KR920008408B1 - 축전지 용량 감지회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

축전지 용량 감지회로

제1도는 종래 기술에 따른 전압검출방식의 축전지 용량 감지회로도.

제2도는 본 발명에 따른 내부저항 검출방식의 축전지 용량 감지회로도.

제3a도 내지 f도는 제2도 각 부의 신호 파형도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 단안정 멀티바이브레이터 12, 18 : 스위칭 트랜지스터

13 : 막대그래프 표시용 제어수단 14 : 저임피던스용 저항

15 : 축전지 17 : 래치회로

본 발명은 축전지의 이상상태를 검출하기 위한 회로에 관한 것으로서, 특히 전자기기에 초기전원이 인가될 경우 축전지의 내부저항을 측정하여 축전지의 소모정도 및 사용가능한 시간을 정확히 예측하기 위한 축전지 용량 감지회로에 관한 것이다.

현재 생산 시판되고 있는 컴퓨터와 같은 전자기기에는 정전을 대비하여 충전식 축전지가 내장되어 있는바 정전이 장시간 동안 계속되어 축전지가 사용가능한 전압 이하로 강화되었을 경우에는 귀중한 메모리가 손실되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 축전지의 용량과 충전지기를 표시하는 종래의 회로가 제1도에 도시되어 있는 바, 이에 대해 개략적으로 설명한다.

제1도는 종래 기술에 따른 전압검출방식의 충전지 감시회로도인바, 사용자가 전원스위치(1)를 누르게 되면 전자기기에는 축전지(2)로부터 공급되는 소정의 전압이 인가됨과 동시에 축전지(2)의 충전시기를 표시하는 회로부에 인가된다. 그런데, 전자기기를 장시간 사용하여 축전지(2)의 전압이 소정의 전압 이하로 강하되어 비교기(3)의 비반전 입력단자에 인가되는 전압, 즉 저항(4,5)에 의한 분압 전압이 비교기(3)의 반전 입력단자에 인가되는 기준전압, 즉 저항(6)과 제너다이오드(7)에 의한 분압전압보다 낮아질 경우 비교기(3)의 로우상태의 신호를 출력하여 축전지의 충전시점을 표시하도록 하였다.

그러나, 이러한 종래의 회로는 축전지의 전압만을 검출할수 있을 뿐 축전지의 사용가능 시간을 정확히 예측할 수가 없었다. 일반적으로 제1도에 도시한 축전지(2)는 화학적으로 전압원(2A)과 내부저항(2B)이 직렬로 연결구성되는바, 완전한 충전상태일지라도 내부저항(2B)값은 실제로 존재하는데 이 이유로는 동일시간내에 축전지의 양극과 음극사이에서 무한개의 원자가 반응할 수 없으며 반응후 생성된 물과 수소 이온이 반응 가능한 다른 원자의 진입을 방해하는 것에 기인한다. 따라서 방전이 완전히 진행된 축전지는 조금 방전된 축전지보다 매우 높은 내부 저항값을 갖게 된다. 다시말하면, 축전지(2)의 등가회로에 있어서 전압원(2A)은 한정된 화합적 원소량(축전지케이스 내의 원소)에 의해 전류용량이 변할뿐 아니라 소모된 축전지에서 단 1개 수준의 원소결합이 유지되고 있더라도 축전지의 전압은 방전 유무에 관계없이 항상 일정하다.

결국, 제1도에 도시한 전압검출 방식의 축전지 용량 감지회로는 일반적으로 충전표시 검출부의 임피던스가 매우 높으므로 어느 정도 소모된 축전지와 소모되지 않은 축전지의 차이를 명확하게 인식하지 못하며, 축전지의 내부 저항이 매우 증가해야만 검출이 용이하기 때문에 사용자는 축전지의 남은 용량이 얼마 안되는 시점에서도 충분한 것으로 오인하게 되는 경향이 있었다. 즉, 최적의 충전시점을 표시해주는 회로가 있더라도 사용자는 최적의 충전시점이 미래의 어느 시점인지 정확히 예측할 수 없을 뿐만 아니라, 충전요구 표시가 나타나기 전에는 모두 양호한 상태라고 오인하게 되는 경향이 있었으므로, 사용중 급격한 전압 강하로 인하여 전자기기의 사용중단사태가 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 사정을 감안하여 전자기기에 초기전원이 인가될 경우 축전지의 내부저항에 의해 발생하는 전압강하를 검출하여 축전지의 소모정도 및 사용가능한 시간을 정확히 예측하기 위한 축전지 용량 감지 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전자기기의 전원 스위치를 초기 작동시킬 경우 축전지로부터 전자기기에 공급되는 전원을 소정의 시간동안 차단하여 축전지의 내부저항에 의한 전압 강하를 검출하는 제1신호와, 상기의 시간 경과후 전자기기에 전원을 공급하는 제2신호를 발생하기 위한 신호 발생수단과, 제1신호의 발생시에는 축전지의 잔류용량을 표시하는 신호를 발생시키며, 제2신호의 발생후에는 축전지의 충전 시기를 표시하는 신호를 발생시키기 위한 제어수단 및, 잔류용량 표시신호를 처리하여 축전지의 잔류용량을 시각적으로 표기하기 위한 표시수단으로 구성시켜서 된 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 따른 축전지 용량 감지회로도인바, 전자기기에 전원을 인가하고자 할 경우, 사용자는 도시하지 않은 전원스위치를 누른다. 전원스위치가 눌려지게 되면 단안정 멀티바이브레이터(10)의 전원단자(S/W)에는 제3a도와 같은 하이상태의 신호가 인가되는바, 이때 단안정 멀티 바이브레이터(10)의 출력단자(Q1)에서는 제3b도와 같이 소정의 시간(예컨대 1-2초) 동안 하이상태의 신호가 발생되어 바이어스 저항(11)을 경유하여 트랜지스터(12)의 베이스에 인가됨과 동시에 그의 출력단자(Q2)에서도 제3b도와 동일한 신호가 발생되어 막대그래프를 표시하는 신호를 발생하기 위한 제어수단(13)에 인가된다. 우선 트랜지스터(12)는 그의 베이스에 저항(11)을 통과한 하이상태의 바이어스가 인가되므로 턴온되는바, 트랜지스터(12)의 에미터에 연결된 낮은 임피던스를 갖는 저항(14)에는 제3f도와 같이 전류가 흐르게 된다. 여기에서 중요한 것은 트랜지스터(12)가 턴온되어 저항(14)에 전류가 흐름에 따라 축전지(15)의 전압원(15A)에 직렬연결된 내부저항(15B)에 의해 발생하는 축전지(15)의 전압강하 효과는 제3e도에 도시한 바와 같이 커지게 된다는 것이다. 한편, 트랜지스터(12)가 턴온됨에 따라 저항(16)에 흐르는 전류는 감소되어 제어수단(13)의 입력단자(In)에 인가되는바, 이때 제어수단(13)은 단안정 멀티바이브레이터(10)의 출력단자(Q2)에서 보내어져온 신호(제3b도 참조)에 의해 인에이블되어 그의 출력단(out1-outn)을 통해 제3e도의 파형을 만들기 위한 신호를 래치회로(17)의 입력단자(A1-An)에 인가한다.

래치회로(17)는 입력된 신호를 래치하고 있다가 단안정 멀티 바이브레이터(10)에서 발생된 제3d도와 같은 인에이블신호(EN)가 인가될때에 그의 출력단(Q1-Qn)을 통해 현재 상태의 축전지 용량을 지시하기 위한 신호를 발광다이오드 또는 중앙처리장치(도시하지 않았음)에 제공하여 그들로 하여금 사용자에게 시각적인 표시(예컨대 막대그래프 또는 문자표시)를 하도록 한다. 이러한 시각적인 표시기간동안 트랜지스터(18)는 턴오프상태를 유지하게 되어 전자기기에는 전원이 인가되지 않게된다.

그러나, 인에이블신호(EN) (제3d도 참조)가 폴링 에지(Falling Edge)일 경우 단안정 멀티 바이브레이터(10)이 출력단(Q1,Q2)은 로우상태가 되어 트랜지스터(12)는 턴오프되고, 제어수단(13)은 축전지(15)의 전압을 검출하게 된다. 또한, 단안정 멀티바이브레이터(10)의 출력단(Q3)은 제3c도와 같이 로우상태에서 하이상태로 반전되는바, 트랜지스터(18)의 베이스에는 저항(19)에 의한 하이상태의 바이어스가 인가되므로 트랜지스터(18)는 턴온된다. 트랜지스터(18)가 턴온됨에 따라 전자기기에는 축전지(15)의 전압원(15A)에 의한 전원이 정상적으로 공급될 수가 있다.

한편, 제어수단(13)은 축전지(15)의 전압을 검출할 수 있도록 동작하게 되는바, 제3e도에 도시한 축전지 전압이 소정의 레벨이하로 강하되었을 경우에는 최적의 충전시기를 표시하는 신호(SC)를 발생시키게 된다. 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 축전지 감지 회로는 전자기기에 전원을 인가하는 초기 단계에 인위적인 낮은 임피던스 부하를 짧은 시간동안 인가하여 축전지의 내부 저항을 정확히 계산하고 이 결과를 문자 또는 막대 그래프로 표시해줌으로써 전자기기의 초기 작동시에 축전지의 남아 있는 용량을 정확히 알려줄 수 있을 뿐만아니라 연속적인 전압 검출회로를 부가하여 최적의 충전시기를 알려줄수 있는 효과가 있다.

비록 본 발명이 첨부된 도면에 의거하여 설명되었을지라도 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 하기의 특허청구 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 많은 변경 및 수정이 있을 수도 있다. 예컨대, 제2도에 도시한 회로에 있어서 최적의 충전시기를 표시하기 위한 램프 또는 경보기가 부착될 수 있으며, 또한 이들 램프와 경보기가 동시에 부착되어 시각적 및 또는 청각적 경보 기능을 제공할 수도 있다.

Claims (5)

1. 전자기기에 소정의 전원을 공급하기 위해 소정의 전압원과 내부저항이 직렬로 연결 구성된 축전지의 용량 감지회로에 있어서 ; 상기 전자기기의 전원 스위치를 초기 작동시킬 경우 상기의 축전지로부터 전자기에 공급되는 전원을 소정의 시간동안 차단하여 상기 축전지의 내부저항에 의한 전압 강하를 검출하는 제1신호와, 상기의 시간경과후 전자기기에 전원을 공급하는 제2신호를 발생시키기 위한 신호발생수단과 ; 상기 제1신호의 발생시에는 상기 축전지의 잔류 용량을 표시하는 신호를 발생시키며, 상기 제2신호의 발생후에는 상기 축전지의 축전시기를 표시하는 신호를 발생시키기 위한 제어수단 및 ; 상기의 잔류용량 표시 신호를 처리하여 축전지의 잔류용량을 시각적으로 표시하기 위한 표시수단으로 구성시켜서 됨을 특징으로 하는 축전지 용량 감지회로.
2. 제1항에 있어서, 상기의 신호발생수단은 초기전원 인가시 상기 축전지의 내부저항에 의한 축전지의 전압강하 효과를 극대화 하기 위한 스위칭 소자와 낮은 임피던스 부하를 포함함을 특징으로 하는 축전지 용량 감지회로.
3. 제1항에 있어서, 상기의 표시수단은 축전지의 잔류용량을 문자로 표시하기 위한 장치를 포함함을 특징으로 하는 축전지 용량 감지회로.
4. 제3항에 있어서, 상기의 표시수단은 축전지의 잔류용량을 막대그래프로 표시하기 위한 장치를 포함함을 특징으로 하는 축전지 용량 감지회로.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기의 표시수단은 축전지의 잔류용량을 문자와 막대그래프로서 동시에 표시하기 위한 장치를 포함함을 특징으로 하는 축전지 용량 감지회로.

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