KR102259113B1 - 충전 회로, 단말 및 충전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 기술적 해결수단은 충전 회로, 단말 및 충전 시스템을 제공한다. 충전 회로는 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결되고, 충전 회로는 제1 조정 회로, 전류 검출 회로, 전압 검출 회로 및 제어 회로를 포함한다. 제1 조정 회로의 제1 단부는 충전기에 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 상기 제2 단부는 단말 부하에 추가로 연결되며, 제1 조정 회로의 제3 단부는 제어 회로에 연결되고, 상기 전류 검출 회로의 제2 단부는 배터리의 양극에 연결되며, 배터리의 음극은 충전기에 연결되고, 전류 검출 회로는 배터리의 음극과 충전기 사이에 직렬로 연결된다. 본 발명에서 제공되는 충전 회로는, 충전 전류가 급격히 증가하는 경우, 과도하게 높은 충전 전류로 인한 충전 회로 및 배터리의 손상을 방지하기 위해 충전 전류를 조정할 수 있다.

Description

충전 회로, 단말 및 충전 시스템

본 발명은 충전 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 충전 회로, 단말 및 충전 시스템에 관한 것이다.

과학 및 기술의 발달에 따라, 단말의 기능이 더 강해지고, 사용자는 단말을 사용하여 사무 및 오락을 수행할 수 있다. 따라서, 단말은 사람들의 일상 생활에서 없어서는 안될 부분이 되었다. 그러나, 단말의 내구성은 제한적이고, 사용자는 단말을 지속적으로 충전해야 한다. 사용자가 단말을 적절하게 사용할 수 있도록 하기 위해 고속(fast) 충전 기술이 충전에서 선호되는 해결수단이 된다.

현재, 일반적인 고속 충전 기술은 주로 저전압 고전류 고속 충전 기술과 고전압 저전류 고속 충전 기술의 두 가지 유형으로 분류될 수 있다. 저전압 고전류 고속 충전 및 고전압 저전류 고속 충전 모두에 대해, 단말의 충전 회로에서의 전류는 배터리에 입력될 때 높은 충전 전류로 변환될 수 있다(이는 배터리가 견뎌낼 수있는 최대 안전 충전 전류이거나 또는 배터리 수명을 손상시키지 않는 안전한 충전 전류임). 이 경우, 고전류 충전이 배터리에서 수행될 때 고속 충전의 충전 안전성을 보장하는 방법이 특히 중요하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전자 장치 충전 제어 장치가 종래 기술에서 제공된다. 전자 장치 충전 제어 장치에 의해 전자 장치의 배터리를 충전하는 프로세스에서, 전원 어댑터는 먼저 정전압 출력에 의해 배터리를 충전한다. 충전 제어 모듈에 의해 전송되는 고속 충전 명령 커맨드(command)를 수신한 후, 전원 어댑터는 충전 제어 모듈에 의해 피드백되는 배터리 전압에 따라 출력 전압을 조정하고, 출력 전압이 충전 제어 모듈에 의해 미리 설정된 고속 충전 전압 조건을 충족하는 경우에 배터리에 대한 고속 충전을 수행하기 위해 고속 충전 전류 값 및 고속 충전 전압 값에 따라 출력 전류 및 출력 전압을 조정한다. 또한, 충전 제어 모듈은 배터리를 충전하기 위해 전원 어댑터로부터 직류 전류를 유도한다. 고속 충전 프로세스에서, 배터리의 고속 충전이 전원 어댑터의 출력 전류 및 출력 전압을 조정함에 의해 구현될 수 있도록 전원 어댑터는 또한 전원 어댑터의 출력 전압과 배터리 전압에 따라 출력 전류를 실시간으로 조정한다.

이상으로부터, 기술적 해결수단에서, 전원 어댑터는, 실시간 통신 방식으로,전자 장치 내의 충전 제어 모듈로부터 충전 전류 및 충전 전압의 피드백 정보를 획득하고, 전원 어댑터에서 실시간 조정을 수행하는 것을 알 수 있다. 이러한 기술적 해결수단은 충전 프로세스에서 실시간 조정에 대한 요구사항이 비교적 적은 시나리오에 적용될 수 있다. 실시간 조정에 대한 요구사항이 비교적 높은 충전 시나리오에서, 단말 부하에 의해 요구되는 전류가 갑자기 감소하고 전원 어댑터의 출력 조정이 제때 수행되지 않으면, 배터리로 흐르는 충전 전류가 갑자기 증가한다. 이는 전자 장치 내의 충전 회로 및 충전된 배터리에 잠재적인 안전 위협을 일으킨다.

본 발명의 실시예들은, 단말 부하에 의해 소비되는 전류가 감소하고 전원 어댑터로부터의 출력 전류가 제때 조정될 수 없기 때문에 충전 중에 충전 전류가 갑자기 증가하는 시나리오에서, 과도하게 높은 충전 전류로 인한 배터리 또는 충전 회로의 손상을 방지하기 위해 충전 전류가 조정될 수 있고 제어될 수 있도록 함으로써 충전 안전성을 보장할 수 있도록, 충전 회로, 단말 및 충전 시스템을 제공한다.

본 발명의 제1 측면은 충전 회로를 제공한다. 충전 회로는 충전 회로를 사용하여 배터리를 충전하는 경우 충전기가 단말 부하에게 전력을 추가로 공급할 수 있도록 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결된다.

구체적으로, 충전 회로는 제1 조정 회로, 전류 검출 회로, 전압 검출 회로 및 제어 회로를 포함한다.

상기 제1 조정 회로의 제1 단부는 상기 충전기에 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 제2 단부는 상기 배터리의 양극에 연결되며, 상기 제1 조정 회로의 상기 제2 단부는 상기 단말 부하에 추가로 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 제3 단부는 상기 제어 회로에 연결된다.

상기 배터리의 음극은 상기 충전기에 연결된다.

상기 전류 검출 회로는 상기 제1 조정 회로의 제2 단부와 상기 배터리의 양극 사이에 직렬로 연결되거나, 또는 상기 배터리의 음극과 상기 충전기 사이에 직렬로 연결된다.

상기 전압 검출 회로의 검출단은 상기 배터리의 양극 및 음극에 병렬로 연결되고, 상기 전압 검출 회로의 출력단은 상기 제어 회로에 연결된다.

상기 전압 검출 회로는, 상기 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 상기 배터리의 양 단부의 전압을 검출하고, 상기 제어 회로에게 상기 배터리의 전압 값을 전송하도록 구성된다.

상기 전류 검출 회로는, 상기 충전 회로의 전류 값을 획득하기 위해 상기 충전 회로의 전류를 검출하고, 상기 제1 조정 회로에게 상기 전류 값을 전송하도록 구성된다.

상기 제어 회로는, 상기 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 결정하고, 상기 충전 모드에 따라 전류 상한 값을 결정하도록 구성된다.

상기 제1 조정 회로는 상기 전류 값 및 상기 전류 상한 값을 획득하도록 구성되고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하기 위해 상기 전류 값과 상기 전류 상한 값을 비교하고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰 경우 상기 전류 값에 따라 상기 제1 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 추가로 구성된다.

상기 제1 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하는 목적은 충전 전류를 감소시키는 것이다. 즉, 큰 전류 값은 상기 제1 조정 회로의 보다 높이 조정된 임피던스를 지시한다.

또한, 상기 전류 검출 회로는 상기 제어 회로에 추가로 연결된다.

상기 전류 검출 회로는 전류 값을 상기 제어 회로에 전송하도록 추가로 구성된다.

상기 제어 회로는, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰 경우, 상기 충전기가 출력 전력, 출력 전류, 또는 출력 전압을 하향 조정할 수 있도록 상기 충전기에게 조정 명령을 전송하도록 구성된다.

제1 측면을 참조하면, 상기 제어 회로는 상기 충전 모드에 따라 전류 하한 값을 결정하도록 추가로 구성된다. 상기 제1 조정 회로는, 상기 전류 하한 값을 획득하고, 상기 전류 값이 상기 전류 하한 값보다 작은지의 여부를 결정하기 위해 상기 전류 값과 상기 전류 하한 값을 비교하며, 상기 전류 값이 상기 전류 하한 값보다 작은 경우 상기 전류 값에 따라 상기 제1 조정 회로의 임피던스를 하향 조정하도록 추가로 구성된다.

상기 제1 조정 회로의 임피던스가 현재 상대적으로 높으면, 상기 제어 회로가 상기 충전기와 상호작용한 후에 상기 충전기의 출력 전류가 감소한다는 것을 알아야 한다. 이 경우, 상기 충전 회로의 충전 전류는 감소하고 충전 효율은 영향을 받는다. 배터리의 충전 효율을 보장하기 위해, 상기 제1 조정 회로의 임피던스는 충전 전류를 증가시키기 위해 하향 조정될 필요가 있다.

제1 측면을 참조하면, 과전압 또는 과전류를 방지하기 위해, 상기 충전 회로는 보호 회로를 더 포함한다. 상기 보호 회로는 상기 충전기와 상기 제1 조정 회로의 제1 단부 사이에 직렬로 연결된다. 상기 제어 회로는 상기 보호 회로에 추가로 연결된다. 상기 제어 회로는, 상기 충전 모드에 따라 보호 트리거 조건을 결정하고, 상기 보호 회로에게 상기 보호 트리거 조건을 전송하도록 추가로 구성된다. 상기 보호 회로는, 출력 전류 값을 결정하기 위해 상기 충전기의 출력 전류를 검출하고, 상기 출력 전류 값이 상기 보호 트리거 조건을 충족시키는지의 여부를 결정하며, 상기 출력 전류 값이 상기 보호 트리거 조건을 충족시키는 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈(open)하도록 구성된다.

상기 보호 트리거 조건은 전류 보호 트리거 조건 및 전압 보호 트리거 조건을 포함한다는 것을 알아야 한다. 즉, 상기 보호 회로는 구체적으로, 출력 전류 값을 결정하기 위해 상기 충전기의 출력 전류를 검출하고, 상기 출력 전류 값이 상기 전류 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하며, 상기 출력 전류 값이 전류 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 구성된다.

상기 보호 회로는 상기 배터리의 전압이 과전압인지 여부를 검출하고 상기 충전기의 출력 전압이 과전압인지 여부를 검출할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 상기 전압 보호 트리거 조건은 배터리 전압 보호 트리거 조건과 충전기 전압 보호 트리거 조건을 포함한다. 구체적으로, 상기 배터리의 전압은 상기 배터리 전압 보호 트리거 조건에 대응하고, 상기 충전기의 출력 전압은 상기 충전기 전압 보호 트리거 조건에 대응한다.

또한, 상기 보호 회로는 상기 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 상기 전압 검출 회로에 추가로 연결된다. 상기 보호 회로는, 상기 배터리의 전압 값이 상기 배터리 전압 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하고, 상기 배터리의 전압 값이 상기 배터리 전압 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 추가로 구성된다.

또한, 상기 보호 회로는 출력 전압 값을 획득하기 위해 상기 충전기의 출력 전압을 검출하고, 상기 출력 전압 값이 상기 충전기 전압 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하며, 상기 출력 전압 값이 상기 충전기 전압 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 상기 스위치를 오픈하도록 추가로 구성된다.

제1 측면을 참조하면, 상기 충전 회로는 통신 회로를 더 포함한다. 상기 통신 회로는 상기 제어 회로에 연결된다.

상기 제어 회로는 상기 통신 회로에게 상기 통신 모드를 전송하도록 추가로 구성된다.

상기 통신 회로는 상기 충전기가 상기 충전 모드에 따라 충전을 수행할 수 있도록 상기 충전기에게 상기 충전 모드를 전송하도록 구성된다.

상기 통신 회로는 연결 케이블을 사용하여 상기 충전기에 연결될 수 있거나 또는 정보 전송을 수행하기 위해 무선 방식으로 상기 충전기와 상호작용할 수 있다.

제1 측면을 참조하면, 충전 전류를 보다 정확하게 조정하기 위해, 상기 충전 회로는 제2 조정 회로를 더 포함한다.

상기 제2 조정 회로는 상기 제1 조정 회로의 제2 단부와 상기 배터리의 양극 사이에 직렬로 연결된다. 다르게는, 상기 전류 검출 회로가 상기 제1 조정 회로와 상기 배터리의 양극 사이에 직렬로 연결되면, 상기 제2 조정 회로는 상기 배터리의 양극과 상기 전류 검출 회로 사이에 직렬로 연결될 수 있거나, 또는 상기 제1 조정 회로의 제2 단부와 상기 전류 검출 회로 사이에 직렬로 연결될 수 있다.

상기 제2 조정 회로는 상기 제어 회로에 추가로 연결된다.

상기 제어 회로는 상기 충전 모드에 따라 상기 제2 조정 회로의 조정 임계값을 결정하도록 추가로 구성된다.

상기 제2 조정 회로는 상기 전류 값 및 상기 제2 조정 회로의 조정 임계값에 따라 상기 제2 조정 회로의 임피던스를 조정하도록 구성된다.

구체적으로, 상기 제2 조정 회로의 조정 임계값은 또한 상한 임계값 및 하한 임계값을 포함한다. 상기 전류 값이 상기 상한 임계값보다 큰 경우, 상기 제2 조정 회로의 임피던스는 상향 조정되어 상기 충전 전류를 감소시키거나, 또는 상기 전류 값이 상기 하한 임계값보다 작은 경우, 상기 제2 조정 회로의 임피던스는 하향 조정되어 상기 충전 전류를 증가시킨다.

제1 측면을 참조하면, 상기 단말 부하에 의해 요청되는 전류가 갑자기 감소하는 것을 방지하기 위해, 상기 충전 회로는 제3 조정 회로 및 전류 모니터링 회로를 더 포함한다.

상기 제3 조정 회로 및 상기 전류 모니터링 회로는 상기 제1 조정 회로의 제2 단부와 상기 단말 부하 사이에 직렬로 연결된다.

상기 전류 모니터링 회로는, 상기 단말 부하의 전류의 감소 진폭을 모니터링하고, 상기 감소 진폭이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 상기 제3 조정 회로에게 조정 명령을 전송하도록 구성된다.

상기 제3 조정 회로는 상기 조정 명령에 따라 상기 제3 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 구성된다.

또한, 상기 제3 조정 회로는, 미리 설정된 듀레이션 후에, 상기 제3 조정 회로의 임피던스를 상기 임피던스가 상향 조정되기 전의 상태로 복귀시키도록 추가로 구성된다. 다르게는, 상기 제3 조정 회로는 미리 설정된 듀레이션 후에 상기 제3 조정 회로의 임피던스를 하향 조정하도록 추가로 구성된다.

미리 설정된 듀레이션은 상기 충전기의 전류 조정 듀레이션보다 크다. 상기 단말 부하에 의해 요청되는 전류가 감소한 후에, 상기 충전 회로의 전류가 증가한다. 따라서, 이 경우, 상기 제어 회로는 출력 전류를 감소시키기 위한 명령을 상기 충전기에게 전송한다. 상기 명령을 수신한 후, 상기 충전기는 전류 조정 듀레이션을 갖는다. 즉, 상기 충전기는 전류 조정 듀레이션 내에 전류를 목표 값으로 조정한다.

본 발명의 제2 측면은 다른 충전 회로를 개시한다. 충전 회로는 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결되고, 상기 충전 회로는 제1 조정 회로, 전류 검출 회로, 전압 검출 회로 및 제어 회로를 포함한다.

제1 측면에서 개시된 충전 회로와 달리, 상기 충전 회로 내의 조정 회로는 분기 회로 내에 배치된다.

구체적으로, 상기 제1 조정 회로의 제1 단부는 상기 충전기에 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 제1 단부는 상기 단말 부하에 추가로 연결되며, 상기 제1 조정 회로의 제2 단부는 상기 배터리의 양극에 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 제3 단부는 상기 제어 회로에 연결된다.

상기 배터리의 음극은 상기 충전기에 연결된다.

상기 전류 검출 회로는 상기 제1 조정 회로의 제2 단부와 상기 배터리의 양극 사이에 직렬로 연결되거나, 또는 상기 배터리의 음극과 상기 충전기 사이에 직렬로 연결된다.

상기 전압 검출 회로의 검출단은 상기 배터리의 양극 및 음극에 병렬로 연결되고, 상기 전압 검출 회로의 출력단은 상기 제어 회로에 연결된다.

상기 전압 검출 회로는, 상기 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 상기 배터리의 양 단부의 전압을 검출하고, 상기 제어 회로에게 상기 배터리의 전압 값을 전송하도록 구성된다.

상기 전류 검출 회로는, 상기 충전 회로의 전류 값을 획득하기 위해 상기 충전 회로의 전류를 검출하고, 상기 제1 조정 회로에게 상기 전류 값을 전송하도록 구성된다.

상기 제어 회로는, 상기 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 결정하고, 상기 충전 모드에 따라 전류 상한 값을 결정하도록 구성된다.

상기 제1 조정 회로는, 상기 전류 값 및 상기 전류 상한 값을 획득하도록 구성되고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하기 위해 상기 전류 값과 상기 전류 상한 값을 비교하고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰 경우 상기 전류 값에 따라 상기 제1 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 추가로 구성된다.

또한, 상기 전류 검출 회로는 상기 제어 회로에 추가로 연결된다.

상기 전류 검출 회로는 상기 전류 값을 상기 제어 회로에게 전송하도록 추가로 구성된다.

상기 제어 회로는, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰 경우, 상기 충전기가 출력 전력, 출력 전류, 또는 출력 전압을 하향 조정할 수 있도록 상기 충전기에게 조정 명령을 전송하도록 구성된다.

제2 측면을 참조하면, 상기 제어 회로가 상기 충전기와 상호작용한 후, 상기 충전기는 상기 출력 전류를 하향 조정한다. 이 경우, 충전 전류가 감소된다. 충전 효율을 보장하기 위해, 상기 제1 조정 회로의 임피던스는 하향 조정될 필요가 있다. 상세한 것은 다음과 같다.

상기 제어 회로는 상기 충전 모드에 따라 전류 하한 값을 결정하도록 추가로 구성된다.

상기 제1 조정 회로는, 상기 전류 하한 값을 획득하고, 상기 전류 값이 상기 전류 하한 값보다 작은지의 여부를 결정하기 위해 상기 전류 값과 상기 전류 하한 값을 비교하며, 상기 전류 값이 상기 전류 하한 값보다 작은 경우 상기 전류 값에 따라 상기 조정 회로의 임피던스를 하향 조정하도록 구성된다.

제2 측면을 참조하면, 과전압 또는 과전류를 방지하기 위해, 상기 충전 회로는 보호 회로를 더 포함한다.

상기 보호 회로는 상기 충전기와 상기 제1 조정 회로의 제1 단부 사이에 직렬로 연결된다.

상기 제어 회로는 상기 보호 회로에 추가로 연결된다.

상기 제어 회로는, 상기 충전 모드에 따라 보호 트리거 조건을 결정하고, 상기 보호 회로에게 상기 보호 트리거 조건을 전송하도록 추가로 구성된다.

상기 보호 회로는, 출력 전류 값을 결정하기 위해 상기 충전기의 출력 전류를 검출하고, 상기 출력 전류 값이 상기 보호 트리거 조건을 충족시키는지의 여부를 결정하며, 상기 출력 전류 값이 상기 보호 트리거 조건을 충족시키는 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 구성된다.

상기 보호 트리거 조건은 전류 트리거 보호 조건 및 전압 트리거 보호 조건을 모두 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

구체적으로, 상기 보호 회로는, 상기 출력 전류 값이 상기 전류 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하고, 상기 출력 전류 값이 상기 전류 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 구성된다.

상기 보호 회로는 상기 배터리의 전압이 과전압인지의 여부를 검출하고 상기 충전기의 출력 전압이 과전압인지의 여부를 검출할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 상기 전압 보호 트리거 조건은 배터리 전압 보호 트리거 조건 및 충전기 전압 트리거 보호 조건을 포함한다. 구체적으로, 상기 배터리의 전압은 상기 배터리 전압 보호 트리거 조건에 대응하고, 상기 충전기의 출력 전압은 상기 충전기 전압 보호 트리거 조건에 대응한다.

또한, 상기 보호 회로는 상기 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 상기 전압 검출 회로에 추가로 연결된다. 상기 보호 회로는, 상기 배터리의 전압 값이 상기 배터리 전압 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하고, 상기 배터리의 전압 값이 상기 배터리 전압 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 상기 스위치를 오픈하도록 추가로 구성된다.

또한, 상기 보호 회로는 출력 전압 값을 획득하기 위해 상기 충전기의 출력 전압을 검출하고, 상기 출력 전압 값이 상기 충전기 전압 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하며, 상기 출력 전압 값이 상기 충전기 전압 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 상기 스위치를 오픈하도록 추가로 구성된다.

제2 측면을 참조하면, 상기 제어 회로는 출력 전력, 출력 전압, 또는 출력 전류를 조정하기 위해 상기 충전기와 상호작용할 필요가 있다. 따라서, ,상기 충전 회로는 통신 회로를 더 포함한다. 상기 통신 회로는 상기 제어 회로에 연결된다.

상기 제어 회로는 상기 통신 회로에게 상기 충전 모드를 전송하도록 추가로 구성된다.

상기 통신 회로는 상기 충전기가 상기 충전 모드에 따라 충전을 수행할 수 있도록 상기 충전기에게 상기 충전 모드를 전송하도록 구성된다.

정보 전송을 수행하기 위해 연결 케이블을 사용함으로써 상기 통신 회로가 상기 충전기에 연결될 수 있다. 다르게는, 상기 통신 회로는 무선 방식으로 상기 충전기와 상호작용할 수 있다.

제2 측면을 참조하면, 선택적으로, 상기 충전 회로는 제2 조정 회로 및 전류 모니터링 회로를 더 포함한다.

상기 제2 조정 회로 및 상기 전류 모니터링 회로는 상기 제1 조정 회로의 제1 단부와 상기 단말 부하 사이에 직렬로 연결된다.

상기 전류 모니터링 회로는, 상기 단말 부하의 전류의 감소 진폭을 모니터링하고, 상기 감소 진폭이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 상기 제2 조정 회로에게 조정 명령을 전송하도록 구성된다.

상기 제2 조정 회로는 상기 조정 명령에 따라 상기 제2 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 구성된다.

또한, 상기 제2 조정 회로는, 미리 설정된 듀레이션 후에, 상기 제2 조정 회로의 임피던스를 상기 임피던스가 상향 조정되기 전의 상태로 복귀시키도록 추가로 구성된다.

본 발명의 제3 측면은 다른 충전 회로를 개시한다. 상기 충전 회로는 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결되고, 상기 충전 회로는 조정 회로 및 전류 모니터링 회로를 포함한다.

상기 조정 회로의 제1 단부는 상기 충전기에 연결되고, 상기 조정 회로의 제2 단부는 상기 전류 모니터링 회로의 제1 단부에 연결되며, 상기 전류 모니터링 회로의 제2 단부는 상기 단말 부하에 연결된다.

상기 충전기의 양극은 상기 배터리의 양극에 연결되고, 상기 충전기의 음극은 상기 배터리의 음극에 연결된다.

상기 전류 모니터링 회로는, 상기 단말 부하의 전류의 감소 진폭을 모니터링하고, 상기 감소 진폭이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 상기 조정 회로에게 조정 명령을 전송하도록 구성된다.

상기 조정 회로는 상기 조정 명령에 따라 상기 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 구성된다.

또한, 상기 조정 회로는, 상기 조정 회로의 임피던스가 상향 조정되는 미리 설정된 듀레이션 후에, 상기 조정 회로의 임피던스를 상기 임피던스가 상향 조정되기 전의 상태로 복귀시키도록 추가로 구성된다.

제3 측면을 참조하면, 과전압 또는 과전류를 방지하기 위해, 상기 충전 회로는 전류 검출 회로, 전압 검출 회로, 제어 회로 및 보호 회로를 더 포함한다.

상기 보호 회로는 상기 충전기와 상기 배터리의 양극 사이에 직렬로 연결된다.

상기 전류 검출 회로는 상기 보호 회로와 상기 배터리의 양극 사이에 직렬로 연결되거나, 또는 상기 배터리의 음극과 상기 충전기 사이에 직렬로 연결된다.

상기 전압 검출 회로의 검출단은 상기 배터리의 양극 및 음극에 병렬로 연결된다.

상기 제어 회로는 상기 전류 검출 회로에 연결되고, 상기 전압 검출 회로에 추가로 연결되며, 상기 보호 회로에 추가로 연결된다.

상기 전압 검출 회로는, 상기 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 상기 배터리의 양 단부의 전압을 검출하고, 상기 제어 회로에게 상기 배터리의 전압 값을 전송하도록 구성된다.

상기 전류 검출 회로는, 상기 충전 회로의 전류 값을 획득하기 위해 상기 충전 회로의 전류를 검출하고, 상기 보호 회로에게 상기 전류 값을 전송하도록 구성된다.

상기 제어 회로는, 상기 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 결정하고, 상기 충전 모드에 따라 보호 트리거 조건을 결정하도록 구성된다.

상기 보호 회로는, 출력 전류 값을 결정하기 위해 상기 충전기의 출력 전류를 검출하고, 상기 출력 전류 값이 상기 보호 트리거 조건을 충족시키는지의 여부를 결정하며, 상기 출력 전류 값이 상기 보호 트리거 조건을 충족시키는 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 구성된다.

상기 보호 회로는 상기 배터리의 전압이 과전압인지의 여부를 검출하고 상기 충전기의 출력 전압이 과전압인지의 여부를 검출할 수 있다. 따라서, 상기 전압 보호 트리거 조건은 배터리 전압 보호 트리거 조건 및 충전기 전압 트리거 보호 조건을 포함한다. 구체적으로, 상기 배터리의 전압은 상기 배터리 전압 보호 트리거 조건에 대응하고, 상기 충전기의 출력 전압은 상기 충전기 전압 보호 트리거 조건에 대응한다.

또한, 상기 보호 회로는 상기 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 상기 전압 검출 회로에 추가로 연결된다. 상기 보호 회로는, 상기 배터리의 전압 값이 상기 배터리 전압 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하고, 상기 배터리의 전압 값이 상기 배터리 전압 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 상기 스위치를 오픈하도록 추가로 구성된다.

또한, 상기 보호 회로는 출력 전압 값을 획득하기 위해 상기 충전기의 출력 전압을 검출하고, 상기 출력 전압 값이 상기 충전기 전압 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하며, 상기 출력 전압 값이 상기 충전기 전압 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 상기 스위치를 오픈하도록 추가로 구성된다.

본 발명의 제4 측면은 단말을 추가로 개시한다. 상기 단말은 제1 측면 내지 제3 측면 중 어느 하나에 따른 충전 회로를 포함한다.

본 발명의 제5 측면은 충전 시스템을 개시한다. 상기 충전 시스템은 충전기, 연결 케이블 및 제4 측면에 따른 단말을 포함한다.

상기 충전기는 상기 연결 케이블을 사용하여 상기 단말에 연결된다.

본 발명의 제6 측면은 충전 방법을 개시한다. 상기 방법은,

충전 전류 값을 획득하기 위해 충전 전류를 검출하는 단계; 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 상기 배터리의 전압을 검출하는 단계; 상기 배터리의 전압 값과 매칭하는 충전 모드를 결정하는 단계; ,상기 충전 모드에 따라 전류 상한 값을 결정하는 단계; 및 상기 충전 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰 경우, 상기 충전 전류 값에 따라 충전 경로의 임피던스를 상향 조정하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 충전 방법은, 상기 충전 모드에 따라 전류 하한 값을 결정하는 단계; 및 상기 충전 전류 값이 상기 전류 하한 값보다 작은 경우, 상기 충전 전류 값에 따라 상기 충전 경로의 임피던스를 하향 조정하는 단계를 더 포함한다.

이상으로부터, 본 발명의 기술적 해결수단은 충전 회로, 단말 및 충전 시스템을 제공함을 알 수 있다. 상기 충전 회로는 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결된다. 상기 충전 회로는 제1 조정 회로, 전류 검출 회로, 전압 검출 회로 및 제어 회로를 포함한다. 상기 제1 조정 회로의 제1 단부는 상기 충전기에 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 제2 단부는 상기 배터리의 양극에 연결되며, 상기 제1 조정 회로의 상기 제2 단부는 상기 단말 부하에 추가로 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 제3 단부는 상기 제어 회로에 연결된다. 상기 배터리의 음극은 상기 충전기에 연결된다. 상기 전류 검출 회로는 상기 제1 조정 회로의 제2 단부와 상기 배터리의 양극 사이에 직렬로 연결되거나, 또는 상기 배터리의 음극과 상기 충전기 사이에 직렬로 연결된다. 상기 전압 검출 회로의 검출단은 상기 배터리의 양극 및 음극에 병렬로 연결된다. 상기 전압 검출 회로의 출력단은 상기 제어 회로에 연결된다. 상기 전압 검출 회로는, 상기 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 상기 배터리의 양 단부의 전압을 검출하고, 상기 제어 회로에게 상기 배터리의 전압 값을 전송하도록 구성된다. 상기 전류 검출 회로는, 상기 충전 회로의 전류 값을 획득하기 위해 상기 충전 회로의 전류를 검출하고, 상기 제1 조정 회로에게 상기 전류 값을 전송하도록 구성된다. 상기 제어 회로는, 상기 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 결정하고, 상기 충전 모드에 따라 전류 상한 값을 결정하도록 구성된다. 상기 제1 조정 회로는 상기 전류 값 및 상기 전류 상한 값을 획득하도록 구성되고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하기 위해 상기 전류 값과 상기 전류 상한 값을 비교하고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰 경우 상기 전류 값에 따라 상기 제1 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 추가로 구성된다.

본 발명에서 제공되는 충전 회로는, 과도하게 높은 충전 전류로 인한 충전 회로 및 배터리의 손상을 방지하기 위해 충전 전류가 급격히 증가하는 경우 충전 전류를 조정할 수 있다. 또한, 충전기가 출력 전류를 하향 조정한 후에, 충전 전류는 감소한다. 이 경우, 충전 회로 내의 조정 회로의 임피던스는 충전 효율을 보장하기 위해 충전 전류를 증가시키도록 하향 조정될 수 있다.

본 발명의 실시예에서의 기술적 해결수단을 더욱 명확히 기술하기 위해, 이하에서 본 발명의 실시예를 설명할 때 필요한 첨부 도면을 간략하게 소개한다. 분명한 것은, 이어질 설명에서 첨부된 도면은 단지 본 발명의 몇 가지 실시예를 나타내며, 통상의 기술자라면 첨부된 도면으로부터 창작 능력 없이도 다른 도면을 도출해 낼 수 있다는 것이다.
도 1은 종래 기술에서의 전자 장치 충전 제어 장치이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 충전 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 충전 회로의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 회로의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 회로의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 회로의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 회로의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 회로의 개략도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MOS 트랜지스터의 드레인-소스 온 상태 저항(drain-source on-state resistance)과 구동 전압 사이의 관계를 나타내는 선 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 충전 방법을 도시한다.

본 발명의 실시예의 목적, 기술적 해결수단, 및 이점을 보다 명확히 하기 위해, 이하 본 발명 실시예의 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 기술적 해결수단을 기술한다.

과학 및 기술의 발달에 따라, 단말(예를 들면, 스마트폰, 착용형 장치, 태블릿 컴퓨터와 같은 전자 장치)의 기능이 더 강화되고, 단말이 사람들의 일상 생활에서 없어서는 안될 부분이 될 수 있도록 사용자는 단말을 사용하여 사무 및 오락을 수행할 수 있다. 그러나, 단말의 내구성 성능은 제한적이고, 사용자는 단말을 지속적으로 충전해야 한다.

사용자가 단말을 적절하게 사용할 수 있도록 하기 위해 고속 기술이 충전에서 선호되는 해결수단이 된다.

현재, 일반적인 고속 충전 기술은 주로 저전압 고전류 고속 충전 기술과 고전압 저전류 고속 충전 기술의 두 가지 유형으로 분류될 수 있다. 저전압 고전류 고속 충전 및 고전압 저전류 고속 충전 모두에 대해, 단말의 충전 회로에서의 전류는 배터리에 입력될 때 높은 충전 전류로 변환될 수 있다(이는 배터리가 견뎌낼 수있는 최대 안전 충전 전류이거나 또는 배터리 수명을 손상시키지 않는 안전한 충전 전류임). 이 경우, 고전류 충전이 배터리에서 수행될 때 고속 충전의 충전 안전성을 보장하는 방법이 특히 중요하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전자 장치 충전 제어 장치가 종래 기술에서 제공된다. 전자 장치 충전 제어 장치에 의해 전자 장치의 배터리를 충전하는 프로세스에서, 전원 어댑터는 먼저 정전압 출력에 의해 배터리를 충전한다. 충전 제어 모듈에 의해 전송되는 고속 충전 명령 커맨드(command)를 수신한 후, 전원 어댑터는 충전 제어 모듈에 의해 피드백되는 배터리 전압에 따라 출력 전압을 조정하고, 출력 전압이 충전 제어 모듈에 의해 미리 설정된 고속 충전 전압 조건을 충족하는 경우에 배터리에 대한 고속 충전을 수행하기 위해 고속 충전 전류 값 및 고속 충전 전압 값에 따라 출력 전류 및 출력 전압을 조정한다. 또한, 충전 제어 모듈은 배터리를 충전하기 위해 전원 어댑터로부터 직류 전류를 유도한다. 고속 충전 프로세스에서, 배터리의 고속 충전이 전원 어댑터의 출력 전류 및 출력 전압을 조정함에 의해 구현될 수 있도록 전원 어댑터는 또한 전원 어댑터의 출력 전압과 배터리 전압에 따라 출력 전류를 실시간으로 조정한다.

이상으로부터, 기술적 해결수단에서, 전원 어댑터는, 실시간 통신 방식으로,전자 장치 내의 충전 제어 모듈로부터 충전 전류 및 충전 전압의 피드백 정보를 획득하고, 전원 어댑터에서 실시간 조정을 수행하는 것을 알 수 있다. 이러한 기술적 해결수단은 충전 프로세스에서 실시간 조정에 대한 요구사항이 비교적 적은 시나리오에 적용될 수 있다. 실시간 조정에 대한 요구사항이 비교적 높은 충전 시나리오에서, 단말 부하에 의해 요구되는 전류가 갑자기 감소하고 전원 어댑터의 출력 조정이 제때 수행되지 않으면, 배터리로 흐르는 충전 전류가 갑자기 증가한다. 이는 전자 장치 내의 충전 회로 및 충전된 배터리에 잠재적인 안전 위협을 일으킨다.

도 2에 도시된 바와 같이, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 충전 시스템이다. 본 발명에서 제공되는 충전 시스템에 의하면, 충전 전류가 갑자기 증가하는 경우, 매우 높은 충전 전류로 인한 충전 회로 및 배터리의 손상을 방지하기 위해, 충전 전류가 조정될 수 있다.

구체적으로, 충전 시스템은 단말, 충전기 및 연결 케이블을 포함한다. 단말은 연결 케이블을 사용하여 충전기에 연결된다.

단말은 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 지능형 착용 장치 또는 컴퓨터와 같은 전자 장치일 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 단말은 단말 부하, 배터리 및 단말의 충전 회로를 포함한다.

충전 회로는 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결된다.

충전 회로는, 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 배터리의 양단 전압을 검출하고, 배터리의 전압 값을에 따라 충전 모드를 결정하며, 충전 모드에 따라 전류 상한 값을 결정하도록 구성되고, 충전 회로의 전류 값을 획득하기 위해 충전 회로의 전류를 검출하고, 전류 값이 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하며, 전류 값이 전류 상한 값보다 큰 경우, 전류 값에 따라 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 추가로 구성된다.

또한, 충전 회로는, 충전 모드에 따라 전류 하한 값을 결정하고, 전류 값이 전류 하한 값보다 작은 지의 여부를 결정하며, 전류 값이 전류 하한 값보다 작은 경우, 전류 값에 따라 조정 회로의 임피던스를 하향 조정하도록 추가로 구성된다.

이상으로부터, 본 발명에서 제공된 충전 회로에 의하면, 충전 중에 단말 부하에 의해 소비되는 전류가 감소하고, 전원 어댑터로부터의 출력 전류가 제때에 조정될 수 없기 때문에 충전 전류가 갑자기 증가하는 시나리오에서, 매우 높은 충전 전류로 인해 배터리 또는 충전 회로의 손상을 방지하고 또한 충전 안전을 보장하기 위해, 충전 프로세스에서 충전 회로의 임피던스가 충전 전류를 감소시키도록 조정될 수 있다. 또한, 충전기가 출력 전류를 낮춘 후, 충전 전류는 감소한다. 이 경우, 충전 효율을 보장하기 위해, 충전 회로 내의 조정 회로의 임피던스가 충전 전류를 증가시키기 위해 하향 조정될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 도 3은 충전 회로의 특정 구현예를 도시한다. 충전 회로를 사용하여 배터리를 충전하는 경우, 충전기가 단말 부하에 전력을 더 공급할 수 있도록, 충전 회로(10)는 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결된다.

구체적으로, 충전 회로(10)는 제1 조정 회로(110), 전류 검출 회로(120), 전압 검출 회로(130) 및 제어 회로(140)를 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 조정 회로(110)는 충전기의 양극에 연결되고, 제1 조정 회로(110)의 제2 단부는 전류 검출 회로(120)의 제1 단부에 연결되며, 제1 조정 회로 (110)의 제2 단부는 단말 부하에 추가로 연결된다. 제1 조정 회로 (110)의 제3 단부는 제어 회로(140)에 연결된다.

제1 조정 회로는 MOS 트랜지스터(즉, 금속 절연체 트랜지스터라고도 하는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal oxide semiconductor field effect transistor))일 수 있다. MOS 트랜지스터는 3개의 포트를 갖는 것으로 이해될 수 있다. 3개의 포트는 각각 G 전극, S 전극 및 D 전극이다.

제1 단부는 S 전극일 수 있고, 제2 단부는 D 전극일 수 있으며, 제3 단부는 G 전극일 수 있다.

다르게는, 제1 단부는 D 전극일 수 있고, 제2 단부는 P 전극일 수 있으며, 제3 단부는 G 전극일 수있다. 구체적으로, 제1 조정 회로는 G 및 S 단부에서의 구동 전압을 조정함으로써 제1 조정 회로의 임피던스를 조정할 수 있다.

전류 검출 회로(120)의 제2 단부는 배터리의 양극에 연결되고, 배터리의 음극은 충전기에 연결된다. 다르게는, 전류 검출 회로(120)는 배터리의 음극과 충전기 사이에 직렬로 연결되고, 전압 검출 회로(130)의 검출단은 배터리의 양극 및 음극에 병렬로 연결된다.

전압 검출 회로(130)의 일단은 배터리의 양극에 연결되고 타단은 배터리의 음극에 연결되고, 타단은 배터리의 음극에 연결된다. 전압 검출 회로(130)의 출력단은 제어 회로(140)에 추가로 연결된다. 전압 검출 회로(130)는 배터리의 전압을 획득하기 위해 배터리의 양단에서 전압을 검출하고, 제어 회로(140)에게 배터리의 전압 값을 전송하도록 구성된다.

전류 검출 회로(120)는, 충전 회로의 전류 값을 획득하기 위해 충전 회로의 전류를 검출하고, 제1 조정 회로(110)에 전류 값을 전송한다.

제어 회로(140)는 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 결정하고, 충전 모드에 따라 전류 상한 값을 결정하도록 구성된다.

예를 들어, 제어 회로(140)는 충전 모드를 결정하기 위해 배터리의 전압 값에 따라 다음의 표를 검색한다.

또한, 제어 회로(140)는 전류 상한 값을 결정하기 위해 충전 모드에 따라 다음의 표를 검색한다.

제1 조정 회로(110)는 전류 값 및 전류 상한 값을 획득하도록 구성되고, 전류 값이 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하고, 전류 값이 전류 상한 값보다 큰 경우, 전류 값에 따라 제1 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 추가로 구성된다.

제1 조정 회로(110)의 임피던스를 상향으로 조정하는 목적은 충전 전류를 감소시키는 것이다. 즉, 큰 전류 값은 제1 조정 회로의 보다 높은 조정된 임피던스를 지시한다. 그러나, 제1 조정 회로의 임피던스는 보통 디폴트(default) 최대 값 또는 수동으로 지정된 최대 값을 갖는다. 조정 회로의 임피던스가 최대 값으로 조정되고 충전 전류가 여전히 전류 상한 값보다 큰 경우, 제1 조정 회로는 연결이 끊기고, 제어 회로가 재충전을 시도하기 위해 관련된 충전 파라미터(예를 들어, 충전기의 출력 전압 또는 충전기의 출력 전류)를 재구성할 수 있도록 제어 회로(140)에게 경보를 전송한다.

또한, 충전 전류가 전류 상한 값보다 큰 경우, 충전기가 출력 전류 또는 출력 전력 또는 출력 전압을 하향 조정할 수 있도록 충전기와의 상호 작용이 수행되어야 한다.

구체적으로, 전류 검출 회로(120)는 제어 회로(140)에 추가로 연결된다.

전류 검출 회로(120)는 전류 값을 제어 회로(140)에게 전송하도록 추가로 구성된다.

제어 회로(140)는, 전류 값이 전류 상한 값보다 큰지 여부를 결정하고, 전류 값이 전류 상한 값보다 큰 경우, 충전기가 하향 출력 전력, 출력 전류 또는 출력 전압을 조정할 수 있도록 충전기에게 조정 명령을 전송한다.

또한, 충전기가 출력 전류, 출력 전압 또는 출력 전력을 하향 조정하는 경우, 충전 회로의 전류는 감소한다. 감소된 전류의 전류 값이 전류 하한 값보다 작은 경우, 충전 효율을 보장하기 위해, 제1 조정 회로(110)의 임피던스는 충전 전류를 증가시키도록 하향 조정될 필요가 있다.

구체적으로, 제어 회로(140)는 충전 모드에 따라 전류 하한 값을 결정하도록 추가로 구성된다. 제1 조정 회로(110)는 전류 하한 값을 획득하고, 전류 값이 전류 하한 값보다 작은 지의 여부를 결정하며, 전류 값이 전류 하한 값보다 작은 경우, 전류 값에 따라 제1 조정 회로의 임피던스를 하향 조정하도록 추가로 구성된다.

제1 조정 회로의 임피던스가 현재 상대적으로 높으면, 제어 회로가 충전기와 상호작용한 후에 충전기의 출력 전류가 감소한다는 것을 알아야 한다. 이 경우, 충전 회로의 충전 전류는 감소하고 충전 효율이 영향을 받는다. 배터리의 충전 효율을 보장하기 위해, 충전 전류를 증가시키기 위해 제1 조정 회로의 임피던스가 하향 조정될 필요가 있다.

도 3에 도시된 충전 회로에 기초하여, 과전압 또는 과전류를 방지하기 위해, 충전 회로(10)는 보호 회로(150)를 더 포함한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 보호 회로(150)는 충전기와 제1 조정 회로(110)의 제1 단부 사이에 직렬로 연결된다. 제어 회로(140)는 보호 회로(150)에 추가로 연결된다.

제어 회로(140)는 충전 모드에 따라 보호 트리거 조건을 결정하고, 보호 트리거 조건을 보호 회로(150)에 전송하도록 추가로 구성된다.

예를 들어, 제어 회로(140)는 보호 트리거 조건을 결정하기 위해 충전 모드에 따라 다음의 표를 검색할 수 있다.

보호 회로(150)는 출력 전류 값을 결정하기 위해 충전기의 출력 전류를 검출하고, 출력 전류 값이 보호 트리거 조건을 충족시키는 지의 여부를 결정하며, 출력 전류 값이 보호 트리거 조건을 충족시키는 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 구성된다. .

전술한 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 보호 트리거 조건은 전류 보호 트리거 조건 및 전압 보호 트리거 조건을 포함한다. 즉, 보호 회로(150)는 구체적으로, 출력 전류 값이 전류 보호 트리거 조건(과전류 보호 임계값)보다 큰지의 여부를 결정하고, 출력 전류 값이 전류 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 구성된다.

보호 회로(150)는 배터리의 전압이 과전압인지의 여부를 검출하고, 충전기의 출력 전압이 과전압인지의 여부를 검출할 수 있다. 따라서, 전압 보호 트리거 조건은 배터리 전압 보호 트리거 조건과 충전기 전압 트리거 보호 조건을 포함한다. 구체적으로, 배터리의 전압은 배터리 전압 보호 트리거 조건에 대응하고, 충전기의 출력 전압은 충전기 전압 보호 트리거 조건에 대응한다.

또한, 보호 회로(150)는 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 전압 검출 회로(130)에 추가로 연결된다.

보호 회로(150)는 배터리의 전압 값을 결정하기 위해 배터리의 전압을 검출하고, 배터리의 전압 값이 배터리 전압 보호 트리거 조건(과전압 보호 임계값)보다 큰지의 여부를 결정하도록 추가로 구성된다.

또한, 보호 회로는 출력 전압 값을 획득하기 위해 충전기의 출력 전압을 검출하고, 출력 전압 값이 충전기 전압 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하며, 출력 전압 값이 충전기 전압 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 추가로 구성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 충전 회로(10)는 통신 회로(160)를 더 포함한다.

통신 회로(160)는 제어 회로(140)에 연결된다.

제어 회로(140)는 통신 회로(160)에게 충전 모드를 전송하도록 추가로 구성된다.

통신 회로(160)는 충전기가 충전 모드에 따라 충전을 수행할 수 있도록 충전기에게 충전 모드를 전송하도록 구성된다.

통신 회로는 연결 케이블을 사용하여 충전기에 연결될 수 있거나 또는 정보 전송을 수행하기 위해 무선 방식으로 충전기와 상호작용할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 충전 전류를 보다 정확하게 조정하기 위해, 충전 회로는 제2 조정 회로(170)를 더 포함한다. 제2 조정 회로는 MOS 트랜지스터일 수 있거나 또는 슬라이드 가변저항기(slide rheostat)일 수 있다.

제2 조정 회로(170)는 제1 조정 회로(110)의 제2 단부와 전류 검출 회로(120) 사이에 직렬로 연결된다. 다르게는, 제2 조정 회로(170)는 배터리의 양극과 전류 검출 회로(120) 사이에 직렬로 연결될 수 있다.

제2 조정 회로(170)는 제어 회로(140)에 추가로 연결된다.

제어 회로(140)는 충전 모드에 따라 제2 조정 회로(170)의 조정 임계값을 결정하도록 추가로 구성된다.

제2 조정 회로(170)는 제2 조정 회로의 전류 값 및 조정 임계값에 따라 제2 조정 회로의 임피던스를 조정하도록 구성된다.

구체적으로, 제2 조정 회로(170)의 조정 임계값은 상한 임계값 및 하한 임계값을 또한 포함한다. 전류 값이 상한 임계값보다 큰 경우, 제2 조정 회로(170)의 임피던스는 충전 전류를 감소시키기 위해 상향 조정되거나, 또는 전류 값이 하한 임계값보다 작은 경우, 제2 조정 회로의 임피던스가 충전 전류를 증가시키기 위해 하향 조정된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 단말 부하에 의해 요구되는 전류가 갑자기 감소하는 것을 방지하기 위해, 충전 회로(10)는 제3 조정 회로(180) 및 전류 모니터링 회로(190)를 더 포함한다.

제3 조정 회로(180) 및 전류 모니터링 회로(190)는 제1 조정 회로(110)와 단말 부하 사이에 직렬로 연결된다.

전류 모니터링 회로(190)는, 단말 부하의 전류의 감소 진폭을 모니터링하고, 감소 진폭이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 제3 조정 회로(180)에게 조정 명령을 전송하도록 구성된다.

제3 조정 회로(180)는 조정 명령에 따라 제3 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 구성된다.

또한, 단말 부하에 의해 소비되는 전력이 감소하기 때문에, 충전 회로의 충전 전류가 과도하게 높아지는 것을 방지하기 위해, 제3 조정 회로(180)는 전류 션팅(current shunting)을 수행할 필요가 있다. 단말 부하에 의해 소비되는 전력이 감소하는 것을 모니터링하는 경우, 단말은 출력 전력 또는 출력 전류를 감소시키도록 충전기에게 명령한다. 단말로부터 명령을 수신한 후, 충전기는 출력 전력 또는 출력 전류를 감소시킨다. 이러한 조정 기능에는 시간이 걸린다. 조정이 완료된 후, 단말 부하의 전류가 감소된다. 이 경우, 제3 조정 유닛은 임피던스를 감소시키거나 또는 임피던스가 상향 조정되기 전의 상태로 임피던스를 복귀시킨다.

구체적으로는, 제3 조정 회로(180)는, 미리 설정된 듀레이션(duration) 후에, 임피던스가 상향 조정되기 전의 상태로 제3 조정 회로(180)의 임피던스를 복귀 시키도록 추가로 구성된다.

미리 설정된 듀레이션은 충전기의 전류 조정 듀레이션보다 더 크다.

단말 부하에 의해 요구되는 전류가 감소된 후에, 충전 회로의 전류가 증가한다. 이 경우, 제어 회로는 출력 전류를 감소시키기 위한 명령을 충전기에게 전송한다. 명령을 수신한 후, 충전기는 전류 조정 듀레이션을 갖는다. 즉, 충전기는 전류 조정 듀레이션 동안 목표 값으로 전류를 조정한다.

결론적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 단말 부하 또는 전류에 의해 소비되는 전력이 갑자기 감소하는 것을 방지하고 충전기가 출력 전력 또는 전류를 제때에 감소시킬 수 없기 때문에 과도하게 높은 충전 전류를 방지하기 위해, 본 발명은 충전 회로를 제공한다. 충전 회로는 과도하게 높은 충전 전류로 인한 충전 회로 또는 배터리의 손상을 방지하기 위해, 제때에 전류 션팅을 수행할 수 있는 조정 회로를 포함한다. 또한, 충전기가 출력 전류를 하향 조정한 후, 충전 전류가 감소한다. 이 경우, 충전 회로 내의 조정 회로의 임피던스는 충전 효율을 보장하기 위해 충전 전류를 증가시키도록 하향 조정될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 도 5는 충전 회로의 특정 구현예를 도시한다. 충전 회로(20)는 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결된다. 충전 회로(20)는 제1 조정 회로(210), 전류 검출 회로(220), 전압 검출 회로(230) 및 제어 회로(240)를 포함한다.

도 3에 도시된 충전 회로와 달리, 충전 회로(20)의 제1 조정 회로(210)는 충전 분기 회로 내에 배치된다.

구체적으로, 제1 조정 회로(210)의 제1 단부는 충전기에 연결되고, 제1 조정 회로(210)의 제1 단부는 또한 단말 부하에 연결되며, 제1 조정 회로(210)의 제2 단부는 전류 검출 회로(220)의 제1 단부에 연결되고, 제1 조정 회로(210)의 제3 단부는 제어 회로(240)에 연결된다.

제1 조정 회로는 MOS 트랜지스터일 수 있다.

제1 조정 회로(210)의 제1 단부는 충전기의 양극에 연결되는 것으로 이해될 수 있다.

전류 검출 회로(220)의 제2 단부는 배터리의 양극에 연결된다. 다르게는, 전류 검출 회로는 배터리의 음극과 충전기 사이에 직렬로 연결될 수 있다.

배터리의 음극은 충전기에 연결된다. 배터리의 음극이 충전기의 음극에 연결되는 것을 알 수 있다.

전압 검출 회로(230)의 검출단은 배터리의 양극 및 음극에 병렬로 연결되고, 전압 검출 회로(230)의 출력단은 제어 회로(240)에 연결된다.

전압 검출 회로(230)는, 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 배터리의 양 단부의 전압을 검출하고, 배터리의 전압 값을 제어 회로(240)에게 전송하도록 구성된다.

전류 검출 회로(220)는 충전 회로의 전류 값을 획득하기 위해 충전 회로의 전류를 검출하고, 전류 값을 제1 조정 회로(210)에게 저농하도록 구성된다.

제어 회로(240)는 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 결정하고, 충전 모드에 따라 전류 상한 값을 결정하도록 구성된다.

제1 조정 회로(210)는 전류 값 및 전류 상한 값을 획득하도록 구성되고, 전류 값이 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하고, 전류 값이 전류 상한 값보다 큰 경우, 전류 값에 따라 제1 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 추가로 구성된다.

또한, 전류 검출 회로(210)는 제어 회로(240)에 추가로 연결된다.

전류 검출 회로(210)는 전류 값을 제어 회로(240)에게 전송하도록 추가로 구성된다.

제어 회로(240)는, 전류 값이 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하고, 전류 값이 전류 상한 값보다 큰 경우, 충전기가 출력 전력, 출력 전류 또는 출력 전압을 하향 조정할 수 있도록 상기 충전기에게 조정 명령을 전송하도록 구성된다.

또한, 제어 회로(240)가 충전기와 상호작용 한 후, 충전기는 출력 전류를 하향 조정한다. 이 경우, 충전 전류가 감소한다. 충전 효율을 보장하기 위해, 제1조정 회로(210)의 임피던스는 하향 조정될 필요가 있다. 세부 사항은 다음과 같다.

제어 회로(240)는 충전 모드에 따라 전류 하한 값을 결정하도록 추가로 구성된다.

제1 조정 회로(210)는 전류 하한 값을 획득하고, 전류 값이 전류 하한 값보다 작은 지의 여부를 결정하며, 전류 값이 전류 하한 값보다 작은 경우, 전류 값에 따라 조정 회로의 임피던스를 하향 조정하도록 구성된다.

도 5에 기초하여, 도 6에 도시된 충전 회로(20)는 보호 회로(250)를 더 포함한다. 보호 회로(250)는 과전압 또는 과전류를 방지하도록 구성될 수 있다.

구체적으로, 보호 회로(250)는 충전기와 제1 조정 회로(210) 사이에 직렬로 연결된다.

제어 회로(240)는 보호 회로(250)에 추가로 연결된다.

제어 회로(240)는 충전 모드에 따라 보호 트리거 조건을 결정하고, 보호 트리거 조건을 보호 회로(250)에게 전송하도록 추가로 구성된다.

보호 회로(250)는 출력 전류 값을 결정하기 위해 충전기의 출력 전류를 검출하고, 출력 전류 값이 보호 트리거 조건을 충족시키는 지의 여부를 결정하며, 출력 전류 값이 보호 트리거 조건을 충족시키는 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 구성된다.

보호 트리거 조건은 전류 트리거 보호 조건 및 전압 트리거 보호 조건 모두를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

구체적으로, 보호 회로(250)는 출력 전류 값을 결정하기 위해 충전기의 출력 전류를 검출하고, 출력 전류 값이 전류 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하며, 출력 전류 값이 전류 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 구성된다.

보호 회로(250)는 배터리의 전압이 과전압인지 여부를 검출하고 충전기의 출력 전압이 과전압인지 여부를 검출할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 전압 보호 트리거 조건은 배터리 전압 보호 트리거 조건과 충전기 전압 트리거 보호 조건을 포함한다. 구체적으로, 배터리의 전압은 배터리 전압 보호 트리거 조건에 대응하고, 충전기의 출력 전압은 충전기 전압 보호 트리거 조건에 대응한다. 보호 회로(250)는 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 전압 검출 회로(230)에 추가로 연결된다.

보호 회로(250)는 배터리의 전압 값이 전압 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하고, 배터리의 전압 값이 전압 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 추가로 구성된다.

또한, 보호 회로(250)는 출력 전압 값을 획득하기 위해 충전기의 출력 전압을 검출하고, 출력 전압 값이 충전기 전압 보호 트리거 조건보다 큰지의 여부를 결정하며, 출력 전압 값이 충전기 전압 보호 트리거 조건보다 큰 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 추가로 구성된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 충전 회로(20)는 통신 회로(260)를 더 포함한다. 구체적으로, 통신 회로(260)는 제어 회로(240)에 연결된다. 제어 회로(240)는 충전기가 출력 전력, 출력 전압 또는 출력 전류의 조정을 제어하도록 충전기와 상호작용할 필요가 있다.

상세한 것은 다음과 같다.

제어 회로(240)는 충전 모드를 통신 회로(260)에게 전송하도록 추가로 구성된다.

통신 회로(260)는 충전기가 충전 모드에 따라 충전을 수행할 수 있도록 충전 모드를 충전기에게 전송하도록 구성된다.

통신 회로(260)는 정보 전달을 수행하기 위해 연결 케이블을 사용하여 충전기에 연결될 수 있다. 다르게는, 통신 회로는 무선 방식으로 충전기와 상호작용할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 충전 회로(20)는 제2 조정 회로(270) 및 전류 모니터링 회로(280)를 더 포함한다.

제2 조정 회로(270) 및 전류 모니터링 회로(280)는 제1 조정 회로(210)의 제1 단부와 단말 부하 사이에 직렬로 연결된다.

전류 모니터링 회로(280)는 단말 부하의 전류의 감소 진폭을 모니터링하고, 감소 진이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 조정 명령을 제2 조정 회로에게 전송하도록 구성된다.

제2 조정 회로(270)는 조정 명령에 따라 제2 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 구성된다.

또한, 제2 조정 회로(270)는, 미리 설정된 듀레이션 후에, 임피던수가 상향 조정되기 전의 상태로 제2 조정 회로(270)의 임피던스를 복귀시키도록 추가로 구성된다.

도 7에 도시된 바와 같이, 도 7은 다른 구체적인 충전 회로(30)를 제공한다. 충전 회로(30)는 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결된다. 충전 회로(30)는 조정 회로(310), 전류 모니터링 회로(320), 전류 검출 회로(330), 전압 검출 회로(340), 제어 회로(350), 보호 회로(360) 및 통신 회로를 포함한다.

조정 회로(310)의 제1 단부는 충전기에 연결되고, 조정 회로(310)의 제2 단부는 전류 모니터링 회로(320)의 제1 단부에 연결되며, 전류 모니터링 회로(320)의 제2 단부는 단말 부하에 연결된다.

충전기의 양극은 배터리의 양극에 연결되고, 충전기의 음극은 배터리의 음극에 연결된다.

전류 모니터링 회로(320)는 단말 부하의 전류의 감소 진폭을 모니터링하고, 감소 진폭이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 조정 회로(310)에게 조정 명령을 전송하도록 구성된다.

조정 회로(320)는 조정 명령에 따라 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 구성된다.

또한, 조정 회로(320)는 조정 회로의 임피던스가 상향으로 조정된 미리 설정된 듀레이션 후에, 임피던스가 상향 조정되기 전의 상태로 조정 회로(320)의 임피던스를 복귀시키도록 추가로 구성된다.

보호 회로(360) 및 전류 검출 회로(330)는 충전기와 배터리 사이에 직렬로 연결된다.

전압 검출 회로(340)는 배터리의 양단에 병렬로 연결된다.

제어 회로(350)는 전류 검출 회로(330)에 연결되고, 전압 검출 회로(340)에 추가로 연결되며, 보호 회로(360)에 추가로 연결된다.

전압 검출 회로(340)는 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 배터리의 양단의 전압을 검출하고, 배터리의 전압 값을 제어 회로(350)에게 전송하도록 구성된다.

전류 검출 회로(330)는 충전 회로의 전류 값을 획득하기 위해 충전 회로의 전류를 검출하도록 구성된다.

제어 회로(350)는 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 결정하도록 구성된다.

제어 회로(350)는 전류 값이 전류 상한 값보다 큰 경우, 통신 회로(370)를 사용하여 충전기에게, 출력 전압 또는 출력 전력을 하향 조정하기 위한 명령을 전송하도록 추가로 구성된다.

제어 회로(350)는 전류 값이 전류 하한 값보다 작은 경우, 통신 회로(370)를 사용하여 충전기에게, 출력 전압 또는 출력 전력을 상향 조정하기 위한 명령을 전송하도록 추가로 구성된다.

보호 회로(360)는 출력 전류 값을 결정하기 위해 충전기의 출력 전류를 검출하고, 출력 전류 값이 보호 트리거 조건을 충족시키는 지의 여부를 결정하며, 출력 전류 값이 보호 트리거 조건을 충족시키는 경우 충전을 차단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 구성된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 특정 충전 회로가 제공된다. 충전 회로는 MOS 트랜지스터의 드레인-소스 온 상태 저항(drain-source on-state resistance)이 구동 전압에 따라 변화한다는 특징을 사용하여 충전 전류를 조정한다. MOS 트랜지스터의 드레인-소스 온 상태 저항과 구동 전압 사이의 관계가 도 9에 도시된다.

구체적으로, 구동 전압이 스위치 온 전압에 도달하는 경우, MOS 트랜지스터는 스위치 온(switch on)되고, 드레인-소스 온 상태 저항이 최대가 된다. vgs 전압(구동 전압)이 증가함에 따라, 드레인-소스 온 상태 저항이 점진적으로 감소한다.

구동 전압이 Vth보다 낮은 경우, MOS 트랜지스터는 스위치 오프(switch off)되고, 충전이 종료된다.

원리에 기초하여, MOS 트랜지스터는 충전 프로세스에서 조정 및 보호를 구현하기 위해 스위칭 튜브(tube) 및 조정 컴포넌트로서 사용될 수 있다.

도 8에 도시된 충전 회로는 보호 회로, 조정 회로, 제1 전류 검출 회로, 제2 전류 검출 회로, 전압 검출 회로, 통신 회로 및 제어 회로를 포함한다.

보호 회로는 저항(R1 및 R2) 및 비교기(CMP1 및 CMP2)를 포함한다.

구체적으로, R1 및 R2는 전압 분할 네트워크를 형성하고 입력 전압을 검출한다. CMP1은 검출된 전압이 과전압인지의 여부를 결정하기 위해 검출된 전압을 입력 과전압 임계값과 비교한다.

제1 전류 검출 회로는 보호 회로 및 조정 회로를 통과하는 전류를 검출하도록 구성되고, 구체적으로 저항 또는 증폭 회로일 수 있다. 다르게는, 검출된 전류 값은 MOS 트랜지스터의 드레인-소스 온 상태 저항 값에 의해 MOS 트랜지스터의 양 단부 사이의 전압 강하를 분할함으로써 획득될 수 있다. 검출된 전류 값은 과전류가 발생하는지의 여부를 결정하기 위해 CMP2의 비교 회로에서 과전류 임계값과 비교된다.

전압 검출 회로는 R3 및 R4를 포함한다.

R3 및 R4는 전압 분할 네트워크를 형성하고, 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 배터리의 전압을 검출하고, 제어 회로에 배터리의 전압 값을 제공한다. 제어 회로는 배터리의 전압 값에 따라 보호 회로의 보호 임계값 및 조정 회로의 조정 임계값을 결정하도록 구성된다.

제2 전류 검출 회로는 저항(R5) 및 증폭 회로(OP1)를 포함한다.

구체적으로, R5 및 OP1은 충전 전류 샘플링 및 증폭 회로를 형성한다. OP1은 동위상(in-phase) 증폭 회로, 역(reverse) 증폭 회로 또는 차동 증폭 회로 중 하나일 수 있다.

제2 전류 검출 회로는 충전 전류를 검출하도록 구성된다.

조정 회로는 2개의 MOS 트랜지스터(Q1 및 Q2), 구동 회로 및 제어 논리 회로를 포함한다. 조정 회로는 전류 조정 기능이 하나의 MOS 트랜지스터를 사용하여 또한 달성될 수 있기 때문에 하나의 MOS 트랜지스터를 택일적으로 포함할 수 있다.

제어 논리 회로는 충전 전류를 충전 전류 조정 임계값의 특정 하한 값과 비교한다. 충전 전류가 충전 전류 조정 임계값의 하한 값보다 낮으면, 제어 논리 회로는 MOS 트랜지스터의 구동 전압을 점진적으로 증가시킨다. 충전 전류를 증가시키기 위해 MOS 트랜지스터의 드레인-소스 온 상태 저항이 하한 값에 도달할 때까지 MOS 트랜지스터의 드레인-소스 온 상태 저항이 점진적으로 감소한다.

제어 논리 회로는 충전 전류를 충전 전류 조정 임계값의 특정 상한 값과 비교한다. 충전 전류가 충전 전류 조정 임계값의 상한 값보다 높으면, 제어 논리 회로는 MOS 트랜지스터의 구동 전압을 감소시킨다. MOS 트랜지스터의 드레인-소스 온 상태 저항은 충전 전류를 감소시키기 위해 점진적으로 증가한다.

구동 회로는 DC/AC 변환 회로를 포함하고, Q1 및 Q2의 드레인-소스 온 상태 저항을 제어하기 위해 제어 논리 회로의 명령에 따라 Q1 및 Q2에 개별적으로 전압을 출력한다.

Q1 및 Q2는 배터리에 직렬로 연결된다. 2개의 MOS 트랜지스터(Q1 및 Q2)는 충전 경로의 클로징(closing) 및 오프닝(opening)을 제어한다.

도 8에 도시된 충전 회로는, 다음의 단계에 의해 충전 전류를 조정할 수 있다.

단계 1 : 전압 검출 회로는 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 배터리의 전압을 검출하고, 배터리의 전압 값을 제어 회로에게 전송한다.

단계 2 : 제2 전류 검출 회로는 충전 전류 값을 획득하기 위해 충전 전류를 검출하고, 제어 회로에게 충전 전류 값을 전송한다.

단계 3 : 제어 회로는 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 선택하고, 제어 회로는 선택된 충전 모드에 따라 보호 회로의 전류 보호 임계값 또는 전압 보호 임계값을 추가로 구성할 수 있으며, 제어 회로는 선택된 충전 모드에 따라 조정 회로의 조정 임계 범위를 추가로 구성할 수 있다.

단계 4 : CMP1 및 CMP2의 비교 회로는 과전류 또는 과전압이 발생하는지를 결정하고, 과전류 또는 과전압이 발생하면 제어 논리 회로는 스위치 오프 명령을 전송하고, Q1 또는 Q2는 스위치 오프된다.

단계 5 : 제어 논리 회로는 충전 전류를 특정 충전 전류 조정 임계값의 상한 및 하한과 비교하고, 충전 전류가 충전 전류 조정 임계값의 하한보다 낮으면, MOS 트랜지스터의 드레인-소스 온 상태 저항이 하한 값에 도달할 때까지 MOS 트랜지스터의 드레인-소스 온 상태 저항이 점진적으로 감소할 수 있도록 충전 전류를 증가시키기 위해, 제어 논리 회로는 MOS 트랜지스터의 구동 전압을 점진적으로 증가시키거나, 또는 충전 전류가 충전 전류 조정의 상한보다 높으면, MOS 트랜지스터의 드레인-소스 온 상태 저항이 점진적으로 증가할 수 있도록 충전 전류를 감소시키기 위해, 제어 논리 회로는 MOS 트랜지스터의 구동 전압을 감소시킨다.

단계 6 : 제어 회로는 조정 회로에 의해 전송되는 충전기의 출력 전압을 조정하기 위한 요청을 수신하고, 그 요청에 따라 충전 전력 조정 명령을 생성하며, 통신 회로를 사용하여 외부 충전기에게 충전 전력 조정 명령을 피드백한다.

단계 7 : 외부 충전기는 충전 전력 조정 명령에 따라 출력 전력을 조정한다.

단계 8 : 검출 회로에 의해 획득되는 배터리의 단부에 있는 전류 값 또는 전압 값이 충전 컷오프(cut-off) 임계값에 도달하는 경우, 보호 회로는 오픈되고, 충전이 종료된다.

본 발명의 실시예는 또한 충전 방법을 제공한다. 본 방법은 구체적으로, 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 배터리의 전압을 검출하는 단계; 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 선택하는 단계 ― 공통 충전 모드는 8 A 충전, 6 A 충전, 4 A 충전 등을 포함함 ―; 충전 모드에 따라 조정 회로의 전류 상한 값 및 전류 하한 값을 결정하는 단계; 충전 전류 값이 전류 상한값을 초과하는 경우, 배터리 단부에서 충전 전력을 감소시키기 위해 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하는 단계; 그 후, 충전기의 출력 전압을 하향 조정하도록 제어 회로에게 요청하는 단계; 및 충전기가 출력 전압을 하향 조정한 후, 조정 회로의 드레인-소스 온 상태 저항을 최소값으로 점진적으로 조정하는 단계를 포함하고, 배터리의 전압 값이 충전 전압 컷오프 임계값에 도달하고 충전 전류가 충전 전류 컷오프 임계값에 도달하는 경우, 보호 회로가 오픈되고 충전이 종료된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 도 10은 충전 방법을 제공한다. 본 방법은 다음의 단계를 포함한다.

단계 401 : 충전 전류 값을 획득하기 위해 충전 전류를 검출한다.

단계 402 : 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 배터리의 전압을 검출한다.

단계 403 : 배터리의 전압 값과 매칭하는 충전 모드를 결정한다.

단계 404 : 충전 모드에 따라 전류 상한 값을 결정한다.

단계 405 : 충전 전류 값이 전류 상한 값보다 큰 경우, 충전 전류 값에 따라 충전 경로의 임피던스를 상향 조정한다.

단계 406 : 충전기가 명령에 따라 출력 전력을 하향 조정할 수 있도록 충전기에게 출력 전력을 하향 조정하기 위한 명령을 전송한다.

단계 407 : 충전기의 출력 전력이 감소되는 것을 검출하는 경우, 충전 회로의 임피던스를 점진적으로 하향 조정한다.

따라서, 본 발명에서 제공된 충전 방법에 의해, 충전 전류가 갑자기 증가하는 경우, 매우 높은 충전 전류에 의해 충전 회로 및 배터리에 의한 손상을 방지하기 위해 충전 전류가 조정될 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 충전기가 출력 전류를 하향 조정한 후에, 충전 전류는 감소한다. 이 경우, 충전 회로 내의 조정 회로의 임피던스는 충전 효율을 보장하기 위해 충전 전류를 증가시키도록 하향 조정될 수 있다.

당업자는 본 명세서에서 설명된 실시예와 관련하여 설명된 예들에서의 유닛들 및 알고리즘 단계들은 전자식 하드웨어 또는 컴퓨터 소프트웨어 및 전자식 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다는 것을 알 수 있다. 이러한 기능들이 하드웨어 또는 소프트웨어로 수행되느냐는 것은 기술적 해결수단의 특별한 애플리케이션 및 설계 제약 조건에 달려 있다. 당업자라면 상이한 방법들을 사용하여 각각의 특별한 애플리케이션에 대해 설명된 기능을 구현할 수 있을 것이지만, 이것은 그 구현이 본 발명의 범주를 넘어서는 것으로 파악되어서는 안된다.

편리하고 간단한 설명을 위해, 전술한 시스템, 장치 및 유닛의 상세한 작동 과정에 대해, 전술한 방법 실시예들에서의 대응하는 과정에 대한 참조가 이루어질 수 있고, 상세한 것이 설명되지는 않는다는 점이 당업자에 의해 명확하게 이해될 수 있다.

본 출원에서 제공되는 여러 실시예들에서, 개시된 시스템, 장치, 및 방법은 다른 방식들로 구현될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 설명된 장치 실시예는 단지 예시적인 것이다. 예를 들어, 유닛 분할은 논리적 기능 분할일 뿐이며, 실제 구현에서는 다른 분할일 수 있다. 예를 들어, 복수의 유닛들 또는 컴포넌트들이 다른 시스템에 결합 또는 통합될 수 있거나, 또는 일부 특징들이 무시되거나 수행되지 않을 수 있다. 또한, 표시되거나 논의된 상호 결합 또는 직접 결합 또는 통신 연결은 일부 인터페이스들을 통해 구현될 수 있다. 장치들 또는 유닛들 사이의 사이의 간접 결합 또는 통신 연결은 전기적, 기계적, 또는 다른 형태로 구현될 수 있다.

별도의 부품으로 설명된 유닛들은 물리적으로 분리되어 있거나 분리되어 있지 않을 수 있으며, 유닛으로 표시되는 부품들은 물리적 유닛일 수도 있고 아닐 수도 있으며, 한 위치에 있을 수도 있고 복수의 네트워크 유닛에 분산될 수도 있다. 이러한 유닛들의 일부 또는 전부는 실시예들의 해결수단들의 목적들을 달성하기 위해 실제 요구들에 따라 선택될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들에서의 기능 유닛들은 하나의 처리 유닛으로 통합될 수 있거나, 또는 유닛들 각각은 물리적으로 단독으로 존재할 수 있거나, 또는 둘 이상의 유닛들이 하나의 유닛으로 통합된다.

전술한 설명은 단지 본 발명의 구체적인 실시예일 뿐이며, 본 발명의 보호 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 통상의 기술자가 본 발명에서 개시된 기술적 범위 내에서 생각해 낼 수 있는 변형 또는 대체는 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 청구범위의 보호 범위에 의해 결정되어야 한다.

Claims (20)

1. 충전 회로로서,
   상기 충전 회로는 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결되고, 상기 충전 회로는 제1 조정 회로, 전류 검출 회로, 전압 검출 회로 및 제어 회로를 포함하며,
   상기 제1 조정 회로의 제1 단부는 상기 충전기에 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 제2 단부는 상기 배터리의 양극에 연결되며, 상기 제1 조정 회로의 상기 제2 단부는 상기 단말 부하에 추가로 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 제3 단부는 상기 제어 회로에 연결되며,
   상기 배터리의 음극은 상기 충전기에 연결되고,
   상기 전류 검출 회로는 상기 제1 조정 회로의 제2 단부와 상기 배터리의 양극 사이에 직렬로 연결되거나, 또는 상기 배터리의 음극과 상기 충전기 사이에 직렬로 연결되며,
   상기 전압 검출 회로의 검출단은 상기 배터리의 양극 및 음극에 병렬로 연결되고, 상기 전압 검출 회로의 출력단은 상기 제어 회로에 연결되며,
   상기 전압 검출 회로는, 상기 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 상기 배터리의 양 단부의 전압을 검출하고, 상기 제어 회로에게 상기 배터리의 전압 값을 전송하도록 구성되며,
   상기 전류 검출 회로는, 상기 충전 회로의 전류 값을 획득하기 위해 상기 충전 회로의 전류를 검출하고, 상기 제1 조정 회로에게 상기 전류 값을 전송하도록 구성되며,
   상기 제어 회로는, 상기 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 결정하고, 상기 충전 모드에 따라 전류 상한 값을 결정하도록 구성되며,
   상기 제1 조정 회로는 상기 전류 값 및 상기 전류 상한 값을 획득하도록 구성되고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하기 위해 상기 전류 값과 상기 전류 상한 값을 비교하고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰 경우 상기 전류 값에 따라 상기 제1 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 추가로 구성되는,
   충전 회로.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 회로는 상기 충전 모드에 따라 전류 하한 값을 결정하도록 추가로 구성되고,
   상기 제1 조정 회로는, 상기 전류 하한 값을 획득하고, 상기 전류 값이 상기 전류 하한 값보다 작은지의 여부를 결정하기 위해 상기 전류 값과 상기 전류 하한 값을 비교하며, 상기 전류 값이 상기 전류 하한 값보다 작은 경우 상기 전류 값에 따라 상기 제1 조정 회로의 임피던스를 하향 조정하도록 추가로 구성되는,
   충전 회로.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 충전 회로는 보호 회로를 더 포함하고,
   상기 보호 회로는 상기 충전기와 상기 제1 조정 회로의 제1 단부 사이에 직렬로 연결되며,
   상기 제어 회로는 상기 보호 회로에 추가로 연결되고,
   상기 제어 회로는, 상기 충전 모드에 따라 보호 트리거 조건을 결정하고, 상기 보호 회로에게 상기 보호 트리거 조건을 전송하도록 추가로 구성되며,
   상기 보호 회로는, 출력 전류 값을 결정하기 위해 상기 충전기의 출력 전류를 검출하고, 상기 출력 전류 값이 상기 보호 트리거 조건을 충족시키는지의 여부를 결정하며, 상기 출력 전류 값이 상기 보호 트리거 조건을 충족시키는 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈(open)하도록 구성되는,
   충전 회로.
4. 제3항에 있어서,
   상기 충전 회로는 통신 회로를 더 포함하고, 상기 통신 회로는 상기 제어 회로에 연결되며,
   상기 제어 회로는 상기 통신 회로에게 상기 충전 모드를 전송하도록 추가로 구성되고,
   상기 통신 회로는 상기 충전기가 상기 충전 모드에 따라 충전을 수행할 수 있도록 상기 충전기에게 상기 충전 모드를 전송하도록 구성되는,
   충전 회로.
5. 제3항에 있어서,
   상기 충전 회로는 제2 조정 회로를 더 포함하고,
   상기 제2 조정 회로는 상기 제1 조정 회로의 제2 단부와 상기 배터리의 양극 사이에 직렬로 연결되고, 상기 제2 조정 회로는 상기 제어 회로에 추가로 연결되며,
   상기 제어 회로는 상기 충전 모드에 따라 상기 제2 조정 회로의 조정 임계값을 결정하도록 추가로 구성되고,
   상기 제2 조정 회로는 상기 전류 값 및 상기 제2 조정 회로의 조정 임계값에 따라 상기 제2 조정 회로의 임피던스를 조정하도록 구성되는,
   충전 회로.
6. 제3항에 있어서,
   상기 충전 회로는 제3 조정 회로 및 전류 모니터링 회로를 더 포함하고,
   상기 제3 조정 회로 및 상기 전류 모니터링 회로는 상기 제1 조정 회로의 제2 단부와 상기 단말 부하 사이에 직렬로 연결되고, 상기 전류 모니터링 회로는, 상기 단말 부하의 전류의 감소 진폭을 모니터링하고, 상기 감소 진폭이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 상기 제3 조정 회로에게 조정 명령을 전송하도록 구성되며,
   상기 제3 조정 회로는 상기 조정 명령에 따라 상기 제3 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 구성되는,
   충전 회로.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제3 조정 회로는, 미리 설정된 듀레이션(duration) 후에, 상기 제3 조정 회로의 임피던스를 상기 임피던스가 상향 조정되기 전의 상태로 복귀시키도록 추가로 구성되는,
   충전 회로.
8. 충전 회로로서,
   상기 충전 회로는 충전기, 단말 부하 및 배터리에 개별적으로 연결되고, 상기 충전 회로는 제1 조정 회로, 전류 검출 회로, 전압 검출 회로 및 제어 회로를 포함하며,
   상기 제1 조정 회로의 제1 단부는 상기 충전기에 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 제1 단부는 상기 단말 부하에 추가로 연결되며, 상기 제1 조정 회로의 제2 단부는 상기 배터리의 양극에 연결되고, 상기 제1 조정 회로의 제3 단부는 상기 제어 회로에 연결되며,
   상기 배터리의 음극은 상기 충전기에 연결되고,
   상기 전류 검출 회로는 상기 제1 조정 회로의 제2 단부와 상기 배터리의 양극 사이에 직렬로 연결되거나, 또는 상기 배터리의 음극과 상기 충전기 사이에 직렬로 연결되며,
   상기 전압 검출 회로의 검출단은 상기 배터리의 양극 및 음극에 병렬로 연결되고, 상기 전압 검출 회로의 출력단은 상기 제어 회로에 연결되며,
   상기 전압 검출 회로는, 상기 배터리의 전압 값을 획득하기 위해 상기 배터리의 양 단부의 전압을 검출하고, 상기 제어 회로에게 상기 배터리의 전압 값을 전송하도록 구성되며,
   상기 전류 검출 회로는, 상기 충전 회로의 전류 값을 획득하기 위해 상기 충전 회로의 전류를 검출하고, 상기 제1 조정 회로에게 상기 전류 값을 전송하도록 구성되며,
   상기 제어 회로는, 상기 배터리의 전압 값에 따라 충전 모드를 결정하고, 상기 충전 모드에 따라 전류 상한 값을 결정하도록 구성되며,
   상기 제1 조정 회로는, 상기 전류 값 및 상기 전류 상한 값을 획득하도록 구성되고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰지의 여부를 결정하기 위해 상기 전류 값과 상기 전류 상한 값을 비교하고, 상기 전류 값이 상기 전류 상한 값보다 큰 경우 상기 전류 값에 따라 상기 제1 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 추가로 구성되는,
   충전 회로.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제어 회로는 상기 충전 모드에 따라 전류 하한 값을 결정하도록 추가로 구성되고,
   상기 제1 조정 회로는, 상기 전류 하한 값을 획득하고, 상기 전류 값이 상기 전류 하한 값보다 작은지의 여부를 결정하기 위해 상기 전류 값과 상기 전류 하한 값을 비교하며, 상기 전류 값이 상기 전류 하한 값보다 작은 경우 상기 전류 값에 따라 상기 제1 조정 회로의 임피던스를 하향 조정하도록 구성되는,
   충전 회로.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 충전 회로는 보호 회로를 더 포함하고,
    상기 보호 회로는 상기 충전기와 상기 제1 조정 회로의 제1 단부 사이에 직렬로 연결되며,
    상기 제어 회로는 상기 보호 회로에 추가로 연결되고,
    상기 제어 회로는, 상기 충전 모드에 따라 보호 트리거 조건을 결정하고, 상기 보호 회로에게 상기 보호 트리거 조건을 전송하도록 추가로 구성되며,
    상기 보호 회로는, 출력 전류 값을 결정하기 위해 상기 충전기의 출력 전류를 검출하고, 상기 출력 전류 값이 상기 보호 트리거 조건을 충족시키는지의 여부를 결정하며, 상기 출력 전류 값이 상기 보호 트리거 조건을 충족시키는 경우 충전을 중단시키기 위해 스위치를 오픈하도록 구성되는,
    충전 회로.
11. 제8항에 있어서,
    상기 충전 회로는 통신 회로를 더 포함하고, 상기 통신 회로는 상기 제어 회로에 연결되며,
    상기 제어 회로는 상기 통신 회로에게 상기 충전 모드를 전송하도록 추가로 구성되고,
    상기 통신 회로는 상기 충전기가 상기 충전 모드에 따라 충전을 수행할 수 있도록 상기 충전기에게 상기 충전 모드를 전송하도록 구성되는,
    충전 회로.
12. 제8항에 있어서,
    상기 충전 회로는 제2 조정 회로 및 전류 모니터링 회로를 더 포함하고,
    상기 제2 조정 회로 및 상기 전류 모니터링 회로는 상기 제1 조정 회로의 제1 단부와 상기 단말 부하 사이에 직렬로 연결되고,
    상기 전류 모니터링 회로는, 상기 단말 부하의 전류의 감소 진폭을 모니터링하고, 상기 감소 진폭이 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우 상기 제2 조정 회로에게 조정 명령을 전송하도록 구성되며,
    상기 제2 조정 회로는 상기 조정 명령에 따라 상기 제2 조정 회로의 임피던스를 상향 조정하도록 구성되는,
    충전 회로.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 조정 회로는, 미리 설정된 듀레이션 후에, 상기 제2 조정 회로의 임피던스를 상기 임피던스가 상향 조정되기 전의 상태로 복귀시키도록 추가로 구성되는,
    충전 회로.
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