KR101509323B1 - Second battery charging circuit using linear regulator - Google Patents

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Abstract

2차 전지 충전 방법이 개시된다. 저전류의 충전동작이 수행될 경우에는 정전압 모드가 사용되고, 고전류의 충전동작이 수행될 경우에는 스위칭 동작에 따른 정전류 모드가 사용된다. 저전류 충전동작인 정전압 모드에서는 선형 레귤레이터가 충전동작에 사용되며, 고전류 충전동작인 정전류 모드에서는 PWM 동작에 따른 스위칭의 반복 동작이 수행된다. 따라서, 충전동작시 셀에 인가되는 전압의 리플은 감소된다.A secondary battery charging method is disclosed. A constant voltage mode is used when a low current charging operation is performed and a constant current mode according to a switching operation when a high current charging operation is performed. In the constant voltage mode as the low current charging operation, the linear regulator is used for the charging operation, and in the constant current mode as the high current charging operation, the switching operation according to the PWM operation is repeated. Thus, the ripple of the voltage applied to the cell during the charging operation is reduced.

Description

선형 레귤레이터를 이용한 2차 전지 충전회로{SECOND BATTERY CHARGING CIRCUIT USING LINEAR REGULATOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery charging circuit using a linear regulator,

본 발명은 2차 전지 충전 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스위칭 방식과 선형 레귤레이터 방식을 선택적으로 이용하는 2차 전지 충전 회로와 이를 구동하는 충전 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery charging circuit, and more particularly, to a secondary battery charging circuit that selectively uses a switching system and a linear regulator system and a charging method for driving the same.

2차 전지는 양극과 음극을 가지고, 두 전극 사이에서 리튬 이온은 가역적으로 전달된다. 2차 전지는 에너지 밀도가 높고, 작동 전압이 높을 뿐 아니라 우수한 보존 및 수명 특성을 보이는 등의 많은 장점을 갖는다. The secondary battery has an anode and a cathode, and lithium ions are reversibly transferred between the two electrodes. The secondary battery has many advantages such as high energy density, high operating voltage, excellent storage and life characteristics.

2차 전지의 충전 동작은 음극에 전자를 가하는 것이며, 통상 정전압으로 제어된 DC 성분을 전극에 인가하여 인가 전압과 전지내부전압 차이에 의한 전류에 기인하여, 전자가 공급됨으로써 수행된다. 전지의 공칭단위인 셀(C로 표기됨)당 인가전압이 정해져 있으며, 통상 휴대폰용 리튬이온전지 및 리튬폴리머전지에는 1셀당(정격3.6V) 4.2V로 엄격히 제한된 정전압이 인가되어야 한다. 단위 셀당 4.5V 이상이 인가되면, 전해액이 분해되어 가스가 발생하고, 누액이 발생되며, 폭발의 위험성이 상존한다. 또한, 단위 셀당 1.5V 이하의 과방전 상태에서는 음극의 집전체가 전해액에 용해되어, 전지성능이 저하된다. 따라서, 안정한 충방전을 위한 전압범위를 설정하기 위해 2차 전지에는 보호회로가 구비되고 있다. The charging operation of the secondary battery is performed by applying electrons to the cathode and applying a DC component controlled by a constant voltage to the electrode to supply electrons due to the current due to the voltage difference between the applied voltage and the battery. The applied voltage per cell (denoted by C), which is the nominal unit of the battery, is determined, and a constant voltage that is strictly limited to 4.2 V per cell (3.6 V rated) is normally applied to a lithium ion battery and a lithium polymer battery. When 4.5 V or more per unit cell is applied, the electrolytic solution is decomposed to generate gas, leakage occurs, and there is a risk of explosion. In the overdischarge state of 1.5 V or less per unit cell, the current collector of the negative electrode is dissolved in the electrolyte solution, and battery performance is deteriorated. Therefore, in order to set the voltage range for stable charging and discharging, the secondary battery is provided with a protection circuit.

보호회로는 약 4.35V 이상에서 충전전류 정지, 2.3V이하에서는 방전전류 정지, 출력단자 단락시 방전전류 정지 기능이 있다. 충전전류는 0.1C에서 1.5C까지의 범위에서 수행되며, 550mAh의 리튬 이온 전지의 경우(1C=550mAh) 600mA 내지 700mA의 전류로 충전이 수행되며, 급속 충전을 위해 충전 전류가 증가 되면, 온도 상승에 의해 충방전 사이클(통상300회)에 영향을 주어 전지 수명에 감소 되는 문제가 발생한다. 충전회로는 2차 전지의 수명 및 성능에 악영향을 미치지 않는 범위에서 최대한 빠른 시간에 안정적인 충방전 동작을 위해 구성되어야 한다. The protection circuit has a charge current stop at about 4.35V or higher, a discharge current stop at 2.3V or lower, and a discharge current stop at the output terminal short. Charging current is performed in the range of 0.1C to 1.5C, charging is performed with a current of 600mA to 700mA in case of a lithium ion battery of 550mAh (1C = 550mAh), and when charging current is increased for rapid charging, The charge and discharge cycle (usually 300 cycles) is affected by the charge and discharge cycles, thereby reducing the life of the battery. The charging circuit must be configured for stable charging / discharging operation as soon as possible within a range that does not adversely affect the life and performance of the secondary battery.

또한, 2차 전지의 충전 개시 시점에서 정전류 방식이 사용되고, 충전 전류는 일정 크기로 인가된다. 또한, 단자 전압이 특정 레벨까지 상승하면, 정전압 회로가 구동되어 2차 전지의 전극들에는 일정한 전압이 인가된다. 충전 동작이 진행되어 전극들 사이의 전압 레벨이 정전압 회로가 인가되는 전압의 레벨을 상회하면, 2차 전지는 과충전이 되고, 결함이 야기되거나, 수명 및 안정성이 손상된다.Further, the constant current method is used at the start of charging of the secondary battery, and the charging current is applied at a constant magnitude. Further, when the terminal voltage rises to a certain level, the constant voltage circuit is driven and a constant voltage is applied to the electrodes of the secondary battery. When the charging operation proceeds and the voltage level between the electrodes exceeds the level of the voltage applied by the constant voltage circuit, the secondary battery becomes overcharged, causing defects, or deteriorating the life and stability.

2차 전지의 충전 동작이 수행되기 위해서는 충전 회로, 레귤레이터 및 스위치가 구비된다. 충전 회로는 외부로부터 전원을 인가받아 셀을 충전하고, 레귤레이터는 외부로부터 인가되는 전원전압을 일정한 DC 레벨로 형성하거나 충전 회로의 출력전압을 특정의 전압 레벨로 셋팅한다. 스위치는 정전류 방식 또는 정전압 방식을 선택하기 위해 사용된다.In order for the charging operation of the secondary battery to be performed, a charging circuit, a regulator, and a switch are provided. The charging circuit charges the cell by receiving power from the outside, and the regulator sets the power supply voltage applied from the outside at a constant DC level or sets the output voltage of the charging circuit to a specific voltage level. The switch is used to select the constant current method or the constant voltage method.

특히 상기 2차 전지의 충전 회로는 정전압 방식인 저전류 구동시, 펄스 주파수 변조(Pulse-Frequency Modulation) 제어 방식이 주로 사용된다. 상기 방식은 스위칭의 Turn-on 구간동안 큰 전류를 인덕터를 통해 공급하고, Turn-off 되는 동작이 반복되면서 충전이 된다. 상기 저전류 구성시, 전류 리플이 크게 발생되며, 출력 전압 또한 리플이 나타난다. 대부분 2차 전지의 출력 전압에서 나타나는 리플 성분은 전지의 수명과 크게 연관되어 있다. 따라서 2차 전지는 충전 과정에서 리플없이 정확하게 충전이 되어야 전지의 수명을 연장할 수 있다. 또한 PFM 제어 방식은 PFM발생기 및 역전류감지부 등이 필요하여 구조적으로 구현하기 복잡한 문제점을 갖고 있다.
이외에도 대한민국 등록특허 제176781호는 휴대폰 배터리 충전 제어회로를 개시한다. 상기 특허는 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 방식을 개시하는 바, 전력의 공급은 스위칭 레귤레이터에 의해 수행되고 있으며, 기준전압 이상의 전압이 감지되면, 충전 동작을 중지시키고, 기준전압 이하이면 방전부를 구동하여 배터리를 완전히 방전시킨 다음 다시 재충전을 시도하는 구성이다. 이는 충전의 개시 시점에서 출력전압을 체크하여 충전동작을 차단하고, 완전 방전을 1차적으로 수행한다. 이를 통해 배터리 수명이 연장된다. 다만, 상기 특허는 배터리의 충전시, 전류 또는 전압 리플 등을 최소화하고 보다 간단한 구성을 통해 효율적인 충전동작을 수행할 수 있는 충전 회로에 대해서는 침묵하고 있다.Particularly, in the charging circuit of the secondary battery, a pulse-frequency modulation (PWM) control method is mainly used when the low-current driving is a constant voltage type. In this method, a large current is supplied through the inductor during the turn-on period of switching, and the operation is repeated while the turn-off operation is repeated. In the low current configuration, current ripple is largely generated, and the output voltage is also ripple. Most of the ripple component in the output voltage of the secondary battery is strongly related to the lifetime of the battery. Therefore, the rechargeable battery needs to be charged accurately without re-filling in the charging process to prolong the life of the battery. In addition, the PFM control method requires a PFM generator and a reverse current sensing unit, and thus has a complicated structure to be structurally implemented.
Korean Patent No. 176781 discloses a mobile phone battery charging control circuit. The above-mentioned patent discloses a method of controlling charging and discharging of a battery. The supply of power is performed by a switching regulator. When a voltage higher than a reference voltage is sensed, the charging operation is stopped. So that the battery is fully discharged and then recharged again. This checks the output voltage at the start of charging to interrupt the charging operation and performs the full discharge primarily. This extends battery life. However, the above patent is silent for a charging circuit which minimizes current or voltage ripple during charging of the battery and can perform an efficient charging operation through a simpler configuration.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 선형 레귤레이터를 포함하여 구조적으로 간단하고, 저전류로 충전시 전류 및 전압 리플이 최소화된 충전 회로를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a charging circuit that includes a linear regulator and is structurally simple and minimizes current and voltage ripple during charging with a low current.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 정전압 모드로 동작하기 위한 선형 레귤레이터부; 정전류 모드로 동작하기 위한 PWM 동작부; 및 상기 선형 레귤레이터부 및 상기 PWM 동작부의 출력신호를 선택적으로 수신하여 상기 정전압 모드 또는 상기 정전류 모드로 충전 동작을 수행하기 위한 모드 선택부를 포함하는 2차 전지 충전회로를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plasma display apparatus comprising: a linear regulator for operating in a constant voltage mode; A PWM operation unit for operating in a constant current mode; And a mode selection unit for selectively receiving the output signals of the linear regulator unit and the PWM operation unit and performing a charging operation in the constant voltage mode or the constant current mode.

본 발명의 상기 과제는, 충전 동작의 시점에서 낮은 전류가 공급되는 정전압 모드로 동작하기 위한 선형 레귤레이터부; 상기 정전압 모드에 따른 셀의 단자전압의 상승에 따라 PWM 제어를 통한 정전류 모드로 동작하기 위한 PWM 동작부; 상기 선형 레귤레이터부 및 상기 PWM 동작부의 출력신호를 선택적으로 수신하여 상기 정전압 모드 또는 상기 정전류 모드로 충전 동작을 수행하기 위한 모드 선택부; 및 상기 모드 선택부의 출력을 감지하고 상기 PWM 동작부의 동작을 제어하기 위한 센싱부를 포함하는 2차 전지 충전회로의 제공을 통해서도 달성된다.The above object of the present invention is achieved by a charging device comprising: a linear regulator for operating in a constant voltage mode in which a low current is supplied at the time of charging operation; A PWM operation unit for operating in a constant current mode through PWM control in accordance with the rise of the terminal voltage of the cell according to the constant voltage mode; A mode selection unit for selectively receiving the output signals of the linear regulator unit and the PWM operation unit and performing a charging operation in the constant voltage mode or the constant current mode; And a sensing unit for sensing the output of the mode selection unit and controlling an operation of the PWM operation unit.

본 발명에 따르면, 2차 전지 충전 회로의 저전류 충전 방식은 선형 레귤레이터를 이용한 정전압 모드로 한다. 상기 선형 레귤레이터의 이용은 종래의 PFM 제어 방식보다 구조가 간단해지고, 저전류 충전 방식에서 출력전압의 리플을 줄일 수 있어 시스템의 안정 및 전지의 수명을 연장시킬 수 있다.According to the present invention, the low-current charging method of the secondary battery charging circuit is a constant voltage mode using a linear regulator. The use of the linear regulator simplifies the structure of the conventional PFM control method and can reduce the ripple of the output voltage in the low-current charging method, thereby extending the system stability and the life of the battery.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차 전지 충전회로의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 2차 전지 충전회로의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 2차 전지 충전회로의 회로도이다.
도 4는 센싱부의 전압 감지부의 일예를 도시한 회로도이다.
도 5는 기존의 PFM방식과 본 발명의 선형 레귤레이터를 이용한 방식의 충전 전류 및 전압의 파형을 비교하여 도시한 이미지이다.1 is a circuit diagram of a secondary battery charging circuit according to a first embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of a secondary battery charging circuit according to a second embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram of a secondary battery charging circuit according to a third embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram showing an example of the voltage sensing unit of the sensing unit.
5 is an image showing a comparison between the waveform of the charging current and the voltage of the conventional PFM method and the method using the linear regulator of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

<제1 실시예>&Lt; Embodiment 1 >

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차 전지 충전회로의 회로도이다. 1 is a circuit diagram of a secondary battery charging circuit according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 충전 회로는 선형 레귤레이터부(100), PWM 동작부(200), 제1 모드 선택부(300) 및 센싱부(400)를 가진다.Referring to FIG. 1, the charging circuit of this embodiment includes a linear regulator 100, a PWM operation unit 200, a first mode selection unit 300, and a sensing unit 400.

선형 레귤레이터부(100)는 입력되는 충전전압 VCHG를 수신하고, 충전전압 VCHG에 대한 선형 레귤레이션 동작을 수행한다. 선형 레귤레이션된 전압은 제1 모드 선택부(300)로 인가된다. 상기 선형 레귤레이터부(100)는 전류원(102), 에러 엠프(101), 파워 트랜지스터 QP 및 궤환부(103)를 가진다.The linear regulator section 100 receives the input charging voltage V CHG and performs a linear regulation operation on the charging voltage V CHG . The linearly regulated voltage is applied to the first mode selection unit 300. The linear regulator unit 100 has a current source 102, an error amplifier 101, a power transistor QP, and a feedback unit 103.

PWM 동작부(200)는 상기 선형 레귤레이터의 궤환부(103)에 의해 감지된 전압을 수신하고, 기 설정된 기준 레벨 이상의 전압이 인가되는 경우, 활성화된다. 상기 PWM 동작부(200)의 출력신호는 제1 모드 선택부(300)로 인가된다.The PWM operation unit 200 receives the voltage sensed by the feedback unit 103 of the linear regulator and is activated when a voltage equal to or higher than a predetermined reference level is applied. The output signal of the PWM operation unit 200 is applied to the first mode selection unit 300.

제1 모드 선택부(300)는 상기 선형 레귤레이터부(100)의 출력신호 및 상기 PWM 동작부(200)의 출력신호를 수신한다. 신호들의 수신에 의해 트랜지스터들 QNM 및 QNS는 상보적으로 동작된다. 상기 제1 모드 선택부(300)의 출력신호는 센싱부(400)로 인가된다.The first mode selection unit 300 receives the output signal of the linear regulator unit 100 and the output signal of the PWM operation unit 200. By receiving signals, transistors QNM and QNS operate complementarily. The output signal of the first mode selection unit 300 is applied to the sensing unit 400.

센싱부(400)는 센싱 저항 Rs 및 전압 감지부(401)를 가진다. 센싱 저항 Rs를 흐르는 전류는 전압차 Vs로 나타나며, 센싱 저항 Rs의 양단에 나타난 전압차 Vs는 전압 감지부(401)에 의해 감지된다. 실시의 형태에 따라서, 상기 센싱부(400)에 의해 감지된 전압차 Vs는 특정 형태의 전압 레벨로 출력되고, 출력된 전압 레벨은 상기 PWM 동작부(200)의 활성화 동작에 사용될 수 있다.The sensing unit 400 has a sensing resistor Rs and a voltage sensing unit 401. The current flowing through the sensing resistor Rs is represented by a voltage difference Vs, and the voltage difference Vs at both ends of the sensing resistor Rs is sensed by the voltage sensing unit 401. The voltage difference Vs sensed by the sensing unit 400 may be output at a specific voltage level and the output voltage level may be used for the activation operation of the PWM operation unit 200. [

따라서, 상기 PWM 동작부(200)에는 궤환부(103)에서 감지된 감지 전압 또는 센싱부(400)의 출력이 인가될 수 있다.Therefore, the PWM operation unit 200 may be supplied with the sensing voltage sensed by the feedback unit 103 or the output of the sensing unit 400. [

먼저, 2차 전지 C에 대한 충전 동작이 개시되는 경우, 충전 회로는 정전압 모드에서 동작한다. 즉, 2차 전지 C의 단자 전압은 매우 낮은 상태를 유지한다. 선형 레귤레이터의 궤환부(103)는 2개의 저항들 R1 및 R2를 가지고, 2차 전지 C에 인가되는 전압을 저항의 분배비에 따라 감지한다. 감지된 전압인 궤환 전압은 에러 엠프(101)에 인가된다. 이는 선형 레귤레이터부(100)의 궤환부(103)의 궤환 전압이 낮으며, 에러 엠프(101)의 양의 입력단자에 인가되는 기준전압 VREF 미만이 된다. First, when the charging operation for the secondary battery C is started, the charging circuit operates in the constant voltage mode. That is, the terminal voltage of the secondary battery C is maintained at a very low level. The feedback section 103 of the linear regulator has two resistors R 1 and R 2 , and senses the voltage applied to the secondary battery C according to the distribution ratio of the resistance. The feedback voltage, which is the sensed voltage, is applied to the error amplifier 101. This is because the feedback voltage of the feedback section 103 of the linear regulator section 100 is low and becomes lower than the reference voltage V REF applied to the positive input terminal of the error amplifier 101.

따라서, 에러 엠프(101)는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 파워 트랜지스터 QP는 오프된다. 따라서, 선형 레귤레이터는 충전전압 VCHG를 제1 모드 선택부(300)의 트랜지스터 QNS의 게이트 단자에 인가한다. 트랜지스터 QNS의 게이트 단자에 인가되는 충전전압에 의해 트랜지스터 QNS는 턴온된다. 따라서, 일정한 레벨을 가지는 입력전압 VIN은 턴온된 트랜지스터 QNS에 의해 센싱부(400)로 인가된다. 센싱부(400)에 인가된 입력전압 VIN은 2차 전지 C에 인가되고, 2차 전지 C에서는 정전압 모드의 충전동작이 수행된다.Therefore, the error amplifier 101 outputs a high-level signal, and the power transistor QP is turned off. Therefore, the linear regulator applies the charging voltage V CHG to the gate terminal of the transistor QNS of the first mode selection unit 300. [ The transistor QNS is turned on by the charging voltage applied to the gate terminal of the transistor QNS. Therefore, the input voltage V IN having a constant level is applied to the sensing unit 400 by the turned-on transistor QNS. The input voltage V IN applied to the sensing unit 400 is applied to the secondary battery C, and the charging operation of the constant voltage mode is performed in the secondary battery C.

또한, 낮은 레벨의 궤환부(103)의 궤환 전압으로 인해 PWM 동작부(200)는 동작을 중지하거나 비활성화된다. 따라서, 정전압 모드에서는 트랜지스터 QNM은 오프 상태를 유지한다. 또한, 충전 동작의 초기에 2차 전지 C에 충전되는 전류량은 작은 값을 가지므로 센싱부(400)에서 감지되는 센싱 저항 Rs의 전압차 Vs는 낮은 값을 유지한다. 만일, PWM 동작부(200)의 동작을 결정하는 요소가 센싱부(400)의 출력신호인 경우에도 낮은 레벨의 센싱 저항 Rs의 전압차 Vs로 인해 PWM 동작부(200)는 비활성화된다.Also, due to the feedback voltage of the low-level feedback unit 103, the PWM operation unit 200 stops operating or is inactivated. Thus, in the constant voltage mode, the transistor QNM remains off. Also, since the amount of current charged in the secondary battery C is small at the beginning of the charging operation, the voltage difference Vs of the sensing resistor Rs sensed by the sensing unit 400 maintains a low value. If the element for determining the operation of the PWM operation unit 200 is the output signal of the sensing unit 400, the PWM operation unit 200 is inactivated due to the voltage difference Vs of the sensing resistor Rs at a low level.

정전압 모드에서의 충전동작이 진행됨에 따라 2차 전지 C로 흐르는 전류량은 증가한다. 또한, 2차 전지 C의 전극에서 나타나는 전압도 증가한다. 따라서, 선형 레귤레이터부(100)의 궤환부(103)에서 감지된 궤환 전압도 증가한다. 특히, 궤환부(103)에 의해 감지된 궤환 전압이 기준전압 VREF 이상인 경우, 에러 엠프(101)는 로우 레벨을 출력하고, 파워 트랜지스터 QP는 턴온된다. 따라서, 선형 레귤레이터는 로우 레벨의 신호를 제1 모드 선택부(300)의 트랜지스터 QNS의 게이트 단자에 인가하고, 트랜지스터 QNS는 턴오프된다.As the charging operation in the constant voltage mode proceeds, the amount of current flowing to the secondary battery C increases. In addition, the voltage appearing at the electrode of the secondary battery C also increases. Therefore, the feedback voltage sensed by the feedback section 103 of the linear regulator section 100 also increases. In particular, when the feedback voltage sensed by the feedback unit 103 is equal to or higher than the reference voltage V REF , the error amplifier 101 outputs a low level and the power transistor QP is turned on. Therefore, the linear regulator applies a low level signal to the gate terminal of the transistor QNS of the first mode selection unit 300, and the transistor QNS is turned off.

동시에, 궤환부(103)에서 감지된 궤환 전압은 PWM 동작부(200)를 활성화시킨다. 상기 PWM 동작부(200)에는 특정의 기준 레벨이 기 설정된 상태이며, 설정된 기준 레벨을 상회하는 전압이 궤환부(103)에서 발생되면 활성화되어 PWM 신호를 형성한다. 따라서, 제1 모드 선택부(300)의 트랜지스터 QNM은 온/오프 동작을 반복한다. 따라서, 정전류 모드의 구동이 개시된다. At the same time, the feedback voltage sensed by the feedback unit 103 activates the PWM operation unit 200. When a predetermined reference level is preset in the PWM operation unit 200 and a voltage exceeding a set reference level is generated in the feedback unit 103, the PWM operation unit 200 is activated to form a PWM signal. Therefore, the transistor QNM of the first mode selection unit 300 repeats the ON / OFF operation. Thus, driving in the constant current mode is started.

정전류 모드에서의 충전동작이 진행됨에 따라 상기 트랜지스터 QNM의 주기적 신호가 인덕터 L에 유도기전력을 발생시키고, 센싱 저항 Rs에 높은 레벨의 전류가 인가된다. 따라서, 센싱 저항 Rs의 전압차 Vs는 높은 값을 유지하며, 상기 높은 레벨의 전류로 인해 2차 전지 C는 충전이 된다. 동시에, 2차 전지 C의 전압은 상승한다.As the charging operation in the constant current mode proceeds, the periodic signal of the transistor QNM generates an induced electromotive force in the inductor L, and a high level current is applied to the sensing resistor Rs. Therefore, the voltage difference Vs of the sensing resistor Rs maintains a high value, and the secondary battery C is charged due to the high-level current. At the same time, the voltage of the secondary battery C rises.

2차 전지 C에 대한 충전 동작이 진행되어 특정 레벨 이상의 전압이 2차 전지 C의 전극에 나타나는 경우, 정전류 모드의 충전은 종료되고, 다시 정전압 모드의 충전동작이 수행된다. When the charging operation for the secondary battery C proceeds and a voltage of a certain level or higher appears on the electrode of the secondary battery C, the charging in the constant current mode is ended and the charging operation in the constant voltage mode is performed again.

즉, 2차 전지 C의 단자 전압은 매우 높은 값으로 유지되면서, 2차 전지 C에 공급되는 전류는 감소한다. 따라서, 선형 레귤레이터부(100)의 궤환부(103)의 궤환 전압은 낮아지며, 에러 엠프(101)의 양의 입력단자에 인가되는 기준전압 VREF 미만이 된다. 따라서, 에러 엠프(101)는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 파워 트랜지스터 QP는 오프된다. 따라서, 선형 레귤레이터는 충전전압 VCHG를 제1 모드 선택부(300)의 트랜지스터 QNS의 게이트 단자에 인가한다. 트랜지스터 QNS의 게이트 단자에 인가되는 충전전압에 의해 트랜지스터 QNS는 턴온된다. 따라서, 일정한 레벨을 가지는 입력전압 VIN은 턴온된 트랜지스터 QNS에 의해 센싱부(400)로 인가된다. 센싱부(400)에 인가된 입력전압 VIN은 2차 전지 C에 인가되고, 2차 전지 C에서는 정전압 모드의 충전동작이 수행된다.That is, while the terminal voltage of the secondary battery C is maintained at a very high value, the current supplied to the secondary battery C decreases. The feedback voltage of the feedback section 103 of the linear regulator section 100 is lowered and becomes lower than the reference voltage V REF applied to the positive input terminal of the error amplifier 101. [ Therefore, the error amplifier 101 outputs a high-level signal, and the power transistor QP is turned off. Therefore, the linear regulator applies the charging voltage V CHG to the gate terminal of the transistor QNS of the first mode selection unit 300. [ The transistor QNS is turned on by the charging voltage applied to the gate terminal of the transistor QNS. Therefore, the input voltage V IN having a constant level is applied to the sensing unit 400 by the turned-on transistor QNS. The input voltage V IN applied to the sensing unit 400 is applied to the secondary battery C, and the charging operation of the constant voltage mode is performed in the secondary battery C.

또한, 낮은 레벨의 궤환부(103)의 감지 전압으로 인해 PWM 동작부(200)는 다시 동작을 중지하거나 비활성화된다. 따라서, 정전압 모드에서는 트랜지스터 QNM은 오프 상태를 유지한다. Also, the PWM operation unit 200 is stopped or deactivated again due to the detection voltage of the low level feedback unit 103. Thus, in the constant voltage mode, the transistor QNM remains off.

<제2 실시예>&Lt; Embodiment 2 >

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 2차 전지 충전회로의 회로도이다. 2 is a circuit diagram of a secondary battery charging circuit according to a second embodiment of the present invention.

도 2을 참조하면, 본 실시예의 충전 회로는 선형 레귤레이터부(100), PWM 동작부(200), 제2 모드 선택부(310) 및 센싱부(400)를 가진다.Referring to FIG. 2, the charging circuit of the present embodiment includes a linear regulator unit 100, a PWM operation unit 200, a second mode selection unit 310, and a sensing unit 400.

선형 레귤레이터부(100)는 상기 도 1과 동일한 구성을 가진다. 따라서, 상기 선형 레귤레이터부(100)는 전류원(102), 에러 엠프(101), 파워 트랜지스터 QP 및 궤환부(103)를 가진다.The linear regulator unit 100 has the same configuration as that of FIG. Therefore, the linear regulator unit 100 has the current source 102, the error amplifier 101, the power transistor QP, and the feedback unit 103.

PWM 동작부(200)는 상기 선형 레귤레이터의 궤환부(103)에 의해 감지된 궤환 전압을 수신하고, 기 설정된 기준 레벨 이상의 전압이 인가되는 경우, 활성화된다. 상기 PWM 동작부(200)의 출력신호는 제2 모드 선택부(310)로 인가된다.The PWM operation unit 200 receives the feedback voltage sensed by the feedback unit 103 of the linear regulator and is activated when a voltage higher than a predetermined reference level is applied. The output signal of the PWM operation unit 200 is applied to the second mode selection unit 310.

제2 모드 선택부(310)는 상기 선형 레귤레이터부(100)의 출력신호 및 상기 PWM 동작부(200)의 출력신호를 수신한다. 제1 스위치(301)는 선형 레귤레이터의 출력 또는 PWM 동작부(200)의 출력을 선택할 수 있다. 또한, 제2 스위치(302)는 온/오프 동작을 통해 인턱터 L 및 감지저항 Rs를 바이패스 할 수 있다. 상기 제2 모드 선택부(310)의 출력신호는 선택적으로 센싱부(400)로 인가된다.The second mode selection unit 310 receives the output signal of the linear regulator unit 100 and the output signal of the PWM operation unit 200. The first switch 301 can select the output of the linear regulator or the output of the PWM operation unit 200. Further, the second switch 302 can bypass the inductor L and the sense resistor Rs through an on / off operation. The output signal of the second mode selection unit 310 is selectively applied to the sensing unit 400.

센싱부(400)는 센싱 저항 Rs 및 전압 감지부(401)를 가진다. 센싱 저항 Rs를 흐르는 전류는 전압차 Vs로 나타나며, 센싱 저항 Rs의 양단에 나타난 전압차 Vs는 전압 감지부(401)에 의해 감지된다. 실시의 형태에 따라서, 상기 센싱부(400)에 의해 감지된 전압차 Vs는 특정 형태의 전압 레벨로 출력되고, 출력된 전압 레벨은 상기 PWM 동작부(200)의 활성화 동작에 사용될 수 있다.The sensing unit 400 has a sensing resistor Rs and a voltage sensing unit 401. The current flowing through the sensing resistor Rs is represented by a voltage difference Vs, and the voltage difference Vs at both ends of the sensing resistor Rs is sensed by the voltage sensing unit 401. The voltage difference Vs sensed by the sensing unit 400 may be output at a specific voltage level and the output voltage level may be used for the activation operation of the PWM operation unit 200. [

따라서, 상기 PWM 동작부(200)에는 궤환부(103)에서 감지된 궤환 전압 또는 센싱부(400)의 출력이 인가될 수 있다.Therefore, the feedback voltage sensed by the feedback unit 103 or the output of the sensing unit 400 may be applied to the PWM operation unit 200.

먼저, 2차 전지 C에 대한 충전 동작이 개시되는 경우, 충전 회로는 정전압 모드에서 동작한다. 정전압 모드에서는 제1 스위치(301)는 선형 레귤레이터부(100)에 연결되고, 제2 스위치(302)가 턴온된다. 또한, 2차 전지 C의 단자 전압은 매우 낮은 상태를 유지한다. 이는 선형 레귤레이터부(100)의 궤환부(103)의 궤환 전압이 낮으며, 에러 엠프(101)의 양의 입력단자에 인가되는 기준전압 VREF 미만이 된다. 따라서, 에러 엠프(101)는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 파워 트랜지스터 QP는 오프된다. 따라서, 선형 레귤레이터는 충전전압 VCHG를 제2 모드 선택부(310)의 제1 스위치(301)를 통해 트랜지스터 QNM의 게이트에 인가한다. 트랜지스터 QNM의 게이트 단자에 인가되는 특정 레벨의 충전전압에 의해 트랜지스터 QNM는 턴온되고, 일정한 레벨을 가지는 입력전압 VIN은 턴온된 트랜지스터 QNM에 의해 인덕터 L와 센싱부(400)를 통과하지 않고, 제2 스위치(302)로 인가된다. 제2 스위치(302)에 인가된 입력전압 VIN은 2차 전지 C에 인가되고, 2차 전지 C에서는 정전압 모드의 충전동작이 수행된다.First, when the charging operation for the secondary battery C is started, the charging circuit operates in the constant voltage mode. In the constant voltage mode, the first switch 301 is connected to the linear regulator part 100, and the second switch 302 is turned on. Further, the terminal voltage of the secondary battery C is maintained at a very low level. This is because the feedback voltage of the feedback section 103 of the linear regulator section 100 is low and becomes lower than the reference voltage V REF applied to the positive input terminal of the error amplifier 101. Therefore, the error amplifier 101 outputs a high-level signal, and the power transistor QP is turned off. Therefore, the linear regulator applies the charging voltage V CHG to the gate of the transistor QNM through the first switch 301 of the second mode selection unit 310. [ The transistor QNM is turned on by the charging voltage of a specific level applied to the gate terminal of the transistor QNM and the input voltage V IN having a constant level is not passed through the inductor L and the sensing part 400 by the turned- 2 switch. The input voltage V IN applied to the second switch 302 is applied to the secondary battery C and the charging operation of the constant voltage mode is performed in the secondary battery C. [

또한, 낮은 레벨의 궤환부(103)의 궤환 전압으로 인해 PWM 동작부(200)는 동작을 중지하거나 비활성화된다.Also, due to the feedback voltage of the low-level feedback unit 103, the PWM operation unit 200 stops operating or is inactivated.

정전압 모드에서의 충전동작이 진행됨에 따라 2차 전지 C로 흐르는 전류량은 증가한다. 또한, 2차 전지 C의 전극에서 나타나는 전압도 증가한다. 따라서, 선형 레귤레이터부(100)의 궤환부(103)에서 감지된 궤환 전압도 증가한다. 특히, 궤환부(103)에 의해 감지된 궤환 전압이 기준전압 VREF 이상인 경우, 에러 엠프(101)는 로우 레벨을 출력하고, 파워 트랜지스터 QP는 턴온되며, 제1 스위치(301)는 제2 모드 선택부(310)와 PWM 신호발생기 사이의 전기적 연결을 달성한다.As the charging operation in the constant voltage mode proceeds, the amount of current flowing to the secondary battery C increases. In addition, the voltage appearing at the electrode of the secondary battery C also increases. Therefore, the feedback voltage sensed by the feedback section 103 of the linear regulator section 100 also increases. In particular, when the feedback voltage sensed by the feedback section 103 is equal to or higher than the reference voltage V REF , the error amplifier 101 outputs a low level, the power transistor QP is turned on, Thereby achieving an electrical connection between the selection unit 310 and the PWM signal generator.

동시에, 궤환부(103)에서 감지된 궤환 전압은 PWM 동작부(200)를 활성화시킨다. 상기 PWM 동작부(200)에는 특정의 기준 레벨이 기 설정된 상태이며, 설정된 기준 레벨을 상회하는 전압이 궤환부(103)에서 발생되면 활성화되어 PWM 신호를 형성한다. 따라서, 제2 모드 선택부(310)의 트랜지스터 QNM은 온/오프 동작을 반복한다. 따라서, 정전류 모드의 구동이 개시되고, 제2 스위치(302)는 개방된다. At the same time, the feedback voltage sensed by the feedback unit 103 activates the PWM operation unit 200. When a predetermined reference level is preset in the PWM operation unit 200 and a voltage exceeding a set reference level is generated in the feedback unit 103, the PWM operation unit 200 is activated to form a PWM signal. Therefore, the transistor QNM of the second mode selection unit 310 repeats the on / off operation. Thus, driving in the constant current mode is started, and the second switch 302 is opened.

정전류 모드에서의 충전동작이 진행됨에 따라 상기 트랜지스터 QNM의 주기적 신호가 인덕터 L에 유도기전력을 발생시키고, 센싱 저항 Rs에 높은 레벨의 전류가 인가된다. 따라서, 센싱 저항 Rs의 전압차 Vs는 높은 값을 유지하며, 상기 높은 레벨의 전류로 인해 2차 전지 C는 충전이 된다. 동시에, 2차 전지 C의 전압은 상승한다.As the charging operation in the constant current mode proceeds, the periodic signal of the transistor QNM generates an induced electromotive force in the inductor L, and a high level current is applied to the sensing resistor Rs. Therefore, the voltage difference Vs of the sensing resistor Rs maintains a high value, and the secondary battery C is charged due to the high-level current. At the same time, the voltage of the secondary battery C rises.

2차 전지 C에 대한 충전 동작이 진행되어 특정 레벨 이상의 전압이 2차 전지 C의 전극에 나타나는 경우, 정전류 모드의 충전은 종료되고, 다시 정전압 모드의 충전동작이 수행된다. When the charging operation for the secondary battery C proceeds and a voltage of a certain level or higher appears on the electrode of the secondary battery C, the charging in the constant current mode is ended and the charging operation in the constant voltage mode is performed again.

즉, 2차 전지 C의 단자 전압은 매우 높은 값으로 유지되면서, 2차 전지 C에 공급되는 전류는 감소한다. 따라서, 선형 레귤레이터부(100)의 궤환부(103)의 궤환 전압은 낮아지며, 에러 엠프(101)의 양의 입력단자에 인가되는 기준전압 VREF 미만이 된다. 따라서, 에러 엠프(101)는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 파워 트랜지스터 QP는 오프된다. 따라서, 선형 레귤레이터는 충전전압 VCHG를 제2 모드 선택부(310)의 트랜지스터 QNM의 게이트 단자에 인가한다. That is, while the terminal voltage of the secondary battery C is maintained at a very high value, the current supplied to the secondary battery C decreases. The feedback voltage of the feedback section 103 of the linear regulator section 100 is lowered and becomes lower than the reference voltage V REF applied to the positive input terminal of the error amplifier 101. [ Therefore, the error amplifier 101 outputs a high-level signal, and the power transistor QP is turned off. Therefore, the linear regulator applies the charging voltage V CHG to the gate terminal of the transistor QNM of the second mode selection unit 310. [

트랜지스터 QNM의 게이트 단자에 인가되는 특정 레벨의 충전전압에 의해 트랜지스터 QNM는 턴온되고, 일정한 레벨을 가지는 입력전압 VIN은 턴온된 트랜지스터 QNM에 의해 인덕터 L와 센싱부(400)를 통과하지 않고, 제2 스위치(302)로 인가된다. 일정한 레벨을 가지는 입력전압 VIN에 의해 전류 또한 일정한 레벨을 가지므로, 인덕터 L에 의해 유도기전력이 발생하지 않는다. 제2 스위치(302)에 인가된 입력전압 VIN은 2차 전지 C에 인가되고, 2차 전지 C에서는 정전압 모드의 충전동작이 수행된다.The transistor QNM is turned on by the charging voltage of a specific level applied to the gate terminal of the transistor QNM and the input voltage V IN having a constant level is not passed through the inductor L and the sensing part 400 by the turned- 2 switch. The induction electromotive force is not generated by the inductor L since the current also has a constant level by the input voltage V IN having a constant level. The input voltage V IN applied to the second switch 302 is applied to the secondary battery C and the charging operation of the constant voltage mode is performed in the secondary battery C. [

또한, 낮은 레벨의 궤환부(103)의 궤환 전압으로 인해 PWM 동작부(200)는 동작을 중지하거나 비활성화된다.Also, due to the feedback voltage of the low-level feedback unit 103, the PWM operation unit 200 stops operating or is inactivated.

<제3 실시예>&Lt; Third Embodiment >

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 2차 전지 충전회로의 회로도이다. 3 is a circuit diagram of a secondary battery charging circuit according to a third embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 충전 회로는 선형 레귤레이터부(100), PWM 동작부(200), 제3 모드 선택부(320) 및 센싱부(400)를 가진다.Referring to FIG. 3, the charging circuit of the present embodiment includes a linear regulator 100, a PWM operation unit 200, a third mode selection unit 320, and a sensing unit 400.

선형 레귤레이터부(100)의 구성 및 동작은 상기 도 1 및 도 2에 설명된 바와 동일하다.The configuration and operation of the linear regulator section 100 are the same as those described in Figs. 1 and 2 above.

다만, 본 실시예에서는 제3 모드 선택부(320)의 구성이 상기 도 1 및 도 2와 상이하다. 따라서, 상이한 구성을 가지는 제3 모드 선택부(320)를 중심으로 본 실시예의 충전 회로를 설명한다.However, in this embodiment, the configuration of the third mode selection unit 320 differs from that of FIG. 1 and FIG. Therefore, the charging circuit of this embodiment will be described with the third mode selection unit 320 having a different configuration as the center.

본 실시예의 제3 모드 선택부(320)는 제3 스위치(303)를 가진다. 상기 제3 스위치(303)는 선형 레귤레이터의 출력 또는 PWM 동작부(200)의 출력을 선택할 수 있다. 따라서, 제3 모드 선택부(320)에는 선형 레귤레이터의 출력 및 PWM 동작부(200)의 출력이 선택적으로 수신될 수 있다.The third mode selection unit 320 of the present embodiment has a third switch 303. [ The third switch 303 may select the output of the linear regulator or the output of the PWM operation unit 200. Therefore, the output of the linear regulator and the output of the PWM operation unit 200 can be selectively received in the third mode selection unit 320. [

먼저, 2차 전지 C에 대한 충전 동작이 개시되는 경우, 충전 회로는 정전압 모드에서 동작한다. 정전압 모드에서는 제3 스위치(303)가 턴온된다. 또한, 2차 전지 C의 단자 전압은 매우 낮은 상태를 유지한다. 이는 선형 레귤레이터부(100)의 궤환부(103)의 궤환 전압이 낮으며, 에러 엠프(101)의 양의 입력단자에 인가되는 기준전압 VREF 미만이 된다. 따라서, 에러 엠프(101)는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 파워 트랜지스터 QP는 오프된다. 따라서, 선형 레귤레이터는 충전전압 VCHG를 제3 모드 선택부(320)의 제3 스위치(303)를 통해 트랜지스터 QNM의 게이트에 인가한다. First, when the charging operation for the secondary battery C is started, the charging circuit operates in the constant voltage mode. In the constant voltage mode, the third switch 303 is turned on. Further, the terminal voltage of the secondary battery C is maintained at a very low level. This is because the feedback voltage of the feedback section 103 of the linear regulator section 100 is low and becomes lower than the reference voltage V REF applied to the positive input terminal of the error amplifier 101. Therefore, the error amplifier 101 outputs a high-level signal, and the power transistor QP is turned off. Therefore, the linear regulator applies the charging voltage V CHG to the gate of the transistor QNM through the third switch 303 of the third mode selection unit 320. [

트랜지스터 QNM의 게이트 단자에 인가되는 특정 레벨의 충전전압에 의해 트랜지스터 QNM는 턴온되고, 일정한 레벨을 가지는 입력전압 VIN은 턴온된 트랜지스터 QNM에 의해 인덕터 L에 인가된다. 또한, 일정한 레벨을 가지는 입력전압 VIN에 의해 전류 또한 일정한 레벨을 가지므로, 인덕터 L에 의해 유도기전력이 발생하지 않는다. 센싱부(400)에 인가된 입력전압 VIN은 2차 전지 C에 인가되고, 2차 전지 C에서는 정전압 모드의 충전동작이 수행된다.The transistor QNM is turned on by the charge voltage of a certain level applied to the gate terminal of the transistor QNM and the input voltage V IN having the constant level is applied to the inductor L by the turned on transistor QNM. In addition, since the current also has a constant level by the input voltage V IN having a constant level, no induced electromotive force is generated by the inductor L. The input voltage V IN applied to the sensing unit 400 is applied to the secondary battery C, and the charging operation of the constant voltage mode is performed in the secondary battery C.

또한, 낮은 레벨의 궤환부(103)의 궤환 전압으로 인해 PWM 동작부(200)는 동작을 중지하거나 비활성화된다.Also, due to the feedback voltage of the low-level feedback unit 103, the PWM operation unit 200 stops operating or is inactivated.

정전압 모드에서의 충전동작이 진행됨에 따라 2차 전지 C로 흐르는 전류량은 증가한다. 또한, 2차 전지 C의 전극에서 나타나는 전압도 증가한다. 따라서, 선형 레귤레이터부(100)의 궤환부(103)에서 감지된 궤환 전압도 증가한다. 특히, 궤환부(103)에 의해 감지된 궤환 전압이 기준전압 VREF 이상인 경우, 에러 엠프(101)는 로우 레벨을 출력하고, 파워 트랜지스터 QP는 턴온되며, 제3 스위치(303)는 제3 모드 선택부(320)와 PWM 신호발생기 사이에서 턴온된다.As the charging operation in the constant voltage mode proceeds, the amount of current flowing to the secondary battery C increases. In addition, the voltage appearing at the electrode of the secondary battery C also increases. Therefore, the feedback voltage sensed by the feedback section 103 of the linear regulator section 100 also increases. In particular, when the feedback voltage sensed by the feedback section 103 is equal to or higher than the reference voltage V REF , the error amplifier 101 outputs a low level, the power transistor QP is turned on, And is turned on between the selection unit 320 and the PWM signal generator.

동시에, 궤환부(103)에서 감지된 궤환 전압은 PWM 동작부(200)를 활성화시킨다. 상기 PWM 동작부(200)에는 특정의 기준 레벨이 기 설정된 상태이며, 설정된 기준 레벨을 상회하는 전압이 궤환부(103)에서 발생되면 활성화되어 PWM 신호를 형성한다. 따라서, 제3 모드 선택부(320)의 트랜지스터 QNM은 온/오프 동작을 반복한다. 따라서, 정전류 모드의 구동이 개시된다. At the same time, the feedback voltage sensed by the feedback unit 103 activates the PWM operation unit 200. When a predetermined reference level is preset in the PWM operation unit 200 and a voltage exceeding a set reference level is generated in the feedback unit 103, the PWM operation unit 200 is activated to form a PWM signal. Therefore, the transistor QNM of the third mode selection unit 320 repeats the ON / OFF operation. Thus, driving in the constant current mode is started.

정전류 모드에서의 충전동작이 진행됨에 따라 상기 트랜지스터 QNM의 주기적 신호가 인덕터 L에 유도기전력을 발생시키고, 센싱 저항 Rs에 높은 레벨의 전류가 인가된다. 따라서, 센싱 저항 Rs의 전압차 Vs는 높은 값을 유지하며, 상기 높은 레벨의 전류로 인해 2차 전지 C는 충전이 된다. 동시에, 2차 전지 C의 단자 전압은 상승한다.As the charging operation in the constant current mode proceeds, the periodic signal of the transistor QNM generates an induced electromotive force in the inductor L, and a high level current is applied to the sensing resistor Rs. Therefore, the voltage difference Vs of the sensing resistor Rs maintains a high value, and the secondary battery C is charged due to the high-level current. At the same time, the terminal voltage of the secondary battery C rises.

2차 전지 C에 대한 충전 동작이 완료되는 경우, 충전 회로는 다시 정전압 모드에서 동작한다. 즉, 2차 전지 C의 단자 전압은 매우 높은 값으로 유지되면서, 2차 전지 C에 공급되는 전류는 감소한다. 따라서, 선형 레귤레이터부(100)의 궤환부(103)의 궤환 전압은 낮아지며, 에러 엠프(101)의 양의 입력단자에 인가되는 기준전압 VREF 미만이 된다. 따라서, 에러 엠프(101)는 하이 레벨의 신호를 출력하고, 파워 트랜지스터 QP는 오프된다. 따라서, 선형 레귤레이터는 충전전압 VCHG를 제3 모드 선택부(320)의 트랜지스터 QNM의 게이트 단자에 인가한다. When the charging operation for the secondary battery C is completed, the charging circuit operates again in the constant voltage mode. That is, while the terminal voltage of the secondary battery C is maintained at a very high value, the current supplied to the secondary battery C decreases. The feedback voltage of the feedback section 103 of the linear regulator section 100 is lowered and becomes lower than the reference voltage V REF applied to the positive input terminal of the error amplifier 101. [ Therefore, the error amplifier 101 outputs a high-level signal, and the power transistor QP is turned off. Therefore, the linear regulator applies the charging voltage V CHG to the gate terminal of the transistor QNM of the third mode selection unit 320. [

QNM의 게이트 단자에 인가되는 특정 레벨의 충전전압에 의해 트랜지스터 QNM는 턴온되고, 일정한 레벨을 가지는 입력전압 VIN은 턴온된 트랜지스터 QNM에 의해 인덕터 L에 인가된다. 또한, 일정한 레벨을 가지는 입력전압 VIN에 의해 전류 또한 일정한 레벨을 가지므로, 인덕터 L에 의해 유도기전력이 발생하지 않는다. 센싱부(400)에 인가된 입력전압 VIN은 2차 전지 C에 인가되고, 2차 전지 C에서는 정전압 모드의 충전동작이 수행된다.The transistor QNM is turned on by the charging voltage of a certain level applied to the gate terminal of QNM, and the input voltage V IN having a constant level is applied to the inductor L by the turned-on transistor QNM. In addition, since the current also has a constant level by the input voltage V IN having a constant level, no induced electromotive force is generated by the inductor L. The input voltage V IN applied to the sensing unit 400 is applied to the secondary battery C, and the charging operation of the constant voltage mode is performed in the secondary battery C.

또한, 낮은 레벨의 궤환부(103)의 감지 전압으로 인해 PWM 동작부(200)는 동작을 중지하거나 비활성화된다.Also, the PWM operation unit 200 stops or becomes inoperable due to the sensing voltage of the low level feedback unit 103. [

도 4는 센싱부의 전압 감지부의 일예를 도시한 회로도이다.4 is a circuit diagram showing an example of the voltage sensing unit of the sensing unit.

상기 도 4의 전압 감지부(401)는 제1 실시예 내지 제3 실시예에 개시된 전압 감지부(401)로서 동작한다.The voltage sensing unit 401 of FIG. 4 operates as the voltage sensing unit 401 disclosed in the first to third embodiments.

도 4를 참조하면, 전압 감지부(401)는 OP 엠프(402)를 이용한 감산기의 구성을 가진다.Referring to FIG. 4, the voltage sensing unit 401 has a configuration of a subtractor using the OP amp 402.

제1 입력전압 VIN1 및 제2 입력전압 VIN2는 센싱 저항 Rs의 양단의 전압을 나타낸다. 따라서, 센싱 저항 Rs 양단의 전압차 Vs는 VIN1-VIN2가 된다. 입력전압이 낮은 레벨의 값인 경우, 선형 레귤레이터의 궤환부(103)에 입력되는 신호 또한 낮은 레벨의 값을 가지므로, 충전 방식은 정전압 모드가 된다. 반면, 입력전압이 높은 레벨의 값인 경우, 선형 레귤레이터의 궤환부(103)에 입력되는 신호 또한 높은 레벨의 값을 가지므로, 충전 방식은 정전류 모드가 된다.The first input voltage V IN1 and the second input voltage V IN2 represent voltages at both ends of the sensing resistor Rs. Therefore, the voltage difference Vs across the sensing resistance Rs becomes V IN1 -V IN2 . When the input voltage is a low level value, since the signal input to the feedback unit 103 of the linear regulator also has a low level value, the charging mode becomes the constant voltage mode. On the other hand, when the input voltage is a high level value, since the signal input to the feedback section 103 of the linear regulator also has a high level value, the charging mode becomes the constant current mode.

참조전압 VREF2는 OP 엠프(402)의 양의 입력단자에 인가되는 특정 기준전압이다, 상기 입력전압이 참조전압 VREF2 미만인 경우, OP 엠프(402) 연산을 통해 센싱부(400)에서 출력되는 출력전압은 높은 레벨의 값을 가진다. 반면, 상기 입력전압이 참조전압 VREF2 이상인 경우, 출력전압은 낮은 레벨의 값을 가진다. 따라서, 전압 감지부(401)의 출력전압의 값을 통해 PWM 동작부(200) 및 스위치에 인가되는 신호 제어를 할 수 있다.The reference voltage V REF2 is a specific reference voltage applied to the positive input terminal of the OP amp 402. When the input voltage is less than the reference voltage V REF2 , the reference voltage V REF2 is outputted from the sensing unit 400 through the OP amp 402 operation The output voltage has a high level value. On the other hand, when the input voltage is equal to or higher than the reference voltage V REF2 , the output voltage has a low level value. Therefore, the signal applied to the PWM operation unit 200 and the switch can be controlled through the value of the output voltage of the voltage sensing unit 401.

따라서, 상기 전압 감지부(401)의 출력 Vout은 하기의 수학식 1로 표시될 수 있다.Therefore, the output Vout of the voltage sensing unit 401 can be expressed by the following equation (1).

Figure 112013070040559-pat00001
Figure 112013070040559-pat00001

도 5는 기존의 PFM방식과 본 발명의 선형 레귤레이터를 이용한 방식의 충전 전류 및 전압의 파형을 비교하여 도시한 이미지이다.5 is an image showing a comparison between the waveform of the charging current and the voltage of the conventional PFM method and the method using the linear regulator of the present invention.

도 5를 참조하면, PFM방식에서는 충전 전류의 레벨이 가변될 때, 출력 전압에 리플이 발생하지만, 본 발명에서는 충전 전류의 레벨이 가변되어도, 출력 전압의 리플이 대폭 감소한다. 이는 PFM 방식에서의 저전류 상태에서 고전류 상태의 전환시, 모드의 변환이 수행되지 않으므로 충전 회로에서의 급준한 전류량의 변동은 충전 전압의 리플을 야기하기 때문이다.Referring to FIG. 5, in the PFM method, ripple occurs in the output voltage when the level of the charge current is varied. In the present invention, however, the ripple of the output voltage is greatly reduced even if the level of the charge current is varied. This is because the mode change is not performed when switching from the low current state to the high current state in the PFM mode, and thus the fluctuation of the steep current amount in the charging circuit causes the charge voltage ripple.

반면, 본 발명에서는 저전류로 충전되는 상태에서는 정전압 모드로 동작하므로 전압의 리플이 원천적으로 차단될 수 있다.On the other hand, in the present invention, the voltage ripple is intrinsically blocked because it operates in the constant voltage mode in a state of being charged with a low current.

따라서, 본 발명에 따르면, 충전전류량의 변화에 기인한 충전전압의 리플이 현저히 감소된다. 또한, 선형 레귤레이터부(100)의 구동시 2차 전지 C에 충전되는 전압을 일정하게 유지하여 과충전이 되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, according to the present invention, the ripple of the charging voltage due to the variation of the charging current amount is remarkably reduced. In addition, when the linear regulator unit 100 is driven, the voltage charged in the secondary battery C can be kept constant to prevent overcharging.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

100 : 선형 레귤레이터부
101 : 에러 엠프
102 : 전류원
103 : 궤환부
200 : PWM 동작부
300 : 제1 모드 선택부
301 : 제1 스위치
302 : 제2 스위치
303 : 제3 스위치
310 : 제2 모드 선택부
320 : 제3 모드 선택부
400 : 센싱부
401 : 전압 감지부
402 : OP 엠프100: Linear regulator part
101: Error amplifier
102: current source
103:
200: PWM operation unit
300: first mode selection unit
301: first switch
302: second switch
303: Third switch
310: second mode selection unit
320: Third mode selection unit
400: sensing unit
401:
402: OP amp

Claims (14)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 정전압 모드로 동작하기 위한 선형 레귤레이터부;
정전류 모드로 동작하기 위한 PWM 동작부; 및
상기 선형 레귤레이터부 및 상기 PWM 동작부의 출력신호를 선택적으로 수신하여 상기 정전압 모드 또는 상기 정전류 모드로 충전 동작을 수행하기 위한 모드 선택부를 포함하고,
상기 모드 선택부는,
상기 정전압 모드에서는 선형 레귤레이터부의 출력을 수신하고, 상기 정전류 모드에서는 상기 PWM 동작부의 출력을 선택하기 위한 제1 스위치; 및
상기 제1 스위치를 통해 전달되는 신호에 따른 온/오프 동작을 수행하기 위한 제3 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지 충전회로.A linear regulator for operating in a constant voltage mode;
A PWM operation unit for operating in a constant current mode; And
And a mode selection unit for selectively receiving the output signals of the linear regulator unit and the PWM operation unit and performing a charging operation in the constant voltage mode or the constant current mode,
Wherein the mode selector comprises:
A first switch for receiving the output of the linear regulator unit in the constant voltage mode and selecting an output of the PWM operation unit in the constant current mode; And
And a third transistor for performing an on / off operation according to a signal transmitted through the first switch. 제7항에 있어서, 상기 제1 스위치는 상기 정전압 모드에서는 상기 선형 레귤레이터부의 출력을 상기 제3 트랜지스터에 전달하고, 상기 정전류 모드에서는 상기 PWM 동작부의 출력을 상기 제3 트랜지스터에 전달하는 것을 특징으로 하는 2차 전지 충전회로. The method as claimed in claim 7, wherein the first switch transfers the output of the linear regulator to the third transistor in the constant voltage mode and transfers the output of the PWM operation unit to the third transistor in the constant current mode Secondary battery charging circuit. 제7항에 있어서, 상기 모드 선택부는 상기 제3 트랜지스터를 통해 전달되는 입력전압을 선택적으로 수신하고, 상기 제3 트랜지스터에 연결된 인덕터를 바이패스 하기 위한 제2 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지 충전회로.The method of claim 7, wherein the mode selection unit further comprises a second switch for selectively receiving an input voltage transmitted through the third transistor and for bypassing an inductor connected to the third transistor. Car battery charging circuit. 제7항에 있어서, 상기 2차 전지 충전회로는 상기 모드 선택부에 의해 셀을 충전하는 전류를 감지하기 위한 센싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2차 전지 충전회로.The rechargeable battery charging circuit according to claim 7, wherein the secondary battery charging circuit further comprises a sensing unit for sensing a current charging the cell by the mode selection unit. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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