KR870001556B1 - Charging circuit - Google Patents

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이재연 · 하인츠 디터케루트
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Abstract

This invention is concerned with a charging equipment of storage battery of antifreezing. It is provided with a circuit aginst over- charging and over-discharging when the electricity is cut off, the switching to a charging source also become srapid. Because of preventing the charger from over-charging and overdischarging, it has a high safety and reliability equipped with electronic circuits. At the input terminals, the reference voltage and the charging voltage are compared with one another at a comparator. At the output terminals, tranisistors(Q1,Q2) through the registers(R7, R9) are connected with their bases.

Description

부동충전용 축전지 충전장치Battery Charger for Floating Charge

첨부된 도면은 본 발명 부동충전용 축전지 충전장치의 회도도.The accompanying drawings are a circuit diagram of the battery charging device for floating charging the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

Q1,Q2: 트랜지스터 ZD1: 제너다이오드Q 1 , Q 2 : Transistor ZD 1 : Zener Diode

D1-D3: 다이오드 IC1,IC2: 비교기D 1 -D 3 : Diode IC 1 , IC 2 : Comparator

R1-R9: 저항 B1: 축전지R 1 -R 9 : resistance B 1 : storage battery

C1,C2 : 콘덴서C 1 , C2: Capacitor

본 발명은 정전시에 축전지 전원으로의 고속전환이 가능하고, 과충전 방지회로와 과방전 방지회로를 구비하여 축전지를 보호할 수 있게 한 부동충전용 축전지 충전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charging device for a floating charge capable of high-speed switching to a battery power source in case of a power failure, and to protect the battery by providing an overcharge preventing circuit and an overdischarge preventing circuit.

종래의 부동충전용 축전지 충전장치에 있어서는 축전지의 과충전과 과방전을 완벽히 방지할 수 있는 회로가 마련되어 있지 않아 축전지의 수명이 단축되고, 또한 그의 구성이 완전 전자화되어 있지 않아 그의 구조가 복잡하고 정전시에 축전지 전원으로의 전환시간이 많이 걸리며 제품의 원가가 비싸게 되는 결점이 있었다.In the conventional battery charger for floating charging, there is no circuit to prevent the overcharging and overdischarging of the battery completely, which shortens the life of the battery and the configuration thereof is not fully electronic, which makes the structure complicated and in case of power failure. There was a drawback that it takes a long time to switch to a battery power source and the cost of the product is high.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 정전시에 축전지 전원으로의 전환시간이 빠르고 과충전 및 과방전으로부터 축전지를 보호하여 고신뢰성과 고안정성을 갖게 과충전 방지화로와 과방전 방지회로를 구비한 완전전자화 충전장치를 창안한 것으로, 이를 첨부된 도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.In view of the above, the present invention has a fast switching time to a battery power source during a power failure, and protects the battery from overcharging and overdischarging so that it has high reliability and high stability. The invention is described in more detail by the accompanying drawings as follows.

첨부된 도면에 도시한 바와 같이, 충전전원단자(V1 +)에 에미터가 접속된 트랜지스터(Q1)의 콜렉터를 다이오드(D1)를 통하여는 콜렉터가 시스템 전원단자(V2 +)에 접속된 트랜지스터(Q2)의 베이스에 접속하고, 다이오드(D2)를 통하여 상기 트랜지스터(Q2)의 에미터 및 축전지(B1)에 접속함과 아울러 다이오드(D3) 및 저항(R1-R5), 콘덴서(C1,C2), 제너다이오드(ZD1)로 구성한 기준전압 발생 및 충전전압 검지부(1)에 접속하며, 그 기준전압 발생 및 충전전압 검지부(1)를 비교기(IC1), (IC2)의 입력단자에 접속하여 그의 출력단자를 저항(R7), (R9)을 각각 통하여 상기 트랜지스터(Q1), (Q2)의 베이스에 접속한 것으로, 상기의 기준전압 발생 및 충전전압 검지부(1)에서 다이오드(D3) 및 저항(R1), (R3), 콘덴서(C1), (C2), 제너다이오드(ZD1)가 기준전압 발생부로 비교기(IC1), (IC2) 입력단자에 기준전압을 인가하기 위한 것이고, 다이오드(D3) 및 콘덴서(C1), 저항(R2), (R4), (R5)이 기준전압 검지부로 비교기 (IC1), (IC2)의 입력단자에 충전검지 전압을 인가하기 위한 것이며, 도면의 설명중 미설명부호 R6, R8은 충전 및 방전정지전압에 대한 히스테리시스 특성을 비교기(IC1), (IC2)에 부여하기 위한 궤환용 저항이다.As shown in the accompanying drawings, the collector of the transistor Q 1 having an emitter connected to the charging power terminal V 1 + is connected to the system power terminal V 2 + through the diode D 1 . connected to the base of the connection transistor (Q 2) and, via a diode (D 2) connected to the emitter and the storage battery (B 1) of the transistor (Q 2) also as well as a diode (D 3) and a resistor (R 1 -R 5 ), the capacitor (C 1 , C 2 ) and the zener diode (ZD 1 ) is connected to the reference voltage generation and charging voltage detection unit 1, and the reference voltage generation and charging voltage detection unit 1 is connected to a comparator ( It is connected to the input terminals of IC 1 ), (IC 2 ) and its output terminal is connected to the base of the transistors (Q 1 ), (Q 2 ) through the resistors (R 7 ), (R 9 ), respectively. In the reference voltage generation and charging voltage detection unit 1 of the diode (D 3 ) and the resistor (R 1 ), (R 3 ), capacitor (C 1 ), (C 2 ), zener diode (ZD 1 ) The generator is for applying the reference voltage to the input terminals of the comparators (IC 1 ) and (IC 2 ), and the diode (D 3 ) and the capacitor (C 1 ), the resistor (R 2 ), (R 4 ), (R 5 ) The reference voltage detector is used to apply the charge detection voltage to the input terminals of the comparators (IC 1 ) and (IC 2 ). In the drawings, reference numerals R 6 and R 8 denote hysteresis characteristics of the charge and discharge stop voltages. Is a feedback resistor for imparting to the comparators IC 1 and IC 2 .

이와같이 구성된 본 발명은 충전전원단자(V1 +) 시스템 전원단자(V2 +)에 전원이 공급되는 순간에는 트랜지스터(Q1)의 베이스에 저전위 신호가 인가되어 그를 온시키므로 그의 콜렉터에 고전위 신호가 출력되고, 이 고전위 신호는 다이오드(D1)를 통하여 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q2)는 오프된다.The present invention configured as described above has a low potential signal applied to the base of the transistor Q 1 when the power is supplied to the charging power terminal (V 1 + ) system power terminal (V 2 + ) to turn on the high potential to its collector. A signal is output, and this high potential signal is applied to the base of the transistor Q 2 through the diode D 1 so that the transistor Q 2 is turned off.

이에 따라 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에서 출력된 고전위 신호는 다이오드(D2)를 통하여 축전지(B1)에 충전되기 시작하며, 또한 이때 다이오드(D2)를 통한 고전위 신호는 기준전압 발생 및 충전전압 검지부(1)의 다이오드(D3) 및 저항(R1)을 통하여는 제너다이오드(ZD1)에 인가되어 비교기(IC1)의 반전입력단자(-) 및 비교기(IC2)의 비반전 입력단자(+)에 기준전압으로 인가되고 다이오드(D3) 및 저항(R2), (R4)을 통하여는 저항(R5)에 인가되어 비교기(IC1)의 비반전 입력단자(+) 및 비교기(IC2)의 반전입력단자(-)에 축전지(B1)의 충전검지 전압으로 인가된다. 그런데, 기준전압 발생 및 충전전압 검지부(1)의 다이오드(D3) 및 콘덴서(C1)는 축전지(B1)의 충전전압이 방전될 때 부하변동에 의한 축전지(B1)의 전압변동 피이크 전압 검지회로이고, 저항(R1)은 제너다이오드(ZD1)에 적절한 전류를 흘려주기 위한 것이며, 콘덴서(C1)는 기준전압 안정용으로서, 축전지(B1)의 충전전압이 충전정지전압 이하에서는 비교기(IC1)의 반전 입력단자(-)에 인가되는 기준전압이 그의 비반적 입력단자(+)에 인가되는 충전검지전압보다 놓고 충전정지전압에 이르면 비교기(IC1)의 반전 입력단자(-)에 인가되는 기준전압이 그의 비반전 입력단자(-)에 인가되는 충전검지전압보다 낮으며, 축전지(B1)의 충전전압이 방전정지전압 이상에서는 비교기(IC2)의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 기준전압이 그의 반전 입력단자(-)에 인가되는 충전검지 전압보다 낮고 방전정지전압에 이르면 비교기(IC2)의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 기준전압이 그의 반전 입력단자(-)에 인가되는 충전검지 전압보다 높게 기준 전압 발생 및 충전전압 검지부(1)의 각 소자의 값이 설정되어 있다.Accordingly, a high potential signal output from the collector of the transistor (Q 1) is, and starts to be charged in the storage battery (B 1) via a diode (D 2), also wherein a diode (D 2) the high potential signal is generated reference voltage via in, and a comparator (IC 2) - and the charging voltage detection section (1) a diode (D 3) and a resistor (R 1) is a Zener diode inverting input terminal of is applied to the (ZD 1) a comparator (IC 1) through the () It is applied to the non-inverting input terminal (+) as a reference voltage and is applied to the resistor (R 5 ) through the diode (D 3 ) and the resistors (R 2 ) and (R 4 ) so that the non-inverting input terminal of the comparator (IC 1 ) The positive input and the inverting input terminal (-) of the comparator IC 2 are applied as the charge detection voltage of the battery B 1 . However, the diodes of the reference voltage generator and the charging voltage detecting unit (1) (D 3) and a capacitor (C 1) is a voltage change of the battery (B 1) by the load variation when a discharge the charging voltage of the storage battery (B 1) peak It is a voltage detection circuit, and the resistor R 1 is for flowing an appropriate current to the zener diode ZD 1 , and the capacitor C 1 is for stabilizing the reference voltage, and the charging voltage of the battery B 1 is lower than the charging stop voltage. the comparator (IC 1), the inverting input terminal of-inverting input terminal of the early comparator (IC 1), the charging stop voltage reference voltage is left more charge detecting voltage applied to its non-general input terminal (+) is applied to (() The reference voltage applied to-) is lower than the charge detection voltage applied to its non-inverting input terminal (-), and the non-inverting input terminal of the comparator (IC 2 ) when the charging voltage of the battery B 1 is higher than the discharge stop voltage. Reference voltage applied to (+) is applied to its inverting input terminal (-) The reference voltage applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparator (IC 2 ) is higher than the charging detection voltage applied to its inverting input terminal (-) when the discharge detection voltage is lower than the charging detection voltage. The value of each element of the voltage detector 1 is set.

따라서, 상기에서와 같이 (V1 +), (V2 +)이 공급되는 상태에서 축전지(B1)의 충전전압이 그의 충전정지전압 이하이면 비교기(IC1)의 반전입력단자(-)에 인가되는 기준전압이 그의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 충전검지 전압보다 높게 되어 그의 출력단자에 저전위 신호가 출력되고, 이 저전위 신호는 저항(R7)을 통하여 트랜지스터(Q1)를 온시키므로 충전전원단자 (V1 +)에 인가된 전원은 트랜지스터(Q1) 및 다이오드(D2)통하여 축전지(B1)에 계속해서 충전된다.Therefore, as described above, when the charging voltage of the battery B 1 is lower than its charging stop voltage in the state of supplying (V 1 + ) and (V 2 + ), the inverting input terminal (-) of the comparator IC 1 is applied. The applied reference voltage is higher than the charge detection voltage applied to its non-inverting input terminal (+), so that a low potential signal is output to its output terminal, and this low potential signal is transmitted through the resistor R 7 (Q 1 ). Since the power is turned on, the power applied to the charging power supply terminal V 1 + is continuously charged in the storage battery B 1 through the transistor Q 1 and the diode D 2 .

이와같이 충전되어 축전지(B1)의 충전전압이 그의 충전정지 전압에 이르게 되면 상기에서와 같이 비교기(IC1)의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 충전검지전압이 그의 반전 입력단자(-)에 인가되는 기준전압보다 높게 되어 그의 출력단자에 고전위 신호가 출력되고, 이 고전위 신호는 저항(R7)을 통하여 트랜지스터(Q1)를 오프시키므로 축전지(B1)에 인가되는 충전전원단자(V1 +)의 전원이 차단되어 축전지(B1)에 과충전되는 것을 방지하게 된다.When the charging voltage of the battery B 1 reaches the charging stop voltage as described above, the charging detection voltage applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparator IC 1 becomes its inverting input terminal (-) as described above. It becomes higher than the reference voltage applied to the output terminal, and a high potential signal is output to the output terminal, and the high potential signal turns off the transistor Q 1 through the resistor R 7 , so that the charging power terminal applied to the storage battery B 1 . The power supply of (V 1 + ) is cut off to prevent overcharging of the battery B 1 .

이때 비교기(IC1)의 출력단자에서 출력된 고전위 신호는 궤환 저항(R6)을 통해 그의 비반전 입력단자(+)에 히스테리시스 특서을 부여하므로 비교기(IC1)는 충전정지전압을 중심으로 발진동작을 행하지 않게 된다. 즉, 충전정지 전압까지만 충전된 축전지(B1)의 충전전압이 자연방전에 의하여 다소 떨어지더라도 곧바로 충전을 개시하지 않고, 축전지(B1)의 충전전압이 히스테리시스 폭 이상 떨어졌을 때 비교기(IC1)의 출력단자에 저전위 신호가 출력되어 다시 축전지(B1)에 충전되기 시작한다.At this time a high potential signal output from the output terminal of the comparator (IC 1), so imparting a hysteresis Patent seoeul in its non-inverting input terminal (+) via the feedback resistor (R 6), a comparator (IC 1) is about the charge stop voltage The oscillation operation is not performed. That is, even when the charging voltage of the battery B 1 charged only to the charging stop voltage drops slightly due to natural discharge, charging does not start immediately, and when the charging voltage of the battery B 1 falls over the hysteresis width, the comparator IC 1 The low potential signal is output to the output terminal of and starts to be charged in the battery B 1 again.

이와같이 충전전원단자(V1 +) 및 시스템 전원단자(V2 +)에 전원이 공급될 때 축전지(B1)에 과전압이 충전됨이 없이 일정 전압만이 충전되고, 이때 시스템은 시스템 전원단자(V2 +)에 공급된 전원에 의해 구동하게 된다. 이러한 상태에서 정전 등으로 인해 충전전원단자(V1 +) 및 시스템 전원단자(V2 +)에 인가되는 전원이 없게 되면, 트랜지스터(Q1)가 오프되므로 다이오드(D1)를 통하여 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되던 고전위 신호는 차단되고, 이때 상기에서와 같이 기준전압 발생 및 충전전압 검지부(1)를 통하여 비교기(IC2)의 반전 입력단자(-)에 인가되는 충전검지 전압이 그의 비반전 입력단자(+)에 입력되는 기준전압보다 놓게 되어 그의 출력단자에 저전위 신호가 출력되며, 이 저전위 신호는 저항(R9)을 통하여 트랜지스터(Q2)의 베이스에 인가되므로 트랜지스터(Q2)는 온된다. 이에따라 축전지(B1)의 충전전압은 트랜지스터(Q2)를 통하여 시스템 전원단자(V2 +)에 시스템 공급전원으로 인가된다.As such, when power is supplied to the charging power terminal (V 1 + ) and the system power terminal (V 2 + ), only a certain voltage is charged without the overvoltage being charged to the battery B 1 , and the system is connected to the system power terminal ( It is driven by the power supplied to V 2 + ). In this state, when there is no power applied to the charging power terminal (V 1 + ) and the system power terminal (V 2 + ) due to a power failure, the transistor (Q 1 ) is turned off so that the transistor (Q) through the diode (D 1 ). 2 ) The high potential signal applied to the base of the circuit is cut off, and the charging detection voltage applied to the inverting input terminal (-) of the comparator IC 2 through the reference voltage generation and charging voltage detection unit 1 is It is lower than the reference voltage input to its non-inverting input terminal (+), and a low potential signal is output to its output terminal. The low potential signal is applied to the base of the transistor Q 2 through the resistor R 9 , so the transistor (Q 2 ) is on. Accordingly, the charging voltage of the storage battery B 1 is applied to the system power supply terminal V 2 + as a system supply power supply through the transistor Q 2 .

이와 같이 축전지(B1)의 충전전압이 방전되어 그의 방전정지전압에 이르게 되면 상기에서와 같이 비교기(IC2)의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 기준전압이 그의 반전 입력단자(-)에 인가되는 충전검지 전압보다 높게 되어 그의 출려단자에 고전위 신호가 출력되므로 트랜지스터(Q2)가 오프되어 축전지(B1)의 충전전압이 과방전되는 것을 방지하게 되며, 이때 궤환저항(R8)은 상기 궤환저항(R6)과 같이 비교기(IC2)에 히스테리시스 특성을 부여하여 비교기(IC2)가 방전정지전압을 중심으로 발진동작을 행하지 못하게 한다.As such, when the charging voltage of the battery B 1 discharges to reach the discharge stop voltage thereof, the reference voltage applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparator IC 2 is the inverting input terminal thereof (-) as described above. is a higher than the charged detection voltage to be applied, so that a high potential signal on his chulryeo terminal output is a transistor (Q 2) off, and to prevent the terminal voltage of the storage battery (B 1) the over-discharge, wherein the feedback resistor (R 8 ) Gives hysteresis characteristics to the comparator IC 2 like the feedback resistor R 6 to prevent the comparator IC 2 from oscillating around the discharge stop voltage.

이상에서와 같이 동작되는 본 발명은 완전 전자화되어 그의 구조가 간단하고 정전시에 축전지 전원으로의 전환시간이 빠르며, 축전지에 과충전 및 과방전되지 않아 축전지의 수명이 연장되므로 고신뢰성과 과안정성을 갖게 되는 이점이 있게 된다.The present invention operated as described above has a high reliability and overstability because the structure of the present invention is fully electronicized, the structure thereof is simple, the switching time to the battery power supply is fast during power failure, and the life of the battery is extended because the battery is not overcharged and overdischarged. There is an advantage.

Claims (1)

충전전원단자(V1 +)에 에미터가 접속된 트랜지스터(Q1)의 콜렉터를 다이오드(D1)를 통하여는 콜렉터가 시스템 전원단자(V2 +)에 접속된 트랜지스터(Q2)의 베이스에 접속하고 다이오드(D2)를 통하여는 상기 트랜지스터(Q2)의 에미터 및 축전지(B1)에 접속함과 아울러 다이오드(D3) 및 콘덴서(C1, C2), 저항(R1-R5), 제너다이오드(ZD1)로 구성한 기준전압발생 및 충전전압 검지부(1)에 접속하며, 그 기준전압 발생 및 충전전압 검지부(1)를 배교기(IC1), (IC2)의 입력단자에 접속하여, 그의 출력단자를 저항(R7), (R9)을 각각 통하여 상기 트랜지스터(Q1), (Q2)의 베이스에 접속하여 구성함을 특징으로 하는 부동충전용 축전지 충전장치.Of the transistor (Q 2) connected to charge the power supply terminal (V 1 +) emitter are collector to the collector of the connection transistor (Q 1) through the diode (D 1) to the to the system power supply terminal (V 2 +) base Is connected to the emitter and the battery B 1 of the transistor Q 2 through the diode D 2 , and the diode D 3 , the capacitors C 1 and C 2 , and the resistor R 1. -R 5 ) and a reference voltage generation and charging voltage detection unit 1 composed of a zener diode (ZD 1 ), and the reference voltage generation and charging voltage detection unit 1 are connected to a cross-linker (IC 1 ) and (IC 2 ). And an output terminal thereof connected to the bases of the transistors Q 1 and Q 2 through resistors R 7 and R 9 , respectively. Charging device.
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