 저항(R14, R15)에 제1전원전압(Vcc)이 공급되어 트랜지스터(Q2)가 턴온 상태로 있게 되고, 이때에는 시작스위치(120)를 눌러도 상기 트랜지스터(Q2)를 통하여 시작스위치(120)를 통해 연결되는 제2전원전압(Vcc1)이 바이패스 되어 연산증폭기(IC5)는 저전압 출력을 하게 된다. 그러므로 외부전원 또는 솔라셀이 정상 작동되어 제1전원전압(Vcc)이 출력되고 있는 상태에서는 제2릴레이 구동부(100)는 동작되지 못한다. 즉, 과충전 방지회로(70)가 동작되고 있는 상태에서는 제2릴레이 구동부(100)가 동작되지 않으므로 과충전 방지기능을 수행한다.At this time, when external power or solar power is supplied, the first power supply voltage Vcc is supplied to the resistors R14 and R15 of the start circuit 110 so that the transistor Q2 is turned on. Even when the switch 120 is pressed, the second power supply voltage Vcc1 connected through the start switch 120 is bypassed through the transistor Q2, and the operational amplifier IC5 outputs a low voltage. Therefore, when the external power source or the solar cell is normally operated and the first power voltage Vcc is output, the second relay driver 100 may not operate. That is, since the second relay driver 100 is not operated while the overcharge protection circuit 70 is operating, the overcharge prevention function is performed.
방전모드는, 외부전원 또는 솔라셀 전원이 공급되지 않고 밧데리(30)가 정상적인 충전상태에 있는 경우 제2전원전압(Vcc1)만 출력되므로, 시작 스위치(120)를 누르면 제2전원전압(Vcc1)이 콘덴서(C7)에 충전됨과 아울러 연산증폭기(IC5)의 비반전단자(+)에 입력되어 그 연산증폭기(IC5)는 고전압 출력을 하게 된다. 이에 따라 연산증폭기(IC5)가 고전압 출력을 하면 제2릴레이 구동부(100)의 트랜지스터(Q3)는 과방전 방지회로(80)의 제어에 의해 동작하게 된다. 과방전 방지회로(80)에서 저전압 차단 제어신호가 발생되지 안는 경우 즉, 정상적인 전압이 밧데리(30)에 충전되어 있는 경우는, 제2릴레이 구동부(100)의 사이리스터(Q4)가 오프상태로서 상기 시작회로(110)의 시작신호(고전압 출력신호)에 의해 트랜지스터(Q3)가 턴온되어 상기 릴레이(60)의 전류 루프를 형성하여 준다. 릴레이(60)는 전류루프가 형성되어 동작되면, 릴레이 스위치(61)가 온 되어 밧데리(30)의 충전전원이 부하 구동부(40)로 출력된다.In the discharge mode, only the second power supply voltage Vcc1 is output when the battery 30 is in a normal charging state without an external power supply or a solar cell power supply. Therefore, when the start switch 120 is pressed, the second power supply voltage Vcc1 is discharged. The capacitor C7 is charged and input to the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier IC5, and the operational amplifier IC5 outputs a high voltage. Accordingly, when the operational amplifier IC5 outputs a high voltage, the transistor Q3 of the second relay driver 100 operates under the control of the over-discharge prevention circuit 80. When the low voltage blocking control signal is not generated in the over-discharge prevention circuit 80, that is, when a normal voltage is charged in the battery 30, the thyristor Q4 of the second relay driver 100 is turned off. The transistor Q3 is turned on by the start signal (high voltage output signal) of the start circuit 110 to form a current loop of the relay 60. When the relay 60 operates by forming a current loop, the relay switch 61 is turned on, and the charging power of the battery 30 is output to the load driver 40.
따라서, 외부전원 또는 솔라셀로부터 정상적인 전원이 입력되지 않고, 아울러 상기 밧데리(30)의 충전 전압이 정상전압(저전압 차단이 아닌 경우)인 경우에만 시작스위치(120)를 누르면 밧데리(30)의 전원이 부하 구동부(40)에 공급되어 부하(50)를 구동시킨다.Therefore, when the normal power is not input from the external power source or the solar cell and the charging voltage of the battery 30 is the normal voltage (if the low voltage is not cut off), the power source of the battery 30 is pressed when the start switch 120 is pressed. The load driver 40 is supplied to drive the load 50.
한편, 상기 과방전 방지회로(80)는, 상기 밧데리(30)의 전압을 체크하고 있다가 저전압 차단을 위해 저항(R10, R11)에 의해 설정된 기준전압보다 낮아지면 비교기(IC4)에서 고전압신호를 출력하게 되고, 그 고전압신호가 제2릴레이 구동부(100)의 사이리스터(Q4)를 턴온시켜 제2릴레이 구동부(100)의 트랜지스터(Q3)를 오프 시킨다. 이에 따라 릴레이(60)는 오프 되고 릴레이 스위치(61)는 개방되어 밧데리(30)의 전압이 방전되는 것을 차단한다. 이때 제1릴레이 구동부(90)는 제1전원전압 발생부(130)의 제1전원전압(Vcc)에 의해 트랜지스터(Q1)의 베이스 바이어스 전압을 공급받으므로 외부전원 또는 솔라셀로부터 정상적인 전원이 공급되지 않는 한 오프상태를 유지한다.On the other hand, the over-discharge prevention circuit 80 checks the voltage of the battery 30, but when the voltage is lower than the reference voltage set by the resistors R10 and R11 to cut off the low voltage, the comparator IC4 outputs a high voltage signal. The high voltage signal turns on the thyristor Q4 of the second relay driver 100 to turn off the transistor Q3 of the second relay driver 100. Accordingly, the relay 60 is turned off and the relay switch 61 is opened to block the discharge of the voltage of the battery 30. In this case, since the first relay driver 90 receives the base bias voltage of the transistor Q1 by the first power voltage Vcc of the first power voltage generator 130, normal power is supplied from an external power source or a solar cell. Stay off unless it is.
본 고안에 의하면 솔라셀(10)이나 외부전원 변환부(20)를 통해 입력되는 전원을 밧데리(30)에 충전하되, 밧데리(30)의 앞단에 릴레이 스위치(61)를 설치하고, 충전모드에서는 과충전 방지회로(70)가 밧데리의 전압을 체크하여 소정전압 이상으로 충전되면 릴레이를 작동시켜 릴레이 스위치(61)를 개방시켜 과충전을 방지한다.According to the present invention, the power input through the solar cell 10 or the external power converter 20 is charged to the battery 30, but the relay switch 61 is installed at the front end of the battery 30, and in the charging mode, When the overcharge protection circuit 70 checks the voltage of the battery and charges it to a predetermined voltage or more, the relay is operated to open the relay switch 61 to prevent overcharge.
또한 방전 모드에서는 시작 스위치(120)를 누르는 경우 외부 입력이 없을 때 만 즉, 과충전이 방지된 상태에서만 시작회로(110)의 출력신호가 릴레이 구동신호로서 인가되어 상기 릴레이를 작동시키고, 릴레이 스위치(61)를 온 시킴으로써 방전을 시작하게 한다.In addition, in the discharge mode, when the start switch 120 is pressed, the output signal of the start circuit 110 is applied as a relay driving signal only when there is no external input, that is, when overcharge is prevented, thereby operating the relay, Turn on 61) to start discharging.
그리고, 방전 모드에서는 과방전 방지회로(80)가 상기 밧데리 전압을 체크하여 일정한 저전압으로 방전되면 상기 릴레이를 작동시켜 릴레이 스위치(61)를 개방시킴으로써 과방전을 방지하도록 한다. 이때 과방전 차단 후 상기 시작 스위치(120)를 동작시켜도 상기 과방전 방지회로(80)의 제어에 의해 상기 시작회로(110)의 릴레이 구동신호가 차단되므로 재충전이 이루어진 후에만 방전 모드를 시작 할 수 있도록 이루어지도록 한다, 즉, 과방전 차단후 재충전을 하지 않으면 수동복귀가 안되도록 하였으며, 강제 방전을 못하도록 시작회로(110)를 구성하여 수동방전을 못하도록 한다.In the discharge mode, when the overdischarge prevention circuit 80 checks the battery voltage and discharges the battery to a constant low voltage, the overdischarge prevention circuit 80 operates the relay to prevent the overdischarge by opening the relay switch 61. At this time, even if the start switch 120 is operated after the over-discharge cutoff, the relay driving signal of the start circuit 110 is blocked by the control of the over-discharge prevention circuit 80, so that the discharge mode can be started only after recharging is performed. That is, it is to be made, that is, if the recharge after the over-discharge is not recharged so that manual recovery is not possible, by configuring the start circuit 110 to prevent forced discharge to prevent passive discharge.
따라서, 본 고안은, 낮 동안 빛을 받아 솔라셀을 이용하여 밧데리에 전원을 충전하고, 그 밧데리 전원을 이용하여 야간에 표시등을 구동시키는 표시장치로서 적용할 수 있으며, 특히 부하 구동부(40)를 직류를 소정 주파수의 교류로 변환하는 회로로서 구성하고 부하를 방전등(예; 형광등)으로 구성하여 표시판 특히 이동식 간판으로 활용할 수 있다.Therefore, the present invention can be applied as a display device that receives light during the day to charge a battery using a solar cell and drives a light at night using the battery power, and in particular, the load driver 40 is used. The circuit may be configured as a circuit for converting direct current into alternating current of a predetermined frequency, and the load may be configured as a discharge lamp (for example, a fluorescent lamp) to be used as a display panel, especially a mobile sign.
본 고안을 이동식 간판의 표시장치의 제어회로로서 사용하는 경우, 실시 예에서와 같이 일반적인 가정용 외부전원과 솔라셀을 병렬 연결할 수 있도록 구성하고, 낮 동안 외부에 내어 놓을 때는 솔라셀에 의해 충전하고 저녁 영업시간 동안에는 밧데리의 방전에 의해 간판의 조명을 밝히도록 하며, 영업이 마감된 시간에 이동식 간판을 들여놓았을 때 가정용 전원을 연결하여 그 전원에 의해 자동 충전하도록 사용할 수 있다. 이렇게 사용하게 되면 이동식 간판을 외부에 내어놓을 때 전선 연결이 없이 사용할 수 있어서 편리함과 아울러 안전하고, 본 고안의 회로에 의해 밧데리를 보호하기 때문에 밧데리를 긴 수명으로 안정적으로 사용할 수 있어서 경제성 및 편리성 등이 있게 된다.When the present invention is used as a control circuit of a display device of a mobile signboard, as in the embodiment, a general household external power source and a solar cell are configured to be connected in parallel, and when placed outside during the day, they are charged by the solar cell and dinner. During the business hours, the signage lights up by the discharge of the battery, and when the mobile signage is brought in at the closing time, it can be used to automatically charge by the home power supply. When used in this way, the mobile signboard can be used without wire connection when placed outside, which is convenient and safe, and the battery can be stably used for a long life because it protects the battery by the circuit of the present invention. There is a back.
이상에서 상술한 바와 같은 본 고안은, 솔라셀과 외부전원을 밧데리에 충전시켜두고, 그 밧데리 전원을 이용하여 부하를 구동시키는 장치에 있어서, 상기 밧데리의 과충전 방지와 과방전 방지를 할 수 있도록 이루어져 있으므로 밧데리의 안정된 사용 및 수명 연장의 효과가 있다. 또한 본 고안에서는 밧데리의 과방전 차단후 수동 복귀가 안되게 시작회로를 구성하였기 때문에 수동 방전으로 인한 밧데리 과방전을 차단하여 밧데리를 보호할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, in the device to charge the cell and the external power supply to the battery, and to drive the load using the battery power supply, it is made to prevent the overcharge and over-discharge of the battery Therefore, there is an effect of stable use of the battery and extension of life. In addition, in the present invention, since the start circuit is configured so that manual recovery is not possible after the overdischarge of the battery, the overdischarge caused by the manual discharge is prevented, thereby protecting the battery.
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| KR2020010009351U KR200246269Y1 (en) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | Control circuit for charging and discharging of battery using solar cell |
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| KR2020010009351U KR200246269Y1 (en) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | Control circuit for charging and discharging of battery using solar cell |
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ID=73098708
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| KR2020010009351U KR200246269Y1 (en) | 2001-04-03 | 2001-04-03 | Control circuit for charging and discharging of battery using solar cell |
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| KR (1) | KR200246269Y1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101406093B1 (en) * | 2013-09-23 | 2014-06-13 | 주식회사 선에너지엘이디 | A solar cell charge controller with auto dimming fuction |
| KR101407868B1 (en) * | 2008-01-25 | 2014-06-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | Battery pack |
| CN109193903A (en) * | 2018-10-18 | 2019-01-11 | 深圳市聚立创科技有限公司 | A kind of remote controler |
| CN112385112A (en) * | 2019-05-29 | 2021-02-19 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | Power conversion system |
-
2001
- 2001-04-03 KR KR2020010009351U patent/KR200246269Y1/en not_active IP Right Cessation
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