KR20070038762A - 배터리 충전 장치 및 방법 - Google Patents

배터리 충전 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 충전 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 배터리의 충전전압 레벨에 따라 충전 동작을 제어함으로써 배터리 수명을 연장시킬 수 있도록 하는데 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 전원 어댑터(100)와 충전배터리(200) 사이에 연결되는 전원공급용 스위치(110)와, 상기 충전배터리(200)의 충전전압 레벨을 검출하는 전압 검출부(120)와, 상기 검출된 충전전압이 일정레벨 이상인 경우 상기 전원공급용 스위치(110)를 오프시켜 상기 충전배터리(200)에 공급되는 충전용 전원을 차단시키고 상기 검출된 충전전압이 일정레벨 이하인 경우 상기 충전배터리(200)가 만충전될 때까지 상기 전원공급용 스위치(110)를 온시키는 충전 제어부(130)를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

배터리 충전 장치 및 방법{CHARGE APPARATUS FOR BATTERY AND METHOD THEREOF}
도1은 본 발명의 실시 예를 위한 배터리 충전 장치의 블록도.
도2는 본 발명의 실시 예에서 배터리 충전 과정을 보인 동작 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *
100 : 전원어댑터 110 : 전원공급용 스위치
120 : 전압검출부 130 : 충전제어부
140 : 옵션 선택부 200 : 충전배터리
본 발명은 배터리에 관한 것으로, 특히 배터리 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동 단말기에는 이동통신단말기, PDA, 노트북, MP3 플레이어 등이 있다.
특히, 이동통신단말기는 통신기술의 발전으로 시간과 장소에 제한없이 무선통신을 할 수 있어 대중적으로 보급되었다.
이동통신단말기는 소형화되어 휴대가 용이하며, 착탈이 가능한 충전배터리가 장착된다. 상기 충전배터리는 통상적으로 니켈-수소나 리튬이온 또는 니켈-카드뮴 등으로 제조된다.
상기 니켈-수소 배터리의 경우 한 셀(cell)당 1.2[V]의 DC 전위를 갖는 4개의 셀(cell)이 직렬 접속되어 하나의 팩을 형성한 구조로서 약 4.8[V]의 DC전위를 나타낸다.
상기 리튬이온 전지의 경우에는 3.6[V]의 DC전위를 갖는 2개의 셀(cell)이 결합되어 약 7.2[V]의 DC전위를 출력하게 된다.
상기 충전배터리는 전원 어댑터(adaptor)에서 공급되는 전원에 의해 충전되어진다.
그러나, 종래에는 배터리 충전을 위한 전원이 공급되면 배터리의 충전 상태에 상관없이 충전 동작이 실행됨으로 잦은 충전동작에 의해 배터리 수명이 단축되는 문제점이 있다.
특히, 노트북 컴퓨터의 경우 배터리를 장착한 상태에서 전원 어댑터를 연결하여도 배터리 전원을 사용함으로 수시로 배터리의 충방전이 발생되어 배터리 수명이 단축되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 배터리의 충전전압 레벨에 따라 충전 동작을 제어함으로써 배터리 수명을 연장시킬 수 있도록 창안한 배터리 충전 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 전원 어댑터와 충전배터리 사이에 연결되어 온오프되는 전원공급용 스위치와, 상기 충전배터리의 충전전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 검출된 충전전압이 일정레벨 이상인 경우 상기 전원공급용 스위치를 오프시켜 상기 충전배터리에 공급되는 충전용 전원을 차단시키고 상기 검출된 충전전압이 일정레벨 이하인 경우 상기 충전배터리가 만충전될 때까지 상기 전원공급용 스위치를 온시키는 충전 제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
상기 구성의 장치에 있어서, 충전동작 시점을 설정하기 위한 옵션 선택부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
상기 충전동작 시점은 전원어댑터가 연결된 시점 또는 전원어댑터가 연결되어도 충전배터리의 충전전압이 일정레벨 이하로 확인되는 시점을 구분할 수 있다.
상기 전원공급용 스위치는 모스트랜지스터, 릴레이와 같은 스위칭소자로 구성함을 특징으로 한다.
상기 구성의 장치는 전원어댑터가 연결된 경우에만 충전동작을 실행시키도록 상기 전원어댑터의 연결을 검출하는 회로를 부가하여 구성할 수 있다.
상기 전원어댑터 연결 유무는 전원어댑터에서 공급되는 전압레벨의 검출을 통해 판단하도록 구성할 수 있다.
상기 구성의 장치는 이동단말기 내부 또는 전원어댑터 내부 또는 충전배터리 내부에 장착하여 구성함을 특징으로 한다.
상기 이동단말기에는 이동통신단말기, PDA, 노트북, MP3 플레이어, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP) 등과 같은 충전방식의 휴대용 기기가 포함된다.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 충전배터리의 충전전압 레벨을 검출하는 단계와, 상기 충전배터리의 충전전압이 일정 레벨 이상이면 상기 충전배터리에 공급되는 전원을 차단시키는 단계와, 상기 충전배터리의 충전전압이 일정 레벨 이하이면 상기 충전배터리가 만충전될 때까지 상기 충전배터리에 전원을 공급시키는 단계를 수행하도록 구성함을 특징으로 한다.
상기 방법을 수행함에 있어서, 전원어댑터의 연결 유무를 검출하는 단계를 포함하여 상기 전원어댑터가 연결된 상태에서만 배터리 충전동작을 실행하도록 구성할 수 있다.
이하, 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 기술적 구성요지는 바람직한 실시 예에서 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 구체적인 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세 설명들을 기재함은 물론 도면을 첨부하여 본 발명에 대한 전반적인 이해를 돕기로 한다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도1은 본 발명의 실시 예를 위한 배터리 충전 장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 전원 어댑터(100)와 충전배터리(200) 사이에 연결되는 전원공급용 스위치(110)와, 상기 충전배터리(200)의 충전전압을 검출하는 전압 검출부(120)와, 상기 검출된 충전전압이 일정레벨 이상인 경우 상기 전원공급용 스위치(110)를 오프시켜 상기 충전배터리(200)에 공급되는 충전용 전원을 차단시키고 상기 검출된 충전전압이 일정레벨 이하인 경우 상기 충전배터리(200)가 만충전될 때까지 상기 전원공급용 스위치(110)를 온시키는 충전 제어부(130)와, 상기 충전배터리(200)의 충전동작 시점을 설정하기 위한 옵션 선택부(140)로 구성한다.
상기 옵션 선택부(140)는 전원어댑터(100)가 연결된 경우 바로 충전동작을 실행할 것인지 또는 전원어댑터(100)가 연결되어도 충전배터리(200)의 충전전압이 일정레벨 이하로 확인된 경우에 충전동작을 실행할 것인지를 설정하기 위한 회로이다.
이와 같이 구성한 본 발명의 실시 예에 대한 동작 및 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 단말 사용자는 충전배터리(200)에 대한 충전동작을 실행함에 있어 상기 충전배터리(200)의 충전전압 레벨을 검출한 후 일정레벨 이하로 확인된 시점에서 충전동작을 실행할 것인지 또는 상기 충전전압 레벨에 상관없이 전원어댑터(100)가 연결된 시점에서 바로 충전동작을 실행할 것인지를 옵션 선택부(140)에서 설정하게 된다.
상기 옵션 선택부(140)는 온오프 스위치 또는 딥스위치로 간단하게 구성할 수 있다.
상기 옵션 선택부(140)를 이용하여 전원어댑터(100)가 연결된 시점에서 바로 충전동작을 실행하도록 설정된 경우 충전제어부(130)는 전원공급용 스위치(110)를 온시켜 상기 전원어댑터(100)에서 출력되는 충전용 전원을 충전배터리에 공급하면서 전압검출부(120)가 충전배터리(200)의 만충전을 검출하는지 확인하게 된다.
이후, 전압검출부(120)가 충전배터리(200)의 만충전을 검출하면 충전제어부 (130)는 전원공급용 스위치(110)를 오프시켜 상기 충전배터리(200)에 공급되는 충전용 전원을 차단함으로써 상기 충전배터리(200)의 과충전을 방지하게 된다.
또한, 옵션 선택부(140)를 이용하여 전원어댑터(100)가 연결되어도 충전배터리(200)의 충전전압 레벨이 일정레벨 이하로 확인된 경우에 충전동작을 실행하도록 설정된 경우 충전제어부(130)는 전압검출부(120)가 검출한 상기 충전전압 레벨이 일정 레벨 이상인지 점검하게 된다.
이때, 충전전압 레벨이 일정레벨 이상으로 확인되면 충전제어부(130)는 전원공급용 스위치(110)를 오프상태로 유지시키게 된다.
이후, 충전배터리(200)의 충전전압 레벨이 일정레벨 이하로 확인되면 충전제어부(130)는 전원공급용 스위치(110)를 온시켜 전원어댑터(100)에서 출력되는 충전용 전원을 상기 충전배터리(200)에 공급시키고 동시에 전압검출부(120)가 상기 충전배터리(200)의 만충전을 검출하는지 확인하게 된다.
이후, 전압검출부(120)가 충전배터리(200)의 만충전을 검출하면 충전제어부(130)는 전원공급용 스위치(110)를 오프시켜 상기 충전배터리(200)에 공급되는 충전용 전원을 차단함으로써 상기 충전배터리(200)의 과충전을 방지하게 된다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 전원어댑터(100)가 연결된 상태에서 바로 충전동작을 실행할 때 상기 전원어댑터(100)의 연결유무를 확인하지 않기 때문에 전원공급용 스위치(110)는 평상 시에 온 상태를 유지하여야 한다.
만일, 전원어댑터(100)가 연결된 상태에서만 충전배터리(200)에 대한 충전동작을 실행시키려면 상기 전원어댑터(100)의 연결 유무를 검출하기 위한 회로를 구 비하여야 한다.
상기 전원어댑터(100)의 연결 유무는 전원공급용 스위치(100)의 전단에서 상기 전원어댑터(100)에서 공급되는 충전용 전원의 레벨을 확인하여 검출할 수 있을 것이다. 이러한 회로는 전압 검출부(120)에 내장하여 불필요한 부품장착 면적의 축소를 방지시킬 수 있다.
만일, 전압검출부(120)에서 전원어댑터(100)의 연결 유무를 검출하는 경우이며, 충전배터리(200)의 충전전압 레벨이 일정레벨 이하인 경우에 충전동작을 실행하기 위한 모드가 설정되어 있다고 가정하면 충전제어부(130)는 상기 전원어댑터(100)의 연결이 확인된 상태에서 옵션 선택부(140)에서 설정된 동작 모드를 확인한 후 충전동작 실행 여부를 판단하게 된다.
따라서, 충전배터리(200)의 충전전압 레벨이 일정레벨 이하로 확인되면 충전제어부(130)는 전원공급용 스위치(110)를 온시켜 상기 충전배터리(200)가 만충전될 때까지 충전동작을 실행시키게 된다.
이때, 평상 시 전원공급용 스위치(110)의 절환상태는 온이거나 오프이거나 상관없는데, 이는 충전배터리(200)의 전단에 역전류 방지를 위한 다이오드가 연결되기 때문이다.
그리고, 본 발명을 실시함에 있어서, 도1의 장치는 전원어댑터(100)에서 공급되는 전원으로부터 동작전원을 생성하거나 충전배터리(200)의 전원으로부터 동작전원으로부터 동작전원을 생성하기 위한 정전압회로를 더 포함하여 구성한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 대한 동작을 도2를 참조하여 설명하면 다음과 같 다.
도2의 동작 설명에서는 전압검출부(120)가 전원어댑터(100)의 연결 유무 검출 및 충전배터리(200)의 충전전압 레벨 검출을 수행하는 것으로 가정한다.
우선, 전압검출부(120)는 전원공급용 스위치(110)의 전단에서 전원어댑터(120)에서 공급되는 충전전압을 검출하여 상기 전원어댑터(110)의 연결 유무를 검출하는 동시에 충전배터리(200)의 충전전압 레벨이 일정레벨 이상인지를 검출하게 된다.
이때, 전원어댑터(110)가 연결된 상태에서 전압검출부(120)에서 검출한 충전전압 레벨이 일정레벨 이상으로 확인되면 충전제어부(120)는 전원공급용 스위치(110)를 오프 상태로 유지시켜 충전배터리(200)의 불필요한 충전을 방지하게 된다.
이후, 전압검출부(120)가 검출한 충전전압 레벨이 일정레벨 이하로 확인되면 충전제어부(130)는 전원공급용 스위치(110)를 온시켜 전원어댑터(100)에서 출력되는 충전용 전원을 충전배터리(200)에 공급시키며 아울러 상기 전압검출부(120)가 상기 충전배터리(200)의 만충전을 검출하는지 확인하게 된다.
이후, 전압검출부(120)가 충전배터리(200)의 만충전을 검출하면 충전제어부(130)는 전원공급용 스위치(110)를 오프시켜 상기 충전배터리(200)에 대한 충전동작을 종료시키게 된다.
한편, 상기에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니라 본 발명과 관련된 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나 지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있을 것이다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 배터리의 충전전압 레벨이 일정레벨 이하로 떨어진 경우에만 충전동작을 수행하도록 함으로써 불필요한 충전동작을 방지하여 배터리 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 본 발명은 충전동작 중에 배터리의 만충전을 검출하면 배터리로 공급되는 충전용 전원을 차단시킴으로써 과전류, 과전압, 과열 등으로부터 배터리를 보호할 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 배터리에 충전용 전원의 공급 또는 차단을 위한 스위칭 수단과,
    상기 배터리의 충전전압을 검출하는 전압검출 수단과,
    상기 검출된 충전전압이 일정레벨 이상인 경우 상기 충전용 전원의 공급이 차단되도록 상기 스위칭 수단을 오프시키고, 상기 검출된 충전전압이 일정레벨 이하인 경우 상기 배터리가 만충전될 때까지 상기 충전용 전원이 공급되도록 상기 스위칭 수단을 온시키는 충전제어 수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
  2. 배터리에 충전용 전원의 공급 또는 차단을 위한 스위칭 수단과,
    상기 충전용 전원의 유무를 검출하는 제1 전압검출 수단과,
    상기 배터리의 충전전압을 검출하는 제2 전압검출 수단과,
    상기 충전용 전원의 공급으로 확인된 경우 상기 검출된 충전전압 레벨을 확인하고, 상기 충전전압 레벨이 일정레벨 이상인 경우 상기 스위칭 수단을 오프시켜 상기 충전용 전원의 공급을 차단시키고, 상기 충전전압이 일정레벨 이하인 경우 상기 배터리가 만충전될 때까지 상기 충전용 전원이 공급되도록 상기 스위칭 소자를 온시키는 충전제어 수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 충전동작 시점을 설정하기 위한 옵션선택 수단 을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
  4. 제3항에 있어서, 충전동작 시점은 충전용 전원의 공급이 확인된 시점 또는 충전용 전원의 공급이 확인된 후 배터리의 충전전압 레벨이 일정레벨 이하로 확인되는 시점임을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 동작전원을 생성하기 위한 전원공급 수단을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
  6. 제5항에 있어서, 전원공급 수단은
    배터리의 충전전압 또는 상기 배터리에 공급되는 충전용 전원으로부터 동작 전원을 생성하도록 구성함을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
  7. 제1항 또는 제2항의 장치는 이동단말기 또는 전원어댑터 또는 충전배터리 중 하나에 내장하여 구성함을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
  8. 제7항에 있어서, 이동단말기는
    이동통신단말기, PDA, 노트북, MP3 플레이어, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP) 중 하나임을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
  9. 충전배터리의 충전전압을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 충전전압이 일정 레벨 이상이면 상기 충전배터리에 공급되는 충전용 전원의 공급을 차단시키는 단계와,
    상기 검출된 충전전압이 일정 레벨 이하이면 상기 충전배터리가 만충전될 때까지 상기 충전배터리에 충전용 전원을 공급시키는 단계를 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
  10. 전원어댑터의 연결 유무를 검출하는 단계와,
    상기 전원어댑터가 연결되면 충전배터리의 충전전압을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 충전전압이 일정 레벨 이상이면 전원어댑터로부터 상기 충전배터리로 출력되는 충전용 전원의 공급을 차단시키는 단계와,
    상기 검출된 충전전압이 일정 레벨 이하이면 상기 충전배터리가 만충전될 때까지 상기 충전배터리에 충전용 전원을 공급시키는 단계를 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
  11. 제10항에 있어서, 전원어댑터의 연결 유무는
    상기 전원어댑터에서 출력되는 충전용 전원 유무로 확인하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서, 충전동작 시점을 설정하기 위한 단계를 더 포 함하여 수행하도록 구성함을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
  13. 제12항에 있어서, 충전용 전원의 공급이 확인된 시점을 충전동작 시점으로 설정하는 과정임을 특징으로 하는 배터리 충전 방법.
  14. 제12항에 있어서, 충전용 전원의 공급이 확인된 후 배터리의 충전전압 레벨이 일정레벨 이하로 확인되는 시점을 충전동작 시점으로 설정하는 과정임을 특징으로 하는 배터리 충전 장치.
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