KR102222793B1 - 입력 어댑터의 제거 시에 배터리 충전기의 입력 전압의 부스팅 방지 - Google Patents

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Abstract

접속된 외부 전력 어댑터로부터 배터리를 충전시키기 위해 스위치 모드 전력 공급기를 사용하는 충전 회로는 스위치 모드 전력 공급기를 주기적으로 턴 오프하고, 스위치 모드 전력 공급기로부터 충전 회로의 입력 단자를 접속해제할 수도 있다. 부하는 입력 단자에 접속될 수도 있다. 이 입력 단자는, 전력 어댑터가 접속되는지 아닌지 여부를 나타내는 전압 콜랩스에 대해 모니터링된다.

Description

입력 어댑터의 제거 시에 배터리 충전기의 입력 전압의 부스팅 방지{PREVENTION OF THE BOOSTING OF THE INPUT VOLTAGE OF A BATTERY CHARGER UPON REMOVAL OF INPUT ADAPTER}
관련 출원들의 상호참조
본 개시물은, 2012 년 11 월 1 일자로 출원된 미국가출원 제 61/721,381 호에 우선권 주장하는 2013 년 3 월 15 일자로 출원된 미국출원 제 13/834,460 호에 우선권을 주장하며, 이 양자 모두의 출원의 내용은 모든 목적들을 위해 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
본원에서 다르게 나타내지 않는 한, 본 섹션에서 설명된 접근들은 본 출원에서의 청구항들에 대한 선행 기술이 아니고, 본 섹션에 포함됨에 따라 선행 기술인 것으로 인정되지 않는다.
스위치-모드 아키텍처를 사용하는 배터리 충전 회로들은, 통상적으로 배터리를 충전하기 위해 스위처 회로를 이용한다. 용어 "배터리" 는 단일 셀 구성 또는 다중 셀 스택 구성 (예를 들어, 2 개의 직렬-접속된 셀들을 포함하는, 2S 구성) 을 지칭할 수도 있다.
일부 설계들에서, 벅 (buck) 타입 스위치 모드 아키텍처를 사용하는 배터리 충전 회로는, 입력 전력 공급기가 회로로부터 접속해제 (disconnect) 되는 경우 충전기 출력 전압을 입력 포트로 다시 부스트할 수 있다. 배터리 충전 회로는, 입력 전력 공급기 (예를 들어, 벽 어댑터) 가 제거되었다는 것을 구별할 수 없기 때문에 이 바람직하지 않은 상태에 갇혀있을 수 있다. 이것은, 입력 전력 공급기의 제거 시에 배터리 충전 회로에 의해 충전되고 있는 배터리로 하여금 결국 방전되게 할 수 있다. 이 바람직하지 않은 거동은 또한, 유니버셜 시리얼 버스 (Universal Serial Bus; USB) 사양과 같은 산업 사양들을 위반할 수 있다.
예를 들어, 도 6a 에 도시된 종래의 스위치-모드 아키텍처 충전 회로를 고려하자. 전력 공급기가 회로에 접속되는 경우, 전력 공급기로부터 배터리로 전류가 흐르고, 이에 의해 배터리를 충전할 수 있고; 전력 공급기로부터 부하 (load) 로 전류가 흐르고 이에 의해 부하에 전력을 제공할 수 있다.
예를 들어 입력 전압 콜랩스 (예를 들어, 어댑터 케이블 임피던스는 큰 IR-드롭을 야기할 수 있음) 와 거의 충분히 충전된 배터리의 결합으로 인해, 스위칭 회로의 듀티 사이클이 매우 높은 레벨들에 도달하면, 입력 어댑터가 제거된 후에 충전기로 하여금 부스트-컨버터 모드에서 부정확하게 동작하게 하는 것이 가능하다. 결과의 전류 흐름들은 도 6b 에 도시된 바와 같이 셋업될 수도 있다. 이 "부스트-백 (boost-back)" 거동의 주 원인은 로우-사이드 FET 의 온 (ON) 시간 동안 배터리로부터 공급되고 있는 네거티브 인덕터 전류이다. 일단 이것이 일어나면, 배터리 전압 및 부스트-모드 듀티 사이클에 비례하는 충전기의 입력 상에 전압이 존재하여, 어댑터가 제거되는 경우 배터리는 결국 방전되는 결과를 가져올 것이다. 이 네거티브 인덕터 전류의 발생은 제로-크로싱 검출 회로들의 내재하는 정확도 제한들로 인해 완전히 방지될 수 없다.
이 의도하지 않은 동작에 대한 솔루션들은 어댑터 입력을 모니터링하는 것 및 어댑터 입력이 일부 임계 미만으로 가는 경우 스위처를 턴 오프하는 것을 포함한다. 이 방법은 어댑터의 유효 범위를 제한한다. 일부 솔루션들은 이것을 추가의 단계로 취하고, 소프트웨어를 사용하여 네거티브 전류 흐름에 대해 BMS 회로부를 주기적으로 체크한다.
전력 어댑터로부터 배터리로 전력을 전달하기 위한 충전 회로는 충전 회로의 입력 단자에 선택적으로 접속될 수 있는 스위칭 가능 부하를 포함할 수도 있다. 컴퍼레이터 (comparator) 는 입력 단자에서 전압을 감지할 수도 있다. 충전 회로는 전력 어댑터로부터 배터리로 전력의 전달을 주기적으로 디스에이블하고, 고정된 기간 동안 스위칭 가능 부하를 활성화시킬 수도 있다. 컴퍼레이터가 전압 콜랩스를 감지하면, 충전 회로는 전력 어댑터가 충전 회로로부터 접속해제되었다는 것을 결정할 수도 있다. 컴퍼레이터가 전압 콜랩스를 감지하지 않으면, 충전 회로는 전력 어댑터로부터 배터리로 전력의 전달은 재개할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 충전 회로는 시간 단위 (timed basis) 로 상기 프로세스를 반복할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 반복들 간의 타이밍이 변할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 상기는 효율성을 개선시키기 위해 하나 이상의 컨디션들의 발생에 기초하여 활성화될 수도 있다.
다음의 상세한 설명 및 첨부 도면들은 본 개시물의 성질 및 이점들의 더 좋은 이해를 제공한다.
도 1 은 본 개시물의 원리들에 따른 충전 회로의 하이 레벨 개략도를 나타낸다.
도 2 는 충전 회로의 예시적인 실시형태를 나타낸다.
도 3 은 본 개시물에 따른 충전 회로의 프로세싱을 예시한다.
도 4 는 본 개시물에 따른 충전 회로의 대안의 프로세싱의 예를 예시한다.
도 5 는 종래의 벅 컨버터 설계를 나타낸다.
도 6a 는 종래의 벅 충전 회로에서 전류 흐름들을 예시한다.
도 6b 는 종래의 벅 충전 회로에서 부스트-백 (boost-back) 동작의 예를 예시한다.
이하의 설명에서, 설명을 위한 목적으로, 본 개시물의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 예들 및 특정 상세들이 기술된다. 그러나, 청구항들에서 표현된 바와 같이 본 개시물은 이들 예들 단독으로 또는 이하에 설명된 다른 피처들과의 조합으로 피처들의 일부 또는 전부를 포함할 수도 있고, 본원에 설명된 피처들 및 개념들의 등가물들 및 변형들을 더 포함할 수도 있음이 당업자에게 자명하다.
일부 실시형태들에서, 도 1 의 일반적인 개략적 표현으로 예시된 바와 같이, 본 개시물에 따른 충전 회로 (100) 는 입력 단자 (102) 및 출력 단자들 (104a 및 104b) 을 포함할 수도 있다. 충전 회로 (100) 는 배터리-전력 공급된 전자 디바이스들, 예컨대 셀룰러 전화기, 컴퓨팅 디바이스 등에 통합될 수도 있다. 배터리-전력 공급된 전자 디바이스를 포함하는 일렉트로닉스 (부하 (16)) 는 출력 단자 (104a) 에 접속될 수도 있다. 재충전 가능 배터리 (14) 는 출력 단자 (104b) 에 접속되어 전력을 부하 (16) 에 제공할 수도 있다. 외부 전원 (12)(예를 들어, AC 벽 어댑터, 다른 전자 디바이스 등) 이 입력 단자 (102) 에 접속되어, 전력을 제공하여 배터리 (14) 를 충전하고/하거나 전력을 부하 (16) 에 제공할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 충전 회로 (100) 는 스위치-모드 전력 공급기 (122) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 스위치-모드 전력 공급기 (122) 는 스위칭 회로 (122'), 인덕터 (L) 및 커패시터 (Cout) 를 포함하는 벅 컨버터일 수도 있다. 스위치-모드 전력 공급기 (122) 는 입력 단자 (102) 에서 수신된 전력을 전달하여 배터리 (14) 를 재충전하고/하거나 전력을 부하 (16) 로 전달할 수도 있다.
충전 회로는, 예를 들어 초과-온도 (over-temperature) 또는 부족-온도 (under-temperature) 컨디션 동안 충전하는 경우 배터리를 손상시키는 것을 방지하기 위해 소정 환경 하에서 충전 회로 (100) 로부터 배터리 (14) 를 접속해제하기 위한 스위치 (130) 를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 스위치 (130) 는 또한, 충전 전류를 조절하는데 사용될 수도 있다.
본 개시물의 원리들에 따르면, 충전 회로 (100) 는 스위칭 가능 부하 (124), 컴퍼레이터 (comparator)(126), 및 스위칭 가능 부하 및 스위치-모드 전력 공급기 (122) 를 제어하는 제어기 (128) 를 더 포함할 수도 있다. 스위칭 가능 부하 (124) 는 입력 단자 (102) 에 선택적으로 접속될 수도 있다.
제어기 (128) 는 제어 신호들 (128a) 을 어서트하여 스위칭 가능 부하 (124) 를 동작시킬 수도 있다. 제어 신호들 (128a) 은 또한, 본 개시물에 따라 스위치-모드 전력 공급기 (122) 의 동작을 제어할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제어기 (128) 는 컴퍼레이터 (126) 의 출력에 따라 제어 신호들 (128a) 을 생성 및 어서트할 수도 있다.
각종 실시형태들에서, 스위칭 가능 부하 (124) 는 스위칭 가능 부하가 제어기 (128) 에 의해 동작 또는 제어되는 것을 허용하는 임의의 설계를 사용하여 구현될 수도 있다. 특히, 스위칭 가능 부하 (124) 는 입력 단자 (102) 와 그라운드 전위 간의 전기적 접속을 선택적으로 제공할 수도 있다.
도 2 를 참조하면, 본 개시물의 원리들에 따른 충전 회로 (200) 의 예시적 실시형태는 입력 단자 (202) 및 출력 단자들 (204a, 204b) 을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 벅 컨버터로서 알려진 설계는 스위치-모드 전력 공급기 (222) 로서 역할을 할 수도 있다. 통상의 벅 컨버터의 기본 설계가 도 5 에 도시된다. 도 2 에 도시된 벅 컨버터 (222) 는 인덕터 (L) 및 커패시터 (Cout) 를 포함할 수도 있고, 이들은 각각 도 5 에 도시된 유도성 소자 (L) 및 용량성 소자 (C) 에 대응한다. 벅 컨버터 (222) 는 펄스 폭 변조 (pulse width modulated; PWM) 신호 생성기 (222c) 로부터의 펄스들에 의해 구동된, 전계 효과 트랜지스터들 (FETs)(222a 및 222b) 을 더 포함할 수도 있다. FET 들 (222a 및 222b) 은 각각의 펄스들 (out 및
Figure 112015051287025-pct00001
) 에 의해 구동되고, 도 5 에 도시된 스위치 소자 (SW) 및 다이오드 소자 (D) 로서 각각 기능한다.
PWM 신호 생성기 (222c) 는 FET 들 (222a, 222b) 의 게이트 전위 (Vgs) 를 구동시키기 위한 드라이버들 (미도시) 을 포함할 수도 있다. 도 2 에 도시된 특정 실시형태에서, FET 들 (222a, 222b) 은 N-타입 디바이스 (NFET) 들이다. 하이-사이드 FET (222a) 는 부동 전압 (floating voltage), 즉 인덕터 (L) 에 대한 그 접속에서의 전압에 대한 그 출력을 참조한다. 따라서, FET (222a) 에 대한 드라이버 (미도시) 는, FET 가 턴 온할 수 있기 위해서 Vgs > Vth 를 유지하기 위한 소스 보다 높은 하이-사이드 FET (222a) 의 게이트 전위 (Vgs) 를 구동시키기 위해 부스트-스트랩 회로 (예를 들어, Dboot 및 Cboot) 를 사용할 수도 있다.
특정 실시형태에서, 스위칭 가능 부하 (224) 는 저항성 소자 (224b) 와 직렬로 접속된 FET 스위치 (224a) 를 포함할 수도 있다. 물론, 스위칭 가능 부하 (224) 는 임의의 적합한 설계, 예를 들어 인에이블 및 디스에이블될 수 있는 op-amp 전류 싱크를 포함할 수도 있다. FET (224a) 의 게이트는 제어기 로직 (228a) 에 의해 제어될 수도 있다. 컴퍼레이터 (226) 는 저항성 부하 (224b) 양단의 전압을 임계 전압 (Vthreshold) 과 비교할 수도 있다. 출력 (226a) 은 제어기 로직 (228a) 에 대한 입력 신호로서 역할을 할 수도 있다.
제어기 (228) 는 제어기 로직 (228a) 및 타이머들 (228b 및 228c) 을 포함할 수도 있다. 스위칭 가능 부하 (224) 를 제어하는 것에 추가하여, 제어기 로직 (228a) 은 PWM 신호 생성기 (222c) 의 동작을 제어할 수도 있다. 본 개시물의 원리들에 따르면, 제어기 로직 (228a) 은 PWM 신호 생성기 (222c) 의 동작을 디스에이블할 수도 있다. 입력 FET (232) 는 벅 컨버터 (222) 가 디스에이블되는 경우, 배터리 (14) 로부터 역 저지 (reverse blocking) 를 제공하는데 사용될 수도 있고; 그렇지 않으면, FET (222a) 의 하이-사이드 바디 다이오드가 입력 FET (232) 가 존재하지 않는 경우 입력 단자 (202) 상에 배터리 전압이 나타나는 것을 허용할 것이다.
제어기 로직 (228a) 은 타이머들 (228b, 228c) 을 개시하고, 타이머들을 리셋할 수도 있다. 타이머들 (228b, 228c) 은 비휘발성 메모리에 저장될 수도 있는 미리결정된 타이머 값들로 프로그래밍될 수도 있다. 비휘발성 메모리는 프로그래밍 가능할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 배터리 충전 회로 (200) 를 통합하는 전자 디바이스 (미도시) 는 배터리 관리 시스템 (battery management system; BMS)(20) 을 포함할 수도 있다. 명칭이 시사하는 바와 같이, BMS (20) 는 디바이스의 배터리 (또는 배터리 팩) 의 출력, 충전, 및 방전을 관리하도록 다양한 기능들을 수행한다. BMS (20) 는 전압, 전류, 및 온도를 모니터링하여, 배터리의 스테이터스에 대한 다양한 알림들, 예컨대 충전 상태 (state of charge; SOC), 헬스 상태 (state of health; SOH) 등을 제공할 수도 있다. 이하에서 언급된 바와 같이, BMS (20) 는 배터리의 동작 상태에 관한 소정의 정보를 제어기 로직 (228a) 에 제공할 수도 있다.
도 3 을 참조하면, 본 개시물의 양태들에 따라 도 2 에 도시된 충전 회로 (200) 의 동작이 이제 논의될 것이다. 블록 302 에서, 전력 공급기가 충전 회로 (200) 에 접속되는 경우, 충전 회로는 접속 이벤트를 구성할 수도 있는 회로의 유효 입력으로서 전력 공급기에 의해 제공된 전압을 검출할 수도 있다. 블록 304 에서, 충전 회로 (200) 는 접속 이벤트에 응답하여 벅 컨버터 (222) 의 동작을 인에이블할 수도 있다. 예를 들어, 제어기 로직 (228a) 은, 출력하는 것 (out 및
Figure 112015051287025-pct00002
) 에 의해 PWM 신호 생성기 (222c) 가 응답할 수도 있는 인에이블 신호를 어서트할 수도 있다.
본 개시물의 원리들에 따르면, 일부 실시형태들에서 충전 회로 (200) 는 블록 306 에서, 미리결정된 양의 시간을 카운트 다운하도록 타이머 (지연 타이머)(228b) 를 개시할 수도 있다. 블록 306 에서 지연 타이머 (228b) 가 타임 아웃되는 경우, 블록 308 에서 충전 회로 (200) 는 예를 들어, PWM 신호 생성기 (222c) 의 동작을 중단함으로써 벅 컨버터 (222) 를 디스에이블할 수도 있다.
블록 310 에서, 충전 회로 (200) 는 입력 단자 (202) 상의 스위칭 가능 부하 (224) 를 인에이블할 수도 있다. 동시에, 충전 회로 (200) 는 미리결정된 양의 시간을 카운트 다운하도록 타이머 (입력 콜랩스 타이머)(228c) 를 개시할 수도 있다. 또한, 충전 회로 (200) 는 벅 컨버터 (222) 로부터 입력 단자 (202) 를 전기적으로 접속해제하거나 다르게는 전기적으로 절연시키기 위해 입력 FET (232) 를 턴 오프할 수도 있다.
블록 312 에서, 입력 콜랩스 타이머 (228c) 의 구동 동안, 입력 전압 (Vin) 이 부족 전압 (under-voltage) 임계 레벨 미만으로 떨어지면, 블록 314 에서 부족 전압 컨디션이 시그널링될 수도 있다. 충전 회로 (200) 는 전력 공급기가 접속해제된다는 것을 결정할 수도 있다. 제어기 로직 (228a) 은 디스에이블된 상태에서 벅 컨버터 (222) 를 유지함으로써 부족 전압 컨디션에 응답하고, 따라서 부스트-백 동작의 가능성을 회피할 수도 있다. 충전 회로 (200) 에서의 프로세싱은 다른 접속 이벤트 동안 대기하도록 블록 302 로 리턴할 수도 있다.
블록 312 에서, 입력 콜랩스 타이머 (228c) 가 런 아웃되는 경우 입력 전압 (Vin) 이 부족 전압 컨디션에 도달하지 않으면, 충전 회로 (200) 는 전력 공급기가 접속된 상태로 있다는 것을 결정할 수도 있다. 제어기 로직 (228a) 은 입력 FET (232) 를 턴 온할 수도 있고, 충전 회로 (200) 에서의 프로세싱은 블록 304 로 리턴할 수도 있는데, 여기서 제어기 로직은 벅 컨버터 (222) 를 재-인에이블할 수도 있고, 루프 (304-312) 가 반복될 수도 있다.
블록 (312) 으로 리턴하여, 전력 공급기가 충전 회로 (200) 로부터 접속해제되면, Vin 은 입력 콜랩스 타이머 (228c) 가 구동 중인 시간 동안 입력 커패시터 (Cin) 상에 여전히 남아 있는 전하에 의해서만 공급될 것이다. 결과적으로, Vin 은 입력 단자 (202) 의 접속이 스위칭 가능 부하 (224) 에 접속되는 덕택으로 부족 전압 컨디션으로 매우 빠르게 콜랩스할 것이다. 입력 콜랩스 타이머 (228c) 에 대한 타이밍은 입력 커패시터 (Cin) 가 방전되기에 충분한 시간을 허용하도록 선택될 수도 있다.
반면에, 전력 공급기가 충전 회로 (200) 에 접속되면, Vin 의 전압 콜랩스는, 저항성 부하 (224b) 가 전력 공급기가 이 저항성 부하를 구동시킬 수 있게 충분히 작은 한 발생하지 않을 것이다. 예를 들어, 저항성 부하 (224a) 는 소량의 전류, 말하자면 10 mA 를 인출하도록 설계될 수도 있고, 이 전류는 전력 공급기의 능력 내에 잘 있는 것 같다.
벅 컨버터 (222) 가 블록 312 에서 디스에이블되는 시간 동안, 배터리 (14) 는 시스템 부하 (16) 에 전력을 공급하고 있다. 따라서, 실제 시스템에서 벅 컨버터 (222) 가 디스에이블되고 배터리 (14) 가 유일한 전원인 시간 양을 최소화학 위해 입력 콜랩스 타이머 (228c) 에 대한 타이밍 값을 최소로 유지하는 것이 바람직할 수도 있지만, 전력 공급기가 접속해제되는 경우 입력 커패시터 (Cin) 가 부족 전압 임계 레벨 미만으로 방전되기에 충분히 길다. 예를 들어, 일부 실시형태들에서, 입력 콜랩스 타이머 (228c) 에 대한 타이밍 값은 밀리초 정도일 수도 있으나, 다른 실시형태들에서 상이할 수도 있다.
루프 (304-312) 가 너무 빈번하게 반복되지 않도록 지연 타이머 (228b) 에 대한 타이밍 값을 조정하는 것이 다른 실제 고려사항이다. 일부 실시형태들에서, 예를 들어 지연 타이머 (228b) 는 30 ms 지연을 제공할 수도 있는 한편, 다른 실시형태들에서, 지연 타이머는 상이한 양의 시간 동안 지연할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 타이머들 (228b 및 228c) 에 대한 타이밍 값들은 메모리에서 미리프로그래밍될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 타이밍 값들은 루프 (304-312) 의 후속적인 반복들로 조정될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 충전 회로 (200) 는 루프 (304-312) 를 활성화시키기 전에 소정 컨디션들의 발생에 대해 테스트할 수도 있다. 도 4 를 참조하면, 본 개시물의 일부 실시형태들에 따른 충전 회로 (200) 의 프로세싱은 블록들 (302, 304, 및 306) 을 포함할 수도 있고, 이것은 도 3 에서 각각의 블록들 (302, 304, 및 306) 과 연관되어 설명된 바와 같이 진행한다. 블록 306 에서, 지연 타이머 (228b) 가 타임 아웃된 후에, 충전 회로 (200) 는 블록 400 에서 소정 컨디션(들)의 발생에 대해 테스트할 수도 있다. 이 컨디션(들)이 존재하지 않으면, 프로세싱은 블록 304 로 리턴하고 루프 (304-312) 가 반복될 수도 있다. 그렇지 않으면, 프로세싱은 블록 308 로 진행한다.
이 컨디션들은 배터리 동작 상태에 관련된 신호들에 의해 표시될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 예를 들어 BMS (20) 및/또는 제어기 로직 (228a) 은 부스트-백 시나리오의 가능성을 나타내는데 사용될 수도 있는 다양한 배터리 동작 상태들을 나타내는 신호들을 제공할 수도 있다. 예를 들어, 다음의 컨디션들은 BMS (20) 및/또는 제어기 로직 (228a) 에 의해 제공될 수도 있고, 블록 400 에서 테스트될 수도 있다:
·배터리 충전이 인에이블되고,
·PWM 신호 생성기 (222a) 는 최대 듀티 사이클에서 동작하며,
·충전 전류에서의 전류-종료 레벨에 도달됨.
이들 컨디션들 하에서, 도 6b 에 예시된 바와 같이, 배터리가 충전되고 있으면, 전력 공급기가 제거되고 충전 전류가 종료 레벨 미만으로 가서 네거티브 전류가 되는 경우 부스트-백이 발생한다. 다시 말해, 배터리 (14) 는 전원 전류이다. 입력 전압이 콜랩스됨에 따라, 벅-모드 듀티 사이클이 증가할 것이다. 일단 듀티 사이클이 최대값이 되면, 그 컨디션은 곧 래치 (latch) 될 것이다. 이들 컨디션들 양자 모두가 충전 동안 참 (true) 인 경우, 부스트-백 동작의 가능성이 존재한다.
다른 예로써, 블록 400 은 다음의 컨디션들에 대해 테스트할 수도 있다:
·배터리 충전이 디스에이블되고,
·PWM 신호 생성기 (222a) 는 최대 듀티 사이클에서 동작하며,
·배터리가 존재함.
상기 컨디션들과 달리, 충전이 디스에이블되는 경우 배터리가 시스템에 포지티브 전류를 제공하고 있는지, 또는 일부가 부스트-백인지는 알 수 없다. 따라서, PWM 신호 생성기 (222a) 가 그 최대 듀티 사이클에서 동작 중이면, 도 3 에 설명된 바와 같이 루프 (304-312) 가 반복 단위로 수행될 수도 있다. 그러나, 시스템 전력에서의 혼란을 방지하기 위해, 루프 (304-312) 는 단지 배터리가 존재하는 것으로 결정되는 경우에만 조건적으로 수행될 수도 있다.
다른 실시형태들에서, 또 다른 컨디션들에 대해 블록 400 에서 테스트될 수도 있다. 컨디션이 존재하면, 충전 회로 (200) 는 전술된 바와 같이 블록들 (308 및 310) 로 진행할 수도 있다. 블록 312' 에서, 입력 전압 콜랩스가 검출되지 않으면, 루프 (304-312) 가 전술된 바와 같이 반복될 수도 있다. 그러나, 타이머들 (228b 및 228c) 에 대한 타이밍 값들은, 벅 컨버터 (222) 가 디스에이블되는 시간 양을 최소화하기 위해 블록 312' 에서 조정될 수도 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들에서 지연 타이머 (228b) 는 루프 (304-312) 의 첫 번째 3 개의 반복들 동안 30 ms 지연을 제공할 수도 있고, 네 번째 루프에 대해 지연 타이머는 1 s 지연을 제공할 수도 있다. 그 후, 이 사이클이 반복될 수도 있다. 물론, 이것은 단지 예이고 지연 타이머 (228b) 는 임의의 적합한 스케줄에 따라 조정될 수도 있다는 것을 인식할 것이다.
상기 설명은, 특정 실시형태들의 양태들이 어떻게 구현될 수도 있는지의 예들과 함께 본 발명의 다양한 실시형태들을 예시한다. 상기 예들은 단지 이 실시형태들만 있는 것으로 고려되지 않고, 다음의 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 특정 실시형태들의 유연성 및 이점들을 예시하도록 제시된다. 상기 개시물 및 다음의 청구항들에 기초하여, 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시물의 범위로부터 벗어나지 않고 다른 어레인지먼트들, 실시형태들, 구현들 및 등가물들이 이용될 수도 있다.

Claims (21)

  1. 충전 회로에서의 방법으로서,
    입력 단자에서 수신된 전력을 출력 단자로 전달하도록 스위칭 회로를 인에이블하는 단계;
    상기 스위칭 회로를 인에이블한 후에 미리결정된 시간량이 경과하면, 상기 스위칭 회로를 디스에이블하는 단계;
    소정 기간 동안 상기 입력 단자에 부하를 접속시키는 단계;
    상기 부하가 상기 입력 단자에 접속되는 동안 상기 입력 단자에서 전압 레벨을 감지하는 단계; 및
    상기 전압 레벨이 미리결정된 값을 초과하면, 상기 스위칭 회로를 인에이블하는 단계를 포함하는, 충전 회로에서의 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 단자에 부하를 접속시키는 단계는, 상기 입력 단자를 상기 스위칭 회로로부터 접속해제하는 단계를 포함하는, 충전 회로에서의 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 미리정의된 컨디션들의 발생을 확인하고, 이에 응답하여 제 1 기간 동안 상기 스위칭 회로를 디스에이블하는 단계를 더 포함하는, 충전 회로에서의 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    하나 이상의 미리정의된 컨디션들의 발생 전에 미리결정된 시간량 동안 지연시키는 단계를 더 포함하는, 충전 회로에서의 방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 단자에 접속된 외부 디바이스로부터 전력을 수신하는 단계를 더 포함하는, 충전 회로에서의 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 단자에서 수신된 상기 전력을 사용하여 상기 출력 단자에 접속된 배터리를 충전하는 단계를 더 포함하는, 충전 회로에서의 방법.
  8. 충전 회로로서,
    외부 디바이스에 접속하기 위한 입력 단자;
    배터리에 접속하기 위한 출력 단자;
    상기 입력 단자와 상기 출력 단자 간에 접속된 스위칭 회로;
    상기 입력 단자에 접속된 스위칭 가능 부하;
    상기 스위칭 가능 부하에 접속된 전압 센서; 및
    상기 스위칭 회로를 선택적으로 인에이블 및 디스에이블하고, 상기 스위칭 가능 부하를 선택적으로 동작시키도록 접속된 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제어기가 상기 스위칭 회로를 인에이블한 후에 미리결정된 시간량이 경과하면, 상기 스위칭 회로를 디스에이블하며;
    상기 부하가 상기 입력 단자에 접속되는 접속 상태로 상기 스위칭 가능 부하를 동작시키고,
    상기 전압 센서는 상기 부하에서 상기 전압의 측정치를 취하고, 상기 제어기는 상기 측정치가 미리결정된 값을 초과하는 경우 상기 스위칭 회로를 인에이블하는, 충전 회로.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 입력 단자와 상기 스위칭 회로 간에 접속된 스위치를 더 포함하고,
    상기 스위치는, 상기 스위칭 가능 부하가 상기 접속 상태에 있는 경우 개방되고 이에 의해 상기 입력 단자를 상기 스위칭 회로로부터 접속해제하는, 충전 회로.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 스위칭 가능 부하는 전자 디바이스와 직렬 접속되는 스위치를 포함하는, 충전 회로.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 전자 디바이스는 저항기인, 충전 회로.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 전자 디바이스는 전류 싱크인, 충전 회로.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 벅 컨버터인, 충전 회로.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 제어기가 상기 스위칭 회로를 인에이블한 후에 하나 이상의 미리결정된 컨디션들이 발생하는 경우 상기 스위칭 회로를 디스에이블하는, 충전 회로.
  15. 삭제
  16. 배터리 충전 회로에서의 방법으로서,
    상기 배터리 충전 회로의 입력에 접속된 외부 전력 공급기로부터 충전 스위칭 회로의 출력에 접속된 배터리로 전력을 전달하기 위해 상기 스위칭 회로의 동작을 인에이블하는 단계;
    제 1 미리결정된 기간이 경과한 후에,
    상기 스위칭 회로의 동작을 디스에이블하는 단계; 및
    제 2 미리결정된 기간 동안 부하를 통해 상기 배터리 충전 회로의 상기 입력을 접지시키는 단계;
    상기 배터리 충전 회로의 상기 입력에서의 전압이 상기 제 2 미리결정된 기간 동안 미리결정된 값 미만으로 떨어지면, 상기 스위칭 회로의 디스에이블된 동작을 유지하는 단계; 및
    상기 배터리 충전 회로의 상기 입력에서의 전압이 상기 제 2 미리결정된 기간 동안 상기 미리결정된 값 미만으로 떨어지지 않으면, 상기 스위칭 회로의 동작을 재-인에이블하는 단계를 포함하는, 배터리 충전 회로에서의 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 배터리 충전 회로의 상기 입력을 접지시키는 단계는, 상기 스위칭 회로로부터 상기 입력을 전기적으로 절연시키는 단계를 포함하는, 배터리 충전 회로에서의 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 스위칭 회로는 벅 컨버터를 포함하는, 배터리 충전 회로에서의 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 디스에이블하는 단계 및 상기 접지시키는 단계는, 미리결정된 회로 컨디션이 충족되는 경우에만 수행되는, 배터리 충전 회로에서의 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    메모리로부터 제 1 타이머 값을 획득하는 단계 및 제 1 타이머 회로를 상기 제 1 미리결정된 기간 동안 기준으로서 개시하는 단계를 더 포함하는, 배터리 충전 회로에서의 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 메모리로부터 제 2 타이머 값을 획득하는 단계 및 제 2 타이머 회로를 상기 제 2 미리결정된 기간 동안 기준으로서 개시하는 단계를 더 포함하는, 배터리 충전 회로에서의 방법.
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