KR200145679Y1 - Battery charge control device using pulse width modulation converter - Google Patents
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Abstract
본 고안은 충전기나 무정전 전원장치 등에 적용되는 배터리 충전 제어장치에 관한 것으로서 특히, 시스템 특성 및 제어특성이 우수한 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용해서 디지털 제어를 통해 배터리를 충전 제어하는 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용한 배터리 충전 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charge control device applied to a charger or an uninterruptible power supply, and more particularly, to a pulse width modulation converter device for charging and controlling a battery through digital control using a pulse width modulation converter device having excellent system characteristics and control characteristics. It relates to a battery charge control device used.
일반적으로 널리 사용되고 있는 배터리는 충전되어 있는 전원을 이용해서 사용되는 각 전기장치에 필요한 전원을 공급할 수 있고, 필요에 따라 별도의 전원을 이용해서 소모된 전원을 충전시킬 수 있다.In general, a battery that is widely used can supply power for each electric device that is used by using a charged power, and can charge power consumed by using a separate power as needed.
그러나, 종래의 배터리 충전창치는 아날로그 제어를 하기 때문에 제어가 복잡하고 또 그 정밀성이 떨어지며, 부가적인 충전제어보드(PCB)를 가져야 하기 때문에 회로 구성도 복잡한 문제점이 있다.However, since the conventional battery charging device performs analog control, the control is complicated and its precision is inferior, and the circuit configuration is complicated because it must have an additional charge control board (PCB).
본 고안은 교류 입력상태 감지부(1)와 축전지 상태 감지부(2)로부터 감지한 신호를 입력받아 펄스폭 변조 컨버터 제어부(3)와 축전지 충전 제어부(4)의 제어 수순에 따라 축전지 특성 데이터 메모리(5)의 축전지 마다 갖는 고유의 충전 특성에 의거하여 축전지 충전을 제어하고 또 그 상태를 축전지 상태 표시부(6) 및 축전지 충전제어 표시부(7)로 표시하는 장치로서, 상기한 종래의 문제점을 해결하고, 시스템 성능과 그 제어특성이 우수한 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용한 배터리 충전 제어장치를 제공한다.The present invention receives the signals detected from the AC input state detection unit 1 and the battery state detection unit 2 according to the control procedure of the pulse width modulation converter control unit 3 and the battery charging control unit 4, the battery characteristic data memory An apparatus for controlling the charging of a battery based on the inherent charging characteristics of each battery of (5) and displaying the state by the battery state display unit 6 and the battery charge control display unit 7. In addition, the present invention provides a battery charge control device using a pulse width modulation converter device having excellent system performance and control characteristics.
Description
제1도는 본 고안의 배터리 충전 제어장치의 블럭 구성도.1 is a block diagram of a battery charge control device of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호와 설명* Symbols and descriptions of the main parts of the drawings
1 : 입력 상태 감지부 2 : 축전지 상태 감지부1: input state detection unit 2: battery state detection unit
3 : 펄스폭 면조 컨버터 제어부 4 : 축전지 충전 제어부3: pulse width cotton converter control unit 4: battery charging control unit
5 : 축전지 특성 데이터 메모리 6 : 축전지 상태 표시부5: Battery characteristic data memory 6: Battery status display unit
7 : 축전지 충전제어 표시부7: battery charge control display unit
본 고안은 충전기나 무정전 전원장치 등에 적용되는 배터리 충전 제어장치에 관한 것으로서 특히, 시스템 특성 및 제어특성이 우수한 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용해서 디지털 제어를 통해 배터리를 충전 제어하는 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용한 배터리 충전 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charge control device applied to a charger or an uninterruptible power supply, and more particularly, to a pulse width modulation converter device for charging and controlling a battery through digital control using a pulse width modulation converter device having excellent system characteristics and control characteristics. It relates to a battery charge control device used.
일반적으로 널리 사용되고 있는 배터리는 충전되어 있는 전원을 이용해서 사용되는 각 전기장치에 필요한 전원을 공급할 수 있고, 필요에 따라 별도의 전원을 이용해서 소모된 전원을 충전시킬 수 있다.In general, a battery that is widely used can supply power for each electric device that is used by using a charged power, and can charge power consumed by using a separate power as needed.
그러나, 종래의 배터리 충전장치는 아날로그 제어를 하기 문에 제어가 복잡하고 또 그 정밀성이 떨어지며, 부가적이 충전제어보드(PCB)를 가져야 하기 때문에 회로 구성도 복잡한 문제점이 있다.However, since the conventional battery charger has analog control, the control is complicated and its precision is inferior, and the circuit configuration is complicated because it must have an additional charge control board (PCB).
본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하고, 시스템 성능과 그 제어특성이 우수한 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용해서 디지탈 제어를 통해 배터리 충전 제어를 수행할 수 있도록 한 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용한 배터리 충전 제어장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention solves the above-mentioned problems and charges a battery using a pulse width modulation converter device capable of performing battery charge control through digital control using a pulse width modulation converter device having excellent system performance and control characteristics. It is an object to provide a control device.
본 고안의 또다른 목적은 배터리 충전 제어장치의 구성를 간소화할 수 있게하고 또한 높은 신뢰성을 가지고 배터리를 충전 제어하며, 제어보드를 콤팩트화 할 수 있도록 한 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용한 배터리 충전 제어장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a battery charge control device using a pulse width modulated converter device which can simplify the configuration of the battery charge control device, control the battery with high reliability, and make the control board compact. To provide.
상기의 목적을 달성하는 본 고안을 배터리 충전 제어장치의 구성을 도면 제1도에 도시하였다.The configuration of the battery charging control device according to the present invention for achieving the above object is shown in FIG.
제1도를 참조하면 본 고안의 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용한 배터리 충전 제어장치는, 교류전원의 입력 여부를 감시하는 입력상태 감지부(1)와, 축전지(배터리)의 방전 상태를 감시하는 축전지 상태 감지부(2)와, 상기 입력상태 감지부(1)와 상기 축전지 상태 감지부(2)의 감지신호를 입력받아, 교류입력 정전후 전원이 복구되었을 때 축전지의 방전 정도를 판정하여 그 결과를 출력하는 펄스폭 변조 컨버터 제어부(3)와, 상기 펄스폭 변조 컨버터 제어부(3)의 신호와 축전기 특성 데이터 메모리(5)의 정보를 입력으로 하여, 축전지 특성에 적합한 충전 특성으로 충전을 실행시키는 축전지 충전 제어부(4)와, 축전지마다 고유의 충전 특성 정보를 가지고 이것을 상기 축전지 충전 제어부(4)에 공급하는 축전지 특성 데이터 메모리(5)와, 상기 펄스폭 변조 컨버터 제어부(3)에 의하여 축전지의 상태를 표시하는 축전지 상태 표시부(6)와, 상기 펄스폭 변조 컨버터 제어부(3)에 의하여 축전지의 충전 제어상태를 표시하는 축전지 충전제어 표시부(7)로 구성된 것을 특징으로 한다.Referring to Figure 1, the battery charge control device using the pulse width modulation converter device of the present invention, the input state detection unit 1 for monitoring the input of the AC power and the storage battery for monitoring the discharge state of the battery (battery) Receives the detection signals of the state detecting unit 2, the input state detecting unit 1 and the battery state detecting unit 2, and determines the discharge level of the battery when the power is restored after the AC input power failure A pulse width modulation converter control section 3 for outputting a signal and a signal of the pulse width modulation converter control section 3 and information of a capacitor characteristic data memory 5 are inputted to perform charging with a charging characteristic suitable for a battery characteristic. A battery charging control unit 4, a battery characteristic data memory 5 which has unique charging characteristic information for each battery and supplies it to the battery charging control unit 4, and the pulse width modulation converter. A battery state display unit 6 for displaying the state of the battery by the control unit 3 and a battery charge control display unit 7 for displaying the charge control state of the battery by the pulse width modulation converter control unit 3. It is done.
펄스폭 변조 컨버터 장치는 인가되는 3상 교류전력에 따라 트랜지스터나 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)와 같은 스위칭 소자와 다이오드가 3쌍으로 이루어져 있는 전력 변환장치와 인가되는 3상 전원의 전압 및 전류를 감지하여 처리하는 수단과, 출력 전압 및 전류를 감지하여 처리하는 수단과, 상기의 각 처리수단에서 처리된 입출력 전압 및 전류 정보를 이용해서 상기의 스위칭 소자를 일정 시간만큼 구동시키기 위한 제어 장치 등으로 이루어져 있고, 스위칭 소자의 구동신호를 펄스폭 제어하여 상기 인가되는 교류전원을 직류 전압으로 바꾸어 변환 출력할 수 있는 장치이다.The pulse width modulated converter detects the voltage and current of a power converter consisting of three pairs of switching elements such as transistors or Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) and diodes and applied three-phase power supplies according to the applied three-phase AC power. And processing means, a means for sensing and processing output voltage and current, and a control device for driving the switching element for a predetermined time by using input / output voltage and current information processed by each processing means. And a pulse width control of the driving signal of the switching element, thereby converting the applied AC power into a DC voltage and outputting the converted voltage.
본 고안에서 상기 입력상태 감지부(1)는 교류 전원의 입력상태 즉, 현재 교류 전원이 입력되고 있는가 그렇지 않으면 정전되었는가 또는 정전후 복귀되었는가를 감지한 신호를 펄스폭 변조 컨버터 제어부(3)에 입력하고, 또 축전지 상태 감지부(2)는 현재 축전지의 전원 공급능력 즉, 충전을 필요로 하는가 그렇지 않으면 전력 공급이 이루어질 수 있는 양호한 충전상태인가를 감지한 신호를 펄스폭 변조 컨버터 제어부(3)에 입력한다.In the present invention, the input state detecting unit 1 inputs a signal detecting the input state of the AC power, that is, whether the current AC power is being input or is out of power or returned after the power failure to the pulse width modulation converter control unit 3. In addition, the battery state detecting unit 2 transmits a signal to the pulse width modulation converter control unit 3 that detects whether the battery is currently in a power supply capacity, that is, whether charging is required or is a good charging state in which power supply can be made. Enter it.
상기의 감지 결과, 교류 전원의 정전후에 전원이 다시 복구되었을 때 상기의 축전지 상태 감지부(2)의 감지 결과로부터 축전지의 방전 정도를 판정하여 재충전이 요구되는 경우 펄스폭 변조 컨버터 제어부(3)에서 축전지 충전 개시 동작을 축전지 충전 제어부(4)에 알려준다.As a result of the above detection, when the power is restored again after the power failure of the AC power supply, the pulse width modulation converter control unit 3 determines the discharge degree of the battery from the detection result of the battery state detection unit 2 and requires recharging. The battery charging control unit 4 is notified of the battery charging start operation.
그리고, 펄스폭 변조 컨버터 제어부(3)에 의해서, 상기한 바와같이 입력 교류 전원의 전력변환, 입력 교류 전원의 전압 및 전류 감지와 처리, 출력전압 및 전류의 감지와 처리, 상기의 감지 처리된 정보를 이용한 스위칭 소자의 제어를 통한 상기 변환된 전력의 스위칭 타이밍 제어를 통해서 안정화 직류 전원으로 축전지가 충전될 수 있도록 충전 전원을 출력하게 된다.Then, by the pulse width modulation converter control section 3, as described above, the power conversion of the input AC power supply, the voltage and current detection and processing of the input AC power supply, the detection and processing of the output voltage and current, and the sensed information as described above. Through the switching timing control of the converted power through the control of the switching element using the output of the charging power so that the battery can be charged with the stabilized DC power.
또 상기 축전지 충전 제어부(4)는 축전지 특성 데이터 메모리(5)에 저장되어 있는 각 축전지마다 가지는 고유의 충전 특성 데이터를 읽어들여서 상기 펄스폭 변조 컨버터 제어부(3) 및 축전지 충전 제어부(4)의 제어수순에 따라 충전 동작을 수행한다.In addition, the battery charging control unit 4 reads inherent charging characteristic data for each battery stored in the battery characteristic data memory 5 to control the pulse width modulation converter control unit 3 and the battery charging control unit 4. The charging operation is performed according to the procedure.
이때 충전 시간은 충전 제어부의 충전 제어의 수순에 설정된 값에 따른다.At this time, the charging time depends on the value set in the procedure of the charging control of the charging controller.
한편, 상기와 같이 축전지에 충전 동작이 이루어질 때 축전지 상태 표시부(6)에는 축전지의 상태를 표시하고, 또 축전지 충전 제어 표시부(7)에는 충전 제어모드를 표시한다.On the other hand, when the charging operation is performed to the battery as described above, the battery state display unit 6 displays the state of the battery, and the battery charge control display unit 7 displays the charge control mode.
충전 제어모드는 (a) 자동 충전 제어, (b) 수동 충전 제어모드, (c) 플로팅(floating) 충전 제어모드로 구분된다.The charging control mode is divided into (a) automatic charging control, (b) manual charging control mode, and (c) floating charging control mode.
자동 충전 제어모드는 상기의 축전지 상태 감지부(2)로 감지된 축전지 상태에 따라, 충전이 필요하다고 판정될 경우에는 자동적으로 상기의 충전 동작을 실행하는 모드이다.The automatic charge control mode is a mode that automatically executes the above charging operation when it is determined that charging is necessary according to the battery state detected by the battery state detection unit 2 described above.
수동 충전 제어모드는 사용자가 필요시 축전지의 충전 명령을 입력하여 상기의 충전 동작을 실행하는 모드이다.The manual charging control mode is a mode in which a user inputs a charging command of a storage battery to execute the above charging operation when necessary.
플로팅 충전 제어모드는 축전지의 플로팅 전압으로 충전하는 것을 의미하는 것으로서, 만충전 상태 즉, 평상시에 이루어지는 충전 동작이다.Floating charge control mode means charging with the floating voltage of a storage battery, and is a full charge state, ie, normal charging operation.
한편 본 고안에서는 자동 충전 제어모드에서 상기 설정된 충전시간과 축전지의 충전 특성에 따라 충전이 이루어진 후 플로팅 충전 제어모드를 수행하도록 하였다.Meanwhile, in the present invention, the charging is performed according to the set charging time and the charging characteristics of the battery in the automatic charging control mode.
상기한 바와 같이 본 고안의 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용한 배터리 충전 제어장치는 시스템 특성 및 제어 특성이 우수한 펄스폭 변조 컨버터 장치를 이용해서 디지탈 제어를 통해서 제어를 단순화시켰고, 또한 이에 따른 높은 신뢰성의 충전 제어가 가능하게 하였으며, 특히 회로 구성을 간소화하여 제어보드를 콤팩트화 하였다.As described above, the battery charge control device using the pulse width modulation converter device of the present invention simplifies the control through digital control using the pulse width modulation converter device having excellent system characteristics and control characteristics, and accordingly, high reliability charging accordingly. The control board is made possible, and in particular, the control board is made compact by simplifying the circuit configuration.
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|---|---|---|---|
| KR2019960031337U KR200145679Y1 (en) | 1996-09-25 | 1996-09-25 | Battery charge control device using pulse width modulation converter |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101337242B1 (en) | 2011-04-27 | 2013-12-16 | (주) 이이시스 | Rapid charger for battery of pulse type having energy recovery capability and the method of controlling the charger |
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1996
- 1996-09-25 KR KR2019960031337U patent/KR200145679Y1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101337242B1 (en) | 2011-04-27 | 2013-12-16 | (주) 이이시스 | Rapid charger for battery of pulse type having energy recovery capability and the method of controlling the charger |
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