KR20190065767A - 전압을 조정하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예는 전압을 조정하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다. 이때 전자 장치는, 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하는 적어도 하나의 제1 컨버터, 상기 다수 개의 동작 모드를 지원하고, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 직렬로 연결된 제2 컨버터, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고, 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하도록 설정될 수 있다. 다른 실시예들도 가능할 수 있다.

Description

전압을 조정하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법{ELECTRONIC DEVICE FOR A VOLTAGE CONTROLLING OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명의 다양한 실시예는 전자 장치에서 전압을 조정하기 위한 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
휴대용 단말기, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰, 노트 PC, 컨버터블 노트 PC 등과 같은 전자 장치는 휴대성을 위해 전원 공급 장치인 배터리를 사용하고 있다. 전자 장치는 외부 전원 장치로부터 공급되는 전원을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
전자 장치는 외부 전원 장치로부터 공급되는 전원을 배터리의 충전에 적합한 전압으로 조정(또는 변환)하는 DC-DC 컨버터(DC-DC converter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 벅 컨버터(buck converter), 부스트 컨버터(boost converter), 또는 벅부스트 컨버터(buck-boost converter)와 같은 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.
벅 컨버터는 입력 전압을 강압하여 출력하고, 부스트 컨버터는 입력 전압을 승압하여 출력하므로, 벅 컨버터와 부스트 컨버터는 출력 전압이 고정된 상태에서 입력 전압의 크기에 대한 제한 사항을 갖는다. 예를 들어, 벅 컨버터의 입력 전압의 크기는 배터리의 충전에 적합한 전압인 출력 전압의 크기보다 작아야 하며, 부스트 컨버터의 입력 전압의 크기는 배터리의 충전에 적합한 전압인 출력 전압의 크기보다 커야 한다는 제한 사항을 갖는다. 벅부스트 컨버터는 입력 전압이 기준 전압보다 낮은 경우에 입력 전압을 승압하고, 입력 전압이 기준 전압보다 높은 경우에 입력 전압을 강압하여 출력할 수 있다. 벅부스트 컨버터는 입력 전압에 대한 제한 사항을 갖지 않지만, 발열 측면에서 비효율적인 단점이 있다. 예를 들어, 벅부스트 컨버터는 벅 컨버터 또는 부스트 컨버터 보다 쉽게 과열될 수 있는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 다양한 실시예들은 전자 장치에서 전압을 조정하기 위한 장치 및 그의 동작 방법에 대해 개시한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하는 적어도 하나의 제1 컨버터, 상기 다수 개의 동작 모드를 지원하고, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 직렬로 연결된 제2 컨버터, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고, 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치의 동작 방법은, 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하는 동작, 및 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 전압을 강압 또는 승압 가능한 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 직렬로 연결되고, 전압을 강압 또는 승압가능한 제2 벅부스트컨버터, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 입력 전압과 상기 제2 벅부스트컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고, 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 각각이 강압 또는 승압하도록 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치에서 직렬로 연결된 적어도 두 개의 벅부스트 컨버터를 이용하여 전압을 조정함으로써, 전력 효율을 극대화하여 전자 장치의 사용 및 배터리 충전을 위해 요구되는 입력 전력 량을 감소시킬 수 있다. 또한, 전자 장치에서 직렬로 연결된 적어도 두 개의 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 온도에 기반하여 제어함으로써, 전자 장치의 과열 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도(200)이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 벅부스트 컨버터의 회로 구성을 도시한다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 복수 개의 벅부스트 컨버터의 연결 구조를 도시한다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 전압 변환기(320)의 상세 구성 및 프로세서(120)와의 연결 구조를 도시한다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전압 변환기(320)의 상세 구성 및 프로세서(120)와의 연결 구조를 도시한다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 전압 조정을 위해 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(800)이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 입출력 전력의 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(805, 807)이다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 온도 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(805, 807)이다.
도 11a 및 도 11b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 온도 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 상세한 흐름도(1100, 1101)이다.
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.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 연료 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일실시예에 따르면, 충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은, 예를 들면, 연결 단자(178)를 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)을 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(220)는 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들의 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다.
연료 게이지(230)는 배터리(189)의 사용 상태 정보(예: 배터리의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전회로(210), 전력 조정기(220), 또는 연료 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))을 결정하고, 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 이상 상태 또는 정상 상태의 여부를 판단한 후, 이상 상태로 판단되는 경우 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(189)는, 일실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는, 추가적으로 또는 대체적으로(in alternative to), 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 수행하기 위한 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 연료 게이지(230), 전력 관리 모듈(188) 또는 센서 모듈(276) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서)을 이용하여 측정될 수 있다. 이런 경우, 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(140)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 3의 전자 장치(101)는 도 1에 도시된 전자 장치(101)일 수 있다. 도 3을 참조하면, 전자 장치(101)는 버스(310), 프로세서(120), 메모리(130), 연결 단자(178), 및 전력 관리 모듈(188)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 전자 장치(101)는 도 1에 도시된 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나를 추가적으로 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 버스(310)는 예를 들면, 구성요소들(120, 130, 178, 188)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메모리(130)에 포함된 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 적어도 하나의 다른 구성 요소를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 연결 단자(178)를 통해 적어도 하나의 외부 전원 장치가 전자 장치(101)에 연결된 것을 감지하고, 전자 장치(101)에 연결된 외부 전원 장치로부터 공급되는 입력 전압이 미리 설정된 출력 전압으로 조정(또는 변환)되도록 전력 관리 모듈(188)을 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 적어도 하나의 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류 중 적어도 하나에 기반하여, 전력 관리 모듈(188)의 전압 변환기(320)에 포함된 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324)의 동작을 제어할 수 있다. 적어도 하나의 입력 전압, 및 입력 전류는 연결 단자(178)를 통해 전자 장치(101)에 연결된 외부 전원 장치의 종류에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 외부 전원 공급 장치의 종류가 전원 어댑터인 경우 입력 전압은 약 20V이고, 외부 전원 장치의 종류가 USB인 경우, 입력 전압은 약 5V일 수 있다. 출력 전압은 전자 장치(101)의 설계 시에 배터리의 충전에 적합한 전압으로 미리 설정될 수 있다.
일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 적어도 하나의 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류 중 적어도 하나에 기반하여, 직렬 연결된 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 사이의 전압인 중간 전압을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 메모리(130)에 미리 저장된 중간 전압 테이블로부터, 적어도 하나의 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류에 대응되는 중간 전압을 검색하고, 검색된 중간 전압을 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 사이의 전압으로 결정할 수 있다. 중간 전압 테이블은, 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 및/또는 출력 전류에 대응되는 중간 전압 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중간 전압 테이블은, "입력 전압: 5V, 출력 전압: 8V"에 대응되는 중간 전압이 10V이고, "입력 전압: 20V, 출력 전압: 6V, 입력 전류: 5A"에 대응되는 중간 전압이 12V이고, "입력 전압: 5V, 20V, 출력 전압: 8V, 입력 전류: 1A, 5A"에 대응되는 중간 전압이 13V임을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 이는 예시적인 것으로서, 본 발명의 다양한 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 중간 전압 테이블은 전자 장치(101)의 설계시에 설계자에 의해 미리 저장될 수 있다. 중간 전압 테이블은, 직렬 연결된 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324)의 전력 효율에 기반하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 중간 전압 테이블에 포함되는 각 중간 전압은 해당 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 및/또는 출력 전류에 대해 최적의 전력 효율을 갖는 값으로 설정될 수 있다. 전력 효율은 입력 전력 대비 출력 전력의 비에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 설계자는 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324)의 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 및/또는 출력 전류가 고정된 상태에서 중간 전압을 변경하면서 전력 효율을 측정한 후, 가장 높은 전력 효율을 갖는 중간 전압을 선택하는 방식을 이용하여 중간 전압 테이블을 설정할 수 있다. 하나의 벅부스트 컨버터가 각 동작 모드에 따라 동작하는 경우에 대한 전력 효율을 살펴보면, 벅부스트 모드로 동작하는 경우에 전력 효율이 가장 높게 측정되며, 부스트 모드로 동작하는 경우 전력 효율이 가장 낮게 측정될 수 있다. 벅부스트 컨버터의 동작 모드는, 벅 모드, 부스트 모드, 벅부스트 모드로 구분될 수 있다. 벅 모드는 입력 전압을 강압하여 출력하는 모드로써, 스텝다운 모드(step-down mode)로 지칭될 수도 있다. 부스트 모드는 입력 전압을 승압하여 출력하는 모드로써, 스탭업 모드(step up mode)로 지칭될 수도 있다. 벅부스트 모드는 입력 전압과 동일한 크기의 전압을 출력하는 모드로써, 스텝업앤다운 모드(stpe up and down mode)로 지칭될 수도 있다.
일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 결정된 중간 전압에 기반하여 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 동작 모드를 결정하고, 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 기반하여 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324)이 동작하도록 전압 변환기(320)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 입력 전압이 5V이고 출력 전압이 8V이며, 결정된 중간 전압이 10V인 경우, 프로세서(120)는 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 중 제1 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 부스트 모드로 결정하고, 제2 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 벅 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 입력 전압이 20V이고 출력 전압이 8V이며, 결정된 중간 전압이 8V인 경우, 프로세서(120)는 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 중에서 제1 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 벅 모드로 결정하고, 제2 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정할 수 있다. 프로세서(120)는 결정된 중간 전압, 또는 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 동작 모드에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 신호를 전압 변환기(320)로 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)에 포함된 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 온도에 기반하여 중간 전압을 변경하고, 변경된 중간 전압에 기반하여 복수의 벅부스트 컨버터들 각각의 동작 모드를 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 특정 벅부스트 컨버터가 과열되는 것을 방지하기 위해, 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324)의 온도에 기반하여 중간 전압을 변경함으로써, 적어도 하나의 벅부스트 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 제어할 수 있다. 벅부스트 모드로 동작하는 벅부스트 컨버터는 벅 모드 또는 부스트 모드로 동작하는 벅부스트 컨버터보다 쉽게 과열될 수 있고, 부스트 모드로 동작하는 벅부스트 컨버터는 벅 모드로 동작하는 컨버터보다 쉽게 과열될 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 중 적어도 하나의 벅부스트 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은 경우, 제1 임계 온도보다 높은 온도를 갖는 벅부스트 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 중 제1 벅부스트 컨버터(322)가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서, 제1 벅부스트 컨버터(322)의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정된 경우, 프로세서(120)는 제1 벅부스트 컨버터(322)의 동작 모드가 벅 모드 또는 부스트 모드로 변경되도록 중간 전압 값을 제1 값에서 제2 값으로 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 변경된 중간 전압에 의해 변경된 동작 모드로 동작 중인 벅부스트 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은 경우, 변경된 중간 전압을 다른 값으로 재변경하거나 이전의 값으로 변경할 수 있다. 이전의 값은 중간 전압 테이블에 의해 설정된 최적의 전력 효율을 갖는 중간 전압을 의미할 수 있다. 제2 임계 온도는 제1 임계 온도보다 낮은 온도일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전력 및/또는 출력 전력의 변화에 기반하여 중간 전압을 변경하고, 변경된 중간 전압에 기반하여 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 외부 전원 장치에 의해 입력 전압이 변경되거나, 계속적인 동작에 의해 출력 전류가 저하되는 것이 감지되는 경우, 중간 전압을 미리 정해진 값만큼 변경(강압 또는 승압)하면서 전력 효율을 측정하고, 최적의 전력 효율을 갖는 중간 전압을 선택할 수 있다. 프로세서(120)는 선택된 중간 전압에 기반하여, 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 동작을 제어할 수 있다. 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 동작 모드는 중간 전압에 따라 유지 혹은 변경될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 및 출력 데이터를 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 메모리(130)는 중간 전압 테이블을 저장할 수 있다. 중간 전압 테이블은 상술한 바와 같이, 중간 전압 테이블은 전자 장치(101)의 설계 시에 설계자에 의해 미리 저장될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는 적어도 하나의 외부 전원 장치(예: 전원 어댑터, USB 충전 장치)와 연결시킬 수 있는 적어도 하나의 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는 전자 장치(101)에 전원 어댑터와 USB 충전기를 동시에 연결시킬 수 있는 두 개의 커넥터를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은 외부 전원 장치로부터 공급되는 입력 전압을 미리 설정된 출력 전압으로 변환하는 전압 변환기(320)를 포함할 수 있다. 전압 변환기(320)는 직렬 연결된 적어도 두 개의 벅부스트 컨버터들(322,324)을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 벅부스트 컨버터들(322,324) 각각은 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 벅부스트 컨버터(400)는 적어도 네 개의 트랜지스터(421 내지 424), 및 적어도 하나의 인덕터(431)를 포함할 수 있다. 벅부스트 컨버터(400)는 입력 전압을 강압하여 출력하는 벅 모드(또는 스텝다운 모드(step down mode)), 입력 전압을 승압하여 출력하는 부스트 모드(또는 스탭업 모드(step up mode)), 또는 입력 전압과 동일한 크기의 전압을 출력하는 벅부스트 모드(또는 스텝업앤다운 모드(stpe up and down mode)) 중 어느 하나로 동작할 수 있다. 벅부스트 컨버터(400)는 제1 트랜지스터(421), 제2 트랜지스터(422), 및 인덕터(431)를 이용하여 입력 전압을 강압하는 벅 시스템(412)과 제3 트랜지스터(423), 제4 트랜지스터(424), 및 인덕터(431)를 이용하여 입력 전압을 승압하는 부스트 시스템(414)으로 구성될 수 있다. 벅 시스템(412)과 부스트 시스템(414)은 인덕터(431)를 공유할 수 있다. 예를 들어, 벅부스트 컨버터(400)가 벅 모드로 동작할 시, 벅 시스템(412)에 의해 입력 전압이 강압되며, 벅부스트 컨버터(400)가 부스트 모드로 동작할 시, 부스트 시스템(414)에 의해 입력 전압이 승압될 수 있다. 벅부스트 컨버터(400)가 벅부스트 모드로 동작할 시, 벅 시스템(412)과 부스트 시스템(414)이 교대로 동작하여 입력 전압의 크기가 유지된 채로 출력될 수 있다. 벅부스트 컨버터(400)는 입력 전압과 출력 전압에 기반하여 벅 시스템(412) 및/또는 부스트 시스템(414)에 포함된 트랜지스터들의 온/오프 시간을 조절함으로써, 입력 전압을 강압, 승압, 또는 유지하여 미리 설정된 출력 전압에 대응되는 전압을 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 직렬 연결된 적어도 두 개의 벅부스트 컨버터들(322, 324)은, 적어도 하나의 외부 전원 장치로부터 입력 전압을 제공받는 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322), 및 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322)로부터 입력 전압(또는 중간 전압)을 제공받는 제2 벅부스트 컨버터(324)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)에 N개의 외부 전원 장치가 동시에 연결 가능한 경우, 전압 변환기(320)는 N개의 제1 벅부스트 컨버터(322)를 포함할 수 있다. N개의 제1 벅부스트 컨버터(322)는 병렬 연결될 수 있다. 예컨대, 전압 변환기(320)는 도 5에 도시된 바와 같이, 병렬로 연결된 N개의 제1 벅부스트 컨버터들(501-1, 501-2, ..., 501-N)과 N개의 벅부스트 컨버터들(501-1, 501-2, ..., 501-N)에 직렬 연결된 하나의 제2 벅부스트 컨버터(503)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322) 및 제2 벅부스트 컨버터(324)는 프로세서(120)의 제어에 의해 결정된 중간 전압에 기반하여 벅 모드, 부스트 모드, 또는 벅부스트 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다. 예를 들어, 외부 전원 장치로부터 공급되는 입력 전압이 5V이고, 미리 설정된 출력 전압이 8V인 상태에서 중간 전압이 10V로 결정된 경우, 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322)는 부스트 모드로 동작하여 5V의 입력 전압을 10V로 조정하고, 제2 벅부스트 컨버터(324)는 벅 모드로 동작하여 10V의 입력 전압(또는 중간 전압)을 8V로 조정할 수 있다. 다른 예로, 외부 전원 장치로부터 공급되는 입력 전압이 5V이고, 미리 설정된 출력 전압이 8V인 상태에서 중간 전압이 5V로 결정된 경우, 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322)는 벅부스트 모드로 동작하여 5V의 입력 전압을 5V로 유지하여 출력하고, 제2 벅부스트 컨버터(324)는 부스트 모드로 동작하여 5V의 입력 전압(또는 중간 전압)을 8V로 조정할 수 있다. 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322)는 외부 전원 장치로부터 공급되는 입력 전압, 및 프로세서(120)에 의해 결정된 중간 전압에 기반하여, 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322)에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 입력 전압을 중간 전압으로 조정할 수 있다. 제2 벅부스트 컨버터(324)는 프로세서(120)에 의해 결정된 중간 전압, 및 미리 설정된 출력 전압에 기반하여, 제2 벅부스트 컨버터(324)에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 중간 전압에 대응되는 입력 전압을 출력 전압으로 조정할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 전압 변환기(320)의 상세 구성 및 프로세서(120)와의 연결 구조를 도시한다. 도 6의 전압 변환기(320)는 도 3에 도시된 전압 변환기(320)일 수 있고, 도 6의 프로세서(120)는 도 1의 프로세서(120) 또는 도 3의 프로세서(120) 일 수 있다. 도 6에서는 전압 변환기(320)에 두 개의 제1 벅부스트 컨버터(601-1, 601-2)를 포함되는 경우를 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전압 변환기(320)는 도 5에 도시된 바와 같이, 두 개 이상의 제1 벅부스트 컨버터를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 전압 변환기(320)는 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1), 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2), 제2 벅부스트 컨버터(603)를 포함할 수 있다. 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)와 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)는 병렬 연결되며, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1) 및 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2) 각각은 제2 벅부스트 컨버터(603)와 직렬 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)는 제1 입력 전압(V_IN1)(611)을 제공받고, 제어기(641)의 제어에 따라 제1 입력 전압(V-IN1)을 중간 전압(V_MID)(621)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)에 포함된 제어기(641)는 프로세서(120)로부터 중간 전압(V_MID)(621)에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기반하여 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 제1 입력 전압(V_IN1)(611)이 해당 중간 전압(V_MID)(621)으로 변환되도록 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제어기(641)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보만을 획득하거나, 중간 전압에 대한 정보와 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)의 동작 모드에 대한 정보를 함께 획득할 수 있다. 제어기(641)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보만 획득될 경우, 중간 전압에 대한 정보에 기반하여 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(641)는 프로세서(120)로부터 제공된 중간 전압에 대한 정보를 분석하여, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)이 출력해야 하는 중간 전압(V_MID)(621)의 크기가 제1 입력 전압(V_IN1)(611)보다 큰 경우, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)의 동작 모드를 부스트 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 제어기(641)는 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)이 출력해야 하는 중간 전압(V_MID)(621)의 크기가 제1 입력 전압(V_IN1)(611)보다 작은 경우, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)의 동작 모드를 벅 모드로 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 제어기(641)는 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)이 출력해야 하는 중간 전압(V_MID)(621)의 크기가 제1 입력 전압(V_IN1)(611)과 동일한 경우, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에 제1 입력 전압(V_IN1)(611)에 대응되는 제1 외부 전원 장치가 연결된 경우, 제어기(641)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보를 포함하는 신호를 수신하고, 수신된 신호에 기반하여 동작할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)는 제2 입력 전압(V_IN2)(613)을 제공받고, 제어기(642)의 제어에 따라 제2 입력 전압(V-IN2)을 중간 전압(V_MID)(621)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 벅부스트 컨버터-2(601-2)에 포함된 제어기(642)는 프로세서(120)로부터 중간 전압(V_MID)(621)에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기반하여 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 제2 입력 전압(V_IN2)(613)이 해당 중간 전압(V_MID)(621)으로 변환되도록 제어할 수 있다. 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)의 동작 방식은, 상술한 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)과 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 벅부스트 컨버터(603)는 중간 전압(V_MID)(621)을 입력 전압으로 제공받고, 제어기(643)의 제어에 따라 중간 전압(V_MID)(621)을 미리 설정된 출력 전압(V_OUT)(631)로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 벅부스트 컨버터(603)에 포함된 제어기(643)는 프로세서(120)로부터 중간 전압(V_MID)(621)에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기반하여 제2 벅부스트 컨버터(603)에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 중간 전압(V_IN1)(631)이 미리 설정된 출력 전압(V_OUT)(631)으로 변환되도록 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제어기(643)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보만을 획득하거나, 중간 전압에 대한 정보와 제2 벅부스트 컨버터(601)의 동작 모드에 대한 정보를 함께 획득할 수 있다. 제어기(643)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보만 획득될 경우, 중간 전압에 대한 정보에 기반하여 제2 벅부스트 컨버터(603)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(643)는 프로세서(120)로부터 제공된 중간 전압에 대한 정보를 분석하여, 제2 벅부스트 컨버터(603)로 입력되는 중간 전압(V_MID)(621)의 크기가 출력 전압(V_OUT)(631)보다 큰 경우, 제2 벅부스트 컨버터(603)의 동작 모드를 벅 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 제어기(643)는 제2 벅부스트 컨버터(603)로 입력되는 중간 전압(V_MID)(621)의 크기가 출력 전압(V_OUT)(631)보다 작은 경우, 제2 벅부스트 컨버터(603)의 동작 모드를 부스트 모드로 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 제어기(643)는 제2 벅부스트 컨버터(603)로 입력되는 중간 전압(V_MID)(621)의 크기가 출력 전압(V_OUT)(631)과 동일한 경우, 제2 벅부스트 컨버터(603)의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에 제1 입력 전압(V_IN1)(611)에 대응되는 제1 외부 전원 장치 및/또는 제2 입력 전압(V_IN2)에 대응되는 제2 외부 전원 장치 중 적어도 하나가 연결된 경우, 제어기(642)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보를 포함하는 신호를 수신하고, 수신된 신호에 기반하여 동작할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)에 대한 적어도 하나의 입력 전압, 적어도 하나의 입력 전류, 출력 전압, 및 출력 전류 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 값들에 기반하여 중간 전압(V_MID)을 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 전자 장치(101)에 외부 전원 장치의 연결이 감지되면, 전압 변환기(320)에 대한 적어도 하나의 입력 전압, 적어도 하나의 입력 전류, 출력 전압, 및 출력 전류 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 결정된 중간 전압에 대한 정보를 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 하나의 벅부스트 컨버터(601-1, 601-2, 603)로 제공할 수 있다. 프로세서(120)는 전압 변환기(320)에 대한 입력 전압 및/또는 입력 전류 측정 결과에 기반하여, 제1 벅부스트 컨버터들(601-1, 601-2) 중 적어도 하나로 중간 전압에 대한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 입력 전압(V_IN1)(611)이 감지되고, 제2 입력 전압(V_IN2)(613)이 감지되지 않는 경우, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)로 중간 전압에 대한 정보를 제공할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(120)는 제1 입력 전압(V_IN1)(611), 및 제2 입력 전압(V_IN2)(613)이 모두 감지되는 경우, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1), 및 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)로 중간 전압에 대한 정보를 제공할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(120)는 외부 전원 장치의 연결 감지에 의해 중간 전압이 결정되는 경우, 제2 벅부스트 컨버터(603)로 중간 전압에 대한 정보를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 전압 변환 동작 중에 전압 변환기(320)의 입력 전력, 또는 출력 전력 중 적어도 하나가 변경되는 경우, 전압 변환기(320)의 중간 전압을 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 결정된 중간 전압에 의해 전압 변환기(320)가 동작하는 중에 전압 변환기(320)의 입력 전력, 또는 출력 전력 중 적어도 하나를 주기적으로 측정하여, 입력 전력, 또는 출력 전력 중 적어도 하나가 변경되는지 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 외부 전원 장치에 의해 변경되는 입력 전압이 변경되는 것, 또는 시간의 경과에 의해 입출력 전류가 변경되는 것을 감지할 수 있으며, 변경된 입력 전압, 또는 입출력 전류에 기반하여 전압 변환기(320)의 중간 전압을 변경할 수 있다. 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 중간 전압 테이블로부터, 변경된 입력 전압, 미리 설정된 출력 전압, 및 입출력 전류에 대응되는 중간 전압을 검색할 수 있다. 프로세서(120)는 중간 전압 테이블로부터 변경된 입력 전압, 미리 설정된 출력 전압, 및 입출력 전류에 대응되는 중간 전압이 검색되는 경우, 전압 변환기(320)의 중간 전압을 검색된 중간 전압으로 변경할 수 있다. 중간 전압 테이블로부터 변경된 입력 전압, 미리 설정된 출력 전압, 및 입출력 전류에 대응되는 중간 전압이 검색되지 않는 경우, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 중간 전압을 미리 설정된 값만큼 승압 또는 강압하면서 전력 효율을 측정하는 방식을 통해, 최적의 전력 효율을 갖는 중간 전압을 검색할 수 있다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전압 변환기(320)의 상세 구성 및 프로세서(120)와의 연결 구조를 도시한다. 도 7의 전압 변환기(320)는 도 3에 도시된 전압 변환기(320)일 수 있고, 도 7의 프로세서(120)는 도 1의 프로세서(120) 또는 도 3의 프로세서(120) 일 수 있다. 도 7에서는 전압 변환기(320)에 두 개의 제1 벅부스트 컨버터(701-1, 701-2)를 포함되는 경우를 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전압 변환기(320)는 도 5에 도시된 바와 같이, 두 개 이상의 제1 벅부스트 컨버터를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 전압 변환기(320)는 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1), 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2), 제2 벅부스트 컨버터(703)를 포함할 수 있다. 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1)와 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2)는 병렬 연결되며, 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1) 및 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2) 각각은 제2 벅부스트 컨버터(703)와 직렬 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전압 변환기(320)는 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1), 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2), 제2 벅부스트 컨버터(703), 및 온도 센서들(751, 752, 753)을 포함할 수 있다. 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1)와 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2)는 병렬 연결되며, 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1) 및 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2) 각각은 제2 벅부스트 컨버터(703)와 직렬 연결될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1), 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2), 및 제2 벅부스트 컨버터(703) 각각의 구성 및 동작은 도 6에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 온도 센서들(751, 752, 753) 각각은 해당 벅부스트 컨버터 전체, 또는 해당 벅부스트 컨버터에 포함된 적어도 하나의 구성 요소에 대한 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 온도 센서(751)는 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1) 전체의 온도, 또는 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1)에 포함된 인덕터의 온도를 측정할 수 있다. 온도 센서들(751, 752, 753) 각각은 측정된 온도 값을 나타내는 온도 정보를 프로세서(120)로 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 도 6에서 설명된 프로세서(120)와 동일한 동작을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 온도 센서들(751, 752, 753)로부터 복수의 벅부스트 컨버터들(701-1, 701-2, 703) 각각에 대한 온도 정보를 수신하고, 수신된 온도 정보에 기반하여 중간 전압(V_MID)(721)을 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)에 포함된 복수의 벅부스트 컨버터들(701-1, 701-2, 703) 중 특정 벅부스트 컨버터가 과열되는 것을 방지하기 위해 복수의 벅부스트 컨버터들(701-1, 701-2, 703) 각각의 온도에 기반하여 중간 전압을 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 복수의 벅부스트 컨버터들(701-1, 701-2, 703) 각각의 온도가 기준 조건을 만족하는지 여부를 검사할 수 있다. 프로세서(120)는 기준 조건을 만족하는 적어도 하나의 벅부스트 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 복수의 벅부스트 컨버터들(701-1, 701-2, 703) 중 적어도 하나의 벅부스트 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은 경우, 제1 임계 온도보다 높은 온도를 갖는 벅부스트 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 중간 전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 제2 벅부스트 컨버터(703)가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서, 제2 벅부스트 컨버터(703)의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정된 경우, 프로세서(120)는 제2 벅부스트 컨버터(703)의 동작 모드가 벅 모드 또는 부스트 모드로 변경되도록 중간 전압 값을 제1 값에서 제2 값으로 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 온도에 기반하여 변경된 중간 전압에 따라 변경된 동작 모드로 동작 중인 벅부스트 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은 경우, 변경된 중간 전압을 다른 값으로 재변경하거나 이전의 값으로 변경할 수 있다. 이전의 값은 중간 전압 테이블에 의해 설정된 최적의 전력 효율을 갖는 중간 전압을 의미할 수 있다. 제2 임계 온도는 제1 임계 온도보다 낮은 온도일 수 있다. 예를 들어, 제2 벅부스트 컨버터(703)가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서, 제2 벅부스트 컨버터(703)의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정되어 벅부스트 모드에서 벅 모드로 변경된 이후, 제2 벅부스트 컨버터(703)의 온도가 제2 임계 온도보다 낮게 측정되는 경우, 제2 벅부스트 컨버터(703)의 모드가 벅부스트 모드로 복구되도록 중간 전압을 이전 값으로 복구할 수 있다.
상술한, 도 7에서는 하나의 온도 센서가 하나의 벅부스트 컨버터의 온도를 측정하는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 다양한 실시예에 따르면, 복수개의 온도 센서를 이용하여 하나의 벅부스트 컨버터의 온도를 측정할 수도 있다. 예를 들어, 복수 개의 온도 센서들 각각이 하나의 벅부스트 컨버터에 포함된 복수 개의 구성 요소들(예: 트랜지스터들, 인덕터) 각각의 온도를 측정할 수 있고, 프로세서(120)는 복수 개의 온도 센서들에 의해 측정된 온도의 평균 값을 이용하여 해당 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하는 적어도 하나의 제1 컨버터, 상기 다수 개의 동작 모드를 지원하고, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 직렬로 연결된 제2 컨버터, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고, 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제1 컨버터의 입력 전류, 또는 상기 제2 컨버터의 출력 전류 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 및 상기 제2 컨버터의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 온도 센서를 이용하여 측정된 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 또는 상기 제2 컨버터의 온도 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터, 및 상기 제2 컨버터 중에서 지정된 온도 조건을 만족하는 적어도 하나의 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 상기 중간 전압을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 온도 센서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 각각에 포함된 인덕터의 온도를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제1 컨버터에 대한 입력 전력, 또는 상기 제2 컨버터에 대한 출력 전력 중 적어도 하나의 변화를 감지하고, 및 상기 변화 감지에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 동작 모드를 결정하고, 및 상기 결정된 중간 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 제2 컨버터의 동작 모드를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터는 상기 입력 전압을 상기 중간 전압으로 변환하여 출력하고, 및 상기 제2 컨버터는 상기 적어도 하나의 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받고, 상기 입력된 중간 전압을 상기 출력 전압으로 변환할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터가 복수 개인 경우, 상기 복수 개의 제1 컨버터들은 병렬 연결되며, 및 상기 복수 개의 제1 컨버터들 각각은, 서로 다른 외부 전원 장치들로부터 입력 전압을 제공받을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드는, 전압을 강압하는 벅 모드, 전압을 승압하는 부스트 모드, 또는 전압에 대한 강압 및 승압을 반복하여 수행하는 벅부스트 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 전압을 강압 또는 승압 가능한 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 직렬로 연결되고, 전압을 강압 또는 승압가능한 제2 벅부스트컨버터, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 입력 전압과 상기 제2 벅부스트컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고, 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 각각이 강압 또는 승압하도록 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 입력 전류, 또는 상기 적어도 하나의 제2 벅부스트컨버터의 출력 전류 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 온도, 및 상기 제2 벅부스트컨버터의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 온도 센서를 이용하여 측정된 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 온도, 또는 상기 제2 벅부스트컨버터의 온도 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터컨버터, 및 상기 제2 벅부스트컨버터컨버터 중에서 지정된 온도 조건을 만족하는 적어도 하나의 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 상기 중간 전압을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 온도 센서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터컨버터 및 상기 제2 벅부스트컨버터컨버터 각각에 포함된 인덕터의 온도를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제1 벅부스트컨버터에 대한 입력 전력, 또는 상기 제2 벅부스트컨버터에 대한 출력 전력 중 적어도 하나의 변화를 감지하고, 및 상기 변화 감지에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 사이의 중간 전압을 변경하도록 설정될 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 전압 조정을 위해 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(800)이다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 도 8에서 점선으로 표시된 동작은 실시예에 따라 생략될 수 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101), 또는 도 3의 전자 장치(101) 일 수 있다. 이하 설명에서, 컨버터는 입력 전압을 강압하는 벅 모드, 입력 전압을 승압하는 부스트 모드, 및/또는 입력 전압을 유지하여 출력하는 벅부스트 모드로 동작 가능한 벅부스트 컨버터를 의미할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 801에서 직렬 연결된 적어도 두 개의 컨버터 사이의 중간 전압을 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)에 대한 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 값에 기반하여 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 사이의 중간 전압을 결정할 수 있다. 전자 장치의 프로세서(120)는 연결 단자(178)를 통해 적어도 하나의 외부 전원 장치가 전자 장치(101)에 연결되는 것이 감지되는 경우, 전압 변환기(320)의 중간 전압을 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 메모리(130)에 미리 저장된 정보(예: 중간 전압 테이블)에 기반하여, 측정된 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류 중 적어도 하나에 대응되는 중간 전압을 결정할 수 있다. 입력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류 중 적어도 하나는, 전자 장치(101)에 연결된 외부 전원 장치에 의해 변경될 수 있다. 출력 전압은 배터리(189)의 충전에 적합한 전압으로 고정된 값일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 803에서 중간 전압에 기반하여 적어도 두 개의 컨버터의 동작 모드를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압, 중간 전압, 및 출력 전압에 기반하여 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 동작 모드를 결정하고, 적어도 두 개의 컨버터 각각이 중간 전압 및 결정된 동작 모드에 기반하여 동작하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 중간 전압이 입력 전압과 동일하고 출력 전압보다 작은 경우, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정하고, 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))의 동작 모드를 부스트 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치의 프로세서(120)는 중간 전압이 입력 전압보다 크고 출력 전압과 동일한 경우, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))의 동작 모드를 부스트 모드로 결정하고, 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 대한 정보를 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 두 개의 컨버터들(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324))로 제공할 수 있다. 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 두 개의 컨버터들(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각은, 중간 전압 및 해당 동작 모드에 따라 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))는 입력 전압, 중간 전압, 및/또는 동작 모드에 기반하여, 제1 컨버터 내에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 입력 전압을 중간 전압으로 변환할 수 있다. 다른 예로, 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))는 중간 전압, 출력 전압, 및/또는 동작 모드에 기반하여, 제2 컨버터 내에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 입력되는 중간 전압을 출력 전압으로 변환할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 805에서 입출력 전력 변화 또는 온도 변화 중 적어도 하나에 기반하여 중간 전압을 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전력 및/또는 출력 전력의 변화에 기반하여 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전력 및/또는 출력 전력의 변화가 감지되는 경우, 중간 전압을 미리 정해진 값만큼 변경(강압 또는 승압)하면서 전력 효율을 측정하고, 최적의 전력 효율을 갖는 중간 전압을 선택할 수 있다. 이에 관련된 동작은 하기 도 9에서 보다 상세히 설명할 것이다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 온도 변화에 기반하여 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 온도가 지정된 조건을 만족하는지 여부에 기반하여 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 온도와 제1 임계 온도를 비교하고, 적어도 두 개의 컨버터 중에서 제1 임계 온도보다 높은 온도를 갖는 컨버터가 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 임계 온도보다 높은 온도를 갖는 컨버터가 존재하는 경우, 해당 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 중간 전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정된 경우, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 동작 모드가 벅 모드 또는 부스트 모드로 변경되도록 중간 전압 값을 제1 값에서 제2 값으로 변경할 수 있다. 이에 관련된 동작은 하기 도 10에서 보다 상세히 설명할 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 807에서 변경된 중간 전압에 기반하여 적어도 두 개의 컨버터의 동작 모드를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압, 변경된 중간 전압, 및 출력 전압에 기반하여 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 동작 모드를 결정하고, 적어도 두 개의 컨버터 각각이 변경된 중간 전압 및 결정된 동작 모드에 기반하여 동작하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 변경된 중간 전압이 입력 전압과 동일하고 출력 전압보다 작은 경우, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정하고, 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))의 동작 모드를 부스트 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치의 프로세서(120)는 변경된 중간 전압이 입력 전압보다 크고 출력 전압과 동일한 경우, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))의 동작 모드를 부스트 모드로 결정하고, 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 변경된 중간 전압 및 동작 모드에 대한 정보를 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 두 개의 컨버터들(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324))로 제공할 수 있다. 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 두 개의 컨버터들(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각은, 변경된 중간 전압 및 해당 동작 모드에 따라 동작할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 입출력 전력의 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(805, 807)이다. 이하 설명은 도 8의 동작 805 및 동작 807에 대해 상세하게 설명한다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101), 또는 도 3의 전자 장치(101) 일 수 있다. 이하 설명에서, 컨버터는 입력 전압을 강압하는 벅 모드, 입력 전압을 승압하는 부스트 모드, 및/또는 입력 전압을 유지하여 출력하는 벅부스트 모드로 동작 가능한 벅부스트 컨버터를 의미할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 제1 컨버터가 외부 전원 장치로부터 입력 전압을 제공받는 제1 벅부스트 컨버터(322)이고, 제2 컨버터가 제1 컨버터와 직렬로 연결되어, 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받는 제2 벅부스트 컨버터(324)인 것을 가정하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 901에서 제1 컨버터의 입력 전력 및 제2 컨버터의 출력 전력을 측정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 외부 전원 장치의 연결이 감지되면, 전압 변환기(320)의 입력 전력 및 출력 전력을 측정할 수 있다. 전압 변환기(320)의 입력 전력은 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))의 입력 전력일 수 있으며, 전압 변환기(320)의 출력 전력은 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))의 출력 전력일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전압, 입력 전류, 출력 전압 및 출력 전류를 측정하고, 이에 기반하여 입력 전력 및 출력 전력을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 903에서 입력 전력 및 출력 전력 중 적어도 하나가 변경되는지 여부를 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전압이 변경되어 입력 전력이 변경되거나, 또는 전압 변환기(320)의 출력 전류가 변경되어 출력 전력이 변경되는지 여부를 결정할 수 있다. 전압 변환기(320)의 입력 전압은 전자 장치(101)에 연결된 외부 전원 장치의 종류가 변경되거나, 또는 전자 장치(101)에 연결된 외부 전원 장치의 공급 전압이 변경됨에 따라 변경될 수 있다. 전환 변환기(320)의 출력 전류는 전압 변환기(320)가 일정 시간 이상 지속적으로 동작하는 경우에 저하될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 905에서 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 단계별로 변경하면서 전력 효율을 측정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 중간 전압을 미리 정해진 값(또는 단계, 레벨)만큼 변경(강압 또는 승압)하면서 전력 효율을 측정할 수 있다. 예를 들어, 중간 전압이 6V인 상태에서 입력 전력 및/또는 출력 전력의 변화가 감지되는 경우, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)가 중간 전압을 6V에서 7V로 변경하여 동작하도록 제어하고, 전압 변환기(320)의 입력 전력과 출력 전력을 측정하여 전력 효율을 계산할 수 있다. 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)가 중간 전압을 7V에서 8V로 설정하여 동작하도록 제어하고 전압 변환기(320)의 입력 전력과 출력 전력을 측정하여 전력 효율을 계산할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 907에서 측정된 전력 효율에 기반하여 중간 전압을 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 측정된 전력 효율들 중에서 가장 높은 전력 효율에 대응되는 중간 전압을 선택하고, 선택된 중간 전압을 전압 변환기(320)의 중간 전압으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 중간 전압이 7V인 경우의 전력 효율이 97%이고, 중간 전압이 8V인 경우의 전력 효율이 95%인 경우, 7V를 전압 변환기(320)의 중간 전압으로 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 909에서 결정된 중간 전압에 따라 제1 컨버터 및 제2 컨버터의 동작 모드를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압, 결정된 중간 전압, 및 출력 전압에 기반하여 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 동작 모드를 결정하고, 적어도 두 개의 컨버터 각각이 변경된 중간 전압 및 결정된 동작 모드에 기반하여 동작하도록 제어할 수 있다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 온도 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(805, 807)이다. 이하 설명은 도 8의 동작 805 및 동작 807에 대해 상세하게 설명한다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101), 또는 도 3의 전자 장치(101) 일 수 있다. 이하 설명에서, 컨버터는 입력 전압을 강압하는 벅 모드, 입력 전압을 승압하는 부스트 모드, 및/또는 입력 전압을 유지하여 출력하는 벅부스트 모드로 동작 가능한 벅부스트 컨버터를 의미할 수 있다. 이하에서, 제1 컨버터가 외부 전원 장치로부터 입력 전압을 제공받는 제1 벅부스트 컨버터(322)인 경우, 제2 컨버터가 제1 컨버터와 직렬로 연결되어, 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받는 제2 벅부스트 컨버터(324)일 수 있다. 그러나, 반대의 경우도 가능할 것이다. 예를 들어, 제2 컨버터가 외부 전원 장치로부터 입력 전압을 제공받는 제1 벅부스트 컨버터(322)인 경우, 제1 컨버터가 제2 컨버터와 직렬로 연결되어, 제2 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받는 제2 벅부스트 컨버터(324)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1001에서 제1 컨버터와 제2 컨버터의 온도를 측정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 온도 센서들(예: 온도 센서들(751, 752, 753))을 이용하여 제1 컨버터와 제2 컨버터각각의 온도를 측정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 온도 센서들(예: 온도 센서들(751, 752, 753))을 이용하여 제1 컨버터와 제2 컨버터 내에 포함된 인덕터의 온도를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1003에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 온도와 제1 임계 온도를 비교하여 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제1 컨버터는 벅부스트 모드로 동작하는 컨버터일 수 있다. 예컨대, 전자 장치의 프로세서(120)는 벅부스트 모드로 동작하는 제1 벅부스트 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 이는 예시적인 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 컨버터는 벅 모드, 또는 부스트 모드로 동작하는 컨버터일 수 도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1005에서 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 제1 컨버터의 동작 모드를 변경하기 위해 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정된 경우, 제1 컨버터가 벅부스트 모드가 아닌 다른 모드로 동작하도록 하기 위해, 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압 값을 제1 컨버터의 동작 모드를 변경시킬 수 있는 값으로 변경될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1007에서 변경된 중간 전압에 따라 제1 컨버터 및 제2 컨버터의 동작 모드를 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터 및 제2 컨버터 각각이 변경된 중간 전압에 따라 동작 모드를 변경하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 동작 모드를 벅부스트 모드에서 벅 모드로 변경하고, 제2 컨버터의 모드를 벅 모드에서 벅부스트 모드로 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 변경된 중간 전압의 값에 따라, 제1 컨버터의 동작 모드만 변경되고, 제2 컨버터의 동작 모드는 변경되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 컨버터가 벅부스트 모드로 동작하여 제1 중간 전압을 출력하고, 제2 컨버터가 벅 모드로 동작하여 제1 중간 전압을 출력 전압으로 변환하는 상황에서, 변경된 중간 전압 값이 제1 중간 전압보다 큰 값인 경우, 제1 컨버터의 동작 모드는 벅부스트 모드에서 부스트 모드로 변경되고, 제2 컨버터의 동작 모드는 벅 모드로 유지될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1009에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계온도보다 낮은지 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 온도와 제1 임계 온도를 비교하여 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮은지 여부를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1021에서 중간 전압 및 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 동작 1005 및 동작 1007에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드를 유지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮을 시, 전자 장치는 동작 1011에서 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제2 컨버터의 온도와 제1 임계 온도를 비교하여 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 경우, 전자 장치는 후술되는 동작 1013을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1023에서 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은지 여부를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 높거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1025에서 중간 전압 및 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 동작 1005 및 동작 1007에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드를 유지할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은 경우, 전자 장치는 후술되는 동작 1013을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1013에서 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 기준 조건을 만족하는 컨버터의 동작 모드를 변경하기 위해 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 제2 컨버터의 동작 모드를 변경하기 위해 중간 전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 제2 컨버터가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정된 경우, 제1 컨버터가 벅부스트 모드가 아닌 다른 모드로 동작하도록 중간 전압을 변경할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮을 시, 제1 컨버터의 동작 모드를 변경하기 위해 중간 전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 제1 컨버터가 벅부스트 모드가 아닌 다른 모드로 동작 중인 상태에서 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮게 측정된 경우, 제1 컨버터가 벅부스트 모드로 동작하도록 중간 전압을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1015에서 변경된 중간 전압에 따라 제1 컨버터 및 제2 컨버터의 동작 모드를 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터 및 제2 컨버터 각각이 변경된 중간 전압에 따라 동작 모드를 변경하도록 제어할 수 있다. 이는 동작 1007에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 온도 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 상세한 흐름도(1100, 1101)이다. 이하 도 11a 및 도 11b는 도 10의 동작들을 보다 상세하게 설명한다. 도 도 11a 및 도 11b는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시적인 동작으로써, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101), 또는 도 3의 전자 장치(101) 일 수 있다. 이하 설명에서, 컨버터는 입력 전압을 강압하는 벅 모드, 입력 전압을 승압하는 부스트 모드, 및/또는 입력 전압을 유지하여 출력하는 벅부스트 모드로 동작 가능한 벅부스트 컨버터를 의미할 수 있다. 이하에서는, 제1 컨버터가 외부 전원 장치로부터 입력 전압을 제공받는 제1 벅부스트 컨버터(322)이고, 제2 컨버터가 제1 컨버터와 직렬로 연결되어, 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받는 제2 벅부스트 컨버터(324)인 경우를 가정하여 설명한다. 그러나, 반대의 경우도 가능할 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1101에서 전원 연결을 감지할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 단자(178)를 통해 전자 장치(101)에 외부 전원 장치가 연결된 것을 감지할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전압을 측정하고, 측정된 입력 전압에 기반하여 전자 장치(101)에 외부 전원 장치가 연결된 것을 감지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1103에서 입력 전압과 출력 전압이 일치하는지 여부를 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전압을 측정하고, 측정된 입력 전압을 미리 설정된 출력 전압과 비교할 수 있다. 입력 전압과 출력 전압이 동일할 시, 전자 장치는 동작 1105에서 입력 전압이 출력 전압보다 큰지 여부를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 입력 전압이 출력 전압보다 클 시, 전자 장치는 동작 1107에서 출력 전압을 중간 전압으로 결정하고, 제1 컨버터를 벅 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 20V이고, 출력 전압이 8V인 경우, 중간 전압을 출력 전압 값과 동일한 8V로 결정하여, 제1 컨버터를 벅 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1109에서 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 현재 동작을 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1107에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1111에서 중간 전압을 승압하고, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 벅 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 20V, 출력 전압이 8V, 중간 전압이 8V인 경우, 8V의 중간 전압을 20V로 승압함으로써, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 벅 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1113에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1115에서 현재 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1111에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1107을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 동작 1105를 수행한 결과 입력 전압이 출력 전압보다 작을 시, 전자 장치는 동작 1121에서 출력 전압을 중간 전압으로 결정하고, 제1 컨버터를 부스트 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 5V이고, 출력 전압이 8V인 경우, 중간 전압을 출력 전압 값과 동일한 8V로 결정하여, 제1 컨버터를 부스트 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1121에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 현재 동작을 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1121에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1125에서 중간 전압을 강압하고, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 부스트 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 5V, 출력 전압이 8V, 중간 전압이 8V인 경우, 8V의 중간 전압을 5V로 강압함으로써, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 부스트 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1127에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1129에서 현재 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1125에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1121을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 동작 1103를 수행한 결과 입력 전압과 출력 전압이 일치할 시, 전자 장치는 동작 1131에서 출력 전압을 중간 전압으로 결정하고, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 8V이고, 출력 전압이 8V인 경우, 중간 전압을 출력 전압 값과 동일한 8V로 결정하여, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1133에서 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1135에서 중간 전압을 승압하고, 제1 컨버터를 부스트 모드, 제2 컨버터를 벅 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 8V, 출력 전압이 8V, 중간 전압이 8V인 경우, 8V의 중간 전압을 10V로 승압함으로써, 제1 컨버터를 부스트 모드, 제2 컨버터를 벅 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1137에서 제2 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은지 여부를 결정할 수 있다. 제2 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 높거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1139에서 현재 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1135에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다. 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮을 시, 전자 장치는 동작 1131을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 동작 1133의 결과 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도 보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1141에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1143에서 중간 전압을 강압하고, 제1 컨버터를 벅 모드, 제2 컨버터를 부스트 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 8V, 출력 전압이 8V, 중간 전압이 8V인 경우, 8V의 중간 전압을 5V로 강압함으로써, 제1 컨버터를 벅 모드, 제2 컨버터를 부스트 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1145에서 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은지 여부를 결정할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 높거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1147에서 현재 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1143에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮을 시, 전자 장치는 동작 1131을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 동작 방법은, 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하는 동작, 및 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터는, 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하며, 및 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터는 직렬로 연결되며, 상기 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드는, 전압을 강압하는 벅 모드, 전압을 승압하는 부스트 모드, 또는 전압에 대한 강압 및 승압을 반복하여 수행하는 벅부스트 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 중간 전압을 결정하는 동작은, 상기 제1 컨버터의 입력 전류, 또는 상기 제2 컨버터의 출력 전류 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 중간 전압을 결정하는 동작은, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 온도 센서를 이용하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 또는 상기 제2 컨버터의 온도 중 적어도 하나를 측정하는 동작, 및 상기 측정된 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 또는 상기 제2 컨버터의 온도 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 중간 전압을 변경하는 동작은, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터, 및 상기 제2 컨버터 중에서 지정된 온도 조건을 만족하는 적어도 하나의 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 상기 중간 전압을 변경하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 온도 센서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 각각에 포함된 인덕터의 온도를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 컨버터에 대한 입력 전력, 또는 상기 제2 컨버터에 대한 출력 전력 중 적어도 하나의 변화를 감지하는 동작, 및 상기 변화 감지에 대한 응답으로, 상기 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 동작 모드를 제어하는 동작은, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 동작 모드를 결정하는 동작, 및 상기 결정된 중간 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 제2 컨버터의 동작 모드를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터는 상기 입력 전압을 상기 중간 전압으로 변환하여 출력하고, 상기 제2 컨버터는 상기 적어도 하나의 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받고, 상기 입력된 중간 전압을 상기 출력 전압으로 변환하며, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터가 복수 개인 경우, 상기 복수 개의 제1 컨버터들은 병렬 연결되며, 및 상기 복수 개의 제1 컨버터들 각각은, 서로 다른 외부 전원 장치들로부터 입력 전압을 제공받을 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 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", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 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 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하는 적어도 하나의 제1 컨버터;
    상기 다수 개의 동작 모드를 지원하고, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 직렬로 연결된 제2 컨버터; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고,
    상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 컨버터의 입력 전류, 또는 상기 제2 컨버터의 출력 전류 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 및 상기 제2 컨버터의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 온도 센서를 이용하여 측정된 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 또는 상기 제2 컨버터의 온도 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하는 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터, 및 상기 제2 컨버터 중에서 지정된 온도 조건을 만족하는 적어도 하나의 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 상기 중간 전압을 변경하는 전자 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 온도 센서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 각각에 포함된 인덕터의 온도를 측정하는 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 컨버터에 대한 입력 전력, 또는 상기 제2 컨버터에 대한 출력 전력 중 적어도 하나의 변화를 감지하고, 및
    상기 변화 감지에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 동작 모드를 결정하고, 및
    상기 결정된 중간 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 제2 컨버터의 동작 모드를 결정하는 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터는 상기 입력 전압을 상기 중간 전압으로 변환하여 출력하고, 및
    상기 제2 컨버터는 상기 적어도 하나의 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받고, 상기 입력된 중간 전압을 상기 출력 전압으로 변환하는 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터가 복수 개인 경우, 상기 복수 개의 제1 컨버터들은 병렬 연결되며, 및
    상기 복수 개의 제1 컨버터들 각각은, 서로 다른 외부 전원 장치들로부터 입력 전압을 제공받는 전자 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드는, 전압을 강압하는 벅 모드, 전압을 승압하는 부스트 모드, 또는 전압에 대한 강압 및 승압을 반복하여 수행하는 벅부스트 모드 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
  12. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하는 동작을 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터는,
    전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하며, 및
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터는 직렬로 연결되며,
    상기 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드는, 전압을 강압하는 벅 모드, 전압을 승압하는 부스트 모드, 또는 전압에 대한 강압 및 승압을 반복하여 수행하는 벅부스트 모드 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 중간 전압을 결정하는 동작은,
    상기 제1 컨버터의 입력 전류, 또는 상기 제2 컨버터의 출력 전류 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 동작을 포함하는 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 중간 전압을 결정하는 동작은,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 동작을 포함하는 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    적어도 하나의 온도 센서를 이용하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 또는 상기 제2 컨버터의 온도 중 적어도 하나를 측정하는 동작; 및
    상기 측정된 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 또는 상기 제2 컨버터의 온도 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하는 동작을 더 포함하는 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1 컨버터에 대한 입력 전력, 또는 상기 제2 컨버터에 대한 출력 전력 중 적어도 하나의 변화를 감지하는 동작; 및
    상기 변화 감지에 대한 응답으로, 상기 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하는 동작을 더 포함하는 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 동작 모드를 제어하는 동작은,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 동작 모드를 결정하는 동작, 및
    상기 결정된 중간 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 제2 컨버터의 동작 모드를 결정하는 동작을 포함하는 방법.
  19. 전자 장치에 있어서,
    전압을 강압 또는 승압 가능한 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터;
    상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 직렬로 연결되고, 전압을 강압 또는 승압가능한 제2 벅부스트컨버터; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 입력 전압과 상기 제2 벅부스트컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고,
    상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 각각이 강압 또는 승압하도록 제어하도록 설정된 전자 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 전자 장치.

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