KR102176549B1 - 충전 시스템, 충전 방법, 및 전원 어댑터 (charging system, charging method, and power adapter) - Google Patents

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쉬비아오 첸
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Abstract

본 개시는 충전 시스템, 충전 방법, 전원 어댑터(1)를 도시한다. 충전 시스템은 배터리(202), 제 1 정류기(101), 스위치 유닛(102), 변압기(103), 제 2 정류기(104), 샘플링 유닛(106), 및 제어 유닛(107)을 포함한다. 제어 유닛(107)은 스위치 유닛으로 제어 신호를 출력하고 그리고 샘플링 유닛(106)에 의해 샘플링된 전압 값 및/또는 전류 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정하여, 제 2 정류기(104)에 의해 출력되는 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압이 충전 요건을 충족할 수 있게 한다. 제 3 전압은 배터리(202)로 인가된다.

Description

충전 시스템, 충전 방법, 및 전원 어댑터 (CHARGING SYSTEM, CHARGING METHOD, AND POWER ADAPTER)
본 개시는 일반적으로 단말 기술 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 충전 시스템, 충전 방법, 전원 어댑터, 충전 디바이스 및 충전 방법에 관한 것이다.
오늘날, 스마트폰과 같은 모바일 단말들은 점점 더 많은 소비자들에 의해 선호되고 있다. 그러나, 모바일 단말들은 많은 전력 에너지를 소비하고, 자주 충전되어야 한다.
일반적으로, 모바일 단말은 전원 어댑터에 의해 충전된다. 전원 어댑터는 일반적으로 1 차 정류 회로, 1 차 필터 회로, 변압기(transformer), 2 차 정류 회로, 2 차 필터 회로 및 제어 회로를 포함하여, 전원 어댑터가 220V의 입력 교류 전류를 모바일 단말의 요구사항들에 적합한 안정적이고 낮은 전압 직류 전류 (예를 들어, 5V)로 변환할 수 있게하고, 그리고 직류 전류를 전력 관리 디바이스 및 모바일 단말의 배터리에 제공하여, 이로 인해 모바일 단말의 충전을 달성시킨다.
그러나, 예를 들어, 5W에서 10W, 15W, 25W와 같은 더 큰 전력으로 전원 어댑터의 전력이 증가함에 따라, 이는 전력을 전달(bearing)하고 조정(adaptation)을 위한 더 나은 제어를 실행할 수 있는 수 있는 더 많은 전자 소자들을 요구하며, 이는 전원 어댑터의 크기를 증가시킬 뿐만 아니라 및 전원 어댑터의 제조 난이도 및 생산 비용을 증가시킨다.
본 개시의 실시예들은 충전 시스템을 제공한다. 상기 충전 시스템은 전원 어댑터 및 단말을 포함한다. 상기 전원 어댑터는: 입력 교류 전류를 정류하고 제 1 리플(ripple) 파형을 가지는 제 1 전압을 출력하도록 구성되는 제 1 정류기; 제어 신호에 따라 상기 제 1 전압을 변조하고 변조되는 제 1 전압을 출력하도록 구성되는 스위치 유닛; 1 차 권선 및 2 차 권선을 가지며, 상기 변조되는 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 가지는 제 2 전압을 출력하도록 구성되는 변압기(transformer); 상기 2 차 권선에 결합되며, 그리고 제 3 리플 파형을 가지는 제 3 전압을 출력하기 위해서 상기 제 2 전압을 정류하도록 구성되는 제 2 정류기; 전압 샘플링 값(voltage sampling value) 및/또는 전류 샘플링 값(current sampling value)을 획득하기 위해 상기 1 차 권선에서 전압 및/또는 전류를 샘플링(sample)하도록 구성되는 샘플링 유닛(sampling unit); 상기 샘플링 유닛 및 상기 스위치 유닛에 각각 결합되며, 그리고 상기 스위치 유닛으로 제어 신호를 출력하고, 상기 전원 어댑터가 상기 단말에 결합되는 경우에 상기 제 3 전압이 상기 단말의 상기 배터리의 충전 요구사항을 충족하도록 상기 전류 샘플링 값 및/또는 상기 전압 샘플링 값에 따라 상기 제어 신호의 듀티비를 조정하도록 구성되는 제어 유닛; 을 포함한다. 상기 단말은 배터리를 포함한다. 상기 전원 어댑터가 상기 단말에 결합되는 경우에 상기 단말 내의 배터리를 충전하기 위해 상기 제 3 전압은 단말 내부로 인가되도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어 유닛은 상기 전압 샘플링 값 및/또는 상기 전류 샘플링 값에 따라 상기 제어 신호의 주파수를 조정하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터가 상기 단말에 결합되는 경우에 상기 제어 유닛은 상기 단말의 상태 정보를 획득하기 위해 상기 단말과 통신하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛은 상기 전압 샘플링 값 및/또는 상기 전류 샘플링 값 및 상기 단말의 상기 상태 정보에 따라 상기 제어 신호의 듀티비(duty ratio)를 조정하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터는: 상기 스위치 유닛 및 상기 제어 유닛 사이에 결합되며, 그리고 상기 제어 신호에 따라 온 또는 오프로 스위칭(switch)하기 위해서 상기 스위치 유닛을 구동하도록 구성되는 구동 유닛;을 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터는: 상기 구동 유닛과 상기 제어 유닛 사이에 결합되는 절연 유닛(isolation unit); 을 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터는: 상기 변조되는 제 1 전압에 따라 제 4 리플 파형을 가지는 제 4 전압을 생성하도록 구성되는 보조 권선; 및 상기 보조 권선에 결합되는 전원 공급 유닛을 더 포함하며, 상기 전원 공급 유닛은 상기 제 4 전압을 변환하고 직류 전류를 출력하여, 상기 구동 유닛 및/또는 상기 제어 유닛에 각각 전원을 공급하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터는 상기 보조 권선 및 상기 제어 유닛에 각각 결합되며, 그리고 전압 측정 값(voltage detecting value)을 생성하기 위해 상기 제 4 전압을 측정하도록 구성되는 제 1 전압 측정 유닛을 더 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 전압 측정 값에 따라 상기 제어 신호의 상기 듀티비를 조정하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 변압기의 동작 주파수는 50KHz 내지 2MHz 범위이다.
일 실시예에서, 상기 샘플링 유닛은: 상기 전류 샘플링 값을 획득하기 위해 상기 1 차 권선에서 상기 전류를 샘플링하도록 구성되는 제 1 전류 샘플링 회로; 및 상기 전압 샘플링 값을 획득하기 위해 상기 1 차 권선에서 상기 전압을 샘플링하도록 구성되는 제 1 전압 샘플링 회로; 를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제 1 전압 샘플링 회로는: 상기 변조되는 제 1 전압의 피크 전압을 샘플링하고 홀딩하도록 구성되는 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛(peak voltage sampling and holding unit); 상기 변조되는 제 1 전압의 제로 크로싱 포인트(zero crossing point)를 샘플링하도록 구성되는 크로스-제로 샘플링 유닛(cross-zero sampling unit); 상기 제로 크로싱 포인트에서 상기 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛 상의 누설(leakage)을 수행하도록 구성되는 누설 유닛(leakage unit); 및 상기 전압 샘플링 값을 획득하기 위해 상기 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛에서 피크 전압을 샘플링하도록 구성되는 AD 샘플링 유닛; 을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 변조되는 제 1 전압의 파형은 상기 제 3 리플 파형과 동기(synchronous)를 유지한다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터는: 상기 제 1 전압을 샘플링하도록 구성되고, 상기 제어 유닛에 결합되는 제 2 전압 샘플링 회로를 포함하고, 상기 제 2 전압 샘플링 회로에 의해 샘플링되는 전압 값이 제 1 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우에 상기 제어 유닛은 방전(discharging)을 위해 제 1 사전 결정된 기간 동안에 온으로 스위칭하기 위해 상기 스위치 유닛을 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 전원 어댑터는 제 1 충전 인터페이스를 포함한다. 상기 제 1 충전 인터페이스는: 상기 배터리를 충전하도록 구성되는 전원 선; 및 상기 전원 어댑터가 상기 제 1 충전 인터페이스를 통해 상기 단말에 결합되는 경우에 상기 단말과 통신하도록 구성되는 데이터 선; 을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛은 충전 모드를 결정하기 위해서 상기 제 1 충전 인터페이스를 통해 상기 단말과 통신하도록 구성되며, 상기 충전 모드는 제 2 충전 모드 및 제 1 충전 모드를 포함한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터는: 제 2 정류기의 제 1 출력단에 결합되는, 직렬로 결합되는 제어 가능 스위치 및 필터링 유닛을 더 포함하고, 제어 유닛은 전원 어댑터가 단말에 결합되는 경우 상기 단말의 직류 전류 충전을 실행하기 위해 필터링 유닛으로 하여금 제 2 정류기의 출력 상에 필터링 기능을 수행하도록 하기 위해 상기 충전 모드를 상기 제 1 충전 모드로 결정하는 경우 온으로 스위칭하도록 제어 가능 스위치를 제어하며, 상기 충전 모드를 상기 제 2 충전 모드로 결정하는 경우에 오프로 스위칭하도록 제어 가능 스위치를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 충전 모드가 상기 제 2 충전 모드로 결정되는 경우에, 상기 제어 유닛은 상기 전원 어댑터가 상기 단말에 연결되는 경우에 상기 단말의 상태 정보에 따라 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류 및/또는 충전 전압을 획득하고, 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전압 및/또는 상기 충전 전류에 따라 상기 제어 신호의 듀티비를 조절하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 단말의 상기 상태 정보는 상기 배터리의 온도를 포함한다. 상기 배터리의 온도가 제 1 사전 결정된 온도 임계치 보다 높거나 또는 상기 배터리의 온도가 제 2 사전 결정된 온도 임계치 보다 낮은 경우에, 현재 충전 모드가 상기 제 2 충전 모드인 경우 상기 제 2 충전 모드는 상기 제 1 충전 모드로 스위칭되고, 상기 제 1 사전 결정된 온도 임계치는 상기 제 2 사전 결정된 온도 임계치보다 높은 값이다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛은 상기 배터리의 온도가 상기 충전 프로세스 동안 사전 결정된 온도 보호 임계치 보다 높은 경우에 오프로 스위칭하기 위해서 상기 스위치 유닛을 제어하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛은 상기 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우에 오프로 스위칭하기 위해 상기 스위치 유닛을 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛은 상기 전류 샘플링 값이 사전 결정된 전류 값 보다 큰 경우에 오프로 스위칭하기 위해서 상기 스위치 유닛을 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 단말은 모바일 단말, 모바일 전원 공급장치, 멀티미디어 플레이어, 랩톱 컴퓨터 및 웨어러블 디바이스를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 단말의 상기 상태 정보는 상기 배터리의 전하량(electric quantity), 상기 배터리의 온도, 상기 단말의 전압/전류, 상기 단말의 인터페이스 정보 및 상기 단말의 경로 임피던스 상의 정보를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 단말은 충전 제어 스위치 및 제어기(controller)를 더 포함하고, 상기 충전 제어 스위치는 상기 제 2 충전 인터페이스와 상기 배터리 사이에 결합되며, 상기 제어기의 제어 하에서 상기 배터리의 충전 프로세스를 온 또는 오프로 스위칭하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 단말은 통신 유닛을 더 포함하며, 그리고 상기 통신 유닛은 상기 제 2 충전 인터페이스 및 상기 제 1 충전 인터페이스를 통해 상기 제어기와 상기 제어 유닛 사이에 양방향 통신(bidirectional communication)을 구축(establish)하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제 2 충전 모드로 상기 단말을 충전하도록 결정하기 위해서 상기 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우에, 상기 제어 유닛은 단말에 제 1 명령을 송신하도록 구성되고, 상기 제 1 명령은 상기 제 2 충전 모드를 시작할지 여부를 상기 단말에 질의(query)하도록 구성되며; 상기 제어 유닛은 상기 단말로부터 제 1 응답 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 1 응답 명령은 상기 단말이 상기 제 2 충전 모드를 시작하는 것에 동의함을 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛이 상기 단말에 상기 제 1 명령을 송신하기 전에, 상기 전원 어댑터는 제 1 충전 모드로 상기 단말을 충전하도록 구성되며, 그리고 상기 제 1 충전 모드의 충전 지속기간(charging duration)이 사전 결정된 임계치보다 길다고 결정되는 되는 경우에 상기 제어 유닛은 상기 단말에 제 1 명령을 송신하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어 유닛은 스위치 유닛을 제어함으로써 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류로 충전 전류를 조정하기 위해서 상기 전원 어댑터를 제어하도록 추가적으로 구성되며, 그리고 상기 전원 어댑터가 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류로 상기 단말을 충전하기 전에, 상기 제어 유닛은 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정하기 위해서 상기 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하고, 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전압으로 충전 전압을 조정하기 위해서 상기 전원 어댑터를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정하기 위해서 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우에, 제어 유닛은 단말에 제 2 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 2 명령은 상기 전원 어댑터의 상기 전류 출력 전압이 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전압으로 사용되기에 적합한지 여부를 질의하도록 구성되며; 상기 제어 유닛은 상기 단말로부터 송신된 제 2 응답 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 2 응답 명령은 상기 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 적절한지, 높거나 또는 낮은지를 표시하도록 구성되며; 그리고 상기 제어 유닛은 상기 제 2 응답 명령에 따라 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전압을 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전류로 상기 충전 전류를 조정하기 위해서 상기 전원 어댑터를 제어하기 전에, 상기 제어 유닛은 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전류를 결정하기 위해서 상기 제 1 충전 인터페이스의 상기 데이터 선을 통해 상기 단말과 상기 양방향 통신을 수행하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전류를 결정하기 위해서 상기 제 1 충전 인터페이스의 상기 데이터 선을 통해 상기 단말과 상기 양방향 통신을 수행하는 경우에, 상기 제어 유닛은 상기 단말로 제 3 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 3 명령은 상기 단말에 의해 지원되는(supported) 최대 충전 전류를 질의하도록 구성되고; 상기 제어 유닛은 상기 단말로부터 송신된 제 3 응답 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 3 응답 명령은 상기 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 표시하도록 구성되며; 그리고 상기 제어 유닛은 상기 제 3 응답 명령에 따라 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전류를 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 단말을 충전하는 프로세스 동안, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 상기 단말과 상기 양방향 통신을 수행하여, 상기 스위치 유닛을 제어함으로써 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정할 수 있도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 스위치 유닛을 제어함으로써 상기 전원 어댑터로부터 상기 배터리로 출력되는 상기 충전 전류를 연속적으로 조정하기 위해서 상기 제 1 충전 인터페이스의 상기 데이터 선을 통해 상기 단말과 상기 양방향 통신을 수행하는 경우에, 상기 제어 유닛은 상기 단말로 제 4 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 4 명령은 상기 단말에서의 상기 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성되고; 상기 제어 유닛은 상기 단말에 의해 송신된 제 4 응답 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 4 응답 명령은 상기 단말에서의 상기 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성되며; 그리고 상기 제어 유닛은 상기 배터리의 상기 현재 전압에 따라 상기 스위치 유닛을 제어함으로써 상기 충전 전류를 조정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛은 배터리 전압 값들과 충전 전류 값들 사이에서 사전 결정된 대응관계 및 상기 배터리의 현재 전압에 따라 상기 스위치 유닛을 제어함으로써, 상기 배터리의 현재 전압에 대응하는 충전 전류 값으로 상기 전원 어댑터로부터 상기 배터리로 출력되는 상기 충전 전류를 조정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터가 상기 제 2 충전 모드로 상기 단말을 충전하는 프로세스 동안, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 상기 단말과 상기 양방향 통신을 수행함으로써 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 사이에 접촉 불량(poor contact)이 있는지 여부를 결정하도록 추가적으로 구성된다. 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 상기 접촉 불량이 있다고 결정되는 경우에, 상기 제어 유닛은 상기 제 2 충전 모드를 종료하기 위해서 상기 전원 어댑터를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 상기 접촉 불량이 있는지 여부를 결정하기 전에, 상기 제어 유닛은 상기 단말로부터 상기 단말의 경로 임피던스를 표시하는 정보를 수신하도록 추가적으로 구성된다. 상기 제어 유닛은 상기 단말로 제 4 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 4 명령은 상기 단말에서 상기 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성되고; 상기 제어 유닛은 상기 단말에 의해 송신된 제 4 응답 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 4 응답 명령은 상기 단말에서의 상기 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성되고; 상기 제어 유닛은 상기 전원 어댑터의 출력 전압 및 상기 배터리의 현재 전압에 따라 상기 전원 어댑터로부터 상기 배터리로의 경로 임피던스를 결정하도록 구성되며; 그리고 상기 제어 유닛은 상기 전원 어댑터로부터 상기 배터리로의 상기 경로 임피던스, 상기 단말의 상기 경로 임피던스, 및 상기 전원 어댑터와 상기 단말 사이의 충전 선의 경로 임피던스에 따라 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 접촉 불량이 있는지 여부를 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터가 상기 제 2 충전 모드를 종료하기 전에, 상기 제어 유닛은 상기 단말로 제 5 명령을 송신하도록 추가적으로 구성되며, 상기 제 5 명령은 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 상기 접촉 불량이 있는지를 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 단말은 상기 제 1 충전 모드 및 상기 제 2 충전 모드를 지원하도록 구성되며, 상기 제 2 충전 모드의 충전 전류는 상기 제 2 충전 모드의 충전 전류 보다 크며, 제어기는, 제어 유닛과 양방향 통신을 수행하도록 구성되어, 전원 어댑터가 상기 제 2 충전 모드로 단말을 충전하는 것을 결정할 수 있게 되며, 그리고 제어 유닛은, 단말에서의 배터리를 충전하기 위해 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류에 따라 출력하도록 전원 어댑터를 제어한다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 제어 유닛에 의해 송신된 제 1 명령을 수신하도록 구성되고, 상기 제 1 명령은 상기 제 2 충전 모드를 시작할지 여부를 질의하도록 구성되며; 그리고 상기 제어기는 상기 제어 유닛으로 제 1 응답 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 1 응답 명령은 상기 단말이 상기 제 2 충전 모드를 시작하는 것을 동의함을 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어기가 상기 제어 유닛에 의해 송신된 상기 제 1 명령을 수신하기 전에, 상기 단말은 상기 제 1 충전 모드로 상기 전원 어댑터에 의해 충전되도록 구성되며, 그리고 상기 제어 유닛이 상기 제 1 충전 모드의 상기 충전 지속기간이 사전 결정된 임계치 보다 길다고 결정하는 경우에, 상기 제어기는 상기 제어 유닛에 의해 송신된 상기 제 1 명령을 수신하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터가 상기 단말에서의 상기 배터리를 충전하기 위해 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전류에 따라 출력하기 전에, 상기 전원 어댑터가 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정하도록, 상기 제어기는 상기 제어 유닛과 양방향 통신을 수행하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 제어 유닛에 의해 송신된 제 2 명령을 수신하도록 구성되고, 상기 제 2 명령은 상기 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전압으로 사용되기에 적합한지 여부를 질의하도록 구성되며; 그리고 상기 제어기는 상기 제어 유닛으로 제 2 응답 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 2 응답 명령은 상기 전원 어댑터의 상기 현재 출력 전압이 적합한지, 높거나 또는 낮은지를 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어 어댑터가 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정하도록 상기 제어기는 상기 제어 유닛과 양방향 통신을 수행하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 제어 유닛에 의해 송신된 제 3 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 3 명령은 상기 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 질의하도록 구성되며; 그리고 상기 제어기는 상기 제어 유닛에 제 3 응답 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 전원 어댑터가 상기 최대 충전 전류에 따라 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전류를 결정하도록 상기 제 3 응답 명령은 상기 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 상기 단말을 충전하는 프로세스 동안에, 상기 전원 어댑터가 상기 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정하도록 상기 제어기는 상기 제어 유닛과 양방향 통신을 수행하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 제어 유닛에 의해 송신된 제 4 명령을 수신하도록 구성되고, 상기 제 4 명령은 상기 단말에서의 상기 배터리의 충전 전압을 질의하도록 구성되며; 그리고 상기 제어기는 상기 제어 유닛으로 제 4 응답 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 전원 어댑터가 상기 배터리의 상기 현재 전압에 따라 상기 배터리로 출력되는 상기 충전 전류를 연속적으로 조정하도록 상기 제 4 응답 명령은 상기 단말에서의 상기 배터리의 상기 현재 전압을 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터가 상기 제 2 충전 모드로 상기 단말을 충전하는 프로세스 동안에, 상기 전원 어댑터가 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 접촉 불량이 있는지 여부를 결정하도록 상기 제어기는 상기 제어 유닛과 양방향 통신을 수행하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 제어 유닛에 의해 송신된 제 4 명령을 수신하도록 구성되고, 상기 제 4 명령은 상기 단말에서의 상기 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성되며; 그리고 상기 제어기는 상기 제어 유닛으로 제 4 응답 명령을 송신하도록 구성되고, 상기 전원 어댑터가 상기 전원 어댑터의 출력 전압 및 상기 배터리의 현재 전압에 따라 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 접촉 불량이 있는지 여부를 결정하도록 상기 제 4 응답 명령은 상기 단말에서의 상기 배터리의 상기 현재 전압을 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 제어 유닛에 의해 송신된 제 5 명령을 수신하도록 구성되고, 상기 제 5 명령은 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 상기 접촉 불량이 있는지 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 충전 인터페이스의 온도를 획득하고, 상기 제 1 충전 인터페이스의 상기 온도가 사전 결정된 보호 온도 보다 높은 경우에 오프로 스위칭하기 위해서 상기 스위치 유닛을 제어하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 제어 유닛과 양방향 통신을 수행함으로써 전압 샘플링 값을 획득하며, 그리고 상기 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값 보다 큰 경우에 오프로 스위칭하게끔 충전 제어 스위치를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 제어 유닛과 양방향 통신을 수행함으로써 전류 샘플링 값을 획득하며, 그리고 상기 전류 샘플링 값이 사전 결정된 전류 값 보다 큰 경우에 오프로 스위칭하게끔 충전 제어 스위치를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 상기 제어 유닛과 양방향 통신을 수행함으로써 제 1 충전 인터페이스의 온도를 획득하며, 그리고 상기 제 1 충전 인터페이스의 온도가 사전 결정된 보호 온도 보다 큰 경우에 오프로 스위칭하게끔 충전 제어 스위치를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어기는 배터리의 온도를 획득하며, 그리고 상기 배터리의 온도가 사전 결정된 온도 보호 임계치 보다 높은 경우에 오프로 스위칭하게끔 충전 제어 스위치를 제어하도록 추가적으로 구성된다.
본 개시의 실시예들은 전원 어댑터를 제공한다. 상기 전원 어댑터는: 입력 교류 전류를 정류시키고 그리고 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압을 출력하도록 구성되는 제 1 정류기; 제어 신호에 따라 제 1 전압을 변조하고 그리고 변조된 제 1 전압을 출력하도록 구성되는 스위치 유닛; 1차 권선 및 2차 권선을 가지고 그리고 변조된 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 출력하도록 구성되는 변압기; 2차 권선에 결합되고 그리고 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압을 출력하기 위해 제 2 전압을 정류하도록 구성되는 제 2 정류기 (여기서, 제 3 전압은 전원 어댑터가 단말에 결합되는 경우 단말에서의 배터리를 충전하기 위해 단말로 인가되도록 구성됨); 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값을 획득하기 위하여 1차 권선에서의 전압 및/또는 전류를 샘플링하도록 구성되는 샘플링 유닛; 샘플링 유닛 및 스위치 유닛에 각각 결합되고, 그리고 스위치 유닛으로 제어 신호를 출력하며 그리고 전원 어댑터가 충전될 단말에 결합되는 경우 제 3 전압이 단말의 배터리의 충전 요구사항을 만족시킬 수 있도록, 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정함으로써 제 2 정류기의 출력을 변경시키도록 구성되는 제어 유닛;을 포함한다.
일 실시예에서, 제어 유닛은 전류 샘플링 값 및/또는 전압 샘플링 값에 따라 제어 신호의 주파수를 조정하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 제어 유닛은, 전원 어댑터가 단말에 결합되는 경우, 상기 단말의 상태 정보를 획득하기 위하여 상기 단말과 통신하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 제어 유닛은, 단말의 상태 정보 및 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 전원 어댑터는: 스위치 유닛과 제어 유닛 사이에 결합되는 구동 유닛을 더 포함하며, 상기 구동 유닛은 제어 신호에 따라 온 또는 오프로 스위칭하도록 상기 스위치 유닛을 구동하도록 구성된다.
일 실시예에서, 전원 어댑터는: 구동 유닛과 제어 유닛 사이에 결합되는 절연 유닛(isolation unit)을 더 포함한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터는: 변조된 제 1 전압에 따라 제 4 리플 파형을 갖는 제 4 전압을 생성하도록 구성되는 보조 권선; 및 상기 보조 권선에 결합되는 전원 공급 유닛을 더 포함하며, 상기 전원 공급 유닛은 제어 유닛 및/또는 구동 유닛 각각에 전력을 공급하기 위하여 제 4 전압을 변환하고 그리고 직류 전류를 출력하도록 구성된다.
일 실시예에서, 전원 어댑터는, 보조 권선 및 제어 유닛 각각에 결합되는 제 1 전압 측정 유닛을 더 포함하며, 상기 제 1 전압 검출 유닛은 전압 검출 값을 생성하기 위하여 제 4 전압을 검출하도록 구성되며, 제어 유닛은 전압 검출 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 변압기의 동작 주파수는 50KHz로부터 2MHz까지의 범위를 가진다.
일 실시예에서, 샘플링 유닛은: 전류 샘플링 값을 획득하기 위하여 1차 권선에서의 전류를 샘플링하도록 구성되는 제 1 전류 샘플링 회로; 및 전압 샘플링 값을 획득하기 위하여 1차 권선에서의 전압을 샘플링하도록 구성되는 제 1 전압 샘플링 회로를 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 전압 샘플링 회로는: 변조된 제 1 전압의 피크 전압을 샘플링 및 홀딩하도록 구성되는 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛; 변조된 제 1 전압의 제로 크로싱 포인트를 샘플링하도록 구성되는 크로스-제로 샘플링 유닛; 상기 제로 크로싱 포인트에서 상기 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛 상의 누설을 수행하도록 구성되는 누설 유닛; 및 전압 샘플링 값을 획득하기 위해 상기 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛에서의 피크 전압을 샘플링하도록 구성되는 AD 샘플링 유닛;을 포함한다.
일 실시예에서, 변조된 제 1 전압의 파형은 제 3 리플 파형과 동기를 유지한다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터는: 제 1 전압을 샘플링하도록 구성되고 그리고 제어 유닛에 결합되는 제 2 전압 샘플링 회로를 포함하고, 상기 제 2 전압 샘플링 회로에 의해 샘플링되는 전압 값이 제 1 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우에 상기 제어 유닛은 방전을 위해 제 1 사전 결정된 기간 동안에 온으로 스위칭하기 위해 상기 스위치 유닛을 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 전원 어댑터는 제 1 충전 인터페이스를 포함한다. 상기 제 1 충전 인터페이스는: 배터리를 충전하도록 구성되는 전원 선; 및 전원 어댑터가 제 1 충전 인터페이스를 통해 상기 단말에 결합되는 경우 상기 단말과 통신하도록 구성되는 데이터 선; 을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛은 충전 모드를 결정하기 위해서 상기 제 1 충전 인터페이스를 통해 상기 단말과 통신하도록 구성되며, 상기 충전 모드는 제 2 충전 모드 및 제 1 충전 모드를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터는: 상기 제 2 정류기의 제 1 출력단에 결합되는, 직렬로 결합되는 제어 가능 스위치 및 필터링 유닛을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 전원 어댑터가 상기 단말에 결합되는 경우에 상기 단말의 직류 전류 충전을 실행하기 위해 필터링 유닛으로 하여금 상기 제 2 정류기의 출력에 대한 필터링 기능을 수행하도록 하기 위해, 상기 충전 모드를 상기 제 1 충전 모드로 결정하는 경우 온으로 스위칭하도록 상기 제어 가능 스위치를 제어하며, 상기 충전 모드를 상기 제 2 충전 모드로 결정하는 경우 오프로 스위칭하도록 상기 제어 가능 스위치를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 충전 모드가 제 2 충전 모드로 결정되는 경우에, 제어 유닛은, 전원 어댑터가 단말에 연결되는 경우 상기 단말의 상태 정보에 따라 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류 및/또는 충전 전압을 획득하고, 그리고 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전압 및/또는 상기 충전 전류에 따라 제어 신호의 듀티비를 조절하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 단말의 상태 정보는 배터리의 온도를 포함한다. 상기 배터리의 온도가 제 1 사전 결정된 온도 임계치 보다 높거나 또는 상기 배터리의 온도가 제 2 사전 결정된 온도 임계치 보다 낮은 경우, 현재 충전 모드가 제 2 충전 모드인 경우 상기 제 2 충전 모드는 제 1 충전 모드로 스위칭되며, 여기에서의 제 1 사전 결정된 온도 임계치는 제 2 사전 결정된 온도 임계치보다 높은 값이다.
일 실시예에서, 제어 유닛은, 배터리의 온도가 충전 프로세스 동안 사전 결정된 온도 보호 임계치 보다 높은 경우, 오프로 스위칭하게끔 스위치 유닛을 제어하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 제어 유닛은 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우에 오프로 스위칭하게끔 스위치 유닛을 제어하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛은 상기 전류 샘플링 값이 사전 결정된 전류 값 보다 큰 경우 오프로 스위칭하게끔 스위치 유닛을 제어하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 단말의 상태 정보는 배터리의 전하량, 배터리의 온도, 단말의 전압/전류, 단말의 인터페이스 정보, 및 단말의 경로 임피던스 상의 정보를 포함한다.
일 실시예에서, 제 2 충전 모드로 단말을 충전하도록 결정하기 위해서 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우, 제어 유닛은 단말에 제 1 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 1 명령은 제 2 충전 모드를 시작할지 여부를 상기 단말에 질의하도록 구성되며; 그리고 제어 유닛은 단말로부터 제 1 응답 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 1 응답 명령은 단말이 제 2 충전 모드를 시작하는 것에 동의함을 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어 유닛이 단말에 제 1 명령을 송신하기 전에, 전원 어댑터는 제 1 충전 모드로 단말을 충전하도록 구성되며, 그리고 제 1 충전 모드의 충전 지속기간이 사전 결정된 임계치보다 길다고 결정되는 되는 경우 제어 유닛은 상기 단말에 제 1 명령을 송신하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어 유닛은 스위치 유닛을 제어함으로써 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류로 충전 전류를 조정하도록 상기 전원 어댑터를 제어하도록 추가적으로 구성되며, 그리고 전원 어댑터가 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류로 상기 단말을 충전하기 전에, 제어 유닛은, 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정하기 위해서 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하고 그리고 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압으로 충전 전압을 조정하도록 상기 전원 어댑터를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정하기 위해서 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우에, 제어 유닛은 단말에 제 2 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 2 명령은 상기 전원 어댑터의 전류 출력 전압이 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압으로 사용되기에 적합한지 여부를 질의하도록 구성되며; 제어 유닛은 상기 단말로부터 송신된 제 2 응답 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 2 응답 명령은 상기 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 적절한지, 높거나 또는 낮은지를 표시하도록 구성되며; 그리고 상기 제어 유닛은 상기 제 2 응답 명령에 따라 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류로 상기 충전 전류를 조정하도록 전원 어댑터를 제어하기 전에, 제어 유닛은 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정하기 위해서 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 상기 양방향 통신을 수행하도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정하기 위해서 상기 제 1 충전 인터페이스의 상기 데이터 선을 통해 상기 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우에, 상기 제어 유닛은 상기 단말로 제 3 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 3 명령은 상기 단말에 의해 지원되는최대 충전 전류를 질의하도록 구성되고; 상기 제어 유닛은 상기 단말로부터 송신된 제 3 응답 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 3 응답 명령은 상기 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 표시하도록 구성되며; 그리고 상기 제어 유닛은 상기 제 3 응답 명령에 따라 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 충전 전류를 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 상기 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 상기 단말을 충전하는 프로세스 동안, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 상기 단말과 양방향 통신을 수행하여, 상기 스위치 유닛을 제어함으로써 상기 전원 어댑터로부터 상기 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정할 수 있도록 추가적으로 구성된다.
일 실시예에서, 스위치 유닛을 제어함으로써 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정하기 위해서 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우, 제어 유닛은 단말로 제 4 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 4 명령은 상기 단말에서의 상기 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성되고; 상기 제어 유닛은 상기 단말에 의해 송신된 제 4 응답 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 4 응답 명령은 상기 단말에서의 상기 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성되며; 그리고 상기 제어 유닛은 상기 배터리의 상기 현재 전압에 따라 상기 스위치 유닛을 제어함으로써 상기 충전 전류를 조정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제어 유닛은 배터리 전압 값들과 충전 전류 값들 사이에서 사전 결정된 대응관계 및 상기 배터리의 현재 전압에 따라 상기 스위치 유닛을 제어함으로써, 상기 배터리의 현재 전압에 대응하는 충전 전류 값으로 상기 전원 어댑터로부터 상기 배터리로 출력되는 상기 충전 전류를 조정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 상기 단말을 충전하는 프로세스 동안, 상기 제어 유닛은 상기 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 상기 단말과 상기 양방향 통신을 수행함으로써 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 사이에 접촉 불량이 있는지 여부를 결정하도록 추가적으로 구성된다. 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 상기 접촉 불량이 있다고 결정되는 경우에, 상기 제어 유닛은 상기 제 2 충전 모드를 종료하기 위해상기 전원 어댑터를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 상기 접촉 불량이 있는지 여부를 결정하기 전에, 상기 제어 유닛은 상기 단말로부터 상기 단말의 경로 임피던스를 표시하는 정보를 수신하도록 추가적으로 구성된다. 상기 제어 유닛은 상기 단말로 제 4 명령을 송신하도록 구성되며, 상기 제 4 명령은 상기 단말에서 상기 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성되고; 상기 제어 유닛은 상기 단말에 의해 송신된 제 4 응답 명령을 수신하도록 구성되며, 상기 제 4 응답 명령은 상기 단말에서의 상기 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성되고; 상기 제어 유닛은 상기 전원 어댑터의 출력 전압 및 상기 배터리의 현재 전압에 따라 상기 전원 어댑터로부터 상기 배터리로의 경로 임피던스를 결정하도록 구성되며; 그리고 상기 제어 유닛은 상기 전원 어댑터로부터 상기 배터리로의 상기 경로 임피던스, 상기 단말의 상기 경로 임피던스, 및 상기 전원 어댑터와 상기 단말 사이의 충전 선의 경로 임피던스에 따라 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 접촉 불량이 있는지 여부를 결정하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 전원 어댑터가 상기 제 2 충전 모드를 종료하기 전에, 상기 제어 유닛은 상기 단말로 제 5 명령을 송신하도록 추가적으로 구성되며, 상기 제 5 명령은 상기 제 1 충전 인터페이스와 상기 제 2 충전 인터페이스 사이에 접촉 불량이 있는지를 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어 유닛은, 제 1 충전 인터페이스의 온도를 획득하고 그리고 제 1 충전 인터페이스의 온도가 사전 결정된 보호 온도보다 높은 경우 스위치 유닛으로 하여금 오프로 스위칭하도록 제어하도록 추가로 구성된다.
본 개시의 실시예들은 충전 디바이스를 제공한다. 상기 충전 디바이스는: 교류 주전원(alternating mains supply)을 수신하는 충전 수신 단자(charging receiving end); 상기 충전 수신 단자와 결합되는 입력 단자를 가지고, 배터리와 결합되는 출력 단자를 가지며, 그리고 리플 파형을 갖는 전압을 출력하기 위하여 교류 주전원을 조정하고 그리고 배터리를 충전하기 위해 배터리로 리플 파형을 갖는 전압을 직접 인가하도록 구성되는 전압 조정 회로; 및 배터리의 충전 요구사항에 응답하여 전압 조정 회로에 의해 출력되는 전압 및/또는 전류를 조정하도록 전압 조정 회로를 제어하도록 구성되는 중앙 제어 모듈;을 포함한다.
일 실시예에서, 충전 디바이스는 전원 어댑터에 배치된다.
일 실시예에서, 충전 디바이스는 단말에 배치된다.
본 개시의 실시예들은 충전 방법을 제공한다. 상기 충전 방법은: 교류 주전원을 수신하는 단계; 리플 파형을 갖는 전압을 출력하도록 전압 조정 회로에 의해 상기 교류 주전원을 조정하는 단계; 배터리를 충전하기 위하여 배터리로 리플 파형을 갖는 전압을 직접 인가하는 단계; 및 배터리의 충전 요구사항에 응답하여 전압 조정 회로에 의해 출력되는 전압 및/또는 전류를 조정하는 단계;를 포함한다.
본 개시의 실시예들은 충전 방법을 제공한다. 상기 방법은: 전원 어댑터가 단말과 결합되는 경우, 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압을 출력하기 위해 입력 교류 전류에 대한 제 1 정류를 수행하는 단계; 스위치 유닛을 제어함으로써 제 1 전압을 변조하고 그리고 변압기의 변환에 의해 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 출력하는 단계; 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압을 출력하기 위해 제 2 전압에 대한 제 2 정류를 수행하고 그리고 단말의 배터리로 제 3 전압을 인가하는 단계; 및 전류 샘플링 값 및/또는 전압 샘플링 값을 획득하기 위하여 변압기의 1차 권선에서의 전류 및/또는 전압을 샘플링하는 단계; 및 전원 어댑터가 단말에 결합되는 경우 단말의 배터리의 충전 요구사항을 제 3 전압이 만족할 수 있도록, 전류 샘플링 값 및/또는 전압 샘플링 값에 따라 스위치 유닛을 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 비를 조정하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값에 따라 제어 신호의 주파수를 조정하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은 단말의 상태 정보, 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정하기 위하여, 단말과 통신함으로써 단말의 상태 정보를 획득하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은 변압기의 변환에 의해 제 4 리플 파형을 갖는 제 4 전압을 생성하는 단계; 및 전압 측정 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정하기 위하여 전압 측정 값을 생성하도록 제 4 전압을 검출하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 전압 샘플링 값을 획득하기 위하여 변압기의 1차 권선에서의 전압 및/또는 전류를 샘플링하는 단계는: 변조된 제 1 전압의 피크 전압을 샘플링하고 홀딩하고 그리고 변조된 제 1 전압의 제로 크로싱 포인트를 샘플링하는 단계; 피크 전압을 샘플링 및 홀딩하기 위하여 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛 상에서의 누설을 상기 제로 크로싱 포인트에서 수행하는 단계; 및 전압 샘플링 값을 획득하기 위하여 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛에서의 피크 전압을 샘플링하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 제 1 전압을 샘플링하고 그리고 샘플링된 제 1 전압 값이 제 1 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우 방전을 위하여 제 1 사전결정된 시간 기간 동안 스위치 유닛이 온으로 스위칭 되도록 제어하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은: 단말과 통심함으로써 충전 모드를 결정하는 단계 (여기서의 충전 모드는 제 2 충전 모드 및 제 1 충전 모드를 포함함); 및 충전 모드가 제 2 충전 모드로 결정된 경우, 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전압 및/또는 충전 전류에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정하기 위하여, 단말의 상태 정보에 따라 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 획득하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 단말의 상태 정보는 배터리의 온도를 포함한다. 배터리의 온도가 제 1 사전 결정된 온도 임계치보다 크거나 또는 제 2 사전 결정된 온도 임계치보다 작은 경우, 현재 충전 모드가 제 2 충전 모드일 때 제 2 충전 모드가 제 1 충전 모드로 스위칭되며, 여기서의 제 1 사전 결정된 온도 임계치는 제 2 사전 결정된 온도 임계치보다 크다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 배터리의 온도가 사전 결정된 온도 보호 임계치보다 높은 경우 스위치 유닛이 오프로 스위칭하도록 제어하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우 스위치 유닛이 오프로 스위칭하도록 제어하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 전류 샘플링 값이 사전 결정된 전류 값보다 큰 경우 스위치 유닛이 오프로 스위칭하도록 제어하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 단말의 상태 정보는 배터리의 전하량, 배터리의 온도, 단말의 전압/전류, 단말의 인터페이스 정보 및 단말의 경로 임피던스 상에서의 정보를 포함한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터가 단말과 양방향 통신을 수행함으로써 제 2 충전 모드에서 단말을 충전시키는 것을 결정한 경우, 상기 충전 방법은, 전원 어댑터에 의해 제 1 명령을 단말로 송신하는 단계 (여기에서의 제 1 명령은 제 2 충전 모드를 시작할지 여부를 단말에게 질의하도록 구성됨); 및 단말로부터 송신되는 제 1 응답 명령을 전원 어댑터에 의해 수신하는 단계 (여기에서의 제 1 응답 명령은 제 2 충전 모드를 시작하는 것을 단말이 동의한다는 것을 표시하도록 구성됨);를 포함한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터가 단말로 제 1 명령을 송신하기 이전에, 전원 어댑터는 제 1 충전 모드에서 단말을 충전시킨다. 상기 충전 방법은: 전원 어댑터가 제 1 충전 모드의 충전 지속기간이 사전 결정된 임계치보다 길다고 결정하는 경우, 제 1 명령을 전원 어댑터에 의해 단말로 송신하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 스위치 유닛을 제어함으로써 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류로 충전 전류를 조정하도록 전원 어댑터를 제어하는 단계를 포함한다. 전원 어댑터가 제 2 충전 모드와 대응되는 충전 전류로 단말을 충전하기 이전에, 상기 충전 방법은, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정하도록 단말과의 양방향 통신을 수행하는 단계, 및 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압으로 충전 전압을 조정하도록 전원 어댑터를 제어하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정하도록 단말과의 양방향 통신을 수행하는 단계는: 전원 어댑터에 의해 단말로 제 2 명령을 송신하는 단계 (여기에서의 제 2 명령은, 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 제 2 충전 모드의 충전 전압으로 사용되기에 적합한지 여부를 질의하도록 구성됨); 전원 어댑터에 의해 단말로부터 송신되는 제 2 응답 명령을 수신하는 단계 (여기에서의 제 2 응답 명령은 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 적합한지, 높은지 혹은 낮은지를 표시하도록 구성됨); 및 제 2 응답 명령에 따라 전원 어댑터에 의해 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 전원 어댑터를 제어하여 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류로 충전 전류를 조정하기 전에, 단말과 양방향 통신을 수행함으로써 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 단말과 양방향 통신을 수행함으로써 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정하는 단계는, 전원 어댑터에 의해 단말로 제 3 명령을 송신하는 단계 (여기에서의 제 3 명령은 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 질의하도록 구성됨); 단말로부터 송신된 제 3 응답 명령을 전원 어댑터에 의해 수신하는 단계 (여기에서의 제 3 응답 명령은 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 표시하도록 구성됨); 및 제 3 응답 명령에 따라 전원 어댑터에 의해 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에서 단말을 충전시키는 프로세스 동안에, 단말과의 양방향 통신을 수행하여 스위치 유닛을 제어함으로써 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 단말과의 양방향 통신을 수행하여 스위치 유닛을 제어함으로써 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정하는 단계는, 전원 어댑터에 의해 단말로 제 4 명령을 송신하는 단계 (여기서의 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성됨); 단말로부터 송신된 제 4 응답 명령을 전원 어댑터에 의해 수신하는 단계 (여기서의 제 4 응답 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성됨); 및 배터리의 현재 전압에 따라 스위치 유닛을 제어함으로써 충전 전류를 조정하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 배터리의 현재 전압에 따라 스위치 유닛을 제어함으로써 충전 전류를 조정하는 단계는, 충전 전류 값들과 배터리 전압 값들 간의 사전 결정된 대응관계 및 배터리의 현재 전압에 따라서 스위치 유닛을 제어함으로써 배터리의 현재 전압에 대응하는 충전 전류 값으로 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 조정하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에서 단말을 충전시키는 프로세스 동안, 단말과 양방향 통신을 수행함으로써 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재한다고 결정되는 경우, 충전 방법은 제 2 충전 모드를 종료하도록 전원 어댑터를 제어하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정하기 전에, 전원 어댑터는 단말로부터 단말의 경로 임피던스를 표시하는 정보를 수신한다. 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정하는 단계는, 전원 어댑터에 의해 단말로 제 4 명령을 송신하는 단계 (여기서 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성됨); 단말로부터 송신된 제 4 응답 명령을 전원 어댑터가 수신하는 단계 (여기서 제 4 응답 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성됨); 배터리의 전압 및 전원 어댑터의 출력 전압에 따라 전원 어댑터로부터 배터리로의 경로 임피던스를 전원 어댑터에 의해 결정하는 단계; 및 전원 어댑터로부터 배터리로의 경로 임피던스, 단말의 경로 임피던스, 및 전원 어댑터와 단말 간의 충전 선의 경로 임피던스에 따라 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 전원 어댑터에 의해 결정하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 전원 어댑터를 제어하여 제 2 충전 모드를 종료하기 전에 단말로 제 5 명령을 송신하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 5 명령은 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재함을 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 단말은 제 1 충전 모드 및 제 2 충전 모드를 지원하며, 제 2 충전 모드의 충전 전류는 제 1 충전 모드의 충전 전류보다 크다. 충전 방법은: 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에서 단말을 충전하는 것을 결정할 수 있도록, 전원 어댑터와의 양방향 통신을 단말에 의해 수행하는 단계를 더 포함하며, 상기 전원 어댑터는 단말의 배터리를 충전하기 위하여, 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류에 따라 출력한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에서 단말을 충전하는 것을 결정할 수 있도록, 전원 어댑터와의 양방향 통신을 단말에 의해 수행하는 단계는: 전원 어댑터로부터 송신된 제 1 명령을 단말에 의해 수신하는 단계 (여기서의 제 1 명령은 제 2 충전 모드를 시작할지 여부를 단말에 질의하도록 구성됨); 및 단말에 의해 제 1 응답 명령을 전원 어댑터로 송신하는 단계 (여기서의 제 1 응답 명령은 제 2 충전 모드를 시작하는 것을 단말이 동의한다는 것을 표시함);를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은: 전원 어댑터에 의해 송신된 제 1 명령을 단말이 수신하기 전에 단말은 제 1 충전 모드에서 전원 어댑터에 의해 충전되며, 그리고 전원 어댑터가 제 1 충전 모드의 충전 지속기간이 사전 결정된 임계치보다 길다고 결정한 이후, 전원 어댑터에 의해 송신된 제 1 명령을 단말이 수신하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은: 단말에서의 배터리를 충전하기 위한 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류에 따라 전원 어댑가 출력하기 이전에, 제 2 충전 모드와 대응되는 충전 전압을 전원 어댑터가 결정할 수 있도록, 단말에 의해 전원 어댑터와 양방향 통신을 수행하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드와 대응되는 충전 전압을 결정할 수 있도록 전원 어댑터와의 양방향 통신을 단말이 수행하는 단계는: 전원 어댑터에 의해 송신된 제 2 명령을 단말이 수신하는 단계 (여기서 제 2 명령은, 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전압으로 사용되기에 적합한지 여부를 질의하도록 구성됨); 및 단말에 의해 전원 어댑터로 제 2 응답 명령을 송신하는 단계 (여기서 제 2 응답 명령은 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 적합한지, 높은지 혹은 낮은지를 표시하도록 구성됨);를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은: 단말에서의 배터리의 충전을 위하여 전원 어댑터로부터 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류를 단말이 수신하기 전에, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정할 수 있도록, 전원 어댑터와의 양방향 통신을 단말이 수행하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정할 수 있도록, 전원 어댑터와의 양방향 통신을 단말이 수행하는 단계는: 전원 어댑터로부터 송신된 제 3 명령을 단말이 수신하는 단계 (여기서 제 3 명령은 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 질의하도록 구성됨); 및 단말에 의해 전원 어댑터로 제 3 응답 명령을 송신하는 단계 (여기서 제 3 응답 명령은, 최대 충전 전류에 따라서 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 전원 어댑터가 결정할 수 있도록, 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 표시하도록 구성됨);를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은: 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에서 단말을 충전시키는 프로세스 동안에, 전원 어댑터가 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정할 수 있도록, 전원 어댑터와의 양방향 통신을 단말이 수행하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터가 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정할 수 있도록, 전원 어댑터와의 양방향 통신을 단말이 수행하는 단계는: 전원 어댑터로부터 송신된 제 4 명령을 단말이 수신하는 단계 (여기서 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성됨); 및 단말에 의해 전원 어댑터로 제 4 응답 명령을 송신하는 단계 (여기서 제 4 응답 명령은 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류가 배터리의 충전 전압에 따라 연속적으로 조정될 수 있도록, 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성됨);를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 단말을 충전시키는 프로세스 동안에, 전원 어댑터가 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정할 수 있도록, 전원 어댑터와의 양방향 통신을 단말이 수행하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터가 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정할 수 있도록, 전원 어댑터와의 양방향 통신을 단말이 수행하는 단계는: 전원 어댑터로부터 송신된 제 4 명령을 단말이 수신하는 단계 (여기서 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성됨); 및 전원 어댑터로 제 4 응답 명령을 단말이 송신하는 단계 (여기서 제 4 응답 명령은, 전원 어댑터의 출력 전압 및 배터리의 현재 전압에 따라 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 전원 어댑터가 결정할 수 있도록 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성됨);를 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은 전원 어댑터에 의해 송신된 제 5 명령을 단말이 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 5 명령은 단말의 제 2 충전 인터페이스와 전원 어댑터의 제 1 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재함을 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 제 1 충전 인터페이스의 온도를 획득하는 단계; 및 제 1 충전 인터페이스의 온도가 사전 결정된 보호 온도보다 큰 경우 스위치 유닛이 오프로 스위칭되도록 제어하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은, 제 2 충전 인터페이스를 통하여 전원 어댑터와의 양방향 통신을 수행함으로써 전압 샘플링 값을 단말이 획득하는 단계; 및 전압 샘플링 값이 제 2 사전결정된 전압 값보다 큰 경우 배터리의 충전을 중지하도록 제어하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은: 제 2 충전 인터페이스를 통해 전원 어댑터와의 양방향 통신을 수행함으로써 전류 샘플링 값을 단말이 획득하는 단계; 및 전류 샘플링 값이 사전결정된 전류 값보다 큰 경우 배터리의 충전을 중지하도록 제어하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은: 제 2 충전 인터페이스를 통해 전원 어댑터와의 양방향 통신을 수행함으로써 제 1 충전 인터페이스의 온도를 단말이 획득하는 단계; 및 제 1 충전 인터페이스의 온도가 사전결정된 보호 온도보다 큰 경우 배터리의 충전을 중지하도록 제어하는 단계;를 더 포함한다.
일 실시예에서, 충전 방법은: 배터리의 온도를 단말이 획득하는 단계; 및 배터리의 온도가 사전 결정된 높은(high) 온도 보호 임계치보다 큰 경우 배터리의 충전을 중단하도록 제어하는 단계;를 더 포함한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 플라이백(flyback) 스위칭 전원 공급부를 사용하는 충전 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 정방향 스위칭 전원 공급부를 사용하는 충전 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 푸쉬-풀(push-pull) 스위칭 전원 공급부를 사용하는 충전 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 하프-브릿지(half-bridge) 스위칭 전원 공급부를 사용하는 충전 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 풀-브릿지(full-bridge) 스위칭 전원 공급부를 사용하는 충전 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 6은 본 개시의 실시예들에 따른 충전 시스템의 블록도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전압의 파형을 도시하는 개략도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류의 파형을 도시하는 개략도이다.
도 9는 돈 개시의 일 실시예에 따라 스위치 유닛으로 출력되는 제어 신호를 도시하는 개략도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라 제 2 충전 프로세스를 도시하는 개략도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 충전 시스템의 개략도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따라 LC 필터 회로를 구비한 전원 어댑터의 개략도이다.
도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 충전 시스템의 개략도이다.
도 14는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 충전 시스템의 개략도이다.
도 15는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 충전 시스템의 개략도이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 샘플링 유닛의 블록도이다.
도 17은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 충전 시스템의 개략도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 개략도이다.
도 19는 본 개시의 다른 실시예에 따른 단말의 개략도이다.
도 20은 본 개시의 실시예들에 따른 충전 방법에 대한 순서도이다.
도 21은 본 개시의 실시예들에 따른 충전 디바이스에 대한 블록도이다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 전원 어댑터에 대한 블록도이다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 블록도이다.
본 개시의 실시예들에 대한 설명들이 상세히 이루어질 것이며, 이들의 예시들은 도면들에 도시되며 도면들에서의 동일하거나 유사한 엘리먼트들 및 동일하거나 유사한 기능들을 가지는 엘리먼트들은 전체 설명에서 유사한 참조 번호로 표시된다. 도면들을 참고하여 여기에서 설명되는 실시예들은 본 개시를 제한하는 것으로 해석되지 않는다.
본 개시는 후속되는 인식 및 연구들에 기초하여 이루어진다.
발명자들은, 전원 어댑터에 의해 모바일 단말의 배터리를 충전하는 동안, 전원 어댑터의 전력을 증가시키는 경우 배터리의 분극 저항이 쉽게 증가되고 배터리의 온도가 쉽게 증가되어 배터리의 서비스 수명이 감소된다는 점 그리고 배터리의 신뢰성 및 안정성에 영향을 미친다는 점을 발견하였다.
또한, 220V 및 50Hz의 주전원과 같은 교류 전류는 불연속적으로 전기 에너지를 출력하기 때문에, 대부분의 디바이스는 통상적으로 교류 전류가 공급 될 때 교류로 직접 작동할 수 없다. 불연속성을 피하기 위해, 전기 에너지를 저장하기 위해 전해 콘덴서를 사용할 필요가 있으며, 이는 전원 공급이 트로프(trough) 기간에 있을 때 지속적이고 안정적인 전원 공급을 보장하기 위하여 전해 콘덴서에 저장된 전기 에너지에 의존하는 것이 가능하게 될 수 있기 때문이다. 따라서, 교류 전원이 전원 어댑터를 통해 모바일 단말을 충전 할 때, 교류 전류 전원에 의해 제공되는 220V의 교류 전류와 같은 교류 전류는 안정된 직류 전류로 변환되고 그리고 안정된 직류 전류가 모바일 단말로 제공된다. 그러나, 전원 어댑터는 모바일 단말의 배터리를 충전하여 간접적으로 모바일 단말에 전원을 공급하며, 그리고 전원 공급의 연속성은 배터리에 의해 보장 될 수 있어서, 전원 어댑터가 배터리를 충전할 때 안정적이고 지속적인 직류 전류를 출력할 필요가 없게 된다.
따라서, 본 개시의 제 1 목적은, 전원 어댑터에 의해 출력되는 리플 파형을 갖는 전압이 단말의 배터리에 직접 인가되게 함으로써 최소 비용 및 낮은 비용의 전원 어댑터를 달성하고 그리고 배터리의 서비스 수명을 연장시킬 수 있는 충전 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 개시의 제 2 목적은, 전원 어댑터를 제공하고자 하는 것이다. 본 개시의 제 3 목적은 충전 디바이스를 제공하고자 하는 것이다. 본 개시의 제 4 목적은 충전 방법을 제공하고자 하는 것이다. 본 개시의 제 5 목적은 충전 방법을 제공하고자 하는 것이다.
이하에서, 본 개시의 실시예들에서 제공되는 충전 시스템, 전원 어댑터 및 충전 방법이 도면들을 참고하여 설명될 것이다.
도 1-19를 참고하면, 충전 시스템은 배터리(202), 제 1 정류기(101), 스위치 유닛(102), 변압기(103), 제 2 정류기(104), 샘플링 유닛(106) 및 제어 유닛(107)을 포함할 수 있다.
제 1 정류기(101)는, 입력 교류 전류를 정류하고 그리고 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압을 출력하도록 구성된다. 스위치 유닛(102)은 제어 신호에 따라 제 1 전압을 변조시키고 그리고 변조된 제 1 전압을 출력하도록 구성된다. 변압기(103)는 1차 권선 및 2차 권선을 가진다. 변압기(103)는 변조된 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 출력하도록 구성된다. 제 2 정류기(104)는 2차 권선에 결합되고 그리고 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압을 출력하기 위해 제 2 전압을 정류시키도록 구성된다. 샘플링 유닛(106)은 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값을 획득하기 위하여 1차 권선에서의 전압 및/또는 전류를 샘플링하도록 구성된다. 제어 유닛(107)은 샘플링 유닛(106) 및 스위치 유닛(102) 각각에 결합된다. 제어 유닛(107)은, 제어 신호를 스위치 유닛(102)으로 출력하고 그리고, 제 3 전압이 배터리(202)의 충전 요구사항을 만족하게 되도록, 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정함으로써 제 2 정류기(104)의 출력을 변경하도록 구성된다.
본 개시의 적어도 하나의 실시예에서, 어댑터의 일부 또는 모든 구성(하드웨어 및 소프트웨어)는 단말에 통합될 수 있다. 어댑터 및 단말의 통합된 구성은 본 개시의 충전 시스템으로 지칭될 수 있거나 혹은 단말로 지칭될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 본 개시의 실시예들에서 제공되는 충전 시스템은 전원 어댑터(1) 및 단말(2)을 포함한다. 배터리는 단말(2)의 컴포넌트일 수 있다. 제 1 정류기, 스위치 유닛, 변압기, 제 2 정류기, 샘플링 유닛 및 제어 유닛은 전원 어댑터(1)에 배치될 수 있다.
도 6에서 도시되는 바와 같이, 전원 어댑터(1)는 제 1 정류기(101), 스위치 유닛(102), 변압기(103), 제 2 정류기(104), 샘플링 유닛(106), 및 제어 유닛(107)을 포함한다. 제 1 정류기(101)는 예컨대 찐빵(steamed bun) 파형을 포함하는 전압과 같은, 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압을 출력하기 위하여 입력 교류 전류(예컨대 AC 220V의 주전원)를 정류하도록 구성된다. 도 1에서 도시되는 바와 같이, 제 1 정류기(101)는 4개의 다이오드들로 형성되는 풀-브릿지(full-bridge) 정류 회로일 수도 있다. 스위치 유닛(102)은 변조된 제 1 전압을 출력하기 위하여 제어 신호에 따라 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압을 변조하도록 구성된다. 스위치 유닛(102)은 MOS 트랜지스터들로 형성될 수도 있다. PWM(Pulse Width Modulation) 제어가 MOS 트랜지스터들 상에서 수행되어 찐빵(steamed bun) 파형을 갖는 전압에 대한 쵸핑 변조(chopping modulation)를 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 도 1에서 도시되는 바와 같이, 변압기(103)는 1차 권선 및 2차 권선을 포함한다. 1차 권선의 일 단부는 제 1 정류기(101)의 제 1 출력 단부와 결합된다. 제 1 정류기(101)의 제 2 출력 단부는 접지된다. 1차 권선의 다른 단부는 스위치 유닛(102)에 결합된다(예컨대, 스위치 유닛(102)은 MOS 트랜지스터이고, 1차 권선의 다른 단부는 MOS 트랜지스터의 드레인(drain)에 결합됨). 변압기(103)는 변조된 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 출력하도록 구성된다. 변압기(103)는 동작 주파수의 범위가 50HKz 내지 2MHz인 고주파 변압기이다. 고주파 변압기는 제 2 권선을 통해 출력하기 위하여 2차 사이드(second side)로 상기 변조된 제 1 전압을 결합시키도록 구성된다. 본 개시의 실시예들에서, 고주파수 변압기를 통해, 저주파수 변압기(또한 산업용 주파수 변압기로 알려지고 50Hz 또는 60Hz의 교류 전류와 같은 주전압의 주파수로 주로 사용됨)에 비하여 소형 크기의 특성이 전원 어댑터(1)의 소형화를 실현하는데 활용될 수 있다.
도 1에서 도시되는 바와 같이, 제 2 정류기(104)는 변압기(103)의 2차 권선에 결합된다. 제 2 정류기(104)는 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 정류시키고 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압을 출력하도록 구성된다. 제 3 전압은, 전원 어댑터가 단말에 결합되는 경우 단말에서의 배터리를 충전시키기 위하여 단말로 인가되도록 구성된다. 제 2 정류기(104)는 다이오드들 또는 MOS 트랜지스터들로 구성될 수 있으며, 그리고 2차 동기 정류를 실현할 수 있어서, 제 3 리플 파형이 상기 변조된 제 1 전압의 파형과의 동기를 유지하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 제 3 리플 파형이 상기 변조된 제 1 전압의 파형과의 동기를 유지한다는 것은, 제 3 리플 파형의 위상이 상기 변조된 제 1 전압의 파형의 위상과 일관되며 그리고 제 3 리플 파형의 크기의 변화 트렌드가 상기 변조된 제 1 전압의 파형의 그것과 일관된다는 것을 의미한다. 샘플링 유닛(106)은 1차 권선에서의 전압 및/또는 전류를 샘플링(즉, 변조된 제 1 전압을 샘플링하여 1차 샘플링을 실행)하도록 구성된다. 제어 유닛(107)은 샘플링 유닛(106) 및 스위치 유닛(102) 각각과 결합된다. 제어 유닛(107)은, 스위치 유닛(102)으로 제어 신호를 출력하도록 구성되며 그리고 전원 어댑터가 단말과 결합될 때 제 3 전압이 단말의 배터리의 충전 요구사항을 만족시킬 수 있도록, 전류 샘플링 값 및/또는 전압 샘플링 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정함으로써 제 2 정류기(104)의 출력을 변경하도록 구성된다. 보다 상세하게, 제어 유닛(107)은: 샘플링 유닛(106)에 의해 샘플링된 전압 값 및/또는 전류 값에 따라 제 2 정류기(104)의 출력에 대응하는 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값을 계산하도록 구성되며(즉, 계산된 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값은 제 2 정류기(104)의 출력과 대응되며, 이는 전원 어댑터(1)의 출력 전압 및/또는 출력 전류임), 그리고 제 2 정류기(104)에 의해 출력되는 제 3 전압이 단말(2)의 충전 요구사항을 만족시킬 수 있도록, 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정하도록 구성된다.
또한, 본 개시의 실시예에서, 전원 어댑터는 제 1 충전 인터페이스(105)를 포함한다. 제 1 충전 인터페이스(105)는 제 2 정류기(104)에 결합된다. 제 1 충전 인터페이스(105)는, 제 1 충전 인터페이스(105)가 제 2 충전 인터페이스에 결합되는 경우 단말의 제 2 충전 인터페이스를 통해 단말에서의 배터리로 제 3 전압을 인가하도록 구성되며, 여기서 제 2 충전 인터페이스는 배터리와 결합된다.
도 6에서 도시되는 바와 같이, 단말(2)는 배터리(202) 및 제 2 충전 인터페이스(201)를 포함한다. 제 2 충전 인터페이스(201)는 배터리(202)와 결합된다. 제 2 충전 인터페이스(201)가 제 2 충전 인터페이스(105)와 결합되는 경우, 제 2 충전 인터페이스(201)는 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압을 배터리(202)에 인가하여 배터리(202)를 충전시키도록 구성된다.
본 개시의 실시예에서, 도 1에서 도시되는 바와 같이, 전원 어댑터(1)는 플라이백(flyback) 스위칭 전원 공급부를 채용할 수도 있다.
본 개시의 실시예에서, 도 2에서 도시되는 바와 같이, 전원 어댑터(1)는 정방향 스위칭 전원 공급부를 또한 채용할 수도 있다. 상세하게, 변압기(103)는 제 1 권선, 제 2 권선 및 제 3 권선을 포함한다. 제 1 권선의 점 찍힌(dotted) 단자는 역방향 다이오드를 통하여 제 1 정류기(101)의 제 2 출력 단부에 연결된다. 제 1 권선의 점 찍히지 않은 단자는 제 2 권선의 점 찍힌 단자와 연결되고 그리고 제 1 정류기(1)의 제 1 출력 단자에 연결된다. 제 2 권선의 점 찍히지 않은 단자는 스위치 유닛(102)에 연결된다. 제 3 권선은 제 2 정류기(104)에 결합된다. 역방향 다이오드는 역 피크 클리핑(clipping)을 구현하도록 구성된다. 제 1 권선에 의해 생성된 유도 전위(induced potential)는 역방향 다이오드를 통하여 역 전위에 대한 진폭 제한을 수행할 수 있으며 그리고 제 1 정류기(101)의 출력으로 제한된 에너지를 반환할 수 있어서, 제 1 정류기(101)의 출력을 충전할 수 있다. 또한, 제 1 권선을 통해 흐르는 전류에 의해 생성된 자기장은 변압기의 코어를 탈자기(demagnetize)시킬 수 있어서, 변압기의 코어에서의 자기장 강도를 최초 상태로 되돌릴 수 있다. 변압기(103)는 변조된 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 출력하도록 구성된다. 제 2 권선은 변압기의 1차 권선일 수도 있으며 그리고 제 3 권선은 변압기의 2차 권선일 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 도 3에서 도시되는 바와 같이, 상술된 전원 어댑터(1)는 푸쉬-풀(push-pull) 스위칭 전원 공급부를 채용할 수 있다. 상세하게, 변압기는 제 1 권선, 제 2 권선, 제 3 권선 및 제 4 권선을 포함한다. 제 1 권선의 점 찍힌 단자는 스위치 유닛(102)에 연결된다. 제 1 권선의 점 찍히지 않은 단자는, 제 2 권선의 점 찍힌 단자에 연결되고 그리고 제 1 정류기(101)의 제 1 출력 단부에 연결된다. 제 2 권선의 점 찍히지 않은 단자는 스위치 유닛(102)에 연결된다. 제 3 권선의 점 찍히지 않은 단자는 제 4 권선의 점 찍힌 단자에 연결된다. 변압기는 변조된 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 출력하도록 구성된다.
도 3에서 도시되는 바와 같이, 스위치 유닛(102)은 제 1 MOS 트랜지스터(Q1) 및 제 2 MOS 트랜지스터(Q2)를 포함한다. 변압기(103)는 제 1 권선, 제 2 권선, 제 3 권선 및 제 4 권선을 포함한다. 제 1 권선의 점 찍힌 단자는 스위치 유닛(102)에서의 제 1 MOS 트랜지스터(Q1)의 드레인에 연결된다. 제 1 권선의 점 찍히지 않은 단자는 제 2 권선의 점 찍힌 단자에 연결된다. 제 1 권선의 점 찍히지 않은 단자와 제 2 권선의 점 찍힌 단자 사이의 노드는 제 1 정류기(101)의 제 1 출력 단자에 연결된다. 제 2 권선의 점 찍히지 않은 단자는 스위치 유닛(102)의 제 2 MOS 트랜지스터(Q2)의 드레인에 연결된다. 제 1 MOS 트랜지스터(Q1)의 소스는 제 2 MOS 트랜지스터(Q2)의 소스에 연결되고 그리고 제 1 정류기(101)의 제 2 출력 단자에 연결된다. 제 3 권선의 점 찍힌 단자는 제 2 정류기(104)의 제 1 입력 단자에 연결된다. 제 3 권선의 점 찍히지 않은 단자는 제 4 권선의 점 찍힌 단자에 연결된다. 제 3 권선의 점 찍히지 않은 단자와 제 4 권선의 점 찍힌 단자 사이에서의 노드는 접지된다. 제 4 권선의 점 찍히지 않은 단자는 제 2 정류기(104)의 제 2 입력 단자에 연결된다.
도 3에서 도시되는 바와 같이, 제 2 정류기(104)의 제 1 입력 단자는 제 3 권선의 점 찍힌 단자에 연결되며 그리고 제 2 정류기(104)의 제 2 입력 단자는 제 4 권선의 점 찍히지 않은 단자에 연결된다. 제 2 정류기(104)는 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 정류시키고 그리고 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압을 출력한다. 제 2 정류기(104)는 2개의 다이오드들을 가질 수도 있다. 하나의 다이오드의 애노드(anode)는 제 3 권선의 점 찍힌 단자와 연결된다. 다른 다이오드의 애노드는 제 4 권선의 점 찍히지 않은 단자와 연결된다. 하나의 다이오드의 캐소드(cathode)는 다른 다이오드의 캐소드와 연결된다. 제 1 권선 및 제 2 권선은 변압기의 1차 권선으로 구성될 수도 있다. 제 3 권선 및 제 4 권선은 변압기의 2차 권선으로 구성될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라서, 도 4에서 도시되는 바와 같이, 상술된 전원 어댑터(1)는 또한 하프-브릿지 스위칭 전원 공급부를 채용할 수도 있다. 상세하게, 스위치 유닛(102)는 제 1 MOS 트랜지스터(Q1) 및 제 2 MOS 트랜지스터(Q2), 제 1 캐패시터(C1) 및 제 2 캐패시터(C2)를 포함한다. 제 1 캐패시터(C1) 및 제 2 캐패시터(C2)는 직렬로 연결되고 그리고 제 1 정류기(101)의 출력 단자들과 병렬로 연결된다. 제 1 MOS 트랜지스터(Q1) 및 제 2 MOS 트랜지스터(Q2)는 직렬로 연결되며 그리고 제 1 정류기(101)의 출력 단자들과 병렬로 연결된다. 변압기(103)는 제 1 권선, 제 2 권선 및 제 3 권선을 포함한다. 제 1 권선의 점 찍힌 단자는, 직렬로 연결된 제 1 캐패시터(C1)와 제 2 캐패시터(C2) 사이에서의 노드에 연결된다. 제 1 권선의 점 찍히지 않은 단자는 직렬로 연결된 제 1 MOS 트랜지스터(Q1)와 제 2 MOS 트랜지스터(Q2) 사이에서의 노드에 연결된다. 제 2 권선의 점 찍힌 단자는 제 2 정류기(104)의 제 1 입력 단자에 연결된다. 제 2 권선의 점 찍히지 않은 단자는 제 3 권선의 점 찍힌 단자에 연결되며 그리고 접지된다. 제 3 권선의 점 찍히지 않은 단자는 제 2 정류기(104)의 제 2 입력 단자에 연결된다. 변압기(103)는 변조된 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 출력하도록 구성된다. 제 1 권선은 변압기의 1차 권선으로 구성된다. 제 2 권선 및 제 3 권선은 변압기의 2차 권선으로 구성된다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 도 5에서 도시되는 바와 같이, 상술된 전원 어댑터(1)는 또한 풀-브릿지 스위칭 전원 공급부를 채용할 수도 있다. 상세하게, 스위치 유닛(102)은 제 1 MOS 트랜지스터(Q1) 및 제 2 MOS 트랜지스터(Q2), 제 3 MOS 트랜지스터(Q3) 및 제 4 MOS 트랜지스터(Q4)를 포함한다. 제 3 MOS 트랜지스터(Q3) 및 제 4 MOS 트랜지스터(Q4)는 직렬로 연결되며 그리고 제 1 정류기(101)의 출력 단부들과 병렬로 연결된다. 제 1 MOS 트랜지스터(Q1) 및 제 2 MOS 트랜지스터(Q2)는 직렬로 연결되며 제 1 정류기(101)의 출력 단부들과 병렬로 연결된다. 변압기(103)는 제 1 권선, 제 2 권선, 및 제 3 권선을 포함한다. 제 1 권선의 점 찍힌 단자는 직렬로 연결된 제 3 MOS 트랜지스터(Q3)과 제 4 MOS 트랜지스터(Q4) 사이에서의 노드에 연결된다. 제 1 권선의 점 찍히지 않은 단자는 직렬로 연결된 제 1 MOS 트랜지스터(Q1)와 제 2 MOS 트랜지스터(Q2) 사이에서의 노드에 연결된다. 제 2 권선의 점 찍힌 단자는 제 2 정류기(104)의 제 1 입력 단자에 연결된다. 제 2 권선의 점 찍히지 않은 단자는 제 3 권선의 점 찍힌 단자에 연결되며 그리고 접지된다. 제 3 권선의 점 찍히지 않은 단자는 제 2 정류기(104)의 제 2 입력 단자에 연결된다. 변압기(103)는 변조된 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 출력하도록 구성된다. 제 1 권선은 변압기의 1차 권선으로 구성된다. 제 2 권선 및 제 3 권선은 변압기의 2차 권선으로 구성된다.
그러므로, 본 개시의 실시예들에서, 상술된 전원 어댑터(1)는 플라이백 스위칭 전원 공급부, 정방향 스위칭 전원 공급부, 푸쉬-풀 스위칭 전원 공급부, 하프-브릿지 스위칭 전원 공급부 및 풀-브릿지 스위칭 전원 공급부 중 임의의 하나를 채용할 수 있어서, 리플 파형을 갖는 전압을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압이 충전 요구사항에 만족한다는 것은, 배터리가 충전되는 경우 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압 및 전류가 충전 전압 및 충전 전류를 만족시킬 필요가 있다는 것을 의미한다. 즉, 제어 유닛(107)은 1차 사이드에서의 샘플링된 전압 값 및/또는 전류 값에 따라 전원 어댑터(1)에 의해 출력되는 전압 및/또는 전류를 획득하고 그리고나서 전원 어댑터에 의해 출력되는 전압 및/또는 전류에 따라 (PWM 신호와 같은) 제어 신호의 듀티 비를 조정하도록 구성되어, 실시간으로 제 2 정류기(104)의 출력을 조정하고 그리고 폐-루프 조정 제어를 실현할 수 있으며, 이에 따라 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압이 단말(2)의 충전 요구사항을 만족시켜, 배터리의 안정적이로 안전한 충전을 보장하게된다. 상세하게, 배터리로 출력되는 충전 전압의 파형이 도 7에서 도시되며, 여기서 충전 전압의 파형은 PWM 신호의 듀티 비에 따라 조정된다. 배터리로 출력되는 충전 전류의 파형이 도 8에서 도시되며, 여기서 충전 전류의 파형은 PWM 신호의 듀티 비에 따라 조정된다.
PWM 신호의 듀티 비를 조정하는 경우, 전압 샘플링 값에 따라 또는 전류 샘플링 값에 따라, 또는 전압 샘플링 값 및 전류 샘플링 값에 따라 조정 명령이 생성될 수 있다.
따라서, 본 개시의 실시예들에서, 스위치 유닛(102)을 제어함으로써, PWM 쵸핑 변조(chopping modulation)가 제 1 리플 파형(즉, 풀-브릿지 정류 이후의 찐빵(steamed bun) 파형)을 갖는 제 1 전압 상에서 직접 수행되며, 그리고나서 변조된 전압은 고주파수 변압기로 송신되고 고주파수 변압기를 통해 1차 사이드로부터 2차 사이드로 연결되며, 그리고나서 동기 정류(synchronous rectification) 이후에 찐빵(steamed bun) 파형을 갖는 전압/전류로 다시 변경된다. 찐빵(steamed bun) 파형을 갖는 전압/전류가 직접 배터리로 전달되어 배터리에 대한 고속 충전(이는 이하에서 제 2 충전으로 기술됨)을 달성할 수 있다. 찐빵(steamed bun) 파형을 갖는 전압의 크기는 PWM 신호의 듀티 비에 따라 조정될 수 있어서, 전원 어댑터의 출력이 배터리의 충전 요구사항을 만족시킬 수 있게 된다. 본 개시의 실시예들에 따른 전원 어댑터는, 1차 사이드 및 2차 사이드에서의 전해 콘덴서들을 제공하지 않고, 찐빵(steamed bun) 파형을 갖는 전압을 통해 직접 배터리를 충전할 수 있어서, 전원 어댑터의 크기가 감소될 수 있으며, 이에 따라 전원 어댑터의 소형화를 달성하고 비용을 크게 감소시킬 수 있게 된다.
본 개시의 일 실시예에서, 제어 유닛(107)은 MCU(Micro Controller Unit)일 수도 있으며, 이는 제어 유닛(107)이 스위칭 구동 제어 기능, 동기 정류 기능, 전압 및 전류 조정 제어 기능이 통합된 마이크로 프로세서일 수도 있다는 것을 의미한다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 제어 유닛(107)은 전류 샘플링 값 및/또는 전압 샘플링 값에 따라 제어 신호의 주파수를 조정하도록 추가로 구성된다. 즉, 제어 유닛(107)은 연속적인 시간 기간 동안 스위치 유닛(102)으로 PWM 신호를 출력하는 것을 제어하며, 그리고나서 사전 결정된 시간 기간 동안 출력을 중지하며, 그리고나서 PWM 신호를 출력하는 것을 재시작하도록 추가로 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 배터리로 인가되는 전압은 간헐적이며, 이에 따라 배터리의 간헐적 충전이 달성될 수 있으며, 이는 배터리가 연속적으로 충전되는 경우 발생되는 발열 현상에 의해 야기되는 안전성 위험을 피할 수 있게 되며 그리고 배터리를 충전하는데 있어서의 신뢰성 및 안정성이 증대될 수 있다.
낮은 온도 조건 하에서 리튬 배터리에서의 전자 및 이온의 전도성이 감소되기 때문에, 리튬 배터리의 충전 과정에서 분극화 정도가 심해질 가능성이 높다. 연속 충전은 이러한 분극을 심하게 할 뿐만 아니라 리튬 침전의 가능성을 증가시키기 때문에 배터리의 안전 성능에 영향을 미친다. 또한, 연속 충전은 충전으로 인해 발생된 열을 축적할 수 있어서, 배터리의 내부 온도를 상승시킬 수 있게 된다. 온도가 일정 값을 초과하는 경우, 배터리의 성능이 제한될 수 있으며, 안전 위험에 대한 가능성이 증가한다.
본 개시의 실시예들에서, 제어 신호의 주파수를 조정함으로써, 전원 어댑터는 간헐적으로 출력을 제공하며, 이는 배터리 휴지(resting) 프로세스가 충전 프로세스에 도입됨으로써, 연속 충전 동안의 분극화로 인한 리튬 침전이 감소되고 그리고 생성된 열의 연속적인 축적이 방지될 수 있어서 온도의 저하가 실현될 수 있으며 이에 따라 배터리의 충전에 대한 안전성 및 신뢰도를 보장할 수 있다.
스위치 유닛(102)에 출력되는 제어 신호는 예를 들어 도 9에 도시된다. 먼저 PWM 신호를 연속적 시간 기간 동안 출력한 후 PWM 신호의 출력을 일정 시간 기간 동안 멈추고 다시 PWM 신호를 연속적 시간 기간 동안 출력한다. 이러한 방식으로, 스위치 유닛(102)으로의 제어 신호 출력는 간헐적이며, 주파수는 조정 가능하다.
도 1에서 도시되는 바와 같이, 제어 유닛(107)은 제 1 충전 인터페이스(105)에 결합된다. 제어 유닛(107)은 제 1 충전 인터페이스(105)를 통해 단말(2)과 통신을 수행함으로써 단말의 상태 정보를 획득하도록 추가로 구성된다. 이러한 방식으로, 제어 유닛(107)은 전류 샘플링 값 및/또는 전압 샘플링 값, 단말의 상태 정보에 따라 제어 신호(예컨대 PWM 신호)의 듀티 비를 조정하도록 추가로 구성된다.
단말의 상태 정보는 배터리의 전하량, 배터리의 온도, 단말의 배터리의 전압/전류, 단말의 인터페이스 정보, 및 단말의 경로 임피던스에 대한 정보를 포함한다.
상세하게, 제 1 충전 인터페이스(105)는 전원 선, 데이터 선을 포함한다. 전원 선은 배터리를 충전하도록 구성된다. 데이터 선은 단말과 통신하도록 구성된다. 제 2 충전 인터페이스(201)가 제 1 충전 인터페이스(105)에 연결되는 경우, 통신 쿼리 명령이 전원 어댑터(1) 및 단말(2)에 의해 서로에게 전송될 수 있다. 대응하는 응답 명령을 수신한 이후 전원 어댑터(1)와 단말(2) 간의 통신 접속이 설정될 수 있다. 제어 유닛(107)은, 단말(2)의 상태 정보를 획득할 수 있어서, 충전 프로세스를 제어하기 위해 그리고 (충전 전류, 충전 전압과 같은) 충전 파라미터들 및 충전 모드에 관하여 단말(2)과 협상할 수 있게 된다.
전원 어댑터 및/또는 단말에 의해 지원되는 충전 모드는 제 1 충전 모드 및 제 2 충전 모드를 포함할 수 있다. 제 2 충전 모드의 충전 속도는 제 1 충전 모드의 충전 속도보다 빠르다. 예를 들어, 제 2 충전 모드의 충전 전류는 제 1 충전 모드의 충전 전류보다 크다. 일반적으로, 제 1 충전 모드는 하나의 충전 모드로 이해될 수 있으며, 여기서 정격 출력 전압은 5V이고 정격 출력 전류는 2.5A 이하가 된다. 추가적으로, 제 1 충전 모드에서, 전원 어댑터의 충전 포트의 데이터 선에서의 D+ 및 D-는 단락될 수 있다. 이에 반하여, 본 개시의 실시예들에 따른 제 2 충전 모드에서, 전원 어댑터는 데이터 선에서 D+ 및 D- 를 통해 단말과 통신하여 데이터 교환을 실현할 수 있다(즉, 제 2 충전 명령이 전원 어댑터 및 단말에 의해 서로에게 송신될 수 있음). 전원 어댑터는 제 2 충전 질의 명령을 단말에 송신한다. 단말로부터 제 2 충전 응답 명령을 수신 한 후, 전원 어댑터는 제 2 충전 응답 명령에 따라 단말의 상태 정보를 획득하고 제 2 충전 모드를 시작한다. 상기 제 2 충전 모드에서의 충전 전류는 2.5A 이상, 예를 들어 4.5A 이상일 수도 있다. 제 1 충전 모드는 본 개시의 실시예들에 한정되지 않는다. 전원 어댑터가 다른 충전 모드보다 큰 충전 속도(또는 전류)를 갖는 두 충전 모드를 지원하는 한, 충전 속도가 느린 충전 모드가 제 1 충전 모드로 간주 될 수 있다. 충전 전력에 관해서, 제 2 충전 모드에서의 충전 전력은 15W 이상일 수있다.
제 1 충전 모드는 정상 충전 모드이며 제 2 충전 모드는 고속 충전 모드이다. 정상 충전 모드 하에서, 전원 어댑터는 상대적으로 작은 전류(통상적으로 2.5A 미만)를 출력하거나 또는 상대적으로 작은 전력(통상적으로 15W 미만)으로 모바일 단말에서의 배터리를 충전한다. 반면에, 고속 충전 모드 하에서, 전원 어댑터는, 정상 충전 모드에 비해, 상대적으로 큰 전류(통상적으로 4.5A, 5A 또는 그 이상과 같은 2.5A 초과)를 출력하거나 또는 상대적으로 큰 전력(통상적으로 15W 이상)으로 모바일 단말에서의 배터리를 충전한다. 정상 충전 모드에서, 대용량 배터리(예컨대, 300mAh의 배터리)를 완전히 채우려면 몇 시간이 소요될 수 있으나, 고속 충전 모드에서는 대용량 배터리가 완전히 채워지는 시간 기간이 상당히 줄어들 수 있으며 충전 속도가 더 빨라진다.
제어 유닛(107)은 충전 모드를 결정하기 위하여 제 1 충전 인터페이스(105)를 통해 단말(2)과 통신한다. 충전 모드는 제 2 충전 모드 및 제 1 충전 모드를 포함한다.
상세하게, 전원 어댑터는 USB(Universal Serial Bus) 인터페이스를 통해 단말에 연결된다. USB 인터페이스는 범용 USB 인터페이스 일 수도 있거나 혹은 마이크로 USB 인터페이스일 수도 있다. USB 인터페이스에서의 데이터 선은 제 1 충전 인터페이스에서의 데이터 선으로 구성되며 그리고 전원 어댑터와 단말 사이의 양방향 통신을 위해 구성된다. 데이터 선은 USB 인터페이스에서의 D+ 및/또는 D- 선일 수도 있다. 양방향 통신은 전원 어댑터와 단말 사이에서 수행되는 정보 상호작용을 지칭할 수도 있다.
전원 어댑터는 USB 인터페이스에서의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하여, 제 2 충전 모드에서 단말을 충전시키는 것을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 전원 어댑터 및 단말이 제 2 충전 모드에서 단말을 충전할지 여부를 협상하는 프로세스 동안에, 전원 어댑터는 단말과의 연결만을 유지할 수 있지만, 단말을 충전하지는 않을 수 있거나 혹은 제 1 충전 모드에서 단말을 충전하거나 혹은 저전류로 단말을 충전할 수 있지만 이로 제한되는 것은 아니다.
전원 어댑터는 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류로 충전 전류를 조정하고 그리고 단말을 충전시킨다. 제 2 충전 모드에서 단말을 충전시키기로 결정한 이후, 전원 어댑터는 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류로 충전 전류를 직접 조정할 수 있거나 혹은 제 2 충전 모드의 충전 전류에 관하여 단말과 협상할 수도 있다. 예를 들어, 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류는 단말의 배터리의 현재 전하량에 따라 결정될 수도 있다.
본 개시의 실시예들에서, 전원 어댑터는 제 2 충전을 위해 맹목적으로 출력 전류를 증가시키지 않고, 제 2 충전 모드를 채택할지 여부를 협상하도록 단말과의 양방향 통신을 수행할 필요가 있다. 관련 기술과는 대조적으로, 제 2 충전에 대한 안전성이 향상된다.
일 실시예로서, 제어 유닛(107)은 제 1 충전 인터페이스를 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우, 단말에 제 1 명령을 전송하여 제 2 충전 모드로 단말을 충전하는 것을 결정하도록 구성된다. 제 1 명령은 제 2 충전 모드를 시작할지 여부를 단말에 질의하도록 구성된다. 제어 유닛(107)은 단말로부터 제 1 응답 명령을 수신하도록 구성된다. 상기 제 1 응답 명령은 상기 단말이 제 2 충전 모드를 시작할 것에 동의함을 나타내도록 구성된다.
일 실시예로서, 제 1 명령을 제어 유닛이 단말로 송신하기 전에, 전원 어댑터는 제 1 충전 모드로 단말을 충전하도록 구성된다. 제어 유닛은 제 1 충전 모드의 충전 지속기간이 사전 결정된 임계치보다 긴 경우 단말로 제 1 명령을 송신하도록 구성된다.
일 실시예에서, 전원 어댑터가 제 1 충전 모드의 충전 지속 기간이 사전 결정된 임계치보다 크다고 결정하는 경우, 전원 어댑터는 단말이 이를 전원 어댑터로 식별하였음을 결정할 수 있어서, 제 2 충전 질의 통신이 시작될 수 있게 된다.
일 실시예로서, 사전 결정된 전류 임계치 이상의 충전 전류로 사전 결정된 시간 기간 동안 단말이 충전됨이 결정된 이후에, 전원 어댑터는 단말로 제 1 명령을 송신하도록 구성된다.
일 실시예로서, 제어 유닛은 스위치 유닛을 제어함으로써 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류로 충전 전류를 조정하기 위해 전원 어댑터를 제어하도록 추가로 구성된다. 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류로 단말을 충전하기 전에, 제어 유닛은, 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전압을 결정하기 위해 제 2 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하고, 그리고 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압으로 충전 전압을 조정하도록 전원 어댑터를 제어하도록 구성된다.
일 실시예로서, 제어 유닛이 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전압을 결정하기 위하여 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우, 제어 유닛은 단말로 제 2 명령을 송신하고 그리고 단말로부터 송신된 제 2 응답 명령을 수신하고 그리고 제 2 응답 명령에 따라 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전압을 결정하도록 구성된다. 상기 제 2 명령은 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전압으로 사용되기에 적합한지 여부를 질의하도록 구성된다. 제 2 응답 명령은 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 적합한지, 높은지 혹은 낮은지를 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류로 충전 전류를 조정하도록 전원 어댑터를 제어하기 전에, 제어 유닛은 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류를 결정하기 위해 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하도록 추가로 구성된다.
일 실시예로서, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정하기 위하여 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우, 제어 유닛은 단말로 제 3 명령을 송신하고, 단말로부터 송신된 제 3 응답 명령을 수신하고, 그리고 제 3 응답 명령에 따라 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류를 결정하도록 구성된다. 상기 제 3 명령은 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 질의하도록 구성된다. 제 3 응답 명령은 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 표시하도록 구성된다.
전원 어댑터는 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류로서 상기 최대 충전 전류를 결정할 수 있거나 또는 상기 최대 충전 전류 보다 작은 충전 전류로 충전 전류를 설정할 수도 있다.
일 실시예로서, 제 2 충전 모드에서 단말을 전원 어댑터가 충전하는 프로세스 동안에, 제어 유닛은 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하도록 추가로 구성될 수 있어서, 스위치 유닛을 제어함으로써 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 조정할 수 있다.
전원 어댑터는 예컨대, 단말의 배터리의 전압, 배터리의 전하량 등을 질의하는 것과 같이, 연속적으로 단말의 상태 정보를 질의할 수 있어서 충전 전류를 연속적으로 조정할 수 있다.
일 실시예로서, 제어 유닛이 스위치 유닛을 제어하여 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정하기 위해 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우, 제어 유닛은 단말로 제 4 명령을 송신하고, 다날에 의해 송신된 제 4 응답 명령을 수신하고, 그리고 배터리의 현재 전압에 따라 스위치 유닛을 제어함으로써 충전 전류를 조정하도록 구성된다. 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성된다. 제 4 응답 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 제어 유닛은 배터리 전압 값들과 충전 전류 값들 간의 사전 결정된 대응 관계 및 배터리의 현재 전압에 따라 스위치 유닛을 제어함으로써 배터리의 현재 전압에 대응되는 충전 전류 값으로 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 조정하도록 구성된다.
상세하게, 전원 어댑터는 충전 전류 값들과 배터리 전압 값들 간의 대응관계를 미리 저장할 수 있다. 전원 어댑터는 또한 단말에 저장된 충전 전류 값들과 배터리 전압 값들 간의 대응관계를 단말로부터 획득하기 위해 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행할 수 있다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에서 단말을 충전시키는 프로세스 동안에, 제어 유닛은 제 1 충전 인터페이스의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행함으로써 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정하도록 추가로 구성된다. 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재한다고 결정하는 경우, 제어 유닛은 제 2 충전 모드를 종료하기 위해 전원 어댑터를 제어하도록 구성된다.
일 실시예로서, 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정하기 전에, 제어 유닛은 단말로부터 단말의 경로 임피던스를 표시하는 정보를 수신하도록 추가로 구성된다. 제어 유닛은 단말로 제 4 명령을 송신하도록 구성된다. 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성된다. 제어 유닛은 단말에 의해 송신된 제 4 응답 명령을 수신하도록 구성된다. 제 4 응답 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성된다. 제어 유닛은, 배터리의 현재 전압과 전원 어댑터의 출력 전압에 따라 전원 어댑터로부터 배터리로의 경로 임피던스를 결정하도록 구성되고, 그리고 단말과 전원 어댑터 간의 충전 선의 경로 임피던스, 단말의 경로 임피던스, 및 전원 어댑터로부터 배터리로의 경로 임피던스에 따라 제 2 충전 인터페이스와 제 1 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정한다.
단말은 이의 경로 임피던스를 사전에 기록할 수도 있다. 예를 들어, 동일한 타입의 단말은 동일한 구조를 가지기 때문에, 동일한 타입의 단말들의 경로 임피던스는 공장 설정을 구성할 때 동일한 값으로 설정된다. 유사하게, 전원 어댑터는 미리 충전 선의 경로 임피던스를 기록할 수 있다. 전원 어댑터가 단말의 배터리 양단을 교차하는 전압을 획득할 때, 전체 경로의 경로 임피던스는 배터리의 양단을 통과하는 전압 강하 및 상기 경로의 전류에 따라 결정될 수있다. 전체 경로의 경로 임피던스 > 단말의 경로 임피던스 + 충전 선의 경로 임피던스 또는 전체 경로의 경로 임피던스 - (단말의 경로 임피던스 + 충전 선의 경로 임피던스) > 임피던스 임계치인 경우, 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 사이의 접촉 불량이 존재한다고 판단될 수 있다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드를 종료하기 전에, 제어 유닛은 단말로 제 5 명령을 송신하도록 추가로 구성된다. 제 5 명령은 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재함을 표시하도록 구성된다.
제 5 명령을 송신한 이후에, 전원 어댑터는 제 2 충전 모드를 종료할 수 있거나 또는 리셋할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 제 2 충전 프로세스가 전원 어댑터의 관점으로부터 기술되었으며, 그리고나서 본 개시의 실시예들에 따른 제 2 충전 프로세스가 이하에서 단말의 관점으로부터 기술될 것이다.
일 실시예에서, 전원 어댑터와 단말 간의 상호작용, 상대적 특성, 단말 측에서 기술되는 기능들은 전원 어댑터 측에서의 기술들과 대응되며, 이에 따라 반복되는 설명을 간략화를 위해 생략될 것이다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 도 18에서 도시되는 바와 같이, 단말(2)은 충전 제어 스위치(203) 및 제어기(204)를 더 포함한다. 전기 스위치 엘리먼트로 형성되는 스위치 회로와 같은 충전 제어 스위치(203)는 제 2 충전 인터페이스(201)와 배터리(202) 사이에서 연결되며, 그리고 제어기(204)의 제어 하에 배터리의 충전 프로세스를 스위치 온 혹은 스위치 오프시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, 배터리의 충전 프로세스는 단말 측에서 제어될 수 있으며, 이에 따라 배터리 충전에 대한 안전성 및 신뢰성이 보장될 수 있다.
도 19에서 도시되는 바와 같이, 단말(2)은 통신 유닛(205)을 더 포함한다. 통신 유닛(205)은 제 1 충전 인터페이스(105)와 제 2 충전 인터페이스(201)를 통해 제어 유닛(107)과 제어기(204) 간의 양방향 통신을 설립하도록 구성된다. 즉, 단말 및 전원 어댑터는 USB 인터페이스에서 데이터 선을 통해 양방향 통신을 수행할 수 있다. 단말은 제 1 충전 모드와 제 2 충전 모드를 지원한다. 제 2 충전 모드의 충전 전류는 제 1 충전 모드의 충전 전류보다 크다. 제어기는 통신 유닛(205)을 통해 제어 유닛(107)과 양방향 통신을 수행하도록 구성되어, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 단말을 충전시킬 것을 결정할 수 있게 하고 그리고 제어 유닛이 단말에서의 배터리 충전을 위하여, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류에 따라 출력할 수 있게 한다.
본 개시의 실시예들에서, 전원 어댑터는 제 2 충전을 위해 맹목적으로 출력 전류를 증가시키지 않지만, 제 2 충전 모드를 채용할 지 여부를 협상하기 위하여 단말과 양방향 통신을 수행할 필요가 있다. 관련 기술과는 대조적으로, 제 2 충전 프로세스에 대한 안정성이 개선된다.
일 실시예로서, 제어기는 통신 유닛을 통해 제어 유닛에 의해 송신된 제 1 명령을 수신하도록 구성된다. 제 1 명령은 제 2 충전 모드를 시작할지 여부를 단말에 질의하도록 구성된다. 제어기는 통신 유닛을 통하여 제어 유닛으로 제 1 응답 명령을 전송하도록 구성된다. 제 1 응답 명령은 제 2 충전 모드를 시작하는 것을 단말이 동의한다는 것을 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 제어기가 통신 유닛을 통해 제어 유닛에 의해 송신된 제 1 명령을 수신하기 전에, 단말의 배터리는 제 1 충전 모드로 전원 어댑터에 의해 충전된다. 제어 유닛이 제 1 충전 모드의 충전 지속기간이 사전 결정된 임계치보다 크다고 결정하는 경우, 제어 유닛은 단말의 통신 유닛으로 제 1 명령을 송신하고, 그리고 제어기는 통신 유닛을 통해 제어 유닛에 의해 송신된 제 1 명령을 수신한다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 단말의 배터리를 충전하기 위하여 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류에 따라 출력하기 이전에, 제어기는 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정할 수 있도록, 통신 유닛을 통하여 제어 유닛과의 양방향 통신을 수행하도록 구성된다.
일 실시예로서, 제어기는 제어 유닛에 의해 송신된 제 2 명령을 수신하도록 구성되고 그리고 제어 유닛으로 제 2 응답 명령을 송신하도록 구성된다. 제 2 명령은 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압으로 사용되기에 적합한지 여부를 질의하도록 구성된다. 제 2 응답 명령은 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 적합한지, 높은지 혹은 낮은지를 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 제어기는 제어 유닛과의 양방향 통신을 수행하도록 구성되어, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류를 결정할 수 있게 한다.
제어기는 제어 유닛에 의해 송신된 제 3 명령을 수신하도록 구성되며, 여기서 제 3 명령은 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 질의하도록 구성된다. 제어기는 제어 유닛으로 제 3 응답 명령을 송신하도록 구성되며, 여기서 제 3 응답 명령은 전원 어댑터가 최대 충전 전류에 따라 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정할 수 있도록 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 단말을 충전하는 프로세스 동안에, 제어기는, 전원 어댑터가 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정할 수 있도록, 제어 유닛과 양방향 통신을 수행하도록 구성된다.
제어기는 제어 유닛에 의해 송신된 제 4 명령을 수신하도록 구성되며, 여기서 제 4 명령은 단말의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성된다. 제어기는 제어 유닛으로 제 4 응답 명령을 송신하도록 구성되며, 여기서 제 4 응답 명령은, 전원 어댑터가 배터리의 현재 전압에 따라 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정할 수 있도록 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 단말을 충전시키는 프로세스 동안에, 제어기는 제어 유닛과 양방향 통신을 수행하도록 구성되어, 전원 어댑터는 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다.
제어기는 제어 유닛에 의해 송신된 제 4 명령을 수신한다. 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성된다. 제어기는 제어 유닛으로 제 4 응답 명령을 송신하며, 여기서 제 4 응답 명령은, 제어 유닛이 배터리의 현재 전압 및 전원 어댑터의 출력 전압에 따라 제 2 충전 인터페이스와 제 1 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정할 수 있도록, 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 제어기는 제어 유닛에 의해 송신된 제 5 명령을 수신하도록 구성된다. 제 5 명령은 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재함을 표시하도록 구성된다.
제 2 충전 모드를 개시하고 채용하기 위하여, 전원 어댑터는 배터리의 제 2 충전을 달성하기 위하여 예컨대 하나 이상의 핸드쉐이크들(handshakes)에 의해 단말과의 제 2 충전 통신 절차를 수행할 수도 있다. 도 10을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 제 2 충전 통신 절차 및 제 2 충전 프로세스에서의 각각의 스테이지들이 상세하게 기술될 것이다. 도 10에서 도시되는 동작들 및 통신 활동들은 단지 예시적인 것에 불과하다. 도 10에서의 각각의 동작들의 다양한 수정들 또는 다른 동작들이 본 개시의 실시예들에서 구현될 수 있다. 또한, 도 10에서의 각각의 스테이지들은 도 10에서 도시되는 것과 상이한 순서로 실행될 수도 있으며, 그리고 도 10에서 도시되는 모든 동작들을 실행하는 것은 불필요할 수도 있다. 도 10에서의 선(curve)은 실제 충전 전류가 아니라, 충전 전류에 대한 피크 값 혹은 평균 값에 대한 변화 트렌드를 나타낸다.
도 10에서 도시되는 바와 같이, 제 2 충전 프로세스는 이하의 5개의 스테이지들을 포함할 수 있다.
스테이지 1:
전원 공급 디바이스(power supply providing device)에 연결된 이후, 단말은 데이터 선 D+ 및 D-를 통해 상기 전원 공급 디바이스의 타입을 결정할 수 있다. 전원 공급 디바이스가 전원 어댑터라는 것을 검출하는 경우, 단말은 1과 같은 사전 결정된 전류 임계치(I2)보다 큰 전류를 흡수할 수 있다. 전원 어댑터가 전원 어댑터에 의해 출력되는 전류가 사전 결정된 시간 기간(예컨대, 연속 시간 기간 T1) 내에서 I2 이상이라는 점을 검출하는 경우, 전원 어댑터는 전원 공급 디바이스의 타입에 대한 인식을 단말이 완료하였음을 결정한다. 전원 어댑터는 단말과 전원 어댑터 간의 핸드쉐이크 통신을 개시하고 그리고 제 2 충전 모드(또는 플래시 충전(flash charging))을 시작할지 여부를 단말에 질의하도록 명령 1(상술된 제 1 명령과 대응됨)을 송신한다.
단말로부터 제 2 충전 모드를 시작하는 것이 단말이 동의하지 않는다고 표시하는 응답 명령을 수신하는 경우, 전원 어댑터는 전원 어댑터의 출력 전류를 다시 검출한다. 전원 어댑터의 출력 전류가 사전 결정된 연속 시간 기간(예컨대, 연속 시간 기간 T1) 내에서 여전히 I2 이상인 경우, 전원 어댑터는 제 2 충전 모드를 시작할지 여부를 단말에 질의하기 위한 요청을 다시 개시한다. 스테이지 1에서의 상술한 활동들은 전원 어댑터의 출력 전류가 더이상 I2 이상이 되지 않을 때까지 반복된다.
단말이 제 2 충전 모드를 시작하는 것을 동의한 이후, 제 2 충전 프로세스가 개시되고 그리고 제 2 충전 통신 절차는 스테이지 2로 이동한다.
스테이지 2:
전원 어댑터에 의해 출력된 찐빵 파형을 갖는 전압에 대해, 여러 레벨이 존재할 수 있다. 전원 어댑터는, 전원 어댑터의 출력 전압이 배터리의 현재 전압과 매칭되는지 여부(또는 전원 어댑터의 출력 전압이 적합한지(즉, 제 2 충전 모드에서의 충전 전압에 적합한지) 여부), 즉, 전원 어댑터의 출력 전압이 충전 요구사항을 만족시키는지 여부,를 단말에 질의하기 위해 명령 2(전술한 제 2 명령에 대응함)을 단말로 송신한다.
단말은 전원 어댑터의 출력 전압이 높거나, 낮거나 또는 적절하다고 대답한다. 전원 어댑터가 전원 어댑터의 출력 전압이 낮거나 높다는 것을 나타내는 피드백을 단말로부터 수신하면, 제어 유닛은 PWM 신호의 듀티 비를 조정함으로써 전원 어댑터의 출력 전압을 한 레벨만큼 조정하고, 명령 2를 다시 단말에 송신하여 전원 어댑터의 출력 전압이 매칭되는지 여부를 단말에 질의한다.
스테이지 2에서의 상기 활동들은 전원 어댑터의 출력 전압이 매칭 레벨에 도달한다는 것을 단말이 전원 어댑터에 답할 때 까지 반복된다. 그리고나서, 제 2 충전 통신 절차는 스테이지 3으로 이동한다.
스테이지 3:
전원 어댑터가 단말로부터 전원 어댑터의 출력 전압이 매칭된다는 것을 표시하는 피드백을 수신한 이후에, 전원 어댑터는 명령 3(상술된 제 3 명령과 대응됨)을 단말로 송신하여 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 질의한다. 단말이 자신에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 전원 어댑터로 반환하고난 뒤 제 2 충전 통신 절차는 스테이지 4로 이동한다.
스테이지 4:
단말로부터 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 표시하는 피드백을 수신한 이후에, 전원 어댑터는 출력 전류 기준 값을 설정할 수 있다. 제어 유닛(107)은 출력 전류 기준 값에 따라 PWM 신호의 듀티 비를 조정하여, 전원 어댑터의 출력 전류가 단말의 충전 전류 요구사항에 만족될 수 있게 하며, 그리고 제 2 충전 통신 절차는 정전류 스테이지(constant current stage)로 이동한다. 정전류 스테이지는 전원 어댑터의 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값이 기본적으로 변경되지 않고 유지된다는 것을 의미(예를 들어, 이는 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값의 5%의 범위 내에서 출력 전류의 피크 값 또는 평균 값의 변화 진폭이 매우 작다는 것을 의미)하며, 즉, 제 3 리플 파형을 갖는 전류의 피크 값은 각 기간에서 일정하게 유지된다.
스테이지 5:
제 2 충전 통신 절차가 정전류 스테이지로 이동한 경우, 전원 어댑터는 단말의 배터리의 현재 전압을 질의하기 위해 인터벌들에서 명령 4(상술된 제 4 명령에 대응됨)를 송신한다. 단말은 배터리의 현재 전압을 전원 어댑터로 피드백할 수 있으며, 그리고 전원 어댑터는 배터리의 현재 전압의 피드백에 따라 USB 접촉 불량(즉, 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량)이 있는지 여부를 결정하고 그리고 단말의 충전 전류 값을 감소시킬 필요가 있는지 여부를 결정한다. 전원 어댑터가 USB 접촉 불량이 있다고 결정한 경우, 전원 어댑터는 명령 5(상술된 제 5 명령에 대응됨)를 송신하고 그리고나서 전원 어댑터가 리셋되어 제 2 충전 통신 절차는 스테이지 1로 다시 이동할 수 있게 된다.
본 개시의 일부 실시예들에서, 스테이지 1에서, 단말이 명령 1에 답한 경우, 명령 1에 대응하는 데이터는 단말의 경로 임피던스에 대한 데이터(혹은 정보)를 운반할 수 있다. 단말의 경로 임피던스에 대한 데이터는 USB 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정하기 위해 스테이지 5에서 사용될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들에서, 스테이지 2에서, 단말이 제 2 충전 모드를 시작하는 것을 동의할 때부터 전원 어댑터가 적합한 값으로 전압을 조정할 때 까지의 시간 기간은 특정 범위로 제한될 수도 있다. 시간 기간이 사전결정된 범위를 초과하는 경우, 단말은 예외 요청(exception request)이 존재함을 결정할 수 있으며 이에 따라 빠른 리셋이 수행된다.
본 개시의 일부 실시예들에서, 스테이지 2에서, 단말은 전원 어댑터의 출력 전압이 배터리의 현재 전압 보다 ΔV (ΔV는 약 200-500mV) 만큼 높은 값으로 조정되는 경우, 전원 어댑터의 출력 전압이 적합하다/매칭된다는 것을 나타내는 피드백을 전원 어댑터로 줄 수 있다. 단말이 전원 어댑터의 출력 전압이 적합하지 않다(높거나 낮다)는 것을 표시하는 피드백을 전원 어댑터로 제공하는 경우, 제어 유닛(107)은 전원 어댑터의 출력 전압을 조정하기 위해 전압 샘플링 값에 따라 PWM 신호의 듀티 비를 조정한다.
본 개시의 일부 실시예들에서, 스테이지 4에서, 전원 어댑터의 출력 전류 값의 조정 속도는 일정 범위 내에 있도록 제어될 수 있고, 따라서 너무 빠른 조정 속도로 인한 제 2 충전의 비정상적인 중단을 회피할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들에서, 스테이지 5에서, 전원 어댑터의 출력 전류 값의 변동 진폭은 5 % 이내로 제어 될 수 있다. 즉, 스테이지 5는 정전류 스테이지로 간주될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들에서, 스테이지 5에서, 전원 어댑터는 충전 루프의 임피던스를 실시간으로 모니터링하며, 즉, 전원 어댑터는 단말의 배터리에 대한 판독 전압, 충전 전류 및 전원 어댑터의 출력 전압을 측정함으로써 전체 충전 루프에 대한 임피던스를 모니터링한다. 충전 루프의 임피던스 > 단말의 경로 임피던스 + 제 2 충전 데이터 선의 임피던스인 경우, USB 접촉 불량이 있는 것으로 판단하여 제 2 충전 리셋이 수행될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들에서, 제 2 충전 모드가 시작된 후, 전원 어댑터와 단말 사이의 통신 시간 인터벌이 일정 범위로 제어될 수 있어서 제 2 충전 리셋을 피할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들에서, 제 2 충전 모드 (또는 제 2 충전 프로세스)의 종료는 복구 가능한 종료 또는 복구 불가능한 종료일 수 있다.
예를 들어, 단말이 배터리가 완전히 충전되었거나 혹은 USB 접촉 불량이 있는 것을 감지하면, 제 2 충전은 중단되고 리셋되며, 제 2 충전 통신 절차는 스테이지 1로 진행한다. 단말이 제 2 충전 모드를 시작하는 것에 동의하지 않는 경우, 제 2 충전 통신 절차는 스테이지 2로 진행하지 않을 것이며, 이에 따라서 제 2 충전 프로세스의 종료는 복구 불가능한 종료로 간주될 수 있다.
다른 예로서, 단말과 전원 어댑터 사이의 통신에서 예외(exception)가 발생하면, 제 2 충전이 중지되고 리셋되며, 그리고 제 2 충전 통신 절차는 스테이지 1로 진행한다. 스테이지 1에 대한 요건이 충족된 후, 단말은 제 2 충전 프로세스를 복구하기 위해 제 2 충전 모드를 시작할 것에 동의하며, 이에 따라서 제 2 충전 프로세스의 종료는 복구 가능한 종료로 간주 될 수 있다.
다른 예로서, 배터리에서의 예외 상황을 단말이 검출 한 경우, 제 2 충전은 중단되고 리셋되며, 제 2 충전 통신 절차는 스테이지 1로 진행한다. 제 2 충전 통신 절차가 스테이지 1로 진행된 후, 단말은 제 2 충전 모드를 시작하는 데 동의하지 않는다. 배터리가 정상으로 돌아오고 스테이지 1에 대한 요건이 충족될 때까지 단말은 제 2 충전 프로세스를 복구하기 위해 제 2 충전을 시작하는 데 동의한다. 이에 따라서, 제 2 충전 프로세스의 종료는 복구 가능한 종료로 간주 될 수 있다.
도 10에 도시된 통신 활동들 또는 동작들은 단지 예시적인 것에 불과하다. 예를 들어, 스테이지 1에서, 단말이 전원 어댑터에 결합된 후, 단말과 전원 어댑터 간의 핸드셰이크 통신은 단말에 의해 개시될 수 있다. 환언하면, 단말은 제 2 충전 모드 (또는 플래시 충전)를 시작할지 여부를 전원 어댑터에게 질의하기 위한 명령 1을 전송한다. 전원 어댑터로부터 전원 어댑터가 제 2 충전 모드를 시작하는 것을 동의한다는 점을 나타내는 응답 명령을 수신하면, 단말은 제 2 충전 프로세스를 시작한다.
도 10에 도시된 통신 활동들 또는 동작들은 단지 예시적인 것에 불과하다. 예를 들어, 스테이지 5 이후에 정전압 충전 스테이지가 존재한다. 즉, 스테이지 5에서, 단말은 단말의 배터리의 현재 전압을 전원 어댑터에 피드백할 수 있다. 배터리의 전압이 계속 증가함에 따라, 배터리의 현재 전압이 정전압 충전 전압 임계치에 도달하면 충전은 정전압 충전 스테이지로 진행한다. 제어 유닛(107)은 전원 어댑터의 출력 전압이 단말의 충전 전압 요구사항을 충족(즉, 전원 어댑터의 출력 전압이 기본적으로 일정한 레이트(constant rate)로 변화)시킬 수 있도록 전압 기준값 (즉, 정전압 충전 전압 임계값)에 따라 PWM 신호의 듀티 비를 조정한다. 정전압 충전 스테이지에서 충전 전류는 점차 감소한다. 전류가 특정 임계값까지 감소하면 충전이 중지되고 배터리가 완전히 충전된 것으로 보여진다. 정전압 충전은 기본적으로 제 3 리플 파형을 갖는 피크 전압이 일정하게 유지된다는 것을 의미힌다.
본 개시의 실시예들에서, 전원 어댑터의 출력 전압을 획득하는 것은, 제 3 리플 파형을 갖는 전압의 피크값 또는 평균값이 획득된다는 것을 의미한다. 전원 어댑터의 출력 전류를 획득한다는 것은 제 3 리플 파형을 갖는 전류의 피크값 또는 평균값이 획득된다는 것을 의미한다.
본 개시의 일 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 전원 어댑터(1)는 직렬인, 제어 가능 스위치(108) 및 필터링 유닛(109)을 더 포함한다. 제어 가능 스위치 (108) 및 필터링 유닛(109)은 제 2 정류기(104)의 제 1 출력 단자에 직렬로 연결된다. 제어 유닛(107)은 제어 가능 스위치(108)를 제어하도록 추가로 구성되어, 충전 모드가 제 1 충전 모드로 결정되는 경우 제어 가능 스위치(108)가 온으로 스위칭되고 그리고 충전 모드가 제 2 충전 모드로 결정되는 경우 제어 가능 스위치(108)가 오프로 스위칭되도록 한다. 제 2 정류기(104)의 출력단은 소규모 커패시터들의 하나 이상의 그룹에 병렬로 추가로 연결되어, 노이즈 감소를 실현할 수 있을 뿐만 아니라 서지(surge) 현상의 발생을 감소시킬 수 있다. 제 2 정류기(104)의 출력단은 또한 리플 간섭을 필터링하기 위해 LC 필터링 회로 또는 π 타입 필터링 회로에 연결된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 제 2 정류기(104)의 출력단은 LC 필터링 회로에 연결된다. 일 실시예에서, LC 필터링 회로 또는 π 타입 필터링 회로의 모든 커패시터들은 소형 커패시터이며, 이는 작은 공간을 차지한다.
필터링 유닛(109)은 제 1 충전 모드에 대응하는 5V의 표준 충전을 지원하는 필터링 커패시터를 포함한다. 제어 가능 스위치(108)는 MOS 트랜지스터와 같은 반도체 스위치 소자로 형성될 수 있다. 전원 어댑터가 제 1 충전 모드 (또는 표준 충전이라고 부름)로 단말의 배터리를 충전하면, 제어 유닛(107)은, 필터링이 제 2 정류기(104)의 출력 상에서 수행될 수 있도록, 필터링 유닛(109)을 회로에 통합시키기 위하여 제어 가능 스위치(108)를 스위치 온 되도록 제어한다. 이러한 방식으로, 직접 충전 기술이 호환가능해지며, 즉 직류 전류가 단말의 배터리에 인가되어 배터리의 직류 전류 충전을 실현할 수있다. 예를 들어, 일반적으로, 필터링 유닛은 전해 콘덴서 및 5V의 표준 충전을 지원하는 소형 커패시터(예를 들어, 고체 상태 커패시터)와 같은 공통 커패시터를 병렬로 포함한다. 전해 콘덴서는 더 큰 체적을 차지하기 때문에 전원 어댑터의 크기를 줄이기 위해 전해 콘덴서를 전원 어댑터에서 제거하고 커패시턴스가 낮은 하나의 커패시터만 남겨 둘 수 있다. 제 1 충전 모드가 채용될 때, 소형 커패시터가 위치하는 브랜치(branch)가 스위치 온되고, 전류가 필터링되어, 배터리에 대한 직류 전류 충전을 수행하기 위해 저전력으로 안정된 출력을 실현한다. 제 2 충전 모드가 채용될 때, 소형 커패시터가 위치한 브랜치는 스위치 오프되고, 제 2 정류기(104)의 출력은 필터링되지 않은 리플 파형을 갖는 전압/전류를 배터리에 직접인가하여 배터리의 제 2 충전을 실현한다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 충전 모드가 제 2 충전 모드로 결정되는 경우, 제어 유닛(107)은, 단말의 상태 정보에 따라 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 획득하고 그리고 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압 및/또는 충전 전류에 따라 PWM 신호와 같은 제어 신호의 듀티 비를 조정하도록 추가로 구성된다. 환언하면, 전류 충전 모드가 제 2 충전 모드로 결정되는 경우, 제어 유닛(107)은, 단말 상에서 실행되는 애플리케이션들의 전력 소비 정보, 단말의 실행 파라미터들, 배터리의 온도 및 전하량, 및 전압과 같은 단말의 획득된 상태 정보에 따라 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전압 및/또는 충전 전류를 획득하고, 그리고 전원 어댑터의 출력이 충전 요구사항을 충족시킬 수 있도록 충전 전압 및/또는 충전 전류에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조절하여, 배터리의 제 2 충전을 달성할 수 있다.
단말의 상태 정보는 단말의 온도를 포함한다. 배터리의 온도가 제 1 사전 결정된 온도 임계치보다 큰 경우, 또는 배터리의 온도가 제 2 사전 결정된 온도 임계치보다 작은 경우, 현재 충전 모드는 제 2 충전 모드일 때 제 2 충전 모드가 제 1 충전 모드로 스위칭된다. 제 1 사전 결정된 온도 임계치는 제 2 사전 결정된 온도 임계치보다 크다. 환언하면, 배터리의 온도가 매우 낮은 경우(예컨대, 제 2 사전 결정된 온도 임계치 보다 작은 값에 해당하는 경우) 또는 매우 높은 경우(예컨대, 제 1 사전 결정된 온도 임계치보다 큰 값에 해당하는 경우), 제 2 충전을 수행하기에 부적합하여, 제 2 충전 모드로부터 제 1 충전 모드로 스위칭될 필요가 있다. 본 개시의 실시예들에서, 제 1 사전 결정된 온도 임계치 및 제 2 사전 결정된 온도 임계치는 실제 상황들에 따라 설정될 수 있거나 혹은 (전원 어댑터의 MCU와 같은) 제어 유닛의 저장소로 기록될 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 제어 유닛(107)은 배터리의 온도가 사전 결정된 높은 온도 보호 임계치보다 높은 경우 스위치 유닛(102)이 오프로 스위칭되도록 제어하도록 추가로 구성된다. 즉, 배터리의 온도가 높은 온도 보호 임계치를 초과하는 경우, 제어 유닛(107)은 스위치 유닛(102)이 오프로 스위칭되도록 제어하기 위해 높은 온도 보호 전략을 적용할 필요가 있어서, 전원 어댑터가 배터리의 충전을 중단할 수 있으며 이에 따라 배터리의 높은수준의 보호를 달성하고 그리고 충전의 안정성을 향상시킨다. 높은 온도 보호 임계치는 제 1 온도 임계치와 상이할 수 있거나 또는 동일할 수도 있다. 일 실시예에서, 높은 온도 보호 임계치는 제 1 온도 임계치보다 높다.
본 개시의 다른 실시예에서, 제어기는, 배터리의 온도를 획득하고 그리고 배터리의 온도가 사전결정된 높은 온도 보호 임계치보다 높은 경우 충전 제어 스위치를 오프로 스위칭하도록 제어하도록 추가로 구성되어(즉, 충전 제어 스위치는 단말 측에서 스위치 오프될 수 있음), 배터리의 충전 프로세스를 중단시키고 그리고 충전의 안정성을 보장할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에서, 제어 유닛은 제 1 충전 인터페이스의 온도를 획득하고 그리고 제 1 충전 인터페이스의 온도가 사전 결정된 보호 온도 보다 높은 경우 스위치 유닛이 스위치 오프되도록 제어하도록 추가로 구성된다. 즉, 충전 인터페이스의 온도가 특정 온도를 초과하는 경우, 제어 유닛(107)은 스위치 유닛(102)을 오프로 스위칭하도록 제어하기 위하여 고온 보호 전략을 적용할 필요가 있어서, 전원 어댑터는 배터리의 충전을 중단함에 따라 배터리의 높은 보호를 달성하고 그리고 충전의 안정성을 향상시킬 수 있다.
물론, 본 개시의 다른 실시예에서, 제어기는 제어 유닛과의 양방향 통신을 수행함으로써 제 1 충전 인터페이스의 온도를 획득한다. 제 1 충전 인터페이스의 온도가 사전 결정된 보호 온도 보다 높은 경우, 제어기는 충전 제어 스위치를 스위치 오프하게끔 제어하여(즉, 단말 측에서의 충전 제어 스위치의 스위치 오프), 배터리의 충전 프로세스를 중단시킬 수 있으며, 이에 따라 충전의 안전성이 담보된다.
상세하게, 본 개시의 일 실시예에서, 도 13에서 도시되는 바와 같이, 전원 어댑터(1)는: MOSFET 드라이버와 같은 구동 유닛(110)을 더 포함한다. 구동 유닛(110)은 스위치 유닛(102)과 제어 유닛(107) 사이에 연결된다. 구동 유닛(110)은 제어 신호에 따라서 스위치 유닛(102)이 스위치 온 혹은 스위치 오프되게끔 구동하도록 구성된다. 분명하게, 본 개시의 다른 실시예들에서, 구동 유닛(110)은 또한 제어 유닛(107)에 통합될 수도 있다.
또한, 도 13에서 도시되는 바와 같이, 전원 어댑터(1)는 절연 유닛(111)을 더 포함한다. 상기 절연 유닛(111)은, 구동 유닛(110)과 제어 유닛(107) 사이에 연결되며, 그리고 고전압이 변압기(103)의 2차 사이드에서 제어 유닛(107)에 영향을 미치는 것을 방지하도록 구성되며, 변압기(103)의 1차 사이드에서 구동 유닛(110)으로 신호를 전송하고 구동 유닛(110)으로부터 신호를 수신하여, 전원 어댑터(1)의 1차 사이드와 2차 사이드 사이의 고압 절연(또는 변압기(103)의 1차 권선과 2차 권선 간의 신호 격리)을 달성시킬 수 있다. 절연 유닛(110)은 옵토커플러(optocoupler) 절연 방식 혹은 다른 절연 방식들로 구현될 수도 있다. 절연 유닛(111)을 설정함으로써, 제어 유닛(107)은 전원 어댑터(1)의 2차 사이드(또는 변압기(103)의 2차 권선 측)에 배치될 수 있어서, 단말(2)과 통신하기에 편리하며 전원 어댑터(1)의 공간 설계가 쉬워지고 단순해진다.
물론, 본 개시의 다른 실시예에들서는 제어 유닛(107)과 구동 유닛(110)이 모두 1차 사이드로서 배치될 수 있으며, 이러한 방식으로, 절연 유닛(111)은, 제어 유닛(107)과 제 1 충전 인터페이스(105) 사이에 배치될 수 있으며 그리고 변압기(103)의 2차 사이드에서 고전압이 제어 유닛(107)에 영향을 주는 것을 방지하도록 구성되고, 변압기(103)의 1차 사이드에서 구동 유닛(110)으로 신호를 송신하고 구동 유닛(110)으로부터 신호를 수신하여, 전원 어댑터(1)의 1차 사이드와 2차 사이드 간의 고-전압 절연을 달성시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예들에서, 제어 유닛(107)이 2차 사이드에 배치되고 그리고 절연 유닛(111)이 필요로 하는 경우, 상기 절연 유닛(111)은 제어 유닛(107)에 통합될 수도 있다. 환언하면, 신호가 1차 사이드로부터 2차 사이드로 전송되거나 또는 2차 사이드로부터 1차 사이드로 전송되는 경우, 절연 유닛은 고-전압 절연을 달성시키기 위해 필요하다.
본 개시의 일 실시예에서, 도 14에서 도시되는 바와 같이, 전원 어댑터(1)는 보조 권선 및 전원 공급 유닛(power supply unit)(112)을 더 포함한다. 보조 권선은 변조된 제 1 전압에 따라 제 4 리플 파형을 갖는 제 4 전압을 발생시킨다. 전원 공급 유닛(112)은 보조 권선과 연결된다. 전원 공급 유닛(112)(예컨대, 필터링 전압 조절기 모듈, 전압 변환 모듈 등을 포함함)은, 제 4 리플 파형을 갖는 제 4 전압을 변환시키고 그리고 직류 전류를 출력하고 그리고 구동 유닛(110) 및/또는 제어 유닛(107) 각각으로 전원을 공급하도록 구성된다.
환언하면, 구동 유닛(110)의 전원 공급은 전원 공급 유닛(112)에 의해 제 4 리플 파형을 갖는 제 4 전압에 대한 전압 변환을 수행함으로써 획득될 수 있다. 제어 유닛(107)이 1차 사이드에 배치되는 경우, 제어 유닛(107)에 대한 전원 공급은 전원 공급 유닛(112)에 의해 제 4 리플 파형을 갖는 제 4 전압에 대한 전압 변환을 수행함으로써 또한 획득될 수 있다. 도 14에서 도시되는 바와 같이, 제어 유닛(107)이 1차 사이드에 배치되는 경우, 전원 공급 유닛(112)은 직류 전류 출력들의 2개의 선들을 제공하여, 제어 유닛(107) 및 구동 유닛(110) 각각으로 전력을 공급할 수 있다. 옵토커플러 절연 유닛(111)이 제어 유닛(107)과 제 1 충전 인터페이스(105) 사이에 배치되어, 전원 어댑터(1)의 1차 사이드와 2차 사이드 사이의 고-전압 절연을 달성시킬 수 있다.
제어 유닛(107)은 1차 사이드에 배치되고 그리고 상기 제어 유닛(107)에 구동 유닛(110)이 통합되는 경우, 전원 공급 유닛(112)은 제어 유닛(107)으로만 전력을 공급한다. 제어 유닛(107)이 2차 사이드에 배치되고 그리고 구동 유닛(110)이 1차 사이드에 배치되는 경우, 전원 공급 유닛(112)은 구동 유닛(110)으로만 전력을 공급한다. 제어 유닛(107)으로의 전력 공급은 2차 사이드에 의해 달성되며, 예를 들어, 전원 공급 유닛은 제 2 정류기(104)에 의해 출력되는 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압을 직류 전류로 변환시켜 제어 유닛(107)으로 전력을 공급한다.
또한, 본 개시의 실시예들에서, 몇몇의 소형 커패시터들은 필터링을 위하여 제 1 정류기(101)의 출력단에 병렬로 연결된다. 또는 제 1 정류기(101)의 출력단은 LC 필터링 회로에 연결된다.
본 개시의 다른 실시예에서, 도 15에서 도시되는 바와 같이, 전원 어댑터(1)는 제 1 전압 측정 유닛(113)을 더 포함한다. 제 1 전압 측정 유닛(113)은 제어 유닛(107) 및 보조 권선에 각각 연결된다. 제 1 전압 측정 유닛(113)은 전압 측정 값을 생성하기 위하여 제 4 전압을 검출하도록 구성된다. 제어 유닛(107)은 전압 측정 값에 따라서 제어 신호의 듀티 비를 조정하도록 추가로 구성된다.
환언하면, 제어 유닛(107)은 제 1 전압 측정 유닛(113)에 의해 검출된 그리고 2차 권선에 의해 출력된 전압으로 제 2 정류기(104)에 의해 출력되는 전압을 반영시킨 후 전압 측정 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정하여, 제 2 정류기(104)의 출력이 배터리의 충전 요구사항을 충족시킬 수 있게 한다.
상세하게, 본 개시의 일 실시예에서, 도 16에서 도시되는 바와 같이, 샘플링 유닛(106)은 제 1 전류 샘플링 회로(1061) 및 제 1 전압 샘플링 회로(1062)를 포함한다. 제 1 전류 샘플링 회로(1061)는 제어 유닛을 통해 전류 샘플링 값을 획득하기 위하여 1차 권선에서의 전류를 샘플링하도록 구성된다. 제 1 전압 샘플링 회로(1062)는 제어 유닛을 통해 전압 샘플링 값을 획득하기 위하여 1차 권선에서의 전압을 샘플링하도록 구성된다.
본 개시의 일 실시예에서, 제 1 전류 샘플링 회로(1061)는 1차 권선의 다른 단부에 연결된 저항(전류 검출 저항)에 대한 전압을 샘플링하여 1차 권선에서의 전류를 샘플링할 수 있다. 제 1 전압 샘플링 회로(1062)는 1차 권선의 2개의 단부들을 통과하는 전압을 샘플링하여, 변조된 제 1 전압을 샘플링할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에서, 도 16에서 도시되는 바와 같이, 제 1 전압 샘플링 회로(1062)는 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛, 크로스-제로 샘플링 유닛, 누설 유닛 및 AD 샘플링 유닛을 포함한다. 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛은 변조된 제 1 전압의 피크 전압을 샘플링하고 그리고 홀딩한다. 크로스-제로 샘플링 유닛은 변조된 제 1 전압의 제로 크로싱 포인트를 샘플링하도록 구성된다. 누설 유닛은 제로 크로싱 포인트에서 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛에 대한 누설을 수행하도록 구성된다. AD 샘플링 유닛은 제어 유닛을 통해 전압 샘플링 값을 획득하기 위하여 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛에서의 피크 전압을 샘플링하도록 구성된다.
제 1 전압 샘플링 회로(1062)에서 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛, 제로-크로싱 샘플링 유닛, 누설 유닛 및 AD 샘플링 유닛을 제공함에 따라, 변조된 제 1 전압은 정확하게 샘플링될 수 있으며 그리고 전압 샘플링 값이 제 1 전압과 동기를 유지하는 것이 보장될 수 있으며, 즉, 전압 샘플링 값의 크기의 변화 트렌드 및 위상이 제 1 전압의 그것들과 각각 일관될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 도 17에서 도시되는 바와 같이, 전원 어댑터(1)는 제 2 전압 샘플링 회로(114)를 더 포함한다. 제 2 전압 샘플링 회로(114)는 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압을 샘플링하도록 구성된다. 제 2 전압 샘플링 회로(114)는 제어 유닛(107)에 연결된다. 제 2 전압 샘플링 회로(114)에 의해 샘플링되는 전압이 제 1 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우, 제어 유닛(104)은, 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압에서의 서지 전압, 스파이크(spike) 전압에 대한 방전을 수행하기 위하여, 사전 결정된 시간 기간 동안 스위치 유닛(102)이 온으로 스위칭되도록 제어한다.
도17에서 도시되는 바와 같이, 제 2 전압 샘플링 회로(114)는 제 1 정류기(101)의 제 1 출력단 및 제 2 출력단에 연결될 수 있어서, 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압을 샘플링할 수 있다. 제어 유닛(107)은 제 2 전압 샘플링 회로(114)에 의해 샘플링되는 전압 값에 대한 결정을 수행한다. 제 2 전압 샘플링 회로(114)에 의해 샘플링된 전압 값이 제 1 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우, 전원 어댑터(1)가 낙뢰(lightning) 간섭을 겪고 있으며 서지 전압이 발생한다는 것이 표시되며, 이에 따라 충전의 안정성 및 신뢰성을 담보하기 위하여 서지 전압에 대한 차단(drain off)이 필요하다. 제어 유닛(107)은 특정 시간 기간 동안에 스위치 유닛(102)이 온으로 스위칭되도록 제어하여 누설 경로를 형성함으로써, 낙뢰에 의해 야기되는 서지 전압에 대한 누설이 수행되고 차단됨에 따라 전원 어댑터가 단말을 충전하는 경우 낙뢰에 대한 간섭을 회피할 수 있으며 그리고 단말의 충전에 대한 안정성 및 신뢰성을 효과적으로 개선시킬 수 있다. 제 1 사전 결정된 전압 값은 실제 상황에 따라 결정될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 전원 어댑터가 단말을 충전하는 프로세스 동안에, 제어 유닛(107)은 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우 스위치 유닛(102)을 오프로 스위칭시키게끔 제어하도록 추가로 구성된다. 즉, 제어 유닛(107)은 전압 샘플링 값에 대한 판정을 추가로 수행한다. 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값 보다 큰 경우, 전원 어댑터(1)에 의해 출력되는 전압이 매우 높다는 것을 표시하게된다. 이 시점에, 제어 유닛(107)은 스위치 유닛(102)을 스위치 오프시키도록 제어함으로써 단말에 대한 충전을 중단하도록 전원 어댑터를 제어한다. 환언하면, 제어 유닛(107)은 스위치 유닛(102)의 오프로의 스위칭을 제어함으로써 전원 어댑터에 대한 과-전압 보호를 달성하며, 이에 따라 충전의 안정성을 담보할 수 있다.
물론, 본 개시의 일 실시예에서, 제어기는 제어 유닛과 양방향 통신을 수행함으로써 전압 샘플링 값을 획득하고, 그리고 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우 충전 제어 스위치를 오프로 스위칭하도록 제어한다. 즉, 충전 제어 스위치는 단말 사이드에서 스위치 오프되도록 제어되어, 충전 프로세스를 중단시킬 수 있기 때문에, 충전의 안정성이 보장될 수 있다.
또한, 제어 유닛(107)은 전류 샘플링 값이 사전 결정된 전류 값보다 큰 경우 스위치 유닛(102)을 스위치 오프 하도록 제어하도록 추가로 구성된다. 다시 말하면, 제어 유닛(107)은 전류 샘플링 값에 대한 판정을 추가로 수행한다. 전류 샘플링 값이 사전 결정된 전류 값 보다 큰 경우, 전원 어댑터(1)에 의해 출력되는 전류가 매우 높다는 것을 나타내게 된다. 이 시점에, 제어 유닛(107)은 스위치 유닛(102)이 오프로 스위칭되게끔 제어함으로써 단말에 대한 충전을 중지하도록 전원 어댑터를 제어한다. 환언하면, 제어 유닛(107)은 스위치 유닛(102)이 스위치 오프하도록 제어함으로써 전원 어댑터에 대한 과-전류 보호를 달성할 수 있으며, 이에 따라 충전에 대한 안정성이 보장될 수 있다.
유사하게, 제어기는 제어 유닛과 양방향 통신을 수행함으로써 전류 샘플링 값을 획득하고 그리고 전류 샘플링 값이 사전 결정된 전류 값보다 큰 경우 충전 제어 스위치를 스위치 오프시키도록 제어한다. 환언하면, 충전 제어 스위치는 단말 사이드에서 스위치 오프되도록 제어될 수 있어서, 배터리의 충전 프로세스를 중지시키고 이에 따라 충전에 대한 안정성이 담보된다.
실제 상황에 따라서 제 2 사전결정된 전압 값 및 사전결정된 전류 값은 제어 유닛(예컨대, 전원 어댑터의 MCU)의 저장소로 기록되거나 혹은 세팅될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서, 단말은, 모바일 폰, 전원 뱅크와 같은 모바일 전원 공급부, 멀티미디어 플레이어, 노트북 PC, 웨어러블 디바이스 등과 같은 모바일 단말일 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 충전 시스템을 통하여, 전원 어댑터는 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압을 출력하도록 제어되며 그리고 전원 어댑터에 의해 출력되는 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압은 단말의 배터리로 직접 인가되어, 리플 출력 전압/전류에 의해 직접적으로 배터리로의 제 2 충전을 달성시킬 수 있다. 종래 정전압 및 정전류와 대조적으로, 리플 출력 전압/전류의 크기는 주기적으로 변경되어, 리튬 배터리의 리튬 침전이 감소될 수 있으며, 배터리의 서비스 수명이 향상될 수 있고 그리고 충전 인터페이스의 접촉에 대한 아크 방전의 가능성 및 강도가 감소하게 되며, 충전 인터페이스들의 서비스 수명이 길어질 수 있으며 그리고 배터리의 분극 효과를 줄이고, 충전 속도를 향상시키고, 그리고 배터리에 의해 방출되는 열을 감소시키는데 유리함에 따라, 충전 동안에 단말에 대한 신뢰성 및 안정성을 보장시킬 수 있다. 또한, 전원 어댑터가 리플 파형을 갖는 전압을 출력하기 때문에, 전원 어댑터에서 전해 콘덴서를 제공할 필요가 없으며 이는 전원 어댑터의 소형화/단순화를 달성시킬 수 있을 뿐만 아니라 비용을 상당히 절감시킬 수 있다.
본 개시의 실시예들은 전원 어댑터를 추가로 제공한다. 전원 어댑터는 제 1 정류기, 스위치 유닛, 변압기, 제 2 정류기, 샘플링 유닛 및 제어 유닛을 포함한다. 제 1 정류기는, 입력 교류 전류를 정류하고 그리고 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압을 출력하도록 구성된다. 스위치 유닛은 제어 신호에 따라 제 1 전압을 변조시키고 그리고 변조된 제 1 전압을 출력하도록 구성된다. 변압기는 1차 권선 및 2차 권선을 가지며, 그리고 변조된 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 출력하도록 구성된다. 제 2 정류기는 2차 권선에 연결되며, 그리고 제 2 전압을 정류시키고 그리고 제 3 리플 파형을 가지는 제 3 전압을 출력하도록 구성되며, 여기서의 제 3 전압은 전원 어댑터가 단말에 연결되는 경우 배터리를 충전하기 위하여 단말로 인가되도록 구성된다. 샘플링 유닛은 전류 샘플링 값 및/또는 전압 샘플링 값을 획득하기 위하여 1차 권선에서의 전류 및/또는 전압을 샘플링하도록 구성된다. 제어 유닛은, 샘플링 유닛 및 스위치 유닛에 각각 연결되며 그리고 스위치 유닛으로 제어 신호를 출력하고 그리고 전류 샘플링 값 및/또는 전압 샘플링 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정함으로써 제 2 정류기의 출력을 변경시키도록 구성될 수 있어서, 충전될 단말에 전원 어댑터가 연결되는 경우 단말의 배터리의 충전 요건을 제 3 전압이 충족시킬 수 있게 된다.
본 개시의 실시예들에 따른 전원 어댑터를 통해, 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압이 제 1 충전 인터페이스를 통해 출력되며 그리고 제 3 전압은 단말의 제 2 충전 인터페이스를 통해 단말의 배터리로 직접 인가됨에 따라, 배터리의 제 2 충전이 리플 출력 전압/전류에 의해 직접 달성될 수 있다. 종래 정전압 및 정전류와 대조적으로, 리플 출력 전압/전류의 크기는 주기적으로 변동하기 때문에, 리튬 배터리의 리튬 침전이 줄어들 수 있으며, 배터리의 서비스 수명이 향상될 수 있으며, 그리고 충전 인터페이스의 접촉에 대한 아크 방전의 가능성 및 강도가 줄어들 수 있으며, 충전 인터페이스들의 서비스 수명이 늘어날 수 있으며, 그리고 배터리의 분극 효과를 감소시키고, 충전 속도를 향상시키고 그리고 배터리에 의해 방출되는 열을 감소시키는데 유리함에 따라, 충전 동안에 단말에 대한 신뢰성 및 안정성을 보장할 수 있다. 또한, 리플 파형을 갖는 전압이 출력되기 때문에, 전해 콘덴서를 제공할 필요가 없으며 이는 전원 어댑터의 소형화/단순화를 달성시킬 수 있을 뿐만 아니라 비용을 크게 감소시킬 수 있다.
도 20은 본 개시의 실시예들에 따른 충전 방법에 대한 순서도이다. 도 20에서 도시되는 바와 같이, 충전 방법은 이하의 단계/동작들을 포함한다.
블록 S1에서, 전원 어댑터가 단말에 연결되는 경우, 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압을 출력하기 위하여 전원 어댑터로 입력되는 교류 전류에 대한 제 1 정류가 수행된다.
환언하면, 전원 어댑터에서의 제 1 정류는 입력된 교류 전류(즉, 220V, 50Hz 또는 60Hz와 같은 주전원)를 정류시키고 그리고 찐빵 파형을 갖는 전압과 같은, 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압(예컨대, 100Hz 또는 120Hz)을 출력한다.
블록 S2에서, 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압이 스위치 유닛에 의해 변조되고 나서 변압기에 의해 변환되어 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 획득하게 된다.
스위치 유닛은 MOS 트랜지스터로 형성될 수 있다. PWM 제어가 MOS 트랜지스터 상에서 수행되어, 찐빵 파형을 갖는 전압에 대한 쵸핑 변조를 수행할 수 있다. 그리고나서, 변조된 제 1 전압이 변압기의 2차 사이드에 연결되어, 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압을 2차 권선이 출력할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 고주파수 변압기가 변환을 위해 사용되어, 변압기의 크기가 작아지게되며, 이에 따라 높은 전력의 전원 어댑터에 대한 소형화가 실현될 수 있다.
블록 S3에서, 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압에 대한 제 2 정류가 수행되어, 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압을 출력한다. 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압이 제 2 충전 인터페이스를 통해 단말의 배터리로 인가될 수 있어서, 단말의 배터리를 충전시킬 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 제 2 리플 파형을 갖는 제 2 전압에 대하여 제 2 정류기에 의해 제 2 정류가 수행된다. 제 2 정류기는 MOS 트랜지스터들 또는 다이오드들로 형성될 수 있으며, 제 3 리플 파형이 상기 변조된 제 1 전압의 파형과 동기를 유지할 수 있도록 2차 동기 정류를 실현할 수 있다.
블록 S4에서, 변압기의 1차 권선에서의 전압 및/또는 전류는 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값을 획득하기 위해 샘플링된다.
블록 S5에서, 스위치 유닛을 제어하기 위한 제어 신호의 듀티 비가, 전류 샘플링 값 및/또는 전압 샘플링 값에 따라 조정되어, 전원 어댑터가 단말에 연결될 때 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압이 단말의 배터리의 충전 요건을 충족시킬 수 있게 된다.
일 실시예에서, 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압이 충전 요건을 충족시킨다는 것은, 배터리가 충전되는 경우 충전 전압 및 충전 전류를 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압 및 전류가 충족시킬 필요가 있다는 것을 의미한다. 환언하면, 전원 어댑터에 의해 출력되는 전압 및/또는 전류는 1차 사이드에서 샘플링된 전압 값 및/또는 샘플링된 전류 값에 따라 획득될 수 있으며, 그리고나서 제어 신호(예컨대, PWM 신호)의 듀티 비가 전원 어댑터에 의해 출력되는 전압 및/또는 전류에 따라 조정됨에 따라서, 실시간으로 전원 어댑터의 출력이 조정될 수 있으며 폐-루프 조정 제어가 달성될 수 있으며, 이에 따라 단말의 충전 요건을 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압이 충족시킬 수 있어서 배터리의 안정적이고 안전한 충전을 보장한다. 상세하게, 배터리로 출력되는 충전 전압의 파형이 도 7에서 도시되며, 여기서 충전 전압의 파형은 PWM 신호의 듀티 비에 따라 조정된다. 배터리로 출력되는 충전 전류의 파형은 도 8에서 도시되며, 여기서 충전 전류의 파형은 PWM 신호의 듀티 비에 따라 조정된다.
본 개시의 일 실싱에서, 스위치 유닛을 제어함으로써, 제 1 리플 파형(즉, 풀-브릿지 정류 이후의 찐빵 파형)을 갖는 제 1 전압에 대한 쵸핑 변조가 직접 수행되며, 그리고나서 변조된 전압은 고주파수 변압기로 송신되고 그리고 고주파수 변압기를 통해 1차 사이드로부터 2차 사이드로 연결되고, 그리고나서 동기 정류 이후 찐빵 파형을 갖는 전압/전류로 다시 변경된다. 찐빵 파형을 갖는 전압/전류는 배터리에 직접 전송되어 배터리에 대한 제 2 충전을 실현한다. 찐빵 파형을 갖는 전압의 크기는 PWM 신호의 듀티 비에 따라 조정될 수 있어서, 전원 어댑터의 출력이 배터리의 충전 요구사항을 충족시킬 수 있게 된다. 전원 어댑터의 1차 사이드 및 2차 사이드에서의 전해 콘덴서들이 제거될 수 있으며 그리고 배터리는 찐빵 파형을 갖는 전압을 통해 직접 충전될 수 있어서, 전원 어댑터의 크기가 줄어들 수 있으며 이에 따라 전원 어댑터의 소형화를 달성하고 비용을 크게 줄일 수 있게 된다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 제어 신호의 주파수가 전류 샘플링 값 및/또는 전압 샘플링 값에 따라 조정된다. 즉, 스위치 유닛으로의 PWM 신호의 출력은 연속 시간 기간 동안 유지되도록 제어되며, 그리고나서 사전결정된 시간 기간 동안 중지되고 그리고나서 재시작된다. 이러한 방식으로, 배터리에 인가되는 전압은 간헐적이 되며, 이에 따라 배터리의 간헐적 충전이 실현되고 이는 배터리가 지속적으로 충전되는 경우 발열 현상이 발생함에 따라 안전서에 대한 위험을 피할 수 있으며 그리고 배터리에 대한 충전의 신뢰도 및 안정성을 향상시킬 수 있다. 스위치 유닛으로 출력되는 제어 신호는 도 5에서 도시된다.
추가로, 상기 충전 방법은: 단말의 상태 정보를 획득하기 위해 제 1 충전 인터페이스를 통해 단말과 통신하는 단계; 단말의 상태 정보, 전압 샘플링 값 및/또는 전류 샘플링 값에 따라 제어 신호의 듀티 비를 조정하는 단계를 포함한다.
환언하면, 제 2 충전 인터페이스가 제 1 충전 인터페이스에 연결될 때, 전원 어댑터 및 단말은 통신 쿼리 명령들을 서로에게 송신할 수 있으며, 대응하는 응답 명령이 수신된 이후 단말과 전원 어댑터 간의 통신 접속이 설정될 수 있어서, 전원 어댑터는 단말에 대한 상태 정보를 획득할 수 있으며, 단말과 충전 파라미터(예컨대, 충전 전류 및 충전 전압) 및 충전 모드에 관해 협상할 수 있으며, 그리고 충전 프로세스를 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 제 4 리플 파형을 갖는 제 4 전압이 변압기의 변환에 의해 생성될 수 있으며, 전압 측정 값을 생성하기 위해 제 4 리플 파형을 갖는 제 4 전압이 검출될 수 있으며, 그리고 제어 신호의 듀티 비가 전압 측정 값에 따라 조정될 수 있다.
상세하게, 변압기에는 보조 권선이 구비될 수 있다. 보조 권선은 변조된 제 1 전압에 따라 제 4 리플 파형을 갖는 제 4 전압을 발생시킬 수 있다. 전원 어댑터의 출력 전압은 제 4 리플 파형을 갖는 제 4 전압을 검출함으로써 반영될 수 있으며, 그리고 제어 신호의 듀티 피가 전압 측정 값에 따라 조정될 수 있어서, 전원 어댑터의 출력이 배터리의 충전 요건을 충족시킬 수 있게 된다.
본 개시의 일 실시예에서, 전압 샘플링 값을 획득하기 위해 변압기의 1차 권선에서의 전압 및/또는 전류를 샘플링하는 단계는: 1차 권선에서의 전압의 피크 값을 샘플링하고 홀딩하며 그리고 1차 권선에서의 전압의 제로 크로싱 포인트를 샘플링하는 단계; 제로 크로싱 포인트에서의 피크 전압을 샘플링 및 홀딩하기 위해 구성되는 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛 상에서 누설을 수행하는 단계; 및 전압 샘플링 값을 획득하기 위하여 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛에서 피크 전압을 샘플링하는 단계;를 포함한다. 이러한 방식으로, 1차 사이드에서의 전압을 샘플링함으로써, 전원 어댑터에 의해 출력되는 전압에 대한 정확한 샘플링이 수행될 수 있으며 그리고 제 2 리플 파형을 갖는 제 1 전압과 전압 샘플링 값이 동기를 유지할 수 있다는 점이 보장될 수 있다(즉, 전압 샘플링 값의 크기의 변동 트렌드 및 위상이 제 1 전압의 그것들과 각각 일관됨).
또한, 본 개시의 일 실시예에서, 상기 충전 방법은: 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압을 샘플링하는 단계, 샘플링 전압 값이 제 1 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우 제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압에서의 서지 전압에 대한 방전을 수행하기 위하여 사전 결정된 시간 기간 동안 스위치 유닛이 스위치 온 되도록 제어하는 단계를 포함한다.
제 1 리플 파형을 갖는 제 1 전압은 샘플링된 전압 값을 판정하기 위하여 샘플링된다. 샘플링된 전압 값이 제 1 사전 결정된 전압 값 보다 큰 경우, 전원 어댑터가 낙뢰 간섭을 겪고 있으며 서지 전압이 발생한다는 것이 표시되며, 이에 따라 충전의 안정성 및 신뢰성을 담보하기 위하여 서지 전압에 대한 차단(drain off)이 필요하다. 특정 시간 기간 동안에 스위치 유닛이 온으로 스위칭되도록 제어하여 누설 경로를 형성함으로써, 낙뢰에 의해 야기되는 서지 전압이 차단됨에 따라 전원 어댑터가 단말을 충전하는 경우 낙뢰에 대한 간섭을 회피할 수 있으며 그리고 단말의 충전에 대한 안정성 및 신뢰성을 효과적으로 개선시킬 수 있다. 제 1 사전 결정된 전압 값은 실제 상황에 따라 결정될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라, 단말에 대한 통신이 제 1 충전 인터페이스를 통해 수행되어 충전 모드를 결정할 수 있다. 충전 모드가 제 2 충전 모드로 결정된 경우, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류 및/또는 충전 전압이 단말의 상태 정보에 따라 획득될 수 있어서, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압 및/또는 충전 전류에 따라 제어 신호의 듀티 비가 조정될 수 있다. 충전 모드는 제 2 충전 모드 및 제 1 충전 모드를 포함한다.
환언하면, 전류 충전 모드가 제 2 충전 모드로 결정된 경우, 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류 및/또는 충전 전압이, 배터리의 온도, 전압, 전하량, 단말의 실행 파라미터들 및 단말 상에서 실행되는 애플리케이션들의 전력 소비 정보 등과 같은 단말의 상태 정보에 따라 획득될 수 있다. 제어 신호의 듀티 비는 전원 어댑터의 출력이 충전 요구사항을 충족시킬 수 있도록, 획득된 충전 전압 및/또는 충전 전류에 따라 조정될 수 있어서, 단말의 제 2 충전이 실현될 수 있다.
단말의 상태 정보는 배터리의 온도를 포함한다. 배터리의 온도가 제 1 사전 결정된 임계치보다 큰 경우 또는 배터리의 온도가 제 2 사전 결정된 임계치 보다 작은 경우, 충전 모드가 제 2 충전 모드에 있을 때, 제 2 충전 모드는 제 1 충전 모드로 스위칭된다. 제 1 사전 결정된 온도 임계치는 제 2 사전 결정된 온도 임계치 보다 크다. 환언하면, 배터리의 온도가 매우 낮은 경우(예컨대, 제 2 사전 결정된 온도 임계치 보다 낮게 대응되는 경우), 또는 매우 높은 경우(예컨대, 제 1 사전 결정된 온도 임계치 보다 높게 대응되는 경우), 제 2 충전을 수행하는 것이 적절치 않으며, 이에 따라 제 2 충전 모드로부터 제 1 충전 모드로 스위칭해야 한다. 본 개시의 실시예들에서, 제 1 사전 결정된 온도 임계치 및 제 2 사전 결정된 온도 임계치는 실제 상황들에 따라 설정될 수 있다.
본 개시의 일 실시예들에서, 스위치 유닛은 배터리의 온도가 사전 결정된 높은 온도 보호 임계치 보다 높은 경우, 스위치 오프 되도록 제어된다. 즉, 배터리의 온도가 상기 높은 온도 보호 임계치를 초과하는 경우, 스위치 유닛이 스위치 오프되게 제어되도록 높은 온도 보호 전략을 적용할 필요가 있으며, 이에 따라 전원 어댑터는 배터리의 충전을 중지할 수 있으며, 이로 인해 충전의 안정성이 개선되고 그리고 배터리의 높은 수준의 보호가 달성될 수 있다. 높은 온도 보호 임계치는 제 1 온도 임계치와 상이할 수 있거나 혹은 동일할 수도 있다. 일 실시예에서, 높은 온도 보호 임계치는 제 1 온도 임계치보다 크다.
본 개시의 다른 실시예에서, 단말은, 배터리의 온도를 추가로 획득하고 그리고 배터리의 온도가 사전결정된 높은 온도 보호 임계치 보다 높은 경우 (예를 들어, 단말 사이드에서 충전 제어 스위치를 스위치 오프 시키도록 제어함으로써) 배터리에 대한 충전을 중단하도록 제어하여, 배터리의 충전 프로세스를 중단하고 충전의 안정성을 보장할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예에서, 충전 방법은 제 1 충전 인터페이스의 온도를 획득하는 단계, 및 제 1 충전 인터페이스의 온도가 사전결정된 보호 온도 보다 높은 경우 스위치 유닛이 오프로 스위칭되도록 제어하는 단계를 포함한다. 환언하면, 충전 인터페이스의 온도가 특정 온도를 초과하게되면, 제어 유닛은 스위치 유닛을 스위치 오프되도록 제어하기 위하여 높은 온도 보호 전략을 적용할 필요가 있으며, 이에 따라 전원 어댑터는 배터리의 충전을 중지시킬 수 있어서 배터리에 대한 높은 수준의 보호 및 충전 안정성의 개선이 달성될 수 있다.
물론, 본 개시의 다른 실시예에서, 단말은 제 2 충전 인터페이스를 통해 전원 어댑터와 양방향 통신을 수행함으로써 제 1 충전 인터페이스의 온도를 획득할 수 있다. 제 1 충전 인터페이스의 온도가 미리결정된 보호 온도 보다 높은 경우, 단말은 충전 제어 스위치를 스위치 오프 되도록 제어하여(즉, 충전 제어 스위치가 단말 사이드에서 스위치 오프될 수 있음), 배터리의 충전 프로세스가 중단되고 이에 따라 충전의 안정성을 담보할 수 있다.
전원 어댑터가 단말을 충전하는 프로세스 동안에, 스위치 유닛은 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우 오프로 스위칭되도록 제어된다. 즉, 전원 어댑터가 단말을 충전하는 프로세스 동안 전압 샘플링 값에 대한 판정이 수행된다. 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값 보다 큰 경우, 전원 어댑터에 의해 출력된 전압이 매우 높은 것으로 표시된다. 이러한 경우, 전원 어댑터는 스위치 유닛을 스위치 오프되도록 제어함으로써 단말에 대한 충전을 중단하도록 제어된다. 환언하면, 전원 어댑터의 과-전압 보호가 스위치 유닛의 스위치 오프를 제어함으로써 달성되며, 이에 따라 충전의 안정성이 보장된다.
물론, 본 개시의 일 실시예에서, 단말은, 제 2 충전 인터페이스를 통하여 전원 어댑터와 양방향 통신을 수행함으로써 전압 샘플링 값을 획득하고 그리고 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값 보다 큰 경우 배터리에 대한 충전을 중단하도록 제어한다. 즉, 충전 제어 스위치가 단말 사이드에서 오프로 스위칭되도록 제어되어, 충전 프로세스가 중단될 수 있으며, 이에 따라 충전에 대한 안정성이 보장될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 전원 어댑터가 단말을 충전하는 프로세스 동안에, 스위치 유닛은 전류 샘플링 값이 사전 결정된 전류 값 보다 높은 경우 스위치 유닛이 오프로 스위칭되도록 제어된다. 환언하면, 단말을 전원 어댑터가 충전하는 프로세스 동안에, 전류 샘플링 값에 대한 판정이 수행된다. 전류 샘플링 값이 사전결정된 전류 값 보다 큰 경우, 전원 어댑터에 의해 출력되는 전류가 매우 높다고 표시된다. 이러한 경우, 전원 어댑터는 스위치 유닛을 스위치 오프 시키도록 제어함으로써 단말에 대한 충전을 중단하도록 제어된다. 환언하면, 전원 어댑터에 대한 과-전류 보호가 스위치 유닛의 스위치 오프를 제어함으로써 달성되며, 이에 따라 충전에 대한 안정성이 확보된다.
유사하게, 제 2 충전 인터페이스를 통하여 전원 어댑터와의 양방향 통신을 수행함으로써 단말은 전류 샘플링 값을 획득하고 그리고 전류 샘플링 값이 사전 결정된 전류 값 보다 큰 경우 배터리 충전을 중단하도록 제어한다. 환언하면, 충전 제어 스위치는 단말 사이드에서 스위치 오프되도록 제어되어, 배터리의 충전 프로세스가 중단될 수 있고, 이에 따라 충전에 대한 안전성이 보장된다.
제 2 사전결정된 전압 값 및 사전결정된 전류 값은 실제 상황들에 따라 설정될 수 있다.
본 개시의 실시예들에서, 단말에 대한 상태 정보는 배터리의 전하량, 배터리의 온도, 단말의 배터리의 전압/전류, 단말의 인터페이스 정보 및 단말의 경로 임피던스에 대한 정보를 포함한다.
상세하게, 전원 어댑터는 USB 인터페이스를 통해 단말과 연결될 수 있다. 상기 USB 인터페이스는 범용 USB 인터페이스일 수 있거나 또는 마이크로 USB 인터페이스일 수도 있다. USB 인터페이스에서의 데이터 선은 제 1 충전 인터페이스에서의 데이터 선으로 구성되며 그리고 단말과 전원 어댑터 간의 양방향 통신을 위해 구성된다. 데이터 선은 USB 인터페이스에서의 D+ 및/또는 D- 선일 수도 있다. 양방향 통신은 단말과 전원 어댑터 사이에서 수행되는 정보 상호작용을 지칭할 수도 있다.
전원 어댑터는 제 2 충전 모드에서 단말을 충전시킬 것을 결정하기 위하여, USB 인터페이스에서의 데이터 선을 통해 단말과 양방향 통신을 수행한다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 단말을 충전시킬 것을 결정하기 위하여 제 1 충전 인터페이스를 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 경우, 전원 어댑터는 단말로 제 1 명령을 송신한다. 제 1 명령은 제 2 충전 모드를 시작할지 여부를 단말에 질의하도록 구성된다. 전원 어댑터는 단말로부터 제 1 응답 명령을 수신한다. 제 1 응답 명령은 제 2 충전 모드를 시작하는 것을 단말이 동의한다는 것을 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 제 1 명령을 단말로 송신하기 전에, 전원 어댑터는 제 1 충전 모드에서 단말을 충전시킨다. 전원 어댑터가 제 1 충전 모드의 충전 지속기간이 사전 결정된 임계치보다 길다고 결정한 경우, 전원 어댑터는 단말로 제 1 명령을 송신한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터가 제 1 충전 모드의 충전 지속기간이 사전결정된 임계치보다 길다고 결정한 경우, 전원 어댑터는 제 2 충전 쿼리 통신이 시작될 수 있도록 단말이 전원 어댑터를 식별하였음을 판정할 수도 있다.
일 실시예로서, 전원 어댑터는 스위치 유닛을 제어함으로써 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전류로 충전 전류를 조정하도록 제어된다. 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류로 단말을 충전하기 이전에, 제 2 충전 모드에 대응되는 충전 전압을 판정하기 위하여 제 1 충전 인터페이스를 통해 단말과의 양방향 통신이 수행되고, 그리고 전원 어댑터는 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압으로 충전 전압을 조정하도록 제어된다.
일 실시예로서, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정하기 위하여 제 1 충전 인터페이스를 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 단계는: 전원 어댑터에 의해 단말로 제 2 명령을 전송하는 단계; 단말로부터의 제 2 응답 명령을 전원 어댑터에 의해 수신하는 단계, 및 제 2 응답 명령에 따라서 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 전원 어댑터에 의해 결정하는 단계를 포함한다. 제 2 명령은, 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압으로 사용되기에 적합한지 여부를 질의하도록 구성된다. 제 2 응답 명령은 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 적합한지, 높은지 혹은 낮은지를 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류로 충전 전류를 조정하도록 전원 어댑터를 제어하기 전에, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류는 제 1 충전 인터페이스를 통해 단말과 양방향 통신을 수행함으로써 결정된다.
일 실시예로서, 제 1 충전 인터페이스를 통해 단말과 양방향 통신을 수행함으로써 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정하는 단계는: 제 3 명령을 전원 어댑터에 의해 단말로 송신하는 단계, 단말로부터 송신된 제 3 응답 명령을 전원 어댑터에 의해 수신하는 단계, 및 제 3 응답 명령에 따라서 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 전원 어댑터에 의해 결정하는 단계를 포함한다. 제 3 명령은 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 질의하도록 구성된다. 제 3 응답 명령은 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 표시하도록 구성된다.
전원 어댑터는 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류로 상기 최대 충전 전류를 결정할 수 있거나 또는 최대 충전 전류보다 작은 충전 전류로 상기 충전 전류를 설정할 수도 있다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 단말을 충전하는 프로세스 동안에, 제 1 충전 인터페이스를 통해 단말과의 양방향 통신이 수행되어, 스위치 유닛을 제어함으로써 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 지속적으로 조정할 수 있게 된다.
전원 어댑터는 충전 전류를 지속적으로 조정하기 위하여, 지속적으로 단말의 상태 정보를 질의할 수 있으며, 예를 들어, 단말의 배터리의 전압, 배터리의 전하량 등을 질의할 수 있다.
일 실시예로서, 스위치 유닛을 제어함으로써 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 지속적으로 조정하기 위하여 제 1 충전 인터페이스를 통해 단말과 양방향 통신을 수행하는 단계는: 전원 어댑터에 의해 단말로 제 4 명령을 송신하는 단계, 단말에 의해 송신된 제 4 응답 명령을 수신하는 단계, 배터리의 현재 전압에 따라 스위치 유닛을 제어함으로써 충전 전류를 조정하는 단계를 포함한다. 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성된다. 제 4 응답 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 배터리의 현재 전압에 따라 스위치 유닛을 제어함으로써 충전 전류를 조정하는 단계는: 충전 전류 값들과 배터리 전압 값들 간의 사전 결정된 대응 관계 및 배터리의 현재 전압에 따라서 스위치 유닛을 제어함으로써 배터리의 현재 전압에 대응하는 충전 전류 값으로, 전원 어댑터로부터 배터리로 출력되는 충전 전류를 조정하는 단계를 포함한다.
상세하게, 전원 어댑터는 충전 현재 값들과 배터리 전압 값들 간의 대응관계를 미리 저장할 수도 있다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에서 단말을 충전하는 프로세스 동안에, 제 1 충전 인터페이스를 통해 단말과 양방향 통신을 수행함으로써 제 2 충전 인터페이스와 제 1 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부가 결정된다. 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재한다고 결정된 경우, 전원 어댑터는 제 2 충전 모드를 종료하도록 제어된다.
일 실시예로서, 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정하기 이전에, 전원 어댑터는 단말로부터 단말의 경로 임피던스를 표시하는 정보를 수신한다. 전원 어댑터는 단말로 제 4 명령을 송신한다. 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성된다. 전원 어댑터는 단말에 의해 송신된 제 4 응답 명령을 수신한다. 제 4 응답 명령은 단말의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성된다. 전원 어댑터는, 배터리의 현재 전압 및 전원 어댑터의 출력 전압에 따라 전원 어댑터로부터 배터리로의 경로 임피던스를 결정하고, 그리고 전원 어댑터로부터 배터리로의 경로 임피던스, 및 단말과 전원 임피던스 간의 충전 선의 경로 임피던스에 따라서 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정한다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드를 종료하도록 제어되기 전에, 제 5 명령이 단말로 송신된다. 제 5 명령은 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재함을 표시하도록 구성된다.
제 5 명령을 송신한 이후에, 전원 어댑터는 제 2 충전 모드를 종료할 수 있거나 혹은 리셋할 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 제 2 충전 프로세스는 전원 어댑터의 관점으로부터 기술되었으며, 그리고나서 본 개시의 실시예들에 따른 제 2 충전 프로세스는 이하에서 단말의 관점으로부터 기술될 것이다.
본 개시의 실시예들에서, 단말은 제 1 충전 모드 및 제 2 충전 모드를 지원한다. 제 2 충전 모드의 충전 전류는 제 1 충전 모드의 충전 전류보다 크다. 단말은 제 2 충전 인터페이스를 통해 전원 어댑터와 양방향 통신을 수행하여, 전원 어댑터는 제 2 충전 모드로 단말을 충전시킬 것을 결정할 수 있다. 전원 어댑터는 단말에서의 배터리를 충전하기 위하여, 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류에 따라 출력을 진행한다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드로 단말을 충전할 것을 결정할 수 있도록, 제 2 충전 인터페이스를 통하여 전원 어댑터와의 양방향 통신을 단말이 수행하는 단계는: 전원 어댑터에 의해 송신된 제 1 명령을 단말이 수신하는 단계 (여기서 제 1 명령은 제 2 충전 모드를 시작할지 여부를 단말에 질의하도록 구성됨); 단말이 전원 어댑터로 제 1 응답 명령을 송신하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 응답 명령은 제 2 충전 모드를 시작하는 것에 대해 단말이 동의한다는 것을 표시하도록 구성된다.
일 실시예로서, 단말이 전원 어댑터에 의해 송신된 제 1 명령을 수신하기 전에, 단말에서의 배터리는 제 1 충전 모드로 전원 어댑터에 의해 충전된다. 전원 어댑터가 제 1 충전 모드의 충전 지속기간이 사전 결정된 임계치 보다 길다고 결정하는 경우, 단말은 전원 어댑터로부터 송신된 제 1 명령을 수신한다.
일 실시예로서, 단말에서의 배터리에 대한 충전을 위하여 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류에 따라 전원 어댑터가 출력을 진행하기 전에, 단말은, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정할 수 있도록, 제 2 충전 인터페이스를 통해 전원 어댑터와의 양방향 통신을 수행한다.
일 실시예에서, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압을 결정할 수 있도록 단말이 제 2 충전 인터페이스를 통하여 전원 어댑터와의 양방향 통신을 수행하는 단계는: 전원 어댑터에 의해 송신된 제 2 명령을 단말이 수신하는 단계, 및 단말이 제 2 응답 명령을 전원 어댑터로 송신하는 단계를 포함한다. 제 2 명령은 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전압으로 사용되기에 적합한지 여부를 질의하도록 구성된다. 제 2 응답 명령은 전원 어댑터의 현재 출력 전압이 적합한지, 높은지 혹은 낮은지를 표시하도록 구성된다.
일 실시예에서, 단말에서의 배터리를 충전하기 위하여 전원 어댑터로부터 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 단말이 수신하기 전에, 전원 어댑터가 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정할 수 있도록, 단말은 제 2 충전 인터페이스를 통해 전원 어댑터와의 양방향 통신을 수행한다.
전원 어댑터가 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정할 수 있도록, 단말이 제 2 충전 인터페이스를 통해 전원 어댑터와의 양방향 통신을 수행하는 단계는: 전원 어댑터에 의해 송신된 제 3 명령을 단말이 수신하는 단계 (여기서의 제 3 명령은 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 질의하도록 구성됨); 전원 어댑터가 최대 충전 전류에 따라 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류를 결정할 수 있도록, 단말이 전원 어댑터로 제 3 응답 명령을 송신하는 단계 (여기서의 제 3 응답 명령은 단말에 의해 지원되는 최대 충전 전류를 표시하도록 구성됨);를 포함한다.
일 실시예로서, 전원 어댑터가 단말을 제 2 충전 모드로 충전하는 프로세스 동안에, 전원 어댑터가 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정할 수 있도록, 단말은 제 2 충전 인터페이스를 통해 전원 어댑터와 양방향 통신을 수행한다.
전원 어댑터가 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정할 수 있도록, 단말이 제 2 충전 인터페이스를 통해 전원 어댑터와 양방향 통신을 수행하는 단계는: 전원 어댑터에 의해 송신된 제 4 명령을 단말에 의해 수신하는 단계 (여기서 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성됨); 및 전원 어댑터가 배터리의 현재 전압에 따라 배터리로 출력되는 충전 전류를 연속적으로 조정할 수 있도록, 전원 어댑터로 제 4 응답 명령을 단말이 송신하는 단계 (여기서 제 4 응답 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시함);를 포함한다.
일 실시예로서, 제 2 충전 모드로 전원 어댑터가 단말을 충전하는 프로세스 동안에, 단말은 제어 유닛과 양방향 통신을 수행하여, 전원 어댑터가 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정할 수 있게 된다.
단말이 제어 유닛과 양방향 통신을 수행하여, 전원 어댑터가 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 결정할 수 있게 하는 단계는: 전원 어댑터에 의해 송신된 제 4 명령을 단말이 수신하는 단계(여기서 제 4 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 질의하도록 구성됨); 전원 어댑터가 배터리의 현재 전압과 전원 어댑터의 출력 전압에 따라 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재하는지 여부를 판정할 수 있도록, 단말에 의해 전원 어댑터로 제 4 응답 명령을 송신하는 단계 (여기서 제 4 응답 명령은 단말에서의 배터리의 현재 전압을 표시하도록 구성됨);를 포함한다.
일 실시예로서, 단말은 전원 어댑터에 의해 송신된 제 5 명령을 수신한다. 제 5 명령은 제 1 충전 인터페이스와 제 2 충전 인터페이스 간의 접촉 불량이 존재함을 표시하도록 구성된다.
제 2 충전 모드를 개시하고 채용하기 위하여, 전원 어댑터는 단말과의 제 2 충전 통신 절차(예를 들어, 하나 이상의 핸드쉐이크)를 수행할 수 이TDj서, 배터리의 제 2 충전을 실현시킨다. 도 10을 참조하면, 본 개시의 실시예들에 따른 제 2 충전 통신 절차 및 제 2 충전 프로세스에서의 각각의 스테이지들이 상세하게 기술될 것이다. 도 10에서 도시되는 통신 활동들 및 동작들은 단순히 예시적인 것에 불과하다. 도 10에서의 각각의 동작들에 대한 다양한 각색들 및 다른 동작들이 본 개시의 실시예들에서 구현될 수 있다. 추가적으로, 도 10에서의 각각의 스테이지들은 도 10에서 도시되는 것으로부터 상이한 순서로 실행될 수도 있으며, 그리고 도 10에서 도시되는 모든 동작들이 실행되어야 하는 것은 아니다. 도 10에서의 선(curve)는 실제 충전 전류의 선이 아니라, 충전 전류의 피크 값 또는 평균 값의 변동 트렌드를 나타낸다.
결론적으로, 본 개시의 실시예들에 따른 충전 방법을 통하여, 전원 어댑터는, 충전 요건을 충족시키는 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압을 출력하도록 제어되며, 그리고 전원 어댑터에 의해 출력되는 제 3 리플 파형을 갖는 제 3 전압은 단말의 배터리로 직접 인가되어, 리플 출력 전압/전류에 의해 직접적으로 배터리에 대한 제 2 충전을 달성할 수 있다. 기존 정전압 및 정전류와 대조적으로, 리플 출력 전압/전류의 크기는 주기적으로 변경되기 때문에, 리튬 배터리의 리튬 침전이 감소될 수 있으며, 배터리의 서비스 수명이 향상될 수 있으며, 그리고 충전 인터페이스의 접촉에 대한 아크 방전의 가능성 및 강도가 줄어들 수 있으며, 충전 인터페이스들의 서비스 수명이 증대될 수 있으며, 그리고 배터리의 분극 효과를 감소시키고, 충전 속도를 향상시키고 그리고 배터리에 의해 방출되는 열을 감소시키는 이점이 있기 때문에, 충전 동안 단말에 대한 신뢰성 및 안전성이 보장될 수 있다. 나아가, 전원 어댑터가 리플 파형을 갖는 전압을 출력하기 때문에, 전원 어댑터에서의 전해 콘덴서를 제공할 필요가 없으며, 이는 전원 어댑터의 소형화 및 단순화를 달성할 수 있을 뿐만 아니라 비용을 크게 감소시킬 수 있다.
도 21에서 도시되는 바와 같이, 본 개시의 실시예들에 따른 충전 디바이스(1000)는 충전 수신 단자(1001), 전압 조정 회로(1002) 및 중앙 충전 모듈(1003)을 포함한다.
충전 수신 단자(1001)는 교류 전류를 수신하도록 구성된다. 전압 조정 회로(1002)의 입력 단자는 충전 수신 단자(100)와 연결된다. 전압 조정 회로(1002)의 출력 단자는 배터리(예컨대 단말에서의 배터리(202))에 연결된다. 전압 조정 회로(1002)는 제 3 리플 파형을 포함하는 제 3 전압과 같은, 리플 파형을 포함하는 전압을 출력하기 위해 교류 전류를 조정하고 그리고 배터리 충전을 위해 배터리로 리플 파형을 갖는 전압을 직접 인가하도록 구성된다. 중앙 제어 모듈(1003)은, 배터리의 충전 요건에 응답하기 위하여, 전압 조정 회로(1002)에 의해 출력되는 전류 및/또는 전압을 조정하도록 전압 조정 회로(1002)를 제어하도록 구성된다.
본 개시의 일 실시예에 따라서, 도 22에서 도시되는 바와 같이, 충전 디바이스(1000)는 전원 어댑터(1)에 배열될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따라서, 도 23에서 도시되는 바와 같이, 충전 디바이스(1000)는 또한 단말(2)에 배열될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따른 충전 디바이스를 통하여, 교류 전류를 조정함으로써, 배터리의 충전 요건을 충족시키는 리플 파형을 갖는 전압이, 배터리에 대한 제 2 충전을 수행하기 위해, 출력되고 그리고 배터리에 직접 인가될 수 있다. 종래 정전압 및 정전류와 대조적으로 리튬 배터리의 리튬 침전이 감소될 수 있으며, 배터리의 서비스 수명이 개선될 수 있으며, 그리고 충전 인터페이스의 접촉에 대한 아크 방전의 가능성 및 강도가 감소될 수 있으며, 충전 인터페이스들의 서비스 수명이 증대될 수 있으며, 그리고 배터리의 분극 효과를 감소시키고, 충전 속도를 개선시키고 그리고 배터리에 의해 방출되는 열을 감소시키는 장점이 있기 때문에, 충전 동안에 단말에 대한 신뢰성 및 안전성이 보장될 수 있다.
나아가, 본 개시의 실시예들은 또한 충전 방법을 제공한다. 상기 충전 방법은: 교류 전류를 수신하는 단계; 전압 조정 회로에 의해 교류 전류를 조정하여 리플 파형을 갖는 전압을 출력하는 단계; 배터리를 충전하기 위해 직접적으로 배터리로 리플 파형을 갖는 전압을 인가하는 단계; 배터리의 충전 요군에 응답하여 전압 조정 회로에 의해 출력되는 전류 및/또는 전압을 조정하는 단계;를 포함한다.
본 개시의 실시예들에 따른 충전 방법은 교류 전류를 조정함으로써, 배터리의 충전 요구사항을 충족시키는 리플 파형을 갖는 전압이 출력되고 배터리로 직접 적용될 수 있어서 배터리에 대한 제 2 충전이 수행될 수 있다. 종래 정전압 및 정전류와는 대조적으로, 리튬 배터리의 리튬 침전이 감소될 수 있으며, 배터리의 서비스 수명이 향상될 수 있으며, 그리고 충전 인터페이스의 접촉에 대한 아크 방전의 가능성 및 강도가 줄어들 수 있으며, 충전 인터페이스들에 대한 서비스 수명이 연장될 수 있으며, 그리고 배터리의 분극 효과가 줄어들고, 충전 속도가 향상되고 그리고 배터리에 의해 방출되는 열이 줄어드는 이점이 있어서, 충전 과정에서의 단말의 신뢰성 및 안전성이 담보될 수 있다.
본 개시의 명세서에서, "중앙", "종 방향", "측면", "길이", "폭", "두께", "상부", "하부" , "앞", "뒤", "왼쪽", "오른쪽", "수직", "수평", "상단", "하단", "내부", "외부", "시계 방향" "반시계방향" "축 방향", "방사형" 및 "원주형"과 같은 용어들은 도면들에 도시된 배향 및 위치 관계인 배향 및 위치 관계를 나타내며, 본 개시 내용을 기술하고 간단하게 설명하기 위한 것이며, 디바이스(장치) 또는 엘리먼트가 특정 방향으로 위치하도록 배치되거나 특정 방향으로 구조화되고 수행된다는 것을 의도하는 것이 아니며, 이는 본 개시에 대한 제한으로 이해 될 수 없다는 점이 인식되어야 한다.
또한, "제 1"및 "제 2"와 같은 용어는 설명의 목적을 위해 본 명세서에서 사용되며, 상대적 중요성 또는 중요도를 나타내거나 암시하거나 혹은 표시된 기술적 특징들의 수를 의미하는 것으로 의도되지는 않는다. 따라서, "제 1"및 "제 2"로 정의된 특징은 이러한 특징 중 하나 이상을 포함 할 수 있다. 본 명세서의 설명에서, "복수"는 달리 명시되지 않는 한 2 개 또는 2 개 이상을 의미한다.
본 명세서에서, 달리 명시되거나 제한되지 않는 한, "장착된", "접속된", "연결된", "고정된"등의 용어는 광범위하게 사용되고, 예를 들어 고정 접속, 탈착 가능한 접속, 또는 일체형 접속일 수 있으며; 기계적 또는 전기적 연결일 수도 있으며; 중간 구조를 통한 직접 연결 또는 간접 연결일 수도 있으며; 특정 상황에 따라 당업자가 이해할 수 있는 두 요소의 내부 통신 일 수도 있다.
본 개시내용에서, 달리 명시되거나 제한되지 않는 한, 제 1 특징이 제 2 특징의 "위" 또는 "아래"에 있는 구조는 상기 제 1 특징이 상기 제 2 특징과 직접 접촉하는 실시예를 포함할 수도 있으며, 또한 제 1 특징과 제 2 특징이 서로 직접 접촉하지 않지만 이들 사이에 형성된 추가 특징을 통해 접촉되는 실시예를 포함할 수도 있다. 또한, 제 2 특징의 "위에", "상부에" 또는 "상단에" 있는 제 1 특징이라는 것은, 제 1 특징이 바르게 또는 비스듬히 제 2 특징 "위에", "상부에" 또는 "상단에" 있는 실시예를 포함할 수 있거나, 혹은 단순히 제 1 특징의 높이가 제 2 특징의 높이보다 높은 곳에 있음을 의미하며; 제 2 특징의 "아래에", "하부에" 또는 "하단에" 있는 제 1 특징이라는 것은, 제 1 특징이 바르게 또는 비스듬히 제 2 특징의 "아래에", "하부에", 혹은 "하단에" 있는 실시예를 포함 할 수 있거나, 혹은 단순히 제 1 특징이 제 2 특징의 높이 보다 낮은 곳에 있다는 것을 의미할 수도 있다.
본 명세서 전체에 걸쳐 "일 실시예", "일부 실시예들", "하나의 실시예", "다른 실시예", "일례", "특정 예시" 또는 "몇몇 예시들"은, 실시예와 관련하여 기술된 특정한 특징, 구조, 재료 또는 특성이, 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 명세서 전반에 걸쳐 다양한 부분에서의 "일부 실시예들에서", "하나의 실시예에서", "일 실시예에서", "다른 실시예에서", "일 예시에서", "특정 실시예에서" 또는 "일부 예시에서"와 같은 용어들의 출현은, 본 명세서의 동일한 실시예 또는 예시를 반드시 언급하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조, 재료 또는 특성은 하나 이상의 실시예 또는 예시에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
당업자라면, 본 명세서에 개시된 실시예에서 설명된 예시와 조합하여, 유닛 및 알고리즘 단계가 전자 하드웨어, 또는 컴퓨터 소프트웨어와 전자 하드웨어의 조합에 의해 구현 될 수 있음을 인식할 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 상호 교환 가능성을 명확히 설명하기 위해 각 예시의 구성요소들 및 단계들은 기능적인 공통점에 따라 설명에 이미 기술되었다. 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 실행되는지 여부는 기술 솔루션의 특정 애플리케이션 및 설계 제약 조건에 따라 달라진다. 당업자는 각각의 특정 애플리케이션에 대해 기술된 기능을 구현하기 위해 상이한 방법을 사용할 수 있지만, 상기 구현이 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 간주되어서는 안된다.
당업자는 시스템, 장치/디바이스 및 유닛의 작업 프로세스와 관련하여, 간단하고 편리함을 위해 본 명세서에 기술된 방법 실시예의 설명의 적어도 일부가 참조된다는 점을 인지할 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 개시된 시스템, 장치/디바이스 및 방법은 다른 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 설명된 디바이스의 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하다. 유닛들의 파티션은 단순히 논리적 함수 파티셔닝에 지나지 않는다. 실제로는 다른 분할 방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 여러 단위 또는 구성 요소가 다른 시스템에 통합되거나 일부 기능이 무시되거나 구현되지 않을 수 있다. 또한, 서로간의 결합(연결) 또는 직접 결합(연결) 또는 통신 접속은 일부 인터페이스를 통해 구현될 수 있다. 간접 결합(연결) 또는 통신 접속은 전기적, 기계적 또는 다른 방식으로 구현될 수 있다.
본 개시의 실시예에서, 개별 컴포넌트들로서 도시된 유닛들은 물리적으로 분리될 수도 있고 분리되지 않을 수도 있고, 유닛들로서 설명되는 컴포넌트들은 물리적 유닛일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있으며, 즉, 한 장소에 위치 될 수 있거나, 여러 네트워크 유닛들에 분산될 수 있다. 본 개시의 실시예의 목적을 실현하기 위해, 실제 요구에 따라 유닛의 일부 또는 전부를 선택하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 각 기능 유닛은 하나의 프로레싱 모듈에 통합될 수 있거나, 또는 각각의 기능 유닛이 독립적인 유닛으로서 존재하거나, 둘 이상의 기능 유닛들이 하나의 모듈에 통합될 수도 있다.
통합 모듈이 소프트웨어로 구현되어 독립적인 제품으로서 판매되거나 사용되는 경우, 이는 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 이를 토대로, 본 개시내용의 기술적 해결책 또는 관련 기술에 기여하는 부분 또는 기술적 해결책의 일부는, 소프트웨어 제품의 방식으로 구현될 수 있다. 컴퓨터 소프트웨어 제품은 하나의 컴퓨터 장치(개인용 PC, 서버 또는 네트워크 장치 등)가 본 개시의 실시예에 따른 방법의 모든 단계 또는 일부 단계를 실행하게하는 몇 가지 명령을 포함하는 저장 매체에 저장된다. 전술한 저장 매체는 USB 플래시 디스크, 모바일 하드 디스크 드라이브 (모바일 HDD), 판독 전용 메모리 (ROM), 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 자기 테이프, 플로피 디스크, 광학 데이터 저장 장치 등의 프로그램 코드를 저장할 수 있는 매체일 수 있다.
예시적인 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자는, 상기 실시예들이 본 개시내용을 한정하는 것으로 해석되지 않는 다는점 그리고, 본 개시내용의 범위, 사상, 원리로부터 이탈하지 않고 변경, 각색 및 수정이 실시될 수 있다는 점을 인식할 것이다.

Claims (15)

  1. 전원 어댑터(power adapter)(1)에 있어서,
    입력 교류 전류를 정류하고 그리고 제 1 리플(ripple) 파형을 가지는 제 1 전압을 출력하도록 구성되는 제 1 정류기(101);
    제어 신호에 따라 상기 제 1 전압을 변조하고 그리고 변조된 제 1 전압을 출력하도록 구성되는 스위치 유닛(102);
    1차 권선(winding) 및 2차 권선을 가지며 그리고 상기 변조된 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 가지는 제 2 전압을 출력하도록 구성되는 변압기(transformer)(103);
    상기 2차 권선에 연결되며, 그리고 상기 제 2 전압을 정류하여 제 3 리플 파형을 가지는 제 3 전압을 출력하도록 구성되는 제 2 정류기(104) ― 상기 전원 어댑터(1)가 단말(2)에 연결되는 경우 상기 제 3 전압은 상기 단말(2)에서의 배터리(202)를 충전하기 위해 상기 단말(2)로 인가(introduced)되도록 구성됨 ―;
    전압 샘플링 값(voltage sampling value) 및 전류 샘플링 값(current sampling value) 중 적어도 하나를 획득하기 위해 상기 1차 권선에서의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 샘플링하도록 구성되는 샘플링 유닛(sampling unit)(106);
    상기 샘플링 유닛(106) 및 상기 스위치 유닛(102)에 각각 연결되며, 그리고 상기 스위치 유닛(102)으로 제어 신호를 출력하고 그리고 충전될 단말(2)에 상기 전원 어댑터(1)가 연결되는 경우 상기 제 3 전압이 상기 단말(2)의 배터리(202)의 충전 요건(requirement)을 충족하도록 상기 전류 샘플링 값 및 상기 전압 샘플링 값 중 적어도 하나에 따라 상기 제어 신호의 듀티비(duty ratio)를 조정함으로써 상기 제 2 정류기(104)의 출력을 변경하도록 구성되는 제어 유닛(107); 및
    상기 제 1 전압을 샘플링하도록 구성되고, 상기 제어 유닛(107)에 연결되는 제 2 전압 샘플링 회로(114); 를 포함하고,
    상기 제 2 전압 샘플링 회로(114)에 의해 샘플링되는 전압 값이 제 1 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우 상기 제어 유닛(107)은 방전(discharging)을 위해 제 1 사전 결정된 시간 기간 동안 온으로 스위칭하도록 상기 스위치 유닛(102)을 제어하도록 구성되는,
    전원 어댑터(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(107)은 상기 전압 샘플링 값 및 상기 전류 샘플링 값 중 적어도 하나에 따라 상기 제어 신호의 주파수를 조정하도록 추가로 구성되거나; 또는
    상기 제어 유닛(107)은 상기 전원 어댑터(1)가 충전될 단말(2)에 연결되는 경우 상기 단말(2)의 상태 정보를 획득하기 위해 상기 단말(2)과 통신하도록 추가로 구성되며; 그리고 상기 제어 유닛(107)은 상기 전압 샘플링 값 및 상기 전류 샘플링 값 중 적어도 하나 및 상기 단말(2)의 상태 정보에 따라 상기 제어 신호의 듀티비를 조정하도록 추가로 구성되는,
    전원 어댑터(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스위치 유닛(102)과 상기 제어 유닛(107) 사이에 연결되며, 그리고 상기 제어 신호에 따라 온(on) 또는 오프(off)로 스위칭하도록 상기 스위치 유닛(102)을 구동하도록 구성되는 구동 유닛(110);
    상기 구동 유닛(110)과 상기 제어 유닛(107) 사이에 연결되는 절연 유닛(isolation unit)(111);
    상기 변조된 제 1 전압에 따라 제 4 리플 파형을 가지는 제 4 전압을 발생시키도록 구성되는 보조 권선; 및
    상기 보조 권선에 연결되며, 그리고 상기 제 4 전압을 변환하고 직류 전류를 출력하여 상기 구동 유닛(110) 및 상기 제어 유닛(107) 중 적어도 하나에 각각 전원(power)을 공급하도록 구성되는 전원 공급 유닛(power supply unit)(112);
    을 포함하는,
    전원 어댑터(1).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 보조 권선 및 상기 제어 유닛(107)에 각각 연결되며, 그리고 전압 측정 값(voltage detecting value)을 생성하기 위해 상기 제 4 전압을 측정하도록 구성되는 제 1 전압 측정 유닛(113);
    을 더 포함하며,
    상기 제어 유닛(107)은 상기 전압 측정 값에 따라 상기 제어 신호의 듀티비를 조정하도록 추가적으로 구성되는,
    전원 어댑터(1).
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 변압기(103)의 동작 주파수(working frequency)는 50KHz 내지 2MHz의 범위인,
    전원 어댑터(1).
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 샘플링 유닛(106)은:
    상기 제어 유닛(107)을 통해 상기 전류 샘플링 값을 획득하기 위해 상기 1차 권선에서 상기 전류를 샘플링하도록 구성되는 제 1 전류 샘플링 회로(1061); 및
    상기 제어 유닛(107)을 통해 상기 전압 샘플링 값을 획득하기 위해 상기 1차 권선에서 상기 전압을 샘플링하도록 구성되는 제 1 전압 샘플링 회로(1062);
    을 포함하고,
    상기 제 1 전압 샘플링 회로(1062)는:
    상기 변조된 제 1 전압의 피크 전압을 샘플링하고 홀딩하도록 구성되는 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛(peak voltage sampling and holding unit);
    상기 변조된 제 1 전압의 제로 크로싱 포인트(zero crossing point)를 샘플링하도록 구성되는 크로스-제로 샘플링 유닛(cross-zero sampling unit);
    상기 제로 크로싱 포인트에서 상기 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛 상에서의 누설(leakage)을 수행하도록 구성되는 누설 유닛(leakage unit); 및
    상기 제어 유닛(107)을 통해 상기 전압 샘플링 값을 획득하기 위해 상기 피크 전압 샘플링 및 홀딩 유닛에서에서의 피크 전압을 샘플링하도록 구성되는 AD 샘플링 유닛;
    을 포함하는,
    전원 어댑터(1).
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 변조된 제 1 전압의 파형은 상기 제 3 리플 파형과 동기(synchronous)를 유지하는,
    전원 어댑터(1).
  8. 삭제
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전원 어댑터(1)는 제 1 충전 인터페이스(105)를 포함하고, 상기 제 1 충전 인터페이스(105)는:
    상기 배터리(202)를 충전하도록 구성되는 전원 선(power wire); 및
    상기 전원 어댑터(1)가 상기 제 1 충전 인터페이스(105)를 통해 상기 단말(2)에 연결되는 경우 상기 단말(2)과 통신하도록 구성되는 데이터 선(data wire);
    을 포함하며,
    상기 제어 유닛(107)은 충전 모드를 결정하기 위해 상기 제 1 충전 인터페이스(105)를 통해 상기 단말(2)과 통신하도록 구성되고, 상기 충전 모드는 제 2 충전 모드 및 제 1 충전 모드를 포함하며, 그리고 상기 제 2 충전 모드는 제 1 충전 모드와 상이한,
    전원 어댑터(1).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 정류기(104)의 제 1 출력 단자에 연결되는, 직렬로 연결된 제어 가능 스위치(108) 및 필터링 유닛(109)을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛(107)은, 상기 전원 어댑터(1)가 상기 단말(2)에 연결되는 경우 상기 단말(2)의 직류 전류 충전을 실행(realize)하기 위해 상기 필터링 유닛(109)으로 하여금 상기 제 2 정류기(104)의 출력 상에 필터링 기능을 수행하도록 하기 위해, 상기 충전 모드를 상기 제 1 충전 모드로 결정하는 경우 온으로 스위칭하도록 상기 제어 가능 스위치(108)를 제어하며, 그리고 상기 충전 모드를 상기 제 2 충전 모드로 결정하는 경우 오프로 스위칭하도록 상기 제어 가능 스위치(108)를 제어하도록 추가로 구성되는,
    전원 어댑터(1)
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(107)은, 상기 충전 모드가 상기 제 2 충전 모드로 결정되는 경우, 상기 전원 어댑터(1)가 상기 단말(2)에 연결되면, 상기 단말(2)의 상태 정보에 따라 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 충전 전류 및 충전 전압 중 적어도 하나를 획득하고, 그리고 상기 제 2 충전 모드에 대응하는 상기 획득된 충전 전류 및 상기 충전 전압 중 적어도 하나에 따라 상기 제어 신호의 듀티비를 조정하도록 추가로 구성되는,
    전원 어댑터(1).
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단말(2)의 상태 정보는 상기 배터리(202)의 온도를 포함하고,
    상기 배터리(202)의 온도가 제 1 사전 결정된 온도 임계치 보다 높거나 또는 상기 배터리(202)의 온도가 제 2 사전 결정된 온도 임계치 보다 낮은 경우, 현재 충전 모드가 상기 제 2 충전 모드이면, 상기 제 2 충전 모드는 상기 제 1 충전 모드로 스위칭되고, 그리고 상기 제 1 사전 결정된 온도 임계치는 상기 제 2 사전 결정된 온도 임계치보다 높으며; 그리고
    상기 제어 유닛(107)은, 상기 배터리(202)의 온도가 충전 프로세스 동안 사전 결정된 온도 보호 임계치 보다 높은 경우 오프로 스위칭하도록 상기 스위치 유닛(102)을 제어하도록 추가로 구성되는,
    전원 어댑터(1).
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(107)은:
    상기 전압 샘플링 값이 제 2 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우 오프로 스위칭하도록 상기 스위치 유닛(102)을 제어하거나; 또는
    상기 전류 샘플링 값이 사전 결정된 전류 값 보다 큰 경우 오프로 스위칭하도록 상기 스위치 유닛(102)을 제어하거나; 또는
    상기 전원 어댑터(1)가 상기 단말(2)에 연결되는, 전원 어댑터(1)의 제 1 충전 인터페이스(105)의 온도를 획득하고, 그리고 상기 제 1 충전 인터페이스(105)의 온도가 사전 결정된 보호 온도 보다 높은 경우 오프로 스위칭하도록 상기 스위치 유닛(102)을 제어하도록 추가로 구성되는,
    전원 어댑터(1).
  14. 충전 시스템에 있어서,
    배터리(202);
    입력 교류 전류를 정류하고 그리고 제 1 리플 파형을 가지는 제 1 전압을 출력하도록 구성되는 제 1 정류기(101);
    제어 신호에 따라 상기 제 1 전압을 변조하고 그리고 변조된 제 1 전압을 출력하도록 구성되는 스위치 유닛(102);
    1차 권선 및 2차 권선을 가지며, 상기 변조된 제 1 전압에 따라 제 2 리플 파형을 가지는 제 2 전압을 출력하도록 구성되는 변압기(103);
    상기 2차 권선에 연결되며, 그리고 상기 제 2 전압을 정류하여 제 3 리플 파형을 가지는 제 3 전압을 출력하도록 구성되는 제 2 정류기(104);
    전압 샘플링 값 및 전류 샘플링 값 중 적어도 하나를 획득하기 위해 상기 1차 권선에서 전압 및 전류 중 적어도 하나를 샘플링하도록 구성되는 샘플링 유닛(106);
    상기 샘플링 유닛(106) 및 상기 스위치 유닛(102)에 각각 연결되며, 그리고 상기 스위치 유닛(102)으로 제어 신호를 출력하고 그리고 상기 제 3 전압이 상기 단말(2)의 배터리(202)의 충전 요건을 충족하도록 상기 전류 샘플링 값 및 상기 전압 샘플링 값 중 적어도 하나에 따라 상기 제어 신호의 듀티비를 조정함으로써 상기 제 2 정류기(104)의 출력을 변경하도록 구성되는 제어 유닛(107); 및
    상기 제 1 전압을 샘플링하도록 구성되고, 상기 제어 유닛(107)에 연결되는 제 2 전압 샘플링 회로(114); 를 포함하고,
    상기 제 3 전압은 배터리에 인가되고, 상기 제 2 전압 샘플링 회로(114)에 의해 샘플링되는 전압 값이 제 1 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우 상기 제어 유닛(107)은 방전(discharging)을 위해 제 1 사전 결정된 시간 기간 동안 온으로 스위칭하도록 상기 스위치 유닛(102)을 제어하도록 구성되는,
    전원 어댑터(1).
  15. 충전 방법에 있어서,
    제 1 리플 파형을 가지는 제 1 전압을 출력하기 위해 입력 교류 전류 상에 제 1 정류를 수행하는 단계;
    스위치 유닛(102)을 제어함으로써 제 1 전압을 변조하며, 그리고 변압기 (103)의 변환에 의해 제 2 리플 파형을 가지는 제 2 전압을 출력하는 단계;
    제 3 리플 파형을 가지는 제 3 전압을 출력하기 위해 상기 제 2 전압 상에서의 제 2 정류를 수행하며, 그리고 배터리(202)에 상기 제 3 전압을 인가하는 단계;
    전압 샘플링 값 및 전류 샘플링 값 중 적어도 하나를 획득하기 위해 상기 변압기(103)의 1차 권선에서 전압 및 전류 중 적어도 하나를 샘플링하는 단계;
    상기 제 3 전압이 상기 배터리(202)의 충전 요건을 충족하도록 상기 전압 샘플링 값 및 상기 전류 샘플링 값 중 적어도 하나에 따라 상기 스위치 유닛(102)을 제어하기 위한 제어 신호의 듀티비를 조정하는 단계; 및
    상기 제 1 전압을 샘플링하고 샘플링된 전압 값이 제 1 사전 결정된 전압 값보다 큰 경우, 방전(discharging)을 위해 제 1 사전 결정된 시간 기간 동안 온으로 스위칭하도록 상기 스위치 유닛(102)을 제어하는 단계;
    를 포함하는,
    충전 방법.
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