KR940000522B1

KR940000522B1 - 배터리 과충전 보호회로

Info

Publication number: KR940000522B1
Application number: KR1019910023239A
Authority: KR
Inventors: 김성철
Original assignee: 삼성전기 주식회사; 황선두
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 1994-01-21
Also published as: KR930015244A

Abstract

내용 없음.

Description

배터리 과충전 보호회로

제1도는 종래의 회로도.

제2도는 본 발명의 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 배터리 30 : 클럭발생기

Q₁-Q₅: 트랜지스터 SCR₁: 싸이리스터

R₁-R₅: 저항

본 발명은 배터리의 퀵(Quick) 충전모드의 장시간화에 따라 과충전에 의한 배터리의 열화 및 파손을 방지할 수 있는 배터리 과충전 보호회로에 관한 것이다. 휴대형 카세트 플레이어, 통신장비 및 노트북 컴퓨터등에는 입력데이터의 유지보호에 필요한 니켈카드뮴 충전배터리가 필수적으로 내장된다. 이와같은 휴대장비와 충전배터리는 어댑터를 이용하여 충전하게 되는데, 충전에는 금속 충전을 위한 퀵(Qucik) 충전모드와 배터리의 자연방전정도의 전류를 보상하기 위한 트리클(Tricle) 충전모드의 두가지 모드가 있다. 퀵충전 모드에서는 노트북 컴퓨터용 배터리를 예로들 경우 0.5A이상의 충전전류가 흐르게 되고 트리클 충전모드에서는 0.1A이하의 충전전류가 흐르게 된다.

이러한 두가지 충전모드는 특별히 구분할 필요가 있다. 그 이유는 트리클 충전모드에서는 지속적인 배터리의 충전을 필요로하지 않기 때문에 그 상태를 만충전 상태로 보고 충전을 종료하여도 좋으나 퀵 충전모드라면 계속적인 충전이 필요하기 때문이다.

특히 배터리 충전이 충분히 이루어진 상태임에도 불구하고 계속 퀵충전을 할 경우에는 배터리 수명에 치명적인 영향을 미치거나 폭발의 위험성이 존재한다. 그러나 기존의 충전회로를 보이고 있는 제1도를 보면, 이 회로에서는 앞에서 설명한 퀵 충전모드의 지속시간에 대한 적절한 제어 효과를 얻을 수 없다. 구체적으로 설명하면, 트랜스( T₁)의 2차측에 나타난 AC 저전압은 다이오드(D₁)와 콘덴서(C₁)로 정류된 전계효과 트랜지스터(Q₁)의 스위치 온에 따라 배터리(20)에 공급되어 배터리충전이 이루어지게 된다. 상기 전계효과 트랜지스터(Q₁)는 스위칭 트랜지스터(Q₂)의 스위칭 온/오프에 따라 동작하게 되고, 상기 스위칭 트랜지스터(Q₂)는 마이콤(10)제어를 받게 된다. 이때 마이콤(10)은 배터리(20) 충전을 위한 제어 출력을 만들때 여러가지 충전조건을 받아 처리하기 위한 하드웨어 및 소프트 웨어를 필요로 한다. 그러나 상기 마이콤(10)을 제어하기 위한 소프트 웨어는 에러발생이 우려되고 정전기에 의해 마이콤의 손상을 입기쉬어 다루기가 어렵다. 특히 상기 마이콤 채택은 충전장치의 고가격화를 초래한다.

본 발명은 상기한 기존의 배터리 충전회로에 의해 저렴한 가격으로 제작될 수 있으며, 금속충전 모드의 통제가 용이한 배터리 과충전 보호회로를 제공한다.

이하 첨부된 도면에 따라 본 발명을 설명하면 다음과 같다. 제1도에서 트랜스( T₁)의 2차전압을 다이오드(D₁)와 콘덴서(C₁)로 정류된후 스위칭 전계효과 트랜지스터 (Q₃)를 통하여 배터리(20)에 충전전류로 공급되게 연결한다.

상기 전계효과 트랜지스터(Q₃)의 게이트에는 스위칭 NPN 트랜지스터(Q₄)를 거친 Vcc 전압이 저항(R₃, R₅)으로 분배되어 공급되게 연결한다.

상기 스위칭 NPN 트랜지스터(Q₄)의 콜렉터와 베이스 사이에 저항(R₂)을 연결하여 베이스 바이어스를 형성하여 주고, 상기 트랜지스터(Q₄)의 베이스 전압은 저항(R₄)을 더 통하여 카운터(30)의 클럭제어용 PNP 트랜지스터(Q₅)의 베이스에 인가되게 연결한다.

상기 트랜지스터(Q₄)의 베이스 전압은 싸이리스터(SCR₁)을 통하여 그라운드로 빠질수 있도록 전류 패스를 형성하고, 상기 싸이리스터(SCR₁)의 게이트에는 카운터 (30)의 출력(Q)이 인가되게 연결한다.

상기 카운터(30)는 14비트 바이너리 카운터로써 그의 출력(CL) 입력단자에는 클럭발생기(40)의 클럭이 인가되게 연결하고, 이클럭 입력은 상기 PNP 트랜지스터(Q₅)에 의해 온/오프 제어되게 연결한다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다. 제2도의 회로에 Vcc 전압이 투입되면 트랜지스터(Q₄)는 저항(R₂)에 의해 바이어스되어 스위치 온 된다. 이에 따라 저항(R₂, R₅)으로 분배된 Vcc 전압에 의해 전계효과 트랜지스터(Q₃)가 온되므로 다이오드(D₁) 및 콘덴서(C₁)로 정류된 충전전류가 상기 전계효과 트랜지스터(Q₃)를 거쳐 배터리(20)에 공급된다. 이때의 배터리 충전모드는 배터리(20)의 방전이후 초기 충전이므로 퀵 충전모드로 들어간다.

이와같이 전계효과 트랜지스터(Q₃)의 스위치 온에 의한 퀵 충전모드 시작과 동시에 클럭발생기(40)의 클럭출력이 카운터(30)의 클럭(CL)단자에 입력되므로 카운터 (30)는 카운팅을 시작한다. 시간대비 카운팅이 설정된수에 이르기 전까지는 그의 출력(Q)은 로우레벨이다.

한편 상기 카운터(30)로의 클럭입력을 제한하는 트랜지스터(Q₅)는 그의 베이스에 저항(R₄)을 통한 바이어스 역 전압이 걸리고 있기 때문에 스위칭 오프 상태로 유지된다.

상기 카운터(30)에 의한 카운팅은 금속충전에 필요한 시간 만큼 실행하도옥 미리 세팅하게 되며, 이후 설정시간을 경과한 카운트에서 그의 출력(Q)은 하이레벨을 출력한다.

이에따라 싸이러스터(SCR₁)가 턴온되어 트랜지스터(Q₄, Q₅)의 베이스를 그라운드 레벨로 만들게 되므로 트랜지스터(Q₄)는 스위치 오프, 트랜지스터(Q₅)는 스위치 온된다.

결국 전계효과 트랜지스터(Q₃)의 게이트 바이어스가 끊어져 배터리(20)에 공급되는 충전전류는 차단된다. 이에 따라 퀵 충전모드가 종료된다. 동시에 트랜지스터(Q₅)는 클럭 발생기(40)의 클럭출력을 그라운드로 빼내게 되므로 카운터(30)는 최종 카운트에 따른 출력(Q)상태를 유지하게 된다. 이와같은 본 발명의 배터리 충전회로에서, 퀵 충전모드의 시간 설정은 카운터(30) 카운트수 조절을 통하여 충전배터리 용량에 따라 쉽게 변경할 수 있다.

특히 아미콤을 채택하는 경우보다 염가 제작할 수 있으며 정전기등에 의한 충전모드에러발생을 배제할 수 있다.

Claims

배터리 과충전 보호회로에 있어서, 클럭방생기(40)의 클럭입력을 받아 카운트하여 설정카운트수에서 싸이리스터(SCR₁)에 게이트 온출력을 발생하는 카운터(30)와 , 상기 싸이리스터(SCR₁)의 턴온/턴오프에 따라 상기 전계효과 트랜지스터(Q₃)를 오프/온 제어하는 스위칭 트랜지스터(Q₄)와, 상기 싸이리스터(SCR₁)의 턴온/턴오프에 따라 카운터(30)의 클럭입력을 오프/온 제어하는 스위칭 트랜지스터(Q₅)와, 상기 스위칭 트랜지스터(Q₅)의 턴온/턴오프에 따라 배터리(20)의 충전전류를 스위칭하는 전계효과 트랜지스터(Q₃)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 과충전 보호회로.