KR20200114430A - 전력 공급 회로 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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KR20200114430A
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박세호
이기선
최규식
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Abstract

일 실시 예에 따른 전자 장치는 하우징, 상기 하우징의 일면을 통하여 노출된 디스플레이, 적어도 하나의 그라운드 부재, 상기 하우징 내에 배치되며, 제1 양극 및 제1 음극을 포함하는 제1 배터리, 상기 하우징 내에 배치되며, 제2 양극, 및 상기 그라운드 부재와 전기적으로 연결된 제2 음극을 포함하는 제2 배터리, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리에 전기적으로 연결된 충전 회로, 상기 충전 회로와 전기적으로 연결된 충전 인터페이스 및 상기 충전 인터페이스 및 상기 충전 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 전자 장치에 공급되는 전력을 관리하도록 구성된 전력 관리 모듈(power management integrated circuit; PMIC)을 포함하고, 상기 충전 회로는, 상기 충전 인터페이스를 통하여 외부 전원이 연결된 경우 제1 시간 주기 동안 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 직렬(series)로 구성하고, 제2 시간 주기 동안 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 병렬(parallel)로 구성하도록 구성될 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

전력 공급 회로 및 이를 포함하는 전자 장치{Power circuit and electronic device including the same}
본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은 전자 장치의 충전 회로와 관련된다.
휴대용 전자 장치는 배터리를 포함하고, 배터리에서 공급되는 전력을 이용하여 구동될 수 있다. 배터리를 포함한 휴대용 전자 장치는 일정 전력 이상을 사용한 경우 충전이 필요할 수 있다. 휴대용 전자 장치의 배터리는 충전기를 이용하여 일정 전력을 충전할 수 있다.
배터리를 충전하는 과정에서 일정 시간 이상의 충전 시간이 소요될 수 있어, 충전 시간을 줄이기 위한 기술 개선이 요구될 수 있다. 또한, 배터리를 충전하면서도 휴대용 전자 장치 구동에 필요한 전력 공급이 요구되기 때문에, 배터리 충전과 휴대용 전자 장치의 전력 공급을 적절히 제어할 필요가 있다.
본 기재의 다양한 실시 예들은 배터리 충전 효율을 높이고, 안정적인 전력 공급 및 방전과 관련한 구동 방식을 제공할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는 하우징, 상기 하우징의 일면을 통하여 노출된 디스플레이, 적어도 하나의 그라운드 부재, 상기 하우징 내에 배치되며, 제1 양극 및 제1 음극을 포함하는 제1 배터리, 상기 하우징 내에 배치되며, 제2 양극, 및 상기 그라운드 부재와 전기적으로 연결된 제2 음극을 포함하는 제2 배터리, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리에 전기적으로 연결된 충전 회로, 상기 충전 회로와 전기적으로 연결된 충전 인터페이스 및 상기 충전 인터페이스 및 상기 충전 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 전자 장치에 공급되는 전력을 관리하도록 구성된 전력 관리 모듈(power management integrated circuit; PMIC)을 포함하고, 상기 충전 회로는, 상기 충전 인터페이스를 통하여 외부 전원이 연결된 경우 제1 시간 주기 동안 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 직렬(series)로 구성하고, 제2 시간 주기 동안 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 병렬(parallel)로 구성하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는 하우징, 상기 하우징의 일면을 통하여 노출된 디스플레이, 적어도 하나의 그라운드 부재, 상기 하우징 내에 배치되며, 제1 양극 및 제1 음극을 포함하는 제1 배터리, 상기 하우징 내에 배치되며, 제2 양극 및 제2 음극을 포함하는 제2 배터리, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리에 전기적으로 연결된 충전 회로, 상기 충전 회로와 전기적으로 연결된 충전 인터페이스 및 상기 충전 인터페이스 및 상기 충전 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 전자 장치에 공급되는 전력을 관리하기 위한 전력 관리 모듈(power management integrated circuit; PMIC)을 포함하고, 상기 충전 회로는, 상기 충전 인터페이스를 통하여 외부 전원이 연결된 경우 제1 시간 주기 동안, 상기 제1 음극과 상기 제2 양극을 전기적으로 연결하여, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 직렬(series)로 구성하고, 제2 시간 주기 동안 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 병렬(parallel)로 구성하고, 제3 시간 주기 동안, 상기 제1 양극과 상기 제2 음극을 전기적으로 연결하여, 상기 제2 배터리 및 상기 제1 배터리를 직렬(series)로 구성하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전자 장치는 부하, 상기 부하에 작동적으로 연결되는 제1 배터리 및 제2 배터리, 상기 제1 배터리 및 제2 배터리의 충전 또는 방전을 제어하는 충전 회로를 포함하고, 상기 충전 회로는 상기 제1 배터리에 연결되는 제1 배터리 스위칭 회로, 상기 제2 배터리에 연결되는 제2 배터리 스위칭 회로, 상기 제1 배터리 스위칭 회로 및 상기 제2 배터리 스위칭 회로에 연결되는 PMIC를 포함하고, 상기 PMIC는 상기 제1 배터리 스위칭 회로 및 상기 제2 배터리 스위칭 회로를 제어하여 상기 제1 배터리 및 제2 배터리를 직렬 또는 병렬로 배치되도록 제어할 수 있다.
본 기재의 다양한 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 배터리 간 밸런싱을 유지하면서, 배터리 충전 속도를 높일 수 있으며, 전자 장치가 필요로 하는 전력 공급을 원활하고 안정적으로 수행할 수 있도록 지원한다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블록도이다.
도 3은 본 기재의 실시 예에 따른 전자 장치 충전 환경의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 기재의 실시 예에 따른 전력 공급 회로를 포함하는 전자 장치 구성의 일부의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 4b는 본 기재의 실시 예에 따른 전력 공급 회로의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 기재의 실시 예에 따른 배터리들을 포함하는 전력 공급 회로의 충전 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 기재의 실시 예에 따른 배터리들을 포함하는 전력 공급 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 기재의 실시 예에 따른 배터리들의 충방전 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 기재의 다른 실시 예에 따른 전력 공급 회로를 포함하는 전자 장치 구성의 일부의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 기재의 다른 실시 예에 따른 배터리들의 일부 충전 및 일부 방전 동작의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 기재의 다른 실시 예에 따른 배터리들의 일부 충전 및 일부 방전 동작의 다른 한 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 기재의 다른 실시 예에 따른 배터리들의 동작의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 기재의 다른 실시 예에 따른 전력 공급 회로를 포함하는 전자 장치의 패스 형성의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 기재의 다양한 실시 예에 따른 배터리들의 충방전 패스의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 14는 본 기재의 다양한 실시 예에 따른 배터리들의 충방전 패스의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 기재의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 기재를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 기재의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1000) 내의 전자 장치(1001)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(1000)에서 전자 장치(1001)는 제1 네트워크(1098)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1002)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(1099)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(1004) 또는 서버(1008)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)는 서버(1008)를 통하여 전자 장치(1004)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)는 프로세서(1020), 메모리(1030), 입력 장치(1050), 음향 출력 장치(1055), 표시 장치(1060), 오디오 모듈(1070), 센서 모듈(1076), 인터페이스(1077), 햅틱 모듈(1079), 카메라 모듈(1080), 전력 관리 모듈(1088), 배터리(1089), 통신 모듈(1090), 가입자 식별 모듈(1096), 또는 안테나 모듈(1097)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1001)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(1060) 또는 카메라 모듈(1080))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(1076)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(1060)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(1020)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1040))를 실행하여 프로세서(1020)에 연결된 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(1020)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1076) 또는 통신 모듈(1090))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1032)에 로드하고, 휘발성 메모리(1032)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1034)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1020)는 메인 프로세서(1021)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(1023)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(1023)는 메인 프로세서(1021)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(1023)는 메인 프로세서(1021)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(1023)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1021)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1021)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1021)와 함께, 전자 장치(1001)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(1060), 센서 모듈(1076), 또는 통신 모듈(1090))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1023)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(1080) 또는 통신 모듈(1090))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(1030)는, 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1020) 또는 센서모듈(1076))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1040)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(1030)는, 휘발성 메모리(1032) 또는 비휘발성 메모리(1034)를 포함할 수 있다.
프로그램(1040)은 메모리(1030)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(1042), 미들 웨어(1044) 또는 어플리케이션(1046)을 포함할 수 있다.
입력 장치(1050)는, 전자 장치(1001)의 구성요소(예: 프로세서(1020))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(1050)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(1055)는 음향 신호를 전자 장치(1001)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(1055)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(1060)는 전자 장치(1001)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(1060)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(1060)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1070)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1070)은, 입력 장치(1050)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(1055), 또는 전자 장치(1001)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1076)은 전자 장치(1001)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(1076)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(1077)는 전자 장치(1001)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1077)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1078)는, 그를 통해서 전자 장치(1001)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(1078)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1079)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(1079)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1080)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1080)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1088)은 전자 장치(1001)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1088)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(1089)는 전자 장치(1001)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(1089)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1090)은 전자 장치(1001)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1002), 전자 장치(1004), 또는 서버(1008))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1090)은 프로세서(1020)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1090)은 무선 통신 모듈(1092)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1094)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(1098)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(1099)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(1092)은 가입자 식별 모듈(1096)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(1098) 또는 제2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1001)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(1097)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(1097)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(1098) 또는 제2 네트워크(1099)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(1090)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(1090)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(1097)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(1099)에 연결된 서버(1008)를 통해서 전자 장치(1001)와 외부의 전자 장치(1004)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부 전자 장치(1002, 1004) 각각은 전자 장치(1001)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1001)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(1002, 1004, 또는 1008) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(1001)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1001)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(1001)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1001)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 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 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나" 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(1001)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(1036) 또는 외장 메모리(1038))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1040))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(1001))의 프로세서(예: 프로세서(1020))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 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 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(1188)(예: 도 1의 전력 관리 모듈(1088) 및 배터리(1189)(예: 도 1의 배터리(1089) 또는 후술하는 도 3의 배터리들(121, 122))를 포함하는 전자 장치(1100)(예: 도 1의 전자 장치(1001))에 대한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 전력 관리 모듈(1188)은 충전 회로(1110) (예: 후술하는 도 3의 전력 공급 회로(130) 중 일부), 전력 조정기(1120), 또는 전력 게이지(1130)(예: 후술하는 도 4a 또는 도 4b의 연료 게이지(136a, 136b))를 포함할 수 있다. 충전 회로(1110)는 전자 장치(1100)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(1189)를 충전할 수 있다. 일실시예에 따르면, 충전 회로(1110)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(1189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(1189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(1100)와, 예를 들면, 연결 단자(1078)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(1097)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(1120)는, 예를 들면, 외부 전원 또는 배터리(1189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(1120)는 상기 외부 전원 또는 배터리(1189)의 전력을 전자 장치(1100)(또는 도 1의 전자 장치(1001))에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 조정기(1120)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다. 전력 게이지(1130)는 배터리(1189)에 대한 사용 상태 정보(예: 배터리(1189)의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
전력 관리 모듈(1188)은, 예를 들면, 충전 회로(1110), 전압 조정기(1120), 또는 전력 게이지(1130)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(1189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 결정할 수 있다. 전력 관리 모듈(1188)은 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(1189)의 정상 또는 이상 여부를 판단할 수 있다. 배터리(1189)의 상태가 이상으로 판단되는 경우, 전력 관리 모듈(1188)은 배터리(1189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(1020))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(1189)는, 일실시예에 따르면, 배터리 보호 회로 모듈(protection circuit module(PCM))(1140)을 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로 모듈(1140)은 배터리(1189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로 모듈(1140)은, 추가적으로 또는 대체적으로, 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 포함하는 다양한 기능들을 수행할 수 있는 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 배터리(1189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 센서 모듈(1076) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서), 전력 게이지(1130), 또는 전력 관리 모듈(1188)을 이용하여 측정될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(1076) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(1140)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(1189)의 인근에 배치될 수 있다.
도 3은 본 기재의 실시 예에 따른 전자 장치 충전 환경의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치의 충전 환경(10)은 충전용 어댑터(50) 및 전자 장치(100)(예: 도 1의 전자 장치(1001) 또는 도 2의 전자 장치(1100))를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 충전 환경(10)에서 충전용 어댑터(50)는 영구전원(20)에 일측이 연결되어, 영구전원(20)에서 공급된 전력을 타측에 연결된 전자 장치(100)에 전달할 수 있다.
상기 전자 장치(100)(예: 도 1의 전자 장치(1001) 또는 도 2의 전자 장치(1100))는 충전 인터페이스(110)(예: 도 1의 인터페이스(1077)), 전력 공급 회로(130)(예: 도 2의 전력 관리 모듈(1188)), 복수의 배터리들(121, 122)(예: 도 1의 배터리(1089) 또는 도 2의 배터리(1189)), 및 부하(150)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(100)는 상기 전력 공급 회로(130)(또는 충전 회로)의 접지를 지원하는 그라운드 부재(109)를 더 포함할 수 있다. 상기 그라운드 부재(109)는 상기 전자 장치(100)에 포함된 금속 재질로 마련된 적어도 일부 구성을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 그라운드 부재(109)는 상기 전자 장치(100)에 포함된 인쇄회로기판의 그라운드 영역, 상기 하우징(101)의 적어도 일부, 디스플레이(160)(예: 도 1의 표시 장치(1060)) 후면에 배치되는 금속 시트, 상기 배터리들(121, 122)을 감싸는 금속 구조물 중 적어도 하나의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 하우징(101) 및 상기 하우징(101) 일면에 배치되어 상기 일면을 통해 노출되는 디스플레이(160)를 더 포함하고, 복수의 배터리들(121, 122)이 충전한 전력 또는 상기 충전 인터페이스(110)를 통해 전달된 전력을 이용하여 상기 디스플레이(160)를 구동할 수 있다. 상기 디스플레이(160)는 상기 복수의 배터리들(121, 122) 각각의 충전 잔여량 또는 통합 충전 잔여량, 밸런싱 상태(복수의 배터리들(121, 122)의 충전량이 동일한지 또는 얼마나 차이가 나는지에 대한 상태)와 관련한 객체를 출력할 수 있다.
상기 충전 인터페이스(110)는 예컨대, 충전용 어댑터(50)의 일측이 삽입될 수 있는 소켓 형상을 가질 수 있다. 상기 충전 인터페이스(110)는 유선을 통해 전달되는 전력을 전력 공급 회로(130)에 전달할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 충전 인터페이스(110)는 USB 인터페이스 또는 마이크로 USB 인터페이스를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 충전 인터페이스(110)는 무선 충전과 관련한 요소(예: 무선 충전용 안테나 또는 코일)를 포함할 수도 있다.
상기 전력 공급 회로(130)는 상기 충전 인터페이스(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(100)는 전력 공급 회로(130)와 상기 충전 인터페이스(110)를 전기적으로 연결하는 신호 배선(예: 케이블 또는 신호 라인이 형성된 FPCB 또는 PCB 등)을 더 포함할 수 있다. 상기 전력 공급 회로(130)는 충전 인터페이스(110)를 통해 전달되는 전력의 전압을 일정 크기로 변환하고, 변환된 전력을 이용하여 배터리들(121, 122)을 충전하거나, 부하(150)에 공급할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전력 공급 회로(130)는 복수의 배터리들(121, 122)의 충전 상태와 방전 상태를 제어하여, 부하(150)에 전력을 안정적으로 공급 하면서도, 배터리들(121, 122)의 충전을 효율적으로 처리할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 공급 회로(130)는 복수의 배터리들(121, 122)의 충전 상태에서는 복수의 배터리들(121, 122)의 배치 관계를 직렬로 변환하여 충전 효율을 높일 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 전력 공급 회로(130)는 복수의 배터리들(121, 122)의 방전 상태(또는 부하(150)에 전력을 공급하는 상태)에서는 복수의 배터리들(121, 122)의 배치 관계를 병렬로 변환하여 방전 공급 시간을 안정적으로 유지할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 전력 공급 회로(130)는 복수의 배터리들(121, 122)의 방전 상태에서 복수의 배터리들(121, 122)의 배치 관계를 직렬로 변환하여 부하(150)가 큰 전력을 요구할 때 안정적인 전력이 공급될 수 있도록 처리할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 전력 공급 회로(130)는 복수의 배터리들(121, 122)에 충전 전력을 공급하되 복수의 배터리들(121, 122)의 충전량이 유사 또는 동일하게 될 수 있도록 충전 전력의 공급을 제어할 수 있다.
상기 부하(150)는 상기 전력 공급 회로(130)와 전기적으로 연결되고, 배터리들(121, 122)에 저장된 전력 또는 상기 충전 인터페이스(110)를 통해 공급되는 전력을 소비할 수 있다. 상기 부하(150)는 예컨대, 적어도 하나의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(1020))를 포함할 수 있다. 또는, 상기 부하(150)는 상술한 디스플레이(160)를 포함할 수도 있다. 또는, 상기 부하(150)는 상기 전자 장치(100)에 배치된 적어도 하나의 구성 요소 중 상기 배터리들(121, 122) 또는 상기 충전 인터페이스(110)를 통해 공급되는 전력을 운용하는 구성을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 부하(150)는 카메라 모듈, 통신 모듈, 스피커, 마이크, 또는 적어도 하나의 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 배터리들(121, 122)은 상기 전자 장치(100)의 내부 일측에 복수개가 배치될 수 있다. 도시된 도면에서는 배터리들(121, 122)이 나란하게 인접되게 배치된 형상을 도시하였으나, 본 기재가 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 배터리들(121, 122)은 상하로 중첩되게 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 배터리들(121, 122)은 복수개로 구비된 후 하나의 포장 필름에 의해 포장될 수도 있다. 상기 배터리들(121, 122)은 전력 공급 회로(130)에 배치된 스위치들에 따라 직렬로 배치되거나, 병렬로 배치될 수 있다. 상기 배터리들(121, 122)은 동일한 전압 특성 또는 전류 특성을 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 배터리들(121, 122)은 충전할 수 있는 최대 충전량이 동일하게 구성될 수 있다.
상술한 설명에서는 유선 충전을 고려하여 충전용 어댑터(50)를 도시하였으나, 무선 충전 환경을 고려할 경우, 무선 충전기가 상기 충전용 어댑터(50)를 대체할 수 있다. 전자 장치(100)에서, 무선 충전기로부터 공급된 무선 전력은 전력 공급 회로(130)를 통해 배터리들(121, 122)에 공급되거나 부하(150)에 공급될 수 있다. 예를 들어, 무선 충전기는 무선 충전용 안테나를 포함한 외부 전자 장치를 포함할 수 있다.
도 4a는 본 기재의 실시 예에 따른 전력 공급 회로를 포함하는 전자 장치 구성의 일부의 한 예를 나타낸 도면이며, 도 4b는 본 기재의 실시 예에 따른 전력 공급 회로의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 전자 장치(100)는 전력 공급 회로(130), 부하(150), 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 포함할 수 있다. 상기 전력 공급 회로(130)는 입력단 보호 회로(131), 무선 충전부(133), PMIC(132)(power management IC, 충전 제어 회로), 배터리 스위칭 회로(135)(Switched Battery Charger), 연결 제어 스위치(137), 제1 연료 게이지(136a)(예: 도 2의 전력 게이지(1130)), 및 제2 연료 게이지(136b)(예: 도 2의 전력 게이지(1130))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 상기 전자 장치(100)는 배터리 스위칭 회로(135)에 연결되는 제1 배터리(121) 및 연결 제어 스위치(137)에 연결되는 제2 배터리(122)를 포함할 수 있다. 상기 제1 배터리(121)의 물리적 특성과 상기 제2 배터리(122)의 물리적 특성은 유사하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 배터리(121)의 정격 출력 및 제2 배터리(122)의 정격 출력은 동일할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제1 배터리(121)의 충전/방전 전압 특성은 제2 배터리(122)의 충전/방전 전압 특성과 동일할 수 있다.
상기 입력단 보호 회로(131)는 충전 인터페이스(110)와 무선 충전부(133) 또는 PMIC(132)에 연결될 수 있다. 입력단 보호 회로(131)는 충전 인터페이스(110)를 통해 충전용 어댑터(50)로부터 지정된 크기 이상의 전압으로 전력이 공급되는 경우, 해당 과전압을 차단하여 전력 공급 회로(130)를 보호할 수 있다. 상기 입력단 보호 회로(131)는 설계 변경에 따라 생략되거나, 위치가 변경될 수도 있다.
상기 무선 충전부(133)는 MFC(mass flow controller) 회로(133a) 및 전압 분배기(133b)를 포함할 수 있다. 상기 MFC 회로(133a)는 코일(coil)을 통해 전달된 전력을 평활화하고, 평활화한 전력을 전압 분배기(133b)에 전달할 수 있다. 상기 전압 분배기(133b)는 MFC 회로(133a)를 통해 전달된 전력을 분배하고, 분배된 전력을 배터리 스위칭 회로(135) 및 PMIC(132)에 전달할 수 있다. 이와 관련하여, 전압 분배기(133b)의 출력단(134)은 PMIC(132) 및 배터리 스위칭 회로(135)에 연결될 수 있다. 상기 전압 분배기(133b)와 상기 배터리 스위칭 회로(135) 사이에는 일정 크기의 커패시턴스를 가지는 제1 커패시터(C1)가 배치될 수 있다. 상기 제1 커패시터(C1)는 배터리 스위칭 회로(135)에 공급되는 전력을 안정시키는 역할을 할 수 있다.
상기 PMIC(132)의 일측(예: 입력측)은 입력단 보호 회로(131) 및 전압 분배기(133b)의 출력단(134)과 배터리 스위칭 회로(135) 사이에 연결될 수 있다. 상기 PMIC(132)는 입력단 보호 회로(131)에 연결되는 유선 충전 입력 스위치(S1), 무선 충전부(133)에 연결되는 무선 충전 입력 스위치(S2)를 포함할 수 있다. 상기 유선 충전 입력 스위치(S1)와 무선 충전 입력 스위치(S2)의 출력단(132b)은 서로 연결되고, 상기 출력단(132b)은 벅 회로(132c)에 연결될 수 있다. 상기 출력단(132b)에는 전력 공급 안정화를 위해 제2 커패시터(C2)가 병렬로 연결될 수 있다. 상기 벅 회로(132c)의 출력단(132d)은 전력 공급 제어 스위치(QBAT)의 일측과 공유될 수 있다. 상기 출력단(132d)은 부하(150)와 연결되고, 상기 출력단(132d)과 상기 부하(150) 사이에는 부하(150)에 공급되는 전력 공급을 안정하기 위해 제3 커패시터(C3)가 배치될 수 있다.
상기 배터리 스위칭 회로(135)는 입력단이 유선 충전과 관련한 입력단 보호 회로(131)의 출력단(132a)와 연결될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 배터리 스위칭 회로(135)는 무선 충전부(133)의 전압 분배기(133b)의 출력단(134)과 연결될 수 있다. 배터리 스위칭 회로(135)는 제1 배터리(121)와 병렬로 연결되는 제1 및 제2 스위치들(H1, H2) 및 제3 및 제4 스위치들(L1, L2), 배터리 보호 회로(OVP)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제3 및 제4 스위치들(L1, L2) 및 상기 제1 및 제2 스위치들(H1, H2) 사이에는 제1 배터리(121) 및 제1 게이지 저항(R1)이 병렬로 배치되고, 상기 제1 게이지 저항(R1)의 양단에 제1 연료 게이지(136a)가 연결될 수 있다. 상기 제1 게이지 저항(R1)은 상기 제1 배터리(121)와 직렬로 연결될 수 있다. 상기 배터리 보호 회로(OVP)의 일측은 상기 출력단(134)과 연결되고, 상기 배터리 보호 회로(OVP)의 타측은 제1 및 제2 스위치들(H1, H2) 중 제1 스위치(H1)의 일측과 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2 스위치들(H1, H2)은 케스케이드 방식으로 연결되는 제1 스위치(H1) 및 제2 스위치(H2)를 포함하고, 상기 제1 스위치(H1)와 상기 제2 스위치(H2) 사이의 연결 노드(135a)는 제1 게이지 저항(R1)의 일측과 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 배터리 보호 회로(OVP)의 소스 단은 출력단(134)과 연결되고, 배터리 보호 회로(OVP)의 드레인 단은 제1 스위치(H1)의 소스 단에 연결될 수 있다. 상기 제1 스위치(H1)의 드레인 단은 상기 제2 스위치(H2)의 소스 단에 연결되고, 상기 제2 스위치(H2)의 드레인 단은 제3 스위치(L1)의 소스 단에 연결될 수 있다. 상기 제3 스위치(L1)의 드레인 단은 상기 제4 스위치(L2)의 소스 단에 연결되고, 상기 제4 스위치(L2)의 드레인 단은 접지에 연결될 수 있다. 상기 제3 스위치(L1)와 상기 제4 스위치(L2) 사이의 연결 노드(135b)는 제1 배터리(121)의 타측과 연결될 수 있다. 배터리 스위칭 회로(135)의 출력단(135c)은 연결 제어 스위치(137)의 일단(예: 소스 단)과 연결될 수 있다.
상기 연결 제어 스위치(137)의 게이트 단은 배터리 스위칭 회로(135)의 전류 제한 제어(current limit control)에 의해 활성화될 수 있다. 상기 연결 제어 스위치(137)의 드레인 단은 제2 게이지 저항(R2)에 연결될 수 있다. 상기 제2 게이지 저항(R2)의 양단에는 제2 연료 게이지(136b)가 병렬로 연결될 수 있다. 상기 제2 게이지 저항(R2)의 일측은 제2 배터리(122)의 일측과 연결되고, 상기 제2 배터리(122)의 타측은 접지에 연결될 수 있다.
도 5는 본 기재의 실시 예에 따른 배터리들을 포함하는 전력 공급 회로의 충전 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전부(133) 중 적어도 하나를 통해 전력이 공급되면, 배터리 보호 회로(OVP), 제1 스위치(H1), 연결 노드(135a), 제1 게이지 저항(R1), 제1 배터리(121), 연결 노드(135b), 제3 스위치(L1), 출력단(135c), 연결 제어 스위치(137), 제2 게이지 저항(R2), 제2 배터리(122) 및 접지를 포함하는 충전 패스(300)가 형성될 수 있다.
이와 관련하여, PMIC(예: 도 4의 PMIC(132))는 제1 연료 게이지(136a)를 이용하여 제1 배터리(121)에 충전되는 전압을 확인하고, 충전되는 전압이 지정된 크기(예: 제1 배터리(121)와 제2 배터리(122)를 직렬로 충전하기에 적절한 전압) 이상인 경우, 각 스위치들(예: 제1 및 제2 스위치들(H1, H2), 제3 및 제4 스위치들(L1, L2), 연결 제어 스위치(137))을 제어하여 상술한 충전 패스(300)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 PMIC(132)는 제1 스위치(H1)를 턴-온하고, 제2 스위치(H2)를 턴-오프하고, 제3 스위치(L1)를 턴-온하고, 제4 스위치(L2)를 턴-오프할 수 있다.
상술한 충전 패스(300)가 형성되면, 상기 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)는 충전 전력(예: 도 2의 입력단 보호 회로(131))에 대하여 직렬로 배치될 수 있다. 직렬로 배치된 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)는 충전 전력에 기반하여 실질적으로 동일하게 충전될 수 있다. 예를 들어, 충전 전력이 9V/2.2A이면, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)는 각각 4.4V/2.2A로 동시 충전될 수 있다.
도 6은 본 기재의 실시 예에 따른 배터리들을 포함하는 전력 공급 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, PMIC(예: 도 2의 PMIC(132)) 제어에 따라 제4 스위치(L2), 제2 스위치(H2) 및 연결 제어 스위치(137)가 턴-온 상태를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, PMIC(132)는 충전 인터페이스(110)로부터 충전 전력이 공급되지 않는 경우, 또는 충전 인터페이스(110)로부터 충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전기가 분리되는 경우, 제4 스위치(L2), 제2 스위치(H2) 및 연결 제어 스위치(137)를 턴-온 상태로 제어하여 배터리들(121, 122) 전력을 부하(150)에 공급하도록 제어할 수 있다.
PMIC(132) 제어에 따라, 배터리 방전(또는 부하(150)에 전력을 공급)과 관련하여, 제4 스위치(L2), 연결 노드(135b), 제1 배터리(121), 제1 게이지 저항(R1), 연결 노드(135a), 제2 스위치(H2), 출력단(135c), 연결 제어 스위치(137)를 포함하는 제1 방전 패스(410)와, 접지, 제2 배터리(122), 제2 게이지 저항(R2) 및 연결 제어 스위치(137)를 포함하는 제2 방전 패스(420)가 형성될 수 있다. 상기 제1 방전 패스(410)는 제1 배터리(121)에 저장된 전력을 부하(150)에 전달하는데 이용되고, 제2 방전 패스(420)는 제2 배터리(122)에 저장된 전력을 부하(150)에 전달하는데 이용될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 셀 밸런싱과 관련하여, 제1 배터리(121)가 4.4V/2.2A 완충된 상태, 제2 배터리(122)가 4.4V/2.2A 완충된 상태이거나 동일한 전압을 가진 상태에서 배터리가 방전되도록 제어될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제1 연료 게이지(136a)는 제1 배터리(121)가 방전되는 동안 제1 배터리(121)의 충전 전력 잔량을 측정하여 PMIC(132)에 전달할 수 있다. 제2 연료 게이지(136b)는 제2 배터리(122)가 방전되는 동안 제1 배터리(121)의 충전 전력 잔량을 측정하여 PMIC(132)에 전달할 수 있다. 상기 PMIC(132)는 어느 하나의 배터리와 다른 배터리 간의 전압차가 지정된 값 이상인 경우, 상대적으로 높은 전압을 가진 배터리의 전력을 부하(150)에 공급하도록 스위치 소자들(예: 제1 및 제2 스위치들(H1, H2), 제3 및 제4 스위치들(L1, L2), 연결 제어 스위치(137))을 제어할 수 있다. 예를 들어, PMIC(132)는 제1 배터리(121)의 전압이 제2 배터리(122)의 전압보다 높은 경우, 배터리들(121, 122)의 셀 밸런싱과 관련하여 제1 배터리(121)의 전력이 부하(150)에 전달되도록 배터리 스위칭 회로(135) 및/또는 연결 제어 스위치(137)를 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 PMIC(132)는 제1 방전 패스(410) 및 제2 방전 패스(420)를 형성하여 부하(150)에 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 병렬로 연결하여, 충전 전력을 공급할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 기재의 실시 예에 따른 전력 공급 회로(130)는 전력을 충전하는 동안에 충전용 어댑터(50)에 대하여 제1 배터리(121)와 제2 배터리(122)를 직렬로 배치하고, 부하(150)에 배터리 전력을 공급하는 동안에 부하(150)에 대하여 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 병렬로 배치시킬 수 있다.
도 7은 본 기재의 실시 예에 따른 배터리들의 충방전 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 기재의 실시 예에 따른 전력 공급 회로(130)를 포함하는 전자 장치(100)는 앞서 도 2에서 설명한 바와 같이, 입력단 보호 회로(131), 무선 충전부(133), PMIC(132), 배터리 스위칭 회로(135), 연결 제어 스위치(137), 제1 연료 게이지(136a), 및 제2 연료 게이지(136b)를 포함할 수 있다. 충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전기로부터 충전 전력이 공급되면, 공급된 충전 전력은 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 충전시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 공급 회로(130)는 상기 공급된 충전 전력의 일부를 부하(150)에 전달하도록 충전 전력 공급 패스(500)를 형성할 수 있다. 상기 충전 전력 공급 패스(500)는 유선 충전 입력 스위치(S1), 입력단(132b), 벅 회로(132c), 출력단(132d) 및 부하(150)를 포함할 수 있다. 상기 출력단(132d) 및 부하(150) 사이에는 공급되는 전력의 안정과 관련하여 제3 커패시터(C3)가 병렬로 연결될 수 있다. 상기 충전 전력 공급 패스(500)는 충전용 어댑터(50) 연결 시 형성되는 패스로서, 무선 충전기가 연결되어, 충전 전력을 공급하는 경우, 무선 충전부(133), 출력단(134), 무선 충전 입력 스위치(S2), 출력단(132b), 벅 회로(132c), 출력단(132d) 및 부하(150)를 포함하는 패스(500)를 형성할 수 있다.
충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전기로부터 공급된 충전 전력 중 충전 전력 공급 패스(500)를 통해 부하(150)에 공급된 충전 전력을 제외한 나머지 충전 전력은 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 충전하는데 이용될 수 있다. 이와 관련하여, 전력 공급 회로(130)는 앞서 도 3에서 설명한 충전 패스(300)를 형성할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리들(121, 122)을 충전하는 동안(또는 충전 패스(300)를 형성하는 동안) PMIC(132)는 전력 공급 제어 스위치(QBAT)를 턴-오프 상태로 유지할 수 있다. 충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전부(133)가 분리되는 경우, 전력 공급 회로(130)는 전력 공급 제어 스위치(QBAT)를 턴-온 상태로 전환하고, 방전 패스들(410, 420) 중 적어도 하나를 형성하도록 스위치들을 제어하고, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122) 중 적어도 하나에 저장된 전력을 부하(150)에 전달할 수 있다. 일 실시 예에 따르면 PMIC(132)는 부하(150)에서 요구하는 전력에 기반하여, 배터리 스위칭 회로(135), 연결 제어 스위치(137) 및/또는 전력 공급 제어 스위치(QBAT)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 부하(150)에서 요구하는 전력이 충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전부(133)로부터 제공되는 일부 전력으로 감당할 수 있는 경우, PMIC(132)는 전력 공급 제어 스위치(QBAT)는 턴-오프 상태를 유지하여 부하(150)에 공급된 충전 전력을 제외한 나머지 충전 전력으로 배터리들(121, 122)을 충전할 수 있다. 다른 예를 들어, 부하(150)에서 요구하는 전력이 충전용 어댑터(50)를 통해 전달되는 일부 충전 전력보다 큰 경우, PMIC(132)는 전력 공급 제어 스위치(QBAT)를 턴-온하고 방전 패스들(410, 420)을 형성하여 배터리들(121, 122)에 저장된 전력을 부하(150)에 공급하도록 제어할 수 있다.
도 8은 본 기재의 다른 실시 예에 따른 전력 공급 회로를 포함하는 전자 장치 구성의 일부의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 전력 공급 회로(130)는 입력단 보호 회로(131), 무선 충전부(133), PMIC(132), 제1 배터리 스위칭 회로(135_1) 및 제2 배터리 스위칭 회로(135_2), 제1 연료 게이지(136a), 제2 연료 게이지(136b)를 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(100)는 상기 제1 배터리 스위칭 회로(135_1)에 연결되는 제1 배터리(121) 및 제2 배터리 스위칭 회로(135_2)에 연결되는 제2 배터리(122)를 포함할 수 있다. 상기 제1 배터리(121)의 물리적 특성과 상기 제2 배터리(122)의 물리적 특성은 유사하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 배터리(121)의 정격 출력 및 제2 배터리(122)의 정격 출력은 동일할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제1 배터리(121)의 충전/방전 전압 특성은 제2 배터리(122)의 충전/방전 전압 특성과 동일할 수 있다. 상기 도 8에서 도시한 입력단 보호 회로(131), 무선 충전부(133), PMIC(132) 및 부하(150)는 앞서 도 2에서 설명한 구성들과 동일한 구성일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 배터리 스위칭 회로(135_1)는 앞서 도 2 내지 도 5에서 설명한 배터리 스위칭 회로(135)와 동일 및 유사한 구성일 수 있다. 예컨대, 제1 배터리 스위칭 회로(135_1)는 입력단이 무선 충전부(133)의 전압 분배기(133b)의 출력단(134) 또는 입력단 보호 회로(131)의 출력단(132a)과 연결될 수 있다. 제1 배터리 스위칭 회로(135_1)는 제1 배터리(121)와 병렬로 연결되는 제1 및 제2 스위치들(HA1, HA2) 및 제3 및 제4 스위치들(LA1, LA2), 제1 배터리 보호 회로(OVP1)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 및 제2 스위치들(HA1, HA2)과 상기 제3 및 제4 스위치들(LA1, LA2) 사이에는 제1 게이지 저항(R1) 및 제1 배터리(121)가 병렬로 배치되고, 상기 제1 게이지 저항(R1)의 양단에 제1 연료 게이지(136a)가 연결될 수 있다. 상기 제1 게이지 저항(R1)과 제1 배터리(121)는 예컨대, 제1 스위치(HA1) 및 제2 스위치(HA2) 사이의 연결 노드(135_1a)와 제3 스위치(LA1) 및 제4 스위치(LA2) 사이의 연결 노드(135_1b)에 병렬로 연결될 수 있다. 제1 게이지 저항(R1) 및 제1 배터리(121)는 직렬로 연결될 수 있다. 상기 제1 배터리 스위칭 회로(135_1)는 케스케이드 방식으로 연결되는 제1 및 제2 스위치들(HA1, HA2) 및 제3 및 제4 스위치들(LA1, LA2)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 배터리 보호 회로(OVP1)의 소스 단은 제1 무선 충전부(133)의 전압 분배기(133b)의 출력단(134) 또는 입력단 보호 회로(131)의 출력단(132a)과 연결되고, 제1 배터리 보호 회로(OVP1)의 드레인 단은 제1 스위치(HA1)의 소스 단에 연결될 수 있다. 상기 제1 스위치(HA1)의 드레인 단은 상기 제2 스위치(HA2)의 소스 단에 연결되고, 상기 제2 스위치(HA2)의 드레인 단은 제3 스위치(LA1)의 소스 단에 연결될 수 있다. 상기 제3 스위치(LA1)의 드레인 단은 상기 제4 스위치(LA2)의 소스 단에 연결되고, 상기 제4 스위치(LA2)의 드레인 단은 접지에 연결될 수 있다. 상기 제3 스위치(LA1)와 상기 제4 스위치(LA2) 사이의 연결 노드(135_1b)는 제1 배터리(121)의 타측과 연결될 수 있다. 제1 배터리 스위칭 회로(135_1)의 출력단(135_1c)은 제2 배터리 스위칭 회로(135_2)의 일단과 연결될 수 있다.
상기 제2 배터리 스위칭 회로(135_2)는 입력단이 무선 충전부(133)의 전압 분배기(133b)의 출력단(134) 또는 입력단 보호 회로(131)의 출력단(132a)과 연결될 수 있다. 제2 배터리 스위칭 회로(135_2)는 제2 배터리(122)와 병렬로 연결되는 제5 및 제6 스위치들(HB1, HB2) 및 제7 및 제8 스위치들(LB1, LB2), 제2 배터리 보호 회로(OVP2)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제5 및 제6 스위치들(HB1, HB2)과 상기 제7 및 제8 스위치들(LB1, LB2) 사이에는 제2 게이지 저항(R2) 및 제2 배터리(122)가 병렬로 배치되고, 상기 제2 게이지 저항(R2)의 양단에 제2 연료 게이지(136b)가 연결될 수 있다. 상기 제2 게이지 저항(R2)과 제2 배터리(122)는 예컨대, 제5 스위치(HB1) 및 제6 스위치(HB2) 사이의 연결 노드(135_2a)와 제7 스위치(LB1) 및 제8 스위치(LB2) 사이의 연결 노드(135_2b)에 병렬로 연결될 수 있다. 제2 게이지 저항(R2) 및 제2 배터리(122)는 직렬로 연결될 수 있다. 상기 제2 배터리 스위칭 회로(135_2)는 케스케이드 방식으로 연결되는 제5 및 제6 스위치들(HB1, HB2) 및 제7 및 제8 스위치들(LB1, LB2)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 배터리 보호 회로(OVP2)의 소스 단은 출력단(134) 또는 입력단 보호 회로(131)의 출력단(132a)과 연결되고, 제2 배터리 보호 회로(OVP2)의 드레인 단은 제5 스위치(HB1)의 소스 단에 연결될 수 있다. 상기 제5 스위치(HB1)의 드레인 단은 상기 제6 스위치(HB2)의 소스 단에 연결되고, 상기 제6 스위치(HB2)의 드레인 단은 제7 스위치(LB1)의 소스 단에 연결될 수 있다. 상기 제7 스위치(LB1)의 드레인 단은 상기 제8 스위치(LB2)의 소스 단에 연결되고, 상기 제8 스위치(LB2)의 드레인 단은 접지에 연결될 수 있다. 상기 제7 스위치(LB1)와 상기 제8 스위치(LB2) 사이의 연결 노드(135_2b)는 제2 배터리(122)의 타측과 연결될 수 있다. 제2 배터리 스위칭 회로(135_2)의 출력단(135_2c)은 제1 배터리 스위칭 회로(135_1)의 출력단(135_1c)와 연결될 수 있다. 상기 제2 배터리 스위칭 회로(135_2)의 출력단(135_2c)는 PMIC(132)의 전력 공급 제어 스위치(QBAT)의 일단과 연결될 수 있다. 상기 출력단(135_2c)는 전력 공급의 안정을 위하여, 제4 커패시터(C4)가 병렬로 연결될 수 있다.
도 9는 본 기재의 다른 실시 예에 따른 배터리들의 일부 충전 및 일부 방전 동작의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전부(133) 중 적어도 하나를 통해 전력이 공급되면, 제1 배터리 보호 회로(OVP1), 제1 스위치(HA1), 연결 노드(135_1a), 제1 게이지 저항(R1), 제1 배터리(121), 연결 노드(135_1b), 제3 스위치(LA1), 출력단(135_1c), 출력단(135_2c), 제6 스위치(HB2), 연결 노드(135_2a), 제2 게이지 저항(R2), 제2 배터리(122), 연결 노드(135_2b), 제8 스위치(LB2) 및 접지를 포함하는 충전 패스(710)가 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)가 직렬로 연결되는 충전 패스(710)가 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PMIC(132)는 충전 패스(710) 형성과 관련하여, 제1 스위치(HA1)를 턴-온하고, 제2 스위치(HA2)를 턴-오프하고, 제3 스위치(LA1)를 턴-온하고, 제4 스위치(LA2)를 턴-오프할 수 있다. 상기 PMIC(132)는 제6 스위치(HB2)를 턴-온하고, 제5 스위치(HB1)를 턴-오프하고, 제8 스위치(LB2)를 턴-온하고, 제7 스위치(LB1)를 턴-오프할 수 있다. 상술한 충전 패스(710)가 형성되면, 상기 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)는 상기 충전 전력(예: 입력단 보호 회로(131))에 대하여 직렬로 배치될 수 있다. 직렬로 배치된 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)는 충전 전력에 기반하여 실질적으로 동일하게 충전될 수 있다. 예를 들어, 충전 전력이 9V/2.2A이면, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)는 각각 4.4V/2.2A로 동시 충전될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 50% 듀티 비율을 가지는 스위칭 주파수에 따라 충전 전력이 공급되는 경우, 선행 1/2 주기(한 주기에서 앞쪽 1/2 주기) 동안 상기 충전 패스(710)가 형성되어, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)가 충전될 수 있다.
상기 충전 패스(710)가 형성된 상태의 충전 기간 동안 부하(150)에서 배터리 충전 전력을 요구하는 경우, 제2 배터리(122)에 저장된 충전 전력이 부하(150)에 공급될 수 있다. 예를 들어, 충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전 회로에서 공급된 충전 전력 중 부하(150)에 공급되는 충전 전력이 부하(150)가 요구하는 전력량을 충족시키지 못하는 경우, 제2 배터리(122)에 저장된 충전 전력이 부하(150)에 공급될 수 있다. 이와 관련하여, PMIC(132)는 제2 배터리 스위칭 회로(135_2)의 스위치 소자들을 제어하여 제2 배터리(122)에 저장된 충전 전력이 부하(150)에 공급되도록 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, PMIC(132)는 제8 스위치(LB2), 제6 스위치(HB2)를 턴-온하고, 제5 스위치(HB1) 및 제7 스위치(LB1)를 턴-오프할 수 있다. 상기 스위치들의 상태에 따라, 접지, 제8 스위치(LB2), 연결 노드(135_2b), 제2 배터리(122), 제2 게이지 저항(R2), 연결 노드(135_2a), 제6 스위치(HB2), 출력단(135_2c)를 포함하는 방전 패스(720)가 형성될 수 있다. PMIC(132)는 제3 스위치(LA1)를 턴-오프하고, 제4 스위치(LA2)는 턴-온하여, 제1 배터리(121) 충전은 보류되거나, 또는 제1 배터리(121) 충전을 유지할 수 있다.
도 10은 본 기재의 다른 실시 예에 따른 배터리들의 일부 충전 및 일부 방전 동작의 다른 한 예를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, PMIC(132)는 제5 스위치(HB1), 제7 스위치(LB1), 제2 스위치(HA2) 및 제4 스위치(LA2)를 턴-온시키고, 제6 스위치(HB2), 제8 스위치(LB2), 제1 스위치(HA1) 및 제3 스위치(LA1)를 턴-오프시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 스위치들의 제어 상태에 따라, 제2 배터리 보호 회로(OVP2), 제5 스위치(HB1), 연결 노드(135_2a), 제2 게이지 저항(R2), 제2 배터리(122), 연결 노드(135_2b), 제7 스위치(LB1), 출력 노드(135_2c), 출력 노드(135_1c), 제2 스위치(HA2), 제1 게이지 저항(R1), 제1 배터리(121), 제4 스위치(LA2) 및 접지를 포함하는 충전 패스(810)가 형성될 수 있다. 상기 충전 패스(810) 형성 동안 제2 배터리(122)와 제1 배터리(121)는 직렬로 배치되고 충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전부(133)로부터 공급된 충전 전력을 기반으로 충전될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 50% 듀티 비율을 가지는 스위칭 주파수(예: 120Hz or 60Hz)에 따라 충전 전력이 공급되는 경우, 후행 1/2 주기(예: 한 주기 중 후반 1/2 주기) 동안 상기 충전 패스(810)가 형성되어, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)가 충전될 수 있다. 앞서 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면, 50% 듀티비를 가지는 스위칭 주파수에 따라 충전 전력이 공급되는 경우, 선행 1/2 주기 동안 충전 패스(710)를 통해 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)가 직렬로 배치된 상태에서 충전을 수행하고, 후행 1/2 주기 동안 충전 패스(810)를 통해 제2 배터리(122) 및 제1 배터리(121)가 직렬로 배치된(도 9에서의 직렬 배치와 도 10에서의 직렬 배치는 배터리 배치 순서가 서로 상반됨) 상태에서 충전을 수행할 수 있다. 이때, 충전 전력이 9V/2.2A이면, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)는 각각 4.4V/2.2A로 동시 충전될 수 있다. 상술한 충전 동작을 기반으로, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)에 충전되는 충전 전력량의 밸런싱(제1 배터리(121)와 제2 배터리(122)의 충전량이 동일하게 유지됨)이 유지될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, PMIC(132)는 제1 연료 게이지(136a) 및 제2 연료 게이지(136b)를 통해 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)의 충전 잔여량을 확인할 수 있다. 상기 PMIC(132)는 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)의 충전 잔여량이 다른 경우, 듀티비를 변경하여 충전 시간을 다르게 할 수 있다. 예컨대, 제1 배터리(121) 충전 잔여량이 제2 배터리(122)의 충전 잔여량보다 적은 경우, PMIC(132)는 도 9에서 설명한 배터리 충전 패스(710)가 형성되는 듀티비(예: 60%)를 도 10에서 설명한 배터리 충전 패스(810)가 형성되는 듀티비(예: 40%)보다 길게 설정할 수 있다. PMIC(132)는 제1 배터리(121)와 제2 배터리(122)의 충전 잔여량이 동일해지면, 듀티비를 동일(예: 50:50)하게 설정할 수 있다. 일 실시 예에서, 충전 기간 동안 부하(150)에서 배터리 충전 전력을 요구하는 경우, 제1 배터리(121)에 저장된 충전 전력이 부하(150)에 공급될 수 있다. 예를 들어, 충전 전력 중 부하(150)에 공급되는 충전 전력이 부하(150)가 요구하는 전력량을 충족시키지 못하는 경우, 제1 배터리(121)에 저장된 충전 전력이 부하(150)에 공급될 수 있다. 이와 관련하여, PMIC(132)는 제1 배터리 스위칭 회로(135_1)의 스위치 소자들을 제어하여 제1 배터리(121)에 저장된 충전 전력이 부하(150)에 공급되도록 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, PMIC(132)는 제4 스위치(LA2), 제2 스위치(HA2)를 턴-온하고, 제6 스위치(HB2) 및 제8 스위치(LB2)를 턴-오프할 수 있다. 전력 공급 회로(130)는 접지, 제4 스위치(LA2), 연결 노드(135_1b), 제1 배터리(121), 제1 게이지 저항(R1), 연결 노드(135_1a), 제2 스위치(HA2), 출력단(135_1c) 및 출력단(135_2c)를 포함하는 방전 패스(820)을 형성할 수 있다. PMIC(132)는 제7 스위치(LB1)를 턴-오프하고, 제8 스위치(LB2)는 턴-온하여, 제2 배터리(122) 충전을 유지할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, PMIC(132)는 충전 상태 또는 방전 상태에 관계 없이, 스위치들을 제어하여 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)들의 셀 밸런싱(예: 배터리들(121, 122)의 충전량을 동일하게 유지하거나, 배터리들(121, 122)의 충전 전압을 동일하게 유지하는 동작)을 유지할 수 있다. 또는, PMIC(132)는 배터리들(121, 122) 중 적어도 하나의 충전 중에 또는 방전 중에 셀 밸런싱 제어를 위해 제1 내지 제8 스위치들(HA1, HA2, LA1, LA2, HB1, HB2, LB1, LB2) 중 적어도 하나의 상태 제어를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 선행 1/2 주기 동안 도 9에서 설명한 방전 패스(720)가 형성되어 제2 배터리(122)에 저장된 충전 전력이 부하(150)에 공급되고, 나머지 후행 1/2 주기 동안 도 10에서 설명한 방전 패스(820)가 형성되어 제1 배터리(121)에 저장된 충전 전력이 부하(150)에 공급될 수 있다. 상술한 방전 동작을 기반으로, 초기에 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)가 셀 밸런싱을 유지한 상태에서, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)에 저장된 충전 전력이 교번적으로 부하에 공급됨으로써, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)의 충전 잔여량의 밸런싱을 유지하면서, 부하(150)에 충전 전력을 공급할 수 있다. 이에 따라, 본 기재의 배터리들(121, 122)의 충전 전력 공급 시, 셀 밸런싱이 유지됨에 따라, 배터리들(121, 122) 간의 충방전 동작이 발생하지 않아, 안정적인 전력 공급이 지원될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PMIC(132)는 충전용 어댑터(50)로부터 공급되는 충전 전력이 지정된 크기 이상의 고압(예: 9V 이상)이거나 또는 배터리들(121, 122)의 고속 충전 기간에서, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 직렬로 배치(예: 도 9 및 도 10에서 각각 언급한 충전 패스들(710, 810)을 1/2주기별로 교번적으로 변경하면서 배터리들을 직렬로 배치)시켜, 충전을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, PMIC(132)는 충전용 어댑터(50)로부터 지정된 크기 이하의 전압(예: 8.8V 미만)이거나 또는 배터리들(121, 122)의 저속 충전 시간에서, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)를 병렬로 배치(예: 제1 스위치(HA1)와 제5 스위치(HB1), 제4 스위치(LA2) 및 제8 스위치(LB2)를 턴온하고, 제2 스위치(HA2), 제6 스위치(HB2), 제3 스위치(LA1) 및 제7 스위치(LB1)를 턴-오프, 전력 공급 제어 스위치(QBAT) 턴-오프)하여 충전을 수행하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, PMIC(132)는 제1 배터리 보호 회로(135_1) 및 제2 배터리 보호 회로(135_2)의 특성을 제어할 수 있다. 예컨대, 제1 배터리(121)의 충전 특성(예: 전체 충전 가능량) 및 제2 배터리(122)의 충전 특성(예: 전체 충전 가능량)이 서로 다른 경우, PMIC(132)는 제1 배터리 보호 회로(135_1)의 LDO 레귤레이터의 턴-온 주기 및 제2 배터리 보호 회로(135_2)의 LDO 레귤레이터의 턴-온 주기를 조절하여, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)의 충전 특성 차를 보상하여, 배터리들(121, 122)의 밸런싱을 유지할 수 있다.
본 기재의 실시 예에 따른 전력 공급 회로(130)는 프로세서 제어에 따라, PMIC(132)를 거치지 않고 충전용 어댑터(50)에 공급되는 충전 전력을 직접적으로 배터리들(121, 122)에 공급할 수 있다.
도 11은 본 기재의 다른 실시 예에 따른 배터리들의 동작의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, PMIC(132)는 제4 스위치(LA2) 및 제2 스위치(HA2)를 턴-온하고, 제3 스위치(LA1) 및 제1 스위치(HA1)를 턴-오프하여 제1 배터리(121)를 포함하는 제1 방전 패스(910)을 형성할 수 있다. 상기 제1 방전 패스(910)는 접지, 제4 스위치(LA2), 연결점(135_1b), 제1 배터리(121), 제1 게이지 저항(R1), 연결점(135_1a), 제2 스위치(HA2), 출력단(135_1c), 출력단(135_2c)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 PMIC(132)는 제8 스위치(LB2) 및 제6 스위치(HB2)를 턴-온하고, 제7 스위치(LB1) 및 제5 스위치(HB1)를 턴-오프하여 제2 배터리(122)를 포함하는 제2 방전 패스(920)를 형성할 수 있다. 상술한 제1 방전 패스(910) 및 제2 방전 패스(920)가 형성되면, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)는 부하(150)에 대하여 병렬로 연결된 상태를 가질 수 있다. 제1 배터리(121)의 충전 잔여량 및 제2 배터리(122)의 충전 잔여량이 동일할 경우, 부하(150)에는 제1 배터리(121)와 제2 배터리(122)의 충전 전력이 공급될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)의 충전 전력이 각각 4.4V/2.2A인 경우, 부하(150)에 4.4V/2.2A가 공급될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 PMIC(132)는 상기 제1 방전 패스(910) 및 제2 방전 패스(920)를 교번적으로 형성하여, 1/2 주기 동안 제1 배터리(121)의 충전 전력을 부하(150)에 공급하고, 나머지 1/2 주기 동안 제2 배터리(122)의 충전 전력을 부하(150)에 공급하도록 제어할 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, PMIC(132)는 충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전부(133)가 분리되고, 부하(150)가 지정된 크기 이상의 전력량을 요구하는 경우, 도 9 또는 도 10에서 언급한 배터리들(121, 122)의 직렬 배치를 형성하는 패스(충전 패스의 역으로 형성된 패스를 통해 PMIC(132)에 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)가 직렬로 연결된 전력을 전달)를 형성하고, 전력 공급 제어 스위치(QBAT)를 턴-온하여 부하(150)에 지정된 크기 이상의 전력량(예: 8.8V/2.2A)을 공급하도록 제어할 수 도 있다.
도 12는 본 기재의 다른 실시 예에 따른 전력 공급 회로를 포함하는 전자 장치의 패스 형성의 한 예를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 전력 공급 회로(130)는 입력단 보호 회로(131), PMIC(132), 무선 충전부(133), 제1 배터리 스위칭 회로(135_1) 및 제2 배터리 스위칭 회로(135_2), 제1 연료 게이지(136a), 제2 연료 게이지(136b)를 포함할 수 있다.
충전 인터페이스(110)에 연결된 충전용 어댑터(50) 또는 상기 무선 충전부(133)를 통해 전력이 공급되면, 일부 전력은 제1 공급 패스(1210)를 통해 부하(150)에 공급될 수 있다. 상기 제1 공급 패스(1210)는 유선 충전 입력 스위치(S1)(또는 무선 충전 입력 스위치(S2), 입력단(132b), 벅 회로(132c), 출력단(132d)를 포함할 수 있다.
상기 충전용 어댑터(50) 또는 상기 무선 충전부(133)를 통해 공급된 전력중 일부가 부하(150)로 공급되면, 나머지 일부 전력은 충전 패스(1220)를 통해 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)에 공급될 수 있다. 상기 충전 패스(1220)는 제1 배터리 보호 회로(OVP1), 제1 스위치(HA1), 연결점(135_1a), 제1 게이지 저항(R1), 제1 배터리(121), 연결점(135_1b), 제3 스위치(LA1), 출력단(135_1c), 출력단(135_2c), 제6 스위치(HB2), 연결점(135_2a), 제2 게이지 저항(R2), 제2 배터리(122), 연결점(135_2b), 제8 스위치(LB2) 및 접지를 포함할 수 있다. 상기 충전 패스(1220)를 통해 공급된 전력은 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122)가 직렬로 배치된 상태에서 배터리들을 충전할 수 있다.
상기 충전용 어댑터(50) 또는 상기 무선 충전부(133)를 통한 전력 공급이 차단되거나 충전 전력을 공급할 수 없는 상태가 되거나, 또는 부하(150)에서 요청된 전력량이 PMIC(132)를 통해 공급되는 전력량을 넘을 경우, 상기 제1 배터리(121) 및 제2 배터리(122) 중 적어도 하나의 배터리에 저장된 충전 전력이 부하(150)에 공급될 수 있다. 이와 관련하여, 방전 패스(1230)가 형성될 수 있다. 상기 방전 패스(1230)는 제1 배터리(121) 또는 제2 배터리(122) 중 적어도 하나와 연결된 적어도 하나의 소자들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 충전용 어댑터(50) 또는 무선 충전부(133)가 분리된 경우, 방전 패스(1230)는 앞서 도 9에서 설명한 제1 방전 패스(910) 및 제2 방전 패스(920)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 방전 패스(1230)는 충전용 어댑터(50)가 연결되고, 스위칭 주파수의 선행 1/2 주기 동안 충전 전력이 제1 배터리(121)를 충전하는 동안, 도 9에서 설명한 바와 같이 방전 패스(720)가 형성되어 제2 배터리(122)의 충전 전력이 부하(150)에 공급될 수 있다. 이 동작에서 PMIC(132)는 전력 공급 제어 스위치(QBAT)를 턴-온하여, 제2 배터리(122)의 충전 전력이 부하(150)에 공급될 수 있도록 제어할 수 있다. 또는, 상기 방전 패스(1230)는 충전용 어댑터(50)가 연결되고, 스위칭 주파수의 후행 1/2 주기 동안 충전 전력이 제2 배터리(122)를 충전하는 동안, 도 10에서 설명한 바와 같이 방전 패스(820)가 형성되어 제1 배터리(121)의 충전 전력이 부하(150)에 공급될 수 있다. 이 동작에서 PMIC(132)는 전력 공급 제어 스위치(QBAT)를 턴-온하여, 제1 배터리(121)의 충전 전력이 부하(150)에 공급될 수 있도록 제어할 수 있다.
본 기재의 다양한 실시 예에 따르면, 충전 회로(예: 도 3의 전력 공급 회로(130))는 제1 배터리(예: 도 12의 제1 배터리(121))에 연결되는 제1 배터리 스위칭 회로(예: 도 12의 스위칭 회로(135_1)), 제2 배터리(예: 도 12의 제2 배터리(122))에 연결되는 제2 배터리 스위칭 회로(예: 도 12의 스위칭 회로(135_2)), 상기 제1 배터리 스위칭 회로 및 상기 제2 배터리 스위칭 회로에 연결되는 PMIC(예: 도 12의 PMIC(132))를 포함하고, 상기 PMIC는 상기 제1 배터리 스위칭 회로 및 상기 제2 배터리 스위칭 회로를 제어하여 상기 제1 배터리 및 제2 배터리를 직렬 또는 병렬로 배치되도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 배터리 스위칭 회로는 충전 전력이 공급되는 노드와 연결되는 일측을 가지는 제1 스위치(예: 도 12의 제1 스위치(HA1)), 상기 제1 스위치의 타측에 일측이 연결되는 제2 스위치(예: 도 12의 제2 스위치(HA2)), 상기 제2 스위치의 타측에 일측이 연결되는 제3 스위치(예: 도 12의 제3 스위치(LA1)), 상기 제3 스위치의 타측에 일측이 연결되고 타측이 접지에 연결되는 제4 스위치(예: 도 12의 제4 스위치(LA2))를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 충전 회로는 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치 사이의 연결점과 상기 제3 스위치와 상기 제4 스위치 사이의 연결점 사이에 병렬로 연결되는 제1 게이지 저항(예: 도 12의 게이지 저항(R1)), 상기 제1 게이지 저항에 병렬로 연결되는 제1 연료 게이지(예: 도 12의 제1 연료 게이지(136a))를 더 포함하고, 상기 제1 배터리는 상기 제1 게이지 저항에 직렬로 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 배터리 스위칭 회로는 충전 전력이 공급되는 노드에 일측이 연결되는 제5 스위치(예: 도 12의 제5 스위치(HB1)), 상기 제5 스위치의 타측에 일측이 연결되는 제6 스위치(예: 도 12의 제6 스위치(HB2)), 상기 제6 스위치의 타측에 일측이 연결되는 제7 스위치(예: 도 12의 제7 스위치(LB1)), 상기 제7 스위치의 타측에 일측이 연결되고 타측이 접지에 연결되는 제8 스위치(예: 도 12의 제8 스위치(LB2))를 포함하고, 상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치 사이의 출력단과 상기 제6 스위치와 상기 제7 스위치 사이의 출력단 사이가 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는 상기 제5 스위치와 상기 제6 스위치 사이의 연결점과 상기 제7 스위치와 상기 제8 스위치 사이의 연결점 사이에 병렬로 연결되는 제2 게이지 저항(예: 도 12의 게이지 저항(R2)), 상기 제2 게이지 저항에 병렬로 연결되는 제2 연료 게이지(예: 도 12의 연료 게이지(136b))를 더 포함하고, 상기 제2 배터리는 상기 제2 게이지 저항에 직렬로 연결될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 PMIC는 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 고속 충전 기간 동안 상기 제1 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제6 스위치 및 상기 제8 스위치를 턴-온하고, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제5 스위치 및 상기 제7 스위치를 턴-오프하여 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리가 직렬로 배치되는 충전 패스를 형성하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 PMIC는 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 고속 충전 기간 동안 상기 제5 스위치, 상기 제7 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제4 스위치를 턴-온하고, 상기 제5 스위치, 상기 제8 스위치, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴-오프하여 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리가 직렬로 배치되는 충전 패스를 형성하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 PMIC는 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리에 저장된 충전 전력을 방전하는 동안 상기 제4 스위치, 상기 제2 스위치를 턴-온하고, 상기 제3 스위치, 상기 제1 스위치를 턴-오프하여 상기 제1 배터리와 관련한 제1 방전 패스를 형성하고, 상기 제8 스위치 및 상기 제6 스위치를 턴-온하고, 상기 제7 스위치 및 상기 제5 스위치를 턴-오프하여, 상기 제2 배터리와 관련한 제2 방전 패스를 형성하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 PMIC는 지정된 스위칭 주파수의 선행 1/2 주기 동안 제1 방전 패스를 형성하여 상기 제1 배터리의 충전 전력을 부하에 공급하고, 상기 지정된 스위칭 주파수의 후행 1/2 주기 동안 제2 방전 패스를 형성하여 상기 제2 배터리의 충전 전력을 부하에 공급하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 지정된 스위칭 주파수의 선행 1/2 주기 동안 상기 제1 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제6 스위치 및 상기 제8 스위치를 턴-온하고, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제5 스위치 및 상기 제7 스위치를 턴-오프하여 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리가 직렬로 배치되는 제1 충전 패스를 형성하고, 상기 지정된 스위칭 주파수의 후행 1/2 주기 동안 상기 제5 스위치, 상기 제7 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제4 스위치를 턴-온하고, 상기 제5 스위치, 상기 제8 스위치, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴-오프하여 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리가 직렬로 배치되는 제2 충전 패스를 형성하도록 제어할 수 있다.
본 기재의 일 실시 예에 따른 전자 장치는 부하, 상기 부하에 작동적으로 연결되는 제1 배터리 및 제2 배터리, 상기 제1 배터리 및 제2 배터리의 충전 또는 방전을 제어하는 충전 회로를 포함하고, 상기 충전 회로는 상기 제1 배터리에 연결되는 제1 배터리 스위칭 회로, 상기 제2 배터리에 연결되는 제2 배터리 스위칭 회로, 상기 제1 배터리 스위칭 회로 및 상기 제2 배터리 스위칭 회로에 연결되는 PMIC를 포함하고, 상기 PMIC는 상기 제1 배터리 스위칭 회로 및 상기 제2 배터리 스위칭 회로를 제어하여 상기 제1 배터리 및 제2 배터리를 직렬 또는 병렬로 배치되도록 제어할 수 있다.
도 13은 본 기재의 다양한 실시 예에 따른 배터리들의 충방전 패스의 일 예를 설명하는 도면이다.
도 1 내지 도 3, 및 도 13을 참조하면, 한 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 하우징(101), 상기 하우징(101)의 일면을 통하여 노출된 디스플레이(160), 적어도 하나의 그라운드 부재(G)(예: 도 3의 그라운드 부재(109)), 상기 하우징(101) 내에 배치되며, 제1 양극(B1의 (+)) 및 제1 음극(B1의 (-))을 포함하는 제1 배터리(B1)(예: 도 3의 제1 배터리(121)), 상기 하우징(101) 내에 배치되며, 제2 양극(B2의 (+)), 및 상기 그라운드 부재(G)와 전기적으로 연결된 제2 음극(B2의 (-))을 포함하는 제2 배터리(B2)(예: 도 3의 제2 배터리(122)), 상기 제1 배터리(B1) 및 상기 제2 배터리(B2)에 전기적으로 연결된 충전 회로(도 3의 전력 공급 회로(130)), 상기 충전 회로와 전기적으로 연결된 충전 인터페이스(110)(도 3의 충전 인터페이스 110) 및 상기 충전 인터페이스(110) 및 상기 충전 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 전자 장치(100)에 공급되는 전력을 관리하도록 구성된 전력 관리 모듈(power management integrated circuit; PMIC)(도 4의 PMIC 132)을 포함할 수 있다. 상기 그라운드 부재(G)는 상기 전자 장치(100)에 포함된 금속 재질로 마련된 적어도 일부 구성을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는, 상기 충전 인터페이스(110)를 통하여 외부 전원이 연결된 경우 제1 시간 주기 동안 1301 상태에서와 같이, 상기 제1 배터리(B1) 및 상기 제2 배터리(B2)를 직렬(series)로 구성하고, 제2 시간 주기 동안 1302 상태에서와 같이, 상기 제1 배터리(B1) 및 상기 제2 배터리(B2)를 병렬(parallel)로 구성하도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는 상기 제1 양극(B1의 (+))과 전기적으로 연결된 제1 노드(N1)(예: 도 5의 연결 노드(135a)), 상기 제1 음극(B1의 (-))과 전기적으로 연결된 제2 노드(N2) (예: 도 5의 연결 노드(135b)), 상기 제2 양극(B2의 (+))과 전기적으로 연결된 제3 노드(N3) (예: 도 5의 연결 노드(135c)), 상기 충전 인터페이스(110) 및 상기 제1 노드(N1) 사이에 전기적으로 연결된 제1 스위치(H1) (예: 도 5의 제1 스위치(H1)), 상기 제1 노드(N1) 및 상기 제3 노드(N3) 사이에 전기적으로 연결된 제2 스위치(H2) (예: 도 5의 제2 스위치(H2)), 상기 제2 노드(N2) 및 상기 제3 노드(N3) 사이에 전기적으로 연결된 제3 스위치(L1) (예: 도 5의 제3 스위치(L1)) 및 상기 제2 노드(N2) 및 상기 그라운드 부재(G) 사이에 전기적으로 연결된 제4 스위치(L2) (예: 도 5의 제3 스위치(L2))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는, 상기 제1 시간 주기 동안 1301 상태에서와 같이, 상기 제1 스위치(H1) 및 상기 제3 스위치(L1)를 온 시키고, 상기 제2 스위치(H2) 및 상기 제4 스위치(L2)를 오프 시키고, 상기 제2 시간 주기 동안 1302 상태에서와 같이, 상기 제2 스위치(H2) 및 상기 제4 스위치(L2)를 온 시키고, 상기 제1 스위치(H1) 및 상기 제3 스위치(L1)를 오프 하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는, 상기 제1 시간 주기 동안 1301 상태에서와 같이, 상기 제1 배터리(B1) 또는 상기 제2 배터리(B2) 중 적어도 하나를 충전 시키고, 상기 제2 시간 주기 동안 1302 상태에서와 같이, 상기 제1 배터리(B1) 또는 상기 제2 배터리(B2) 중 적어도 하나를 방전 시키도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(100)는 상기 충전 회로 및 상기 전력 관리 모듈(PMIC)과 전기적으로 연결된 프로세서(도 1의 프로세서(1020))를 더 포함하고, 상기 프로세서(도 1의 프로세서(1020))는, 상기 제1 배터리(B1) 및 상기 제2 배터리(B2)의 임피던스 및 상기 전자 장치(100)의 시스템 로드 상태(system load condition)(부하)를 판단하고, 상기 판단 결과에 기반하여, 상기 제1 시간 주기 및 상기 제2시간 주기를 결정하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 인터페이스(110)는, 상기 외부 전원으로부터 유선 또는 무선을 통해 전력을 공급 받는 인터페이스를 포함할 수 있다.
도 14는 본 기재의 다양한 실시 예에 따른 배터리들의 충방전 패스의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 1 내지 도 3, 및 도 14를 참조하면, 본 기재의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 하우징(도 3의 하우징(101)), 상기 하우징(101)의 일면을 통하여 노출된 디스플레이(도 3의 디스플레이(160)), 적어도 하나의 그라운드 부재(G)(도 3의 그라운드 부재(109)), 상기 하우징(101) 내에 배치되며, 제1 양극(B1의 (+)) 및 제1 음극(B1의 (-))을 포함하는 제1 배터리(B1) (예: 도 12의 제1 배터리(121)), 상기 하우징(101) 내에 배치되며, 제2 양극(B2의 (+)) 및 제2 음극(B2의 (-))을 포함하는 제2 배터리(B2) (예: 도 3의 제1 배터리(121)), 상기 제1 배터리(B1) 및 상기 제2 배터리(B2) (예: 도 3의 제2 배터리(122))에 전기적으로 연결된 충전 회로(예: 도 3의 전력 공급 회로(130)), 상기 충전 회로와 전기적으로 연결된 충전 인터페이스(110) (예: 도 3의 충전 인터페이스(110))와, 상기 충전 인터페이스(110) 및 상기 충전 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 전자 장치(100)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 전력 관리 모듈(power management integrated circuit; PMIC) (예: 도 4a의 PMIC(132))을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는, 상기 충전 인터페이스(110)를 통하여 외부 전원이 연결된 경우 제1 시간 주기 동안 1401 상태에서와 같이, 상기 제1 음극(B1의 (-))과 상기 제2 양극(B2의 (+))을 전기적으로 연결하여, 상기 제1 배터리(B1) 및 상기 제2 배터리(B2)를 직렬(series)로 구성하고, 제2 시간 주기 동안 1402 상태에서와 같이, 상기 제1 배터리(B1) 및 상기 제2 배터리(B2)를 병렬(parallel)로 구성하고, 제3 시간 주기 동안 1403 상태에서와 같이, 상기 제1 양극(B1의 (+))과 상기 제2 음극(B2의 (-))을 전기적으로 연결하여, 상기 제2 배터리(B2) 및 상기 제1 배터리(B1)를 직렬(series)로 구성하도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는, 상기 제1 양극(B1의 (+))과 전기적으로 연결된 제1 노드(N1)(예: 도 12의 연결 노드(135_1a)), 상기 제1 음극(B1의 (-))과 전기적으로 연결된 제2 노드(N2) (예: 도 12의 연결 노드(135_1b)), 상기 전력 관리 모듈(PMIC)과 전기적으로 연결된 제3 노드(N3) (예: 도 12의 출력단(135_2c)), 상기 제2 양극(B2의 (+))과 전기적으로 연결된 제4 노드(N4) (예: 도 12의 연결 노드(135_2a)), 상기 제2 음극(B2의 (-))과 전기적으로 연결된 제5 노드(N5) (예: 도 12의 연결 노드(135_2b)), 상기 충전 인터페이스(110) 및 상기 제1 노드(N1) 사이에 전기적으로 연결된 제1 스위치(H1) (예: 도 12의 스위치(HA1)), 상기 제1 노드(N1) 및 상기 제3 노드(N3) 사이에 전기적으로 연결된 제2 스위치(H2)(예: 도 12의 스위치(HA2)), 상기 제2 노드(N2) 및 상기 제3 노드(N3) 사이에 전기적으로 연결된 제3 스위치(L1) (예: 도 12의 스위치(LA1)), 상기 제2 노드(N2) 및 상기 그라운드 부재(G) 사이에 전기적으로 연결된 제4 스위치(L2) (예: 도 12의 스위치(LA2)), 상기 충전 인터페이스(110) 및 상기 제4 노드(N4) 사이에 전기적으로 연결된 제5 스위치(H3) (예: 도 12의 스위치(HB1)), 상기 제3 노드(N3) 및 상기 제4 노드(N4) 사이에 전기적으로 연결된 제6 스위치(H4) (예: 도 12의 스위치(HB2)), 상기 제3 노드(N3) 및 상기 제5 노드(N5) 사이에 전기적으로 연결된 제7 스위치(L3) (예: 도 12의 스위치(LB1)), 및 상기 제5 노드(N5) 및 상기 그라운드 부재(G) 사이에 전기적으로 연결된 제8 스위치(L4) (예: 도 12의 스위치(LB2))를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는, 제1 시간 주기 동안 1401 상태에서와 같이, 상기 제1 스위치(H1), 상기 제3 스위치(L1), 상기 제6 스위치(H4) 및 상기 제8 스위치(L4)를 온 시키고, 상기 제2 스위치(H2), 상기 제4 스위치(L2), 상기 제5 스위치(H3) 및 상기 제7 스위치(L3)를 오프 시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는, 제2 시간 주기 동안 1402 상태에서와 같이, 상기 제2 스위치(H2), 상기 제4 스위치(L2), 상기 제6 스위치(H4) 및 상기 제8 스위치(L4)를 온 시키고, 상기 제1 스위치(H1), 상기 제3 스위치(L1), 상기 제5 스위치(H3) 및 상기 제7 스위치(L3)를 오프 시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는, 제3 시간 주기 동안 1403 상태에서와 같이, 상기 제2 스위치(H2), 상기 제4 스위치(L2), 상기 제5 스위치(H3) 및 상기 제7 스위치(L3)를 온 시키고, 상기 제1 스위치(H1), 상기 제3 스위치(L1), 상기 제6 스위치(H4) 및 상기 제8 스위치(L4)를 오프하도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로는, 상기 제1 시간 주기 및 상기 제3 시간 주기 동안 1403 상태에서와 같이, 상기 제1 배터리(B1) 및 상기 제2 배터리(B2)를 충전 시키고, 상기 제2 시간 주기 동안 1402 상태에서와 같이, 상기 제1 배터리(B1) 및 상기 제2 배터리(B2)를 방전 시키도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 충전 회로 및 상기 전력 관리 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서(도 1의 프로세서(1020))를 더 포함하고, 상기 프로세서(도 1의 프로세서(1020))는, 상기 제1 배터리(B1) 및 상기 제2 배터리(B2)의 임피던스 및 상기 전자 장치의 시스템 로드 상태(system load condition)(부하)를 판단하고, 상기 판단 결과에 기반하여, 상기 제1 시간 주기, 상기 제2시간 주기 및 상기 제3 시간 주기를 결정하도록 구성될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 일면을 통하여 노출된 디스플레이;
    적어도 하나의 그라운드 부재;
    상기 하우징 내에 배치되며, 제1 양극 및 제1 음극을 포함하는 제1 배터리;
    상기 하우징 내에 배치되며, 제2 양극, 및 상기 그라운드 부재와 전기적으로 연결된 제2 음극을 포함하는 제2 배터리;
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리에 전기적으로 연결된 충전 회로;
    상기 충전 회로와 전기적으로 연결된 충전 인터페이스; 및
    상기 충전 인터페이스 및 상기 충전 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 전자 장치에 공급되는 전력을 관리하도록 구성된 전력 관리 모듈(power management integrated circuit; PMIC)을 포함하고,
    상기 충전 회로는, 상기 충전 인터페이스를 통하여 외부 전원이 연결된 경우 제1 시간 주기 동안 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 직렬(series)로 구성하고, 제2 시간 주기 동안 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 병렬(parallel)로 구성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 충전 회로는,
    상기 제1 양극과 전기적으로 연결된 제1 노드;
    상기 제1 음극과 전기적으로 연결된 제2 노드;
    상기 제2 양극과 전기적으로 연결된 제3 노드;
    상기 충전 인터페이스 및 상기 제1 노드 사이에 전기적으로 연결된 제1 스위치;
    상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 전기적으로 연결된 제2 스위치;
    상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 전기적으로 연결된 제3 스위치; 및
    상기 제2 노드 및 상기 그라운드 부재 사이에 전기적으로 연결된 제4 스위치를 포함하는 전자 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 충전 회로는,
    상기 제1 시간 주기 동안, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치를 온 시키고, 상기 제2 스위치 및 상기 제4 스위치를 오프 시키고,
    상기 제2 시간 주기 동안, 상기 제2 스위치 및 상기 제4 스위치를 온 시키고, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치를 오프 하도록 구성된 전자 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 충전 회로는,
    상기 제1 시간 주기 동안, 상기 제1 배터리 또는 상기 제2 배터리 중 적어도 하나를 충전 시키고,
    상기 제2 시간 주기 동안, 상기 제1 배터리 또는 상기 제2 배터리 중 적어도 하나를 방전 시키도록 구성된 전자 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 충전 회로 및 상기 전력 관리 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 임피던스 및 상기 전자 장치의 시스템 로드 상태(system load condition)를 판단하고,
    상기 판단 결과에 기반하여, 상기 제1 시간 주기 및 상기 제2시간 주기를 결정하도록 구성된 전자 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 충전 인터페이스는,
    상기 외부 전원으로부터 유선 또는 무선을 통해 전력을 공급 받는 인터페이스를 포함하도록 구성된 전자 장치.
  7. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 일면을 통하여 노출된 디스플레이;
    적어도 하나의 그라운드 부재;
    상기 하우징 내에 배치되며, 제1 양극 및 제1 음극을 포함하는제1 배터리;
    상기 하우징 내에 배치되며, 제2 양극 및 제2 음극을 포함하는 제2 배터리;
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리에 전기적으로 연결된 충전 회로;
    상기 충전 회로와 전기적으로 연결된 충전 인터페이스; 및
    상기 충전 인터페이스 및 상기 충전 회로와 전기적으로 연결되고, 상기 전자 장치에 공급되는 전력을 관리하기 위한 전력 관리 모듈(power management integrated circuit; PMIC)을 포함하고,
    상기 충전 회로는, 상기 충전 인터페이스를 통하여 외부 전원이 연결된 경우
    제1 시간 주기 동안, 상기 제1 음극과 상기 제2 양극을 전기적으로 연결하여, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 직렬(series)로 구성하고,
    제2 시간 주기 동안 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 병렬(parallel)로 구성하고,
    제3 시간 주기 동안, 상기 제1 양극과 상기 제2 음극을 전기적으로 연결하여, 상기 제2 배터리 및 상기 제1 배터리를 직렬(series)로 구성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 충전 회로는,
    상기 제1 양극과 전기적으로 연결된 제1 노드;
    상기 제1 음극과 전기적으로 연결된 제2 노드;
    상기 전력 관리 모듈과 전기적으로 연결된 제3 노드;
    상기 제2 양극과 전기적으로 연결된 제4 노드;
    상기 제2 음극과 전기적으로 연결된 제5 노드;
    상기 인터페이스 및 상기 제1 노드 사이에 전기적으로 연결된 제1 스위치;
    상기 제1 노드 및 상기 제3 노드 사이에 전기적으로 연결된 제2 스위치;
    상기 제2 노드 및 상기 제3 노드 사이에 전기적으로 연결된 제3 스위치;
    상기 제2 노드 및 상기 그라운드 부재 사이에 전기적으로 연결된 제4 스위치;
    상기 인터페이스 및 상기 제4 노드 사이에 전기적으로 연결된 제5 스위치;
    상기 제3 노드 및 상기 제4 노드 사이에 전기적으로 연결된 제6 스위치;
    상기 제3 노드 및 상기 제5 노드 사이에 전기적으로 연결된 제7 스위치; 및
    상기 제5 노드 및 상기 그라운드 부재 사이에 전기적으로 연결된 제8 스위치를 포함하는 전자 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 충전 회로는,
    상기 제1 시간 주기 동안, 상기 제1 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제6 스위치 및 상기 제8 스위치를 온 시키고, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제5 스위치 및 상기 제7 스위치를 오프 시키고,
    상기 제2 시간 주기 동안, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제6 스위치 및 상기 제8 스위치를 온 시키고, 상기 제1 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제5 스위치 및 상기 제7 스위치를 오프 시키고,
    상기 제3 시간 주기 동안, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제5 스위치 및 상기 제7 스위치를 온 시키고, 상기 제1 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제6 스위치 및 상기 제8 스위치를 오프하도록 구성된 전자 장치.
  10. 제7 항에 있어서, 상기 충전 회로는,
    상기 제1 시간 주기 및 상기 제3 시간 주기 동안, 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리를 충전 시키고,
    상기 제2 시간 주기 동안, 상기 제1 배터리 및 상기 제3 배터리를 방전 시키도록 구성된 전자 장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 충전 회로 및 상기 전력 관리 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 임피던스 및 상기 전자 장치의 시스템 로드 상태(system load condition)를 판단하고,
    상기 판단 결과에 기반하여, 상기 제1 시간 주기, 상기 제2시간 주기 및 상기 제3 시간 주기를 결정하도록 구성된 전자 장치.
  12. 부하;
    상기 부하에 작동적으로 연결되는 제1 배터리 및 제2 배터리;
    상기 제1 배터리 및 제2 배터리의 충전 또는 방전을 제어하는 충전 회로;를 포함하고,
    상기 충전 회로는
    상기 제1 배터리에 연결되는 제1 배터리 스위칭 회로;
    상기 제2 배터리에 연결되는 제2 배터리 스위칭 회로;
    상기 제1 배터리 스위칭 회로 및 상기 제2 배터리 스위칭 회로에 연결되는 PMIC;를 포함하고,
    상기 PMIC는
    상기 제1 배터리 스위칭 회로 및 상기 제2 배터리 스위칭 회로를 제어하여 상기 제1 배터리 및 제2 배터리를 직렬 또는 병렬로 배치되도록 제어하는 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 배터리 스위칭 회로는
    충전 전력이 공급되는 노드에 일측이 연결되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 타측에 일측이 연결되는 제2 스위치, 상기 제2 스위치의 타측에 일측이 연결되는 제3 스위치, 상기 제3 스위치의 타측에 일측이 연결되고 타측이 접지에 연결되는 제4 스위치를 포함하는 전자 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치 사이의 연결점과 상기 제3 스위치와 상기 제4 스위치 사이의 연결점 사이에 병렬로 연결되는 제1 게이지 저항;
    상기 제1 게이지 저항에 병렬로 연결되는 제1 연료 게이지;를 더 포함하고,
    상기 제1 배터리는 상기 제1 게이지 저항에 직렬로 연결되는 전자 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 배터리 스위칭 회로는
    충전 전력이 공급되는 노드에 일측이 연결되는 제5 스위치, 상기 제5 스위치의 타측에 일측이 연결되는 제6 스위치, 상기 제6 스위치의 타측에 일측이 연결되는 제7 스위치, 상기 제7 스위치의 타측에 일측이 연결되고 타측이 접지에 연결되는 제8 스위치를 포함하고,
    상기 제2 스위치와 상기 제3 스위치 사이의 출력단과 상기 제6 스위치와 상기 제7 스위치 사이의 출력단 사이가 연결되는 전자 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제5 스위치와 상기 제6 스위치 사이의 연결점과 상기 제7 스위치와 상기 제8 스위치 사이의 연결점 사이에 병렬로 연결되는 제2 게이지 저항;
    상기 제2 게이지 저항에 병렬로 연결되는 제2 연료 게이지;를 더 포함하고,
    상기 제2 배터리는 상기 제2 게이지 저항에 직렬로 연결되는 전자 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 PMIC는
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 고속 충전 기간 동안 상기 제1 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제6 스위치 및 상기 제8 스위치를 턴-온하고, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제5 스위치 및 상기 제7 스위치를 턴-오프하여 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리가 직렬로 배치되는 충전 패스를 형성하도록 제어하거나, 또는
    상기 PMIC는
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리의 고속 충전 기간 동안 상기 제5 스위치, 상기 제7 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제4 스위치를 턴-온하고, 상기 제5 스위치, 상기 제8 스위치, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴-오프하여 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리가 직렬로 배치되는 충전 패스를 형성하도록 제어하는 전자 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 PMIC는
    상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리에 저장된 충전 전력을 방전하는 동안 상기 제4 스위치, 상기 제2 스위치를 턴-온하고, 상기 제3 스위치, 상기 제1 스위치를 턴-오프하여 상기 제1 배터리와 관련한 제1 방전 패스를 형성하고,
    상기 제8 스위치 및 상기 제6 스위치를 턴-온하고, 상기 제7 스위치 및 상기 제5 스위치를 턴-오프하여, 상기 제2 배터리와 관련한 제2 방전 패스를 형성하도록 제어하는 전자 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 PMIC는
    지정된 스위칭 주파수의 선행 1/2 주기 동안 제1 방전 패스를 형성하여 상기 제1 배터리의 충전 전력을 부하에 공급하고,
    상기 지정된 스위칭 주파수의 후행 1/2 주기 동안 제2 방전 패스를 형성하여 상기 제2 배터리의 충전 전력을 부하에 공급하도록 제어하는 전자 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    지정된 스위칭 주파수의 선행 1/2 주기 동안 상기 제1 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제6 스위치 및 상기 제8 스위치를 턴-온하고, 상기 제2 스위치, 상기 제4 스위치, 상기 제5 스위치 및 상기 제7 스위치를 턴-오프하여 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리가 직렬로 배치되는 제1 충전 패스를 형성하고,
    상기 지정된 스위칭 주파수의 후행 1/2 주기 동안 상기 제5 스위치, 상기 제7 스위치, 상기 제2 스위치 및 상기 제4 스위치를 턴-온하고, 상기 제5 스위치, 상기 제8 스위치, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치를 턴-오프하여 상기 제1 배터리 및 상기 제2 배터리가 직렬로 배치되는 제2 충전 패스를 형성하도록 제어하는 전자 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024106700A1 (ko) * 2022-11-16 2024-05-23 삼성전자주식회사 전원 입력 회로, 전원 입력 회로를 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11777330B2 (en) * 2020-07-22 2023-10-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Common charge controller for electronic devices with multiple batteries
CN113890126B (zh) * 2021-03-30 2023-06-27 荣耀终端有限公司 应用于电子设备的保护控制器和电子设备
US20230127064A1 (en) * 2021-10-22 2023-04-27 Cheng Uei Precision Industry Co., Ltd. Hub with voltage dividing function

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100969589B1 (ko) 2009-03-03 2010-07-12 대호전자(주) 급속 충전용 배터리 모듈 관리 시스템
JP5722875B2 (ja) * 2009-04-10 2015-05-27 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン 大規模バッテリシステムのための動的に再構成可能な構造
KR101254867B1 (ko) 2011-05-18 2013-04-15 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
EP2721716B1 (en) 2011-06-17 2017-03-08 Southwest Electronic Energy Corporation Module bypass switch for balancing battery pack system modules with bypass current monitoring
JP6028625B2 (ja) * 2013-02-28 2016-11-16 ミツミ電機株式会社 充放電制御回路及び充放電制御方法
KR101473880B1 (ko) 2013-05-16 2014-12-17 포항공과대학교 산학협력단 엘씨 직렬공진을 이용한 배터리셀 밸런싱 회로
US9203246B2 (en) 2013-05-16 2015-12-01 Postech Academy-Industry Foundation Balancing control circuit for battery cell module using LC series resonant circuit
KR20150000675A (ko) 2013-06-25 2015-01-05 삼성전자주식회사 배터리를 충전하기 위한 방법 및 그 전자 장치
JP6090304B2 (ja) * 2014-12-25 2017-03-08 トヨタ自動車株式会社 充電方法及び充電装置
KR102359271B1 (ko) * 2015-06-30 2022-02-07 삼성전자주식회사 복수의 배터리 제어 방법 및 이를 구현하는 전자 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024106700A1 (ko) * 2022-11-16 2024-05-23 삼성전자주식회사 전원 입력 회로, 전원 입력 회로를 포함하는 전자 장치 및 그 동작 방법

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