KR102596082B1 - 강압 회로, 전자 장치 및 강압 방법 - Google Patents

강압 회로, 전자 장치 및 강압 방법 Download PDF

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Abstract

본 출원은 강압 회로, 전자 장치 및 강압 방법을 제공하고, 상기 강압 회로는 입력 전압을 수신하기 위한 양입력단과 음입력단; 목표 전압을 출력하기 위한 양출력단과 음출력단 - 상기 음입력단과 상기 음출력단은 공통 접지 전위를 가지며 - ; 스위치 회로; 정류 회로; 격리 회로; 제어 신호를 출력하고, 스위치 회로 중의 스위치관의 온 혹은 오프를 제어하고, 정류 회로 중의 스위치관의 온 혹은 오프를 제어하여, 입력 전압이 스위치 회로 중의 스위치관, 격리 회로 중의 커패시터 및 정류 회로 중의 스위치 관을 순차적으로 거친 후 목표 전압이 얻어지도록 하는 제어 유닛 - 목표 전압의 전압 값은 입력 전압의 전압 값보다 낮음 - 을 포함한다. 본 출원의 강압 회로는 강압 과정의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

강압 회로, 전자 장치 및 강압 방법
본 출원은 충전 기술 분야, 특히 강압 회로, 전자 장치 및 강압 방법에 관한 것이다.
현재 전자 장치는 소비자들에게 점점 더 선호되고 있지만 전자 장치는 많은 전력을 소비하기에 전자 장치 사용에 대한 사용자의 요구를 충족시키기 위해 충전을 진행해야 한다.
충전 과정에서 일반적으로 변환 회로를 설치하여, 전압 또는 전류 변환을 진행하고, 배터리에 적합한 충전 전류 또는 충전 전압을 제공한다. 변환 회로가 강압 회로일 때, 강압 회로의 스위치관이 고장 나면 배터리에 적합하지 않은 충전 전압이 직접 입력되어, 배터리 손상 및 사용상의 안전 문제를 초래한다.
본 출원의 실시예들은 강압 회로의 안전성을 향상시키기 위한 강압 회로, 전자 장치 및 강압 방법을 제공한다.
제 1 방면에서,
입력 전압을 수신하기 위한 양입력단과 음입력단;
목표 전압을 출력하기 위한 양출력단과 음출력단 - 상기 음입력단과 상기 음출력단은 공통 접지 전위를 가지며 - ;
상기 양입력단과 음입력단 사이에 연결된 적어도 하나의 스위치관을 포함하는 스위치 회로;
상기 양출력단과 상기 음출력단 사이에 연결된 적어도 하나의 스위치관을 포함하는 정류 회로;
상기 스위치 회로 중의 스위치관 및 상기 정류 회로 중의 스위치관에 각각 연결된 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 격리 회로;
제어 신호를 출력하고, 상기 스위치 회로 중의 스위치관의 온 혹은 오프를 제어하고, 상기 정류 회로 중의 스위치관의 온 혹은 오프를 제어하여, 상기 입력 전압이 상기 스위치 회로 중의 스위치관, 상기 격리 회로 중의 커패시터 및 상기 정류 회로 중의 스위치 관을 순차적으로 거친 후 상기 목표 전압이 얻어지도록 하는 제어 유닛 - 상기 목표 전압의 전압 값은 상기 입력 전압의 전압 값보다 낮음 - 을 포함하는 강압 회로를 제공한다.
제 2 방면에서, 상기 강압 회로를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
제 3 방면에서,
양입력단과 음입력단을 통해 입력 전압을 수신하고;
제어 신호를 출력하여 상기 스위치 회로 중의 스위치관의 온 혹은 오프를 제어하고, 정류 회로 중의 스위치관의 온 혹은 오프를 제어하여, 상기 입력 전압이 상기 스위치 회로 중의 스위치관, 상기 격리 회로 중의 커패시터 및 상기 정류 회로 중의 스위치관을 순차적으로 거친 후 목표 전압을 얻도록 하고, 상기 목표 전압의 전압 값이 상기 입력 전압의 전압 값보다 낮고;
양출력단과 음출력단을 통해 상기 목표 전압을 출력하고;
여기서, 상기 음입력단과 상기 음출력단은 공통 접지 전위를 가지며; 상기 스위치 회로는 상기 양입력단과 상기 음입력단 사이에 연결된 적어도 하나의 스위치관을 포함하고; 상기 정류 회로는 상기 양출력단과 상기 음출력단 사이에 연결된 적어도 하나의 스위치관을 포함하고; 상기 격리 회로는 상기 스위치 회로 중의 스위치관 및 상기 정류 회로 중의 스위치관에 각각 연결된 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 강압 방법을 제공한다.
본 출원의 실시예의 강압 회로는, 격리 회로를 설치함으로써 강압 회로의 안전성을 향상시킬 수 있고, 또한 음입력단과 음출력단이 공통 접지 전위를 가지기에, 시스템 전압을 서로 참조할 수 있고, 동일한 신호 소스를 기반으로 스위치 회로와 정류 회로의 도통 상태를 구동 및 제어할 수 있어, 스위치 회로와 정류 회로의 구동/제어가 더욱 단순화되고, 구동/제어의 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 실시예 또는 종래 기술의 기술 방안을 보다 명확하게 설명하기 위하여, 이하에서는 실시예 또는 종래 기술의 설명에 사용되는 도면을 간략히 소개한다. 이하에서 설명하려는 도면은 본 발명의 일부 실시예에 불과하며, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 창의적인 노동 없이 이러한 도면에 기초하여 다른 실시예의 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 일 실시예의 강압 회로의 구조 개략도이다.
도 2는 다른 실시예의 강압 회로의 구조 개략도이다.
도 3은 일 실시예의 강압 회로의 구조 개략도이다.
도 4는 일 실시예의 강압 회로의 작동 타이밍도이다.
도 5는 일 실시예의 강압 회로가 제1 동작 상태에서의 등가 회로도이다.
도 6은 일 실시예의 강압 회로가 제2 동작 상태에서의 등가 회로도이다.
도 7은 일 실시예의 강압 회로의 구조 개략도이다.
도 8은 일 실시예의 강압 회로의 구조 개략도이다.
도 9는 일 실시예의 강압 회로의 효율 변환도이다.
도 10은 일 실시예의 강압 회로의 구조 개략도이다.
도 11은 일 실시예의 전자 장치의 구조 블록도이다.
도 12는 다른 실시예의 전자 장치의 구조 블록도이다.
이하, 본 발명에 대해 이해하기 쉽게 하기 위하여 관련 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예가 도면에 도시되어 있으나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있고, 여기에 설명되는 실시예에 한정되지 않는다. 이러한 실시예를 제공하는 목적은 본 발명의 개시 내용을 보다 철저하고 포괄적으로 이해하도록 하려는 것이다.
본 출원의 목적, 기술 방안 및 우점을 보다 명확하게 하기 위하여, 이하에서는 도면 및 실시예를 참조하여 본 출원에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 여기에서 설명되는 특정 실시예들은 본 출원을 설명하기 위한 것일뿐, 본 출원을 제한하기 위해 사용되지 않음을 이해해야 한다.
본 출원은 전자 장치에 적용할 수 있는 강압 회로를 제공한다. 여기서 전자 장치는 모바일 단말, 태블릿 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistants), POS(Point of Sales, 판매 단말), 차량탑재용 컴퓨터, 웨어러블 기기, 전자책, 모바일 전원등 외부 전원 공급 장치로 부터 충전 받을 수 있는 장치일 수 있다.
일부 실시예에서, 강압 회로에는 복수의 스위치관 그룹이 설치된다. 스위치관의 고장으로 인한 안전 위험을 피면하기 위해, 격리용 커패시터가 강압 회로에 설치될 수 있다. 복수의 그룹의 스위치관의 온 및 오프를 시간대에 따라 번갈아 제어함으로써, 커패시터가 간헐적으로 충전 및 방전되어, 전력 전달 및 전압 변환을 실현할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 강압 회로(100)는 양입력단(A1), 음입력단(A2), 스위치 회로(110), 격리 회로(120), 정류 회로(130), 제어 유닛(140), 양출력단(B1) 및 음출력단(B2)를 포함한다.
양입력단(A1) 및 음입력단(A2)은 입력 전압을 수신하는데 사용된다. 양출력단(B1) 및 음출력단(B2)은 목표 전압을 출력하는데 사용된다. 본 출원의 일 실시예에서, 음입력단(A2)과 음출력단(B2)은 공통 접지 전위를 갖는다. 음입력단(A2)과 음출력단(B2)은 공통 접지 전위를 갖고, 동일한 전위에 접지되면 시스템 전압을 서로 참조할 수 있고, 동일한 신호 소스에 따라 스위치 회로(110)와 정류 회로(130)의 온 및 오프를 구동 및 제어할 수 있다. 공통 접지 전위를 갖지 않는 음입력단(A2) 및 음출력단(B2)과 비교하여, 공통 접지 전위는 스위치 회로(110) 및 정류 회로(130)의 구동 제어를 더욱 단순화되게 하고 구동 제어 비용을 절감할 수 있다.
스위치 회로(110)는 양입력단(A1)와 음입력단(A2) 사이에 연결된 적어도 하나의 스위치관을 포함한다. 정류 회로(130)는 양출력단(B1)과 음출력단(B2) 사이에 연결된 적어도 하나의 스위치관을 포함한다.
격리 회로(120)는 스위치 회로(110) 중의 스위치관과 정류 회로(130) 중의 스위치관에 각각 연결된 적어도 하나의 커패시터를 포함한다.
제어 유닛(140)은 제어 신호를 출력하고, 스위치 회로(110) 중의 스위치관의 온 또는 오프를 제어하고, 정류 회로(130) 중의 스위치관의 온 또는 오프를 제어하여, 입력 전압이 스위치 회로(110) 중의 스위치관, 격리 회로(120) 중의 커패시터 및 정류 회로(130) 중의 스위치관을 순차적으로 거친 후 목표 전압이 얻어지도록 한다. 여기서 목표 전압의 전압 값은 입력 전압의 전압 값보다 낮다.
본 출원의 실시예는 격리 회로(120)가 구비되어 있으므로, 입력 전압이 스위치 회로(110) 중의 스위치관, 격리 회로(120) 중의 커패시터, 정류 회로(130)를 순차적으로 거친 후 출력하도록 하여, 커패시터가 교류는 통과시키고 직류는 차단하는 특성을 가지게 하여, 스위치 회로(110) 중의 스위치관이 브레이크 다운되거나 고장날 때 커패시터는 스위치 회로(110)에서 수신된 충전 입력 전압이 정류 회로(130)로 출력되는 것을 방지할 수 있어, 상기 강압 회로의 안전성을 향상시킬 수 있다. 양출력단(B1)과 음출력단(B2)이 부하에 연결된 경우 부하를 보호할 수 있다.
일 실시예에서, 정류 회로(130) 중의 복수의 스위치관들의 온 또는 오프를 제어함으로써 정류 회로(130)의 변환 성능을 제어할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이 음입력단(A2)와 음출력단(B2)은 모두 동일한 전위에 접지되고, 스위치 회로(110) 중의 복수의 스위치관과 정류 회로(130)의 복수의 스위치관은 동시에 제어 신호를 수신하여 각자의 스위치관의 도통 상태를 제어하여, 양출력단(B1) 및 음출력단(B2)을 거쳐 출력되는 목표 전압이 상기 강압 회로에 입력되는 전압보다 낮도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 격리 회로(120)는 적어도 하나의 커패시터와 직렬로 연결된 적어도 하나의 인덕터를 더 포함한다. 격리 회로 중의 복수의 커패시터는 인덕터와 각각 직렬로 연결될 수 있거나, 혹은 격리 회로 중의 복수의 커패시터의 일부는 인덕터와 직렬로 연결될 수 있음을 이해해야 한다. 인덕터와 커패시터를 직렬로 연결함으로써 커패시터의 피크 전류를 제한할 수 있고, 강압 회로의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 스위치 회로(110)는 직렬로 연결된 제 1 스위치관(Q1), 제 2 스위치관(Q2) 및 제 3 스위치관(Q3)을 포함한다. 여기서 제 1 스위치관(Q1), 제2 스위치관(Q2) 및 제 3 스위치관(Q3)은 모두 제어단, 입력단 및 출력단을 포함한다.
순차적으로 직렬 연결된 제 1 스위치관(Q1), 제 2 스위치관(Q2) 및 제 3 스위치관(Q3)은 양입력단(A1)와 음입력단(A2) 사이에 직렬로 연결된다. 구체적으로, 상기 제 1 스위치관(Q1)의 입력단은 양입력단(A1)에 연결되고, 제 2 스위치관(Q2)의 출력단은 제 2 스위치관(Q2)을 거쳐 제 3 스위치관(Q3)의 입력단에 연결되고, 상기 제 3 스위치관(Q3)의 출력단은 음입력단(A2)에 연결되고, 상기 제 1 스위치관(Q1)의 출력단은 상기 격리 회로(120)에 연결되어 제 1 전송 링크 로드를 형성하고, 상기 제 2 스위치관(Q2)의 출력단은 상기 격리 회로(120)에 연결되어 제 2 전송 링크 로드를 형성한다.
제 1 스위치관(Q1)의 제어단, 제 2 스위치관(Q2)의 제어단, 제 3 스위치관(Q3)의 제어단은 모두 제어 유닛(140)의 제어신호를 수신하는데 사용된다. 제어 신호의 제어에 따라 제 1 스위치관(Q1), 제 2 스위치관(Q2) 및 제 3 스위치관(Q3)은 온 상태 또는 오프 상태일 수 있다. 여기서, 제 1 스위치관(Q1)과 제 3 스위치관(Q3)은 동일한 시간에 수신하는 제어 신호가 동일하고, 제 2 스위치관(Q2)과 제 1 스위치관(Q1)은 동일한 시간에 수신하는 제어 신호가 서로 다를 뿐만아니라 서로 반대이다. 즉, 동일한 시간내에 제 1 스위치관(Q1)과 제3 스위치관(Q3)이 온 상태이면 제2 스위치관(Q2)은 오프 상태이고, 제 1 스위치관(Q1)과 제 3 스위치관(Q3)이 오프 상태이면 제 2 스위치관(Q2)는 온 상태에 있다.
미리 설명해 둘 것은 본 출원의 실시예에서, 제 1 스위치관(Q1), 제 2 스위치관(Q2) 및 제 3 스위치관(Q3)은 전기적으로 제어 가능한 기존의 다양한 스위치 소자, 예를 들어 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET), 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT), 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)와 같은 3단자 제어 가능한 스위치 소자를 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 격리 회로(120)는 제 1 커패시터(C1) 및 제 2 커패시터(C2)를 포함하고, 상기 제 1 커패시터(C1)의 제 1 단은 상기 제 1 스위치관(Q1) 및 제 2 스위치관(Q2)의 공통연결단에 연결되고, 상기 제 1 커패시터(C1)의 제 2 단은 정류 회로(130)에 연결되고, 상기 제 2 커패시터(C2)의 제 1 단은 상기 제 2 스위치관(Q2)과 제 3 스위치관(Q3)의 공통 연결단에 연결되고, 상기 제 2 커패시터(C2)의 제 2 단은 정류 회로(130)에 연결된다.
여기서 제 1 스위치관(Q1), 제 2 스위치관(Q2), 제 3 스위치관(Q3), 제 1 커패시터(C1) 및 제 2 커패시터(C2)에 의하여, 수신되는 충전 신호를 교류 신호로 변환하여 정류 회로(130)로 출력할 수 있다. 제 1 커패시터(C1)와 제 2 커패시터(C2)는 교류는 통과하고 직류는 차단하는 특성을 가지므로 스위치 회로(110)의 스위치관이 브레이크 다운되거나 혹은 고장이 났을 때 제 1 커패시터(C1)와 제 2 커패시터(C2)가 스위치 회로(110)에서 수신되는 충전 신호가 정류 회로(130)로 출력되는 것을 차단시켜, 강압 회로의 안전성을 향상시킨다.
일 실시예에서, 정류 회로(130)는 제 4 스위치관(Q4), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6) 및 제 7 스위치관(Q7)을 포함하는 풀 브리지 정류 회로이다. 정류 회로(130)는 수신되는 교류 전기 신호를 직류 전기 신호로 변환하는데 사용될 수 있다. 여기서 제 4 스위치관(Q4), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6) 및 제 7 스위치관(Q7)은 모두 제어단, 입력단 및 출력단을 포함한다.
제 4 스위치관(Q4)과 제 5 스위치관(Q5)은 양출력단(B1)와 음출력단(B2) 사이에 직렬로 연결되고, 제 6 스위치관(Q6)과 제 7 스위치관(Q7)은 양출력단(B1)과 음출력단(B2) 사이에 직렬로 연결되고, 제 1 커패시터(C1)의 타단은 제 4 스위치관(Q4)과 제 5 스위치관(Q5)의 공통 연결단에 연결된다. 제 2 커패시터(C2)의 타단은 제 6 스위치관(Q6)과 제7 스위치관(Q7)의 공통 연결단에 연결된다.
제 4 스위치관(Q4)의 제어단, 제 5 스위치관(Q5)의 제어단, 제 6 스위치관(Q6)의 제어단, 및 제 7 스위치관(Q7)의 제어단은 모두 제어 유닛(140)의 제어신호를 수신하는데 사용되고, 제어 신호의 제어에 따라 제 4 스위치관(Q4), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6) 및 제 7 스위치관(Q7)을 온 또는 오프 상태로 되게 한다.
일 실시예에서, 상기 제 4 스위치관(Q4), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6), 및 제 7 스위치관(Q7)은 모두 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOS 트랜지스터)이다.
본 실시예에서 정류회로(130)는 4개의 스위치관을 사용하며, 상기 정류회로(130)의 음출력단(B2)은 접지되고, 즉, 제 4 스위치관(Q4), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6) 및 제 7 스위치관(Q7)의 기준접지는 동일하며, 제 4 스위치관(Q4), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6), 제 7 스위치관(Q7)을 동시에 온/오프 제어할 수 있어, 제어 및 구동을 단순화 하게 한다. 한편, 정류 회로(130)의 스위치관은 약한 전류 상태에서 작동할 수 있어, 브레이크 다운의 위험을 줄이고 신뢰성을 향상시킨다. 또한, 격리 회로를 구비하기에, 스위치 회로(110) 및 정류 회로(130) 중의 스위치관의 온 저항이 매우 낮아질 수 있어, 발열 및 손실을 줄이고, 전체 강압 회로의 에너지 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제 1 스위치관(Q1), 제 3 스위치관(Q3), 제 4 스위치관(Q4) 및 제 7 스위치관(Q7)이 수신하는 상기 제어 신호는 상기 제 2 스위치관(Q2) 및 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6)이 수신하는 상기 제어 신호와 반대이다. 즉, 동일한 시간내에 제 1 스위치관(Q1), 제 3 스위치관(Q3), 제 4 스위치관(Q4), 제 7 스위치관(Q7)이 온 상태일 때, 제 2 스위치관(Q2), 제 5 스위치관(Q5) , 제 6 스위치관(Q6)은 오프 상태이고; 혹은 제 1 스위치관(Q1), 제 3 스위치관(Q3), 제 4 스위치관(Q4) 및 제 7 스위치관(Q4)이 오프 상태일 때, 제 2 스위치관(Q2), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6)은 온 상태에 있다.
예를 들어, 제 1 스위치관(Q1), 제 3 스위치관(Q3), 제 4 스위치관(Q4), 제 7 스위치관(Q7)이 온 상태이고, 제 2 스위치관(Q2), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6)이 오프 상태인 강압 회로를 제 1 동작 상태라고 한다. 이에 대응하여, 제 1 스위치관(Q1), 제 3 스위치관(Q3), 제 4 스위치관(Q4) 및 제 7 스위치관(Q7)이 오프 상태이고, 제 2 스위치관(Q2), 제 5 스위치관(Q5) 및 제 6 스위치관(Q6)이 온 상태인 강압 회로를 제 2 동작 상태라고 한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 강압 회로가 제 1 동작 상태 및 제 2 동작 상태에서의 시간이 서로 동일한 경우를 예로 들어 설명한다. 여기서 제 1 스위치관(Q1), 제 3 스위치관(Q3), 제 4 스위치관(Q4) 및 제 7 스위치관(Q7)이 수신하는 제어 신호는 제 1 제어 신호이고, 제 2 스위치관(Q2), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6)이 수신하는 제어 신호는 제 2 제어 신호이다.
미리 설명해 둘 것은 제 1 제어 신호 및 제 2 제어 신호의 듀티 비를 조절하는 것을 통해 강압 회로를 최적 상태에서 작동하도록 디버그할 수 있다.
본 출원의 일 실시예에서, 제어 유닛(140)이 출력하는 제어 신호는 펄스 폭 변조 PWM 신호이다. 제어 유닛(140)은 매번 PWM 신호를 출력하기 전에 기설정된 시간만큼 지연시킨다. 상기 기설정된 시간은 스위치 회로(110)와 정류 회로(130) 중의 스위치관의 상이한 스위칭 속도로 인한 비동기화 문제를 피면하기 위한 보호 기간이다.
즉, 본 출원의 일 실시예에서, 제 1 제어 신호 및 제 2 제어 신호는 소정의 데드 타임을 가질 수 있다. 데드 타임은 제어 유닛(140)이 PWM 신호를 출력하기 전에 기설정된 시간 만큼 지연시키는 것을 통해 실현할 수 있다.
도 5는 일 실시예에서 강압 회로가 제 1 동작 상태에서의 등가 회로도이다. 제 1 동작 상태에서 제 1 제어 신호는 하이 레벨 신호로 이해될 수 있고, 제 2 제어 신호는 로우 레벨 신호로 이해될 수 있다. 이로써, 제 1 스위치관(Q1), 제3 스위치관(Q3), 제 4 스위치관(Q4) 및 제 7 스위치관(Q7)은 온 상태가 되고, 제2 스위치관(Q2), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6)은 오프 상태가 된다. 이때 등가회로에 대응되는 전류 경로는 양입력단(A1), 제1스위치관(Q1), 제 1 커패시터(C1), 제 4 스위치관(Q4), 양출력단(B1), 음출력단(B2), 제7스위치관 스위치관(Q7), 제 2 커패시터(C2), 제 3 스위치관(Q3) 및 음입력단(A2)이다. 이때, 제 1 커패시터(C1)와 제2커패시터(C2)는 직렬로 연결되며, 양입력단(A1)과 음입력단(A2)을 통해 제 1 커패시터(C1)와 제 2 커패시터(C2)에 충전을 할 수 있고, 제 1 커패시터(C1) 및 제2 커패시터(C2)를 통해, 양출력단(B1) 및 음출력단(B2)에 연결된 부하에 대해 방전할 수 있다. 따라서, 출력 목표 전압 Vout+Vc1+Vc2=Vin이고, 여기서 Vc1은 제 1 커패시터(C1)양단의 전압이고, Vc2는 제 2 커패시터(C2)양단의 전압이고, Vin은 입력 전압이다.
도 6은 일 실시예의 강압 회로가 제 2 동작 상태에서의 등가 회로도이다. 제 2 동작 상태에서, 제 1 제어 신호는 로우 레벨 신호로 이해될 수 있고, 제 2 제어 신호는 하이 레벨 신호로 이해될 수 있다. 따라서, 제 1 스위치관(Q1), 제 3 스위치관(Q3), 제 4 스위치관(Q4) 및 제 7 스위치관(Q7)은 오프 상태이고, 제 2 스위치관(Q2), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6)은 온 상태이다. 이때 등가회로에 대응되는 전류경로는 양출력단(B1), 제 6 스위치관(Q6), 제 2 커패시터(C2), 제 2 스위치관(Q2), 제 1 커패시터(C1), 제5 스위치관(Q5), 음출력단(B2)이다. 이때, 제 1 커패시터(C1)와 제 2 커패시터(C2)는 직렬로 연결되며, 제 1 커패시터(C1)와 제 2 커패시터(C2)를 통해, 양출력단(B1)과 음출력단(B2)에 연결된 부하에 대해 방전할 수 있다. 따라서, 목표 전압 Vout=Vc1+Vc2, 여기서 Vc1은 제1 커패시터(C1)양단의 전압이고 Vc2는 제 2 커패시터(C2)양단의 전압이다.
제 1 동작 상태와 제 2 동작 상태의 시간 주기가 비교적 짧고, 용량성 부하 또는 출력 커패시터(Cout)가 전압의 변화를 방해하기 때문에, 제 2 동작 상태에서의 전압 Vc1 및 Vc2는 제 1 동작 상태에 비해 변화가 없다. 즉,
Vout+Vc1+Vc2=2Vout=Vin이고,
두개의 동작 상태에서 목표 전압 Vout이 크게 변하지 않기 때문에, 강압 회로가 출력하는 목표 전압 Vout는 입력 전압 Vin의 약 1/2로 유지될 수 있으며 강압 격리 변환을 실현할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 격리 회로(120)는 인덕터(L1)를 포함하고, 즉, 상기 인덕터(L1)는 제 1 커패시터(C1)와 직렬로 연결될 수 있다. 선택적으로, 상기 인덕터(L)는 제 2 커패시터(C2)와도 직렬로 연결될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 격리 회로(120)는 제 1 인덕터(L1) 및 제 2 인덕터(L2)를 포함할 수 있으며, 여기서 제 1 인덕터(L1)는 제 1 커패시터(C1)와 직렬 연결되고, 제 2 인덕터(L2)는 제 2 커패시터(C2)와 직렬 연결된다.
본 실시예에서는, 격리 회로(120) 중에 제 1 커패시터 및/또는 제 2 커패시터와 직렬로 연결된 인덕터를 추가 설치하여, 제 1 커패시터(C1) 및/또는 제 2 커패시터(C2)와 공진하도록 특정 주파수 인덕터를 추가함으로써, 제 1 커패시터(C1) 및/또는 제 2 커패시터(C2)의 피크 전류를 제한할 수 있다.
도 4를 참조하면, iL는 인덕터에 흐르는 전류의 파형이며, 상기 인덕터에 흐르는 전류의 파형은 구형파가 아니라 사인파와 유사하다. 또한, 각 전자 스위치관은 약한 전류(제로 전류에 가까운) 상태에서 동작할 수 있어, 발열 및 스위칭 손실을 줄이고, 전체 강압 회로의 에너지 전달 효율을 향상시킨다.
도 9에 도시된 바와 같이, 종래 기술과 비교하면, 본 출원의 실시예의 강압 회로의 변환 효율은 약 99%에 도달할 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 제어 유닛(140)은 CPU, 프로세서, 또는 제어 기능을 갖는 기타 소자일 수 있다. 제어 유닛(140)은 제 1 스위치관(Q1), 제 2 스위치관(Q2), 제 3 스위치관(Q3), 제 4 스위치관(Q4), 제 5 스위치관(Q5), 제 6 스위치관(Q6) 및 제 7 스위치관(Q7)의 온 또는 오프를 제어하는 제어 신호를 생성 또는 저장할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 출원의 다른 실시예에서, 스위치 회로(110) 중의 스위치관의 수는 4 개 이고, 격리 회로(120) 중의 커패시터의 수는 3 개 이고, 정류 회로(130) 중의 스위치관의 수는 6 개 이다. 도 3에 도시된 실시예와 동일한 원리에 기초하여, 제어 유닛(140)를 통해 스위치 회로(110) 및 정류 회로(130) 중의 스위치관의 온 또는 오프를 제어하여, 목표 전압이 입력 전압보다 낮도록 할 수 있다. 본 실시예에서 목표 전압과 입력 전압의 비는 1:3일 수 있다.
위와 동일한 원리에 기초하여, 목표 전압과 입력 전압의 비는 격리 회로(120) 중의 커패시터의 수와 관련될 수 있고, 스위치 회로(110) 중의 스위치관 및 정류 회로(130) 중의 스위치관의 수량은 상응하게 변화됨을 이해해야 한다.
또한 본 출원의 일 실시예는, 전술한 실시예에서 설명된 강압 회로를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 전자 장치(901)는 충전 인터페이스(910), 부하(920) 및 제 1 충전 경로(970)를 포함한다. 강압 회로(930)는 제 1 충전 경로(970) 중에 설치된다.
충전 인터페이스(910)는 강압 회로(930)의 양입력단 및 음입력단에 연결되고, 외부 전원 공급 장치(900)로부터 입력 전압(또는 전원 전압)을 수신하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 충전 인터페이스(910)는 VBUS, USB+, USB-, 및 GND와 같은 충전 인터페이스를 포함한다. 일 실시예에서, 외부 전원 공급 장치(900)는 전자 장치에 급속 충전을 제공할 수 있는 급속 충전 충전기(또는 급속 충전 어댑터) 및 일반 어댑터를 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 급속 충전 충전기 또는 급속 충전 어댑터는 15W 이상의 충전 전력을 제공할 수 있다. 일반 어댑터는 5V/1A, 5V/2A 의 출력인 어댑터일 수 있다.
미리 설명해야 할 것은, 본 출원은 충전 인터페이스(910)의 인터페이스 유형을 제한하지 않고, 예를 들어 Micro USB 인터페이스, Type-C 인터페이스, 30-pin 인터페이스, lightning 인터페이스 등이 될 수 있다.
부하(920)는 강압 회로(930)의 양출력단 및 음출력단에 연결된다. 부하(920)는 단일 셀 또는 직렬로 연결된 다중 셀일 수 있으며, 전자 장치(901) 중 전원이 공급되어야 하는 하나의 단위, 예를 들면, 프로세서, 카메라 모듈 등일 수도 있다. 일 실시예에서, 부하(920)에 포함되는 셀의 수는 2 개, 3 개, 4 개 또는 그 이상일 수 있다. 부하(920)의 셀 유형은 납축전지, 니켈수소전지, 나트륨-유황전지, 플로우전지, 슈퍼 커패시터, 리튬전지, 실리콘음극 리튬이온전지, 가요성 전지 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 부하(920)는 직렬로 연결된 3개의 리튬 배터리를 포함할 수 있고, 또는 부하(920)가 직렬로 연결된 4개의 리튬 배터리를 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 부하(920)는 하나의 셀만 포함할 수도 있으며, 본 출원의 실시예는 이에 대해 제한하지 않는다.
일 실시예에서, 각 셀의 출력 전압은 2.0-4.4볼트의 범위에 있을 수 있고, 부하(920) 중 각 셀의 출력 전압은 밸런싱 모듈에 의해 복수의 셀사이의 전압 신호를 밸런싱시킬수 있음을 이해해야 한다. 미리 설명해야 할 것은, 본 출원에서, 복수개는 적어도 2 개(2 개보다 크거나 같음)로 이해할 수 있고, 즉, 복수개는 2 개, 3 개 또는 그 이상을 말한다.
상기 제 1 충전 경로(970)를 통해 전자 장치(901)의 부하(920)에 충전을 하거나 전원을 공급할 경우, 강압 회로(930)의 출력 목표 전압은 입력 전압보다 낮으므로, 외부 전원 공급 장치(900)에서 제공되는 전압을 감소시킴으로써 부하(920)에 전력을 충전하거나 공급할 수 있다. 또한, 강압 회로(930)에 격리 회로를 설치함으로써, 충전 또는 전원 공급의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시예에서, 전자 장치(901)는 제 2 충전 경로(950) 및/또는 제 3 충전 경로(940)를 더 포함한다. 제 2 충전 경로(950)에는 적어도 하나의 스위치 모듈이 설치되고, 제 3 충전 경로(940)에는 적어도 하나의 충전 관리 회로가 설치된다.
제어 유닛은 제 1 충전 경로(970), 제 2 충전 경로(950) 및 제 3 충전 경로(940) 중 셀의 충전을 위한 충전 경로를 결정하는데 사용된다. 상기 제어 유닛은 강압 회로의 스위치관의 온 또는 오프를 제어하는 제어 유닛과 동일한 부재일 수 있거나 혹은 상이한 부재일 수 있음을 이해해야 한다.
본 출원의 일 실시예에서, 제어 유닛은 충전 인터페이스(910)가 수신하는 전압의 전압 값에 따라 셀의 충전을 위한 충전 경로를 결정한다. 충전 인터페이스(910)가 수신하는 전압 값이 제 1 임계값보다 높은 것에 응답하여, 셀의 충전을 위한 충전 경로가 제 1 충전 경로인 것으로 결정할 수 있다. 충전 인터페이스(910)가 수신하는 전압 값이 셀의 충전 요구 전압과 매칭되는 것에 응답하여, 셀의 충전을 위한 충전 경로가 제 2 충전 경로인 것으로 결정한다. 충전 인터페이스(910)가 수신하는 전압 값이 기설정된 것에 응답하여, 셀의 충전을 위한 충전 경로가 제3 충전 경로인 것으로 결정한다.
본 출원의 다른 실시예에서, 제어 유닛은 셀의 충전을 위한 충전 경로를 결정하도록 외부 전원 공급 장치(900)와 통신하는데 사용된다. 외부 전원 공급 장치(900)가 지원하는 충전 모드는 제 1 충전 모드, 제 2 충전 모드 및 제 3 충전 모드 중 하나를 포함할 수 있다. 제 1 충전 모드에서 외부 전원 공급 장치(900)가 제공할 수 있는 충전 전압은 제 1 임계값보다 높고, 제 2 충전 모드에서 외부 전원 공급 장치(900)는 셀의 충전 요구 전압과 매칭하는 충전 전압을 제공할 수 있고, 제 3 충전 모드에서 외부 전원 공급 장치(900)가 제공할 수 있는 충전 전압은 기설정된 값이다.
외부 전원 공급 장치(900)가 제 1 충전 모드를 지원하는 것으로 판단는 것에 응답하여, 제 1 충전 경로를 셀의 충전을 위한 충전 경로로 결정하고, 외부 전원 공급 장치(900)가 제 2 충전 모드를 지원한다고 판단되는 것에 응답하여, 제 2충전 경로가 셀의 충전을 위한 충전 경로로 결정되고, 외부 전원 공급 장치(900)가 제 3 충전 모드를 지원하는 것으로 판단되는 것에 응답하여, 제 3 충전 경로가 셀의 충전을 위한 충전 경로로 결정된다.
한 실시예에서, 전자 장치(901)와 외부 전원 장치(900) 간의 통신은 양방향 통신 또는 단방향 통신일 수 있다. 전자 장치(901)와 외부 전원(900)은 유선 또는 무선 방식으로 통신할 수 있다. 유선 통신 방식을 사용할 때, 충전 인터페이스 중의 데이터 라인을 사용하여 진행할 수 있다. 무선 통신 방식을 사용할 때, Wi-Fi, Bluetooth 등을 사용할 수 있다.
전자 장치(901)와 외부 전원 공급 장치(900)가 양방향 통신일 경우, 통신은 전자 장치(901) 또는 외부 전원 장치(900)에 의해 개시될 수 있다. 예를 들어, 외부 전원 공급 장치(900)는 먼저 전자 장치(901)에 명령을 발송하여, 지원 가능한 충전 모드를 지시할 수 있다. 전자 장치(901)는 상기 명령에 따라 채택할 충전 모드를 결정하고 피드백 명령을 전송한다. 예를 들어, 외부 전원 공급 장치(900)가 자체의 지원 가능한 충전 모드가 제 1 충전 모드 및 제 3 충전 모드임을 지시하고, 전자 장치(901)의 지원 가능한 충전 모드가 제1 충전 모드일 경우, 전자 장치(901)는 제 1 충전 모드를 채택하기로 결정하고 피드백 명령을 발송하며, 제 1 충전 경로(970)를 사용하여 충전을 진행할 준비를 한다. 피드백 명령을 수신한 외부 전원 공급 장치(900)는 제 1 충전 모드에 따라 전원 전압을 출력한다.
전술한 양방향 통신은 예시일 뿐이며, 본 출원은 이에 제한되지 않음을 이해해야 한다.
전자 장치(901)와 외부 전원 공급 장치(900)가 단방향 통신일 경우, 충전 모드는 전자 장치(901) 또는 외부 전원 공급 장치(900)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 외부 전원 공급 장치(900)는 전자 장치(901)에 명령을 발송하여, 제 3 충전 모드만을 지원한다는 지시를 보낼 수 있고, 전자 장치(901)는 명령을 수신하고, 제 3 충전 경로(940)를 이용하여 충전을 진행할 준비를 한다.
본 출원의 실시예에서, 제1 임계값 및 기설정된 값은 셀의 재료 및 수량과 관계된다. 예를 들어, 셀이 단일 셀이고, 셀이 리튬 이온 배터리일 경우, 제1 임계값은 5V로 설정될 수 있고, 기설정된 값도 5V로 설정될 수 있다. 셀이 직렬 이중 셀이고, 셀이 리튬 이온 배터리일 경우, 제 1 임계값은 10V로 설정할 수 있다. 즉, 직렬 연결된 이중 셀일 경우, 외부 전원 공급 장치(900)가 제공할 수 있는 전원 전압이 10V 이상이면, 제1 충전 경로를 통해 충전할 수 있고; 단일 셀일 경우, 외부 전원 공급 장치(900)가 제공할 수 있는 전원전압이5V보다 높으면, 제 1 충전 경로를 통해 충전될 수 있다.
제 3 충전 경로에 설치되는 충전 관리 회로는, 예를 들어, 충전 IC일 수 있다. 상기 충전 관리 회로는LDO 회로(레귤레이터 회로), 강압/승압 회로 등이 집성되어 포함될 수 있고, 수신된 전류/전압을 조정한 후 부하에 충전하거나 전원을 공급할 수 있다. 본 출원의 일 실시예에서, 충전 인터페이스에 의해 수신된 전압이 5V일 경우, 제 3 충전 경로(940)를 사용하여 셀을 충전한다. 예를 들어, 충전 인터페이스에 의해 수신되는 전압이 5V/1A 또는 5V/2A일 경우, 제 3 충전 경로(940)를 사용하여 셀을 충전한다.
본 출원의 실시예에서, 제 1 충전 경로(970)를 이용하여 셀을 충전할 경우, 강압 회로(930)에 의해 출력되는 목표 전압과 입력 전압은 소정의 관계, 예를 들어 상기 실시예에 기재된 바와 같은1:2 및 1:3을 만족한다. 따라서, 제 1 충전 경로(970)를 사용하여 셀을 충전하기로 결정되는 것에 응답하여, 제어 유닛은 셀의 충전 정보를 획득하고, 충전 정보를 외부 전원 공급 장치(900)에 피드백하고, 외부 전원 공급 장치(900)가 전자 장치(901)에 대한 전원 전압 및/또는 전원 전류를 조정하도록 함으로써, 강압 회로(930)가 출력하는 목표 전압이 셀의 충전 요구 전압을 충족시키도록 한다.
본 출원의 실시예에서, 제 2 충전 경로(950)를 사용하여 셀을 충전하기로 결정된 경우, 제어 유닛은 또한 셀의 충전 정보를 획득하고, 충전 정보를 다시 외부 전원 공급 장치(900)에 피드백하여, 외부 전원 공급 장치(900)가 전자 장치(901)에 대한 전원 전압 및/또는 전원 전류를 조정하도록 한다. 제 2 충전 경로(950)를 사용하여 셀을 충전할 경우, 충전 정보의 피드백을 통해 외부 전원 공급 장치(900)는 전원 전압 및/또는 전원 전류를 조정함으로써, 셀의 충전 요구에 맞는 전압 및 전류를 제공할 수 있다. 제 2 충전 경로(950)에는 충전을 온/오프하기 위한 스위치 모듈(예하면 MOS관)이 구비된다. 외부 전원 공급 장치(900)로부터 제공되는 충전 전압 및 전류는 스위치 모듈을 거친 후, 셀의 양단에 직접 로딩되어 셀을 직접 충전할 수 있다.
제 2 충전 경로(950)를 이용하여 셀을 충전할 경우, 외부 전원 공급 장치(900)가 제공할 수 있는 전원 전압에 대해서는 제한하지 않는다. 외부 전원 공급 장치(900)가 셀의 요구 전압과 매칭되는 전압을 제공할 수 있으면 된다.
제 2 충전 경로(950)를 이용하여 셀을 충전할 경우, 독립적인 제어 칩을 이용하여 충전 과정을 제어할 수 있으며, 예를 들어 독립적인 제어 칩을 이용하여 충전 정보의 피드백을 수행할 수 있다. 그 결과 통신의 신뢰성과 안전성이 향상된다.
미리 설명해야 할 것은, 본 출원에서 말하는 '직접', '직접 충전', '직접 로딩' 및 '직접 충전'이라는 용어는 외부 전원 공급 장치(900)로 부터의 충전 전압이 셀의 요구 전압과 서로 매칭됨을 의미하거나, 혹은 외부 전원 공급 장치(900)로부터의 충전 전압이 전압 변환 없이 충전을 위해 셀의 양단에 인가될 수 있음을 의미한다. 여기서, 매칭은 외부 전원 공급 장치(900)로 부터의 충전 전압이 셀의 요구 전압과 같거나 또는 기설정된 상하 범위 내, 예를 들어 수십 밀리볼트 이내로 이해될 수 있다. 셀을 직접 충전함으로써, 제 2 충전 경로(950)를 사용하여 셀을 충전하는 충전 속도가 증가될 수 있고, 제 2 충전 경로(950)에 전압 변환 회로를 설치할 필요가 없어, 전압 변환 회로의 발열로 인한 충전 열을 피면할 수 있다.
일 실시예에서, 상술한 충전 정보는 셀의 전압 및/또는 전류일 수 있다.
본 출원의 일 실시예에서, 외부 전원 공급 장치(900)에 포함된 충전 인터페이스는 USB 인터페이스이고, USB 인터페이스의 USB 신호는 차동 신호이며, 신호 라인은 D+, D- 이고, D+ 또는 D- 에는 풀업/풀다운 고정 저항을 설치할 수 있다. USB1.0/1.1/2.0 프로토콜에는 다양한 상황의 요구를 충족시키기 위해 고속 및 저속 장치가 정의되고, 예를 들어, 고속 장치의 D+는 1.5kohm 풀업 저항을 연결시키고 D-는 연결시키지 않으며; 저속 장치는 그와 반대이다. 전자 장치(901)의 충전 인터페이스(910)가 외부 전원 공급 장치(900)와 연결될 경우, 전자 장치(901)는 D+ 또는 D-에 있는 고정 저항의 저항값을 빠르게 식별하여 외부 전원 공급 장치(900)가 급속 충전 장치인지를 판단할 수 있다. 외부 전원 공급 장치(900)에 연결되었는지 여부를 판단할 수 있다. 외부 전원 공급 장치(900)가 급속 충전 장치인 경우, 해당 충전 모드는 전술한 제 1 충전 모드 또는 제 2 충전 모드이고; 외부 전원 공급 장치(900)가 일반 충전 장치인 경우, 해당 충전 모드는 전술한 제 3 충전 모드이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 전자 장치(901)는 밸런싱 모듈(960)을 더 포함하고, 부하(920)가 직렬로 연결된 복수의 셀인 경우, 복수의 상기 셀 사이의 전압 또는 전력을 밸런싱한다.
일 실시예에서, 밸런싱 모듈(960)은 복수의 밸런싱 유닛을 포함할 수 있고, 그중 밸런싱 유닛은 셀과 직렬로 연결되고, 즉, 하나의 셀은 하나의 밸런싱 유닛에 대응한다. 밸런싱 유닛은 커패시터식 밸런싱, 인덕티브식 밸런싱 및 전압 변환기식 밸런싱의 밸런싱 방식을 사용하여 복수의 상기 셀 사이의 전압 신호를 밸런싱할 수 있다.
본 실시예에서, 직렬로 연결된 복수의 셀이 더 많은 전력을 방전하고 더 긴 사용 수명을 갖는 것과 같은 더 우수한 이점을 발휘하도록 하기 위해, 상기 밸런싱 모듈(960)을 사용하여 각 셀 사이의 전압 및 전류를 효율적이고 제때에 밸런싱 할 수 있고, 복수의 셀의 전반적인 성능을 향상시키고, 복수의 셀에 대한 통합 관리를 용이하게 할 수 있다.
본 출원의 실시예에서, 전자 장치는 강압 회로를 포함하고, 강압 회로에는 격리 회로가 설치됨으로써, 강압 회로의 스위치관이 브레이크 다운거나 고장이 났을때 전류 및 전압이 부하에 직접 흐르는 것을 방지할 수 있어, 부하를 보호하고, 충전의 안전성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 출원의 실시예들에 따른 전자 장치는 서로 다른 외부 전원 공급 장치에 적응할 수 있고, 서로 다른 충전 경로를 영활하게 사용하여 셀을 안전하고 빠르게 충전할 수 있다.
본 출원에서 사용되는 메모리, 데이터베이스 또는 기타 매체에 대한 인용에는 비휘발성 및/또는 휘발성 메모리가 포함될 수 있다. 비휘발성 메모리는 ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Electrically Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리에는 외부 캐시 메모리 역할을 하는 RAM(Random Access Memory)이 포함될 수 있다. 제한이 아니라 예시로서 RAM은 각종 형식으로 얻을 수 있고, 예하면, 정적 RAM(SRAM), 동적 RAM(DRAM), 동기식DRAM(SDRAM), 이중 데이터 전송률 SDRAM(DDR SDRAM), 증강형 SDRAM(ESDRAM), 동기 링크 DRAM(SLDRAM), 램버스 디렉트 RAM(RDRAM), 디렉트 램버스 DRAM(DRDRAM) 및 램버스 DRAM(RDRAM)일 수 있다.
상술한 실시예들의 기술적 특징은 임의로 조합될 수 있으며, 설명을 간결하게 하기 위해 상술한 실시예 중의 각 기술적 특징의 가능한 모든 조합에 대해서 설명하지 않으나, 이러한 기술적 특징의 조합이 모순되지 않는한 모두 본 명세서의 기재 범위로 간주되어야 한다.
상술한 실시예들은 본 발명의 몇가지 실시예들을 표현한 것일 뿐이며, 그에 대한 설명은 비교적 구체적이고 상세하지만, 본 발명 특허의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 당업자는 본 발명의 주제를 벗어나지 않는 전제하에서 여러가지 변형과 개진을 진행할 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 보호 범위에 속한다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 본 발명의 특허 보호 범위는 응당 첨부된 특허청구 범위를 기준으로 해야한다.

Claims (18)

  1. 입력 전압을 수신하기 위한 양입력단과 음입력단;
    목표 전압을 출력하기 위한 양출력단과 음출력단 - 상기 음입력단과 상기 음출력단은 공통 접지 전위를 가지며 - ;
    상기 양입력단과 상기 음입력단 사이에 직렬로 연결되는 제1 스위치관 Q1, 제2 스위치관 Q2, 및 제3 스위치관 Q3을 포함하는 스위치 회로;
    제4 스위치관 Q4, 제5 스위치관 Q5, 제6 스위치관 Q6 및 제7 스위치관 Q7을 포함하는 풀 브리지 정류 회로이며, 상기 제4 스위치관 Q4와 상기 제5 스위치관 Q5는 상기 양출력단과 상기 음출력단 사이에 직렬로 연결되고, 상기 제6 스위치관 Q6과 상기 제7 스위치관 Q7은 상기 양출력단과 상기 음출력단 사이에 직렬로 연결되는 정류 회로;
    제1 커패시터 C1과 제2 커패시터 C2를 포함하고, 여기서 상기 제1 커패시터 C1의 일단은 상기 제1 스위치관 Q1 및 상기 제2 스위치관 Q2의 공통 연결단에 연결되고, 상기 제1 커패시터 C1의 타단은 상기 제4 스위치관 Q4 및 상기 제5 스위치관 Q5의 공통 연결단에 연결되고; 상기 제2 커패시터 C2의 일단은 상기 제2 스위치관 Q2 및 상기 제3 스위치관 Q3의 공통 연결단에 연결되고, 상기 제2 커패시터 C2의 타단은 상기 제6 스위치관 Q6 및 상기 제7 스위치관 Q7의 공통 연결단에 연결되는 격리 회로;
    제어 신호를 출력하고, 상기 스위치 회로 중의 스위치관의 온 혹은 오프를 제어하고, 상기 정류 회로 중의 스위치관의 온 혹은 오프를 제어하여, 상기 입력 전압이 상기 스위치 회로 중의 스위치관, 상기 격리 회로 중의 커패시터 및 상기 정류 회로 중의 스위치 관을 순차적으로 거친 후 상기 목표 전압이 얻어지도록 하는 제어 유닛 - 상기 목표 전압의 전압 값은 상기 입력 전압의 전압 값보다 낮음 - 을 포함하는 것을 특징으로 하는 강압 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 격리 회로는 적어도 하나의 인덕터를 더 포함하고, 상기 인덕터는 상기 적어도 하나의 커패시터와 직렬로 연결되어, 직렬로 연결되는 커패시터의 피크 전류를 제한하기 위한 것을 특징으로 하는 강압 회로.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 제어 신호를 생성하는데 사용되고, 상기 제1 스위치관 Q1, 상기 제3 스위치관 Q3, 상기 제4 스위치관 Q4 및 상기 제7 스위치관 Q7이 온 되도록 제어되는 것에 응답하여, 상기 제2 스위치관 Q2, 상기 제5 스위치관 Q5, 상기 제6 스위치관 Q6을 오프 되도록 제어하며, 상기 제2 스위치관 Q2, 상기 제5 스위치관 Q5, 상기 제6 스위치관 Q6이 온 되도록 제어되는 것에 응답하여, 상기 제1 스위치관 Q1, 상기 제3 스위치관 Q3, 상기 제4 스위치관 Q4 및 상기 제7 스위치관 Q7을 오프 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 강압 회로.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호는 펄스 폭 변조 PWM 신호이고;
    상기 제어 유닛은 매번 상기 PWM 신호를 출력하기 전에 기설정된 시간만큼 지연시키기 위한 것을 특징으로 하는 강압 회로.
  7. 제1항에 따른 강압 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 강압 회로의 상기 양입력단 및 상기 음입력단에 연결되어, 외부 전원 공급 장치로부터 상기 입력 전압을 수신하기 위한 충전 인터페이스;
    상기 강압 회로의 상기 양출력단과 상기 음출력단에 연결되는 부하를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부하는 셀이고;
    상기 전자 장치는 제 1 충전 경로를 포함하고, 상기 강압 회로는 상기 제 1 충전 경로에 설치되고;
    상기 전자 장치는 제 2 충전 경로 및/또는 제 3 충전 경로를 더 포함하고, 상기 제 2 충전 경로에는 적어도 하나의 스위치 모듈이 설치되고, 상기 제 3 충전 경로에는 적어도 하나의 충전 관리 회로가 설치되고;
    상기 제어 유닛은 상기 제 1 충전 경로, 상기 제 2 충전 경로 및 상기 제 3 충전 경로중 상기 셀을 충전하기 위한 충전 경로를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 충전 인터페이스에 의해 수신된 전압의 전압 값에 따라 상기 셀을 충전하기 위한 충전 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 충전 인터페이스에서 수신한 전압 값이 제 1 임계값보다 높은 것에 응답하여, 상기 제 1 충전 경로를 상기 셀의 충전을 위한 충전 경로로 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 충전 인터페이스에 의해 수신된 전압값이 상기 셀의 충전 요구 전압과 매칭되는 것에 응답하여, 상기 제2 충전 경로를 상기 셀의 충전을 위한 충전 경로로 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 충전 인터페이스에서 수신한 전압 값이 기설정된 값에 응답하여, 상기 제3 충전 경로를 셀의 충전을 위한 충전 경로로 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 외부 전원 공급 장치와 통신하여 상기 셀의 충전을 위한 충전 경로를 결정하도록 구성되고;
    상기 외부 전원 공급 장치가 지원하는 충전 모드는 제 1 충전 모드, 제 2 충전 모드 및 제 3 충전 모드 중 하나를 포함하고, 상기 제 1 충전 모드에서 상기 외부 전원 공급 장치가 제공할 수 있는 충전 전압은 제 1 임계값보다 높고, 상기 제2 충전 모드에서 상기 외부 전원 공급 장치는 상기 셀의 충전 요구 전압과 매칭되는 충전 전압을 제공할 수 있고, 상기 제3 충전 모드에서 상기 외부 전원 공급 장치가 제공할 수 있는 충전 전압은 기설정된 값이고;
    상기 외부 전원 공급 장치가 상기 제 1 충전 모드를 지원하는 것으로 판단되는 것에 응답하여, 상기 제 1 충전 경로를 셀의 충전을 위한 충전 경로로 결정하고, 상기 외부 전원 공급 장치가 상기 제 2 충전 모드를 지원한다고 판단되는 것에 응답하여, 상기 제 2 충전 경로를 상기 셀의 충전을 위한 충전 경로로 결정하고, 상기 외부 전원 공급 장치가 상기 제 3 충전 모드를 지원하는 것으로 판단되는 것에 응답하여 상기 제 3 충전 경로를 상기 셀의 충전을 위한 충전 경로로 결정하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제 2 충전 경로를 이용하여 상기 셀을 충전하기로 결정되는 것에 응답하여, 상기 제어 유닛은 상기 셀의 충전 정보를 획득하고, 상기 충전 정보를 상기 외부 전원 공급 장치에 피드백하도록 구성되여, 상기 외부 전원 공급 장치가 상기 전자 장치에 대한 전원 전압 및/또는 전원 전류를 조정하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  17. 삭제
  18. 양입력단과 음입력단을 통해 입력 전압을 수신하고;
    제어 신호를 출력하여 스위치 회로 중의 스위치관의 온 혹은 오프를 제어하고, 정류 회로 중의 스위치관의 온 혹은 오프를 제어하여, 상기 입력 전압이 상기 스위치 회로 중의 스위치관, 격리 회로 중의 커패시터 및 상기 정류 회로 중의 스위치관을 순차적으로 거친 후 목표 전압을 얻도록 하고, 상기 목표 전압의 전압 값이 상기 입력 전압의 전압 값보다 낮고;
    양출력단과 음출력단을 통해 상기 목표 전압을 출력하고;
    여기서, 상기 음입력단과 상기 음출력단은 공통 접지 전위를 가지며; 상기 스위치 회로는 상기 양입력단과 상기 음입력단 사이에 직렬로 연결되는 제1 스위치관 Q1, 제2 스위치관 Q2, 및 제3 스위치관 Q3을 포함하고; 상기 정류 회로는 제4 스위치관 Q4, 제5 스위치관 Q5, 제6 스위치관 Q6 및 제7 스위치관 Q7을 포함하는 풀 브리지 정류 회로이며, 상기 제4 스위치관 Q4와 상기 제5 스위치관 Q5는 상기 양출력단과 상기 음출력단 사이에 직렬로 연결되고, 상기 제6 스위치관 Q6과 상기 제7 스위치관 Q7은 상기 양출력단과 상기 음출력단 사이에 직렬로 연결되고; 상기 격리 회로는 제1 커패시터 C1과 제2 커패시터 C2를 포함하고, 여기서 상기 제1 커패시터 C1의 일단은 상기 제1 스위치관 Q1 및 상기 제2 스위치관 Q2의 공통 연결단에 연결되고, 상기 제1 커패시터 C1의 타단은 상기 제4 스위치관 Q4 및 상기 제5 스위치관 Q5의 공통 연결단에 연결되고; 상기 제2 커패시터 C2의 일단은 상기 제2 스위치관 Q2 및 상기 제3 스위치관 Q3의 공통 연결단에 연결되고, 상기 제2 커패시터 C2의 타단은 상기 제6 스위치관 Q6 및 상기 제7 스위치관 Q7의 공통 연결단에 연결되는 것을 특징으로 하는 강압 방법.
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