KR20110112589A

KR20110112589A - Battery regeneration and charging device using pulse wave

Info

Publication number: KR20110112589A
Application number: KR20100031766A
Authority: KR
Inventors: 경 영 이
Original assignee: 이인용; 경 영 이
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-10-13

Abstract

본 발명은 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치로서, 배터리의 보유전압보다 높은 전압이 상기 배터리의 제1,2전원단자사이에 인가될 경우에 이를 감지하여 구동신호를 생성하는 전압상태 감시부와; 상기 전압상태 감시부의 구동신호에 응답하여 수 kHz의 제1 설정 주파수로 발진하는 제1 듀티비의 클럭신호를 발생하는 클럭신호 발생부와; 상기 클럭신호 발생부의 클럭신호를 위상 반전하여 수 볼트 범위의 제1 스윙레벨과 제2 듀티비를 갖는 반전 클럭신호를 발생하는 클럭신호 변환부와; 상기 클럭신호 변환부의 반전 클럭신호에 응답하여 상기 제1 스윙레벨보다 수배 증폭된 제2 스윙레벨의 재생 및 충전 펄스를 상기 배터리의 제1 전원단자에 제1 설정 주파수와 같은 주파수로서 제공하는 재생 및 충전 펄스 생성부를 포함하며, 배터리 내부에 재생 및 충전 펄스파를 인가하여 배터리의 극판에 황산염(SO₄)이 고착되는 것을 방지함과 동시에 배터리를 재생 및 충전시켜 배터리의 수명을 극대화시킬 수 있다.The present invention relates to a battery regeneration and charging device using a pulse wave, comprising: a voltage state monitor configured to generate a driving signal by detecting a voltage higher than a battery's holding voltage between the first and second power terminals of the battery; ; A clock signal generator for generating a clock signal having a first duty ratio oscillating at a first set frequency of several kHz in response to a drive signal of the voltage state monitor; A clock signal converter configured to phase-invert the clock signal of the clock signal generator to generate an inverted clock signal having a first swing level and a second duty ratio in a range of several volts; Reproducing and charging pulses of the second swing level amplified several times than the first swing level in response to the inverted clock signal of the clock signal converting unit to the first power supply terminal of the battery as a frequency equal to a first set frequency; and It includes a charge pulse generation unit, by applying a regeneration and charging pulse wave inside the battery to prevent the sulfate (SO ₄ ) is fixed to the pole plate of the battery and at the same time it can maximize the life of the battery by regenerating and charging the battery.

Description

Battery regeneration and charging device using pulse wave {APPARATUS FOR RECOVERY AND CHARGE OF BATTERY USING PULSE WAVE}

본 발명은 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배터리 내부에 재생 및 충전 펄스파를 인가하여 배터리의 극판에 황산염(SO₄)이 고착되는 것을 방지함과 동시에 배터리를 재생 및 충전시켜 배터리의 수명을 극대화시킬 수 있는 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery regeneration and charging device using a pulse wave, and more particularly, by applying a regeneration and charge pulse wave inside the battery to prevent the adhesion of sulfate (SO ₄ ) to the pole plate of the battery and at the same time It relates to a battery regeneration and charging device using a pulse wave that can maximize the life of the battery by regeneration and charging.

일반적으로, 배터리는 화학적 에너지를 전기적으로 변환하는 방전과, 전기적 에너지를 화학적 에너지로 변환하는 충전사이클을 이용하여 전원을 공급하는 장치로서, 자동차, 선박 및 각종 산업용 기계에 사용되고 있다.In general, a battery is a device for supplying power using a discharge that converts chemical energy into electrical energy and a charging cycle that converts electrical energy into chemical energy, and is used in automobiles, ships, and various industrial machines.

이러한 배터리는 방전 시 황산염(SO₄)이 극판과 결합함으로써 물이 생성되어 비중이 낮아지고, 다시 충전 시에는 결합된 황산염이 전해액속으로 용융되어 비중이 높이지게 된다.In the battery, when the discharge is combined with the electrode plate by the sulfate (SO ₄ ), water is generated to lower the specific gravity, and when charged again, the combined sulfate is melted into the electrolyte to increase the specific gravity.

이때, 배터리는 방전 시에 다음과 같은 화학변화로 전기를 발생한다.At this time, the battery generates electricity by the following chemical change during discharge.

<방전시의 반응><Reaction at the time of discharge>

PbO₂ + 2H₂SO₄ + Pb((+극) + (전해액) + (-극)) → PbSO₂ + 2H₂O + PbSO₄ PbO ₂ + 2H ₂ SO ₄ + Pb ((+ pole) + (electrolyte) + (-pole)) → PbSO ₂ + 2H ₂ O + PbSO ₄

즉, 납은 황산에 녹아서 납이온(Pb+)이 되고, 납 극판은 전자 과잉이 되어, -로 대전되어 -극이 된다.In other words, lead is dissolved in sulfuric acid to become lead ions (Pb +), and the lead electrode plate becomes excess of electrons, is charged with-, and becomes -pole.

그리고, 전해액 속에 녹아나온 납이온은 황산이온과 화합하여 황산납(PbSO₄)을 만든다. 또한, 수소이온은 이산화납의 +극판에 모여서 이산화납에 산화되어 물을 생성하며, 이산화납은 수소에 의해 환원이 되어 황산납이 된다. 그리고, 방전이 진행됨에 따라 +, -의 양 극판은 점점 황산납으로 변화하며, 이에 따라 기전력도 낮아지고 전해액의 황산 비중도 낮아져서, 결국에는 전류가 흐르지 못하게 되어 방전이 멈추게 된다.The lead ions dissolved in the electrolyte are combined with sulfate ions to form lead sulfate (PbSO ₄ ). In addition, hydrogen ions are collected on the positive electrode plate of lead dioxide and oxidized to lead dioxide to generate water, and lead dioxide is reduced by hydrogen to lead sulfate. In addition, as the discharge proceeds, the positive and negative pole plates gradually change to lead sulfate, and thus the electromotive force is lowered and the specific gravity of sulfuric acid in the electrolyte is also lowered.

이러한 상태의 배터리에 +극 쪽에서 전류가 흘러 들어가도록 충전하면, 배터리는 방전 시와 정반대의 화학반응을 일으켜 기전력을 회복하면서, +극은 이산화납으로, -극은 보통의 납으로 돌아가고 묽은 황산의 비중도 높아진다.When the battery is charged in such a state that current flows from the + pole side, the battery recovers the electromotive force by causing a reverse chemical reaction during discharge, while the + pole returns to lead dioxide and the-pole returns to ordinary lead, The proportion also increases.

한편, 상기 배터리는 충전 시에 다음과 같은 화학변화로 전기를 발생한다.On the other hand, the battery generates electricity by the following chemical changes during charging.

<충전시의 반응><Reaction at the time of charge>

PbSO₄ + 2H₂O + PbSO₄ → PbO₂ + 2H₂SO₄ +PbPbSO ₄ + 2H ₂ O + PbSO ₄ → PbO ₂ + 2H ₂ SO ₄ + Pb

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 배터리(2)는 이온화 경향이 큰 음극(납: Pb)(4)과, 이온화 경향이 적은 양극(PbO₂-과산화납)(6)을 전해액(8)에 넣어 회로를 구성하면 이온화경향에 따른 화학반응에 의해 전기적인 기전력을 발생시킨다.That is, as shown in FIG. 1, the conventional battery 2 includes an anode having a high ionization tendency (lead: Pb) 4 and an anode having a low tendency of ionization (PbO ₂ -lead peroxide) 6. If the circuit is configured in 8), electromotive force is generated by chemical reaction according to the ionization tendency.

그러나, 상술한 종래의 배터리는 오랜 기간 동안의 충전 및 방전을 거치는 동안, 방전 시 달라붙어 있던 황산염이 충전시에 이탈되지 않고, 배터리의 극판에 달라붙는 황산연화 현상이 발생함에 따라 배터리의 충전 및 재생이 효과적으로 이루어지지 않아서 수명이 단축되는 문제점이 있다.However, the above-described conventional battery is charged and discharged as the sulfate softening phenomenon that adheres to the electrode plate of the battery does not escape during charge, the sulfate that was stuck during discharge, during charging and discharging for a long time, There is a problem that the life is shortened because the regeneration is not effective.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 배터리 내부에 재생 및 충전 펄스파를 인가하여 배터리의 극판에 황산염(SO₄)이 고착되는 것을 방지함과 동시에 배터리를 재생 및 충전시켜 배터리의 수명을 극대화시킬 수 있는 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the object is to apply the regeneration and charging pulse wave inside the battery to prevent the sulfate (SO ₄ ) is fixed to the pole plate of the battery at the same time to regenerate and charge the battery It is to provide a battery regeneration and charging device using a pulse wave that can maximize the life of the battery.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치는, 배터리의 보유전압보다 높은 전압이 상기 배터리의 제1,2전원단자사이에 인가될 경우에 이를 감지하여 구동신호를 생성하는 전압상태 감시부와; 상기 전압상태 감시부의 구동신호에 응답하여 수 kHz의 제1 설정 주파수로 발진하는 제1 듀티비의 클럭신호를 발생하는 클럭신호 발생부와; 상기 클럭신호 발생부의 클럭신호를 위상 반전하여 수 볼트 범위의 제1 스윙레벨과 제2 듀티비를 갖는 반전 클럭신호를 발생하는 클럭신호 변환부와; 상기 클럭신호 변환부의 반전 클럭신호에 응답하여 상기 제1 스윙레벨보다 수배 증폭된 제2 스윙레벨의 재생 및 충전 펄스를 상기 배터리의 제1 전원단자에 제1 설정 주파수와 같은 주파수로서 제공하는 재생 및 충전 펄스 생성부를 포함한다.Battery regeneration and charging device using a pulse wave according to the present invention for achieving the above object, when a voltage higher than the battery's holding voltage is applied between the first and second power supply terminals of the battery to drive the drive signal A voltage state monitoring unit generating a; A clock signal generator for generating a clock signal having a first duty ratio oscillating at a first set frequency of several kHz in response to a drive signal of the voltage state monitor; A clock signal converter configured to phase-invert the clock signal of the clock signal generator to generate an inverted clock signal having a first swing level and a second duty ratio in a range of several volts; Reproducing and charging pulses of the second swing level amplified several times than the first swing level in response to the inverted clock signal of the clock signal converting unit to the first power supply terminal of the battery as a frequency equal to a first set frequency; and It includes a charge pulse generator.

바람직하게, 상기 전압상태 감시부는 기준전압과 상기 배터리의 제1 전원 단자에 인가되는 전압을 서로 비교하는 비교기와; 상기 비교기의 출력에 응답하여 0 볼트 또는 5볼트 중의 하나로 나타나는 상기 구동신호를 출력하는 바이폴라 트랜지스터를 포함한다.Preferably, the voltage state monitoring unit includes a comparator for comparing a reference voltage and a voltage applied to the first power terminal of the battery; And a bipolar transistor for outputting the drive signal represented by either 0 volts or 5 volts in response to the output of the comparator.

더 바람직하게, 상기 클럭신호 발생부는 구동신호의 레벨이 4~5볼트가 되는 경우에 2kHz의 주파수로 발진하는 95~98% 듀티비의 클럭신호를 발생하는 듀얼 발진기를 포함한다.More preferably, the clock signal generator includes a dual oscillator for generating a clock signal having a 95-98% duty ratio oscillating at a frequency of 2 kHz when the level of the driving signal is 4-5 volts.

또한, 상기 클럭신호 변환부는 클럭신호를 위상 반전하여 4~5 볼트 범위의 스윙레벨과 2~5% 듀티비를 갖는 반전 클럭신호를 발생하는 인버터를 포함하는 것이 바람직하다.The clock signal converter may include an inverter for inverting the clock signal to generate an inverted clock signal having a swing level in the range of 4 to 5 volts and a 2 to 5% duty ratio.

또한, 상기 재생 및 충전펄스 발생부(40)는 제1 스윙레벨보다 4~5배 증폭된 20~25볼트의 재생 및 충전 펄스를 상기 배터리의 제1 전원단자에 2~4kHz의 주파수로서 제공하기 위해, 전계효과 트랜지스터, 인덕터 코일, 저항, 커패시터 및 다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the regeneration and charge pulse generator 40 to provide a regeneration and charge pulse of 20 to 25 volts amplified 4 to 5 times the first swing level to the first power supply terminal of the battery as a frequency of 2 ~ 4kHz To this end, it is desirable to include field effect transistors, inductor coils, resistors, capacitors and diodes.

본 발명에 따른 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치에 따르면, 배터리 내부에 재생 및 충전 펄스파를 인가하여 배터리의 극판에 황산염(SO₄)이 고착되는 것을 방지함과 동시에 배터리를 재생 및 충전시켜 배터리의 수명을 극대화시킬 수 있다.According to the battery regeneration and charging device using a pulse wave according to the present invention, by applying a regeneration and charging pulse wave inside the battery to prevent the sulfate (SO ₄ ) is fixed to the pole plate of the battery at the same time to regenerate and charge the battery Maximize battery life.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and advantages of the present invention in addition to the above object will be apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래의 배터리를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치를 나타내는 블록도.
도 3은 상기 도 2의 블록도에 대한 구체적인 회로도.
도 4는 상기 도 3에 따른 주요부의 동작 파형도.1 is a view for explaining a conventional battery.
Figure 2 is a block diagram showing a battery regeneration and charging device using a pulse wave according to the present invention.
3 is a detailed circuit diagram of the block diagram of FIG.
4 is an operational waveform diagram of a main part according to FIG. 3;

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치를 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a battery regeneration and charging device using a pulse wave according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치를 나타내는 블록도이고, 도 3은 상기 도 2의 블록도에 대한 구체적인 회로도이며, 도 4는 상기 도 3에 따른 주요부의 동작 파형도이다.2 is a block diagram illustrating a battery regeneration and charging device using a pulse wave according to the present invention, FIG. 3 is a detailed circuit diagram of the block diagram of FIG. 2, and FIG. 4 is an operation waveform diagram of a main part according to FIG. 3. to be.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치는, 배터리(10)의 전원 단자부(20)에 내부 동작전압 발생부(30)와 전압상태 감시부(50)가 연결되어 있다. 상기 전압상태 감시부(50)는 배터리(10)의 보유전압보다 높은 전압이 상기 전원 단자부(20) 내의 제1,2 전원단자(21 As shown in Figure 2, the battery regeneration and charging device using a pulse wave according to an embodiment of the present invention, the internal operating voltage generator 30 and the voltage state monitoring on the power supply terminal 20 of the battery 10 The part 50 is connected. The voltage state monitoring unit 50 has a voltage higher than a holding voltage of the battery 10 in the first and second power terminals 21 in the power terminal unit 20.

및 23)에 인가될 경우에 이를 감지하여 구동신호를 생성한다. 상기 전압상태 감시부(50)에 연결된 클럭신호 발생부(60)는 상기 전압상태 감시부(50)의 구동신호에 응답하여 수 kHz(예를 들어, 2~10kHz)의 제1 설정 주파수로 발진하는 제1 듀티비의 클럭신호를 발생한다. 상기 클럭신호 발생부(60)에 연결된 클럭신호 변환부(70)는 상기 클럭신호 발생부(60)의 클럭신호를 위상 반전하여 수 볼트(예를 들어, 2~25V) 범위의 제1 스윙레벨과 제2 듀티비를 갖는 반전 클럭신호를 발생한다.And 23) generate a driving signal by detecting the same. The clock signal generator 60 connected to the voltage state monitor 50 oscillates at a first set frequency of several kHz (for example, 2 to 10 kHz) in response to a drive signal of the voltage state monitor 50. Generates a clock signal having a first duty ratio. The clock signal converter 70 connected to the clock signal generator 60 inverts the clock signal of the clock signal generator 60 to generate a first swing level in the range of several volts (for example, 2 to 25V). And generates an inverted clock signal having a second duty ratio.

이때, 상기 클럭신호 변환부(70)에 연결된 재생 및 충전 펄스 발생부(40)는 상기 클럭신호 변환부(70)의 상기 반전 클럭신호에 응답하여 상기 제1 스윙레벨보다 수배(예를 들어, 5~7배) 증폭된 제2 스윙레벨의 재생 및 충전 펄스를 상기 배터리의 제1 전원단자에 제1 설정 주파수와 같은 주파수로서 제공한다.In this case, the regeneration and charge pulse generator 40 connected to the clock signal converter 70 may be several times larger than the first swing level in response to the inverted clock signal of the clock signal converter 70. 5-7 times) provides the regeneration and charging pulses of the amplified second swing level to the first power supply terminal of the battery as the same frequency as the first set frequency.

또한, 상기 클럭신호 발생부(60)에 연결된 상태 표시부(80)는 본 발명에 따른 펄스파를 이용한 배터리 재생 및 충전장치의 동작을 발광 다이오드로써 점멸하여 시각적으로 디스플레이하며 상기 배터리에 인가되는 전류값을 상기 발광 다이오드의 점멸 주기에 따라 변동시켜 배터리의 충전 활성화에 기여한다.In addition, the state display unit 80 connected to the clock signal generator 60 visually displays the operation of the battery regeneration and charging device using the pulse wave according to the present invention by using a light emitting diode to visually display the current value applied to the battery. Is changed according to the flashing cycle of the light emitting diode to contribute to activation of charge of the battery.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 배터리(10)를 통상의 12볼트 배터리라고 가정할 경우에, 전원 단자부(20)내의 양극(+)에는 내부 동작전압 발생부(30), 전압상태감시부(50) 및 재생 및 충전 펄스 발생부(40)가 연결된다.Specifically, as shown in FIG. 3, assuming that the battery 10 is a conventional 12 volt battery, the internal operating voltage generation unit 30 and the voltage state monitoring are provided at the positive electrode (+) in the power supply terminal unit 20. The unit 50 and the regeneration and charging pulse generator 40 are connected.

즉, 상기 전압상태 감시부(50)는 배터리(10)의 보유전압보다 높은 전압(약 13.2볼트)이 상기 전원 단자부(20)내의 제1,2전원 단자(+(21) 및 -(23))에 인가될 경우에 이를 감지하여 구동신호(TON)를 생성하기 위해, 저항들(R1,R2,R3,R4,VR1,R5,R6)과, 비교기(U1), 커패시터(C2), 바이폴라 트랜지스터(Q1)로 구성될 수 있다. "LM358H"로 구현될 수 있는 상기 비교기(U1)의 반전단자(-)에는 상기 배터리(10)의 양극(+)의 전압이 상기 저항들(R1,R2)에 의해 분압되어진 전압이 인가된다. 상기 비교기(U1)의 비반전단자(+)에는 저항들(R3,R4)과 가변저항(VR1)에 의해 설정된 기준전압이 인가된다. That is, the voltage state monitoring unit 50 has a voltage higher than the holding voltage of the battery 10 (about 13.2 volts) and the first and second power terminals (+ (21) and-(23) in the power terminal unit 20). In order to generate the driving signal TON when it is applied thereto, the resistors R1, R2, R3, R4, VR1, R5, and R6, the comparator U1, the capacitor C2, and the bipolar transistor It may consist of (Q1). A voltage obtained by dividing the voltage of the positive electrode (+) of the battery 10 by the resistors R1 and R2 is applied to the inverting terminal (−) of the comparator U1, which may be implemented as “LM358H”. The reference voltage set by the resistors R3 and R4 and the variable resistor VR1 is applied to the non-inverting terminal + of the comparator U1.

예를 들어, 자동차에 시동이 걸린 다음에 자동차의 제너레이터로부터 공급되는 전압이 상기 배터리(10)의 양극(+)에 인가되면, 약 13.2V 이상의 전압이 나타나기 때문에, 상기 비교기(U1)의 출력전압은 높아지고 트랜지스터(Q1)가 턴온된다. 상기 저항(R5)은 풀업용 저항이고, 커패시터(C2)는 안정화용 커패시터이다. 상기 트랜지스터(Q1)가 턴온될 경우에 상기 저항(R6)의 일단에 나타나는 상기 구동신호(TON)의 전압 레벨은 약 5볼트가 된다. 결국, 자동차에 시동이 걸리게 되면 상기 구동신호(TON)의 전압레벨은 약 5볼트가 되고, 시동이 꺼지게 되어 배터리의 보유 전압만이 상기 노드(NO1)에 나타나면 상기 구동신호(TON)의 전압 레벨은 0볼트 근방의 전압 또는 그라운드 레벨이 된다.For example, when the voltage supplied from the generator of the vehicle is applied to the positive electrode (+) of the battery 10 after the vehicle is started, the voltage of about 13.2V or more appears, so that the output voltage of the comparator U1 Becomes high and transistor Q1 is turned on. The resistor R5 is a pull-up resistor, and the capacitor C2 is a stabilizing capacitor. When the transistor Q1 is turned on, the voltage level of the driving signal TON appearing at one end of the resistor R6 becomes about 5 volts. As a result, when the vehicle is started, the voltage level of the driving signal TON becomes about 5 volts, and when the driving is turned off, when only the voltage of the battery is displayed at the node NO1, the voltage level of the driving signal TON is reached. Is the voltage or ground level near zero volts.

또한, 상기 전압상태 감시부(50)에 연결된 클럭신호 발생부(60)는 상기 전압상태 감시부(50)의 상기 구동신호에 응답하여 수 킬로헤르츠의 제1 설정 주파수로 발진하는 제1 듀티비의 클럭신호를 발생하기 위해, 발진기(U2)와 저항들(R7,R8,R9,R13) 및 커패시터들(C1,C6,C8,C9,C10)로 구성될 수 있다. 상기 발진기(U2)는 "NE556"으로 구현될 수 있으며, 상기 저항들(R7,R8) 및 커패시터(C5)는 상기 발진기(U2)의 5번 출력단(OUTPUT)에서 출력되는 클럭신호(OU1)의 듀티비를 조절하기 위한 회로소자들이다. 또한, 상기 저항들(R9,R13) 및 커패시터(C8)는 상기 발진기(U2)의 9번 출력단(OUTPUT)에서 출력되는 출력신호의 듀티비를 조절하기 위한 회로소자들이다. 바람직하기로, 상기 클럭신호(OU1)의 온 대 오프 구간의 듀티비는 약 90퍼센트 이상이며 약 98퍼센트 정도로 설정될 수 있다. 한편, 상기 발진기(U2)의 9번 출력단(OUTPUT)에서 출력되는 출력신호의 듀티비는 50퍼센트 정도로 설정하여 상태 표시부(80)내의 발광 다이오드(LED1)가 동일한 온/오프 비로 점멸되게 할 수 있다. 결국, 상기 클럭신호 발생부(60)는 상기 구동신호의 레벨이 약 5볼트가 되는 경우에 2kHz의 주파수로 발진하는 클럭신호를 약 98% 듀티비로 생성할 수 있다.In addition, the clock signal generator 60 connected to the voltage state monitor 50 oscillates at a first set frequency of several kilohertz in response to the driving signal of the voltage state monitor 50. In order to generate a clock signal, the oscillator U2, resistors R7, R8, R9, and R13 may be configured as capacitors C1, C6, C8, C9, and C10. The oscillator U2 may be implemented as “NE556,” and the resistors R7 and R8 and the capacitor C5 are connected to the clock signal OU1 output from the output terminal OUTPUT 5 of the oscillator U2. Circuit elements for adjusting the duty ratio. In addition, the resistors R9 and R13 and the capacitor C8 are circuit elements for adjusting the duty ratio of the output signal output from the 9th output terminal OUTPUT of the oscillator U2. Preferably, the duty ratio of the on-off period of the clock signal OU1 is about 90 percent or more and may be set to about 98 percent. On the other hand, the duty ratio of the output signal output from the 9th output terminal (OUTPUT) of the oscillator (U2) may be set to about 50 percent so that the light emitting diode (LED1) in the status display unit 80 blinks with the same on / off ratio. . As a result, the clock signal generator 60 may generate a clock signal oscillating at a frequency of 2 kHz with a duty ratio of about 98% when the level of the driving signal is about 5 volts.

상기 클럭신호 발생부(60)에 연결된 클럭신호 변환부(70)는 상기 클럭신호 발생부(60)의 상기 클럭신호(OU1)를 위상 반전하여 수 볼트 범위의 제1 스윙레벨과 제2 듀티비를 갖는 반전 클럭신호를 발생하기 위해, 인버터(U3)와 저항(R10)으로 구현될 수 있다. 결국, 상기 인버터(U3)를 포함하는 상기 클럭신호 변환부(70)는, 상기 클럭신호(OU1)를 위상 반전하여 약 5 볼트 범위의 스윙레벨과 약 2% 듀티비를 갖는 반전 클럭신호를 발생할 수 있다.The clock signal converter 70 connected to the clock signal generator 60 phase inverts the clock signal OU1 of the clock signal generator 60 to generate a first swing level and a second duty ratio in a range of several volts. In order to generate an inverted clock signal having a, it may be implemented with an inverter U3 and a resistor R10. As a result, the clock signal converter 70 including the inverter U3 phase inverts the clock signal OU1 to generate an inverted clock signal having a swing level of about 5 volts and a duty ratio of about 2%. Can be.

상기 클럭신호 변환부(70)에 연결된 재생 및 충전 펄스 발생부(40)는 상기 클럭신호 변환부(70)의 상기 반전 클럭신호(OU2)에 응답하여 상기 제1 스윙레벨보다 수배 증폭된 제2 스윙레벨의 재생 및 충전펄스와 황산염 고착방지 펄스를 상기 배터리의 제1 전원단자(+)에 제1 설정 주파수와 같은 주파수로서 제공하기 위하여, 트랜지스터들(Q2,Q3), 인덕터 코일(COIL2), 저항(R11), 커패시터(C7), 및 다이오드(D1,D2)로 구현될 수 있다. 상기 트랜지스터들(Q2,Q3)이 차례로 턴온될 경우에 노드(N01)에서 NO2를 경유하여 모오스 전계효과 트랜지스터(Q3)의 소스단을 지나 접지로 이르는 전류 경로가 형성된다. 예를 들어, 이를 제1 전류 경로라고 하면, 전류는 1밀리미터 구경의 동선을 20회 감아 만든 인덕터 코일(COIL2)을 지나 흐르는 것을 알 수 있다. 상기 제1 전류 경로가 형성되어 있을 때, 상기 트랜지스터들(Q2,Q3)이 차례로 턴오프되면, 전류는 더 이상 상기 제1 전류경로를 통해 접지로 흐르지 못한다. 결국, 인덕터 코일의 인덕턴스에 의한 역기전력이 생성되어 제2 전류경로가 형성된다. 상기 제2 전류경로는 상기 인덕터 코일(COIL2)-노드(NO2)-다이오드(D1)-노드(NO1)-배터리의 양극(21)을 지나는 경로이다. 결국, 상기 재생 및 충전 펄스 발생부(40)는 상기 제1 스윙레벨보다 약 5배 증폭된 약 25볼트의 재생 및 충전 펄스와 황산염 고착 방지 펄스를 상기 배터리의 제1 전원단자에 약 2 킬로헤르츠의 주파수로서 제공한다. 이 때 생성되는 펄스의 전류량은 도면에 도시된 바와 같은 회로 소자들로 구현한 경우에 약 110밀리 암페어에서 130밀리 암페어(A) 범위로 관찰되었다.The regeneration and charge pulse generator 40 connected to the clock signal converter 70 may be amplified by several times the first swing level in response to the inverted clock signal OU2 of the clock signal converter 70. Transistors Q2, Q3, inductor coil COIL2, to provide swing level regeneration and charging pulses and sulfate sticking prevention pulses to the first power supply terminal (+) of the battery at the same frequency as the first set frequency. The resistor R11, the capacitor C7, and the diodes D1 and D2 may be implemented. When the transistors Q2 and Q3 are turned on in turn, a current path is formed from the node N01 to the ground via the source terminal of the MOS field effect transistor Q3 via NO2. For example, when it is referred to as the first current path, it can be seen that the current flows through the inductor coil COIL2 formed by winding a copper wire having a diameter of 1 mm. When the transistors Q2 and Q3 are turned off in turn when the first current path is formed, current no longer flows to the ground through the first current path. As a result, the counter electromotive force due to the inductance of the inductor coil is generated to form a second current path. The second current path is a path passing through the anode 21 of the inductor coil COIL2 -node NO2 -diode D1 -node NO1 battery. As a result, the regeneration and charge pulse generator 40 transmits about 25 volts of regeneration and charge pulses and sulfate sticking prevention pulses to the first power supply terminal of the battery by amplifying about 5 times the first swing level. Provided as the frequency of. The amount of current generated at this time was observed in the range of about 110 milliamps to 130 milliamps (A) when implemented with circuit elements as shown in the figure.

또한, 상기 클럭신호 발생부(60)에 연결된 상태 표시부(80)는 본 발명에 따른 펄스파를 이용한 배터리의 재생 및 충전장치의 동작을 시각적으로 디스플레이하며 상기 배터리에 인가되는 전류값을 주기적으로 변동시켜 배터리(10)의 활성화에 기여하고자, 저항(R14)과 발광다이오드(LED1)로 구현될 수 있다. 상기 발광다이오드(LED1)의 점멸 주기는 약 2kHz이며 온/오프 듀티비는 50퍼센트 정도일 수 있다. 상기 발광다이오드(LED1)의 점등동작 시 전류 소모량은 약 20밀리 암페어에서 30밀리 암페어 정도일 수 있다.In addition, the status display unit 80 connected to the clock signal generator 60 visually displays the operation of the battery regeneration and charging device using the pulse wave according to the present invention, and periodically changes the current value applied to the battery. In order to contribute to the activation of the battery 10, it may be implemented with a resistor R14 and a light emitting diode LED1. The blinking period of the light emitting diode LED1 may be about 2 kHz and an on / off duty ratio may be about 50 percent. In the lighting operation of the light emitting diode LED1, the current consumption may be about 20 milliamps to 30 milliamps.

상기 내부 동작전압 발생부(30)는 약 5볼트의 전압을 상기 전압상태 감시부(50)에 동작 전압으로서 제공하기 위해 퓨즈(F1), 다이오드(D3), 레귤레이터(U4), 및 커패시터들(C3,C4)로 구현될 수 있다.The internal operating voltage generator 30 supplies a fuse of F1, a diode D3, a regulator U4, and capacitors to provide a voltage of about 5 volts to the voltage state monitor 50 as an operating voltage. C3, C4).

이때, 도 4는 상기 도 3에 따른 주요부의 동작 파형도로서, 파형 TON은 상기 구동신호(TON)를, 파형 OU1은 상기 클럭신호(OU1)를, 파형 OU2는 상기 반전 클럭신호(OU2)를, 파형 NO2-A는 제1 전류경로의 형성시에 노드(NO2)에 나타나는 전류 펄스를, 파형 NO2-B는 제2 전류 경로의 형성시에 노드(NO2)에 나타나는 재생 및 충전 펄스를 각각 나타낸다.4 is an operation waveform diagram of the main part according to FIG. 3, wherein waveform TON is the driving signal TON, waveform OU1 is the clock signal OU1, and waveform OU2 is the inverted clock signal OU2. , Waveforms NO2-A represent current pulses appearing at node NO2 when the first current path is formed, and waveforms NO2-B represent regeneration and charge pulses appearing at node NO2 when the second current path is formed, respectively. .

따라서, 상기 재생 및 충전 펄스 발생부(40)를 통해 배터리(10)에 재생 및 충전 펄스를 인가하여 배터리를 재생 및 충전함과 동시에 황산염의 고착을 방지하여 배터리의 수명을 극대화할 수 있다.Therefore, by regenerating and charging the battery 10 by applying the regeneration and charging pulse to the battery 10 through the regeneration and charge pulse generator 40, it is possible to maximize the life of the battery by preventing the adhesion of sulfate.

이상에서는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.

10 : 배터리 20 : 전원 단자부
30 : 동작전압 발생부 40 : 재생 및 충전펄스 발생부
50 : 전압상태 감시부 60 : 클럭신호 발생부
70 : 클럭신호 변환부 80 : 상태 표시부10: battery 20: power supply terminal
30: operating voltage generator 40: regeneration and charging pulse generator
50: voltage state monitoring unit 60: clock signal generation unit
70: clock signal converter 80: status display

Claims

A voltage state monitoring unit configured to generate a driving signal by detecting a voltage higher than a battery holding voltage between the first and second power terminals of the battery;
A clock signal generator for generating a clock signal having a first duty ratio oscillating at a first set frequency of several kHz in response to a drive signal of the voltage state monitor;
A clock signal converter configured to phase-invert the clock signal of the clock signal generator to generate an inverted clock signal having a first swing level and a second duty ratio in a range of several volts;
Reproducing and charging pulses of the second swing level amplified several times than the first swing level in response to the inverted clock signal of the clock signal converting unit to the first power supply terminal of the battery as a frequency equal to a first set frequency; and Battery regeneration and charging device using a pulse wave, characterized in that it comprises a charge pulse generator.

The method of claim 1,
The voltage state monitoring unit,
A comparator for comparing a reference voltage with a voltage applied to the first power terminal of the battery;
And a bipolar transistor for outputting the drive signal represented by one of 0 volts and 5 volts in response to the output of the comparator.

The method of claim 1,
The clock signal generator includes a dual oscillator for generating a clock signal having a 95-98% duty ratio oscillating at a frequency of 2 kHz when the driving signal level becomes 4-5 volts. Regeneration and charging device.

The method of claim 1,
The clock signal converter includes an inverter for reversing the clock signal to generate an inverted clock signal having a swing level in the range of 4 to 5 volts and a 2 to 5% duty ratio. Device.

The method of claim 1,
The regeneration and charge pulse generator 40 to provide a regeneration and charge pulse of 20 to 25 volts amplified 4 to 5 times the first swing level to the first power supply terminal of the battery as a frequency of 2 ~ 4kHz, Battery regeneration and charging device using a pulse wave comprising a field effect transistor, an inductor coil, a resistor, a capacitor and a diode.