(57)【要約】  バッテリーを安定的に充電するための回路がここに開示される。この回路は、二つの電源供給ラインを通して外部充電回路からバッテリーに充電電圧を供給する。駆動電圧は、逆電圧回避ダイオードと駆動電圧調整ダイオードを通して制御部に供給されるように、電源供給ラインに加えられる。入力電圧は、分割抵抗器を通して電源供給ラインから制御部に入力される。アナログ／デジタル変換器を含む制御部から出力シグナルを受ける２進化１０進数（ＢＣＤ）コード変換集積回路（ＩＣ）は、電圧表示ユニットの複数の表示窓に、数値としてバッテリーの現状の電圧と充電された電圧を表示する。発振器からの発振周波数を受ける制御部からゲートを通して方形波パルス電圧を受ける電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、最大振幅発生器のチョークコイル、抵抗器およびダイオードを通して増大されたサージパルス電圧を、電源供給ラインを通してバッテリーの電極板に加える。
2005515743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーの充電を安定化するための回路であって、
バッテリー（２）は、二つの電源供給ライン（Ｌ１とＬ２）を通して外部充電回路（１）から充電電圧を供給され、ここで、
駆動電圧は、電源供給ライン（Ｌ１とＬ２）から、逆電圧回避ダイオードＤ１と駆動電圧調整ダイオード（ＺＤ１）を通して制御部（３）に供給され、
入力電圧は、分割抵抗器（Ｒ１、Ｒ２およびＲ３）を通して電源供給ライン（Ｌ１とＬ２）から制御部（３）に入力され、
アナログ／デジタル変換器（４）を含む制御部（３）から出力シグナルを受ける２進化１０進数（ＢＣＤ）コード変換集積回路（ＩＣ）（５）は、電圧表示ユニット（６）の複数の表示窓（６ａ）に数値としてバッテリー（２）の現状の電圧と充電された電圧を表示し、
発振器（７）からの発振周波数を受ける制御部（３）から、ゲートを通して方形波パルス電圧を受ける電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、ＦＥＴの電極部分に接続された最大振幅発生ユニット（８）のチョークコイル（ＣＨ）、抵抗器（４）およびダイオード（Ｄ）を通した方形波パルス電圧の電圧倍増により得られるサージパルス電圧が、電源供給ライン（Ｌ１とＬ２）を通してバッテリー（２）の電極板（２ａと２ｂ）に加えられるようにすること
を特徴とする回路。
【請求項２】
切換器（９）が、発振器（７）から制御部（３）に出力される発振周波数を変換するための可変装置を形成するために配列され、可変装置を制御し、それにより前記バッテリー充電安定化回路を３Ｖ、４から４．５Ｖ、１２Ｖ、１４Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖ、４８Ｖ、７２Ｖおよび９６Ｖの電圧のバッテリーに付随的に用いることができるようにすること
を特徴とする請求項１記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねバッテリーの充電を安定化するための回路に関し、特に、電極板上で酸化され、電極板に付着した不純物を除去してバッテリーの老朽化を防ぐために、バッテリーを充電するために供給された直流電圧を倍増サージパルス電圧に変換し、バッテリーの充電の実行中に、倍増サージパルス電圧をバッテリーの電極板に供給し、それによりバッテリーを初期状態に回復させ、結果としてバッテリーの長期間の使用が可能となるバッテリーの充電を安定化するための回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、バッテリーは、陽極板と陰極板および電解質を有し、化学操作により直流（ＤＣ）起電力を発生させる電源として用いることができる装置である。化学エネルギーが電気エネルギーに変換される操作は放電と呼ばれ、電気エネルギーが外部電源から供給され、貯蔵するために化学エネルギーに変換される操作は充電と呼ばれる。これらはこの分野においてよく知られている。
【０００３】
上述の充電と放電の繰返し操作を受けるバッテリーは、蓄電池あるいは二次電池と呼ばれ、車用、電気かみそり、携帯電話、ノートパソコンその他の電化製品用バッテリーとして広く用いられている。
【０００４】
さらに、高内部抵抗を持つバッテリーは、パルス充電法で充電される。
【０００５】
パルス充電は、クロックパルスに応じてバッテリーを充電する方法であり、バッテリーは通常、レベルの設定されたリップル電圧がデューティセット電圧よりも大きく、バッテリーの電圧がバッテリーバッファ電圧よりも低いときに充電される。
【０００６】
このような従来のパルス充電法においては、デューティセット電圧は、リップル電圧の最高値が５Ｖの場合に５０％デューティサイクルでバッテリーを充電するために、通常約３．５３Ｖに設定される。上記操作によってバッテリーに充電される電流の状態は、以下に開示される。
【０００７】
すなわち、パルスは、バッテリーの内部抵抗を補償し、バッテリーバッファ電圧に近い電圧でバッテリーを充電するためにスキップされ、その間にバッテリーは定電圧で充電され、それによりバッテリーに充電された電流が徐々に減少する。
【０００８】
しかし、従来のパルス充電法は、電流がバッファ時間まで常に５０％デューティサイクルでバッテリーに充電されるため、バッテリーに充電された電圧がバッファ電圧に到達するまでに長時間かかってしまう点で、不利である。
【０００９】
したがって、ＯＮ間隔のデューティサイクルを変えることによってバッテリー充電時間を短縮するために、韓国特許出願番号１９９８−００４２７０１（１９９８年１０月１３日）に開示されたパルス充電法を用いたバッテリー充電回路が提案されており、ここでパルス充電は、バッテリー電圧にしたがって、充電電圧がバッテリーバッファ電圧に到達できるようにするために行われる。
【００１０】
バッテリー充電回路は、充電ユニット、切り替えユニット、全波整流ユニット、切り替え駆動ユニット、切り替え駆動制御ユニットを含む。
【００１１】
充電ユニットは入力電流を充電し、切り替えユニットは切り替え操作を行うことで充電ユニット中に充電される電流の量を制御する。全波整流ユニットは、入力電圧を全波整流することでリップル電圧を出力する。切り替え駆動ユニットは、バッテリーの電圧をバッテリーバッファ電圧と比較し、その間に全波整流ユニットの出力を比較電圧と比較し、それにより二つの比較結果値に応じて切り替え駆動ユニットの出力シグナルを変える。
【００１２】
切り替え駆動制御ユニットは、レベルシフトしたバッテリー電圧が比較電圧となって、この比較電圧を切り替え駆動ユニットに出力できるように、バッテリーの電圧をレベルシフトする。
【００１３】
すなわち、切り替え駆動制御ユニットは、初期に充電ユニットに流れ込む電流が、充電ユニットの電圧がバッファ電圧になるまでに、その最大値から徐々に直線的に減少できるようにし、それにより充電ユニットのレベルシフトした電圧が切り替えユニットのデューティセット比較電圧となることができるように充電ユニットの電圧を入力し、レベルシフトする。その結果、切り替え駆動制御ユニットは、充電ユニットの電圧がバッテリーバッファ電圧となるまでバッテリーの充電電流を最大値から徐々に減少させると同時に、短期間内にバッテリーの充電を完了する。
【００１４】
パルス充電法を用いた従来のバッテリー充電回路は、充電電圧がバッテリーに加えられる場合にパルス状態の電圧が加えられるために、充電速度を改善することができるが、繰り返される充電と放電操作の間にバッテリーの電極板上で酸化され、電極板に付着した不純物を除去できないため、不純物がバッテリーの内部抵抗を増加させてバッテリー効率が大きく落ち、その結果バッテリーが老朽化してバッテリーの寿命が短くなる点で不利である。
【発明の開示】
【００１５】
したがって、本発明は、従来技術において起こる上述の問題に留意しており、本発明の目的は、電極板上で酸化され、電極板に付着した不純物を除去してバッテリーの老朽化を防ぐために、バッテリーを充電するために供給された直流電圧を倍増サージパルス電圧に変換し、バッテリーの充電の実行中に、倍増サージパルス電圧をバッテリーの電極板に供給し、それによりバッテリーを初期状態に回復させ、結果としてバッテリーの長期間の使用が可能となるバッテリーの充電を安定化するための回路を提供することである。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明はバッテリーの充電を安定化するための回路を提供し、ここで駆動電圧が、充電回路からバッテリーに供給される電源供給ラインから、逆電圧回避ダイオードおよび駆動電圧調整ダイオードを通して、制御部に供給される。
【００１７】
電源供給ラインから分割抵抗器を通して入力電圧を受ける制御部は、入力電圧を用いてバッテリーの現状の電圧と充電された電圧を認識する。
【００１８】
入力電圧をデジタル値として認識するためのアナログ／デジタル変換器を含む制御部は、入力電圧を表示するための出力シグナルを出力する。
【００１９】
制御部からの出力シグナルを受ける集積回路（ＩＣ）を変換する２進化１０進数コードは、電圧表示ユニットに、数値としてバッテリーの現状の電圧と充電された電圧を表示する。
【００２０】
駆動電圧と入力電圧により充電の進行を認識する制御部は、方形波パルス電圧を出力する。
【００２１】
ゲートを通して方形波パルス電圧を受ける電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、その電極部分に接続された最大振幅発生ユニットのチョークコイル、抵抗器およびダイオードを通した方形波パルス電圧の電圧倍増により得られるサージパルス電圧が、電源供給ラインを通してバッテリーの電極板に加えられるようにする。したがって、バッテリーが正常か異常かの判断、さらに初期時点のバッテリーの電圧の検査および表示の後、バッテリーが正常で電圧が外部から供給されている場合には、制御部は電源供給ラインに倍増サージパルス電圧を供給する。その結果、バッテリーの電極板上で酸化され、電極板に付着した不純物は、バッテリーの老朽化を防ぐために除去され、それによりバッテリーは初期状態まで回復する。
【００２２】
本発明の上記の目的およびその他の目的、特徴、その他の利点は、添付図面と併せて以下の詳細な説明でより明確に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係るバッテリーの充電を安定化するための回路の構成を示すブロック図であり、図２は本発明の構成を示す回路図である。
【００２５】
駆動電圧は、外部充電回路１からバッテリー２に供給される二つの電源供給ラインＬ１とＬ２から、逆電圧回避ダイオードＤ１と駆動電圧調整ダイオードＺＤ１を通して制御部（ＭＰＵ）３に供給される。
【００２６】
電源供給ラインＬ１とＬ２から分割抵抗器Ｒ１、Ｒ２およびＲ３を通して入力電圧を受ける制御部３は、入力電圧を用いてバッテリー２の現状の電圧と充電された電圧を認識する。
【００２７】
入力電圧をデジタル値として認識するためのアナログ／デジタル変換器４を含む制御部３は、入力電圧を表示するための出力シグナルを出力する。
【００２８】
制御部３からの出力シグナルを受ける２進化１０進数（ＢＣＤ）コード変換集積回路（ＩＣ）５は、電圧表示ユニット６の複数の表示窓６ａに、数値としてバッテリー２の現状の電圧と充電された電圧を表示する。
【００２９】
駆動電圧と入力電圧を介して充電の進行を認識する制御部３は、発振器７から受けた発振周波数によって任意に定められた方形波パルス電圧を出力する。
【００３０】
ゲートを通して方形波パルス電圧を受ける電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）は、ＦＥＴの電極部分に接続された最大振幅発生ユニット８のチョークコイルＣＨ、抵抗器Ｒ４およびダイオードＤ２を通した方形波パルス電圧の電圧倍増により得られるサージパルス電圧を、電源供給ラインＬ１とＬ２を通してバッテリー２の電極板２ａと２ｂに加える。本発明のバッテリー充電安定化回路が、発振器７から制御部３に出力された周波数を変換する可変装置を構成し、可変装置を制御する切換器９を配列することにより３Ｖ、４から４．５Ｖ、１２Ｖ、１４Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖ、４８Ｖ、７２Ｖおよび９６Ｖの電圧のバッテリーに付随的に用いられた場合、バッテリー充電安定化回路は、家電製品のバッテリーから大きな車のバッテリーまで、その使用範囲を広げることができる。
【００３１】
上記構成を持つ本発明のバッテリー充電安定化回路は、バッテリー２が車の場合での発電機等の充電回路１に接続された後、倍増サージパルス電圧を供給するためにバッテリー２に接続される電源供給ラインＬ１とＬ２と並列にバッテリー２に接続される。
【００３２】
外部充電回路１からバッテリー２に供給される電源供給ラインＬ１とＬ２から、逆電圧回避ダイオードＤ１と駆動電圧調整ダイオードＺＤ１を通して駆動電圧が供給される制御部３は、逆電圧回避ダイオードＤ１により逆流からバッテリー２の電圧を回避し、同時に駆動電圧調整ダイオードＺＤ１により定格駆動電圧が供給される。
【００３３】
さらに、電源供給ラインＬ１とＬ２から、分割抵抗器Ｒ１、Ｒ２および３Ｒを通して、バッテリー２の現状の電圧あるいは充電された電圧と比例する入力電圧を受ける制御部３は、入力電圧を用いてバッテリー２の現状の電圧と充電された電圧を認識する。
【００３４】
制御部３は、入力電圧をデジタル値として認識するためのアナログ／デジタル変換器４を含む。
【００３５】
したがって、制御部３は、初期時点でバッテリー２の電源供給ラインＬ１とＬ２に接続されると同時に、バッテリー２の電圧のみを認識することにより、バッテリー２が正常か異常かを判断する。
【００３６】
さらに、制御部３は、入力電圧によりバッテリー２が正常であると認識された後、バッテリー２が正常に充電されているか否か判断する。
【００３７】
入力電圧を認識する制御部３は、バッテリー２の現状の電圧と充電された電圧を表示するために、出力シグナルをＢＣＤコード変換ＩＣ５に出力し、その結果バッテリー２の現状の電圧と充電された電圧が、電圧表示ユニット６の複数の表示窓６ａに数値として表示され、使用者は外部からの電圧を監視できる。
【００３８】
駆動電圧と入力電圧を用いて充電の進行を認識する制御部３が、操作待機状態を維持している間に、入力電圧を用いてバッテリー２に充電された電圧を認識することにより、充電された電圧がバッテリー２の正常電圧に達したことを認識した場合、制御部３は、発振器７から受けた発振周波数により任意に定められた方形波パルス電圧を出力する。
【００３９】
方形波パルス電圧がＦＥＴのゲートに入力されることで、ＦＥＴの電極部分に接続された最大振幅発生ユニット８のチョークコイルＣＨ、抵抗器Ｒ４およびダイオードＤ２を通した方形波パルス電圧の電圧倍増により得られるサージパルス電圧が、電源供給ラインＬ１とＬ２を通してバッテリー２の電極板２ａと２ｂに加えられる。その結果、電極板２ａと２ｂ上で酸化され、付着した不純物はバッテリー２の老朽化を防ぐために除去され、それによりバッテリー２は初期状態に回復する。
【００４０】
充電された電圧が、バッテリー２が充電されている間に正常電圧に達するか否かは、使用者により使用されるバッテリー２の定格電圧が切換器９を介して設定される状態を通して認識され、それによりバッテリー充電安定化回路は、全てのバッテリーに適合して使用することができる。高い使用電圧のバッテリーの場合は、本発明のバッテリー充電安定化回路は、複数のバッテリー充電安定化回路がバッテリーに接続される構成を介して容易に使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
上述の通り、本発明はバッテリーの充電を安定化するための回路を提供し、ここで、分割抵抗器を通して入力電圧を受け、同時にバッテリーに供給される電源供給ラインを通して駆動電圧を供給される制御部は、入力電圧を用いてバッテリーの現状の電圧と充電された電圧を認識する。
【００４２】
さらに、入力電圧をデジタル値として認識する制御部は、入力電圧を表示するための出力シグナルをＢＣＤコード変換ＩＣに出力し、それによりバッテリーの現状の電圧と放電された電圧は、数値として電圧表示ユニットに表示される。
【００４３】
加えて、充電された電圧が、バッテリーが充電されている間に正常電圧に達することを認識する制御部は、方形波パルス電圧を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）に出力し、それにより最大振幅発生ユニットのチョークコイル、抵抗器およびダイオードを通した方形波パルス電圧の電圧倍増により得られるサージパルス電圧は、バッテリーの電極板に加えられる。したがって、バッテリーが正常か否かの判断、さらに初期時点のバッテリーの電圧の検査および表示の後、制御部は、バッテリーが正常でバッテリーの充電がある程度進んでいる場合には、電源供給ラインに倍増サージパルス電圧を供給する。したがって、本発明は、バッテリーの電極板上で酸化され、電極板に付着する不純物が除去されることで、バッテリーの老朽化を防ぎ、それによりバッテリーが初期状態に回復し、バッテリーの寿命が延長されることで、廃棄バッテリーによる環境汚染が回避される点で有益である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るバッテリーの充電を安定化するための回路の全体の構成を示したブロック図
【図２】本発明の構成を示した詳細な回路図
【図３ａ】本発明の要部の操作を説明するための波形図
【図３ｂ】本発明の要部の操作を説明するための波形図
【図３ｃ】本発明の要部の操作を説明するための波形図
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【国際調査報告】
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