KR101441126B1

KR101441126B1 - 이차전지의 급속 충전 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101441126B1
Application number: KR1020070091363A
Authority: KR
Inventors: 심세섭; 테츠야 오카다; 양종운
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2007-09-10
Publication date: 2014-09-18
Also published as: KR20090026417A

Abstract

본 발명은 이차전지의 급속 충전 장치 및 방법에 관한 것으로, 충전 전류를 제어하는 전류 제어 수단; 상기 전류 제어 수단을 조절하는 입출력 수단; 상기 전지의 단자 간의 전압을 검출하여 기설정된 값과 비교하는 비교출력기 및; 상기 구성요소들이 상호 연결되어 상기 비교출력기에서 검출된 전압값을 입력받아 기설정된 전압 이하에서 상기 입출력 수단을 통해 상기 전류 제어 수단을 조절하는 마이컴;을 포함하는 급속 충전 장치와, 마이컴에서 발생된 신호에 의해 입출력기를 통해 전류 제어 스위치를 단속시키면서 충전을 실시하는 충전 실시 단계(S10)와; 상기 충전 실시 단계에 의하여 충전이 실시되는 도중에 비교출력기에 의해 검출된 전압이 기설정된 전압보다 낮거나 높은 경우에 상기 비교출력기에서 검출된 신호를 마이컴으로 보내는 전압 비교 단계(S20); 및 상기 비교출력기에 의해 검출되어 비교된 전압값에 의해 상기 마이컴이 상기 입출력기를 통해서 상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30);를 포함하는 급속 충전 방법에 의하여 충전 대기 시간을 배제하여 충전 시간이 전체적으로 단축되어 급속 충전 성능을 극대화시키는 효과가 있다.

전류제어스위치, 입출력기, 마이컴, 비교출력기

Description

이차전지의 급속 충전 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR RAPID CHARGE OF SECONDARY BATTERY}

본 발명은 전지의 충전 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 충전 시간을 단축하기에 적합하도록 한 급속 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 재충전하여 사용하는 이차전지는 휴대폰, 디지털 카메라 등의 휴대용 기기의 보급으로 인해 수요가 증대되어 각광받고 있다. 이러한 휴대용 기기에 사용되는 이차전지는 안정성이 높고 두께가 얇아 휴대하기에 편리한 특성이 요구됨과 아울러 충전 시간을 줄일 수 있는 조건이 제품의 품질을 판단하는 관건이 되고 있다.

특히 소비전력이 점차적으로 커지고 있는 추세인 휴대용 기기에 적용되는 이차전지의 충전 조건을 만족시키기 위해서 보다 향상된 충전 성능을 발휘할 수 있는 충전 장치 및 충전 방법이 요구된다.

그러나, 종래에는 급속 충전시 도 4에 도시한 바와 같이, 높은 전압을 인가한 상태에서 마이컴이 일정 주기(t1)를 갖고 전류 제어 스위치를 온/오프 시키면서 유입되는 전류를 제어하게 되는데, 이때, 각각의 주기마다 전류가 공급되지 않는 충전 대기 구간(t2)이 발생된다.

따라서 이러한 충전 대기 구간(t2)에 의하여 전지의 충전 시간이 지연될 수 밖에 없으므로 전지의 충전 성능이 저하되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 급속 충전시의 불필요한 충전 대기 시간을 배제하여 충전 효율을 향상시켜 전체적인 충전 시간을 단축하려는 것이다.

본 발명에 의한 급속 충전 장치는 전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 수단; 상기 전류 제어 수단을 조절하는 입출력 수단; 상기 전지의 단자 간의 전압을 검출하여 기설정된 제1 기준전압(Voff) 또는 제2 기준전압(Von) 값과 비교하는 비교출력기; 및 상기 비교출력기의 비교 결과 상기 검출된 전압값이 상기 제1 기준전압 이상일 경우 또는 상기 제2 기준전압 이하일 경우에 상기 입출력 수단을 통해 상기 전류 제어 수단을 오프 또는 온시키는 마이컴;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전류 제어 수단은 전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 스위치인 것이 바람직하다.

또한, 상기 급속 충전 장치는 상기 전지와 연결되어 전지의 충전량을 검출하는 전류 감지 수단을 더 포함하는 것이 바람직하며, 이때, 상기 전류 감지 수단은 전류 감지 소자인 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 급속 충전 방법은 마이컴에서 발생된 신호에 의해 입출력기를 통해 전류 제어 스위치를 단속시키면서 충전을 실시하는 충전 실시 단계(S10); 상기 충전 실시 단계에 의하여 충전이 실시되는 도중에 비교출력기에 의해 검출된 전압이 기설정된 제1 기준전압(Voff) 또는 제2 기준전압(Von)보다 낮거나 높은 경우에 상기 비교출력기에서 검출된 신호를 마이컴으로 보내는 전압 비교 단계(S20); 및 상기 비교출력기에서 검출된 신호에 의해 상기 마이컴이 상기 입출력기를 통해서 상기 전류 제어 스위치의 동작을 제어하는 전류 제어 스위치 제어단계(S30);를 포함하고, 상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30)는 상기 비교출력기에서 검출된 전압이 상기 제1 기준전압 이상인 경우에는 입출력기가 전류 제어 스위치를 오프시키고, 상기 제2 기준전압 이하가 되면 전류 제어 스위치를 온시키는 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 급속 충전 방법은 상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30) 이후에 상기 전류 감지 소자에 의해 전지의 충전량을 감지하여 만충전시 상기 마이컴에 의해 충전을 종료시키는 충전 종료 단계(S40)를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 급속 충전시 전지에 인가되는 전압의 온/오프 조건을 감지하여 기설정된 전압보다 낮은 전압 상태에서 전류 제어 스위치를 온시킴으로써 충전 대기 시간을 배제하여 충전 시간이 전체적으로 단축되어 급속 충전 성능을 극대화시키는 효과가 있다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 보다 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 방법의 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 장치의 전압 그래프이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 급속 충전 장치는 마이컴(100)과, 전류 제어 수단과, 전류 감지 수단과, 입출력기(400) 및 비교출력기(500)를 포함하여 구성한다.

여기서 상기 마이컴(100)은 상기 전류 제어 수단, 전류 감지 수단과 입출력기(400) 및 비교출력기(500)에 의하여 전지(10)와 연결되며, 전지(10)는 충전이 가능한 이차 전지이다.

상기 전류 제어 수단은 전류 제어 스위치(200)를 사용하며, 상기 전지(10)의 충전 상태를 검출하도록 구성된다.

상기 전류 감지 수단은 전류 감지 소자(300)를 사용하며, 상기 전지(10)의 충전 상태를 검출하도록 구성된다.

상기 입출력기(400)는 상기 마이컴(100)의 제어에 의해 상기 전류 제어 스위치(200)를 작동시키도록 연결된다.

상기 비교출력기(500)는 충전되는 전지(10)의 전압을 실시간으로 감지하여 기설정된 값과 비교하는 비교기의 역할을 수행함과 아울러 비교된 값을 마이컴(100)으로 출력하는 출력기의 기능을 수행한다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 급속 충전 방법 설명하면 다음과 같다.

마이컴(100)에서 신호가 발생되면, 발생된 신호에 의해 입출력기(400)가 동작되어 전류 제어 스위치(200)가 온되면 전지(10)의 충전이 개시된다(S10).

충전이 개시되어 충전동작이 진행되는 도중에 비교출력기(500)는 전지(10)의 단자간 전압을 검출하여 충전 전압과 기설정 전압을 비교하게 된다. 이때, 비교출력기(500)에 의해 검출된 전압이 기설정된 전압보다 낮거나 높은 경우에 이러한 신호를 마이컴(100)으로 보내게 된다(S20).

마이컴(100)은 전달받은 비교값에 의해 입출력기(400)를 통해서 전류 제어 스위치(200)를 제어하게 된다(S30).

도 3을 참조하면, 비교출력기(500)에서 검출된 전압이 기설정된 전압(Voff) 이상인 경우에는 입출력기(400)가 전류 제어 스위치(200)를 오프시킨다. 그리고, 기설정된 전압(Von) 이하가 되면 전류 제어 스위치(200)를 온시켜 전류가 흐르지 않는 시간이 배제되고 설정 전압 보다 낮은 전압을 갖지 않게 되면서 지속적인 충전이 실시된다.

최종적으로 전지(10)에 충전되는 충전 전류의 용량은 전류 감지 소자(300)에 의해 감지되므로 전지의 만충전시 이를 마이컴(100)에서 감지함으로써 전지의 충전동작이 종료된다(S40).

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이 고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 방법의 흐름도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 장치의 전압 그래프.

도 4는 종래 기술에 의한 전압 그래프.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 전지

100 ; 마이컴

200 ; 전류 제어 스위치

300 ; 전류 감지 소자

400 ; 입출력기

500 ; 비교출력기

Claims

전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 수단;

상기 전류 제어 수단을 조절하는 입출력 수단;

상기 전지와 연결되어 전지의 충전량을 검출하는 전류 감지 수단;

상기 전지의 단자 간의 전압을 검출하여 기설정된 제1 기준전압(Voff) 또는 제2 기준전압(Von) 값과 비교하는 비교출력기 및;

상기 비교출력기의 비교 결과 상기 검출된 전압값이 상기 제1 기준전압 이상일 경우에 상기 입출력 수단을 통해 상기 전류 제어 수단을 오프시키고,

상기 비교출력기의 비교 결과 상기 검출된 전압값이 상기 제2 기준전압 이하일 경우에 상기 입출력 수단을 통해 상기 전류 제어 수단을 온시켜 전류가 흐르지 않는 시간이 배제되고 제2 기준 전압보다 낮은 전압을 갖지 않게 하여 지속적인 충전이 가능하도록 하는 마이컴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전류 제어 수단은 전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 스위치인 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 장치.
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제 1 항에 있어서,

상기 전류 감지 수단은 전류 감지 소자인 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 장치.
마이컴에서 발생된 신호에 의해 입출력기를 통해 전류 제어 스위치를 단속시키면서 충전을 실시하는 충전 실시 단계(S10);

상기 충전 실시 단계에 의하여 충전이 실시되는 도중에 비교출력기에 의해 검출된 전압이 기설정된 제1 기준전압(Voff) 또는 제2 기준전압(Von)보다 낮거나 높은 경우에 상기 비교출력기에서 검출된 신호를 마이컴으로 보내는 전압 비교 단계(S20);

상기 비교출력기에서 검출된 신호에 의해 상기 마이컴이 상기 입출력기를 통해서 상기 전류 제어 스위치의 동작을 제어하는 전류 제어 스위치 제어단계(S30); 및

상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30) 이후에 상기 전류 감지 소자에 의해 전지의 충전량을 감지하여 만충전시 상기 마이컴에 의해 충전을 종료시키는 충전 종료 단계(S40);를 포함하고,

상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30)는 상기 비교출력기에서 검출된 전압이 상기 제1 기준전압 이상인 경우에는 입출력기가 전류 제어 스위치를 오프시키고, 상기 제2 기준전압 이하가 되면 전류 제어 스위치를 온시켜 전류가 흐르지 않는 시간이 배제되고 제2 기준 전압보다 낮은 전압을 갖지 않게 하여 지속적인 충전이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 방법.
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