KR20050046838A

KR20050046838A - 충전기능 검사장치

Info

Publication number: KR20050046838A
Application number: KR1020030080437A
Authority: KR
Inventors: 권근혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2005-05-19
Also published as: KR100541741B1

Abstract

본 발명은 충전기능 검사장치에 관한 것이다. 본 발명은 충전기능을 갖는 전자기기에 테스트용 2차전지를 연결시켜 상기 충전기능을 검사하는 충전기능 검사장치에 있어서, 상기 2차전지의 충전전압이 소정의 기준전압 이상인 경우 상기 2차전지의 충전전하를 방전하는 과충전방지부와, 상기 2차전지의 일측을 상기 과충전방지부 및 상기 전자기기 중 어느 하나에 연결하는 스위치부와, 상기 충전기능의 검사를 위한 스탠바이 상태가 되면 상기 스위치부가 상기 2차전지와 상기 전자기기를 연결하도록 하고, 상기 충전기능 검사가 종료되면 상기 스위치부가 상기 2차전지와 상기 과충전방지부가 연결하도록 상기 스위치부를 제어하는 스위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기능 검사장치이다. 이에 의해 전자기기의 충전기능을 검사하기 위한 2차전지의 충전전압을 적정하게 유지할 수 있다.

Description

충전기능 검사장치{apparatus for testing the function of charging}

본 발명은 충전기능 검사장치에 관한 것으로서 보다 상세하게는 충전기능을 갖는 전자기기에 2차전지를 연결시키고 그 충전기능을 검사하는 충전기능 검사장치에 관한 것이다.

방전 후 재충전이 가능한 2차전지는 저렴한 비용으로 전자기기를 휴대하고 이동 중 사용할 수 있도록 해 준다.

휴대용 컴퓨터, 휴대용 전화기의 충전기, 면도기 등과 같이 휴대가 용이한 전자제품들은 외부로부터 상용교류 전원을 인가받고 장착된 2차전지를 충전시키는 장치를 구비하고 있는 것이 일반적이다.

이러한 충전기능에 이상이 발생할 경우 사용자가 느끼는 불편은 제품이미지에 큰 영향을 미칠 정도로 중요한 제품사양이 되었다.

예컨대 2차전지를 충전하는데 많은 시간이 소요되면 사용에 있어 큰 불편을 느낄 수 있으며, 충전회로가 2차전지를 과충전 시키면 배터리의 수명을 단축시킬 수 있다. 또한 충분한 충전이 되지 않았을 때 1회 충전 후 전자기기 사용가능 시간이 단축되는 문제가 발생할 수 있어 충전기능에 대한 검사공정은 매우 중요하다.

도1은 종래 충전기능 검사장치의 대략적인 회로 구성도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래 충전기능 검사장치는 충전회로(100), 전류측정부(110), 2차전지(120), 방전저항(R100) 및 스위치(SW100, SW102)를 갖는다.

충전회로(100)는 검사대상이 되는 전자기기(101) 내부의 회로기판에 장착된 회로이며, 외부로부터 공급된 상용교류 전원을 직류전원으로 변환하고 연결되는 2차전지(120)에 공급하여 충전한다.

전류측정부(110)는 임의의 지로에 직렬로 연결되어 지로를 흐르는 전류의 양을 검사하기 위한 것으로서, 충전회로(100)와 2차전지(120)를 연결하는 지로에 연결되어 있다. 전류측정부(110)는 충전회로(100)로부터 2차전지(120)에 공급되는 전류를 측정하여 충전기능의 동작상태가 모니터 되도록 한다.

2차전지(120)는 충전기능을 검사하기 위해 검사용으로 사용되는 배터리이다.

방전저항(R100)은 2차전지(120)에 연결되고 충전전하가 방전되도록 한다. 이러한 방전저항(R100)은 방전시 흐르는 방전전류가 배터리(120)가 시간당 공급하는 정격전류의 약 70% 정도가 되도록 디자인 되는 것이 일반적이다.

스위치(SW100, SW102)는 2가지가 사용되고 있는데, 검사대상이 되는 전자기기(101)와 배터리(120)를 연결하는 검사스위치(SW100)와 방전저항(R100)과 배터리(120)를 연결하는 방전스위치(SW102)가 그것이다.

충전기능 검사장치의 조작자는 검사대상이 되는 전자기기(101)를 교체하면서 검사장치의 연결단자에 연결하고 검사스위치(SW100)를 온 상태로 만든다. 전자기기(101)에 공급된 상용교류 전원이 충전회로(100)를 통해 직류전원으로 2차전지(120)에 공급된다.

복수개의 전자기기(101)의 검사를 위해서, 전자기기(101)들을 교체하면서 반복적으로 2차전지(120)를 충전시키면 배터리(120)는 충전전압이 계속 상승하고 완전히 충전된 상태가 되며, 지속적으로 충전할 경우 파손되거나 충전회로(100)의 충전기능이 정지되어 검사를 지속적으로 할 수 없게 된다.

그래서 검사스위치(SW100)를 오프 상태로 하고 방전스위치(SW102)를 온 상태로 하여 일정시간 동안 배터리(120)의 충전전하를 방전시켜 주어야 한다.

그런데 종래 검사장치는 방전스위치(SW102)를 스위칭 하는데 있어 조작자의 임의대로 조작하게 되어 있어, 지속적인 검사공정에 적정하게 배터리(120)가 방전되지 못하는 문제가 발생할 수 있었다.

또한 적정한 검사를 위해서 배터리(120)의 충전전압을 약 30~50% 정도의 수준을 유지하는 것이 바람직한데, 종전 검사장치는 배터리(120)의 충전전압을 일정하게 유지하지 못하기 때문에 충전양이 증가함에 따라 정확한 검사가 수행되기 어려운 문제가 발생할 수 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 검사에 사용되는 배터리를 적정하게 방전되도록 하고 충전전압을 바람직한 수준으로 유지하도록 하는 충전기능 검사장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은 본 발명에 따라, 충전기능을 갖는 전자기기에 테스트용 2차전지를 연결시켜 상기 충전기능을 검사하는 충전기능 검사장치에 있어서, 상기 2차전지의 충전전압이 소정의 기준전압 이상인 경우 상기 2차전지의 충전전하를 방전하는 과충전방지부와, 상기 2차전지의 일측을 상기 과충전방지부 및 상기 전자기기 중 어느 하나에 연결하는 스위치부와, 상기 충전기능의 검사를 위한 스탠바이 상태가 되면 상기 스위치부가 상기 2차전지와 상기 전자기기를 연결하도록 하고, 상기 충전기능 검사가 종료되면 상기 스위치부가 상기 2차전지와 상기 과충전방지부가 연결하도록 상기 스위치부를 제어하는 스위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기능 검사장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서 상기 과충전방지부는 상기 충전전하를 방전하기 위한 방전저항과, 상기 2차전지의 전압과 소정의 기준전압을 비교하여 바이어스신호를 출력하는 차동증폭기와, 상기 바이어스신호에 따라 상기 방전저항에 흐르는 방전전류를 스위칭 하는 트랜지스터를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 스위치부와 상기 2차전지 사이에 연결되어 상기 전자기기로부터 상기 2차전지에 공급되는 전하를 검출하는 전류측정부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 충전기능 검사장치의 대략적인 회로 구성도이다.

도2에 도시한 바와 같이, 충전기능 검사장치는 충전회로(10), 2차전지(20), 과충전방지부(30), 스위치부(40), 스위치제어부(50) 및 전류측정부(60)를 갖는다.

충전회로(10)는 검사대상이 되는 전자기기(11) 내부의 회로기판에 장착된 회로이며, 외부로부터 공급된 상용교류 전원을 직류전원으로 변환하여 연결되는 2차전지(20)에 공급하여 충전한다.

2차전지(20)는 충전기능을 검사하기 위해 검사용으로 사용되는 배터리(20)이다.

과충전방지부(30)는 2차전지(20)의 충전전압이 소정의 기준전압 이상으로 충전된 경우 2차전지(20)의 충전전하가 방전되도록 하여 충전전압이 일정수준을 유지하도록 한다.

본 실시예의 과충전방지부(30)는 방전저항(DR30), 차동증폭기(AMP30), 트랜지스터(Q30) 및 콘덴서(C30) 등의 수동소자를 갖는다.

방전저항(DR30)은 2차전지(20)에 연결되어 충전전하가 방전되도록 한다. 이러한 방전저항(DR30)은 방전시 방전전류가 배터리(20)가 시간당 공급하는 정격전류의 약 70% 정도가 되도록 디자인 되는 것이 일반적이다.

차동증폭기(AMP30)는 비교대상이 되는 기준전압과 배터리(20)의 충전전압을 각각 반전단자(-단자)와 비반전단자(+단자)로 입력받는다. 이 때 어떤 신호가 어떠한 단자로 입력되도록 디자인 할 것인가는 후단에 연결되는 트랜지스터(Q30)의 타입 또는 기타 회로 구성에 따라 결정 및 변경될 수 있는 것이다.

기준전압은 시스템 전원으로 공급되는 전원(Vcc)을 가변저항(VR30)으로 분압하여 얻을 수 있으며, 충전전압은 스위치의 일측에 직접 연결된 지로를 통해 비반전단자(+단자)로 공급된다.

차동증폭기(AMP30)의 출력전압은 그 기본적인 동작원리에 따라 비반전단자(+단자)에 입력되는 충전전압이 반전단자(-단자)에 입력되는 기준전압보다 큰 경우에 양의 전압수준을 갖고, 그 역의 경우에 음의 전압 수준을 갖는다.

차동증폭기(AMP30)의 출력전압은 후단에 연결된 RC 1차 저역여파기(R30,C30)를 거쳐 트랜지스터(Q30)의 게이트 단자의 바이어스 전압으로 공급된다.

바이어스 전압이 양이 되어 게이트 단자와 소스단자간의 전위차가 문턱전압보다 큰 경우에 트랜지스터(Q30)가 도통되어 방전저항(DR30)의 일측이 접지단에 연결된다.

즉, 충전전압이 기준전압보다 큰 경우에, 차동증폭기(AMP30)의 전압이 양의 수준을 갖고 콘덴서(C30)의 충전전압이 상승하면서 트랜지스터(Q30)를 턴온 시켜 트랜지스터(Q30)를 도통시키는 것이다.

미 설명된 저항(R31)은 과충전방지부(30)에 2차전지(20)의 충전전압이 공급되지 않을 때, 콘덴서(C30) 및 트랜지스터(Q30)에 형성되는 캐패시턴스에 의한 충전전하를 방전시키는 역할을 한다.

스위치부(40)는 2차전지(20)의 일측을 과충전방지부(30) 및 전자기기(11) 중 어느 하나를 연결하는 것으로, 2차전지(20)의 일측은 반드시 어느 하나에 선택적으로 연결되도록 되어 있다. 이러한 스위치부(40)는 스위칭 동작을 수행할 수 있는 다수의 소자의 조합, 예컨대 포토커플러, 기계식 스위칭 릴레이, 트랜지스터 소자 등으로 구성될 수 있음은 자명하다.

스위치제어부(50)는 스위치부(40)의 스위칭 동작 즉, 2차전지(20)의 일측이 어느 구성요소와 연결되도록 할 것인가를 결정하여 스위치부(40)를 제어한다. 스위치제어부(50)는 마이크로 컨트롤러와 같은 프로세서를 사용하는 것이 일반적이며, 검사공정 전반을 제어하기 위한 프로세서가 사용될 수도 있다.

검사대상이 되는 전자기기(11)가 충전기능 검사를 목적으로 검사장치에 연결되는 경우, 스위치제어부(50)는 스위치가 2차전지(20)와 충전회로(10)를 연결하도록 하고, 검사가 종료되면 스위치가 2차전지(20)와 과충전방지부(30)를 연결하도록 제어한다.

전류측정부(60)는 스위치부(40)와 2차전지(20)를 연결하는 지로에 직렬로 연결되어 전자기기(11)로부터 2차전지(20)에 공급되는 충전전류를 검출하여 충전이 정상적으로 수행되고 있는지 모니터할 수 있도록 한다.

이하 도2에 도시된 본 발명의 실시예의 구체적인 동작을 설명한다.

충전기능의 검사를 위한 준비상태가 되면, 스위치제어부(50)는 스위치부(40)가 2차전지(20)와 전자기기(11)를 연결하도록 스위치부(40)를 제어한다. 스위치가 연결되면, 상용교류 전원이 직류전원으로 변환되어 충전회로(10)를 통해 2차전지(20)에 공급되고, 전류측정부(60)는 충전전류를 측정하여 충전 동작 상태를 모니터할 수 있도록 한다.

여기서 충전기능의 검사를 위한 준비상태는 검사대상이 되는 전자기기(11)가 검사장치에 전기적으로 연결되고, 외부로부터 상용교류 전원이 공급되는 등 검사에 필요한 상태가 완전히 구비된 상태를 의미한다고 할 것이다.

충전기능의 검사가 종료되면, 스위치제어부(50)는 스위치부(40)가 과충전방지부(30)와 2차전지(20)를 연결하도록 스위치부(40)를 제어하여 방전가능 상태가 되도록 한다.

스위치가 전환되면, 2차전지(20)의 충전전압이 차동증폭기(AMP30)의 비반전단자(+단자)에 입력되고 반전단자(-단자)에 입력되는 기준전압과 비교되어 소정의 전압이 출력된다.

충전전압이 가변저항(VR30)에 의해 결정되는 기준전압보다 큰 경우 차동증폭기(AMP30)의 출력전압은 양의 전압수준을 갖게 되고, 이 출력전압이 콘덴서(C30)를 충전시키고 게이트 전압을 증가시켜 트랜지스터(Q30)를 턴온 시킨다. 트랜지스터(Q30)가 온 상태가 되면 2차전지(20)의 충전전하가 방전저항(DR30)을 통해 접지단으로 흐르는 루프가 형성되어 방전이 개시된다.

이 때 방전이 진행됨에 따라 충전전압이 가변저항(VR30)에 의해 결정되는 기준전압보다 작아지게 되면, 차동증폭기(AMP30)의 출력전압이 음의 수준으로 전환되고 트랜지스터(Q30)를 턴오프 시켜 방전이 종료되게 된다. 또한 콘덴서(C30) 등 과충전방지부(30)에 저장된 전원이 저항(R31)을 통해 접지단으로 방출된다.

이와 같은 동작은 스위치부(40)가 2차전지(20)와 과충전방지부(30)를 연결하였으나 충전전압이 기준전압보다 작은 경우에도 동일하게 수행된다.

따라서 전자기기(11)가 충전기능의 검사를 목적으로 연결되지 않는 경우, 스위치제어부(50)의 스위치부(40) 제어에 따라 방전가능 상태로 자동으로 전환된다.

또한 방전가능 상태가 되더라도 2차전지(20)의 충전전압 수준에 따라 방전을 개시하도록 함으로써 배터리(20)가 적정 수준의 충전전압을 유지할 수 있게 된다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

본 발명에 의해 전자기기의 충전기능을 검사하기 위한 2차전지의 충전전압을 적정하게 유지할 수 있다.

도1은 종래 충전기능 검사장치의 대략적인 회로 구성도,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 100 : 충전회로 20, 120 : 2차전지

30 : 과충전방지부 40 : 스위치부

50 : 스위치제어부 60, 110 : 전류측정부

VR30 : 가변저항 DR30, R100 : 방전저항

C30 : 콘덴서 R30, R31 : 저항

Q30 : 트랜지스터 AMP30 : 차동증폭기

SW100 : 검사스위치 SW102 : 방전스위치

Claims

충전기능을 갖는 전자기기에 테스트용 2차전지를 연결시켜 상기 충전기능을 검사하는 충전기능 검사장치에 있어서,

상기 2차전지의 충전전압이 소정의 기준전압 이상인 경우 상기 2차전지의 충전전하를 방전하는 과충전방지부와,

상기 2차전지의 일측을 상기 과충전방지부 및 상기 전자기기 중 어느 하나에 연결하는 스위치부와,

상기 충전기능의 검사를 위한 스탠바이 상태가 되면 상기 스위치부가 상기 2차전지와 상기 전자기기를 연결하도록 하고, 상기 충전기능 검사가 종료되면 상기 스위치부가 상기 2차전지와 상기 과충전방지부가 연결하도록 상기 스위치부를 제어하는 스위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기능 검사장치.
제1항에 있어서,

상기 과충전방지부는 상기 충전전하를 방전하기 위한 방전저항과, 상기 2차전지의 전압과 소정의 기준전압을 비교하여 바이어스신호를 출력하는 차동증폭기와, 상기 바이어스신호에 따라 상기 방전저항에 흐르는 방전전류를 스위칭 하는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기능 검사장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 스위치부와 상기 2차전지 사이에 연결되어 상기 전자기기로부터 상기 2차전지에 공급되는 전하를 검출하는 전류측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 충전기능 검사장치.