KR20180038338A - 충전을 수행하는 전자 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

배터리를 충전하는 전자 장치는, 어댑터로부터 제 1 전압의 제 1 전력을 제공받는 제 1 경로; 상기 어댑터로부터, 제 2 전압의 제 2 전력을 제공받는 제 2 경로; 상기 제 1 경로에 연결되어 상기 제 1 전력을 제공받고, 상기 제 1 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 조정하여 상기 배터리로 제공하는 차저(charger); 및 급속 충전 중에는 상기 제 2 경로를 상기 배터리에 연결함으로써, 상기 어댑터와 상기 배터리가 직접 연결되도록 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

충전을 수행하는 전자 장치 및 그 제어 방법{ELECTRONIC DEVICE FOR PERFORMING CHARGING AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 발명은 충전을 수행하는 전자 장치 및 그 제어 방법으로, 더욱 상세하게는 내부의 배터리를 충전하는 전자 장치 또는 전자 장치에 전력을 전달하는 어댑터(adapter) 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
근자에 들어서 휴대 가능한 소형으로 제작된 전자 장치가 활발하게 보급되고 있다. 전자 장치는, 소형으로 제작됨에도 불구하고, 다양한 동작들을 수행하기 위하여 고성능의 하드웨어를 다수 포함하고 있다. 이에 따라, 전자 장치의 배터리의 조기 방전이 문제시되어 왔다. 사용자가 전자 장치를 자주 충전하여야 하거나 또는 보조용 배터리를 휴대하여야 하는 불편함이 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 급속 충전의 방법이 개발되어 왔다. 급속 충전은 일반적인 충전시보다 더욱 큰 전류를 배터리에 인가함으로써, 배터리를 상대적으로 단시간에 충전할 수 있는 충전 방법을 의미할 수 있다.
급속 충전을 위해서 배터리를 충전하는 차저(charger)에 상대적으로 큰 전류가 인가될 수 있다. 이 경우, 차저에서 발생하는 열이 증가될 수 있으며, 이에 따라 전자 장치 전체의 온도가 증가할 수 있다. 전자 장치 전체의 온도가 증가하여 차저 또는 다른 하드웨어의 열화가 발생될 수도 있으며, 전자 장치의 충전 효율이 저하될 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은, 복수의 차저로 충전을 수행하거나 또는 차저 이외의 다른 경로로 배터리를 충전함으로써 차저의 발열량을 감소시킬 수 있는 전자 장치 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리를 충전하는 전자 장치는, 어댑터로부터 제 1 전압의 제 1 전력을 제공받는 제 1 경로; 어댑터로부터, 제 2 전압의 제 2 전력을 제공받는 제 2 경로; 상기 제 1 경로에 연결되어 상기 제 1 전력을 제공받고, 상기 제 1 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 조정하여 상기 배터리로 제공하는 차저(charger); 및 급속 충전 중에는 상기 제 2 경로를 상기 배터리에 연결함으로써, 상기 어댑터와 상기 배터리가 직접 연결되도록 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리를 충전하는 전자 장치에 전력을 제공하는 어댑터는, 입력받은 전력을 변압하는 변압기; 상기 변압기에 연결되어, 상기 어댑터로부터 제 1 전압의 제 1 전력을 제공받는 제 1 경로; 상기 변압기에 연결되고, 상기 어댑터로부터 제공받은 변압된 전력을 제 2 전압의 제 2 전력으로 조정하여 출력하는 차저(charger); 및 상기 차저로부터 출력되는 상기 제 2 전력을 제공하는 제 2 경로를 포함하고, 급속 충전 중에는, 상기 제 1 경로는 상기 전자 장치의 차저에 연결되며, 상기 제 2 경로는 상기 전자 장치의 상기 배터리에 직접 연결될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 배터리를 충전하는 전자 장치는, 외부의 전력 소스로부터 전력을 제공받는 제 1 차저(charger); 상기 외부의 전력 소스로부터 전력을 제공받는 제 2 차저; 및 상기 배터리를 충전하기 위한 전체 전류의 레벨을 결정하고, 상기 배터리를 최적의 효율로 충전하도록 상기 제 1 차저에 대응하는 제 1 전류의 제 1 레벨 및 상기 제 2 차저에 대응하는 제 2 전류의 제 2 레벨을 결정하고, 상기 제 1 전류의 레벨을 제공받도록 상기 제 1 차저를 제어하고, 상기 제 2 레벨의 상기 제 2 전류를 제공받도록 상기 제 2 차저를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전력의 전압을 변압하는 변압기는, 직류 파형의 전력을 제공하는 제 1 전력 소스; 상기 전력을 변압하는 일차측 코일 및 이차측 코일; 상기 일차측 코일에 교류 파형의 전력을 제공하기 위하여 온/오프 동작을 수행하는 제 3 스위치; 드레인이 상기 제 3 스위치의 게이트에 연결되며, 소스가 상기 제 3 스위치의 소스에 연결되는 제 2 스위치; 및 드레인이 상기 제 3 스위치의 소스 및 상기 제 2 스위치의 소스에 연결되며, 소스가 접지에 연결되는 제 1 스위치를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의하여 복수의 차저로 충전을 수행하거나 또는 차저 이외의 다른 경로로 배터리를 충전함으로써 차저의 발열량을 감소시킬 수 있는 전자 장치 및 그 제어 방법이 제공될 수 있다. 이에 따라, 차저에서 발생하는 발열량이 감소됨으로써 충전 효율이 저하되지 않으면서 제품의 열화도 방지될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터(adapter) 및 전자 장치를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 1b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 블록도를 도시한다.
도 1c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터(100)의 상세 블록도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터의 회로도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 USB-micro B 타입의 레인을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 USB-C 타입의 레인을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 USB 포트의 개념도를 도시한다.
도 11a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 11b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 충전을 수행할 수 있는 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 14a 및 14b는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 변압 과정을 설명하기 위한 회로도를 도시한다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터(adapter) 및 전자 장치를 설명하기 위한 개념도를 도시한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 어댑터(100)는 콘센트(1)에 연결가능한 플러그(101)를 포함할 수 있다. 플러그(101)는 정의된 전압에 대응하는 형태로 구현될 수 있으며, 콘센트(1)를 통하여 외부의 전력 소스로부터 전력을 수신할 수 있다. 어댑터(100)는 플러그(101)를 통하여 수신되는 전력을 다운 컨버팅하여 전자 장치(150)로 전달할 수 있다. 어댑터(100)는 수신되는 전력의 전압의 레벨을 기설정된 레벨로 하강시킬 수 있으며, 아울러 정류도 수행할 수 있다. 예를 들어, 콘센트(1)로부터 수신되는 전력이 220V의 전압의 레벨의 교류인 경우에, 어댑터(100)는 5V의 직류 전력을 출력할 수 있다. 어댑터(100)는 전자 장치(150)와 연결을 위한 커넥터(connector)(110)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 커넥터(110)는 USB(universal serial bus)에서 정의된 연결 단자를 포함할 수 있다. 전자 장치(150) 또한 커넥터(110)와 연결 가능한 포트(151)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 의한 어댑터(100)는 복수 개의 경로를 통하여 전자 장치(150)에 전력을 전달할 수 있다. 케이블(109) 내에는 복수 개의 전력 전송을 위한 경로가 포함될 수 있다. 예를 들어, 어댑터(100)가 USB에서 정의된 케이블(109) 및 커넥터(110)를 포함한 경우에는, 어댑터(100)는 USB에서 정의된 전력 전송용 레인(lane)과 다른 용도의 레인(예를 들어, 데이터 레인 등)을 통하여 전자 장치(150)로 전력을 제공할 수 있다. 여기에서, 레인(lane)은 라인(line)으로 명명될 수도 있다. 이 경우, 복수 개의 경로 각각에서의 전력의 전압값은 상이할 수 있거나 또는 동일할 수도 있다. 복수 개의 경로 중 적어도 하나의 경로는 전자 장치(150) 내의 차저로 연결될 수 있으며, 복수 개의 경로 중 다른 경로는 전자 장치(150)의 배터리로 직접 연결될 수도 있다. 경로 별 연결 구조에 대하여서는 도 1b를 참조하여 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
상술한 바와 같이, 복수 개의 경로 중 적어도 하나의 경로는 전자 장치(150) 내의 차저로 연결될 수 있으며, 다른 경로는 전자 장치(150) 내의 차저를 거치지 않고 배터리에 직접 연결되어 전력을 제공할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(150) 내의 차저에 과도한 전류를 인가하지 않고도 배터리에 상대적으로 큰 전류를 인가할 수 있어, 차저의 발열 없이 급속 충전 수행이 가능할 수 있다.
도 1b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 블록도를 도시한다.
어댑터(100)는 변압기(102) 및 차저(103)를 포함할 수 있다. 전자 장치(150)는 차저(151), 배터리(152) 및 스위치(153)를 포함할 수 있다.
변압기(102)는 외부의 전력 소스로부터의 전력을 변압, 예를 들어 다운 컨버팅할 수 있다. 변압기(102)는 제1권선수를 가진 일차측 코일 및 제2권선수를 가진 이차측 코일을 포함할 수 있다. 권선수 차이에 의하여 변압기(102)는 전력의 레벨을 변경하여 출력할 수 있다. 이에 따라, 제 1 레벨의 전압을 가지는 전력이 입력되면, 변압기(102)는 변압을 수행하여 제 2 레벨의 전압을 가지는 전력을 출력할 수 있다. 한편, 변압기(102)는 전력을 출력하기 위한 복수 개의 경로(122,123)를 가질수 있다. 여기에서, 변압기(102)로부터 전자 장치(150)의 차저(151)로 출력되는 경로를 제 1 경로(122)라 명명할 수 있으며, 제 2 레벨의 전압을 가지는 전력이 제 1 경로(122)에 인가될 수 있다. 변압기(102)는 제 1 경로(122)에서의 전력과 상이한 전력을 제 2 경로(123)를 통하여 차저(103)로 출력할 수 있다. 여기에서, 차저(103)로 출력되는 전력은 제 1 경로(122)를 통하여 출력되는 전력과 동일한 제 2 레벨의 전압을 가질 수도 있으며, 또는 제 2 레벨과 상이한 제 3 레벨의 전압을 가질 수도 있다.
차저(103)는 입력받은 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 배터리(152)에 적합하도록 조정할 수 있다. 예를 들어, 배터리(152)를 제 4 레벨의 전압으로 충전하는 것이 요구되는 경우에는, 차저(103)는 제 2 레벨 또는 제 3 레벨의 입력 전압을 제 4 레벨로 조정하여 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이, 차저(123)는 배터리(152)의 충전에 요구되는 전압 및 전류를 가지는 전력을 제 2 경로(124)를 통하여 출력할 수 있다. 한편, 차저(103)는 CC(constant current) 모드 또는 CV(constant voltage) 모드 중 하나에 따라 전압 및 전류를 조정할 수도 있다. CC 모드는 배터리에 일정한 전류를 연속적으로 보내는 충전 방식이며, CV 모드는 일정한 전압이 배터리의 양단에 걸리도록 하는 충전 방식이다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 차저(103)는 충전 초기에는 CC 모드로 일정 전류로 충전하며 이 경우 배터리 전압은 상승하게 된다. 배터리 전압이 임계치에 도달하면, 차저(103)는 CV 모드로 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 차저(103)는 MSCC(Multi Step Constant Current) 또는 MSCV(Multi Step Constant Voltage) 등의 다양한 방식으로 입력받은 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 조정할 수 있다.
차저(151)는 제 1 경로(122)를 통하여 입력받은 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 배터리(152)에 적합하도록 조정할 수 있다. 예를 들어, 배터리(152)를 제 4 레벨의 전압으로 충전하는 것이 요구되는 경우에는, 차저(151)는 제 2 레벨을 갖는 전력의 전압을 제 4 레벨로 조정하여 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이, 차저(151)는 배터리(152)의 충전에 요구되는 전압 및 전류를 가지는 전력을 출력할 수 있다. 또는, 차저(151)는 CC(constant current) 모드, CV(constatnt voltage) 모드, MSCC(Multi Step Constant Current) 또는 MSCV(Multi Step Constant Voltage) 중 하나에 따라 배터리에 걸리는 전압 또는 배터리로 입력되는 전류를 조정할 수도 있다.
차저(151)로부터 출력되는 전력은 제 1 경로(131)를 통하여 배터리(152)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 급속 충전 모드가 아닌 일반 충전 모드인 경우에서는, 제 1 경로(131)만을 통하여 배터리(152)가 어댑터(100)로부터 전력을 제공받을 수 있다. 이 경우, 스위치(153)는 오프(off) 상태일 수 있다.
한편, 급속 충전 모드인 경우에는, 스위치(153)가 온(on) 상태일 수 있다. 이에 따라, 조정된 전력이 제 2 경로(124,132)를 통하여 배터리(152)에 제공될 수 있다. 결국, 배터리(152)는 제 1 경로(131) 및 제 2 경로(132)를 통하여 전력을 제공받음에 따라 급속 충전이 가능할 수 있다. 배터리(152)에서 제공받는 전력의 파형(193)은 차저(151)로부터 출력되는 전력의 파형(f)과 차저(103)로부터 출력되는 전력의 파형(192)의 합계일 수 있다. 제 1 경로(122)는 예를 들어 USB- micro B 타입에서의 전력 레인일 수 있으며, 제 2 경로(124,132)는 예를 들어 USB- micro B 타입에서의 데이터 레인일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치(150)는 USB- micro B 타입의 데이터 레인을 프로세서로 연결할 수 있으며, 또는 USB- micro B 타입의 데이터 레인을 배터리(152)에 연결할 수도 있다.
특히, 전자 장치(150)의 차저(151)와 어댑터(100)의 차저(103)가 모두 배터리(152)의 충전에 적합한 조건의 전력을 제공함에 따라서 배터리(152)의 충전이 양호하게 수행될 수 있다. 아울러, 급속 충전을 위하여 상대적으로 큰 레벨의 전력이 전자 장치(150)에 제공되는 경우에도, 복수 개의 차저들(103,151)에 대응하는 복수 개의 경로(131,132)를 통하여 전력의 제공이 분산될 수 있어, 차저들(103,151) 각각에서의 발열량이 크지 않을 수 있다. 발열량은 전류의 제곱에 비례하기 때문에, 만약 차저들(103,151) 각각에 동일한 레벨의 전류가 분산된다면 차저들(103,151) 각각에서 발생하는 발열량이 1/4배로 감소할 수 있으며, 전체 전자 장치(150)에서의 발열량은 기존보다 1/2배로 감소할 수 있다.
도 1c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터(100)의 상세 블록도를 도시한다. 어댑터(100)는 제 1 정류기(111), DC-링크 커패시터(112), DC/AC 컨버터(113), 변압기(102), 제 2 정류기(114), 차저(103) 및 프로세서(115)를 포함할 수 있다.
제 1 정류기(111)는 외부의 전력 소스로부터 수신한 교류 파형의 전력을 직류 파형으로 정류할 수 있다. DC-링크 커패시터(112)는 정류된 전력을 일시 저장할 수 있으며, 일시 저장한 정류된 전력을 DC/AC 컨버터(113)로 출력할 수 있다. DC/AC 컨버터(113)는 직류 파형의 전력을 교류 파형으로 컨버팅하여 변압기(102)의 일차측 코일로 인가할 수 있다. 변압기(102)의 이차측 코일에는 권선 수 비율에 따라 변압된 교류 파형의 전력이 유도될 수 있다. 변압기(102)는 복수 개의 출력단을 가질 수 있으며, 복수 개의 출력단 각각에 상이하거나 또는 동일한 레벨의 전압을 가지는 전력을 출력할 수 있다. 제 2 정류기(114)는 변압기(102)로부터 출력되는 교류 파형의 전력들 각각을 정류할 수 있다. 제 2 정류기(114)는 정류된 전력을 바로 전자 장치(150)의 차저(151)로 출력할 수 있으며, 또한 어댑터(100) 내부에 위치하는 차저(103)로 정류된 전력을 출력할 수 있다. 차저(103)는 전자 장치(150)의 배터리(152)의 충전에 적합하도록 입력받은 전력의 전류 및 전압 중 적어도 하나를 조정하여 전자 장치(150)의 배터리(152)로 직접 제공할 수 있다.
한편, 프로세서(115)는 DC/AC 컨버터(113), 제 2 정류기(114) 및 차저(103) 중 적어도 하나를 제어하여 컨버팅 이득 및 제 2 정류기(114)의 출력되는 전력의 레벨, 차저(103)로부터 출력되는 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 프로세서(115)는 전자 장치(150)의 식별 정보 또는 배터리 충전 정보를 획득할 수도 있으며, 전자 장치(150)의 식별 정보를 이용하여 DC/AC 컨버터(113), 제 2 정류기(114) 및 차저(103) 중 적어도 하나를 제어할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(115)는 전자 장치(150)의 배터리(152)의 충전 전압이 4V라는 정보를 파악할 수 있으며, 이에 따라 차저(103)로부터 전자 장치(150)의 배터리(152)로 출력되는 전력의 전압의 레벨을 4V로 조정할 수 있다. 한편, 다른 전자 장치가 연결되는 경우에는, 충전 전압이 5V라는 정보를 파악하여, 차저(103)로부터 출력되는 전력의 전압의 레벨을 5V로 변경할 수도 있다. 프로세서(115)는 전자 장치(150)와 USB 통신을 통하여 식별 정보 또는 배터리 충전 정보를 획득할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 어댑터(100)는 프로세서(115)를 포함하지 않을 수도 있다. 이 경우, 어댑터(100)는 특정 전자 장치의 모델에 대응되어 제작될 수 있으며, 이에 따라 DC/AC 컨버터(113), 제 2 정류기(114) 및 차저(103)의 동작 또한 특정 전자 장치의 모델에 대응되도록 미리 설정될 수도 있다. 예를 들어, 어댑터(100)는 A 모델의 전자 장치(150)를 충전하기 위하여 제작될 수 있다. A 모델은 배터리를 4V로 충전하는 모델일 수 있으며, 어댑터(100)는 차저(103)에서 출력되는 전력의 전압의 레벨이 4V가 되도록 제작될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
210 동작에서, 전자 장치는 전자 장치의 차저를 통하는 제1경로 및 차저를 통하지 않은 제2경로를 함께 이용하여 배터리에 충전을 수행할 수 있다. 전자 장치가 특정 동작을 수행할 수 있다는 것은, 전자 장치의 프로세서가 특정 동작을 수행하거나 또는 프로세서가 특정 동작을 수행하도록 다른 하드웨어를 제어함을 의미할 수도 있다. 또는, 프로세서 이외의 다른 하드웨어가 특정 동작을 수행할 수도 있다.
배터리는 복수 개의 경로를 통하여 전력을 수신함에 따라서 급속 충전이 수행될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치는 급속 충전 수행을 위한 조건이 검출되면 급속 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 사용자 입력이 수신되면 급속 충전을 수행할 수 있다. 또는, 전자 장치는 배터리의 잔량이 기설정된 조건을 만족하면 급속 충전을 수행할 수 있다. 또는, 전자 장치는 배터리의 온도가 기설정된 조건을 만족하면 급속 충전을 수행할 수 있다. 급속 충전을 수행하기 위한 조건은 단순히 예시적인 것으로, 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
220 동작에서, 전자 장치는 배터리의 전압, 전류, 잔여 전력량 또는 온도 중 적어도 하나를 모니터링할 수 있다. 230 동작에서, 전자 장치는 배터리의 전압, 전류, 잔여 전력량 또는 온도 중 적어도 하나가 미리 설정된 급속 충전 해제 조건을 만족하는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 배터리의 전압, 전류, 잔여 전력량 및 온도 중 적어도 하나가 기설정된 임계치를 초과하는 것이 급속 충전 해제 조건으로 설정될 수 있다. 한편, 급속 충전 해제 조건은 전자 장치의 적어도 하나의 하드웨어의 열화를 방지하도록 설정된 조건 또는 완충 상태를 나타내는 조건이라면 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 급속 충전 해제 조건은 차저의 전압, 전류 및 온도 중 적어도 하나가 기설정된 임계치를 초과하는 것으로 설정될 수도 있다. 전자 장치는, 전압 또는 전류를 모니터링할 수 있는 전압계 또는 전류계를 포함할 수 있으며, 전류력계형 전압계, 정전기형 전압계, 디지털 전압계 또는 직류 전류계, 교류 전류계, 디지털 전류계 등의 다양한 형태로 구현되는 전압계 또는 전류계를 포함할 수 있다.
급속 충전 해제 조건이 검출되면, 240 동작에서 전자 장치는 전자 장치 내부에 위치하는 차저를 통하는 제1경로로 배터리를 충전하고, 제2경로를 해제할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 어댑터의 차저와 전자 장치의 배터리를 연결하는 스위치를 오프 상태로 제어함으로써 제2경로를 해제할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치는 차저를 통하는 제1경로로, 즉 일반 모드로 배터리를 충전할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 블록도를 도시한다. 도 3a의 실시예는 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 3a를 참조하면, 어댑터(100)는 변압기(102), 차저(103) 및 프로세서(104)를 포함할 수 있다. 프로세서(104)는 차저(103)를 제어함으로써, 차저(103)가 입력받은 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 배터리(152)의 충전에 적합하도록 조정할 수 있다.
한편, 어댑터(100)는 전자 장치(150)와 통신을 수행할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치(150)의 프로세서(154)는 데이터를 제 2 경로(125,135), 예를 들어 데이터 레인을 통하여 어댑터(100)의 프로세서(104)로 전달할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(150)는 어댑터(100)로 급속 충전의 수행을 요청할 수 있다. 전자 장치(150)는 급속 충전 수행을 위한 조건이 검출되면 급속 충전의 수행 요청을 제 2 경로(125,135)를 통하여 어댑터(100)의 프로세서(104)로 전달할 수 있다. 급속 충전 수행 요청 이후에, 프로세서(154)는 스위치(153)를 온 상태로 제어할 수 있다.
도 4를 참조하면, 405 동작에서, 어댑터(100)는 어댑터(100)의 차저(103)를 통하지 않는 제 1 경로(122), 예를 들어 전력 레인을 통하여 전자 장치(150)에 전력을 제공할 수 있다. 410 동작에서, 전자 장치(150)는 어댑터(100)로부터 제공 받은 전력을 이용하여 전자 장치(150)의 차저(151)를 통하는 제 1 경로(131)로 배터리를 충전할 수 있다. 415 동작에서, 전자 장치(100)의 프로세서(154)는 제 2 경로(125,135), 예를 들어 데이터 레인을 통하여 급속 충전 신호를 어댑터(100)로 송신할 수 있다.
420 동작에서, 어댑터(100)의 프로세서(104)는, 전자 장치(150)으로부터 수신한 급속 충전 신호에 응답하여, 어댑터(100)의 차저(103)를 턴 온 하고, 어댑터(100)의 차저(103)를 통하는 제 2 경로(125)와 제 1 경로(122)를 통해 동시에 전자 장치(150)로 전력을 제공할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 어댑터(100)는 급속 충전 신호를 수신하기 이전에는 차저(103)를 턴 오프 상태로 유지할 수 있다. 아울러, 급속 충전 신호를 수신하면 어댑터(100)는 차저(103)를 턴 온할 수 있으며, 급속 충전 해제 신호를 수신하면 어댑터(100)는 차저(103)를 다시 턴 오프할 수도 있다. 급속 충전 시에만 차저(103)가 턴 온됨에 따라서, 차저(103)에서의 전력 소모 및 발열량이 감소할 수 있다.
425 동작에서, 전자 장치(150)는 전자 장치(150)의 차저(151)를 통과하지 않는 제 2 경로(125)를 배터리(152)에 연결할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)의 프로세서(154)는 스위치(153)를 온 상태로 제어함으로써, 차저(103)와 배터리(152)를 연결할 수 있다. 이에 따라, 배터리(152)는 전자 장치(150)의 차저(151)와 어댑터(103)의 차저(103)를 통하여 전력을 제공받을 수 있어, 배터리(152)의 급속 충전이 가능할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치(150)의 차저(151)가 스위치(153)의 온/오프를 제어할 수도 있다. 한편, 스위치(153)가 온 상태로 제어되는 경우에, 어댑터(100)의 차저(103)는 배터리(152) 및 프로세서(154)에 동시에 연결될 수 있다. 하지만, 프로세서(154)의 임피던스는 배터리(152)의 임피던스보다 상대적으로 더 높게 설정될 수 있어, 급속 충전 시의 차저(103)로부터 출력되는 전류는 대부분 배터리(152)로 흐를 수 있다.
430 동작에서, 전자 장치(150)는 현재 수행중인 급속 충전의 해제 조건이 만족되는지 확인한다. 예를 들어, 전자 장치(150)는 배터리(152)의 전압, 전류, 잔여 전력량 및 온도 중 적어도 하나가 미리 설정된 급속 충전 해제 조건을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. 급속 충전 해제 조건이 검출되면, 435 동작에서 전자 장치(150)는 제2경로(125)를 통한 충전 전력의 공급을 멈출 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)는 해제조건이 검출되면 스위치(153)를 턴 오프하여 어댑터(100)의 차저(103)와 배터리 사이의 연결을 끊을 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)는 차저(151) 의 입력단의 전압, 차저(151)의 입력단의 전류, 차저(151)의 출력단의 전압, 차저(151)의 출력단의 전류 및 차저(151)의 온도 중 적어도 하나가 미리 설정된 급속 충전 해제 조건을 만족하는지 여부에 따라 제 2 경로(125)의 연결 여부를 결정할 수도 있다.
440 동작에서, 전자 장치(150)는 제2경로(125,133), 즉 데이터 레인을 통하여 급속 충전 해제 신호를 어댑터(100)로 송신할 수 있다. 445 동작에서, 어댑터(100)는 어댑터(100)의 차저(103)를 턴 오프하고, 제1경로(122)를 통해서만 전력을 전자 장치(150)로 제공할 수 있다. 450 동작에서, 전자 장치(100)는 제1경로(122,131)를 통해 제공받는 전력을 이용하여 배터리(152)를 충전할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 어댑터(100)는 급속 충전을 수행하는 동안에만 차저(103)를 온 상태로 제어할 수 있어, 차저(103)에서의 전력 소모 및 발열량이 감소할 수 있다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터의 회로도를 도시한다.
도 3b를 참조하면, 어댑터(100)의 변압기(102)는 일차측 코일(301) 및 이차측 코일(302)을 포함할 수 있다. 일차측 코일(301) 및 이차측 코일(302)의 권선비에 따라 전력이 변압될 수 있다. 이차측 코일(302)은 복수 개의 출력단(311,312)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1출력단(311)은 이차측 코일(302)의 제1지점에 연결될 수 있으며, 제2출력단(312)은 이차측 코일(302)의 제2지점에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1출력단(311) 및 제2출력단(312)에서 출력되는 전력의 전압은 상이할 수 있으며, 이는 권선비가 상이한 것에서 기인할 수 있다. 제1출력단(311)으로부터 출력된 전력은 제1정류기(321)에 의하여 정류되어 제1경로로 출력될 수 있다. 제2출력단(312)으로부터 출력된 전력은 제2정류기(322)에 의하여 정류되어 차저(103)로 출력될 수 있다. 차저(103)는 전자 장치의 배터리 충전에 적합하도록 제공받은 전력의 전류 및 전압 중 적어도 하나를 조정하여 제2경로로 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1경로는 전자 장치의 차저로 연결될 수 있으며, 제2경로는 전자 장치의 배터리로 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
405 및 410 동작과 425 동작 내지 450 동작은 도 4에서 설명하였으므로, 여기에서의 더 이상의 설명은 생략하도록 한다.
411 동작에서, 전자 장치(150)는 제 1 경로 및 제 2 경로에 대한 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 더욱 상세하게, 전자 장치(150)는 전자 장치(150)의 차저(151)에 의한 충전 효율과 어댑터(100)의 차저(103)에 의한 충전 효율을 고려하여 제 1 경로 및 제 2 경로 각각에 대한 전류의 레벨을 설정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)의 차저(151)에 의한 충전 효율이 어댑터(100)의 차저(103)에 의한 충전 효율보다 상대적으로 높다고 판단되면, 전자 장치(150)는 제 1 경로에 대한 전류의 레벨을 제 2 경로에 대한 전류의 레벨보다 상대적으로 크게 설정할 수 있다. 전자 장치(150)는 차저들(103,151) 각각에 의한 충전 효율을 미리 설정된 알고리즘을 통하여 판단하거나 또는 실시간으로 판단할 수 있다. 또한, 전자 장치(150)는 차저들(103,151) 각각의 온도를 이용하여 제 1 경로 및 제 2 경로에 대한 전류의 레벨을 설정할 수도 있다. 즉, 전자 장치(150)는 차저들(103,151)에 의하여 최적의 효율로 충전될 수 있도록, 차저들(103,151)에 의하여 출력되는 전류의 레벨을 설정할 수 있다. 최적의 효율을 판단하는 과정에 대하여서는 도 14a, 14b와 도 15를 참조하여 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
412 동작에서, 전자 장치(150)는 제 1 경로 및 제 2 경로에 대한 전류의 레벨을 포함하는 급속 충전 신호를 어댑터(100)로 송신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(150)는 제 2 경로, 즉 데이터 레인(125,133)을 이용하여 급속 충전 신호를 송신할 수 있다.
413 동작에서, 어댑터(100)는 차저(103)를 턴 온 하고, 어댑터(100)의 차저(103)를 통하는 제 2 경로와 제 1 경로로 동시에 전력을 제공할 수 있다. 이 경우, 어댑터(100)는 급속 충전 신호에 포함된 제 1 경로 및 제 2 경로 각각의 전류의 레벨을 이용하여, 제 1 경로 및 제 2 경로 각각에 전류를 흘릴 수 있다.
상술한 바에 따라서, 전자 장치(150)는 최적의 충전 효율로 급속 충전을 수행할 수 있으며, 온도까지 고려하여 급속 충전을 수행함에 따라 전자 장치(150)에서의 발열량이 감소할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 블록도를 도시한다. 도 6의 실시예는 도 7을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 6의 실시예에 따른 어댑터(100)는 도 4의 실시예와 비교하여 프로세서를 포함하지 않을 수 있다. 즉, 도 6의 실시예에 따른 어댑터(100)는 차저(103)가 항상 온(on) 상태를 유지할 수 있다. 이에 따라, 제 2 경로(126)에는 차저(103)로부터 출력되는 전력이 인가될 수 있다. 아울러, 변압기(102)는 제 1 경로(122)를 통하여 전력을 전자 장치(150)로 제공할 수 있다.
710 동작에서, 전자 장치(150)는 전자 장치(150)의 차저(151)를 통하는 제1경로(131)로 배터리(152)를 충전할 수 있다. 720 동작에서, 급속 충전 수행을 위한 조건이 검출되면 전자 장치(150)는 전자 장치(150)의 차저(151)를 통과하지 않는 제 2 경로(126)를 배터리(152)에 연결할 수 있다. 즉, 전자 장치(150)는 어댑터(100)와 별다른 통신을 수행하지 않으면서, 급속 충전을 수행할 수 있다.
730 동작에서, 전자 장치(150)는 배터리(152)의 전압, 배터리(152)의 전류, 배터리(152)의 충전량 또는 온도 중 적어도 하나가 미리 설정된 급속 충전 해제 조건을 만족하는지를 판단할 수 있다. 급속 충전 해제 조건이 검출되면, 740 동작에서, 전자 장치(150)는 제2경로(126)를 배터리(152)에 연결하지 않도록 제어할 수 있다. 750 동작에서, 전자 장치(150)는 제1경로(122,131)로 제공받은 전력을 이용하여 배터리(152)를 충전할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 USB- micro B 타입의 레인을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 8에 도시된 바와 같이, USB- micro B 타입은 5개의 채널을 포함할 수 있다. 어댑터 및 전자 장치를 연결하기 위한 커넥터와 케이블이 USB- micro B 타입에 의하여 제작될 수 있다. USB- micro B 타입의 제1채널에는 전력 레인(Vcc)이 할당될 수 있다. 전력 레인(Vcc)은 상술한 바와 같이, 전자 장치의 차저로 연결되는 제 1 경로로 이용될 수 있다. 한편, USB- micro B 타입의 제2채널 및 제3채널에는 데이터 레인(D-,D+)이 할당될 수 있다. 데이터 레인(D-,D+) 중 적어도 하나는 상술한 바와 같이, 어댑터로부터 전자 장치의 배터리로 직접 연결되는 제 2 경로로 이용될 수 있다. 한편, USB- micro B 타입의 제4채널은 ID 레인(ID)를 위하여 할당될 수 있다. ID는 모드 검출에 관한 것으로, 연결된 장치의 존재 여부를 나타낼 수 있는 정보와 연관될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서 제4채널이 어댑터로부터 전자 장치의 배터리로 직접 연결되는 제 2 경로로 이용될 수 있다. USB- micro B 타입의 제5채널은 접지를 위하여 할당될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 USB-C 타입의 레인을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 9를 참조하면, USB-C 타입의 A4, A8, B4, B9의 채널에는 전력 레인(+5V)이 할당될 수 있다. 전력 레인(+5V)은 상술한 바와 같이, 전자 장치의 차저로 연결되는 제 1 경로로 이용될 수 있다. 한편, USB-C 타입의 A6, A7, B6, B7채널에는 데이터 레인(D-,D+)이 할당될 수 있다. 데이터 레인(D-,D+) 중 적어도 하나는 상술한 바와 같이, 어댑터로부터 전자 장치의 배터리로 직접 연결되는 제 2 경로로 이용될 수 있다. 한편, 접지를 위하여 할당될 A1, A12, B1, B12 채널을 제외한 나머지 채널들(A2, A3, A8, A10, A11, B2, B3, B8, B10, B11) 중 적어도 하나 또한 어댑터로부터 전자 장치의 배터리로 직접 연결되는 제 2 경로로 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, USB- micro B 타입이 적용된 어댑터 또는 전자 장치는, 전력 레인(Vcc)을 전자 장치의 차저로 연결되는 제 1 경로로 이용하고, 전력 레인(Vcc) 이외의 데이터 레인(D-,D+) 또는 ID 레인(ID)을 어댑터의 차저로부터 전자 장치의 배터리로 연결되는 제 2 경로로 이용할 수 있다. 이에 따라, 기존의 USB 표준을 변경하지 않으면서도 급속 충전이 수행될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 USB 포트의 개념도를 도시한다. 도 10의 실시예에서는 데이터 레인(D-)이 어댑터의 차저 및 전자 장치의 배터리를 연결하는 제 2 경로로 이용될 수 있다. 즉, 데이터 레인(D-)에는 급속 충전 모드에서 어댑터의 차저에 의하여 배터리(1003)의 충전에 적합하도록 조정된 전력이 제공될 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 전자 장치의 USB 커넥터(connector) 중 데이터 레인(D-)은 전자 장치의 AP(application processor) 등과 연결 가능한 단자(MUIC_DM)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 전자 장치의 AP는 단자(MUIC_DM)을 통하여 데이터를 어댑터로부터 수신하거나, 또는 어댑터 이외의 다른 전자 장치로부터 데이터를 수신할 수 있다. 한편, 전자 장치의 AP는 단자(MUIC_DP)를 통하여 데이터를 어댑터 또는 다른 전자 장치로 송신할 수 있다.
데이터 레인(D-)은 다른 경로(1010)를 통하여 스위치(1002)에 연결될 수 있다. 프로세서(1001)는 스위치(1002)의 온/오프를 제어할 수 있다. 일반 모드인 경우에, 프로세서(1001)는 스위치(1002)를 오프 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 데이터 레인(D-)은 단자(MUIC_DM)에 연결되어 데이터 통신에 이용될 수 있다. 급속 충전 모드인 경우에, 프로세서(1001)는 스위치(1002)를 온 상태로 제어할 수 있다. 이에 따라, 어댑터의 차저로부터 출력되는 전력이 배터리(1003)로 제공될 수 있다. 프로세서(1001)는, 전자 장치의 AP, CP(control processor) 등의 다양한 프로세서로 구현될 수 있으며, 또는 급속 충전을 위한 단독적인 프로세서로서 구현될 수도 있다.
도 11a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터 및 전자 장치의 블록도를 도시한다. 도 11a는 도 12를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
우선, 도 11a를 참조하면, 전자 장치(150)는 제 1 차저(157) 및 제 2 차저(158)를 포함할 수 있다. 도 1b의 실시예에서는, 복수 개의 차저들 각각이 전자 장치(150)와 어댑터(100) 각각에 포함된 것과 대조적으로, 도 11a의 실시예에서는, 복수 개의 차저들(157,158)이 전자 장치(150)에 포함될 수 있다.
1210 동작에서, 전자 장치(150)의 프로세서(154)는 배터리(152) 충전을 위한 전체 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 1220 동작에서, 프로세서(154)는 최적의 효율을 위한 복수 개의 차저(157,158)별 입력 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 프로세서(154)는 복수 개의 차저(157,158)별 충전 효율을 판단할 수 있으며, 전체 충전 효율이 가장 높은 방식으로 복수 개의 차저(157,158)별 입력 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 추가적으로, 프로세서(154)는 차저(157,158)별 온도에 기초하여 차저(157,158)별 입력 전류의 레벨 결정할 수 있다. 1230 동작에서, 전자 장치(150)는 결정된 전류를 수신하도록 복수 개의 차저(157,158) 각각을 제어할 수 있다.
도 11b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 충전을 수행할 수 있는 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 11b를 참조하면, 전자 장치(1150)는 전력 수신 회로(1151), 정류기(1152), DC/DC 컨버터(1153), 제 1 차저(1154), 제 2 차저(1155), 프로세서(1156) 및 배터리(1157)를 포함할 수 있다.
전력 수신 회로(1151)는 무선 전력 송신기(1100)로부터 무선으로 전력을 수신할 수 있다. 전력 수신 회로(1151)는 WPC 표준에 의한 유도 방식, A4WP 표준에 의한 공진 방식, 또는 RF(radio frequency) 방식 등의 다양한 방식 중 하나에 기초하여 전력을 수신할 수 있다.
전력 수신 회로(1151)에서 수신된 교류 파형의 전력은 정류기(1152)에 의하여 정류될 수 있다. 정류기(1152)에 의하여 정류된 전력은 DC/DC 컨버터(1153)에 의하여 배터리 충전에 적당한 레벨로 다운 컨버팅될 수 있다. 프로세서(1156)는 최적의 효율을 위한 복수 개의 차저(1154,1155)별 입력 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 프로세서(1156)는 복수 개의 차저(1154,1155)별 충전 효율을 판단할 수 있으며, 전체 충전 효율이 가장 높은 방식으로 복수 개의 차저(1154,1155)별 입력 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 추가적으로, 프로세서(1154)는 차저(1154,1155)별 온도에 기초하여 차저(1154,1155)별 입력 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 전자 장치(1150)는 결정된 전류를 수신하도록 복수 개의 차저(1154,1155) 각각을 제어할 수 있으며, 배터리(1157)는 각 차저에서 출력되는 전력으로 충전될 수 있다.
도 11a 및 11b에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 유선 또는 무선으로 전력을 수신할 수 있으며, 복수 개의 차저를 통하여 배터리를 충전함에 따라 개별 차저에서의 발열량이 감소할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1310 동작에서, 전자 장치는 배터리 충전을 위한 전체 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 1320 동작에서, 전자 장치는 최적의 효율을 위한 복수 개의 차저 별 입력 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 1330 동작에서, 전자 장치는 결정된 전류를 수신하도록 복수 개의 차저 각각을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 차저의 입력 전류 수치를 조정할 수 있으며, 결정된 전류를 수신하도록 차저의 입력 전류 수치를 제어할 수 있다.
1340 동작에서, 전자 장치는 적어도 하나의 차저의 온도가 기설정된 임계치를 초과하는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 복수 개의 차저 각각의 온도를 센싱할 수 있는 적어도 하나의 온도 센서를 포함할 수 있다. 전자 장치는 적어도 하나의 온도 센서 각각으로부터 데이터를 획득하여 복수 개의 차저 각각의 온도를 센싱할 수 있다.
1350 동작에서, 전자 장치는 온도가 기설정된 임계치를 초과하는 차저로 입력되는 전류를 감소시키고, 나머지 차저 중 적어도 하나로 입력되는 전류를 증가할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치는 온도가 기설정된 임계치를 초과하는 차저에 의한 발열량을 감소시킬 수 있다. 한편, 온도가 기설정된 임계치를 초과하였던 차저의 온도가 다시 임계치 이하로 감소하면, 전자 장치는 해당 차저로 입력되는 전류를 다시 증가시킬 수도 있다.
상술한 바에 따라서, 전자 장치는 복수 개의 차저를 이용하여 최적의 효율로 배터리를 충전하면서도, 특정 차저가 과열되지 않도록 충전을 수행할 수 있다.
도 14a 및 14b는 본 발명의 다양한 실시예에 의한 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1405 동작에서, 전자 장치는 배터리 충전을 위한 전체 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 급속 충전을 수행하는 경우에는 전체 전류의 레벨을 상대적으로 크게 결정할 수 있다. 1410 동작에서, 전자 장치는 기설정된 분배 비율에 따라 차저별로 전류를 인가할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치가 동일한 종류의 복수 개의 차저를 포함한 경우에는, 전자 장치는 차저별로 동일하게 전류를 인가할 수 있다.
1415 동작에서, 전자 장치는 최초 시점에서의 효율을 계산할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제 1 차저 및 제 2 차저를 포함할 수 있으며, 제 1 차저의 입력단의 전압 및 전류를 측정할 수 있는 전류계 및 전압계를 포함할 수 있으며, 제 2 차저의 입력단의 전압 및 전류를 측정할 수 있는 전류계 및 전압계를 포함할 수 있다. 전압계는, 전류력계형 전압계, 정전기형 전압계, 디지털 전압계 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 전류계는 직류 전류계, 교류 전류계, 디지털 전류계 등으로 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 그 종류에는 제한이 없다. 전자 장치는 제 1 차저의 출력단의 전류 및 전압의 곱을 제 1 차저의 입력단의 전류 및 전압의 곱으로 나눔으로써 제 1 차저의 충전 효율을 계산할 수 있다. 전자 장치는, 제 2 차저의 출력단의 전류 및 전압의 곱을 제 2 차저의 입력단의 전류 및 전압의 곱으로 나눔으로써 제 2 차저의 충전 효율을 계산할 수 있다. 전자 장치는, 제 1 차저의 충전 효율 및 제 2 차저의 충전 효율을 이용하여 전체 효율을 판단할 수 있다.
1420 동작에서, 전자 장치는 제 1 방향으로 차저별 입력 전류의 레벨을 조정할 수 있다. 여기에서, 제 1 방향은, 예를 들어 제 1 차저의 입력 전류를 증가시키고 제 2 차저의 입력 전류를 감소시키는 방향을 의미할 수 있다.
1425 동작에서, 전자 장치는 조정 이후의 효율이 최초 시점에서의 효율을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 조정 이후의 효율이 최초 시점에서의 효율을 초과하지 않는 것으로 판단되면, 1430 동작에서, 전자 장치는 제 2 방향으로 차저별 입력 전류의 레벨을 조정할 수 있다. 여기에서, 제 2 방향은, 예를 들어 제 1 차저의 입력 전류를 감소시키고 제 2 차저의 입력 전류를 증가시키는 방향으로 제 1 방향과 반대의 방향을 의미할 수 있다.
1435 동작에서, 전자 장치는 조정 이후의 효율이 조정 이전의 효율을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 조정 이후의 효율이 조정 이전의 효율을 초과하는 것으로 판단되면, 1440 동작에서 전자 장치는 제 2 방향으로 차저별 전류를 재조정할 수 있다. 전자 장치는 조정 이후의 효율이 조정 이전의 효율을 초과하지 않을 때까지 제 2 방향으로 차저별 전류를 재조정할 수 있다. 조정 이후의 효율이 조정 이전의 효율을 초과하지 않는 것으로 판단되면, 1445 동작에서, 전자 장치는 조정 이전의 전류의 차저별 인가를 유지할 수 있다.
1425 동작에서의 판단 결과가 조정 이후의 효율이 최초 시점에서의 효율을 초과하는 것으로 판단되면, 1450 동작에서 전자 장치는 제 1 방향으로 차저별 전류를 재조정할 수 있다. 1455 동작에서, 전자 장치는 조정 이후의 효율이 조정 이전의 효율을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 전자 장치는 조정 이후의 효율이 조정 이전의 효율을 초과하지 않을 때까지 제 1 방향으로 차저별 전류를 재조정할 수 있다. 조정 이후의 효율이 조정 이전의 효율을 초과하지 않는 것으로 판단되면, 1460 동작에서, 전자 장치는 조정 이전의 전류의 차저별 인가를 유지할 수 있다.
상술한 바에 따라서, 전자 장치는 최적의 효율로 충전이 수행되도록 차저별 인가하는 전류의 레벨을 결정할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1510 동작에서, 전자 장치는 배터리 충전을 위한 전체 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 1520 동작에서, 전자 장치는 기저장된 차저 특성에 기초하여 차저별 인가 전류의 레벨을 결정할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 전자 장치는 차저의 특성을 미리 저장할 수 있다. 차저의 특성은 입력되는 전류의 레벨과 차저의 효율 사이의 관계를 포함할 수 있다. 전자 장치는, 차저별 입력되는 전류의 레벨과 차저의 효율을 이용하여, 차저별 효율을 미리 판단할 수 있으며, 차저별 효율을 이용하여 전체 효율을 판단할 수 있다. 전자 장치는, 전체 효율이 가장 높은 수치를 가지도록 차저별 입력되는 전류의 레벨을 판단할 수 있다.
1530 동작에서, 전자 장치는 결정된 레벨로 전류를 차저별로 인가할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치는 차저별 입출력 전류 및 전압을 측정하지 않으면서 최적의 효율로 배터리를 충전할 수도 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한다.
전자 장치(1150)는 도 11b의 실시예와 비교하여, 어댑터(100)와 연결될 수 있는 제 1 레인(1161) 및 제 2 레인(1162)을 더 포함할 수 있다. 어댑터(100)는 제 1 레인(1161)을 통하여 제 1 차저(1154)로 전력을 제공할 수 있으며, 제 2 레인(1162)을 통하여 제 2 차저(1155)로 전력을 제공할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(1150)가 급속 유선 충전을 수행하는 경우에, 복수 개의 레인(1161,1162)을 통하여 복수 개의 차저들(1154,1155)이 함께 배터리(1157)에 전력을 제공할 수 있으므로, 차저들(1154,1155) 각각에 인가되는 전력의 레벨은 하나의 차저로 급속 충전을 수행할 때보다 작을 수 있다. 이에 따라, 차저들(1154,1155) 각각이 과열되는 현상이 방지될 수 있다. 전자 장치(1150)는 무선 충전 및 유선 충전을 모두 수행할 수 있다. 프로세서(1156)는 어댑터(100) 및 DC/DC 컨버터(1153)의 출력단의 전류 및 전압을 모두 고려하여 제 1 차저(1154) 및 제 2 차저(1155) 각각의 효율을 판단할 수 있으며, 전체 효율이 가장 높은 수치를 가지도록 제 1 차저(1154) 및 제 2 차저(1155) 각각으로 입력되는 전류를 결정할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1710 동작에서, 전자 장치는 복수 개의 전력 소스로부터의 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 16에서와 같이, 전자 장치(1150)는 무선 전력 송신기(1100)와 어댑터(100)의 두 개의 전력 소스로부터 충전을 수행할 수 있다. 이에 따라, 전자 장치는 상대적으로 큰 전력을 배터리로 제공함에 따라 급속 충전이 수행될 수 있다.
1720 동작에서, 전자 장치는 일부의 전력 소스로부터의 충전의 제한 조건이 검출되는지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 충전의 제한 조건은 배터리의 전압, 전류, 전력, 효율, 충전 시간, 잔여 전력량 및 온도 중 적어도 하나와 연관될 수 있다. 한편, 제한 조건은 전자 장치의 적어도 하나의 하드웨어의 열화를 방지하도록 설정된 조건이라면 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
제한 조건이 검출되면, 1730 동작에서, 전자 장치는 전력 소스별 충전 효율, 발열에 기초하여 충전을 제한할 전력 소스를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 전력 소스별 충전 효율에 기초하여 충전 효율이 상대적으로 낮은 전력 소스의 충전을 제한할 수 있다. 1740 동작에서, 전자 장치는 제한되지 않은 전력 소스를 이용하여 충전을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 충전이 상대적으로 낮은 효율인 것으로 판단되면, 전자 장치는 무선 충전을 제한할 수 있다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 18에 도시된 바와 같이, 전자 장치(1850)는 어댑터(1801) 및 무선 전력 송신기(1802)로부터 유/무선으로 충전을 수행할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어댑터(1801)는 복수 개의 경로로 전력을 제공할 수 있으며, 예를 들어 차저(1851)에 연결되는 제 1 경로로는 제 1 전압의 전력을 제공하며, 스위치(1854)에 연결되는 제 2 경로로는 배터리(1853)의 충전에 적합하도록 처리된 전력을 제공할 수 있다. 한편, 전자 장치(1851)는 차저(1851)와 배터리(1853) 사이를 오픈/클로즈할 수 있는 스위치(1852)를 더 포함할 수 있다.
전자 장치(1850)는 무선 전력 송신기(1802)로부터 무선으로 전력을 수신하고, 정류, 컨버팅 등을 수행하여 출력하는 무선 충전 모듈(1856)을 포함할 수 있다. 전자 장치(1850)는 무선 충전 모듈(1856) 및 배터리(1853) 사이를 오픈/클로즈할 수 있는 스위치(1857)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(1860)는 최적의 충전을 수행할 수 있도록 스위치들(1852,1854,1857) 중 적어도 하나의 온/오프를 제어할 수 있다. 예를 들어, 급속 충전을 수행하는 경우에도, 프로세서(1860)는 스위치들(1852,1854,1857)을 온 상태로 제어하여 충전을 수행하다, 배터리(1853)의 온도가 기설정된 임계치를 초과하는 것이 검출되면, 스위치들(1852,1854,1857) 중 적어도 하나를 오프 상태로 제어할 수 있다. 이 경우, 전자 장치는 경로별 충전 효율을 계산하여, 오프 상태로 제어하는 스위치를 결정할 수도 있다. 스위치(1857)가 온 상태로 제어되면, 무선 충전 모듈(1856)이 수신한 전력을 DC 형태로 처리하여 차저(1870)로 출력할 수 있으며, 차저(1870)는 입력받은 전력을 배터리(1853)의 충전에 적합하도록 조절하여 배터리(1853)로 제공할 수 있다.
도 19는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도를 도시한다.
도 19에 도시된 바와 같이, 전자 장치(1950)는 제 1 차저(1951), 제 2 차저(1953) 및 배터리(1956)를 포함할 수 있다. 어댑터(1901)는 제 1 경로(1911)를 통하여 제 1 차저(1951) 및 제 2 차저(1953)와 연결될 수 있다. 한편, 제 1 차저(1951) 및 배터리(1956) 사이에는 스위치(1952)가 배치되며, 제 2 차저(1953) 및 배터리(1956) 사이에는 스위치(1954)가 배치되며, 어댑터(1901)의 차저로부터의 제 2 경로(1912)와 배터리(1956) 사이에는 스위치(1955)가 배치될 수 있다.
도 20은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 변압 과정을 설명하기 위한 회로도를 도시한다. 도 20에 따른 변압을 위한 회로의 적어도 일부는 예를 들어 어댑터의 변압기에 포함될 수 있다.
전력 소스(2002)는 직류 파형의 전력을 생성하여 출력할 수 있다. 전력 소스(2002)의 일단은 접지(2001)에 연결될 수 있다. 완충 회로(snubber)(2003)는 전력 소스(2002)로부터의 전력을 일시적으로 저장하였다가 일차측 코일(2004)로 출력할 수 있다. 일차측 코일(2004)는 전자기 유도에 따라 유도 자기장을 발생시킬 수 있으며, 유도 자기장에 의하여 이차측 코일(2051)에도 유도 기전력이 발생할 수 있다. 한편, 일차측 코일(2004)에서 유도 자기장이 발생되기 위하여서는, 일차측 코일(2004)에 교류 파형과 같은 레벨이 변경되는 전력이 인가될 것이 요구된다. 제 3 스위치(2011)는 주기적으로 온/오프될 수 있으며, 이에 따라 일차측 코일(2004)에 교류 파형과 같은 시간에 따라 레벨이 변경되는 전력이 인가될 수 있다.
한편, 제 3 스위치(2011)는 전력이 일차측 코일(2004)로부터 이차측 코일(2051)로 전달되는 과정에서 이용되므로, 고용량의 스위치로 구현될 것이 요구된다. 하지만, 제 3 스위치(2011)의 용량이 상대적으로 클수록, 온/오프의 주기가 상대적으로 길 수 있다. 제 3 스위치가 고용량 MOSFET으로 구현되는 경우에, 온/오프 주기는 예를 들어 kHz의 오더를 가질 수 있다. 제 3 스위치(2011)는 온/오프 주기가 길어질수록 일차측 코일(2004)에 인가되는 교류 파형의 주파수 또는 일차측 코일(2004)로부터 발생되는 유도 자기장의 주파수가 상대적으로 작을 수 있다. 이에 따라, 제 3 스위치(2011) 단독으로 DC-DC 컨버젼을 수행하는 경우에는, 상대적으로 저주파수의 교류 파형을 처리하여야 하는 문제점이 발생할 수 있다. 일차측 코일(2004) 및 이차측 코일(2051)로 구성되는 변압기의 전체 레벨은 처리되는 주파수와 반비례하기 때문에, 상대적으로 저주파수의 교류 파형을 처리함에 따라 전체 어댑터의 레벨이 증가되는 문제가 발생한다. 이는, 자기장의 플럭스가 면적과 자기장의 세기의 곱에 비례하는 점에서 기인할 수 있다. 고주파수의 교류 파형이 처리되는 경우에는, 상대적으로 짧은 주기로 자기장이 변경됨에 따라 단위 시간당 전달되는 RMS와 같은 레벨이 클 수 있으며, 이에 따라 일정 플럭스를 전달하기 위하여 요구되는 면적이 상대적으로 작을 수 있다. 뿐만 아니라, 고주파수의 교류 파형이 처리되는 경우에, 완충 회로(2003)에 수용되는 전하량이 상대적으로 작게 설정될 수 있으므로, 완충 회로(2003)의 레벨 또한 작게 설정될 수 있다.
결국, 전체 어댑터의 레벨이 감소되기 위하여서는 제 3 스위치(2011)가 상대적으로 고주파수로 동작할 것이 요구될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 의한 변압을 위한 회로는, 상대적으로 고용량인 제 3 스위치(2011)의 온/오프 주기가 짧아지도록 강제할 수 있는 추가적인 스위치들(2012,2013)을 더 포함할 수 있다. 추가적인 스위치들(2012,2013)는 상대적으로 저용량인, 예를 들어 RF 스위치로 구현될 수 있으며, 이에 따라 온/오프 주기가 상대적으로 짧을 수 있으며, 예를 들어 MHz의 오더를 가질 수 있다.
우선, 제 3 스위치(2011)를 온 상태로 제어하는 과정을 설명하도록 한다. 이 경우, 전력 소스(2032)가 게이트 전압을 제 3 스위치(2011)에 인가할 수 있다. 전력 소스(2032)는 제 3 스위치(2011)를 온 상태로 제어할 수 있는 게이트 전압을 발생시킬 수 있으며, 일단은 접지(2023)에 연결될 수 있다. 한편, 제 1 스위치(2013)는 온 상태로 제어될 수 있다. 전력 소스(2031)는 제 1 스위치(2013)를 온 상태로 제어할 수 있는 신호를 제 1 스위치(2013)의 게이트로 출력할 수 있다. 전력 소스(2031)의 일단은 접지(2022)에 연결될 수 있다. 한편, 제 2 스위치(2012)는 오프 상태로 제어될 수 있다. 전력 소스(2031)는 제 2 스위치(2012)를 오프 상태로 제어할 수 있는 신호를 제 2 스위치(2013)의 게이트로 출력할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 전력 소스(2031)는 두 개의 신호를 제 1 스위치(2013) 및 제 2 스위치(2012)로 출력할 수 있다. 또는, 제 1 스위치(2013)나 제 2 스위치(2012) 중 어느 하나의 게이트에 반전 회로를 포함시킴으로써, 제 1 스위치(2013) 및 제 2 스위치(2012)의 온/오프 상태가 서로 반대로 제어될 수 있다. 상술한 바에 따라서, 제 3 스위치(2011)가 온 상태로 제어될 수 있다.
다음으로, 제 3 스위치(2011)를 오프 상태로 제어하는 과정을 설명하도록 한다. 제 3 스위치(2011)는 오프 상태로 제어되어야 하나, 응답이 늦어 온 상태로 유지될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 변압을 위한 회로는, 응답이 늦어 여전히 온 상태인 제 3 스위치(2011)를 강제로 오프 상태로 제어할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 변압을 위한 회로는 제 2 스위치(2012)를 온 상태로 제어할 수 있다. 제 2 스위치(2012)가 온 상태인 경우에는, 제 3 스위치(2011)의 게이트와 제 3 스위치(2011)의 소스가 쇼트(short)될 수 있다. 이에 따라, 제 3 스위치(2011)가 강제적으로 오프 상태로 제어될 수 있다. 이 경우, 제 1 스위치(2013)는 오프 상태로 제어될 수 있다.
상술한 바에 따라서, 제 3 스위치(2011)를 강제로 오프시킬 수 있으므로, 제 2 스위치(2012)의 온/오프 주기로 제 3 스위치(2011)의 온/오프 전환이 가능할 수 있다. 결국, 일차측 코일(2004)에서 처리되는 교류 파형이 상대적으로 고주파수로 동작할 수 있어, 전체 어댑터의 레벨이 감소될 수 있다.
본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 개시의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 개시의 범위는, 본 개시의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 배터리를 충전하는 전자 장치에 있어서,
    어댑터로부터 제 1 전압의 제 1 전력을 제공받는 제 1 경로;
    상기 어댑터로부터, 제 2 전압의 제 2 전력을 제공받는 제 2 경로;
    상기 제 1 경로에 연결되어 상기 제 1 전력을 제공받고, 상기 제 1 전력의 전압 및 전류 중 적어도 하나를 조정하여 상기 배터리로 제공하는 차저(charger); 및
    급속 충전 중에는 상기 제 2 경로를 상기 배터리에 연결함으로써, 상기 어댑터와 상기 배터리가 직접 연결되도록 제어하는 프로세서
    를 포함하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 경로를 상기 어댑터 사이를 오픈(open) 또는 클로즈(close)하는 스위치를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 급속 충전 중에는, 상기 스위치를 온 상태로 제어하여 상기 어댑터와 상기 배터리가 직접 연결되는 전자 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 일반 충전 중에는, 상기 스위치를 오프 상태로 제어하여 상기 어댑터와 상기 배터리 사이를 오픈하는 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 급속 충전을 수행하는 도중에, 급속 충전 해제 조건이 검출되면, 상기 제 2 경로를 상기 배터리에 연결되지 않도록 제어하는 전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    급속 충전 해제 조건은, 상기 배터리의 전압, 전류, 잔여 전력량 및 온도 중 적어도 하나와 연관된 전자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 경로는 USB- micro B 타입의 전력 레인 또는 USB-C 타입의 전력 레인이며,
    상기 제 2 경로는 USB- micro B 타입의 데이터 레인 또는 USB-C 타입의 데이터 레인인 전자 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 급속 충전 신호를 상기 제 2 경로를 통하여 상기 어댑터로 송신한 이후에, 상기 제 2 경로를 상기 배터리에 연결함으로써, 상기 어댑터와 상기 배터리가 직접 연결되도록 제어하는 전자 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 급속 충전 해제 조건이 검출되면, 상기 제 2 경로를 상기 배터리에 연결되지 않도록 제어하고 상기 제 2 경로를 통하여 급속 충전 해제 신호를 상기 어댑터로 송신하는 전자 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 경로는, 상기 어댑터의 차저에 연결되며,
    상기 어댑터의 차저는, 입력받은 전력을 상기 제 2 전압의 제 2 전력으로 조정하여 상기 제 2 경로로 제공하는 전자 장치.
  10. 배터리를 충전하는 전자 장치에 전력을 제공하는 어댑터에 있어서,
    입력받은 전력을 변압하는 변압기;
    상기 변압기에 연결되어, 상기 어댑터로부터 제 1 전압의 제 1 전력을 제공받는 제 1 경로;
    상기 변압기에 연결되고, 상기 어댑터로부터 제공받은 변압된 전력을 제 2 전압의 제 2 전력으로 조정하여 출력하는 차저(charger); 및
    상기 차저로부터 출력되는 상기 제 2 전력을 제공하는 제 2 경로
    를 포함하고,
    급속 충전 중에는, 상기 제 1 경로는 상기 전자 장치의 차저에 연결되며, 상기 제 2 경로는 상기 전자 장치의 상기 배터리에 직접 연결되는 어댑터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 경로는 USB- micro B 타입의 전력 레인 또는 USB-C 타입의 전력 레인이며,
    상기 제 2 경로는 USB- micro B 타입의 데이터 레인 또는 USB-C 타입의 데이터 레인인 어댑터.
  12. 제 11 항에 있어서,
    급속 충전 신호를 수신하면 상기 차저를 턴 온시키고, 급속 충전 해제 신호를 수신하면 상기 차저를 턴 오프시키는 프로세서
    를 더 포함하는 어댑터.
  13. 배터리를 충전하는 전자 장치에 있어서,
    외부의 전력 소스로부터 전력을 제공받는 제 1 차저(charger);
    상기 외부의 전력 소스로부터 전력을 제공받는 제 2 차저; 및
    상기 배터리를 충전하기 위한 전체 전류의 레벨을 결정하고, 상기 배터리를 최적의 효율로 충전하도록 상기 제 1 차저에 대응하는 제 1 전류의 제 1 레벨 및 상기 제 2 차저에 대응하는 제 2 전류의 제 2 레벨을 결정하고, 상기 제 1 전류의 레벨을 제공받도록 상기 제 1 차저를 제어하고, 상기 제 2 레벨의 상기 제 2 전류를 제공받도록 상기 제 2 차저를 제어하는 프로세서
    를 포함하는 전자 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 1 차저의 입력단의 전류 및 전압과 상기 제 1 차저의 출력단의 전류 및 전압을 이용하여, 상기 제 1 차저의 효율을 계산하고,
    상기 제 2 차저의 입력단의 전류 및 전압과 상기 제 2 차저의 출력단의 전류 및 전압을 이용하여, 상기 제 2 차저의 효율을 계산하고,
    상기 제 1 차저의 효율 및 상기 제 2 차저의 효율을 이용하여, 전체 효율을 계산하고,
    상기 전체 효율이 최적의 효율이 되도록 상기 제 1 차저에 대응하는 제 1 전류의 제 1 레벨 및 상기 제 2 차저에 대응하는 제 2 전류의 제 2 레벨을 결정하는 전자 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전체 효율이 최댓값을 가질 때까지 상기 제 1 차저에 대응하는 상기 제 1 전류의 제 1 레벨과 상기 제 2 차저에 대응하는 상기 제 2 전류의 제 2 레벨을 변경하는 전자 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    미리 저장된 상기 제 1 차저의 입력 전류 및 효율 사이의 관계 및 미리 저장된 상기 제 2 차저의 입력 전류 및 효율 사이의 관계를 이용하여, 상기 상기 제 1 차저에 대응하는 제 1 전류의 제 1 레벨 및 상기 제 2 차저에 대응하는 제 2 전류의 제 2 레벨을 결정하는 전자 장치.
  17. 전력의 전압을 변압하는 변압기에 있어서,
    직류 파형의 전력을 제공하는 제 1 전력 소스;
    상기 전력을 변압하는 일차측 코일 및 이차측 코일;
    상기 일차측 코일에 교류 파형의 전력을 제공하기 위하여 온/오프 동작을 수행하는 제 3 스위치;
    드레인이 상기 제 3 스위치의 게이트에 연결되며, 소스가 상기 제 3 스위치의 소스에 연결되는 제 2 스위치; 및
    드레인이 상기 제 3 스위치의 소스 및 상기 제 2 스위치의 소스에 연결되며, 소스가 접지에 연결되는 제 1 스위치
    를 포함하는 변압기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 3 스위치를 온 상태로 제어하기 위한 게이트 전압을 제공하는 제 2 전력 소스를 더 포함하는 변압기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 전력 소스가 상기 게이트 전압을 제공하는 중에는, 상기 제 2 스위치를 오프 상태로 제어하기 위한 신호를 출력하고, 상기 제 1 스위치를 온 상태로 제어하기 위한 신호를 출력하는 제 3 전력 소스
    를 더 포함하는 변압기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 3 스위치를 오프 상태로 제어하기 위하여, 상기 제 3 전력 소스는, 상기 제 2 스위치를 온 상태로 제어하기 위한 신호를 출력하고, 상기 제 1 스위치를 오프 상태로 제어하기 위한 신호를 출력하는 변압기.

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