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KR20050121561A - 차량의 배터리 충전장치의 배터리 보호 회로 - Google Patents

차량의 배터리 충전장치의 배터리 보호 회로 Download PDF

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Publication number
KR20050121561A
KR20050121561A KR1020040046726A KR20040046726A KR20050121561A KR 20050121561 A KR20050121561 A KR 20050121561A KR 1020040046726 A KR1020040046726 A KR 1020040046726A KR 20040046726 A KR20040046726 A KR 20040046726A KR 20050121561 A KR20050121561 A KR 20050121561A
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KR
South Korea
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battery
comparator
terminal
switch
vehicle
Prior art date
Application number
KR1020040046726A
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English (en)
Inventor
김종철
Original Assignee
현대모비스 주식회사
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Filing date
Publication date
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    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Abstract

본 발명은 상용전원을 배터리의 충전전류로 변환하는 전원변환부를 구비한 차량용 배터리 충전장치의 배터리 보호회로에 관한 것으로서, 상기 배터리의 충전단자에 연결된 저항과, 상기 전원변환부와 상기 배터리의 충전단자 사이에 마련된 스위치와, 상기 저항에 걸린 전압이 소정의 기준전압을 벗어나면 상기 스위치를 오프시키는 이상전압 차단부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 차량의 배터리 충전장치에서 배터리의 충전단자에 형성되는 과전압이나 저전압에 대해 배터리를 보호할 수 있다.

Description

차량의 배터리 충전장치의 배터리 보호 회로{a circuit for protecting a battery in chargeable apparatus for the battery of a vehicle}
본 발명은 차량의 배터리 충전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배터리와 DC-DC 컨버터를 갖는 차량의 배터리 충전장치의 배터리 보호 회로에 관한 것이다.
차량의 각 전기 장치를 동작하게 하는 전원으로는 배터리(Battery)와 충전장치의 두 계통이 있으며, 엔진이 운전 중일 때는 충전장치에서 전원을 공급하고 엔진 정지시나 시동 시에는 배터리에 의해 전원이 공급된다.
배터리의 충전장치는 도 1에 도시된 바와 같이, '12V'배터리(101)를 다수의 회로소자로 구성된 전원회로(102)에 연결하고, 전원회로(102)에 DC-DC 컨버터(103)를 연결하여 구성된다. DC-DC 컨버터(103)는 전원회로(102)에 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 제공하여 전원회로(102)를 동작시켜 배터리(101)를 충전시킨다.
여기서, '12V' 배터리(101)단에서 과전압(over voltage)나 저전압(under voltage)의 발생되면, DC-DC컨버터(103)에 마련된 제어 IC(104)에 이상신호가 전달되고, 제어 IC(104)가 DC-DC컨버터(103)의 동작을 정지시켜 전원회로(012)에 PWM 신호가 인가되지 않게 하여 전원회로(102)와 '12V'배터리(101)를 보호한다.
그런데, 과전압 또는 저전압으로 인한 문제 발생시 제어IC(104)가 DC-DC컨버터(103)를 보호하기 위하여 동작하는 응답 시간이 길어 전원회로(102)내부의 회로소자뿐만 아니라 '12'V 배터리(101)를 보호할 수 없다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 차량의 배터리 충전장치에서 배터리의 충전단자에 형성되는 과전압이나 저전압에 대해 배터리를 보호할 수 있는 배터리 충전장치의 배터리 보호회로를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상용전원을 배터리의 충전전류로 변환하는 전원변환부를 구비한 차량용 배터리 충전장치의 배터리 보호회로에 있어서, 상기 배터리의 충전단자에 연결된 저항과, 상기 전원변환부와 상기 배터리의 충전단자 사이에 마련된 스위치와, 상기 저항에 걸린 전압이 소정의 기준전압을 벗어나면 상기 스위치를 오프시키는 이상전압 차단부를 포함하는 것에 의해 달성된다.
여기서, 상기 이상전압 차단부는, 상기 저항에 걸린 전압과 소정의 기준전압을 비교하는 제1 비교기 및 제2 비교기와, 상기 제1 비교기 및 제2 비교기의 출력값을 논리곱하여 반전하는 낸드게이트와, 상기 낸드게이트의 출력값에 따라 온오프되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터와 연결된 포토 커플러를 포함하며; 상기 스위치는 상기 포토 커플러의 출력신호에 의해 온오프되어 상기 전원변환부와 상기 배터리의 연결을 온오프하는 것이 바람직하다.
상기 스위치는 상기 포토 커플러의 출력단자와 상기 배터리 충전단자에 각각 소스단과 드레인단이 연결된 전계효과 트랜지스터로 구성하여 상기 트랜지스터에서 하이신호의 출력시 턴오프되는 것이 바람직하다.
상기 전원변환부는 DC-DC컨버터인 것이 바람직하다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 배터리 충전장치의 배터리 보호회로의 구성도이다. 배터리 보호회로는 도 1에 도시된 바와 같이 연결하여 구성된다. '12V' 배터리(1)의 충전단자에 걸리는 전압크기를 감지하기 위한 저항 2개(R3, R4)를 '12V'배터리(1)의 충전단자에 연결한다. 그리고, 후술할 제1 비교기(5) 및 제2 비교기(6)의 기준전압을 형성하는 저항 2개(R1,R2)와 DC전원(V3)을 연결한다. 그리고, 저항 R4에 걸린 전압과 저항 R2에 걸린 전압을 입력전압으로 하는 제1 비교기(5) 및 제2비교기(6)를 연결한다. 제1비교기(5)와 제2 비교기(6)의 출력단에 제1비교기(5)와 제2비교기(6)의 출력전압을 입력으로 하는 NAND 게이트(7)를 연결하고, NAND 게이트(7)의 출력단에 NPN 트랜지스터(8)를 연결한다. NPN 트랜지스터(8)의 컬렉터단에 포토 커플러(9)의 포토 다이오드를 연결하고, 포토 커플러(9)의 포토 트랜지스터의 에미터단은 DC-DC 컨버터(3) 및 MOS FET(10)의 드레인단에 연결한다. 여기서, MOS FET(11)는 DC-DC 컨버터(3)와 '12V'배터리(1)의 연결을 온오프시키는 기능을 한다. MOS FET(11)가 턴오프되면 '12V'배터리(1)의 충전단자와 DC-DC 컨버터(3)의 연결이 오프되어 '12V' 배터리(1)를 보호하게 된다. 그리고, 포토 트랜지스터의 에미터단의 신호는 DC-DC컨버터(3)로 입력되므로 DC-DC컨버터(3)는 '12V'배터리(1)에서 발생하는 과전압 또는 저전압을 감지한다. 한편, 상술한 회로에서 포터 커플러(9)의 포토 트랜지스터에 한 쌍의 제너 다이오드(11)를 연결하여 포토 트랜지스터에 과전류가 흐르지 않게 한다.
상술한 회로구성에 의해 배터리를 보호하는 동작과정은 다음과 같다. '12V'배터리(1)의 충전단자에 과전압이나 저전압이 발생하면, 제1 비교기(5) 및 제2 비교기(6) 중 어느 하나에서 로우신호가 출력된다. NAND 게이트(7)는 하나의 입력이 로우이면 하이신호를 출력하므로, NAND 게이트(7)의 출력단에 연결된 NPN 트랜지스터(8)는 턴온된다. NPN 트랜지스터(8)가 턴온되면 포토 커플러(9)의 포토 트랜지스터에서 하이 신호가 출력되어 MOS FET(11)를 턴오프시킨다. 이와 동시에 포토 트랜지스터의 하이 신호가 DC-DC 컨버터(3)의 제어IC(미도시)로 입력되어 '12V'배터리(1)의 과전압이나 저전압을 감지하게 된다. MOS FET(11)가 턴오프되면 DC-DC컨버터(3)와 '12V'배터리의 연결이 끊어지므로, 이들을 모두 보호할 수 있게 된다.
이러한 구성에 의하여, 차량의 배터리 충전장치의 배터리 충전단자에서 발생하는 과전압이나 저전압을 제1 비교기와 제2 비교기 및 NAND 게이트로 감지하고, NAND 게이트에서 출력되는 하이신호에 의해 배터리의 충전단자와 DC-DC 컨버터사이에 마련된 MOS FET를 턴오프시켜 배터리로 전류가 흐르지 않도록 함으로써, 배터리를 보호할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 배터리 충전장치에서 배터리의 충전단자에 형성되는 과전압이나 저전압에 대해 배터리를 보호할 수 있다.
도 1은 종래의 차량 배터리 충전장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량 배터리 충전장치의 배터리 보호 회로의 구성도,
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 배터리 2, 4 : 저항
5 : 제1 비교기 6 : 제2 비교기
7 : NAND 게이트 8 : NPN 트랜지스터
9 : 포토 커플러 10 : MOS FET

Claims (4)

  1. 상용전원을 배터리의 충전전류로 변환하는 전원변환부를 구비한 차량용 배터리 충전장치의 배터리 보호회로에 있어서,
    상기 배터리의 충전단자에 연결된 저항과,
    상기 전원변환부와 상기 배터리의 충전단자 사이에 마련된 스위치와,
    상기 저항에 걸린 전압이 소정의 기준전압을 벗어나면 상기 스위치를 오프시키는 이상전압 차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이상전압 차단부는,
    상기 저항에 걸린 전압과 소정의 기준전압을 비교하는 제1 비교기 및 제2 비교기와, 상기 제1 비교기 및 제2 비교기의 출력값을 논리곱하여 반전하는 낸드게이트와, 상기 낸드게이트의 출력값에 따라 온오프되는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터와 연결된 포토 커플러를 포함하며;
    상기 스위치는 상기 포토 커플러의 출력신호에 의해 온오프되는 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 포토 커플러의 출력단자와 상기 배터리 충전단자에 각각 소스단과 드레인단이 연결된 전계효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전원변환부는 DC-DC컨버터인 것을 특징으로 하는 배터리 보호회로.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100921647B1 (ko) * 2007-12-28 2009-10-14 넥스콘 테크놀러지 주식회사 하이브리드 전기자동차용 배터리팩의 셀 과충전 보호회로및 방법
KR101151218B1 (ko) * 2007-05-30 2012-06-14 주식회사 만도 솔레노이드 밸브 구동 회로
KR101434224B1 (ko) * 2013-05-31 2014-09-25 주식회사 아이티엠반도체 배터리 보호회로 및 배터리 보호회로 모듈 패키지
KR20210156616A (ko) 2020-06-18 2021-12-27 주식회사 네이스코 충전제어회로를 구비한 배터리 충전장치

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