KR20120013630A - Charger device Of Ni-Mh reachargeable Battery using solar cell and method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A charging apparatus and method of a nickel-hydrogen rechargeable battery using a sun light battery are provided to increase utilization ratio of voltage by minimizing charging efficiency and residual voltage when discharging the nickel-hydrogen rechargeable battery. CONSTITUTION: A nickel-hydrogen rechargeable battery(10) charges a power source which is transformed from sunlight. A sunlight battery(20) changes the sunlight into a current and outputs to the nickel-hydrogen rechargeable battery. A switching means(30) changes a micro-current outputted in the sun light battery into voltage. A charging IC(50) controls the switching means by using a pulse operating signal. A microcontroller(40) amplifies the micro-current by controlling the switching means.

Description

태양광전지를 이용한 니켈수소충전지의 충전장치 및 방법{Charger device Of Ni-Mh reachargeable Battery using solar cell and method thereof}Charging device and method of nickel-hydrogen battery using solar cell {Charger device Of Ni-Mh reachargeable Battery using solar cell and method

본 발명은 태양광전지를 이용한 니켈수소충전지의 충전장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 마이크로컨트롤러를 구비하여 상기 니켈수소충전지의 충전되는 전압의 크기를 확인하여 설정된 전압보다 낮은 전압으로 충전되면 이를 스위칭 증폭제어하므로 충전되는 전압을 높이고, 스위칭수단에 의한 전압강하를 최소화하므로 충전지의 충전효율과 방전시의 잔류전압을 최소화하여 전압의 사용효율을 높일 수 있는 니켈수소충전지의 충전장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a charging device and method for a nickel-metal hydride battery using a solar cell, and in particular, having a microcontroller to check the magnitude of the voltage to be charged in the nickel-hydrogen battery and charging it to a voltage lower than a predetermined voltage. The switching amplification control increases the voltage to be charged and minimizes the voltage drop caused by the switching means, thereby minimizing the charging efficiency of the rechargeable battery and the residual voltage during discharge, and the charging device and method of the nickel-hydrogen rechargeable battery which can increase the efficiency of use of the voltage. will be.

일반적으로, 니켈수소충전지는 전류를 전압으로 변환증폭하는 스위칭수단(예를 들면, 전계효과트랜지스터)와 펄스동작신호를 내재한 충전IC를 구비하고 있고, 전류가 스위칭수단의 게이트에 유입되면 충전IC에 내재된 펄스동작신호가 니켈수소충전지의 전압과 동기화되어 스위칭수단의 동작을 제어함으로써 니켈수소충전지를 충전하는 원리로 동작한다.        In general, a nickel-metal hydride battery includes a switching means (eg, a field effect transistor) for converting and amplifying a current into a voltage, and a charging IC incorporating a pulse operation signal. The pulse operation signal inherent in the synchronous operation is synchronized with the voltage of the nickel hydride battery to control the operation of the switching means to operate the principle of charging the nickel hydride battery.

이와 같은 종래의 니켈수소충전지의 충전IC는 보통 1.4V이상의 전압을 가지는 니켈수소충전지에 동기화된 펄스동작신호를 내재하고 있기 때문에, 스위칭수단의 게이트에 미소전류가 유입될 때는 펄스동작신호를 동기화하지 못하여 상기 스위칭수단의 동작을 제어할 수 없으므로, 1.4V 이하의 소전압을 가지는 니켈수소충전지는 충전이 불가능하다.Since the charging IC of the conventional nickel hydride battery has a pulse operation signal synchronized with the nickel hydride battery having a voltage of 1.4 V or more, the pulse operation signal is not synchronized when a small current flows into the gate of the switching means. Since it is impossible to control the operation of the switching means, the nickel-hydrogen battery having a small voltage of 1.4 V or less cannot be charged.

또한, 상기 니켈수소충전지는 방전시에 상기 스위칭수단 자체에서 발생하는 전압강하로 인하여 니켈수소충전지에 충전된 전압량 만큼 방전이 이루어지지 않는다. 따라서 종래의 상기 니켈수소충전지의 충전장치는 상기와 같은 스위칭수단(예를 들면, 전계효과트랜지스터)에 의한 전압강하현상으로 인하여 상기 니켈수소충전지(10)의 전압저장용량을 효율적으로 활용하지 못하는 문제점이 있었다. In addition, the nickel hydride battery is not discharged by the amount of voltage charged in the nickel hydride battery due to the voltage drop generated by the switching means itself during discharge. Therefore, the conventional charging device of the nickel hydride battery does not efficiently utilize the voltage storage capacity of the nickel hydride battery 10 due to the voltage drop phenomenon by the switching means (for example, field effect transistor) as described above. There was this.

또한 종래의 니켈수소 충전지의 충전장치는 상술한 바와 같이 전압저장용량을 효율적으로 활용하지 못하므로 방전되지 않고 충전지에 잔류되는 전압의 존재함에 따라서 충전지 자체이 수명이 줄어드는 문제점이 있다. In addition, the conventional rechargeable battery of the nickel hydride rechargeable battery does not efficiently utilize the voltage storage capacity as described above, and thus, the rechargeable battery itself has a problem of decreasing the lifespan due to the presence of the voltage remaining in the rechargeable battery.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 니켈수소충전지에 충전되도록 인가되는 미소전류를 전압으로 변환증폭시켜 충전하므로 전압저장용량의 최대한 증대시키고, 방전할 때 스위칭수단에서 자체에서 발생하는 전압강하를 최소화하여 전압저장용량을 효율적으로 활용할 수 있도록 하는 니켈수소충전지의 충전장치 및 방법을 제공함에 있다. The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to increase the voltage storage capacity as much as possible, so as to increase the voltage storage capacity by charging and converting a small current applied to the nickel hydride battery to be charged The present invention provides a charging device and a method of a nickel-metal hydride battery that minimizes the voltage drop generated by the switching means to effectively utilize the voltage storage capacity.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다. The present invention includes the following embodiments in order to achieve the above object.

본 발명의 제 1실시예는, 태양광전지에서 입사된 태양광을 변환하여 출력하는 전압을 충전하여 부하회로에 공급하는 니켈수소충전지의 충전장치에 있어서, 상기 태양광에서 변환된 전압을 스위칭증폭하여 상기 니켈수소충전지에 인가하는 스위칭수단과, 상기 태양광에서 변환된 전압이 설정전압과 비교하여 설정전압 이하이면 상기 스위칭수단을 설정된 시간 동안 온 하도록 제어하는 마이크로컨트롤러와, 상기 태양광에서 변환된 전압이 설정된 전압이상이면 상기 스위칭수단을 온오프 제어하는 충전IC를 포함한다. A first embodiment of the present invention, in the charging device of a nickel-metal hydride battery for charging a voltage for converting and outputting the solar light incident from the photovoltaic cell to supply to the load circuit, by switching amplifying the voltage converted in the sunlight A switching means applied to the nickel hydride battery, a microcontroller for controlling the switching means to be turned on for a set time when the voltage converted from the solar light is lower than the set voltage, and the voltage converted from the solar light. And a charging IC for controlling the switching means on and off when the voltage is equal to or higher than the set voltage.

본 발명의 제2실시예는, 제1실시예에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러는 상기 니켈수소 충전지가 방전상태라면, 상기 스위칭수단을 온시켜 전압강하의 폭을 감소시키는 것을 특징으로 한다. According to a second embodiment of the present invention, in the first embodiment, the microcontroller may reduce the width of the voltage drop by turning on the switching means when the nickel-hydrogen rechargeable battery is in a discharged state.

본 발명의 제3실시예는, 태양광전지에서 입사된 태양광을 변환하여 출력하는 전압을 충전하여 부하회로에 공급하도록 마이크로컨트롤러가 스위칭수단을 제어하는 니켈수소충전지의 충전방법에 있어서, 상기 니켈수소충전지의 동작상태가 충전 또는 방전인지를 체크하는 동작상태체크단계와, 상기 동작상태체크단계에서 상기 니켈수소충전지가 충전상태로 확인되면, 충전전압을 감지하여 설정된 전압과 비교하는 충전전압비교단계와, 상기 충전전압비교단계에서 상기 충전전압과 설정전압을 비교하여 충전전압이 설정전압보다 작다면, 상기 스위칭수단을 설정된 시간동안 온상태를 유지하도록 제어하는 스위칭증폭제어단계와, 상기 스위칭증폭제어단계에서 출력된 전압이 상기 니켈수소충전지에 충전되는 충전단계를 포함한다. In a third embodiment of the present invention, in a method of charging a nickel metal hydride battery in which a microcontroller controls the switching means to charge and supply a voltage for converting and outputting sunlight incident from a photovoltaic cell to a load circuit. An operation state checking step of checking whether an operating state of a rechargeable battery is charging or discharging; and comparing the charging voltage with a sensing voltage and comparing the set voltage with the set voltage when the nickel hydride battery is confirmed as being charged in the operation state checking step; A switching amplification control step of controlling the switching means to maintain an on state for a predetermined time when the charging voltage is smaller than a setting voltage by comparing the charging voltage with a setting voltage in the comparing charging voltage step; The voltage output from includes a charging step of charging the nickel hydride battery.

본 발명의 제4실시예는, 제3실시예에 있어서, 상기 동작상태체크단계에서 상기 스위칭수단의 소스부에 전압을 더 이상 인가할 수 없을 경우 상기 니켈수소충전지의 동작상태를 방전상태로 인식하여 상기 니켈수소충전지의 전압을 미소전압에 동기화된 펄스동작신호로 변환하고, 이 펄스동작신호를 상기 스위칭수단에 인가하여 설정 시간 동안 온시키는 방전제어단계를 더 포함한다. According to the fourth embodiment of the present invention, in the third embodiment, when the voltage cannot be applied to the source portion of the switching means in the operation state checking step, the operating state of the nickel-hydrogen battery is recognized as a discharge state. And converting the voltage of the nickel hydride battery into a pulse operation signal synchronized with a minute voltage, and applying the pulse operation signal to the switching means to turn on the power for a set time.

본 발명은 충전지에 충전되도록 인가되는 미소전류를 전압으로 변환증폭하여 니켈수소충전지에 충전이 가능하므로 소전압 충전셀을 가진 니켈수소충전지를 충전할 수 있는 장점이 있고, 또한 스위칭수단 자체에서 상기 니켈수소충전지 내부로 강하하는 전압을 감소시켜 니켈수소충전지의 전압저장용량을 최대한 사용할 수 있도록 함과 동시에 상기 니켈수소충전지의 수명을 연장하는 효과가 있다. The present invention has the advantage of charging the nickel-hydrogen battery having a small voltage charging cell by converting and amplifying the microcurrent applied to be charged in the rechargeable battery to the voltage, and also the nickel in the switching means itself By reducing the voltage dropping inside the hydrogen battery to maximize the use of the voltage storage capacity of the nickel metal hydride battery and at the same time has the effect of extending the life of the nickel hydrogen battery.

도 1은 본 발명에 따른 태양광전지를 이용한 니켈수소충전지의 충전장치를 도시한 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 태양광전지를 이용한 니켈수소충전지의 충전방법을 도시한 순서도,
도 3a는 본 발명에 따른 태양광전지를 이용한 니켈수소충전지의 충전장치 및 방법에서 충전IC의 제어신호를 도시한 도면,
도 3b는 본 발명에 따른 태양광전지를 이용한 니켈수소충전지의 충전장치 및 방법에서 마이크로컨트롤러의 제어신호를 도시한 도면이다. 1 is a block diagram showing a charging device of a nickel-metal hydride battery using a solar cell according to the present invention,
2 is a flowchart illustrating a charging method of a nickel hydride battery using a solar cell according to the present invention;
3A is a view showing a control signal of a charger IC in a charging device and method for a nickel-metal hydride battery using a solar cell according to the present invention;
Figure 3b is a view showing a control signal of the microcontroller in the charging device and method for a nickel-metal hydride battery using a solar cell according to the present invention.

이하에서는 본 발명에 따른 태양광전지를 이용한 니켈수소충전지의 충전장치 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of a charging device and method of a nickel-metal hydride battery using a solar cell according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 따른 태양광전지를 이용한 니켈수소충전지의 충전장치를 도시한 블럭도이다. 1 is a block diagram illustrating a charging device of a nickel hydride battery using a solar cell according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광전지를 이용한 니켈수소충전지(10)의 충전장치는 태양광 또는 기타 에너지원으로부터 변환된 전원을 충전하고 부하회로(60)등에 충전된 전압을 출력하는 니켈수소충전지(10)와, 입사되는 태양광을 전류로 변환하여 상기 니켈수소충전지(10)에 출력하는 태양광전지(20), 상기 태양광전지(20)에서 출력된 미소 전류를 전압으로 변환하고 증폭하는 스위칭수단(30), 상기 스위칭수단(30)을 펄스동작신호로 제어하는 충전IC(50)와, 상기 니켈수소충전지(10)에 충전되는 전압을 확인하여 설정된 전압과 비교하여 상기 스위칭수단(30)을 제어하여 미소전류를 증폭시키는 마이크로컨트롤러(40)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a charging device of a nickel metal hydride battery 10 using a solar cell according to the present invention charges a power converted from sunlight or another energy source and outputs a charged voltage to a load circuit 60 or the like. The hydrogen battery 10 and the solar cell 20 to convert the incident solar light into a current to output to the nickel hydride battery 10, and converts and amplifies the minute current output from the solar cell 20 to a voltage The switching means 30, the charging IC 50 for controlling the switching means 30 with a pulse operation signal, and the voltage charged in the nickel hydride battery 10 are checked and compared with the set voltage to the switching means 30. ) And a microcontroller 40 for amplifying the microcurrent.

상기 니켈수소충전지(10)는 내부에 전압을 가지는 다수 개의 셀을 포함하고, 상기 스위칭수단(30)의 소스부와 결합되어 있다.The nickel hydride battery 10 includes a plurality of cells having a voltage therein, and is coupled to a source portion of the switching means 30.

상기 태양광전지(20)는 입사되는 태양광과 화학반응하여 전류를 발생시키고, 이 발생된 전류를 상기 스위칭수단(30)의 게이트부에 전달한다. The photovoltaic cell 20 chemically reacts with incident sunlight to generate a current, and transfers the generated current to a gate portion of the switching means 30.

상기 스위칭수단(30)은 전류가 유입되는 게이트, 전압이 인가되는 소스부, 상기 전류를 전압으로 변환증폭하는 드레인부를 구비하여, 상기 드레인부에 상기 전류를 통과시켜 소스부에 인가된 전압량만큼 전압으로 변환증폭한다.The switching means 30 includes a gate into which a current flows, a source portion to which a voltage is applied, and a drain portion converting and amplifying the current into a voltage, and passing the current through the drain portion by the amount of voltage applied to the source portion. Convert and amplify to voltage.

상기 부하회로(60)는 저항 또는 콘덴서의 집합으로 이루어져 있으며 전원이 공급되면 상기 니켈수소충전지(10)의 충전부에 결합되어, 니켈수소충전지(10)에서 과방전이 발생할 경우 부하회로(60)로 인가하여 소멸시킨다.The load circuit 60 is composed of a set of resistors or capacitors and is coupled to the charging unit of the nickel hydride battery 10 when power is supplied to the load circuit 60 when over discharge occurs in the nickel hydride battery 10. To extinguish.

상기 충전IC(50)는 니켈수소충전지(10)의 전압과 동기화된 펄스동작신호를 상기 스위칭수단(30)의 소스부에 인계하여 상기 스위칭수단(30)의 스위칭을 제어하므로 상기 니켈수소충전지(10)의 전압만큼 전류를 변환증폭하게 한다. The charging IC 50 controls the switching of the switching means 30 by taking a pulse operation signal synchronized with the voltage of the nickel hydride battery 10 to the source of the switching means 30 to control the switching of the nickel hydride battery ( The current is converted and amplified by the voltage of 10).

상기 마이크로컨트롤러(40)는 전압에 동기화된 펄스동작신호를 상기 스위칭수단(30)의 소스부에 인가하여 상기 스위칭수단(30)이 상기 태양광전지(20)에서 전달받은 미소전류를 미소전압으로 변환증폭하게 한다. 여기서 상기 마이크로컨트롤러(40)는 상기 태양광전지(20)에서 출력된 전압이 설정된 전류 이하일 경우에만 상기 스위칭수단(30)을 제어하는 것으로서, 상기 충전IC(50)에서 태양광전지(20)에서 미소전류가 인가될때에 펄스동기신호로 상기 스위칭수단(30)을 제어하기 때문에 상기 니켈수소충전지(10)에 충전되지 못하는 문제점을 해결하였다. The microcontroller 40 applies a pulse operation signal synchronized with the voltage to the source of the switching means 30 to convert the microcurrent received from the photovoltaic cell 20 into a small voltage. Let it amplify. Here, the microcontroller 40 controls the switching means 30 only when the voltage output from the photovoltaic cell 20 is less than or equal to a predetermined current, and the microcontroller 40 has a small current in the photovoltaic cell 20 in the charging IC 50. Since the switching means 30 is controlled by a pulse synchronous signal when is applied, the problem that the nickel hydride battery 10 is not charged is solved.

즉, 상기 마이크로컨트롤러(40)는 태양광전지(20)에서 출력되는 전압의 레벨을 확인하여 설정된 미소전압의 경우, 예를 들면, 1.4V 이하가 되면, 상기 스위칭수단(30)을 제어하여 상기 미소전류라도 상기 니켈수소충전지(10)에 충전되도록 한다. That is, the microcontroller 40 checks the level of the voltage output from the photovoltaic cell 20 and, for example, when the voltage is set to 1.4 V or less, the microcontroller 40 controls the switching means 30 to provide the micro voltage. Even the current may be charged in the nickel hydride battery 10.

또한, 상기 마이크로컨트롤러(40)는 상기 니켈수소충전지(10)가 방전상태일 때, 상기 니켈수소충전지(10)의 전압을 펄스동작신호로 변환하여 상기 스위칭수단(30)의 게이트부에 상기 펄스동작신호를 인가함으로써, 상기 게이트부에 전류를 발생시키는데, 이 전류는 미소하여 상기 스위칭수단(30)의 소스부에서 발생되는 전압 또한 미소한 량을 가지게 되므로 스위칭수단(30) 자체에서 강하되는 전압량이 감소하게 된다.In addition, the microcontroller 40 converts the voltage of the nickel hydride battery 10 into a pulse operation signal when the nickel hydride battery 10 is in a discharged state, thereby converting the pulse into a gate portion of the switching means 30. By applying an operation signal, a current is generated in the gate part, which is minute and thus the voltage generated in the source part of the switching means 30 also has a small amount, so that the voltage drops in the switching means 30 itself. The amount will be reduced.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 상기와 같은 구성을 통해 달성되는 본 발명의 작용을 첨부된 도 2의 순서도를 이용해 설명한다. The present invention includes the configuration as described above, below will be described using the flow chart of Figure 2 attached to the operation of the present invention achieved through the configuration as described above.

도 2는 본 발명에 따른 태양광전지의 니켈수소충전지(10)의 충전방법을 도시한 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a charging method of the nickel hydride battery 10 of the solar cell according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 니켈수소충전지(10)의 충전방법은 니켈수소충전지(10)의 동작상태가 충전 또는 방전인지를 체크하는 동작상태체크단계(S11)와, 상기 동작상태체크단계(S11)에서 충전상태로 확인되면 충전전압과 설정된 전압을 비교하는 충전전압비교단계(S12)와, 상기 충전전압비교단계(S12)에서 충전전압이 설정전압보다 낮으면 스위칭수단(30)을 제어하는 스위칭증폭제어단계(S13)와, 니켈수소충전지(10)를 충전하는 충전단계(S14)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the charging method of the nickel hydride battery 10 according to the present invention includes an operation state checking step (S11) of checking whether the operation state of the nickel hydride battery 10 is charged or discharged, and the operation state check. When the charging state is confirmed in step S11, the charging voltage comparison step S12 for comparing the charging voltage with the set voltage and the switching means 30 when the charging voltage is lower than the set voltage in the charging voltage comparison step S12. The switching amplification control step (S13) for controlling, and the charging step (S14) for charging the nickel hydride battery 10.

또한 본 발명의 니켈수소충전지(10)의 충전방법은 상기 동작상태체크단계(S11)에서 상기 충전지의 동작상태가 방전이면, 상기 스위칭수단(30)을 방전제어하는 방전제어단계(S16)와, 상기 동작제어단계로 부하회로(60)에 전원을 공급하는 전원공급단계(S17)를 포함한다.In addition, the charging method of the nickel-metal hydride battery 10 of the present invention is a discharge control step (S16) for controlling the discharge of the switching means 30, if the operating state of the rechargeable battery in the operation state check step (S11), and; The operation control step includes a power supply step (S17) for supplying power to the load circuit 60.

상기 동작상태체크단계(S11)는 상기 마이크로컨트롤러(40)에서 상기 니켈수소충전지(10)의 동작상태를 확인하는 단계이다. 여기서 상기 마이크로컨트롤러(40)는 상기 니켈수소충전지(10)가 충전 또는 방전상태에 따라서 상기 스위칭수단(30)의 제어를 선택적으로 실시하게 되며 그 구체적설명은 후술한다. The operation state checking step S11 is a step of checking the operation state of the nickel hydride battery 10 in the microcontroller 40. Here, the microcontroller 40 selectively performs the control of the switching means 30 according to the state where the nickel hydride battery 10 is charged or discharged, and a detailed description thereof will be described later.

상기 충전전압비교단계(S12)는 상기 마이크로컨트롤러(40)에서 상기 동작상태체크단계에서 상기 니켈수소충전지(10)의 충전상태로서 확인된다면 충전전압을 감지하여 설정된 전압과 비교하는 단계이다. 여기서 상기 마이크로컨트롤로는 예를 들어, 설정전압이 1.4V라면, 현재 태양광전지(20)에서 출력되는 전압과 상기 설정전압을 비교하여 1.4V보다 크다면 충전IC(50)에 의해 상기 스위칭수단(30)을 동작제어하도록 하는 충전IC(50)의 동작제어단계(S15)를 진행한다.The charging voltage comparison step (S12) is a step of detecting the charging voltage and comparing it with the set voltage if the microcontroller 40 determines that the charging state of the nickel hydride battery 10 is determined in the operation state checking step. Here, for example, when the set voltage is 1.4V, the microcontroller compares the voltage currently output from the photovoltaic cell 20 with the set voltage and is larger than 1.4V. The operation control step (S15) of the charging IC 50 to control operation 30 is performed.

상기 스위칭증폭제어단계(S14)는 상기 마이크로컨트롤러(40)가 상기 충전전압비교단계에서 상기 충전전압과 설정전압을 비교하여 충전전압이 설정전압보다 작다면, 상기 스위칭수단(30)을 제어하여 상기 태양광전지(20)에서 출력되는 미소전류를 전압으로 변환시켜 증폭한다. 즉, 상기 마이크로컨트롤러(40)는 상기 니켈수소충전지(10)가 충전상태일 때 미소전압에 동기화된 펄스동작신호를 상기 스위칭수단(30)의 소스부에 인가하여 스위칭수단(30)을 온오프 시키고, 이때 전압량이 다른 복수 개의 펄스동작신호가 동작하면 부하가 발생되므로 상기 충전IC(50)는 동작하지 않는다.In the switching amplification control step (S14), when the microcontroller 40 compares the charging voltage with a set voltage in the charging voltage comparing step, if the charging voltage is smaller than a set voltage, the switching means 30 is controlled to control the switching means. The small current output from the photovoltaic cell 20 is converted into a voltage and amplified. That is, the microcontroller 40 applies the pulse operation signal synchronized with the minute voltage to the source portion of the switching means 30 when the nickel hydride battery 10 is in a charged state, thereby turning the switching means 30 on and off. In this case, since a load is generated when a plurality of pulse operation signals having different voltage amounts operate, the charger IC 50 does not operate.

여기서 상기 스위칭수단(30)은 상기 마이크로컨트롤러(40) 또는 충전IC(50)의 제어에 의해 온오프되며, 이는 도 3a와 도 3b에 도시된 바와 같다. Here, the switching means 30 is turned off by the control of the microcontroller 40 or the charging IC (50), as shown in Figures 3a and 3b.

도시된 바를 참조하면, 상기 스위칭수단(30)은 온 되었을 경우에 0.2V의 전압강하, 오프되었을 경우에 0.7V의 전압강하가 발생된다. 따라서 상기 스위칭수단(30)은 도 3a를 참조하면, 온/오프 주기가 짧기 때문에 통상적으로 상기와 같은 전압강하가 발생되므로 태양광전지(20)에서 출력되는 1.4V이하라면 상기 니켈수소충전지(10)의 충전이 어렵다. Referring to FIG. 5, when the switching means 30 is turned on, a voltage drop of 0.2 V occurs and a voltage drop of 0.7 V occurs when the switching means 30 is turned off. Therefore, since the switching means 30 has a short on / off period, the voltage drop is generated as described above, so that the nickel hydride battery 10 is less than 1.4V output from the photovoltaic cell 20. Of charging is difficult.

따라서 상기 마이크로컨트롤러(40)는 도 3b와 같이 상기 스위칭수단(30)을 설정된 시간 동안 온 상태를 유지하도록 하여 상기 스위칭수단(30)을 온시키므로 0.2V로서 전압강하의 폭을 줄이도록 제어하므로 1.4V이하의 충전전압이라도 니켈수소충전지(10)의 충전이 가능하게 한다. Therefore, since the microcontroller 40 turns on the switching means 30 by keeping the switching means 30 on for a predetermined time as shown in FIG. 3B, the microcontroller 40 controls to reduce the width of the voltage drop as 0.2V. The nickel hydride battery 10 can be charged even at a charging voltage of V or less.

상기 충전단계(S14)는 상기 마이크로컨트롤러(40)의 제어에 의해 상기 스위칭수단(30)에 의해 증폭된 전압이 상기 니켈수소충전지(10)에 충전되는 단계이다. The charging step S14 is a step in which the voltage amplified by the switching means 30 is charged in the nickel hydride battery 10 under the control of the microcontroller 40.

상기 동작상태체크단계(S11)에서 상기 마이크로컨트롤러(40)는 상기 스위칭수단(30)의 소스부에 전압을 더 이상 인가할 수 없을 경우 상기 니켈수소충전지(10)의 동작상태를 방전상태로 인식하게 되어 상기 스위칭수단(30)의 방전제어단계(S16)를 진행하게 된다. In the operation state checking step (S11), the microcontroller 40 recognizes the operation state of the nickel-hydrogen battery 10 as a discharge state when the voltage can no longer be applied to the source portion of the switching means 30. The discharge control step (S16) of the switching means 30 is to proceed.

상기 방전제어단계(S16)는 상기 니켈수소충전지(10)가 방전상태일때 상기 마이크로컨트롤러(40)에서 상기 니켈수소충전지(10)의 전압을 미소전압에 동기화된 펄스동작신호로 변환하고, 이 펄스동작신호를 상기 스위칭수단(30)의 게이트에 인가하여 온시키므로 전압강하를 최소화하는 단계이다. In the discharge control step (S16), when the nickel hydride battery 10 is in a discharged state, the microcontroller 40 converts the voltage of the nickel hydride battery 10 into a pulse operation signal synchronized to a minute voltage. Since the operation signal is applied to the gate of the switching means 30 to minimize the voltage drop.

즉, 상기 스위칭수단(30)은(예를 들면 전계효과트랜지스터)은 충전중에 소스에서 드레인으로 전류가 흐를 경우 게이트를 온으로 제어하면 0.2V의 전압강하가 있고, 게이트를 오프로 제어하면 0.7V의 전압강하가 발생된다. 따라서 충전지가 방전할 경우에 상기 스위칭수단(30)의 드레인에서 소르로 전류가 흐르는데 이때 게이트를 제어하지 않을 경우에도 전압강하가 0.7V가 발생하고 온으로 제어를 하게 되면 0.2V의 전압강하가 발생한다. 따라서 상기 마이크로컨트롤러(40)는 상기 방전의 경우에 상기 스위칭수단(30)의 게이트를 온시키므로 전압강하의 폭을 0.2V로 유지하므로 상기 니켈수소충전지(10)의 방전 및 충전효율을 높일 수 있도록 한다. That is, the switching means 30 (for example, the field effect transistor) has a voltage drop of 0.2 V when the gate is turned on when a current flows from the source to the drain while charging, and 0.7 V when the gate is turned off. The voltage drop of is generated. Therefore, when the rechargeable battery is discharged, a current flows from the drain of the switching means 30 to the sorrel. Even when the gate is not controlled, a voltage drop of 0.7 V is generated and a voltage drop of 0.2 V occurs when controlled to ON. do. Therefore, since the microcontroller 40 turns on the gate of the switching means 30 in the case of the discharge, the width of the voltage drop is maintained at 0.2V so that the discharge and charging efficiency of the nickel-hydrogen battery 10 can be improved. do.

상기 전원공급단계(S17)는 상기 마이크로컨트롤러(40)의 제어에 의해 상기 스위칭수단(30)이 온되므로 전압강하가 최소화되어 상기 니켈수소충전지(10)에 충전된 전압이 부하회로(60)에 출력되는 단계이다. In the power supply step S17, since the switching means 30 is turned on under the control of the microcontroller 40, the voltage drop is minimized so that the voltage charged in the nickel hydride battery 10 is applied to the load circuit 60. This step is output.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.

10 : 니켈수소충전지 20 : 태양광전지
30 : 스위칭수단 40 : 마이크로컨트롤러
50 : 충전IC 60 : 부하회로10: nickel-hydrogen battery 20: solar cell
30: switching means 40: microcontroller
50: charging IC 60: load circuit

Claims (4)

태양광전지에서 입사된 태양광을 변환하여 출력하는 전압을 충전하여 부하회로에 공급하는 니켈수소충전지의 충전장치에 있어서,
상기 태양광에서 변환된 전압을 스위칭증폭하여 상기 니켈수소충전지(10)에 인가하는 스위칭수단과,
상기 태양광전지에서 변환된 전압이 설정전압과 비교하여 설정전압 이하이면 상기 스위칭수단을 설정된 시간 동안 온 하도록 제어하는 마이크로컨트롤러와,
상기 태양광전지에서 출력된 전압이 설정된 전압이상이면 상기 스위칭수단을 온오프 제어하는 충전IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 니켈수소충전지의 충전장치.In the charging device of the nickel-metal hydride battery for charging the voltage that converts the sunlight incident from the photovoltaic cell and outputs it to the load circuit,
Switching means for switching and amplifying the voltage converted in the sunlight applied to the nickel-hydrogen battery 10;
A microcontroller for controlling the switching means to turn on for a predetermined time when the voltage converted from the photovoltaic cell is less than or equal to a set voltage;
And a charging IC for controlling the switching means on and off when the voltage output from the solar cell is equal to or higher than a set voltage. 제1항에 있어서, 상기 마이크로컨트롤러는
상기 니켈수소충전지가 방전상태라면, 상기 스위칭수단을 온시켜 전압강하의 폭을 감소시키는 것을 특징으로 하는 니켈수소충전지의 충전장치.The method of claim 1, wherein the microcontroller
And if the nickel hydride battery is in a discharged state, turning on the switching means to reduce the width of the voltage drop. 태양광전지에서 입사된 태양광을 변환하여 출력하는 전압을 충전하여 부하회로에 공급하도록 마이크로컨트롤러가 스위칭수단을 제어하는 니켈수소충전지의 충전방법에 있어서,
상기 니켈수소충전지의 동작상태가 충전 또는 방전인지를 체크하는 동작상태체크단계와,
상기 동작상태체크단계에서 상기 니켈수소충전지가 충전상태로 확인되면, 충전전압을 감지하여 설정된 전압과 비교하는 충전전압비교단계와,
상기 충전전압비교단계에서 상기 충전전압과 설정전압을 비교하여 충전전압이 설정전압보다 작다면, 상기 스위칭수단을 설정된 시간동안 온상태를 유지하도록 제어하는 스위칭증폭제어단계와,
상기 스위칭증폭제어단계에서 출력된 전압이 상기 니켈수소충전지에 충전되는 충전단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광전지를 이용한 니켈수소충전지의 충전방법.In the charging method of the nickel-metal hydride battery in which the microcontroller controls the switching means to charge the voltage outputted by converting the solar light incident from the photovoltaic cell to supply to the load circuit,
An operation state checking step of checking whether the operation state of the nickel hydride battery is charging or discharging;
In the operation state checking step, when the nickel-hydrogen rechargeable battery is identified as a charging state, a charging voltage comparison step of detecting a charging voltage and comparing it with a set voltage;
A switching amplification control step of controlling the switching means to maintain the on state for a predetermined time when the charging voltage is smaller than the setting voltage by comparing the charging voltage and the setting voltage in the charging voltage comparing step;
The charging method of the nickel-metal hydride battery using a solar cell, characterized in that it comprises a charging step of the voltage output in the switching amplification control step is charged in the nickel hydride battery. 제3항에 있어서, 상기 동작상태체크단계에서
상기 스위칭수단의 소스부에 전압을 더 이상 인가할 수 없을 경우 상기 니켈수소충전지의 동작상태를 방전상태로 인식하여 상기 니켈수소충전지의 전압을 미소전압에 동기화된 펄스동작신호로 변환하고, 이 펄스동작신호를 상기 스위칭수단에 인가하여 설정 시간 동안 온시키는 방전제어단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광전지를 이용한 니켈 수소 충전지의 충전방법.
The method of claim 3, wherein in the operation state checking step
When the voltage can no longer be applied to the source portion of the switching means, the operating state of the nickel-metal hydride battery is recognized as a discharge state, and the voltage of the nickel-metal hydride battery is converted into a pulse operation signal synchronized with a minute voltage. The method of claim 1, further comprising a discharge control step of applying an operation signal to the switching means to turn on for a predetermined time.
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