KR101913711B1 - 모바일 기기 충전기의 적응형 충전 전압 생성기 - Google Patents

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Abstract

모바일 기기 충전기의 적응형 충전 전압 생성기는: DC 전압 및 케이블 전류를 케이블로부터 수신하기 위한 전력 수신 인터페이스; 충전 전압 및 충전 전류를 모바일 기기 충전기의 연결 단자로 전송하며 상기 모바일 기기에 의해 생성된 통신 신호를 연결 단자로부터 수신하기 위한 단자 통신 인터페이스; DC 전압 및 케이블 전류를 전압 수신 인터페이스로부터 수신하며 충전 전압 및 충전 전류를 생성하기 위한 벅 컨버터로서, 상기 충전 전압은 DC 전압에 비하여 작은 한편 상기 충전 전류는 상기 케이블 전류에 비해 큰, 벅 컨버터; 및 벅 커버터에 연결되며 통신 신호에 따른 벅 컨버터를 제어하도록 구성된 충전 전압 제어 회로를 포함한다.

Description

모바일 기기 충전기의 적응형 충전 전압 생성기{ADAPTIVE CHARGING VOLTAGE GENERATOR OF MOBILE DEVICE CHARGER}
본 발명은 전반적으로 배터리 충전기에 관한 것으로, 더욱 상세하게, 모바일 기기 충전기의 적응형 충전 전압 생성기에 관한 것이다.
배터리 용량은 항상 모바일 기기의 사용 시간에 대한 주요한 병목 현상 원인이다. 그러므로, 많은 기술들 및 재료들이 모바일 기기의 배터리 용량을 증가시키기 위해 개발되어 왔다. 모바일 기기가 배터리 전력을 소진할 때, 충전 케이블은 보통 사용자에 의해 모바일 기기에 연결되어 배터리를 충전하기 위하여 사용된다.
그러나, 배터리를 충전하는 데 필요한 시간은 배터리의 용량에 비례적이다. 많은 현대의 모바일 기기들에 대하여, 모바일 기기 내의 배터리를 완전히 충전하는 데에 여러 시간들이 필요할 수 있다. 모바일 기기에 대한 종래의 충전 해법들은 시간 소모적이며 비효율적인 것이 명백하다.
상기의 관점에서, 모바일 기기의 충전 과정을 효과적으로 신속 처리할 수 있는 장치들에 대하여 실질적인 필요가 존재하는 것으로 이해될 수 있다.
모바일 기기 충전기의 적응형 충전 전압 생성기에 대한 예시적인 실시예가 기술된다. 모바일 기기 충전기는 모바일 기기를 충전하기 위해 사용되며 모바일 기기에 탈착가능하게 연결되도록 사용되는 연결 단자; 케이블; 및 DC 전압 및 케이블 전류를 케이블에 공급하기 위해 사용되는 전력원 유닛을 포함한다. 적응형 충전 전압 생성기는: DC 전압 및 케이블 전류를 케이블로부터 작동 가능하게 수신하는 전압 수신 인터페이스; 충전 전압 및 충전 전류를 연결 단자로 작동 가능하게 전송하며 모바일 기기에 의해 생성된 통신 신호를 연결 단자로부터 작동가능하게 수신하도록 배열된 단자 통신 인터페이스; 전력 수신 인터페이스 및 단자 통신 인터페이스 사이에 연결되고, DC 전압 및 케이블 전류를 전력 수신 인터페이스로부터 작동 가능하게 수신하며 충전 전압 및 충전 전류를 작동 가능하게 생성하도록 배열된 벅 컨버터(buck converter)로서, 충전 전압은 DC 전압 보다 작으면서 충전 전류는 케이블 전류보다 큰, 벅 컨버터; 및 단자 통신 인터페이스 및 벅 컨버터에 연결되고, 통신 신호에 따라 벅 컨버터를 작동 가능하게 제어하도록 배열된 충전 전압 제어 회로를 포함한다.
적응형 충전 전압 생성기는 전력원 유닛으로부터 공급된 케이블 전류를 더 큰 충전 전류로 변환하기 때문에, 모바일 기기의 충전 속도가 효과적으로 증가된다.
또한, 적응형 충전 전압 생성기는 충전 전압 및 충전 전류를 모바일 기기에 의해 생성된 통신 신호에 따라 적응적으로 변화시키며, 이로써 상이한 종류의 모바일 기기들을 충전하도록 사용될 수 있다.
앞서의 전반적인 기술 내용 및 후술하는 상세한 설명 모두는 예시이거나 및 단지 설명을 위한 것이며, 청구된 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기를 충전하기 위해 사용되는 모바일 기기 충전기의 간략화된 기능적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 모바일 기기 충전기의 적응형 충전 전압 생성기의 간략화된 기능적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 모바일 기기의 배터리 충전 회로의 간략화된 기능적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 적응형 충전 전압 생성기의 벅 컨버터의 간략화된 기능적인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 2의 적응형 충전 전압 생성기의 벅 컨버터의 간략화된 기능적인 블록도이다.
본 발명의 실시예들에 대한 더 상세한 참조가 이루어지며, 이는 첨부된 도면들에 도시된다. 동일한 식별 부호들이 도면들의 전반에 걸쳐 동일 또는 유사한 부분들, 구성 요소들, 또는 동작들을 참조하기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기(150)을 충전하기 위해 사용되는 모바일 기기 충전기(100)의 간략화된 블록도를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 모바일 기기 충전기(100)은 적응형 충전 전압 생성기(110), 연결 단자(120), 케이블(130), 및 전력원 유닛(140)을 포함한다. 모바일 기기(150)은 커넥터(152), 배터리(154), 및 배터리 충전 회로(156)을 포함한다.
모바일 기기 충전기(100)에서, 연결 단자(120)은 적응형 충전 전압 생성기(110)에 연결되며(coupled) 모바일 기기(150)의 커넥터(152)에 탈착가능하게(detachably) 연결되도록 사용된다. 케이블(130)은 적응형 충전 전압 생성기(110)에 연결된다. 전압원 유닛(140)은 케이블(130)에 연결된다. 전압원 유닛(140)은 적응형 충전 전압 생성기(110)에 의해 생성된 명령어 데이터(instruction data)에 응답하여 프로그램 작동 가능한(programmable) DC 전압 및 프로그램 작동 가능한 전류를 케이블(130)에 공급하도록 사용된다. 이에, 적응형 충전 전압 생성기(110)은 케이블(130)으로부터 수신된 프로그램 작동 가능한 DC 전압 및 프로그램 작동 가능한 전류를 기초로 연결 단자(120)로 가는 모바일 기기(150)를 충전하기 위한 DC 충전 전압 및 충전 전류를 생성 및 공급한다.
모바일 기기(150)에서, 커넥터(152)는 모바일 기기(100)의 연결 단자(120)에 탈착가능하게 연결되도록 사용되어 적응형 충전 전압 생성기(110)에 의해 생성된 충전 전압 및 충전 전류를 연결 단자(120)으로부터 수신한다. 배터리 충전 회로(156)은 커넥터(152) 및 배터리(154)에 연결되며 배터리(154)의 충전 동작을 제어하도록 사용된다. 도시의 단순화를 위하여, 모바일 기기(150)의 다른 구성 요소들 및 그 연결 관계들은 도 1에 도시되지 않았다.
연결 단자(120)이 커넥터(152)에 연결될 때, 배터리 충전 회로(156)는 적응형 충전 전압 생성기(110)가 연결 단자(120) 및 커넥터(152)를 통하여 적절한 충전 전압 및 충전 전류를 모바일 기기(150)으로 공급하게 명령하도록 적응형 충전 전압 생성기(110)에 명령어 데이터를 전달할 수 있다. 배터리 충전 회로(156)으로부터 전송된 명령어 데이터의 수신이 이루어지면, 적응형 충전 전압 생성기(110)는 전력원 유닛(140)이 고전압 및 저전류 신호를 케이블(130)을 통하여 적응형 충전 전압 생성기(110)에 공급하게 명령하도록 다른 명령어 데이터를 전력원 유닛(140)으로 생성하여 전송한다. 적응형 충전 전압 생성기(110)는 전력원 유닛(140)으로부터 공급된 고전압 및 저전류 신호를 저전압 및 고 전류 신호로 변환하며, 이어 저전압 및 고전류 신호를 연결 터미널(120) 및 커넥터(152)를 통해 배터리 충전 회로(156)으로 전송한다.
예를 들어, 적응형 충전 전압 생성기(110)는 전력원 유닛(140)이 DC 전압(VA) 및 케이블 전류(IA)를 케이블(130)을 통해 적응형 충전 전압 생성기(110)로 제공하게 명령할 수 있다. 적응형 충전 전압 생성기(110)는 DC 전압(VA) 및 케이블 전류(IA)를 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)로 변환하며, 이어 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)를 연결 단자(120) 및 커넥터(152)를 통해 배터리 충전 회로(156)로 전송한다. 위의 상황에서, 전력원 유닛(140)에 의해 생성된 DC 전압(VA)은 적응형 충전 전압 생성기(110)에 의해 생성된 충전 전압(VB)에 비해 더 큰 반면, 전력원 유닛(140)에 의해 생성된 케이블 전류(IA)는 적응형 충전 전압 생성기(110)에 의해 생성된 충전 전류(IB)에 비하여 더 작다.
케이블(130)은 오직 작은 케이블 전류(IA)를 전송하는 것만을 필요로 하기 때문에, 케이블(130)이, 두껍고 짧은 전력 케이블이 아닌, 종래의 USB(Universal Serial Bus) 케이블과 같은 얇은 케이블로 구현될 수 있다.
일 양태로부터, 케이블(130)의 전력 손실은 케이블(130)이 얇은 케이블로 구현될 때 최소화될 수 있다. 다른 양태로부터, 얇은 케이블의 저항이 작기 때문에 케이블(130)의 길이에 대한 특별한 제약이 없게 된다.
이후 기술 내용에서 설명의 편의성을 위해, 이후 적응형 충전 전압 생성기(110)는 명령어 데이터를 전력원 유닛(140)으로 전송하기 위해 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 사용할 수 있고, 배터리 충전 회로(156)은 명령어 데이터를 적응형 충전 전압 생성기(110)으로 전송하기 위해 통신 신호들(X1B 및 X2B) 를 사용할 수 있는 것으로 가정한다.
케이블(130)이 USB 케이블로 구현되는 몇몇 실시예들에서, 통신 신호들(X1A 및 X2A)은 물론 통신 신호들(X1B 및 X2B)은 USB 시리즈 사양에 의해 정의되는 D+ 및 D- 신호들로 구현될 수 있다.
대안적으로, 통신 신호들(X1A 및 X2A)은 물론 통신 신호들(X1B 및 X2B)은 USB-PD(Universal Serial Bus Power Delivery) 시리즈 사양에 의해 정의되는CC1 및 CC2 신호들로 구현될 수 있다.
실제로, 전력원 유닛(140)은 전력 어댑터(power adapter)로 구현될 수 있고, 파워 뱅크(power bank), 자동차 충전기, 디스플레이 모니터, 또는 적응형 충전 전압 생성기(110)의 명령에 응답하여 프로그램 작동 가능한 DC 전압 및 프로그램 작동 가능한 전류를 공급할 수 있는 임의의 다른 기기로 구현될 수 있다. 전력원 유닛(140)이 전력 어댑터로 구현되는 몇몇 실시예들에서, 모바일 기기 충전기(100)는 단일 데이터 전송 및 충전 케이블로 조립될 수 있다. 전력원 유닛(140)이 파워 뱅크 또는 디스플레이 모니터로 구현되는 몇몇 실시예들에서, 전력원 유닛(140)에 탈착가능하게 연결되기 위하여 연결 단자(도 1에서 미도시)가 케이블(130)에 제공될 수 있다.
추가로, 모바일 기기(150)는, 휴대폰, 태블릿 PC, 노트북 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 휴대용 비디오 표시장치 등과 같은 다양한 휴대용 전자 기기들로 구현될 수 있다.
도 2를 참조하면, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기 충전기(100)의 적응형 충전 전압 생성기(110)의 간략화된 블록도를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 적응형 충전 전압 생성기(110)은 전력 수신 인터페이스(210), 단자 통신 인터페이스(220), 벅 컨버터(buck converter)(230), 제1 ADC(Analog-to-Digital Converter)(240), 온도 센서(250), 및 충전 전압 제어 회로(260)을 포함한다.
전력 수신 인터페이스(210)는 DC 전압(VA) 및 케이블 전류(IA)를 케이블(130)으로부터 작동 가능하게 수신하며 전력원 유닛(140)과 케이블(130)을 통해 작동 가능하게 통신하도록 배열된다. 단자 통신 인터페이스(220)는 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)를 연결 단자(120)로 작동 가능하게 전송하며 모바일 기기(150)에 의해 생성된 통신 신호들(X1B 및 X2B)을 연결 단자(120)으로부터 작동 가능하게 수신하도록 배열된다. 실제로, 전력 수신 인터페이스(210) 및 단자 통신 인터페이스(220) 각각은 신호 버스 또는 회로 핀들(circuitry pins) 또는 신호 패드들(signal pads)의 세트로 구현될 수 있다.
벅 컨버터(230)은 전력 수신 인터페이스(210) 및 단자 통신 인터페이스(220) 사이에 연결된다. 벅 컨버터(230)은 DC 전압(VA) 및 케이블 전류(IA)를 전력 수신 인터페이스(210)로부터 작동 가능하게 수신하며 제어 신호(CTRL)에 응답하여 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)를 작동 가능하게 생성하도록 배열된다. 앞서 기술된 바와 같이, 충전 전압(VB)는 DC 전압(VA) 보다 작은 반면 충전 전류(IB)는 케이블 전류(IA) 보다 크다.
예를 들어, 벅 컨버터(230)에 의해 생성된 충전 전류(IB)는 5A, 8A, 10A, 또는 모바일 기기(150)의 충전 작동을 효과적으로 신속하게 하는 더 큰 크기로 구성될 수 있다.
전력 수신 인터페이스(210) 및 벅 컨버터(230)의 입력 단자 사이의 전류 경로 상에 어떠한 스위치 소자가 위치되지 않음을 유념해야 한다.
제1 ADC(240)은 벅 컨버터(230)의 출력에 연결되며, 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB) 중 하나 이상에 상응하는 제1 디지털 신호(DS1)를 작동 가능하게 생성하도록 배열된다.
온도 센서(250)는 충전 전압 제어 회로(260)에 연결되며, 온도 지시 신호(TS)를 생성하도록 연결 단자(120)의 온도를 작동 가능하게 감지하도록 배열된다.
앞서 기술된 바와 같이, 연결 단자(120)는 모바일 기기 충전기(100)가 모바일 기기(150)의 배터리(154)를 충전하도록 사용될 때 커넥터(152)에 탈착 가능하게 연결된다. 배터리(154)의 충전 작동 동안, 배터리(154) 및/또는 배터리 충전 회로(156)은 필연적으로 열을 생성한다. 모바일 기기(150)의 부피 및 크기적 제약으로 인해, 모바일 기기(150)의 열 소산 기기(heat dissipation device)가 열을 외부 공간으로 즉시 소산시키는 것이 가능하지 않다. 이로써, 모바일 기기(150)의 온도는 충전 작동 동안 불가피하게 증가할 수 있다. 커넥터(152) 및 연결 단자(120) 사이의 열 전도를 통해, 온도 센서(250)는 연결 단자(120)의 온도를 감지함으로써 모바일 기기(150)의 온도를 간접적으로 감지할 수 있다.
단자 통신 인터페이스(220)이 연결 단자(120)에 가깝게 배치되는 몇몇 실시예들에서, 온도 센서(250)은 단자 통신 인터페이스(220)에 가깝게 배열될 수 있고 단자 통신 인터페이스(220) 및 연결 단자(120) 사이의 열 전도를 통해 연결 단자(120)의 온도를 간접적으로 감지할 수 있다.
충전 전압 제어 회로(260)는 전력 수신 인터페이스(210), 단자 통신 인터페이스(220), 벅 컨버터(230), 제1 ADC(240), 및 온도 센서(250)에 연결된다. 충전 전압 제어 회로(260)는 통신 신호들(X1B 및 X2B), 제1 디지털 신호(DS1), 및 추가적인 관점에서 온도 지시 신호(TS)에 따라 제어 신호(CTRL)을 작동 가능하게 생성하도록 배열된다.
예를 들어, 통신 신호들(X1B 및 X2B)이 모바일 기기(150)가 높은 충전 전압 및/또는 큰 충전 전류를 요청하는 것을 나타낼 때, 충전 전압 제어 회로(260)는 벅 컨버터(230)이 충전 전압(VB) 및/또는 충전 전류(IB)를 증가시키게 명령하도록 제어 신호(CTRL)을 조정할 수 있다. 대조적으로, 통신 신호들(X1B 및 X2B)이 모바일 기기(150)이 더 작은 충전 전압 및/또는 더 작은 충전 전류를 요청하는 것을 나타낼 때, 충전 전압 제어 회로(260)는 벅 컨버터(230)이 충전 전압(VB) 및/또는 충전 전류(IB)를 감소시키게 명령하도록 제어 신호(CTRL)를 조정할 수 있다.
충전 전압 제어 회로(260)가 제1 디지털 신호(DS1)를 기초로 충전 전압(VB) 및/또는 충전 전류(IB)가 요구 수준을 초과하였음을 결정할 때, 충전 전압 제어 회로(260)는 벅 컨버터(230)에 충전 전압(VB) 및/또는 충전 전류(IB)를 감소시키게 명령하도록 제어 신호(CTRL)를 조정할 수 있다. 대조적으로, 충전 전압 제어 회로(260)가 제1 디지털 신호(D1)를 기초로 충전 전압(VB) 및/또는 충전 전류(IB)가 요구 수준 미만임을 결정하였을 때, 충전 전압 제어 회로(260)는 벅 컨버터(230)에 충전 전압(VB) 및/또는 충전 전류(IB)를 증가시키게 명령하도록 제어 신호(CTRL)를 조정할 수 있다.
추가로, 충전 전압 제어 회로(260)는, 온도 지시 신호(TS)가 연결 단자(120)의 온도가 증가하였음을 나타낼 때, 벅 컨버터(230)에 충전 전압(VB) 및/또는 충전 전류(IB)를 감소시키게 명령하도록 제어 신호(CTRL)를 조정할 수 있다.
다른 실시예들에서, 충전 전압 제어 회로(260)는, 온도 지시 신호(TS)가 연결 단자(120)의 온도가 미리 결정된 임계 수준을 초과하였음을 나타낼 때, 벅 컨버터(230)에 충전 전압(VB) 및/또는 충전 전류(IB)를 감소시키게 명령하도록 제어 신호(CTRL)을 조정할 수 있다.
추가로, 충전 전압 제어 회로(260)가 통신 신호들(X1B 및 X2B), 제1 디지털 신호(DS1), 및 추가적인 관점에서 온도 지시 신호(TS)에 따라 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 작동 가능하게 생성하도록 추가로 배열된다. 앞서 기술된 바와 같이, 충전 전압 제어 회로(260)는 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 전력 수신 인터페이스(210) 및 케이블(130)을 통해 전력원 유닛(140)에 전송한다.
예를 들어, 통신 신호들(X1B 및 X2B)이 모바일 기기(150)이 더 높은 충전 전압 및/또는 더 큰 충전 전류를 요청하고 있음을 나타낼 때, 충전 전압 제어 회로(260)는 전력원 유닛(140)에 DC 전압(VA) 및/또는 케이블 전류(IA)를 증가시키게 명령하도록 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 조정할 수 있다. 대조적으로, 통신 신호들(X1B 및 X2B)이 모바일 기기(150)이 더 낮은 충전 전압 및/또는 더 작은 충전 전류를 요청하고 있음을 나타낼 때, 충전 전압 제어 회로(260)는 전력원 유닛(140)에 DC 전압(VA) 및 케이블 전류(IA)를 감소시키게 명령하도록 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 조정할 수 있다.
충전 전압 제어 회로(260)가 충전 전압(VB) 및/또는 충전 전류(IB)가 제1 디지털 신호(DS1)를 기초로 요구 수준을 초과하였음을 결정할 때, 충전 전압 제어 회로(260)는 전력원 유닛(140)에 DC 전압(VA) 및/또는 케이블 전류(IA)를 감소시키게 명령하도록 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 조정할 수 있다. 대조적으로, 충전 전압 제어 회로(260)가 충전 전압(VB) 및/또는 충전 전류(IB)가 제1 디지털 신호(DS1)를 기초로 요구 수준 미만임을 결정할 때, 충전 전압 제어 회로(260)는 전력원 유닛(140)에 DC 전압(VA) 및/또는 케이블 전류(IA)를 증가시키게 명령하도록 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 조정할 수 있다.
추가로, 충전 전압 제어 회로(260)는, 온도 지시 신호(TS)가 연결 단자(120)의 온도가 증가함을 나타낼 때, 전력원 유닛(140)에 DC 전압(VA) 및/또는 케이블 전류(IA)를 감소시키게 명령하도록 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 조정할 수 있다.
다른 실시예에서, 충전 전압 제어 회로(260)는, 온도 지시 신호(TS)가 연결 단자(120)의 온도가 미리 결정된 임계 수준을 초과하였음을 나타낼 때, 전력원 유닛(140)에 DC 전압(VA) 및/또는 케이블 전류(IA)를 감소시키게 명령하도록 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 조정할 수 있다.
실제로, 충전 전압 제어 회로(260)는 다양한 디지털 회로들, 또는 디지털 회로들과 아날로그 회로들의 결합을 이용하여 구현될 수 있다.
앞서의 내용들로부터 이해될 수 있는 바로서, 충전 전압 제어 회로(260)는 온도 지시 신호(TS)를 기초로 제어 신호들(CTRL) 및/또는 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 조정할 수 있다. 따라서, 적응형 충전 전압 생성기(110)에 의해 생성된 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)는 커넥터(152) 또는 모바일 기기(150)의 열적 조건을 기초로 적응적으로 변동될 수 있다. 일 양태로부터, 적응형 충전 전압 생성기(110)는 모바일 기기(150)에 추가적인 과다 온도 보호를 제공할 수 있다.
실제로, 충전 전압 제어 회로(260)는 통신 신호들(X1B 및 X2B)을 사용하여 온도 센서(250)의 온도 측정 결과를 배터리 충전 회로(156)에 보고하기 위해 사용할 수 있고, 이로써 배터리 충전 회로(156)는 커넥터(152) 또는 모바일 기기(150)의 열적 조건에 대한 더 많은 정보들을 가질 수 있다.
도 3을 참조하면, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 기기(150)의 배터리 충전 회로(156)의 간략화된 기능적인 블록도를 도시한다. 배터리 충전 회로(156)는 스위치 기기(310), 제2 ADC(320), 및 배터리 충전 회로 제어기(330)를 포함한다.
스위치 기기(310)는 커넥터(152)와 배터리(154) 사이에 연결된다. 스위치 기기(310)는 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)를 스위치 신호(SW)의 제어 하에서 배터리(154)로 선택적으로 전도하도록 배열된다.
제2 ADC(320)는 배터리(154)의 배터리 입력 전압(Vbat) 및 배터리 입력 전류(Ibat) 중 하나 이상에 상응하는 제2 디지털 신호(DS2)를 작동 가능하게 생성하도록 배열된다.
배터리 충전 회로 제어기(330)는 커넥터(152), 스위치 기기(310), 및 제2 ADC(320)에 연결된다. 배터리 충전 회로 제어기(330)는 커넥터(152)를 통해 모바일 기기 충전기(100)에 통신 신호들(X1B 및 X2B)을 작동 가능하게 생성하여 전송하도록 배열되어 적응형 충전 전압 생성기(110)에 적절한 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)를 제공하게 명령한다. 추가적으로, 배터리 충전 회로 제어기(330)가 제2 디지털 신호(DS2)에 따라 스위치 신호(SW)를 작동 가능하게 생성하도록 추가로 배열되어, 배터리 입력 전압(Vbat) 및 배터리 입력 전류(Ibat)를 제어한다.
예를 들어, 배터리 충전 회로 제어기(330)가 배터리 입력 전압(Vbat) 및/또는 배터리 입력 전류(Ibat)가 제2 디지털 신호(DS2)를 기초로 요구 수준을 초과하는 것(또는 그 미만인 것)을 결정할 때, 배터리 충전 회로 제어기(330)는 스위치 기기(31)을 턴-오프 시키도록 스위치 신호(SW)를 조정할 수 있다.
배터리(154)가 미리 결정된 수준으로 완전히 재충전 또는 충전될 때, 배터리 충전 회로 제어기(330)는 배터리(154)가 과 충전되는 것을 방지하기 위하여 스위치 기기(310)를 턴 오프 시키도록 스위치 신호(SW)를 조정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응형 충전 전압 생성기(110)의 벅 컨버터(230)의 간략화된 기능적인 블록도를 도시한다
이러한 도 4의 실시예에서, 벅 컨버터(230)는 단일 전력단(single power stage)(410), 출력 커패시터(420), 피드백 회로(430), 및 전력단 제어 회로(440)를 포함한다.
전력단(410)은 벅 컨버터(230)의 입력 단자에 연결되며 DC 전압(VA)를 작동 가능하게 수신하도록 배열된다. 출력 커패시터(420)는 전력단(410)의 출력에 연결되며 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)를 벅 컨버터(230)의 출력 단자에 작동 가능하게 제공하도록 배열된다.
실제로, 전력단(410)은 동기화(synchronous) 전력단 또는 비동기화 (asynchronouDFs) 전력단으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 전력단(410)은 동기화 전력단으로 구현되며 상부 스위치(411), 하부 스위치(413), 및 인덕터(415)를 포함한다. 상부 스위치(411)는 DC 전압(VA)를 수신하기 위한 제1 단자를 포함한다. 하부 스위치(413)의 제1 단자는 상부 스위치(411)의 제2 단자에 연결되고, 한편 하부 스위치(413)의 제2 단자는, 접지 단자와 같은 고정 전위 단자에 연결된다. 인덕터(415)의 제1 단자는 상부 스위치(411)의 제2 단자 및 하부 스위치(413)의 제1 단자에 연결되며, 한편, 인덕터(415)의 제2 단자는 출력 커패시터(420)에 연결된다.
피드백 회로(430)는 출력 커패시터(420)에 연결되며 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB) 중 하나 이상에 따라 피드백 신호(FB)를 작동 가능하게 생성하도록 배열된다.
전력단 제어 회로(440)는 전력단(410) 및 피드백 회로(430)에 연결된다. 전력단 제어 회로(440)은 피드백 신호(FB) 및 제어 신호(CTRL)에 따라 전력단(410)의 에너지 전환 작동을 작동 가능하게 제어하도록 배열된다. 예를 들어, 전력단 제어 회로(440)는 상부 스위치(411) 및 하부 스위치(413)의 스위치 작동들을 개별적으로 제어하기 위해 스위치 제어 신호들(S1 및 S2)을 생성 및 사용할 수 있고, 이로써 출력 커패시터(420)에 의해 제공된 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)가 제어 신호(CTRL)의 명령을 만족한다.
실제로, 전력단 제어 회로(440)는 다양한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 생성기들 또는 PFM(Pulse Frequency Modulation) 신호 생성기들로 구현될 수 있다.
벅 컨버터(230)는 복수의 전력단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 벅 컨버터(230)의 간략화된 기능적인 블록도를 도시한다.
도 5의 실시예에서, 벅 컨버터(230)는 다중 전력단, 출력 커패시터(420), 피드백 회로(430), 및 전력단 제어 회로(540)를 포함한다. 이후의 기술 내용에서 설명의 편의성을 위하여, 오직 두 개의 예시적인 전력단들(즉, 제1 전력단(510) 및 제2 전력단(520))이 도 5에서 도시된다.
제1 전력단(510)은 벅 컨버터(230)의 입력 단자에 연결되며 DC 전압(VA)를 작동 가능하게 수신하도록 배열된다.
제2 전력단(520)은 벅 컨버터(230)의 입력 단자에 연결되며 DC 전압(VA)을 작동 가능하게 수신하도록 배열된다. 추가로, 제2 전력단(520)은 제1 전력단(510)에 병렬로 연결되도록 구성된다.
출력 커패시터(420)는 제1 전력단(510) 및 제2 전력단(520) 모두의 출력에 연결되며 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)를 작동 가능하게 제공하도록 배열된다.
피드백 회로(430)는 출력 커패시터(420)에 연결되며, 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB) 중 하나 이상에 따라 피드백 신호(FB)를 작동 가능하게 생성하도록 배열된다.
전력단 제어 회로(540)는 제1 전력단(510), 제2 전력단(520), 및 피드백 회로(430)에 연결된다. 전력단 제어 회로(540)는 피드백 신호(FB) 및 제어 신호(CTRL)에 따라 제1 전력단(510) 및 제2 전력단(520)의 에너지 전환 작동을 작동 가능하게 제어하도록 배열된다.
실제로, 제1 전력단(510) 및 제2 전력단(520) 각각은 동기화 전력단 또는 비동기 전력단으로 구현될 수 있다. 도 5의 실시예에서, 예를 들어, 제1 전력단(510) 및 제2 전력단(520) 각각은 동기화 전력단으로 구현된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 전력단(510)은 상부 스위치(511), 하부 스위치(513), 및 인덕터(515)를 포함한다. 상부 스위치(511)은 DC 전압(VA)를 수신하기 위한 제1 단자를 포함한다. 하부 스위치(513)의 제1 단자는 상부 스위치(511)의 제2 단자에 연결되는 한편, 하부 스위치(513)의 제2 단자는, 접지 단자와 같은, 고정 전위 단자에 연결된다. 인덕터(515)의 제1 단자는 상부 스위치(511)의 제2 단자 및 하부 스위치(513)의 제1 단자에 연결되는 한편, 인덕터(515)의 제2 단자는 출력 커패시터(420)에 연결된다.
유사하게, 제2 전력단(520)은 상부 스위치(521), 하부 스위치(523), 및 인덕터(525)를 포함한다. 상부 스위치(521)는 DC 전압(VA)를 수신하기 위한 제1 단자를 포함한다. 하부 스위치(523)의 제1 단자는 상부 스위치(521)의 제2 단자에 연결되는 한편, 하부 스위치(523)의 제2 단자는, 접지 단자와 같은 고정 전위 단자에 연결된다. 인덕터(525)의 제1 단자는 상부 스위치(521)의 제2 단자 및 하부 스위치(523)의 제1 단자에 연결되는 한편, 인덕터(525)의 제2 단자는 출력 커패시터(420)에 연결된다.
전력단 제어 회로(540)는 제1 전력단(510)의 상부 스위치(511) 및 하부 스위치(513)를 교번적으로 턴온 시키도록 스위치 제어 신호들(S1 및 S2)를 생성 및 사용할 수 있다. 또한, 전력단 제어 회로(540)는 제2 전력단(520)의 상부 스위치(521) 및 하부 스위치(523)를 교번적으로 턴온 시키기 위해 스위치 제어 신호들(Sm 및 Sn)을 추가로 생성 및 사용할 수 있다. 실제로, 전력단 제어 회로(540)는 다양한 PWM 신호 생성기들 또는 PFM 신호 생성기들로 구현될 수 있다.
관련 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이, 높은 DC 전압(VA)은, 도4의 전력단(410) 또는 도 5의 전력단들(510 및 520)과 같은, 벅 컨버터(230)의 전력단에서 더 높은 전력 손실 및 열을 발생시킬 수 있다. 모바일 기기(150)의 개발 경향은 슬림(slim)하며 소형화(compact)하는 것이며, 이로써 모바일 기기(150)의 부피 및 내부 공간은 매우 제한적이다. 그러므로, 모바일 기기(150)이 벅 컨버터(230)에 의해 생성된 열을 효과적으로 빠르게 방출하기 위해 요구되는 열 소산 기기들을 설치하기에 충분한 공간을 갖는 매우 어렵다.
또한, 모바일 기기(150) 내부의 구성품들은 모바일 기기(150)의 부피 제한으로 인해 매우 작아야 한다. 따라서, 만일 모바일 기기 제조자가 벅 컨버터를 모바일 기기(150) 내부로 강제로 통합하길 원한다면, 이에 벅 컨버터의 인덕터들은 매우 작아야만 한다. 결과적으로, 벅 컨버터의 전력 스위치들의 스위칭 주파수는 높아야 하며, 이는 전력 스위치들 및 벅 컨버터의 인덕터들에서 더 많은 전력 손실을 초래한다.
본 발명에서 벅 컨버터(230)는 모바일 기기(150)의 외부에 있는 적응형 충전 전압 생성기(110)에 배열되며, 이로써 벅 컨버터(230)가 더 많은 인덕터들을 사용하는 것이 허용된다. 이러한 상황에서, 벅 컨버터(230)의 전력 스위치들(예를 들어, 스위치들(411, 413, 511, 513, 521, 및 523))의 스위칭 주파수는 벅 컨버터가 모바일 기기(150) 내부에 배열된 경우에 비해 훨씬 작을 수 있다. 결과적으로, 벅 컨버터(230)의 전력 손실이 효과적으로 감소될 수 있다.
앞서 기술된 열 소산 및 전력 효율에 관한 우려로 인해, 기술되는 벅 컨버터(230)가 모바일 기기(150) 내부로 통합되기에 적합하지 않다는 것이 명백하다.
앞서의 기술 내용으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 4의 실시예의 단일 전력단(410)은 도 5의 실시예의 다중 전력단들에 의해 교체된다. 이로써, 도 5의 실시예의 각각의 인덕터의 부피 및 크기는 도 4의 실시예의 단일 인덕터(415)에 비해 더 작을 수 있다. 결과적으로, 도 5의 전체 벅 컨버터(230)의 부피 및 크기는 도 4의 실시예에 비해 크게 축소될 수 있다. 따라서, 적응형 충전 전압 생성기(110)의 부피 및 크기는 도 4의 벅 컨버터(230)을 채택한 실시예에 비교하여 도 5의 벅 컨버터(230)을 채택함으로써 효과적으로 축소될 수 있다.
앞서의 내용들에 따라, 적응형 충전 전압 생성기가 모바일 기기(150)의 외부에 있기 때문에, 적응형 충전 전압 생성기(110)의 구성품들에 대한 부피 및 크기 제한이 없다는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 적응형 충전 전압 생성기(110) 내부에 있는 벅 컨버터(230)의 구성품들(예를 들어, 인덕터들)의 부피 및 크기 제한이 없다. 결과적으로, 벅 컨버터(230)의 전력 스위치들의 스위칭 주파수는 벅 컨버터(230)의 전력단에서의 전력 손실을 감소시키기 위해 더 작아질 수 있다.
또한, 케이블(130)은 오직 작은 케이블 전류(IA)를 전송하는 것만을 필요로 하기 때문에, 케이블(130)은, 두껍고 짧은 전력 케이블 대신에, 얇고 긴 케이블로 구현될 수 있다.
또한, 기술된 적응형 충전 전압 생성기(110)가 전력원 유닛(140)에 의해 공급된 케이블 전류(IA)를 훨씬 더 큰 충전 전류(IB)로 변환하기 때문에, 배터리(154)의 충전 속도가 효과적으로 증가되어 배터리(154)를 충전하기 위한 요구 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 적응형 충전 전압 생성기(110)는 모바일 기기(150)에 의해 생성된 통신 신호에 따라 충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)를 적응적으로 변경할 수 있다. 따라서, 개시된 적응형 충전 전압 생성기(110)는 상이한 종류의 모바일 기기들을 충전하기 위해 사용될 수 있고, 이에 다양한 응용들에서 사용될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 전력원 유닛(140)은 고정된 전압 수준에서 DC 전압(VA)을 단순하게 공급하도록 구성될 수 있다. 이러한 상황에서, 충전 전압 제어 회로(260)의 회로는, 앞서 기술된 통신 신호들(X1A 및 X2A)을 생성하는 것을 필요로 하지 않기 때문에, 단순화될 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 제1 ADC(240) 및/또는 온도 센서(250)는 적응형 충전 전압 생성기(110)의 회로 복잡도를 단순화시키기 위해 생략될 수 있다.
앞서의 기술 내용에서, 벅 컨버터(230)의 각각의 전력단들은 동기화 전력단으로 구현된다. 이는 실제 구현에 대한 제약이라기 보단 단지 예시적인 실시예이다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에 도시된 각각의 전력단들(410, 510 및 520)은 비동기 전력단으로 대신 구현될 수 있다.
특정 용어들이 특정 구성 요소들을 지칭하기 위하여 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위의 전반에 걸쳐 사용된다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 일 구성 요소가 상이한 이름으로 지칭될 수 있다고 이해한다. 이러한 기술 내용은 이름은 다르나 기능은 동일한 구성요소들을 구별할 의도가 아니다. 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서, 용어 “포함하는(comprise)”은 개방형 표현으로 사용되며, 이에 “포함하나 제한되는 것은 아닌 것”을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 문구”연결된” 및 연결하는”은 임의의 간접적인 또는 직접적인 연결을 포함하는 것을 의도한다. 따라서, 만일 제1 기기가 제2 기기에 연결된 것이라는 이러한 내용이 언급되었다면, 이는 전기적인 연결들, 와이어 통신들, 광학 통신들, 또는 다른 중간 기기들 또는 연결 수단을 이용하는/이용하지 않는 다른 신호 연결들을 통해 제1 기기가 직접적 또는 간접적으로 제2 기기에 연결될 수 있음을 의미한다.
용어 “및/또는”은 하나 또는 복수의 관련 나열 항목들의 임의의 및 모든 조합들을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 단수 “일(a)” 및 “상기(the)”는, 문맥상 명백히 다르게 나타내는 것이 아닌한, 복수의 형태들도 물론 포함한다.
발명의 상세한 설명 및 특허청구범위 전반에 결 쳐 사용된 용어 “전압 신호”는 구현예들에서 전류의 형태로 표현될 수 있고, 용어 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위 전반에 걸쳐 사용된“전류 신호”는 구현예들에서 전압의 형태로 표현될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들이 본 명세서에서 기술된 발명의 상세 내역 및 실시에 대한 고려로부터 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 모바일 기기(150)를 충전하기 위해 사용되며, 상기 모바일 기기(150)에 탈착가능하게 연결하기 위해 사용되는 연결 단자(120); 케이블(130); 및 DC 전압(VA) 및 케이블 전류(IA)를 케이블(130)로 공급하기 위해 사용되는 전력원 유닛(140)을 포함하는 모바일 기기 충전기(100)의 적응형 충전 전압 생성기(110)에 있어서,
    DC 전압(VA) 및 케이블 전류(IA)를 케이블(130)로부터 수신하기 위한 전력 수신 인터페이스(210);
    충전 전압(VB) 및 충전 전류(IB)를 상기 연결 단자(120)로 작동 가능하게 전송하며 상기 모바일 기기(150)에 의해 생성된 통신 신호(X1B; X2B)를 상기 연결 단자(120)로부터 작동 가능하게 수신하도록 배열되는 단자 통신 인터페이스(220);
    상기 전력 수신 인터페이스(210) 및 상기 단자 통신 인터페이스(220) 사이에 연결되며, 상기 DC 전압(VA) 및 상기 케이블 전류(IA)를 상기 전력 수신 인터페이스(210)으로부터 작동 가능하게 수신하며 상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB)를 작동 가능하게 생성하도록 배열된 벅 컨버터(230)로서, 상기 충전 전압(VB)가 상기 DC 전압(VA) 보다 작은 한편 상기 충전 전류(IB)가 상기 케이블 전류(IA) 보다 큰, 벅 컨버터(230); 및
    단자 통신 인터페이스(220) 및 벅 컨버터(230)에 연결되며, 상기 벅 컨버터(230)로부터 출력된 상기 충전 전압(VB)과 상기 충전 전류(IB) 중 적어도 하나와, 상기 통신 신호(X1B; X2B)에 따라 벅 컨버터(230)를 작동 가능하게 제어하도록 배열되는 충전 전압 제어 회로(260)을 포함하되,
    상기 충전 전압 제어 회로(260)는 추가로 상기 전력 수신 인터페이스(210)에 연결되며, 상기 충전 전압(VB)과 상기 충전 전류(IB) 중 적어도 하나에 따라 상기 전력 수신 인터페이스(210) 및 상기 케이블(130)을 통해 상기 전력원 유닛(140)을 작동 가능하게 제어하도록 배열되는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  2. 제1 항에 있어서,
    충전 전압 제어 회로(260)에 연결되며, 상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB) 중 하나 이상에 상응하는 제1 디지털 신호(DS1)를 작동 가능하게 생성하도록 배열되는 제1 ADC(240)을 더 포함하되,
    상기 충전 전압 제어 회로(260)는 통신 신호(X1B; X2B) 및 추가로 상기 제1 디지털 신호(DS1)에 따라 벅 컨버터(230)을 제어하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  3. 제1 항에 있어서, 상기 충전 전압 제어 회로(260)에 연결되며, 상기 연결 단자(120)의 온도를 작동 가능하게 감지하도록 배열되는 온도 센서(250)을 더 포함하되,
    상기 충전 전압 제어 회로(260)는 통신 신호(X1B; X2B) 및 추가로 온도 센서(250)의 측정 결과에 따라 벅 컨버터(230)를 제어하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 충전 전압 제어 회로(260)에 연결되며, 상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB) 중 하나 이상에 상응하는 제1 디지털 신호(DS1)를 작동 가능하게 생성하도록 배열되는 제1 ADC(240)을 더 포함하되,
    상기 충전 전압 제어 회로(260)는 통신 신호(X1B; X2B), 온도 센서(250)의 측정 결과, 및 추가로 상기 제1 디지털 신호(DS1)에 따라 벅 컨버터(230)을 제어하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  5. 제3 항에 있어서, 상기 충전 전압 제어 회로(260)는, 상기 연결 단자(120)의 온도가 증가할 때, 상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB) 중 하나 이상을 감소시키도록 상기 벅 컨버터(230)을 제어하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  6. 제3 항에 있어서, 상기 충전 전압 제어 회로(260)는, 연결 단자(120)의 온도가 미리 결정된 임계 수준을 초과할 때, 상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB) 중 하나 이상을 감소시키도록 상기 벅 컨버터(230)를 제어하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  7. 제1 항에 있어서, 상기 충전 전압 제어 회로(260)는 추가로 상기 전력 수신 인터페이스(210)에 연결되며, 상기 통신 신호(X1B; X2B)에 따라 상기 전력 수신 인터페이스(210) 및 상기 케이블(130)을 통해 상기 전력원 유닛(140)을 작동 가능하게 제어하도록 배열되고;
    상기 전력원 유닛(140)은 DC 전압(VA) 및 케이블 전류(IA)를 충전 전압 제어 회로(260)의 제어 하에서 생성하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 충전 전압 제어 회로(260)에 연결되며, 상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB) 중 하나 이상에 상응하는 제1 디지털 신호(DS1)를 작동 가능하게 생성하도록 배열된 제1 ADC(240)를 더 포함하되;
    상기 충전 전압 제어 회로(260)는 상기 전력원 유닛(140)에 상기 통신 신호(X1B; X2B) 및 추가로 상기 제1 디지털 신호(DS1)에 따라 상기 DC 전압(VA) 및 상기 케이블 전류(IA) 중 하나 이상을 조정하도록 명령하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 충전 전압 제어 회로(260)에 연결되며, 상기 연결 단자(120)의 온도를 작동 가능하게 측정하도록 배열된 온도 센서(250)를 더 포함하되;
    상기 충전 전압 제어 회로(260)는 상기 전력원 유닛(140)에 상기 통신 신호(X1B; X2B) 및 추가로 상기 온도 센서(250)의 측정 결과에 따라 상기 DC 전압(VA) 및 상기 케이블 전류(IA) 중 하나 이상을 조정하도록 명령하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 충전 전압 제어 회로(260)에 연결되며, 상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB) 중 하나 이상에 상응하는 제1 디지털 신호(DS1)를 작동 가능하게 생성하도록 배열된 제1 ADC(240)을 더 포함하되,
    상기 충전 전압 제어 회로(260)는 상기 전력원 유닛(140)에 상기 통신 신호(X1B; X2B), 상기 온도 센서(250)의 측정 결과, 및 추가로 상기 제1 디지털 신호(DS1)에 따라 상기 DC 전압(VA) 및 상기 케이블 전류(IA) 중 하나 이상을 조정하도록 명령하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  11. 제9 항에 있어서, 상기 충전 전압 제어 회로(260)는, 상기 연결 단자(120)의 온도가 증가할 때, 상기 전력원 유닛(140)에 상기 DC 전압(VA) 및 상기 케이블 전류(IA) 중 하나 이상을 감소시키도록 명령하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  12. 제9 항에 있어서, 상기 충전 전압 제어 회로(260)는, 상기 연결 단자(120)의 온도가 미리 결정된 임계 수준을 초과할 때, 상기 전력원 유닛(140)에 상기 DC 전압(VA) 및 상기 케이블 전류(IA) 중 하나 이상을 감소시키도록 명령하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  13. 제1 항에 있어서, 상기 케이블(130)은 USB(Universal Serial Bus) 케이블이고, 상기 통신 신호(X1B; X2B)는 USB 시리즈 사양에 의해 정의되는 D+ 및 D- 신호들로부터 선택되는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  14. 제1 항에 있어서, 상기 케이블(130)은 USB 케이블이고, 상기 통신 신호(X1B; X2B)는 USB-PD(Universal Serial Power Delivery) 시리즈 사양에 의해 정의되는 CC1 및 CC2 신호들로부터 선택되는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  15. 제1 항에 있어서, 상기 충전 전류(IB)는 5A 보다 큰, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  16. 제1 항에 있어서, 상기 벅 컨버터(230)가:
    상기 DC 전압(VA)을 작동 가능하게 수신하도록 배열된 제1 전력단(510);
    상기 DC 전압(VA)를 작동 가능하게 수신하도록 배열되며 상기 제1 전력단(510)에 병렬로 연결되게 구성되는 제2 전력단(520);
    상기 제1 전력단(510) 및 상기 제2 전력단(520)의 출력들에 연결되며, 상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB)를 작동 가능하게 제공하도록 배열되는 출력 커패시터(420);
    상기 출력 커패시터(420)에 연결되며, 상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB) 중 하나 이상에 따라 피드백 신호(FB)를 작동 가능하게 생성하도록 배열되는 피드백 회로(430); 및
    상기 제1 전력단(510), 상기 제2 전력단(520), 및 상기 피드백 회로(430)에 연결되며, 상기 충전 전압 제어 회로(260)의 제어 하에서 상기 피드백 신호(FB)에 따라 상기 제1 전력단(510) 및 상기 제2 전력단(520)의 에너지 변환 작동을 작동 가능하게 제어하도록 배열되는 전력단 제어 회로(540)를 포함하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제1 전력단(510) 및 상기 제2 전력단(520) 각각은 동기화 전력단이며, 각각은:
    상기 DC 전압(VA)를 수신하기 위한 제1 단자를 포함하는 상부 스위치(511; 521);
    하부 스위치(513; 523)로서, 상기 하부 스위치(513; 523)의 제1 단자가 상기 상부 스위치(511; 521)의 제2 단자에 연결되고, 상기 하부 스위치(513; 523)의 제2 단자가 고정 전위 단자에 연결되는, 하부 스위치(513; 523); 및
    인덕터(515: 525)로서, 상기 인덕터(515: 525)의 제1 단자가 상기 상부 스위치(511; 521)의 제2 단자 및 상기 하부 스위치(513; 523)의 제1 단자에 연결되고, 상기 인덕터(515: 525)의 제2 단자가 상기 출력 커패시터(420)에 연결되는, 인덕터(515: 525)를 포함하되,
    상기 전력단 제어 회로(540)은 상기 상부 스위치(511; 521) 및 상기 하부 스위치(513; 523)를 교번적으로 턴온시키는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  18. 제1 항에 있어서, 상기 전력 수신 인터페이스(210) 및 상기 벅 컨버터(230)의 입력 단자 사이의 전류 경로 상에 스위치 기기가 위치되지 않는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  19. 제1 항에 있어서, 상기 전력원 유닛(140)은 어댑터, 파워 뱅크, 자동차 충전기, 또는 디스플레이 모니터인, 적응형 충전 전압 생성기(110).
  20. 제1 항에 있어서, 상기 모바일 기기(150)가:
    상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB)를 상기 연결 단자(120)으로부터 수신하기 위하여 상기 모바일 기기 충전기(100)의 상기 연결 단자(120)에 탈착 가능하게 연결하기 위한 커넥터(152);
    배터리(154); 및
    배터리 충전 회로(156)을 포함하되, 상기 배터리 충전회로는:
    상기 커넥터(152) 및 상기 배터리(154) 사이에 연결되며, 스위치 신호(SW)의 제어 하에서 상기 배터리(154)에 상기 충전 전압(VB) 및 상기 충전 전류(IB)를 선택적으로 전도시키도록 배열되는 스위치 기기(310);
    상기 배터리(154)의 배터리 입력 전압(Vbat) 및 배터리 입력 전류(Ibat) 중 하나 이상에 상응하는 제2 디지털 신호(DS2)를 작동 가능하게 생성하도록 배열되는 제2 ADC(320); 및
    상기 커넥터(152), 상기 스위치 기기(310), 및 상기 제2 ADC(320)에 연결되며, 상기 커넥터(152)를 통해 상기 모바일 기기 충전기(100)에 상기 통신 신호(X1B; X2B)를 작동 가능하게 생성하여 전송하도록 배열되고, 상기 제2 디지털 신호(DS2)에 따라 상기 스위치 신호(SW)를 작동 가능하게 생성하도록 배열되는 배터리 충전 회로 제어기(330)를 포함하는, 적응형 충전 전압 생성기(110).
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