KR100536403B1 - 가변저항부를 구비한 충전장치 - Google Patents

Abstract

가변저항부를 구비한 충전장치가 제공된다. 본 발명은 충전경로상에서 충전제어부의 제어에 따른 저항값을 갖는 가변저항부, 상기 가변저항부의 양단에서 발생하는 전압을 읽어들이고, 이 전압에 의해 전류를 인식하여 이에 따라 가변저항부와 전류조절부와 전원스위치를 제어하는 충전제어부, 상기 충전제어부의 제어에 따라 배터리에 유입되는 전류를 온/오프 하기 위한 전원스위치 등을 포함한다.

Description

가변저항부를 구비한 충전장치 {Apparatus for charging battery with variable resistance}

본 발명은 충전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가변저항부를 구비하여 충전성능을 향상시킨 이동통신단말기에 사용되는 충전장치에 관한 것이다.

종래 이동통신단말기에서 배터리에 충전을 하는 경우, 충전기 등의 충전장치를 이용하여 충전을 수행하게 된다. 종래 충전장치에서 충전이 수행되는 과정을 살펴보면, 우선 충전제어부는 충전장치의 내부에 구비된 저항에 흐르는 전류에 의해 발생되는 전압을 ADC(Analog to Digital Converter)로 읽어들인다. 다음, 읽어들인 수치를 이용하여 충전되고 있는 전류량을 감지하고, 배터리의 용량에 맞추어 충전량을 조절한다.

이때, 충전을 시작한 시점에서는 충전되는 전류가 많이 흘러 저항 양단의 전압이 크고, 충전이 일정시간 진행되어 전류의 양이 줄어들면 저항 양단의 전압이 줄어든다. 이렇게 저항 양단의 전압이 줄어들었을 때 ADC를 통해 읽어들인 수치에 따른 전류량의 변화에 비교적 큰 오차가 있었다. 예를 들어, 충전되는 전류가 1000mA일 때 저항값이 1mΩ 인 경우, 저항 양단에는 1mV의 전압이 걸린다. 충전되는 전류가 감소하여 10mA일 때 저항 양단에 걸리는 전압은 0.01mV가 된다. 결국, 저항 양단에 걸리는 전압은 1mV~0.01mV까지 변하게 되고, 이를 ADC로 읽어 들였을 때 전류를 센싱하는 오차가 커지는 문제점이 있다.

상기예와 같이 종래에는 충전장치에서 전압을 측정하는 부분의 변화가 커서 ADC로 읽어 들였을 때의 오차가 상대적으로 크고, 따라서 배터리에 충전되는 전류량이 정확하지 않다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 충전 성능의 향상을 위해 가변저항부를 구비한 충전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 충전경로를 따라 전류를 공급하여 배터리를 충전시키기 위한 외부전원, 충전경로상에서 충전제어부의 제어에 따른 저항값을 갖는 가변저항부, 상기 가변저항부의 양단에서 발생하는 전압을 읽어들이고, 이 전압에 의해 전류를 인식하여 이에 따라 가변저항부와 전류조절부와 전원스위치를 제어하는 충전제어부, 상기 충전제어부의 제어에 따라 충전경로를 흐르는 전류의 양을 조절하기 위한 전류조절부, 상기 충전제어부의 제어에 따라 배터리에 유입되는 전류를 온/오프 하기 위한 전원스위치, 상기 외부전원으로부터 유입된 전류를 충전시키기 위한 배터리를 포함한다.

상기 충전제어부는 상기 가변저항부의 양단에서 발생하는 전압이 미리 정해진 전압보다 작아지면, 상기 가변저항부의 저항값을 높이는 것이 바람직하다.

상기 가변저항부는 충전경로상에 병렬로 연결되어 있는 각각 다른 저항값을 갖는 다수개의 저항과, 상기 다수개의 저항 각각에 연결되어 있고, 상기 다수개의 저항 중에서 하나의 저항에 연결된 스위치만 온 되고, 나머지 저항에 연결된 스위치는 오프 되어서 하나의 저항에만 전류를 흐르게 하기 위한 스위칭부로 구성될 수 있다.

상기 충전제어부는 상기 전류가 흐르는 저항의 양단에서 발생하는 전압이 미리 정해진 전압보다 작아지면, 상기 스위칭부에서 전류가 흐르는 저항에 연결된 스위치를 오프 시키고 이 저항보다 한 단계 높은 저항값을 갖는 저항에 연결된 스위치를 온 시킬 수 있다.

또한, 상기 충전제어부는 상기 가변저항부의 양단에서 발생하는 전압이 일정전압 이하가 되면, 상기 전원스위치를 오프시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 충전장치의 내부구성을 보여주는 내부구성도이다. 충전장치는 외부전원(110), 전류조절부(120), 가변저항부(130), 전원스위치(140), 배터리(150), 충전제어부(160) 등으로 구성된다.

외부전원(110)은 충전경로를 따라 전류를 공급하고 최종적으로 배터리(150)를 충전시킨다. 여기서 충전경로는 도 1에서 굵은선으로 표시된 부분이다. 충전경로를 살펴보면, 외부전원(110)으로부터 나온 전류가 전류조절부(120), 가변저항부(130), 전원스위치(140) 등을 거쳐 배터리(150)로 유입되는 모습을 볼 수 있다.

가변저항부(130)는 충전경로상에 위치하고, 충전제어부(160)의 제어에 따른 저항값을 갖게된다. 본 발명의 일실시예에서 A-B 양단에 전압이 걸리게 된다.

충전제어부(160)는 가변저항부(130)의 양단에서 발생하는 전압을 읽어들이고, 이 전압에 의해 전류를 인식하여 이에 따라 전류조절부(120)와 전원스위치(140)를 제어한다. 본 발명의 일실시예에서 충전제어부(160)는 가변저항부(130)의 양단에서 발생하는 전압이 미리 정해진 전압보다 작아지면, 가변저항부(130)의 저항값을 높이게 된다. 예를 들면, 가변저항부(130)에 1000mA의 전류가 흐르고, 그 저항값이 1mΩ일 때, 가변저항부(130)의 양단에 걸리는 전압은 1mV가 된다. 미리 정해진 전압이 0.1mV일 때, 가변저항부(130)의 양단에 걸리는 전압이 0.1mV이하가 되면, 충전제어부(160)는 가변저항부(130)의 저항값을 높인다. 가령, 1mΩ에서 10mΩ으로 변경할 수 있다. 이런식으로 함으로써, 가변저항부(130)의 양단에 걸리는 전압의 변동이 심하지 않게 되므로, 이 전압을 ADC로 읽어들일 때 생기는 오차를 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에서 충전제어부(160)는 가변저항부(130)의 양단에서 발생하는 전압이 일정전압 이하가 되면, 전원스위치(140)를 오프(Off)시킬 수 있다. 예를 들어, 일정전압이 0.01V라고 할 때, 가변저항부(130)의 양단에 걸리는 전압이 0.01V이하가 되면, 충전제어부(160)는 전원스위치(140)를 오프시킴으로써 배터리(150)에 유입되는 전류를 차단하고 충전을 종료하게 된다.

전류조절부(120)는 충전제어부(160)의 제어에 따라 충전경로를 흐르는 전류의 양을 조절하는 역할을 한다.

전원스위치(140)는 충전제어부(160)의 제어에 따라 배터리(150)에 유입되는 전류를 온/오프(On/Off) 하는 역할을 한다.

배터리(150)에서는 최종적으로 외부전원(110)으로부터 유입된 전류가 충전된다.

본 발명에서는 상기 구조를 지닌 충전장치에서 가변저항부(130)가 중요한 부분이라고 할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일실시예로 도면을 참조하여 가변저항부(130)의 내부구조를 예시하고자 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가변저항부(130)의 내부구성을 보여주는 내부구성도이다. 가변저항부(130)는 다수개의 저항(220)과 스위칭부(210)로 구성된다.

다수개의 저항(220)은 충전경로상에 A-B 단자사이에 병렬로 연결되어 있고 각각 다른 저항값을 갖다. 스위칭부(210)는 다수의 스위치를 포함하고, 이 스위치는 다수개의 저항(220) 각각에 연결되어 있고, 다수개의 저항(220) 중에서 하나의 저항에 연결된 스위치만 온 되고, 나머지 저항에 연결된 스위치는 오프 되어서 하나의 저항에만 전류를 흐르게 한다. 도 2의 일실시예에서 가변저항부(130)는 3개의 저항과 3개의 스위치로 구성된다.

이때, 충전제어부(160)는 전류가 흐르는 저항의 양단에서 발생하는 전압이 미리 정해진 전압보다 작아지면, 스위칭부(210)에서 전류가 흐르는 저항에 연결된 스위치를 오프 시키고 이 저항보다 한 단계 높은 저항값을 갖는 저항에 연결된 스위치를 온 시키게 된다. 도 2의 예를 들어 설명하면, 1mΩ의 저항에 연결된 스위치만 온되고, 이때 흐르는 전류가 1000mA라고 가정하면, A-B 양단에는 1mV의 전압이 걸리게 된다. 전류의 양이 줄어들어서 100mA의 전류가 흐를 때, A-B 양단에 걸리는 전압은 0.1mV가 된다. 미리 정해진 전압이 0.1mV라고 하면, 충전제어부(160)는 현재 저항보다 한 단계 높은 저항값을 갖는 저항인 10mΩ의 저항에 연결된 스위치를 온시키고, 나머지 스위치는 오프시킨다. 이때, A-B 양단에 걸리는 전압은 1mV가 된다. 이런식으로, A-B양단에 걸리는 전압이 미리 정해진 전압보다 작아지면, 현재 저항보다 한단계 높은 저항값을 갖는 저항에 연결된 스위치를 온시키고 나머지는 오프시키게 된다. 이렇게 함으로써, A-B 양단에 걸리는 전압의 변동폭이 줄어들고 ADC로 읽어들일 때 오차가 커지는 것을 막을 수 있는 것이다.

상기예는 하나의 스위치만 온되고 나머지 스위치는 오프되는 예이지만, 이는 일실시예에 지나지 않는다. 다른 실시예로서 두 개 이상의 스위치가 온되게 하여 A-B단자 사이에서 저항이 병렬연결 되도록 제어할 수도 있다.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 충전장치에 가변저항부를 구비함으로써, 충전시 전압의 급격한 변화에 따른 오차를 줄일 수 있으므로 충전성능이 향상되는 효과가 있다. 즉, 충전되는 전류량을 보다 정확히 조절할 수 있으며, 아울러 배터리의 수명도 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 충전장치의 내부구성을 보여주는 내부구성도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가변저항부의 내부구성을 보여주는 내부구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110: 외부전원 120: 전류조절부

130: 가변저항부 140: 전원스위치

150: 배터리 160: 충전제어부

210: 스위칭부 220: 저항

Claims (5)

1. 충전경로를 따라 전류를 공급하여 배터리를 충전시키기 위한 외부전원;

   충전경로상에서 충전제어부의 제어에 따른 저항값을 갖는 가변저항부;

   상기 가변저항부의 양단에서 발생하는 전압을 읽어들이고, 이 전압에 의해 전류를 인식하여 이에 따라 가변저항부와 전류조절부와 전원스위치를 제어하는 충전제어부;

   상기 충전제어부의 제어에 따라 충전경로를 흐르는 전류의 양을 조절하기 위한 전류조절부;

   상기 충전제어부의 제어에 따라 배터리에 유입되는 전류를 온/오프 하기 위한 전원스위치;

   상기 외부전원으로부터 유입된 전류를 충전시키기 위한 배터리

   를 포함하는 충전장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 충전제어부는 상기 가변저항부의 양단에서 발생하는 전압이 미리 정해진 전압보다 작아지면, 상기 가변저항부의 저항값을 높이는 것을 특징으로 하는 충전장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가변저항부는 충전경로상에 병렬로 연결되어 있는 각각 다른 저항값을 갖는 다수개의 저항과, 상기 다수개의 저항 각각에 연결되어 있고, 상기 다수개의 저항 중에서 하나의 저항에 연결된 스위치만 온 되고, 나머지 저항에 연결된 스위치는 오프 되어서 하나의 저항에만 전류를 흐르게 하기 위한 스위칭부로 구성되는 것을 특징으로 하는 충전장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 충전제어부는 상기 전류가 흐르는 저항의 양단에서 발생하는 전압이 미리 정해진 전압보다 작아지면, 상기 스위칭부에서 전류가 흐르는 저항에 연결된 스위치를 오프 시키고 이 저항보다 한 단계 높은 저항값을 갖는 저항에 연결된 스위치를 온 시키는 것을 특징으로 하는 충전장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 충전제어부는 상기 가변저항부의 양단에서 발생하는 전압이 일정전압 이하가 되면, 상기 전원스위치를 오프시키는 것을 특징으로 하는 충전장치.