KR910005742B1 - 바테리의 급속충전 제어방식 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

바테리의 급속충전 제어방식

제1도는 종래의 바테리 충전제어회로도.

제2도는 제1도의 동작설명을 위한 파형도.

제3도는 본 발명의 바테리 급속충전 제어방식의 회로도.

제4도는 본 발명에 따른 바테리 충전전압과 기준전압 비교파형도.

제5도는 본 발명의 바테리 급속충전 제어방식 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 정전원부 12 : 아날로그/디지탈변환부

13 : 연산프로세스 및 제어회로부 14 : 릴레이스위치구동부

RS₁: 릴레이스위치 B₁: 바테리

본 발명은 바테리의 급속충전 제어방식에 관한 것으로, 특히 급속충전시 바테리의 충전전압이 피크치에 도달할 때 충전을 완료할 수 있도록 한 급속충전 제어방식에 관한 것이다.

종래의 바테리 충전제어방식은 -

V 충전제어방식과 V-테이퍼 충전제어방식이 있다.

전자의 -

V 충전제어방식은 제1a도에 도시한 바와 같이, 바테리(B)의 충전전압이 연산증폭기(OP₁)의 반전입력단자에 인가됨과 동시에 다이오드(D)를 통해 콘덴서(C) 및 그 연산증폭기(OP₁)의 비반전입력단자에 인가되고, 이 연산증폭기(OP₁)의 출력신호에 의해 정전원부(1)의 구동이 제어되어 바테리(B)의 충전을 제어하게 되어 있다.

즉, 바테리(B)에 과충전이 되기 이전에는 제2a도에 도시된 바와 같이 연산증폭기(OP₁)의 반전입력단자에 인가되는 전압(Va)이 비반전입력단자에 인가되는 전압(Vb)보다 높게되어 그의 출력단자에 저전위신호가 출력되므로 바테리(B)에 계속 충전되고, 이후 과충전이 되면 바테리(B)의 충전전압이 서서히 감소되므로 연산증폭기(OP₁)의 반전입력단자에 인가되는 전압(Va)이 비반전입력단자에 인가되는 전압(Vb)보다 낮게되어 그의 출력단자에 고전위신호가 출력되고, 이에 따라 정전원부(1)에서 바테리(B)로 충전전원이 차단되어 바테리(B)의 충전이 중단된다.

그러나, 이 방식에 있어서는 바테리의 충전전압이 피크치에 도달한 후 다이오드전압만큼 감소할때까지 더 과충전이 되므로 바테리를 과충전으로부터 보호할 수 없게 되어 바테리의 수명이 단축되는 결점이 있었다.

또, 후자의 V-테이퍼 충전제어방식에 있어서는 제1b도 및 제2b도에 도시된 바와 같이, 저항(R₁), (R₂)에서 분압된 바테리(B)의 충전전압(Vc)이 기준전압(V_ref)보다 낮은동안 (T₁)은 정전원부(1)의 정전류가 바테리(B)에 충전되고, 이후, 바테리(B)의 충전전압(Vc)이 기준전압(V_ref)에 도달되면, 비교검출스위칭부(2)에 의해 RC 타이머(3)의 전원공급이 차단되어 그 RC 타이머(3)의 충전전압이 서서히 방전되고, 이에 따라, 그 전압이 전압/전류변환부(4)에서 전류도 변환되어 정전원부(1)에 제어신호로 인가됨으로써 바테리(B)의 충전전류가 서서히 감소되고, 이후 그 충전전류가 소정레벨 이하로 되면 바테리(B)의 충전이 완료되게 되어 있었다.

그러나, 이러한 종래의 방식에 있어서는 기준전압을 바테리의 특성에 맞게 정확히 설정하기가 어렵게 되고, 만약 기준전압이 상향설정된 경우에는 바테리에 과충전되어 그 바테리의 사용수명이 단축되는 결점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 결점을 해결하기 위하여, 바테리의 충전전압이 피크치에 도달한 경우에는 곧바로 바테리의 충전을 완료하여 바테리의 사용수명을 연장시킬 수 있게 창안한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제3도는 본 발명의 바테리 급속충전 제어방식의 회로도로서 이를 도시한 바와 같이, 정전원부(11)의 출력측을 저항(R₁₁)을 통해 릴레이스위치(RS₁)에 접속하여 그의 일측 고정단자(NC)는 다이오드(D₁₁) 및 저향(R₁₂)을 통하고, 타측 고정단자(NO)는 다이오드(D₁₂)를 통해 바테리(B₁) 및 아날로그/디지탈변환부(12)의 입력측에 공통접속하고, 이 아날로그/디지탈변환부(12)의 출력측을 연산프로세스 및 제어회로부(13)의 입력측에 접속한 후 그의 충전오프제어신호출력측을 릴레이스위치구동부(14)의 입력측에 접속하여 구성한 것으로, 상기 릴레이스위치(RS₁)는 릴레이스위치구동부(14)가 구동될 때 그의 일측 고정단자(NC)에 단락되고 구동되지 않을 때 그의 타측 고정단자(NO)에 단락되게 되어있다.

이하, 본 발명의 급속충전 제어방식을 제4도의 파형도 및 제5도의 흐름도를 참조하여 상세히 설명한다. 충전온신호(CHON)가 인가되면 정전원부(11)에 정전류가 출력되고, 그리고 이때 릴레이스위치구동부(14)가 구동되지 않아 릴레이스위치(RS₁)가 그의 타측 고정단자(NO)에 단락된 상태를 유지하므로 정전원부(11)에서 출력된 정전류는 저항(R₁₁) 및 릴레이스위치(RS₁)의 타측 고정단자(NO), 다이오드(D₁₂)를 통해 바테리(B₁)에 공급되어 충전된다.

그리고, 이때 그 바테리(B₁)의 충전전압은 아날로그/디지탈변환부(12)에서 디지털신호로 변환되어 연산프로세스 및 제어회로부(13)에 인가된다.

따라서, 이때 연산프로세스 및 제어회로부(13)에서 그 디지털신호를 읽어 그 디지털신호로서 내부메모리의 초기상태를 클리어시키고, 바테리전압검출 기준팩터(α)를 설정한다. 이때 바테리(B₁)의 초기 충전전압을 디지털변환한 전압 V(t=0)를 기준으로 제4도에 도시한 바와 같이 x, y점이 초기값으로 설정된다. 여기서, x지점의 전압은 초기에 읽어들인 값으로 그 값을 V(t)라 하면 y지점의 초기 기준전압값 Vo(t)는 V(t)-α로 설정하고, 전압증가분β(t)는 ＂0＂으로 세트시키면 초기값 설정이 끝나게 된다. 이후 일정 지연시간(Ts)을 두고 아날로그/디지탈변환부(12)에서 출력되는 디지털 신호를 다시 읽어들인다. 여기서, 일정 지연시간(Ts)이 짧으면 짧을수록 제4도에 도시한 바와 같은 기준전압(Vo)의 계단파형은 미세한 폭으로 바테리(B₁)의 충전전압을 따라가게 되는데, 그 일정지연시간(Ts)은 바테리(B₁)의 충전전압 감지능력 즉, 아날로그/디지탈변환부(12)의 디지털 변환오차와 바테리의 특성에 따른 전압과 밀접한 관계가 있으므로 그 두 팩터에 의해 결정한다.

한편, 상기와 같이 아날로그/디지탈변환부(12)에서 변환된 바테리(B₁)의 충전전압을 일정 지연시간(Ts)을 두고 연산프로세스 및 제어회로부(13)에서 다시 읽어들인 후 그 전압값 V(t+1)으로부터 이전의 전압값 V(t)을 빼서 일정 지연시간(Ts)동안에 바테리(B₁)에 충전된 전압증가분 β(t+1)을 얻고, 또 이전의 초기 기준전압값 Vo(t)에 그 충전전압증가분 β(t+1)을 합하여 일정 지연시간(Ts)후의 기준전압값 Vo(t+1)을 설정한다.

이후, 그 전압증가분 β(t+1)을 이전의 전압증가분 β(t)와 비교하여 큰 쪽의 전압증가분을 다시 전압증가분 β(t)로 설정한다. 여기서, 큰쪽의 전압증가분을 전압증가분β(t)으로 설정하는 것은 초기의 기준전압이 바테리(B₁)의 충전전압보다 낮은 위치에서 출발하므로 충전이 진행됨에 따라 두전압의 차이가 줄어들어 반전되는 지점을 만들어주기 위해서이다.

상기와 같이 전압증가분 β(t)을 다시 설정한 후에는 충전전압값 V(t+1)을 기준전압값 Vo(t+1)과 비교하여 충전전압값 V(t+1)이 기준전압값 Vo(t+1)보다 큰 경우에는 기준전압값 Vo(t)을 Vo(t+1)로 설정하고 충전전압값 V(t)을 V(t+1)로 설정한 후 상기 초기값 설정이후의 루틴을 반복수행하고, 충전전압값 V(t+1)이 기준전압값 Vo(t+1)보다 낮은 경우에는 충전완료로 판별하여 충전오프신호를 출력한다.

따라서, 이 충전오프신호는 릴레이스위치구동부(14)를 구동시키므로 릴레이스위치(RS₁)가 그의 일측 고정단자(NC)에 단락되어 바테리(B₁)의 충전이 중단된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 바테리의 충전전압에 따라 기준전압을 설정해주어 바테리 충전전압 변동분의 최대치만큼 기준전압이 계속 증가되므로 초기 기준전압과 일정 지연시간을 바테리의 특성에 맞게 설정시켜 놓음으로써 바테리의 충전전압이 피크치에 도달할 때 바테리의 충전을 완료하게 되고, 또한 기준전압은 충전이 거의 완료되어갈 때 최대의 폭으로 계속 증가하므로 과충전은 거의 발생되지 않게 되어 바테리의 손상이 방지되고, 사용수명이 연장되는 효과가 있게된다.

Claims (1)

1. 충전온신호가 인가될 때 연산프로세스 및 제어회로부(13)는 아날로그/디지탈변환부(12)에서 변환된 바테리(B₁)의 충전전압값 V(t)을 읽어 그 값 V(t)으로부터 초기 기준전압값 Vo(t)을 설정하고, 전압증가분 β(t)을 ＂0＂으로 세트하여 초기값을 설정하며, 이후 일정 지연시간(Ts)을 두고 충전전압값 V(t+1)을 다시 읽어들여 전압증가분 β(t+1)을 얻고, 그 전압증가분 β(t+1)을 상기 기준전압값 Vo(t)에 합하여 일정지연시간(Ts)후의 기준전압값Vo(t+1)을 설정하며, 이후 상기 전압증가분 β(t+1)을 이전의 전압증가분 β(t)와 비교하여 큰쪽의 전압증가분을 다시 전압증가분 β(t)로 설정하고, 이후 상기 충전전압값 V(t+1)이 기준전압값 Vo(t+1)보다 큰 경우에는 충전전압값 V(t) 및 기준전압값 Vo(t)를 V(t+1), Vo(t+1)로 각각 설정한후 상기 초기값 설정이후의 동작을 반복 수행하고, 충전전압값 V(t+1)이 기준전압값 Vo(t+1)보다 낮은 경우에는 충전완료로 판별하여 충전오프제어신호를 출력하게 함을 특징으로 하는 바테리의 급속충전 제어방식.

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