KR950009337B1 - 배터리 충전회로 - Google Patents

배터리 충전회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

배터리 충전회로
제1도는 본 발명의 배터리 충전회로의 상세회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 정전압회로 2 : 미소전류 출력/만충전 표시부
3 : 충전 표시/제어부 4 : 충전상태감지회로
5 : 시간제어회로 6 : 지연회로
7 : 배터리
본 발명은 배터리 충전회로에 관한 것으로서, 특히 니켈카드늄(Ni-Cd) 배터리와 같은 2차 전지를 충전할때 과충전에 의한 배터리 파손을 방지하며, 배터리 성능을 최대로 발휘할 수 있게 만충전하도록한 배터리 충전회로에 관한 것이다.
종래의 배터리 충전방법에 여러가지가 있었다. 첫째방식은 충전하는 배터리의 전압을 체크하여 설정된 전압에 도달한 경우 충전전류를 차단하는 전압제어 방식이다. 둘째방식은 소정의 충전시간을 설정하고 설정한 소정시간 경과후 충전하는 배터리측으로 인가되는 충전전류를 차단하는 시간 제어방식이다. 세째방식은 충전하는 배터리의 표면온도를 검출하여 설정한 일정 온도이상이 검출되면 과충전 시작으로 판단하여 충전배터리로 입력되는 충전전류를 차단하는 온도제어방식이다. 네째방식은 제어값을 설정한 소자에 의해 설정한 소자값에 비례하는 충전배터리의 전압이 상승하면 설정한 소자에 의해 제어회로를 동작시키도록 하는 -ΔV방식이다.
상술한 종래의 배터리 충전제어 방식중 증폭기 또는 비교기를 사용하는 전압제어 방식은 소정의 비교전압이 설정된 비교기 일측에 기준전압을 입력하고 다른 일측에 배터리 전압을 입력한다. 비교기는 입력되는 비교기준전압과 충전배터리에서 입력되는 충전배터리의 전압을 비교하여 충전배터리의 전압이 설정한 비교기준전압에 도달되면 충전전류유입을 차단한다.
상술한 바 종래의 방법은 정확한 기준전압 설정이 어렵고 각 배터리의 특정차이로 인해 설정된 기준값에 대한 만충전이 불가능해 배터리 성능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출한 것으로 충전가능한 2차전지의 과충전으로 인한 배터리 파손을 방지하며, 재충전하여 사용하는 배터리의 성능을 최대로 활용할 수 있게 만충전하도록 함에 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배터리 충전회로에 있어서, AC코드로부터 공급되는 교류전류를 정류하여 직류로 변환하고 일정전압이 유지되도록 조절하는 정전압회로(1), 상기 정전압회로(1)로부터의 직류전류를 배터리(7)측으로 공급함과 동시에 배터리(7)가 충전중임을 나타내고 전류차단지시 신호를 인가받으면 상기 정전압 회로(1)로부터 배터리(7)측으로 인가되는 직류전류를 차단하는 충전표시/제어부(3), 상기 정전압회로(1)로부터 공급되는 전류에 의해 동작하여 설정된 충전시간값에 도달하는 경우 충전시간에 도달했음을 나타내는 신호를 출력하는 시간제어회로(5), 상기 배터리(7)의 충전상태를 검출하여 상기 배터리(7)가 충전완료되는 경우 충전이 완료되었음을 나타내는 신호를 출력하는 충전상태 감지회로(4), 상기 충전상태 감지회로(4)로부터 충전이 완료되었음을 나타내는 신호가 인가되거나 상기 시간제어회로(5)로부터 충전 시간에 도달했음을 나타내는 신호가 인가되는 경우 충전표시/제어부(3)측으로 상기 전류차단지시 신호를 출력하는 지연회로(6), 상기 충전표시/제어부(3)가 배터리(7)에 인가되는 직류전류를 차단하는 경우 상기 정전압회로(1)로부터 배터리(7)측으로 미소직류전류가 인가되게 함과 동시에 배터리(7)가 만충전 되었음을 표시하는 미소전류 출력/만충전 표시부(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전회로를 제공한다.
상술한 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 하기와 같다. 제1도는 본 발명에 의한 배터리 충전회로의 상세회로도이다.
전원 트랜스(T)의 2차측 코일 양단에 연결된 브릿지 다이오드(BD1), 브릿지 다이오드(BD1)의 출력단에 연결된 콘덴서(C1), 충전배터리의 삽입여부에 따라 작동되는 스위치(SW2) 및, 전압을 일정하게 조절하는 전압조절기(IC1)를 구비하여 정전압회로(1)를 구성하고, 저항(R1), (R2)과 발광소자(LED1) 및 다이오드(D1)를 구비하여 미소전류 출력/만충전 표시부(2)를 구성하며, 트랜지스터(Q1), (Q2)와 저항(R3), (R4), (R5) 및 발광소자(LED2)를 구비하여 충전표시/제어부(3)를 구성한다.
또 비교기(IC2A, IC2B)와 저항(R6), (R7), (R8), (R9), (R10), (R11), 가변저항(VR1), 다이오드(D2), 콘덴서(C6) 및 트랜지스터(Q3)를 구비하여 충전상태 감지회로(4)를 구성하고, 카운터소자인 집적회로(IC3), 트랜지스터(Q8), 저항(R17), (R18), (R19), (R20), (R21), (R22), (R23), 콘덴서(C4), (C9)(C10)(C11) 및 다이오드(D3)를 구비하여 시간제어회로(5)를 구성하며, 트랜지스터(Q4), (Q5), (Q6), (Q7)와 타이머소자인 집적회로(IC4), 콘덴서(C7), (C8) 및 저항(R12), (R13), (R14), (R15), (R16)을 구비하여 지연회로(6)를 구성한다.
AC 코드로부터 교류전원이 입력되면 전환스위치(SW1)에 의해 선택된 교류전원이 정전압회로(1)내 전원트랜스(T1) 2차측 코일에 유기된다. 이때 배터리가 충전기에 장착되어 있지 않으면 스위치(SW2)는 접점(NT1)에 위치하는데, 이에따라 트랜지스터(Q3)는 "온"상태로 전환되어 콘덴서(C6)에 충전된 전류가 방전하게 된다. 사용자가 배터리를 충전하고져 배터리를 충전기에 장착하면 스위치(SW2)의 접점(1)과 접점(3)이 연결되며 트랜지스터(Q3)는 "오프"상태로 변환된다. 따라서, 충전회로는 동작하기 시작한다. 전원트랜스(T1)로부터 유기되어 입력되는 전압은 트랜지스터(Q1)의 "온"으로 인하여 저항(R4), (R5)을 거쳐 배터리(7)측으로 전류가 공급되어 배터리(7)를 충전시킴과 동시 저항(R3)을 통해 발광소자(LED2)를 발광시켜 배터리가 충전상태임을 사용자에게 지시하여 준다. 이때, 콘덴서(C2), (C3), (C4)에 의한 충방전 작용 발생으로 인하여 트랜지스터(Q6)에서 출력되는 구형파 펄스신호와, 다이오드(D3), 저항(R21) 및 콘덴서(C9), (C10)로 구성된 미분회로의 제어 신호가 카운터 소자인 집적회로(IC3)에 입력되어 시간제어회로(5)가 동작하고, 충전시간은 저항(R22), (R23)과 콘덴서(C11) 및 타이머 소자인 집적회로(IC4)에 의해 결정되며, 충전전류는 충전표시/제어부(3)의 저항(R3), (R4), (R5)에 의해 결정된다. 배터리(7)측으로 충전전류가 인가되는 상태에서 저항(R22), (R23)과 콘덴서(C11) 및 타이머 소자인 집적회로(IC4)에 의해 설정된 소정시간이 경과하면 카운터 소자인 집적회로(IC3)의 출력단(P3)에서는 "하이"신호가 출력되어 트랜지스터(Q8)를 "온"상태로 전환시킨다.
트랜지스터(Q8)의 "온"으로 인하여 타이머 소자인 집적회로(IC4)의 입력단(P10)에 "하이"신호를 입력시켜 구형파 펄스신호 발생을 멈추게되며, 이에 따라 트랜지스터(Q1), (Q2)가 "오프"되어 저항(R3), (R4), (R5)보다 상대적으로 큰 저항값을 갖는 미소전류 출력/만충전 표시부(2)의 저항(R1), (R2) 및 다이오드(D1)를 통해서 미소전류가 배터리(7)로 유입되도록하여 배터리(7)의 파손을 방지하며 유입되는 전류로 인하여 완충전을 표시하여 주는 발광소자(LED1)가 "온"되어 사용자에게 배터리(7)가 만충전 되었음을 지시하여 준다. 배터리(7)를 충전기에 장착한 후 설정된 소정시간이 경과하지 않은 상태라도 비교기(IC2A)에서 비교되어지는 배터리(7)의 전압이 저항(R7). (R8), (R9)과 가변저항(VR1)으로 설정되어진 기준전압보다 높게 출력되어 다이오드(D2), 콘덴서(6) 측으로 "하이"상태의 전압이 입력되면 정전용량이 큰 콘덴서(C6)는 입력되어지는 전압이 충전되어 발광소자(LED1)와 비교기(IC2B)의 동작을 안정되게 하여준다. 비교기(IC2B)의 출력단에서 검출되는 전압으로 지연회로(6)가 동작하며 비교기(IC2B)의 출력단에 발생되는 "하이"신호는 콘덴서(C7)과 저항(R13)에 인가되어 콘덴서(C7)의 충방전 작용에 의해 펄스 신호가 발생된다. 발생되는 펄스신호에 의해 트랜지스터(Q4)가 "온" "오프"작용을 반복하여 상기 펄스신호를 역으로 변환시켜 타이머 소자인 직접회로(IC4)의 입력단(P6)에 입력한다. 소정시간지연 시킨 신호는 트랜지스터(Q6)에 "하이"신호를 입력한다. 소정지연 시간경과후 타이머 소자인 집적회로(IC4)의 출력단(P5)에서 출력된 신호는 트랜지스터(Q5)를 "온"시키므로 트랜지스터(Q6)는 "오프"상태로 된다.
따라서 트랜지스터(Q2)가 "온"상태로 전환되며, 트랜지스터(Q1)는 트랜지스터(Q2)의 "온"으로 인하여 "오프"상태로 전환되어 배터리(7)로 인가되는 전류를 차단하고 미소전류 출력/만충전 표시부(2)의 저항(R1), (R2)를 거친 미소 전류만 인가되도록 하여 배터리(7)의 파손을 방지하여주며, 이때 발광소자(LED1)는 점등되어 사용자에게 배터리(7)가 만충전되었음의 지지하여 준다. 지연시간은 전원전압과 무관하게 동작하며 저항(R12)과 콘덴서(C7)의 시정수에 의해 결정된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 완전히 방전되지 않는 배터리를 충전시킬 경우 설정된 소정시간이 경과하기전에 배터리가 만충전됨에 기인하여 잔여 시간동안 입력되는 전류가 배터리에 과부하를 가하여 배터리를 파손시키게 되는 문제점을 해결하였으므로 배터리의 성능을 최대로 활용하게 함과 동시에 배터리의 사용시간과 수명을 연장할 수 있다.

Claims (3)

  1. 배터리 충전회로에 있어서, AC코드로부터 공급되는 교류전류를 정류하여 직류로 변환하고 일정전압이 유지되도록 조절하는 정전압회로(1), 상기 정전압회로(1)로부터의 직류전류을 배터리(7)측으로 공급함과 동시에 배터리(7)가 충전중임을 나타내는 전류차단지시 신호를 인가받으면 상기 정전압회로(1)로부터 배터리(7)측으로 인가되는 직류전류를 차단하는 충전표시/제어부(3), 상기 정전압회로(1)로부터 공급되는 전류에 의해 동작하여 설정된 충전시간값에 도달하는 경우 충전시간에 도달했음을 나타내는 신호를 출력하는 시간제어회로(5), 상기 배터리(7)의 충전상태를 검출하여 상기 배터리(7)가 충전완료되는 경우 충전이 완료되었음을 나타내는 신호를 출력하는 충전상태 감지회로(4), 상기 충전상태 감지회로(4)로부터 충전이 완료되었음을 나타내는 신호가 인가되거나 상기 시간제어회로(5)로부터 충전시간에 도달했음을 나타내는 신호가 인가되는 경우 충전표시/제어부(3)측으로 상기 전류차단지시 신호를 출력하는 지연회로(6), 상기 충전표시/제어부(3)가 배터리(7)에 인가되는 직류전류를 차단하는 경우 상기 정전압회로(1)로부터 배터리(7)측으로 미소직류전류가 인가되게 함과 동시에 배터리(7)가 만충전 되었음을 표시하는 미소전류 출력/만충전표시부(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 정전압회로(1)는 AC코드로부터 공급되는 교류전류를 전파정류하는 정류수단으로부터 공급된 직류전류의 전압을 일정하게 조절하여 상기 시간제어회로(5), 지연회로(6), 미소전류 출력/만충전 표시부(2) 및 충전표시/제어부(3)측으로 출력하는 전압조절수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 충전 상태감지회로(4)는 배터리(7)의 충전전압과 기준전압을 비교하여 배터리(7)의 충전전압이 기준전압보다 커지는 경우 배터리(7)의 충전이 완료되었음을 나타내는 신호를 상기 지연회로(6)측으로 출력하여 주는 전압비교수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 충전회로.
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