KR870000123B1 - Power circuit - Google Patents

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Abstract

This invention explains a battery charger. When common source is cut off, batteies supply voltage with load using SCR or high speed electronic conector. And battery voltage and current and voltage of current load are detected and compared so that we can control current both. Using transistor and rectifier and reactor SCR, bridge circuit is realized. Controlling load voltage battery, respectively, we use smoothing circuit(L1, C2), and bridge rectifing circuit.

Description

축전지 충전 및 LOAD측 전원제어 공급장치Battery charging and LOAD side power supply control device

제1도는 종전의 축전지 충전 및 LOAD측 전원제어장치의 회로도이며,1 is a circuit diagram of a conventional battery charging and a LOAD power control device,

제2도는 본 발명장치를 설명키 위한 회로도.2 is a circuit diagram for explaining the apparatus of the present invention.

제3도는 본 발명장치의 LOAD측 전류보유특성 곡선도.3 is a curve diagram of current holding characteristics of the LOAD side of the present invention device.

제4도는 본 발명에서의 스위칭회로 턴·오프 특성도이다.4 is a diagram illustrating switching circuit turn-off characteristics in the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

T1: 전원트랜스 D1-D50: 드롭(Drop)용 실리콘 다이오드T 1 : Power Trans D 1 -D 50 : Drop Silicon Diode

S1-S4: 실리콘 제어정류소자 C1-C8: 콘덴서S 1 -S 4 : Silicon controlled rectifier C 1 -C 8 : Condenser

R1-R6: 저항 L1: 리액터(Reactor)R 1 -R 6 : Resistor L 1 : Reactor

20 : 브릿지(Bridge) 정류회로 21 : 축전지 펄스 제어회로20: bridge rectification circuit 21: battery pulse control circuit

26 : 부하측 펄스제어회로 28, 29 : 전류검출회로26: load side pulse control circuit 28, 29: current detection circuit

27 : 승제가감산회로 32 : 입력변화회로27: subtraction circuit 32: input change circuit

30 : 타이밍회로 31 : 스위칭회로30: timing circuit 31: switching circuit

42 : 축전지 41 : 부하(LOAD)42: storage battery 41: LOAD

MG : 마그네틱 MC1-MC2: 마그네틱 접점MG: Magnetic MC 1 -MC 2 : Magnetic Contact

LG1-LG2: 노찌(Notch) Sh, Sh1, Sh2: 쎈서LG 1 -LG 2 : Notch Sh, Sh 1 , Sh 2 : Steam

본 발명은 축전지의 충전(Battery Charger)장치에 관한 것으로 특히 축전지에는 높은 균등전압으로 충전하도록 하면서 부하(LOAD)측 단자전압에는 축전지측 전압보다 낮은 정격전압으로 공급해야하기 때문에 부하측 정격전압에서 상승된 전압을 실리콘다이오드를 이용한 소자양단 전압강하회로를 채택하고 있는 것이 현실이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery charger device. In particular, the battery charger is charged at a high uniform voltage while being supplied at a rated voltage lower than the voltage of the battery side. The reality is that a voltage drop circuit across the device using a silicon diode is adopted.

즉 부하측 단자전압은 항상 정격전압으로 공급해야 하고 축전진측 충전전압과 전류는 계속하여 변화되기 때문에 부하측 단자전압을 가급적 정격치에 마추어 놓고 축전지 충전전압과 전류를 공급하기 위한 수단으로 실리콘 다이오드의 양단 전압강하는 1개당 평균 0.7-0.9볼트로 하여 실리콘 다이오드를 수십개를 직렬 연결하고, 정류기 출력전압 상승순에 따라 직렬 또는 병렬 절체접속으로 부하측 단자전압을 낮추어 주고 있다.In other words, the terminal voltage of the load side should always be supplied at the rated voltage, and the charging voltage and current of the storage forward side are continuously changed. Dozens of silicon diodes are connected in series with an average of 0.7-0.9 volts per unit, and the load terminal voltage is lowered by series or parallel switching in accordance with the rectifier output voltage ascending order.

위와같은 현상은 축전지 충·방전 특성에 따라 주기적으로 높은 전압을 균등위치에서 과충전을 해주어야 하는 것으로 에너지량 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.The above phenomenon requires periodic overcharging of high voltages at equal positions according to battery charging and discharging characteristics. There is a relationship between energy levels as follows.

즉, Eb-Eo+EeThat is, Eb-Eo + Ee

(위식에서 Eb는 축전지의 화학적 에너지 Eo는 부하에너지 Ee는 내부에너지 손실을 의미한다)(Eb is the chemical energy of the battery, Eo, the load energy Ee is the internal energy loss)

위와같은 축전지를 재충전하기 위하여 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸기 위해서는 전지(Cell)단자의 전압보다 높은 직류전원이 필요하게 된다.In order to recharge the battery as described above, in order to convert electrical energy into chemical energy, a DC power supply higher than the voltage of the cell terminal is required.

즉, E=Ec+IRbThat is, E = Ec + IRb

(여기서 E는 인가전류, Ec는 완전하 기전력, Rb는 전지의 내부 저항이며)Where E is the applied current, Ec is the complete electromotive force, and Rb is the internal resistance of the battery.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

또한 축전지 중에는 약 일주일마다 높은 전압으로 과충전을 하여 주는 것으로서 수명연장을 보존할 수가 있는 것이 통례이다.In addition, it is common practice to overcharge a battery by overcharging it at a high voltage every week.

따라서 실리콘 다이오드를 직렬로 연결하고 연결된 중간에 절체텝을 뽑아 균등위치 노찌(Notch)와 부동 위치노찌(Notch) 그리고 마그네틱(Magnetic)을 결선하여 부하측 전압이 상승 또는 하강하는 경우 인위적인 방법으로 노찌를 좌, 우로 회전시켜서 부하측 전압을 조종하도 되어 있었다.Therefore, if the silicon diodes are connected in series and the equalization notch, floating position notch, and magnetic are connected by connecting the switching tap in the middle of the connection, the notch is left artificially when the load side voltage rises or falls. In this case, the load side voltage could be controlled.

상기와 같은 불편을 해소키 위하여 트랜지스터 또는 DC 콘버터(Converter)를 사용할 수도 있으나 비경제적이며, 또 많은 부품과 전력소모 및 부피가 크기 게다가 작업공정이 복잡한 등의 요인이 있었다.In order to alleviate the inconvenience, a transistor or a DC converter may be used, but it is uneconomical and has many factors such as a large number of components, power consumption, bulkiness, and a complicated work process.

본 발명은 상기와 같은 불편과 비경제적인 점을 감안하여 축전지의 양극측과 부하측 양극 사이에 실리콘 제어정류소자 1개와 게이트 턴-오프회로, 상용전원 검출회로, 동기신호 비교검출회로를 형성하여 상용전원이 정전 또는 차단될 경우 검출신호를 받아 실리콘 제어정류소자 또는 전자접속기를 그속 스위칭(Speed Switching)시키도록 하여 축전지 전압을 부하측으로 공급하도록 했으며, 또 축전치측 전압과 전류부하측 전압과 전류를 비교 검출하여 검출전류를 승재, 가감산회로에 입력시켜 축전지측과 부하측 전류를 비례하여 제어하도록 함으로서 종래 매인트랜스와 정류소자 그리고 리엑타(Reactor)에다 또 다른 실리콘 제어정류소자 2개만을 추가로 결선시킨 뒤 브리지(Bridge) 기능을 병행토록 하고, 상용전원 입전시에는 축전지의 양극측과 부하측의 양극에 각기 다른 정류전압을 공급토록하여야 부하기기를 보호하도록 한 것이다.In view of the above inconveniences and uneconomics, the present invention forms a silicon controlled rectifier, a gate turn-off circuit, a commercial power supply detection circuit, and a synchronous signal comparison detection circuit between the positive electrode and the load positive electrode of a battery. In case of power failure or interruption, it receives the detection signal and supplies the battery voltage to the load side by speed-switching the silicon control rectifier or the electronic connector, and compares and detects the storage voltage side and current load side voltage Input the detection current to the load / drop circuit to control the current in the battery side and the load side in proportion, so that only two main silicon rectifier elements are connected to the conventional main transformer, rectifier element and reactor, and then bridged. (Bridge) function to be used in parallel, and when the commercial power supply is turned on, Different rectified voltages should be supplied to the poles to protect the load.

이를 더욱 상세히 설명하기 위하여 첨부된 도면에 따라 상술하면 다음과 같다.When described in detail according to the accompanying drawings to explain this in more detail as follows.

제1도는 종전의 장치회로도로 트랜스(T1)의 2차측에 유기된 전압을 2개의 실리콘 다이오드(D1, D2)와 실리콘제어정류소자(S1, S2)로 브리지 정류회로(20)를 구성하고 쵸크(L1)와 콘덴서(C1)로 평활회로를 거쳐 축전지(42)와 부하(41)축에 전파정류된 전원이 공급되도록 되어 있다.FIG. 1 is a conventional device circuit diagram illustrating a bridge rectification circuit 20 using two silicon diodes D 1 and D 2 and silicon-controlled rectifiers S 1 and S 2 as voltages induced on a secondary side of a transformer T 1 . ) And the choke (L 1 ) and condenser (C 1 ) are supplied with full-wave rectified power through the smoothing circuit to the storage battery 42 and the load 41 shaft.

이때 축전지 전압은 축전지 층방전 특성에 따라 부하(41)측은 안정된 정격전압을 공급받지 못한다. 따라서 오버된 전압을 근사치에 맞추기 위해 실리콘 다이오드(D1-D50)를 부하(41)측에 전원공급라인에 직렬로 배열접속하여 전압 강하하도록 되어 있다. 즉, 다이오드(D1-D50)에 의해 초과분을 열로 발산시키도록 되어 있으며, 상기한 다이오드(D1-D50) 사이에 팁을 뽑아 텝사이를 단로(SHORT) 또는 통전시켜 주기 위해 노찌(Notch)(IG1, IG2)에 연결하여 부하 전압변동에 따라 가급적 근사치에 맞추어주도록 되어 있었다.At this time, the battery voltage does not receive a stable rated voltage on the load 41 side according to the battery layer discharge characteristics. Therefore, the silicon diodes D 1 -D 50 are arranged in series with the power supply line on the load 41 side in order to drop the voltage in order to approximate the over voltage. That is, the diodes D 1 -D 50 are configured to dissipate the excess by heat, and the notch (ShRT) is used to short-circuit or energize the steps by pulling the tip between the diodes D 1 -D 50 . Notch) (IG 1 , IG 2 ) to match the approximate value as the load voltage changes.

제1도에서 마그네틱 스위치(MC1, MC2)는 상용전원이 정전시 마그네틱(MG)이 비자성화 됨으로 접속되어 축전지에 충전된 전압을 실리콘 다이오드(D1-D50)를 통하지 않고 직접 공급받도록 된 것이다.In FIG. 1, the magnetic switches MC 1 and MC 2 are connected to the magnetic power source MG when the commercial power is outage so that the voltage charged in the battery is directly supplied without the silicon diodes D 1 -D 50 . It is.

또 28은 전류검출회로로쎈서(Sh)의 출력에 따라 펄스제어회로(21)를 콘트롤하도록 된 것이다.28 is to control the pulse control circuit 21 according to the output of the current detection circuit Sh.

제2도는 본 발명 실시예의 예시도로 종래의 회로에 있어서와는 달리 트랜스(T1)의 2차측에 병렬로 실리콘 제어정류소자(S3, S4)를 연결하여 실리콘 다이오드(D1, D2)와 병행하여 브리지 기능을 수행토록하여 전파정류한후 부하(41)측에 부하전압을 공급하도록 하고 즉 축전지(42)측에는 트랜스(T1)의 2차측에 실리콘 다이오드(D1, D2)와 실리콘 제어정류소자(S1, S2)로 전파정류되어 콘덴서(C1)와 쵸크(L1)로 평활하여 축전지(42)에 공급하도록 되어 있다.2 is an exemplary embodiment of the present invention, unlike in the conventional circuit, the silicon diodes D 1 and D 2 are connected to the silicon controlled rectifying elements S 3 and S 4 in parallel to the secondary side of the transformer T 1 . ) And the load voltage is supplied to the load 41 side to perform the bridge function in parallel to the bridge function, that is, the silicon diodes D 1 and D 2 on the secondary side of the transformer T 1 on the storage battery 42 side. And full-wave rectified by the silicon controlled rectifying elements S 1 and S 2 , and smoothed by the capacitor C 1 and the choke L 1 and supplied to the storage battery 42.

또 부하(41)측 공급전압은 실리콘 다이오드(D1, (D2)및 실리콘 제어정류소자(S3, S4)로 구성되는 점선으로 표시된 브리지회로(25)를 통해 쵸크코일(L1)과 콘덴서(C2)를 통해 부하(41)측에 공급되도록 되어 있다.In addition, the supply voltage on the load 41 side is connected to the choke coil L1 through a bridge circuit 25 indicated by a dotted line, which is composed of silicon diodes D 1 , D 2 , and silicon controlled rectification elements S 3 , S 4 . It is supplied to the load 41 side via the capacitor C 2 .

또 축전지(42)와 부하(41)의 양극단자 사이에 스위칭회로(31)애 노우드-케소우드를 연결시키고 상용전원 검출회로(32)에 의해 상용전원이 정전 또는 차단시 또는 규정치 이하가 되면 송출된 신호는 스위칭회로(31)게이트에 입력되어 고속 턴·은(Turn on)시키도록 되어 있다.In addition, when the anode circuit of the switching circuit 31 is connected between the positive electrode terminal of the storage battery 42 and the load 41, and the commercial power supply is interrupted or cut off by the commercial power detection circuit 32, or lower than the prescribed value. The transmitted signal is input to the gate of the switching circuit 31 to turn on at high speed.

따라서 이와같은 경우 축전지(Battery)(42)에 충전되었던 전원이 부하(41)에 직접 공급되며 싸이리스터(Thyrister)에 의한 턴·오프(Turn off)특성은 제4도에 도시되어 있다.Therefore, in this case, the power that was charged in the battery 42 is supplied directly to the load 41, and the turn off characteristic by the thyrister is shown in FIG.

그러므로 상용전원이 정전되었다 입전될시 브리지 정류다이오드(D1, D2) 실리콘 제어정류소자(S3, S4) 그리고 평활회로(L1, L2)를 통해 평활된 전압은 부하(41)측에 우선 공급케 하므로 스위칭회로(31)의 케소우드(K)측 전위에 애노우드(A)측 전위와 같게 되거나 더 높게되므로 축전지(42)에서 부하(41)측으로 공급되던 축전지 방전전류는 제로(Zero point)에 가까워지게 되므로(제4도에서 애노우 역방향 전류 t3-t6기간용)이하게 턴·오프 시킬 수 있게 하고 있다.Therefore, the voltage smoothed through the bridge rectifying diodes (D 1 , D 2 ) silicon controlled rectifying elements (S 3 , S 4 ) and the smoothing circuits (L 1 , L 2 ) when the commercial power is interrupted is applied to the load (41). Since the supply side is supplied first, the potential of the cathode (K) of the switching circuit 31 is equal to or higher than the potential of the anode (A) side, so that the battery discharge current supplied from the battery 42 to the load 41 side is zero. It is close to (Zero point), so it can be turned on and off easily (for the duration of the anode reverse current t 3- t 6 in FIG. 4).

도면중 미설명부호 21, 26은 펄스제어회로, 27은 승제가감산회로, 28, 29는 전류검출 제어회로, Sh1, Sh2는 검출쎈서를 의미한다.In the drawings, reference numerals 21 and 26 denote pulse control circuits, 27 denotes a subtraction subtraction circuit, 28 and 29 denote current detection control circuits, and Sh 1 and Sh 2 denote detection orders.

따라서 전술한 타이밍회로(30)는 스위칭회로(31)의 턴·오프(Turn off) 송출신호를 반으므로서 설정된 시간후 축전지(42)의 전원공급회로(20)를 동작케 하여 축전지(42) 층전전압을 공급케 한다.Therefore, the above-described timing circuit 30 operates the power supply circuit 20 of the storage battery 42 after the set time by turning off the turn-off transmission signal of the switching circuit 31. Supply the layer voltage.

또한 전류검출 제어회로(28, 29)와 승제가감산회로(27)는 실리콘 제어정류소자(S1, S2및 S3, S4)의 게이트(G) 위상제어용 펄스 제어회로(21, 26)로 구성되어 정격 전압과 전류를 각기 제어하게 되는 것이다.In addition, the current detection control circuits 28 and 29 and the subtraction subtraction circuit 27 are the pulse control circuits 21 and 26 for controlling the phase of the gate G of the silicon control rectifiers S 1 , S 2 , S 3 and S 4 . ) To control the rated voltage and current respectively.

이와같이 제어되는 토탈(Total)출력 전류는 축전지(42) 부하(LOAD)(41)전류가 되므로 즉 트랜스(T1)와 정류소자 다이오드(D1, D2) 및 실리콘 제어정류소자(S1, S2, S3, S4) 그리고 쵸크코일(L1) 및 콘덴서(C1)로 되는 평활회로는 출력양단자 사이에 소비전류의 용양을 갖게 되는 것이며, 양단자 사이에서 흐르는 전류의 량을 쎈서(Sh1, Sh2)에서 각기 검출되어 가감산회로(27)에 입력시키고 여기에 여분(임의로 설정)을 가산하여 제어할 수 있으므로 경제적이고 안정된 전압을 공급할 수가 있게 되는 것이다.The total output current controlled in this way becomes the load of the battery 42 and the load 41, that is, the transformer T 1 , the rectifier diodes D 1 , D 2 , and the silicon controlled rectifier S 1 ,. The smoothing circuit consisting of S 2 , S 3 , S 4 ) and choke coil (L 1 ) and condenser (C 1 ) has the capacity of the current consumption between the output terminals, and it shows the amount of current flowing between the terminals. Each of them are detected in the order Sh 1 and Sh 2 and input to the addition and subtraction circuit 27, and the redundancy (optional) can be added and controlled to provide an economical and stable voltage.

따라서 본 발명에 의하면 부하측 전류가 "주(主)"가 되고 축전지측 전류가 "부(副)"가 되어 부하측에서 소비되고 남은 전류범위내에서 축전지 소비전류가 되는 특징이 있다.Therefore, according to the present invention, the load-side current becomes "main" and the battery-side current becomes "negative", so that the battery consumption current is within the remaining current range consumed on the load side.

Claims (3)

축전지와 LOAD측에 전원을 공급함에 있어서, 트랜스(T1)의 2차측에 실리콘 제어정류소자(S3, S4)를 병렬로 연결하고 실리콘 다이오드(D1, D2)와 병행하여 브릿지 회로가 구성되고, 상기한 정류다이오드(D1, D2)의 애노우드측을 공통점으로 전파정류하여 평활회로(L1, C2)를 거쳐 부하 전압이 제어 공급하도록 되고, 또 상기한 트랜스(T1)의 2차측에 연결된 실리콘 다이오드(D1, D2)와 실리콘 제어정류소자(S1, S2)로 구성되는 브릿지 정류회로의 출력을 평활회로(L1, C1)를 거쳐 축전지측에 제어공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 축전지 층전 및 LOAD측 전원 제어공급장치.In supplying power to the battery and the LOAD side, the silicon control rectifiers S 3 and S 4 are connected in parallel to the secondary side of the transformer T 1 and the bridge circuit is connected in parallel with the silicon diodes D 1 and D 2 . Is configured, and the load voltage is controlled and supplied through the smoothing circuits L 1 and C 2 by full-wave rectifying the anode side of the rectifying diodes D 1 and D 2 to a common point. 1 ) The output of the bridge rectifier circuit composed of silicon diodes (D 1 , D 2 ) and silicon controlled rectifier elements (S 1 , S 2 ) connected to the secondary side of the battery via the smoothing circuit (L 1 , C 1 ) The battery layer charging and the load-side power supply control device characterized in that the control supply. 특허청구 범위 제1항기재의 축전지와 부하는 상호 양극단자 사이에 싸이리스터로 구성된 스위칭회로(31)가 직렬 연결되고 상용전원 검출회로(32)의 신호에 의해 상기한 스위칭회로(31)를 턴·온하도록 하는 것을 특징으로 하는 축전지 충전 및 LOAD측 전원제어 공급장치.The switching circuit 31 composed of a thyristor is connected in series between the storage battery and the load according to claim 1 of the claim 1, and the switching circuit 31 is turned on by the signal of the commercial power supply detection circuit 32. Battery charging and LOAD side power supply control, characterized in that to turn on. 특허청구범위 제2항 기재의 스위칭회로(31)의 턴·오프 출력신호가 타이밍회로(30)에 의거 전원공급회로(20)의 실리콘 제어정류소자(S1, S2)의 게이트를 재어토록 되고 가산회로(27)에 입력된 소비전류에 따라 축전지(42)와 부하(41) 공급전류를 제어하도록 되는 것을 특징으로 하는 축전지 충전 및 LOAD축 전원제어 공급장치.The turn-off output signal of the switching circuit 31 according to claim 2 makes the gate of the silicon control rectifying elements S 1 , S 2 of the power supply circuit 20 based on the timing circuit 30. And control the supply current of the storage battery (42) and the load (41) according to the current consumption input to the addition circuit (27).
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