KR20010035670A - Battery Pack and Apparatus for Charging Battery Pack - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리팩 및 배터리팩 충전장치에 관한 것으로, 특히 배터리팩의 용량정보를 가진 배터리팩과 이 배터리팩의 용량정보를 검출하여 검출된 용량에 따라 충전전류를 제어함으로써 다양한 용량의 배터리팩들을 최적 시간에 충전할 수 있도록 하는 배터리팩 충전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery pack and a battery pack charging device. In particular, the battery pack having the capacity information of the battery pack and the battery pack of various capacity by detecting the capacity information of the battery pack and controlling the charging current according to the detected capacity The present invention relates to a battery pack charger for charging at an optimal time.
종래의 리튬 이온 배터리팩의 충전은 충전완료를 감지하는 전압이나 전류를 일관되게 설정하여야 하므로 배터리팩이 다른 종류가 들어와도 항상 같은 방식으로 충전하게 되어있다.In the conventional charging of the lithium ion battery pack, since the voltage or current for detecting the completion of charging must be set consistently, the battery pack is always charged in the same manner even when other types are introduced.
그러므로 충전장치의 충전완료 검출전류가 배터리팩의 종류에 따라 편차가 있게 되고, 이로 인해 정상 충전완료시간도 변하게 된다는 단점이 있다.Therefore, there is a disadvantage that the charging completion detection current of the charging device varies depending on the type of battery pack, thereby changing the normal charging completion time.
도 1은 종래 비디오 카메라용 리튬 이온(Li-ion) 배터리팩과 그 충전장치의 회로 구성을 나타낸다. 도 1에서 배터리팩(100)은 한 쌍의 전원단자들(102, 104), 충방전 배터리(106)로 구성된다. 도 1에서 충전장치(120)는 내부의 저항들(130, 132), 커패시터(128), 다이오드(126), 한 쌍의 충전단자(134, 136), 충전전원부(122) 및 제어수단인 마이콤(124)으로 구성되어 있다.1 shows a circuit configuration of a lithium ion (Li-ion) battery pack for a conventional video camera and a charging device thereof. In FIG. 1, the battery pack 100 includes a pair of power terminals 102 and 104 and a charge / discharge battery 106. In FIG. 1, the charging device 120 includes internal resistors 130 and 132, a capacitor 128, a diode 126, a pair of charging terminals 134 and 136, a charging power supply 122, and a control unit, a microcomputer. 124.
이러한 구성에 따르면, 먼저 배터리팩(100)이 충전장치(120)에 장착되면 충전장치(120)는 충전전원부(122)를 통해 충전 전류를 공급하여 배터리팩(100)에 충전을 시작한다. 그리고 배터리팩(100)의 충방전 배터리(106)에 충전을 하면서 충전전압의 변화량 또는 충전전류의 변화를 충전장치(120)에 내재된 마이콤(124)의 핀(138)으로 감지한다. 상기 마이콤(124)은 충전완료검출전류가 확인되면 충전전원부의 동작을 제어하고 충전을 종료 하게 된다. 즉, 충전전압의 변화량과 또는 충전전류의 변화를 감지하여 충전을 제어하게 된다.According to this configuration, when the battery pack 100 is first mounted on the charging device 120, the charging device 120 starts charging the battery pack 100 by supplying a charging current through the charging power supply 122. Then, while charging the charge / discharge battery 106 of the battery pack 100, the change in the charge voltage or the change in the charge current is sensed by the pin 138 of the microcomputer 124 embedded in the charging device 120. The microcomputer 124 controls the operation of the charging power unit and ends the charging when the charging completion detection current is confirmed. That is, the charging is controlled by sensing the change amount of the charging voltage and the change of the charging current.
그러나, 이러한 종래의 배터리충전 방식에 따르면 충전전압 또는 충전전류의 변화를 감지하여 충전전원부의 충전전류를 제어하는 것이 가능하나 배터리의 용량에 적합한 충전전류의 공급이 불가능하다. 즉, 충전완료를 감지하는 전압이나 전류를 일관되게 설정하여야 하므로, 배터리팩이 다른 종류가 들어와도 항상 같은 방식으로 충전하게 되어있다.However, according to the conventional battery charging method, it is possible to control the charging current of the charging power supply unit by detecting a change in the charging voltage or the charging current, but it is impossible to supply a charging current suitable for the capacity of the battery. In other words, the voltage or current to detect the completion of the charge must be set consistently, so that the battery pack is always charged in the same way even if other types.
상기 배터리 충전 방식에서, 현재 1300mA 용량의 배터리팩에 맞게 충전전류나 충전완료검출전류가 설정되어 있다면, 1800mA혹은 2600mA의 용량을 가진 배터리팩이 충전장치에 장착되더라도 충전장치는 항상 1300mA 용량에 설정된 충전전류나 충전완료검출전류로 충전동작을 하게 될 것이다.In the battery charging method, if the charging current or the charging completion detection current is set according to the current battery pack of 1300mA capacity, the charging device is always charged at 1300mA capacity even if a battery pack having a capacity of 1800mA or 2600mA is installed in the charging device. The charging operation will be performed by the current or the charge completion detection current.
이때의 문제점은 충전장치의 충전완료검출전류가 1300mA 용량에 맞게 되어 있는데 2600mA 용량의 배터리팩을 충전하면 용량에 의한 편차로 1300mA의 충전완료검출전류가 나올 때까지는 시간을 너무 많이 소비하게 된다. 그리고 충전전류 또한 1300mA용량에 맞게 하기 때문에 정상충전완료 시간도 길어지게 되는 결점이 있다. 그러므로 충전완료검출전류를 적당하게 변경하여 전체 충전시간을 변경해 최단 시간에 충전을 할 필요가 있다.In this case, the charging completion detection current of the charging device is set to 1300mA capacity, but when the battery pack of 2600mA capacity is charged, it consumes too much time until the charging completion detection current of 1300mA comes out due to the deviation of the capacity. In addition, since the charging current is also adapted to the capacity of 1300mA, the normal charging completion time is also long. Therefore, it is necessary to charge the shortest time by changing the total charge time by appropriately changing the charge completion detection current.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 배터리팩의 용량정보를 가진 배터리팩을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a battery pack having the capacity information of the battery pack in order to solve such problems of the prior art.
본 발명의 다른 목적은 상기 배터리팩의 용량정보를 검출하여 검출된 용량에 따라 충전전류를 제어함으로써 다양한 용량의 배터리팩들을 최적 시간으로 충전이 가능한 배터리팩 충전장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a battery pack charging apparatus capable of charging battery packs having various capacities at an optimal time by detecting charging information of the battery pack and controlling charging current according to the detected capacity.
도 1은 종래 비디오 카메라용 리튬 이온(Li-ion) 배터리팩과 그 충전장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a lithium ion (Li-ion) battery pack and a charging device for a conventional video camera.
도 2는 본 발명에 의한 비디오 카메라용 리튬 이온 배터리팩과 그 충전장치의 회로도.2 is a circuit diagram of a lithium ion battery pack for a video camera and a charging apparatus thereof according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배터리팩은 충방전 배터리와, 상기 충방전 배터리의 용량 정보를 포함하는 용량 정보 수단과, 상기 충방전 배터리 양단에 연결되어 상기 충방전 배터리의 충방전 경로를 형성하는 한쌍의 전원단자들과, 상기 용량 정보 수단의 양단에 연결되어 상기 용량 정보 수단의 용량 정보를 외부로 전송하는 경로를 형성하는 한쌍의 보조단자들로 구성된다.In order to achieve the above object, the battery pack of the present invention includes a charge / discharge battery, capacity information means including capacity information of the charge / discharge battery, and connected to both ends of the charge / discharge battery to form a charge / discharge path of the charge / discharge battery. And a pair of power terminals connected to both ends of the capacity information means to form a path for transmitting the capacity information of the capacity information means to the outside.
또한, 상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 배터리팩 충전장치는 배터리팩의 충전장치에 있어서, 충전하고자 하는 배터리팩으로 충전 전류를 출력하는 한 쌍의 충전단자들과, 상기 배터리팩의 용량 정보를 입력하는 한 쌍의 검출단자들과, 상기 한 쌍의 검출단자들을 통해 입력된 배터리팩의 용량정보에서 배터리팩의 용량을 검출하는 용량검출수단과, 상기 배터리팩으로 공급되는 충전전압을 검출하는 충전검출수단과, 제어신호에 응답하여 상기 한 쌍의 충전단자들로 충전전류를 공급하는 충전수단과, 상기 충전검출수단 및 용량검출수단의 검출 결과에 응답하여 상기 충전검출수단에서 검출된 충전전압이 소정전압에 도달할 때까지 상기 용량검출수단에서 검출된 배터리팩의 용량에 대응되는 충전전류를 공급하도록 상기 충전수단을 제어하는 제어수단으로 구성된다.In addition, in order to achieve the above object, the battery pack charger of the present invention includes a pair of charging terminals for outputting a charging current to the battery pack to be charged, the capacity information of the battery pack A pair of detection terminals for inputting a capacity, capacity detecting means for detecting a capacity of the battery pack from capacity information of the battery pack input through the pair of detection terminals, and detecting a charging voltage supplied to the battery pack Charge detection means, charge means for supplying a charging current to the pair of charge terminals in response to a control signal, and charge voltage detected by the charge detection means in response to detection results of the charge detection means and the capacity detection means; The charging means is controlled to supply a charging current corresponding to the capacity of the battery pack detected by the capacity detecting means until the predetermined voltage is reached. It consists of a control means.
도 2는 본 발명에 의한 비디오 카메라용 리튬 이온 배터리팩과 그 충전장치의 회로도가 도시되어 있다.2 is a circuit diagram of a lithium ion battery pack for a video camera and a charging apparatus thereof according to the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 배터리팩(200)은 한 쌍의 전원단자들(202, 204), 한 쌍의 보조단자들(206,208), 충방전 배터리(212), 용량정보수단(210)을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the battery pack 200 includes a pair of power terminals 202 and 204, a pair of auxiliary terminals 206 and 208, a charge / discharge battery 212, and capacity information means 210. Include.
이러한 구성에 따르면, 배터리팩(200)은 한 쌍의 전원 단자들(202, 204) 사이에 충방전 배터리(212)가 접속되어 있다. 상기 한 쌍의 보조단자들(206, 208)사이에는 용량정보수단(210)을 구비하고 있다. 상기 용량정보수단(210)은 상기 충방전 배터리(212)의 용량에 대응해 배터리팩의 종류마다 달리 설정되어 고유의 저항 값을 가진 저항(210)으로 구성할 수 있다.According to this configuration, the battery pack 200 has a charge and discharge battery 212 is connected between a pair of power terminals (202, 204). Capacity information means 210 is provided between the pair of auxiliary terminals 206 and 208. The capacity information means 210 may be configured differently for each type of battery pack in response to the capacity of the charge / discharge battery 212 to constitute a resistor 210 having a unique resistance value.
충전장치(300)는 한 쌍의 충전단자들(302, 304), 한 쌍의 검출단자들(306, 308), 용량검출수단(310), 충전검출수단(320), 충전수단(330) 및 제어수단(340)인 마이콤으로 구성된다.The charging device 300 includes a pair of charging terminals 302 and 304, a pair of detection terminals 306 and 308, a capacity detecting means 310, a charging detecting means 320, a charging means 330 and The control means 340 is composed of a micom.
상기 충전단자들(302, 304)은 배터리팩(200)이 충전 장치(300)에 장착시 배터리팩(200)의 전원단자(202,204)에 전기적으로 접촉되며, 충전수단(206, 208)에 접촉되어 있다. 상기 검출단자들(306, 308)은 배터리팩(200)이 충전 장치(300)에 장착시 배터리팩(200)의 보조단자(206, 208))에 전기적으로 접촉되며, 용량검출수단(310)에 연결된다. 상기 용량검출수단(310)은 저항들(312, 314)과 마이콤의 핀(342)으로 구성되어 있으며, 특히 상기 저항(312)은 전원이 연결되어 있다. 상기 용량검출수단(310)은 한 쌍의 검출단자들(306, 308)을 통해서 접촉된 배터리팩(200)의 용량 정보를 검출한다. 상기 충전검출수단(320)은 저항들(322, 324)과 마이콤의 핀(344)으로 구성되어있다. 상기 충전검출수단(320)은 한 쌍의 충전단자들(302, 304)을 통하여 접촉된 배터리팩(200)에 공급되는 충전전압을 검출한다. 상기 충전수단(330)은 충전전원부(332), 트랜지스터(334), 다이오드(336)와 마이콤의 핀(346)으로 구성된다. 상기 충전수단(330)은 제어신호에 응답하여 상기 충전단자(302)에 충전전류를 제공한다. 상기 제어수단(340)은 마이콤을 말하며, 상기 마이콤은 핀(342, 344, 346)을 가진다. 상기 제어수단(340)은 상기 용량검출수단(310)을 통하여 접촉된 배터리팩(200)의 용량에 응답하여 충전전류를 제공한다. 상기 제어수단(340)은 상기 충전검출수단(320)을 통하여 충전전압이 소정 전압에 도달하게 되면, 충전동작을 정지하기 위하여 상기 충전수단(330)을 제어한다.The charging terminals 302 and 304 are in electrical contact with the power terminals 202 and 204 of the battery pack 200 when the battery pack 200 is mounted to the charging device 300, and contacts the charging means 206 and 208. It is. The detection terminals 306 and 308 are in electrical contact with the auxiliary terminals 206 and 208 of the battery pack 200 when the battery pack 200 is mounted to the charging device 300, and the capacity detecting unit 310 Is connected to. The capacitance detecting means 310 is composed of resistors 312 and 314 and the pin 342 of the microcomputer. In particular, the resistor 312 is connected to a power source. The capacity detecting unit 310 detects capacity information of the battery pack 200 contacted through the pair of detection terminals 306 and 308. The charge detecting means 320 is composed of resistors 322 and 324 and the pin 344 of the microcomputer. The charging detecting unit 320 detects the charging voltage supplied to the battery pack 200 contacted through the pair of charging terminals 302 and 304. The charging means 330 is composed of a charging power source 332, a transistor 334, a diode 336 and the pin 346 of the microcomputer. The charging means 330 provides a charging current to the charging terminal 302 in response to a control signal. The control means 340 refers to a microcomputer, and the microcomputer has pins 342, 344, and 346. The control means 340 provides a charging current in response to the capacity of the battery pack 200 contacted through the capacity detecting means 310. When the charging voltage reaches a predetermined voltage through the charging detecting means 320, the control means 340 controls the charging means 330 to stop the charging operation.
이하, 도2를 참조하여 본 발명의 기능 및 작동을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the function and operation of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.
먼저 충전장치(300)에 배터리팩(200)을 장착하면 검출단자(306,308)와 보조단자(206,208)에 접촉된다. 검출단자(306, 308)는 저항기(312)와 접속되어 있다. 이 저항(312)은 3.2V Vcc 전원이 공급되어 있다. 그러므로, 전원이 공급되어 전기적으로 접촉되어 있는 보조단자(206, 208)를 통해 저항(210)의 저항 값을 읽을 수 있다. 이 저항(312)은 전원이 공급되기 때문에 배터리팩 저항(210)의 저항 값에 따라 충전장치(300)의 저항(314)을 통해 마이콤의 핀(342)으로 들어가는 전압값이 달라질 것이다. 그러면, 마이콤(340)에서는 그때의 전압을 읽어 현재의 배터리팩 종류를 파악하게 된다. 그리고 마이콤의 핀(346)으로 충전전류를 제어하여 변화시킨다. 상기 마이콤 핀(346)은 제어신호에 응답하게 된다. 이 마이콤 핀(346)은 충전전류를 제공하는 충전수단(330)에서 트랜지스터(334)의 베이스가 접속되고 충전전원부(332)에 에미터가 접속되어 다이오드(336)를 통해 접속된 배터리팩(200)의 용량에 응답하여 현재의 팩에 맞는 충전전류를 배터리팩에 공급하기 시작한다.First, when the battery pack 200 is mounted on the charging device 300, the detection terminals 306 and 308 and the auxiliary terminals 206 and 208 are in contact with each other. The detection terminals 306 and 308 are connected to the resistor 312. This resistor 312 is supplied with a 3.2V Vcc power supply. Therefore, the resistance value of the resistor 210 can be read through the auxiliary terminals 206 and 208 which are powered and electrically contacted. Since the resistor 312 is supplied with power, the voltage value entering the pin 342 of the microcomputer through the resistor 314 of the charging device 300 will vary according to the resistance value of the battery pack resistor 210. Then, the microcomputer 340 reads the voltage at that time to determine the current battery pack type. Then, the charging current is controlled and changed by the pin 346 of the microcomputer. The microcomputer pin 346 responds to the control signal. The micro-com pin 346 is connected to the base of the transistor 334 in the charging means 330 that provides the charging current, the emitter is connected to the charging power supply unit 332, and is connected through the diode 336. In response to the capacity of), the battery pack starts to supply the charging current for the current pack.
충전완료를 확인하는 충전완료감지 전류도 저항들(322, 324)을 통해 확인하면서 마이콤의 핀(344)으로 현재의 배터리팩(100)을 알고 그에 맞는 충전완료감지를 설정 충전 종료한다.The charging completion detection current for checking the completion of charging also checks the current battery pack 100 with the pin 344 of the microcomputer while checking through the resistors 322 and 324, and ends the charging completion of setting the charging completion detection accordingly.
상기 충전 장치로부터 충전완료검출전류를 적당하게 변경하여 전체 충전시간을 변경할 수 있다.The total charge time can be changed by suitably changing the charge completion detection current from the charging device.
아래의 [표1]에는 배터리팩의 각 종류에 따른 전압, 전류, 및 저항값들을 참고로 예시하고 있다.Table 1 below exemplifies voltage, current, and resistance values according to each type of battery pack.
상기 표1을 참조로 실시예를 설명하면 다음과 같다.An embodiment is described with reference to Table 1 as follows.
우선 배터리팩(200)이 충전장치(300)에 장착된다. 배터리팩의 저항(210)값에 따라서, 충전장치의 저항(314)을 거쳐 마이콤의 핀(342)으로 들어가는 전압 값이 틀려진다. 만일, 마이콤 핀(342)에 0.3V가 들어오면 제어수단(340)이 그때의 전압을 읽게 된다. 이때, 제어수단(340)은 배터리팩(200)이 7.2V/1350mA 용량 팩이라는 걸 알게 된다. 그러므로 충전전원부(332)를 통해서 충전전압 8.2V. 충전전류 1.3A를 출력한다. 충전 후, 충전검출수단(320)에서 충전완료검출전류가 130mA이 되면 마이콤의 핀(344)을 통해서 마이콤(340)은 충전완료로 판정한다. 상기와 같은 방법으로, 또 다른 팩 7.4V/1600mA 용량 배터리팩이 충전장치(300)에 장착되었다면 마이콤 핀(342)에서는 2.4V가 걸린다. 충전장치(300)의 충전사양도 충전전압 8.4V 혹은 충전전류 1600mA을 출력하게 된다. 충전 후, 충전검출수단(320)에서 충전완료검출전류가 160mA이 되면 마이콤의 핀(344)을 통해서 제어수단(340)은 충전완료로 판정하고 충전동작을 멈춘다.First, the battery pack 200 is mounted to the charging device 300. According to the resistance 210 value of the battery pack, the voltage value entering the pin 342 of the microcomputer through the resistance 314 of the charging device is different. If 0.3V is input to the microcomputer pin 342, the control means 340 reads the voltage at that time. At this time, the control means 340 finds that the battery pack 200 is a 7.2V / 1350mA capacity pack. Therefore, the charging voltage 8.2V. Outputs 1.3A of charging current. After charging, when the charge completion detection current is 130mA in the charge detecting unit 320, the microcomputer 340 determines that the charging is completed through the pin 344 of the microcomputer. In the same manner as described above, if another pack 7.4V / 1600mA capacity battery pack is mounted in the charging device 300, the microcomputer pin 342 takes 2.4V. The charging specification of the charging device 300 also outputs a charging voltage of 8.4 V or a charging current of 1600 mA. After charging, when the charge completion detection current is 160mA in the charge detecting means 320, the control means 340 determines that the charging is completed through the pin 344 of the microcomputer and stops the charging operation.
도면 및 상세한 설명에서 본 발명의 바람직한 기술을 설명했는데, 이는 이하의 청구범위에 개시되어 있는 발명의 범주로 이를 제한 하고자 하는 목적이 아니다. 따라서 본 발명은 청구사항에 한정되지 않고 당업자의 수준에서 그 변형 및 개량이 가능하다.In the drawings and detailed description, preferred techniques of the invention have been described, which are not intended to limit the scope of the invention as set forth in the claims below. Therefore, the present invention is not limited to the claims, and modifications and improvements are possible at the level of those skilled in the art.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 배터리팩 종류 확인 및 충전변환장치는 검출기 단자를 배터리팩에 추가하여 여러 팩의 종류를 세분화 할 수 있고, 배터리팩에 대해 전기부품을 다르게 설정하여 많은 종류의 배터리팩에 대해서도 배터리팩 용량과 특성을 확인하여 충전회로에서 배터리에 맞는 충전전류공급과 충전완료검출이 이루어져, 하나의 충전기에 여러 종류의 팩이 들어오더라도 각각의 배터리는 가장 이상적인 충전을 할 수 있다.As described above, the battery pack type checking and charging conversion device of the present invention can add a detector terminal to the battery pack to subdivide the types of the packs, and by setting different electrical components for the battery packs, many types of batteries are provided. The battery pack capacity and characteristics are also checked for the pack, and the charging circuit provides charging current and charge completion detection for the battery.Each battery can be charged even if there are several packs in one charger. .
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