KR20080028170A - Apparatus and method for battery charging - Google Patents

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KR20080028170A
KR20080028170A KR1020060093613A KR20060093613A KR20080028170A KR 20080028170 A KR20080028170 A KR 20080028170A KR 1020060093613 A KR1020060093613 A KR 1020060093613A KR 20060093613 A KR20060093613 A KR 20060093613A KR 20080028170 A KR20080028170 A KR 20080028170A
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이영희
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Abstract

An apparatus and a method for battery charging are provided to expand an application range of a battery by using the batteries of different charge voltages in one system through selective conversion of a voltage level of power supplied from a power adapter. An apparatus for battery charging includes a plurality of batteries(10), an embedded controller(20), a system control unit(30), an input/output control hub(40), and a charge unit(50). The plurality of batteries have different charge voltages from each other. The embedded controller receives the charge voltage of the battery through communication with each of the batteries. The system control unit generates a charge voltage control command for the charge voltage of the battery. The input/output control unit determines a voltage level of a charge voltage control signal according to the charge voltage control command. The charge unit selectively converts supplied power into a voltage level of the charge voltage according to the voltage level of the charge voltage control signal so as to charge the battery with the converted voltage.

Description

배터리 충전장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR BATTERY CHARGING}Battery Chargers and Methods {APPARATUS AND METHOD FOR BATTERY CHARGING}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 충전장치의 블록 구성도,1 is a block diagram of a battery charging apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 충전방법을 도시하는 흐름도.2 is a flowchart illustrating a battery charging method according to an exemplary embodiment of the present invention.

《도면의 주요부분에 대한 부호의 설명》`` Explanation of symbols for main parts of drawings ''

10 : 배터리 20 : 임베디드 컨트롤러10: battery 20: embedded controller

30 : 시스템 제어부 40 : 입출력제어허브30: system control unit 40: input / output control hub

50 : 충전부 52 : 충전회로50: charging unit 52: charging circuit

54 : 전압변환부 56 : 전계효과트랜지스터54: voltage conversion section 56: field effect transistor

R1,R2, R3 : 저항 D1 : 다이오드R1, R2, R3: Resistor D1: Diode

본 발명은 배터리 충전장치에 관한 것으로, 특히 충전전압이 다른 배터리를 충전하는 배터리 충전장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a battery charger, and more particularly, to a battery charger and a method for charging a battery having a different charging voltage.

통상적인 휴대형 기기, 예를 들면 노트북(note book), 이동무선전화기 등은 충전 가능한 배터리(rechargeable battery : 이하 "배터리"라 칭함)에 충전된 전원 을 주 동작전원으로 사용하고 있다. Conventional portable devices, such as notebooks (notebooks), mobile wireless phones, and the like use power charged in a rechargeable battery (hereinafter, referred to as a battery) as a main operating power source.

이와 같은 휴대형 기기는 배터리의 전압이 일정한 레벨 이하로 방전되면 외부의 교류전원을 직류전원으로 변환하는 전원 어댑터(power adapter)로부터 출력되는 전압을 인가받아 충전하지 않으면 배터리로 휴대형 기기를 작동시킬 수 없기 때문에 일정한 주기로 충전하여만 하였다. Such a portable device cannot operate the portable device with a battery unless it is charged with a voltage output from a power adapter that converts external AC power into a DC power when the battery voltage is discharged below a certain level. Therefore, only charging at a constant cycle.

노트북의 경우, 전원 어댑터로부터 외부 전압이 공급되는 경우 이를 감지하여 노트북에 장착된 배터리를 충전하도록 구성되어 있으며, 이동무선전화기의 경우 별도의 충전기에 배터리를 결합하여 충전하는 경우가 일반적인 예이다. In the case of a notebook, it is configured to charge the battery installed in the notebook by detecting it when an external voltage is supplied from the power adapter, and in the case of a mobile wireless telephone is a case of combining the battery in a separate charger to charge.

이러한 배터리는 휴대형 기기가 대용량화, 다기능화되어 소비전력이 증가됨에 따라 충전용량을 높이기 위하여 일반적인 충전전압보다 충전전압이 높은 배터리가 적용되어 사용되고 있다. 예를 들면, 6개의 배터리셀 중에서 3개씩 직렬 연결된 2묶음을 병렬 연결하여 사용하고, 충전전류는 2600mAh인 경우, 충전전압이 4.2V인 제 1배터리의 충전용량은 65.62Watt이다. 반면, 최근 제작되는 충전전압이 4.35V인 제 2배터리의 충전용량은 67.86Watt이다. 그리고, 평균적으로 시간당 소비전력이 20Watt인 경우, 상기 제 1배터리의 사용시간은 3.276시간이고, 상기 제 2배터리의 사용시간은 3.393시간이다. 이에 따라, 충전전압이 높은 제 2배터리를 사용하면, 용량 및 사용시간이 약 3.5%정도 증가함을 알 수 있다. Such a battery is being used by applying a battery having a higher charging voltage than a general charging voltage in order to increase the charging capacity as the portable device has a large capacity, multifunction, and increased power consumption. For example, when two bundles of three battery cells connected in series are used in parallel, and the charging current is 2600mAh, the charging capacity of the first battery having the charging voltage of 4.2V is 65.62Watt. On the other hand, the charge capacity of the second battery, which is recently manufactured to be 4.35V, is 67.86Watt. When the average power consumption per hour is 20 Watts, the usage time of the first battery is 3.276 hours and the usage time of the second battery is 3.393 hours. Accordingly, when the second battery having the high charging voltage is used, the capacity and the use time may be increased by about 3.5%.

하지만, 종래의 휴대형 기기에는 충전회로에 공급하는 전압 값이 고정되어 있으므로, 전원 어댑터로부터 공급되는 전원과 충전전압 레벨이 다른 배터리를 사용할 수 없다. 또한, 공급전원의 전원레벨이 높은 배터리가 적용된 휴대형 기기에 충전전압이 낮은 배터리를 장착하여 충전하는 경우, 배터리의 손상 및 고장이 발생하는 문제점이 있었다.However, since a voltage value supplied to a charging circuit is fixed in a conventional portable device, a battery having a different charge voltage level from a power supplied from a power adapter cannot be used. In addition, when a battery having a low charging voltage is mounted and charged in a portable device to which a battery having a high power level of a power source is applied, there is a problem in that the battery is damaged and broken.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 충전전압이 다른 배터리를 하나의 시스템에서 선택적으로 충전하는 배터리 충전 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery charging device and method for selectively charging a battery having a different charging voltage in one system.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 충전전압이 서로 다른 복수의 배터리와, 상기 각 배터리의 충전전압에 대한 공급전원을 선택적으로 생성하는 전압변환부와, 상기 생성된 공급전원에 의해 상기 배터리를 충전하는 충전회로를 포함하여 구성된다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a plurality of batteries having different charging voltages, a voltage conversion unit for selectively generating a supply power for the charging voltage of each battery, And a charging circuit for charging the battery by the generated supply power.

또한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 충전전압이 서로 다른 복수의 배터리와, 상기 각각의 배터리와 통신을 수행하여 상기 배터리의 충전전압을 수신하는 임베디드 컨트롤러와, 상기 충전전압에 대한 충전전압 제어명령을 발생시키는 시스템 제어부와, 상기 충전전압제어명령에 따라 충전전압 제어신호의 전압레벨을 결정하여 출력하는 입출력제어허브와, 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨에 따라 상기 충전전압의 전압레벨로 공급전원을 선택적으로 변환하여 상기 배터리를 충전하는 충전부를 포함하여 구성된다.According to another aspect of the present invention, a plurality of batteries having different charging voltages, an embedded controller that communicates with each of the batteries to receive the charging voltage of the battery, and a charging voltage control command for the charging voltage are provided. A system control unit for generating a power supply; It is configured to include a charging unit for selectively converting to charge the battery.

상기 충전부는, 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨에 따라 상기 배터리에 공급되는 공급전원의 전압레벨을 선택적으로 변환하는 전압변환부와, 상기 전압변 환부로부터 변환된 공급전원을 이용하여 상기 배터리를 충전하는 충전회로를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The charging unit charges the battery using a voltage conversion unit for selectively converting the voltage level of the supply power supplied to the battery according to the voltage level of the charging voltage control signal, and the supply power converted from the voltage conversion unit. It is preferable to include a charging circuit.

상기 전압변환부는, 상기 공급전원과 기저전위라인 사이에 직렬로 구성되어 상기 공급전원을 분압하는 제 1 및 제 2저항과, 상기 제 2저항과 병렬로 연결구성되는 제 3저항 및 스위치를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The voltage conversion unit includes a first resistor and a second resistor configured in series between the supply power supply and the ground potential line to divide the supply power, and a third resistor and a switch connected in parallel with the second resistor. It is preferred to be configured.

상기 스위치는, 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨에 따라 개폐동작하는 전계효과트랜지스터인 것이 바람직하다.Preferably, the switch is a field effect transistor that opens and closes according to the voltage level of the charging voltage control signal.

상기 전계효과트랜지스터는, 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨이 '하이'레벨일 때 온 구동되고, 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨이 '로우'레벨일 때 오프 구동되는 것이 바람직하다.The field effect transistor is preferably driven on when the voltage level of the charge voltage control signal is 'high' level and off when the voltage level of the charge voltage control signal is 'low' level.

상기 충전전압은, 4.2V 또는 4.35V인 것이 바람직하다.It is preferable that the said charge voltage is 4.2V or 4.35V.

또한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 충전전압이 서로 다른 복수의 배터리의 충전전압을 수신하는 단계와, 상기 수신된 충전전압에 따라 상기 배터리의 충전을 위한 공급전원을 생성하는 단계와, 상기 생성된 공급전원을 이용하여 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함하여 구성된다.In addition, according to another feature of the invention, the present invention comprises the steps of receiving a charging voltage of a plurality of batteries having different charging voltage, generating a supply power for charging the battery according to the received charging voltage and And charging the battery using the generated supply power.

본 발명은, 상기 충전전압에 대한 제어명령을 발생시키는 단계와, 상기 제어명령에 따라 충전전압 제어신호의 전압레벨을 결정하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The present invention may further include generating a control command for the charging voltage and determining a voltage level of the charging voltage control signal according to the control command.

상기 공급전원은, 상기 충전전압 제어신호에 의해 턴-온/턴-오프되는 스위치에 의해 형성되는 서로 다른 전류통로를 통하여 분배되는 전압레벨에 의해 결정되 는 것이 바람직하다. The supply power is preferably determined by the voltage level distributed through different current paths formed by the switches turned on / off by the charging voltage control signal.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 배터리의 충전전압에 따라 공급전원의 전압레벨을 변환하여 배터리를 충전한다. 이에 따라, 본 발명은 충전전압이 다른 배터리를 선택적으로 사용하므로 배터리 활용범위를 확대한다.The present invention having the configuration as described above charges the battery by converting the voltage level of the power supply in accordance with the charging voltage of the battery. Accordingly, the present invention extends the battery utilization range by selectively using batteries having different charging voltages.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 충전장치의 블록 구성도이다. 1 is a block diagram of a battery charging apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 휴대형 기기 본체에 전원을 공급하는 배터리(10)가 구비된다. 상기 배터리(10)는 통상적으로 사용되는 충전가능한 배터리, 예를 들면, 노트북 등에서 널리 사용되고 있는 리튬이온 배터리(Lithium ion battery)이다. 상기 배터리(10)는 내장된 다수 배터리셀의 충전된 전압과 전류, 온도를 검출하여 가용용량을 계산하는 게이징 회로(도면 미도시)와, 상기 배터리셀의 충전전압, 충전전류, 용량정보, 충전방식, 조립날짜와 같은 중요한 매개변수가 저장되는 이이피롬(도면 미도시)을 포함하는 스마트배터리인 것이 바람직하다. 상기 게이징 회로에서 검출된 값들과 상기 이이피롬에 저장된 정보를 배터리 정보라 한다. 그 중에서, 상기 배터리셀의 충전전압은 4.2V 또는 4.35V인 경우를 이용하여 설명하도록 한다. First, a battery 10 for supplying power to a portable device body is provided. The battery 10 is a rechargeable battery that is commonly used, for example, a lithium ion battery widely used in a notebook or the like. The battery 10 includes a gauging circuit (not shown) that detects charged voltages, currents, and temperatures of a plurality of built-in battery cells, and calculates available capacity, charge voltage, charge current, capacity information, It is preferable that the battery is a smart battery including Ipyrom (not shown) in which important parameters such as a charging method and an assembly date are stored. The values detected by the gauging circuit and the information stored in the ypyrom are called battery information. Among them, the charging voltage of the battery cell will be described using a case of 4.2V or 4.35V.

그리고, 상기 배터리(10)와 통신하여 상기 배터리정보를 수신하고 상기 배터리정보에 따라, 상기 배터리(10)를 충전하는 충전회로(52)를 제어하는 임베디드 컨트롤러(20)가 구비된다. 상기 임베디드 컨트롤러(20)는 상기 배터리 정보 중에서 상기 충전전압을 후술되는 시스템 제어부(30)에 전달한다. 상기 임베디드 컨트롤러(20)와 상기 배터리(10)는 데이터 통신이 가능하도록 시스템 관리버스(System Management Bus, 이하 'SMBus'라 함)로 연결된다. 상기 임베디드 컨트롤러(20)는 상기 배터리(10)로부터 수신된 배터리정보가 미리 설정된 만충전 상태가 아닌 경우 충전요구신호를 발생하고, 상기 배터리정보가 상기 만충전 레벨인 경우 상기 충전회로(52)로 충전차단신호를 제공한다. 이로 인하여, 상기 충전차단신호를 입력받은 충전회로(52)는 상기 배터리(10)로 공급되는 전원을 차단하여 배터리(10)의 과충전을 방지한다.In addition, an embedded controller 20 is provided to communicate with the battery 10 to receive the battery information and to control the charging circuit 52 for charging the battery 10 according to the battery information. The embedded controller 20 transfers the charging voltage from the battery information to the system controller 30 to be described later. The embedded controller 20 and the battery 10 are connected to a system management bus (hereinafter referred to as SMBus) to enable data communication. The embedded controller 20 generates a charging request signal when the battery information received from the battery 10 is not a predetermined full charge state, and when the battery information is the full charge level, the embedded controller 20 sends the charging circuit 52 to the charging circuit 52. Provide a charge interruption signal. Thus, the charging circuit 52 receiving the charge blocking signal cuts off the power supplied to the battery 10 to prevent overcharging of the battery 10.

다음으로, 운영체계(operating system)에 의해 동작되는 시스템 제어부(30)가 구비된다. 상기 시스템 제어부(30)는 상기 임베디드 컨트롤러(20)로부터 전달되는 상기 충전전압에 대한 충전전압 제어명령을 발생시킨다. 상기 시스템 제어부(30)에는 상기 배터리(10)를 모니터링하여 배터리의 전원을 관리하기 위한 전원관리모듈(도면 미도시)과, 상기 임베디드 컨트롤러(20)로부터의 신호를 상기 전원관리모듈로 전송하는 EC 펌웨어(EC Firmware)(도면 미도시), 및 시스템의 기본입출력을 제어하기 위한 시스템 바이오스(system BIOS)가 구비될 수 있다. 상기 전원관리모듈과 시스템 바이오스 및 EC 펌웨어는 소프트웨어 모듈이고, 필요에 따라서는 시스템 제어부(30)만으로 구성될 수도 있음에 유의하여야 한다. Next, a system control unit 30 operated by an operating system is provided. The system controller 30 generates a charge voltage control command for the charge voltage transmitted from the embedded controller 20. The system controller 30 includes a power management module (not shown) for monitoring the battery 10 to manage power of the battery and an EC for transmitting a signal from the embedded controller 20 to the power management module. EC firmware (not shown) and a system BIOS for controlling basic input / output of the system may be provided. It should be noted that the power management module, the system BIOS, and the EC firmware are software modules and, if necessary, may be constituted only by the system controller 30.

그리고, 상기 충전전압 제어명령에 따라 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨을 결정하여 후술되는 충전부(50)로 인가하는 입출력제어허브(40)가 구비된다. 즉, 상기 입출력제어허브(40)는 상기 충전전압에 대한 충전전압제어명령에 따라 ' 로우' 또는 '하이'레벨의 충전전압제어신호를 상기 충전부(50)로 인가한다. 도 1에서는 입출력제어허브(40)로 표기되어 있으나 사우스 브리지를 사용할 수도 있고, 필요에 따라서는 상기 입출력제어허브(40)를 제거하고, 상기 충전전압 제어명령이 직접 상기 충전부(50)에 인가되도록 구성할 수도 있음에 유의하여야 한다.  In addition, an input / output control hub 40 for determining a voltage level of the charging voltage control signal according to the charging voltage control command and applying it to the charging unit 50 to be described later is provided. That is, the input / output control hub 40 applies a charging voltage control signal of 'low' or 'high' level to the charging unit 50 according to the charging voltage control command for the charging voltage. In FIG. 1, although the input / output control hub 40 is indicated, a south bridge may be used, and if necessary, the input / output control hub 40 may be removed, and the charging voltage control command may be directly applied to the charging unit 50. Note that it can also be configured.

상기 충전부(50)는 상기 배터리(10)를 충전하는 상기 충전회로(52)와, 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨에 따라 외부의 전원어댑터(도면 미도시)를 통하여 상기 충전회로(52)에 공급되는 공급전원(VCC)을 상기 충전전압(예컨대, 12.6V 또는 13.05V)의 레벨로 선택적으로 변환하는 전압변환부(54)가 구비된다. 상기 전압변환부(54)에는 상기 전원어댑터와 기저전위라인(GND) 사이에 직렬 연결된 제 1저항(R1)과 제 2저항(R2)이 구성된다. 그리고, 상기 제 1저항(R1)과 제 2저항(R2) 사이의 노드(N)와 상기 기저전위라인(GND) 사이에는 상기 제 2저항(R2)과 병렬로 연결되는 제 3저항(R3) 및 상기 충전전압 제어신호에 따라 온/오프 동작하는 N형 모스(Metal Oxide Semiconductor, 금속산화물반도체)-전계효과트랜지스터(Field Effect Transistor)(이하 'FET'라 함)(56)가 직렬로 구성된다. 그리고, 상기 FET(56)의 드레이 단자(D)에 캐소드가 연결되고, 소오스 단자(S)에 애노드가 연결된 역전압 방지용 다이오드(D1)가 구비된다. 이와 함께, 상기 입출력제어허브(40)와 상기 FET(56)의 게이트 단자(D)에는 상기 충전전압제어신호가 송수신되는 범용입출력핀(General Purpose Input/Output Pin, 이하 'GPIO'라 함)(도면 미도시)이 각각 구비되고, 상기 GPIO는 상기 충전전압 제어신호의 송수신이 가능하도록 데이터버스(data bus)로 서로 연결되는 것이 바람직하다. The charging unit 50 is connected to the charging circuit 52 through an external power adapter (not shown) according to the charging circuit 52 charging the battery 10 and the voltage level of the charging voltage control signal. A voltage conversion unit 54 for selectively converting the supplied power supply VCC to a level of the charging voltage (for example, 12.6V or 13.05V) is provided. The voltage converter 54 includes a first resistor R1 and a second resistor R2 connected in series between the power adapter and the ground potential line GND. The third resistor R3 is connected in parallel with the second resistor R2 between the node N between the first resistor R1 and the second resistor R2 and the ground potential line GND. And an N-type Morse (Metal Oxide Semiconductor) -Field Effect Transistor (hereinafter referred to as FET) 56 which is turned on / off in response to the charge voltage control signal. . In addition, a cathode is connected to the drain terminal D of the FET 56, and a reverse voltage prevention diode D1 having an anode connected to the source terminal S is provided. In addition, a general purpose input / output pin (hereinafter referred to as GPIO) for transmitting and receiving the charge voltage control signal to the input / output control hub 40 and the gate terminal D of the FET 56 ( Each of the plurality of GPIOs is preferably provided, and the GPIOs are connected to each other by a data bus to enable transmission and reception of the charging voltage control signal.

따라서, 상기 전압변환부(54)로부터 상기 충전회로(52)에 공급되는 공급전원의 전압레벨은 상기 충전전압 제어신호가 '로우'레벨인 경우, 상기 FET가 턴-오프 동작하므로, 다음의 수학식 1로부터 계산된다.Therefore, when the charging voltage control signal is at the 'low' level, the voltage level of the supply power supplied from the voltage converter 54 to the charging circuit 52 is turned off by the FET. Calculated from Equation 1.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112006069968020-PAT00001
Figure 112006069968020-PAT00001

다시 말하여, 상기 충전회로(52)에 공급되는 전원의 전압레벨은 상기 제 1저항(R1)과 상기 제 2저항(R2)에 의하여 분배된 전압레벨이다. In other words, the voltage level of the power supplied to the charging circuit 52 is a voltage level distributed by the first resistor R1 and the second resistor R2.

반면, 상기 FET(56)는 상기 충전전압 제어신호가 '하이'레벨로 게이트 단자(G)에 인가됨에 따라, 드레인 단자(D)와 소오스 단자(S) 사이에 전류통로가 형성된다. 따라서, 상기 '하이'레벨의 충전전압 제어신호에 의하여 상기 FET(56)가 턴-온됨에 따라 상기 전압변환부(54)로부터 상기 충전회로(52)에 공급되는 전원의 전압레벨은 다음의 수학식 2로부터 계산된다. On the other hand, as the charge voltage control signal is applied to the gate terminal G at the 'high' level, the FET 56 forms a current path between the drain terminal D and the source terminal S. FIG. Accordingly, as the FET 56 is turned on by the 'high' level charging voltage control signal, the voltage level of the power supplied from the voltage converter 54 to the charging circuit 52 is represented by the following equation. Calculated from Equation 2.

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112006069968020-PAT00002
Figure 112006069968020-PAT00002

다시 말하여, 상기 충전회로(52)에 공급되는 전원의 전압레벨은 상기 제 1저항(R1)과, 병렬연결된 제 2저항(R2)과 제 3저항(R3)의 합성저항에 의하여 분배된 전압레벨이다. In other words, the voltage level of the power supplied to the charging circuit 52 is divided by the combined resistance of the first resistor R1 and the second resistor R2 and the third resistor R3 connected in parallel. Level.

상기 수학식1 및 2에 따라 상기 충전회로(52)에 공급되는 전원을 상기 충전 전압(예컨대, 12.6V 또는 13.05V)의 레벨로 공급할 수 있도록 상기 제 1 내지 제 3저항(R1, R2, R3)의 저항값이 결정된다. The first to third resistors R1, R2, and R3 to supply power supplied to the charging circuit 52 at a level of the charging voltage (eg, 12.6 V or 13.05 V) according to Equations 1 and 2 above. ) Is determined.

이어서, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배터리 충전방법을 상세하게 설명한다. Next, a battery charging method according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

도 2에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 충전전압이 다른 배터리를 충전하는 방법이 도시되어 있다. 2 illustrates a method of charging a battery having a different charging voltage according to a preferred embodiment of the present invention.

여기에서는 사용자의 전원버튼에 따라 전원어댑터를 통하여 공급전원이 공급되어 휴대형 기기의 구동이 시작되거나, 배터리전원을 이용하여 휴대형 기기를 구동하는 중에 전원어댑터가 접속되어 공급전원이 공급되는 경우를 이용하여 설명하기로 한다. In this case, the power supply is supplied through the power adapter according to the user's power button to start driving the portable device, or when the power adapter is connected and the supply power is supplied while driving the portable device using the battery power. Let's explain.

도 2의 제 10단계(S10)에서 임베디드 컨트롤러(20)는 배터리(10)와 통신을 수행하여 배터리 정보를 수신하며, 상기 배터리 정보를 시스템 제어부(30)에 전달한다. 이때, 상기 배터리정보에는 배터리의 충전전압, 충전전류, 용량정보, 충전방식, 조립날짜, 배터리셀에 충전되어 있는 전압, 전류 및 가용용량이 포함된다. In the tenth step S10 of FIG. 2, the embedded controller 20 performs communication with the battery 10 to receive battery information, and transmits the battery information to the system controller 30. In this case, the battery information includes a charging voltage, a charging current, a capacity information of the battery, a charging method, an assembly date, a voltage, a current, and an available capacity charged in the battery cell.

제 11단계(S11)에서 시스템 제어부(30)는 상기 배터리정보 중에서 상기 충전전압이 4.2V인가를 검사한다. 검사결과, 상기 충전전압이 4.2V이면 시스템 제어부(30)는 인터럽트 형태로 상기 4.2V 충전전압에 대한 충전전압 제어명령을 입출력제어허브(40)로 전달한다(S12). 이에 따라, 입출력제어허브(40)는 '로우'레벨의 충전전압 제어신호를 상기 GPIO를 통하여 FET(56)의 게이트 단자(G)로 인가한다(S13). In the eleventh step S11, the system controller 30 checks whether the charging voltage is 4.2V among the battery information. As a result of the test, if the charging voltage is 4.2V, the system controller 30 transmits a charging voltage control command for the 4.2V charging voltage to the input / output control hub 40 in the form of an interrupt (S12). Accordingly, the input / output control hub 40 applies a 'low' level charging voltage control signal to the gate terminal G of the FET 56 through the GPIO (S13).

제 14단계(S14)에서 전압변환부(54)는, 상기 '로우'레벨의 충전전압제어신호에 의하여 FET(56)가 턴-오프 상태를 유지함에 따라 상기 수학식 1에 의하여 산출된 공급전원을 충전회로(52)에 공급한다. 이에 따라, 충전회로(52)는 상기 산출된 공급전원을 배터리(10)에 공급하여 충전한다(S15). 이때 상기 공급전원은, 예를 들면, 6개의 배터리셀이 3개씩 직렬 및 병렬로 연결된 배터리인 경우, 충전전압은 12.6V이다. In a fourteenth step S14, the voltage converter 54 supplies the power supply calculated by Equation 1 as the FET 56 maintains a turn-off state according to the 'low' level charge voltage control signal. Is supplied to the charging circuit 52. Accordingly, the charging circuit 52 charges the supplied supply power to the battery 10 (S15). In this case, the supply power, for example, when the six battery cells are connected in series and in parallel by three, the charging voltage is 12.6V.

반면, 제 11단계(S11)에서 상기 검사결과, 상기 배터리(10)의 충전전압이 4.35V인 경우, 시스템 제어부(30)는 상기 4.35V 충전전압에 대한 충전전압 제어명령을 발생시킨다(S16). 이어서, 입출력제어허브(40)는 '하이' 레벨의 충전전압 제어신호를 FET(56)에 전달한다(S17). 이로 인하여, 전압변환부(54)는 FET(56)의 드레인 단자(D)로터 소오스 단자(S)로 전류통로가 형성됨에 따라 상기 수학식 2에 의하여 산출된 공급전원을 충전회로(52)에 공급한다(S18). 이에 따라, 충전회로(52)는 상기 산출된 공급전원을 공급하여 배터리를 충전한다(S19). 이때 상기 공급전원은, 예를 들면, 6개의 배터리셀이 3개씩 직렬 및 병렬로 연결된 배터리인 경우, 충전전압은 13.05V이다. On the other hand, in the eleventh step (S11), when the charge voltage of the battery 10 is 4.35V, the system controller 30 generates a charge voltage control command for the 4.35V charge voltage (S16). . Subsequently, the input / output control hub 40 transmits a charge voltage control signal having a 'high' level to the FET 56 (S17). As a result, the voltage converter 54 supplies the power supply calculated by Equation 2 to the charging circuit 52 as a current path is formed through the drain terminal D and the source terminal S of the FET 56. Supply (S18). Accordingly, the charging circuit 52 supplies the calculated power supply to charge the battery (S19). In this case, the supply power, for example, when the battery is connected to each of the six battery cells in series and in parallel, the charging voltage is 13.05V.

제 20단계(S20)에서 임베디드 컨트롤러(20)는 상기 배터리(10)의 충전이 종료되면, 새로운 배터리가 접속되는가를 검사한다. 또는, 둘 이상의 배터리가 동시에 장착되는 경우에는 배터리 충전순서에 따라 다음 충전할 배터리를 검출할 수도 있다. In the twentieth step S20, when the charging of the battery 10 is terminated, the embedded controller 20 checks whether a new battery is connected. Alternatively, when two or more batteries are mounted at the same time, the next battery to be charged may be detected according to the battery charging sequence.

상기 검사결과, 충전이 필요한 배터리가 접속된 경우, 제 11단계(S11) 내지 제 20단계(S20)를 반복수행한다. 그리고, 충전이 필요한 새로운 배터리가 없는 경우, 충전동작이 종료된다. As a result of the inspection, when the battery to be charged is connected, the eleventh step S11 to the twentieth step S20 are repeatedly performed. If no new battery is required to be charged, the charging operation is terminated.

상기의 과정을 통하여, 본 발명은 배터리의 충전전압에 따라 전원어댑터로부터의 공급전원을 충전전압에 따라 선택적으로 변환하여 충전한다. 따라서, 충전전압이 서로 다른 배터리를 하나의 시스템에서 충전하여 사용한다. Through the above process, the present invention selectively converts the supply power from the power adapter according to the charging voltage of the battery according to the charging voltage to charge. Therefore, a battery having different charging voltages is used in one system.

상기 실시 예에서는 충전전압 제어명령 및 제어신호를 이용하여 전계효과트랜지스터를 제어하는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 전류 통로를 개폐하는 스위치 및 그를 제어하는 제어모듈을 이용하여 다양하게 변경될 수 있음에 유의하여야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the embodiment has been described as controlling the field effect transistor using a charge voltage control command and a control signal, the present invention can be variously changed using a switch for opening and closing a current path and a control module for controlling the field effect transistor. shall. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

상술한 바와 같이, 본 발명은 충전전압에 따라 공급전원의 전압레벨을 선택적으로 변환하고, 변환된 공급전압으로 배터리를 충전한다. 이에 따라, 본 발명은 충전전압이 서로 다른 배터리를 하나의 시스템에서 사용할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 충전전압이 다른 배터리들을 사용하여 배터리 적용범위를 확대하는 이점이 있다. As described above, the present invention selectively converts the voltage level of the power supply according to the charging voltage, and charges the battery with the converted supply voltage. Accordingly, the present invention can use a battery having a different charging voltage in one system. As such, the present invention has the advantage of extending the battery coverage by using batteries having different charging voltages.

Claims (10)

충전전압이 서로 다른 복수의 배터리와,A plurality of batteries having different charging voltages, 상기 각 배터리의 충전전압에 대한 공급전원을 선택적으로 생성하는 전압변환부와,A voltage conversion unit for selectively generating a supply power for the charging voltage of each battery; 상기 생성된 공급전원에 의해 상기 배터리를 충전하는 충전회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.And a charging circuit for charging the battery by the generated supply power. 충전전압이 서로 다른 복수의 배터리와,A plurality of batteries having different charging voltages, 상기 각각의 배터리와 통신을 수행하여 상기 배터리의 충전전압을 수신하는 임베디드 컨트롤러와,An embedded controller communicating with each of the batteries to receive the charging voltage of the battery; 상기 충전전압에 대한 충전전압 제어명령을 발생시키는 시스템 제어부와,A system controller for generating a charge voltage control command for the charge voltage; 상기 충전전압제어명령에 따라 충전전압 제어신호의 전압레벨을 결정하여 출력하는 입출력제어허브와,An input / output control hub configured to determine and output a voltage level of a charge voltage control signal according to the charge voltage control command; 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨에 따라 상기 충전전압의 전압레벨로 공급전원을 선택적으로 변환하여 상기 배터리를 충전하는 충전부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.And a charging unit for charging the battery by selectively converting the supply power to the voltage level of the charging voltage according to the voltage level of the charging voltage control signal. 제 2항에 있어서, 상기 충전부는,The method of claim 2, wherein the charging unit, 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨에 따라 상기 배터리에 공급되는 공급전 원의 전압레벨을 선택적으로 변환하는 전압변환부와,A voltage converter for selectively converting a voltage level of a supply power supplied to the battery according to the voltage level of the charge voltage control signal; 상기 전압변환부로부터 변환된 공급전원을 이용하여 상기 배터리를 충전하는 충전회로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.And a charging circuit for charging the battery by using the power supply converted from the voltage converter. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 전압변환부는,The method of claim 1 or 3, wherein the voltage conversion unit, 상기 공급전원과 기저전위라인 사이에 직렬로 구성되어 상기 공급전원을 분압하는 제 1 및 제 2저항과,First and second resistors configured in series between the supply power supply and the ground potential line to divide the supply power; 상기 제 2저항과 병렬로 연결구성되는 제 3저항 및 스위치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.And a third resistor and a switch connected in parallel with the second resistor. 제 4항에 있어서, 상기 스위치는,The method of claim 4, wherein the switch, 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨에 따라 개폐동작하는 전계효과트랜지스터인 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.And a field effect transistor for opening and closing according to the voltage level of the charging voltage control signal. 제 5항에 있어서, 상기 전계효과트랜지스터는,The method of claim 5, wherein the field effect transistor, 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨이 '하이'레벨일 때 온 구동되고, 상기 충전전압 제어신호의 전압레벨이 '로우'레벨일 때 오프 구동되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치. And is driven on when the voltage level of the charging voltage control signal is 'high' level and off when the voltage level of the charging voltage control signal is 'low' level. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 충전전압은,The method of claim 1 or 2, wherein the charging voltage is, 4.2V 또는 4.35V인 것을 특징으로 하는 배터리 충전장치.Battery charger characterized in that the 4.2V or 4.35V. 충전전압이 서로 다른 복수의 배터리의 충전전압을 수신하는 단계와,Receiving charging voltages of a plurality of batteries having different charging voltages; 상기 수신된 충전전압에 따라 상기 배터리의 충전을 위한 공급전원을 생성하는 단계와,Generating supply power for charging the battery according to the received charging voltage; 상기 생성된 공급전원을 이용하여 상기 배터리를 충전하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전방법.And charging the battery using the generated power supply. 제 8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 충전전압에 대한 제어명령을 발생시키는 단계와,Generating a control command for the charging voltage; 상기 제어명령에 따라 충전전압 제어신호의 전압레벨을 결정하는 단계를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전방법.And determining a voltage level of a charge voltage control signal according to the control command. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 공급전원은,The method of claim 8 or 9, wherein the power supply, 상기 충전전압 제어신호에 의해 턴-온/턴-오프되는 스위치에 의해 형성되는 서로 다른 전류통로를 통하여 분배되는 전압레벨에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 충전방법.And a voltage level distributed through different current paths formed by the switches turned on / off by the charging voltage control signal.
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