KR950002930B1 - 축전지 제어회로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

축전지 제어회로

제1도는 종래의 계전기 방식 축전지 방전 제어회로.

제2도는 제1도에 도시된 계전기 주변 부분 회로도 및 등가 회로도.

제3도는 본 발명에 따른 FET 방식 축전지 방전 제어회로도.

제4도는 상기 제3도에 도시된 FET 주변 회로도 및 등가회로도.

제5도는 상기 제3도의 각 부분의 동작 파형도.

제6도는 상기 제1도에 도시된 종래의 축전지 방전 제어회로와 제3도에 도시된 축전지 방전 제어회로의 특성 비교표도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 아답터 2 : 베터리

9 : 전압감시회로 10 : 계전기구동회로

11 : 안정화회로 20 : 동작제어수단

24 : 스위칭제어부 30 : 전압경로제어수단

본 발명은 축전지와 외부의 전압을 소정 레벨의 전압으로 변환 출력하는 아답터의 출력을 전원전압으로 입력하는 전원 안전화 공급장치내의 축전지의 방전을 제어하는 회로에 관한 것으로, 특히 상기 축전지의 수명을 최대한으로 연장할 수 있도록 상기 축전지의 방전을 효율적으로 제어하는 축전지 방전 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로 휴대가 가능한 노트북 컴퓨터(note book Computer)나 팜탑 컴퓨터(palmtop computer)등은 110볼트, 220볼트의 상용 교류전압 혹은 통신용의 전압 즉, 전화라인의 -48볼트 직류전압을 입력전원으로하여 소정의 직류 출력 전압을 발생하는 아답터(adapter)와 축전지를 겸용으로 하여 사용할 수 있도록 구성되어 있다. 이때, 상기 축전지는 상용 교류전압이 정전등으로 입력되지 않거나 또는 사용자가 상기 컴퓨터를 휴대하여 사용할 경우, 상기 아답터의 대체 전원으로 사용될 수 있도록 구성되어 있다.

한편, 상기의 컴퓨터에서 축전지를 사용할 경우, 축전지의 수명이 끼치는 영향은 상기 컴퓨터를 사용함에 있어 대단히 중요한데, 통상적으로 상기와 같은 컴퓨터 관련업체에서는 상기 축전지의 수명을 연장하기 위하여 부단한 노력을 경주하고 있다. 그리고 상기 업체들이 상기 축전지의 수명을 연장하기 위하여 통상적으로 행하는 방법으로는 상기 축전지의 방전을 제어하여 축전지의 전압이 일정전압 이하가 되면, 더이상의 방전을 방지함으로써, 과도한 방진이 발생하지 않도록 하여 축전지의 수명을 연장하는 방식을 취하고 있다.이와 같은 회로의 구성을 살피면 제1도에 도시된 바와 같다,

제1도는 종래의 축전지 방전 제어회로에 관한 것으로, 계전기 방식의 축전지 방전 제어회로를 도시한 것이다.

상기 제1도의 동작을 간단히 설명하면, 아답터(1)는 상기 상용전원 또는 상기 통신용 전원(예로서, 전화라인의 전압인 -48볼트의 직류전압)을 입력하여 소정의 전압으로 변환한 후 라인(3)을 경유하여 안정화회로(11)에 공급한다. 축전지(2)는 라인(4)에 항시 전원을 공급시켜 상기 아답터(1)가 작동을 멈추면, 즉시 계전기(8)과 다이오드(6)를 통하여 상기 라인(3)에 충전전압을 공급한다. 이때, 상기 다이오드(6)는 상기축전지(2)의 전압을 안정화회로(11)에 공통적으로 공급할 수 있도록 하되, 상기 아답터(1)로부터 출력되는 전압의 전류가 상기 축전지(2)쪽으로 역류하는 것을 차단하고, 상기 아답터(1)가 동작을 정지하게 되면, 즉시 상기 축전지(2)의 전압을 상기 안정화회로(11)에 공급하도록 한다. 즉, 상기 다이오드(6)는 상기 축전지(2)의 전압이 상기 안정화회로(11)에 공급될 수 있도록 대기하는 상태로 있게 한다. 이는 컴퓨터 등에서는 일순간이라도 전원의 공급이 중단되면 리셋이 되기 때문에 상기 안정화회로(11)에 공급되는 전압이 일순간이라도 중단하지 않기 위함이다.

따라서 상기 라인(3)에는 상기 아답터(1)가 작동될때, 즉 아답터(1)로부터 소정 레벨의 전압이 출력되는 경우에는 상기 아답터(1)로부터 출력되는 전압이 공급된다, 이때 제2계전기(8)는 전압감시회로(9)의 제어에 의해 닫히고 제1계전기(7)는 열려서 상기 다이오드(6)에 의해 상기 아답터(1)의 전원이 상기 축전지(2)로 역공급되는 것을 막는다. 만약, 상기 아답터(1)의 동작이 정지되면, 즉, 상기 아답터(1)로부터 소정레벨의 직류전압이 출력되지 않으면 상기 다이오드(6)의 캐소드의 전압이 애노드의 전압레벨보다 낮아짐으로써 상기 축전지(2)의 충전전압이 상기 제2계전기(8)와 다이오드(6)를 통하여 라인(3)으로 공급된다. 상기와 같은 전압감시회로(9)는 이 분야의 통상의 지식을 갖는 자에게 있어서는 이미 자명한 것이다.

그러나 상기 축전지(2)의 충전전압이 계속 상기 다이오드(6)를 통하여 라인(3)으로 전달될 경우, 상기 다이오드(6)의 전압강하로 인하여 상기 축전지(2)의 전력 손실을 초래하게 된다. 따라서, 상기 아답터(1)의 작동이 중단되면 곧바로 상기 제1계전기(7)가 닫혀서 상기 축전지(2)의 전력이 상기 다이오드(6)를 통하여 손실되는 것을 막는다. 상기 제1계전기(7)와 제2계전기(8)의 제어는 후술하는 계전기구동회로(10)와 전압감시회로(9)의 동작에 의해 이루어진다,

계전기구동회로(10)는 상기 축전지(2)로부터 출력되는 전압에 의해 동작되는 것으로, 다링톤 접속된 두 트랜지스터(104,105)와 저항(101) 및 제너다이오드(102)와 스위칭용 트랜지스터(107,108)로 구성되어 있다. 여기서, 상기 제너다이오드(102)는 상기 측전지(2)로부터 출력되는 충전선압을 정전압으로 하이 트랜지스터(104)의 베이스로 공급한다. 이때 상기 다링톤 접속된 트랜지스터(104,105)는 상기 축전지(2)로부터의 전압을 전력을 증폭하여 상기 제2,제1계전기(8,7)들을 구동하기 위한 스위칭용 트랜지스터(107,108)에 충분한 전력을 공급하여 이들이 상기 제1, 제2계전기(7,8)를 정확히 구동할 수 있도록 한다.

전압감시회로(9)는 상기 아답터(1)와 상기 축전지(2)로부터 각각 출력되는 전압을 입력하며, 입력되는 전압의 유무와 입력되는 전압의 레벨을 감시하여 이에 대응된 감시정보를 스위칭용 트랜지스터(107)과 (108)의 베이스로 각각 출력한다. 즉, 상기 전압감시회로(9)는 상기 아답터(1)가 작동을 중단하면[아답터(1)의 출력이 없음], 이에 대응하여 상기 제1계전기(7)의 접점이 단락되도록 상기 계전기구동회로(10)내의 상기트랜지스터(108)의 베이스에 하이의 전압을 공급한다. 또한, 상기 축전지(2)의 전압이 과방전 임계값 까지 방전되면, 이에 대응하여 상기 제2계전기(8)의 접점이 오픈되도록 상기 계전기구동회로(10)의 내부에 위치된 트랜지스터(107)의 베이스로 로우의 전압을 공급한다. 따라서, 상기 계전기구동회로(10)내의 트랜지스터(107)와 트랜지스터(108)는 상기 전압감시회로(9)의 출력전압을 받는 것에 동기하여 각기 턴온 또는 턴오프함으로써 상기 다링톤으로 접속된 두 트랜지스터(104,105)로부터 충분한 전력을 공급받아 상기 제1계전기(7)와 상기 제2계전기(8)의 접점을 각기 턴온 또는 턴오프 시킨다.

따라서 상기 아답터(1)의 동작이 중단되면, 상기 축전지(2)의 전력은 일차적으로 상기 다이오드(6)를 통하여 상기 라인(3)으로 전달됨과 동시에, 곧이어 상기 제1계전기(7)의 접점이 단락됨으로써 상기 축전지(2)의 충전전압은 다이오드(6)에 의한 전압강하 없이 상기 턴온된 제1계전기(7)를 경로로 하여 상기 라인(3)에 전달됨으로써 축전지(2)내에 충전된 모든 전압이 라인(3)으로 공급된다. 그리고 상기 축전지(2)의 방전이 과방전 임계값까지 방전되면, 상기 전압감시회로(9)의 동작에 의해 상기 제2계전기(8)의 접점이 오픈되므로써 상기 축전지(2)의 충전전압이 차단되어 과도하게 방전되지 않는다.

제2도는 상기 제1도의 계전기 주변 부분의 회로로서 상기 계전기의 상태와 역활을 설명하기 위한 것이다.(a)는 상기 제1도에서 계전기 주변 부분의 회로도이다.(b)는 상기 제1도에서 상기 아답터(1)가 작동시 상기 제 2 계전기 (8)는 닫히고 상기 제 1 계전기 (7)는 열린 상태를 등가적으로 도시한 것인데, 이때 상기다이오드(6)의 작용을 통해 상기 라인(3)상의 아답터(1)의 출력전류가 상기 라인(4)의 축전지(2)쪽으로 역류되는 것은 차단되고, 동시에 상기 아답터(1)가 동작을 정지하여 상기 아답터(1)의 출력전압이 상기 축전지(2)의 전압보다 상기 다이오드(6)의 드래쉬홀드 전압만큼 낮아지는 순간, 즉시 상기 라인 4의 축전지(2)의 전압이 상기 다이오드(6)를 경로로 하여 상기 라인 3으로 공급될 수 있도록 되는 것을 보여주고 있다. (c)는 상기 아답터(1)가 작동을 멈추었을 때, 상기 제1, 제2계전기(7,8)가 모두 닫힌 상태를 등가적으로 도시한 것으로서, 상기 라인(4)의 축전지(2)의 전압이 직접 라인(3)으로 공급될 수 있음을 보여주고 있다. (d)는 상기 축전지(2)의 전압이 계속적인 방전으로 인하여 일정전압 이하로 떨어질때 상기 제1,제2계전기(7,8)가 모두 열린 상태를 등가적으로 도시한 것으로서, 이때 상기 라인(4)와 라인(3)을 차단함으로써 상기축전지(2)의 방전을 차단하여 과방전을 방지하는 회로의 동작을 도시한 것이다.

그러나, 상기 제1도와 같은 회로는 축전지(2)의 전압 경로를 계전기를 이용하여 형성함으로써 축전지(2)의 방전을 촉진시키는 문제가 있어왔다. 제1도와 같은 회로에서 사용되는 제1, 2계전기(7,8)는 스위칭시에 최소한 240mV 정도의 전력을 소비하고, 상기 제1, 2계전기(7,8)를 구동하는 상기 계전기구동회로(10)에서는 약 20mV의 전력을 소모하는데, 만일 상기 두개의 제1, 2계전기(7,8)가 모두 동작될 경우, 상기 제1도에서 소비하는 소비전력은 적어도 약 500mV 이상이 소모된다, 따라서 상기 제1도에서와 같이 계전기를 이용하는 회로에서는 상기 축전지(2)의 수명을 혁신적으로 개선하지는 못하는 문제점이 있다. 또한 상기 계전기류는 반도체 소자에 비하여 상대적으로 고가이고, 또 소형이 아니기 때문에 상기 회로를 장착하는 휴대용 컴퓨터 시스템은 어쩔수 없이 원가가 상승으로 인한 가격의 상승으로 가격 경쟁에서 뒤지게 된다. 또한 소형화 추세에 있는 노트북 컴퓨터나 팜탑컴퓨터 등의 휴대용 컴퓨터 시스템에 있어서는 소형으로 하기가 어렵기 때문에 단점으로 대두되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 아답터와 축전지를 공통의 전원 입력원으로 하는 휴대용 컴퓨터 시스템에 이용되는 축전지의 방전 제어회로에 있어서, 시스템을 소형으로 할수 있도록 하면서도 상기 축전지의 사용 시간을 연장할 수 있도록 하는 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 외부의 전원을 입력하는 아답터와 상기 축전지의 전압을 절환함에 있어 반도체 스위칭 소자를 이용하여 전자적으로 수행할 수 있도록 된 회로를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 종래의 계전기 대신 전계효과트랜지스터(Field Effect Transitor : FET)를 사용하고 이를 구동하기 위한 회로를 구성하였다.

제3도는 본 발명에 따른 축전지 방전 제어회로로서, 소정레벨의 입력전압을 안정화하여 부하로 공급하는 안정화회로(11)와, 소정의 상용 교류 또는 통신용 전원을 입력하여 소정의 직류전압으로 변환하여 상기 안정화회로(11)로 공급하는 아답터(1)와, 소정의 전압을 충전하며, 충전된 전압을 방전하는 축전지(2)와, 상기 아답터(1)와 상기 축전지(2)로부터 출력되는 전압을 입력하여 상기 아답터(1)의 부동작 상태와 상기 축전지(2)의 과방전 임계상태를 검출하고 그들 각각에 대응된 동작정지검출신호 및 임계값검출신호를 출력하는 전압감시회로(9)와, 상기 축전지(2)와 상기 안정화회로(11)의 사이 및 상기 축진지(2) 및 상기 아답터(1)의 사이에 접속되어 제1스위칭 제어신호의 입력에 응답하여 상기 축전지(2)로의 역전압을 차단하고 제2스위칭 제어신호의 입력에 응답하여 상기 축전지(2)의 전압을 상기 안정화회로(11)로 출력하며 제3스위칭 제어신호에 응답하여 상기 축전지(2)의 출력을 차단하는 전압경로제어수단(30)과, 상기 전압감시회로(9)와 상기 전압경로제어수단(30)에 접속되어 있으며 상기 전압감시회로(9)로부터 출력되는 검출신호의 상태에 대응하는 제1, 제2, 제3스위칭 제어신호를 발생하여 상기 전압경로제어수단(30)으로 공급하는 동작제어수단(20)으로 구성되어 있다.

즉, 상기 제3도의 구성중 동작제어수단(20)은 상기 전압감시회로(9)로부터 상기 동작정지 검출신호 또는상기 임계값검출신호를 받아 미소한 소비전력으로 상기 전압경로제어수단(20)의 스위칭 동작을 제어하되, 상기 동작정지검출신호를 받을시는 상기 축전지(2)와 상기 부하간의 경로를 연결하는 제2스위칭 제어신호를 출력하고, 상기 임계값검출신호를 받을시는 상기 축전지(2)와 상기 부하간의 경로를 차단하는 제3스위칭 제어신호를 출력하며, 상기 동작정지검출신호와 상기 임계값검출신호를 모두 받지 않을시는 상기 아답터(1)로부터의 전압이 상기 축전지(2)로 역류되지 않도록 하는 제1스위칭 제어신호를 출력한다.

상기에서 동작제어수단(20)은, 상기 축전지(2)의 전력을 받아 소정의 주파수를 갗는 고류신흐를 발진하여출력하는 발진수단(21)과, 상기 발진수단(21)이 발진하는 교류신호를 파형정형하여 출력하는 파형정형수단(22)과, 상기 파형정형수단(22)이 정형하여 출력한 신호를 받아 챠지펌핑 함으로써 소정 배전압을 생성한후 그를 통하여 상기 전압경로제어수단(30)의 동작전압을 공급하는 경로연결수단(23)과, 상기 전압감시회로(9)와 상기 발진수단(21) 및 상기 경로연결수단(23)에 접속하여 상기 전압감시회로(9)로부터의 동작정지검출신호 또는 임계값검출신호의 입력 유, 무에 따라 상기 경로연결수단(23)이 발생한 배전압을 상기 전압경로제어수단(30)에 전달 또는 차만함으로써 상기 전압경로제어수단(30)이 상기의 경로를 연결 또는 차단하는 상태를 제어하는 스위칭제어수단(24)으로 구성한다. 상기에서 전압경로제어수단(30)은 두개의 전계효과트랜지스터(12, 13)로 구성한다.

제3도에서 전술한 제1도와 동일한 구성요소에 대해서는 싱기 제1도의 구성요소와 동일한 부호를 부여하였다. 그리고 이들에 대한 동작설명은 상기 제1도에서의 동작설명을 참조하면 쉽게 이해할 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

제4도는 상기 제3도에 도시된 FET 주변 회로도 및 등가회로도를 도시한 것이다. 제5도는 상기 제3도의 각 부분의 동작 파형도이고, 제6도는 상기 제1도에 도시된 종래의 축전지 방전 제어회로와 제3도에 도시된 축전지 방전 제어회로의 특성 비교표도이다.

이하 본 발명에 따른 제3도의 동작예를 첨부한 제3도 내지 제6도를 참조하여 상세히 설명한다.

상기 제3도에서는 제1도에 도시된 제1,2계전기(7, 8)를 두개의 N채널 전계효과트랜지스터(12, 13)로 대치하였다. 그리고 상기 두개의 N채널 전계효과트랜지스터 중 하나의 전계효과트랜지스터(12)는 통상의 N채널 전계효과트랜지스터를 사용함에 있어 전류의 흐름을 드래인에서 소스의 방향으로 흐르도록 사용하는데 반하여 본 발명에서는 소스에서 드래인으로 흐르도록 사용한다.

상기 두개의 N채널 전계효과트랜지스터(12,13)의 구동은 동작제어수단(20)을 통해 수행되도록 하였는데,이는 발진수단(21)과, 파형정형수단(22), 경로연결수단(23), 그리고 스위칭제어수단(24)으로 구성하였다.

상기 발진수단(21)은 두개의 익스크루시브 오아 게이트(201,202)와 두개의 저항(203, 204), 그리고 하나의 캐페시터(205)로 구성되어진다. 상기 익스크루시브 오아 게이트(201)는 일 입력단을 상기 축전지(2)가 접속된 상기 라인(4)에 접속하고 출력단은 상기 익스크루시브 오아 게이트(202)의 일 입력단에 연결하였다. 그리고 상기 두개의 저항(203, 204)은 서로 직렬 접속하여 상기 익스크루시브 오아 게이트(201)의 출력단과 상기 익스크루시브 오아 게이트(202)의 잔여입력단 사이에 연결하며, 상기 캐페시터(205)는 상기 익스크루시브 오아 게이트(202)의 출력단과 상기 서로 직렬 연결된 두 저항(203,204)의 직렬 접속점에 연결하였다. 이로써 상기 발진수단(21)은 일종의 비안정 멀티바이브레이터가 되도록 하였다. 따라서 상기 발진수단(21)은 상기 익스크루시브 오아 게이트(201)의 일 입력단에 상기 축전지(2)의 축적 전력이 공급되는 한 상기 캐페시터(205)의 충방전 동작에 응답하여 연속적인 발진을 지속하게 된다. 상기 발진수단(21)의 동작을 간단히 설명하면, 상기 축전지(2)의 충전전압이 상기 익스크루시브 오아 게이트(201)의 일 입력단에 상기 라인(4)를 통하여 공급될때, 상기 캐페시터(205)와 상기 두개의 저항(203, 204)은 상기 두개의 익스크루시브 오아게이트(202)의 동작에 대응하여 그들 상호간에 갖는 소정의 시정수에 따라 충전과 방전을 반복하게 된다.따라서, 상기 익스크루시브 오아 게이트(202)의 출력단에서는 상기 캐페시터(205)와 상기 두개의 저항(203,204)을 통해 형성된 상기 시정수에 대응된 소정의 주파수를 갖고 발진을 지속하는 발진신호가 생성되어 파형정형수단으로 출력된다

상기 파형정형수단(22)은 두개의 익스크루시브 오아 게이트(206,207)로 구성하였는데, 상기 익스크루시브 오아 게이트(206)와 상기 익스크루시브 오아 게이트(207)의 일 입력단은 상기 발진수단(21)의 출력단과 공통으로 접속하고, 다른 입력단은 각기 상기 라인(4)와 접지에 각각 접속하였다. 따라서 상기 파형정형수단(22)내의 익스크루시브 오아 게이트(206,207)는 상기 발진수단(21)이 소정 주기를 갖는 신호를 발진하여 출력하면, 그를 공통으로 받아 각기 입력된 신호가 내부에 설치된 소정의 드래쉬홀드 값보다 높거나 또는 낮은 상태에 추종하여 출력의 논리상태를 절환함으로써 상기 입력된 신호를 구형파로 정형한후 서로 역위상을 갖는 두개의 신호로써 분지하여 출력한다.

상기 경로연결수단(23)은 4개의 다이오드(210∼213)와, 두개의 저항(214, 215), 그리고 두개의 캐페시터(208, 209)를 구성요소로 한다. 상기 다이오드(210)와 상기 다이오드(212)의 에노드는 상호 공통 접속되어 상기 라인(4)에 접속하고, 이들 다이오드(210)(21)의 케소드는 다시 케소드끼리 상호 접속되어 있는 다른 두개의 다이오드(211,213)의 각 에노드에 각각 접속하였다. 그리고 상기 캐페시터(208)는 다이오드(210)와 다이오드(211)간의 접속점(이하 "점1"이라 칭한다,)과 상기 파형정형수단(22)의 익스클루시브 오아 게이트(206)의 출력단 사이에 접속하고, 캐페시터(209)는 상기 다이오드(212)와 상기 다이오드(213)간의 접속점(이하 "점2"이라 칭한다.)과 상기 파형정형수단(22)의 익스크루시브 오아 게이트(207)의 출력단 사이에 접속하였다. 또한 상기 두개의 저항(214,215)은 각각의 일단을 상기 다이오드(211)와 상기 다이오드(213)의 케소드에 공통 접속하였다.

상기와 같은 구성을 갖는 상기 경로연결수단(23)은 상기 파형정헝수단(22)에서 구형파신호를 생성하여 출력하게 되면, 그를 캐페시터(208)와 캐페시터(209)로써 받아 상기 "점1"과 "점2"에 각기 전달한다. 이때 상기 파형정형수단(22)의 출력상태는 제5도의 (가,나)에 도시된 바와 같은 상태를 갖는데, 상기 두개의 캐페시터(208, 209)를 경유하여 상기 "점1"과 "점/에 이르게 되면, 평상시 상기 "점1"과 "점2"에 존재하는 상기축전지(2)의 전압(VB)에 상기 두 캐페시터(208, 209)의 차지펌핑 동작으로 인하여 발생한 상기 파형정형수단(22)의 출력과 비례하는 전압이 더해져서 상기 제5도의 (c, d)와 같이 최대값은 상기 축전지(2)의 출력전압의 2배에 달하는 전압이 발생한다. 그리고 이는 상기 다이오드(211)와 상기 다이오드(213)을 경유하게되면, 상기 "점1"과 "점2"의 점압은 상기 다이오드(211)와 다이오드(213)의 정류작용에 의해 최종적으로 상기 제5도의 (e)와 가이 상기 축전지(2)의 출력전압의 2배에 달하는 직류전압(이하 "배전압"이라 칭한다.)이 발생된다.

상기 배전압의 출력은 상기 발진수단(21)이 발진을 멈추지 않는 한 지속된다. 그리고 상기 발생된 배전압은 상기 저항(214, 215)을 경유하여 상기 전압경로 제어수단(30)의 두 전계효과 트랜지스터(12, 13)의 게이트로 각각 공급된다. 이때 상기 전압경로 제어수단(30)의 전계효과 트랜지스터(12, 13)는 상기 경로연결수단(23)이 상기 배전압을 발생하는 한 스위칭 "온"하는 상태를 갖게된다. 즉, 상기 경로연결수단(23)은 상기발진수단(21)이 발진을 계속하는 한 상기 전압경로 제어수단(30)을 스위칭 "온"시킴으로써 상기 축전지(2)와 상기 아답터(1)간의 경로를 연결하는 동작을 수행한다.

상기 스위칭 제어수단(24)은 하나의 다이오드(216)와 두개의 전계효과 트랜지스터(217, 128)를 구성요소로 하고 있다. 상기 다이오드(216)는 상기 발진수단(231)내의 캐패시터(205)와 두 저항(203,204)의 접속점에 에노드를 접속하고, 캐소드는 상기 전계효과 트랜지스터(217)의 드래인과 접속한 상태로 하여 상기 전압경로 제어수단(30)의 전계효과 트랜지스터(12)의 게이트에 접속하였다. 그리고 상기 두 전계효과 트랜지스터(217 ,218)는 소스단은 각기 공통접지하고 드레인단은 상기 전압경로 제어수단(30)의 두 전계효과 트랜지스터(12, 13)의 게이트에 접속하였으며, 게이트단은 상기 전압감시회로(9)에 각기 접속하였다. 이때 상기 두전계효과 트랜지스터(217, 218)의 게이트에는 상기 전압감시회로(9)로 부터 상기 아답터(1)와 상기 축전지(2)의 상대에 대응하여 출력하는 동작정지검출신호 또는 임계값검출신호를 입력하여 동작된다. 예를들어, 전압감시회로(9)로부터 논리 "로우,로우"의 상태를 갖는 동작정지검출신호를 받으면 상기 두 전계효과 트랜지스터(217, 218)는 모두 "턴오프"되고, 논리 "하이,하이"의 상태를 갖는 임계값 검출신호를 받으면 상기 두전계효과 트랜지스터(217, 218)는 모두 "턴온"되며, 상기 동작정지검출신호 또는 상기 임계값검출신호 어느것도 받지 않으면, 즉 "하이"와 "로우"의 정상상태 검출신호를 받으면 상기 전계효과 트랜지스터(217)는"턴온"되고 상기 전계효과 트랜지스터(218)는 "턴오프"되는 상태를 갖는다.

즉, 상기 스위칭 제어수단(24)은 상기 전압경로제어수단(30)의 두 전계효과 트랜지스터(12,13)의 게이트에 제1, 제2, 제3스위칭 제어신호를 선택적으로 출력하여 상기 전압감시회로(9)의 제어를 받아 상기 경로연결수단의 출력인 배전압을 전달 또는 차단함으로써 상기 전압경로제어수단(30)의 동작을 제어한다. 특히 상기 전계효과 트랜지스터(217)가 온 스위칭하게 되면, 상기 다이오드(216)의 작용으로 상기 발진수단(21)의 발진이 정지한다. 왜냐하면 상기 전계효과 트랜지스터(217)가 온스위칭하게되면, 상기 다이오드(216)는 상기 발진수단(21)의 캐페시터(205)의 충진작용을 더이상 수행할 수 없도록, 이미 충전되어 있거나 충전될 전력을 항시 바이패스시키기 때문이다.

제4도는 상기 제3도의 전압경로 제이수단(30)의 주변부분 회로도로서 상기 전압경로 제어수단(30)의 두전계효과 트랜지스터(12, 13)의 동작상태와 역활을 설명하기 위한 것이다.

(a)는 상기 전계효과 트랜지스터(12, 13)의 주변부분회로인데, 점선으로 표시된 두개의 다이오드(12b, 13b)는 전계효과 트랜지스터의 제조공법상 상기 두 전계효과 트랜지스터(12, 13)의 내부에 필연석으로 존재하게 되는 바디 다이오드(body diode)이다. 본 발명에서는 바로 이 바디 다이오드를 적극 활용하였다.

(b)는 상기 (a)도에서, 상기 아답터(1)가 정상적으로 작동하고 있을때, 상기 전계효과 트랜지스터(12, 13)내의 실질적인 두 트랜지스터(12a, 13a)가 상기 동작정지검출신호 또는 상기 임계값 검출신호 어느것도 발생하지 않으므로 상기 동작제어수단(20)내의 상기 스위칭제어수단(24)의 두 전계효과 트랜지스터(217, 218)의 동작에 동기하여 각기 트랜지스터(12a)는 턴 오프되고, 트랜지스터(13a)는 턴온되어서된 등가회로이다. 이때 상기 축전지(2)의 전력은 언제라도 상기 아답터(1)가 동작을 정지해서 상기 라인(3)의 전압이상기 라인(4)의 전압에서 상기 바디 나이오드(12b)의 드래쉬홀드 전압을 뺀값 이하로 되면, 상기 라인(4)로부터 상기 바디 이오드(12b)를 경유하여 상기 라인(3)으로 전달될 수 있다.

(c)는 상기 아답터(1)가 작동을 멈추었을때, 상기 전압감시회로(9)에서 상기 동작정지신호가 발생하여 상기 실질적인 두 트랜지스터(12a, 13a)가 상기 두 전계효과 트랜지스터(217, 218)의 동작에 동기하여 모두 턴온 함으로써 된 등가회로이다. 이때 상기 축전지(2)의 전압은 상기 라인(4)를 경유하여 상기 라인(3)으로 전달되고, 이로써 상기 아답터(1)가 동작을 정지하게 되면 상기 축전지(2)의 전력은 상기 안정화회로(9)에 전달되게 된다.

(d)는 상기 축전지(2)의 전압이 소정의 방전 임계값까지 방진하게 되었을때, 상기 전압감시회로(9)가 상기 임계값 검출신호를 발생하여 상기 실질적인 두 트랜지스터(12a, 13a)가 상기 스위칭 제어수단(20)내의 상기 구동수단(24)의 두 전계효과 트랜지스터(217, 218)의 동작에 동기하여 모두 턴오프하여 된 등가회로이다. 이때 상기 축전지(2)의 전압은 상기 전압경로 제어수단(30)의 두 바디 다이오드(12b, 13b)가 서로 역방향으로 직결 연결된 상태가 되므로 더이상 방전을 할 수 없게 된다.

본 발명에서 특히 주목할만 한 것은 상기한 동작을 수행함에 있어 대단히 적은 전력을 소비한다는 것이다. 즉, 상기 전압경로 제어수단(30)의 두 전계효과 트랜지스터(12, 13)는 상기 제1도의 두 계전기(7,8)가 소비하는 소비전력에 비하여 소비되는 전력이 거의 없다고 볼수 있고, 상기 전압경로 제어수단(30)의 두 전계효과 트랜지스터(12, 13)를 구동하기 위한 상기 스위칭 제어수단(20) 또한 상기 제1도에서와 같이 다링톤 트랜지스터를 사용하는 것이 아니고 CMOS타입의 게이트를 사용하고 있으므로 대단히 적은 전력을 소비하게 된다. 특히, 상기 축전지(2)의 방전이 과방전 임계값까지 방전하게 되면 상기 전압경로 제어수단(30)내의 상기 전계효과 트랜지스터(12,13)의 동작은 모두 턴오프하게 되는데, 이때 상기 다이오드(216)의 작용으로 상기 발진수단(2l)이 연동하여 동작을 정지하게 되므로 더욱 전력의 소비는 줄어든다. 즉, 본 발명은 종래 계전기방식의 축전지 제어회로에 비하여 축전지(2)의 소비전력을 월등히 적게 사용함으로써 축전지(2)의사용기간은 상기 종래의 계전기 방식의 축전지제어회로에 비하여 월등히 긴 기간동안 사용할 수 있도록 하는 이점이 있다.

Claims (8)

1. 소정 레벨의 전압을 축전하고 있는 축전지와, 외부의 전원을 입력하여 부하로 공급하는 아답터와, 상기 아답터와 상기 축전지로부터 출력되는 전압을 입력하여 상기 아답터의 부동작상태와 상기 축전지의 과방전 임계상태를 검출하고 그들 각각에 대응된 동작정지검출신호 및 임계값검출신호를 출력하는 전압감시회로를 구비한 전원안정화장치의 축전지 방전제어회로에 있어서, 상기 축전지와 상기 부하의 사이 및 상기 축전지 및 상기 아답터의 사이에 접속되어 제1스위칭 제어신호의 입력에 응답하여 상기 축전지로의 역전압을 차단하고, 제2스위칭 제어신호의 입력에 응답하여 상기 축전지의 전압을 상기 부하로 출력하며 제3스위칭제어신호에 응답하여 상기 축전지의 출력을 차단하는 전압경로제어수단과, 상기 전압감시회로와 상기 전압경로제어수단에 접속되어 있으며, 상기 전압감시회로로부터 출력되는 검출신호의 상태에 대응하는 제1, 제2, 제3스위칭 제어신호를 발생하여 상기 전압경로 제어수단으로 공급하는 동작제어수단으로 구성함을 특징으로 하는 축전지 방전 제어회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 동작제어수단은, 상기 축전지의 전압을 받아 소정의 주파수를 갖는 교류신호를 발진하여 출력하는 발진수단과, 상기 발진수단이 발진하는 교류신호를 파형정형하여 출력하는 파형정형수단과, 상기 파형정형수단이 정형하여 출력한 신호를 받아 챠지펌핑함으로써 소정 배전압을 생성한후 그를 통하여 상기 전압경로제어수단의 동작전압을 공급하는 경로연결수단과, 상기 전압감시회로와 상기 발진수단 및 상기 경로연결수단에 접속하여 상기 전압감시회로로부터의 동작정지검출신호 또는 임계값 검출신호의 입력 유, 무에 따라 상기 경로연결수단이 발생한 배전압을 상기 전압경로제어수단에 전달 또는 차단함으로써 상기 전압경로제어수단이 상기의 경로를 연결 또는 차단하는 상태를 제어하는 스위칭 제어수단을 구성함을 특징으로 하는 축전지 방전 제어회로.
3. 제1항에 있어서, 전압경로 제어수단은 두개의 전계효과 트랜지스터(12, 13)가 직렬 접속되어 구성됨을 특징으로하는 축전지 방전 제어회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 두 전계효과 트랜지스터(12, 13)는, 내부의 각 바디 다이오드가 일직선 상에서 서로 역방향으로 접속되는 상태로 상호 직렬 연결함을 특징으로 하는 축전지 제어회로.
5. 제2항에 있어서, 상기 발진수단은, 두개의 익스크루시브 오아게이트(201, 202)와 두개의 저항(203, 204) 그리고 하나의 캐페시터(205)로 구성한 것으로, 상기 익스클루시브 오아게이트(201)는 일 입력단을 상기 축전지에 접속하고 출력단은 상기 익스크루시브 오아게이트(202)의 일 입력단에 연결하고, 상기 두개의 저항(203, 204)은 서로 직렬접속하여 상기 익스클루시브 오아게이트(201)의 출력단과 상기 익스크루시브 오아게이트(202)의 잔여입력단 사이에 연결하며, 상기 캐패시터(205)는 상기 익스클루시브 오아게이트(202)의 출력단과의 상기 서로 직렬연결된 두 저항(203, 204)의 직렬접속점에 연결함으로써 비안정 멀티바이브레이션을 함을 특징으로 하는 축전지 제어회로.
6. 제2항에 있어서, 상기 파형정형수단은, 두개의 익스클루시브 오아게이트(206, 207)로 구성한 것으로, 상기 익스클루시브 오아게이트(206)와 상기 익스클루시브 오아게이트(207)의 일 입력단은 상기 발진수단의 출력단과 공통으로 접속하고, 다른 입력단은 각기 상기 축전지와 접지에 각각 접속함으로써, 상기 발진수단이 상기 소정 발진신호를 발진하여 출력하며, 그들 공통으로 받아 그 입력된 신호가 각기 내부에 설정된 소정의 드레쉬홀드 값보다 높거나 또는 낮은 상태에 추종하여 출력의 논리상태를 절환함으로써 상기 입력된 신호를 구형파로 정형한 후 서로 역위상을 갖는 두개의 신호로써 분지하여 출력함을 특징으로 하는 축전지제어회로.
7. 제2항에 있어서, 상기 경로연결수단은, 4개의 다이오드(210∼213)와, 두개의 저항(214, 215), 그리고 두개의 캐페시터(208, 209)로 구성한 것으로, 상기 다이오드(210)와 다이오드(212)의 에노드는 상호 접속하여 상기 축전지에 접속하고, 이들 다이오드의 케소드는 다시 케소드끼리 상호 접속되어 상기 다른 두 개의다이오드(211, 213)의 각 에노드에 각각 접속하며, 상기 캐페시터(208)는 상기 다이오드(210)와 상기 다이오드(211)간의 접속점과 상기 파형정형수단의 익스클루시브 오아게이트(206)의 출력단 사이에 접속하고, 캐페시터(209)는 상기 다이오드(212)와 상기 다이오드(213)간의 접속점과 상기 파형정형수단(22)의 익스클루시브 오아게이트(207)의 출력단 사이에 접속하며, 상기 두개의 저항(214, 215)은 각각의 일단을 상기 다이오드(211)와 상기 다이오드(213)의 케소드에 공통 접속함을 특징으로 하는 축전지 제어회로.
8. 제2항에 있어서, 상기 스위칭 제어수단은, 하나의 다이오드(216)와 두개의 전계효과 트랜지스터(217, 218)로 구성한 것으로, 상기 다이오드(216)는 상기 발진수단의 상기 캐페시터(205)와 두 저항(203, 204)의 접속점에 에노드를 접속하고 캐소드는 상기 전계효과 트랜지스터(217)의 드레인과 접속한 상태로 하여 상기 반도체 경로 제어수단에 접속하고, 상기 두 전계효과 트랜지스터(217, 218)는 소스단은 각기 공통접지하고 드래인단을 상기 반도체경로제어수단에 접속하였으며, 게이트단은 상기 전압감시회로(9)에 각기 접속함을 특징으로 하는 축전지 제어회로.