KR920007739Y1 - Circuit charging and discharging battery with low electric power - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 종래의 회로도.1 is a conventional circuit diagram.
제2도는 본 고안에 따른 회로도.2 is a circuit diagram according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 정류부 20 : 레귤레이터10: rectifier 20: regulator
30 : 정전압 출력부 40 : 충전밧데리30: constant voltage output unit 40: charging battery
50 : 종지전압 검출부 60 : 층방전 패스제어부50: end voltage detection unit 60: floor discharge path control unit
T1 : 트랜스 D1-D4 : 다이오드T1: transformer D1-D4: diode
D6 : 제너다이오드 R1-R3 : 저항D6: Zener Diode R1-R3: Resistance
C1 : 케패시터C1: capacitor
본 고안은 밧데리 충방전회로에 관한 것으로서, 특히 저전력으로 구동되는 소자를 사용하여 충전 밧데리의 전력 소모를 감소시키고 수명을 연장시킬 수 있는 저전력소모형 밧데리 충방전회로에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charging and discharging circuit, and more particularly to a low power consumption battery charging and discharging circuit that can reduce the power consumption and extend the life of the battery using a low power device.
종래의 밧데리 총방전 회로는 제1도에서 보는 바와 같이 AC전압을 입력하여 트랜스(Tl)에 의해 1차측 전압이 2차측으로 유기된다. 상기 트랜스(Tl)의 2차측으로 유기된 전원을 입력하는 정류부(1)는 정류하여 안정된 전류전압을 츨력하게 된다. 상기 정류부(1)에서 출력된 전압을 입력하는 레귤레이터(2)는 원하는 소정의 정전압을 출력하게 된다.In the conventional battery total discharge circuit, as shown in FIG. 1, the AC voltage is inputted and the primary voltage is induced to the secondary side by the transformer Tl. The rectifier 1 for inputting the induced power to the secondary side of the transformer Tl rectifies and outputs a stable current voltage. The regulator 2 which inputs the voltage output from the rectifier 1 outputs a desired constant voltage.
상기 레귤레이터(2)에서 출력된 전원은 다이오드(D1)을 통해 부하(마이크로 컴퓨터, 전자제품 등)의 공급전원(Vcc)으로 인가된다.The power output from the regulator 2 is applied to the supply power Vcc of the load (microcomputer, electronic product, etc.) through the diode D1.
또한 상기 레귤레이터(2)에서 출력된 전원을 밧데리 충전전류부(3)로 입력되어 일정 전류를 출력하게 된다.이때 상기 밧데리 충전전류부(3)는 과전류가 입력되어도 일정전류로 제어하여 출력하게 된다.In addition, the power output from the regulator 2 is input to the battery charging current unit 3 to output a constant current. At this time, the battery charging current unit 3 controls and outputs a constant current even when an overcurrent is input. .
상기 밧데리 충전전류부(3)에서 출력된 전원을 입력하는 밧데리 전압검출부(4)는 라인(b)을 통해 하이신호를 출력하여 트랜지스터(Q1)의 베이스로 인가된다. 이로 인해 상기 트랜지스터(Q1)카 턴온되어 릴레이(RY1)를 구동시킨다. 상기 릴레이(RY1)가 구동되면 상기 밧데리 충전전류부(3)에서 츨력된 전원이 충전밧데리(BA1)에 인가되어 충전을 하게 된다. 이때 상기 충전밧데리(BA1)는 충전과 동시에 방전되지만 상기 밧데리 충전전류부(3)에서 출력되는 전압이 항상 높기 매문에 상기 충전밧데리(BA1)의 전압은 거의 소모되지 않는다. 이와 같이 상시 밧데리 충전전류부(3)의 출력에 의해 정전압 전류로 충전되다가 정전이나 선로의 단선으로 인해 전원이 차단되면 상기 충전밧데리(BA1)에 충전된 전원이 전원검출부(4)로 인가되어 라인(a)을 통해 부하(마이크로 컴퓨터, 전자제품 등)의 공급전원(Vcc)으로 인가된다. 이때 상기 밧데리(BA1)의 방전전압이 소정전압 이하로 떨어지는 경우에는 종지전압으로 판단되어 상기 전압검출부(4)에서는 라인(b)을 통해 로우신호를 출력하게 된다.The battery voltage detector 4, which inputs the power output from the battery charging current unit 3, outputs a high signal through the line b and is applied to the base of the transistor Q1. As a result, the transistor Q1 is turned on to drive the relay RY1. When the relay RY1 is driven, the power output from the battery charging current unit 3 is applied to the charging battery BA1 to perform charging. At this time, the charging battery BA1 is discharged at the same time as charging, but the voltage output from the battery charging current unit 3 is always high, so that the voltage of the charging battery BA1 is hardly consumed. As described above, when the battery is charged with a constant voltage current by the output of the battery charging current unit 3 and the power is cut off due to power failure or disconnection of the line, the power charged in the charging battery BA1 is applied to the power detector 4 so as to supply the line. Through (a) is applied to the supply power supply (Vcc) of the load (microcomputer, electronics, etc.). At this time, when the discharge voltage of the battery BA1 falls below a predetermined voltage, it is determined as a termination voltage, and the voltage detector 4 outputs a low signal through the line b.
상기 전압검출부(4)에서 출력된 로우신호는 트랜지스터(Q1)의 베이스로 인가되어 상기 트랜지스터(Q1)를 턴오프시킨다. 상기 트랜지스터(Q1)가 턴오프되면 릴레이(RY1)가 오프되어 충전밧데리(BA1)의 방전을 차단하게 된다. 여기서 설명하지 않은 다이오드(D1-D3)는 역류방지용이다.The low signal output from the voltage detector 4 is applied to the base of the transistor Q1 to turn off the transistor Q1. When the transistor Q1 is turned off, the relay RY1 is turned off to block the discharge of the charging battery BA1. Diodes D1-D3 not described here are for backflow prevention.
상기 제1도와 같은 종래의 회로는 선로의 단선이나 정전시에 충전밧데리의 전압을 이용하여 릴레이를 구동시켜 공급전원을 공급하게 되므로 진력의 소모량이 많아지고 충전밧데리의 수명이 짧아지는 문제점이 있었다.The conventional circuit as shown in FIG. 1 has a problem in that the power consumption is increased and the life of the charging battery is shortened because the supply power is supplied by driving the relay using the voltage of the charging battery at the time of disconnection or power failure of the line.
따라서 본 고안의 목적은 저전력으로 구동되는 FET와 다이오드등을 사용하여 공급전원을 공급함으로서 밧데리의 전력 소모를 절감할 수 있는 저전력형 밧데리 충방전회로를 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide a low-power battery charge and discharge circuit that can reduce the power consumption of the battery by supplying a power supply using a low power FET and diode.
본 고안의 또다른 목적은 저전력을 사용하여 종지전압을 검출하여 충전밧데리의 방전을 중지시킴으로서 밧데리의 수명을 연장할 수 있는 저전력형 밧데리 충방전회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a low-power battery charge and discharge circuit that can extend the life of the battery by stopping the discharge of the charge battery by detecting the end voltage using a low power.
이하 본 고안을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 고안에 따른 회로도로서, AC전원을 입력하여 전압을 다운시켜 2차측으로 유기시키는 트랜스(T1)와, 상기 트랜스(T1)의 2차측으로 유기된 전압을 정류하는 정류부(10)와, 상기 정류부(10)서 정류된 전압을 입력하여 소정의 정전압을 출력하기 위한 레귤레이터(20)와, 상기 레귤레이터(20)로 부터 출력된 전압을 입력하여 과전압이나 과전류의 충전을 방지하기 위해 정전압을 강하시키는 정전압출력부(30)와, 상기 정전압출력부(30)의 출력전압을 충전하여 방전하는 충전밧데리(40)와, 상기 충전밧데리(40)의 충전전압을 입력하여 종지전압을 검출하고 방전차단 제어신호를 출력하는 종지전압 검출부(50)와, 상기 레귤레이터(20)와 상기 종지전압 검출부(50)의 출력전압을 입력하여 상기 밧데리(40)의 충방전패스를 제어하는 충방전패스제어부(60)로 구성된다.2 is a circuit diagram according to the present invention, a transformer (T1) for inputting an AC power supply to lower the voltage to be induced to the secondary side, and a rectifying unit (10) for rectifying the voltage induced to the secondary side of the transformer (T1) and A regulator 20 for outputting a predetermined constant voltage by inputting the voltage rectified by the rectifier 10 and a voltage output from the regulator 20 to input a constant voltage to prevent charging of an overvoltage or an overcurrent. A constant voltage output unit 30 to be dropped, a charging battery 40 for charging and discharging the output voltage of the constant voltage output unit 30, and a charging voltage of the charging battery 40 are input to detect and terminate a termination voltage. Charge and discharge path control unit for controlling the charge and discharge path of the battery 40 by inputting the end voltage detection unit 50 for outputting a cutoff control signal, the output voltage of the regulator 20 and the end voltage detection unit 50 ( 60).
상기 구성중 정전압 출력부(30)는 상기 레귤레이터(20)의 출력단과, 충전밧데리(40)사이에 다이오드(D3-D4)와 저항(R2)가 직렬연결되어 구성되고, 종지전압 검출부(50)는 상기 레귤레이터(20)의 출력전원이 역류를 방지하고 상기 충전밧데리(40)의 충전전압의 방전 통로를 형성하여 정전시 공급전원(Vcc)을 출력하기 위한 다이오드(D5)와, 상기 다이오드(D5)의 애노드에 다이오드(D6)의 캐소드가 연결되어 상기 충전밧데리(40)의 충전된 전압이 방전될 때 종지전압을 검출하는 제너다이오드(D6)와, 상기 제너다이오드(D6)의 애노드에 연결되어 상기 충전밧데리(40)의 충전시 상기 제너다이오드(D6)를 통해 흐르는 충전전류를 제어하기 위한 저항(R3)과, 상기 저항(R3)에 연결되어 역류를 방지하기 위한 다이오드(D2)로 구성되며, 충방전 패스제어부(60)는 상기 레귤레이터(2)의 출력단에 애노드가 연결되어 역류를 방지하기 위한 다이오드(D1)와, 상기 다이오드(D1)의 캐소드와 접지사이에 접속되어 충방전 통로를 스위칭 제어하는 FET(Q1)와 상기 FET(Q1)의 게이트(Gate)와 접지사이에 접속되어 상기 FET(Q1)의 오동작을 방지하기 위해 노이즈를 억제하는 캐패시터(C1)와, 상기 FET(Q1)의 게이트(Gate)와 접지사이에 접속되어 상기 FET(Q1)의 게이트에 입력되는 전류를 제어하는 저항(R1)으로 구성된다.In the configuration, the constant voltage output unit 30 includes a diode D3-D4 and a resistor R2 connected in series between the output terminal of the regulator 20 and the charging battery 40, and the termination voltage detection unit 50. The output power of the regulator 20 prevents the reverse flow and forms a discharge path of the charging voltage of the charging battery 40 to output the power supply (Vcc) during power failure, the diode (D5) and the diode (D5) The cathode of the diode (D6) is connected to the anode of the () is connected to the zener diode (D6) for detecting the termination voltage when the charged voltage of the charging battery 40 is discharged, and the anode of the zener diode (D6) When charging the charging battery 40 is composed of a resistor (R3) for controlling the charging current flowing through the zener diode (D6), and a diode (D2) connected to the resistor (R3) to prevent backflow , Charge / discharge path control unit 60 of the regulator (2) An anode is connected to an output terminal to prevent a backflow, and a diode (D1) connected between the cathode of the diode (D1) and ground and a gate of the FET (Q1) for switching and controlling the charge / discharge passage ( A capacitor C1 connected between a gate and a ground to suppress noise of the FET Q1, and a capacitor C1 connected between a gate of the FET Q1 and a ground to prevent the malfunction of the FET Q1. It consists of a resistor (R1) for controlling the current input to the gate of.
상기 구성에 의거 본 고안의 일실시예를 제2도를 참조하여 설명한다.One embodiment of the present invention based on the above configuration will be described with reference to FIG.
AC진원이 트랜스(T1)을 거쳐 정류부(10)에 입력되면 상기 정류부(l0)는 전파정류하여 출력하게 된다. 상기 정류부(10)에서 전파정류된 전압을 입력하는 레귤레이터(20)는 사용하고자 하는 소정 전압을 츨력하게 된다. 상기 레귤레이터(20)에서 출력된 정전압은 부하의 공급전원(Vcc)으로 인가되며 또한 다이오드(D3-D4) 저항(R2)를 통해 정전압으로 출력하게 된다. 또한 상기 레귤레이터(20)에서 출력된 전압은 다이오드(D1)을 통해 FET(Q1)의 게이트로 인가된다.When the AC source is input to the rectifier 10 through the transformer T1, the rectifier 110 is full-wave rectified and output. The regulator 20 for inputting the full-wave rectified voltage in the rectifier 10 outputs a predetermined voltage to be used. The constant voltage output from the regulator 20 is applied to the supply power supply (Vcc) of the load and is also output as a constant voltage through the diode (D3-D4) resistor (R2). In addition, the voltage output from the regulator 20 is applied to the gate of the FET Q1 through the diode D1.
이로 인해 상기 FET(Q1)가 온되어 충전패스가 형성되므로 상기 다이오드(D3-D4) 및 저항(R2)를 통해 출력된 전압이 충전밧데리(40)에 충전되기 시작한다. 이때 상기 다이오드(D3-D4)는 상기 충전밧데리(40)가 과전압 및 과전류로 충전됨을 방지하기 위한 것이며 저항(R2)는 상기 밧데리(40)의 충전전류를 제어하기 위한 전류제한용이다. 또한 상기 FET(Q1)는 저전류에서 턴온되므로 바이어스 전류를 제한하기 위해 저항(R1)을 사용하였고 노이즈에 의해 상기 FET(Q1)가 오동작하는 것을 방지하기 위해 노이즈 블록킹(Blocking)용 캐패시티(C1)를 사용하였다. 상기 충전밧데리(40)에 충전을 시작하여 총전된 전압을 충전과 동시에 다이오드(D5)를 통해 방전을 하게되지만 상기 레귤레이터(20)에서 정전압이 출력될때는 정전압 전원이 상기 충전밧데리(40)에 충전된 전압보다 항상 높기 때문에 상기 충전밧데리(40)의 전압은 소모가 되지 않는다.As a result, since the FET Q1 is turned on to form a charge path, the voltage output through the diodes D3-D4 and the resistor R2 starts to be charged in the charging battery 40. In this case, the diodes D3-D4 are for preventing the charging battery 40 from being charged with overvoltage and overcurrent, and the resistor R2 is for limiting the current for controlling the charging current of the battery 40. In addition, since the FET Q1 is turned on at a low current, a resistor R1 is used to limit the bias current, and the capacitance C1 for noise blocking is performed to prevent the FET Q1 from malfunctioning due to noise. ) Was used. When the charging battery 40 starts to be charged, the total voltage is charged and discharged through the diode D5 at the same time, but when the constant voltage is output from the regulator 20, the constant voltage power is charged to the charging battery 40. Since the voltage is always higher than the voltage, the voltage of the charging battery 40 is not consumed.
이와 같이 상기 레귤레이터(20)에 충전을 하는 도중에 정전이나 선로의 단선으로 인해 AC전원이 차단되면 상기 충전밧데리(40)에 충전된 전압을 다이오드(D5)를 통해 방전되어 부하로 공급전원(Vcc)을 공급하게 된다. 이때 상기 충전밧데리(40)의 충전전압이 방전되어 종지전압 이하로 떨어지게 되면 제너다이오드(D6)는 이를 검출하게 되는데 상기 제너다이오드(D6)는 정밀 제너다이오드로서 수십 μA의 전류가 흘러도 턴온이 되어 오차가 작다. 상기 충전밧데리(40)의 방전전압이 상기 제너다이오드(D6)의 값보다 크게되면 상기 제너다이오드(D6)를 온시켜 저항(R3) 및 다이오드(D2)를 거쳐 FET(Q1)의 게이트로 인가되어 상기 FET(Q1)를 턴온시키게되어 충전밧데리(40)의 방전통로를 형성하게 된다. 그러나 상기 층전밧데리(40)의 방전전압이 상기 제너다이오드(D6)의 값보다 작게되면 상기 제너다이오드(D6)가 오프되어 FET(Q1)를 턴오프시키므로 충전밧데리(40)의 방전통로를 차단하게 된다.As described above, when AC power is cut off due to a power failure or disconnection of the line while charging the regulator 20, the voltage charged in the charging battery 40 is discharged through the diode D5 to supply the load to the load (Vcc). Will be supplied. At this time, when the charging voltage of the charging battery 40 is discharged and falls below the final voltage, the zener diode D6 detects the same. Is small. When the discharge voltage of the charging battery 40 is greater than the value of the zener diode D6, the zener diode D6 is turned on and applied to the gate of the FET Q1 through the resistor R3 and the diode D2. The FET Q1 is turned on to form a discharge passage of the charging battery 40. However, when the discharge voltage of the layer battery 40 is lower than the value of the zener diode D6, the zener diode D6 is turned off to turn off the FET Q1, thereby blocking the discharge path of the charging battery 40. do.
따라서 상기 제너다이오드(D6)을 턴온시키는 전류 값이 작을수록 전력소모를 감소시켜 밧데리의 수명을 연장할 수 있다. 여기서 다이오드(D2)는 상기 레귤레이터(20)에서 출력된 정전압 전원이 역방향으로 흐르는 것을 방지하기 위한 보호용 다이오드이며 다이오드(D1)는 상기 제너다이오드(D6) 및 저항(R3)를 통해 출력된 상기 충전밧데리(40)의 전압이 역류됨을 방지하기 위한 보호용 다이오드이다. 또한 다이오드(D5)는 보통 스위칭 다이오드와 다른 로우드롭용 다이오드로서 보통 다이오드가 턴온될때 0.6-0.7V의 전압의 드롭이 생긴다. 그러나 로우드롭 다이오드(D5)는 턴온시 0.2V의 전압드롭이 발생된다. 상기 저항(R3)는 상기 충전밧데리(40)충전시 충전전류가 제너다이오드(D6)를 통해 흐르는 전류를 방지하기 위한 부하저항으로 사용된다.Therefore, as the current value for turning on the zener diode D6 decreases, power consumption may be reduced, thereby extending the life of the battery. Here, the diode D2 is a protection diode for preventing the constant voltage power output from the regulator 20 from flowing in the reverse direction, and the diode D1 is the charging battery output through the zener diode D6 and the resistor R3. It is a protection diode for preventing the voltage at 40 from flowing back. In addition, diode D5 is a low drop diode that is different from the normal switching diodes. When the diode is turned on, a voltage drop of 0.6-0.7V occurs. However, the low drop diode D5 generates a voltage drop of 0.2V when turned on. The resistor R3 is used as a load resistor for preventing the current flowing through the zener diode D6 when the charging battery 40 is charged.
상술한 바와 같이 저전력으로 구동되는 FET와 다이오드 등을 사용하여 전원을 공급하고 종지전압을 검출하여 밧데리의 전력소모를 감소시켜 밧데리를 오래쓸 수 있으므로 밧데리 수명을 연장시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, power is supplied using FETs and diodes driven at low power, the terminal voltage is detected, and the battery power is reduced by reducing power consumption of the battery, thereby extending the battery life.
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