KR200355145Y1

KR200355145Y1 - 충전기

Info

Publication number: KR200355145Y1
Application number: KR20-2004-0009836U
Authority: KR
Inventors: 김기홍
Original assignee: 김기홍
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2004-07-02

Abstract

본 고안은 충전기 (Battery Charger)에 관한 것으로, 충전기에 충전용 건전지를 삽입시켜 가정용 교류전원으로 충전을 기하도록 한 것으로, 메모리효과를 최소화하고, 과열현상을 방지할 수 있는 충전기를 제공하고자 하는 것이다.

다른 목적은 80%의 충전상태에서는 단계별로 현재의 충전상태를 사용자가 감지할 수 있게 하여 긴급을 요하는 충전시에 사용자가 신속히 대처할 수 있는 충전지를 제공하고자 한다.

Description

충전기{Battery Charger}

본 고안은 충전기 (Battery Charger)에 관한 것으로, 충전기에 충전용 건전지를 삽입시켜 가정용 교류전원으로 충전을 기하도록 한 것이다.

종래에도 여러 가지 충전기가 제공되어 사용되어 왔다. 기존에는 Ni-Cd 용 (니켈 카드륨) 전기가 주종을 이루고 있었으나, 최근들어 여러 가지 전자제품 등(디지탈 카메라, MP3)에 사용하기 위하여 보다 큰 용량을 가지며, 충방전 횟수가 우수한 Ni-MH 용 (니켈 수소)건전기가 대거 출현하였으며, 이에 따라 여러 가지 전용 및 범용 충전기가 대거 등장하게 되었다.

특히, 충방전을 반복하는 충전기의 경우에는 충전상태를 기억하고 있는 경우에는 충전능력이 저하되기 때문에 메모리 효과를 제거할 필요가 있고, 충전시의 과열을 방지하는 것이 필수적이다

또한 충전시에 사용자에게 현재의 충전상태를 외부에 알려주어 긴급을 요하는 사용이 필요한 경우에는 80%이상의 충전상태에서 사용할 수 있도록 하여 사용자의 편의를 제공할 필요가 있다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 메모리효과를 최소화하고, 과열현상을 방지할 수 있는 충전기를 제공하고자 하는 것이다.

다른 목적은 80%의 충전상태에서는 단계별로 현재의 충전상태를 사용자가 감지할 수 있게 하여 긴급을 요하는 충전시에 사용자가 신속히 대처할수 있는 충전지를 제공하고자 한다.

이와 같은 목적은, 전원공급용 짹을 통하여 연결된 정류부와, 상기 정류부의 후단에 연결되고, 전류공급부에 각각의 구동전원을 공급하는 DC/DC 콘버터와, 상기 전류공급부의 후단에 연결된 충전지의 공급전압과 비교전원 공급부의 기준전압을 비교하여 상기 DC/DC 콘버터의 구동을 제어하는 비교부와, 상기 충전지에 공급되는 전압을 비교하여 충전이상상태 및 충전상태를 표시하는 마이컴으로 구성되어 달성할수 있으며, 상기 충전상태를 표시하는 마이컴은 각각의 발광다이오드로 구성된 표시부 및 스피커에 연결되어 각각의 충전상태에 따라 외부로 나타내는 것을 특징으로 한다.

도 1는 본 고안의 충전기를 나타낸 실시 회로도

도 2는 본 고안에서 사용되는 마이컴의 동작상태를 나타낸 플로우챠트이다.

-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-

10 : 전원공급용 짹 1. 11 : 정류부

2, 12 : DC/DC 콘버터 3. 13 : 전류공급부

B1, B2, B3, B4 : 충전지 4, 14 : 비교부

5 :마이컴 6 :스피커

7 : 표시부 9 :비교전원 공급부

R1, R2, R3... : 저항 D1, D2, D3,... :다이오드

C1, C2, C3,.... :콘덴서 ZD1. ZD11 :제너다이오드

L1, L2 : 코일 (인덕턴스)

이하 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1는 본 고안의 충전기를 나타낸 실시 회로도이다.

전원공급용 짹 (10)을 통하여 정류부 (1),(11)가 연결되고, 그 정류부 (1),(11)의 후단은 각각 DC/DC 콘버터 (2),(12)를 통하여 전류공급부 (3),(13)가 연결된다.

상기 전류공급부 (3),(13)의 후단에는 각각 충전지 (B1),(B2), (B11),(B12)에 연결되고, 이 충전지 (B1),(B2), (B11),(B12)의 후단의 출력은 각각의 비교부 (4),(14)를 통하여 DC/DC 콘버터 (2),(12)로 귀환되게 구성되어 있다.

또한 마이컴 (5)는 일측으로 전원공급부 (8)가 연결되고, 타측으로 전류공급부 (3),(13)의 출력이 인가되게 구성되어 외부의 스피커 (6)와 표시부 (7)로 그 제어상태를 인식할 수 있게 구성되어 있다.

상기한 정류부 (1),(11)는 다이오드 (D1),(D11) 및 콘텐서 (C1), (C11)로 구성되어 후단의 DC/DC 콘버터 (2),(12)에 공급전원을 가해준다.

그리고 DC/DC 콘버터 (2),(12)는 각각의 저항 (R1-R4), (R11-R14) 및 콘덴서(C2), (C12)가 연결되어 전류공급부 (3),(13)에 충전시 필요한 직류전원을 공급한다. 상기 전류공급부 (3),(13)는 트랜지스터 (Q1),(Q11), 코일 (L1),(L11), 제너다이오드 (ZD1),(ZD11), 콘덴서 (C3),(C13) 및 다이오드 (D2),(D12), 저항 (R5), 콘덴서 (C5)로 구성되어 있고, 각각의 충전지 (B1),(B2), (B11),(B12)는 충방전용 니켈 카드륨 전지 또는 니켈 수소 전지 등을 사용한다.

또한 비교부 (4),(14)를 구성하는 각각의 비교소자 (U1-U4)는 일측에 저항 (R21),(R22)으로 구성된 비교전원 공급부 (9)의 기준전압과, 상기 충전지 (B1),(B2), (B11),(B12)의 충전전압을 비교하여 그 출력이 DC/DC 콘버터 (2),(12)의 구동을 제어하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 충전기는 Ni-cd, Ni-MH전용 충전기로서 건전지의 충전시간은 충방전용 건전지 1개당 1.2V / 2,100 mA를 기준으로 하여 120분안에 충전을 완료한다.

특히 충전시 펄스 충전 방식을 채택하여 1.6Sec간격으로 충전전류를 온-오프하므로서 건전지의 메모리 효과 (MEMORY EFFECT)현상을 최소화 하였을 뿐 아니라, 기존 충전방식으로 인한 건전지의 과열 현상을 제거하여 쿨 챠아지 (COOL CHARGER)를 실현하고 있다.

여기서 충전전류는 초기에 1,200mA로 충전을 진행하며, 건전지의 충전 정도에 따라 자동으로 충전전류가 조절되고, 오프 (OFF)시의 충전전류는 약150mA이며, 건전지의 만 충전시에는 세류 충전을 진행하며 이때의 충전전류는 약10~15mA이 된다.

즉, 초기에 공급되는 전원공급용 짹 (10)을 통하여 인가되는 교류전원은 정류부 (1)의 다이오드 (D1) 및 콘덴서 (C1)에 의하여 정류된 교류전원을 DC/DC 콘버터 (2)에 인가시키게 된다. 이 DC/DC 콘버터 (2)는 후단에 연결되는 충전지 (B1),(B2)에 알맞은 충전전압 (약 2에서 2.5V)을 공급하게 된다. 또한 전류공급부 (3)의 트랜지스터 (Q1)는 DC/DC 콘버터 (2)에서 공급되는 펄스에 의하여 구동하여 증폭된 전류를 코일 (L1)을 통하여 공급하게 된다. 여기서 콘덴서 (C3)는 리플제거용이고, 제너다이오드 (ZD1)는 과전류를 어스쪽으로 통과시켜 충전지 (B1),(B2)쪽에 일정한 전류가 공급되게 하고 있다.

이때 비교부 (4)의 비교소자 (U1),(U2)는 일측의 저항 (R21),(R22)으로 분배되어 인가되는 기준전압과, 상기 충전지 (B1),(B2)에 인가되는 비교전압을 비교하여 전단에 구성된 DC/DC 콘버터 (2)의 출력을 제어하는 것으로 양쪽 전압이 동일하게 될 때까지 충전동작을 수행하게 된다.

나머지 충전지 (B3),(B4)도 상기와 동일한 동작으로 충전을 행하는 것으로 이때에는 비교부 (14)의 출력이 DC/DC 콘버터 (12)의 출력을 제어하게 된다.

이와 같은 충전동작을 진행하는 동안에 마이컴 (5)은 상기와 같은 충전동작의 이상여부를 체크하여 스피커 (6) 및 표시부 (7)를 통하여 외부에 알려주게 된다.

이와 같은 동작상태를 도 2에 의하여 상세히 설명한다.

도 2는 본고안에서 사용되는 마이컴의 동작상태를 나타낸 플로우챠트이다.

먼저 스텝 (S1)에서 전원이 투입후 충전지에 전원이 공급되면, 스텝 (S2)으로 진행되어 전원투입 상태를 외부에 알려주게 된다. 즉, 1차적으로 삐삐하는 부저음과 함께 발광다이오드 (LED1-LED5)가 점등되었다가 소등된다.

이와 같은 구동상태는 마이컴 (5)의 외부에 연결된 전원공급부 (8)를 통하여 인가되는 전원에 의하여 인식하게 된다.

다음에 충전지 (B1),(B2)에 전원이 공급되어 상술한 바와 같은 충전동작을 수행하게 되면, 전류공급부 (3)에 인가되는 전원을 마이컴 (5)에서 감지하게 되는 다이오드 (D2), 콘덴서 (C5) 및 저항 (R5)을 통하여 인가되는 전압과, 전류공급부 (3)의 출력전압을 감지하게 된다.

따라서 충전지 (B1),(B2)에 충전동작을 수행하는 경우에는 스텝 (S3)과 같이 충전표시를 알려주게 되는 것으로, 충전지 (B1),(B2)가 충전시에는 표시부 (7)의 발광다이오드 (LED1)를 점등 (RED 색)시키며, 충전지 (B3),(B4)가 충전하는 경우에는 발광다이오드 (LED2)를 점등 (RED 색)시키게 된다.

그리고 본 고안에서는 충전상태 표시루틴 (RT10)을 갖추고 있는 것으로 각 충전기의 충전상태를 마이컴 (5)과 연결된 표시부 (7)의 발광다이오드 (LED1-LED5)에 의하여 인식할 수 있게 하고 있다.

즉, 스텝 (S4)에서 현재 충전지에 100% 충전되었는지를 감시하여 만 충전시에는 스텝 (S5)으로 진행하여 상기 충전시 점등된 발광다이오드 (LED1),(LED2)를 소등시키는 동시에 부져를 울리게 된다.

만충전이 아닌 상태에서는 스텝 (S6)으로 진행되어 95%이상 충전인가를 확인하고, 95% 충전시에는 발광다이오드 (LED5)을 점등시키는 동시에 부져로 출력하며,그 이하 출력인 경우에는 순차적으로 스텝 (S8), (S10)순으로 진행하여 충전지의 각 충전상태를 표시부 (7)의 각 발광다이오드로서 식별할 수 있게 하고 있다. 이때 각 발광다이오드는 색으로 구분하게 할수도 있다.

따라서 표시부 (7)의 발광다이오드 및 부져로서 현재의 충전상태를 사용자가 인식할 수 있게 하고 있는 것으로, 충전지의 충전정도가 약 85%, 90%, 95%, 만 충전시를 알려주어 급하게 사용이 필요한 경우에는 사용자가 바로 충전상태를 인식후 사용을 할수 있는 효과가 있다.

80% 이하로 충전된 경우의 사용은 바람직하지 않기 때문에 이에 대한 별도의 표시는 불필요하다.

이와 같이 본 고안은 비교부에서 공급되는 기준전압과 충전지의 비교전압을 비교하여 외부에 충전상태를 표시함과 동시에 부져로 알려줄 수가 있는 것으로, 펄수 충전방식을 사용하고 있어 건전지의 메모리 효과를 제거하고 건전지의 과열현상을 방지할수 있는 효과가 있다.

이상에서와 같이 본고안은 기준전압과 비교전압을 비교하여 충전지에 충전시 메모리효과를 최소화하고, 과열현상을 방지할 수 있으며, 80%의 충전상태에서는 단계별로 현재의 충전상태를 사용자가 감지할 수 있게 하여 긴급을 요하는 충전시에 사용자가 신속히 대처할수 있는 효과가 있다.

Claims

전원공급용 짹 (10)을 통하여 연결된 정류부 (1),(11)와,

상기 정류부 (1),(11)의 후단에 연결되고, 전류공급부에 각각의 구동전원을 공급하는 DC/DC 콘버터 (2),(12)와,

상기 전류공급부 (3),(13)의 후단에 연결된 충전지 (B1),(B2), (B11),(B12)의 공급전압과 비교전원 공급부 (9)의 기준전압을 비교하여 상기 DC/DC 콘버터 (2),(12)의 구동을 제어하는 비교부 (4),(14)와,

상기 충전지 (B1),(B2), (B11),(B12)에 공급되는 전압을 비교하여 충전이상상태 및 충전상태를 표시하는 마이컴 (5)으로 구성된 충전기.
제 1항에 있어서, 충전상태를 표시하는 마이컴 (5)은 발광다이오드 (LED1-LED5)로 구성된 표시부 (7) 및 스피커 (6)에 연결되어 각각의 충전상태에 따라 외부로 나타내는 것을 특징으로 하는 충전지.