KR20220022391A - 충전식 밧데리를 사용한 무선 제품에 있어서, 효율적인 방법으로 충전중 만충상태를 감지하고, 충전을 온/오프[on/off] 제어하는 충전식 밧데리를 사용한 무선제품 - Google Patents

충전식 밧데리를 사용한 무선 제품에 있어서, 효율적인 방법으로 충전중 만충상태를 감지하고, 충전을 온/오프[on/off] 제어하는 충전식 밧데리를 사용한 무선제품 Download PDF

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Abstract

본 발명으로 충전식밧데리를 사용한 무선제품에 있어서 충전기측이 아닌 충전식밧데리가 내장된 무선제품측에서 충전중, 밧데리 충전상태를, 효율적인 방법으로, 감지하여 유사시 충전기 측이 아닌 본체측에서 충전을 차단할수 있게하여 제품의 신뢰성향상과, 충전기 고장 및 오작동시에도 화재를 방지할 수 있게하여 제품의 안정성을 크게 향상한 효과가 있다.

Description

충전식 밧데리를 사용한 무선 제품에 있어서, 효율적인 방법으로 충전중 만충상태를 감지하고, 충전을 온/오프[ON/OFF] 제어하는 충전식 밧데리를 사용한 무선제품{omitted}
본 발명은 휴대용 안마기 등과 같은, 충전식 밧데리를 사용한 제품에 있어 충전식 밧데리에 충전된 전압을 효율적인 방법으로 충전중 만충상태를 감지하고, 충전을 제어하는 충전식 밧데리를 사용한 무선제품에 관한 것이다.
일반적으로 충전식 밧데리 사용제품은 충전기[Charger]를 제품의 충전기 입력단자에 충전기의 출력단자를 꽃아 제품에 내장된 충전식 밧데리에 에너지를 충전하여 두었다가, 제품을 사용할 때는, 충전기를 분리하고 무선으로 사용한다. 도 2 에서와 같이 구성된 종래의 충전 방식에 있어서는 충전할 때 다이오드[Do]에서, 약 1V 의 전압이 강하하여 에너지 소모가 과다할 뿐만 아니라 충전기측이 아닌, 제품 측에서 충전을 차단할 수 있는 방법이 없어, 충전기 고장 등으로 과전류가 흘러, 화재의 위험성이 발생하여도 충전을 차단할 수가 없었다. 본 발명에 있어서는 충전중 충전압을 상시 감시하여 충전차단 필요시에는 충전기로 부터의 충전을 차단하는 방법을 제공하고 있다.
본 발명의 목적은 충전식 밧데리 사용제품에 있어서, 충전기를 제품의 입력단자에 꽃아, 충전중에 있을 때에, 충전기 출력전압이 너무 낮거나 [under voltage], 너무 높을 때 [over voltage], 또는 충전된 전압이 만충 전 [full charged] 되었을 때, 충전기측이 아닌, 제품측에서 충전동작을 차단하는 기능이 있는 무선제품을 제공함에 있다. 도 2 와같이 구성된 종래의 제품에 있어서는, 충전기 측에서 충전전류와 충전전압을 감지하여 충전차단 여부를 판단하고 필요시만 차단하기 때문에 충전기 고장 등으로 화재의 위험성이 있어도 제품측 에서는 충전을 차단할 수 있는 방법이 없었다.
본 발명에 있어서는 충전기 입력(+)단자와 충전식 밧데리+단자 사이에 P 형 FET 2 개 [Q1, Q2]를 도 1 에서와 같이 서로 역방향으로 직렬 연결하여 구성해서, 도통 [ON]할 때에는 2 개모두 ON 되고, 차단[OFF]할 때에는 2 개의 FET 모두가, OFF되어 충전기입력+단자와 밧데리 +단자가 완벽하게 차단되도록 하였다.
본 발명으로 휴대용 안마기 등과 같은 충전식 밧데리를 사용한 무선제품에 있어서 충전기 측이 아닌 휴대형제품 측에서도, 충전기와 충전식 밧데리사이의 결선을, 이상현상 발생시 이것을 감지 하여, 자동으로 차단할 수 있는 방법을 제공 함으로써 휴대형 제품의 효율과 신뢰성 및 안정성을 크게 개선하는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명을 구현한 충전식 밧데리 사용제품의 1 실시 예에 대한 회로 구성도
도 2 는 종래의 방법에 의한 충전식 밧데리 사용제품의 1 실시 예에 대한 회로 구성도
도 3 은 충전시, 매 5 초 충전 후 매 50ms 충전 OFF 하는 타이밍을 나타내는 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1; 충전식 밧데리 사용제품
2; 충전기
J1: 충전기 입력단자
CN1; 충전식 밧데리 연결단자
CN2; 모터 연결단자
VRSW; 볼륨스위치
Q1, Q2; 제 1, 제 2 P 형 FET
Q3; N 형 FET
Q4, Q5; 제 4, 제 5 트란지스터
D1~D3; 제 1 ~ 제 3 다이오드
R1 ~ R13; 제 1 ~ 제 13 저항
C1 ~ C5; 제 1 ~ 제 5 캐패시터
U1; 레귤레이터
VIN; 충전기 입력+단자전압
VBAT; 밧데리+단자전압
BAT+; 충전식 밧데리+단자
BAT-; 충전식 밧데리-단자
도 1 에서와 같이 구성된 본 발명의 동작원리를 도면과 함께 상세히 설명한다. 도 1 에서 충전기 입력단자 [J1]에 충전기를 꽂으면 충전기 출력전압이 충전 입력전압 [VIN]으로 가해진다. 이때 이 전압이 제 1 다이오드 [D1]을 통하여 레귤레이터 [U1]에 가해 져서 레귤레이터 출력전압이 제어 마이콤[U2]의 VCC 단자에 제어마이콤[U2]의 구동전원으로 가해진다. 그러면 제어마이콤[U2] 은 각 입력단자에 감지된 입력신호에 대응해서 프로그램 입력된 사양에 따라 출력단자를 제어한다. 제일먼저 제어마이콤[U2]의 VIN D 단자로 감지된 VIN 단자 전압이 저전압 [VUND; undevoltage]이거나 고전압 [VOVR; over voltage]으로 판단되면 CHR ON 단자에 로우[LOW]를 출력하여 Q1 과 Q2 를 동시에 OFF 시킴으로써 충전기+단자와 충전식 밧데리+단자간의 결선을 차단한다. 입력단자 전압 [VIN]이 VUND < VIN < VOVR 일경우 CHR ON 단자에 하이 [High]를 출력하여 Q1 과 Q2 를 동시에 ON 시킴으로써 VIN 단자와 VBAT 단자를 연결하여 충전이 되도록 한다. 이때 제 4 트란지스터[Q4]가 ON 하면 Q1, Q2 의 게이트 단자 [1 번단자]는 0V 가 되고,Q1 의 드레인 단자는 VIN 단자에 연결되고 Q1 의 소스단자와 Q2 의 소스단자는 서로 단락 구성되고 Q2 의 드레인자에 연결되고 Q1 의 소스단자와 Q2 의 소스단자는 서로 단락 구성되고 Q2 의 드레인단자는 밧데리+단자 [VBAT]에 연결되어 구성되고 Q1 과 Q2 게이트 단자는 서로 단락되어 구성되고 소스단자와 게이트 단자사이에 제 8 저항 [R8]이 연결되어 구성되어 있기 때문에 Q1, Q2 의 소스단자 [3 번단자]는 공히 Q1 에 내장된 다이오드를 통하여 VIN 단자 전압이 가해지므로 Q1, Q2, 2 개의 P 형 FET 모두 드레인 단자[2 번단자]와 소스단자 [3 번단자]가 도통 상태가 된다. 한편 Q4 가 OFF 상태가 되면 Q1, Q2 모두 게이트단자 [1 번단자]와 소스단자[3 번단자]사이의 전압이 0V 가 되어 Q1,Q2, 모두 OFF 상태가 되어 결선이 차단된다. 충전중이라 할지라도 VBAT 전압을 제어마이콤[U2]의 BAT D 단자로 감지하여 만충전 전압[Battery full valtage]에 이르면, 제어 마이콤[U2]은 상기 Q4 를 OFF 하여 충전을 차단한다. 실시예의 제품에 있어서는 도 3 에서와 같이, 매 5 초에 한번씩 상기 Q4 를 50ms 동안 OFF 하여 이 50ms 동안에 제어마이콤은 BAT D 단자에 입력되는 Battery 전압을 읽어서 만충전 상태를 판단한다. 이때, 만충전 상태로 판단되면 상기 Q4 를 계속 OFF 상태로 유지하는 방식으로 충전을 차단한다. 충전기를 제품으로부터 분리하면 제어마이콤에 구동전압이 가해지지 않기 때문에 제품은 자동 OFF 상태가 된다. 이 상태에서 볼륨스위치[VRSW]를 ON 하면 D2 를 통하여 VBAT 전압이 상기 U1 에 가해지게 되어, 제어마이콤에 구동전압이 가해지게 되고 제어마이콤은 SW 단자에 입력되는 신호를 읽어서 안마기의 모터[M]를 구동제어 한다. 제 3FET [Q3]는 모터의 스피드를 제어하기 위한 구성으로 제어마이콤[U2]의 보륨단자 [VOLIN]로 입력되는 신호를 입력받아 모터를 PWM 제어한다. 이때도 VBAT

Claims (1)

  1. 충전식 밧데리를 사용한 무선제품에 있어서 충전기 입력+단자 [VIN]와 충전식밧데리+단자 [VBAT]사이에 두개의 P 형 FET[Q1, Q2]를 구성하되, Q1 의 드레인 단자는 상기 [VIN] 단자에 연결하여 구성하고 Q1, Q2 의 소스단자는 서로 단락하여 구성하고, Q2 의 드레인 단자는 상기 충전식 밧데리+단자 [VBAT]에 연결하여 구성하고, 상기 Q1, Q2 의 게이트 단자는 서로 단락하여 구성하고 상기 Q1, Q2 의 소스단자와 게이트단자 사이에 저항[R8]을 연결하여 구성하고 상기 게이트 단자는 트란지스터 [Q4]의 콜렉터단자에 연결하여 구성하고, 상기 Q4 의 에미터단자는 제품의 접지단자에 연결하여 구성하고 상기 Q4 의 베이스단자는 저항[R9]을 통하여 제어마이콤[U2]의 CHR ON 단자에 연결하여 구성해서 충전중에는 매 일정시간 [5Sec]마다, 일정시간[50ms]동안 상기 Q4 를 OFF 하여 그 기간 동안에 밧데리 충전전압을 상기 제어마이콤 [U2]이 읽어서 충전된 전압 상태를 판단하여, 충전을 온/오프[ON/OFF] 제어하는 충전식 밧데리를 사용한 무선제품.
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