KR101484830B1 - 외부 전원 장치를 안정화시키기 위해 변형된 전류 제한 피드백 제어 루프를 가진 휴대형 전자 장치 전력 관리기 - Google Patents

외부 전원 장치를 안정화시키기 위해 변형된 전류 제한 피드백 제어 루프를 가진 휴대형 전자 장치 전력 관리기 Download PDF

Info

Publication number
KR101484830B1
KR101484830B1 KR1020127028464A KR20127028464A KR101484830B1 KR 101484830 B1 KR101484830 B1 KR 101484830B1 KR 1020127028464 A KR1020127028464 A KR 1020127028464A KR 20127028464 A KR20127028464 A KR 20127028464A KR 101484830 B1 KR101484830 B1 KR 101484830B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power supply
control loop
current
external power
response
Prior art date
Application number
KR1020127028464A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120137498A (ko
Inventor
칭 유 존 탐
Original Assignee
애플 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 애플 인크. filed Critical 애플 인크.
Publication of KR20120137498A publication Critical patent/KR20120137498A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101484830B1 publication Critical patent/KR101484830B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/0071—Regulation of charging or discharging current or voltage with a programmable schedule
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

휴대형 전자 장치는 이 장치를 동작시키는 전력을 공급하는 배터리, 외부 전원 장치에 연결될 전원 장치 핀을 포함하는 커넥터, 및 상기 전원 장치 핀을 통해 전력을 인출하여 상기 배터리를 충전하는 배터리 충전기 회로를 구비한 전력 관리기를 포함한다. 상기 전력 관리기는 상기 외부 전원 장치의 소정 출력 전류 정격에 따라서 상기 인출된 전류를 제한하는 전류 제한 피드백 제어 루프를 구비한다. 상기 전력 관리기는 상기 연결된 외부 전원 장치의 동작을 안정화시키기 위해 상기 제어 루프의 동작을 자동적으로 변경한다. 다른 실시예들도 기재되며 권리 청구된다.

Description

외부 전원 장치를 안정화시키기 위해 변형된 전류 제한 피드백 제어 루프를 가진 휴대형 전자 장치 전력 관리기{PORTABLE ELECTRONIC DEVICE POWER MANAGER WITH CURRENT LIMIT FEEDBACK CONTROL LOOP MODIFICATION FOR STABILIZING AN EXTERNAL POWER SUPPLY}
본 발명의 실시예는 휴대형 전자 장치에서 연결된 외부 전원 장치를 자동적으로 안정화시키는 전력 및/또는 신호 조절 기술에 관한 것이다.
핸드헬드 무선 통신 장치(이동 전화나 스마트폰)와 노트북 또는 랩톱 개인용 컴퓨터와 같은 많은 휴대형 전자 장치에는 외부 전원으로부터 전력을 공급받는 스위칭 전원 장치 회로가 내장되어 있다. 예컨대, 조정된 출력을 가진 AC 전원 어댑터를 스마트폰에 연결하면, 스마트폰 내의 스위칭 전원 장치 회로가 연결된 전원 어댑터로부터 전류를 인출하여 스마트폰의 배터리를 충전시키고 그리고/또는 스마트폰의 나머지 컴포넌트들을 동작시키는데 필요한 전압을 발생시킨다. 그러나, 스위칭 전원 장치 회로가 전류를 인출하는 방식은 음의(negative) 임피던스 부하를 만들어 낸다. 그 결과, 외부 전원이 가끔 비정상적으로 동작하는 경우가 있다. 예컨대, 정상적으로 안정되어 있던 dc 출력이 규정 출력을 벗어나 과도한 언더슈트 및/또는 오버슈트를 보이고 심지어는 진동할 수 있다.
본 발명의 실시예는 휴대형 전자 장치를 동작시키는 전력을 공급하는 배터리와, 외부 전원 장치에 연결될 전원 장치 핀을 포함하는 커넥터를 구비한 휴대형 전자 장치이다. 휴대형 전자 장치는 전력 관리기 회로도 구비한다. 상기 전력 관리기는 상기 전원 장치 핀을 통해 상기 연결된 외부 전원 장치로부터 전력을 인출하여 (예컨대, 스위칭 전원 장치 회로를 이용하여) 상기 배터리를 충전한다. 상기 전력 관리기는 상기 외부 전원 장치의 소정 출력 전류 정격에 따라서 (예컨대, 직렬 통과 트랜지스터를 제어함으로써) 상기 인출된 전류를 제한하는 전류 제한 피드백 제어 루프를 구비한다. 상기 전력 관리기는 상기 연결된 외부 전원 장치의 동작을 안정화시키는 데 도움을 주기 위해 상기 피드백 제어 루프의 동작을 자동적으로 변경한다.
상기 전력 관리기는 상기 제어 루프의 주파수 응답을 변경함으로써 상기 제어 루프의 동작을 변경할 수 있다.
상기 전력 관리기는 예컨대 상기 제어 루프의 대역폭이 증가하거나 감소하도록 상기 제어 루프에 사용된 에러 증폭기의 바이어스 전류를 변경함으로써 상기 제어 루프의 동작을 변경할 수도 있다.
상기 전력 관리기는 상기 제어 루프의 공진 주파수를 변경하도록 상기 제어 루프 내의 필터의 주파수 응답을 변경할 수도 있다. 이 필터는 제어 신호 필터, 예컨대, 디지털 필터일 수 있으며, 또는 전력선 조정 필터일 수도 있다.
다른 실시예에서, 상기 전력 관리기는 소정 임펄스형 부하가 상기 전원 장치 핀에 인가될 것이라고 표시하는 신호를 발생할 수 있다. 그러면, 상기 임펄스형 부하에 대한 상기 연결된 외부 전원 장치의 응답이 측정되고, 이에 기초하여 상기 제어 루프의 동작이 변경될 수 있다. 예컨대, 상기 전력 관리기는 상기 측정된 응답에 기초하여 상기 연결된 외부 전원 장치의 공진 주파수를 산출할 수 있고, 이에 기초하여, 예컨대, 상기 산출된 공진 주파수를 피하기 위해 상기 제어 루프의 대역폭을 변경함으로써 상기 제어 루프의 동작을 변경한다.
상기 개요는 본 발명의 모든 양상을 전부 다 보여주는 것은 아니다. 본 발명은 상기 요약된 여러 가지 양상의 모든 적당한 조합으로부터 실시될 수 있는 모든 시스템과 방법뿐만 아니라, 하기의 상세한 설명에 개시된, 특히 본 출원과 함께 제출된 청구범위에 기재된 시스템과 방법을 포함하는 것이다. 그와 같은 조합은 상기 개요에 구체적으로 기재되지 않은 특정한 이점을 갖는다.
본 발명의 실시예들은 첨부도면에서 한정적으로가 아니라 예시적으로 도시된 것이다. 도면에서 유사한 구성요소에 대해서는 동일 도면부호가 병기된다. 이 명세서에서 본 발명의 "소정" 또는 "일" 실시예는 반드시 동일 실시예를 의미하는 것이 아니라 적어도 하나의 실시예를 의미함을 유의해야 한다.
도 1은 외부 전원에 연결된 휴대형 장치의 2가지 상황을 보여주는 도.
도 2는 각각의 특정의 관련 컴포넌트를 포함하는 서로 연결된 외부 전원 장치와 휴대형 장치의 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 전류 제한 피드백 제어 루프의 일 경우가 조정 또는 제어되고 있는 것으로 도시된, 휴대형 장치의 전력 관리기의 조합된 회로 및 블록도.
도 4는 전류 제한 피드백 제어 루프의 다른 경우의 조합된 회로 및 블록도.
도 5는 전류 제한 피드백 제어 루프의 또 다른 경우의 조합된 회로 및 블록도.
도 6은 전류 제한 피드백 제어 루프를 조정하는 디지털 신호 처리를 위한 예시적인 알고리즘을 도시한 도.
이하, 첨부도면을 참조로 본 발명의 몇 가지 실시예에 대해 설명한다. 실시예들에서 설명되는 구성요소들의 형상, 상대 위치 및 기타 다른 양상이 명확하게 기재되어 있지 않더라도, 본 발명의 범위는 이러한 구성요소에만 한정되는 것은 아니며, 이러한 구성요소는 단지 예시하기 위함이다. 또한, 많은 세부 사항이 기재되지만, 본 발명의 일부 실시예는 이러한 세부 사항이 없이도 실시될 수 있음을 알아야 한다. 여러 경우에, 공지의 회로, 구조 및 기술은 본 설명을 이해하기 어렵게 하지 않기 위해 상세히 설명하지 않았다.
상기 요약한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 휴대형 장치에서 전류 제한 제어 루프의 전류 제한 기능을 실제로 손상시키지 않고 그 동작을 변경함으로써, 휴대형 장치에 연결된 외부 전원 장치를 안정화시키는데 도움이 될 수 있는 기술이다. 본 발명에 대해 더 좋은 시각을 제공하기 위해, 외부 전원 장치를 안정화시키는데 도움을 줄 수 있는 하기의 여러 가지 기술을 고려한다. (외부 전원 장치로부터 전력을 공급받는) 휴대형 장치 내의 스위칭 전원 장치 회로의 입력부에서의 (dc보다 높으며 목적하는 소정 주파수 범위 내에 있는) 전압 스펙트럼이 모니터된다. 그렇게 하는 동안에, 외부 전원 장치로부터 인출되고 있는 전류 스펙트럼은 외부 전원 장치에 제공된 부하가 양의 임피던스(또는 선형 임피던스)가 되도록 조정된다. 그러나, 어떤 경우에는, 이러한 부하 선형화는, 특히 외부 전원 장치가 스위치 모드 (스위칭) 전압 조정기일 수 있는 경우에는 이 외부 전원 장치를 안정화시키기에 충분치 않다. 본 발명의 실시예는 외부 전원 장치를 안정화시키는 데 도움을 주기 위해 휴대형 장치에서 실시될 수 있는 다른 조정 방법으로서, 이 조정 방법은 독립적으로 또는 부하 선형화와 함께 이용될 수 있다.
도 1은 휴대형 장치(PD)(10)의 배터리(미도시)를 충전하기 위해 외부 전원(EPS)(18)에 연결된 휴대형 장치의 몇 가지 상황을 보여준다. 여기서 "배터리"는 꼭 종래의 전기-화학 전지 시스템뿐만 아니라 PD(10)에 적합하게 사용될 수 있는 연료 전지 시스템도 포함하는 것이다. PD(10)는 사용자가 한 손으로 들고 다니기 쉬운 배터리 구동 소비자 전자 장치이다. 이 장치는 그 사용자에게 다음의 전자 기능들 중 한 가지 이상을 제공할 수 있다: 양방향 실시간 또는 라이브 무선 통신(일반적으로 이동 오디오 또는 비디오 전화); 메시징; 웹 브라우징 및 웹 기반 서비스; 내비게이션; 나침판; 캘린더 애플리케이션; 스틸 및 비디오 카메라; 디지털 사진 애플리케이션; 워드 프로세서 애플리케이션; 스프레드시트 애플리케이션; 그룹 프리젠테이션 애플리케이션; 오디오 및 비디오 녹화; 오디오 및 비디오를 포함한 디지털 미디어 재생기; 및 비디오 게임. PD(10)는 상기 기능들 중 한 가지 이상을 제공하는데 필요한 것으로 당업자에게 잘 알려진 각종 전자 회로 컴포넌트가 집적되어 있는 하우징을 갖고 있다.
도 1에는 2가지 경우의 PD(10)가 도시되어 있다. 일 경우에서, PD(10)는 주변 통신 인터페이스 케이블 조립체(12)를 통해 데스크톱 개인용 컴퓨터에 연결되어 있다. 도시된 바와 같이, 데스크톱 컴퓨터는 AC 콘센트에 플러그를 꽂음으로써 전력을 공급받을 수 있다. 다른 경우에서, PD(10)는 AC 벽 전원 어댑터 유닛인 EPS(18)에 연결되어 있다. 또 다른 경우(미도시)에서, EPS(18)는 담배 라이터/자동차 전압 어댑터 유닛 또는 랩톱/노트북 컴퓨터일 수 있다.
일 경우에서, 캐이블 조립체(12)는 EPS측 케이블 커넥터(13) 이외에도 PD(10)의 내장 커넥터(미도시)와 짝을 이루도록 설계된 PD측 케이블 커넥터(11)를 갖고 있다. EPS측 케이블 커넥터(13)는 EPS(18)에 내장된 짝 커넥터와 플러그로 연결될 수 있다. 케이블 조립체(12)는 예컨대 USB(Universal Serial Bus)나, 기타 다른 주변 장치와의 통신을 위한 적당한 인터페이스와 같은 컴퓨터 주변 통신 인터페이스 사양에 따를 수 있다. 이 통신 인터페이스는 통신 버스라고도 할 수 있다. 다른 경우에서, 케이블 조립체(12)는 PD측 커넥터(11)를 가지지만 그에 대응하는 EPS측 커넥터(13)를 갖지 않음에 유의한다. 그 경우에, 케이블 조립체(12)의 와이어는 EPS(18)의 하우징 내의 회로에 고정 배선될 수 있다.
EPS(18)에는 EPS 전원 장치 회로(15)(여기서는 외부 전원 장치(15)라고도 함)가 있다. 외부 전원 장치(15)는 조정된 dc 출력 전압을 공급하는 스위치 모드 전압 조정기일 수 있다. 이는 입력 전력의 형태에 따라서, AC 벽 어댑터 유닛의 경우에는 AC-DC 컨버터를 이용하여, 담배 라이터 어댑터 또는 데스크톱 개인용 컴퓨터의 경우에는 DC-DC 컨버터를 이용하여 얻어질 수 있다.
PD(10)에는, 배터리 전력을 아끼고 그리고/또는 열적 상황(thermal situation)을 피하기 위해 전력을 더 효율적으로 이용하기 위해 PD(10)에서 소모되는 (그리고 외부 전원 장치(15)로부터 인출할 수 있는) 전력량을 조정하는 전력 관리기 회로(3)가 집적되어 있다. 예컨대, 전력 관리기는 다음의 제어 기능들 중 한 가지 이상의 조합을 수행할 수 있다: 디스플레이 스크린의 백라이팅(backlighting); 하드 디스크 스핀 다운(spin down); 슬립(sleep) 및 웨이크(wake); 배터리 충전; 트랙패드 제어; 슬립 중의 입/출력; 및 전력 소모에 실질적으로 영향을 미치는 PD(10)의 기타 다른 기능. 이들 기능은 전력 관리기(3)의 데이터 처리 컴포넌트, 예컨대, 마이크로컨트롤러에 의해 실행되는 알고리즘에 기초할 수 있다. 전력 관리기(3)는 배터리 충전기 회로; dc-dc 스위칭 및/또는 선형 전압 조정기; 및 부스트 컨버터 중 하나 이상과 같은 전원 장치 회로(제어 및 전력 컴포넌트)를 포함하는 것으로 볼 수도 있다. 전력 관리기(3)는 PD(10)에서의 온도 감지에 응답하여 PD(10)에서 컴포넌트의 전력 소모를 조정함으로써 온도 조절 및 열 관리와 같은 기능을 수행하는데 도움을 주는 A/D 컨버터를 포함한 감지 회로를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 전력 관리기(3)는, 이 경우에는 커넥터(11)의 전력(P) 핀 또는 전원 장치 라인을 통해 외부 전원 장치(15)로부터 전력을 인출하여, 배터리를 충전하는 스위칭 전원 장치 회로 - 기본적으로 스위치 모드 배터리 충전 회로로서 동작함 - 를 갖고 있다. 전력 관리기(3)는 PD(10)의 나머지 컴포넌트들에 기본적으로 전력을 공급하기 위해(이 컴포넌트들을 동작시키기 위해) 외부 전원 장치(15)로부터 전력을 인출하는 추가 기능도 가질 수 있다. 이는 하나 이상의 선형 또는 스위치 모드의 조정 전원 장치 회로들(regulating power supply circuits)을 이용하여 달성될 수 있으며, 그 회로들의 출력이 PD(10) 내의 다른 모든 컴포넌트(예컨대, 메인 로직 보드, 디스플레이 스크린, 터치 스크린, 트랙 패드, 하드 디스크 드라이브, RF 전력 증폭기 등)에 전력을 공급한다. 전력 관리기(3)는 PD(10)의 메인 하우징 내의 인쇄 배선판에 설치되는, 패키지된 집적 회로(칩), 멀티칩 모듈, 또는 수 개의 패키지된 집적 회로와 이산적 소자의 조합일 수 있다.
이제 도 2를 참조로 설명하면, 각각의 특정의 관련 컴포넌트를 포함하여 서로 연결된 EPS(18)와 PD(10)의 회로도가 도시되어 있다. 케이블단 커넥터(11)는 설명 목적상 도시된 바와 같이 휴대형 장치측을 외부 전원(EPS)측으로부터 분리시키는데 이용된다. 커넥터(11)는 적어도 하나의 데이터 핀(이 예에서는, 한 쌍의 데이터 핀(D1, D2))과 한 쌍의 전력(P) 및 리턴(R) 핀을 가진 PD측 커넥터(20)와 짝을 이룬다. 한 쌍의 전력(P) 및 리턴(R) 핀은 주로 PD(10)에 전력을 공급하는데 이용되고, 데이터 핀은 주로 정보의 시그널링과 데이터 전송을 실시하기 위해 이용된다. 시그널링 및 데이터 전송은 EPS측의 버스 파이(bus phy)(23)와 PD측의 대응 버스 파이(22)에 의해 실시된다. 버스 파이는 EPS와 PD를 연결시키는데 이용되는 특정 통신 버스의 물리계층 인터페이스이다. 예컨대, 버스 파이는 기존의 통신 버스 사양, 예컨대, 소비자 전자 장치에서 주변 장치 통신을 위한 USB 또는 기타 다른 적당한 대안에 따를 수 있다.
이 예에서, EPS측은 버스 파이(23)로부터 분리될 수 있는 EPS 식별 생성기(25)도 포함한다. EPS 식별 생성기(25)에 의해 EPS(18) 제조업자는 EPS(18)의 종류 또는 모델, 일련 번호, 및/또는, (P 및 R 라인상의) 그 전원 장치 출력 전력, 전류 및/또는 전압 정격(rating)과 같은 그 외부 전원 장치(15)의 소정 특성을 포함한 EPS(18)의 여러 가지 속성을 식별할 수 있다. 그 정보는 통신 버스의 데이터 라인(D1 또는 D2) 상에 시그널링될 수 있고, 그것은 그 후 PD측의 EPS 식별 디코더(21)에 의해 인식되고, 그 후 전력 관리기(3)는 이 인식된 정보를 이용하여 PD에서의 전력 소모를 관리하는 방법을 결정한다. 특히, 전력 관리기(3)는 인식된 외부 전원 장치 출력 정격을 이용하여 전력선 상의 인출된 전류나 전력을 제한하는 것 뿐만 아니라 외부 전원 장치의 동작을 안정화시키기 위해 후술하는 바와 같이 전력선 상의 전압의 상태를 모니터할 수 있다. 데이터 라인 상의 알려진 풀업(pull up) 또는 풀다운(pull down) 저항(그 저항값은 각자의 전력 또는 전류 제한과 연관있음)이 선택되어 생성기(25)에 설정되고, 그런 다음에 디코더(21)에서 검출되는 아날로그 시그널링 방식을 포함하여, EPS 식별 생성기(25)와 EPS 식별 디코더(21) 간에 전원 장치 속성을 전송하는 종래의 기술이 이용될 수 있다.
편의상, 여기서 외부 전원 장치(15)의 "출력 전류 정격"은 "출력 전력 정격"으로도 이해되어야 한다. 이는 이 둘이 관계식, 전력=전류*전압에 의해 관계되어 있기 때문이다.
전력 관리기(3)는 전원 장치 핀(P)을 통해 전력을 인출하여 배터리(24)를 충전시키는 배터리 충전기 회로를 포함한다. 이 예에서, 전력 관리기(3)는 과전압 보호/역전압 보호(OVP/RVP) 회로(27)와 전원 장치 라인 조정 필터(LC)(28)를 통해 전류를 인출한다. OVP/RVP(27)는 그 출력부에서의 전압이 (예컨대, 정전기 방전 이벤트나 극성 반전으로 인해) 소정 한계를 초과하는 것을 방지한다. LC 필터(28)는 전원 관리기(3)에의 입력 전에, 전원 장치 라인 상에서 저역 통과 필터링 기능을 수행하는 하나 이상의 아날로그 컴포넌트, 예컨대, 직렬 통과 인덕터와 분로(shunt) 커패시터를 포함한다. 인출된 전력은 메인 로직 보드, RF 전력 증폭기, 디스플레이 스크린 등을 포함한 PD(10)의 다른 모든 컴포넌트를 동작시키는데도 이용될 수 있다. 전력 관리기(3)는, (EPS 식별 디코더(21)에 의해 결정된) 외부 전원 장치(15)의 소정 출력 정격을 초과하지 않도록, PD(10) 내의 배터리(24)를 충전하는데 할당된 전류량과 나머지 컴포넌트에 공급되는 전류량을 관리한다. 이는 전류 제한 피드백 제어 루프를 이용하여 수행된다. 연결된 EPS(15)의 동작을 안정화시키는 데 도움을 주기 위해, 전력 관리기(3)는 그 전류 제한 피드백 제어 루프의 동작을 자동적으로 변화시킨다. 이들 양상에 대해서 이하에서 상세히 설명한다.
도 3을 참조로 설명하면, 전력 관리기(3)의 회로와 블록의 조합이 도시되어 있으며, 여기서는 전류 제한 피드백 제어 루프(31)의 일례가 도시되어 있다. 이 경우에, 라인 조정 필터(28)를 통해 인출된 전력은 배터리 충전기(30)와 스위칭 전원 장치(29) 간에 분할되기 전에 직렬 통과 트랜지스터(34)를 통과한다. 스위칭 전원 장치(29)는 PD(10)의 RF 전력 증폭기 및/또는 다른 컴포넌트(예컨대, 배터리 이외의 모든 컴포넌트)에 전력을 공급하는데 이용되고, 선형 또는 스위치 모드 타입의 충전기일 수 있는 배터리 충전기(30)는 배터리를 만충전(full charge) 상태까지 충전한다.
전류 제한 피드백 제어 루프(31)는, 직렬 통과 트랜지스터 이외에도, (전력 관리기와 그 제어 루프(31)에 공급되는) 전원 장치 라인에서의 전류를 측정하는 전류 측정 회로(32)도 포함한다. 이 전류 측정은 특정 순간에서의 dc 전류 측정일 수 있으며, PD(10)가 연결된 외부 전원 장치(15)로 동작함에 따라(도 2 참조) 시간이 흐름에 따라 반복된다. 측정된 dc 전류는 감지되거나 계산을 통해 산정될 수 있다. 예컨대, 이 전류는 직렬 통과 저항에 걸리는 전압을 구함으로써 감지될 수 있으며, 또는 전원 장치 라인 주위에 배치된 자기 전류 루프를 이용하여 감지될 수 있다. 대안으로서, 전류 측정 회로(32)에 외부 전원 장치(18) 자체에 의해 (예컨대, EPS 식별 생성기(25)를 이용하고 데이터 라인(D1, D2)을 통해, 도 2 참조) 전류 측정치가 시그널링될 수 있다. 어쨌든, 측정된 전류는 비교기 회로(33)에 의해 기준 전류 레벨과 비교된다. 기준 전류 레벨은 EPS 식별 디코더(21)(도 2 참조)에 의해 외부 전원 장치의 또는 전력 정격으로부터 도출된 소정의 출력 전류 정격으로서 미리 인식되었을 수 있다. 소정의 출력 전류 정격은 (외부 전원 장치에 의해 표시될 수 있는) 특정된 최대 정상 상태 전류 또는 전력일 수 있다. 측정된 전류와 기준 전류 간의 에러 또는 차는 직렬 통과 트랜지스터(34)의 제어 전극을 구동하는데 이용되기 전에 제어 신호 필터/디코더 회로(35)에 의해 필터링 또는 디코딩된다. 전류 제한 피드백 제어 루프(31)는 전원 장치 라인 상의 전류를 주기적으로 샘플링하고, 이에 응답하여, 소정의 출력 정격을 초과하지 않도록 직렬 통과 트랜지스터(34)를 조정한다. 이 기술에 의해서, 배터리 충전기(30)와 스위칭 전원 장치(29)는 전류 제한 피드백 제어 루프(31)와는 무관하게 동작할 수 있다. 이와 달리, 도 4와 도 5를 참조로 다음에 설명하는 바와 같이, 배터리 충전기(30) 및/또는 스위칭 전원 장치(29)가 전류 제한 제어 루프와 무관한 것이 아니라, 전원 장치 라인 상의 총 dc 전류를 제한하기 위해 필터/디코더(35)로부터의 제어 신호에 스스로 응답하는 본 발명의 다른 실시예도 있다.
다른 방식으로 보면, 제어 루프(31)는, 전원 장치 라인에서의 dc 전류를 연속적으로 모니터하고, 필터/디코더(35)의 주파수 응답 또는 입/출력 특성에 의해 정해지는 바와 같이, 통과 트랜지스터(34)의 다운스트림의 가능한 최고 전압을 유지하면서 동시에 외부 전원 장치의 출력 전류 정격을 초과하지 않도록 하기 위해 통과 트랜지스터(34)를 조절한다는 점에서 폐쇄 피드백 제어 루프이다.
본 발명의 실시예에 따라서, 전류 제한 피드백 제어 루프(31)의 "정상" 동작은 외부 전원 장치를 안정화시키는데 도움을 주기 위해 실시간으로 또는 연속적으로 작동하는 안정화 제어기(37)에 의해 조정 또는 변경된다. 일 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 이는 전원 장치 라인 상에서 측정된 전압 스펙트럼을 입력으로서 취하는 알고리즘을 수행하는 디지털 신호 처리(DSP) 회로(39)를 이용하여 (이 경우에는, 라인 조정 필터(28)의 다운스트림의 및 배터리 충전기(30)와 스위칭 전원 장치(29)의 전 또는 업스트림의 전원 장치 라인 전압을 디지털화하기 위해 아날로그-디지털 컨버터(ADC)(38)를 이용하여) 행해진다. DSP 회로(39)는 전압을 실시간으로 분석하고, 이에 기초하여, 예컨대 외부 전원 장치가 그 전압 사양 밖에서 동작하고 있다는 것을 알게 되면 제어 루프(31)의 동작을 즉시 변경한다. 예컨대, 전원 장치 라인 상의 dc 전압은 진동, 과도(오버슈트 및 언더슈트), 및/또는 과전압 또는 부족 전압을 보일 수 있다(즉, 정상 상태 dc 전압이 그 조절된 범위 밖에 있다).
다른 방식으로 보면, 전력 관리기와, 특히 제어기(37)는 연결된 외부 전원 장치가 비정상적으로 또는 불안정하게 동작하고 있다는 표시를 찾기 위해 전원 장치 라인의 전압을 모니터한다. 그와 같은 이벤트를 검출하는 것에 응답하여, 제어기(37)는 루프 주파수 응답을 변경함으로써 제어 루프(31)의 동작을 변화시킨다. 이는 예컨대 비교기(33)(도 3 참조)의 일부인 에러 증폭기의 바이어스 전류를 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 이러한 바이어스 전류 변화의 시그널링은 제어 루프(31)의 대역폭, 즉, 제어 루프가 모니터된 전원 장치 라인 전압 변화에 응답하는 속도를 증감시키도록 설계될 수 있다. 따라서, 비교기(33)는 그 가변 바이어스 전류가 루프 대역폭을 변화시키도록 증감될 수 있는 그와 같은 에러 증폭기를 포함할 수 있다. 이런 식으로 루프 대역폭을 변화시킴으로써, AC 부하가 외부 전원 장치의 조정 회로에 더욱 잘 맞게 보이도록 하기 위해 외부 전원 장치에 부여된 유효 AC 부하가 변경될 것으로 예상된다. 전술한 바와 같이, 전류 제한 피드백 제어 루프의 주파수 응답에 대한 이러한 변화는 외부 전원 장치에 부여된 AC 부하를 선형화하려는 종래의 공지된 다른 기술과 함께 이용될 수 있다.
(외부 전원 장치를 안정화시키는데 도움을 주기 위해) 전류 제한 피드백 제어 루프(31)에서 회전될 수 있는 다른 "노브(knob)"는 제어 신호 필터 디코더(35)의 주파수 응답이다. 구현에 따라 아날로그 또는 디지털 대역 통과 필터일 수 있는 필터 디코더(35)는 제어 루프(31)의 공진 주파수를 변화시키기 위해 제어기(37)에 의해 변경될 수 있는 주파수 응답을 갖고 있다. 필터(35)는, 그 디지털 필터의 탭 또는 계수를 변경하면 전체 루프(31)의 공진 주파수가 변화되도록, 루프(31)의 제어 신호 경로 내에 놓여 있다. 이러한 공진 주파수 변화는 연결된 외부 전원 장치의 공진 주파수를 피하도록 설계된다. 제어 루프(31)의 공진 주파수와 외부 전원 장치의 공진 주파수 간의 차를 강제함으로써, 전원 장치 라인 상에서 발생되는 전압 신호가 불안정할 수 있는 가능성(예컨대, 진동, 오버슈트 또는 언더슈트)이 줄어든다.
(제어 루프(31)의 공진 주파수를 외부 전원 장치의 공진 주파수로부터 떨어지게 하기 위해) 제어 루프(31)의 공진 주파수를 변화시킬 수 있는 또 다른 방식은 전원 장치 라인 조정 필터(28)의 주파수 응답을 변경하는 것이다. 따라서, 일 실시예에서, 제어기(37)는, (외부 전원 장치의 공진 주파수를 피하기 위해) 제어 루프(31)의 공진 주파수를 변경하는 식으로, 전원 장치 라인 조정 필터의 주파수 응답을 (그 전체 저역 통과 필터링 또는 리플 저감 기능을 그대로 유지하면서) 변경하기 위해 라인 조정 필터(28)의 파라미터 또는 특성을 제어하는 출력부를 갖고 있다.
상기를 고려하여, 본 발명의 실시예는 전술한 DSP 회로(39)의 동작들 중 일부를 수행하도록 하나 이상의 데이터 처리 컴포넌트(일반적으로는 "프로세서"라 함)를 프로그래밍하는 명령어가 저장된 (휴대형 장치 내부에 있는) 집적 회로 메모리 또는 대용량 저장 장치와 같은 기계 판독 매체일 수 있다. 다른 실시예에서, 이들 동작 중 일부는 하드와이어드(hardwired) 로직을 포함하는 특정 하드웨어 컴포넌트에 의해 수행될 수 있다. 대안으로서, 이들 동작은 프로그래밍된 데이터 처리 컴포넌트와 고정된 하드와이어드 회로 컴포넌트의 조합에 의해 수행될 수 있다.
이제 도 4를 참조로 설명하면, 전류 제한 피드백 제어 루프(31)의 다른 경우의 조합된 개략 회로 및 블록도가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 전류 측정 회로(32), 비교기(33) 및 필터/디코더(35)는 전원 장치 라인 상에(배터리 충전기(30)와 스위칭 전원 장치(29)의 업스트림에) 별도의 직렬 통과 트랜지스터(34)가 없다는 점을 제외하고는 도 3의 경우에서와 대체로 똑같은 방식으로 동작할 수 있다. 더 정확히 말하자면, 이 경우에는, 전원 장치 라인 상에서 인출된 총 dc 전류가 기준 전류 레벨이나 그 이하로 유지되도록, 전원 장치 라인 상에 있는 전원 장치 회로, 이 경우에는 배터리 충전기(30)와 스위칭 전원 장치(29)를 직접적으로 제어함으로써 전류 제한이 달성된다. 여기서, 필터/디코더(35)는 예컨대 (전원 장치 라인 상의 총 전류가 소정 임계치를 초과하지 않도록 하기 위해) 배터리 충전 전류가 감소되어야 함을 표시하는 제어 신호를 배터리 충전기(30)에 제공하는 출력부를 갖고 있다. 마찬가지로, 다른 경우에서, 필터/디코더(35)는 (예컨대, 배터리를 더 빨리 충전하기 위해 배터리 충전기(30)가 더 많은 전류를 인출할 수 있도록) 전원 장치 라인 상의 총 전류의 인출을 감소시키도록 스위칭 전원 장치(29)에 신호를 보낼 수 있다. 이 판정은 종래의 휴대형 장치 전력 관리 기술에 따라서 필터/디코더(35)에 의해 행해질 수 있다. 도 3에 도시된 전력 관리기의 나머지 부분, 즉, 전류 제한 피드백 제어 루프(31)를 조정하도록 동작하고 있는 (ADC(38)와 DSP 회로(39)를 가진) 제어기(37)는 간결을 위해 도 4에는 도시하지 않지만, 외부 전원 장치를 안정화시키기 위해 필요한 조정을 제공하기 위해 존재함을 알아야 한다.
도 5는 전류 제한 피드백 제어 루프(31)의 또 다른 경우의 조합된 개략 회로 및 블록도이다. 이 경우에, 전원 장치 라인은, 휴대형 장치 내의 다른 전원 장치 회로(PS 1, PS 2 등)가 배터리를 충전하는 전류를 공급하는 배터리 충전기(30)의 양의 노드에 dc 연결되도록, 배터리 충전기(30)에서만 종단된다. 이와 달리, 도 3의 구성은 배터리의 양의 노드를 휴대형 장치의 다른 모든 전원 장치 회로에 직접적으로 연결하는 추가적인 전력 스위칭 회로를 (배터리 충전기의 다운스트림에) 필요로 할 것이다. 도 5를 참조로 설명하면, 이 실시예에서 전류 제한 피드백 제어 루프(31)는, 배터리 충전기(30) 자체로부터 분리된 직렬 통과 트랜지스터(34)(도 3 참조)가 필요없다는 점을 제외하고는 일반적으로 다른 것들과 유사하게 동작한다. 필터/디코더(35)의 출력은 배터리 충전기(30)에게 전원 장치 라인에서 그것이 인출하는 전류량을 제한하라고 지령하는 제어 신호를 제공한다. 또, 이 제어 신호는 필터/디코더(35)가 최대 특정 dc 전류가 전원 장치 라인 상에 도달하였다고 판단한 것에 기초한다.
이제 도 6을 참조로 설명하면, 전류 제한 피드백 제어 루프(31)를 조정하는 DSP 회로(39)에 대한 예시적인 알고리즘이 도시되어 있다. 이 알고리즘은 적어도 2개의 입력, 즉, 전원 장치 라인(P) 상의 측정된 전압 신호와 전원 장치 라인 전압 사양을 갖고 있다. 후자는 연결된 외부 전원 장치로부터 판독되거나 이에 의해 전송될 수 있으며, 또는 휴대형 장치의 제조 시에 휴대형 장치 내로 미리 프로그래밍되거나 저장되어 있을 수 있다. 이 알고리즘은 전원 장치 라인 전압의 안정 여부를 판단하는 판단 회로(45)를 포함한다. 이는 단순히 측정된 dc 전압 신호가 사양의 조절된 dc 전압 범위 내에 있는지를 판단하는 것을 포함할 수 있다. 대안으로서, 이 판단 회로(45)는 측정된 AC 전압 신호를 분석하는 몇 개의 다른 블록, 즉, 오버슈트 검출 블록(41), 언더슈트 검출 블록(42) 및 진동 검출 블록(43)으로부터 입력을 얻을 수 있다. 이들 명칭이 의미하는 바와 같이, 이들 블록은 측정된 전압 신호에 대해, 특히 AC 전압 스펙트럼에 대해 (예상되는 동작의 소정 주파수 범위에서) 디지털 신호 처리를 수행하여 오버슈트 상황, 언더슈트 상황, 및 충분히 높은 크기의 진동을 검출할 수 있다. 이러한 "문제들" 중 하나라도 검출되면, 전원 장치 라인 전압은 불안정한 것으로 보며, 이에 응답하여, 알고리즘은 전류 제한 피드백 제어 루프의 동작을 변경한다(블록(46)). 여기서 다시, 알고리즘은 검출된 문제를 해결하기 위해 다음의 옵션들 중 한 가지 이상을 택할 수 있다: 제어 신호 필터/디코더(35)의 하나 이상의 파라미터를 변경하는 것; 비교기(33)의 에러 증폭기의 바이어스를 변경하는 것; 및/또는 아날로그 전원 장치 라인 조정 필터(28)의 하나 이상의 파라미터를 변경하는 것(도 3 참조). 전술한 바와 같이, 제어 루프 프로세스에 대한 이러한 변경은 전류 제한 피드백 제어 루프의 dc 전류 제한 기능에 영향을 미치지 않고 루프 주파수 응답을 변경하는 것으로 볼 수 있다. 제어 루프의 동작 변경은 피드백 제어 루프 프로세스의 루프 대역폭을 변경하는 것으로도 볼 수 있다. 그와 같은 변경은, 제어 루프의 전체 dc 전류 제한 기능이 실질적으로 손상되지 않도록, 비교적 작은 증분인 것으로 한정될 수 있음에 유의한다. 알고리즘의 실시간 또는 연속적 동작 특성으로 인해, 이런 식으로 작은 변경을 강제하는 것은 전원 장치 라인 전압에 대한 검출된 불안정성을 제거하기 위해 필요한 최소 동작 변경만을 산출하는데 효과적일 수 있다.
제어기(37)가 전류 제한 피드백 제어 루프 프로세스의 동작을 조정 또는 변경하는 상기 프로세스는 "배경(background)에서" 동작할 수 있다. 즉, 휴대형 장치의 정상 동작 중에 연속적으로 동작하며 이 장치의 최종 사용자에게는 인식되지 않는다. 그러나, 어떤 경우에는, 제어 루프 프로세스에 대한 변경을 비교적 드물게 하거나 전원 장치 라인 상의 잠재적인 불안정성을 예상하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 먼저 외부 전원 장치로부터 응답(전원 장치 라인 상의 전압 응답)을 이끌어내기 위해 외부 전원 장치를 자극하여 전원 장치 라인 상의 불안정성의 가능성에 대한 정보를 얻음으로써 달성될 수 있다. 예컨대, 안정화 제어기(37)는 외부 전원 장치로부터 응답을 이끌어내기 위해 전원 장치 라인에 소정 부하를 인가하도록 배터리 충전기(30) 및/또는 스위칭 전원 장치(29)에 신호를 보낼 수 있다(도 3 참조). 이 소정 부하는 종래의 전압 조정기 회로의 응답을 측정하는데 통상적으로 이용되는 것과 같은 임펄스형 부하일 수 있다. 그러면, 제어기(37)는 전술한 식으로 (예컨대, 전원 장치 라인 상의 AC 전압 스펙트럼을 측정하는 것을 포함하여) 응답을 측정하고, 그 측정된 응답을 분석하여 외부 전원 장치의 특성을 결정할 것이다. 특히, 제어기(37)는 그 측정된 응답 데이터를 이용하여, 예컨대 그 측정된 응답에서 보이는 진동 주파수를 검출함으로써 외부 전원 장치의 공진 주파수를 산출할 수 있다. 그러면, 제어기(37)는 그 분석된 응답에 기초하여 제어 루프(31)를 변경한다. 예컨대, 제어기(37)는 그 산출된 공진 주파수를 피하기 위해 제어 루프(31)의 루프 대역폭을 변경할 수 있다. 외부 전원 장치를 자극하고 그 응답을 측정하는 이러한 기능은 DSP 회로(39)를 위한 독립적 알고리즘일 수 있으며, 또는, 예컨대 전류 제한 피드백 제어 루프 프로세스에 대해 행한 이전의 변경을 검증하기 위해 도 6에 도시된 알고리즘에 부가되어 간간이 수행될 수 있다.
지금까지 첨부도면을 참조로 특정 실시예들에 대해 설명하였지만, 이러한 실시예들은 단지 예시적인 것이며 광의의 본 발명을 한정하려는 것이 아니고, 당업자라면 본 발명을 다른 여러 가지로 변형할 수 있기 때문에, 본 발명은 도시되고 설명된 특정 구성이나 배치에 한정되는 것이 아님을 알아야 한다. 예컨대, 도 3은 전원 장치 라인 전압의 디지털화된 전압을 모니터하는 DSP 회로(39)가 전류 제한 피드백 제어 루프(31)를 조정하는 방법을 보여주지만, 대안으로서 이는 (제어기(37)를 위해) 순수한 아날로그 모니터링 및 제어 회로를 이용하여 달성될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 PD(10)는 다기능 이동 전화(스마트폰)이지만, 본 발명은 다른 형태의 휴대형 장치, 예컨대, 랩톱/노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 전용 내비게이션 장치, 디지털 미디어 플레이어, 셀룰러폰 및 개인 정보 단말에도 적용될 수 있다. 따라서, 상기 설명은 한정적인 것이 아니라 예시적인 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 휴대형 전자 장치에 있어서,
    상기 휴대형 전자 장치를 동작시키는 전력을 공급하는 배터리;
    외부 전원 장치에 연결될 전원 장치 핀을 포함하는 커넥터; 및
    상기 전원 장치 핀을 통해 전류를 인출하여 상기 배터리를 충전하는 배터리 충전기 회로를 구비한 전력 관리기
    를 포함하며,
    상기 전력 관리기는 상기 외부 전원 장치의 미리 결정된 출력 전류 정격에 따라서 상기 인출된 전류를 제한하는 전류 제한 피드백 제어 루프를 구비하고,
    상기 전력 관리기는 상기 연결된 외부 전원 장치의 동작을 안정화시키기 위해 상기 전원 장치 핀의 전압을 모니터링하는 것에 응답하여 상기 제어 루프의 루프 주파수 응답을 자동적으로 변경하는 휴대형 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리기는 상기 외부 전원 장치가 그 전압 사양 밖에서 동작하고 있음을 알게 되는 것에 응답하여 상기 제어 루프의 루프 주파수 응답을 변경하는 휴대형 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모니터링은 상기 연결된 외부 전원 장치가 비정상적으로 동작하고 있다는 것을 표시하는 휴대형 전자 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 루프는 에러 증폭기를 포함하고, 상기 전력 관리기는 상기 제어 루프의 대역폭이 증가하는 것과 감소하는 것 중 하나가 달성되도록 상기 에러 증폭기의 바이어스 전류를 변경함으로써 상기 제어 루프의 루프 주파수 응답을 변경하는 휴대형 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 루프는 필터를 포함하고, 상기 전력 관리기는 상기 제어 루프의 공진 주파수를 변경하도록 상기 필터의 주파수 응답을 변경함으로써 루프 주파수 응답을 변경하는 휴대형 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전력 관리기는 미리 결정된 임펄스형 부하가 상기 전원 장치 핀에 인가될 것이라는 신호를 발생하고, 상기 임펄스형 부하에 대한 상기 연결된 외부 전원 장치의 응답을 측정하고, 이에 기초하여 상기 제어 루프의 루프 주파수 응답을 변경하는 휴대형 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 관리기는 상기 측정된 응답에 기초하여 상기 연결된 외부 전원 장치의 공진 주파수를 산출하고, 이에 기초하여 상기 제어 루프의 루프 주파수 응답을 변경하는 휴대형 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전력 관리기는 상기 산출된 공진 주파수를 피하기 위해 상기 제어 루프의 대역폭을 변경함으로써 상기 제어 루프의 루프 주파수 응답을 변경하는 휴대형 전자 장치.
  10. 전력 관리기 회로에 있어서,
    전원 장치 라인에 대한 특정 최대 정상 상태 전류를 초과하지 않도록 상기 전원 장치 라인으로부터 인출된 dc 전류를 제한하기 위한 수단;
    상기 인출된 전류를 이용하여 배터리를 충전하기 위한 수단;
    상기 전류를 인출하면서 상기 전원 장치 라인의 전압을 모니터링하기 위한 수단; 및
    상기 전원 장치 라인 전압이 미리 결정된 범위 밖에서 움직이는 것에 응답하여 상기 전류 제한 수단의 루프 주파수 응답을 변경하기 위한 수단
    을 포함하는 전력 관리기 회로.
  11. 휴대형 전자 장치에서 전류 제한 피드백 제어 루프 프로세스를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 휴대형 전자 장치에서 상기 휴대형 전자 장치에 연결된 외부 전원 장치로부터 나오는 전원 장치 전류와 전압을 측정하는 단계;
    상기 측정된 전원 장치 전류를 상기 외부 전원 장치로부터 이용 가능한 최대 정상 상태 전류를 나타내는 임계치와 비교하는 단계;
    상기 비교에 기초하여 상기 전원 장치 전류를 조정하는 단계 - 상기 측정하는 단계, 비교하는 단계 및 조정하는 단계는 전류 제한 피드백 제어 루프 프로세스의 일부임 -;
    상기 외부 전원 장치가 그 사양 밖에서 동작하고 있는지 여부를 판단하기 위해 상기 측정된 전원 장치 전압을 분석하는 단계; 및
    상기 분석에 기초하여 상기 제어 루프 프로세스의 루프 주파수 응답을 변경하는 단계
    를 포함하는 전류 제한 피드백 제어 루프 프로세스의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 외부 전원 장치로부터 응답을 이끌어내기 위해 상기 연결된 외부 전원 장치에 미리 결정된 부하를 인가하는 단계;
    상기 응답을 측정하는 단계; 및
    상기 외부 전원 장치의 특성을 결정하기 위해 상기 측정된 응답을 분석하는 단계 - 상기 제어 루프 프로세스의 루프 주파수 응답은 상기 분석된 응답에 추가로 기초하여 변경됨 -
    를 더 포함하는 전류 제한 피드백 제어 루프 프로세스의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 측정된 응답 분석 단계는 상기 측정된 응답에 기초하여 상기 연결된 외부 전원 장치의 공진 주파수를 산출하는 단계를 포함하는 전류 제한 피드백 제어 루프 프로세스의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어 루프 프로세스의 루프 주파수 응답을 변경하는 단계는 상기 산출된 공진 주파수를 피하기 위해 상기 프로세스의 루프 대역폭을 변경하는 단계를 포함하는 전류 제한 피드백 제어 루프 프로세스의 제어 방법.
  15. 전력 관리기 회로에 있어서,
    전원 장치 라인에서 dc 전류를 제한하는 전류 제한 피드백 제어 루프 회로;
    상기 dc 전류의 일부를 이용하여 배터리를 충전하는 배터리 충전기 회로; 및
    상기 전원 장치 라인 상의 전압을 모니터하고, 이에 응답하여, 상기 제어 루프 회로의 dc 전류 제한 기능에 영향을 미치지 않고 상기 제어 루프 회로의 루프 주파수 응답을 변경하라는 신호를 발생하는 제어기 회로
    를 포함하는 전력 관리기 회로.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어기 회로는 미리 결정된 부하가 상기 전원 장치 라인에 인가되는 것을 표시하는 신호를 발생하고, 상기 모니터링되고 있는 전압은 상기 인가되는 부하에 대한 응답인 전력 관리기 회로.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어기 회로는 상기 모니터링된 전압에 기초하여 공진 주파수를 산출하고, 상기 루프 주파수 응답의 변경은 상기 제어 루프 회로의 공진 주파수를 상기 산출된 공진 주파수로부터 떨어지게 하도록 설계된 전력 관리기 회로.
KR1020127028464A 2010-04-14 2011-04-12 외부 전원 장치를 안정화시키기 위해 변형된 전류 제한 피드백 제어 루프를 가진 휴대형 전자 장치 전력 관리기 KR101484830B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/759,963 2010-04-14
US12/759,963 US8368355B2 (en) 2010-04-14 2010-04-14 Portable electronic device power manager with current limit feedback control loop modification for stabilizing an external power supply
PCT/US2011/032157 WO2011130303A2 (en) 2010-04-14 2011-04-12 Portable electronic device power manager with current limit feedback control loop modification for stabilizing an external power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120137498A KR20120137498A (ko) 2012-12-21
KR101484830B1 true KR101484830B1 (ko) 2015-01-20

Family

ID=44626279

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127028464A KR101484830B1 (ko) 2010-04-14 2011-04-12 외부 전원 장치를 안정화시키기 위해 변형된 전류 제한 피드백 제어 루프를 가진 휴대형 전자 장치 전력 관리기

Country Status (10)

Country Link
US (2) US8368355B2 (ko)
EP (1) EP2545630B1 (ko)
JP (1) JP5642871B2 (ko)
KR (1) KR101484830B1 (ko)
CN (1) CN102834999B (ko)
AU (1) AU2011240691B2 (ko)
BR (1) BR112012026012B1 (ko)
MX (1) MX2012011949A (ko)
TW (1) TWI442662B (ko)
WO (1) WO2011130303A2 (ko)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5428695B2 (ja) * 2009-09-16 2014-02-26 富士通株式会社 バッテリー動作可能無線基地局装置
US9083199B2 (en) * 2010-05-13 2015-07-14 Massachusetts Institute Of Technology Battery charger circuit and control schemes
CN102013532B (zh) * 2010-10-14 2014-08-20 中兴通讯股份有限公司 终端充电的控制方法和装置
EP2645202B1 (en) * 2011-06-24 2016-09-07 Huawei Device Co., Ltd. Method for supplying power to wireless network terminal and wireless network terminal
US20130314025A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-28 Associated Equipment Corporation Charge control for external manual battery chargers
KR101388819B1 (ko) * 2012-06-28 2014-04-23 삼성전기주식회사 코일 부품 및 이를 구비하는 디스플레이 장치
US9471073B2 (en) * 2012-07-19 2016-10-18 Freescale Semiconductor, Inc. Linear power regulator with device driver for driving both internal and external pass devices
US8989071B2 (en) * 2012-08-31 2015-03-24 Apple Inc. Inter-chip data communications with power-state transition management
TW201411325A (zh) * 2012-09-04 2014-03-16 Acer Inc 電子系統、電子裝置以及電源管理方法
KR20140099741A (ko) * 2013-02-04 2014-08-13 삼성전자주식회사 충전장치 및 충전방법
US20140278248A1 (en) * 2013-03-18 2014-09-18 Sharp Laboratories Of America. Inc. Method and System for Facilitating Enterprise Appliance Administration Based on Detected Power Anomalies
TWI488099B (zh) * 2013-06-20 2015-06-11 Ind Tech Res Inst 觸控裝置及感測補償方法
CN103475068B (zh) * 2013-09-30 2016-03-23 小米科技有限责任公司 一种充电器、充电终端、充电系统及充电控制方法
EP3258567B1 (en) * 2015-03-10 2018-09-19 Huawei Technologies Co., Ltd. Self-loop detection method and apparatus for charging device
DE102015205252A1 (de) * 2015-03-24 2016-09-29 Robert Bosch Gmbh Batteriesystem und Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
WO2016171680A1 (en) * 2015-04-22 2016-10-27 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Status signal combined onto power voltage
JP6495783B2 (ja) * 2015-08-25 2019-04-03 太陽誘電株式会社 制御装置、蓄電装置及び移動体
CN105302027B (zh) * 2015-11-18 2018-11-02 李伟 一种驱动控制集成电路及驱动控制系统
US10170923B2 (en) 2016-01-12 2019-01-01 Richtek Technology Corporation Adaptive buck converter with monitor circuit and charging cable using the same
US20170201101A1 (en) * 2016-01-12 2017-07-13 Richtek Technology Corporation Mobile device charger for charging mobile device and related adaptive charging voltage generator
KR101736116B1 (ko) * 2016-03-22 2017-05-29 현대자동차주식회사 차량, 차량 제어 시스템, 차량용 표시 장치, 단말 장치 및 차량의 제어 방법
CN106160073B (zh) * 2016-06-30 2019-06-25 联想(北京)有限公司 一种电子设备及其控制方法
US10466757B2 (en) * 2017-07-12 2019-11-05 Apple Inc. Methods and apparatus for safe negotiation of high current for active cable assemblies
US10237830B1 (en) 2017-08-31 2019-03-19 Google Llc Dynamic battery power management
CN109449692B (zh) * 2017-09-01 2020-06-12 硕天科技股份有限公司 配接器与配接器模块
KR102470998B1 (ko) * 2017-09-21 2022-11-25 현대자동차주식회사 차량용 충전 장치 및 그의 전류 안정화 방법
KR102602533B1 (ko) 2018-09-21 2023-11-15 삼성전자주식회사 로드 스위치 회로 및 이를 이용한 배터리 전력 제어 방법
US11025084B2 (en) 2018-10-23 2021-06-01 Google Llc Dynamic adjustment of charging voltage supplied from a first device to a second device
US10965255B1 (en) * 2019-10-30 2021-03-30 Psemi Corporation Overvoltage protection for power amplifier with soft shutdown
US20220289074A1 (en) * 2021-03-12 2022-09-15 Transportation Ip Holdings, Llc Vehicle control system and method
US11588394B2 (en) * 2021-05-15 2023-02-21 Aes Global Holdings Pte Ltd. Reduced current sharing ripple
TWI815379B (zh) * 2022-03-29 2023-09-11 和碩聯合科技股份有限公司 電子裝置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642029A (en) * 1994-03-03 1997-06-24 Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. Constant current battery charger with auxiliary output for portable apparatus
US6127809A (en) * 1995-10-20 2000-10-03 Dell Usa, L.P. Adaptive power battery charging apparatus
JP2003047237A (ja) * 2001-07-26 2003-02-14 Sharp Corp スイッチング電源装置
KR20090114335A (ko) * 2008-04-29 2009-11-03 다이얼로그 세미컨덕터 게엠베하 충전 배터리 전류의 부하 전류 의존도 감소

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4488057A (en) * 1983-07-15 1984-12-11 Opt Industries, Inc. AC-DC Switching regulator uninterruptible power supply
JPH05137276A (ja) * 1991-11-12 1993-06-01 Oki Electric Ind Co Ltd 電子機器用充電装置
US5465011A (en) * 1992-12-14 1995-11-07 Square D Company Uninterruptible power supply with improved output regulation
US5689412A (en) 1995-04-14 1997-11-18 Delta Green Energy, Inc. Univerally adaptable multi-function portable power supply unit for ac/dc conversion which including backup battery and battery charger
US5754414A (en) 1996-02-23 1998-05-19 Hanington; Gary J. Self-compensating switching power converter
US5723970A (en) * 1996-04-05 1998-03-03 Linear Technology Corporation Battery charging circuitry having supply current regulation
US5959372A (en) 1997-07-21 1999-09-28 Emerson Electric Co. Power management circuit
JP2000184612A (ja) * 1998-10-08 2000-06-30 Fujitsu Ltd Ｄｃ―ｄｃコンバ―タの制御方法、ｄｃ―ｄｃコンバ―タの制御回路、及び、ｄｃ―ｄｃコンバ―タ
US6104170A (en) * 1998-12-23 2000-08-15 Fairchild Semiconductor Corporation Method and circuit for preventing oscillations in a battery charger
JP3365745B2 (ja) * 1999-05-13 2003-01-14 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 充電電流制御装置
JP3438647B2 (ja) * 1999-05-14 2003-08-18 株式会社村田製作所 充電制御器
US6664762B2 (en) * 2001-08-21 2003-12-16 Power Designers, Llc High voltage battery charger
US6894463B2 (en) * 2002-11-14 2005-05-17 Fyre Storm, Inc. Switching power converter controller configured to provide load shedding
CA2512244A1 (en) 2002-12-31 2004-07-22 Apogee Technology, Inc. Adaptive resonant switching power system
US6836095B2 (en) * 2003-04-28 2004-12-28 Semtech Corporation Battery charging method and apparatus
ATE291287T1 (de) 2003-04-28 2005-04-15 Siemens Ag Methode und gerät zum anpassen des ladestromes in einem batterieladegerät
TW200527809A (en) * 2004-01-27 2005-08-16 Rohm Co Ltd DC-AC converter, controller IC there for, and an electronic apparatus using such DC-AC converter
WO2006011098A1 (en) 2004-07-21 2006-02-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Automatic frequency control for series resonant switched mode power supply
WO2006083334A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Georgia Tech Research Corporation Active current surge limiters
US7710079B2 (en) 2005-07-19 2010-05-04 Linear Technology Corporation Power manager and power managing method for battery-powered application
US7359222B2 (en) 2005-09-15 2008-04-15 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to improve regulation of a power supply
US7701173B2 (en) 2005-12-13 2010-04-20 Research In Motion Limited Charging and power supply for mobile devices
JP4837408B2 (ja) * 2006-03-20 2011-12-14 富士通セミコンダクター株式会社 Ｄｃ−ｄｃコンバータ、ｄｃ−ｄｃコンバータの制御回路、及びｄｃ−ｄｃコンバータの制御方法
US8193778B2 (en) * 2007-07-13 2012-06-05 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of charging a battery array
US7696737B2 (en) * 2007-12-21 2010-04-13 Power Intergrations, Inc. Method and apparatus to control a power supply for high efficiency
JP2009159655A (ja) * 2007-12-25 2009-07-16 Panasonic Electric Works Co Ltd 直流配電システム
US8093763B2 (en) * 2008-09-30 2012-01-10 Infineon Technologies Ag System and method for limiting current oscillation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5642029A (en) * 1994-03-03 1997-06-24 Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. Constant current battery charger with auxiliary output for portable apparatus
US6127809A (en) * 1995-10-20 2000-10-03 Dell Usa, L.P. Adaptive power battery charging apparatus
JP2003047237A (ja) * 2001-07-26 2003-02-14 Sharp Corp スイッチング電源装置
KR20090114335A (ko) * 2008-04-29 2009-11-03 다이얼로그 세미컨덕터 게엠베하 충전 배터리 전류의 부하 전류 의존도 감소

Also Published As

Publication number Publication date
US8368355B2 (en) 2013-02-05
JP5642871B2 (ja) 2014-12-17
JP2013527739A (ja) 2013-06-27
US20130141035A1 (en) 2013-06-06
EP2545630A2 (en) 2013-01-16
AU2011240691B2 (en) 2014-04-03
TW201212456A (en) 2012-03-16
CN102834999B (zh) 2015-09-09
US8653796B2 (en) 2014-02-18
US20110254511A1 (en) 2011-10-20
BR112012026012B1 (pt) 2019-12-03
BR112012026012A2 (pt) 2016-06-28
KR20120137498A (ko) 2012-12-21
WO2011130303A3 (en) 2012-05-10
CN102834999A (zh) 2012-12-19
MX2012011949A (es) 2012-12-17
TWI442662B (zh) 2014-06-21
EP2545630B1 (en) 2016-04-06
WO2011130303A2 (en) 2011-10-20
AU2011240691A1 (en) 2012-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101484830B1 (ko) 외부 전원 장치를 안정화시키기 위해 변형된 전류 제한 피드백 제어 루프를 가진 휴대형 전자 장치 전력 관리기
EP2953001B1 (en) Power supply system, electronic device and power distribution method of electronic device
US8519671B2 (en) Power supply circuit and method for providing output voltage to charge a battery
US10666062B2 (en) Systems and methods for simultaneously charging a battery with multiple power sources
US8018208B1 (en) Error amplification for current mode control switching regulation
JP6382065B2 (ja) Ｕｓｂ給電装置、それを用いた電子機器、ｕｓｂ給電装置の制御方法
US8884589B2 (en) Method and system for power switch temperature regulation
CN103501023B (zh) 充电电路
JP2009131066A (ja) 電源回路、および電子機器
US20220037903A1 (en) Clamping current limit of a hysteretic power converter to a minimum value to ensure graceful shutdown at battery end of life
TWI329960B (en) Voltage regulating power supply for noise sensitive circuits
TWI396360B (zh) 電源路徑管理電路與方法
US7701178B2 (en) Charge control that keeps constant input voltage supplied to battery pack
WO2021262414A1 (en) Hardware architecture for usb-c port power
US6597153B1 (en) Fast transient charging circuit
KR20130063374A (ko) 이동 단말기 및 그 제어 방법
EP2164150A1 (en) Power supply circuit and method for providing output voltage
JP2003195988A (ja) 消費電力管理装置およびその方法
JP5014933B2 (ja) 充電制御回路およびそれを利用した電子機器
CN103647334A (zh) 一种可调节电流的电池充电电路
CN203562821U (zh) 一种可调节电流的电池充电电路
CN106374594A (zh) 在电子设备中进行自适应输入电流控制的方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181226

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191217

Year of fee payment: 6