KR20130039930A - 배터리 충전기 및 복원재생기의 배터리 접속상태 검출 및 극성을 자동 전환하여 자동 충전하는 배터리 충전 및 복원재생 장치 - Google Patents

배터리 충전기 및 복원재생기의 배터리 접속상태 검출 및 극성을 자동 전환하여 자동 충전하는 배터리 충전 및 복원재생 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 충전기 및 복원재생기의 배터리 충전 및 복원재생과정에서 충전 및 복원재생기에 연결되어 있는 배터리와의 접속상태를 내장되어 있는 마이크로콘트롤러의 프로그램에 의하여 정상접속, 역접속, 개방상태를 판단하여 접속 상태에 따라서 충전 및 복원재생기의 출력 극성을 자동으로 전환하여 충전 및 복원재생기가 항상 정상상태로 작동하도록 하고, 비정상 작동시 출력을 완벽하게 차단하여 배터리와 충전 및 복원재생기를 보호하는 배터리 충전기 및 복원재생기의 배터리 접속상태 검출과 극성을 자동 전환하여 충전하는 배터리 충전 및 복원재생 장치에 관한 것이다.
상세하게는, 본 발명은 사용자가 배터리를 연결할 시 (+), (-) 단자를 정확하게 확인하여 연결하여야 하는 불편함과 또는 사용자의 부주의로 (+), (-) 단자를 역접속하여 발생하는 문제점을 보완하기 위한 장치에 관한 것으로, 배터리 충전 및 복원재생 장치를 통합제어 하는 메인콘트롤부에는 마이크로콘트롤러가 탑재되어서 내부 제어용 프로그램에 의하여 각종 입출력조건에 따라서 제어되는 디지털 제어방식으로 전원스위치가 작동되어 내부회로에 전원이 공급되면 메인회로부에 있는 마이크로콘트롤러는 배터리에 연결되어 있는 모든 출력회로를 차단하고 배터리에 연결되어 있는 정역접속 검출용 회로부의 신호를 확인하여 현재의 배터리 연결이 정상 접속이 되어 있는지 또는 역접속으로 되어 있는지, 완전한 오픈상태인지를 판별하여 배터리와 연결되는 출력회로부의 스위칭소자를 정방향으로 연결되도록 제어하거나 또는 역방향으로 연결되도록 제어하거나 혹은 오픈상태에서는 스위칭소자의 연결을 완전 차단하도록 하여 배터리가 본 장치에 연결되어 있을 때에는 정역접속에 관계없이 (+) 전압은 배터리의 (+) 단자에, (-) 전압은 배터리의 (-) 단자에 항상 연결되도록 하여 사용자가 배터리의 (+), (-) 단자를 확인하여야 하는 불편함을 해소하고, 부주의로 역접속하여 발생할 수 있는 폭발이나 기타 문제점을 사전 예방할 수 있는 배터리 충전 및 복원재생 장치에 관한 것이다.

Description

배터리 충전기 및 복원재생기의 배터리 접속상태 검출 및 극성을 자동 전환하여 자동 충전하는 배터리 충전 및 복원재생 장치{Battery charging and recovery reproducing device performing automatic charging by detecting battery connection state of battery charger and recovery reproducing player and switching polarity automatically}
본 발명은 배터리 충전 및 복원재생기의 배터리 충전 및 복원재생에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 배터리 충전기 및 복원재생기의 배터리 접속 상태를 자동으로 검출하여 오접속시 극성을 자동 전환하여 충전하는 배터리 충전 및 복원재생 장치에 관한 것이다.
종래의 배터리 충전 및 복원재생기는 배터리와의 오접속에 의하여 충전 및 복원재생기 또는 배터리가 소손되는 경우가 발생하거나 오접속시 작동을 중단하여 사용자로 하여금 연결상태를 재차 확인하여 정상적으로 연결하도록 유도하는 시스템으로 구성되어 있어서 사용자가 항상 배터리의 극성에 주의하여야 하는 문제점이 있었다.
구체적으로는 배터리 충전 또는 복원재생시 배터리의 (+) 단자와 (-) 단자를 확인하고 충전 및 복원재생기의 출력 케이블을 정확하게 (+) 단자와 (-) 단자에 연결한 후 충전 및 복원재생기를 작동시켜야하는 불편함과 번거로운 문제점이 있다.
또한 충전 또는 복원재생하고자하는 배터리의 표면이 오염되어 있거나 또는 오래되어서 (+) 단자와 (-) 단자를 식별할 수 없는 상황에서 별도의 계측기를 이용하여 확인작업 이나 과정이 필요하여 불편함과 번거로운 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기위하여 안출한 것으로, 충전 및 복원재생기에 연결되어 있는 배터리와의 접속상태를 내장되어 있는 마이크로콘트롤러의 프로그램에 의하여 정상접속, 역접속, 개방상태를 판단하여 접속 상태에 따라서 충전 및 복원재생기의 출력 극성을 자동으로 전환하여 충전 및 복원재생기가 항상 정상상태로 작동하도록 하고, 비정상 작동시 출력을 완벽하게 차단하여 배터리와 충전 및 복원재생기를 보호하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 메인콘트롤부(10)에 탑재된 마이크로콘트롤러(11)가 내부 제어용 프로그램에 의하여 각종 입출력 조건 및 상태에 따라서 관련된 출력회로를 제어하도록 구성되어 있다.
메인콘트롤부(10)에 회로가 항상 안정되게 작동할 수 있도록 안정화된 직류전압을 공급하는 정전압부(20)와; 배터리 충전 및 복원재생장치가 마이크로콘트롤러(11)의 제어에 의하여 배터리(110)에 안정화된 직류전압 및 충전전류설정소자(12)에서 설정된 전류를 공급할 수 있도록 충전전압을 생성하는 SMPS부(30)와; 배터리 충전 및 복원재생 장치의 시작과 정지를 알리는 파워스위치(41)와, 충전기능의 시작신호를 생성하는 충전스위치(42)와, 복원재생기능의 시작신호를 생성하는 복원재생스위치(43)와, 충전 및 복원재생기능이 순차적으로 작동하도록 신호를 생성하는 자동스위치(44)를 포함하는, 배터리 충전 및 복원재생 장치가 작동을 시작할 수 있도록 각종 신호를 생성하는 스위치입력부(40)와; 배터리(110)의 충전전압을 나타내는 전압표시소자(51)와, 배터리(110)의 충전전류를 나타내는 전류표시소자(52)와, 배터리(110)에 충전되는 충전량을 나타내는 충전레벨표시소자(53)와, 배터리(110)를 복원재생 할 시 복원재생량을 나타내는 복원재생레벨 표시소자(54)와, 파워스위치 작동을 나타내는 파워표시소자(55)와, 충전중임을 나타내는 충전표시소자(56)와, 복원재생중임을 나타내는 복원재생표시소자(57)와, 자동작동중임을 나타내는 자동상태 표시소자(58)를 포함하는, 배터리 충전 및 복원재생 장치의 작동상태를 나타내는 표시소자부(50)와; 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)를 정방향으로 연결되도록 작동하는 정방향 스위칭 출력소자(61)와, 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)가 역방향으로 연결되도록 작동하는 역방향 스위칭 출력소자(62)와, 배터리(110)에 연결되는 회로를 차단하는 메인스위칭소자(63)를 포함하는, 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)를 연결 및 차단하는 작동을 실행하는 출력정역제어부(60)와; 충전모드 선택시 배터리(110)에 충전전압과 전류를 연결 및 차단하는 충전모드 스위칭 출력소자(71)와, 복원재생모드 선택 시 배터리(110)에 복원재생펄스를 연결 및 차단하는 복원재생모드 스위칭 출력소자(72)를 포함하는, 충전 또는 복원재생모드의 선택에 따라서 출력부의 회로를 제어하는 출력모드제어부(70)와; 배터리(110)의 정방향 연결상태를 검출하는 정방향 검출소자(81), 배터리(110)의 역방향 연결상태를 검출하는 역방향 검출소자(82)와, 정방향 연결상태를 나타내는 정방향 연결상태 표시소자(83)와, 역방향 연결상태를 나타내는 역방향 연결상태 표시소자(84)와, 정방향 스위칭 출력소자(61),역방향 스위칭 출력소자(62), 충전모드 스위칭 출력소자(71), 복원재생모드 스위칭 출력소자(72), 정방향 검출소자(81), 역방향 검출소자(82)의 상태를 입력받는 검출센서 ON/OFF 소자(85)를 포함하는, 배터리 충전 및 복원재생 장치의 핵심 구성요소로 배터리(110)의 상태를 검출하여 검출된 신호를 마이크로콘트롤러(11)에 전달하는 배터리 연결상태 검출 및 표시소자부(80)와; 복원재생모드 선택시 배터리(110)에 복원재생펄스를 생성하는 복원재생 펄스발생부(90)와; 비 정상상태 또는 이상 상태를 사용자가 소리로 인지할 수 있도록 경고음을 알려주는 부저(100)로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치를 기술적 요지로 한다.
본 발명에 따르는 장치는 배터리를 충전하거나 복원재생 할 시 충전기나 복원재생기의 (+) 출력단자와 (-) 출력단자를 배터리에 연결할 때 사용자가 항상 배터리의 (+) 단자와 (-) 단자를 정확하게 확인하고 충전기나 복원재생기를 작동시켜야 하는 불편함을 개선하고, 때로는 오래 사용하였거나 또는 배터리의 표면이 이물질로 오염되어 있어서 배터리의 (+) 단자와 (-) 단자를 식별할 수 없는 상황 하에서도 별도의 계측기를 이용한 단자 확인작업이 필요 없이 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리를 연결하고 충전이나 복원재생 또는 자동 스위치를 입력하면 배터리 충전 및 복원재생 장치의 내부에 있는 마이크로콘트롤러가 각종 입력상태를 분석하여 배터리 충전 및 복원재생 장치의 출력과 배터리의 극성을 자동으로 일치시키도록 함으로써 사용자가 배터리의 단자를 연결할 때 단자의 극성을 확인할 필요가 없다는 효과가 있다.
또한 비정상 작동시 출력을 완벽하게 차단하여 배터리와 충전 및 복원재생기를 보호하는 효과가 있다.
도 1은 배터리 충전 및 복원재생 장치의 대략적인 구성을 나타내는 블록이다.
도 2는 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리의 연결 상태를 나타내는 내부 블록이다.
도 3은 배터리 충전 및 복원재생 장치의 극성 검출 및 자동 작동에 필요한 내부 회로도이다
도 4a 및 도 4b는 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리간의 선로 극성을 판별하고 자동으로 극성을 전환하는 부분의 플로우차트이다.
이하, 본 발명에 의한 배터리 충전기 및 복원재생기의 배터리 접속상태 검출 및 극성을 자동전환하여 충전하는 장치의 실시형태를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
도 1은 배터리 충전 및 복원재생 장치의 대략적인 구성을 나타내는 블록이며, 도 2는 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리의 연결 상태를 나타내는 내부 블록이며, 도 3은 배터리 충전 및 복원재생 장치의 극성 검출 및 자동 작동에 필요한 내부 회로도이며, 도 4a 및 도 4b는 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리간의 선로 극성을 판별하고 자동으로 극성을 전환하는 부분의 플로우차트이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 충전 및 복원재생 장치는 메인콘트롤부(10)에 탑재된 마이크로콘트롤러(11)가 내부 제어용 프로그램에 의하여 각종 입출력 조건 및 상태에 따라서 관련된 출력회로를 제어하도록 되어 있다.
본 발명에 의한 배터리 충전 및 복원재생 장치는 마이크로콘트롤러(11)가 내부 제어용 프로그램에 의하여 각종 입출력 조건 및 상태에 따라서 관련된 출력회로를 제어하는 메인콘트롤부(10)와;
충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)를 연결 및 차단하는 작동을 실행하는 출력정역제어부(60)와;
충전 또는 복원재생모드의 선택에 따라서 출력부의 회로를 제어하는 출력모드제어부(70)와;
배터리(110)의 상태를 검출하여 검출된 신호를 마이크로콘트롤러(11)에 전달하는 배터리 연결상태 검출 및 표시소자부(80)와;
복원재생모드 선택시 배터리(110)에 복원재생펄스를 생성하는 복원재생 펄스발생부(90)로 구성되어 있다. 또한 메인콘트롤부(10)에는 비 정상상태 또는 이상 상태를 사용자가 소리로 인지할 수 있도록 경고음을 알려주는 부저(100)가 추가로 구성되어 있다.
상세하게는 메인콘트롤부(10)에는 회로가 항상 안정되게 작동할 수 있도록 안정화된 직류전압을 공급하는 정전압부(20)가 포함되어 있으며, 충전 및 복원재생기가 마이크로콘트롤러(11)의 제어에 의하여 배터리(110)에 안정화된 직류전압 및 충전전류설정소자(12)에서 설정된 전류를 공급할 수 있도록 충전전압을 생성하는 SMPS부(30)가 포함되어 있으며, 배터리 충전 및 복원재생 장치의 시작과 정지를 알리는 파워스위치(41)와, 충전기능의 시작신호를 생성하는 충전스위치(42)와, 복원재생기능의 시작신호를 생성하는 복원재생스위치(43)와, 충전 및 복원재생기능이 순차적으로 작동하도록 신호를 생성하는 자동스위치(44)로 구성되어 배터리 충전 및 복원재생 장치가 작동을 시작할 수 있도록 각종 신호를 생성하는 스위치입력부(40)가 포함되어 있으며, 배터리(110)의 충전전압을 나타내는 전압표시소자(51)와, 배터리(110)의 충전전류를 나타내는 전류표시소자(52)와 배터리(110)에 충전되는 충전량을 나타내는 충전레벨표시소자(53)와 배터리(110)를 복원재생 할 시 복원재생량을 나타내는 복원재생레벨 표시소자(54)와, 파워스위치 작동을 나타내는 파워표시소자(55)와, 충전중임을 나타내는 충전표시소자(56)와, 복원재생중임을 나타내는 복원재생표시소자(57)와, 자동작동중임을 나타내는 자동상태 표시소자(58)로 구성되는 배터리 충전 및 복원재생 장치의 작동상태를 나타내는 표시소자부(50)가 포함되어 있으며, 복원재생모드 선택시 배터리(110)에 복원재생펄스를 생성하는 복원재생 펄스발생부(90)를 포함하여 구성되어 있으며, 비 정상상태 또는 이상 상태를 사용자가 소리로 인지할 수 있도록 경고음을 알려주는 부저(100)가 추가로 구성되어 있다.
다음으로, 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)를 연결 및 차단하는 작동을 실행하는 출력정역제어부(60)에는 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)를 정방향으로 연결되도록 작동하는 정방향 스위칭 출력소자(61)와, 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)가 역방향으로 연결되도록 작동하는 역방향 스위칭 출력소자(62)와, 배터리(110)에 연결되는 회로를 차단하는 메인스위칭소자(63)로 구성되어 있다.
다음으로, 충전 또는 복원재생모드의 선택에 따라서 출력부의 회로를 제어하는 출력모드제어부(70)는 충전모드 선택시 배터리(110)에 충전전압과 전류를 연결 및 차단하는 충전모드 스위칭 출력소자(71)와, 복원재생모드 선택 시 배터리(110)에 복원재생펄스를 연결 및 차단하는 복원재생모드 스위칭 출력소자(72)로 구성되어 있다.
다음으로, 배터리 충전 및 복원재생 장치의 핵심 구성요소로 배터리(110)의 상태를 검출하여 검출된 신호를 마이크로콘트롤러(11)에 전달하는 배터리 연결상태 검출 및 표시소자부(80)는 배터리(110)의 정방향 연결상태를 검출하는 정방향 검출소자(81), 배터리(110)의 역방향 연결상태를 검출하는 역방향 검출소자(82)와, 정방향 연결상태를 나타내는 정방향 연결상태 표시소자(83)와, 역방향 연결상태를 나타내는 역방향 연결상태 표시소자(84)와, 정방향 스위칭 출력소자(61),역방향 스위칭 출력소자(62), 충전모드 스위칭 출력소자(71), 복원재생모드 스위칭 출력소자(72), 정방향 검출소자(81), 역방향 검출소자(82)의 상태를 입력받는 검출센서 ON/OFF 소자(85)를 포함하여 구성되어 있다.
이하 배터리 충전 및 복원재생 장치에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
마이크로콘트롤러(11)는 메인콘트롤부(10)에 탑재되어 배터리 충전 및 복원재생 장치가 정상적으로 작동하도록 내부에 있는 프로그램에 따라서 배터리 충전 및 복원재생 장치를 통합 제어하는 핵심 부품으로 각종 입력 조건에 맞추어서 출력을 정확하게 제어할 수 있도록 알고리즘이 프로그램화 되어 있다.
마이크로콘트롤러(11)는 스위치 입력부(40)에 있는 파워스위치(41)의 입력을 상시 체크하여 배터리 충전 및 복원재생 장치의 작동 및 정지모드 여부를 판단하여 배터리 충전 및 복원재생 장치의 작동 및 정지를 제어한다. 파워스위치(41)는 작동 및 정지모드의 선택을 반복할 수 있는 플립플롭 형태로 마이크로콘트롤러(11)는 작동모드가 선택되어 시작되면 출력모드제어부(70)에 있는 충전모드 스위칭 출력소자(71)와 복원모드 스위칭 출력소자(72), 그리고 배터리(110)와의 연결 및 차단기능을 실행하는 출력정역제어부(60)에 있는 메인 스위칭소자(63)를 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)연결을 완전 차단하도록 회로선상에서 차단하는 동작을 하도록 제어하여 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)를 보호하도록 한다.
다음으로, 마이크로콘트롤러(11)는 표시소자부(50)에 있는 전압표시소자(51), 전류표시소자(52),충전레벨표시소자(53), 복원재생레벨 표시소자(54), 파워표시소자(55), 충전표시소자(56)와, 복원재생표시소자(57), 자동상태 표시소자(58)의 표시상태를 회로선상에서 초기화상태로 표시하는 동작을 하도록 제어한다.
다음으로, 마이크로콘트롤러(11)는 배터리 연결상태 검출 및 표시소자부(80)의 정방향 검출소자(81)와 역방향검출센서(82)의 검출 신호를 입력 받아서 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)와의 연결 상태를 논리적으로 판단한다.
구체적으로, 상기 연결 상태의 논리적 판단은 정방향 검출소자(81)가 비도통, 역방향 검출소자(82)가 비도통 상태이거나, 정방향 검출소자(81)가 도통, 역방향 검출소자(82)가 비도통 상태이거나, 정방향 검출소자(81)가 비도통, 역방향 검출소자(82)가 도통 상태이거나, 정방향 검출소자(81)가 도통, 역방향 검출소자(82)가 도통 상태임을 판단한다.
그리고, 정방향 검출소자(81)가 비도통, 역방향 검출소자(82)가 비도통 상태일 때에는 마이크로콘트롤러(11)는 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(100)의 연결이 비정상적인상태(회로적으로 개방상태)이거나 또는 선로의 일부가 손상되어서 전기적으로 비도통 상태로 판단하여 표시소자부(50)에 있는 전압표시소자(51), 전류표시소자(52), 충전레벨 표시소자(53) 및 복원재생 표시소자(54)를 일정한 형태로 점등 또는 점멸시키거나, 메인콘트롤부(10)에 탑재되어 있는 부저(100)를 작동시켜서 사용자로 하여금 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)의 결합상태가 비정상적임을 인지할 수 있도록 제어한다.
그리고, 만약 정방향 검출소자(81)가 도통, 역방향 검출소자(82)가 비도통 상태일 때에는 마이크로콘트롤러(11)는 배터리 충전 및 복원재생 장치의 (+) 출력단자는 배터리(110)의 (+) 단자에, 배터리 충전 및 복원재생 장치의 (-) 출력단자는 배터리(110)의 (-) 단자에 정방향으로 연결되어 있는 것으로 판단하여 출력정역제어부(60)에 있는 정방향 스위칭소자(61)를 작동시킨 후 메인스위칭소자(63)를 작동시켜서 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)가 회로적으로 연결되도록 하여 충전 또는 복원재생모드를 실행할 수 있는 준비단계로 전환하도록 제어한다.
그리고, 만약 정방향 검출소자(81)가 비도통, 역방향 검출소자(82)가 도통 상태일 때에는 마이크로콘트롤러(11)는 배터리 충전 및 복원재생 장치의 (+) 출력단자는 배터리(110)의 (-)단자에, 배터리 충전 및 복원재생 장치의 (-) 출력단자는 배터리(110)의 (+) 단자에 역방향으로 연결되어 있는 것으로 판단하여 출력정역제어부(60)에 있는 역방향 스위칭소자(62)를 작동시킨 후 메인스위칭소자(63)를 작동시켜서 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)가 회로적으로 연결되도록 하여 충전 또는 복원재생모드를 실행할 수 있는 준비단계로 전환하도록 제어한다.
그리고, 만약 정방향 검출소자(81)가 도통, 역방향 검출소자(82)가 도통 상태일 때에는 마이크로콘트롤러(11)는 배터리 충전 및 복원재생 장치의 정방향 검출소자(81)나 또는 역방향 검출소자(82)가 소손 또는 비정상적으로 단락되어 있는 것으로 판단하여 표시소자부(50)에 있는 전압표시소자(51), 전류표시소자(52), 충전레벨 표시소자(53) 및 복원재생 표시소자(54)를 일정한 형태로 점등 또는 점멸시키거나 메인콘트롤부(10)에 탑재되어 있는 부저(100)를 작동시키는 제어를 하여 사용자로 하여금 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리의 결합상태가 비정상적임을 인지하도록 하거나 부품의 이상상태를 인지할 수 있도록 한다.
다음으로, 마이크로콘트롤러(11)는 정방향 또는 역방향 접속상태의 충전 또는 복원재생모드를 실행할 수 있는 준비단계에서 접속상태에 맞는 정방향상태 표시소자(83) 또는 역방향상태 표시소자(84)를 점등시킨 후 현재의 접속모드(정방향 접속모드 또는 역방향 접속모드)를 마이크로콘트롤러(11)가 기억한 후, 스위치 입력부(40)에 있는 충전스위치(42), 복원 재생스위치(43) 또는 자동스위치(44)의 입력을 기다리는 대기모드 상태가 유지되도록 제어한다.
다음으로, 대기모드 상태가 유지된 상태에서 마이크로콘트롤러(11)에 입력된 스위치입력부(40)에 있는 충전스위치(42)의 신호와 복원재생스위치(43)의 신호와 자동스위치(44)의 신호 각각의 경우에 대한 제어동작에 대하여 기술 한다.
스위치입력부(40)에 있는 충전스위치(42)의 신호가 입력되면 마이크로콘트롤러(11)는 대기모드를 충전모드로 전환하기 위하여 표시소자부(50)에 있는 충전표시소자(56)를 점등시키고 출력모드제어부(70)에 있는 충전모드 스위칭 출력소자(71)를 작동시켜서 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)가 회로적으로 연결되도록 하여 충전을 시작하며, 마이크로콘트롤러(11)는 이와 동시에 검출센서 ON/OFF 소자(85)를 활성화하여 정방향 검출소자(81), 역방향 검출소자(82)의 상태를 입력받아서 이전에 대기모드 상태에서 기억된 접속모드(정방향 접속모드 또는 역방향 접속모드)와 비교하여 동일한 상태가 유지되는지 판단하여 동일한 상태를 유지할 경우에는 충전모드 상태를 계속 유지하고, 동일한 상태가 아닐 경우에는 비정상 접속상태로 출력정역제어부(60)에 있는 정방향 스위칭 출력소자(61)나, 역방향 스위칭 출력소자(62)의 접속에 이상이 있는 것으로 판단하여 마이크로콘트롤러(11)는 정방향 스위칭 출력소자(61)나, 역방향 스위칭 출력소자(62)의 작동을 차단하고 표시소자부(50)에 있는 충전표시소자(56)를 점멸시키면서 내부에 탑재된 부저(100)를 작동시키는 제어를 하여 충전모드의 이상상태를 사용자가 인지할 수 있도록 제어하여 배터리 충전 및 복원재생 장치의 이상 유무를 점검하도록 한다.
그리고, 만약 스위치입력부(40)에 있는 복원재생스위치(43)의 신호가 입력되면 마이크로콘트롤러(11)는 대기모드를 복원재생모드로 전환하기 위하여 표시소자부(50)에 있는 복원재생 표시소자(57)를 점등시키고 출력모드제어부(70)에 있는 복원재생모드 스위칭 출력소자(72)를 작동시켜서 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)가 회로적으로 연결되도록 하여 복원재생을 시작하며, 마이크로콘트롤러(11)는 이와 동시에 검출센서 ON/OFF 소자(85)를 활성화하여 정방향검출센서(81)와 역방향 검출소자(82)의 상태를 입력받아서 이전에 대기모드 상태에서 기억된 접속모드(정방향 접속모드 또는 역방향 접속모드)와 비교하여 동일한 상태가 유지되는지 판단하여 동일한 상태를 유지할 경우에는 복원재생모드상태를 계속 유지하고, 동일한 상태가 아닐 경우에는 비정상 접속상태로 출력정역제어부(60)에 있는 정방향 스위칭 출력 소자(61)나, 역방향 스위칭출력소자(62)의 접속에 이상이 있는 것으로 판단하여 마이크로콘트롤러(11)는 정방향 스위칭 출력소자(61)나, 역방향 스위칭 출력소자(62)의 작동을 차단하고 표시소자부(50)에 있는 복원재생 표시소자(57)를 점멸시키면서 내부에 탑재된 부저(100)를 작동시키는 제어를 하여 복원재생모드의 이상상태를 사용자가 인지할 수 있도록 제어하여 배터리 충전 및 복원재생 장치의 이상 유무를 점검하도록 한다.
그리고, 만약 스위치입력부(40)에 있는 자동스위치(44)의 신호가 입력되면 마이크로콘트롤러(11)는 대기모드를 자동모드로 전환하기 위하여 표시 소자부(50)에 있는 자동작동 표시소자(58)를 점등시키고 순차적으로 복원재생모드와 충전모드가 실행되도록 제어하며, 이 제어 과정에서 검출센서 ON/OFF 소자(85), 정방향 검출소자(81)와 역방향 검출소자(82)의 신호를 입력받아서 정상 접속상태와 비정상 접속상태를 판단하여, 정상 접속상태일 경우 현재의 복원재생모드 및 충전모드를 계속 진행한다. 만약 비정상 접속상태일 경우 사용자에게 이상상태를 인지하도록 제어하는 동작은 상기 기술된 충전모드와 복원재생모드시 각각의 비정상 접속상태일 경우에 해당 출력소자의 차단 및 해당 표시소자의 점멸 및 부저(100)를 작동시키는 동작과 동일하다.
따라서, 배터리 충전 및 복원재생 장치는 마이크로콘트롤러(11)의 명령에 의하여 작동하는 출력정역제어부(60)에 있는 정방향 스위칭 출력소자(61)와 역방향 스위칭 출력소자(62)의 오동작(내부 단선이나 단락)이 발생하였을 때에도 검출센서 ON/OFF 소자(85), 정방향 검출소자(81)와 역방향 검출소자(82)의 신호를 입력받아서 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리(110)간의 회선을 상시 감시함으로써 예상치 못한 비정상 상태가 발생하여 배터리 충전 및 복원재생 장치나 또는 배터리(110)가 소손되지 않도록 프로그램화되어 있다.
다음으로, 도 3은 배터리 충전 및 복원재생 장치의 극성 검출 및 자동 작동에 필요한 내부 회로도를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 메인콘트롤부(10)에 있는 마이크로콘트롤러(11)의 입출력 포트들과, 배터리(110)의 (+) 단자 및 (-) 단자와, 메인스위칭소자(63)와 배터리 연결상태 검출 및 표시소자부(80)에 있는 배터리(110)의 정방향 연결상태를 검출하는 정방향 검출소자(81)와, 배터리(110)의 역방향 연결상태를 검출하는 역방향 검출소자(82)와, 정방향 연결상태를 나타내는 정방향 연결상태 표시소자(83)와, 역방향 연결상태를 나타내는 역방향 연결상태 표시소자(84)와, 정방향 검출소자(81), 역방향 검출소자(82)의 상태를 입력받는 검출센서 ON/OFF 소자(85)의 회로 구성 및 연결상태를 나타내고 있다.
정방향 검출소자(81), 역방향 검출소자(82), 정방향 연결상태 표시소자(83)와, 역방향 연결상태 표시소자(84), 검출센서 ON/OFF 소자(85)는 광소자 또는 계전기를 이용하여 비접촉식으로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 4a 및 도 4b는 배터리 충전 및 복원재생 장치와 배터리간의 선로 극성을 판별하고 자동으로 극성을 전환하는 부분의 플로우차트이다.
도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 플로우차트는 프로그램시작 단계(S100), 정방향모드 단계(S200), 역방향모드 단계(S300), 에러모드루틴 단계(S400), 스위치입력루틴 단계(S500), 충전모드진행 단계(S600), 복원재생모드 진행 단계(S700) 및 자동모드진행 단계(S800)로 이루어져 있다.
더욱 상세하게는, 상기 프로그램시작 단계(S100)가 시작되면 순차적으로 마이크로콘트롤러의 각종 레지스터 및 메모리를 초기화 하는 각종레지스터 및 메모리 초기화 단계(S101), 출력소자 차단 및 표시소자 초기화를 하는 단계(S102), 파워스위치가 ON 상태가 될 때까지 대기하는 단계(S103)를 실행하고, 만약 파워스위치가 ON 되었을 때 검출센서 ON/OFF 소자를 작동 하는 단계(S104), 정역방향소자 상태를 검출하는 단계(S105)를 거처, 정역방향소자가 정방향 OFF, 역방향 OFF일 경우 에러모드루틴 단계(S400)로 이동하고, 만약 정방향 OFF, 역방향 OFF가 아닐 경우 정방향 ON, 역방향 OFF인지를 확인하는 단계(S107)를 거치고, 만약 정방향 ON,역방향 OFF인 경우 정방향모드 단계(S200)로 이동하게 되며, 정방향 ON,역방향 OFF가 아닐 경우 정방향 OFF,역방향 ON인지를 확인하는 단계(S108)를 거치고, 만약 정방향 OFF,역방향 ON인 경우 역방향모드 단계(S300)로 이동하게 되며, 만약 정방향 OFF,역방향 ON이 아닌 경우 에러처리를 하는 에러모드루틴(S400)으로 이동한다.
상기 에러모드루틴(S400)에서는 검출센서 ON/OFF소자를 차단하는 단계(S401)를 거처 정역방향상태표시 소자를 점멸하는 단계(S402)를 거치고 내부 부저음을 작동하는 단계(S403)를 거처 대기모드전환 및 유지하는 단계(S404)를 실행한다.
이어서, 상기 정방향모드 단계(S200)에는 순차적으로 정방향스위칭소자를 작동하는 단계(S201), 정방향표시소자를 작동하는 단계(S202), 정방향모드 메모리세트시키는 단계(S203)를 실행 한 후 메인스위치소자를 ON시키는 단계(S304)로 이동 후 스위치입력루틴 단계(S500)로 이동한다.
상기 역방향모드 단계(S300)에는 순차적으로 역방향스위칭소자를 작동하는 단계(S301), 역방향표시소자를 작동하는 단계(S302), 역방향모드 메모리세트시키는 단계(S303)를 실행 한 후 메인스위치소자를 ON시키는 단계(S304)로 이동 후 스위치입력루틴 단계(S500)로 이동한다.
상기 스위치입력루틴 단계(S500)는 충전스위치,복원재생스위치,자동스위치가 ON되었는지를 체크하는 루틴으로, 충전스위치 ON 상태를 점검하는 단계(S501)를 실행하여 만약 충전스위치가 ON 되었으면 충전모드 진행 단계(S600)로 이동하고, 만약 복원재생스위치가 ON 되었다면 복원재생모드 진행 단계(S700)로 이동하고, 만약 자동스위치가 ON 되었다면 자동모드 진행 단계(S800)로 이동한다. 만약 상기 충전스위치, 상기 복원재생스위치, 상기 자동스위치 중 어느 하나라도 ON이 되지 않으면 계속 상기 충전스위치, 상기 복원재생스위치, 상기 자동스위치 중 어느 하나라도 ON이 될 때까지 상기 스위치입력루틴 단계(S500)를 반복 체크하게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 : 메인콘트롤부
11 : 마이크로콘트롤러 12 : 충전전류설정소자
20 : 정전압부 30 : SMPS부
40 : 스위치 입력부
41 : 파워스위치 42 : 충전스위치
43 : 복원재생스위치 44 : 자동스위치
50 : 표시소자부
51 : 전압표시소자 52 : 전류표시소자
53 : 충전레벨표시소자 54 : 복원재생레벨표시소자
55 : 파워표시소자 56 : 충전 표시소자
57 : 복원재생 표시소자 58 : 자동작동 표시소자
60 : 출력정역제어부
61 : 정방향스위칭 출력소자 62 : 역방향스위칭 출력소자
63 : 메인 스위칭 소자
70 : 출력모드제어부
71 : 충전모드 스위칭 출력소자 72 : 복원재생모드 스위칭 출력소자
80 : 배터리 연결상태 검출 및 표시소자부
81 : 정방향 검출소자 82 : 역방향 검출소자
83 : 정방향 연결상태 표시소자 84 : 역방향 연결상태 표시소자
85 : 검출센서 ON/OFF 소자
90 : 복원재생 펄스발생부
100 : 부저
110 : 배터리

Claims (4)

  1. 마이크로콘트롤러(11)가 내부 제어용 프로그램에 의하여 각종 입출력 조건 및 상태에 따라서 관련된 출력회로를 제어하는 메인콘트롤부(10)와;
    배터리(110)를 연결 및 차단하는 작동을 실행하는 출력정역제어부(60)와;
    충전 또는 복원재생모드의 선택에 따라서 출력부의 회로를 제어하는 출력모드제어부(70)와;
    배터리(110)의 상태를 검출하여 검출된 신호를 마이크로콘트롤러(11)에 전달하는 배터리 연결상태 검출 및 표시소자부(80)와;
    복원재생모드 선택시 배터리(110)에 복원재생펄스를 생성하는 복원재생 펄스발생부(90)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 접속상태 검출 및 극성을 자동 전환하여 자동 충전하는 배터리 충전 및 복원재생 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 표시소자부(80)는 배터리(110)의 정방향 연결상태를 검출하는 정방향 검출소자(81)와, 배터리(110)의 역방향 연결상태를 검출하는 역방향 검출소자(82)와, 정방향 연결상태를 나타내는 정방향 연결상태 표시소자(83)와, 역방향 연결상태를 나타내는 역방향 연결상태 표시소자(84)와, 정방향 스위칭 출력소자(61), 역방향 스위칭 출력소자(62), 충전모드 스위칭 출력소자(71), 복원재생모드 스위칭 출력소자(72), 정방향 검출소자(81), 역방향 검출소자(82)의 상태를 입력받는 검출센서 ON/OFF 소자(85)를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 접속상태 검출 및 극성을 자동 전환하여 자동 충전하는 배터리 충전 및 복원재생 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 정방향 검출소자(81)와 역방향 검출소자(82)와 정방향 연결상태 표시소자(83)와 역방향 연결상태 표시소자(84)와 검출센서 ON/OFF 소자(85)는 광소자 또는 계전기를 이용하여 비접촉식으로 하는 것을 특징으로 하는 배터리 접속상태 검출 및 극성을 자동 전환하여 자동 충전하는 배터리 및 복원재생 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 메인콘트롤부(10)에는 비 정상상태 또는 이상 상태를 사용자가 소리로 인지할 수 있도록 경고음을 알려주는 부저(100)가 추가로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 접속상태 검출 및 극성을 자동 전환하여 자동 충전하는 배터리 충전 및 복원재생 장치.
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