KR20180049245A

KR20180049245A - 전자기기 충전장치 및 그 전원 어댑터

Info

Publication number: KR20180049245A
Application number: KR1020187012455A
Authority: KR
Inventors: 지아량 장; 케웨이 우; 준 장; 후춘 리아오; 위안샹 후
Original assignee: 광동 오포 모바일 텔레커뮤니케이션즈 코포레이션 리미티드
Priority date: 2014-01-28
Filing date: 2014-05-12
Publication date: 2018-05-10
Also published as: CN103762702A; JP6273066B1; JP2018093721A; KR101855793B1; EP3101766A1; US10224725B2; SG11201606226SA; KR20160135709A; EP3101766B1; US9893540B2; US20170250557A1; AU2014381131A1; KR101974861B1; JP2017507636A; MY192951A; JP6239777B2; US20160380462A1; JP6404502B2; US20180131207A1; AU2014381131B2

Abstract

전자기기 충전장치(200) 및 그 전원 어댑터(100)로서, 본 발명은 충전기술분야에 관한 것이다. 그 중 전원 어댑터(100)가 전기 도통 또는 리셋 후 통상적인 충전 모드에 따라 전지(201)에 대하여 충전하는 과정에서, 전원 어댑터(100)의 출력 전류값이 미리 설정된 시간 간격 내에서 통상적인 전류 구간에 있을 때, 전원 어댑터(100)와 전자기기(200)는 쾌속 충전 문의 통신을 행하고, 전자기기(200)가 전원 어댑터(100)로 쾌속 충전 지시 명령을 전송한 후, 전원 어댑터는 전자기기(200)가 피드백한 전지(201) 전압 정보에 근거하여 출력 전압을 조정하며, 상기 출력 전압이 전자기기(200)가 미리 설정한 쾌속 충전 전압 조건에 부합될 때, 전원 어댑터(100)는 쾌속 충전 모드에 따라 출력 전류 및 출력 전압을 조정하여 전지(201)에 대하여 충전함으로써 전지(201)에 대한 쾌속 충전을 실현하여 충전 시간을 단축시키는 목적을 달성한다.

Description

전자기기 충전장치 및 그 전원 어댑터{CHARGING APPARATUS FOR ELECTRONIC DEVICE AND POWER ADAPTER FOR ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 충전기술분야에 속하며, 특히 전자기기 충전장치 및 그 전원 어댑터에 관한 것이다.

현재, 전자기기의 전지는 그 전원 어댑터를 통하여 충전하는 것으로, 어댑터는 일반적으로 정전압 출력 방식을 사용하여 전지에 대하여 충전하는데, 대용량 전지에 있어서 정전압 출력 방식을 통하여 전지에 대하여 충전하면 충전시간이 너무 길어지게 된다. 따라서, 상기 기존기술로서는 전지에 대하여 쾌속 충전을 하여 충전시간을 단축시키는 것을 실현할 수 없다.

본 발명의 목적은 전원 어댑터를 제공하여 기존기술의 전지에 대하여 쾌속 충전으로 충전 시간을 단축시킬 수 없는 문제를 해결하는 것이다.

본 발명은 다음과 같이 실현된다.

통신 인터페이스를 통하여 전자기기의 통신 인터페이스와 연결되고, 상기 전자기기 중의 전지에 대하여 충전하며, EMI필터 회로, 고전압 정류 필터 회로, 절연 변압기, 출력 필터 회로 및 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로를 포함하는 전원 어댑터에 있어서,

상기 전원 어댑터는 전원 모듈, 메인 제어 모듈, 전위 조정 모듈, 전류 검측 모듈, 전압 검측 모듈 및 출력 스위칭 모듈을 더 포함하고,

상기 전원 모듈의 입력단은 상기 절연 변압기의 2차측과 연결되고, 상기 메인 제어 모듈의 전원단, 상기 전위 조정 모듈의 전원단 및 상기 전류 검측 모듈의 전원단은 상기 전원 모듈의 출력단에 공동으로 연결되며, 상기 메인 제어 모듈의 고전위단과 상기 전위 조정 모듈의 고전위단은 모두 상기 출력 필터 회로의 포지티브 출력단과 연결되고, 상기 전위 조정 모듈의 전위 조정단은 상기 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로와 연결되며, 상기 전류 검측 모듈의 직류 입력단은 상기 출력 필터 회로의 포지티브 출력단과 연결되고, 상기 전류 검측 모듈의 전류 검측 피드백단은 상기 메인 제어 모듈의 전류 검측단과 연결되며, 상기 메인 제어 모듈의 클럭 출력단 및 데이터 출력단은 상기 전위 조정 모듈의 클럭 입력단 및 데이터 입력단과 연결되고, 상기 전압 검측 모듈의 제1 검측단 및 제2 검측단은 각각 상기 전류 검측 모듈의 직류 출력단 및 상기 출력 필터 회로의 네거티브 출력단과 연결되며, 상기 전압 검측 모듈의 제1 출력단 및 제2 출력단은 각각 상기 메인 제어 모듈의 제1 전압 검측단 및 제2 전압 검측단과 연결되고, 상기 출력 스위칭 모듈의 입력단은 상기 전류 검측 모듈의 직류 출력단과 연결되며, 상기 출력 스위칭 모듈의 출력단은 상기 전압 검측 모듈의 제3 검측단과 연결되고, 상기 출력 스위칭 모듈의 접지단은 상기 출력 필터 회로의 네거티브 출력단과 연결되며, 상기 출력 스위칭 모듈의 피제어단(controlled terminal) 및 전원단은 각각 상기 메인 제어 모듈의 스위치 제어단 및 상기 절연 변압기의 2차측과 연결되고, 상기 출력 필터 회로의 네거티브 출력단, 상기 출력 스위칭 모듈의 출력단, 상기 메인 제어 모듈의 제1 통신단 및 제2 통신단은 모두 상기 전원 어댑터의 통신 인터페이스와 연결되며,

상기 전원 어댑터가 전기 도통 또는 리셋 후 상기 전지에 대하여 충전할 때, 상기 메인 제어 모듈은 상기 출력 스위칭 모듈을 제어하여 상기 전원 어댑터의 직류 전류 출력을 오프하고, 상기 전압 검측 모듈은 상기 전원 어댑터의 출력 전압에 대하여 검측하여 전압 검측 신호를 상기 메인 제어 모듈로 피드백하며, 상기 메인 제어 모듈은 상기 전압 검측 신호에 근거하여 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 전압 역치보다 큰지의 여부를 판단하고, 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 상기 전압 역치보다 클 경우 상기 메인 제어 모듈은 계속하여 상기 전원 어댑터의 출력 전압에 대하여 판단하고, 그렇지 않을 경우 상기 메인 제어 모듈은 상기 출력 스위칭 모듈을 제어하여 상기 전원 어댑터의 직류 전류 출력을 온하며, 상기 전위 조정 모듈을 통하여 상기 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로를 구동시켜 상기 절연 변압기의 출력 전압을 통상적인 출력 전압으로 설정하고, 상기 전류 검측 모듈은 상기 전원 어댑터의 출력 전류에 대하여 검측하여 전류 검측 신호를 상기 메인 제어 모듈로 피드백하며, 상기 메인 제어 모듈이 상기 전류 검측 신호에 근거하여 상기 전원 어댑터의 출력 전류가 미리 설정된 시간 간격 내에서 통상적인 전류 구간에 있는 것으로 판정할 때, 상기 메인 제어 모듈과 상기 전자기기는 쾌속 충전 문의 통신을 진행하고, 상기 전자기기가 상기 메인 제어 모듈로 쾌속 충전 지시 명령을 전송한 후, 상기 메인 제어 모듈은 상기 전자기기가 피드백한 전지 전압 정보에 근거하여 상기 전위 조정 모듈을 통해 상기 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로를 구동시켜 상기 절연 변압기의 출력 전압을 조정하며, 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 상기 전자기기가 미리 설정한 쾌속 충전 전압 조건에 부합될 때, 상기 메인 제어 모듈은 상기 전위 조정 모듈을 통하여 상기 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로를 구동시켜 상기 절연 변압기의 출력 전압을 조정함으로써 상기 전원 어댑터가 쾌속 충전 전류값 및 쾌속 충전 전압값에 따라 직류 전류를 출력하도록 한다.

본 발명의 다른 목적은, 전자기기 충전장치를 제공하는 것으로, 전자기기 충전장치는 상기전원 어댑터 및 충전 제어 모듈을 포함하고, 상기 전원 어댑터는 통신 인터페이스를 통하여 전자기기의 통신 인터페이스와 연결되고, 상기 전자기기 중의 전지에 대하여 충전하며, 상기 충전 제어 모듈은 상기 전자기기에 내장되어 상기 전자기기의 통신 인터페이스를 통하여 상기 전원 어댑터와 연결되고,

상기 전원 어댑터가 전기 도통 또는 리셋 후 상기 전지에 대하여 충전할 때, 상기 메인 제어 모듈이 상기 출력 스위칭 모듈을 제어하여 상기 전원 어댑터의 직류 전류 출력을 오프하고, 상기 전압 검측 모듈이 상기 전원 어댑터의 출력 전압에 대하여 검측하여 전압 검측 신호를 상기 메인 제어 모듈로 피드백하며, 상기 메인 제어 모듈이 상기 전압 검측 신호에 근거하여 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 전압 역치보다 큰지의 여부를 판단하고, 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 상기 전압 역치보다 클 경우 상기 메인 제어 모듈이 계속하여 상기 전원 어댑터의 출력 전압에 대하여 판단하고, 그렇지 않을 경우 상기 메인 제어 모듈이 상기 출력 스위칭 모듈을 제어하여 상기 전원 어댑터의 직류 전류 출력을 온하며, 상기 전위 조정 모듈을 통하여 상기 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로를 구동시켜 상기 절연 변압기의 출력 전압을 통상적인 출력 전압으로 설정하고, 상기 전류 검측 모듈이 상기 전원 어댑터의 출력 전류에 대하여 검측하여 전류 검측 신호를 상기 메인 제어 모듈로 피드백하며, 상기 메인 제어 모듈이 상기 전류 검측 신호에 근거하여 상기 전원 어댑터의 출력 전류가 미리 설정된 시간 간격 내에서 통상적인 전류 구간에 있는 것으로 판정할 때, 상기 메인 제어 모듈과 상기 충전 제어 모듈이 쾌속 충전 문의 통신을 진행하고, 상기 충전 제어 모듈이 상기 메인 제어 모듈로 쾌속 충전 지시 명령을 전송한 후, 상기 메인 제어 모듈이 상기 충전 제어 모듈이 피드백한 전지 전압 정보에 근거하여 상기 전위 조정 모듈을 통해 상기 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로를 구동시켜 상기 절연 변압기의 출력 전압을 조정하며, 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 상기 충전 제어 모듈이 미리 설정한 쾌속 충전 전압 조건에 부합될 때, 상기 메인 제어 모듈이 상기 전위 조정 모듈을 통하여 상기 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로를 구동시켜 상기 절연 변압기의 출력 전압을 조정함으로써 상기 전원 어댑터가 쾌속 충전 전류값 및 쾌속 충전 전압값에 따라 직류 전류를 출력하고, 상기 충전 제어 모듈이 동시에 상기 전자기기의 통신 인터페이스를 통하여 상기 전원 어댑터로부터 직류 전류를 인입하여 상기 전지에 대하여 충전을 진행한다.

본 발명은 전원 모듈, 메인 제어 모듈, 전위 조정 모듈, 전류 검측 모듈, 전압 검측 모듈 및 출력 스위칭 모듈을 포함하는 전원 어댑터를 사용함으로써, 전원 어댑터가 전기 도통 또는 리셋 후 통상적인 충전 모드에 따라 전지에 대하여 충전하는 과정에서, 전원 어댑터의 출력 전류값이 미리 설정된 시간 간격 내에서 통상적인 전류 구간에 있을 때, 전원 어댑터와 전자기기는 쾌속 충전 문의 통신을 행하고, 전자기기가 전원 어댑터로 쾌속 충전 지시 명령을 전송한 후, 전원 어댑터는 전자기기가 피드백한 전지 전압 정보에 근거하여 출력 전압을 조정하며, 상기 출력 전압이 전자기기가 미리 설정한 쾌속 충전 전압 조건에 부합될 때, 전원 어댑터는 쾌속 충전 모드에 따라 출력 전류 및 출력 전압을 조정하여 전지에 대하여 충전함으로써 전지에 대한 쾌속 충전을 실현하여 충전 시간을 단축시키는 목적을 달성한다.

도 1은 본 발명의 실시예가 제공하는 전원 어댑터의 모듈 구조도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 전원 어댑터의 예시적인 회로 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예가 제공하는 전자기기 충전장치의 모듈 구조도이다.
도 4는 도 3에 도시되는 충전 제어 모듈의 예시적인 회로 구조도이다.
도 5는 도 3에 도시되는 충전 제어 모듈의 다른 하나의 예시적인 회로 구조도이다.

본 발명의 목적, 기술 해결 수단 및 장점이 더욱 명확해지도록, 이하 첨부된 도면 및 실시예를 결부하여 본 발명에 대하여 더 상세하게 설명하도록 한다. 이해해야 할 바로, 여기에서 서술되는 구체적인 실시예는 단지 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예가 제공하는 전원 어댑터의 모듈 구조를 나타낸 것으로, 설명의 편리를 위하여 본 발명에 따른 실시예와 관련된 부분만 도시하며 다음과 같이 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예가 제공하는 전원 어댑터(100)는 그의 통신 인터페이스(10)를 통하여 전자기기(200)의 통신 인터페이스(20)와 연결되어 전자기기(200) 중의 전지(201)에 대하여 충전을 진행한다.

전원 어댑터(100)는 EMI필터 회로(101), 고전압 정류 필터 회로(102), 절연 변압기(103), 출력 필터 회로(104) 및 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 포함하고, 도시 가정용 전기가 EMI필터 회로(101)를 거쳐 전자기 간섭 필터링을 행한 후, 고전압 정류 필터 회로(102)가 정류 필터링 처리를 하여 고전압 직류 전류를 출력하며, 상기 고전압 직류 전류는 절연 변압기(103)를 통하여 전기적으로 격리된 후, 출력 필터 회로(104)로 출력되어 필터링 처리한 후 전지를 위하여 충전하고, 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)는 출력 필터 회로(104)의 출력 전압에 근거하여 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정한다.

전원 어댑터(100)는, 전원 모듈(106), 메인 제어 모듈(107), 전위 조정 모듈(108), 전류 검측 모듈(109), 전압 검측 모듈(110) 및 출력 스위칭 모듈(111)을 더 포함한다.

전원 모듈(106)의 입력단은 절연 변압기(103)의 2차측과 연결되고, 메인 제어 모듈(107)의 전원단, 전위 조정 모듈(108)의 전원단 및 전류 검측 모듈(109)의 전원단은 전원 모듈(108)의 출력단에 공동으로 연결되며, 메인 제어 모듈(107)의 고전위단과 전위 조정 모듈(108)의 고전위단은 모두 출력 필터 회로(104)의 포지티브 출력단과 연결되고, 전위 조정 모듈(108)의 전위 조정단은 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)와 연결되며, 전류 검측 모듈(109)의 직류 입력단은 출력 필터 회로(104)의 포지티브 출력단과 연결되고, 전류 검측 모듈(109)의 전류 검측 피드백단은 메인 제어 모듈(107)의 전류 검측단과 연결되며, 메인 제어 모듈(107)의 클럭 출력단 및 데이터 출력단은 전위 조정 모듈(108)의 클럭 입력단 및 데이터 입력단과 연결되고, 전압 검측 모듈(110)의 제1 검측단 및 제2 검측단은 각각 전류 검측 모듈(109)의 직류 출력단 및 출력 필터 회로(104)의 네거티브 출력단과 연결되며, 전압 검측 모듈(110)의 제1 출력단 및 제2 출력단은 각각 메인 제어 모듈(107)의 제1 전압 검측단 및 제2 전압 검측단과 연결되고, 출력 스위칭 모듈(111)의 입력단은 전류 검측 모듈(109)의 직류 출력단과 연결되며, 출력 스위칭 모듈(111)의 출력단과 출력 필터 회로(104)의 네거티브 출력단은 통신 인터페이스(10)와 연결되며 출력 스위칭 모듈(111)의 출력단은 전압 검측 모듈(110)의 제3 검측단과 연결되고, 출력 스위칭 모듈(111)의 접지단은 출력 필터 회로(104)의 네거티브 출력단과 연결되며, 출력 스위칭 모듈(111)의 피제어단 및 전원단은 각각 메인 제어 모듈(107)의 스위치 제어단 및 절연 변압기(103)의 2차측과 연결되고, 출력 필터 회로(104)의 네거티브 출력단, 출력 스위칭 모듈(111)의 출력단, 메인 제어 모듈(107)의 제1 통신단 및 제2 통신단은 모두 전원 어댑터(100)의 통신 인터페이스(10)와 연결된다.

전원 어댑터(100)가 전기 도통 또는 리셋 후 전지(201)에 대하여 충전할 때, 메인 제어 모듈(107)이 출력 스위칭 모듈(111)을 제어하여 전원 어댑터(100)의 직류 전류 출력을 오프하고, 전압 검측 모듈(110)이 전원 어댑터(100)의 출력 전압에 대하여 검측하여 전압 검측 신호를 메인 제어 모듈(107)로 피드백하며, 메인 제어 모듈(107)이 상기 전압 검측 신호에 근거하여 전원 어댑터(100)의 출력 전압이 전압 역치(예를 들면, 2V)보다 큰지의 여부를 판단하고, 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 상기 전압 역치보다 클 경우 메인 제어 모듈(107)이 계속하여 전원 어댑터(100)의 출력 전압에 대하여 판단하고, 그렇지 않을 경우 메인 제어 모듈(107)이 출력 스위칭 모듈(111)을 제어하여 전원 어댑터(100)의 직류 전류 출력을 온하며, 또한 전위 조정 모듈(108)을 통하여 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 통상적인 출력 전압(예를 들면, 5.1V)으로 설정한다. 전류 검측 모듈(109)은 전원 어댑터(100)의 출력 전류에 대하여 검측하고 전류 검측 신호를 메인 제어 모듈(107)로 피드백하며, 메인 제어 모듈(107)이 상기 전류 검측 신호에 근거하여 전원 어댑터(100)의 출력 전류가 미리 설정된 시간 간격 내에서 통상적인 전류 구간에 있는 것으로 판단할 때, 메인 제어 모듈(107)과 전자기기(200)는 쾌속 충전 문의 통신을 진행하고, 전자기기(200)가 메인 제어 모듈(107)로 쾌속 충전 지시 명령을 전송한 후, 메인 제어 모듈(107)이 전자기기(200)가 피드백한 전지 전압 정보에 근거하여 전위 조정 모듈(108)을 통해 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정하며, 전원 어댑터(100)의 출력 전압이 전자기기(200)가 미리 설정한 쾌속 충전 전압 조건에 부합될 때, 메인 제어 모듈(107)이 전위 조정 모듈(108)을 통하여 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정함으로써 전원 어댑터(100)가 쾌속 충전 전류값(4A) 및 쾌속 충전 전압값(3.4V~4.8V)에 따라 직류 전류를 출력하도록 한다.

그 중, 전원 어댑터(100)가 전기 도통 또는 리셋 후 전지(201)에 대하여 충전할 때, 만약 전원 어댑터(100)의 출력 전류값이 전류 하한값(예를 들면, 1A)보다 작으면, 전류 검측 모듈(109)는 계속하여 전원 어댑터(100)의 출력 전류를 검측하여 전류 검측 신호를 메인 제어 모듈(107)로 피드백한다. 만약 전원 어댑터(100)의 출력 전류값이 전류 상한값(예를 들면, 4A)보다 크면, 메인 제어 모듈(107)은 출력 스위칭 모듈(111)을 제어하여 전원 어댑터(100)의 직류 전류 출력을 오프하여 단락 보호를 실현한다.

상기의 메인 제어 모듈(107)과 전자기기(200)가 쾌속 충전 문의 통신을 진행하는 과정에서, 메인 제어 모듈(107)이 전자기기(200)로 쾌속 충전 문의 명령을 전송하고, 전자기기(200)는 상기 쾌속 충전 문의 명령에 근거하여 전지(201)의 전압이 쾌속 충전 전압값에 도달하였는지 여부를 판단하며, 상기 전지(201)의 전압이 쾌속 충전 전압값에 도달할 경우 메인 제어 모듈(107)로 쾌속 충전 지시 명령을 피드백하고, 그렇지 않을 경우 메인 제어 모듈(107)로 쾌속 충전 거부 명령을 피드백한다.

상기의 메인 제어 모듈(107)은 전자기기(200)가 피드백한 전지 전압 정보에 근거하여 전위 조정 모듈(108)을 통해 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)을 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정하는 과정에서, 메인 제어 모듈(107)은 전자기기(200)에서 전송되는 쾌속 충전 지시 명령에 근거하여 전자기기(200)로 전지 전압 획득 청구를 전송하고, 전자기기(200)는 상기 전지 전압 획득 청구에 근거하여 전지 전압 정보를 메인 제어 모듈(107)로 피드백하며, 메인 제어 모듈(107)은 상기 전지 전압 정보에 근거하여 전위 조정 모듈(108)을 통해 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 상기의 쾌속 충전 전압 설정값으로 조정한다.

상기의 전원 어댑터(100)의 출력 전압이 전자기기(200)가 미리 설정한 쾌속 충전 전압 조건(즉, 쾌속 충전 전압 정격 구간에 처하거나 또는 쾌속 충전 전압 정격치와 동일함)에 부합될 때, 메인 제어 모듈(107)은 전위 조정 모듈(108)을 통하여 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정함으로써 전원 어댑터(100)가 쾌속 충전 전류값과 쾌속 충전 전압값에 따라 직류 전류를 출력하는 과정은 구체적으로 다음과 같다.

메인 제어 모듈(107)과 전자기기(200)가 쾌속 충전 전압 문의 통신을 하고, 메인 제어 모듈(107)이 출력 전압 정보을 전자기기(200)로 피드백하며; 전원 어댑터(100)의 출력 전압이 쾌속 충전 전압 정격 구간에 처하거나 또는 쾌속 충전 전압 정격치와 동일할 때, 전자기기(200)는 전원 어댑터(100)의 출력 전압이 전자기기(200)가 미리 설정한 쾌속 충전 전압 조건에 부합되는 것으로 판정하여 메인 제어 모듈(107)로 쾌속 충전 모드 진입 명령을 피드백하고; 상기 쾌속 충전 모드 진입 명령에 근거하여, 메인 제어 모듈(107)은 전위 조정 모듈(108)을 통하여 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정함으로써 전원 어댑터(100)가 쾌속 충전 전류값 및 쾌속 충전 전압값에 따라 직류 전류를 출력하도록 한다. 이 외에, 전원 어댑터(100)의 출력 전압이 충전 제어 모듈(200)이 미리 설정한 쾌속 충전 전압 조건(즉, 쾌속 충전 전압 정격 구간에 처하지 않거나 또는 쾌속 충전 전압 정격치와 동일하지 않음)에 부합되지 않을 때, 전자기기(200)는 전압편차 피드백 신호를 메인 제어 모듈(107)로 전송하고, 메인 제어 모듈(107)은 상기 전압편차 피드백 신호에 근거하여 전위 조정 모듈(108)을 통하여 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정한 후, 계속하여 전자기기(200)와 쾌속 충전 전압 문의 통신을 한다. 구체적으로, 전압편차 피드백 신호는 전압이 상대적으로 낮은 피드백 신호 및 전압이 상대적으로 높은 피드백 신호를 포함하고, 만약 전압이 상대적으로 낮으면 메인 제어 모듈(107)은 전압이 상대적으로 낮은 피드백 신호에 근거하여 전위 조정 모듈(108)을 통해 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 높이고; 만약 전압이 상대적으로 높으면 메인 제어 모듈(107)은 전압이 상대적으로 높은 피드백 신호에 근거하여 전위 조정 모듈(108)을 통해 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 낮춘다.

더 나아가서, 상기 쾌속 충전 모드 진입 명령에 근거하여, 메인 제어 모듈(107)이 전위 조정 모듈(108)를 통해 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정함으로써 전원 어댑터(100)가 쾌속 충전 전류값 및 쾌속 충전 전압값에 따라 직류 전류를 출력하도록 하는 과정은 구체적으로 다음과 같다.

메인 제어 모듈(107)이 전위 조정 모듈(108)을 구동시켜 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 조정하여 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정함으로써 전원 어댑터(100)의 출력 전류와 출력 전압을 쾌속 충전 전류값(예를 들면, 4A) 및 쾌속 충전 전압값(3.4V~4.8V 중의 임의의 값일 수 있음)으로 각각 조정하고, 메인 제어 모듈(107)이 전자기기(200)로부터 전지 전압 정보를 획득하며 전압 검측 모듈(110)이 피드백한 전압 검측 신호에 근거하여 전원 어댑터(100)의 출력 전압과 전지 전압의 차가 전압 차 역치를 초과하는지 여부(예를 들면, 0.8V)를 판단하며, 초과할 경우 이는 전원 어댑터(100)와 전자기기(200) 및 전지(201) 사이의 선로 저항에 이상이 있음을 설명하므로, 메인 제어 모듈(107)은 출력 스위칭 모듈(111)을 제어하여 어댑터(100)의 직류 전류 출력을 오프하고, 그렇지 않을 경우, 메인 제어 모듈(107)은 전지 전압 정보에 근거하여 전위 조정 모듈(108)을 통해 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정함으로써 전원 어댑터(100)의 출력 전류을 조정하고, 계속하여 충전 제어 모듈(300)로부터 전지 전압 정보을 획득하여 전지(201)에 대하여 쾌속 충전을 하는 과정에서 전원 어댑터(100)의 출력 전류를 순환적으로 조정함으로써, 전지(201)의 쾌속 충전 진행을 최적화시켜 충전 시간을 단축시키는 목적을 달성할 수 있다.

이 밖에, 상기 메인 제어 모듈(107)이 전위 조정 모듈(108)을 통해 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정함으로써 어댑터(100)가 쾌속 충전 전류값 및 쾌속 충전 전압값에 따라 직류 전류를 출력하는 동시에, 전자기기(200)는 전지(201)의 전압을 검측한다. 만약 전지(201)의 전압이 쾌속 충전 역치 전압(예를 들면, 4.35V)보다 크면, 전자기기(200)는 전원 어댑터(100)로부터 직류 전류를 인입하여 전지(201)에 대하여 충전하는 것을 정지하고 메인 제어 모듈(107)로 쾌속 충전 오프 명령을 피드백한다. 이 경우, 메인 제어 모듈(107)은 상기 쾌속 충전 오프 명령에 근거하여 쾌속 충전 모드를 퇴출하고 통상적인 충전 모드로 되돌아온다.

도 2는 상기 전원 어댑터(100)의 예시적인 회로 구조를 나타낸 것으로, 설명의 편리를 위하여 본 발명에 따른 실시예와 관련된 부분만 도시하며 다음과 같이 상세하게 설명한다.

전원 모듈(106)은, 제1 커패시턴스(C1), 정전압 칩(voltage stabilization chip)(U1), 제2 커패시턴스(C2), 제1 인덕턴스(L1), 제2 인덕턴스(L2), 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2), 제3 커패시턴스(C3), 제1 레지스턴스(R1) 및 제2 레지스턴스(R2)를 포함하고,

제1 커패시턴스(C1)의 제1 단자와 정전압 칩(U1)의 입력전원 핀(Vin)과 이네이블 핀(Enable pin)(EN)의 공동 연결점은 전원 모듈(106)의 입력단이고, 제1 커패시턴스(C1)의 제2 단자와 정전압 칩(U1)의 접지핀(GND)은 공동으로 접지되며, 정전압 칩(U1)의 스위치핀(SW)과 제2 커패시턴스(C2)의 제1 단자는 제1 인덕턴스(L1)의 제1 단자와 공동으로 연결되고, 정전압 칩(U1)의 내부 스위치핀(BOOST)과 제2 커패시턴스(C2)의 제2 단자는 제1 다이오드(D1)의 음극과 공동으로 연결되며, 정전압 칩(U1)의 피드백 전압 핀(FB)은 제1 레지스턴스(R1)의 제1 단자 및 제2 레지스턴스(R2)의 제1 단자와 연결되고, 제1 인덕턴스(L1)의 제2 단자는 제2 다이오드(D2)의 음극과 제2 인덕턴스(L2)의 제1 단자에 공동으로 연결되며, 제2 인덕턴스(L2)의 제2 단자는 제1 다이오드(D1)의 양극, 제1 레지스턴스(R1)의 제2 단자 및 제3 커패시턴스(C3)의 제1 단자와 공동으로 연결되어 형성되는 공동 연결점은 전원 모듈(106)의 출력단이고, 제2 다이오드(D2)의 양극은 제2 레지스턴스(R2)의 제2 단자 및 제3 커패시턴스(C3)의 제2 단자와 공동으로 접지된다. 그 중, 전원 모듈(106)은 정전압 칩(U1)를 핵심으로 절연 변압기(103)의 2차측 전압에 대하여 전압 변환 처리를 한 후, +3.3V의 전압을 출력하여, 메인 제어 모듈(107), 전위 조정 모듈(108) 및 전류 검측 모듈(109)에 전기를 공급한다. 정전압 칩(U1)의 구체적으로 모델이 MCP16301 강압형 직류/직류 전환기일 수 있다.

메인 제어 모듈(107)은, 메인 제어 칩(U2), 제3 레지스턴스(R3), 참고전압 칩(U3), 제4 레지스턴스(R4), 제5 레지스턴스(R5), 제4 커패시턴스(C4), 제6 레지스턴스(R6), 제7 레지스턴스(R7), 제1 NMOS트랜지스터(Q1), 제8 레지스턴스(R8), 제9 레지스턴스(R9), 제10 레지스턴스(R10), 제11 레지스턴스(R11), 제12 레지스턴스(R12), 제13 레지스턴스(R13) 및 제14 레지스턴스(R14)를 포함하고,

메인 제어 칩(U3)의 전원핀(VDD)은 메인 제어 모듈(107)의 전원단이고, 메인 제어 칩(U3)의 접지핀(VSS)은 접지하며, 메인 제어 칩(U3)의 제1 입출력 핀(RA0)은 미연결되어 있고, 제3 레지스턴스(R3)의 제1 단자는 메인 제어 칩(U3)의 전원핀(VDD)과 연결되며, 제3 레지스턴스(R3)의 제2 단자는 제4 레지스턴스(R4)의 제1 단자와 참고전압 칩(U3)의 양극(CATHODE)에 공동으로 연결되고, 참고전압 칩(U3)의 음극(ANODE)은 접지하며, 참고전압 칩(U3)의 미연결핀(NC)은 미연결되어 있고, 제4 레지스턴스(R4)의 제2 단자는 메인 제어 칩(U2)의 제2 입출력 핀(RA1)과 연결되며, 메인 제어 칩(U2)의 제3 입출력 핀(RA2)은 메인 제어 모듈(107)의 전류 검측단이고, 메인 제어 칩(U2)의 제4 입출력 핀(RA3)은 제5 레지스턴스(R5)의 제1 단자와 연결되며, 제5 레지스턴스(R5)의 제2 단자는 제4 커패시턴스(C4)의 제1 단자와 메인 제어 칩(U2)의 전원핀(VDD)에 공동으로 연결되고, 제4 커패시턴스(C4)의 제2 단자는 접지하며, 메인 제어 칩(U2)의 제5 입출력 핀(RA4)은 메인 제어 모듈(107)의 스위치 제어단이고, 메인 제어 칩(U2)의 제6 입출력 핀(RA5)은 제6 레지스턴스(R6)의 제1 단자와 연결하며, 제6 레지스턴스(R6)의 제2 단자와 제1 NMOS트랜지스터(Q1)의 그리드는 제7 레지스턴스(R7)의 제1 단자에 공동으로 연결되고, 제7 레지스턴스(R7)의 제2 단자와 제1 NMOS트랜지스터(Q1)의 소스전극은 공동으로 접지되며, 제1 NMOS트랜지스터(Q1)의 드레인전극은 제8 레지스턴스(R8)의 제1 단자와 연결되고, 제8 레지스턴스(R8)의 제2 단자는 메인 제어 모듈(107)의 고전위단이며, 메인 제어 칩(U2)의 제7 입출력 핀(RC0) 및 제8 입출력 핀(RC1)은 각각 메인 제어 모듈(107)의 클럭 출력단 및 데이터 출력단이고, 메인 제어 칩(U2)의 제10 입출력 핀(RC3) 및 제9 입출력 핀(RC2)은 각각 메인 제어 모듈(107)의 제1 전압 검측단 및 제2 전압 검측단이며, 메인 제어 칩(U2)의 제11 입출력 핀(RC4)과 제12 입출력 핀(RC5)은 각각 제9 레지스턴스(R9)의 제1 단자 및 제10 레지스턴스(R10)의 제1 단자와 연결되고, 제11 레지스턴스(R11)의 제1 단자 및 제12 레지스턴스(R12)의 제1 단자는 각각 제9 레지스턴스(R9)의 제2 단자 및 제10 레지스턴스(R10)의 제2 단자와 연결되며, 제11 레지스턴스(R11)의 제2 단자 및 제12 레지스턴스(R12)의 제2 단자는 공동으로 접지되고, 제13 레지스턴스(R13)의 제1 단자 및 제14 레지스턴스(R14)의 제1 단자는 각각 제9 레지스턴스(R9)의 제2 단자 및 제10 레지스턴스(R10)의 제2 단자와 연결되며, 제13 레지스턴스(R13)의 제2 단자 및 제14 레지스턴스(R14)의 제2 단자는 메인 제어 칩(U2)의 전원핀(VDD)과 공동으로 연결되고, 제9 레지스턴스(R9)의 제2 단자 및 제10 레지스턴스(R10)의 제2 단자는 각각 메인 제어 모듈(107)의 제1 통신단 및 제2 통신단이다. 그 중, 메인 제어 칩(U2)는 구체적으로 모델이 PIC12LF1822, PIC12F1822, PIC16LF1823 또는 PIC16F1823의 마이크로 컨트롤러일 수 있고, 참고전압 칩(U3)은 모델이 LM4040인 전압 기준기일 수 있다.

전위 조정 모듈(108)은, 제15 레지스턴스(R15), 제16 레지스턴스(R16), 디지털 전위차계(U4), 제17 레지스턴스(R17), 제18 레지스턴스(R18), 제5 커패시턴스(C5), 제6 커패시턴스(C6) 및 제19 레지스턴스(R19)를 포함하고,

제15 레지스턴스(R15)의 제1 단자와 제16 레지스턴스(R16)의 제1 단자, 디지털 전위차계(U4)의 전원핀(VDD) 및 제5 커패시턴스(C5)의 제1 단자의 공동 연결점은 전위 조정 모듈(108)의 전원단이고, 제5 커패시턴스(C5)의 제2 단자와 제6 커패시턴스(C6)의 제1 단자, 디지털 전위차계(U4)의 접지핀(VSS) 및 제17 레지스턴스(R17)의 제1 단자는 공동으로 접지되며, 제6 커패시턴스(C6)의 제2 단자는 디지털 전위차계(U4)의 전원핀(VDD)에 연결되고, 제15 레지스턴스(R15)의 제2 단자와 디지털 전위차계(U4)의 시리얼 데이터 핀(SDA)의 공동 연결점은 전위 조정 모듈(108)의 데이터 입력단이며, 제16 레지스턴스(R16)의 제2 단자와 디지털 전위차계(U4)의 클럭 입력핀(SCL)의 공동 연결점은 전위 조정 모듈(108)의 클럭 입력단이고, 디지털 전위차계(U4)의 어드레스 제로핀(A0)은 접지되며, 디지털 전위차계(U4)의 제1 전위 접선핀(P0A)과 제18 레지스턴스(R18)의 제1 단자는 제17 레지스턴스(R17)의 제2 단에 공동으로 연결되고, 제18 레지스턴스(R18)의 제2 단자와 디지털 전위차계(U4)의 제2 전위 접선핀(P0B)은 제19 레지스턴스(R19)의 제1 단자에 공동으로 연결되며, 제19 레지스턴스(R19)의 제2 단자는 전위 조정 모듈(108)의 고전위단이고, 디지털 전위차계(U4)의 전위 탭핀(potential tapped pin)(P0W)은 전위 조정 모듈(108)의 전위 조정단이다. 그 중, 디지털 전위차계(U4)는 메인 제어 칩(U2)이 출력하는 클럭 신호 및 데이터 신호에 근거하여 내부의 슬라이드 저항기를 조정함으로써 내부 슬라이드 저항기의 탭단(즉, 디지털 전위차계(U4)의 전위 탭핀(P0W))의 전위가 변화하도록하고, 이로써 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(104)가 상기 전위 변화와 함께 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정하도록 한다. 디지털 전위차계(U4)는 구체적으로 MCP45X1인 디지털 전위차계일 수 있다.

전류 검측 모듈(109)은, 제20 레지스턴스(R20), 제21 레지스턴스(R21), 제22 레지스턴스(R22), 제7 커패시턴스(C7), 제8 커패시턴스(C8), 전류 검측 칩(U5), 제23 레지스턴스(R23), 제10 커패시턴스(C9), 제10 커패시턴스(C10) 및 제24 레지스턴스(R24)를 포함하고,

제20 레지스턴스(R20)의 제1 단자 및 제2 단자는 각각 전류 검측 모듈(109)의 직류 입력단 및 직류 출력단이고, 제21 레지스턴스(R21)의 제1 단자 및 제22 레지스턴스(R22)의 제1 단자는 각각 제20 레지스턴스(R20)의 제1 단자 및 제2 단자와 연결되며, 제21 레지스턴스(R21)의 제2 단자와 제7 커패시턴스(C7)의 제1 단자는 전류 검측 칩(U5)의 입력 포지티브 핀(IN+)에 공동으로 연결되고, 제22 레지스턴스(R22)의 제2 단자와 제8 커패시턴스(C8)의 제1 단자는 전류 검측 칩(U5)의 입력 네거티브 핀(IN-)에 공동으로 연결되며, 전류 검측 칩(U5)의 전원핀(V+)과 제9 커패시턴스(C9)의 제1 단자의 공동 연결점은 전류 검측 모듈(109)의 전원단이고, 전류 검측 칩(U5)의 미연결핀(NC)은 미연결되며, 전류 검측 칩(U5)의 출력핀(OUT)은 제23 레지스턴스(R23)의 제1 단자와 연결되고, 제23 레지스턴스(R23)의 제2 단자는 전류 검측 모듈(109)의 전류 검측 피드백단이며, 제10 커패시턴스(C10)의 제1 단자와 제24 레지스턴스(R24)의 제1 단자는 제23 레지스턴스(R23)의 제2 단에 공동으로 연결되고, 제7 커패시턴스(C7)의 제2 단자와 제8 커패시턴스(C8)의 제2 단자, 제9 커패시턴스(C9)의 제2 단자, 제10 커패시턴스(C10)의 제2 단자, 제24 레지스턴스(R24)의 제2 단자, 전류 검측 칩(U5)의 접지핀(GND), 제1 기준전압 핀(REF1) 및 제2 기준전압 핀(REF2)은 공동으로 접지된다. 그 중, 제20 레지스턴스(R20)는 전류 검측 레지스턴스로서 출력 필터 회로(104)의 출력 전류(즉, 전원 어댑터(100)의 출력 전류)를 샘플링하고, 또 전류 검측 칩(U5)을 통하여 제20 레지스턴스(R20) 양단의 전압에 근거하여 메인 제어 칩(U2)으로 전류 검측 신호를 출력한다. 전류 검측 칩(U5)은 구체적으로 모델이 INA286인 전류 분류 모니터일 수 있다.

전압 검측 모듈(110)은, 제25 레지스턴스(R25), 제26 레지스턴스(R26), 제11 커패시턴스(C11), 제12 커패시턴스(C12), 제27 레지스턴스(R27) 및 제28 레지스턴스(R28)를 포함하고,

제25 레지스턴스(R25)의 제1 단자는 전압 검측 모듈(110)의 제1 검측단이고, 제25 레지스턴스(R25)의 제2 단자와 제26 레지스턴스(R26)의 제1 단자 및 제11 커패시턴스(C11)의 제1 단자의 공동 연결점은 전압 검측 모듈(110)의 제2 출력단이며, 제26 레지스턴스(R26)의 제2 단자는 전압 검측 모듈(110)의 제2 검측단이고, 제11 커패시턴스(C11)의 제2 단자와 제12 커패시턴스(C12)의 제1 단자 및 제27 레지스턴스(R27)의 제1 단자는 제26 레지스턴스(R26)의 제2 단에 공동으로 연결되며, 제12 커패시턴스(C12)의 제2 단자와 제27 레지스턴스(R27)의 제2 단자 및 제28 레지스턴스(R28)의 제1 단자의 공동 연결점은 전압 검측 모듈(110)의 제1 출력단이고, 제28 레지스턴스(R28)의 제2 단자는 전압 검측 모듈(110)의 제3 검측단이다.

출력 스위칭 모듈(111)은, 제29 레지스턴스(R29), 제30 레지스턴스(R30), 제13 커패시턴스(C13), 제31 레지스턴스(R31), 제1 NPN 타이프 트라이오드(type triode) (N1), 제32 레지스턴스(R32), 제2 NPN 타이프 트라이오드(N2), 제3 다이오드(D3), 정전압 다이오드(ZD), 제33 레지스턴스(R33), 제34 레지스턴스(R34), 제35 레지스턴스(R35), 제2 NMOS트랜지스터(Q2) 및 제3 NMOS트랜지스터(Q3)을 포함하고,

제29 레지스턴스(R29)의 제1 단자는 출력 스위칭 모듈(111)의 피제어단이고, 제29 레지스턴스(R29)의 제2 단자와 제30 레지스턴스(R30)의 제1 단자는 제1 NPN 타이프 트라이오드(N1)의 베이스 전극에 공동으로 연결되며, 제13 커패시턴스(C13)의 제1 단자와 제31 레지스턴스(R31)의 제1 단자 및 제32 레지스턴스(R32)의 제1 단자는 제3 다이오드(D3)의 음극에 공동으로 연결되고, 제3 다이오드(D3)의 양극은 출력 스위칭 모듈(111)의 전원단이며, 제31 레지스턴스(R31)의 제2 단자와 제2 NPN 타이프 트라이오드(N2)의 베이스 전극은 제1 NPN 타이프 트라이오드(N1)의 컬렉터에 공동으로 연결되고, 제32 레지스턴스(R32)의 제2 단자와 정전압 다이오드(ZD)의 음극 및 제33 레지스턴스(R33)의 제1 단자는 제2 NPN 타이프 트라이오드(N2)의 컬렉터에 공동으로 연결되며, 제30 레지스턴스(R30)의 제2 단자와 제13 커패시턴스(C13)의 제2 단자, 제1 NPN 타이프 트라이오드(N1)의 이미터, 제2 NPN 타이프 트라이오드(N2)의 이미터 및 정전압 다이오드(ZD)의 양극은 공동으로 접지되고, 제33 레지스턴스(R33)의 제2 단자와 제34 레지스턴스(R34)의 제1 단자, 제35 레지스턴스(R35)의 제1 단자, 제2 NMOS트랜지스터(Q2)의 그리드 및 제3 NMOS트랜지스터(Q3)의 그리드는 공동으로 연결되며, 제34 레지스턴스(R34)의 제2 단자는 출력 스위칭 모듈(111)의 접지단이고, 제2 NMOS트랜지스터(Q2)의 드레인전극은 출력 스위칭 모듈(111)의 입력단이며, 제2 NMOS트랜지스터(Q2)의 소스전극과 제35 레지스턴스(R35)의 제2 단자는 제3 NMOS트랜지스터(Q3)의 소스전극에 공동으로 연결되고, 제3 NMOS트랜지스터(Q3)의 드레인전극은 출력 스위칭 모듈(111)의 출력단이다. 그 중, 제2 NMOS트랜지스터(Q2)과 제3 NMOS트랜지스터(Q3)은 동시에 도통되거나 차단되어 전원 어댑터(100)의 직류 전류 출력를 온 또는 오프한다.

도 3은 본 발명의 실시예가 제공하는 전자기기 충전장치의 모듈 구조를 나타낸 것으로, 설명의 편리를 위하여 본 발명에 따른 실시예와 관련된 부분만 도시하며 다음과 같이 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예가 제공하는 전자기기 충전장치는 전원 어댑터(1) 및 충전 제어 모듈(2)을 포함하고, 전원 어댑터(1)는 통신 인터페이스(10)를 통하여 전자기기(3)의 통신 인터페이스(20)와 연결되고, 전자기기 중의 전지(31)에 대하여 충전하며, 충전 제어 모듈(2)은 전자기기(3)에 내장되어 전자기기(3)의 통신 인터페이스(20)를 통하여 전원 어댑터(1)와 연결된다. 전원 어댑터(1)는 도 1 및 도 2에 도시되는 전원 어댑터(100)의 구조와 동일하므로, 여기서 중복 설명하지 않는다.

전원 어댑터(1)가 전기 도통 또는 리셋 후 전지(31)에 대하여 충전할 때, 메인 제어 모듈(107)은 출력 스위칭 모듈(111)을 제어하여 전원 어댑터(1)의 직류 전류 출력을 오프하고, 전압 검측 모듈(110)은 전원 어댑터(1)의 출력 전압에 대하여 검측하여 전압 검측 신호를 메인 제어 모듈(107)로 피드백하며, 메인 제어 모듈(107)은 전압 검측 신호에 근거하여 전원 어댑터(1)의 출력 전압이 전압 역치(예를 들면, 2V)보다 큰지의 여부를 판단하고, 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 상기 전압 역치보다 클 경우 메인 제어 모듈(107)은 계속하여 전원 어댑터(1)의 출력 전압에 대하여 판단하고, 그렇지 않을 경우 메인 제어 모듈(107)은 출력 스위칭 모듈(111)을 제어하여 전원 어댑터(1)의 직류 전류 출력을 온하며, 또한 전위 조정 모듈(108)을 통하여 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 통상적인 출력 전압(예를 들면, 5.1V)으로 설정하고; 전류 검측 모듈(109)은 전원 어댑터(100)의 출력 전류에 대하여 검측하여 전류 검측 신호를 메인 제어 모듈(107)로 피드백하며, 메인 제어 모듈(107)이 상기 전류 검측 신호에 근거하여 전원 어댑터(1)의 출력 전류가 미리 설정된 시간 간격 내에서 통상적인 전류 구간에 있는 것으로 판단할 때, 메인 제어 모듈(107)은 충전 제어 모듈(2)과 쾌속 충전 문의 통신을 진행하고, 전자기기(200)가 메인 제어 모듈(107)로 쾌속 충전 지시 명령을 전송한 후, 메인 제어 모듈(107)은 충전 제어 모듈(2)이 피드백한 전지 전압 정보에 근거하여 전위 조정 모듈(108)을 통해 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정하며, 전원 어댑터(1)의 출력 전압이 충전 제어 모듈(2)이 미리 설정한 쾌속 충전 전압 조건에 부합될 때, 메인 제어 모듈(107)은 전위 조정 모듈(108)을 통하여 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로(105)를 구동시켜 절연 변압기(103)의 출력 전압을 조정함으로써 전원 어댑터(100)가 쾌속 충전 전류값(4A) 및 쾌속 충전 전압값(3.4V~4.8V)에 따라 직류 전류를 출력하고, 충전 제어 모듈(2)이 동시에 전자기기(3)의 통신 인터페이스(20)를 통하여 전원 어댑터(1)로부터 직류 전류를 인입하여 전지(31)에 대하여 충전을 진행한다.

도 4는 상기 충전 제어 모듈(2)의 예시적인 회로 구조를 나타낸 것으로, 설명의 편리를 위하여 본 발명에 따른 실시예와 관련된 부분만 도시하며 다음과 같이 상세하게 설명한다.

충전 제어 모듈(2)은, 전지 커넥터(J1), 메인 제어기(U6), 제13 커패시턴스(C13), 제36 레지스턴스(R36), 제37 레지스턴스(R37), 제14 커패시턴스(C14), 제1 쇼트키 다이오드(SD1), 제2 쇼트키 다이오드(SD2), 제15 커패시턴스(C15), 제38 레지스턴스(R38), 제39 레지스턴스(R39), 제40 레지스턴스(R40), 제3 NPN 타이프 트라이오드(N3), 제4 NMOS트랜지스터(Q4) 및 제5 NMOS트랜지스터(Q5)을 포함하고,

전지 커넥터(J1)는 전지(300)의 복수개의 전극과 연결되고, 전지 커넥터(J1)의 제1 핀(5A-1)과 제2 핀(5A-2)은 공동으로 접지되며, 전지 커넥터(J1)의 제1 접지핀(GND1)과 제2 접지핀(GND2)은 공동으로 접지되고, 메인 제어기(U6)의 제1 입출력 핀(RA0)은 전지 커넥터(J1)의 제7 핀(5A-3) 및 제8 핀(5A-4)과 연결되며, 메인 제어기(U6)의 제2 입출력 핀(RA1), 제7 입출력 핀(RC0), 제8 입출력 핀(RC1) 및 제9 입출력 핀(RC2)은 각각 전지 커넥터(J1)의 제6 핀(2A-4), 제5 핀(2A-3), 제4 핀(2A-2) 및 제3 핀(2A-1)과 연결되고, 메인 제어기(U6)의 시뮬레이션 접지핀(VSS)과 접지핀(GND)은 모두 접지되며, 메인 제어기(U6)의 제1 미연결핀(NC0)과 제2 미연결핀(NC1)은 모두 미연결되고, 메인 제어기(U6)의 전원핀(VDD)과 제13 커패시턴스(C13)의 제1 단자는 모두 전지 커넥터(J1)의 제7 핀(5A-3) 및 제8 핀(5A-4)과 공동으로 연결되며, 메인 제어기(U6)의 제4 입출력 핀(RA3)과 제11 입출력 핀(RC4)은 전자기기와 데이터 통신을 행하고, 제36 레지스턴스(R36)는 메인 제어기(U6)의 제4 입출력 핀(RA3)과 전원핀(VDD) 사이에 연결되고, 메인 제어기(U6)의 제6 입출력 핀(RA5)과 제12 입출력 핀(RC5)은 어댑터(100) 중의 메인 제어 모듈(107)의 제1 통신단 및 제2 통신단과 연결되고, 제37 레지스턴스(R37)의 제1 단자와 제38 레지스턴스(R38)의 제1 단자는 메인 제어기(U6)의 제10 입력 출력단(RC3)에 공동으로 연결되며, 제37 레지스턴스(R37)의 제2 단자는 메인 제어기(U6)의 전원핀(VDD)에 연결되고, 제38 레지스턴스(R38)의 제2 단자는 제3 NPN 타이프 트라이오드(N3)의 베이스 전극과 연결되며, 메인 제어기(U6)의 제5 입력 출력단(RA4)은 제14 커패시턴스(C14)의 제1 단자와 연결되고, 제14 커패시턴스(C14)의 제2 단자와 제1 쇼트키 다이오드(SD1)의 음극은 제2 쇼트키 다이오드(SD2)의 양극에 공동으로 연결되며, 제39 레지스턴스(R39)의 제1 단자와 제15 커패시턴스(C15)의 제1 단자는 제2 쇼트키 다이오드(SD2)의 음극에 공동으로 연결되고, 제39 레지스턴스(R39)의 제2 단자와 제40 레지스턴스(R40)의 제1 단자 및 제3 NPN 타이프 트라이오드(N3)의 컬렉터는 모두 제4 NMOS트랜지스터(Q4)의 그리드 및 제5 NMOS트랜지스터(Q5)의 그리드에 연결되며, 제40 레지스턴스(R40)의 제2 단자와 제15 커패시턴스(C15)의 제2 단자는 공동으로 접지되고, 제4 NMOS트랜지스터(Q4)의 소스전극은 제1 쇼트키 다이오드(SD1)의 양극과 연결되며 또 전지 커넥터(J1)의 제7 핀(5A-3) 및 제8 핀(5A-4)과 연결되고, 제4 NMOS트랜지스터(Q4)의 드레인전극은 제5 NMOS트랜지스터(Q5)의 드레인전극과 연결되며, 제5 NMOS트랜지스터(Q5)의 소스전극은 전자기기(3)의 통신 인터페이스(20)과 연결되고, 제3 NPN 타이프 트라이오드(N3)의 이미터는 제3 쇼트키 다이오드(SD3)의 양극과 연결되며, 제3 쇼트키 다이오드(SD3)의 음극은 접지한다. 그 중, 메인 제어기(U6)은 구체적으로 모델이 PIC12LF1501, PIC12F1501, PIC16LF1503, PIC16F1503, PIC16LF1507, PIC16F1507, PIC16LF1508, PIC16F1508, PIC16LF1509 또는 PIC16F1509인 마이크로 컨트롤러일 수 있다.

상기의 충전 제어 모듈(2)이 동시에 전자기기(3)의 통신 인터페이스(20)를 통하여 전원 어댑터(1)로부터 직류 전류를 인입하여 전지(31)에 대하여 충전하는 것은, 메인 제어기(U6)가 그의 제5 입출력 핀(RA4)를 통하여 제어신호를 출력하여 제4 NMOS트랜지스터(Q4) 및 제5 NMOS트랜지스터(Q5)의 도통을 제어하며, 그의 제10 입출력 핀(RC3)을 통하여 제3 NPN 타이프 트라이오드(N3)의 오프를 제어함으로써, 데이터 케이블을 통하여 어댑터(1)의 통신 인터페이스(10)로부터 직류 전류를 인입하여 전지(31)에 대하여 충전을 진행한다. 전지(31) 자체는 이미 전자기기(3)의 통신 인터페이스(2)를 통하여 전원 어댑터(100)로부터 직류 전류를 획득하므로, 충전 제어 모듈(2)이 직류 전류를 인입하는 것은 전지(31)에 대한 충전 전류의 작용을 더 강화시킬 수 있어 전지(31)에 대한 쾌속 충전을 실현한다. 이와 반대로, 전지(31)에 대하여 통상적인 충전을 하고자 할 때, 메인 제어기(U6)는 그의 제5 입출력 핀(RA4)을 통하여 저레벨을 출력하여 제4 NMOS트랜지스터(Q4) 및 제5 NMOS트랜지스터(Q5)의 오프를 제어하고, 그 제10 입출력 핀(RC3)을 통하여 고레벨을 출력하여 제3 NPN 타이프 트라이오드(N3)의 도통을 제어한다.

메인 제어기(U6)는 그 제4 입출력 핀(RA3) 및 제11 입출력 핀(RC4)을 통하여 전자기기와 데이터 통신을 행하고, 전자기기의 전기공급 부품이 전지(31)일 때, 구체적으로 다음과 같을 수 있다. 즉, 메인 제어기(U6)가 전지(31)의 전압과 전기량 정보를 전자기기(예를 들면, 휴대폰)로 전송하며, 메인 제어기(U6)가 전지(31)의 전압에 근거하여 전지(31)의 쾌속 충전 진행 완성 여부를 판단한다. 만약 완성될 경우 쾌속 충전 오프 명령을 피드백하여 전자기기가 충전모드를 쾌속 충전 모드로부터 통상적인 충전모드로 전환시킬 수 있도록 알리며; 전원 어댑터(1)가 전지(31)에 대하여 충전하는 과정에서, 만약 전원 어댑터(1)와 전지(31) 사이에 갑자기 연결이 끊기면, 메인 제어기(U6)는 전지 커넥터(J1)를 통하여 전지(31)의 전압을 검측하고, 충전 종료 명령을 피드백하여 전자기기(3)가 통신 인터페이스(20)를 오프하고 전지(31)에 대한 충전을 종료하도록 알린다. 이 외에, 전자기기(3)가 전지(31)의 온도를 검측할 수 있으면, 온도가 이상일 때 메인 제어기(U6)가 제4 NMOS트랜지스터(Q4) 및 제5 NMOS트랜지스터(Q5)을 오프시켜 전지(31)에 대한 쾌속 충전을 정지시키도록 알리는 동시에 전자기기(3)가 충전모드를 쾌속 충전 모드로부터 통상적인 충전모드로 전환한다.

이 외에, 전원 어댑터(1)가 쾌속 충전 모드에서 동작하며 충전 제어 모듈(2)이 전원 어댑터(1)로부터 직류 전류를 인입하여 전지(31)에 대하여 충전하는 과정에서, 만약 전원 어댑터(1)의 통신 인터페이스(10)의 전원선(VBUS) 및 접지선(GND)이 각각 전자기기(3)의 통신 인터페이스(20)의 접지선(GND) 및 전원선(VBUS)과 연결되면(즉, 전원 어댑터(1)의 통신 인터페이스(10)의 전원선(VBUS) 및 접지선(GND)이 각각 충전 제어 모듈(2)의 그라운드와 제5 NMOS트랜지스터(Q5)의 소스전극과 연결됨), 이때는 전원 어댑터(1)의 통신 인터페이스(10)와 전자기기(3)의 통신 인터페이스(20)가 역연결(reverse)되고, 충전 제어 모듈(2) 중의 그라운드에는 직류 전류가 접속되며, 제5 NMOS트랜지스터(Q5)의 소스전극은 접지된다. 소자가 파손되는 문제를 방지하기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 충전 제어 모듈(2)은, 제6 NMOS트랜지스터(Q6), 제7 NMOS트랜지스터(Q7) 및 제41 레지스턴스(R41)을 더 포함할 수 있는 바, 제6 NMOS트랜지스터(Q6)의 소스전극은 제5 NMOS트랜지스터(Q5)의 소스전극과 연결되고, 제6 NMOS트랜지스터(Q6)의 드레인전극은 제7 NMOS트랜지스터(Q7)의 드레인전극과 연결되며, 제7 NMOS트랜지스터(Q7)의 소스전극은 제3 NPN 타이프 트라이오드(N3)의 컬렉터와 연결되고, 제6 NMOS트랜지스터(Q6)의 그리드와 제7 NMOS트랜지스터(Q7)의 그리드는 제41 레지스턴스(R41)의 제1 단자에 공동으로 연결되며, 제41 레지스턴스(R41)의 제2 단자는 접지한다.

상기 역연결 문제가 발생할 때, 제41 레지스턴스(R41)의 제2 단자는 그라운드로부터 직류 전류를 접속하여 제6 NMOS트랜지스터(Q6) 및 제7 NMOS트랜지스터(Q7)을 구동시켜 오프함으로써 그라운드로부터 충전 제어 모듈(2)로 진입된 직류 전류가 회로를 형성할 수 없도록 하여 충전 제어 모듈(2) 중의 소자가 파손되지 않도록 보호하는 목적을 달성한다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 전원 모듈, 메인 제어 모듈, 전위 조정 모듈, 전류 검측 모듈, 전압 검측 모듈 및 출력 스위칭 모듈을 포함하는 전원 어댑터를 사용함으로써, 전원 어댑터가 전기 도통 또는 리셋 후 통상적인 충전 모드에 따라 전지에 대하여 충전하는 과정에서, 전원 어댑터의 출력 전류값이 미리 설정된 시간 간격 내에서 통상적인 전류 구간에 처하여 있을 때, 전원 어댑터는 전자기기와 쾌속 충전 문의 통신을 진행하고, 전자기기가 전원 어댑터로 쾌속 충전 지시 명령을 전송한 후, 전원 어댑터는 전자기기가 피드백한 전지 전압 정보에 근거하여 출력 전압을 조정하며, 상기 출력 전압이 전자기기가 미리 설정한 쾌속 충전 전압 조건에 부합될 때, 전원 어댑터는 쾌속 충전 모드에 따라 출력 전류 및 출력 전압을 조정하여 전지에 대하여 충전함으로써 전지에 대한 쾌속 충전을 실현하여 충전 시간을 단축시키는 목적을 달성한다.

상기는 단지 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니고, 본 발명의 사상과 원칙 내에서 진행되는 모든 보정, 균등한 대체 및 개진 등은 모두 본 발명의 보호범위 내에 포함되어야 한다.

Claims

전원 어댑터에 있어서,
상기 전원 어댑터는 메인 제어 모듈, 전류 검측 모듈을 포함하고,
상기 전류 검측 모듈은 상기 전원 어댑터에 의하여 전자기기의 전지를 충전할 경우, 상기 전원 어댑터의 출력 전류에 대하여 검측하여 전류 검측 신호를 상기 메인 제어 모듈로 피드백하며,
상기 메인 제어 모듈은 상기 전류 검측 신호에 근거하여 상기 전원 어댑터의 출력 전류가 미리 설정된 시간 간격 내에서 통상적인 전류 구간에 있는 것으로 판정될 경우, 상기 전자기기와 쾌속 충전 문의 통신을 진행하고,
상기 메인 제어 모듈은 상기 전자기기에서 상기 메인 제어 모듈로 쾌속 충전 지시 명령을 전송한 후, 상기 전자기기에 의해 피드백된 전지 전압 정보에 근거하여 상기 전원 어댑터의 출력 전압을 조정하는 것,
을 특징으로 하는 전원 어댑터.
제1항에 있어서,
상기 메인 제어 모듈은, 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 상기 전자기기에 의하여 미리 설정된 쾌속 충전 전압 조건을 만족시키는 경우, 상기 전원 어댑터를 쾌속 충전 전류값 및 쾌속 충전 전압값에 따라 직류 전류를 출력하도록 제어하는 것,
을 특징으로 하는 전원 어댑터.
제1항에 있어서,
상기 전원 어댑터는 전압 검측 모듈과 출력 스위칭 모듈을 더 포함하고,
상기 전류 검측 모듈이 상기 전원 어댑터의 출력 전류에 대하여 검측하여 전류 검측 신호를 상기 메인 제어 모듈로 피드백하기 전에,
상기 메인 제어 모듈은, 상기 전원 어댑터가 전기 도통 또는 리셋 후 상기 전자기기의 전지에 대하여 충전할 경우, 상기 출력 스위칭 모듈을 제어하여 상기 전원 어댑터의 직류 전류 출력을 오프하며,
상기 전압 검측 모듈은, 상기 전원 어댑터의 출력 전압에 대하여 검측하여 전압 검측 신호를 상기 메인 제어 모듈로 피드백하며,
상기 메인 제어 모듈은, 상기 전압 검측 신호에 근거하여 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 전압 역치보다 큰 지 여부를 판단하고, 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 상기 전압 역치보다 작을 경우, 상기 출력 스위칭 모듈을 제어하여 상기 전원 어댑터의 직류 전류 출력을 온 시키고, 상기 전원 어댑터의 출력 전압을 통상적인 출력 전압으로 되도록 제어하여 상기 전지를 충전하는 것,
을 특징으로 하는 전원 어댑터.
제3항에 있어서,
상기 메인 제어 모듈은, 상기 전원 어댑터의 출력 전류값이 전류 상한값보다 클 경우, 상기 출력 스위칭 모듈을 제어하여 상기 전원 어댑터의 직류 전류 출력을 오프하는 것,
을 특징으로 하는 전원 어댑터.
제3항에 있어서,
상기 메인 제어 모듈은, 상기 전압 검측 신호에 근거하여 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 전압 역치보다 큰 지 여부를 판단하고, 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 상기 전압 역치보다 클 경우 상기 메인 제어 모듈은 계속하여 상기 전원 어댑터의 출력 전압에 대하여 판단하는 것,
을 특징으로 하는 전원 어댑터.
제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서,
상기 전원 어댑터는, 순차적으로 연결되는 EMI필터 회로, 고전압 정류 필터 회로, 절연 변압기, 출력 필터 회로 및 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로를 더 포함하고,
상기 EMI필터 회로는, 도시 가정용 전기에 대하여 전자기 간섭 필터링하고,
상기 고전압 정류 필터 회로는, 정류 필터링 처리를 하여 고전압 직류 전류를 출력하며,
상기 절연 변압기는, 상기 고전압 직류 전류에 대하여 전기적으로 격리시키며,
상기 출력 필터 회로는 상기 절연 변압기에 의해 출력되는 직류 전류를 필터링 처리한 후 전지를 충전시키고,
상기 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로는 상기 출력 필터 회로의 출력 전압에 근거하여 상기 절연 변압기의 출력 전압을 조정하는 것,
을 특징으로 하는 전원 어댑터.
제6항에 있어서,
상기 전원 어댑터는 전위 조정 모듈을 더 포함하고,
상기 메인 제어 모듈이 상기 전원 어댑터의 출력 전압을 조정하는 것은,
상기 메인 제어 모듈이 상기 전위 조정 모듈을 통하여 상기 전압 트래킹 및 컨트롤링 회로를 구동시켜서 상기 절연 변압기의 출력 전압을 조정하는 것,
을 특징으로 하는 전원 어댑터.
제1항에 있어서,
상기 메인 제어 모듈은, 전원 어댑터에 의하여 쾌속 충전 전류값 및 쾌속 충전 전압값에 따라 직류 전류를 출력하는 경우, 상기 전자기기에 의하여 패드백되는 쾌속 충전 오프 명령을 수신하면, 상기 전원 어댑터를 제어하여 통상적인 충전 모드로 되돌아오는 것,
을 특징으로 하는 전원 어댑터.
전자기기에 있어서,
전지, 및
전원 어댑터와 쾌속 충전 문의 통신을 진행하며, 상기 전지의 전압이 쾌속 충전 전압값에 도달할 경우, 상기 전원 어댑터에 쾌속 충전 지시 명령을 패드백하는 충전 제어 모듈을 포함하며,
상기 쾌속 충전 지시 명령은 상기 전원 어댑터가 출력전압을 조정하도록 지시하기 위한 것,
을 특징으로 하는 전자기기.
제9항에 있어서,
상기 충전 제어 모듈은, 상기 전원 어댑터에 의하여 송신되는 전지 전압 획득 청구를 수신하여 상기 전원 어댑터에 전지 전압 정보를 피드백하며,
상기 전지 전압 정보는 상기 전원 어댑터가 출력 전압을 쾌속 충전 전압값으로 조정하기 위한 것,
을 특징으로 하는 전자기기.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 충전 제어 모듈은, 상기 전원 어댑터의 출력 전압이 상기 충전 제어 모듈에 의해 미리 설정된 쾌속 충전 전압 조건에 부합되지 않을 경우, 전압 편차 피드백 신호를 상기 전원 어댑터로 전송하고,
상기 전압편차 피드백 신호는 상기 전원 어댑터가 상기 전압 편차 피드백 신호에 근거하여 출력 전압을 조정하기 위한 것,
을 특징으로 하는 전자기기.