KR20090026417A - Apparatus and method for rapid charge of secondary battery - Google Patents

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Abstract

An apparatus and a method for rapid charge of a secondary battery are provided to shorten the total charging time by improving the charging efficiency through removing the unnecessary waiting time for charing. An apparatus for rapid charge of a secondary battery includes a current control unit(200) controlling the charging current of the battery(10); an inlet/outlet unit(400) controlling the current control unit; a comparison output unit(500) for detecting the voltage between terminals and comparing the detected voltage value with the set value; a microcomputer(100) for controlling the current control unit through the inlet/outlet unit in a preset voltage or less by inputting the voltage value detected from the comparison output unit.

Description

이차전지의 급속 충전 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR RAPID CHARGE OF SECONDARY BATTERY}Rapid charging device and method of secondary battery {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.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a charging technology of a battery, and more particularly, to a quick charging device and a method suitable for shortening a charging time.

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.BACKGROUND ART In general, rechargeable batteries used for recharging have been in the spotlight due to increased demand due to the spread of portable devices such as mobile phones and digital cameras. The secondary battery used in such a portable device has a high stability and a thin thickness, which is required to be convenient to carry, and a condition for reducing the charging time becomes a key to determining the quality of a product.

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.In particular, in order to satisfy the charging conditions of the secondary battery applied to a portable device, the power consumption is gradually increasing, a charging device and a charging method capable of exhibiting improved charging performance is required.

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. However, in the related art, as shown in FIG. 4, when the fast charging is performed, the microcomputer has a predetermined period t1 to control the current flowing in while turning on / off the current control switch in a state where a high voltage is applied. A charging standby section t2 is generated in which no current is supplied every cycle of.

따라서 이러한 충전 대기 구간(t2)에 의하여 전지의 충전 시간이 지연될 수 밖에 없으므로 전지의 충전 성능이 저하되는 문제가 있다.Therefore, since the charging time of the battery is inevitably delayed by the charging standby section t2, the charging performance of the battery is deteriorated.

본 발명의 목적은 급속 충전시의 불필요한 충전 대기 시간을 배제하여 충전 효율을 향상시켜 전체적인 충전 시간을 단축하려는 것이다.An object of the present invention is to reduce the overall charging time by improving the charging efficiency by eliminating the unnecessary charging standby time during rapid charging.

본 발명에 의한 급속 충전 장치는 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 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a rapid charging apparatus including: current control means for controlling charging current; Input / output means for adjusting the current control means; A comparison output unit for detecting a voltage between terminals of the battery and comparing the voltage with a predetermined value; And a microcomputer that is connected to each other to control the current control means through the input / output means under a predetermined voltage by receiving a voltage value detected by the comparison output unit.

이때, 상기 전류 제어 수단은 전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 스위치인 것이 바람직하다.At this time, the current control means is preferably a current control switch for controlling the charging current of the battery.

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.In addition, the quick charging device preferably further comprises a current sensing means connected to the battery for detecting the charge amount of the battery, wherein the current sensing means is preferably a current sensing element.

본 발명에 의한 급속 충전 방법은 마이컴에서 발생된 신호에 의해 입출력기 를 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 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.The rapid charging method according to the present invention includes a charging step (S10) of performing charging while interrupting a current control switch through an input / output unit by a signal generated by a microcomputer; A voltage comparison step (S20) of sending a signal detected by the comparison output device to the microcomputer when the voltage detected by the comparison output device during charging is performed by the charging performing step is lower or higher than a predetermined voltage; And the microcomputer controls the current control switch through the input / output unit (S30) by the voltage value detected and compared by the comparison output unit.

상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30)는 상기 비교출력기에서 검출된 전압이 기설정된 전압 이상인 경우에는 입출력기가 전류 제어 스위치를 오프시키고, 기설정된 전압 이하가 되면 전류 제어 스위치를 온시키는 것이 바람직하다.In the current control switch control step (S30), when the voltage detected by the comparison output unit is greater than or equal to a predetermined voltage, the input / output unit turns off the current control switch, and when the voltage becomes less than or equal to the predetermined voltage, it is preferable to turn on the current control switch.

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.In addition, the rapid charging method includes a charge termination step (S40) of terminating the charge by the microcomputer upon full charge by detecting the charge amount of the battery by the current sensing element after the current control switch control step (S30). desirable.

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.The present invention detects the on / off condition of the voltage applied to the battery during rapid charging and turns on the current control switch in a voltage state lower than the predetermined voltage, thereby excluding the charging standby time, thereby shortening the charging time as a whole to maximize the rapid charging performance. It is effective to let.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 보다 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a more preferred embodiment of the present invention as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

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.1 is a block diagram of a quick charging apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart of a quick charging method according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a quick charging according to an embodiment of the present invention Voltage graph of the device.

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.1 to 3, a quick charging device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a microcomputer 100, a current control unit, a current sensing unit, an input / output unit 400, and a comparison output unit 500. It is configured to include.

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.Here, the microcomputer 100 is connected to the battery 10 by the current control means, the current sensing means and the input and output unit 400 and the comparison output unit 500, the battery 10 is a rechargeable secondary battery.

상기 전류 제어 수단은 전류 제어 스위치(200)를 사용하며, 상기 전지(10)의 충전 상태를 검출하도록 구성된다.The current control means uses a current control switch 200 and is configured to detect the state of charge of the battery 10.

상기 전류 감지 수단은 전류 감지 소자(300)를 사용하며, 상기 전지(10)의 충전 상태를 검출하도록 구성된다.The current sensing means uses the current sensing element 300 and is configured to detect the state of charge of the battery 10.

상기 입출력기(400)는 상기 마이컴(100)의 제어에 의해 상기 전류 제어 스위치(200)를 작동시키도록 연결된다.The input / output unit 400 is connected to operate the current control switch 200 by the control of the microcomputer 100.

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.The comparison output unit 500 senses the voltage of the charged battery 10 in real time and performs a role of a comparator comparing the preset value with the preset value and outputs the compared value to the microcomputer 100. .

이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 급속 충전 방법 설명하면 다음과 같다.Referring to the rapid charging method according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

마이컴(100)에서 신호가 발생되면, 발생된 신호에 의해 입출력기(400)가 동작되어 전류 제어 스위치(200)가 온되면 전지(10)의 충전이 개시된다(S10).When a signal is generated in the microcomputer 100, the input / output unit 400 is operated by the generated signal, and when the current control switch 200 is turned on, charging of the battery 10 is started (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). While charging is started and the charging operation is in progress, the comparator 500 detects the voltage between the terminals of the battery 10 and compares the charging voltage with the preset voltage. In this case, when the voltage detected by the comparator 500 is lower or higher than the predetermined voltage, the signal is sent to the microcomputer 100 (S20).

마이컴(100)은 전달받은 비교값에 의해 입출력기(400)를 통해서 전류 제어 스위치(200)를 제어하게 된다(S30).The microcomputer 100 controls the current control switch 200 through the input / output unit 400 by the received comparison value (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.Referring to FIG. 3, when the voltage detected by the comparator 500 is greater than or equal to the preset voltage Voff, the input / output unit 400 turns off the current control switch 200. When the voltage falls below the predetermined voltage Von, the current control switch 200 is turned on to exclude the time when the current does not flow, and does not have a voltage lower than the set voltage.

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).Finally, since the capacity of the charging current charged in the battery 10 is sensed by the current sensing element 300, the charging operation of the battery is terminated by detecting it in the microcomputer 100 when the battery is fully charged (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.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and any person skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. As well as possible, such modifications are intended to fall within the scope of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 장치의 구성도.1 is a block diagram of a quick charging device according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 방법의 흐름도.2 is a flowchart of a quick charging method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급속 충전 장치의 전압 그래프.3 is a voltage graph of a quick charging device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 종래 기술에 의한 전압 그래프.Figure 4 is a voltage graph according to the prior art.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10 ; 전지10; battery

100 ; 마이컴100; Micom

200 ; 전류 제어 스위치200; Current control switch

300 ; 전류 감지 소자300; Current sensing element

400 ; 입출력기400; I / O

500 ; 비교출력기500; Comparative output

Claims (7)

전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 수단;Current control means for controlling the charging current of the battery; 상기 전류 제어 수단을 조절하는 입출력 수단;Input / output means for adjusting the current control means; 상기 전지의 단자 간의 전압을 검출하여 기설정된 값과 비교하는 비교출력기 및;A comparison output unit for detecting a voltage between terminals of the battery and comparing the voltage with a predetermined value; 상기 구성요소들이 상호 연결되어 상기 비교출력기에서 검출된 전압값을 입력받아 기설정된 전압 이하에서 상기 입출력 수단을 통해 상기 전류 제어 수단을 조절하는 마이컴;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 장치.And a microcomputer in which the components are connected to each other and receive the voltage value detected by the comparison output unit and adjust the current control means through the input / output means below a predetermined voltage. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전류 제어 수단은 전지의 충전 전류를 제어하는 전류 제어 스위치인 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 장치.The current control means is a rapid charging device of a secondary battery, characterized in that the current control switch for controlling the charging current of the battery. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전지와 연결되어 전지의 충전량을 검출하는 전류 감지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 장치.And a current sensing means connected to the battery for detecting a charge amount of the battery. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 전류 감지 수단은 전류 감지 소자인 것을 특징으로 하는 이차전지의 급 속 충전 장치.The current sensing means is a rapid charging device of a secondary battery, characterized in that the current sensing element. 마이컴에서 발생된 신호에 의해 입출력기를 통해 전류 제어 스위치를 단속시키면서 충전을 실시하는 충전 실시 단계(S10)와;A charging step (S10) of performing charging while interrupting the current control switch through the input / output unit by the signal generated by the microcomputer; 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); 및A voltage comparison step (S20) of sending a signal detected by the comparison output device to the microcomputer when the voltage detected by the comparison output device during charging is performed by the charging performing step is lower or higher than a predetermined voltage; And 상기 비교출력기에 의해 검출되어 비교된 전압값에 의해 상기 마이컴이 상기 입출력기를 통해서 상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30);를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 방법.And the microcomputer controls the current control switch through the input / output unit (S30) by the voltage value detected and compared by the comparison output unit. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 전류 제어 스위치 제어단계(S30)는 상기 비교출력기에서 검출된 전압이 기설정된 전압 이상인 경우에는 입출력기가 전류 제어 스위치를 오프시키고, 기설정된 전압 이하가 되면 전류 제어 스위치를 온시키는 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 방법.In the current control switch control step (S30), when the voltage detected by the comparison output unit is greater than or equal to a predetermined voltage, the input / output unit turns off the current control switch, and when the voltage becomes less than or equal to the predetermined voltage, the secondary control unit comprises: Fast charging method of the battery. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 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 것을 특징으로 하는 이차전지의 급속 충전 방법.After the current control switch control step (S30) to detect the amount of charge of the battery by the current sensing element to terminate the charge by the microcomputer at the time of full charge comprises a charge termination step (S40) Charging method.
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