KR20040042302A

KR20040042302A - 배터리 전압 검출회로

Info

Publication number: KR20040042302A
Application number: KR1020020070524A
Authority: KR
Inventors: 남일
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2004-05-20
Also published as: KR100485075B1

Abstract

본 발명은 비교기에 인가되는 기준전압(Vref)의 크기를 변화시켜서 배터리 전압을 검출하는 배터리 전압 검출회로에 관한 것이다.

본 발명에 의하면, 기준전압의 크기를 변화시키는 기준전압 조정부와; 상기 기준전압 조정부에 의해 변화되는 기준전압을 배터리 전압과 비교하는 비교부와; 상기 비교부의 출력값과 상기 기준전압 조정부로 인가하는 제어신호를 기초로 배터리 전압의 잔량을 출력하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 구성의 결과, 배터리 전압 검출회로의 부품갯수가 감소하여 제품 코스트가 줄어드는 효과가 생긴다.

Description

배터리 전압 검출회로{Detecting Circuits for Battery Voltage}

본 발명은 배터리 전압 검출 회로에 관한 것으로 특히, 비교기로 입력되는 배터리 전압과 비교하는 기준전압에 변화를 가함으로써 최소한의 비교기로서 배터리 전압을 검출할 수 있는 배터리 전압 검출 회로에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰, 노트북 등과 같은 휴대용 기기에는 시스템 전체에 전원을 공급하는 배터리가 마련되어 있고, 상기 배터리의 전압을 검출하는 배터리 검출회로가 마련된다. 상기 배터리 검출회로를 마련하는 이유는, 휴대용 기기에 사용되는 배터리는 방전으로 인하여 전압 강하가 지속적으로 일어나고 일정 전압 이하로 전압 강하하는 경우에는 시스템을 구동할 수 없기 때문에 배터리 전압이 어느 정도 남아 있는지를 사용자에게 디스플레이기 하기 위함이다.

도 1은 종래 기술에 의한 배터리 전압 검출 회로의 개략적인 블록 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리 전압(Vcc)이 전압 분배부(10)로 인가된다. 상기 전압 분배부(10)는 입력되는 상기 배터리 전압(Vcc)을 소정의 값으로 전압 분배한다.

상기 전압분배부(10)에는 비교부(20)가 연결된다. 상기 비교부(20)는 상기 전압분배부(10)에서 입력되는 분배 전압을 기준전압(Vref)과 비교한 후, 분배 전압이 기준전압(Vref)보다 큰 경우에는 ‘high’신호를 출력하고, 분배 전압이 기준전압(Vref)보다 작은 경우에는 ‘low’신호를 출력한다.

상기 비교부(20)에는 제어부(30)가 연결된다. 상기 제어부(30)는 상기 비교부에서 입력되는 하나 이상의 디지털 신호를 기초로 배터리 전압을 인식해서 디스플레이부(도시 생략)에 디스플레이한다.

도 2는 종래 기술에 의한 배터리 전압 검출 회로의 상세 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전압분배부(10)는 4개의 전압 분배기 즉, 제1전압분배기(11)와 제2전압분배기(12)와 제3전압분배기(13) 그리고 제4전압분배기(14)로 구성되어 있다.

상기 제1전압분배기(11)는 분압 저항(R1,R2)에 의해서, 상기 제2전압분배기 (12)는 분압 저항(R3,R4)에 의해서, 상기 제3전압분배기(13)는 분압 저항(R5,R6)에 의해서 그리고, 상기 제4전압분배기(14)는 분압 저항(R7,R8)에 의해서 배터리 전압 (Vcc)을 입력 전압으로 하여 소정의 값으로 전압 분배한다.

그리고, 상기 비교부(20)는 4개의 비교기 즉, 제1비교기(21)와 제2비교기 (22)와 제3비교기(23) 그리고, 제4비교기(24)로 구성된다.

상기 제1비교기(21)는 비반전단자로 입력되는 상기 제1전압분배기(11)에 의해서 분압된 배터리 전압(Vcc){이하 제1분압전압(V1div)}과 반전단자로 입력되는 기준전압(Vref)을 비교한 후, 제1분압전압(V1div)이 기준전압(Vref)보다 큰 경우에 는 ‘high’신호를 출력하고 제1분압전압(V1div)이 기준전압(Vref)보다 작은 경우에는 ‘low’신호를 출력한다.

마찬가지로, 상기 제2비교기(22)는 비반전단자로 입력되는 제2분압전압 (V2div)(제2전압분배기(12)에 의해서 분압된 배터리 전압(Vcc))과 반전단자로 입력되는 기준전압(Vref)을 비교하고, 상기 제3비교기(23)는 제3분압전압(V3div)(제3전압분배기(13)에 의해서 분압된 배터리 전압(Vcc))과 기준전압(Vref)을 비교하고 그리고, 상기 제4비교기(24)는 제4분압전압(V4div)(제4전압분배기(14)에 의해서 분압된 배터리 전압(Vcc))과 기준전압(Vref)을 비교한 후, 비반전단자로 입력되는 각 분압전압(V2div, V3div, V4div)이 기준전압(Vref)보다 큰 경우에 한하여 ‘high’신호를 출력시킨다.

상기 제어부(30)는 CPU(Central Processor Unit)(31)로 구성된다. 상기 CPU(31)는 상기 4개의 비교기(21,22,23,24)로 부터 입력되는 신호를 기초로 배터리 전압(Vcc)을 인식하여 LCD(도시 생략)에 디스플레이한다.

다음은 상기와 같은 구성을 가지는 종래 기술에 의한 배터리 전압 검출 회로에 의하여 배터리 전압(Vcc)을 검출하는 과정에 대하여 설명한다.

배터리 전압(Vcc)은 4개의 전압분배기(11,12,13,14)에 의해서 소정의 분배전압(V1div, V2div, V3div, V4div)으로 분배되고, 상기 분배전압(V1div, V2div, V3div, V4div)은 각각 4개의 비교기(21,22,23,24)로 입력된다.

상기 분배전압(V1div, V2div, V3div, V4div)을 비반전단자로 입력받은 비교기(21,22,23,24)는 반전단자로 입력 받은 기준전압(Vref)과 비교한 후 ‘high’신호 또는 ‘low’신호를 출력한다.

도 3에는 배터리 전압(Vcc)에 대한 비교기의 출력 특성 테이블이 도시되어있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 배터리 전압(Vcc)이 4V 이상인 경우, 4개의 전압분배기(11,12,13,14)에 의해서 분배되어 입력되는 전압(즉, 분압전압, V1div, V2div, V3div, V4div)은 모두 기준 전압(Vref)보다 높아서, 상기 4개의 비교기(21,22,23,24)는 모두 ‘high’신호를 출력시킨다.

상기 4개의 비교기(21,22,23,24)로 부터 출력되는 ‘high’신호는 상기 CPU(31)로 입력되고, 상기 CPU(31)는 상기 비교기(21,22,23,24)로 부터 입력되는 신호가 ‘high’, ‘high’, ‘high’, ‘high’인 경우, 배터리 전압(Vcc)이 4V 이상이라고 인식하고 LCD(도시 생략)에 도 3에 도시된 바와 같이 만충전 표시(A)를 디스플레이한다.

그리고, 배터리 전압(Vcc)이 3.8 ~ 4.0V인 경우, 상기 제2분압전압(V2div)과 제3분압전압(V3div)과 제4분압전압(V4div)은 기준 전압(Vref)보다 높고, 따라서 상기 제2비교기(22), 제3비교기(23) 그리고, 제4비교기(24)는 각각 ‘high’신호를 상기 CPU(31)로 출력한다.

그러나, 배터리 전압(Vcc)dl 3.8 ~ 4.0V인 경우, 상기 제1분압전압은 기준전압(Vref)보다 낮고, 따라서 상기 제1비교기(21)는 ‘low’신호를 상기 CPU(31)로 출력한다.

상기와 같이, 배터리 전압(Vcc)이 3.8 ~ 4.0V인 경우, 상기 CPU(31)는 제1비교기(21)로부터 ‘low’신호를, 나머지 비교기(22,23,24)로부터는 ‘high’신호를 입력받고, 이를 기초로 배터리 전압(Vcc)이 3.8 ~ 4.0V임을 인식하여 LCD(도시 생략)로 도 3에 도시된 바와 같은 부분 충전표시(B)를 디스플레이한다.

마찬가지로, 배터리 전압(Vcc)이 3.6 ~ 3.8V인 경우에도 상기와 같은 과정을 통해서 상기 CPU(31)는 상기 제1비교기(21)와 제2비교기(22)로 부터는 ‘low’신호를 입력받고 상기 제3비교기(23)와 제4비교기(24)로부터는 ‘high‘신호를 입력받아서, 이를 기초로 3.6 ~ 3.8V임을 인식하여 LCD(도시 생략)에 도 3에 도시된 바와 같은 부분 충전표시(C)를 디스플레이한다.

그리고, 배터리 전압(Vcc)이 3.4 ~ 3.6V인 경우에도 상기와 동일한 과정을 통해서 상기 CPU(31)는 상기 제4비교기(24)를 제외한 모든 비교기(21,22,23)로 부터 ‘low’신호를 입력받아서, 이를 기초로 3.4 ~ 3.6V임을 인식하여 LCD(도시 생략)에 도 3에 도시된 바와 같은 엠프티(empty)표시(D)를 디스플레이한다.

그러나, 상기와 같은 구성과 동작 과정을 가지는 종래 기술에 의한 배터리 전압 검출 회로는 다음과 같은 문제점이 제기되고 있다.

즉, 4단계의 과정으로 배터리 전압 잔류량을 표시하는 경우(즉, A, B, C, D), 4개의 비교기(21,22,23,24)와 4개의 전압분배기(11,12,13,14)가 필요하게 된다.

그 결과, 제품 코스트가 상승하고, 부품수 증가함에 따라 부품이 차지하는 면적 또한 넓어져서 제품이 대형화되는 문제점이 제기된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로, 4단계의 배터리 전압 잔류량을 표시하는 경우, 가변 기준전압(Vref)을 입력받는 2개의 비교기만을 이용함으로써 부품수를 줄여서 제품 코스트가 절감되는 배터리 전압 검출 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은, 종래 기술에 의한 배터리 전압 검출 회로의 개략적인 블록 구성도.

도 2는, 도 1에 대한 배터리 전압 검출 회로의 상세 구성도.

도 3은, 종래 기술의 배터리 전압에 대한 비교기의 출력 특성 테이블.

도 4는, 본 발명에 의한 배터리 전압 검출 회로의 개략적인 블록 구성도.

도 5는, 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 전압 검출 회로의 상세 구성도.

도 6은, 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 전압에 대한 비교기의 출력 특성 테이블.

도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 전압 검출 회로의 상세 구성도.

도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 전압에 대한 비교기의 출력 특성 테이블.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10,40 ....... 전압 분배부 20,50 ........ 비교부

30, 60 ...... 제어부 31,61,71 ..... CPU

Tr,Tr1,Tr2 ............ 트랜지스터

R1 ~ R8, Ra ~ Rd ............ 저항

11,12,13,14,41,42 ...... 전압분배기

21,22,23,24,51,52 .......... 비교기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배터리 전압 검출 회로는, 기준전압의 크기를 변화시키는 기준전압 조정부와; 상기 기준전압 조정부에 의해 변화되는 기준전압을 배터리 전압과 비교하는 비교부와; 상기 비교부의 출력값과 상기 기준전압 조정부로 인가하는 제어신호를 기초로 배터리 전압의 잔량을 출력하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 배터리 전압 검출 회로는, 상기 비교기의 전단에 설치되어, 배터리 전압을 전압 분배하여 상기 비교기로 인가하는 전압 분배기가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 배터리 전압 검출 회로는, 상기 전압 분배기는, 서로 다른 저항을 갖는 분배 저항으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 배터리 전압 검출 회로는, 상기 기준전압 조정부는, 상기 제어부의 제어신호에 의해 동작하는 트랜지스트와; 상기 트랜지스트에 직렬 연결되는 저항으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 배터리 전압 검출 회로는, 상기 비교기는, 상기 기준전압이 반전단자로 입력되고, 상기 배터리 전압이 비반전단자로 입력되는 연산증폭기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하면, 비교기의 갯수를 줄이게 되어서 제품 코스트가감소하는 이점이 있다.

다음은 본 발명인 배터리 전압 검출 회로의 일실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 배터리 전압 검출 회로의 개략적인 블록 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 배터리 전압(Vcc)이 전압 분배부(40)로 인가된다. 상기 전압 분배부(40)는 입력되는 상기 배터리 전압(Vcc)을 소정의 값으로 전압 분배한다.

상기 전압분배부(40)에는 비교부(50)가 연결된다. 상기 비교부(50)는 상기 전압분배부(40)에서 입력되는 분배 전압을 기준전압(Vref)과 비교한 후, 분배 전압이 기준전압(Vref)보다 큰 경우에는 ‘high’신호를 출력하고, 분배 전압이 기준전압(Vref)보다 작은 경우에는 ‘low’신호를 출력한다.

그리고, 상기 기준전압(Vref)은 기준전압 조정부(64)에 의해서 그 값의 크기가 가변되어져서 상기 비교부(50)로 인가된다.

상기 비교부(50)에는 제어부(60)가 연결된다. 상기 제어부(60)는 상기 비교부에서 입력되는 하나 이상의 디지털 신호와 상기 기준전압 조정부(64)로 인가하는 제어신호를 기초로 배터리 전압(Vcc)을 인식해서 디스플레이부(도시 생략)에 디스플레이한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 전압 검출 회로의 상세 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전압분배부(40)는 2개의 전압 분배기 즉, 제1전압분배기(41)와 제2전압분배기(42)로 구성되어 있다.

상기 제1전압분배기(41)는 분압 저항(Ra,Rb)에 의해서, 상기 제2전압분배기 (42)는 분압 저항(Rc,Rd)에 의해서 상기 배터리 전압(Vcc)을 입력 전압으로 하여 소정의 값으로 전압 분배한다.

그리고, 상기 기준전압 조정부(64)는 하기하는 CPU(61)의 제어 신호에 의해서 동작하는 트랜지스터(Tr)와 상기 트랜지스터(Tr)에 직렬 연결되는 저항(Rtr)으로 구성된다.

상기 비교부(60)는 2개의 비교기 즉, 제1비교기(51)와 제2비교기(52)로 구성된다.

상기 제1비교기(51)는 비반전단자로 입력되는 상기 제1전압분배기(41)에 의해서 분압된 배터리 전압(Vcc){이하, 제1분압전압(V1div)}과 반전단자로 입력되는 기준전압(Vref)을 비교한 후, 제1분압전압(V1div)이 기준전압(Vref)보다 큰 경우에 한해서 ‘high’신호를 출력하고 제1분압전압(V1div)이 기준전압(Vref)보다 작은 경우에는 ‘low’신호를 출력한다.

마찬가지로, 상기 제2비교기(52)는 비반전단자로 입력되는 제2분압전압 (V2div)(제2전압분배기(42)에 의해서 분압된 배터리 전압(Vcc))과 반전단자로 입력되는 기준전압(Vref)을 비교한 후, 비반전단자로 입력되는 제2분압전압(V2div)이 기준전압(Vref)보다 큰 경우에 한하여 ‘high’신호를 출력시킨다.

상기 제어부(60)는 CPU(61)으로 구성된다. 상기 CPU(61)는 상기 2개의 비교기(51,52)로 부터 입력되는 디지털 신호와 상기 트랜지스터(Tr)로 보내는 제어신호를 기초로 배터리 전압(Vcc)을 인식하여 LCD(도시 생략)에 디스플레이한다.

다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 전압 검출 회로에 의하여 배터리 전압(Vcc)을 검출하는 과정에 대하여 설명한다.

배터리 전압(Vcc)은 2개의 전압분배기(41,42)에 의해서 소정의 분배전압 (V1div, V2div)으로 분배되고, 상기 분배전압(V1div, V2div)은 각각 2개의 비교기(51,52)로 입력된다.

상기 분배전압(V1div, V2div)을 비반전단자로 입력받은 비교기(51,52)는 반전단자로 입력 받은 기준전압(Vref)과 비교한 후 ‘high’신호 또는 ‘low’신호를 출력한다.

도 6은, 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 전압에 대한 비교기의 출력 특성 테이블이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 배터리 전압(Vcc)이 4V 이상인 경우, 2개의 전압분배기(41,42)에 의해서 분배되어 입력되는 전압(즉, 분압전압, V1div, V2div)은 모두 기준 전압(Vref)보다 높아서, 상기 2개의 비교기(51,52)는 모두 ‘high’신호를 출력시킨다.

그리고, 상기 CPU(61)는 상기 트랜지스터(Tr)로 어떤 제어신호도 인가하지 않게 되는 경우(즉, ‘low’신호를 인가하는 경우), 상기 트랜지스터(Tr)로는 전류가 흐르지 않게되고, 그 결과 기준전압(Vref)(예컨대, 1.58V)이 그라운드로는 흐르지 못하고 모든 기준전압(Vref)이 상기 두개의 비교기(51,52)로 인가된다.

상기 2개의 비교기(51,52)로 부터 출력되는 ‘high’신호는 상기 CPU(61)로 입력되고, 상기 CPU(61)는, CPU(61) 자신이 상기 트랜지스터(Tr)로 인가하는 제어신호가 ‘low’신호이고 상기 비교기(51,52)로 부터 입력받는 신호가 ‘high’,‘high’인 경우, 배터리 전압(Vcc)이 4V 이상이라고 인식하여 LCD(도시 생략)에 도 6에 도시된 바와 같은 만충전 표시(A)를 디스플레이한다.

그리고, 여전히 CPU(61)는 트랜지스트(Tr)로 ‘low’의 제어신호를 출력하고 있는 경우, 상기 비교기(51,52)로 인가되는 기준전압(Vref)은 변하지 않고 일정 값을 계속 유지한다(예컨대, Vref = 1.58V).

상기와 같이 상기 비교기(51,52)로 인가되는 기준전압(Vref)의 값이 유지되는 상태에서(상기 예에서, 1.58V) 배터리 전압(Vcc)이 3.8 ~ 4.0V로 전압 강하된 경우, 제2분압전압(V2div)은 상기 기준전압(Vref)보다 높고, 따라서 상기 제2비교기(52)는 ‘high’신호를 상기 CPU(61)로 출력하지만, 상기 제1분압전압은 기준전압(Vref)보다 낮아서 상기 제1비교기(51)는 ‘low’신호를 상기 CPU(61)로 출력한다.

상기와 같이, 배터리 전압(Vcc)이 3.8 ~ 4.0V인 경우, CPU(61) 자신이 상기 트랜지스터(Tr)로 인가하는 제어신호가 ‘low’신호이고, 제1비교기(51)로부터 ‘low’신호를, 제2비교기(52)로부터는 ‘high’신호를 입력받는 경우, CPU(61)는 이를 기초로 배터리 전압(Vcc)이 3.8 ~ 4.0V임을 인식하여 LCD(도시 생략)로 도 6에 도시된 바와 같은 부분 충전표시(B)를 디스플레이한다.

이제 배터리 전압(Vcc)의 방전이 지속되어 전압이 더욱 강하된 경우, 상기 CPU(61)는 상기 트랜지스터(Tr)로 ‘high’신호를 출력시킨다. 상기 CPU(61)가 상기 트랜지스터(Tr)로 ‘high’신호를 출력시키는 방법은, 예컨대 상기 두개의 비교기(51,52)가 동시에 ‘low’신호를 출력하는 순간 상기 트랜지스터(Tr)로 ‘high’신호를 출력시키는 방법으로 하고 있다.

상기와 같이, CPU(61)가 상기 트랜지스터(Tr)로 ‘high’제어신호를 인가하면, 저항(Rtr)을 통하여 그라운드로 전류가 흐른다.

상기와 같이 저항(Rtr)을 통하여 그라운드로 전류가 흐르면 상기 비교기 (51,52)로 인가되는 기준전압(Vref)은 전압 분배에 의해서 낮아진다.

이제 배터리 전압(Vcc)이 3.6 ~ 3.8V인 경우, 상기 CPU(61)는 상기 트랜지스터(Tr)로 ‘high’의 제어신호를 인가하고, 상기 트랜지스터(Tr)로 인가되는 ‘high’신호에 의해 기준전압(Vref)은 상기 4V 이상인 경우보다 더 낮아진 전압(예컨대, 1.48V)이 상기 비교기(51,52)로 인가된다.

비교기(51,52)로 인가되는 기준전압(Vref)이 낮아졌기 때문에, 상기 제1비교기(51)와 제2비교기(52)는 모두 ‘high’신호를 출력한다.

따라서, CPU(61)는, CPU(61) 자신이 트랜지스터(Tr)로 ‘high’의 제어신호를 출력하고, 상기 제1비교기(61)와 제2비교기(62)로 부터는 ‘high’신호를 입력받는 경우, 이를 기초로 배터리 전압(Vcc)이 3.6 ~ 3.8V임을 인식하여 LCD(도시 생략)에 도 6에 도시된 부분 충전표시(C)를 디스플레이한다.

그리고, 상기 CPU(61)가 ‘high’신호를 트랜지스터(Tr)로 인가하고 있는 상태에서, 배터리 전압(Vcc)이 더욱 낮아져서 도 6에 도시된 바와 같이 3.4 ~ 3.6V인 경우, 상기 제1비교기(51)는 ‘low’신호를 출력하고, 상기 제2비교기(52)는 ‘high’신호를 출력한다.

상기 CPU(61)는, CPU(61) 자신이 트랜지스터(Tr)로 ‘high’의 제어신호를출력하고, 상기 제1비교기(61)로 부터는 ‘low’신호를 입력받고 제2비교기(52)로 부터는 ‘high’신호를 입력받는 경우, 이를 기초로 배터리 전압(Vcc)이 3.4 ~ 3.6V임을 인식하여 LCD(도시 생략)에 도 6에 도시된 바와 같은 엠프티(empty) 표시(D)를 디스플레이한다.

다음은 도 7과 도 8을 기초로 하여 본 발명인 배터리 전압 검출 회로의 다른 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 전압 검출 회로의 상세 구성도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 전압분배부(40)는 하나의 전압분배기(41)로 구성되어 있다.

상기 전압분배기(41)는 분압 저항(Ra,Rb)에 의해서 상기 배터리 전압(Vcc)을 입력 전압으로 하여 소정의 값으로 전압 분배한다.

그리고, 상기 기준전압 조정부(64)는, 하기하는 CPU(61)의 제어 신호에 의해서 동작하는 제1트랜지스터(Tr1) 및 제2트랜지스터(Tr2)가 병렬로 구성되어 있고, 상기 각 트랜지스터(Tr1,Tr2)에는 저항(Rtr1, Rtr2)(Rtr1〉Rtr2)이 각각 직렬 연결되어 있다.

상기 비교부(60)는 하나의 비교기(51)로 구성된다. 상기 비교기(51)는 비반전단자로 입력되는 상기 전압분배기(41)에 의해서 분압된 배터리 전압(Vcc){분압전압(V1div)}과 반전단자로 입력되는 기준전압(Vref)을 비교한 후, 분압전압(V1div)이 기준전압(Vref)보다 큰 경우에 한해서 ‘high’신호를 출력하고 분압전압 (V1div)이 기준전압(Vref)보다 작은 경우에는 ‘low’신호를 출력한다.

상기 제어부(60)는 CPU(71)으로 구성된다. 상기 CPU(71)는 상기 비교기(51)로 부터 입력되는 디지털 신호와 상기 2개의 트랜지스터(Tr1,Tr2)로 보내는 제어신호를 기초로 배터리 전압(Vcc)을 인식하여 LCD(도시 생략)에 디스플레이한다.

다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 전압 검출 회로에 의하여 배터리 전압(Vcc)을 검출하는 과정에 대하여 설명한다.

배터리 전압(Vcc)은 1개의 전압분배기(41)에 의해서 소정의 분배전압(V1div)으로 분배되고, 상기 분배전압(V1div)은 하나의 비교기(51)로 입력된다.

상기 분배전압(V1div)을 비반전단자로 입력받은 비교기(51)는 반전단자로 입력 받은 기준전압(Vref)과 비교한 후 ‘high’신호 또는 ‘low’신호를 출력한다.

도 8은, 본 발명의 다른 실시예에 의한 배터리 전압에 대한 비교기의 출력 특성 테이블이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 배터리 전압(Vcc)이 4V 이상인 경우, 전압분배기(41)에 의해서 분배되어 입력되는 전압(즉, 분압전압, V1div)은 기준 전압(Vref)보다 높아서, 상기 비교기(51)는 ‘high’신호를 출력시킨다.

그리고, 상기 CPU(71)가 상기 2개의 트랜지스터(Tr1, Tr2)로 어떤 제어신호도 인가하지 않게 되는 경우(즉, ‘low’신호를 인가하는 경우), 상기 각 트랜지스터(Tr1,Tr2)로는 전류가 흐르지 않게 되고, 그 결과 그라운드로는 기준전압(Vref)이 흐르지 못하고 모든 기준전압(Vref)(예컨대, 1.58V)이 상기 비교기(51)로 인가된다.

상기 비교기(51)로 부터 출력되는 ‘high’신호는 상기 CPU(71)로 입력되고, 상기 CPU(71)는, CPU(71) 자신이 상기 트랜지스터(Tr1, Tr2)로 인가하는 제어신호가 ‘low’, ‘low’신호이고, 상기 비교기(51)로 부터 입력되는 신호가 ‘high’인 경우, 배터리 전압(Vcc)이 4V 이상이라고 인식하고 LCD(도시 생략)에 도 8에 도시된 바와 같이 만충전 표시(A)를 디스플레이한다.

이제 배터리 전압(Vcc)이 전압 강하되어 3.8 ~ 4.0V로 된 경우, 상기 CPU(71)가 제2트랜지스터(Tr1)로는 종전과 마찬가지로 ‘low’신호를 출력하고 제1트랜지스터(Tr2)로는 ‘high’신호를 출력시키면, 상기 기준전압(Vref)은 조금 낮아지고(예컨대, 1.48) 그 결과, 상기 비교기(51)는 ‘high’신호를 출력한게 된다.

상기와 같이, 배터리 전압(Vcc)이 3.8 ~ 4.0V인 경우, CPU(71) 자신이 상기 제1트랜지스터(Tr1)로 인가하는 제어신호가 ‘high’신호이고 제2트랜지스터(Tr2)로 인가하는 제어신호가 ‘low’인 경우, 상기 CPU(71)는 비교기(51)로부터 ‘high’신호를 입력받고, 이를 기초로 배터리 전압(Vcc)이 3.8 ~ 4.0V임을 인식하여 LCD(도시 생략)로 도 8에 도시된 부분 충전표시(B)를 디스플레이한다.

그리고, 상기 CPU(71)가 상기 제1트랜지스터(Tr1)로 ‘high’신호를 출력시키는 방법은 상기에서 설명한 바와 같다.

이제 배터리 전압(Vcc)의 방전이 지속되어 전압이 더욱 강하되어 3.6 ~ 3.8V로 된 경우, 상기 CPU(71)는 상기 제2트랜지스터(Tr2)로는 ‘high’신호를 출력하고, 제1트랜지스터(Tr1)로는 ‘low’를 출력시킨다.

상기 제2트랜지스터(Tr2)로는 ‘high’신호를 출력하고 제1트랜지스터(Tr1)로는 ‘low’신호를 출력하는 이유는, Rtr1 〉Rtr2이어서 비교기(51)로 인가되는 기준전압(Vref)이 더욱 낮아지기 때문이다.

즉, 상기와 같이 저항(Rtr2)을 통하여 그라운드로 전류가 흐르면 상기 저항(Rtr1)을 통하여 그라운드로 전류가 흐를 때보다 비교기(51)로 인가되는 기준전압(Vref)이 더 낮아지기 때문이다.

상기 비교기(51)로 인가되는 기준전압(Vref)이 낮아졌기 때문에, 상기 비교기(51)는 ‘high’신호를 출력한다.

따라서, CPU(71)는, CPU(71) 자신이 제2트랜지스터(Tr2)로 ‘high’의 제어신호를 출력하고, 상기 제1트랜지스터(Tr1)로는 ‘low’신호를 출력하는 하면서, 상기 비교기(51)로 부터는 ‘high’신호를 입력받는 경우, 이를 기초로 배터리 전압(Vcc)이 3.6 ~ 3.8V임을 인식하여 LCD(도시 생략)에 도 8에 도시된 부분 충전표시(C)를 디스플레이한다.

그리고, 배터리 전압(Vcc)의 방전이 지속되어 전압이 더욱 강하되어 3.4 ~ 3.6V로 된 경우, 상기 CPU(71)는 상기 제1트랜지스터(Tr1) 및 제2트랜지스터(Tr2)모두에 ‘high’신호를 출력한다.

상기 CPU(71)가 상기 제1트랜지스터(Tr1) 및 제2트랜지스터(Tr2)모두에 ‘high’신호를 출력하게 되면, 상기 기준전압(Vref)은 더욱 더 낮아진다.

따라서, 비록 배터리 전압이 크게 강하되었다고 하더라도 기준전압(Vfef) 역시 낮아졌기 때문에, 상기 비교기(51)는 ‘high’신호를 출력한다.

따라서, CPU(71)는, CPU(71) 자신이 제1트랜지스터(Tr1) 및 제2트랜지스터 (Tr2)로 ‘high’의 제어신호를 출력하고, 상기 비교기(51)로 부터는 ‘high’신호를 입력받는 경우, 이를 기초로 배터리 전압(Vcc)이 3.4 ~ 3.6V임을 인식하여 LCD(도시 생략)에 도 8에 도시된 엠프티(empty) 충전표시(D)를 디스플레이한다.

본 발명은, CPU(61,71)가 인식하는 디지털 신호는 비교기에서 출력되는 출력값 및 비교기로 인가되는 기준전압(Vref)을 변화시키는 제어신호를 기초로 하고 있는 것을 기술적 특징으로 하고 있으며, 그 결과 배터리 전압 검출을 위한 비교기의 갯수가 감소하게 된다.

상기 본 발명의 실시예에서는 비교기 2개와 트랜지스터 1개 또는 비교기 1개와 트랜지스터 2개를 이용하여 4단계의 배터리 전압을 검출하는 구성으로 되어 있으나, 이에 한하는 것은 물론 아니며, 비교기에서 출력되는 비교기 값과 기준전압의 가변을 위해 인가되는 제어신호를 기초로 배터리 전압 검출을 산정하는 구성이라면, 예컨대 비교기 1개와 트랜지스터 3개를 이용하여 6단계의 배터리 전압을 검출할 수 있는 배터리 전압 검출회로, 역시 본원 발명의 기술적 범위에 속한다.

상기의 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.

상기와 같은 구성과 동작 과정을 갖는 본원 발명에 의한 배터리 전압 검출 회로는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 배터리 전압 검출을 위한 비교기의 갯수를 현저히 줄임으로서 제품 생산 코스트가 감소되는 효과가 있다.

둘째, 배터리 전압 검출을 위한 비교기의 갯수가 감소되어 제품 부품이 차지하는 부피를 줄일 수 있어서 컴팩트한 제품을 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims

기준전압의 크기를 변화시키는 기준전압 조정부와;

상기 기준전압 조정부에 의해 변화되는 기준전압을 배터리 전압과 비교하는 비교부와;

상기 비교부의 출력값과 상기 기준전압 조정부로 인가하는 제어신호를 기초로 배터리 전압의 잔량을 출력하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 검출 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 비교부의 전단에 설치되어, 배터리 전압을 전압 분배하여 상기 비교부로 인가하는 전압 분배기가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 검출 회로.
제 2 항에 있어서, 상기 전압 분배기는, 서로 다른 저항을 갖는 분배 저항으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 검출 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 기준전압 조정부는,

상기 제어부의 제어신호에 의해 동작하는 트랜지스트와;

상기 트랜지스트에 직렬 연결되는 저항으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 검출 회로.
제 1 항에 있어서, 상기 비교기는,

상기 기준전압이 반전단자로 입력되고, 상기 배터리 전압이 비반전단자로 입력되는 연산증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 배터리 전압 검출 회로.