KR960016376B1 - 배터리 충방전 회로 - Google Patents

Abstract

요약 없음

Description

배터리 충방전 회로

제1도는 종래기술의 배터리 충/방전 회로.

제2도는 본 발명에 따른 배터리 충/방전 회로.

본 발명은 배터리 충방전 장치에 관한 것으로, 특히 과방전 검출수단을 가지는 배터리 충/방전 장치에 관한 것이다.

배터리 충/방전 장치는 주전원의 단전등에 따른 보조전원으로 사용되는 장치이다. 즉, 주전원에 의해 충전되어 있다가 필요시(예를 들어 보조전원 동작필요시)에 부하에 전원을 공급하게 된다. 이러한 배터리 충/방전장치는 보안장치 등의 전원으로 많이 이용된다.

제1도는 종래기술에 의한 배터리 충/방전 회로이다.

제1도의 구성을 살펴보면, 전원부(7)의 전압을 배터리(6)에 공급하여 충전시키는 충전구동부(1)와, 상기 충전구동부의 동작을 제어하기 위한 충전구동부 제어회로(2)와, 배터리의 충/방전 동작시 기준전압으로 사용되는 기준전압 발생부(4)와, 상기 기준전압과 배터리 충전전압의 차이를 검출하여 과충전을 방지하기 위한 과충전 검출부(3)와, 배터리에 충전된 전압의 크기가 기준전압 이하기 되면 부하와 배터리간의 접속을 차단하는 과방전검출부(5)로 이루어져 있다. 상기 전원부(7)에서 공급되는 전원은 다이오드 D1을 통하여 충전구동부에 인가되고, 충전구동부 제어회로(2)에 의해 배터리(6)으로 인가된다.

상기 기준전압 발생부(4)는 일정크기의 기준전압을 발생시키고, 이 기준전압 배터리(7)에 충전전압을 비교하여, 충전전압이 낮으면 과방전 검출부(5)가 동작하여 부하와 배터리(6)의 연결을 차단하게 되고 충전구동단제어회로(2)가 동작하여 충전구동단(1)을 동작시켜 배터리(6)를 충전하게 된다.

배터리(6)가 충전되어 기준전압 이상이 되면, 과충전 검출부(3)에서 이를 감지하여 전원부(7)와 배터리(6)의 접속을 차단하게 되므로 충전동작이 끝나게 된다.

상기 과방전 검출부(5)의 제1릴레이(relay) RY1는 부하와 배터리(6)의 연결을 차단하도록 동작하고, 상기 과충전 검출부(3)의 제2릴레이 RY2는 전원부(7)와 배터리(6)의 연결을 차단하도록 동작한다. 따라서 배터리(6)의 충방전 동작이 이루어짐을 알 수 있을 것이다.

그러나 상술한 종래기술의 배터리 충방전회로는 다음과 같은 단점을 갖고 있다.

첫째로, 과방전의 발생시에 과방전 검출부(5)가 동작하여 제1릴레이 RY1이 동작하여 배터리로부터 부하에 공급되는 전류는 차단되거나 제1릴레이 구동전류 및 각 OP 앰프(CP1-CP4)를 구동하는 전류는 계속흐르고 있으므로, 시간의 경과에 따라 배터리가 점덤 과방전되어진다.

둘째로 과방전된 배터리를 충전할때에 다이오드 D1을 통하여 곧바로 배터리에 충전전류가 인가되므로 급속충전이 유발되며, 상기 급속충전에 따라 배터리에 최대충전전류가 인가되므로, 배터리에 충격을 주게될 우려가 있다.

셋째로, 과방전된 배터리를 충전시 충전전압이 기준전압이상이 될 때 가지는 부하에 전원을 공급할 수 없다. 따라서 부하에 공급되는 전원의 단전이 발생된다.

넷째로, 충방전 회로의 구성이 지나치게 복잡하고 많은 면적을 차지하게 되므로, 따라서 비경제적이고 비효율적이다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 충전 또는 방전되는 배터리와, 전원부로부터 전압을 인가받아 상기 배터리에 충전전압을 공급하는 충전전압 발생부와, 상기 배터리의 과방전을 검출해내는 과방전 검출부와, 부하에 전압을 인가하기 위한 출력단과, 상기 배터리의 충전 또는 방전 동작을 제어하며 전원부 및 충전전압을 출력단에 공급하는 충/방전 제어부로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 구성 및 동작의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명을 참조하면 본 분야의 통상 지식인은 본 발명을 명백히 이해할 수 있을 것이며, 충분히 실시가능할 것이다. 또한 잘 알려진 회로 및 그의 기능은 본 발명을 불명료하지 않도록 하기 위하여 설명을 약한다.

제2도는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로, 배터리 충/방전회로를 나타낸다.

제2도의 구성을 살펴보면, 전원부(22)로부터 전압을 인가받아 충전전압을 방생하는 충전전압발생부(24)와, 충전전압을 인가받아 충전되는 배터리(26)와, 상기 배터리(26)의 과방전 상태를 검출해내는 과방전 검출부(28)와, 전원부(22)와 배터리(26)에 각각 연결되어 부하단에 전원을 공급하는 출력단(30)과, 상기 배터리의 충/방전을 제어하는 충/방전제어부(32)로 이루어져 왔다. 상기 충전전압발생부(24)는 자체내에 레귤레이터(regulator)를 가지고 있으며 그에 따라 충전전압을 일정한 크기로 정형하여 배터리에 공급하게 된다. 상기 출력단(30)은 다이오드 D1을 통하여 전원전압을 인가받으며, 또한 충/방전제어부(32)의 동작에 따라 배터리 전압을 인가받는다. 상기 충/방전제어부(32)는 배터리와 출력단(30)의 접속을 차단하기 위한 스위치 S1을 가지고 있으며, 상기 스위치는 과방전검출부(28)에 제어되어 턴온 또는 턴오프된다. 과방전검출부(28)는 배터리(26)전압을 저항 R1 및 R2에 분배하여, 기준전압을 발생하는 제어다이오드 TL431에 의해 그 크기가 비교되고, 그 결과로 배터리의 충전전압이 기준전압 이하가 되면 릴레이 RY1을 동작시켜 충/방전제어부(32)내의 스위치 S1을 턴-오프시켜 부하에 전원공급을 차단한다.

제2도의 동작을 살펴본다. 먼저 전원이 인가되고 있을때에는 다이오드 D1을 거쳐 부하에 전원전압이 인가된다. 동시에 다이오드 D5를 통하여 충전전압이 배터리에 공급되어 배터리를 충전하게 된다. 이 상태에서는 릴레이 RY1이 동작하지 않으므로 스위치 S1은 턴온되어 있음에 유의하기 바란다. 또한 다이오드 D2에 의해 충전전류가 출력단으로 흐르는 것이 방지됨도 알아두기 바란다. 따라서, 배터리를 형전한 후 장시간 방치시에도 자연방전만이 일어나게 된다.

다음에, 전원이 오프되면 상기 배터리 전압에 의해 스위치 S1, 다이오드 D2로 거쳐 부하에 전류가 공급되므로 보조 전원으로의 배터리 역할이 수행된다. 전원부가 장시간 오프되어 배터리로 계속 부하에 전원을 공급할 때에는 배터리 소모가 일어나므로, 이대에는 충전되어 있는 새로운 배터리로 교환하게 된다. 이때에는 배터리를 교체한 후 푸시 스위치(push switch) S2를 잠시 눌러주게 되면 릴레이 RY1이 동작하게되어 스위치 S1을 온시키게 되어 출력단이 배터리 전압을 공급받을 수 있다.

상기 충/방전제어부(32)내의 다이오드 D3은 전원부(20)에 전원이 공급될시에 순방향 전류로 릴레이 RY1을 동작시켜 스위치 S1을 턴온시켜 배터리에 충전전압을 공급하게 된다. 또한 배터리의 교체후에 푸시 스위치 S2를 눌러 릴레이 RY1을 동작시킬 때에 상기 다이오드 D3에 의해 부하단에 순간적인 고전류가 흐르는 것이 방지됨도 알아두기 바란다. 따라서 비교적 간단한 회로로서 안정적인 배터리 충방전 회로로 구현할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 충/방전회로는 전원부가 온되었을때에는 배터리에는 부하가 걸리지 않고 충전만을 하도록 동작하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 충/방전회로에서는 종래기술에 비해 매우 간단한 회로구성으로 배터리 충/방전회로를 구성하고 있으며, 전원이 온될 대에는 전원전압이 부하에 공급되어 배터리는 무부하상태로 하여 자연방전조건을 갖도록 하며, 전원이 오프될 때에는 배터리에 의해 부하전원이 공급되게 하고, 장기간 사용으로 인한 배터리의 교체시에 부하단에 고전류가 흐르지 않도록 하여 부하단을 보호하는 배터리 충/방전회로를 제공한다.

Claims (2)

1. 배터리 충/방전회로에 있어서, 배터리(26)와, 전원전압을 인가받아 상기 배터리(26)에 충전전압을 공급하는 충전전압발생부(24)와, 상기 배터리(26)의 전압레벨을 검출하여 과방전 신호를 출력하는 과방전검출부(28)와, 상기 과방전신호에 제어되어 상기 배터리(26)의 충/방전 동작을 제어하는 충/방전제어회로(32)로 구성함을 특징으로 하는 배터리 충/방전회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 충전전압발생부(24)는 레귤레이터를 구비하여 일정 크기의 충전전압을 발생시킴을 특징으로 하는 배터리 충/방전회로.