KR920009362B1 - Charging device of non-variable current - Google Patents

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Abstract

The circuit comprises a regulator (10) for converting AC input voltage to constant DC voltage according to load, a switching circuit (13) for switching the output voltage of the regulator (10), a charging state detector (15) for receiving the output votage of the regulator (10) to turn on or off the output according to the charging state of a battery (12), quick charging and microcurrent charging detectors (18,17) for alternately operating quick charging or microcurrent charging according to the output state of the detector (15) and voltage and current detectors (19,20) operated in the constant current state when the detector (18) or (17) is operated. The circuit has an AC-DC converting (adapter) function and a quick charging function.

Description

정전류에 의한 충전장치Constant current charging device

제1도는 본 발명 장치의 상세 회로도.1 is a detailed circuit diagram of the device of the present invention.

제2도는 본 발명 장치의 동작 상태를 설명하기 위한 급속 충전 및 미세전류 충전 상태를 나타낸 도면.2 is a diagram showing a state of rapid charge and microcurrent charge for explaining the operating state of the device of the present invention.

제3도 및 제4도는 부하 전류 및 밧데리 전압에 따르는 출력 전압 및 전류 특성 곡선도.3 and 4 are curve diagrams of output voltage and current characteristics according to load current and battery voltage.

제5도 및 제6a, b도는 정전압 및 정전류시의 비교기 (OP1),(OP2)의 특성도.5 and 6a and b are characteristic diagrams of the comparators OP 1 and OP 2 at constant voltage and constant current.

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

10 : 레귤레이터 11 : 잭10 regulator 11 jack

12 : 밧데리 13 : 스위칭 회로12 battery 13 switching circuit

14 : 리드스위치 15 : 충전상태 검출기14: reed switch 15: charge state detector

16 : 발광다이오드 17 : 미세전류 충전 검출기16: light emitting diode 17: fine current charge detector

18 : 급속충전 검출기 19 : 전압검출부18: fast charge detector 19: voltage detector

20 : 전류 검출기 OP1,OP2: 비교기20: current detector OP 1 , OP 2 : comparator

D1-D3: 다이오드 Q1-Q7: 트랜지스터D 1 -D 3 : Diodes Q 1 -Q 7 : Transistors

R1-R30: 저항R 1 -R 30 : resistance

본 발명은 정전류에 의한 미세전류(Trickle) 충전장치에 관한 것으로 특허 AC-DC 변환기(Adapter)의 기능과 고속충전기의 기능을 일체로 구성하여 겸용되는 교류(AC)어댑터/충전기 장치에 적합하도록한 충전장치에 관한 것이다. 종래의 교류(AC)어댑터 겸용 충전기에서는 통상적으로 교류(AC)어댑터로 동작할 때에 직류(DC) 정전압을 출력하도록 구성되고, 충전기로 동작할때의 출력은 정전류 출력으로서 밧데리 단자에 출력되도록 구성한 것인바, 여기서 충전기의 동작은 충전시에만 정전류 동작을 행하고, 충전완료후에는 정전압으로 변환되며, 변환된 정전압은 밧데리 전압과 거의 동일한 상태에서 역방향 블로킹 다이오드에 의하여 충전 전류를 차단시키도록 행하여 충전을 완료되게 한 것이다.The present invention relates to a trickle charging device based on a constant current, and is configured to integrate a function of a patent AC-DC converter and a function of a high-speed charger so as to be suitable for a combined AC adapter / charger device. It relates to a charging device. Conventional AC adapter chargers are typically configured to output a direct current (DC) constant voltage when operating as an AC (AC) adapter, and outputs when operating as a charger are configured to be output to the battery terminal as a constant current output. Invar, here, the operation of the charger is a constant current operation only at the time of charging, and after completion of charging is converted to a constant voltage, the converted constant voltage is performed to block the charging current by the reverse blocking diode in the state almost equal to the battery voltage to complete the charging It was made.

그러나 이와 같은 종래의 어댑터 겸용 충전기는 충전이 완료된후 장시간 방치할 경우 밧데리는 자연적으로 방전되므로 실제로 사용하고자 할 경우에 충분한 자체 용량을 갖고 있는 못하는 단점이 있을 뿐만 아니라, 만일 다수개의 밧데리를 직렬로 연결하여서 사용하고자 할때에도 각 밧데리 셀(Cell)간의 용량차이로 인해 고속 충전에 의한 완전충전은 불가능한 상태가 되어 자체 용량에도 미치지 못하는 문제점이 있었다.However, such a conventional charger with a conventional adapter, the battery is naturally discharged when left for a long time after the charge is completed, there is a disadvantage that does not have sufficient capacity if you actually want to use, and if you connect a plurality of batteries in series Even when it is to be used, due to the difference in capacity between each battery cell (Cell), there is a problem that full charge by the fast charging is impossible to reach its own capacity.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 정전압 및 정전류 검출회로의 출력을 기준 전압에 의한 최대 전압으로 나타내고, 그 이상에서는 출력 전압을 블로킹 다이오드에 의해 낮은 상태로 유지하며, 출력전류의 임의의 시점까지는 출력전압을 일정한 상태로 유지하고, 그 이상이 되면 전류가 증가하여 정전류 검출부의 출력 전압이 낮아지도록 행하여 과전류 보호기능을 겸할 수 있고, 금속충전이 완료된후 미세전류(Trickle) 충전을 행할 수 있도록 하여 밧데리 셀간의 불균일에 의한 불완전 충전 상태를 해소할 수 있도록 한 정전류에 의한 충전 장치를 제공하고자 하는 것을 그 목적으로 하는 것으로, 이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned conventional problems, and the output of the constant voltage and the constant current detection circuit is represented by the maximum voltage by the reference voltage, and the output voltage is kept low by the blocking diode and the output is higher than that. The output voltage is kept at a constant state until a certain point of current, and when it is higher than that, the current is increased so that the output voltage of the constant current detection unit is lowered, which can serve as an overcurrent protection function. It is an object of the present invention to provide a charging device based on a constant current that can be charged to solve the incomplete charge state due to non-uniformity between battery cells. Same as

제1도에 도시한 바와 같이 본 발명의 정전류에 의한 충전장치는 교류(AC)입력 전압을 부하에 따라 일정한 직류(DC)전압으로 변환하는 레귤레이터(10)를 가진 어댑터 겸용 고속충전 장치에 있어서, 상기 레귤레이터(10)의 출력 직류 전압은 부하측과 잭(11)(Jack)간에 접속된 상태에서는 밧데리(12)접속여부에 관계없이 전압 검출부(19)와 전류 검출부(20)가 정전압 상태로 동작하여 부하측의 과전류 보호기능을 수행시키도록 구성하는 동시에 부하측과 잭(11)(Jack)간에 개방된 상태(충전모드시)에서는 상기 레귤레이터(10)의 출력전압을 스위칭시켜 밧데리(12)와 충전상태 검출기(15) 및 미세전류 충전검출기(17)에 인가시키는 스위칭 회로(13)와; 상기 스위칭 회로(13)가 온되어 있는 상태에서 레귤레이터(10)의 출력 직류 전압을 인가받아 밧데리(12)의 충전상태에 따라 출력을 온/오프 시키는 충전상태 검출기(15)와; 상기 충전상태 검출기(15)의 출력상태에 따라 급속 충전 또는 미세전류 충전을 교호적으로 동작하는 급속충전 검출기(18) 및 미세전류 충전 검출기(17)와; 상기 급속 충전 검출기(18) 또는 미세전류 충전검출기(17)가 동작할 때에는 정전류 상태로 동작되는 전압 및 전류 검출부(19),(20)를 상호 연결하여서 구성된 것을 특징으로 하는 것으로 미설명 부호 14는 밧데리(12)가 연결되면 a단자에, 밧데리(12)가 연결안되면 b단자에 접속되도록 밧데리(12)와 연동되는 리드 스위치로서 정전류 및 정전압을 검출하며, 16은 급속 충전 기간에 온되어 충전상태임을 표시하는 발광다이오드이다.As shown in FIG. 1, the constant current charging device of the present invention is an adapter / high speed charging device having a regulator 10 that converts an AC input voltage into a constant DC voltage according to a load. When the output DC voltage of the regulator 10 is connected between the load side and the jack 11 (Jack), the voltage detector 19 and the current detector 20 operate in a constant voltage state regardless of whether the battery 12 is connected. It is configured to perform the over-current protection function of the load side, and in the open state (in the charging mode) between the load side and the jack 11 (Jack) by switching the output voltage of the regulator 10 to the battery 12 and the charge state detector 15 and a switching circuit 13 to be applied to the microcurrent charge detector 17; A charge state detector (15) configured to receive an output DC voltage of the regulator (10) while the switching circuit (13) is on to turn on / off the output according to the state of charge of the battery (12); A fast charge detector 18 and a microcurrent charge detector 17 which alternately operate fast charging or microcurrent charging according to the output state of the state of charge detector 15; When the fast charge detector 18 or the fine current charge detector 17 operates, the voltage and current detectors 19 and 20 which operate in a constant current state are connected to each other. As a reed switch interlocked with the battery 12 to be connected to the terminal a when the battery 12 is connected, and the terminal b when the battery 12 is not connected, the constant current and the constant voltage are detected. Light emitting diode indicating that

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 제2도 내지 제6도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operational effects of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 to 6.

먼저 제1도에서 어댑터로 동작할 때에는 직류출력 잭(11)에 부하측에 코드가 연결되어 있는 상태가 되어 잭(11)의 2번 핀과 3번핀은 개방된다.First, when operating as an adapter in FIG. 1, the cord is connected to the DC output jack 11 on the load side, and pins 2 and 3 of the jack 11 are opened.

이와 같은 상태에서 리드 스위칭(14)는 충전을 행할 밧데리(12)의 접속 여부에 관계없이, 즉 a단자 또는 b단자에 위치하고 있던 관계없이 스위칭 회로(13)는 '오프'상태가 되고, 급속 충전 검출기(18)의 트랜지스터(Q5),(Q6)로 '오프'상태가 되어 전압 및 전류 검출기(19),(20)를 정전압 상태로 동작시킨다.In this state, the switching circuit 13 is in the 'off' state regardless of whether or not the lead switching 14 is connected to the battery 12 to be charged, that is, located at the terminal a or terminal b. The transistors Q 5 and Q 6 of the detector 18 are turned off to operate the voltage and current detectors 19 and 20 in a constant voltage state.

즉, 전압 검출기(19)의 비교기(OP1)는 레글레이터(10)의 출력전압을 검출하여 제어하게 되고, 전류 검출기(20)의 비교기(OP2)는 전류를 검출하게 되는데, 이는 제3도에 나타낸 부하전류에 따르는 출력 전압 특성곡선도와 같이 전압을 일정하게 하기 위하여 제5도의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이 비교기(OP1),(OP2)가 동작하게 된다.That is, the comparator OP 1 of the voltage detector 19 detects and controls the output voltage of the regulator 10, and the comparator OP 2 of the current detector 20 detects a current, which is the third As shown in (a) and (b) of FIG. 5, the comparators OP 1 and OP 2 operate to make the voltage constant as shown in the output voltage characteristic curve according to the load current shown in FIG.

이때에 동작하는 전압 검출부(19)의 비교기(OP1)는 제5도의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이 어느 전압까지는 출력이 최대 전압을 나타내고, 그 이상에서는 출력 전압을 낮추도록 다이오드(D1)에 의하여 전류를 낮게 한다.At this time, the comparator OP 1 of the voltage detecting unit 19 operates as shown in (a) and (b) of FIG. 5 so that the output shows the maximum voltage up to a certain voltage, and above that, the diode ( D 1 ) to lower the current.

이에 따라 출력전압은 일정하게 유지되고, 또한 출력전류의 어느 전류까지 출력전압은 일정하지만 그 이상이 되면 제6도의 (a),(b)에 나타낸 바와 같이 전류 검출부(20)의 비교기(OP2)도 출력전압을 낮아지게 함과 동시에 낮아진 전류를 증가시켜 최종적으로 직류출력의 출력전압이 낮아지게 하여 과전류 보호기능을 수행하게 된다.Accordingly, the output voltage is kept constant and the output voltage is constant up to a certain current of the output current, but when the output voltage is higher than that, the comparator OP 2 of the current detector 20 as shown in Figs. 6A and 6B. ) Also lowers the output voltage and increases the lowered current, finally lowering the output voltage of the DC output to perform overcurrent protection.

한편, 상기 직류 출력 잭(11)에서 부하측의 코드를 제거하면 잭(11)의 2번핀과 3번핀은 단락된다.Meanwhile, if the load side cord is removed from the DC output jack 11, pins 2 and 3 of the jack 11 are short-circuited.

이와 같은 상태에서 충전시킬 밧데리(12)가 접속되어 있으면 리드 스위치(14)가 a단자에 접속되어 스위칭 회로(13)의 트랜지스터(Q1)를 '온'시킨다.In this state, when the battery 12 to be charged is connected, the reed switch 14 is connected to the terminal a to turn on the transistor Q 1 of the switching circuit 13.

이때 레귤레이터(10)의 출력직류 전압은 밧데리(12)와 충전상태 검출기(15)에 공급됨과 동시에 충전상태 검출기(15)의 출력은 '하이'레벨이 되어 급속 충전상태임을 표시하는 발광다이오드(16)를 '온'시키고, 미세전류 충전 검출기(17)의 트랜지스터(Q3)와 급속 충전 검출기(18)의 트랜지스터(Q5),(Q6)를 '온'시키어 트랜지스터(Q4),(Q7)를 '오프'상태로 있게 한다.At this time, the output DC voltage of the regulator 10 is supplied to the battery 12 and the state of charge detector 15, and at the same time the output of the state of charge detector 15 is at a 'high' level, indicating that the LED is rapidly charged. ) 'On', transistors Q 3 of the microcurrent charge detector 17 and transistors Q 5 , Q 6 of the quick charge detector 18 are turned on to transistors Q 4 , ( Q 7 ) is placed in the 'off' state.

상기 급속 충전 검출기(18)의 트랜지스터(Q6)가 '온'된 상태에서는 전압 검출부(19)의 비교기(OP1)의 비반전 입력단자(+)의 입력전압을 상승시키므로 어댑터모드의 정전압시 보다 출력 전압이 높아지게 되어 급속 충전시의 비교기(OP1)는 높은 상태로 출력하도록 전류 검출부(20)내 비교기(OP2)의 제어를 받게 된다.When the transistor Q 6 of the quick charge detector 18 is 'on', the input voltage of the non-inverting input terminal (+) of the comparator OP 1 of the voltage detector 19 is increased, so that the constant voltage of the adapter mode Since the output voltage becomes higher, the comparator OP 1 during rapid charging is controlled by the comparator OP 2 in the current detector 20 to output in a high state.

또한 상기 급속 충전 검출기(18)의 트랜지스터(Q5)가 '온'된 상태에서는 제6도의 (b)에서와 같이 전류 검출부(20)내 비교기(OP2)의 비반전 입력단자(+)의 기준 레벨을 낮게 하므로, 밧데리(12)의 필요한 충전전류만을 제어하도록 비교기(OP2)는 낮은 전류를 발생시킨다. 따라서, 이와 같은 동작으로 어댑터 모드시보다 충전 모드는 출력전압에 관계없이 전류를 일정한 상태로 유지하여 역방향 블로킹 다이오드(D3)를 통해 레귤레이터(10)의 출력전류를 밧데리(12)에 인가시켜 급속충전을 수행시킨다.In addition, when the transistor Q 5 of the quick charge detector 18 is turned on, the non-inverting input terminal (+) of the comparator OP 2 in the current detector 20 as shown in FIG. Since the reference level is lowered, the comparator OP 2 generates a low current to control only the necessary charging current of the battery 12. Therefore, in this operation, the charging mode maintains the current in a constant state regardless of the output voltage and applies the output current of the regulator 10 to the battery 12 through the reverse blocking diode D 3 . Perform charging.

이후, 밧데리(12)에 급속 충전이 완료되면 충전 상태 검출기(15)의 출력은 '로우'상태가 되어 급속 충전됨을 표시하는 발광 다이오드(16)와 미세전류 충전검출기(17)의 트랜지스터(Q3) 및 급속 충전검출기(18)의 트랜지스터(Q5),(Q6)가 '오프'된다.Subsequently, when the fast charging is completed on the battery 12, the output of the charge state detector 15 becomes 'low' and the transistor Q 3 of the light emitting diode 16 and the microcurrent charge detector 17 indicating the fast charge. ) And transistors Q 5 , Q 6 of the fast charge detector 18 are 'off'.

이때전압 및 전류 검출기(19),(20)의 비교기(OP1),(OP2)를 정전압 모드의 동작상태로 전환하게 됨과 동시에 출력전압을 급속 충전시보다 낮게 되어 실제로 블로킹 다이오드(D3)의 전압차(다이오드(D3)의 애노드 전압과 밧데리(12)의 충전 완료시 와의 전압차 : 약 0.7V이하임)가 작아지게 되어 밧데리(12)의 충전전류는 차단된다.At this time, the comparator (OP 1 ), (OP 2 ) of the voltage and current detectors (19), (20) is switched to the operation state of the constant voltage mode, and at the same time, the output voltage is lower than that of the fast charging, and thus the blocking diode (D 3 ) The voltage difference (the voltage difference between the anode voltage of the diode D 3 and when the battery 12 is fully charged: about 0.7 V or less) becomes small, and the charging current of the battery 12 is cut off.

이와동시에 미세전류 충전검출기(17)의 트랜지스터(Q3)는 '오프'되어 있는 상태이나, 트랜지스터(Q4),(Q7)는 '온'상태가 되므로 전압 및 전류 검출부(19), (20)의 비교기(OP1)(OP2)는 정전류 모드상태를 그대로 유지하게 된다.At the same time, the transistor Q 3 of the microcurrent charge detector 17 is in an 'off' state, but the transistors Q 4 and Q 7 are in an 'on' state, so that the voltage and current detectors 19 and ( The comparator OP 1 and OP 2 of 20 maintain the constant current mode state.

따라서 이와 같이 급속 충전이 완료된 후에도 미세전류 충전 검출기(17)의 트랜지스터(Q4),(Q7)가 온되어 전압 및 전류 검출부(19),(20)를 정전류 상태로 동작시키게 되므로 밧데리(12)용량의 1/20 내지 1/30C의 미세전류로서 밧데리(12)에 계속 무한대 시간으로 충전을 행할 수가 있는 것이다.Therefore, even after the rapid charging is completed, the transistors Q 4 and Q 7 of the microcurrent charge detector 17 are turned on to operate the voltage and current detectors 19 and 20 in a constant current state. The battery 12 can continue to be charged indefinitely as a minute current of 1/20 to 1 / 30C of the capacity.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 장치에 의하면 급속 충전이 완료된 후에도 미세전류 충전을 할 수 있도록 하므로서 밧데리 셀간의 불균일에 대한 불완전 충전상태를 해소할 수 있을뿐만 아니라, 급속 충전에 따른 부족 충전을 미세전류 충전에 의해 충전을 완료하게 함으로서 충전기의 충전효율을 향상시킬 수가 있는 효과가 있다.As described above, according to the device of the present invention, the microcurrent charging can be performed even after the rapid charging is completed, thereby not only eliminating the incomplete charging state for the non-uniformity between the battery cells, and also performing the microcurrent charging for the insufficient charging caused by the rapid charging. By completing the charging, there is an effect that can improve the charging efficiency of the charger.

Claims (1)

교류(AC)압력 전압을 부하에 따라 일정한 직류(DC)전압으로 변환하는 레귤레이터(10)를 가진 어댑터 겸용 고속 충전장치에 있어서, 상기 레귤레이터(10)의 출력직류 전압은 부하축과 잭(11)(Jack)간에 접속된 상태에서는 밧데리(12)접속여부에 관계없이 전압 검출부(19)와 전류 검출부(20)가 정전압 상태로 동작하여 부하측의 과전류 보호기능을 수행시키도록 구성하는 동시에 부하측과 잭(11)(Jack)간에 개방된 상태(충전모드시)에서는 상기 레귤레이터(10)의 출력 전압을 스위칭 시켜 밧데리(12)와 충전 상태 검출기(15) 및 미세전류 충전검출기(17)에 인가시키는 스위칭 회로(13)와; 상기 스위치회로(13)가 온되어 있는 상태에서 레귤레이터(10)의 출력직류 전압을 인가받아 밧데리(12)의 충전상태에 따라 출력을 온/오프시키는 충전상태 검출기(15)와; 상기 충전상태 검출기(15)의 출력상태에 따라 급속충전 또는 미세전류 충전을 교호적으로 동작하는 급속 충전검출기(18) 및 미세전류 충전 검출기(17)와; 상기 급속 충전 검출기(18) 또는 미세전류 충전검출기(17)가 동작할 때에는 정전류 상태로 동작되는 전압 및 전류 검출부(19),(20)를 상호 연결하여서 구성된 것을 특징으로 하는 정전류에 의한 충전장치.In the high speed charging device for adapters having a regulator 10 for converting an AC pressure voltage into a constant DC voltage according to a load, the output DC voltage of the regulator 10 is a load shaft and a jack 11. In the connected state between the jacks, the voltage detector 19 and the current detector 20 operate in a constant voltage state regardless of whether the battery 12 is connected or not, and the overcurrent protection function of the load side is performed. 11) a switching circuit for switching the output voltage of the regulator 10 to the battery 12, the charge state detector 15, and the microcurrent charge detector 17 in an open state (in the charge mode) between (Jack). (13); A charge state detector (15) configured to receive an output direct current voltage of the regulator (10) while the switch circuit (13) is on to turn on / off the output according to the state of charge of the battery (12); A quick charge detector 18 and a microcurrent charge detector 17 which alternately operate fast charging or microcurrent charging according to the output state of the state of charge detector 15; When the fast charge detector (18) or the fine current charge detector (17) is operating, the charging device according to the constant current, characterized in that configured by interconnecting the voltage and current detector (19, 20) operating in a constant current state.
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