KR960010372Y1

KR960010372Y1 - 배터리 충전회로

Info

Publication number: KR960010372Y1
Application number: KR92023826U
Authority: KR
Inventors: 이창우
Original assignee: 황선두; 삼성전기 주식회사
Priority date: 1992-11-30
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 1996-12-10
Also published as: KR940013734U

Abstract

내용없음.

Description

배터리 충전회로

제1도는 종래의 배터리 충전회로의 일예를 나타낸 회로도.

제2도는 이 고안에 따른 배터리 충전회로의 실시예를 나타낸 회로도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : PWM IC 30 : 정전류 회로

40 : 배터리 50 : 제1정류회로

60 : 제2정류회로 Q1 : 스위칭 트랜지스터

T : 트랜스 R2 : 전류 센싱용 저항

이 고안은 휴대용 기기등에 탑재된 배터리를 충전하는 충전회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전류 모드 펄스를 변조회로(PWM IC)를 구비한 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)를 이용한 일정한 충전전류로 배터리의 충전이 가능하도록 설계된 배터리 충전회로에 관한 것이다.

일반적으로 노트북형 PC등과 같은 각종 휴대용 기기에서는 상용교류를 직류로 정류하여 내장 배터리 또는 직류부하에 전원을 제공하는 어뎁터가 구비되어 있다. 상기 어뎁터에 배터리 충전회로가 내장되어 있다.

종래기술에 따른 배터리 충전회로의 일예를 제1도에 나타내었다.

제1도에 나타낸 바와 같이. 1차측(L1)으로 인가되는 110V 또는 220V의 교류전원(AC)을 2차측으로 강압, 유기시키는 트랜스(T)와, 유기된 전압을 정류하는 브리지 정류회로(20)와, 정류회로를 통한 전압을 평활하는 평활용 콘덴서(C1)와, 상기 콘덴서(C1)를 통하여 평활된 전압을 더욱 안정된 충전전류로 출력하여 배터리(40)의 충전전압(V_BT)으로 제공하는 정전류회로(30)로 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 종래의 배터리 충전회로는 110V 또는 220V의 교류전원(AC)를 트랜스(T)로 강압하고 정류회로(20)와 콘덴서(C1)를 통하여 전류 및 평활한 다음, 리니어 형(Linear type)정전류회로(30)를 통하여 충전전류를 배터리(40)에 충전시킨다.

여기서 상기 트랜스(T)는 저주파(60Hz) 강압 트랜스를 사용하게 되는데, 이 때문에 종래의 배터리 충전회로는 크기가 매우 커지고 발열량이 매우 많은 문제점이 있다.

또한, 종래의 배터리 충전회로는 배터리의 차지(Charge) 상태에 관계없이 항상 안정된 충전전류를 유지시키기 위한 리니어형 정전류회로(30)을 구비하게 되어 효율이 낮고, 회로가 복잡해지는 문제점이 있다.

이 고안의 목적은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선한 것으로, 전류 모드 PWM IC를 사용하여 간단한 회로로 안정된 충전전류를 유지할 수 있는 배터리 충전회로를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 이 고안은, 교류전원(AC)을 정류 및 평활하는 제1정류회로와, 상기 제1정류회로의 출력전압이 1차측으로 인가되고, 이를 스위칭 트랜지스트의 스위칭동작에 따라 2차측으로 유기지키는 트랜스와. 상기 트랜스의 2차측에 유기된 유기전압을 정류하는 제2정류회로로 구성된 배터리 충전회로에 있어서, 상기 스위칭 트랜지스터 구동펄스가 출력되는 출력단자, 그라운드 레벨로 접지된 피드백 단자, 센싱 전류 입력단자등을 갖는 PWM IC를 구비하고, 상기 출력단자는 스위칭 트랜지스터의 게이트에 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터의 드레인은 일측단자가 접지된 전류 센싱 저항의 타측단자에 연결되어 있고, 상기 드레인과 전류 센싱 저항과의 접속점은 저항, 콘덴서로 구성된 필터를 통하여 상기 전류 센싱 입력단자에 연결되게 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전회로를 제공한다.

이하, 이 고안에 따른 배터리 충전회로의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 이 고안에 따른 배터리 충전회로도이다. 제2도에 나타낸 바와 같이, 이 고안은 교류전원(AC)을 정류 및 평활하는 다이오드(D1)와 콘덴서(C1)로 이루어진 제1정류회로(50)와, 상기 정류회로(50)의 직류전압이 1차측(L1)으로 인가되고, 이를 2차측(L2)에 유기시키는 트랜스(T)와, 상기 트랜스(T)의 2차측(L2)에 유기된 유기전압을 정류하는 제2정류회로(60)를 구비한다.

그리고 제1정류회로(50)가 1차측(L1)의 일측단자에 연결된 트랜스(T)의 1차측(L1)의 다른 단자에는 스위칭 트랜지스터(Q1)가 연결되어 있다.

상기 스위칭 트랜지스터(Q1)에는 소정의 펄스폭을 갖는 스위칭 트랜지스터 구동 펄스를 발생시키는 펄스폭 변조 회로(10)(이하 PWM IC라 한다)가 연결되어 있다.

여기서 상기 PWM IC(10)는 전류모드 PWM IC로서, 스위칭 트랜지스터 구동 펄스가 출력되는 출력단자(Vo), 그라운드레벨로 접지된 피드백 단자(FB), 센싱 전류 입력단자(Is)등을 구비하고 있다. 상기 출력단자(Vo)는 스위칭 트랜지스터(Q1)의 게이트에 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 드레인은 일측단자가 접지된 전류 센싱 저항(R2)의 타측단자에 연결되어 있다. 또한, 상기 드레인과 전류 센싱 저항(R2)과의 접속점은 저항(R1), 콘덴서(C2)로 구성된 필터를 통하여 상기 전류 센싱입력단자(Is)에 연결되어 있다.

상기에서, 제1정류회로(50)는 브리지 정류회로로 구성될 수 있고. 상기 트랜스(T)의 2차측(L2)에 연결되는 출력단은 여러형으로 구성될 수 있다. 예를 들어 포워드형, 플라이백형, 푸시풀형 등으로 구성될 수 있다.

그리고 이 고안에 적용되는 트랜스(T)는 종래기술의 저주파 트랜스보다 아주 소형인 저주파용 트랜스를 이용할 수 있다.

상기 PWM IC(10)는 센싱전류입력단자(Is)의 전압 레벨 상태는 항상 설정치 이상의 레벨, 즉 항상 OCP(Over current protection) 상태가 되게 크게 설정되게 한다. 이는 항상 OCP상태에서 제2정류회로(60)의 출력전류, 즉 충전 전류가 배터리(40)의 마지 상태에 따라 변화함에 따라 나타나는 스위칭 트랜지스터(Q1)을 통하여 전류 센싱 저항(R2)에 나타나는 전류량의 변화로 PWM IC(10)의 출력 듀티비가 조절되게 하기 위함이다.

상기의 구성을 갖는 이 고안에 따른 배터리 충전회로는, 전류 모드 PWM IC(10)가 센싱 전류 입력단자(Is)의 전압이 규정치 이상을 넘으면 OC상태가 되어 상가 PWM IC(10)의 출력 신호의 튜티가 급격히 줄어 드는 원리를 이용한 것이다.

상기 PWM IC(10)의 피드백 단자(FB)를 그라운드 레벨로 하면, PWM IC(10)의 출력단자(Vo)로 출력되는 스위칭 트랜지스터(Q1)를 구동하는 제어신호가 최대 듀티 상태가 된다. 이 최대 듀티상태로 트랜지스터(Q1)를 스위칭시키면 트랜지스터(Q1)를 흐르는 전류가 전류 센싱 저항(R2)을 통과함으로, 상기 전류 센싱 저항(R2)에는 이에 흐르는 전류에 비례하는 전압이 걸리게 된다.

이 전압을 저항(R1) 및 콘덴서(C1)로 이루어진 필터를 거쳐서 상기 PWM IC(10)의 센싱 전류 입력단자(Is)에 구하게 되면 PWM IC(10)는 OCP상태가 되어 듀티를 줄이게 된다. 물론 상기 전류 센싱 입력단자(Is)에 가해지는 전압은 OCP상태가 될만큼 충분히 커야한다.

이때, 듀티비를 줄이는 비율은 저항(R2)에 걸리는 전압이 OCP상태를 벗어날 때까지이다. 이와 같은 과정을 반복하면서 제2정류회로(60)를 통해 배터리(40)에 충전되는 충전전류는 배터리(40)의 충전 상태와는 상관없이 항상 일정한 정전류가 유지된다.

이상에서와 같이 이 고안에 따른 배터리 충전회로에 의하면, 고주파 트랜스를 사용함으로써 소형화에 유리하고, 스위칭 방식을 사용함으로써 효율이 매우 높으며, 전류 모드 PWM IC를 사용하여 간단한 회로로 안정된 충전 전류를 유지할 수 있어 배터리를 양호히 보호할 수 있다.

Claims

교류전원(AC)을 정류 및 평활하는 제1정류회로(50)와, 상기 제1정류회로(50)의 출력전압이 1차측(L1)으로 인가되고, 이를 스위칭 트랜지스터(Q1)의 스위칭동작에 따라 2차측(L2)으로 유기시키는 트랜스(T)와, 상기 트랜스(T)의 2차측(L2)에 유기된 유기WJS압을 정류하는 제2정류회로(60)로 구성된 배터리 충전회로에 있어서, 상기 스위칭 트랜지스터(Q1) 구동펄스가 출력되는 출력단자(Vo), 그라운드 레벨로 접지된 피드백 단자(FB), 센싱 전류 입력단자(Is)등을 갖는 PWM IC(10)를 구비하고, 상기 출력단자(Vo)는 스위칭 트랜지스터(Q1)의 게이트에 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터(Q1)의 드레인은 일측단자가 접지된 전류 센싱 저항(R2)의 타측단자에 연결되어 있고, 상기 드레인과 전류 센싱 저항(R2)과의 접속점은 저항(R1), 콘덴서(C2)로 구성된 필터를 통하여 상기 전류 센싱 전류 입력단자(Is)에 연결되게 구성된 것을 특징으로 하는 배터리 충전회로.
제1항에 있어서, 상기 PWM IC(10)는 그의 센싱 전류입력단자(Is)의 전압 레벨이 항상 OCP상태에 있도록 설정된 것을 특징으로 하는 배터리 충전회로.
제1항에 있어서, 상기 트랜스(T)의 2차측(L2)에 연결된 제2정류회로(60)의 형식은 포워드형, 플라이백형, 푸시풀형중 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 배터리 충전회로.
제1항에 있어서, 상기 트랜스(T)는 고주파용 트랜스인 것을 특징으로 하는 배터리 충전회로.