KR20030061907A - Battery Charger - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리 충전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 개인 휴대 단말기(PDA) 및/또는 휴대폰에 사용되는 배터리의 충전 시간을 단축시킬 수 있도록 구성된 배터리 충전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charger, and more particularly, to a battery charger configured to shorten the charging time of a battery used in a personal digital assistant (PDA) and / or a mobile phone.
일반적인 종래의 선형 충전기(Linear Charger)의 회로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 교류 아답터(AC Adapter)(11) 전원과 접지 사이에 연결된 제 1 캐패시터(C1), 상기 전원에 양극(-)단이 연결된 다이오드(D), 상기 다이오드(D)의 음극(-)단에 일단이 연결된 저항(R), 상기 저항(R)의 타단과 배터리(14)의 충전을 위한 출력측에 각각 전류 유입단과 전류 유출단이 연결되고 구동단은 선형 충전기용 집적회로(Linear Charger IC)(12)에 의해 제어되는 P형 전계효과트랜지스터(P-MOSFET)(13) 및 상기 P-MOSFET(13)의 전류 유출단과 접지 사이에 연결된 제 2 캐패시터(C2)로 구성되어 있고, 상기 제 2 캐패시터(C2)이 양단에 상기 배터리(14)의 양단이 연결되어 충전되도록 되어 있다.A circuit of a conventional conventional linear charger, as shown in Figure 1, the first capacitor (C1) connected between the AC adapter (11) power supply and the ground, the positive (-) to the power supply A diode (D) having a stage connected thereto, a resistor (R) having one end connected to a cathode (-) terminal of the diode (D), a current inflow stage at the other end of the resistor (R), and an output side for charging the battery 14, respectively; A current leakage stage is connected and the driving stage is a P-type field effect transistor (P-MOSFET) 13 and a current leakage of the P-MOSFET 13 controlled by a linear charger IC 12. It is composed of a second capacitor (C2) connected between the stage and the ground, the second capacitor (C2) is connected to both ends of the battery 14 is charged to both ends.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 충전기는 상기 P-MOSFET(13)에서 상기 아답터(11)의 전압(약 4.75V ∼ 5.25V)과 상기 제 2 캐패시터(C2)에 걸리는 상기 배터리(14)의 충전 전압(약 3.0V ∼ 4.2V)의 차이만큼 전압 강하가 발생하여 과대한 열이 발생되기 때문에, 충전 전류는 일정 레벨 이상으로 설정할 수 없다. 따라서, 충전 전류가 상기 레벨 이하로 작게되고, 이로 인해 배터리를 충전하는데 걸리는 시간이 길이지게 된다.However, the conventional charger configured as described above charges the battery 14 across the voltage of the adapter 11 (about 4.75V to 5.25V) and the second capacitor C2 in the P-MOSFET 13. Since the voltage drop occurs by the difference of the voltage (about 3.0 V to 4.2 V) and excessive heat is generated, the charging current cannot be set above a certain level. Thus, the charging current becomes smaller below this level, which lengthens the time it takes to charge the battery.
또한, 상기 다이오드(D)는 상기 아답터(11)가 제거된 경우 상기 배터리(14)의 전원 전류가 상기 P-MOSFET(13)의 기생 다이오드를 통하여 입력측까지 역으로 흐르게 되는 역방향 전류를 저지하기 위한 배터리 블록킹 다이오드인데, 그 다이오드(D)에서도 약 0.4V의 전압 강하가 발생하여 열이 발생되고, 그 발생 열이 장시간의 충전 시간 동안 누적되면 부품을 파손하거나, 상기 배터리(14)와 결합된 채로 장착된 기기(PDA, 휴대폰 등)의 온도를 상승시켜서, 해당 기기의 부품 파손에 원인이 되는 문제점이 있었다.In addition, the diode (D) is for preventing the reverse current flowing back to the input side through the parasitic diode of the P-MOSFET 13 when the power supply current of the battery 14 is removed A battery blocking diode, which generates a voltage drop of about 0.4V and generates heat, and when the generated heat accumulates for a long charge time, the component is broken or remains coupled to the battery 14. By raising the temperature of the mounted device (PDA, mobile phone, etc.), there was a problem that causes damage to the components of the device.
상기의 문제점에 대한 구체적인 예를 설명하면, 예를 들어, 상기 아답터(11)의 전원 전압이 5V±5%(즉, 4.75V ∼ 5.25V)이고, 충전 전류 설정이 500mA일 경우에 예상되는 상기 배터리(14)의 충전 시간을 고려하여, 상기 P-MOSFET(13)에서의 최대 전력 소모량과 상기 다이오드(D)에서 소모되는 전력을 계산하면, 상기 배터리(14)의 용량이 1000mAh 이고 그 배터리(14)에 대한 예상 충전 시간이 4 시간일 경우, 상기 P-MOSFET(13)의 최대 소모 전력은 '(5V-3V)×500mA = 1W'가 되고, 상기 다이오드(D)의 소모 전력은 '0.4V×500mA = 0.2W가 된다.To illustrate a specific example of the above problem, for example, the power supply voltage of the adapter 11 is 5V ± 5% (that is, 4.75V to 5.25V), the above expected when the charge current setting is 500mA In consideration of the charging time of the battery 14, when calculating the maximum power consumption in the P-MOSFET 13 and the power consumed in the diode D, the capacity of the battery 14 is 1000mAh and the battery ( When the estimated charging time for 14) is 4 hours, the maximum power consumption of the P-MOSFET 13 becomes' (5V-3V) × 500mA = 1W ', and the power consumption of the diode D is' 0.4. V x 500 mA = 0.2 W.
이와 같이 도 1과 같은 종래의 충전 장치는, 일정 레벨까지만 충전 전류 설정이 가능하고 그 이상일 경우 발열이 발생하는데, 배터리 용량이 증가하면 할수록 충전 시간은 길이지고 그 충전시간의 크기에 대응하여 발열량이 많아지게 되는 문제점이 있었다.As described above, in the conventional charging device as shown in FIG. 1, the charging current can be set only up to a predetermined level, and heat generation occurs when the charging current is higher than the predetermined level. There were many problems.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 그 목적은 배터리의 충전시간을 단축시키고 충전기의 과열을 방지하도록 된, 배터리 충전 장치를 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a battery charging device, which shortens the charging time of a battery and prevents overheating of a charger.
도 1은 종래의 배터리 충전기의 회로도이고,1 is a circuit diagram of a conventional battery charger,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전기의 회로도이고,2 is a circuit diagram of a battery charger according to an embodiment of the present invention,
도 3은 도 1의 기존 회로와 도 2의 본 발명 회로의 주요 특성 그래프의 상호 비교도이다.3 is a cross-sectional view of a graph of main characteristics of the existing circuit of FIG.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
21 : 아답터 24 : 리튬 이온 배터리21: adapter 24: lithium ion battery
210 : 배터리 충전부 220 : 배터리 블록킹부210: battery charging unit 220: battery blocking unit
230 : 전압 조정부 240 : 단속부230: voltage adjusting unit 240: intermittent part
211,221,241 : MOSFET211,221,241: MOSFET
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 배터리 충전 장치는, 제 1 반도체 스위칭 소자 및 그 반도체 스위칭 소자를 단속하는 제어수단을 구비하여, 교류 아답터를 통해 제공되는 전원을 단속하여 배터리의 충전 전압으로 제공하는 배터리 충전 수단; 상기 아답터의 출력단과 상기 배터리 충전 수단의 입력단 사이에 연결되어, 상기 배터리 전원으로부터 상기 아답터 전원측으로 흐르는 역방향 전류의 흐름을 차단하도록, 제 2 반도체 스위칭 소자로 구성된 배터리 블록킹 수단; 상기 아답터의 상기 출력 전압과 상기 배터리 충전 수단의 출력 전압에 근거하여, 상기 배터리 블록킹 수단과 상기 배터리 충전 수단 사이의 중간 전압을 일정 레벨로 유지하는 전압 조정 수단; 및 상기 아답터의 입력단으로의 상기 전원의 입력 여부에 따라, 상기 제 2 반도체 스위칭 소자를 단속하는 단속 수단을 포함하여 구성된다.In order to achieve the above object, the battery charging device according to the present invention includes a first semiconductor switching element and a control means for interrupting the semiconductor switching element, and intercepts a power provided through an AC adapter to charge the battery. Battery charging means provided by; Battery blocking means configured to be connected between an output end of the adapter and an input end of the battery charging means, and configured to block a flow of reverse current flowing from the battery power supply to the adapter power supply side; Voltage adjusting means for maintaining an intermediate voltage between the battery blocking means and the battery charging means at a constant level based on the output voltage of the adapter and the output voltage of the battery charging means; And an interrupting means for interrupting the second semiconductor switching element, depending on whether the power is input to the input terminal of the adapter.
상기 전압 조정 수단은, 상기 아답터의 상기 출력 전압과 상기 배터리 충전 수단의 출력 전압의 평균 전압이 기준 전압으로 비반전단에 입력되고 상기 중간 전압을 반전단에 입력되는 연산 증폭기; 상기 연산 증폭기의 출력단에 역방향 연결된 정류 소자; 및 상기 정류소자의 전류 유입단과 상기 제 2 반도체 스위칭 소자의 가동단 사이를 연결하는 연결선상에 연결된 정정류원을 포함하여 구성된다.The voltage adjusting means may include: an operational amplifier in which an average voltage of the output voltage of the adapter and the output voltage of the battery charging means is input to a non-inverting end as a reference voltage and the intermediate voltage is input to an inverting end; A rectifying element connected backward to the output terminal of the operational amplifier; And a correction current source connected on a connection line connecting the current inflow end of the rectifying element and the movable end of the second semiconductor switching element.
상기 단속 수단은, 전류 유입단이 상기 가동단과 상기 정류 소자의 공통 연결점에 연결되고 전류 유출단이 접지되며 가동단이 상기 전원의 입력 여부에 따라 가동되는 제 3 반도체 스위칭 소자로 구성된다.The interrupting means is composed of a third semiconductor switching element in which a current inflow end is connected to a common connection point of the movable end and the rectifying element, the current outlet end is grounded, and the movable end is operated depending on whether the power is input.
이와 같이 구성된 본 발명에서는, 상기 전압 조정 수단에 의해 상기 중간 전압 즉, 도 1의 상기 다이오드(D)와 상기 P-MOSFET(13) 사이의 전압을 입력단의 전압과 출력단의 전압의 편균값으로 일정하게 유지하므로, 기존에는 상기 P-MOSFET(13)에서만 전압 강하가 발생한 반면 본 발명에서는 상기 제 1 및 제 2 반도체 스위칭 소자에 각기 분산하여 전압 강하가 발생되므로 하나의 소자(MOSFET)에서 발생하는 열은 절반으로 줄어든다.In the present invention configured as described above, the voltage adjusting means sets the intermediate voltage, that is, the voltage between the diode D and the P-MOSFET 13 in FIG. 1 as a uniform value of the voltage at the input terminal and the voltage at the output terminal. Since the voltage drop is generated only in the P-MOSFET 13, the voltage drop is generated by distributing it to the first and second semiconductor switching devices, respectively, so that heat generated in one device (MOSFET) can be maintained. Decreases in half.
또한, 상기 단속 수단에 의해 상기 제 2 반도체 스위칭 소자를 단속하여, 상기 아답터의 플러그가 상용 전원으로부터 분리될 경우 상기 제 2 반도체 스위칭 소자가 오프되도록 함으로써, 상기 역방향 전류의 경로를 차단한다.In addition, the second semiconductor switching device is interrupted by the interrupting means so that the second semiconductor switching device is turned off when the plug of the adapter is disconnected from the commercial power supply, thereby blocking the path of the reverse current.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배터리 충전 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery charging apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 충전기의 회로도로서, 동 도면에 도시된 바와 같이, P-MOSFET(211) 및 그 P-MOSFET(211)를 단속(斷續)하는집적회로(212)를 구비하여, 교류 아답터(21)를 통해 제공되는 전원을 단속하여 배터리(24)의 충전 전압으로 제공하는 배터리 충전부(210); 상기 아답터(21)의 출력단과 상기 배터리 충전부(210)의 입력단으로서의 상기 P-MOSFET(211)의 전류 유입단 사이에 직렬 연결된 N-MOSFET(221)로 구성되어, 상기 배터리(24) 전원으로부터 상기 아답터(21) 전원측으로 흐르는 역방향 전류의 흐름을 차단하는 배터리 블록킹부(220); 상기 아답터(21) 출력단의 전압(즉, 상기 배터리 블록킹부(220)의 입력단의 전압(Vin))과 상기 배터리 충전부(210)의 출력단의 전압(Vchg)에 근거하여, 상기 배터리 블록킹부(220)와 상기 배터리 충전부(210) 사이의 중간 전압(Vave)을 일정 레벨로 유지하는 전압 조정부(230); 및 상기 아답터(21)의 입력단으로의 상기 전원(예컨대, 상용 교류 전원)의 입력(AC_IN#) 여부―(즉, 상기 아답터(21)의 플러그가 상용 교류 전원에 연결되어 그 아답터(21)로부터 전압이 출력되는가의 여부)―에 따라, 상기 N-MOSFET(221)를 단속(ON/OFF) 제어하는 단속부(240)로 구성되어 있다.FIG. 2 is a circuit diagram of a battery charger according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in the figure, an integrated circuit 212 which interrupts the P-MOSFET 211 and the P-MOSFET 211 thereof is shown. A battery charger 210 for intermittently supplying power provided through the AC adapter 21 to provide a charging voltage of the battery 24; N-MOSFET 221 connected in series between the output terminal of the adapter 21 and the current inlet terminal of the P-MOSFET 211 as an input terminal of the battery charging unit 210, the power from the battery 24 The battery blocking unit 220 to block the flow of the reverse current flowing to the adapter 21 power supply side; The battery blocking unit based on the voltage of the output terminal of the adapter 21 (that is, the voltage V in of the input terminal of the battery blocking unit 220) and the voltage V chg of the output terminal of the battery charging unit 210. A voltage adjuster 230 maintaining an intermediate voltage V ave between the 220 and the battery charger 210 at a predetermined level; And whether the power supply (for example, a commercial AC power supply) to the input terminal of the adapter 21 is AC_IN # (ie, the plug of the adapter 21 is connected to a commercial AC power supply from the adapter 21). Whether or not a voltage is outputted).
상기에서 미설명된 참조부호 C1과 C2는 도 1의 제 1 및 제 2 캐패시터(C1,C2)와 동일한 구성이고, 상기 배터리 충전부(210)의 구성인 상기 P-MOSFET(211)와 상기 집적회로(212)는 도 1의 상기 P-MOSFET(23)와 상기 집적회로(22)와 동일한 구성으로서 동일 기능을 수행하며, R1, R2 및 R3는 저항을 나타낸다.Reference numerals C1 and C2 which are not described above are the same as those of the first and second capacitors C1 and C2 of FIG. 1, and the P-MOSFET 211 and the integrated circuit, which are components of the battery charger 210, are described. Reference numeral 212 performs the same function as the P-MOSFET 23 and the integrated circuit 22 of FIG. 1, and R1, R2, and R3 represent resistances.
상기 전압 조정부(230)는, 상기 아답터(21)의 출력 전압(Vin)과 상기 배터리 충전부(210)의 출력 전압(Vchg)의 평균 전압 즉, '(Vin+Vchg)/2'이 기준 전압으로비반전단(+)에 입력되고 상기 중간 전압(Vavg)이 반전단(-)에 입력되는 연산 증폭기(OP-AMP)(231); 상기 연산 증폭기(231)의 출력단에 역방향 연결된 정류 소자로서의 다이오드(232); 및 상기 다이오드(231)의 양극(+)과 상기 N-MOSFET(221)의 가동단으로서의 게이트 사이를 연결하는 연결선상에 연결된 정정류원(233)로 구성되어 있다.The voltage adjusting unit 230 is an average voltage of the output voltage Vin of the adapter 21 and the output voltage Vchg of the battery charger 210, that is, ((Vin + Vchg) / 2) is a reference voltage. An operational amplifier (OP-AMP) 231 which is input to a non-inverting stage (+) and the intermediate voltage Vavg is input to an inverting stage (−); A diode 232 as a rectifying element reversely connected to the output of the operational amplifier 231; And a correction current source 233 connected on a connection line connecting between the anode (+) of the diode 231 and the gate as the movable terminal of the N-MOSFET 221.
상기 단속부(240)는 전류 유입단이 상기 N-MOSFET(221)의 게이트와 상기 다이오드(232)의 공통 연결점에 연결되고 전류 유출단이 접지되며 게이트가 상기 상용 교류 전원의 입력 여부에 따라 가동되는 반도체 스위칭 소자로서의 N-MOSFET(241)로 구성되어 있다.The intermittent part 240 has a current inflow terminal connected to a common connection point of the gate of the N-MOSFET 221 and the diode 232, a current leakage terminal is grounded, and a gate is operated according to whether the commercial AC power is input. N-MOSFET 241 as a semiconductor switching element.
이어 상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명한다.Next, the operation of the present invention configured as described above will be described.
본 발명에서는 도 1과 같은 기존 배터리 충전 장치의 상기 블록킹 다이오드(D) 대신에 반도체 스위칭 소자로서의 상기 N-MOSFET(221)를 사용함으로써 그 다이오드(D)의 전압 강하(0.4V)로 인해 발생되는 전력 소모를 없애고, 이와 아울러 상기 전압 조정부(230)를 구비하여 기존의 P-MOSFET(13)에서 과도하게 발생되었던 열을 상기 N-MOSFET(221)로 분산시킬 수 있다.In the present invention, by using the N-MOSFET 221 as a semiconductor switching element instead of the blocking diode (D) of the conventional battery charging device as shown in Figure 1 is caused by the voltage drop (0.4V) of the diode (D) In addition, power consumption may be eliminated, and the voltage adjusting unit 230 may be provided to dissipate excessive heat generated in the P-MOSFET 13 to the N-MOSFET 221.
또한, 상기 아답터(21) 전원이 시스템으로부터 제거된 상태에서는 상기 단속부(240)가 온되어 상기 N-MOSFET(221)를 오프시키므로, 상기 배터리(24)의 전원이 충전기의 입력측으로 흐르게되는 역방향 전류를 차단한다.In addition, since the intermitter 240 is turned on to turn off the N-MOSFET 221 in the state where the adapter 21 power is removed from the system, the reverse direction in which the power of the battery 24 flows to the input side of the charger. Shut off the current.
상기 연산 증폭기(231)는 비반전단(+)에 상기 아답터(210)의 전압(Vin)과 상기 배터리(24)의 충전 전압(Vchg)의 평균치 즉, '(Vin+Vchg)/2'가 기준전압이 되어 입력되고 반전단(-)에 상기 중간 전압(Vavg)이 입력되어 그 차이를 출력하고, 그 연산 증폭기(231)의 출력과 상기 정전류원(233) 및 상기 다이오드(232)의 작용으로 상기 N-MOSFET(221)를 제어하여 상기 중간전압(Vavg)이 일정 레벨 즉, 상기 평균치에 해당하는 일정 레벨로 유지되도록 한다.The operational amplifier 231 has an average value of the voltage Vin of the adapter 210 and the charging voltage Vchg of the battery 24 at the non-inverting terminal (+), that is, '(Vin + Vchg) / 2'. The voltage is inputted and the intermediate voltage Vavg is input to the inverting terminal (-) to output the difference, and the output of the operational amplifier 231 and the action of the constant current source 233 and the diode 232. The N-MOSFET 221 is controlled to maintain the intermediate voltage Vavg at a constant level, that is, at a constant level corresponding to the average value.
따라서, 도 1의 종래방식에서 상기 P-MOSFET(13)에만 전압 강하가 발생하였던 것과는 달리, 본 발명에서는 상기 P-MOSFET(211)와 상기 N-MOSFET(221)에 각각 절반씩 전압 강하가 분산되어 발생되므로, 그 만큼 하나의 MOSFET에서 발생하는 열은 중어든다.Therefore, unlike the voltage drop generated only in the P-MOSFET 13 in the conventional method of FIG. 1, the voltage drop is distributed by half in each of the P-MOSFET 211 and the N-MOSFET 221. The heat generated by one MOSFET is reduced.
만일, MOSFET의 사양이 도 1에서 설명한 종래의 사양과 동일하다고 가정하면 본 발명에서는 전압 강하가 절반으로 줄어든 만큼 지원할 수 있는 충전 전류를 두배로 증가시킬 수 있다. 이에 따라 충전 시간을 종래보다 단축시킬 수 있는 것이다.If it is assumed that the specification of the MOSFET is the same as the conventional specification described with reference to FIG. 1, the present invention may double the charge current that can be supported as the voltage drop is reduced by half. Accordingly, the charging time can be shortened than before.
한편, 상기 아답터(21)가 시스템으로부터 제거된 플러그-인(plug-in) 상태가 되면, AC_IN#이 로우(Low) 상태가 되어서 상기 단속부(240)의 N-MOSFET(241)는 오프가되고 이때 상기 배터리 블록킹부(220)의 상기 N-MOSFET(221)의 게이트는 상기 연산 증폭기(230)의 출력에의해서 구동되지만 , 반대로 상기 아답터(21)가 플러그-아웃(plug-out) 상태가 되면, 상기 AC_IN#이 하이(High) 상태가 가 되어서 상기 단속부(240)의 N-MOSFET(241)는 온되고 이때 상기 배터리 블록킹부(220)의 상기 N-MOSFET(221)의 게이트는 접지(GND)로 연결되어 오프되므로, 결국 충전기 입력레일(Rail)이 오픈되어서 배터리(24)의 전원으로부터의 역방향 전류를 차단한다.On the other hand, when the adapter 21 is in a plug-in state removed from the system, AC_IN # is in a low state so that the N-MOSFET 241 of the intermittent unit 240 is turned off. At this time, the gate of the N-MOSFET 221 of the battery blocking unit 220 is driven by the output of the operational amplifier 230, on the contrary, the adapter 21 is in a plug-out state When the AC_IN # becomes high, the N-MOSFET 241 of the intermittent part 240 is turned on and the gate of the N-MOSFET 221 of the battery blocking part 220 is grounded. Since it is connected to (GND) and turned off, the charger input rail (Rail) is eventually opened to block the reverse current from the power source of the battery 24.
도 3은 도 1 및 도 2에서 상기 이답터(11,21)의 전압 5V, 충전 전류 500mA, 충전 전압 4.2V 및 상기 배터리는 리튬 이온 배터리로 전제하고서, 도 1의 기존 회로와 도 2의 본 발명 회로의 주요 특성 그래프를 상호 비교해 볼 수 있도록 도시한 도면으로서, 동 도면에서 알 수 있듯이 본 발명의 회로에 따른 충전기는 종래의 충전기와 비교하여 전압 강하와 MOSFET 소모전력이 절반으로 줄어드는 것을 알 수 있고, 또한 기존과 같이 다이오드에 의한 전압 강하와 소모전력은 그 다이오드를 MOSFET로 대체하여 나타나지 않음을 알 수 있다.FIG. 3 shows a voltage of 5 V, a charge current of 500 mA, a charge voltage of 4.2 V, and the battery of the adapters 11 and 21 in FIG. 1 and FIG. As shown in the figure, it can be seen that the charger according to the circuit of the present invention reduces the voltage drop and MOSFET power consumption in half compared to the conventional charger. In addition, it can be seen that the voltage drop and the power consumption by the diode do not appear as a substitute for the diode as a conventional MOSFET.
즉, 도 2의 본 발명 회로에 따른 충전기를 도 1의 종래 충전기와 동일한 사양 조건에서 양자 소모 전력을 비교해 보면 다음과 같다.That is, comparing the quantum power consumption of the charger according to the present invention circuit of FIG. 2 under the same specification conditions as the conventional charger of FIG. 1 is as follows.
도 1의 종래 충전기는 상기 P-MOSFET(13)에서의 최대 소모 전력이 '(5V-3V)×500mA =1W'가 되고 상기 다이오드(D)에서의 소모 전력이 '0.4V×500mA = 0.2W'가 되어 총 소모 전력이 '1W+0.2W = 1.2W'가 된다.In the conventional charger of FIG. 1, the maximum power consumption of the P-MOSFET 13 is '(5V-3V) × 500mA = 1 = 1W' and the power consumption of the diode D is '0.4V × 500mA = 0.2W'. The total power consumption becomes '1W + 0.2W = 1.2W'.
이에 대응하여 도 2의 본 발명 충전기는 상기 P-MOSFET(211)에서의 최대 소모 전력이 '(5V-4V)×500mA =0.5W'가 되고 상기 N-MOSFET(221)에서의 최대 소모 전력이 '(4V-3V)×500mA =0.5W'가 되어 총 소모 전력이 '0.5W+0.5W = 1W'가 되므로, 종래보다 총 소모 전력이 줄어든다.Correspondingly, in the charger of the present invention of FIG. 2, the maximum power consumption of the P-MOSFET 211 is '(5V-4V) x 500 mA = 0.5W' and the maximum power consumption of the N-MOSFET 221 is increased. Since ((4V-3V) x 500mA = 0.5W), the total power consumption is '0.5W + 0.5W = 1W', the total power consumption is reduced than before.
만약 충전 전류를 종래의 500mA에서 1A로 두 배 증가시켰을 때 예상되는 충전시간을 비교해 보면, 배터리 셀 용량이 1000mAh인 경우 종래는 약 4 시간이고 본 발명은 약 2 시간, 배터리 셀 용량이 1400mAh인 경우 종래는 약 6 시간이고 본 발명은 약 3 시간, 배터리 셀 용량이 1800mAh인 경우 종래는 약 8 시간이고 본 발명은 약 4 시간으로서, 절반가량 줄어든다.When comparing the expected charging time when the charging current is doubled from the conventional 500mA to 1A, the battery cell capacity is 1000mAh, and the present invention is about 4 hours, and the present invention is about 2 hours, and the battery cell capacity is 1400mAh. The conventional method is about 6 hours and the present invention is about 3 hours, when the battery cell capacity is 1800mAh, the conventional method is about 8 hours and the present invention is about 4 hours, which is reduced by about half.
상기 충전 시간은 실험에 의한 실측 자료가 아니고 산술적인 계산에 의한 자료이므로 실제 충전 시간은 약간의 오차가 있을 것이지만, 본 발명은 기존과 비교하여 상대적으로 충전 시간이 약 두 배 정도 빨라진다.Since the charging time is not an experimental measurement data but an arithmetic calculation data, the actual charging time may have a slight error, but the present invention is relatively twice as fast as the conventional charging time.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 충전 장치에 의하면, 기존과 비교하여 충전시간이 약 두배가량 빨라지고 전력 손실을 줄여 과열을 방지하는 효과가 창출된다.As described in detail above, according to the battery charging apparatus according to the present invention, the charging time is about twice as fast as compared with the conventional method, and the effect of preventing overheating by reducing power loss is created.
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