KR20210026952A - 과전류 보호 기능을 갖는 전자 장치 및 과전류 보호 방법 - Google Patents

과전류 보호 기능을 갖는 전자 장치 및 과전류 보호 방법 Download PDF

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Abstract

다양한 실시 예들은 과전류 보호 기능을 갖는 전자 장치에 관한 것으로, 상기 전자 장치는 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 전력 변환 장치는, 입력 전압 또는 입력 전류를 변환하여 출력 전류를 공급하는 전력 변환부; 상기 출력 전류를 조절하는 제어부; 및 상기 출력 전류를 감지하고 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 과전류 보호부를 포함하고, 상기 과전류 보호부는, 지정된 제1 기준 전류를 초과하는 상기 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력하는 과전류 추출 모듈, 상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하는 연산 모듈, 및 상기 누적값을 지정된 임계값과 비교하고, 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 제1 비교 모듈을 포함할 수 있다. 그 밖의 다양한 실시 예들이 가능하다.

Description

과전류 보호 기능을 갖는 전자 장치 및 과전류 보호 방법{ELECTRONIC DEVICE WITH OVERCURRENT PROTECTION AND METHOD FOR OVERCURRENT PROTECTION}
다양한 실시 예들은 과전류 보호 기능을 갖는 전자 장치 및 과전류 보호 방법에 관한 것이다.
전자 장치는 전력을 소모하는 반도체 또는 수동 부품 등의 소자를 포함하고 있으며, 각각의 소자는 정격 전압 및 정격 전류에 부합하는 전력을 공급받아야 한다. 각각의 소자에 부합하는 전력을 공급하기 위하여 전자 장치는 다수의 전력 변환 장치를 채용하고 있다.
전력 변환 장치는 입력 전원의 레벨을 변환하거나, 교류 전원을 직류 전원으로 변환하거나, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 장치이다.
전자 장치는 입력 전원을 처리하여 전자 장치 내의 소자들이 필요로 하고 소자들의 정격 전압 및 정격 전류에 부합하는 전력을 공급하는 전력 변환 장치를 포함할 수 있다. 상기 전력 변환 장치는 전자 장치 내의 소자들이 요구하는 전력을 공급하기 위해 정격 전류를 출력할 수 있다. 하지만, 전력 변화 장치는 다양한 요인으로 인하여 정격 전류를 초과하는 과전류를 출력할 수 있다. 상기 전력 변환 장치로부터 과전류가 출력되면 전자 장치 내의 소자들이 과열되고 손상될 수 있어서, 전자 장치는 과전류에 대한 보호 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 전력 변환 장치로부터 지정된 한계치(예: 정격 전류의 일정 비율(예를 들어, 120% 내지150%) 이상)를 초과하는 과전류의 출력이 감지되면 보호 동작을 수행할 수 있다.
일반적으로 전자 장치는 상기 한계치를 초과하는 과전류가 출력되는 경우에 대해서 보호 동작을 수행하고 있다. 하지만, 전력 변환 장치가 정격 전류보다 크고 상기 한계치 보다 작은 전류를 일정 시간 이상 출력하는 경우에도 전자 장치 내 소자들의 과열과 손상이 유발될 수 있다.
다양한 실시 예들은 전력 변환 장치에서 출력되는 전류가 한계치를 초과하는지 또는 정격 전류보다 크고 한계치 보다 작은 전류를 일정 시간 이상 출력하는지 감지하고, 감지 결과에 기초하여 과전류 보호 기능을 제공할 수 있다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 전력 변환 장치는, 입력 전압 또는 입력 전류를 변환하여 출력 전류를 공급하는 전력 변환부; 상기 출력 전류를 조절하는 제어부; 및 상기 출력 전류를 감지하고 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 과전류 보호부를 포함하고, 상기 과전류 보호부는, 지정된 제1 기준 전류를 초과하는 상기 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력하는 과전류 추출 모듈, 상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하는 연산 모듈, 및 상기 누적값을 지정된 임계값과 비교하고, 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 제1 비교 모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하고, 상기 적어도 하나의 전력 변환 장치는, 입력 전압 또는 입력 전류를 변환하여 출력 전류를 공급하는 전력 변환부; 및 상기 출력 전류를 감지하고 감지 결과를 상기 전력 변환부에 전달하여 상기 출력 전류를 조절하는 과전류 보호부를 포함하고, 상기 과전류 보호부는, 지정된 제1 기준 전류를 초과하는 상기 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력하는 과전류 추출 모듈, 상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하는 연산 모듈, 및 상기 누적값을 지정된 임계값과 비교하고, 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 상기 전력 변환부에 전달하는 제1 비교 모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 방법은, 예를 들면, 입력 전압 또는 입력 전류를 변환하여 출력 전류를 공급하는 동작; 지정된 제1 기준 전류를 초과하는 상기 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력하는 동작; 상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하는 동작; 상기 누적값을 지정된 임계값과 비교하고, 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 전달하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 정격 전류보다 크고 한계치 보다 작은 과전류의 누적 및 한계치를 초과하는 과전류에 대한 보호 동작이 가능하므로 전자 장치 내의 소자들의 이상 동작에 빠르게 대응할 수 있고, 전자 장치 내의 소자들의 과열 및 손상을 방지할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는 정격 전류보다 크고 한계치 보다 작은 과전류의 누적에 대한 보호 동작이 가능하므로 전자 장치 내의 반도체 및 수동 부품의 동작 시간별 피크 전류 특성을 효과적으로 활용할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 전자 장치는, 정격 전류보다 크고 한계치 보다 작은 과전류에 대한 보호 동작을 조정할 수 있어서 전자 장치의 부품들의 피크 전류 특성을 고려하여 정격 전류에 부합하는 최소한의 부품 정격을 가진 부품으로 설계될 수 있고, 재료비 및 부품의 크기가 줄어들 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치를 도시한다.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하는 전자 장치를 구현하는 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하는 전자 장치를 구현하는 다른 예시를 나타내는 도면이다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 블록도이다.
도 4b는 일 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 구성도이다.
도 5a는 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 블록도이다.
도 5b는 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 구성도이다.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 블록도이다.
도 7은 다양한 실시 예에 따른 과전류 보호 동작 발생 조건을 설명하는 시간에 따른 출력 전류의 그래프이다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 다양한 실시 예에 따른 과전류 보호가 필요한 과전류 발생을 식별하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10a은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 동작을 도시한 흐름도이다.
도 10b는 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 동작을 도시한 흐름도이다.
도 10c는 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 동작을 도시한 흐름도이다.
도 11a는 다양한 실시 예에 따른 제1 과전류 보호 동작을 설명하는 그래프이다.
도 11b는 다양한 실시 예에 따른 제2 과전류 보호 동작을 설명하는 그래프이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 도 1은, 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시 예에 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), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
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 실행) 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. 일 실시 예에 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 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 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 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)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. 일 실시 예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 표시 장치(160)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(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 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 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. 일 실시 예에 따르면, 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 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(178)은, 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. 일 실시 예에 따르면, 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. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 배터리(189)는, 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 직접(예: 유선) 통신 채널 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 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 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 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 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. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)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))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 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. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)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(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)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.
도 2는 다양한 실시 예에 따른 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하는 전자 장치를 구현하는 일 예시를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하는 전자 장치(201)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 적어도 하나의 전력 변환 장치(230) 및 전자 장치(201) 내의 소자들(241, 242, 243, 244)을 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 전력 변환 장치(power converter)(230)는 입력 전력을 전류, 전압, 또는 주파수가 다른 전력으로 변환하여 변환된 전력을 다른 전력 변환 장치 또는 전자 장치 내의 소자(device)들(241, 242, 243, 244)에 공급하도록 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 예시의 적어도 하나의 전력 변환 장치(230)는 단일 출력 전력 변환 장치이며, 단일 출력 전력 변환 장치는 하나의 입력 전력을 변환하여 하나의 출력 전력을 공급할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 예시의 적어도 하나의 전력 변환 장치(230)는 전자 장치의 내부에 배치되는 내장형 전력 변환 장치로서 전자 장치의 외부에 배치되는 외장형 전력 변환 장치(220)로부터 전력을 공급받을 수 있다.
상기 전원(power source)(210)은 외부로 전력을 공급할 수 있다. 본 예시에서, 전원(210) 및 외장형 전력 변환 장치(220)는 전자 장치(201)의 외부에서 전력을 공급하도록 구성되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 전원(210) 및 외장형 전력 변환 장치(220)가 전자 장치(201)에 내부에 내장되어 전자 장치에 전력을 공급할 수 있으며, 예를 들어, 상기 전원(210)은 도 1에 도시된 배터리(189)일 수 있고 외장형 전력 변환 장치는 도 1에 도시된 전력 관리 모듈(188)의 일 구성 요소일 수 있다.
상기 소자들(241, 242, 243, 244)은 전자 장치(201)가 갖추어야 하는 다양한 기능을 담당하며, 도 1의 전자 장치(101)에 포함된, 예를 들어, 프로세서(120), 표시 장치(160) 일 수 있다. 내장형 전력 변환 장치(230)는 전원(210) 또는 외장형 전력 변환 장치(220)에서 전달되는 입력 전력을 처리하여 전자 장치(201) 내의 소자들(241, 242, 243, 244)이 필요로 하는 정격전압과 정격전류에 부합하는 전력을 공급할 수 있다. 적어도 하나의 전력 변환 장치(230)가 상기 소자들(241, 242, 243, 244)에 전력을 공급하는 방식은, 도 2의 도시에 한정되지 않으며, 전자 장치(201) 내의 소자들(241, 242, 243, 244)은 단일 또는 복수 개의 전력을 필요로 하기 때문에 전력 변환 장치(230)의 출력과 전자 장치 내의 소자들(241, 242, 243, 244)의 전원 수요에 따라 다양하게 구현될 수 있다.
또한, 상기 소자들(241, 242, 243, 244)은 각각 허용되는 전력의 한계가 있으며, 전자 장치(201)가 안전하게 무리없이 사용되기 위해서 적정한 전압, 전류, 전력이 상기 소자들(241, 242, 243, 244)에 공급되어야 하고, 이를 정격전압, 정격전류, 정격전력이라 한다. 정격전압을 초과하는 과전압 또는 정격전류를 초과하는 과전류(Over Current)가 상기 소자들(241, 242, 243, 244)에게 공급되게 되면 상기 소자들(241, 242, 243, 244)의 과열과 손상을 유발하게 된다. 또한, 단시간의 낮은 과전류 상태는 견딜 수 있으나 한계치를 초과하는 높은 과전류 또는 낮은 과전류라고 하더라도 과전류 상태가 지속되면 전자 장치(201) 및 전자 장치(201)에 채용된 적어도 하나의 전력 변환 장치(230)의 기능 손상이 유발될 수 있다. 따라서 전자 장치(201)는 안전 동작 범위 내에서 전류가 공급되도록 하기 위해 과전류 보호 기능(또는 과전류 보호 회로)을 포함할 수 있다.
도 3은 다양한 실시 예에 따른 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하는 전자 장치를 구현하는 다른 예시를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하는 전자 장치(301)는, 도 2에 도시된 예시와 마찬가지로, 적어도 하나의 전력 변환 장치(330) 및 전자 장치(301) 내의 소자들(341, 342, 343, 344, 354)을 포함하며, 적어도 하나의 전력 변환 장치(330)는 입력 전력을 전류, 전압, 또는 주파수가 다른 전력으로 변환하여 변환된 전력을 다른 전력 변환 장치 또는 전자 장치 내의 소자들(341, 342, 343, 344, 354)에 공급하도록 구성될 수 있다. 다만, 외장형 전력 변환 장치(320) 및 적어도 하나의 전력 변환 장치(330)의 일부는, 도2에 도시된 예시와 달리, 복수의 출력단을 포함하는 전력 변환 장치(320, 331)를 포함할 수 있다. 상기 전력 변환 장치(320, 331)는 하나의 입력단과 다수의 출력단을 포함하며 다수의 출력단은 서로 상이한 정격 전압 및/또는 정격 전류를 출력할 수 있다. 예를 들어, 전력 변환 장치(320, 331)는 입력 전력이 분기되어 복수의 전력 변환 회로에 의해 처리됨으로써 복수의 전력을 출력할 수 있다.
도 4a는 일 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 블록도를 나타내고, 도 4b는 일 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 구성도를 나타낸다. 도 4a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전력 변환 장치(400)는 전력 변환부(410), 제어부(420), 과전류 보호부(430)를 포함할 수 있다.
전력 변환부(410)은 입력 전압 또는 입력 전류를 출력 조건에 맞도록 변환하여 출력 전류(Io)를 전자 장치(101, 201, 301) 내의 소자들에 공급할 수 있다. 전력 변환부(410)는 입력 전력을 전류, 전압, 또는 주파수가 다른 전력으로 변환하는 기능을 하며, 예를 들어, 교류 전력을 직류 전력으로 변환할 수 있고, 직류 전압 레벨을 변환할 수 있다. 상기 예들에 한정되지 않는다. 또한, 전력 변환부(410)는 반도체 소자를 사용한 반도체 전력변환기를 포함할 수 있다.
제어부(420)는 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전압(Vo) 및/또는 출력 전류(Io)를 감지하고, 전력 변환부(410)를 제어하여 출력 전압(Vo)을 정격 범위내로 조정하고, 일 실시 예에 따라 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류(Io)를 감지 및 처리한 결과를 과전류 보호부(430)로부터 전달받아 전력 변환부(410)를 제어하여 과전류 보호 동작을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 과전류 보호부(430)는 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류를 감지하고, 과전류 보호가 필요한 과전류의 발생을 나타내는 감지 결과를 도출하고, 상기 감지 결과를 제어부(420)에 전달할 수 있다. 일 실시 예에 따른 과전류 보호부(430)는 과전류 추출 모듈(431), 연산 모듈(432), 제1 비교 모듈(433) 및 제2 비교 모듈(434)을 포함할 수 있다.
과전류 추출 모듈(431)은 전력 변환부(410)에서 출력되고 미리 지정된 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력할 수 있다. 상기 제1 기준 전류는 상기 전력 변환 장치(400)의 정격 전류로 미리 지정될 수 있으며, 도 1에 도시된 메모리(130)에 미리 저장될 수 있다. 상기 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류는 정격전류를 초과하는 과전류로 정의될 수 있다. 예를 들어, 과전류 추출 모듈(431)은 두 개의 입력 신호를 받아 하나의 출력 신호를 출력할 수 있다. 두 개의 입력 신호는 각각 전력 변환부에서 출력되는 출력 전류(Io)와 제1 기준 전류에 대응되며, 하나의 출력 신호는 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류와 제1기준 전류의 차(△Io)에 대응될 수 있다. 또한, 과전류 추출 모듈(431)은 출력 전류(Io)가 제1 기준 전류를 초과하는지 여부를 식별하고, 출력 전류(Io)가 제1 기준 전류를 초과하는 경우 출력 전류와 제1 기준 전류를 차(△Io)를 출력할 수 있다.
과전류 추출 모듈(431)은 출력 전류와 제1 기준 전류의 차를 출력하기 위해 차동 증폭기를 이용할 수 있다. 차동 증폭기를 이용하는 경우, 차동 증폭기의 두 개의 입력 단자는 각각 미리 지정된 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류가 환산된 전압 및 제1 기준 전류가 환산된 전압이 입력되며, 차동 증폭기의 하나의 출력 단자는 미리 지정된 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류와 제1 기준 전류의 차가 환산된 전압을 출력할 수 있다. 또한, 상기 차동 증폭기에서 출력되는 상기 차는 아날로그 신호로 출력되므로, 상기 과전류 추출 모듈(431)은 상기 차를 디지털로 변환하기 위해 아날로그-디지털 컨버터(ADC: Analog-Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.
연산 모듈(432)은 과전류 추출 모듈(431)에서 출력되는 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류와 제1 기준 전류의 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하여 제1 비교 모듈(433)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 누적값은 도 7에 도시된 그래프에서 빗금 친 일정 면적(B 또는 C)일 수 있다. 예를 들어, 연산 모듈(432)은 누적값을 연산하기 위하여, 과전류 추출 모듈의 출력 신호를 시간에 대해 적분하는 적분기(integrator)가 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 또한, 다양한 실시 예에 따르면, 연산 모듈(432)는 상기 누적값을 미리 지정된 시간 주기로 초기화할 수 있다. 예를 들면, 연산 모듈(432)는 5분마다 연산된 누적값을 초기화할 수 있다. 상기 누적값을 일정한 주기로 초기화함으로써, 낮은 과전류 상태가 지속되지 않는 경우에 과전류 보호 동작이 수행되지 않도록 할 수 있다.
제1 비교 모듈(433)은 연산 모듈(432)에서 연산한 누적값을 미리 지정된 임계값(Critical Value)과 비교하고, 누적값이 미리 지정된 임계값을 초과하면 제1 감지 결과를 상기 제어부(420)에 전달할 수 있다. 상기 제1 감지 결과는 과전류 보호가 필요한 과전류의 발생에 해당하며 상기 임계값은 과전류 보호가 필요한 과전류의 발생 여부를 결정하는 기준이 된다. 예를 들어, 제1 비교 모듈(433)은 두 개의 입력 신호를 받아 하나의 출력 신호를 출력할 수 있다. 두 개의 입력 신호는 각각 연산 모듈이 전달한 누적값과 미리 지정된 임계값에 대응되며, 하나의 출력 신호는 과전류 보호가 필요한 과전류의 발생에 해당하는 제1 감지 결과에 대응될 수 있다. 예를 들어, 제1 비교 모듈(433)은 다른 두 입력 신호를 비교하여 크기에 차이가 있는지 없는지 확인하여 확인 결과를 출력 신호로 통지하는 비교기(comparator)를 포함할 수 있다.
단시간의 낮은 과전류 상태는 보호가 필요치 않을 수 있으나 낮은 과전류라고 하더라도 과전류 상태가 지속되면 전력 변환 장치(400) 및 전력 변환 장치(400)의 출력 전류를 공급받는 소자들의 기능 손상이 유발될 수 있으므로 전력 변환 장치(400)를 포함하는 전자 장치(예: 도1의 전자 장치 101, 도 2의 전자 장치 201 및 도 3의 전자 장치 301)는 과전류 보호 기능을 수행할 수 있다. 과전류 상태의 지속을 나타내는 누적값이 미리 지정된 임계값을 초과하는 것을 조건으로 과전류 보호 동작이 수행되도록 함으로써 실효적인 과전류 보호가 가능하다. 또한, 과전류 보호 조건이 조절될 수 있는 경우에, 즉, 임계값이 어느 정도로 지정되느냐에 따라 과전류 보호 조건이 조절될 수 있는 경우에 전자 장치의 소자들이 피크 전류 특성을 효과적으로 활용할 수 있어 상기 소자들의 정격대비 사용 효율이 높아질 수 있다.
제2 비교 모듈(434)은 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류(Io)를 미리 지정된 제2 기준 전류와 비교하고 출력 전류가 제2 기준 전류를 초과하면 제 2 감지 결과를 제어부(420)에 전달한다. 상기 제2 감지 결과는 과전류 보호가 필요한 과전류의 발생에 해당하며 상기 제2 기준 전류는 과전류 보호가 필요한 과전류의 발생 여부를 결정하는 기준이 된다. 상기 제2 기준 전류는 상기 제1 기준 전류 보다 크다. 예를 들어, 제2 기준 전류는 일반적으로 제1 기준 전류의 120% 내지 150%에서 일정한 값이 지정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 비교 모듈(434)은 두 개의 입력 신호를 받아 하나의 출력 신호를 출력할 수 있다. 두 개의 입력 신호는 각각 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류(Io)와 미리 지정된 제2 기준 전류에 대응되며, 하나의 출력 신호는 과전류 보호가 필요한 과전류의 발생에 해당하는 제2 감지 결과에 대응될 수 있다.
예를 들어 제2 비교 모듈(434)은 다른 두 입력 신호를 비교하여 크기에 차이가 있는지 없는지 확인하여 확인 결과를 출력 신호로 통지하는 비교기(comparator)를 포함할 수 있다. 비교기가 이용되는 경우, 상기 비교기의 두 개의 입력 단자는 전력 변환부에서 출력되는 출력 전류(Io)가 환산된 전압 및 제2 기준 전류가 환산된 전압이 각각 입력되며, 비교기의 출력 단자는 상기 제2 감지 결과를 출력할 수 있다. 또한, 전력 변환부에서 출력되는 출력 전류(Io)를 전압으로 환산하기 위하여 전력 변환부와 비교기의 하나의 입력 단자 사이에 저항이 삽입될 수 있다.
과전류 보호부(430)는 제1 비교 모듈(433)에서 출력되는 제1 감지 결과 또는 제2 비교 모듈(434)에서 출력되는 제2 감지 결과를 제어부(420)에 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 결과는, 정격 전류를 초과하는 낮은 과전류 상태의 지속을 나타내는 누적값이 미리 지정된 임계값을 초과하는 것을 조건으로 과전류 보호 동작이 전력 변환 장치(400)을 포함하는 전자 장치(101, 201, 301)에서 수행되도록 하고, 제2 감지 결과는, 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류가 제2 기준 전류를 초과하는 것을 조건으로 과전류 보호 동작이 전력 변환 장치(400)을 포함하는 전자 장치(101, 201, 301)에서 수행되도록 한다. 따라서, 본 발명은 과전류로 인한 부작용으로부터 전력 변환 장치(400)을 포함하는 전자 장치(101, 201, 301)를 실효적으로 보호할 수 있다.
제어부(420)는 과전류 보호부(430)로부터 전달된 제1 감지 결과 또는 제2 감지 결과에 기초하여 과전류 보호 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 제어부(420)는 제1 감지 결과 또는 제2 감지 결과에 기초하여 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류를 중지시킬 수 있다. 또한, 제어부(420)는 제1 감지 결과 또는 제2 감지 결과에 기초하여 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류를 일시 중지시킬 수 있다. 제어부(420)는 출력 전류를 중지 또는 일시 중지시키기 위해 전력 변환부(410) 내의 스위치를 온/오프 하도록 구성될 수 있다.
제어부(420)는 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류를 중지시키는 과전류 보호 동작은 제1 과전류 보호 동작이라 정의하고, 제1 과전류 보호 동작은 수동으로 전력 변환부(410)를 재가동시키지 않는 한 가동 중단 상태가 계속 유지되는 동작에 해당한다. 제어부(420)는 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류를 일시 중지시키는 과전류 보호 동작은 제2 과전류 보호 동작이라 정의하고, 제2 과전류 보호 동작은 전력 변환부(410)의 가동을 중단시키고 지정된 일정 시간 경과 후 전력 변환부(410)를 자동으로 재가동시키는 동작이다. 제1 및 제2 과전류 보호 동작이 수행되면, 전자 장치(101, 201, 301)는 과전류로 인해 상승한 온도를 낮출 수 있다.
도 11a는 다양한 실시 예에 따른 제1 과전류 보호 동작을 설명하는 그래프이고, 도 11b는 다양한 실시 예에 따른 제2 과전류 보호 동작을 설명하는 그래프이다.
도 11a를 참조하면, 제어부(420)은 시간 t1에서 제1 감지 결과 또는 제2 감지 결과에 기초하여 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류를 중지시킬 수 있고 수동으로 전력 변환부(410)를 재가동시키지 않는 한 중단 구간(t1에서 t4 사이)이 계속 유지될 수 있다. 이 경우는 상기 제1 과전류 보호 동작에 해당할 수 있다. 시간 t1에서 일정 반응 시간만큼 흐른 시간 t2에서 출력 전류는 0이 되며, 시간 t3에서 재동작 이벤트 발생(예: 입력 전원 제거 후 리사이클을 통한 리셋 또는 미리 지정된 리셋 회로의 동작)가 발생하면 일정 반응 시간이 경과한 시간 t4에서 전력 변환부는 동작을 시작할 수 있다.
도 11b를 참조하면, 제어부(420)은 시간 t1(또는 시간 t11 또는 시간 t12)에서 제1 감지 결과 또는 제2 감지 결과에 기초하여 전력 변환부(410)에서 출력되는 출력 전류를 일시 중지시킬 수 있고, 지정된 일정 시간(시간 t1 에서 시간 t01까지 또는 시간 t11 에서 시간 t02까지) 경과 후 전력 변환부(410)를 자동으로 재가동시킬 수 있다. 이 경우는 상기 제2 과전류 보호 동작에 해당할 수 있다. 시간 t1에서 일정 반응 시간만큼 흐른 시간t2 (또는 시간 t21 또는 시간 t22)에서 출력 전류는 0이 되며, 시간 t2에서 시간 t01까지(또는 시간 t21에서 시간 t02까지) 전력 변환부는 회복 시간(Tr)을 가진 후 시간 t01 (또는 시간 t02)에서 재가동될 수 있다.
또한, 전력 변환 장치(400)는 제2 과전류 보호 동작의 발생 회수를 세는 카운터(counter)(미도시)를 더 포함할 수 있다. 제어부(420)가 제1 감지 결과 및 제2 감지 결과에 기초하여 제2 과전류 보호 동작을 수행하도록 구성된 경우, 상기 카운터를 이용하여 제2 과전류 보호 동작의 발생 회수를 셀 수 있다. 또한, 제어부(420)는 제2 과전류 보호 동작의 발생 회수가 미리 지정된 회수를 초과하는지를 식별하고, 제2 과전류 보호 동작의 발생 회수가 미리 지정된 회수를 초과하는 경우 제2 과전류 보호 동작 모드에서 제1 과전류 보호 동작 모드로 전환하도록 구성될 수 있다.
또한, 제어부(420)는 과전류 보호 동작이 수행되어 전력 변환부(410)의 가동 중지를 전자 장치(101, 201, 301)에 알람(alarm)할 수 있도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부가 전자 장치(101, 201, 301)의 프로세서(120)와 전기적으로 연결되어 있는 경우, 제어부는 상기 프로세서(120)에 과전류 보호가 필요한 과전류가 발생하였음을 알리는 경고 신호를 전달할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 적어도 하나의 전력 변환 장치(400)를 포함하는 전자 장치(101, 201, 301)는 전력 변환부(410)의 가동 상태를 표시하는 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력 변환부(410)의 가동 상태를 표시하는 수단은 제어부(420)의 제어 신호에 의해 동작될 수 있다. 또는 전력 변환부(410)의 가동 상태를 표시하는 수단은, 제어부(420)가 전자 장치의 프로세서에 과전류 보호가 필요한 과전류가 발생하였음을 알리는 경고 신호를 전달하도록 구성된 경우 상기 프로세서(120)의 제어 신호에 의해 동작될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 과전류 보호부(430)의 과전류 추출 모듈(431), 연산 모듈(432), 제1 비교 모듈(433) 및 제2 비교 모듈(434) 중 적어도 일부 또는 전체가 하나의 칩셋(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188))으로 구성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 과전류보호부(43)와 제어부(420)는 하나의 칩셋(예: 도1의 전력 관리 모듈(188))으로 구성될 수 있다.
도 5a는 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 블록도를 나타내고, 도 5b는 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 구성도를 나타낸다. 도 5a를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치(500)는 전력 변환부(510) 및 과전류 보호부(520)를 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 전력 변환부(510)는, 일 실시 예에 따른 도 4a 또는 도4b에 도시된 전력 변환부(410)와 동일하게 구성될 수 있거나 전력 변환부(410) 및 제어부(420)의 일부 구성을 포함하도록 구성될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 과전류 보호부(530)는 전력 변환부(510)에서 출력되는 출력 전류를 감지하고 과전류 보호가 필요한 과전류의 발생을 나타내는 감지 결과를 도출하고 상기 감지 결과를 전력 변환부(510)에 전달하여 전력 변환부(510)에서 출력되는 출력 전류(Io)를 조절하도록 구성된다. 따라서, 과전류 보호부(530)는, 과전류 추출 모듈(531), 연산 모듈(532), 제1 비교 모듈(533) 및 제2 비교 모듈(534)을 포함할 수 있으며, 일 실시 예에 따른 과전류 보호부(530)는 상기 감지 결과를 바로 전력 변환부(510)에 전달하는 점을 제외하고는 도 4b에 도시된 과전류 보호부(430)와 동일하게 구성될 수 있다.
다른 실시 예에 따른 과전류 보호부(530)는 제1 비교 모듈(533)에서 출력되는 제1 감지 결과 또는 제2 비교 모듈(534)에서 출력되는 제2 감지 결과를 전력 변환부(510)에 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 감지 결과는, 정격 전류를 초과하는 낮은 과전류 상태의 지속을 나타내는 누적값이 미리 지정된 임계값을 초과하는 것을 조건으로 과전류 보호 동작이 전력 변환 장치(500)을 포함하는 전자 장치(101, 201, 301)에서 수행되도록 하고, 제2 감지 결과는, 전력 변환부(510)에서 출력되는 출력 전류가 제2 기준 전류를 초과하는 것을 조건으로 과전류 보호 동작이 전력 변환 장치(500)을 포함하는 전자 장치(101, 201, 301)에서 수행되도록 한다. 따라서, 본 발명은 과전류로 인한 부작용으로부터 전력 변환 장치(500)을 포함하는 전자 장치(101, 201, 301)를 실효적으로 보호할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치(500)는 과전류 보호부(530)로부터 제1 감지 결과 또는 제2 감지 결과가 전달되면 과전류 보호 동작이 수행되도록 구성될 수 있다. 다른 실시 예에 따른 과전류 보호 동작은 일 실시 예에 따른 전력 변환 장치(400)에서 수행되는 과전류 보호 동작과 동일할 수 있다. 예를 들어, 과전류 보호부(530)는 제1 감지 결과 또는 제2 감지 결과를 전력 변환부(510)에 전달하여 전력 변환부(510)에서 출력되는 출력 전류를 중지시킬 수 있다. 또한, 과전류 보호부(530)는 제1 감지 결과 또는 제2 감지 결과를 전력 변환부(510)에 전달하여 전력 변환부(510)에서 출력되는 출력 전류를 일시 중지시킬 수 있다. 과전류 보호부(530)는 출력 전류를 중지 또는 일시 중지시키기 위해 전력 변환부(510) 내의 스위치를 오프 하도록 구성될 수 있다.
도 6은 또 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치의 블록도를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 전력 변환 장치(600)은 도 3에 도시된 복수 출력 전력 변환 장치(320, 331)의 예를 나타낸다. 전력 변환 장치(600)는 복수의 전력 변환부(610-1, 610-2, 610-n) 및 복수의 과전류 보호부(630-1, 630-2, 630-n)를 포함할 수 있다. 복수의 전력 변환부(610-1, 610-2, 610-n)는 복수의 과전류 보호부(630-1, 630-2, 630-n)와 각각 작동적으로 연결될 수 있다. 복수의 전력 변환부(610-1, 610-2, 610-n)는 각각 연결된 복수의 과전류 보호부(630-1, 630-2, 630-n)가 제공하는 출력 전류에 대한 피드백에 의해 과전류 보호를 수행할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따른 복수의 과전류 보호부(630-1, 630-2, 630-n)는 일 실시 예에 따른 과전류 보호부(430) 또는 다른 실시 예에 따른 과전류 보호부(530)과 동일하게 구성될 수 있다. 또한, 복수의 전력 변환부(610-1, 610-2, 610-n)는 각각 일 실시 예에 따른 제어부(420)와 작동적으로 연결될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않으며 하나의 제어부가 복수의 전력 변환부(610-1, 610-2, 610-n)와 작동적으로 연결될 수 있다.
도 7은 다양한 실시 예에 따른 과전류 보호 동작 발생 조건을 설명하는 시간에 따른 출력 전류의 그래프이다.
도 7을 참조하면, 그래프에 도시된 출력 전류는 전력 변환 장치(예를 들어, 도 2의 적어도 하나의 전력 변환 장치(230)일 수 있으며, 도 3의 적어도 하나의 전력 변환 장치(330)일 수 있으며, 도 4a또는 도 4b의 전력 변환 장치(400)일 수 있으며, 도 5a또는 도 5b의 전력 변환 장치(400)일 수 있다)에서 출력될 수 있다. 상기 출력 전류가 제1 기준 전류를 초과하지 않는 경우, 다양한 실시 예에 따른 전력 변환 장치를 포함하는 전자 장치(101, 201, 301)는 안정적으로 운영될 수 있다.
도 7은 다양한 실시 예에 따른 전력 변환 장치에서 출력될 수 있는 출력 전류의 3가지 유형을 도시한다. 먼저, A 유형은, 출력 전류가 시간에 따라 변화하며 출력되는 중에 제1 기준 전류 보다 큰 제2 기준 전류를 초과하는 경우에 해당한다. 상기 A유형에서, 전력 변환 장치의 과전류 보호부(430, 530)는 출력 전류가 제2 기준 전류를 초과하는 제2 감지 결과를 전력 변환부(510) 또는 전력 변환부(410)를 제어하는 제어부(420)에 전달함으로써 t1에서 출력 전류가 중지 또는 일시 중지될 수 있다. 즉, 출력 전류가 제2기준 전류를 초과하면 전자 장치(101, 201, 301)에서 과전류 보호 동작이 일어난다.
상기 B 또는 C 유형은, 출력 전류가 시간에 따라 변화하며 출력되는 중에 출력 전류가 제2 기준 전류에는 넘지 않으나, 제1 기준 전류를 초과하는 과전류가 흐르는 유형에 해당한다. 제1 기준 전류를 초과하는 과전류가 짧은 시간 동안 흐르는 경우 전자 장치의 안정적인 가동이 유지될 수 있지만, 과전류가 흐르는 시간이 지속되면 전자 장치의 과열 및 손상이 초래될 수 있다. B 또는 C 유형에서, 제2 기준 전류 미만, 제1 기준 전류 초과의 과전류가 흐르는 경우, 전력 변환 장치의 과전류 보호부(430, 530)는 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류와 제1 기준 전류의 차를 추출하고, 상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하고, 누적값을 미리 지정된 임계값과 비교하여 누적값이 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 전력 변환부(510) 또는 전력 변환부(410)를 제어하는 제어부(420)에 전달함으로써 각각 t2 또는 t3에서 출력 전류가 중지 또는 일시 중지되는 과전류 보호 동작이 발생한다. 즉, 정격 전류를 초과하는 낮은 과전류 상태의 지속을 나타내는 누적값이 미리 지정된 임계값을 초과하면 전자 장치(101, 201, 301)에서 과전류 보호 동작이 일어난다.
상기 B 유형에서 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류와 제1 기준 전류의 차(△I0B)를 시간에 대해 적분한 누적값은 t0에서 t2까지 시계방향으로 기울어진 빗금 친 영역의 면적에 해당하며, 상기 면적이 임계값을 초과하면 제1 감지 결과가 도출된다. 상기 C 유형에서 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류와 제1 기준 전류의 차(△I0C)를 시간에 대해 적분한 누적값은 t0에서 t3까지 반시계방향으로 기울어진 빗금 친 영역의 면적에 해당하며, 상기 면적이 임계값을 초과하면 제1 감지 결과가 도출된다. 상기 B 유형과 C 유형은 과전류 보호 동작이 일어나는 시간이 서로 다르지만, 각각의 누적값 및 임계값은 동일할 수 있다. 또한, B 유형과 C 유형은 출력 전류가 일정하게 출력되는 경우를 도시하고 있지만, 이에 한정하지 않으며, 출력 전류는 시간에 따라 불규칙하게 변동하며 출력될 수 있다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 방법을 도시한 흐름도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 방법은 출력 전류를 공급하는 동작(810), 출력 전류를 감지하는 동작(820), 과전류 보호가 필요한 과전류 발생 여부를 확인하는 동작(830) 및 과전류 보호를 수행하는 동작(840)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 방법에 포함되는 동작들은 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하는 전자 장치 내에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나의 전력 변환 장치는, 도 2에 도시된 적어도 하나의 전력 변환 장치(230)일 수 있으며, 도 3에 도시된 적어도 하나의 전력 변환 장치(330)일 수 있으며, 도 4a또는 도 4b에 도시된 전력 변환 장치(400)일 수 있으며, 도 5a또는 도 5b에 도시된 전력 변환 장치(400)일 수 있으며, 도 6에 도시된 전력 변환 장치(600)일 수 있다. 또한, 적어도 하나의 전력 변환 장치는 전력 변환부(410, 510, 610-1, 610-2, 610-n) 및 과전류 보호부(430, 530, 630-1, 630-2, 630-n)를 포함할 수 있다.
동작 810에서, 전자 장치는, 전자 장치(101, 201, 301)에 포함되는 적어도 하나의 전력 변환 장치의 전력 변환부(410, 510, 610-1, 610-2, 610-n)가 전원 또는 다른 전력 변환 장치에서 공급하는 입력 전압 또는 입력 전류를 출력 조건에 맞도록 변환하고 전자 장치(101, 201, 301) 내의 소자들에 출력 전류를 공급하도록 할 수 있다. 상기 출력 조건은 상기 전자 장치(101, 201, 301) 내의 소자들의 정격 전력, 정격 전압, 정격 전력일 수 있다.
동작 820에서, 전자 장치는 동작 810에서 전력 변환부에서 출력된 출력 전류를 감지할 수 있다. 전자 장치는 상기 감지된 출력 전류를 전압으로 변환할 수 있다.
동작 830에서, 전자 장치는 상기 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류인지를 식별할 수 있다. 동작 830에서, 전자 장치는 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류에 해당한다고 판단하면 동작 840을 수행할 수 있고 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류에 해당하지 않는다고 판단하면 동작 820로 되돌아가서 출력 전류를 계속 감지할 수 있다. 상기 동작 820 및 동작 830에 대한 상세한 설명은 후술한다.
동작 840에서, 전자 장치는 동작 830에서 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류에 해당한다고 판단한 경우 과전류 보호를 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 과전류로 인해 전자 장치 내의 소자들의 과열 및 손상을 막기 위해 전력 변환 장치의 출력 전류를 중지시킬 수 있다. 다른 예에서, 전자 장치는 전력 변환 장치의 출력 전류를 일시 중지시킬 수 있다. 상기 동작 840에 대한 상세한 설명은 후술한다.
다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 방법은 과전류 보호가 필요한 과전류가 발생하였음을 알리는 동작을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(420) 또는 과전류 보호부((430, 530, 630-1, 630-2, 630-n))는 동작840을 수행하면서 동시에 과전류 보호가 필요한 과전류가 발생하여 전력 변환부(410, 510, 610-1, 610-2, 610-n)의 가동이 중지됨을 알리는 경고 신호를 전자 장치의 프로세서(120)에 전달할 수 있다.
또한, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 방법은 출력 전류의 공급 여부를 표시하는 동작, 즉, 전력 변환부의 가동 상태를 표시하는 동작을 더 포함할 수 있다. 동작 840에서 과전류 보호가 필요한 과전류가 발생하였음을 알리는 동작을 더 포함할 수 있다.
도 9는 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호가 필요한 과전류 발생을 식별하는 방법을 도시한 흐름도를 나타낸다.
도 9을 참조하면, 동작 832에서, 전자 장치는 동작 820에서 감지된 출력 전류가 미리 지정된 제2 기준 전류와 비교하고, 감지된 출력 전류가 제2 기준 전류를 초과하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 동작 820에서 감지된 출력 전류에 대응하는 전압과 제2 기준 전류에 대응하는 전압을 비교할 수 있다. 동작 832에서, 감지된 출력 전류가 미리 지정된 제2 기준 전류를 초과하면, 동작 840이 수행될 수 있다. 동작 832에서, 감지된 출력 전류가 미리 지정된 제2 기준 전류 이하이면 동작 834가 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 기준 전류는 일반적으로 제1 기준 전류의 120% 내지 150% 사이에서 일정한 값이 지정될 수 있다.
동작 834에서, 전자 장치는 동작 820에서 감지된 출력 전류와 미리 지정된 제1 기준 전류와 비교하고, 감지된 출력 전류가 제 1기준 전류를 초과하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 동작 820에서 감지된 출력 전류에 대응하는 전압과 제1 기준 전류에 대응하는 전압을 비교할 수 있다. 상기 제1 기준 전류는 감지된 출력 전류를 출력시키는 전력 변환 장치의 정격 전류가 미리 지정될 수 있다. 따라서, 상기 제2 기준 전류는 상기 제1 기준 전류보다 크다. 동작 834에서, 상기 감지된 출력 전류가 미리 지정된 제1 기준 전류를 초과하면, 동작 836이 수행될 수 있다. 동작 834에서, 감지된 출력 전류가 미리 지정된 제1 기준 전류 이하이면 동작 820이 수행될 수 있다.
동작 836에서, 전자 장치는 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류와 제1기준 전류의 차(△Io)를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산할 수 있다. 전자 장치는 제1 기준 전류를 초과하는 출력 전류와 제1 기준 전류의 차를 먼저 추출할 수 있고 상기 추출된 차를 시간에 대해 적분할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는, 차동 증폭기를 이용하여 제1기준 전류를 초과하는 출력 전류와 제1 기준 전류의 차를 추출할 수 있고, 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 상기 차를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환할 수 있으며, 적분기를 이용하여 상기 차를 시간에 대해 적분하여 누적값을 연산할 수 있다. 또한 상기 연산된 누적값은 미리 지정된 시간 주기 마다 초기화될 수 있다. 예를 들어, 상기 연산된 누적값은 5 분마다 초기화될 수 있다.
동작 838에서, 전자 장치는 동작 836에서 연산된 누적값을 미리 지정된 임계값과 비교하여 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는지 판단할 수 있다. 동작 838에서, 동작 836에서 연산된 누적값이 미리 지정된 임계값을 초과하면, 동작 840이 수행될 수 있다. 동작 838에서, 상기 연산된 누적값이 상기 임계값 이하이면 동작 820이 수행될 수 있다.
발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호가 필요한 과전류 발생을 식별하는 방법에서 과전류 보호가 필요한 과전류 발생으로 식별되는 조건은 적어도 두 가지를 포함할 수 있다. 동작 838에서, 정격 전류를 초과하는 낮은 과전류 상태의 지속을 나타내는 상기 누적값이 미리 지정된 임계값을 초과하는 것을 조건으로 과전류 보호가 수행될 수 있고, 동작 832에서, 동작 810에서 출력되는 출력 전류가 제2 기준 전류를 초과하는 것을 조건으로 과전류 보호가 수행될 수 있다. 본 발명은 과전류로 인한 부작용으로부터 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하는 전자 장치(101, 201, 301)를 실효적으로 보호할 수 있다.
도 10a은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 동작을 도시한 흐름도를 나타내고, 도 10b는 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 동작을 도시한 흐름도를 나타내고, 도 10c는 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 동작을 도시한 흐름도를 나타낸다.
도 10a를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 동작 840에서, 동작 830에서 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류에 해당한다고 판단되면 전자 장치는 출력 전류를 중지시킬 수 있다. 동작 842는 수동으로 전력 변환부를 재가동시키지 않는 한 가동 중단 상태가 계속 유지되는 동작에 해당한다. 예를 들어, 출력 전류를 중지시키기 위해, 전자 장치는 전력 변환부(410, 510, 610-1, 610-2, 610-n) 내의 스위치를 오프 할 수 있다. 동작 842는 도 11a에 도시한 제1 과전류 보호 동작일 수 있고, 상술한 내용을 포함할 수 있다.
도 10b를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 동작 840에서, 동작 830에서 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류에 해당한다고 판단되면 전자 장치는 출력 전류를 일시 중지시킬 수 있다. 동작 844은 전력 변환부의 가동을 중단시키고 지정된 일정 시간 경과 후 전력 변환부를 자동으로 재가동시키는 동작이다. 동작 845에서, 전자 장치는 미리 지정된 시간의 경과 여부를 판단할 수 있다. 지정된 시간은 전력 변환부가 가동 중지되고 재가동될 때까지의 시간이며, 전자 장치의 소자들 또는 전력 변환부가 과전류로 인해 상승된 온도를 식히고 안정적으로 작동 가능하도록 정비하는데 걸리는 시간에 해당한다. 동작 845에서 지정된 시간이 경과하면 전자 장치는 동작 846을 수행할 수 있다. 동작 845에서 지정된 시간이 경과하지 않으면 전자 장치는 동작 844로 돌아가 출력 전류가 일시 중지된 상태를 유지할 수 있다. 동작 846에서, 지정된 시간이 경과하면 전자 장치는 출력 전류가 재공급되도록 할 수 있다. 출력 전류가 재공급되면 동작 810으로 되돌아 갈 수 있다. 동작 844, 동작 845 및 동작 846은 도 11b에 도시한 제2 과전류 보호 동작일 수 있고, 상술한 내용을 포함할 수 있다.
도 10c를 참조하면, 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 동작 840에서, 동작 830에서 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류에 해당한다고 판단되면 전자 장치는 출력 전류를 일시 중지시킬 수 있다. 동작 844은 전력 변환부의 가동을 중단시키고 지정된 일정 시간 경과 후 전력 변환부를 자동으로 재가동시키는 동작이다. 동작 844에서 출력 전류를 일시 중지시키는 동작이 발생하면, 동작 847에서 전자 장치는 동작 844가 발생한 회수를 카운트할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 동작 844의 발생 회수를 세는 카운터(counter)(미도시)를 더 포함할 수 있다. 전자 장치는 상기 카운터를 이용하여 동작 844의 발생 회수를 셀 수 있다.
동작 848에서, 전자 장치는 동작 847에서 카운트한 동작 844의 발생 회수가 미리 지정된 회수(n)를 초과하는지를 판단할 수 있다. 동작 844의 발생 회수가 미리 지정된 회수를 초과하면, 전자 장치는 출력 전류를 중지시키는 동작 842을 수행할 수 있다. 즉, 전자 장치는 전력 변환부가 자동으로 재가동되는 것을 막을 수 있다. 동작 844의 발생 회수가 미리 지정된 회수를 초과하지 않으면 전자 장치는 동작 845를 수행할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 동작 840에서, 전자 장치는 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류에 해당하면 출력 전류를 일시 중지시키는 동작844모드에서 동작 844 의 발생 회수가 미리 지정된 회수를 초과하는지를 식별하고, 동작 844 의 발생 회수가 미리 지정된 회수를 초과하는 경우 동작 844모드에서 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류에 해당하면 출력 전류를 중지시키는 동작842 모드로 전환할 수 있다.
상술한 바와 같은, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(예; 전자 장치(101, 201, 또는 301))는, 적어도 하나의 전력 변환 장치(예; 전력 변환 장치(230, 330, 400, 500, 또는 600))를 포함하고, 상기 적어도 하나의 전력 변환 장치는, 입력 전압 또는 입력 전류를 변환하여 출력 전류를 공급하는 전력 변환부; 상기 출력 전류를 조절하는 제어부; 및 상기 출력 전류를 감지하고 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 과전류 보호부를 포함하고, 상기 과전류 보호부는, 지정된 제1 기준 전류를 초과하는 상기 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력하는 과전류 추출 모듈, 상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하는 연산 모듈, 및 상기 누적값을 지정된 임계값과 비교하고, 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 제1 비교 모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 과전류 보호부는, 상기 출력 전류를 상기 제1 기준 전류 보다 큰 제2 기준 전류와 비교하고, 상기 출력 전류가 상기 제2 기준 전류를 초과하는 제2 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 제2 비교 모듈을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 제어부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 상기 출력 전류를 중지시킬 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 제어부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류의 공급을 일시 중지시킬 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 적어도 하나의 출력 변환 장치는 상기 출력 전류의 공급이 일시 중지되는 회수를 세는 카운터(counter)를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류의 공급을 일시 중지시키고, 상기 카운트된 회수가 미리 지정된 회수를 초과하는 경우, 상기 출력 전류가 재공급되지 않도록 상기 출력 전류를 중지시킬 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 과전류 추출 모듈은 차동 증폭기를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 과전류 추출 모듈은 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치(예; 전자 장치(101, 201, 또는 301))는 적어도 하나의 전력 변환 장치(예; 전력 변환 장치(230, 330, 400, 500, 또는 600))를 포함하고, 상기 적어도 하나의 전력 변환 장치는, 입력 전압 또는 입력 전류를 변환하여 출력 전류를 공급하는 전력 변환부; 및 상기 출력 전류를 감지하고 감지 결과를 상기 전력 변환부에 전달하여 상기 출력 전류를 조절하는 과전류 보호부를 포함하고, 상기 과전류 보호부는, 지정된 제1 기준 전류를 초과하는 상기 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력하는 과전류 추출 모듈, 상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하는 연산 모듈, 및 상기 누적값을 지정된 임계값과 비교하고, 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 상기 전력 변환부에 전달하는 제1 비교 모듈을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 과전류 보호부는, 상기 출력 전류를 상기 제1 기준 전류 보다 큰 제2 기준 전류와 비교하고, 상기 출력 전류가 상기 제2 기준 전류를 초과하는 제2 감지 결과를 상기 전력 변환부에 전달하는 제2 비교 모듈을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 전력 변환부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 상기 출력 전류의 공급을 중지할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 전력 변환부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류의 공급을 일시 중지할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 적어도 하나의 전력 변환 장치는 상기 출력 전류의 공급이 일시 중지되는 회수를 세는 카운터(counter)를 포함하고, 상기 전력 변환부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류의 공급을 일시 중지하고, 상기 카운트된 회수가 미리 지정된 회수를 초과하는 경우, 상기 출력 전류가 재공급되지 않도록 상기 출력 전류의 공급을 중지할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 과전류 추출 모듈은 차동 증폭기를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 과전류 추출 모듈은 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 다양한 실시 예에 따른 전자 장치의 과전류 보호 방법은, 입력 전압 또는 입력 전류를 변환하여 출력 전류를 공급하는 동작; 지정된 제1 기준 전류를 초과하는 상기 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력하는 동작; 상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하는 동작; 상기 누적값을 지정된 임계값과 비교하고, 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 전달하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 출력 전류를 상기 제1 기준 전류 보다 큰 제2 기준 전류와 비교하고, 상기 출력 전류가 상기 제2 기준 전류를 초과하는 제2 감지 결과를 전달하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여, 상기 출력 전류를 중지시키는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여, 상기 출력 전류를 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류를 일시 중지시키는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여, 상기 출력 전류를 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류를 일시 중지시키는 동작; 상기 출력 전류가 일시 중지되는 회수를 카운트하는 동작; 및 상기 카운트된 회수가 지정된 회수를 초과하는 경우, 상기 출력 전류가 재공급되지 않도록 상기 출력 전류를 중지시키는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에서, 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여, 상기 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류임을 알리는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 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. "제 1", "제 2", 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: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 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 제 3 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 회로 등의 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, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))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 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 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 실시 예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 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 실시 예들에 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.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    상기 전자 장치는 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 전력 변환 장치는,
    입력 전압 또는 입력 전류를 변환하여 출력 전류를 공급하는 전력 변환부;
    상기 출력 전류를 조절하는 제어부; 및
    상기 출력 전류를 감지하고 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 과전류 보호부를 포함하고,
    상기 과전류 보호부는,
    지정된 제1 기준 전류를 초과하는 상기 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력하는 과전류 추출 모듈,
    상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하는 연산 모듈, 및
    상기 누적값을 지정된 임계값과 비교하고, 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 제1 비교 모듈을 포함하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 과전류 보호부는,
    상기 출력 전류를 상기 제1 기준 전류 보다 큰 제2 기준 전류와 비교하고, 상기 출력 전류가 상기 제2 기준 전류를 초과하는 제2 감지 결과를 상기 제어부에 전달하는 제2 비교 모듈을 더 포함하는 전자 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 상기 출력 전류를 중지시키도록 설정된 전자 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류의 공급을 일시 중지시키도록 설정된 전자 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 출력 변환 장치는 상기 출력 전류의 공급이 일시 중지되는 회수를 세는 카운터(counter)를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류의 공급을 일시 중지시키고,
    상기 카운트된 회수가 미리 지정된 회수를 초과하는 경우, 상기 출력 전류가 재공급되지 않도록 상기 출력 전류를 중지시키도록 설정된 전자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 과전류 추출 모듈은 차동 증폭기를 포함하는 전자 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 과전류 추출 모듈은 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함하는 전자 장치.
  8. 전자 장치에 있어서,
    상기 전자 장치는 적어도 하나의 전력 변환 장치를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 전력 변환 장치는,
    입력 전압 또는 입력 전류를 변환하여 출력 전류를 공급하는 전력 변환부; 및
    상기 출력 전류를 감지하고 감지 결과를 상기 전력 변환부에 전달하여 상기 출력 전류를 조절하는 과전류 보호부를 포함하고,
    상기 과전류 보호부는,
    지정된 제1 기준 전류를 초과하는 상기 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력하는 과전류 추출 모듈,
    상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하는 연산 모듈, 및
    상기 누적값을 지정된 임계값과 비교하고, 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 상기 전력 변환부에 전달하는 제1 비교 모듈을 포함하는 전자 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 과전류 보호부는,
    상기 출력 전류를 상기 제1 기준 전류 보다 큰 제2 기준 전류와 비교하고, 상기 출력 전류가 상기 제2 기준 전류를 초과하는 제2 감지 결과를 상기 전력 변환부에 전달하는 제2 비교 모듈을 더 포함하는 전자 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전력 변환부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 상기 출력 전류의 공급을 중지하도록 설정된 전자 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 전력 변환부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류의 공급을 일시 중지하도록 설정된 전자 장치.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전력 변환 장치는 상기 출력 전류의 공급이 일시 중지되는 회수를 세는 카운터(counter)를 포함하고,
    상기 전력 변환부는 상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류의 공급을 일시 중지하고,
    상기 카운트된 회수가 미리 지정된 회수를 초과하는 경우, 상기 출력 전류가 재공급되지 않도록 상기 출력 전류의 공급을 중지하도록 설정된 전자 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 과전류 추출 모듈은 차동 증폭기를 포함하는 전자 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 과전류 추출 모듈은 아날로그-디지털 컨버터를 더 포함하는 전자 장치.
  15. 전자 장치의 과전류 보호 방법으로서,
    입력 전압 또는 입력 전류를 변환하여 출력 전류를 공급하는 동작;
    지정된 제1 기준 전류를 초과하는 상기 출력 전류와 상기 제1 기준 전류의 차를 출력하는 동작;
    상기 차를 시간에 대해 적분한 누적값을 연산하는 동작;
    상기 누적값을 지정된 임계값과 비교하고, 상기 누적값이 상기 임계값을 초과하는 제1 감지 결과를 전달하는 동작을 포함하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 출력 전류를 상기 제1 기준 전류 보다 큰 제2 기준 전류와 비교하고, 상기 출력 전류가 상기 제2 기준 전류를 초과하는 제2 감지 결과를 전달하는 동작을 더 포함하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여, 상기 출력 전류를 중지시키는 동작을 더 포함하는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여, 상기 출력 전류를 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류를 일시 중지시키는 동작을 더 포함하는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여, 상기 출력 전류를 지정된 일정 시간 경과 후 상기 출력 전류가 재공급되도록 상기 출력 전류를 일시 중지시키는 동작;
    상기 출력 전류가 일시 중지되는 회수를 카운트하는 동작; 및
    상기 카운트된 회수가 지정된 회수를 초과하는 경우, 상기 출력 전류가 재공급되지 않도록 상기 출력 전류를 중지시키는 동작을 더 포함하는 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 감지 결과 또는 상기 제2 감지 결과에 기초하여, 상기 출력 전류가 과전류 보호가 필요한 과전류임을 알리는 동작을 더 포함하는 방법.
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