배터리 충전장치(Battery Charger)의 동작원리 및 계통도

배터리 충전장치(Battery Charger)의 동작원리 및 계통도

 

1. 충전기 각부 동작원리

1) 변압기

종류는 일반 건식 B종 복권식 변압기로서 1차측에 필요한 탭을 갖추고 있다. 1사용은 110V/220V 겸용, 3상용은 주로 380V 가 사용된다. 최근에는 기기의 효율상 3상 방식을 많이 사용한다.

2) 정류기

정류기의 구성은 사이리스터와 다이오드로 되어 있으며 혼합 및 브릿지 전파정류방식이다. 특성상 부하전류가 많을 시, 정류소자에 열이 많이 발생하므로 알미늄 방열판을 취부하여 자연적으로 냉각시킨다.

3) 평활회로

변압기를 거친 AC 전원이 정류기를 통과하면 그 전압속에 과다한 AC 정분을 포함하고 있다. 직류속에 포함된 리플 함유률을 3% P-P로 규정하고 있다.(축전지 연결상태에서 측정, 100% 부하시) DC125V의 3% 이면 대략 ±3.75V 정도이다. 평상시 충전기의 부하가 거의 10A 이내이므로 AC 3.75V보다 훨씬 적게 검출될 것이다.

4) 위상각 제어회로

정류소자를 제어하는 충전기의 핵심부품이며 출력 전압의 제어 및 축전지 충전기능을 수행하는 장치이다. 입력전압의 변동이 ±10% 범위내에서 출력전압이 ±1.5% 이내로 안정되어야 하고 부하전류 20~100% 변동시에도 출력이 ±1.5% 이내에서 전압이 안정되도록 설계되어 진다. SCR GATE에 가해지는 펄스신호의 폭을 조절함으로써 출력전압을 제어한다.

5) 부하전압보상장치(Silicon Dropper Control)

부동,균등충전시 축전지 충전전압을 부하전압보다 통상 1.1~1.2배 높게 설정해야 하므로 직렬로 전압강하기를 넣어 부하측에 정격전압으로 낮추어 공급해야만 한다. 이 전압 강하용으로 실리콘 다이오드 순방향 전압강하(0.6~0.7V) 특성이 이용되며 여러개를 직렬로 사용한다. 그리고 다이오드 직렬개수를 자동으로 조절하기 위하여 마그네트 스위치를 사용한다. 이 마그네틱 스위치 동작은 부하측 전압을 검출하는 전압계전기 및 자동드롭퍼 제어회로부에 의하여 이루어진다.

6) 경보제어부

충전기는 내부 이상시 경보기능을 갖추고 있다. 고장 부위별로 각기 경보를 발하여 사용자에세 부위를 판별할 수 있도록 한다. 제조회사별로 장착된 기증의 종류는 약간의 차이가 있다.

· 주회로 차단기 트립시 경우 : NFB 트립시 경보기능

· 정류소자 보호용 휴즈 단선시 경보 : 휴즈의 과전류 단선시

· 축전지 충전전압의 과전압시

· 축전지 충전전압의 과방전시

· 직류회로의 접지

· 교류전압 이상시 : 입력전압이 높거나 낮을 때

 

2. 충전기의 정격

· 충전기 입력전압 : AC 1tkd 110/220V, AC 3상 380V

· 조작방식 : 자동 및 수동

· 사용가능 주위온도 : -10℃~40℃

· 정격용량 : 30A, 50A, 75A, 100A, 200A(DC)

· 효율 : 1상 60%, 3상 80% 이상

· 역률 : 80% 이상

· 자동정전압정도 : 부동충전시 : ±1.5% 이내, 균등충전시 : ±2.5% 이내

· 정류방식 : SCR 및 다이오드에 의한 전파정류

· 냉각방식 : 현재 100A 급까지는 자연냉각방식을 채댁하고 있으며, 100A급 이상에서는 FAN을 부착하여 강제풍냉방식을 사용한다.

· 소음 : 소음레벨은 충전기 전면 1m거리, 높이 1m 지점에서 65dB 이하이어야 한다.

· 원격감시기능 : 원격경보제어가 가능하도록 중앙감시용 접점보유

· 직류측 전압조정범위(한국전력 기준)

 

3. 고장시 조치사항

1) 입력 개폐기 트립경보시

· 원인

- 주변압기 단자부분의 단락

- 정류소자보호용 휴즈의 단선시

- 정류용 다이오드의 파손 및 출력측으로 부터의 Surge 침입

· 조치사항

- 우선적으로 #2 충전기로 부하를 절체한다.

- 정류용 다이오드의 파손유무를 확인한다.

- 휴즈의 파손유무를 확인한다.

- 가능하면 제조회사에 의뢰한다.

 

2) 휴즈 단선경보시

· 원인

- 정류용 다이오드 파손시

- 출력전류의 과다로 인한 파손

- 출력측에 강한 Surge의 침입

· 조치사항

- 휴즈가 단선되면 입력 차단기가 동시에 트립되는 경우가 많다.

- 정류소자의 파손유무를 확인

- 예비품 휴즈로 교환

 

3) 축전지 과전압시

· 원인

- 정류소자의 파손시

- 자동제어부 회로기판 내부 부품의 파손시

- 전압조정 보륨의 단선시

- 자동제어부 검출부의 단선시

· 조치사항

- 입력차단기 차단, 축전지 스위치는 그대로 두고 방전시킴

- 방전은 종지전압 전까지만 실시

- 내부 전자회로의 파손 유무는 기술적인 문제이므로 메이커에 의뢰.

 

4. 충전기 계통도