KR950001917B1 - 충전기에서 만충전후의 세류 충전제어방법 및 회로 - Google Patents

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Description

충전기에서 만충전후의 세류 충전제어방법 및 회로

제1, 2도는 종래의 회로도.

제3도는 본 발명의 실시를 위한 회로도.

제4도는 본 발명에 따른 흐름도.

제5도는 본 발명에 따른 특성도.

본 발명은 충전기에 있어서 만충전후 세류 충전제어방법 및 회로에 관한 것이다.

일반적으로 재충전용 밧데리는 밧데리 팩을 충전기로서 만충전 시킨후 그래도 오래두면 자연방전되어 실제로 충전기에서 밧데리팩을 꺼집어 낼 때는 만충전이 되지 않은 상태가 될 수 있고 또 휴대용 전화기와 같은 시스템에서 전원 온(Standby ON)상태로 충전기에 삽입하여 충전할때는 충전완료 후에도 휴대용 전화기를 전류를 소모하기 때문에 소모에 따른 충전을 하지 않으면 밧데리는 만충전이 되지 않은 상태가 되어 버린다. 위와 같은 상태가 나타나지 않도록 전원 온상태인지 아닌지를 판별하고 그 판별에 따라 세류 충전방법을 하여준다. 재충전용 밧데리는 여러 소형 시스템에 많이 사용된다. 그 중에도 휴대용 전화기와 같은 시스템에서는 전원 온 상태 즉 전원 온상태로 충전기에 삽입하여 충전하는 경우에 충전되고 있는 밧데리 전원을 소모시키게 된다. 이 때문에 충전기가 밧데리를 만충시킨 후 세류 충전을 하지 않으면 휴대용 전화기는 계속 전류를 소모하므로 충전기에서 휴대용 전화기를 빼 냈을 경우에는 실제로 충전이 되지 않는 상태가 된다. 또한 밧데리 자체만 충전기에 삽입하여 만충전시킨후 세류충전을 하지 않으면 자연방전이 되어 만충전이 되지 않는 상태가 나타난다.

이를 해결하기 위한 종래의 충전기를 제1도와 제2도에 보였다. 제1도를 보면 전원 소스(20)에 의해 릴레일 코일(k)에 전류가 흐르면, 상기 코일(k)의 유기전압에 의해 스위치(SW1)의 접점이 온되어 저항(R1)//(R2)를 통해 충전전류가 밧데리(10)에 흘러서 밧데리(10)전압이 몇시간 후 최대전압으로 상승되면 온도센서(TH)가 45도를 감지하면 릴레일코일(k)에 흐르는 전류는 차단되어 스위치(SW1)의 접점이 오프되므로 충전전류가 저항(R1)만으로 흘러서 C/15-C/20의 충전율로 연속 세류충전이되어 만충전이 되도록 되어있다.

제2도를 보면 외부 전원연결단(21)을 통해 전원을 공급받아 밧데리팩(202)에 충전시 밧데리팩(202)이 완전히 충전되어 있으면 저항(R1)을 통해 C/15-C/20의 충전율로 연속 세류충전이 된다. 이때는 트랜지스터(Q2)의 베이스 전위가 ＂로우＂상태이므로 트랜지스터(Q1)는 오프상태이다. 상기 밧데리팩(202)이 방전상태여서 충전이 필요하면 연산증폭기(U2)의 비교에 의해 밧데리팩(202)의 전압을 저항(R8) (R9)에 의한 분압으로 충전을 하는 전압인가를 감지하여 제너다이오드(ZD1)의 기준전압과 비교하여 높으면 연산증폭기(U2)의 출력이 ＂하이＂를 발생시켜, 플립플롭(F/F)을 세트시키며, 이에 따라 트랜지스터(Q2)를 구동시키므로 쾌속충전 저항(R2)을 통해 높은 충전율(C/3-C/4 혹은 IC)로 전류를 흘려 단시간에 밧데리팩을 충전시키고, 밧데리팩(202)이 완전히 충전되면 다시 세류 충전으로 들어간다.

상기한 바와 같이 종래의 밧데리 충전기에서는 밧데리팩(202)을 만충전시킨 후 자연방전을 고려하여 C/15-C/20의 충전율로 연속 세류 충전을 한다. 그러나 휴대용 전화기와 같은 소형 시스템에서는 전화(통화)가 걸려 오는 경우를 대비하여 전원 온 상태로 충전기에 삽입하여 충전을 하는 경우에는 만충전후에 종래의 세류 충전율로 충전시 밧데리팩(202)에 유입되는 전류량 보다 전화기의 소모 전류량이 더욱 많으므로 전화기를 충전기에서 빼 냈을 경우에는 실제적으로 만충전이 아닌 저충전이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 휴대용 전화기가 전원 온 상태인지 아닌지를 구별하여 그에 따른 세류충전 수단을 달리하여 충전기에서 휴대용 전화기를 빼 낼 경우에는 밧데리가 항상 만충전이 되도록 하는 제어방법 및 회로를 제공함에 있다.

상기 목적을 수행하기 위해 본 발명은 밧데리팩 충전기에 전압 및 온도를 센싱할 수 있는 A/D컨버터가 있는 마이크로 프로세서를 사용하여 쾌속충전을 하고, 만충전후에는 휴대용 전화기와 같은 시스템이 전원 온 상태인지 전원 오프 상태인지를 인식하여 그 전원 온/오프에 따라 세류충전이 필요없이 쾌속충전율 그 자체를 가지고 주기적 사이클로서 충전 온/오프하므로서 과충전이 되지 않으면서 만충전이 되도록 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명의 실시를 위한 회로도로서, 입력전원을 정류하여 밧데리의 충전전압과 시스템 구동전원을 발생하는 정전원부(104)와, 제충전용 밧데리를 장착할 수 있는 밧데리팩(110)과, 상기 밧데리팩(110)의 충전전압 및 온도를 센싱할 수 있는 A/D컨버터가 있으면서 쾌속충전을 제어하고 만충전후에는 시스템의 전원 온 상태인지 전원 오프 상태인지를 인식하여 상기 전원 온/오프에 따라 세류충전이 필요없이 쾌속충전율 자체를 주기 싸이클로서 충전 온/오프하므로서 과충전이 되지 않으면서 만충전이 되도록 제어하는 마이크로 프로세서(100)와, 상기 밧데리팩(110)과 마이크로 프로세서(100)를 접속하기 위한 밧데리팩 삽입콘넥터(111)와, 상기 마이크로 프로세서(100)의 출력에 의해 스위칭하여 상기 정전원부(104)로부터 상기 데리(110)로 충전 통로를 형성하는 스위치(109)로 구성된다.

제4도는 본 발명에 따른 흐름도로서, 밧데리 삽입 및 세류충전 모드 플랙세팅 여부와 충전조건 이상여부를 체킹하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 밧데리 삽입 상태에서 상기 세류충전 모드 플랙이 세팅되어 있지 않을시 충전조건이 양호하면 밧데리를 충전시키는 제2과정과, 상기 제2과정에서 상기 세류충전 모드플랙이 세팅되어 있을시 상기 플랙이 1인지 아닌지에 따라 모드가 1또는 2인지를 체킹하여 모드 1일 때 15분 충전을 오프하고 1분 충전 온하고, 모드 2일 때 5분 충전을 오프하고 1분 충전 온하는 제3과정과, 상기 제2과정에서 충전 조건이 불량일 때 충전을 오프상태로 하며 밧데리의 제1전압을 감지하고 15분 지연후 제2전압을 센싱하는 제4과정과, 상기 제4과정의 상기 제1,2,감지 값을 비교하여 0.4전압이하 일 때 상기 제3과정의 모드 1로 세팅하고 0.4전압이상 일 때 상위 모드 2로 세팅하는 제5과정으로 이루어진다.

제5도는 본 발명에 따른 특성도이다.

따라서 본 발명의 구체적 일실시 예를 제2도-제5도를 참조하여 상세히 설명하면, 마이크로 프로세서(100)는 내부에 CPU 및 A/D 컨버터 그리고 상기 A/D변화 데이터 및 제어신호 입출력라인 각 포트(101-103,107)들을 보유하고 있으며, 상기 마이크로 프로세서(100)의 내부에 메모리 맵을 보면 $ 000-$001F번지는 I/O영역이고, $0080-00FF번지는 램 영역이다. $0100-$08ff는 롬 영역이고, $IFF0-$IFFF는 인터럽터 벡터이다. 밧데리팩 삽입 컨넥터(111)와 연결되는 제1A/D변환단(A/D1)(101)은 전압센싱 단자이고, 제2A/D변환단(A/D2)(102)는 온도센싱 단자이다. 포트(103)은 스위치(109)를 컨트롤하는 포트이다. 밧데리팩 삽입컨넥터(111)에서 (105)는 전압 단자이고, (106)은 밧데리팩(110)내의 더미스터(THERMISTER)단자이고, (107)은 접지단이다.

상기 밧데리팩(110)에 충전을 위한 제어하는 방법을 상세히 설명을 하면, 먼저 밧데리팩(11)을 밧데리팩삽입컨넥터(111)에 연결하면 마이크로 프로세서(100)는 밧데리팩(110)의 전압과 온도를 읽어서 포트(103)에 ＂하이＂로 보내어 스의치(109)를 연결하여 정전원부(104)에서 밧데리팩(110)으로 전류를 IC의 충전율로 충전을 한다. 상기 충전중에 마이크로 프로세서(100)는 수 밀리초 마다 제1A/D변환단(A/D1)(101)과, 제2A/D변환단(A/D2)(102)을 통해 전압과 온도를 센싱하여 일정 전압 이상이나 밧데리 차단온도(45도) 근처에 달하면 만충전이므로 포트(103)에 ＂로우＂로 세트하여 더 이상 충전이 되지 않도록 스위치(109)를 끊어준다.

이의 구체적인 제어신호발생 예를 제4도를 참조하여 설명하면, 먼저 밧데리팩(110)의 밧데리팩 삽입컨넥터(111)에 삽입되면 마이크로 프로세서(100)가 (4b)과정에서 체킹되는데, 상기 (4b)과정에서 삽입이 되었음이 확인이 안되면 (4r)과정에서 모든 플랙을 클리어하고 포트를 로우로 세팅하여 초기화 상태로 한다. 그리고 (4b)과정에서 삽입일 때 모드 세팅여부를 (4c)과정에서 체킹하되, 세팅이 않되어 있으면 충전 조건에 있는가를 (4d)과정에서 체킹하여 전압 및 온도가 만충전이 아닌 상태이면 (4e)과정에서 포트(103)를 ＂하이＂로 하여 충전 온 상태로 하고, 이때 스위치S/W(109)를 온하면 정전원부(104)에서 전류를 IC의 충전율로 쾌속 충전시킨다. 한 시간 가까이 되면 충전 조건에서 만충전이 되어지면 마이크로 프로세서(100)에서 이를 체킹한다. 이때는 전압 및 온도가 맞지 않아 충전 오프로 두어야 한다. 여기서 마이크로 프로세서(100)는 포트(103)를 ＂로우＂로 하여 스위치(109)의 오프로 충전 상태를 오프시킨다(4f). 그리고 이때의 밧데리팩(110)이 휴대용 전화기와 결합된 상태에 전원 온 상태에서 충전기에 삽입되었는지 전원 오프 상태에서 결합되었는지를 인식하기 위하여 전압을 마이크로 프로세서(100)는 (4g)과정에서 전압을 센싱하여 두고 (4h)과정에서 15분 동안 지연한다. 상기 15분 지난후 (4i)과정에서 제2전압을 다시 세팅하여 두고, (4j)과정에서 제1전압-제2전압의 차를 계산하여 0.4V를 기준으로 플랙 ＂1,2＂를(4k,1)과정에서 세팅한다. 만약 전화기 시스템이 전원 온 상태이면 만충전 후 15분간 전류를 소모하였으므로 밧데리팩 전압이 많이 내려갈 것이다. 이 갭의 차이가 일정값(0.4V) 이상이면 전화기는 전원 온상태이고(41), 그 갭의 차이가 일정값 이하이면 전류를 소모하지 않은 상태이므로 전화기는 전원 오프상태로 인식할 수 있다(4k). 상기(4k) 및 (41)과정에서 구별 플래그를 세팅하면 (4c)과정에서는 구별 플래그가 세팅되었으므로 처리 (4n)과정에서 전원 오프상태로 충전기에 삽입된 것이므로 1분간 충전 온, 즉 포트(103)에 하이로 세트하고 다시 15분 동안 충전 오프 즉 포트(103)에 로우로 떨구어 충전 오프시킨다. 이러한 주기로 자연 방전에 대한 1분 쾌속충전 15분 충전 오프를 밧데리를 빼낼 때까지 계속 처리를 하여 항상 밧데리가 과충전 없이 정확히 만충전이 되도록 하여 준다.

그리고 (4p)과정에서 전원 온 상태로 충전기에 삽입된 것이므로 1분간 충전 온, 즉 포트(103)에 하이로 세트하고 다시 5분 동안 충전 오프 즉 포트(103)에 로우로 떨구어 충전 오프시킨다. 이러한 방법으로 전화기의 전원 온상태에 대한 전류 소모량을 보상하기 위하여 1분 충전 5분 충전 오프 주기로 밧데리를 빼낼 때까지 계속 처리를 하여 항상 밧데리가 과충전이 없이 만충전이 되도록 하여 준다. 여기서 충전 온/오프 비율 1분/5분은 각각 만충전 후에 발생되는 전류 소모량을 보상하고 과충전이 되지 않으며 항상 만충전 상태로 유지하기 위한 계산된 시간비이다.

제5도 (5a)는 소형 시스템이 전원 온(standby on)상태일 때 만충전 후의 충전 온/오프 제어방법이고, 제5도 (5b)는 소형 시스템이 전원 오프상태이거나 밧데리 자체만 삽입되었을 때 만충전 후의 충전 온/오프제어 방법을 도시한 예이다.

상술한 바와 같이 이상의 동작 설명에서 처럼 종래의 세류충전율(C/15-C/20)로서는 휴대용 전화기에 밧데리팩을 결합한체로 전화가 올 경우를 대비하여 전원 온 상태로 충전기에 삽입할 때는 만충전 후 밧데리팩으로 유입되는 세류 전류량 보다 전화기가 소모하는 전류량이 많으므로, 만충전 후 충전기에 그대로 장시간 방지한 경우에 충전이 되지 않는 결과를 발생한다. 그러나 상기 동작설명과 같이 밧데리팩에 결합된 시스템이 전원 온(standby on)상태인지 아닌지를 인식하여 그것에 따라서 세류충전율을 고려할 필요업이 쾌속 충전 그 자체를 갖고서 충전을 일정한 주기로 온/오프하므로서 사용자가 충전기에서 밧데리를 빼 낼시에는 항상 만충전 상태를 제공하는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 밧데리 충전기에 있어 세류충전 제어방법에 있어서, 상기 밧데리 삽입 및 플렉세팅 여부와 충전조건이상 이유를 체킹하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 밧데리 삽입 상태에서 상기 세류충전 모드 플랙이 세팅되어 잇지 않을시 충전조건이 양호하면 밧데리를 충전시키는 제2과정과, 상기 제2과정에서 상기 세류충전 모드 플랙이 세팅되어 있을시 상기 플랙이 1인이 아닌지에 따라 모드가 1또는 2인지를 체킹하여 모드1일 때 15분 충전을 오프하고 1분 충전 온하고, 모드 2일때 5분 충전을 오프하고 1분 충전 온하는 제3과정과, 상기 제2과정에서 충전 조건이 불량일 때 충전을 오프상태로하며 밧데리의 제1전압을 감지하고 15분지연후 제2전압을 센싱하는 제4과정과, 상기 제4과정의 상기 제1,2감지 값을 비교하여 0.4전압 이하일 때 상기 제3과정의 모드 1로 세팅하고 0.4전압 이상일 때 상위 모드 2로 세팅하는 제5과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 충전기에서 만충전후의 세류충전 제어방법.
2. 충전기의 세류충전 회로에 있어서, 입력전원을 정류하여 밧데리의 충전전압과 시스템 구동전원을 발생하는 정전원부(104)와, 재충전용 밧데리를 장착할 수 있는 밧데리팩(110)과, 상기 밧데리팩(110)의 충전전압 및 온도를 센싱할 수 있는 A/D컨버터가 있으면서 쾌속충전을 제어하고 만충전후에는 시스템의 전원 온 상태인지 전원 오프 상태인지를 인식하여 상기 전원 온/오프에 따라 세류충전이 필요없이 쾌속충전을 자체를 주기적 싸이클로서 충전 온/오프하므로서 과충전이 되지 않으면서 과충전이 되도록 제어하는 마이크로프로세서(100)와, 상기 밧데리팩(110)과 마이크로 프로세서(100)를 접속하기 위한 밧데리팩 삽입콘넥터(111)와, 상기 마이크로 프로세서(100)의 출력에 의해 스위칭하여 상기 정전원부(104)로부터 상기 밧데리(110)로 충전 통로를 형성하는 스위치(109)로 구성됨을 특징으로 하는 충전기에서 만충전후의 세류충전 제어회로.