KR20160064039A - 전원 공급 회로 및 전자장치 - Google Patents

전원 공급 회로 및 전자장치 Download PDF

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KR20160064039A
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시아오미 아이엔씨.
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Abstract

본 발명은 전원 공급 회로 및 전자장치에 관한 것이며, 전자회로의 분야에 속한다. 상기 전원 공급 회로는 배터리, 전원 관리 칩 및 RF 칩을 포함하고, 배터리의 출력단은 전원 관리 칩의 적어도 하나의 입력단에 연결되고, 적어도 하나의 입력단은 각각 각자에 대응하는 필터링 커패시터를 통하여 접지되며, 배터리의 출력단은 스위칭 전원 회로를 통하여 RF 칩의 입력단에도 연결되어 있다. 본 발명은 배터리의 출력단과 RF 칩의 입력단 사이에 스위칭 전원 회로를 설치함으로써, RF 칩이 통신 네트워크가 요구하는 주파수를 이용하여 외부에 신호를 송신할 시, 세라믹 커패시터가 인간의 귀로 들을 수 있는 잡음을 발생하는 과제를 해결하고, 세라믹 커패시터가 여전히 진동을 발생하지만 스위칭 전원 회로의 스위칭 주파수가 인간의 귀로 들을 수 있는 주파수보다 훨씬 크기 때문에, 세라믹 커패시터가 진동할 때 발생하는 소리는 인간의 귀로 들을 수 없는 효과를 달성할 수 있다.

Description

전원 공급 회로 및 전자장치{POWER SUPPLY CIRCUIT AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자 회로 분야에 관한 것이며, 특히 전원 공급 회로 및 전자장치에 관한 것이다.
본 출원은 출원번호가 CN201410601593.7이고 출원일이 2014년10월31일인 중국특허출원에 근거하여 우선권을 주장하며 당해 중국 특허 출원의 모든 내용을 본 출원에 원용한다.
통상적으로, 휴대전화에서 배터리의 출력단은 RF 칩과 전원 관리 칩에 각각 연결되어 있다. 즉, 배터리는 RF(Radio Frequency) 칩에 전원을 공급해야 할 뿐만 아니라, 전원 관리 칩을 통하여 휴대전화의 보드의 기타 전자소자에도 전원을 공급해야 한다.
배터리의 출력단과 전원 관리 칩 사이에는 통상적으로 접지되어 있는 필터링 커패시터가 더 연결되어 있다. 당해 필터링 커패시터의 패키징 형식은 일반적으로 MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitors, 적층 세라믹 커패시터)를 사용한다.
발명자는 본 발명을 실현하는 과정에서 상기의 방법에 적어도 하기의 결함이 존재하는 것을 알았다. 즉, 세라믹 커패시터가 압전효과(piezoelectric effect)를 구비하기 때문에, RF 칩이 GSM(Global System For Mobile Communication) 네트워크가 요구하는 216.8HZ의 주파수를 이용하여 외부에 신호를 송신하는 경우, 세라믹 커패시터에 진동이 발생하고, 인간의 귀로 들을 수 있는 잡음을 발생한다.
본 발명의 실시예는 RF 칩이 통신 네트워크가 요구하는 216.8HZ의 주파수를 이용하여 외부에 신호를 송신할 시, 세라믹 커패시터에 진동이 발생하고, 인간의 귀로 들을 수 있는 잡음을 발생하는 과제를 해결하기 위하여, 전원 공급 회로 및 전자장치를 제공한다. 그 제안은 하기와 같다.
본 발명의 실시예의 제 1 실시예에 의하면 전원 공급 회로를 제공하며, 당해 전원 공급 회로는,
배터리, 전원 관리 칩 및 RF 칩을 포함하고,
배터리의 출력단은 전원 관리 칩의 적어도 하나의 입력단에 연결되고, 적어도 하나의 입력단은 각각 각자에 대응하는 필터링 커패시터를 통하여 접지되며,
배터리의 출력단은 스위칭 전원 회로를 통하여 RF 칩의 입력단에도 연결되어 있다.
일 실시예에 있어서, 스위칭 전원 회로의 스위칭 주파수는 인간의 귀로 들을 수 있는 극한의 주파수보다 크다.
일 실시예에 있어서, 스위칭 전원 회로는 DC 승압형의 BOOST 스위칭 전원 회로이다.
일 실시예에 있어서, 스위칭 전원 회로는 DC 강압형의 BUCK 스위칭 전원 회로이다.
일 실시예에 있어서, RF 칩의 입력단은 RF 필터링 커패시터를 통하여 접지되어 있다.
일 실시예에 있어서, RF 필터링 커패시터는 탄탈 커패시터이다.
일 실시예에 있어서, 상기 필터링 커패시터는 세라믹 커패시터이다.
본 발명의 실시예의 제 2 실시예에 의하면 전자장치를 제공하며, 당해 전자장치는 제 1 실시예에 따른 전원 공급 회로를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 제안은 하기의 유익한 효과를 구비한다.
배터리의 출력단과 RF 칩의 입력단 사이에 스위칭 전원 회로를 설치함으로써, RF 칩이 통신 네트워크가 요구하는 216.8HZ의 주파수를 이용하여 외부에 신호를 송신할 시, 세라믹 커패시터에 진동이 발생하고, 인간의 귀로 들을 수 있는 잡음을 발생하는 과제를 해결하고, 세라믹 커패시터가 여전히 진동을 발생하지만 스위칭 전원 회로의 스위칭 주파수가 인간의 귀로 들을 수 있는 주파수보다 훨씬 크기 때문에, 세라믹 커패시터가 진동할 때 발생하는 소리는 인간의 귀로 들을 수 없는 효과를 달성할 수 있다.
상기 일반적인 서술과 하기의 상세한 서술은 다만 예시적인 것일 뿐 본 발명을 한정하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
아래의 도면은 명세서에 병합되어 명세서 일부분을 구성하며 본 발명에 따른 실시예를 예시하여 명세서와 함께 본 발명의 원리를 해석하기 위한 것이다.
도 1은 예시적인 일 실시예에 따른 전원 공급 회로의 회로 모식도이다.
도 2는 다른 예시적인 일 실시예에 따른 다른 전원 공급 회로의 회로 모식도이다.
도 3은 예시적인 일 실시예에 따른 전자장치의 회로 모식도이다.
도 4는 다른 예시적인 일 실시예에 따른 다른 전자장치의 블럭도이다.
상기 도면을 통해 본 발명의 실시예를 예시하며, 하기에서 더욱 상세히 설명하도록 한다. 이러한 도면은 임의의 형태로 본 발명의 취지를 한정하려는 것이 아니라, 특정된 실시예를 참조하여 당업자에게 본 발명의 컨셉을 설명하려는 것이다.
아래에 예시적 실시예에 대하여 상세히 설명하되 그 예들은 도면에 도시되어 있다. 하기에 도면과 관련하여 기술할 경우, 별도의 설명이 없는 한， 상이한 도면 중의 동일한 도면부호는 동일하거나 혹은 유사한 요소를 나타낸다. 하기 예시적 실시예에서 기술하는 실시형태는 본 발명과 일치한 모든 실시형태를 대표하는 것이 아니다. 이들은 단지 첨부되는 특허청구의 범위에서 상술하는 본 발명의 일 방면과 일치한 장치 및 방법의 예일 뿐이다.
도 1은 예시적인 일 실시예에 따른 전원 공급 회로의 회로 모식도이다. 당해 전원 공급 회로는 전자장치에 적용될 수 있다. 당해 전원 공급 회로(100)는 배터리(120), 전원 관리 칩(140) 및 RF 칩(160)을 포함한다.
배터리(120)의 출력단(VBAT)은 전원 관리 칩(140)의 적어도 하나의 입력단에 연결되고, 전원 관리 칩(140)의 적어도 하나의 입력단은 각각 각자에 대응하는 필터링 커패시터(C1)를 통하여 접지된다.
배터리(120)의 출력단(VBAT)은 스위칭 전원 회로(180)를 통하여 RF 칩(160)의 입력단에도 연결되어 있다.
요컨대, 본 실시예에 따른 전원 공급 회로에 의하면, 배터리의 출력단과RF 칩의 입력단 사이에 스위칭 전원 회로를 설치함으로써, RF 칩이 통신 네트워크가 요구하는 216.8HZ의 주파수를 이용하여 외부에 신호를 송신할 시, 세라믹 커패시터에 진동이 발생하고, 인간의 귀로 들을 수 있는 잡음을 발생하는 과제를 해결하고, 세라믹 커패시터가 여전히 진동을 발생하지만 스위칭 전원 회로의 스위칭 주파수가 인간의 귀로 들을 수 있는 주파수보다 훨씬 크기 때문에, 세라믹 커패시터가 진동할 때 발생하는 소리를 인간의 귀로 들을 수 없는 효과를 달성할 수 있다.
도 2는 다른 예시적인 실시예에 따른 다른 전원 공급 회로의 회로 모식도이다. 당해 전원 공급 회로는 전자장치에 적용될 수 있다. 당해 전원 공급 회로(200)는 배터리(220), 전원 관리 칩(240) 및 RF 칩(260)을 포함한다.
배터리(220)의 출력단(VBAT)은 전원 관리 칩(240)의 적어도 하나의 입력단에 연결되고, 전원 관리 칩(240)의 적어도 하나의 입력단은 각각 각자에 대응하는 필터링 커패시터(C1)를 통하여 접지된다. 필터링 커패시터(C1)는 통상적으로, 세라믹 커패시터이다. 즉, 패키징 형식이 MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitors, 적층 세라믹 커패시터)인 커패시터이다.
배터리(220)의 출력단(VBAT)은 스위칭 전원 회로(280)를 통하여 RF 칩(260)의 입력단에도 연결되어 있다. 또한, RF 칩(260)의 입력단은 RF 필터링 커패시터(C2)를 통하여 접지된다.
여기서, 당해 스위칭 전원 회로(280)는 DC(Direct Current) 승압형의 BOOST 스위칭 전원 회로이다. 또는 당해 스위칭 전원 회로는 DC 강압형의 BUCK 스위칭 전원 회로이다.
상기 스위칭 전원 회로(280)의 스위칭 주파수는 인간의 귀로 들을 수 있는 극한의 주파수(limiting frequency)보다 크고, 통상적으로 메가헤르츠(MHZ)의 레벨에 도달한다. RF 칩(260)이 이동 통신 네트워크에 요구되는 주파수로 외부에 신호를 송신할 시, 배터리(220)의 출력단(VBAT)의 배터리 전압은 스위칭 전원 회로(280)의 스위칭 주파수의 영향을 받아 메가헤르츠 레벨의 주파수로 파동을 발생한다. 대응되게, 전원 관리 칩(240)에 대응하는 필터링 커패시터(C1)는 배터리(220)의 출력단(VBAT)의 배터리 전압의 파동의 영향을 받아 메가헤르츠 레벨에 도달하는 잡음을 발생하나, 당해 잡음은 인간의 귀로 들을 수 있는 잡음이 아니다.
또한, RF 칩(260)이 이동 통신 네트워크에 요구되는 주파수로 외부에 신호를 송신할 시, GSM 시스템을 예로 하면, 스위칭 전원 회로(280)의 출력단의 출력전압이 RF 칩(260)의 영향을 받아, 216.8HZ의 파동을 발생한다. 대응되게, RF 필터링 커패시터(C2)가 세라믹 커패시터이면, RF 필터링 커패시터(C2)가 당해 출력전압의 파동의 영향을 받아, 여전히 인간의 귀로 들을 수 있는 잡음을 발생하게 된다. 당해 잡음을 제거하기 위하여, RF 필터링 커패시터(C2)로서, 탄탈 커패시터(tantalum capacitor)를 사용할 수 있다. 탄탈 커패시터는 압전효과를 구비하지 않고 잡음을 발생하지 않지만, 코스트(cost)가 세라믹 커패시터에 비하여 높다.
요컨대, 본 실시예에 따른 전원 공급 회로에 의하면, 배터리의 출력단과RF 칩의 입력단 사이에 스위칭 전원 회로를 설치함으로써, RF 칩이 통신 네트워크가 요구하는 216.8HZ의 주파수를 이용하여 외부에 신호를 송신할 시, 세라믹 커패시터에 진동이 발생하고, 인간의 귀로 들을 수 있는 잡음을 발생하는 과제를 해결하고, 세라믹 커패시터가 여전히 진동을 발생하지만 스위칭 전원 회로의 스위칭 주파수가 인간의 귀로 들을 수 있는 주파수보다 훨씬 크기 때문에, 세라믹 커패시터가 진동할 때 발생하는 소리는 인간의 귀로 들을 수 없는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 전원 공급 회로는 RF 칩(260) 측의 RF필터링 커패시터(C2)로서 탄탈 커패시터를 사용하여, 인간의 귀로 들을 수 있는 잡음을 철저히 제거하면서 코스트를 크게 증가시키지 않는다.
도 3은 다른 예시적인 실시예에 따른 전자장치의 블럭도이다. 당해 전자장치(300)는 도 1 또는 도 2에 도시된 전원 공급 회로(320)를 포함한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 전자장치(400)의 블럭도이다. 예를 들면, 장치(400)는 휴대폰, 컴퓨터, 디지털 방송 단말기， 메시지 송수신 장치, 게임 콘솔, 태블릿 장치, 의료 설비, 피트니스 장치, PDA 등일 수 있다.
도 4를 참조하면, 장치(400)는 프로세스 어셈블리(402)， 메모리(404)， 전원 어셈블리(406)， 멀티미디어 어셈블리(408)， 오디오 어셈블리(410)， 입출력（I/O） 인터페이스(412)，센서 어셈블리(414) 및 통신 어셈블리(416) 등 하나 또는 복수의 어셈블리를 포함할 수 있다.
프로세스 어셈블리(402)는 통상적으로 장치(400)의 전체 조작을 제어하며， 예를 들면, 표시，전화 호출，데이터 통신，카메라 조작 및 기록 조작에 관련된 조작을 제어할 수 있다. 프로세스 어셈블리(402)는 하나 또는 복수의 프로세서(420)를 구비하여 인스트럭션(instructions)을 실행함으로써 상기 방법의 전부 혹은 일부 단계를 완성한다. 또한， 프로세스 어셈블리(402)는 하나 또는 복수의 모듈을 포함하고 있어 프로세스 어셈블리(402)와 기타 어셈블리 사이의 인터랙션(interaction)에 편리하다. 예를 들면， 프로세스 어셈블리(402)는 멀티미디어 모듈을 포함하고 있어 멀티미디어 어셈블리(408)와 프로세스 어셈블리(402) 사이의 인터랙션이 편리하게 된다.
메모리(404)에는 각종 유형의 데이터가 저장되어 장치(400)의 동작을 서포트한다. 이런 데이터의 예로서 장치(400)에서 동작하는 임의의 애플리케이션 프로그램 혹은 방법을 실행하기 위한 인스트럭션，연락처 데이터，전화번호부 데이터，메시지，이미지， 비디오 등을 포함한다. 메모리(404)는 임의의 유형의 휘발성 혹은 비휘발성 메모리 혹은 양자의 조합으로 실현될 수 있으며， 예를 들면 SRAM(Static Random Access Memory)， EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) ，EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)， PROM(Programmable Read-Only Memory)， ROM(Read-Only Memory)，자기 메모리，플래시 메모리，자기 디스크 혹은 콤팩트 디스크 등으로 실현될 수 있다.
전원 어셈블리(406)는 장치(400)의 각 어셈블리에 전력을 공급하기 위한 것이다. 전원 어셈블리(406)는 도 1 또는 도 2에 도시된 전원 공급 회로를 포함할 수 있다.
멀티미디어 어셈블리(408)는 상기 장치(400)와 사용자 사이에 하나의 출력 인터페이스를 제공하는 스크린을 포함한다. 일부 실시예에 있어서， 스크린은 액정 표시 장치（LCD）와 터치 패널（TP）을 포함할 수 있다. 스크린이 터치 패널을 포함할 경우， 스크린은 사용자가 입력한 신호를 수신할 수 있는 터치 스크린을 구현할 수 있다. 터치 패널은 하나 또는 복수의 터치 센서를 포함하고 있어 터치, 슬라이딩 및 터치 패널위에서의 제스처를 감지할 수 있다. 상기 터치 센서는 터치 혹은 슬라이딩 동작의 경계위치를 감지할 수 있을 뿐만 아니라， 상기 터치 혹은 슬라이딩 조작에 관련된 지속시간 및 압력을 검출할 수 있다. 일부 실시예에 있어서，멀티미디어 어셈블리(408)는 하나의 프론트 카메라 및/또는 리어 카메라를 포함한다. 장치(400)가 예를 들면 촬영 모드 혹은 비디오 모드 등 조작 모드 상태에 있을 경우， 프론트 카메라 및/또는 리어 카메라는 외부로부터의 멀티미디어 데이터를 수신할 수 있다. 프론트 카메라와 리어 카메라는 하나의 고정된 광학 렌즈 시스템일 수 있거나 또는 가변 초점거리와 광학 줌기능을 구비할 수 있다.
오디오 어셈블리(410)는 오디오 신호를 출력 및/또는 입력하기 위한 것이다. 예를 들면， 오디오 어셈블리(410)는 마이크로폰（MIC）을 포함하며， 장치(400)가 예를 들면 호출 모드, 기록 모드 및 음성 인식 모드 등 조작 모드에 있을 경우， 마이크로폰은 외부의 오디오 신호를 수신한다. 수신된 오디오 신호는 또한 메모리(404)에 저장되거나 혹은 통신 어셈블리(416)를 통하여 송신될 수 있다. 일부 실시예에 있어서，오디오 어셈블리(410)는 스피커를 더 포함할 수 있어 오디오 신호를 출력한다.
I/O 인터페이스(412)는 프로세스 어셈블리(402)와 주변 인터페이스 모듈 사이에 인터페이스를 제공하기 위한 것이다. 상기 주변 인터페이스 모듈은 키보드，휠 키，버튼 등일 수 있다. 이런 버튼은 홈 버튼, 음량 버튼, 작동 버튼 및 잠금 버튼 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
센서 어셈블리(414)는 장치(400)에 각 방면의 상태평가를 제공하는 하나 또는 복수의 센서를 포함한다. 예를 들면，센서 어셈블리(414)는 장치(400)의 온/오프 상태，디스플레이 및 키패드와 같은 장치(400)의 어셈블리의 상대위치결정을 검출할 수 있다. 예를 들면， 센서 어셈블리(414)는 장치(400) 혹은 장치(400)의 일 어셈블리의 위치변경，사용자와 장치(400)사이의 접촉여부， 장치(400)의 방위 혹은 가속/감속 및 장치(400)의 온도 변화를 검출할 수 있다. 센서 어셈블리(414)는 근접 센서를 포함할 수 있어， 임의의 물리적 접촉이 없는 정황하에서 근처 물체의 존재를 검출할 수 있다. 센서 어셈블리(414)는 예를 들면 CMOS 혹은 CCD 이미지 센서 등 광센서를 더 포함할 수 있으며， 이미징 애플리케이션에 사용된다. 일부 실시예에 있어서， 상기 센서 어셈블리(414)는 가속 센서，자이로 센서，자기 센서，압력 센서 혹은 온도 센서를 포함할 수 있다.
통신 어셈블리(416)는 장치(400)와 기타 설비 사이의 유선 혹은 무선 통신에 사용된다. 장치(400)는 예를 들면 WiFi，2G 혹은 3G，혹은 이들의 조합 등의 통신규격에 따른 무선 인터넷에 접속할 수 있다. 일 예시적 실시예에 있어서，통신 어셈블리(416) 는 방송 채널을 통하여 외부 방송 관리 시스템으로부터의 방송 신호 혹은 방송 관련 정보를 수신할 수 있다. 일 예시적 실시예에 있어서， 상기 통신 어셈블리(416) 는 근거리 무선 통신（NFC）모듈을 더 포함하고 있어， 단거리 통신을 촉진할 수 있다. 예를 들면， NFC 모듈은 RFID 기술， IrDA 기술， UWB 기술，블루투스（BT）기술 및 기타 기술에 기초하여 실현될 수 있다.
예시적 실시예에 있어서， 장치(400)는 하나 또는 복수의 애플리케이션 전용 집적 회로（ASIC）, 디지털 신호 프로세서（DSP）, 디지털 신호 처리설비（DSPD）, 프로그램 가능 논리 소자（PLD）, 필드 프로그래머블 게이트 어레이（FPGA）, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 혹은 기타 전자소자에 의하여 실현되어 상기 방법을 수행할 수 있다.
예시적 실시예에 있어서， 인스트럭션을 포함하는 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 저장매체를 제공하는데， 예를 들면 인스트럭션을 포함하는 메모리(404) 등을 포함하며， 상기 인스트럭션은 장치(400)의 프로세서(420)에 의하여 실행되어 상기의 방법을 실현할 수 있다. 예를 들면， 상기 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 저장매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피디스크 및 광데이터 저장 장치 등일 수 있다.
당업자는 명세서에 대한 이해 및 명세서에 기재된 발명에 대한 실천을 통하여 본 발명의 기타 실시형태를 용이하게 생각해낼 수 있을 것이다. 본 발명은 본 발명에 대한 임의의 변형, 용도 또는 적응성 변화를 포함하며, 이런 변형, 용도 또는 적응성 변화는 본 발명의 일반성적인 원리에 따른 것이며 본 발명에서 공개하지 않은 본 기술분야의 공지의 지식 또는 통상적인 기술수단을 포함한다. 명세서와 실시예는 단지 예시적인 것이며 본 발명의 진정한 범위와 취지는 하기의 특허청구의 범위를 통하여 보여준다.
본 발명은 상기에서 서술하고 도면으로 도시한 특정된 구성에 한정되지 않으며, 그 범위를 벗어나지 않는 상황하에서 각종 수정과 변경을 진행할 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부되는 특허청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (8)

  1. 배터리, 전원 관리 칩 및 RF 칩을 포함하고,
    상기 배터리의 출력단은 상기 전원 관리 칩의 적어도 하나의 입력단에 연결되고, 상기 적어도 하나의 입력단은 각각 각자에 대응하는 필터링 커패시터를 통하여 접지되며,
    상기 배터리의 출력단은 스위칭 전원 회로를 통하여 상기 RF 칩의 입력단에도 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 전원 공급 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 전원 회로의 스위칭 주파수는 인간의 귀로 들을 수 있는 극한의 주파수보다 큰 것을 특징으로 하는 전원 공급 회로.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 전원 회로는 DC 승압형의 BOOST 스위칭 전원 회로인 것을 특징으로 하는 전원 공급 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 전원 회로는 DC 강압형의 BUCK 스위칭 전원 회로인 것을 특징으로 하는 전원 공급 회로.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 RF 칩의 입력단은 RF 필터링 커패시터를 통하여 접지되어 있는 것을 특징으로 하는 전원 공급 회로.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 RF 필터링 커패시터는 탄탈 커패시터인 것을 특징으로 하는 전원 공급 회로.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터링 커패시터는 세라믹 커패시터인 것을 특징으로 하는 전원 공급 회로.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 전원 공급 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
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