KR20030010855A

KR20030010855A - 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로

Info

Publication number: KR20030010855A
Application number: KR1020010045494A
Authority: KR
Inventors: 장태호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2003-02-06

Abstract

본 발명은 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로에 관한 것으로, 본 발명은 적용 장치의 동작에 필요한 최소 동작전압을 검출하여 배터리의 전압소모를 차단하도록 하는 회로에 있어서, 배터리(21)의 전압단에 접속한 비반전(+)단자와, 기준 전압단에 접속한 반전(-)단자를 포함하고, 상기 비반전(+)단자를 통한 배터리 전압과 반전(-)단자를 통한 기준전압을 비교하는 최소 동작전압 판단부(22); 상기 배터리의 전압출력단과 접지 사이에 접속하고, 상기 최소 동작전압 판단부(22)의 출력신호에 따라 스위칭 동작하는 스위치부(23); 상기 배터리의 전압출력단에 입력단자(Vin)를 접속하고, 각종 부하회로에 출력단자(Vout)를 접속하고, 상기 스위치부(23)에 스위칭단자(S/W)를 접속하며, 이 스위칭단자(S/W)를 통한 스위칭신호의 레벨에 따라 상기 입력단자(Vin)와 출력단자(Vout)와의 접속을 스위칭 시키는 릴레이(24)를 구비하며, 이와 같은 본 발명에 의하면, 차량이나 휴대폰 등과 같이 배터리를 내장하는 장치에서, 장치에서의 최소 동작전압을 검출하고, 이 최소 동작전압 검출시 더 이상의 배터리 전압의 소모를 자동적으로 차단할 수 있다.

Description

배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로{CIRCUIT FOR RECOGNIZING LOW VOLTAGE OF BATTERY AND PREVENTING DISCHARGING OF BATTERY}

본 발명은 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로에 관한 것으로, 특히 차량이나 휴대폰 등과 같이 배터리를 내장하는 장치 또는 시스템(이하,"장치"라 함)에서, 장치에서의 최소 동작전압을 검출하고, 이 최소 동작전압 검출시 더이상의 배터리 전압의 소모를 자동적으로 차단할 수 있도록 하드웨어적으로 구현한 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로에 관한 것이다.

일반적으로, 차량이나 휴대폰 등과 같이 배터리를 사용하는 장치에서는 처음에는 만충전(full charging)되어 있는 배터리를 사용하지만, 사용시간에 따라, 또는 비정상적인 방전등과 같은 여러 가지 이유로 인하여 배터리의 전압이 낮아질 수 있고, 최악의 경우에는 배터리의 전압이 적용시스템에서 요구되는 최소한의 동작전압 이하로 낮아질 수도 있다.

일 예로, 휴대폰 등에서는 배터리에서 전압이 공급되지만 장치는 동작 불가능한 상태로 되고, 이러한 적용 장치가 동작 불가능한 전압임에도 불구하고, 배터리는 전압을 계속 공급하여 방전되는데, 이와 같이 배터리에서의 불필요한 방전으로 인하여, 충전시간이 걸어지고, 배터리의 수명을 단축시키므로, 상기한 바와 같은 배터리의 불필요한 저전압 방전을 차단하여야 한다.

또한, 다른 예로, 차량에 있어서, 배터리에는 적어도 한번 이상의 시동을 걸수 있는 정도의 전압, 또는 통신장비가 구비된 차량인 경우에는, 비상시를 위해, 적어도 한번의 통신에 필요한 전압이 남아 있어야 하므로, 이와 같은 차량의 배터리에 대해서도 최소한의 동작전압, 즉 전압 상태를 감시하여 적정한 전압에서 배터리의 방전을 차단하여야 한다.

위에서 설명한 바와 같이, 종래의 배터리의 최소 동작전압 방전 차단회로는 도 1에 도시한 바와 같다.

도 1은 종래의 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로도로서, 도 1을 참조하면, 종래의 배터리의 최소 동작전압 방전 차단회로는 배터리(1)에서 공급되는 전압을 검출하기 위한 분할저항 회로(R1,R2)와, 이 분할저항 회로에 의해 검출전 전압(V1)을 입력받아, 사전에 설정된 기준전압과 비교하여 이 비교결과에 따른 스위칭전압(Vsw)을 출력하는 마이컴(2)과, 이 마이컴(2)의 스위칭 전압(Vsw)에 따라 스위칭 동작하는 트랜지스터(Q1)와, 이 트랜지스터(Q1)의 스위칭 동작에 따른 전압을 입력받아, 인에이블(enable) 또는 디스에이블(disable) 되는 릴레이(3)로 구성되어 있다.

이와 같은 종래의 배터리의 최소 동작전압 방전 차단회로는 별도의 마이컴 및 마이컴내부의 소프트웨어의 구현이 필요하므로, 회로가 복잡하고, 이에 따라 제작비용을 상승시키는 문제점이 있었던 것이다. 즉, 어떤 기준전압을 읽어 중앙처리장치 등을 포함하는 마이컴 등이 판단하여 소프트웨어 회로를 구동할 수 있는 신호를 발생하는 것으로서, 이는 비용이 많이 들고 이와 같은 배터리의 최소 동작전압 감지를 제어하는 중앙처리장치 등의 마이컴은 그 만큼 다른 곳에 활용하는 능력이 감소하게 되는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 차량이나 휴대폰 등과 같이 배터리를 내장하는 장치에서, 장치에서의 최소 동작전압을 검출하고, 이 최소 동작전압 검출시 더 이상의 배터리 전압의 소모를 자동적으로 차단할 수 있도록 하드웨어적으로 구현한 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로도이다.

도 2는 본 발명에 따른 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

21 : 배터리22 : 최소 동작전압 판단부

23 : 스위치부24 : 릴레이

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 회로는 적용 장치의 동작에 필요한 최소 동작전압을 검출하여 배터리의 전압소모를 차단하도록 하는 회로에 있어서, 배터리의 전압단에 접속한 비반전단자와, 기준 전압단에 접속한 반전단자를 포함하고, 상기 비반전단자를 통한 배터리 전압과 반전단자를 통한 기준전압을 비교하는 최소 동작전압 판단부; 상기 배터리의 전압출력단과 접지 사이에 접속하고, 상기 최소 동작전압 판단부의 출력신호에 따라 스위칭 동작하는 스위치부; 상기 배터리의 전압출력단에 입력단자를 접속하고, 각종 부하회로에 출력단자를 접속하고, 상기 스위치부에 스위칭단자를 접속하며, 이 스위칭단자를 통한 스위칭신호의 레벨에 따라 상기 입력단자와 출력단자와의 접속을 스위칭 시키는 릴레이를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로에 대해서 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로도로서, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로는 배터리(21)의 전압단에 접속한 비반전(+)단자와, 기준 전압단에 접속한 반전(-)단자를 포함하고, 상기 비반전(+)단자를 통한 배터리 전압과 반전(-)단자를 통한 기준전압을 비교하는 최소 동작전압 판단부(22)와, 상기 배터리의 전압출력단과 접지 사이에 접속하고, 상기 최소 동작전압 판단부(22)의 출력신호에 따라 스위칭 동작하는 스위치부(23)와, 상기 배터리의 전압출력단에 입력단자(Vin)를 접속하고, 각종 부하회로에 출력단자(Vout)를 접속하고, 상기 스위치부(23)에 스위칭단자(S/W)를 접속하며, 이 스위칭단자(S/W)를 통한 스위칭신호의 레벨에 따라 상기 입력단자(Vin)와 출력단자(Vout)와의 접속을 스위칭 시키는 릴레이(24)로 구성한다.

상기 최소 동작전압 판단부(22)는 백업전압(Vbu)을 분할하여 반전(-)단자에 제공하는 제1 분할회로(R1,R2)와, 배터리(1)의 전압(Vb+)을 분할하여 비반전(+)단자에 제공하는 제2 분할회로(R3,R4)와, 상기 반전단자를 통한 백업전압의 분압전압(VREF)과 상기 비반전단자를 통한 배터리 전압의 분압전압(VR4)을 비교하여 그 비교 출력신호를 상기 스위치부(23)로 제공하는 비교기(U1)를 포함한다.

상기 스위치부(23)는 상기 최소 동작전압 판단부(22)의 출력단에 저항(R5)을 통해 베이스단자를 접속하고, 그 에미터단자를 백업전압(Vbu)단에 접속한 PNP형 스위칭 트랜지스터(Q1)와, 상기 PNP형 스위칭 트랜지스터의 컬렉터단자에 베이스단자를 접속하고, 에미터단자를 접지시키며, 그리고 컬렉터단자를 하나의 저항(R7)을 통해 상기 배터리의 전압출력단에 접속함과 동시에, 다른 저항(R6)을 통해 상기 릴레이(24)의 스위칭단자(S/W)에 접속한 NPN형 스위칭 트랜지스터(Q2)를 포함한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 장치에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

도 2를 참조하여 본 발명에 따른 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로에 대해서 설명하면, 먼저, 배터리(21)에서 공급되는 배터리 전압(Vb+)은 최소 동작전압 판단부(22)로 공급되는데, 이 최소 동작전압 판단부(22)의 제1 분할회로(R1,R2)는 백업전압(Vbu)을 분할하여 비교기(U1)의 반전(-)단자에 제공하고, 상기 최소 동작전압 판단부(22)의 제2 분할회로(R3,R4)는 상기 배터리(21)의 전압을 분할하여 상기 비교기(U1)의 비반전(+)단자로 제공한다.

이때, 상기 최소 동작전압 판단부(22)의 비교기(U1)는 상기 반전단자를 통한 백업전압의 분압전압(VR4)과 상기 비반전단자를 통한 배터리 전압의 분압전압(VREF)을 비교하여 그 비교 출력신호를 상기 스위치부(23)로 제공하는데,예를들어, 배터리 전압의 분압전압(VR4)이 상기 백업전압의 분압전압(VR4)보다 클 경우에는 출력신호를 하이레벨로 출력하고, 그 반대일 경우에는 로우레벨을 출력한다.

이후, 스위치부(23)는 상기 배터리의 전압출력단과 접지 사이에 접속하고, 상기 최소 동작전압 판단부(22)의 출력신호에 따라 스위칭 동작하는데, 구체적으로는 상기 스위치부(23)의 PNP형 스위칭 트랜지스터(Q1)는 상기 최소 동작전압 판단부(22)의 출력신호가 하이레벨일 경우에는 스위칭 오프되고, 이에 따라 NPN형 스위칭 트랜지스터(Q2)도 스위칭 오프되며, 반면 PNP형 스위칭 트랜지스터(Q1)가 상기 최소 동작전압 판단부(22)의 출력신호가 로우레벨일 경우에는 스위칭 온되고, 이에 따라 상기 NPN형 스위칭 트랜지스터(Q2)도 스위칭 온 된다.

상기 릴레이(24)는 이 스위칭단자(S/W)를 통한 스위칭신호의 레벨에 따라 상기 입력단자(Vin)와 출력단자(Vout)와의 접속을 스위칭 시키는데, 구체적으로, 상기 스위치부(23)의 NPN형 스위칭 트랜지스터(Q2)가 스위칭 오프일 경우에는 스위칭단자(S/W)로 하이레벨이 제공되고, 반면에, 상기 스위치부(23)의 NPN형 스위칭 트랜지스터(Q2)가 스위칭 온일 경우에는 스위칭단자(S/W)로 로우레벨이 제공된다.

이때, 상기 릴레이(24)는 스위칭단자(S/W)로 로우레벨이 공급되면 입력단자(Vin)와 출력단자(Vout)와의 접속을 오픈(OPEN)시키는데, 이는 배터리의전압이 기준전압, 즉 최소 동작전압보다 낮은 전압으로 인식하여 배터리의 전압 소모를 차단하게 되는 것이다. 반면에, 상기 릴레이(24)는 스위칭단자(S/W)로 하이레벨이 공급되면 입력단자(Vin)와 출력단자(Vout)와의 접속을 클로즈(CLOSE)시켜는데, 이는 배터리의 전압이 기준전압, 즉 최소 동작전압보다 높은 전압으로 인식하여 배터리의 전압을 각종 부하회로로 공급하게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명은 휴대폰이나 차량용 단말장치뿐만 아니라, 배터리가 장착되는 장치 등과 같이, 배터리가 장착되는 통신용 단말장치 또는 시스템에 폭넓게 적용될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 차량이나 휴대폰 등과 같이 배터리를 내장하는 장치에서, 장치에서의 최소 동작전압을 검출하고, 이 최소 동작전압 검출시 더 이상의 배터리 전압의 소모를 자동적으로 차단할 수 있도록 하는 특별한 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims

적용 장치의 동작에 필요한 최소 동작전압을 검출하여 배터리의 전압소모를 차단하도록 하는 회로에 있어서,

배터리(21)의 전압단에 접속한 비반전(+)단자와, 기준 전압단에 접속한 반전(-)단자를 포함하고, 상기 비반전(+)단자를 통한 배터리 전압과 반전(-)단자를 통한 기준전압을 비교하는 최소 동작전압 판단부(22);

상기 배터리의 전압출력단과 접지 사이에 접속하고, 상기 최소 동작전압 판단부(22)의 출력신호에 따라 스위칭 동작하는 스위치부(23);

상기 배터리의 전압출력단에 입력단자(Vin)를 접속하고, 각종 부하회로에 출력단자(Vout)를 접속하고, 상기 스위치부(23)에 스위칭단자(S/W)를 접속하며, 이 스위칭단자(S/W)를 통한 스위칭신호의 레벨에 따라 상기 입력단자(Vin)와 출력단자(Vout)와의 접속을 스위칭 시키는 릴레이(24)를 구비함을 특징으로 하는 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로.
제1항에 있어서, 상기 최소 동작전압 판단부(22)는

백업전압(Vbu)을 분할하여 반전(-)단자에 제공하는 제1 분할회로(R1,R2);

배터리(1)의 전압(Vb+)을 분할하여 비반전(+)단자에 제공하는 제2 분할회로(R3,R4);

상기 반전단자를 통한 백업전압의 분압전압(VREF)과 상기 비반전단자를 통한 배터리 전압의 분압전압(VR4)을 비교하여 그 비교 출력신호를 상기 스위치부(23)로 제공하는 비교기(U1)를 포함함을 특징으로 하는 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로.
제2항에 있어서, 상기 스위치부(23)는

상기 최소 동작전압 판단부(22)의 출력단에 저항을 통해 베이스단자를 접속하고, 그 에미터단자를 백업전압(Vbu)단에 접속한 PNP형 스위칭 트랜지스터(Q1);

상기 PNP형 스위칭 트랜지스터의 컬렉터단자에 베이스단자를 접속하고, 에미터단자를 접지시키며, 그리고 컬렉터단자를 하나의 저항(R7)을 통해 상기 배터리의 전압출력단에 접속함과 동시에, 다른 저항(R6)을 통해 상기 릴레이(24)의 스위칭단자(S/W)에 접속한 NPN형 스위칭 트랜지스터(Q2)를 포함한 것을 특징으로 하는 배터리의 최소 동작전압 인지 및 방전 차단회로.