KR20210045911A - An electronic device comprising a resonant charging circuit - Google Patents

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KR20210045911A
KR20210045911A KR1020200050361A KR20200050361A KR20210045911A KR 20210045911 A KR20210045911 A KR 20210045911A KR 1020200050361 A KR1020200050361 A KR 1020200050361A KR 20200050361 A KR20200050361 A KR 20200050361A KR 20210045911 A KR20210045911 A KR 20210045911A
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power management
electronic device
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최항석
이기선
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삼성전자주식회사
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Abstract

According to an embodiment disclosed in this document, is provided an electronic device, which includes a battery, a power management module, and a processor electrically connected to the power management module. The power management module includes a charging circuit comprising a plurality of switches, at least one capacitor, and at least one inductor, and configured to receive power from an external power supply. The power management module checks electrical connection between the charging circuit and the external power supply device, operates in a first mode to charge the battery when a type of the external power supply device is a first type, and operates in a second mode to charge the battery when the type of the external power supply device is a second type. In addition to this, various embodiments identified through the specification are possible. According to the present invention, a resonant SCVD can be configured using a flying capacitor having a relatively small capacity.

Description

공진형 충전 회로를 포함하는 전자 장치{An electronic device comprising a resonant charging circuit}An electronic device comprising a resonant charging circuit

본 문서에서 개시되는 다양한 실시예들은, 공진형 충전 회로를 포함하는 전자 장치와 관련된다.Various embodiments disclosed in this document relate to an electronic device including a resonant charging circuit.

스마트폰, 또는 태블릿 PC와 같은 전자 장치는 배터리에서 제공되는 전력을 이용하여 동작할 수 있다. 전원 관리 모듈(예: PMIC(power management integrated circuit))은 배터리에서 제공되는 전력을 전자 장치 내부의 다양한 구성(예: 프로세서, 메모리, 또는 통신 칩)에 전달할 수 있다.An electronic device such as a smartphone or a tablet PC may operate using power provided from a battery. The power management module (eg, a power management integrated circuit (PMIC)) may transfer power provided from a battery to various components (eg, a processor, a memory, or a communication chip) inside the electronic device.

전자 장치 내부의 배터리는 외부 전원을 통해 충전될 수 있다. 최근에는 고속 충전을 위한 유선 또는 무선의 다양한 충전 방식이 적용되고 있다. 고속 충전 방식 중 다이렉트 차징(direct charging) 기술은 전자 장치 내부의 배터리에 대한 정전압 또는 정전류 제어를 외부의 전원 장치(예: power adapter)가 수행하고, 전자 장치 내부의 충전 회로를 간소화 할 수 있다. 또한, 다이렉트 차징 기술은 전자 장치 내의 발열을 줄이고 높은 전류로 배터리를 충전할 수 있다. The battery inside the electronic device may be charged through an external power source. Recently, various charging methods, wired or wireless, have been applied for fast charging. Among the fast charging methods, in the direct charging technology, an external power device (eg, a power adapter) performs constant voltage or constant current control for a battery inside the electronic device, and a charging circuit inside the electronic device can be simplified. In addition, the direct charging technology can reduce heat generation in the electronic device and charge the battery with a high current.

전자 장치는 SCVD(switched capacitor voltage divider) 회로를 이용하여 다이렉트 차징 기술에 의한 충전을 지원할 수 있다. SCVD 회로는 일반 스위칭 컨버터와 달리 약 96% 이상의 높은 효율을 얻을 수 있어 전자 장치의 발열을 줄일 수 있으나, 회로 구성에 따라 전압 변환비는 고정될 수 있다. 이에 따라, 다양한 종류의 전원 장치 또는 충전 장치와 호환성이 제한될 수 있다. The electronic device may support charging by direct charging technology using a switched capacitor voltage divider (SCVD) circuit. Unlike general switching converters, the SCVD circuit can achieve high efficiency of about 96% or more to reduce heat generation of electronic devices, but the voltage conversion ratio may be fixed depending on the circuit configuration. Accordingly, compatibility with various types of power devices or charging devices may be limited.

예를 들어, 약 5V 또는 9V 고정 전압을 공급하는 레거시 전원 아답터(legacy power adapter)와 연결되는 경우, SCVD 회로는 충전 동작을 수행할 수 없어, 별도의 switching charger가 장착 되어야 할 수 있다. 이로 인해, 전자 장치 내부의 부품 실장 공간이 줄어들고, 추가 부품에 의해 전자 장치의 가격이 상승할 수 있다. For example, when connected to a legacy power adapter that supplies a fixed voltage of about 5V or 9V, the SCVD circuit cannot perform a charging operation, so a separate switching charger may need to be installed. Accordingly, a space for mounting parts inside the electronic device may be reduced, and the price of the electronic device may increase due to the additional parts.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는 배터리, 상기 배터리와 전기적으로 연결되고, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 관리하는 전력 관리 모듈, 및 상기 전력 관리 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 전력 관리 모듈은 복수의 스위치들, 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 인덕터를 포함하고, 외부 전원 장치로부터 전력을 공급받도록 구성된 충전 회로를 포함하고, 상기 전력 관리 모듈은 상기 충전 회로와 상기 외부 전원 장치의 전기적 연결을 확인하고, 상기 연결된 상기 외부 전원 장치의 타입을 판단하고, 상기 외부 장치의 타입이 제1 타입인 경우, 상기 충전 회로가 상기 커패시터 및 상기 인덕터의 공진에 의한 고정된 전압 변환비를 가지도록 상기 복수의 스위치들을 제어하는 제1 모드로 동작하여 상기 배터리를 충전하도록 하고, 상기 외부 전원 장치의 타입이 제2 타입인 경우, 상기 충전 회로가 상기 배터리의 충전 비율에 대응하여 전압 변환비가 변경되도록 상기 복수의 스위치들을 제어하는 제2 모드로 동작하여 상기 배터리를 충전하도록 할 수 있다.An electronic device according to various embodiments of the present disclosure includes a battery, a power management module electrically connected to the battery, and managing charging or discharging of the battery, and a processor electrically connected to the power management module, and the power management module A charging circuit comprising a plurality of switches, at least one capacitor, and at least one inductor, and configured to receive power from an external power supply device, wherein the power management module performs electrical connection between the charging circuit and the external power supply device. Check, determine the type of the connected external power supply device, and when the type of the external device is a first type, the plurality of charging circuits may have a fixed voltage conversion ratio due to resonance of the capacitor and the inductor. When the type of the external power supply is a second type, the plurality of charging circuits change the voltage conversion ratio in response to the charging ratio of the battery when the battery is charged by operating in a first mode of controlling the switches of The battery may be charged by operating in a second mode for controlling the switches of.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 하나의 공진형 SCVD를 이용하여, 다이렉트 차징을 지원하는 전원 장치 또는 다이렉트 차징을 미지원 하는 레거시 전원 아답터(legacy power adapter) 모두에 대응할 수 있다.The electronic device according to various embodiments disclosed in the present document may correspond to both a power supply device supporting direct charging or a legacy power adapter that does not support direct charging by using one resonance type SCVD.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 서로 다른 동작 주파수 또는 서로 다른 듀티 사이클을 가지는 스위칭 제어 신호를 이용하여, 하나의 공진형 SCVD로 복수의 타입의 전원 장치의 충전을 지원할 수 있다.The electronic device according to various embodiments disclosed in this document may support charging of a plurality of types of power supply devices with one resonance type SCVD by using switching control signals having different operating frequencies or different duty cycles. .

본 문서에 개시되는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 상대적으로 작은 용량의 플라잉 커패시터를 이용하여 공진형 SCVD를 구성할 수 있다.An electronic device according to various embodiments disclosed in this document may configure a resonance type SCVD using a flying capacitor having a relatively small capacity.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 공진형 SCVD 회로를 이용하여 3-레벨 벅 컨버터(3-level buck converter)를 구성할 수 있다.An electronic device according to various embodiments disclosed in this document may configure a 3-level buck converter using a resonant SCVD circuit.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 공진형 SCVD의 인덕터에 흐르는 전류 또는 플라잉 커패시터 양단 전압을 이용하여 스위칭을 제어할 수 있다. 이를 통해, 충전 시 전력 변환 효율을 높일 수 있고, 공진형 컨버터 동작으로 인해 EMI 저감 및 시스템 효율을 개선할 수 있다. The electronic device according to various embodiments disclosed in this document may control switching by using a current flowing through an inductor of a resonance type SCVD or a voltage across a flying capacitor. Through this, power conversion efficiency during charging can be increased, and EMI reduction and system efficiency can be improved due to the operation of the resonant converter.

도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치이다.
도 2은, 다양한 실시예들에 따른 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 외부 전원 장치의 종류에 따른 전자 장치의 충전 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 충전 회로의 구성을 나타낸다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 충전 회로의 제1 모드의 동작을 나타낸다.
도 6는 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 동작을 나타낸다.
도 7a는 다양한 실시예에 따른 스위칭 제어 회로를 나타낸다.
도 7b는 다양한 실시예에 따른 제2 모드에서 스위칭 제어 신호의 생성을 나타낸다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 제2 모드에서의 스위칭 제어 회로를 나타낸다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 플라잉 커패시터 양단 전압을 추가 이용하는 제어 회로를 나타낸다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제1 상태에서의 전압 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제2 상태에서의 전압 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.
도 12는 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제3 상태에서의 전압 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.
도 13은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제4 상태에서의 전압 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.
도 14은 다양한 실시예에 따른 제2 모드에서의 전류 제어 방식의 스위칭 제어 회로를 나타낸다.
도 15는 다양한 실시예에 따른 플라잉 커패시터의 양단 전압을 추가 이용하는 제어 회로를 나타낸다.
도 16은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제1 상태에서의 전류 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.
도 17은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제2 상태에서의 전류 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.
도 18는 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제3 상태에서의 전류 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.
도 19은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제4 상태에서의 전류 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
1 is an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
2 is a block diagram of a power management module and a battery according to various embodiments.
3 is a flowchart illustrating a method of charging an electronic device according to types of external power devices according to various embodiments of the present disclosure.
4 shows a configuration of a charging circuit according to various embodiments.
5 illustrates an operation of a first mode of a charging circuit according to various embodiments.
6 illustrates an operation in a second mode according to various embodiments.
7A illustrates a switching control circuit according to various embodiments.
7B illustrates generation of a switching control signal in a second mode according to various embodiments.
8 illustrates a switching control circuit in a second mode according to various embodiments.
9 illustrates a control circuit additionally using a voltage across a flying capacitor according to various embodiments.
10 illustrates a change in a voltage control method switching signal in a first state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.
11 illustrates a change in a voltage control method switching signal in a second state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.
12 illustrates a change in a voltage control method switching signal in a third state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.
13 illustrates a change in a switching signal of a voltage control scheme in a fourth state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.
14 illustrates a switching control circuit of a current control method in a second mode according to various embodiments.
15 illustrates a control circuit additionally using voltages across both ends of a flying capacitor according to various embodiments of the present disclosure.
16 illustrates changes in a switching signal of a current control method in a first state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.
17 illustrates a change in a switching signal of a current control method in a second state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.
18 illustrates a change in a switching signal of a current control method in a third state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.
19 illustrates a change in a switching signal of a current control method in a fourth state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.
In connection with the description of the drawings, the same or similar reference numerals may be used for the same or similar components.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings. However, this is not intended to limit the techniques described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or alternatives of the embodiments of this document. . In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 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(예: PDA(personal digital assistant), 태블릿 PC(tablet PC), 랩탑 PC(데스크톱 PC, 워크스테이션, 또는 서버), 휴대용 멀티미디어 장치(예: 전자 책 리더기 또는 MP3 플레이어), 휴대용 의료 기기(예: 심박, 혈당, 혈압, 또는 체온 측정기), 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리 형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용 형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착 형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식 형 회로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 전자 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오 장치, 오디오 액세서리 장치(예: 스피커, 헤드폰, 또는 헤드 셋), 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토메이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 게임 콘솔, 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments. An electronic device according to various embodiments disclosed in this document may be a device of various types. The electronic device is, for example, a portable communication device (eg, a smartphone), a computer device (eg, a personal digital assistant (PDA), a tablet PC (tablet PC)), a laptop PC (desktop PC, workstation, or server), It may include at least one of a portable multimedia device (eg, an electronic book reader or MP3 player), a portable medical device (eg, a heart rate, blood sugar, blood pressure, or body temperature meter), a camera, or a wearable device. (E.g. watches, rings, bracelets, anklets, necklaces, glasses, contact lenses, or head-mounted-devices (HMD)), fabric or clothing integrals (e.g. electronic clothing), body-attached (e.g. : A skin pad or a tattoo), or a bio-implantable circuit In some embodiments, the electronic device is, for example, a television, a digital video disk (DVD) player, an audio device, an audio accessory. Devices (e.g. speakers, headphones, or headsets), refrigerators, air conditioners, vacuum cleaners, ovens, microwaves, washing machines, air purifiers, set-top boxes, home automation control panels, security control panels, game consoles, electronic dictionaries, electronic keys, It may include at least one of a camcorder or an electronic picture frame.

다른 실시예에서, 전자 장치는 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder)(예: 차량/선박/비행기 용 블랙박스(black box)), 자동차 인포테인먼트 장치(예: 차량용 헤드-업 디스플레이), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), ATM(automated teller machine), POS(point of sales) 기기, 계측 기기(예: 수도, 전기, 또는 가스 계측 기기), 또는 사물 인터넷 장치(예: 전구, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도 조절기, 또는 가로등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 또한, 예를 들면, 개인의 생체 정보(예: 심박 또는 혈당)의 측정 기능이 구비된 스마트폰의 경우처럼, 복수의 장치들의 기능들을 복합적으로 제공할 수 있다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다. In another embodiment, the electronic device is a navigation device, a global navigation satellite system (GNSS), an event data recorder (EDR) (e.g., a black box for a vehicle/ship/airplane), and an automobile infotainment device. (E.g. head-up displays for vehicles), industrial or home robots, drones, automated teller machines (ATMs), point of sales (POS) devices, measuring devices (e.g. water, electricity, or gas measuring devices), Alternatively, it may include at least one of IoT devices (eg, a light bulb, a sprinkler device, a fire alarm, a temperature controller, or a street light). The electronic device according to the embodiment of the present document is not limited to the above-described devices, and, for example, as in the case of a smartphone equipped with a function of measuring personal biometric information (eg, heart rate or blood sugar), a plurality of It is possible to provide complex functions of devices. In this document, the term user may refer to a person using an electronic device or a device (eg, an artificial intelligence electronic device) using an electronic device.

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. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(210), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 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.In the network environment 100, the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (for example, a short-range wireless communication network), or a second network 199 (for example, a long-distance wireless communication network). Network) through the electronic device 104 or the server 108. According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108. According to an embodiment, the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176, interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 210, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197 ) Can be included. In some embodiments, at least one of these components (for example, the display device 160 or the camera module 180) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101. In some embodiments, some of these components may be implemented as one integrated circuit. For example, the sensor module 176 (eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor) may be implemented while being embedded in the display device 160 (eg, a display).

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)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 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. 일실시예에 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)는 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.The processor 120, for example, executes software (eg, a program 140) to configure at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and can perform various data processing or operations. According to an embodiment, as at least a part of data processing or operation, the processor 120 may transfer commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) to the volatile memory 132. It is loaded into, processes commands or data stored in the volatile memory 132, and the result data may be stored in the nonvolatile memory 134. According to an embodiment, the processor 120 includes a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, an image signal processor) that can be operated independently or together. , A sensor hub processor, or a communication processor). Additionally or alternatively, the coprocessor 123 may be set to use lower power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function. The secondary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as a part thereof.

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. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. The co-processor 123 is, for example, in place of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, executing an application). ) While in the state, together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (for example, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the functions or states associated with it. According to an embodiment, the coprocessor 123 (eg, an image signal processor or a communication processor) may be implemented as a part of other functionally related components (eg, the camera module 180 or the communication module 190). have.

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. The memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176 ). The data may include, for example, software (eg, the program 140) and input data or output data for commands related thereto. The memory 130 may include a volatile memory 132 or a nonvolatile memory 134.

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. The program 140 may be stored as software in the memory 130, and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or an application 146.

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)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다. The input device 150 may receive a command or data to be used for a component of the electronic device 101 (eg, the processor 120) from outside (eg, a user) of the electronic device 101. The input device 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, or a digital pen (eg, a stylus pen).

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. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.The sound output device 155 may output an sound signal to the outside of the electronic device 101. The sound output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver. The speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of the speaker.

표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 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. The display device 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user). The display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device. According to an embodiment, the display device 160 may include a touch circuitry set to sense a touch, or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) set to measure the strength of a force generated by the touch. have.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.The audio module 170 may convert sound into an electrical signal, or conversely, may convert an electrical signal into sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input device 150, the sound output device 155, or an external electronic device (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (for example, a speaker or headphones).

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. 일실시예에 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. The sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101, or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do. According to an embodiment, the sensor module 176 is, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an atmospheric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared (IR) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.The interface 177 may support one or more designated protocols that may be used for the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102). According to an embodiment, the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.

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. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.The connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102). According to an embodiment, the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).

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. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.The haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that a user can perceive through tactile or motor sensations. According to an embodiment, the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.The camera module 180 may capture a still image and a video. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.The power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101. According to an embodiment, the power management module 188 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.The battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101. According to an embodiment, the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.

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. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 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 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(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. The communication module 190 includes a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It is possible to support establishment and communication through the established communication channel. The communication module 190 operates independently of the processor 120 (eg, an application processor) and may include one or more communication processors supporting direct (eg, wired) communication or wireless communication. According to an embodiment, the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg : A local area network (LAN) communication module, or a power line communication module) may be included. Among these communication modules, a corresponding communication module is a first network 198 (for example, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct or IrDA (infrared data association)) or a second network 199 (for example, a cellular network, the Internet, or It may communicate with the external electronic device 104 through a computer network (for example, a telecommunication network such as a LAN or WAN). These various types of communication modules may be integrated into a single component (eg, a single chip), or may be implemented as a plurality of separate components (eg, multiple chips). The wireless communication module 192 uses subscriber information stored in the subscriber identification module 196 (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) in a communication network such as the first network 198 or the second network 199. The electronic device 101 can be checked and authenticated.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 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 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.The antenna module 197 may transmit a signal or power to the outside (eg, an external electronic device) or receive from the outside. According to an embodiment, the antenna module 197 may include one antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern. According to an embodiment, the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is, for example, provided by the communication module 190 from the plurality of antennas. Can be chosen. The signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna. According to some embodiments, other components (eg, RFIC) other than the radiator may be additionally formed as part of the antenna module 197.

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.At least some of the components are connected to each other through a communication method (e.g., a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI))) between peripheral devices and a signal ( E.g. commands or data) can be exchanged with each other.

일실시예에 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. 외부 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부 전자 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. According to an embodiment, commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199. Each of the external electronic devices 102 and 104 may be a device of the same or different type as the electronic device 101. According to an embodiment, all or part of the operations executed by the electronic device 101 may be executed by one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108. For example, when the electronic device 101 needs to perform a function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 In addition or in addition, it is possible to request one or more external electronic devices to perform the function or at least part of the service. One or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101. The electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request. For this, for example, cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.

도 2는, 다양한 실시예들에 따른 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블록도이다. 2 is a block diagram of a power management module and a battery according to various embodiments.

도 2를 참조하면, 전자 장치(201)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 전력 관리 모듈(210)(예: 도 1의 전력 관리 모듈(188)) 및 배터리(220)(예: 도 1의 배터리(189))를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(210)(예: Charger IC, 또는 PMIC)은 충전 회로(230)를 포함하고, 배터리(220)로부터 출력되는 전류 및/또는 배터리(220)로 유입되는 전류의 흐름을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 2, the electronic device 201 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1) includes a power management module 210 (eg, the power management module 188 of FIG. 1) and a battery 220 (eg, : It may include a battery 189 of FIG. 1 ). According to various embodiments, the power management module 210 (eg, Charger IC, or PMIC) includes a charging circuit 230, and a current output from the battery 220 and/or a current flowing into the battery 220 Can control the flow of.

전력 관리 모듈(210)은 배터리(220)로부터 받은 전력을 시스템 공급원으로 활용할 수 있다. 전력 관리 모듈(210)은 전자 장치(201) 내부의 각 소자마다 필요로 하는 전압 레벨에 맞는 전원을 공급할 수 있다.The power management module 210 may utilize power received from the battery 220 as a system supply source. The power management module 210 may supply power suitable for a voltage level required for each element inside the electronic device 201.

전력 관리 모듈(210)은 외부 전원 장치(202)에서 제공되는 전력으로 배터리(220)를 충전할 수 있다. 예를 들어, 상기 외부 전원 장치(202)는 고속 충전용 power adapter, TA(travel adapter), 배터리 팩 또는 무선 전력 송신 장치(예: 무선 충전 패드 또는 전자 장치)일 수 있다. The power management module 210 may charge the battery 220 with power provided from the external power supply 202. For example, the external power supply 202 may be a fast charging power adapter, a travel adapter (TA), a battery pack, or a wireless power transmission device (eg, a wireless charging pad or an electronic device).

다양한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(210)은 내부에 별도의 연산 소자(또는 제어부)를 더 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(210) 내부의 연산 소자(예: 논리회로, 또는 MCU(micro controller unit))는 배터리(220)의 충전 또는 방전과 관련된 연산 및 제어를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 연산 소자는 충전 회로(230) 내부의 복수의 스위치들을 제어할 수 있다. 다른 일 실시예에 따르면, 상기 연산 소자는 전자 장치(201) 내부의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))에서 제공되는 제어 신호에 따라, 충전 회로(230) 내부의 복수의 스위치들을 제어할 수 있다. According to various embodiments, the power management module 210 may further include a separate operation element (or control unit) therein. An operation element (eg, a logic circuit or a micro controller unit (MCU)) inside the power management module 210 may perform calculations and controls related to charging or discharging the battery 220. According to an embodiment, the operation element may control a plurality of switches in the charging circuit 230. According to another embodiment, the operation element controls a plurality of switches inside the charging circuit 230 according to a control signal provided from a processor (eg, the processor 120 of FIG. 1) inside the electronic device 201. can do.

다양한 실시예에 따르면, 충전 회로(230)는 전자 장치(201)에 대한 외부 전원 장치(202)로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(220)를 충전할 수 있다. According to various embodiments, the charging circuit 230 may charge the battery 220 using power supplied from the external power supply 202 for the electronic device 201.

다양한 실시예에 따르면, 충전 회로(230)는 복수의 스위치들(250), 플라잉 커패시터(260) 및/또는 인덕터(280)를 포함할 수 있다. 플라잉 커패시터(260)는 전압을 높이기 위해 사용되는 커패시터를 의미할 수 있다. 충전 회로(230)는 플라잉 커패시터(260) 및 인덕터(280)의 공진에 의한 전압 분배 회로로 동작할 수 있다.According to various embodiments, the charging circuit 230 may include a plurality of switches 250, a flying capacitor 260 and/or an inductor 280. The flying capacitor 260 may mean a capacitor used to increase a voltage. The charging circuit 230 may operate as a voltage distribution circuit due to resonance of the flying capacitor 260 and the inductor 280.

다양한 실시예들에 따르면, 충전 회로(230)는 외부 전원 장치(202)의 타입에 따라 서로 다른 모드로 동작할 수 있다. According to various embodiments, the charging circuit 230 may operate in different modes depending on the type of the external power supply device 202.

일 실시예에 따르면, 외부 전원 장치(202)가 고속 충전 방식 중 다이렉트 차징을 지원하는 경우, 충전 회로(230)는 고정된 전압 변환비(예: 약 2:1)를 가지는 제1 모드로 동작할 수 있다. 다이렉트 차징(direct charging) 기술은 전자 장치(201) 내부의 배터리(220)에 대한 정전압 또는 정전류 제어를 외부의 전원 장치(202)(예: power adapter)가 수행하는 충전 방식일 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)와 외부 전원 장치(202)는 PD(power delivery) 통신을 통해, 배터리(220)의 충전과 관련된 신호를 송수신할 수 있다. 일 실시예에서, 외부 전원 장치(202)는 USB PD 3.0의 programmable power supply(PPS) 기능을 이용하여, 배터리(220) 충전을 위한 정전압, 또는 정전류 제어를 수행할 수 있다.According to an embodiment, when the external power supply 202 supports direct charging among the fast charging methods, the charging circuit 230 operates in a first mode having a fixed voltage conversion ratio (eg, about 2:1). can do. The direct charging technology may be a charging method in which the external power device 202 (eg, a power adapter) performs constant voltage or constant current control for the battery 220 inside the electronic device 201. For example, the electronic device 101 and the external power supply 202 may transmit and receive signals related to charging of the battery 220 through power delivery (PD) communication. In an embodiment, the external power supply 202 may perform constant voltage or constant current control for charging the battery 220 by using a programmable power supply (PPS) function of USB PD 3.0.

외부 전원 장치(202)가 다이렉트 차징을 지원하는 경우, 외부 전원 장치(202)의 내부에서 정전압 또는 정전류 제어를 수행하고, 충전 회로(230)는 고정된 전압 변환비(예: 약 2:1)에 따라 전압을 낮추어 배터리(220)를 충전할 수 있다. 제1 모드에서, 충전 회로(230)는 상대적으로 높은 충전 효율(예: 약 96% 이상)로 동작할 수 있고, 충전 회로(230)의 발열을 줄일 수 있다. 또한, 제1 모드에서, 충전 회로(230)는 스위칭 신호가 사인파 특성을 가질 수 있고, 스위칭 손실이 줄어들 수 있다. When the external power supply 202 supports direct charging, constant voltage or constant current control is performed inside the external power supply 202, and the charging circuit 230 has a fixed voltage conversion ratio (eg, about 2:1). According to the voltage, the battery 220 may be charged. In the first mode, the charging circuit 230 may operate with a relatively high charging efficiency (eg, about 96% or more), and heat generation of the charging circuit 230 may be reduced. In addition, in the first mode, in the charging circuit 230, the switching signal may have a sinusoidal characteristic, and the switching loss may be reduced.

다른 일 실시예에 따르면, 외부 전원 장치(202)가 다이렉트 차징을 지원하지 않는 레거시 전원 아답터(legacy power adapter)인 경우, 충전 회로(230)는 배터리(220)의 충전 정도에 따라 전압 변환비가 조절되는 제2 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제2 모드에서, 충전 회로(230)는 펄스 폭 변조(pulse width modulation; 이하, PWM) 방식으로 전력 변환비가 조절되는 3-레벨 벅 컨버터(3-level buck converter)로 동작할 수 있다.According to another embodiment, when the external power supply 202 is a legacy power adapter that does not support direct charging, the charging circuit 230 adjusts the voltage conversion ratio according to the degree of charge of the battery 220 It is possible to operate in the second mode to be used. For example, in the second mode, the charging circuit 230 may operate as a 3-level buck converter in which the power conversion ratio is adjusted in a pulse width modulation (PWM) method. have.

제2 모드에서, 배터리(220)로 유입되는 전류 또는 배터리(220)의 양단 전압을 기반으로 복수의 스위치들(250)의 스위칭 동작이 제어될 수 있다. 플라잉 커패시터(260)는 복수의 스위치들(250)의 스위칭에 따라 충전(charge) 상태, 전력 유지(idle) 상태, 또는 방전(discharge) 상태 중 하나로 동작할 수 있다(도 6, 도 7a 또는 도 7b 참조). 배터리(220)는 외부 전원 장치(202)에서 제공되는 전력으로 충전될 수 있다. 배터리(220)는 전자 장치(201)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(220)는 예를 들면, 리튬 이온 전지(lithium-ion battery), 또는 충전식 전지(rechargeable battery)를 포함할 수 있다.In the second mode, the switching operation of the plurality of switches 250 may be controlled based on the current flowing into the battery 220 or the voltage across the battery 220. The flying capacitor 260 may operate in one of a charge state, an idle state, or a discharge state according to the switching of the plurality of switches 250 (FIG. 6, FIG. 7A or FIG. 7b). The battery 220 may be charged with power provided by the external power supply 202. The battery 220 may supply power required for the operation of the electronic device 201. The battery 220 may include, for example, a lithium-ion battery or a rechargeable battery.

도 3은 다양한 실시예에 따른 외부 전원 장치의 종류에 따른 전자 장치의 충전 방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of charging an electronic device according to a type of an external power supply device according to various embodiments of the present disclosure.

도 3을 참조하면, 동작 310에서, 전자 장치(201)의 전력 관리 모듈(210)은 외부 전원 장치(202)의 전기적 연결을 확인할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(201)는 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(177))를 통해 유선 또는 무선으로 외부 전원 장치(202)와 연결될 수 있다. 전력 관리 모듈(210)은 외부 전원 장치(202)로부터 전력을 공급 받을 수 있다.Referring to FIG. 3, in operation 310, the power management module 210 of the electronic device 201 may check the electrical connection of the external power supply device 202. For example, the electronic device 201 may be connected to the external power supply 202 by wire or wirelessly through an interface (eg, the interface 177 of FIG. 1 ). The power management module 210 may receive power from the external power supply 202.

동작 320에서, 전력 관리 모듈(210)은 외부 전원 장치(202)가 배터리(220) 충전을 위한 정전압, 또는 정전류 제어를 외부 전원 장치(202)에서 수행하는 제1 타입의 전원 장치(예: power adapter)인지를 결정할 수 있다.In operation 320, the power management module 210 is a first type of power supply device (for example, power supply unit 202) performs constant voltage or constant current control for charging the battery 220 by the external power supply unit 202. adapter).

일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(210)은 연결된 외부 전원 장치(202)와 PD(power delivery) 통신이 가능한 경우, 외부 전원 장치(202)가 제1 타입의 전원 장치인 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 모듈(210)은 USB PD 3.0 의 programmable power supply(PPS) 기능을 이용하여, 외부 전원 장치(202)가 제1 타입의 전원 장치인지를 결정할 수 있다.According to an embodiment, the power management module 210 may determine that the external power device 202 is a first type of power device if power delivery (PD) communication is possible with the connected external power device 202. For example, the power management module 210 may determine whether the external power device 202 is a first type power device by using a programmable power supply (PPS) function of USB PD 3.0.

일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(210)은 연결된 외부 전원 장치(202)와 PD(power delivery) 통신이 불가한 경우, 외부 전원 장치(202)가 제2 타입의 전원 장치(예: 다이렉트 차징을 미지원 하는 레거시 전원 아답터(legacy power adapter))인 것으로 결정할 수 있다. 제2 타입의 외부 전원 장치(202)는 전자 장치(201) 내부의 배터리(220)에 대한 정전압 또는 정전류 제어를 수행할 수 없고, 고정된 전압을 제공하는 장치일 수 있다. 예를 들어, 제2 타입의 전원 장치는 약 5V 또는 9V의 고정 전압을 공급하는 레거시 전원 아답터(legacy power adapter) 일 수 있다. 전자 장치(201) 내부의 충전 회로(230)는 배터리(220)의 충전 정도에 따라 전압 변환비를 변경할 수 있다.According to an embodiment, when the power management module 210 is unable to communicate with the connected external power supply 202 and PD (power delivery), the external power supply 202 is a second type power supply device (eg, direct charging). It can be determined that it is a legacy power adapter that does not support. The second type of external power supply device 202 cannot perform constant voltage or constant current control on the battery 220 inside the electronic device 201 and may be a device that provides a fixed voltage. For example, the second type of power supply may be a legacy power adapter that supplies a fixed voltage of about 5V or 9V. The charging circuit 230 inside the electronic device 201 may change the voltage conversion ratio according to the degree of charging of the battery 220.

동작 330에서, 외부 전원 장치(202)가 제1 타입의 전원 장치인 경우, 전력 관리 모듈(210)은 충전 회로(230)가 고정된 전압 변환비를 가지는 제1 모드로 동작하여 충전하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 모드에서, 충전 회로(230)의 전압 변환비는 약 2:1로 고정될 수 있다. 표준 USB type C 케이블의 최대 전류 용량이 3A인 경우, 제1 타입의 전원 장치는 최대 입력 전류를 약 3A 이하로 유지하면서 배터리(220)에 전력을 공급할 수 있다. 2:1의 전압 변환비를 가지는 충전 회로(230)는 power adapter 에서 전달되는 전력의 전압을 약 1/2로 강압하여 전류를 약 2배로 늘려 배터리(220)에 전달할 수 있다. 이를 통해, 표준 USB type C 케이블의 최대 전류 용량을 유지하면서, 높은 전력으로 배터리(220)를 충전할 수 있다. 제1 모드에서, 충전 회로(230)는 상대적으로 높은 효율(예: 약 96% 이상)을 얻을 수 있고, 발열을 줄이면서 고속 충전을 수행할 수 있다.In operation 330, when the external power supply 202 is a first type of power supply, the power management module 210 controls the charging circuit 230 to charge by operating in a first mode having a fixed voltage conversion ratio. I can. For example, in the first mode, the voltage conversion ratio of the charging circuit 230 may be fixed to about 2:1. When the maximum current capacity of the standard USB type C cable is 3A, the first type power supply may supply power to the battery 220 while maintaining the maximum input current to about 3A or less. The charging circuit 230 having a voltage conversion ratio of 2:1 may step down the voltage of power delivered from the power adapter to about 1/2 to increase the current by about doubling and transfer the current to the battery 220. Through this, while maintaining the maximum current capacity of the standard USB type C cable, it is possible to charge the battery 220 with high power. In the first mode, the charging circuit 230 can obtain relatively high efficiency (eg, about 96% or more), and can perform fast charging while reducing heat generation.

일 실시예에 따르면, 제1 모드에서, 전력 관리 모듈(210)은 고정된 제1 듀티 사이클(예: 약 50%) 및 제1 주파수(예: 약 500KHz)를 가지는 신호를 기반으로 충전 회로(230)에 포함된 스위치를 제어할 수 있다. 제1 주파수는 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수와 같은 값으로 설정될 수 있다. According to an embodiment, in the first mode, the power management module 210 is a charging circuit based on a signal having a fixed first duty cycle (eg, about 50%) and a first frequency (eg, about 500KHz). 230) can be controlled. The first frequency may be set to a value equal to the resonant frequency of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal.

일 실시예에 따르면, 충전 회로(230)는 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 동작에 의해 스위칭 손실을 줄일 수 있다(도 5 참조).According to an embodiment, the charging circuit 230 may reduce switching loss by resonant operation of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal (see FIG. 5 ).

동작 340에서, 외부 전원 장치(202)가 제2 타입의 전원 장치(예: 다이렉트 차징을 미지원 하는 레거시 전원 아답터(legacy power adapter))인 경우, 전력 관리 모듈(210)은 충전 회로(230)의 전압 변환비가 배터리(220)의 충전 비율에 따라 조절되는 제2 모드로 동작하여 충전하도록 제어할 수 있다.In operation 340, when the external power supply 202 is a second type of power supply (eg, a legacy power adapter that does not support direct charging), the power management module 210 is The voltage conversion ratio may be controlled to be charged by operating in a second mode in which the voltage conversion ratio is adjusted according to the charging rate of the battery 220.

일 실시예에 따르면, 제2 모드에서, 전력 관리 모듈(210)은 PWM 방식에 의해 가변적인 제2 듀티 사이클 및 제2 주파수(예: 약 5GHz)를 가지는 신호를 기반으로 충전 회로(230)에 포함된 스위치를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 주파수는 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수 보다 클 수 있다(약 5배 내지 10배)(도 6 참조). According to an embodiment, in the second mode, the power management module 210 transmits to the charging circuit 230 based on a signal having a variable second duty cycle and a second frequency (eg, about 5 GHz) by a PWM method. You can control the included switch. According to an embodiment, the second frequency may be greater than the resonance frequency of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal (about 5 to 10 times) (see FIG. 6 ).

다른 일 실시예에 따르면, 제2 주파수는 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수(예: 약 500KHz)와 동일 또는 유사할 수 있다(도 9 내지 도 13 참조).According to another embodiment, the second frequency may be the same as or similar to the resonance frequency (eg, about 500 KHz) of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal (see FIGS. 9 to 13 ).

도 4는 다양한 실시예에 따른 충전 회로의 구성을 나타낸다. 도 4는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다. 4 shows a configuration of a charging circuit according to various embodiments. 4 is an example and is not limited thereto.

도 4를 참조하면, 충전 회로(230)는 외부 전원 장치(202)에서 전달되는 전력을 배터리(220)으로 전달할 수 있다. 배터리(220)는 외부 전원 장치(202)에서 전달된 전력에 의해 충전될 수 있다. Referring to FIG. 4, the charging circuit 230 may transfer power delivered from the external power supply 202 to the battery 220. The battery 220 may be charged by power delivered from the external power supply 202.

충전 회로(230)는 공진형 SCVD(switched capacitor voltage divider) 회로로 구성될 수 있다. 충전 회로(230)는 제1 내지 제4 스위치들(251 내지 254), 플라잉 커패시터(CFLY)(260) 및 인덕터(Lr)(280)를 포함할 수 있다. The charging circuit 230 may be configured as a resonant switched capacitor voltage divider (SCVD) circuit. The charging circuit 230 may include first to fourth switches 251 to 254, a flying capacitor C FLY 260, and an inductor Lr 280.

일 실시예에 따르면, 제1 내지 제4 스위치(251 내지 254)는 순차적으로 연결될 수 있다. 제1 스위치(251)는 외부 전원 장치(202)의 전원부(202a)와 제1 노드(410) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 스위치(252)는 제1 노드(410)와 제2 노드(420) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 스위치(253)는 제2 노드(420)와 제3 노드(430) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 스위치(254)는 제3 노드(430)와 접지부(440) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.According to an embodiment, the first to fourth switches 251 to 254 may be sequentially connected. The first switch 251 may be electrically connected between the power supply 202a of the external power supply 202 and the first node 410. The second switch 252 may be electrically connected between the first node 410 and the second node 420. The third switch 253 may be electrically connected between the second node 420 and the third node 430. The fourth switch 254 may be electrically connected between the third node 430 and the ground unit 440.

제1 내지 제4 스위치(251 내지 254)는 전력 관리 모듈(210) 내부의 제어부 또는 전자 장치(201) 내부의 프로세서의 제어에 따라 동작할 수 있다. The first to fourth switches 251 to 254 may operate according to the control of a control unit inside the power management module 210 or a processor inside the electronic device 201.

플라잉 커패시터(260)는 제1 노드(410)와 제3 노드(430) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. The flying capacitor 260 may be electrically connected between the first node 410 and the third node 430.

인덕터(280)는 제2 스위치(252)와 제3 스위치(253) 사이의 제2 노드(420)와 배터리(220)의 제1 극(예: +극)(450)사이에 전기적으로 연결될 수 있다.The inductor 280 may be electrically connected between the second node 420 between the second switch 252 and the third switch 253 and the first pole (eg, + pole) 450 of the battery 220. have.

배터리(220)의 제1 극(예: +극)(450)은 인덕터(280)와 전기적으로 연결되고, 제2 극(예: -극)은 제4 노드(440)와 전기적으로 연결될 수 있다.The first pole (eg, + pole) 450 of the battery 220 may be electrically connected to the inductor 280, and the second pole (eg,-pole) may be electrically connected to the fourth node 440. .

충전 회로(230)는 외부 전원 장치(202)의 타입에 따라 제1 모드 또는 제2 모드로 동작할 수 있다. 제1 모드는 고정된 전압 변환비로 동작하는 모드일 수 있고(도 5 참조), 제2 모드는 배터리(220)의 충전 상태에 따라 변경되는 전압 변환비로 동작하는 모드일 수 있다(도 6 참조). The charging circuit 230 may operate in a first mode or a second mode according to the type of the external power supply 202. The first mode may be a mode operating at a fixed voltage conversion ratio (see FIG. 5), and the second mode may be a mode operating at a voltage conversion ratio that changes according to the state of charge of the battery 220 (see FIG. 6). .

도 5는 다양한 실시예에 따른 충전 회로의 제1 모드의 동작을 나타낸다.5 illustrates an operation of a first mode of a charging circuit according to various embodiments.

도 5를 참조하면, 충전 회로(230)는 정전압 또는 정전류 제어를 외부 전원 장치(202)가 수행하는 제1 타입의 외부 전원 장치(202)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 외부 전원 장치(202)는 정전류원으로 동작할 수 있다.Referring to FIG. 5, the charging circuit 230 may be connected to a first type of external power supply 202 that performs constant voltage or constant current control by the external power supply 202. For example, the external power supply 202 may operate as a constant current source.

제1 모드에서, 충전 회로(230)는 고정된 전압 변환비를 가지도록 동작할 수 있다. 제1 모드에서, 전력 관리 모듈(210)은 고정된 듀티 사이클(예: 약 50%)을 가지는 제1 주파수(예: 약 500KHz)의 제1 제어 신호(G1) 또는 제2 제어 신호(G2)에 의해 제1 내지 제4 스위치(251 내지 254)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수는 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수와 같은 값으로 설정될 수 있다.In the first mode, the charging circuit 230 may operate to have a fixed voltage conversion ratio. In the first mode, the power management module 210 includes a first control signal G1 or a second control signal G2 of a first frequency (eg, about 500 KHz) having a fixed duty cycle (eg, about 50%). Accordingly, the first to fourth switches 251 to 254 may be controlled. For example, the first frequency may be set to a value equal to the resonant frequency of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal.

플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진에 의해 제1 스위치(Q1, 251) 및 제2 스위칭(Q2, 252)에 흐르는 전류(예: IQ1, IQ2)는 각각 적어도 일부가 사인파 형태일 수 있다. Current flowing through the first and second switches Q1 and 251 and Q2 and 252 due to the resonance of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal (for example, I Q1 and I Q2 ) is at least partially It may be in the form of a sine wave.

인덕터(280)를 포함하지 않는 일반적인 SCVD 회로는 약 500KHz 주파수로 스위칭 시 약 40uF 이상의 상대적으로 큰 커패시턴스를 가지는 플라잉 커패시터를 이용하는 반면, 인덕터(280)를 포함하는 공진형의 충전 회로(230)는 약 1uF의 상대적으로 작은 커패시턴스를 가지는 플라잉 커패시터(260)를 이용할 수 있다.A typical SCVD circuit that does not include the inductor 280 uses a flying capacitor having a relatively large capacitance of about 40 uF or more when switching at a frequency of about 500 KHz, whereas the resonant charging circuit 230 including the inductor 280 is about A flying capacitor 260 having a relatively small capacitance of 1uF can be used.

신호 흐름도에서, 제1 스위치(251) 및 제3 스위치(253)는 제1 제어 신호(G1)에 의해 동작할 수 있다. 제1 제어 신호(G1)는 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수(예: fR = 약 500KHz)와 동일한 제1 주파수(예: fs = 약 500KHz)를 가질 수 있다. 제1 제어 신호(G1)는 하나의 주기(T)에서 고정된 듀티 사이클(예: 약 50%)을 가질 수 있다.In the signal flow diagram, the first switch 251 and the third switch 253 may be operated by the first control signal G1. The first control signal G1 may have a first frequency (eg, f s = about 500 KHz) equal to the resonance frequency (eg, f R = about 500 KHz) of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal. . The first control signal G1 may have a fixed duty cycle (eg, about 50%) in one period T.

스위칭에 의해 제1 스위치(251)에 흐르는 전류(IQ1)는 반파(half wave) 형태일 수 있다. 인덕터(280)의 영향에 의해, 제1 스위치(251)에 흐르는 전류(IQ1)는 지수적으로 감소하는 형태가 아닌 사인파 특성을 가질 수 있다. 이를 통해, 스위칭에 따른 손실이 줄어들 수 있다. The current I Q1 flowing through the first switch 251 by switching may be in the form of a half wave. Due to the influence of the inductor 280, the current I Q1 flowing through the first switch 251 may have a sine wave characteristic rather than an exponentially decreasing form. Through this, loss due to switching can be reduced.

제2 스위치(252) 및 제4 스위치(254)은 제2 제어 신호(G2)에 의해 동작할 수 있다. 제2 제어 신호(G2)는 제1 제어 신호(G1)와 반대되는 위상을 가질 수 있다. 제2 제어 신호(G2)는 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수와 동일한 제1 주파수(예: 약 500KHz)를 가질 수 있다. 제2 제어 신호(G2)는 제1 제어 신호(G1)와 동일한 고정된 듀티 사이클(예: 약 50%)을 가질 수 있다.The second switch 252 and the fourth switch 254 may operate according to the second control signal G2. The second control signal G2 may have a phase opposite to the first control signal G1. The second control signal G2 may have a first frequency (eg, about 500 KHz) equal to the resonance frequency of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal. The second control signal G2 may have the same fixed duty cycle (eg, about 50%) as the first control signal G1.

스위칭에 의해 제2 스위치(252)에 흐르는 전류(IQ2)는 반파(half wave) 형태일 수 있다. 제2 스위치(252)에 흐르는 전류(IQ2)는 제1 스위치(251)에 흐르는 전류(IQ1)과 교번하는 형태일 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(251)에 흐르는 전류(IQ1)가 제1 구간(s1)에서 흐르고, 제2 스위치(252)에 흐르는 전류(IQ2)가 제2 구간(s2)에서 흐를 수 있다. 인덕터(280)의 영향에 의해, 제2 스위치(252)에 흐르는 전류(IQ2)는 지수적으로 감소하는 형태가 아닌 사인파 특성을 가질 수 있다. 이를 통해, 스위칭에 따른 손실이 줄어들 수 있다. The current I Q2 flowing through the second switch 252 due to switching may be in the form of a half wave. The current I Q2 flowing through the second switch 252 may be alternating with the current I Q1 flowing through the first switch 251. For example, the current I Q1 flowing through the first switch 251 flows in the first section s1, and the current I Q2 flowing through the second switch 252 flows in the second section s2. have. Due to the influence of the inductor 280, the current I Q2 flowing through the second switch 252 may have a sine wave characteristic rather than an exponentially decreasing form. Through this, loss due to switching can be reduced.

제1 구간(s1)에서, 제1 스위치(251) 및 제3 스위치(253)가 턴온될 수 있고, 제2 스위치(252) 및 제4 스위치(254)가 턴오프될 수 있다. 플라잉 커패시터(260)에서, 제1 노드(410)를 향해 흐르는 전류(ICF)는 (-) 값을 가질 수 있다. 이를 통해, 플라잉 커패시터(260)가 충전될 수 있다. 플라잉 커패시터(260) 양단 전압(VCF)가 점차적으로 상승할 수 있다. 제1 구간(s1)에서, 인덕터(280)에 흐르는 전류(IL)은 0일 수 있다. 예를 들어, 제1 구간(s1)에서, 배터리(220)는 충전되지 않는 상태일 수 있다.In the first period s1, the first switch 251 and the third switch 253 may be turned on, and the second switch 252 and the fourth switch 254 may be turned off. In the flying capacitor 260, the current I CF flowing toward the first node 410 may have a negative value. Through this, the flying capacitor 260 may be charged. The voltage V CF across the flying capacitor 260 may gradually increase. In the first period s1, the current I L flowing through the inductor 280 may be zero. For example, in the first section s1, the battery 220 may be in a state in which it is not charged.

제2 구간(s2)에서, 제1 스위치(251) 및 제3 스위치(253)가 턴오프될 수 있고, 제2 스위치(252) 및 제4 스위치(254)가 턴온될 수 있다. 플라잉 커패시터(260)에서, 제1 노드(410)를 향해 흐르는 전류(ICF)는 (+) 값을 가질 수 있다. 이를 통해, 플라잉 커패시터(260)가 방전될 수 있다. 플라잉 커패시터(260) 양단 전압(VCF)이 점차적으로 하강할 수 있다. 제1 구간(s1) 및 제2 구간(s2)에서, 인덕터(280)에 흐르는 전류(IL)은 (+)일 수 있다. 예를 들어, 제1 구간(s1)에서는 제1 스위치(251)에 흐르는 전류(IQ1)에 의해 배터리(220)가 충전될 수 있다. 제2 구간(s2)에서는 제2 스위치(252)에 흐르는 전류(IQ2)에 의해 배터리(220)가 충전될 수 있다.In the second period s2, the first switch 251 and the third switch 253 may be turned off, and the second switch 252 and the fourth switch 254 may be turned on. In the flying capacitor 260, the current I CF flowing toward the first node 410 may have a positive value. Through this, the flying capacitor 260 may be discharged. The voltage V CF across the flying capacitor 260 may gradually decrease. In the first period s1 and the second period s2, the current I L flowing through the inductor 280 may be (+). For example, in the first period s1, the battery 220 may be charged by the current I Q1 flowing through the first switch 251. In the second period s2, the battery 220 may be charged by the current I Q2 flowing through the second switch 252.

제1 내지 제4 스위치(251 내지 254)의 스위칭 동작에 의해 외부 전원 장치(202)의 전압(VIN)은 배터리(220)의 전압(VBAT)의 약 2배(2VBAT)일 수 있다(약 2:1 전압 변환비). The voltage V IN of the external power supply 202 by the switching operation of the first to fourth switches 251 to 254 may be about twice (2V BAT ) of the voltage V BAT of the battery 220. (Approximately 2:1 voltage conversion ratio).

도 6는 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 동작을 나타낸다.6 illustrates an operation in a second mode according to various embodiments.

도 6을 참조하면, 충전 회로(230)는 고정 전압(예: 10V 전압원)을 공급하는 외부 전원 장치(202)에 연결될 수 있다. 충전 회로(230)는 제2 모드로 동작할 수 있고, 배터리(220)의 충전 정도에 따라 전압 변환비를 변경할 수 있다. Referring to FIG. 6, the charging circuit 230 may be connected to an external power supply 202 that supplies a fixed voltage (eg, a 10V voltage source). The charging circuit 230 may operate in the second mode, and the voltage conversion ratio may be changed according to the degree of charge of the battery 220.

일 실시예에 따르면, 제2 모드에서, 충전 회로(230)는 PWM 방식으로 전력 변환비가 조절되는 3-레벨 벅 컨버터(3-level buck converter)로 동작할 수 있다. 충전 회로(230) 내부의 스위치들은 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수 보다 큰 주파수(예: 약 5GHz)를 가지는 제어 신호(G1, G2, G3, 및 G4)에 의해 동작할 수 있다. 이를 통해, 인덕터(280)에 흐르는 전류는 공진 형태가 아닌 일반적인 PWM 컨버터가 갖는 선형적 증감의 형태를 가질 수 있다. According to an embodiment, in the second mode, the charging circuit 230 may operate as a 3-level buck converter in which a power conversion ratio is adjusted in a PWM method. The switches inside the charging circuit 230 are operated by control signals (G1, G2, G3, and G4) having a frequency greater than the resonance frequency of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal (for example, about 5 GHz). can do. Through this, the current flowing through the inductor 280 may have a form of linear increase or decrease of a general PWM converter rather than a resonance form.

제2 모드에서, 충전 회로(230)는 제어 신호(G1, G2, G3, 및 G4)의 듀티 사이클(D)에 따라 전압 변환비가 변경되도록 동작할 수 있다. 예를 들어, VBAT= D * VIN의 관계를 가질 수 있다(VBAT: 배터리(220)의 전압, VIN: 외부 전원 장치(202)의 전압). In the second mode, the charging circuit 230 may operate to change the voltage conversion ratio according to the duty cycle D of the control signals G1, G2, G3, and G4. For example, it may have a relationship of V BAT = D * V IN (V BAT : voltage of the battery 220, V IN : voltage of the external power supply 202).

신호 흐름도에서, 제1 스위치(251)는 제1 제어 신호(G1)에 의해 동작할 있고, 제2 스위치(252)는 제2 제어 신호(G2)에 의해 동작할 있다. 제3 스위치(253)는 제3 제어 신호(G3)에 의해 동작할 있고, 제4 스위치(252)는 제4 제어 신호(G4)에 의해 동작할 있다. 플라잉 커패시터(260)는 제1 스위치 내지 제4 스위치(251 내지 254)의 스위칭에 따라 충전(charge) 상태, 전력 유지(idle) 상태, 또는 방전(discharge) 상태 중 하나로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치 내지(251) 및 제3 스위치(253)가 턴온되고, 제2 스위치(252) 및 제4 스위치(254)가 턴오프 되는 경우, 플라잉 커패시터(260)는 충전(charge) 상태일 수 있다. 제2 스위치(252) 및 제4 스위치(254)가 턴온되고, 제1 스위치 내지(251) 및 제3 스위치(253)가 턴오프 되는 경우, 플라잉 커패시터(260)는 방전(discharge) 상태 일 수 있다. 또는, 제1 스위치 내지(251) 및 제2 스위치(252)가 턴온되고, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)가 턴오프 되는 경우, 플라잉 커패시터(260)는 전력 유지(idle) 상태일 수 있다.In the signal flow diagram, the first switch 251 may operate according to the first control signal G1, and the second switch 252 may operate according to the second control signal G2. The third switch 253 may operate according to the third control signal G3, and the fourth switch 252 may operate according to the fourth control signal G4. The flying capacitor 260 may operate in one of a charge state, an idle state, or a discharge state according to switching of the first to fourth switches 251 to 254. For example, when the first switch to 251 and the third switch 253 are turned on, and the second switch 252 and the fourth switch 254 are turned off, the flying capacitor 260 is charged. ) State. When the second switch 252 and the fourth switch 254 are turned on, and the first switch to 251 and the third switch 253 are turned off, the flying capacitor 260 may be in a discharge state. have. Alternatively, when the first switch 251 and the second switch 252 are turned on, and the third switch 253 and the fourth switch 254 are turned off, the flying capacitor 260 is idle. It can be a state.

제1 제어 신호(G1)는 제4 제어 신호(G4)와 서로 반대되는 위상을 가질 수 있다. The first control signal G1 may have a phase opposite to that of the fourth control signal G4.

제2 제어 신호(G2)는 제1 제어 신호(G1)가 반 주기(T/2)만큼 지연된 신호일 수 있다. 이에 따라, 제1 제어 신호(G1)는 제1 구간(s1)에서 상태가 변경되는 신호일 수 있고, 제2 제어 신호(G2)는 제2 구간(s2)에서 상태가 변경되는 신호일 수 있다.The second control signal G2 may be a signal in which the first control signal G1 is delayed by a half period T/2. Accordingly, the first control signal G1 may be a signal in which the state is changed in the first period s1, and the second control signal G2 may be a signal in which the state is changed in the second period s2.

제2 제어 신호(G2)는 제3 제어 신호(G3)와 서로 반대되는 위상을 가질 수 있다. 스위칭에 의해 제1 스위치(251)에 흐르는 전류(IQ1)는 제1 제어 신호(G1)에 대응하여 동작할 수 있다. 제1 제어 신호(G1)의 상태 변화에 대응하여, 제1 스위치(251)에 흐르는 전류(IQ1)의 상태가 변경될 수 있다.The second control signal G2 may have a phase opposite to that of the third control signal G3. The current I Q1 flowing through the first switch 251 by switching may operate in response to the first control signal G1. In response to a state change of the first control signal G1, a state of the current I Q1 flowing through the first switch 251 may be changed.

스위칭에 의해 제2 스위치(252)에 흐르는 전류(IQ2)는 제2 제어 신호(G2)에 대응하여 동작할 수 있다. 제2 제어 신호(G2)의 상태 변화에 대응하여, 제2 스위치(252)에 흐르는 전류(IQ2)의 상태가 변경될 수 있다. The current I Q2 flowing through the second switch 252 by switching may operate in response to the second control signal G2. In response to a state change of the second control signal G2, a state of the current I Q2 flowing through the second switch 252 may be changed.

제1 구간(s1)에서, 플라잉 커패시터(260)가 충전될 수 있다. 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(VCF)이 점차적으로 상승할 수 있다. 제2 구간(s2)에서, 플라잉 커패시터(260)가 방전될 수 있다. 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(VCF)이 점차적으로 하강할 수 있다.In the first period s1, the flying capacitor 260 may be charged. The voltage V CF across the flying capacitor 260 may gradually increase. In the second period s2, the flying capacitor 260 may be discharged. The voltage V CF of both ends of the flying capacitor 260 may gradually decrease.

제1 구간(s1) 및 제2 구간(s2) 각각에서, 인덕터(280) 양단 전압(VLX)의 상태가 변경될 수 있고, 인덕터(280)에 흐르는 전류(IL)는 인덕터(280) 양단 전압(VLX)의 변화의 대응하여 리플(ripple) 형태를 가질 수 있다.In each of the first section (s1) and the second section (s2) , the state of the voltage V LX across the inductor 280 may be changed, and the current I L flowing through the inductor 280 is the inductor 280 Corresponding to a change in the voltage at both ends (V LX ) may have a ripple shape.

도 7a는 다양한 실시예에 따른 스위칭 제어 회로를 나타낸다. 도 7a는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다. 7A illustrates a switching control circuit according to various embodiments. 7A is an example and is not limited thereto.

도 7a를 참조하면, 전력 관리 모듈(210)은 충전 회로(230)를 제어하는 제어 회로(701)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서 전력 관리 모듈(210)의 제어 회로(701)는 충전 회로(230)의 제1 내지 제4 스위치들(251 내지 254)을 제어하는 신호를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 7A, the power management module 210 may further include a control circuit 701 that controls the charging circuit 230. In an embodiment, the control circuit 701 of the power management module 210 may generate a signal for controlling the first to fourth switches 251 to 254 of the charging circuit 230.

제1 모드에서, 제어 회로(701)는 제1 클럭 생성기(CLK1) 및 제2 클럭 생성기(CLK2)를 기반으로 제1 스위치(251)를 제어하는 제1 제어 신호(G1), 제2 스위치(252)를 제어하는 제2 제어 신호(G2), 제3 스위치(253)를 제어하는 제3 제어 신호(G3) 및 제4 스위치(254)를 제어하는 제4 제어 신호(G4)를 생성할 수 있다.In the first mode, the control circuit 701 includes a first control signal G1 and a second switch for controlling the first switch 251 based on the first clock generator CLK1 and the second clock generator CLK2. A second control signal G2 for controlling 252, a third control signal G3 for controlling the third switch 253, and a fourth control signal G4 for controlling the fourth switch 254 may be generated. have.

제1 모드에서, 제1 제어 신호(G1)는 제3 제어 신호(G3)와 동일하고, 제2 제어 신호(G2)는 제4 제어 신호(G4)와 동일할 수 있다. 제1 모드에서, 제2 제어 신호(G2)는 제1 제어 신호(G1)와 반대되는 위상을 가질 수 있다.In the first mode, the first control signal G1 may be the same as the third control signal G3, and the second control signal G2 may be the same as the fourth control signal G4. In the first mode, the second control signal G2 may have a phase opposite to the first control signal G1.

제1 모드에서, 제1 제어 신호(G1) 및 제2 제어 신호(G2)는 각각 고정된 제1 듀티 사이클(예: 약 50%) 및 제1 주파수(예: 약 500KHz)를 가질 수 있다. 제1 주파수(예: 약 500KHz)는 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수와 같은 값으로 설정될 수 있다.In the first mode, the first control signal G1 and the second control signal G2 may each have a fixed first duty cycle (eg, about 50%) and a first frequency (eg, about 500 KHz). The first frequency (eg, about 500 KHz) may be set to the same value as the resonance frequency of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal.

제2 모드에서, 제어 회로(701)는 배터리(220)의 양단 전압(VBAT) 및 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT)를 기반으로, 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정할 수 있다. In the second mode, the control circuit 701 may determine the duty control voltage V ctrl based on the voltage V BAT at both ends of the battery 220 and the current I BAT flowing into the battery 220. .

일 실시예에 따르면, 제어 회로(701)는 배터리(220) 양단 전압(VBAT)과 설정된 기준 전압(Vref)사이의 전압값 차이를 제1 오차 증폭기(710)를 통해 증폭할 수 있다. 제어 회로(701)는 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT)과 설정된 기준 전류(Iref)사이의 전류값 차이를 제2 오차 증폭기(720)을 통해 증폭할 수 있다. 기준 전압(Vref) 및 기준 전류(Iref)는 배터리(220)의 충전 특성을 반영하여 설정될 수 있다.According to an embodiment, the control circuit 701 may amplify a voltage value difference between the voltage V BAT across the battery 220 and the set reference voltage V ref through the first error amplifier 710. The control circuit 701 may amplify a difference in a current value between the current I BAT flowing into the battery 220 and the set reference current I ref through the second error amplifier 720. The reference voltage V ref and the reference current I ref may be set by reflecting charging characteristics of the battery 220.

제어 회로(701)는 비교기(730)를 통해, 제1 오차 증폭기(710)의 출력과 제2 오차 증폭기(720)의 출력을 비교하여, 작은 값을 기반으로 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정할 수 있다. 도 7a에서는 배터리(220)의 양단 전압(VBAT) 및 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT)를 모두 이용하여, 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정하는 경우를 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리(220)의 양단 전압(VBAT) 및 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT) 중 하나를 이용하여 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정할 수도 있다.The control circuit 701 compares the output of the first error amplifier 710 and the output of the second error amplifier 720 through the comparator 730, and determines the duty control voltage V ctrl based on a small value. I can. In FIG. 7A, a case in which the duty control voltage V ctrl is determined by using both the voltage at both ends of the battery 220 (V BAT ) and the current flowing into the battery 220 (I BAT) is illustrated. It is not limited thereto. For example, the duty control voltage V ctrl may be determined using one of the voltage V BAT of both ends of the battery 220 and the current I BAT flowing into the battery 220.

다양한 실시예에 따르면, 제2 모드에서, 제어 회로(701)는 듀티 제어 전압(Vctrl)과 제1 삼각파, 또는 듀티 제어 전압(Vctrl)과 제2 삼각파와의 비교를 통해, 제1 내지 제4 제어 신호(G1 내지 G4)를 생성할 수 있다(도 7b 참조).According to various embodiments, in the second mode, the control circuit 701 compares the duty control voltage V ctrl with the first triangular wave, or the duty control voltage V ctrl with the second triangular wave. Fourth control signals G1 to G4 may be generated (see FIG. 7B).

도 7b는 다양한 실시예에 따른 제2 모드에서 스위칭 제어 신호의 생성을 나타낸다. 도 7b는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다. 7B illustrates generation of a switching control signal in a second mode according to various embodiments. 7B is an example and is not limited thereto.

도 7b를 참조하면, 제어 회로(701)는 듀티 제어 전압(Vctrl)과 제1 삼각파(Vsaw1)를 비교하여, 제1 스위치(251)를 제어하는 제1 제어 신호(G1)를 생성할 수 있다. 제1 삼각파(Vsaw1)는 제1 클럭 신호(CLK1)에 대응하여 생성될 수 있다. 제어 회로(701)는 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제1 삼각파(Vsaw1)보다 큰 경우, 제1 제어 신호(G1)가 High를 유지하도록 할 수 있다. 제어 회로(701)는 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제1 삼각파(Vsaw1)보다 작아지는 경우, 제1 제어 신호(G1)가 Low를 유지하도록 할 수 있다. Referring to FIG. 7B, the control circuit 701 compares the duty control voltage V ctrl and the first triangle wave V saw1 to generate a first control signal G1 for controlling the first switch 251. I can. The first triangle wave V saw1 may be generated in response to the first clock signal CLK1. The control circuit 701 may keep the first control signal G1 high when the duty control voltage V ctrl is greater than the first triangle wave V saw1. The control circuit 701 may keep the first control signal G1 low when the duty control voltage V ctrl is smaller than the first triangle wave V saw1.

일 실시예에 따르면, 제4 스위치(254)를 제어하는 제4 제어 신호(G4)는 제1 제어 신호(G1)와 반대되는 위상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(701)는 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제1 삼각파(Vsaw1)보다 큰 경우, 제4 제어 신호(G4)가 Low를 유지하도록 하고, 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제1 삼각파(Vsaw1)보다 작아지는 경우, 제4 제어 신호(G4)가 High를 유지하도록 할 수 있다.According to an embodiment, the fourth control signal G4 controlling the fourth switch 254 may have a phase opposite to the first control signal G1. For example, when the duty control voltage (V ctrl ) is greater than the first triangle wave (V saw1 ), the control circuit 701 maintains the fourth control signal (G4) Low, and the duty control voltage (V ctrl ) When it is smaller than the first triangle wave V saw1 , the fourth control signal G4 may be kept high.

제어 회로(701)는 듀티 제어 전압(Vctrl)과 제2 삼각파(Vsaw2)를 비교하여, 제2 스위치(252)를 제어하는 제2 제어 신호(G2)를 생성할 수 있다. 제2 삼각파(Vsaw2)는 제2 클럭 신호(CLK2)에 대응하여 생성될 수 있다. 제어 회로(701)는 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제2 삼각파(Vsaw2)보다 큰 경우, 제2 제어 신호(G2)가 High를 유지하도록 할 수 있다. 제어 회로(701)는 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제2 삼각파(Vsaw2)보다 작아지는 경우, 제2 제어 신호(G2)가 Low를 유지하도록 할 수 있다. 제2 클럭 신호(CLK2)는 제1 클럭 신호(CLK1) 보다 반 주기(T/2)만큼 지연된 신호일 수 있다.The control circuit 701 may generate a second control signal G2 for controlling the second switch 252 by comparing the duty control voltage V ctrl and the second triangle wave V saw2. The second triangle wave V saw2 may be generated in response to the second clock signal CLK2. The control circuit 701 may keep the second control signal G2 high when the duty control voltage V ctrl is greater than the second triangle wave V saw2. The control circuit 701 may keep the second control signal G2 low when the duty control voltage V ctrl is smaller than the second triangle wave V saw2. The second clock signal CLK2 may be a signal delayed by a half period T/2 from the first clock signal CLK1.

일 실시예에 따르면, 제3 스위치(253)를 제어하는 제3 제어 신호(G3)는 제2 제어 신호(G2)와 반대되는 위상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(701)는 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제2 삼각파(Vsaw2)보다 큰 경우, 제3 제어 신호(G3)가 Low를 유지하도록 하고, 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제2 삼각파(Vsaw2)보다 작아지는 경우, 제3 제어 신호(G3)가 High를 유지하도록 할 수 있다.According to an embodiment, the third control signal G3 for controlling the third switch 253 may have a phase opposite to the second control signal G2. For example, when the duty control voltage (V ctrl ) is greater than the second triangle wave (V saw2 ), the control circuit 701 maintains the third control signal (G3) Low, and the duty control voltage (V ctrl ) When it is smaller than the second triangle wave (V saw2 ), the third control signal (G3) may be kept high.

도 8은 다양한 실시예에 따른 제2 모드에서의 스위칭 제어 회로를 나타낸다. 도 8은 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다. 8 illustrates a switching control circuit in a second mode according to various embodiments. 8 is an example and is not limited thereto.

도 8을 참조하면, 전력 관리 모듈(210)은 충전 회로(230)를 제어하는 제어 회로(801)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서 전력 관리 모듈(210)의 제어 회로(801)는 충전 회로(230)의 제1 내지 제4 스위치들(251 내지 254)을 제어하는 신호를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 8, the power management module 210 may further include a control circuit 801 that controls the charging circuit 230. In an embodiment, the control circuit 801 of the power management module 210 may generate a signal for controlling the first to fourth switches 251 to 254 of the charging circuit 230.

제1 모드에서, 제어 회로(801)는 클럭 생성기(CLK)의 신호(801a) 및 클럭 생성기(CLK)의 반전 신호(801b)를 기반으로 제1 스위치를 제어하는 제1 제어 신호(G1), 제2 스위치를 제어하는 제2 제어 신호(G2), 제3 스위치를 제어하는 제3 제어 신호(G1) 및 제4 스위치(254)를 제어하는 제4 신호(G4)를 생성할 수 있다. In the first mode, the control circuit 801 includes a first control signal G1 for controlling the first switch based on the signal 801a of the clock generator CLK and the inverted signal 801b of the clock generator CLK, A second control signal G2 for controlling the second switch, a third control signal G1 for controlling the third switch, and a fourth signal G4 for controlling the fourth switch 254 may be generated.

제1 모드에서, 제1 제어 신호(G1)는 제3 제어 신호(G3)와 동일할 수 있고, 제2 제어 신호(G2)는 제4 제어 신호(G4)와 동일할 수 있다. 제2 제어 신호(G2)는 제1 제어 신호(G1)와 반대되는 위상을 가질 수 있다.In the first mode, the first control signal G1 may be the same as the third control signal G3, and the second control signal G2 may be the same as the fourth control signal G4. The second control signal G2 may have a phase opposite to the first control signal G1.

제1 모드에서, 제1 제어 신호(G1) 및 제2 제어 신호(G2)는 각각 고정된 제1 듀티 사이클(예: 약 50%) 및 제1 주파수(예: 약 500KHz)를 가질 수 있다. 제1 주파수(예: 약 500KHz)는 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수와 같은 값으로 설정될 수 있다.In the first mode, the first control signal G1 and the second control signal G2 may each have a fixed first duty cycle (eg, about 50%) and a first frequency (eg, about 500 KHz). The first frequency (eg, about 500 KHz) may be set to the same value as the resonance frequency of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal.

제2 모드에서, 제어 회로(801)는 배터리(220)의 양단 전압(VBAT) 및 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT)를 기반으로, 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정할 수 있다. In the second mode, the control circuit 801 may determine the duty control voltage V ctrl based on the voltage V BAT at both ends of the battery 220 and the current I BAT flowing into the battery 220. .

일 실시예에 따르면, 제어 회로(801)는 배터리(220)의 양단 전압(VBAT)과 설정된 기준 전압(Vref)사이의 전압값 차이를 제1 오차 증폭기(810)를 통해 증폭할 수 있다. 제어 회로(801)는 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT)과 설정된 기준 전류(Iref)사이의 전류값 차이를 제2 오차 증폭기(820)를 통해 증폭할 수 있다. 제어 회로(801)는 비교기(830)를 통해, 제1 오차 증폭기(810)의 출력과 제2 오차 증폭기(820)의 출력을 비교하여, 작은 값을 기반으로 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정할 수 있다. 도 8에서는 배터리(220) 양단 전압(VBAT) 및 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT)를 모두 이용하여, 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정하는 경우를 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리(220) 양단 전압(VBAT) 및 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT) 중 하나를 이용하여 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정할 수도 있다.According to an embodiment, the control circuit 801 may amplify a voltage value difference between the voltage at both ends of the battery 220 (V BAT ) and a set reference voltage (V ref) through the first error amplifier 810. . The control circuit 801 may amplify a difference in a current value between the current I BAT flowing into the battery 220 and the set reference current I ref through the second error amplifier 820. The control circuit 801 compares the output of the first error amplifier 810 and the output of the second error amplifier 820 through the comparator 830 and determines the duty control voltage V ctrl based on a small value. I can. In FIG. 8, a case in which the duty control voltage V ctrl is determined by using both the voltage across the battery 220 (V BAT ) and the current flowing into the battery 220 (I BAT) is illustrated. It is not limited. For example, the duty control voltage V ctrl may be determined using one of the voltage V BAT across the battery 220 and the current I BAT flowing into the battery 220.

다양한 실시예에 따르면, 제2 모드에서, 제어 회로(801)는 듀티 제어 전압(Vctrl), 제1 삼각파(Vsaw1) 또는 제2 삼각파(Vsaw2)를 이용하여 제1 내지 제4 제어 신호(G1 내지 G4)를 생성할 수 있다. According to various embodiments, in the second mode, the control circuit 801 uses first to fourth control signals using a duty control voltage (V ctrl ), a first triangle wave (V saw1 ), or a second triangle wave (V saw2 ). (G1 to G4) can be produced.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(801)는 듀티 제어 전압(Vctrl)과 제1 삼각파(Vsaw1)를 비교하여, 제1 스위치(251)를 제어하는 제1 제어 신호(G1)를 생성할 수 있다. According to various embodiments, the control circuit 801 may generate a first control signal G1 for controlling the first switch 251 by comparing the duty control voltage V ctrl and the first triangle wave V saw1. I can.

일 실시예에 따르면, 제어 회로(801)는 클럭 신호(CLK, 801a)에 대응하여, 제1 제어 신호(G1)를 제1 상태(low)에서 제2 상태(high)로 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(801)는 클럭 신호(CLK)의 토글링 신호를 플립 플랍(881)의 S 입력(881a)으로 제공할 수 있다. 제어 회로(801)는 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제1 삼각파(Vsaw1)보다 큰 경우, 제1 제어 신호(G1)가 제2 상태(high)를 유지하도록 할 수 있다.According to an embodiment, the control circuit 801 may change the first control signal G1 from the first state (low) to the second state (high) in response to the clock signals CLK and 801a. For example, the control circuit 801 may provide the toggling signal of the clock signal CLK to the S input 881a of the flip-flop 881. When the duty control voltage V ctrl is greater than the first triangle wave V saw1 , the control circuit 801 may cause the first control signal G1 to maintain the second state high.

일 실시예에 따르면, 제어 회로(801)는 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제1 삼각파(Vsaw1)보다 작아지는 경우, 제1 제어 신호(G1)를 제2 상태(high)에서 제1 상태(low)로 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(801)는 듀티 제어 전압(Vctrl) 및 제1 삼각파(Vsaw1)를 결합하는 결합기(851)의 출력단(851a)의 신호를 플립 플랍(881)의 R 입력(881b)으로 제공할 수 있다.According to an embodiment, when the duty control voltage V ctrl is smaller than the first triangle wave V saw1 , the control circuit 801 transmits the first control signal G1 from the second state high to the first state. It can be changed to (low). For example, the control circuit 801 transmits the signal of the output terminal 851a of the combiner 851 that combines the duty control voltage V ctrl and the first triangular wave V saw1 to the R input 881b of the flip-flop 881. ) Can be provided.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(801)는 듀티 제어 전압(Vctrl)과 제2 삼각파(Vsaw2)를 비교하여, 제2 스위치(252)를 제어하는 제2 제어 신호(G2)를 생성할 수 있다. 제2 삼각파(Vsaw2)는 제1 삼각파(Vsaw1)가 반주기 이동된 신호일 수 있다. According to various embodiments, the control circuit 801 may generate a second control signal G2 for controlling the second switch 252 by comparing the duty control voltage V ctrl and the second triangle wave V saw2. I can. Second triangular wave (V saw2) may signal the movement of the first triangular wave (V saw1) half period.

일 실시예에 따르면, 제어 회로(801)는 클럭 신호(CLK)의 반전 신호(801b)에 대응하여, 제2 제어 신호(G2)를 제1 상태(low)에서 제2 상태(high)로 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(801)는 클럭 신호(CLK)의 반전 신호(801b)를 플립 플랍(882)의 S 입력(882a)으로 제공할 수 있다. 제어 회로(801)는 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제2 삼각파(Vsaw2)보다 큰 경우, 제2 제어 신호(G2)가 제2 상태(high)를 유지하도록 할 수 있다.According to an embodiment, the control circuit 801 changes the second control signal G2 from the first state (low) to the second state (high) in response to the inverting signal 801b of the clock signal CLK. I can. For example, the control circuit 801 may provide the inverted signal 801b of the clock signal CLK as the S input 882a of the flip-flop 882. When the duty control voltage V ctrl is greater than the second triangle wave V saw2 , the control circuit 801 may maintain the second control signal G2 in the second state (high).

일 실시예에 따르면, 제어 회로(801)는 듀티 제어 전압(Vctrl)이 제2 삼각파(Vsaw2)보다 작아지는 경우, 제2 제어 신호(G2)를 제2 상태(high)에서 제1 상태(low)로 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(801)는 듀티 제어 전압(Vctrl) 및 제2 삼각파(Vsaw2)를 결합하는 결합기(852)의 출력단(852a)의 신호를 플립 플랍(882)의 R 입력(882b)으로 제공할 수 있다.According to an embodiment, when the duty control voltage V ctrl is smaller than the second triangle wave (V saw2 ), the control circuit 801 transmits the second control signal G2 from the second state (high) to the first state. It can be changed to (low). For example, the control circuit 801 transmits the signal of the output terminal 852a of the combiner 852 that combines the duty control voltage V ctrl and the second triangle wave V saw2 to the R input 882b of the flip-flop 882. ) Can be provided.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(801)는 제1 제어 신호(G1)의 위상을 반전하여 제4 제어 신호(G4)를 생성할 수 있다. 제어 회로(801)는 제2 제어 신호(G2)의 위상을 반전하여 제3 제어 신호(G3)를 생성할 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 801 may generate the fourth control signal G4 by inverting the phase of the first control signal G1. The control circuit 801 may generate a third control signal G3 by inverting the phase of the second control signal G2.

도 9는 다양한 실시예에 따른 플라잉 커패시터 양단 전압을 추가 이용하는 제어 회로를 나타낸다.9 illustrates a control circuit additionally using a voltage across a flying capacitor according to various embodiments.

도 9를 참조하면, 전력 관리 모듈(210)은 충전 회로(230)를 제어하는 제어 회로(801)는 전압 감지부(910)를 포함할 수 있다. 전압 감지부(910)는 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 스위칭 동작을 제어하여, 스위칭 효율을 높일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 모드에서, 전력 관리 모듈(210)은 전압 감지부(910)를 이용하여, 스위칭 주파수를 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수(예: 약 500KHz)와 동일 또는 유사하게 설정할 수 있다.Referring to FIG. 9, the power management module 210 may include a voltage sensing unit 910 as a control circuit 801 that controls the charging circuit 230. The voltage detector 910 may control a switching operation of the third switch 253 or the fourth switch 254 to increase switching efficiency. According to an embodiment, in the second mode, the power management module 210 uses the voltage sensing unit 910 to set the switching frequency to the resonance frequency of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal (for example, about 500KHz) can be set the same or similar.

다양한 실시예에 따르면, 전압 감지부(910)는 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)을 이용하여, 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 감지부(910)는 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 접지 전압(0V) 또는 입력 전압(VIN)으로 클램핑(clamping) 되는지 여부에 따라, 제3 스위치(253)의 턴온 타이밍 또는 제4 스위치(254)의 턴온 타이밍을 조절할 수 있다.According to various embodiments, the voltage detector 910 may control a switching operation of the third switch 253 or the fourth switch 254 by using the voltage Vc of both ends of the flying capacitor 260. According to an embodiment, the voltage sensing unit 910 is a third switch according to whether the voltage Vc of both ends of the flying capacitor 260 is clamped to a ground voltage (0V) or an input voltage (V IN ). The turn-on timing of 253 or the turn-on timing of the fourth switch 254 may be adjusted.

예를 들어, 제3 스위치(253)의 턴온 시점은 제1 노드(410)의 전압(VCA)이 제로 크로싱되는 시점(zero crossing point)(또는 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 접지 전압으로 클램핑 되는 시점)과, 제2 스위치(252)가 턴오프되는 신호(예: 플립 플랍(882)의 R 입력(882b)에 제공되는 신호) 중 빠른 신호에 의해 결정될 수 있다(도 12 참조).For example, when the third switch 253 is turned on, the voltage VCA of the first node 410 is zero crossing point (or the voltage Vc of both ends of the flying capacitor 260 is grounded). It may be determined by a faster signal among a voltage clamping time) and a signal at which the second switch 252 is turned off (for example, a signal provided to the R input 882b of the flip-flop 882) (see FIG. 12). ).

예를 들어, 제4 스위치(254)의 턴온 시점은 제3 노드(430)의 전압(VCB)이 제로 크로싱되는 시점(zero crossing point)(또는 플라잉 커패시터(260) 양단 전압(Vc)이 입력 전압(VIN)으로 클램핑 되는 시점)과, 제1 스위치(251)가 턴오프되는 신호(예: 플립 플랍(881)의 R 입력(881b)에 제공되는 신호) 중 빠른 신호에 의해 결정될 수 있다(도 12 참조).For example, the turn-on time of the fourth switch 254 is a zero crossing point (or the voltage Vc across the flying capacitor 260) is the input voltage. (V IN ) clamping time) and a signal at which the first switch 251 is turned off (eg, a signal provided to the R input 881b of the flip-flop 881), which may be determined by the fastest signal ( 12).

다양한 실시예에 따르면, 전압 감지부(910)는 인덕터(280)에 흐르는 전류(이하, 인덕터 전류)(IL)(또는, 인덕터 전류(IL)에 비례하는 센싱 전압(Vcs))가 0이 되는 시점을 이용하여 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.According to various embodiments, the voltage sensing unit 910 has a current flowing through the inductor 280 (hereinafter, inductor current) (I L ) (or, a sensing voltage (Vcs) proportional to the inductor current (I L )) is 0. The switching operation of the third switch 253 or the fourth switch 254 may be controlled by using this time point.

예를 들어, 제3 스위치(253)의 턴오프 시점은 제2 스위치(252)가 턴온되는 신호(예: 플립 플랍(882)의 S 입력(882a)에 제공되는 신호)와, 제1 스위치(251)가 도통(턴온)되는 동안 인덕터 전류(IL)의 0 시점(또는 센싱 전압(Vcs)이 제로 크로싱되는 시점) 중 빠른 신호에 의해 결정될 수 있다. 이를 통해, 인덕터 전류(IL)가 0이하로 내려가는 것을 방지할 수 있다(도 11 참조).For example, when the third switch 253 is turned off, a signal at which the second switch 252 is turned on (eg, a signal provided to the S input 882a of the flip-flop 882) and the first switch ( While 251 is conducting (turned on), it may be determined by the fastest signal among the zero point of the inductor current I L (or the point at which the sensing voltage Vcs crosses to zero). Through this, it is possible to prevent the inductor current I L from falling below 0 (see FIG. 11 ).

다양한 실시예에 따르면, 제4 스위치(254)의 턴오프 시점은 제1 스위치(251)가 턴온되는 신호(예: 플립 플랍(881)의 S 입력(881a)에 제공되는 신호)와, 제2 스위치(252)가 도통(턴온)되는 동안 인덕터 전류(IL)의 0 시점(또는 센싱 전압(Vcs)이 제로 크로싱되는 시점) 중 빠른 신호에 의해 결정될 수 있다. 이를 통해, 인덕터 전류(IL)가 0이하로 내려가는 것을 방지할 수 있다(도 11 참조).According to various embodiments, the turn-off timing of the fourth switch 254 includes a signal at which the first switch 251 is turned on (for example, a signal provided to the S input 881a of the flip-flop 881) and the second While the switch 252 is conducting (turned on), it may be determined by the fastest signal among the zero point of the inductor current I L (or the point at which the sensing voltage Vcs crosses zero). Through this, it is possible to prevent the inductor current I L from falling below 0 (see FIG. 11 ).

도 10은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제1 상태에서의 전압 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.10 illustrates a change in a voltage control method switching signal in a first state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.

도 10을 참조하면, 제1 상태는 인덕터 전류(IL)가 0을 초과하고, 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압에 클램핑이 발생하지 않는 상태일 수 있다.Referring to FIG. 10, the first state may be a state in which the inductor current I L exceeds 0 and clamping does not occur in the voltage across the flying capacitor 260.

다양한 실시예에 따르면, 제1 스위치(251)의 턴온 시점 및 턴오프 시점은 듀티 제어 전압(Vctrl)과 제1 삼각파(Vsaw1)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 삼각파(Vsaw1)가 듀티 제어 전압(Vctrl)보다 작아지는 제1 시간(t1)에 제1 스위치(251)가 턴온될 수 있다. 제1 시간(t1)에 제2 스위치(252)는 온 상태일 수 있다. 제1 삼각파(Vsaw1)가 듀티 제어 전압(Vctrl)보다 커지는 제4 시간(t4)에 제1 스위치(251)가 턴오프될 수 있다. 제4 시간(t4)에 제2 스위치(252)는 온 상태일 수 있다.According to various embodiments, the turn-on timing and the turn-off timing of the first switch 251 may be determined by the duty control voltage V ctrl and the first triangle wave V saw1. For example, the first switch 251 may be turned on at a first time t1 when the first triangle wave V saw1 is smaller than the duty control voltage V ctrl. The second switch 252 may be in an on state at the first time t1. The first switch 251 may be turned off at a fourth time t4 when the first triangle wave V saw1 is greater than the duty control voltage V ctrl. At the fourth time t4, the second switch 252 may be in an on state.

제2 스위치(252)의 턴온 시점 및 턴오프 시점은 듀티 제어 전압(Vctrl)과 제2 삼각파(Vsaw2)에 의해 결정될 수 있다. 제2 삼각파(Vsaw2)는 제1 삼각파(Vsaw1)가 반주기(예: 제1 반주기(T1-1)) 이동된 신호일 수 있다. 예를 들어, 제2 삼각파(Vsaw2)가 듀티 제어 전압(Vctrl)보다 커지는 제2 시간(t2)에 제2 스위치(252)가 턴오프될 수 있다. 제2 시간(t2)에 제1 스위치(251)는 온 상태일 수 있다. 제2 삼각파(Vsaw2)가 듀티 제어 전압(Vctrl)보다 작아지는 제3 시간(t3)에 제2 스위치(252)가 턴온될 수 있다. 제3 시간(t3)에 제1 스위치(251)는 온 상태일 수 있다.The turn-on and turn-off times of the second switch 252 may be determined by the duty control voltage V ctrl and the second triangle wave V saw2. Second triangular wave (V saw2) is the first triangle wave (V saw1) a half-period (for example, the first half period (T1-1)) can be a signal of the mobile. For example, the second switch 252 may be turned off at a second time t2 when the second triangle wave V saw2 is greater than the duty control voltage V ctrl. At the second time t2, the first switch 251 may be in an on state. The second switch 252 may be turned on at a third time t3 when the second triangle wave V saw2 becomes smaller than the duty control voltage V ctrl. At the third time t3, the first switch 251 may be in an on state.

제1 삼각파(Vsaw1)의 제1 반주기(T1-1)에서, 제1 스위치(251)의 턴온(제1 시간(t1)에 발생) 및 제2 스위치(252)의 턴오프(제2 시간(t2)에 발생)가 발생할 수 있다. 제1 삼각파(Vsaw1)의 제2 반주기(T1-2)에서, 제2 스위치(252)의 턴온(제3 시간(t3)에 발생) 및 제1 스위치(251)의 턴오프(제4 시간(t4)에 발생)가 발생할 수 있다. In the first half cycle (T1-1 ) of the first triangle wave (V saw1 ), the first switch 251 is turned on (occurs at the first time t1) and the second switch 252 is turned off (the second time (occurs at t2)) may occur. In the second half-period (T1-2) of the first triangular wave (V saw1 ), the second switch 252 is turned on (occurs at the third time t3) and the first switch 251 is turned off (the fourth time (occurs at t4)) may occur.

다양한 실시예에 따르면, 제3 스위치(253)의 제어 신호(G3)는 제2 스위치(252)의 제어 신호(G2)와 반대되는 형태일 수 있다. 예를 들어, 제3 스위치(253)는 제2 스위치(252)가 턴온되는 경우 턴오프될 수 있고, 제2 스위치(252)가 턴오프되는 경우 턴온될 수 있다.According to various embodiments, the control signal G3 of the third switch 253 may have a form opposite to the control signal G2 of the second switch 252. For example, the third switch 253 may be turned off when the second switch 252 is turned on, and may be turned on when the second switch 252 is turned off.

다양한 실시예에 따르면, 제4 스위치(254)의 제어 신호(G4)는 제1 스위치(251)의 제어 신호(G1)와 반대되는 형태일 수 있다. 예를 들어, 제4 스위치(254)는 제1 스위치(251)가 턴온되는 경우 턴오프될 수 있고, 제1 스위치(251)가 턴오프되는 경우 턴온될 수 있다.According to various embodiments, the control signal G4 of the fourth switch 254 may have a form opposite to the control signal G1 of the first switch 251. For example, the fourth switch 254 may be turned off when the first switch 251 is turned on, and may be turned on when the first switch 251 is turned off.

다양한 실시예에 따르면, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴오프 타이밍은 인덕터 전류(IL)가 0 미만으로 떨어지는 것을 방지하기 위해 변경될 수 있다(도 11 참조). 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 타이밍은 플라잉 커패시터(260)의 클램핑에 의해 변경될 수 있다(도 12 참조).According to various embodiments, the turn-off timing of the third switch 253 and the fourth switch 254 may be changed to prevent the inductor current I L from falling below zero (see FIG. 11 ). Turn-on timings of the third and fourth switches 253 and 254 may be changed by clamping the flying capacitor 260 (see FIG. 12 ).

도 11은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제2 상태에서의 전압 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.11 illustrates a change in a voltage control method switching signal in a second state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.

도 11을 참조하면, 제2 상태는 인덕터 전류(IL)의 영전류 구간(예: IL 이 0인 구간)을 포함하고, 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압에 클램핑이 발생하지 않는 상태일 수 있다. 예를 들어, 인덕터 전류(IL)는 부하(예: 배터리(220))에 따라 변경될 수 있다. 부하가 감소하면 인덕터 전류(IL)가 0이 되는 구간이 존재하는 DCM(discontinuous conduction mode)으로 동작할 수 있다(제2 상태). 인덕터 전류(IL)는 부하가 증가함에 따라 전류값이 0이 되는 구간이 줄어들어, 영전류 구간이 존재하지 않는 CCM(continuous conduction mode)으로 동작할 수 있다(제1 상태, 도 10).Referring to FIG. 11, the second state is a state in which a zero current section of the inductor current I L (eg, a section in which I L is 0) is included, and clamping does not occur in the voltage across the flying capacitor 260. I can. For example, the inductor current I L may be changed according to a load (eg, battery 220). When the load decreases, the inductor current I L can be operated in a discontinuous conduction mode (DCM) in which there is a period in which the inductor current I L becomes zero (second state). The inductor current I L decreases in a period in which the current value becomes 0 as the load increases, and thus the inductor current I L can operate in a continuous conduction mode (CCM) in which a zero current period does not exist (first state, FIG. 10 ).

다양한 실시예에 따르면, 제2 상태에서, 제1 스위치(251) 및 제2 스위치(252)의 스위칭 동작은 제1 상태에 관한 도 10과 동일할 수 있다. According to various embodiments, in the second state, the switching operation of the first switch 251 and the second switch 252 may be the same as that of FIG. 10 in the first state.

다양한 실시예에 따르면, 제2 상태에서, 제3 스위치(253)의 턴온 시점은 제2 스위치(252)의 턴오프 시점과 동일할 수 있고, 제4 스위치(254)의 턴온 시점은 제1 스위치(251)의 턴오프 시점과 동일할 수 있다. 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 타이밍은 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압의 클램핑에 의해 변경될 수 있다(도 12 참조).According to various embodiments, in the second state, the turn-on time of the third switch 253 may be the same as the turn-off time of the second switch 252, and the turn-on time of the fourth switch 254 is the first switch. It may be the same as the turn-off point of 251. Turn-on timings of the third and fourth switches 253 and 254 may be changed by clamping voltages across the flying capacitor 260 (see FIG. 12 ).

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(801)는 인덕터 전류(IL)가 0이 되는 시점을 이용하여, 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 턴오프 타이밍을 제어할 수 있다. 이 경우, 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)는 이상적인 다이오드로 동작할 수 있다. 이를 통해, 인덕터 전류(IL)가 마이너스 값으로 되는 것을 방지할 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 801 may control the turn-off timing of the third switch 253 or the fourth switch 254 by using the point in time when the inductor current I L becomes zero. In this case, the third switch 253 or the fourth switch 254 may operate as an ideal diode. Through this, it is possible to prevent the inductor current I L from becoming a negative value.

다양한 실시예에 따르면, 제1 삼각파(Vsaw1)의 제1 반주기(T1-1)에서, 인덕터 전류(IL)가 0이 되는 제5 시간(t5)에 제1 스위치(251)가 온 상태인 경우, 제3 스위치(253)는 턴오프될 수 있다. 이에 따라, 제3 스위치(253)는 제2 스위치(252)가 턴온되기 이전에 턴오프될 수 있다.According to various embodiments, in the first half cycle T1-1 of the first triangle wave V saw1, the first switch 251 is turned on at the fifth time t5 when the inductor current I L becomes 0. If yes, the third switch 253 may be turned off. Accordingly, the third switch 253 may be turned off before the second switch 252 is turned on.

다양한 실시예에 따르면, 제1 삼각파(Vsaw1)의 제2 반주기(T1-2)에서, 인덕터 전류(IL)가 0이 되는 제6 시간(t6)에 제2 스위치(252)가 온 상태인 경우, 제4 스위치(254)는 턴오프될 수 있다. 이에 따라, 제4 스위치(254)는 제1 스위치(251)가 턴온되기 이전에 턴오프될 수 있다.According to various embodiments, the second switch 252 is turned on at the sixth time t6 when the inductor current I L becomes 0 in the second half cycle T1-2 of the first triangle wave V saw1 If yes, the fourth switch 254 may be turned off. Accordingly, the fourth switch 254 may be turned off before the first switch 251 is turned on.

도 12는 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제3 상태에서의 전압 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.12 illustrates a change in a voltage control method switching signal in a third state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.

도 12를 참조하면, 제3 상태는 인덕터 전류(IL)의 영전류 구간(예: IL 이 0인 구간)을 포함하지 않고, 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압에 클램핑이 발생하는 상태일 수 있다.Referring to FIG. 12, the third state is a state in which clamping occurs in the voltage across the flying capacitor 260 without including a zero current section of the inductor current I L (eg, a section in which I L is 0). I can.

다양한 실시예에 따르면, 제3 상태에서, 제1 스위치(251) 및 제2 스위치(252)의 스위칭 동작은 제1 상태에 관한 도 10과 동일할 수 있다. According to various embodiments, in the third state, the switching operation of the first switch 251 and the second switch 252 may be the same as that of FIG. 10 in the first state.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(801)는 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 입력 전압(VIN) 또는 접지 전압(0V)에 클램핑 되는 시점을 이용하여, 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 턴온 타이밍을 제어할 수 있다. 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압이 입력 전압(VIN) 또는 접지 전압(0V)에 클램핑되는 경우, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)를 턴온하지 않으면, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254) 내부의 바디 다이오드를 통해 전류가 흐를 수 있고, 스위칭 손실이 커질 수 있다. 제어 회로(801)는 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압이 입력 전압(VIN) 또는 접지 전압(0V)에 클램핑되는 경우, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)를 턴온하여, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254) 내부의 바디 다이오드를 통해 흐르는 전류에 의한 손실을 줄일 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 801 uses a time point when the voltage Vc of both ends of the flying capacitor 260 is clamped to the input voltage V IN or the ground voltage 0V, and the third switch 253 Alternatively, the turn-on timing of the fourth switch 254 may be controlled. When the voltage across the flying capacitor 260 is clamped to the input voltage (V IN ) or the ground voltage (0V), if the third switch 253 and the fourth switch 254 are not turned on, the third switch 253 And a current may flow through the body diode inside the fourth switch 254, and a switching loss may increase. The control circuit 801 turns on the third switch 253 and the fourth switch 254 when the voltage across the flying capacitor 260 is clamped to the input voltage (V IN) or the ground voltage (0V), It is possible to reduce losses due to current flowing through the body diodes inside the 3 switch 253 and the fourth switch 254.

다양한 실시예에 따르면, 플라잉 캐패시터(260)의 전압은 플로팅 상태인 바, 제어 회로(801)는 플라잉 캐패시터(260)의 양단 전압(Vc)을 직접 센싱하지 않고, 플라잉 캐패시터(260)의 상단 전압(VCA)(제1 노드(410)의 전압)의 제로 크로싱 포인트(zero crossing point) 및 하단 전압(VCB)(제3 노드(430)의 전압)의 제로 크로싱 포인트(zero crossing point)를 감지하여, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 시점을 결정할 수 있다.According to various embodiments, the voltage of the flying capacitor 260 is in a floating state, and the control circuit 801 does not directly sense the voltage Vc of both ends of the flying capacitor 260, but the upper voltage of the flying capacitor 260 By detecting the zero crossing point of (VCA) (voltage of the first node 410) and the zero crossing point of the bottom voltage (VCB) (voltage of the third node 430) , Turn-on timings of the third switch 253 and the fourth switch 254 may be determined.

다양한 실시예에 따르면, 제1 삼각파(Vsaw1)의 제1 반주기(T1-1)에서, 제4 스위치(254)는 제3 노드(430)의 전압(VCB)이 제로 크로싱(플라잉 캐패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 입력 전압(VIN)에 클램핑) 되는 제7 시간(t7)에 턴온될 수 있다. 이에 따라, 제4 스위치(254)는 제1 스위치(251)가 턴오프되기 이전에 턴온될 수 있다. 제7 시간(t7)은 제4 스위치(254) 내부의 바디 다이오드가 도통하기 시작하는 시점일 수 있다. According to various embodiments, in the first half period (T1-1 ) of the first triangle wave (V saw1 ), the fourth switch 254 has a voltage (VCB) of the third node 430 at zero crossing (flying capacitor 260 The voltage Vc of) may be turned on at a seventh time t7 when the voltage Vc of) is clamped to the input voltage V IN. Accordingly, the fourth switch 254 may be turned on before the first switch 251 is turned off. The seventh time t7 may be a time point at which the body diode inside the fourth switch 254 starts to conduct.

다양한 실시예에 따르면, 제1 삼각파(Vsaw1)의 제2 반주기(T1-2)에서, 제3 스위치(253)는 제1 노드(410)의 전압(VCA)이 제로 크로싱(플라잉 캐패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 접지 전압(0V)에 클램핑) 되는 제8 시간(t8)에 턴온될 수 있다. 이에 따라, 제3 스위치(253)는 제2 스위치(252)가 턴오프되기 이전에 턴온될 수 있다. 제8 시간(t8)은 제3 스위치(253) 내부의 바디 다이오드가 도통하기 시작하는 시점일 수 있다.According to various embodiments, in the second half cycle T1-2 of the first triangle wave V saw1 , the third switch 253 has a voltage VCA of the first node 410 at zero crossing (flying capacitor 260 The voltage Vc of) may be turned on at the eighth time t8 when the voltage Vc is clamped to the ground voltage 0V. Accordingly, the third switch 253 may be turned on before the second switch 252 is turned off. The eighth time t8 may be a time point when the body diode inside the third switch 253 starts to conduct.

다양한 실시예에 따르면, 제3 스위치(253)의 턴오프 시점은 제2 스위치(252)의 턴온 시점과 동일할 수 있고, 제4 스위치(254)의 턴오프 시점은 제1 스위치(251)의 턴온 시점과 동일할 수 있다.According to various embodiments, the turn-off time of the third switch 253 may be the same as the turn-on time of the second switch 252, and the turn-off time of the fourth switch 254 is the first switch 251. It may be the same as the turn-on time.

도 13은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제4 상태에서의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.13 illustrates a change in a switching signal in a fourth state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.

도 13을 참조하면, 제4 상태는 인덕터 전류(IL)의 영전류 구간(예: IL 이 0인 구간)을 포함하고, 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압에 클램핑이 발생하는 상태일 수 있다.Referring to FIG. 13, the fourth state includes a zero current section (eg , a section in which I L is 0) of the inductor current I L , and clamping occurs in the voltage across the flying capacitor 260. have.

다양한 실시예에 따르면, 제4 상태에서, 제1 스위치(251) 및 제2 스위치(252)의 스위칭 동작은 제1 상태에 관한 도 10과 동일할 수 있다. According to various embodiments, in the fourth state, the switching operation of the first switch 251 and the second switch 252 may be the same as that of FIG. 10 in the first state.

다양한 실시예에 따르면, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 동작은 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 입력 전압(VIN) 또는 접지 전압(0V)에 클램핑 되는 시점에 의해 변경될 수 있다. 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 동작은 도 12와 동일할 수 있고, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴오프 동작은 도 11과 동일할 수 있다. According to various embodiments, the turn-on operation of the third switch 253 and the fourth switch 254 is performed in which the voltage Vc of both ends of the flying capacitor 260 is clamped to the input voltage V IN or the ground voltage 0V. It can be changed by the viewpoint. The turn-on operation of the third switch 253 and the fourth switch 254 may be the same as that of FIG. 12, and the turn-off operation of the third switch 253 and the fourth switch 254 may be the same as that of FIG. 11. .

예를 들어, 제1 삼각파(Vsaw1)의 제1 반주기(T1-1)에서, 제3 노드(430)의 전압(VCB)이 제로 크로싱(플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 입력 전압(VIN)에 클램핑)되는 제7 시간(t7)에 제4 스위치(254)는 턴온될 수 있다. 제4 스위치(254)는 제1 스위치(251)가 턴오프되기 이전에 턴온될 수 있다. For example, in the first half period (T1-1 ) of the first triangle wave (V saw1 ), the voltage (VCB) of the third node 430 is zero crossing (the voltage (Vc) at both ends of the flying capacitor 260 is input The fourth switch 254 may be turned on at a seventh time t7 in which the voltage V IN is clamped. The fourth switch 254 may be turned on before the first switch 251 is turned off.

제1 삼각파(Vsaw1)의 제1 반주기(T1-1)에서, 인덕터 전류(IL)가 0이 되는 제5 시간(t5)에 제1 스위치(251)가 온 상태인 경우, 제3 스위치(253)는 턴오프될 수 있다. 제3 스위치(253)는 제2 스위치(252)가 턴온되기 이전에 턴오프될 수 있다.When the first switch 251 is turned on at the fifth time t5 when the inductor current I L becomes 0 in the first half cycle T1-1 of the first triangle wave V saw1, the third switch 253 can be turned off. The third switch 253 may be turned off before the second switch 252 is turned on.

제1 삼각파(Vsaw1)의 제2 반주기(T1-2)에서, 제1 노드(410)의 전압(VCA)이 제로 크로싱(플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 접지 전압(0V)에 클램핑)되는 제8 시간(t8)에 제3 스위치(253)는 턴온될 수 있다. 제3 스위치(253)는 제2 스위치(252)가 턴오프되기 이전에 턴온될 수 있다.In the second half period (T1-2) of the first triangle wave (V saw1 ), the voltage (VCA) of the first node 410 is zero crossing (the voltage (Vc) of both ends of the flying capacitor 260 is the ground voltage (0V)) The third switch 253 may be turned on at the eighth time t8 that is clamped to. The third switch 253 may be turned on before the second switch 252 is turned off.

제1 삼각파(Vsaw1)의 제2 반주기(T1-2)에서, 인덕터 전류(IL)가 0(예: 센싱 전압(Vcs)가 0)이 되는 제6 시간(t6)에 제2 스위치(252)가 온 상태인 경우, 제4 스위치(254)는 턴오프될 수 있다. 제4 스위치(254)는 제1 스위치(251)가 턴온되기 이전에 턴오프될 수 있다.A second switch to the sixth time for the (sense voltage (Vcs) is zero, for example) (t6) (the first triangle wave at the second half period (T1-2) of (V saw1), the inductor current (I L) is zero, When 252 is in the on state, the fourth switch 254 may be turned off. The fourth switch 254 may be turned off before the first switch 251 is turned on.

도 14는 다양한 실시예에 따른 제2 모드에서의 전류 제어 방식의 스위칭 제어 회로를 나타낸다. 도 14는 예시적인 것으로 이에 한정되는 것은 아니다. 도 14에서의 충전 회로(230)는 제2 모드로 동작하는 충전 회로(230)에 대응할 수 있다.14 illustrates a switching control circuit of a current control method in a second mode according to various embodiments. 14 is an example and is not limited thereto. The charging circuit 230 in FIG. 14 may correspond to the charging circuit 230 operating in the second mode.

도 14를 참조하면, 제2 모드에서, 충전 회로(230)는 배터리(220)의 충전 정도에 따라 전압 변환비가 조절될 수 있다. 예를 들어, 제2 모드에서, 충전 회로(230)는 펄스 폭 변조(pulse width modulation; 이하, PWM) 방식으로 전력 변환비가 조절되는 3-레벨 벅 회로(3-level buck circuit)로 동작할 수 있다. 제2 모드에서, 충전 회로(230)는 배터리(220)의 충전 정도에 따라 동작할 수 있다.Referring to FIG. 14, in the second mode, the charging circuit 230 may adjust a voltage conversion ratio according to the degree of charge of the battery 220. For example, in the second mode, the charging circuit 230 may operate as a 3-level buck circuit in which the power conversion ratio is adjusted in a pulse width modulation (PWM) method. have. In the second mode, the charging circuit 230 may operate according to the degree of charge of the battery 220.

제2 모드에서, 배터리(220)로 유입되는 전류 또는 배터리(220)의 양단 전압을 기반으로 충전 회로(230)의 복수의 스위치들(251 내지 254)의 스위칭 동작이 제어될 수 있다. 충전 회로(230)의 플라잉 커패시터(260)는 복수의 스위치들(251 내지 254)의 스위칭에 따라 충전(charge) 상태, 전력 유지(idle) 상태, 또는 방전(discharge) 상태 중 하나로 동작할 수 있다.In the second mode, a switching operation of the plurality of switches 251 to 254 of the charging circuit 230 may be controlled based on a current flowing into the battery 220 or a voltage across the battery 220. The flying capacitor 260 of the charging circuit 230 may operate in one of a charge state, an idle state, or a discharge state according to the switching of the plurality of switches 251 to 254. .

제어 회로(1401)는 제1 내지 제4 스위치들(251 내지 254)를 제어하는 신호를 생성할 수 있다.The control circuit 1401 may generate a signal for controlling the first to fourth switches 251 to 254.

제1 모드에서, 제어 회로(1401)는 50% 듀티 사이클을 가지는 제1 클럭 생성기(CLK1) (1401a)의 신호를 이용하여, 제1 제어 신호(G1)를 생성할 수 있다. 제어 회로(1401)는 50% 듀티 사이클을 가지는 제2 클럭 생성기(CLK2)(1401b)의 신호를 기반으로, 제2 스위치를 제어하는 제2 제어 신호(G2)를 생성할 수 있다. 제2 클럭 생성기(CLK2)(1401b)의 신호는 제1 클럭 생성기(CLK1)(1401a)의 신호가 반전된 신호일 수 있다.In the first mode, the control circuit 1401 may generate the first control signal G1 by using the signal of the first clock generator CLK1 and 1401a having a 50% duty cycle. The control circuit 1401 may generate a second control signal G2 for controlling the second switch based on the signal of the second clock generator CLK2 1401b having a 50% duty cycle. The signal from the second clock generator (CLK2) 1401b may be a signal obtained by inverting the signal from the first clock generator (CLK1) 1401a.

제1 모드에서, 제3 제어 신호(G3)는 제1 제어 신호(G1)와 동일할 수 있다. 제4 스위치(254)를 제어하는 제4 제어 신호(G4)는 제2 제어 신호(G2)와 동일할 수 있다. 제2 제어 신호(G2)는 제1 제어 신호(G1)와 반대되는 위상을 가질 수 있다.In the first mode, the third control signal G3 may be the same as the first control signal G1. The fourth control signal G4 for controlling the fourth switch 254 may be the same as the second control signal G2. The second control signal G2 may have a phase opposite to the first control signal G1.

제1 모드에서, 제1 제어 신호(G1) 및 제2 제어 신호(G2)는 각각 고정된 제1 듀티 사이클(예: 약 50%) 및 제1 주파수(예: 약 500KHz)를 가질 수 있다. 제1 주파수(예: 약 500KHz)는 플라잉 커패시터(260) 및 출력단의 인덕터(280)의 공진 주파수와 같은 값으로 설정될 수 있다.In the first mode, the first control signal G1 and the second control signal G2 may each have a fixed first duty cycle (eg, about 50%) and a first frequency (eg, about 500 KHz). The first frequency (eg, about 500 KHz) may be set to the same value as the resonance frequency of the flying capacitor 260 and the inductor 280 of the output terminal.

제2 모드에서, 제어 회로(1401)는 배터리(220)의 양단 전압(VBAT) 및 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT)를 기반으로, 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정할 수 있다.In the second mode, the control circuit 1401 may determine the duty control voltage Vctrl based on the voltage V BAT at both ends of the battery 220 and the current I BAT flowing into the battery 220.

일 실시예에 따르면, 제어 회로(1401)는 배터리(220)의 양단 전압(VBAT)과 설정된 기준 전압(Vref)사이의 전압값 차이를 제1 오차 증폭기(1410)를 통해 증폭할 수 있다. 제어 회로(1401)는 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT)과 설정된 기준 전류(Iref)사이의 전류값 차이를 제2 오차 증폭기(1420)을 통해 증폭할 수 있다. 제어 회로(1401)는 비교기(1430)를 통해, 제1 오차 증폭기(1410)의 출력과 제2 오차 증폭기(1420)의 출력을 비교하여, 작은 값을 기반으로 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정할 수 있다. 도 14에서는 배터리(220)의 양단 전압(VBAT) 및 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT)를 모두 이용하여, 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정하는 경우를 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 배터리(220)의 양단 전압(VBAT) 및 배터리(220)로 유입되는 전류(IBAT) 중 하나를 이용하여 듀티 제어 전압(Vctrl)을 결정할 수도 있다.According to an embodiment, the control circuit 1401 may amplify a voltage value difference between the voltage at both ends of the battery 220 (V BAT ) and the set reference voltage (Vref) through the first error amplifier 1410. The control circuit 1401 may amplify a difference in a current value between the current I BAT flowing into the battery 220 and the set reference current Iref through the second error amplifier 1420. The control circuit 1401 may determine the duty control voltage Vctrl based on a small value by comparing the output of the first error amplifier 1410 and the output of the second error amplifier 1420 through the comparator 1430. have. In FIG. 14, a case of determining the duty control voltage Vctrl by using both the voltage at both ends of the battery 220 (V BAT ) and the current flowing into the battery 220 (I BAT) is illustrated. It is not limited. For example, the duty control voltage Vctrl may be determined using one of a voltage V BAT of both ends of the battery 220 and a current I BAT flowing into the battery 220.

다양한 실시예에 따르면, 제2 모드에서, 제어 회로(1401)는 충전 회로(230)에 포함된 인덕터(280)에 흐르는 인덕터 전류(IL)을 기반으로 전류 모드 제어 방식으로 제1 내지 제4 스위치(251 내지 254)를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어 회로(1401)는 감지된 인덕터 전류(IL)에 비례하는 센싱 전압(Vcs)를 이용하여 제1 내지 제4 스위치(251 내지 254)의 스위칭 주파수를 조절할 수 있다. 인덕터 전류(IL)를 이용한 전류 제어 방식은 도 8에서의 전압 제어 방식 보다 정밀한 스위칭 제어가 가능할 수 있다.According to various embodiments, in the second mode, the control circuit 1401 is based on the inductor current I L flowing through the inductor 280 included in the charging circuit 230, based on the first to fourth current mode control methods. The switches 251 to 254 can be controlled. According to an embodiment, the control circuit 1401 may adjust the switching frequencies of the first to fourth switches 251 to 254 using a sensing voltage Vcs proportional to the sensed inductor current I L. The current control method using the inductor current I L may enable more precise switching control than the voltage control method in FIG. 8.

다양한 실시예에 따르면, 제2 모드에서 인덕터 전류(IL)를 이용하는 경우, 제1 내지 제4 스위치(251 내지 254)의 스위칭 주파수는 제1 모드의 스위칭 주파수와 동일 또는 유사할 수 있다. 이를 통해, 전류 모드 제어 방식의 제2 모드는 전력 변환 효율이 상대적으로 높아질 수 있고, 공진형 컨버터 동작으로 인해 EMI 저감 및 시스템 효율도 개선할 수 있다. 또한, 전류 모드 제어 방식의 제2 모드는 부하 변동에 따라 자동으로 스위칭 주파수가 감소되어 경 부하시 효율을 개선할 수 있다.According to various embodiments, when the inductor current I L is used in the second mode, the switching frequencies of the first to fourth switches 251 to 254 may be the same as or similar to the switching frequency of the first mode. Accordingly, in the second mode of the current mode control method, power conversion efficiency may be relatively high, and EMI reduction and system efficiency may be improved due to the operation of the resonant converter. In addition, in the second mode of the current mode control method, the switching frequency is automatically reduced according to load fluctuations, thereby improving efficiency under light load.

제어 회로(1401)는 듀티 제어 전압(Vctrl)에, 히스테리시스 전압(VH)을 인가할 수 있다. 제어 회로(1401)는 듀티 제어 전압(Vctrl)에 히스테리시스 전압(VH)(1441)을 더하여 생성된 제1 밴드 전압(이하, 밴드 상한 전압)(Vctrl+VH)을 제1 교차 검출기(1451)에 입력할 수 있다. 제어 회로(1401)는 듀티 제어 전압(Vctrl)에 히스테리시스 전압(VH)(1442)을 낮추어 생성된 제2 밴드 전압(이하, 밴드 하한 전압)(Vctrl-VH)을 제2 교차 검출기(1452)에 입력할 수 있다.The control circuit 1401 may apply a hysteresis voltage VH to the duty control voltage Vctrl. The control circuit 1401 adds a hysteresis voltage (VH) 1441 to the duty control voltage Vctrl to apply a first band voltage (hereinafter, band upper limit voltage) (Vctrl+VH) to the first cross detector 1451. You can enter. The control circuit 1401 transmits a second band voltage (hereinafter, band lower limit voltage) (Vctrl-VH) generated by lowering the hysteresis voltage (VH) 1442 to the duty control voltage Vctrl to the second cross detector 1452. You can enter.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(1401)는 히스테리시스 전압(VH)을 변경하여, 스위칭 주파수와 인덕터 전류(IL)의 리플(ripple)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(1401)는 PLL 회로를 이용하여 히스테리시스 전압(VH)(예: 1441 및/또는 1442)을 가변할 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 1401 may change the hysteresis voltage VH to determine a switching frequency and a ripple of the inductor current I L. For example, the control circuit 1401 may vary the hysteresis voltage VH (eg, 1441 and/or 1442) using a PLL circuit.

제어 회로(1401)는 인덕터 전류(IL)를 기반으로 생성된 인덕터 센싱 전압(Vcs)을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인덕터 전류(IL)과 인덕터 센싱 전압(Vcs)는 선형적 관계일 수 있다(Vcs=k*IL). 인덕터 센싱 전압(Vcs)은 인덕터 전류(IL)의 센싱 신호가 상한값과 하한값에 각각 도달하는 시점에 의해 결정될 수 있다.The control circuit 1401 may generate an inductor sensing voltage Vcs generated based on the inductor current I L. According to an embodiment, the inductor current I L and the inductor sensing voltage Vcs may have a linear relationship (Vcs=k*I L ). The inductor sensing voltage Vcs may be determined by a time point at which the sensing signal of the inductor current I L reaches the upper limit value and the lower limit value, respectively.

인덕터 센싱 전압(Vcs)은 제1 교차 검출기(1451) 및 제2 교차 검출기(1452)에 각각 입력될 수 있다. 제1 교차 검출기(1451)는 인덕터 센싱 전압(Vcs)과 밴드 상한 전압(Vctrl+VH)이 같아지는 타이밍에 출력단(1451a)를 통해 제1 트리거 신호를 생성할 수 있다. 제2 교차 검출기(1452)는 인덕터 센싱 전압(Vcs)과 밴드 하한 전압(Vctrl-VH)이 같아지는 타이밍에 출력단(1452a)를 통해 제2 트리거 신호를 생성할 수 있다.The inductor sensing voltage Vcs may be input to the first cross detector 1451 and the second cross detector 1452, respectively. The first cross detector 1451 may generate a first trigger signal through the output terminal 1451a at a timing when the inductor sensing voltage Vcs and the band upper limit voltage Vctrl+VH are the same. The second cross detector 1452 may generate a second trigger signal through the output terminal 1452a at a timing when the inductor sensing voltage Vcs and the band lower limit voltage Vctrl-VH are the same.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(1401)는 제2 트리거 신호를 기반으로, 제1 스위치(251) 및 제2 스위치(252)를 서로 다른 타이밍에 턴온할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(251)는 인덕터 센싱 전압(Vcs)의 제1 주기에 제2 트리거 신호에 의해 턴온되고, 제2 스위치(252)는 인덕터 센싱 전압(Vcs)의 제2 주기(제1 주기에 연속되는 다음 주기)에 제2 트리거 신호에 의해 턴온될 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 1401 may turn on the first switch 251 and the second switch 252 at different timings based on the second trigger signal. For example, the first switch 251 is turned on by the second trigger signal in the first period of the inductor sensing voltage Vcs, and the second switch 252 is turned on in the second period (the second period of the inductor sensing voltage Vcs). It may be turned on by the second trigger signal in the next period consecutive to one period).

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(1401)는 제1 트리거 신호를 기반으로, 제1 스위치(251) 및 제2 스위치(252)를 서로 다른 타이밍에 턴오프할 수 있다. 앞의 예에서, 제1 스위치(251)는 인덕터 센싱 전압(Vcs)의 제2 주기에 제1 트리거 신호에 의해 턴오프되고, 제2 스위치(252)는 인덕터 센싱 전압(Vcs)의 제3 주기(제2 주기에 연속되는 다음 주기)에 제1 트리거 신호에 의해 턴오프될 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 1401 may turn off the first switch 251 and the second switch 252 at different timings based on the first trigger signal. In the previous example, the first switch 251 is turned off by the first trigger signal in the second period of the inductor sensing voltage Vcs, and the second switch 252 is the third period of the inductor sensing voltage Vcs. It may be turned off by the first trigger signal in (the next period following the second period).

다양한 실시예에 따르면, 제1 신호 분배기(1471)는 제1 교차 검출기(1451)의 출력단(1451a)를 통해 제1 트리거 신호를 수신할 수 있다. 제1 신호 분배기(1471)는 제1 트리거 신호를 클럭 신호로 동작하는 토글 플립 플랍을 포함할 수 있다. 제1 신호 분배기(1471)의 제1 출력 단(1471a)은 제2 스위치(252)를 턴오프하는 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 출력단(1471a)은 제2 제어 신호(G2)를 생성하기 위한 SR 플립 플랍(1482)의 R 단자로 연결될 수 있다. 제1 신호 분배기(1471)의 제2 출력단(1471b)은 제1 스위치(251)를 턴오프하는 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 신호 분배기(1471)의 제2 출력단(1471b)는 제1 제어 신호(G1)를 생성하기 위한 SR 플립 플랍(1481)의 R 단자로 연결될 수 있다.According to various embodiments, the first signal divider 1471 may receive the first trigger signal through the output terminal 1451a of the first cross detector 1451. The first signal divider 1471 may include a toggle flip-flop operating the first trigger signal as a clock signal. The first output terminal 1471a of the first signal divider 1471 may generate a signal for turning off the second switch 252. For example, the first output terminal 1471a may be connected to the R terminal of the SR flip-flop 1482 for generating the second control signal G2. The second output terminal 1471b of the first signal divider 1471 may generate a signal for turning off the first switch 251. For example, the second output terminal 1471b of the first signal divider 1471 may be connected to the R terminal of the SR flip-flop 1481 for generating the first control signal G1.

다양한 실시예에 따르면, 제2 신호 분배기(1472)는 제2 교차 검출기(1452)의 출력단(1452a)을 통해 제2 트리거 신호를 수신할 수 있다. 제2 신호 분배기(1472)는 제2 트리거 신호를 클럭 신호로 동작하는 토글 플립 플랍을 포함할 수 있다. 제2 신호 분배기(1472)의 제1 출력단(1472a)는 제2 스위치(252)를 턴온하는 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제1 출력단(1472a)는 제2 제어 신호(G2)를 생성하기 위한 SR 플립 플랍(1482)의 S 단자로 연결될 수 있다. 제2 신호 분배기(1472)의 제2 출력단(1472b)는 제1 스위치(251)를 턴온하는 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2 신호 분배기(1472)의 제2 출력단(1472b)는 제1 제어 신호(G1)를 생성하기 위한 SR 플립 플랍(1481)의 S 단자로 연결될 수 있다.According to various embodiments, the second signal divider 1472 may receive the second trigger signal through the output terminal 1452a of the second cross detector 1452. The second signal divider 1472 may include a toggle flip-flop operating the second trigger signal as a clock signal. The first output terminal 1472a of the second signal divider 1472 may generate a signal for turning on the second switch 252. For example, the first output terminal 1472a may be connected to the S terminal of the SR flip-flop 1482 for generating the second control signal G2. The second output terminal 1472b of the second signal divider 1472 may generate a signal for turning on the first switch 251. For example, the second output terminal 1472b of the second signal divider 1472 may be connected to the S terminal of the SR flip-flop 1481 for generating the first control signal G1.

도 15는 다양한 실시예에 따른 플라잉 커패시터의 양단 전압을 추가 이용하는 제어 회로를 나타낸다.15 illustrates a control circuit additionally using voltages across both ends of a flying capacitor according to various embodiments.

도 15를 참조하면, 제어 회로(1401)는 전압 감지부(1510)를 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 15, the control circuit 1401 may further include a voltage sensing unit 1510.

전압 감지부(1510)는 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)을 이용하여, 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 또한, 전압 감지부(1510)는 센싱 전압(Vcs)이 0이 되는 시점을 이용하여 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.The voltage detector 1510 may control a switching operation of the third switch 253 or the fourth switch 254 by using the voltage Vc of both ends of the flying capacitor 260. In addition, the voltage detector 1510 may control a switching operation of the third switch 253 or the fourth switch 254 using a time point when the sensing voltage Vcs becomes zero.

전압 감지부(1510)는 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)을 이용하여, 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 감지부(1510)는 플라잉 커패시터(260) 양단 전압(Vc)이 접지 전압(0V) 또는 입력 전압(VIN)으로 클램핑(clamping) 되는지 여부에 따라, 제3 스위치(253)의 턴온 타이밍 또는 제4 스위치(254)의 턴온 타이밍을 조절할 수 있다.The voltage detector 1510 may control a switching operation of the third switch 253 or the fourth switch 254 by using the voltage Vc of both ends of the flying capacitor 260. According to an embodiment, the voltage sensing unit 1510 may be configured with a third switch according to whether the voltage Vc across the flying capacitor 260 is clamped to a ground voltage (0V) or an input voltage (V IN ). The turn-on timing of the fourth switch 254 or the turn-on timing of the fourth switch 254 may be adjusted.

예를 들어, 제3 스위치(253)의 턴온 시점은 제1 노드(410)의 전압(VCA)이 제로 크로싱되는 시점(zero crossing point)(또는 플라잉 커패시터(260) 양단 전압(VCF)이 접지 전압으로 클램핑 되는 시점)과, 제2 스위치(252)가 턴오프되는 신호(예: 제1 신호 분배기(1471)의 제1 출력 단(1471a)의 신호) 중 빠른 신호에 의해 결정될 수 있다(도 18 참조).For example, the turn-on point of the third switch 253 is a zero crossing point (or the voltage V CF across the flying capacitor 260 is grounded). It may be determined by a faster signal among a time point clamped by voltage) and a signal at which the second switch 252 is turned off (eg, a signal from the first output terminal 1471a of the first signal divider 1471) (Fig. 18).

예를 들어, 제4 스위치(254)의 턴온 시점은 제3 노드(430)의 전압(VCB)이 제로 크로싱되는 시점(zero crossing point)(또는 플라잉 커패시터(260) 양단 전압(VCF)이 입력 전압(VIN)으로 클램핑 되는 시점)과, 제1 스위치(251)가 턴오프되는 신호(예: 제1 신호 분배기(1471)의 제2 출력 단(1471b)의 신호) 중 빠른 신호에 의해 결정될 수 있다(도 18 참조).For example, the turn-on time of the fourth switch 254 is a zero crossing point (or a voltage V CF across the flying capacitor 260) at which the voltage VB of the third node 430 crosses to zero. It is determined by the fastest of the voltage (V IN ) clamping time) and the signal at which the first switch 251 is turned off (for example, the signal at the second output terminal 1471b of the first signal divider 1471). Can (see Fig. 18).

다양한 실시예에 따르면, 전압 감지부(1510)는 인덕터(280)에 흐르는 인덕터 전류(IL)(또는, 인덕터 전류(IL)에 비례하는 센싱 전압(Vcs))가 0이 되는 시점을 이용하여 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.According to various embodiments, the voltage sensing unit 1510 uses a point in time when the inductor current I L flowing through the inductor 280 (or the sensing voltage Vcs in proportion to the inductor current I L) becomes zero. Thus, the switching operation of the third switch 253 or the fourth switch 254 may be controlled.

예를 들어, 제3 스위치(253)의 턴오프 시점은 제2 스위치(252)가 턴온되는 신호(예: 제2 신호 분배기(1472)의 제1 출력 단(1472a)의 신호)와, 제1 스위치(251)가 도통(턴온)되는 동안 인덕터 전류(IL)의 0 시점(센싱 전압(Vcs)가 제로 크로싱되는 시점) 중 빠른 신호에 의해 결정될 수 있다. 이를 통해, 인덕터 전류(IL)가 0이하로 내려가는 것을 방지할 수 있다(도 17 참조).For example, when the third switch 253 is turned off, a signal at which the second switch 252 is turned on (eg, a signal from the first output terminal 1472a of the second signal divider 1472) and the first While the switch 251 is conducting (turned on), the inductor current I L may be determined by the fastest signal among the 0 points (when the sensing voltage Vcs crosses to zero). Through this, it is possible to prevent the inductor current I L from falling below 0 (see FIG. 17).

다양한 실시예에 따르면, 제4 스위치(254)의 턴오프 시점은 제1 스위치(251)가 턴온되는 신호(예: 제2 신호 분배기(1472)의 제2 출력 단(1472b)의 신호)와, 제2 스위치(252)가 도통(턴온)되는 동안 인덕터 전류(IL)의 0 시점(센싱 전압(Vcs)가 제로 크로싱되는 시점) 중 빠른 신호에 의해 결정될 수 있다. 이를 통해, 인덕터 전류(IL)가 0이하로 내려가는 것을 방지할 수 있다(도 17 참조).According to various embodiments, the turn-off timing of the fourth switch 254 includes a signal at which the first switch 251 is turned on (eg, a signal of the second output terminal 1472b of the second signal divider 1472), While the second switch 252 is conducting (turned on), the inductor current I L may be determined by the fastest signal among the 0 points (when the sensing voltage Vcs crosses to zero). Through this, it is possible to prevent the inductor current I L from falling below 0 (see FIG. 17).

도 16은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제1 상태에서의 전류 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.16 illustrates a change in a switching signal of a current control method in a first state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.

도 16을 참조하면, 제1 상태는 인덕터 전류(IL)가 0을 초과하고, 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압에 클램핑이 발생하지 않는 상태일 수 있다.Referring to FIG. 16, the first state may be a state in which the inductor current I L exceeds 0 and clamping does not occur in the voltage across the flying capacitor 260.

다양한 실시예에 따르면, 제1 스위치(251)의 턴온 시점 및 제2 스위치(252)의 턴온 시점은 인덕터 센싱 전압(Vcs)과 밴드 하한 전압(Vctrl-VH)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 센싱 전압(Vcs)의 제1 주기(T1)에서, 인덕터 센싱 전압(Vcs)와 밴드 하한 전압(Vctrl-VH)이 같아지는 제1 시간(t1)에 제1 스위치(251)가 턴온될 수 있다. 제1 시간(t1)에 제2 스위치(252)는 온 상태일 수 있다. 센싱 전압(Vcs)의 제2 주기(T2)에서, 인덕터 센싱 전압(Vcs)와 밴드 하한 전압(Vctrl-VH)이 같아지는 제3 시간(t3)에 제2 스위치(252)가 턴온될 수 있다. 제3 시간(t3)에 제1 스위치(251)는 온 상태일 수 있다.According to various embodiments, the turn-on timing of the first switch 251 and the turn-on timing of the second switch 252 may be determined by the inductor sensing voltage Vcs and the band lower limit voltage Vctrl-VH. For example, in the first period (T1) of the sensing voltage (Vcs), the first switch 251 is at a first time (t1) when the inductor sensing voltage (Vcs) and the band lower limit voltage (Vctrl-VH) are the same. Can be turned on. The second switch 252 may be in an on state at the first time t1. In the second period T2 of the sensing voltage Vcs, the second switch 252 may be turned on at a third time t3 when the inductor sensing voltage Vcs and the band lower limit voltage Vctrl-VH are the same. . At the third time t3, the first switch 251 may be in an on state.

다양한 실시예에 따르면, 제1 스위치(251)의 턴오프 시점 및 제2 스위치(252)의 턴오프 시점은 인덕터 센싱 전압(Vcs)과 밴드 상한 전압(Vctrl+VH)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 주기(T1)에서, 인덕터 센싱 전압(Vcs)과 밴드 상한 전압(Vctrl+VH)이 같아지는 제2 시간(t2)에 제2 스위치(252)가 턴오프될 수 있다. 제2 시간(t2)에 제1 스위치(251)는 온 상태일 수 있다. 제2 주기(T2)에서, 인덕터 센싱 전압(Vcs)과 밴드 상한 전압(Vctrl+VH)이 같아지는 제4 시간(t4)에 제1 스위치(251)가 턴오프될 수 있다. 제4 시간(t4)에 제2 스위치(252)는 온 상태일 수 있다.According to various embodiments, the turn-off time of the first switch 251 and the turn-off time of the second switch 252 may be determined by the inductor sensing voltage Vcs and the band upper limit voltage Vctrl+VH. For example, in the first period T1, the second switch 252 may be turned off at a second time t2 when the inductor sensing voltage Vcs and the band upper limit voltage Vctrl+VH are the same. At the second time t2, the first switch 251 may be in an on state. In the second period T2, the first switch 251 may be turned off at a fourth time t4 when the inductor sensing voltage Vcs and the band upper limit voltage Vctrl+VH are the same. At the fourth time t4, the second switch 252 may be in an on state.

제1 주기 (T1) 및 제2 주기(T2)에서, 제1 스위치(251)의 턴온(제1 시간(t1)에 발생), 제2 스위치(252)의 턴오프(제2 시간(t2)에 발생), 제2 스위치(252)의 턴온(제3 시간(t3)에 발생), 제1 스위치(251)의 턴오프(제4 시간(t4)에 발생)가 순차적으로 발생할 수 있다. In the first period (T1) and the second period (T2), the first switch 251 is turned on (occurs at the first time t1), and the second switch 252 is turned off (the second time t2). Occurs at), turn-on of the second switch 252 (occurs at a third time t3), and turn-off of the first switch 251 (occurs at a fourth time t4) may occur sequentially.

다양한 실시예에 따르면, 제3 스위치(253)의 제어 신호(G3)는 제2 스위치(252)의 제어 신호(G2)와 반대되는 형태일 수 있다. 예를 들어, 제3 스위치(253)는 제2 스위치(252)가 턴온되는 경우 턴오프될 수 있고, 제2 스위치(252)가 턴오프되는 경우 턴온될 수 있다.According to various embodiments, the control signal G3 of the third switch 253 may have a form opposite to the control signal G2 of the second switch 252. For example, the third switch 253 may be turned off when the second switch 252 is turned on, and may be turned on when the second switch 252 is turned off.

다양한 실시예에 따르면, 제4 스위치(254)의 제어 신호(G4)는 제1 스위치(251)의 제어 신호(G1)와 반대되는 형태일 수 있다. 예를 들어, 제4 스위치(254)는 제1 스위치(251)가 턴온되는 경우 턴오프될 수 있고, 제1 스위치(251)가 턴오프되는 경우 턴온될 수 있다.According to various embodiments, the control signal G4 of the fourth switch 254 may have a form opposite to the control signal G1 of the first switch 251. For example, the fourth switch 254 may be turned off when the first switch 251 is turned on, and may be turned on when the first switch 251 is turned off.

다양한 실시예에 따르면, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴오프 타이밍은 인덕터 전류(IL)가 0 미만으로 떨어지는 것을 방지하기 위해 변경될 수 있다(도 17 참조). 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 타이밍은 클램핑에 의해 변경될 수 있다(도 18 참조).According to various embodiments, the turn-off timing of the third switch 253 and the fourth switch 254 may be changed to prevent the inductor current I L from falling below zero (see FIG. 17 ). Turn-on timings of the third and fourth switches 253 and 254 may be changed by clamping (see FIG. 18).

도 17은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제2 상태에서의 전류 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.17 illustrates a change in a switching signal of a current control method in a second state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.

도 17을 참조하면, 제2 상태는 인덕터 전류(IL)가 영전류 구간(예: IL 이 0인 구간)을 포함할 수 있고, 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압에 클램핑이 발생하지 않는 상태일 수 있다. 예를 들어, 인덕터 전류(IL)는 부하(예: 배터리(220))에 따라 변경될 수 있다. 부하가 감소하면 인덕터 전류(IL)가 0이 되는 구간이 존재하는 DCM(discontinuous conduction mode)으로 동작할 수 있다(제2 상태). 인덕터 전류(IL)는 부하가 증가함에 따라 전류값이 0이 되는 구간이 줄어들어, 영전류 구간이 존재하지 않는 CCM(continuous conduction mode)으로 동작할 수 있다(제1 상태, 도 16). Referring to FIG. 17, the second state may include a zero current period (eg, a period in which I L is 0) in the inductor current (I L ), and clamping does not occur in the voltage across the flying capacitor 260. It can be a state. For example, the inductor current I L may be changed according to a load (eg, battery 220). When the load decreases, the inductor current I L can be operated in a discontinuous conduction mode (DCM) in which there is a period in which the current I L becomes zero (second state). The inductor current I L decreases in a period in which the current value becomes 0 as the load increases, and thus the inductor current I L may operate in a continuous conduction mode (CCM) in which a zero current period does not exist (first state, FIG. 16 ).

다양한 실시예에 따르면, 제2 상태에서, 제1 스위치(251) 및 제2 스위치(252)의 스위칭 동작은 제1 상태에 관한 도 10과 동일할 수 있다. According to various embodiments, in the second state, the switching operation of the first switch 251 and the second switch 252 may be the same as that of FIG. 10 in the first state.

다양한 실시예에 따르면, 제2 상태에서, 제3 스위치(253)의 턴온 시점은 제2 스위치(252)의 턴오프 시점과 동일할 수 있고, 제4 스위치(254)의 턴온 시점은 제1 스위치(251)의 턴오프 시점과 동일할 수 있다. 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 타이밍은 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압의 클램핑에 의해 변경될 수 있다(도 18 참조).According to various embodiments, in the second state, the turn-on time of the third switch 253 may be the same as the turn-off time of the second switch 252, and the turn-on time of the fourth switch 254 is the first switch. It may be the same as the turn-off point of 251. The turn-on timing of the third switch 253 and the fourth switch 254 may be changed by clamping the voltage across the flying capacitor 260 (see FIG. 18).

다양한 실시예에 따르면, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 타이밍은 클램핑에 의해 변경될 수 있다(도 12 참조).According to various embodiments, the turn-on timing of the third switch 253 and the fourth switch 254 may be changed by clamping (see FIG. 12 ).

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(1401)는 인덕터 전류(IL)가 0이 되는 시점을 이용하여, 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 턴오프 타이밍을 제어할 수 있다. 이 경우, 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)는 이상적인 다이오드로 동작할 수 있다. 이를 통해, 인덕터 전류(IL)가 마이너스 값으로 되는 것을 방지할 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 1401 may control the turn-off timing of the third switch 253 or the fourth switch 254 by using a point in time when the inductor current I L becomes zero. In this case, the third switch 253 or the fourth switch 254 may operate as an ideal diode. Through this, it is possible to prevent the inductor current I L from becoming a negative value.

다양한 실시예에 따르면, 제1 주기(T1)에서, 인덕터 전류(IL)가 0(예: 센싱 전압(Vcs)이 0)이 되는 제5 시간(t5)에 제1 스위치(251)가 온 상태인 경우, 제3 스위치(253)는 턴오프될 수 있다. 이에 따라, 제3 스위치(253)는 제2 스위치(252)가 턴온되기 이전에 턴오프될 수 있다.According to various embodiments, in the first period T1, the first switch 251 is turned on at a fifth time t5 when the inductor current I L becomes 0 (eg, the sensing voltage Vcs is 0). In this state, the third switch 253 may be turned off. Accordingly, the third switch 253 may be turned off before the second switch 252 is turned on.

다양한 실시예에 따르면, 제2 주기(T2)에서, 인덕터 전류(IL)가 0(예: 센싱 전압(Vcs)가 0)이 되는 제6 시간(t6)에 제2 스위치(252)가 온 상태인 경우, 제4 스위치(254)는 턴오프될 수 있다. 이에 따라, 제4 스위치(254)는 제1 스위치(251)가 턴온되기 이전에 턴오프될 수 있다.According to various embodiments, in the second period T2, the second switch 252 is turned on at the sixth time t6 when the inductor current I L becomes 0 (eg, the sensing voltage Vcs is 0). In the case of the state, the fourth switch 254 may be turned off. Accordingly, the fourth switch 254 may be turned off before the first switch 251 is turned on.

도 18은 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제3 상태에서의 전류 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.18 illustrates a change in a switching signal of a current control method in a third state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.

도 18을 참조하면, 제3 상태는 인덕터 전류(IL)가 영전류 구간(예: IL 이 0인 구간)을 포함하지 않고, 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압에 클램핑이 발생하는 상태일 수 있다.Referring to FIG. 18, the third state is a state in which the inductor current I L does not include a zero current section (eg , a section in which I L is 0), and clamping occurs in the voltage across the flying capacitor 260. I can.

다양한 실시예에 따르면, 제3 상태에서, 제1 스위치(251) 및 제2 스위치(252)의 스위칭 동작은 제1 상태에 관한 도 10과 동일할 수 있다. According to various embodiments, in the third state, the switching operation of the first switch 251 and the second switch 252 may be the same as that of FIG. 10 in the first state.

다양한 실시예에 따르면, 제어 회로(1401)는 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압이 입력 전압(VIN) 또는 접지 전압(0V)에 클램핑 되는 시점을 이용하여, 제3 스위치(253) 또는 제4 스위치(254)의 턴온 타이밍을 제어할 수 있다. 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압이 입력 전압(VIN) 또는 접지 전압(0V)에 클램핑되는 경우, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)를 턴온하지 않으면, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254) 내부의 바디 다이오드를 통해 전류가 흐를 수 있고, 스위칭 손실이 커질 수 있다. 제어 회로(1401)는 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압이 입력 전압(VIN) 또는 접지 전압(0V)에 클램핑되는 경우, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)를 턴온하여, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254) 내부의 바디 다이오드를 통해 흐르는 전류에 의한 손실을 줄일 수 있다.According to various embodiments, the control circuit 1401 uses the time when the voltage across the flying capacitor 260 is clamped to the input voltage (V IN ) or the ground voltage (0V), the third switch 253 or the fourth The turn-on timing of the switch 254 can be controlled. When the voltage across the flying capacitor 260 is clamped to the input voltage (V IN ) or the ground voltage (0V), if the third switch 253 and the fourth switch 254 are not turned on, the third switch 253 And a current may flow through the body diode inside the fourth switch 254, and a switching loss may increase. When the voltage across the flying capacitor 260 is clamped to the input voltage (V IN ) or the ground voltage (0V), the control circuit 1401 turns on the third switch 253 and the fourth switch 254, It is possible to reduce losses due to current flowing through the body diodes inside the 3 switch 253 and the fourth switch 254.

다양한 실시예에 따르면, 플라잉 캐패시터(260)의 전압은 플로팅 상태인 바, 제어 회로(1401)는 플라잉 캐패시터(260)의 전압을 직접 센싱하지 않고, 플라잉 캐패시터(260)의 상단 전압(VCA)(제1 노드(410)의 전압)의 제로 크로싱 포인트(zero crossing point) 및 하단 전압(VCB)(제3 노드(430)의 전압)의 제로 크로싱 포인트(zero crossing point)를 감지하여, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 시점을 결정할 수 있다.According to various embodiments, since the voltage of the flying capacitor 260 is in a floating state, the control circuit 1401 does not directly sense the voltage of the flying capacitor 260, but the upper voltage VCA of the flying capacitor 260 ( By detecting the zero crossing point of the voltage of the first node 410) and the zero crossing point of the voltage of the lower voltage VB (the voltage of the third node 430), the third switch Turn-on timings of the 253 and the fourth switch 254 may be determined.

다양한 실시예에 따르면, 제1 주기(T1)에서, 제4 스위치(254)는 제3 노드(430)의 전압(VCB)이 제로 크로싱(예: 플라잉 캐패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 입력 전압(VIN)에 클램핑)되는 제7 시간(t7)에 턴온될 수 있다. 이에 따라, 제4 스위치(254)는 제1 스위치(251)가 턴오프되기 이전에 턴온될 수 있다. 예를 들어, 제7 시간(t7)은 제4 스위치(254) 내부의 바디 다이오드가 도통하기 시작하는 시점일 수 있다.According to various embodiments, in the first period (T1), the voltage (VCB) of the third node (430) of the fourth switch (254) is zero crossing (for example, the voltage (Vc) of both ends of the flying capacitor (260) is It may be turned on at the seventh time t7 when clamped to the input voltage V IN. Accordingly, the fourth switch 254 may be turned on before the first switch 251 is turned off. For example, the seventh time t7 may be a time point at which the body diode inside the fourth switch 254 starts to conduct.

다양한 실시예에 따르면, 제2 주기(T2)에서, 제3 스위치(253)의 턴온 시점은 제1 노드(410)의 전압(VCA)이 제로 크로싱(플라잉 캐패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 접지 전압(0V)에 클램핑)되는 제8 시간(t8)에 턴온될 수 있다. 이에 따라, 제3 스위치(253)는 제2 스위치(252)가 턴오프되기 이전에 턴온될 수 있다. 예를 들어, 제8 시간(t8)은 제3 스위치(253) 내부의 바디 다이오드가 도통하기 시작하는 시점일 수 있다.According to various embodiments, in the second period T2, when the third switch 253 is turned on, the voltage VCA of the first node 410 is zero crossing (the voltage Vc of both ends of the flying capacitor 260). It may be turned on at the eighth time t8 when clamped to the ground voltage (0V). Accordingly, the third switch 253 may be turned on before the second switch 252 is turned off. For example, the eighth time t8 may be a time point when the body diode inside the third switch 253 starts to conduct.

다양한 실시예에 따르면, 제3 스위치(253)의 턴오프 시점은 제2 스위치(252)의 턴온 시점과 동일할 수 있고, 제4 스위치(254)의 턴오프 시점은 제1 스위치(251)의 턴온 시점과 동일할 수 있다.According to various embodiments, the turn-off time of the third switch 253 may be the same as the turn-on time of the second switch 252, and the turn-off time of the fourth switch 254 is the first switch 251. It may be the same as the turn-on time.

도 19는 다양한 실시예에 따른 제2 모드의 제4 상태에서의 전류 제어 방식의 스위칭 신호의 변화를 나타낸다.19 illustrates a change in a switching signal of a current control method in a fourth state of a second mode according to various embodiments of the present disclosure.

도 19를 참조하면, 제4 상태는 인덕터 전류(IL)가 영전류 구간(예: IL 이 0인 구간)을 포함하고, 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압에 클램핑이 발생하는 상태일 수 있다.Referring to FIG. 19, the fourth state may be a state in which the inductor current I L includes a zero current period (eg, a period in which I L is 0), and clamping occurs in the voltage across the flying capacitor 260. have.

다양한 실시예에 따르면, 제4 상태에서, 제1 스위치(251) 및 제2 스위치(252)의 스위칭 동작은 제1 상태에 관한 도 10과 동일할 수 있다. According to various embodiments, in the fourth state, the switching operation of the first switch 251 and the second switch 252 may be the same as that of FIG. 10 in the first state.

다양한 실시예에 따르면, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 동작은 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 입력 전압(VIN) 또는 접지 전압(0V)에 클램핑 되는 시점에 의해 변경될 수 있다. 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴온 동작은 도 18와 동일할 수 있고, 제3 스위치(253) 및 제4 스위치(254)의 턴오프 동작은 도 17과 동일할 수 있다.According to various embodiments, the turn-on operation of the third switch 253 and the fourth switch 254 is performed in which the voltage Vc of both ends of the flying capacitor 260 is clamped to the input voltage V IN or the ground voltage 0V. It can be changed by the viewpoint. The turn-on operation of the third switch 253 and the fourth switch 254 may be the same as that of FIG. 18, and the turn-off operation of the third switch 253 and the fourth switch 254 may be the same as that of FIG. 17. .

예를 들어, 제1 주기(T1)에서, 제4 스위치(254)의 턴온 시점은 제3 노드(430)의 전압(VCB)이 제로 크로싱(예: 플라잉 커패시터(260)의 양단 전압(Vc)이 입력 전압(VIN)에 클램핑)되는 제7 시간(t7)에 턴온될 수 있다. 제4 스위치(254)는 제1 스위치(251)가 턴오프되기 이전에 턴온될 수 있다.For example, in the first period (T1), when the fourth switch 254 is turned on, the voltage (VCB) of the third node 430 is zero crossing (for example, the voltage (Vc) of both ends of the flying capacitor 260) It may be turned on at a seventh time t7 that is clamped to the input voltage V IN. The fourth switch 254 may be turned on before the first switch 251 is turned off.

제1 주기(T1)에서, 인덕터 전류(IL)가 0(예: 센싱 전압(Vcs)이 0)이 되는 제5 시간(t5)에 제1 스위치(251)가 온 상태인 경우, 제3 스위치(253)는 턴오프될 수 있다. 제3 스위치(253)는 제2 스위치(252)가 턴온되기 이전에 턴오프될 수 있다.In the first period T1, when the first switch 251 is turned on at the fifth time t5 when the inductor current I L becomes 0 (eg, the sensing voltage Vcs is 0), the third The switch 253 may be turned off. The third switch 253 may be turned off before the second switch 252 is turned on.

제2 주기(T2)에서, 제3 스위치(253)의 턴온 시점은 제1 노드(410)의 전압(VCA)이 접지 전압(0V)으로 클램핑 되는 제8 시간(t8)에 턴온될 수 있다. 제3 스위치(253)는 제2 스위치(252)가 턴오프되기 이전에 턴온될 수 있다.In the second period T2, the turn-on time of the third switch 253 may be turned on at the eighth time t8 when the voltage VCA of the first node 410 is clamped to the ground voltage 0V. The third switch 253 may be turned on before the second switch 252 is turned off.

제2 주기(T2)에서, 인덕터 전류(IL)가 0(예: 센싱 전압(Vcs)가 0)이 되는 제6 시간(t6)에 제2 스위치(252)가 온 상태인 경우, 제4 스위치(254)는 턴오프될 수 있다. 제4 스위치(254)는 제1 스위치(251)가 턴온되기 이전에 턴오프될 수 있다.In the second period T2, when the second switch 252 is turned on at the sixth time t6 when the inductor current I L becomes 0 (eg, the sensing voltage Vcs is 0), the fourth The switch 254 can be turned off. The fourth switch 254 may be turned off before the first switch 251 is turned on.

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.An electronic device according to various embodiments disclosed in this document may be a device of various types. The electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smartphone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance. The electronic device according to the embodiment of the present document is not limited to the above-described devices.

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. "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.Various embodiments of the present document and terms used therein are not intended to limit the technical features described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, or substitutes of the corresponding embodiment. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar or related components. The singular form of a noun corresponding to an item may include one or more of the above items unless clearly indicated otherwise in a related context. In this document, “A or B”, “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C”, and “A Each of phrases such as "at least one of, B, or C" may include any one of the items listed together in the corresponding one of the phrases, or all possible combinations thereof. Terms such as "first", "second", or "first" or "second" may be used simply to distinguish the component from other Order) is not limited. Some (eg, first) component is referred to as “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”. When mentioned, it means that any of the above components may be connected to the other components directly (eg by wire), wirelessly, or via a third component.

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. The term "module" used in this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, parts, or circuits. The module may be an integrally configured component or a minimum unit of the component or a part thereof that performs one or more functions. For example, according to an embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).

본 문서의 다양한 실시예들은 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(801))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 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.Various embodiments of the present document include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) that can be read by a machine (eg, electronic device 101). It may be implemented as software (for example, the program 140) including them. For example, the processor (eg, the processor 120) of the device (eg, the electronic device 801) may call and execute at least one command among one or more commands stored from a storage medium. This enables the device to be operated to perform at least one function according to the at least one command invoked. The one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter. The device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium. Here,'non-transient' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g., electromagnetic waves). It does not distinguish between temporary storage cases.

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 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 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.According to an embodiment, a method according to various embodiments disclosed in the present document may be provided by being included in a computer program product. Computer program products can be traded between sellers and buyers as commodities. The computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store TM ) or two user devices (e.g., compact disc read only memory (CD-ROM)). It can be distributed (e.g., downloaded or uploaded) directly between, e.g. smart phones). In the case of online distribution, at least a part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a storage medium that can be read by a device such as a server of a manufacturer, a server of an application store, or a memory of a relay server.

다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 2의 전자 장치(201))는 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220)), 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))와 전기적으로 연결되고, 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))의 충전 또는 방전을 관리하는 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210)), 및 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))과 전기적으로 연결된 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))를 포함하고, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250)), 적어도 하나의 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260)) 및 적어도 하나의 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))를 포함하고, 외부 전원 장치로부터 전력을 공급받도록 구성된 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(230))를 포함하고, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(230))와 상기 외부 전원 장치의 전기적 연결을 확인하고, 상기 연결된 외부 전원 장치의 타입을 판단하고, 상기 외부 전원 장치의 타입이 제1 타입인 경우, 상기 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(230))가 상기 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260)) 및 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))의 공진에 의한 고정된 전압 변환비를 가지도록 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어하는 제1 모드로 동작하여 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))를 충전하도록 하고, 상기 외부 전원 장치의 타입이 제2 타입인 경우, 상기 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(230))가 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))의 충전 비율에 대응하여 전압 변환비가 변경되도록 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어하는 제2 모드로 동작하여 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))를 충전하도록 할 수 있다. An electronic device according to various embodiments (eg, the electronic device 101 of FIG. 1, the electronic device 201 of FIG. 2) includes a battery (eg, the battery 189 of FIG. 1, the battery 220 of FIG. 2 ), Electrically connected to the battery (e.g., battery 189 of FIG. 1, battery 220 of FIG. 2), and charging of the battery (e.g., battery 189 of FIG. 1, battery 220 of FIG. 2) Or a power management module that manages discharge (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2 ), and the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1 ), A processor (eg, the processor 120 of FIG. 1) electrically connected to the power management module 210 of FIG. 2 is included, and the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1) and the power management module 210 of FIG. The power management module 210 includes a plurality of switches (eg, a plurality of switches 250 of FIG. 2), at least one capacitor (eg, a flying capacitor 260 of FIG. 2), and at least one inductor (eg, a plurality of switches 250 of FIG. 2). : Includes the inductor 280 of FIG. 2 ), and includes a charging circuit configured to receive power from an external power supply (eg, the charging circuit 230 of FIG. 2 ), and the power management module (eg, of FIG. 1 ). The power management module 188 and the power management module 210 of FIG. 2 check the electrical connection between the charging circuit (eg, the charging circuit 230 of FIG. 2) and the external power supply device, and the connected external power supply device When the type of is determined and the type of the external power supply is the first type, the charging circuit (eg, the charging circuit 230 of FIG. 2) is the capacitor (eg, the flying capacitor 260 of FIG. 2) and A first mode for controlling the plurality of switches (eg, the plurality of switches 250 of FIG. 2) to have a fixed voltage conversion ratio due to resonance of the inductor (eg, the inductor 280 of FIG. 2) To charge the battery (e.g., the battery 189 of FIG. 1, the battery 220 of FIG. 2), and when the type of the external power supply is a second type, the charging The plurality of switches so that the voltage conversion ratio is changed in response to the charging ratio of the circuit (eg, the charging circuit 230 of FIG. 2) of the battery (eg, the battery 189 of FIG. 1 and the battery 220 of FIG. 2). The battery (e.g., the battery 189 of FIG. 1, the battery 220 of FIG. 2) can be charged by operating in a second mode for controlling the plurality of switches 250 of FIG. 2. have.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 PD(power delivery) 통신을 기반으로 상기 외부 전원 장치의 타입을 판단할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1 and the power management module 210 of FIG. 2) selects the type of the external power supply device based on power delivery (PD) communication. I can judge.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 제1 모드에서, 고정된 듀티 사이클을 가지는 신호를 기반으로 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is based on a signal having a fixed duty cycle in the first mode. The plurality of switches (eg, the plurality of switches 250 of FIG. 2) may be controlled.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 제1 모드에서, 50%의 듀티 사이클을 가지는 상기 신호를 기반으로 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) transmits the signal having a 50% duty cycle in the first mode. Based on the plurality of switches (for example, the plurality of switches 250 of FIG. 2) may be controlled.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 신호가 상기 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260)) 및 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))의 공진 주파수와 동일한 주파수를 가지도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is configured to provide the signal to the capacitor (eg, the flying capacitor 260 of FIG. 2 ). ) And the inductor (for example, the inductor 280 of FIG. 2) may have the same frequency as the resonant frequency.

다양한 실시예에 따르면, 상기 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260))에 흐르는 전류 및 상기 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260)) 양단 전압은 상기 제1 모드에서, 사인파 특성을 가질 수 있다.According to various embodiments, the current flowing through the capacitor (eg, the flying capacitor 260 of FIG. 2) and the voltage across the capacitor (eg, the flying capacitor 260 of FIG. 2) have a sine wave characteristic in the first mode. I can have it.

다양한 실시예에 따르면, 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))에 흐르는 전류는 상기 제1 모드에서, 사인파의 반파(half wave) 특성을 가질 수 있다.According to various embodiments, the current flowing through the inductor (for example, the inductor 280 of FIG. 2) may have a half wave characteristic of a sine wave in the first mode.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 제2 모드에서, 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))의 충전 비율에 대응하여 가변하는 듀티 사이클을 가지는 신호를 기반으로 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is in the second mode, the battery (eg, the battery of FIG. 1 ). 189), the plurality of switches (for example, the plurality of switches 250 of FIG. 2) can be controlled based on a signal having a duty cycle that varies in response to the charging rate of the battery 220 of FIG. 2. have.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM)에 따라 상기 신호의 상기 듀티 사이클을 변경할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is You can change the duty cycle.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 제2 모드에서, 상기 신호가 상기 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260)) 및 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))의 공진 주파수와 동일한 주파수를 가지도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is in the second mode, wherein the signal is the capacitor (eg, FIG. 2 ). It may be controlled to have the same frequency as the resonant frequency of the flying capacitor 260 of FIG. and the inductor (eg, the inductor 280 of FIG. 2 ).

다양한 실시예에 따르면, 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))은 상기 외부 전원 장치의 전원부(예: 도 4의 전원부(202a))와 제1 노드(예: 도 4의 제1 노드(410)) 사이에 전기적으로 연결되는 제1 스위치(예: 도 4의 제1 스위치(251)), 상기 제1 노드(예: 도 4의 제1 노드(410))와 제2 노드(예: 도 4의 제2 노드(420)) 사이에 전기적으로 연결되는 제2 스위치(예: 도 4의 제2 스위치(252)), 상기 제2 노드(예: 도 4의 제2 노드(420))와 제3 노드(예: 도 4의 제3 노드(430)) 사이에 전기적으로 연결되는 제3 스위치(예: 도 4의 제3 스위치(253)), 및 상기 제3 노드(예: 도 4의 제3 노드(430))와 접지부(예: 도 4의 접지부(440)) 사이에 전기적으로 연결되는 상기 제4 스위치(예: 도 4의 제4 스위치(254))를 포함하고, 상기 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260)) 의 일단은 상기 제1 노드(예: 도 4의 제1 노드(410))에 연결되고, 상기 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260))의 타단은 상기 제3 노드(예: 도 4의 제3 노드(430))에 연결되고, 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))의 일단은 상기 제2 노드(예: 도 4의 제2 노드(420))에 연결되고, 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))의 타단은 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))의 충전 단자(예: 제1 극(예: +극)(450))에 연결될 수 있다.According to various embodiments, the plurality of switches (for example, the plurality of switches 250 in FIG. 2) are a power supply unit (for example, the power supply unit 202a in FIG. 4) and a first node (for example, the plurality of switches 250 of FIG. 2 ). A first switch electrically connected between the first node 410 of FIG. 4 (eg, the first switch 251 of FIG. 4), and the first node (eg, the first node 410 of FIG. 4) And a second switch (eg, the second switch 252 of FIG. 4) electrically connected between the second node (eg, the second node 420 of FIG. 4 ), and the second node (eg, the second node 420 of FIG. 4 ). A third switch (eg, the third switch 253 in FIG. 4) electrically connected between the second node 420) and a third node (eg, the third node 430 in FIG. 4), and the third node The fourth switch (eg, the fourth switch of FIG. 4) electrically connected between the three node (eg, the third node 430 of FIG. 4) and the ground part (eg, the ground part 440 of FIG. 4) 254), and one end of the capacitor (eg, the flying capacitor 260 of FIG. 2) is connected to the first node (eg, the first node 410 of FIG. 4), and the capacitor (eg: The other end of the flying capacitor 260 of FIG. 2 is connected to the third node (eg, the third node 430 of FIG. 4), and one end of the inductor (eg, the inductor 280 of FIG. 2) is It is connected to a second node (for example, the second node 420 of FIG. 4), and the other end of the inductor (for example, the inductor 280 of FIG. 2) is It may be connected to the charging terminal (eg, the first electrode (eg, + electrode) 450) of the battery 220 of 2.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 모드에서, 상기 제1 스위치(예: 도 4의 제1 스위치(251)) 및 상기 제3 스위치(예: 도 4의 제3 스위치(253))를 제어하는 제1 제어 신호는 상기 제2 스위치(예: 도 4의 제2 스위치(252)) 및 상기 제4 스위치(예: 도 4의 제4 스위치(254))를 제어하는 제2 제어 신호와 서로 반대되는 위상을 가질 수 있다.According to various embodiments, in the first mode, controlling the first switch (eg, the first switch 251 in FIG. 4) and the third switch (eg, the third switch 253 in FIG. 4 ). The first control signal is opposite to the second control signal for controlling the second switch (eg, the second switch 252 in FIG. 4) and the fourth switch (eg, the fourth switch 254 in FIG. 4). It can have a phase of becoming.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제2 모드에서, 상기 제1 스위치 스위치(예: 도 4의 제1 스위치(251))는 제1 제어 신호에 의해 동작하고, 상기 제2 스위치(예: 도 4의 제2 스위치(252))는 제2 제어 신호에 의해 동작하고, 상기 제3 스위치(예: 도 4의 제3 스위치(253))는 제3 제어 신호에 의해 동작하고, 및 제4 스위치(예: 도 4의 제4 스위치(254))는 제4 제어 신호에 의해 동작하고, 상기 제1 제어 신호는 상기 제4 제어 신호와 서로 반대되는 위상을 가지고, 상기 제2 제어 신호는 상기 제3 제어 신호와 서로 반대되는 위상을 가질 수 있다.According to various embodiments, in the second mode, the first switch switch (eg, the first switch 251 of FIG. 4) is operated by a first control signal, and the second switch (eg, the first switch 251 of FIG. 4) is operated by a first control signal. The second switch 252 is operated by a second control signal, the third switch (eg, the third switch 253 in FIG. 4) is operated by a third control signal, and a fourth switch (eg. : The fourth switch 254 of FIG. 4 is operated by a fourth control signal, the first control signal has a phase opposite to that of the fourth control signal, and the second control signal is the third control It can have a phase opposite to the signal.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 내지 상기 제4 제어 신호는 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))의 충전 비율에 대응하여 가변하는 듀티 사이클을 가질 수 있다.According to various embodiments, the first to fourth control signals may have a duty cycle that is variable in response to a charging rate of the battery (eg, the battery 189 of FIG. 1, the battery 220 of FIG. 2 ). have.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210)) 은 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM)에 따라 상기 제1 내지 상기 제4 제어 신호의 상기 듀티 사이클을 변경할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (for example, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) may be configured to include the first to the first to each other according to pulse width modulation (PWM). The duty cycle of the fourth control signal may be changed.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))에서 수신한 제어 신호를 기반으로 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is received by the processor (eg, the processor 120 of FIG. 1). The plurality of switches (eg, the plurality of switches 250 of FIG. 2) may be controlled based on a control signal.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 외부 전원 장치가 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))에 대한 정전압 또는 정전류 제어를 위한 회로를 포함하는 경우, 상기 외부 전원 장치를 상기 제1 타입으로 결정할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (for example, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is configured to include the external power supply and the battery (eg, the battery 189 of FIG. 1 ). ), when a circuit for controlling a constant voltage or a constant current for the battery 220 of FIG. 2 is included, the external power supply device may be determined as the first type.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 제2 모드에서 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어하는 스위칭 주파수를 상기 제1 모드에서 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어하는 스위칭 주파수 보다 빠르게 제어할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is configured to include the plurality of switches (eg, the power management module 188 of FIG. 2) in the second mode. The switching frequency controlling the plurality of switches 250 may be controlled faster than the switching frequency controlling the plurality of switches (eg, the plurality of switches 250 of FIG. 2) in the first mode.

다양한 실시예에 따른 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))를 충전하는 방법은 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 2의 전자 장치(201))의 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))에서 수행되고, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))에 포함된 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(230))에 외부 전원 장치의 전기적 연결을 확인하는 동작, 상기 연결된 외부 전원 장치가 제1 타입인 경우, 상기 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(230)) 에 포함된 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260)) 및 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))의 공진에 의한 고정된 전압 변환비를 가지도록 상기 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(230))에 포함된 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어하는 동작, 및 상기 연결된 외부 전원 장치가 제2 타입인 경우, 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))의 충전 비율에 대응하여 상기 전압 변환비가 변경되도록 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.A method of charging a battery (eg, the battery 189 of FIG. 1, the battery 220 of FIG. 2) according to various embodiments of the present disclosure includes an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1, the electronic device of FIG. 2 ). 201)) of the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2 ), and the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1) , Checking the electrical connection of the external power device to the charging circuit (for example, the charging circuit 230 of FIG. 2) included in the power management module 210 of FIG. 2, and the connected external power device is a first type. In this case, due to resonance of the capacitor (eg, the flying capacitor 260 of FIG. 2) and the inductor (eg, the inductor 280 of FIG. 2) included in the charging circuit (eg, the charging circuit 230 of FIG. 2). An operation of controlling a plurality of switches (eg, a plurality of switches 250 of FIG. 2) included in the charging circuit (eg, the charging circuit 230 of FIG. 2) to have a fixed voltage conversion ratio, and When the connected external power supply is of the second type, the plurality of switches are configured to change the voltage conversion ratio in response to a charging ratio of the battery (eg, the battery 189 in FIG. 1 and the battery 220 in FIG. 2 ). (For example, it may include an operation of controlling the plurality of switches 250 of FIG. 2 ).

다양한 실시예에 따르면, 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))은 상기 외부 전원 장치의 전원부와 제1 노드 사이에 전기적으로 연결되는 제1 스위치, 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 전기적으로 연결되는 제2 스위치, 상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 전기적으로 연결되는 제3 스위치, 및 상기 제3 노드와 접지부 사이에 전기적으로 연결되는 제4 스위치를 포함하고, 상기 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260))의 일단은 상기 제1 노드에 연결되고, 상기 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260))의 타단은 상기 제3 노드에 연결되고, 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))의 일단은 상기 제2 노드에 연결되고, 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))의 타단은 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))의 충전 단자(예: 제1 극(예: +극)(450))에 연결될 수 있다.According to various embodiments, the plurality of switches (for example, the plurality of switches 250 of FIG. 2) are a first switch electrically connected between a power supply of the external power supply and a first node, and the first node. And a second switch electrically connected between the second node and the second node, a third switch electrically connected between the second node and the third node, and a fourth switch electrically connected between the third node and the ground part. Including, one end of the capacitor (for example, the flying capacitor 260 of FIG. 2) is connected to the first node, and the other end of the capacitor (for example, the flying capacitor 260 of FIG. 2) is connected to the third node. Is connected, one end of the inductor (eg, inductor 280 of FIG. 2) is connected to the second node, and the other end of the inductor (eg, inductor 280 of FIG. 2) is connected to the battery (eg, inductor 280 of FIG. 2). The battery 189 of FIG. 2 and the charging terminal of the battery 220 of FIG. 2 (eg, a first electrode (eg, a + electrode) 450) may be connected.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))의 충전 단자의 전압 또는 상기 충전 단자로 유입되는 전류를 기반으로 제어 전압을 결정하고, 제1 삼각파와 상기 제어 전압을 기반으로 상기 제1 스위치(예: 도 4의 제1 스위치(251))를 턴온 또는 턴오프하고, 제2 삼각파와 상기 제어 전압을 기반으로 상기 제2 스위치(예: 도 4의 제2 스위치(252))를 턴온 또는 턴오프하고, 상기 제2 삼각파는 상기 제1 삼각파의 반주기 이동된 신호일 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is the battery (eg, the battery 189 of FIG. 1, A control voltage is determined based on a voltage of the charging terminal of the battery 220 or a current flowing into the charging terminal, and the first switch (eg, the first switch of FIG. 4) is based on a first triangle wave and the control voltage. (251)) is turned on or off, and the second switch (eg, the second switch 252 in FIG. 4) is turned on or off based on the second triangle wave and the control voltage, and the second triangle wave is It may be a signal shifted by a half cycle of the first triangle wave.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 제어 전압이 상기 제1 삼각파보다 작아지는 경우, 상기 제1 스위치(예: 도 4의 제1 스위치(251))를 턴온 하고, 상기 제어 전압이 상기 제1 삼각파보다 커지는 경우, 상기 제1 스위치(예: 도 4의 제1 스위치(251))를 턴오프 하고, 상기 제어 전압이 상기 제2 삼각파보다 작아지는 경우, 상기 제2 스위치(예: 도 4의 제2 스위치(252))를 턴온 하고, 상기 제어 전압이 상기 제2 삼각파보다 커지는 경우, 상기 제2 스위치(예: 도 4의 제2 스위치(252))를 턴오프 할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is Turning on a switch (eg, the first switch 251 in FIG. 4) and turning off the first switch (eg, the first switch 251 in FIG. 4) when the control voltage is greater than the first triangle wave And, when the control voltage becomes smaller than the second triangle wave, the second switch (for example, the second switch 252 of FIG. 4) is turned on, and when the control voltage is greater than the second triangle wave, the second 2 The switch (eg, the second switch 252 of FIG. 4) may be turned off.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 제3 스위치(예: 도 4의 제3 스위치(253))를 상기 제2 스위치(예: 도 4의 제2 스위치(252))의 제어 신호와 반대 위상을 가지는 제어 신호로 동작시키고, 상기 제4 스위치(예: 도 4의 제4 스위치(254))를 상기 제1 스위치(예: 도 4의 제1 스위치(251))의 제어 신호와 반대 위상을 가지는 제어 신호로 동작시킬 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is the third switch (eg, the third switch 253 of FIG. 4 ). ) Is operated as a control signal having a phase opposite to that of the control signal of the second switch (eg, the second switch 252 of FIG. 4), and the fourth switch (eg, the fourth switch 254 of FIG. 4) May be operated as a control signal having a phase opposite to that of the control signal of the first switch (eg, the first switch 251 of FIG. 4 ).

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 제2 스위치(예: 도 4의 제2 스위치(252))가 턴온되기 이전에 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))에 흐르는 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280)) 전류가 0이 되는 경우, 상기 제3 스위치(예: 도 4의 제3 스위치(253))를 턴오프하고, 상기 제1 스위치(예: 도 4의 제1 스위치(251))가 턴온되기 이전에 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280)) 전류가 0이 되는 경우, 상기 제4 스위치(예: 도 4의 제4 스위치(254))를 턴오프할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is the second switch (eg, the second switch 252 of FIG. 4 ). ) Before the inductor (eg, inductor 280 of FIG. 2) is turned on, when the current flowing through the inductor (eg, inductor 280 of FIG. 2) becomes 0, the third switch (eg, inductor 280 of FIG. Turning off the third switch 253, and before the first switch (eg, the first switch 251 of FIG. 4) is turned on, the current of the inductor (eg, the inductor 280 of FIG. 2) is 0 In this case, the fourth switch (eg, the fourth switch 254 of FIG. 4) may be turned off.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 제2 스위치(예: 도 4의 제2 스위치(252))가 턴오프되기 이전에 상기 제1 노드(예: 도 4의 제1 노드(410))의 전압이 접지 전압과 동일한 경우, 상기 제3 스위치(예: 도 4의 제3 스위치(253))를 턴온하고, 상기 제1 스위치(예: 도 4의 제1 스위치(251))가 턴오프되기 이전에 상기 제3 노드(예: 도 4의 제3 노드(430))의 전압이 접지 전압과 동일한 경우, 상기 제4 스위치(예: 도 4의 제4 스위치(254))를 턴온할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is the second switch (eg, the second switch 252 of FIG. 4 ). ) Before being turned off, when the voltage of the first node (eg, the first node 410 of FIG. 4) is the same as the ground voltage, the third switch (eg, the third switch 253 of FIG. 4) Is turned on, and before the first switch (eg, the first switch 251 of FIG. 4) is turned off, the voltage of the third node (eg, the third node 430 of FIG. 4) is equal to the ground voltage. In the same case, the fourth switch (eg, the fourth switch 254 of FIG. 4) may be turned on.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 제2 스위치(예: 도 4의 제2 스위치(252))가 턴온되기 이전에 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))에 흐르는 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280)) 전류가 0이 되는 경우, 상기 제3 스위치(예: 도 4의 제3 스위치(253))를 턴오프하고, 상기 제1 스위치(예: 도 4의 제1 스위치(251))가 턴온되기 이전에 상기 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280)) 전류가 0이 되는 경우, 상기 제4 스위치(예: 도 4의 제4 스위치(254))를 턴오프할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is the second switch (eg, the second switch 252 of FIG. 4 ). ) Before the inductor (eg, the inductor 280 of FIG. 2) is turned on, when the current flowing through the inductor (eg, the inductor 280 of FIG. 2) becomes 0, the third switch (eg, the inductor 280 of FIG. Turning off the third switch 253, and before the first switch (eg, the first switch 251 of FIG. 4) is turned on, the current of the inductor (eg, the inductor 280 of FIG. 2) is 0 In this case, the fourth switch (eg, the fourth switch 254 of FIG. 4) may be turned off.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 프로세서에서 수신한 제어 신호를 기반으로 상기 복수의 스위치들을 제어할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) controls the plurality of switches based on a control signal received from the processor. can do.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))은 상기 외부 전원 장치가 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))에 대한 정전압 또는 정전류 제어를 위한 회로를 포함하는 경우, 상기 외부 전원 장치를 상기 제1 타입으로 결정할 수 있다.According to various embodiments, the power management module (for example, the power management module 188 of FIG. 1, the power management module 210 of FIG. 2) is configured to include the external power supply and the battery (eg, the battery 189 of FIG. 1 ). ), when a circuit for controlling a constant voltage or a constant current for the battery 220 of FIG. 2 is included, the external power supply device may be determined as the first type.

다양한 실시예에 따른 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101), 도 2의 전자 장치(201))의 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))에서 수행되는 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))를 충전하는 방법에 있어서, 상기 전력 관리 모듈(예: 도 1 의 전력 관리 모듈(188), 도 2의 전력 관리 모듈(210))에 포함된 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(230))에 외부 전원 장치의 전기적 연결을 확인하는 동작, 상기 연결된 외부 전원 장치가 제1 타입인 경우, 상기 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(230))에 포함된 커패시터(예: 도 2의 플라잉 커패시터(260)) 및 인덕터(예: 도 2의 인덕터(280))의 공진에 의한 고정된 전압 변환비를 가지도록 상기 충전 회로(예: 도 2의 충전 회로(230))에 포함된 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어하는 동작 및 상기 연결된 외부 전원 장치가 제2 타입인 경우, 상기 배터리(예: 도 1의 배터리(189), 도 2의 배터리(220))의 충전 비율에 대응하여 상기 전압 변환비가 변경되도록 상기 복수의 스위치들(예: 도 2의 복수의 스위치들(250))을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.Power management modules (eg, the power management module 188 of FIG. 1, the power management of FIG. 2) of an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIG. 1, and the electronic device 201 of FIG. 2) according to various embodiments In a method of charging a battery (eg, the battery 189 of FIG. 1, the battery 220 of FIG. 2) performed by the module 210, the power management module (eg, the power management module 188 of FIG. 1) ), checking the electrical connection of the external power device to the charging circuit (eg, the charging circuit 230 of FIG. 2) included in the power management module 210 of FIG. 2, the connected external power device is a first type In the case of, the resonance of the capacitor (eg, the flying capacitor 260 of FIG. 2) and the inductor (eg, the inductor 280 of FIG. 2) included in the charging circuit (eg, the charging circuit 230 of FIG. 2) An operation of controlling a plurality of switches (eg, a plurality of switches 250 of FIG. 2) included in the charging circuit (eg, the charging circuit 230 of FIG. 2) to have a fixed voltage conversion ratio by When the connected external power supply is of the second type, the plurality of switches are configured to change the voltage conversion ratio in response to a charging ratio of the battery (eg, the battery 189 in FIG. 1 and the battery 220 in FIG. 2 ). (For example, it may include an operation of controlling the plurality of switches 250 of FIG. 2 ).

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.According to various embodiments, each component (eg, module or program) of the above-described components may include a singular number or a plurality of entities. According to various embodiments, one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components (eg, a module or program) may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar to that performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. . According to various embodiments, operations performed by a module, program, or other component may be sequentially, parallel, repeatedly, or heuristically executed, or one or more of the operations may be executed in a different order or omitted. Or one or more other actions may be added.

Claims (23)

전자 장치에 있어서,
배터리;
상기 배터리와 전기적으로 연결되고, 상기 배터리의 충전 또는 방전을 관리하는 전력 관리 모듈; 및
상기 전력 관리 모듈과 전기적으로 연결된 프로세서;를 포함하고,
상기 전력 관리 모듈은
복수의 스위치들, 적어도 하나의 커패시터 및 적어도 하나의 인덕터를 포함하고, 외부 전원 장치로부터 전력을 공급받도록 구성된 충전 회로를 포함하고,
상기 전력 관리 모듈은
상기 충전 회로와 상기 외부 전원 장치의 전기적 연결을 확인하고,
상기 연결된 외부 전원 장치의 타입을 판단하고,
상기 외부 전원 장치의 타입이 제1 타입인 경우, 상기 충전 회로가 상기 커패시터 및 상기 인덕터의 공진에 의한 고정된 전압 변환비를 가지도록 상기 복수의 스위치들을 제어하는 제1 모드로 동작하여 상기 배터리를 충전하도록 하고,
상기 외부 전원 장치의 타입이 제2 타입인 경우, 상기 충전 회로가 상기 배터리의 충전 비율에 대응하여 전압 변환비가 변경되도록 상기 복수의 스위치들을 제어하는 제2 모드로 동작하여 상기 배터리를 충전하도록 하는 전자 장치.
In the electronic device,
battery;
A power management module electrically connected to the battery and managing charging or discharging of the battery; And
Includes; a processor electrically connected to the power management module,
The power management module
A charging circuit comprising a plurality of switches, at least one capacitor and at least one inductor, and configured to receive power from an external power supply device,
The power management module
Check the electrical connection between the charging circuit and the external power supply,
Determine the type of the connected external power supply device,
When the type of the external power supply is a first type, the charging circuit operates in a first mode of controlling the plurality of switches to have a fixed voltage conversion ratio due to resonance of the capacitor and the inductor, thereby operating the battery. Charge it,
When the type of the external power supply is a second type, the charging circuit operates in a second mode for controlling the plurality of switches so that the voltage conversion ratio is changed in response to the charging ratio of the battery to charge the battery Device.
제1항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
PD(power delivery) 통신을 기반으로 상기 외부 전원 장치의 타입을 판단하는 전자 장치.
The method of claim 1, wherein the power management module
An electronic device that determines the type of the external power supply device based on power delivery (PD) communication.
제1항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 제1 모드에서, 고정된 듀티 사이클을 가지는 신호를 기반으로 상기 복수의 스위치들을 제어하는 전자 장치.
The method of claim 1, wherein the power management module
In the first mode, an electronic device that controls the plurality of switches based on a signal having a fixed duty cycle.
제3항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 제1 모드에서, 50%의 듀티 사이클을 가지는 상기 신호를 기반으로 상기 복수의 스위치들을 제어하는 전자 장치.
The method of claim 3, wherein the power management module
In the first mode, an electronic device that controls the plurality of switches based on the signal having a duty cycle of 50%.
제3항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 신호가 상기 커패시터 및 상기 인덕터의 공진 주파수와 동일한 주파수를 가지도록 제어하는 전자 장치.
The method of claim 3, wherein the power management module
An electronic device controlling the signal to have the same frequency as the resonant frequency of the capacitor and the inductor.
제1항에 있어서, 상기 커패시터에 흐르는 전류 및 상기 커패시터 양단 전압은
상기 제1 모드에서, 사인파 특성을 가지는 전자 장치.
The method of claim 1, wherein a current flowing through the capacitor and a voltage across the capacitor are
In the first mode, an electronic device having a sine wave characteristic.
제1항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 제2 모드에서, 상기 배터리의 충전 비율에 대응하여 가변하는 듀티 사이클을 가지는 신호를 기반으로 상기 복수의 스위치들을 제어하는 전자 장치.
The method of claim 1, wherein the power management module
In the second mode, an electronic device that controls the plurality of switches based on a signal having a duty cycle that varies according to a charging rate of the battery.
제7항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM)에 따라 상기 신호의 상기 듀티 사이클을 변경하는 전자 장치.
The method of claim 7, wherein the power management module
An electronic device that changes the duty cycle of the signal according to pulse width modulation (PWM).
제8항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 제2 모드에서, 상기 신호가 상기 커패시터 및 상기 인덕터의 공진 주파수와 동일한 주파수를 가지도록 제어하는 전자 장치.
The method of claim 8, wherein the power management module
In the second mode, the electronic device controls the signal to have the same frequency as the resonant frequency of the capacitor and the inductor.
제1항에 있어서, 상기 복수의 스위치들은
상기 외부 전원 장치의 전원부와 제1 노드 사이에 전기적으로 연결되는 제1 스위치, 상기 제1 노드와 제2 노드 사이에 전기적으로 연결되는 제2 스위치, 상기 제2 노드와 제3 노드 사이에 전기적으로 연결되는 제3 스위치, 및 상기 제3 노드와 접지부 사이에 전기적으로 연결되는 상기 제4 스위치를 포함하고,
상기 커패시터의 일단은 상기 제1 노드에 연결되고,
상기 커패시터의 타단은 상기 제3 노드에 연결되고,
상기 인덕터의 일단은 상기 제2 노드에 연결되고, 상기 인덕터의 타단은 상기 배터리의 충전 단자에 연결되는 전자 장치.
The method of claim 1, wherein the plurality of switches
A first switch electrically connected between the power supply unit of the external power supply and a first node, a second switch electrically connected between the first node and the second node, and electrically between the second node and the third node A third switch connected, and the fourth switch electrically connected between the third node and the ground,
One end of the capacitor is connected to the first node,
The other end of the capacitor is connected to the third node,
One end of the inductor is connected to the second node, and the other end of the inductor is connected to a charging terminal of the battery.
제10항에 있어서,
상기 제1 모드에서, 상기 제1 스위치 및 상기 제3 스위치를 제어하는 제1 제어 신호는 상기 제2 스위치 및 상기 제4 스위치를 제어하는 제2 제어 신호와 서로 반대되는 위상을 가지는 전자 장치.
The method of claim 10,
In the first mode, the first control signal for controlling the first switch and the third switch has a phase opposite to the second control signal for controlling the second switch and the fourth switch.
제10항에 있어서,
상기 제2 모드에서, 상기 제1 스위치는 제1 제어 신호에 의해 동작하고, 상기 제2 스위치는 제2 제어 신호에 의해 동작하고, 상기 제3 스위치는 제3 제어 신호에 의해 동작하고, 및 제4 스위치는 제4 제어 신호에 의해 동작하고,
상기 제1 제어 신호는 상기 제4 제어 신호와 서로 반대되는 위상을 가지고,
상기 제2 제어 신호는 상기 제3 제어 신호와 서로 반대되는 위상을 가지는 전자 장치.
The method of claim 10,
In the second mode, the first switch is operated by a first control signal, the second switch is operated by a second control signal, the third switch is operated by a third control signal, and 4 switch is operated by the fourth control signal,
The first control signal has a phase opposite to the fourth control signal,
The second control signal has a phase opposite to the third control signal.
제12항에 있어서, 상기 제1 내지 상기 제4 제어 신호는
상기 배터리의 충전 비율에 대응하여 가변하는 듀티 사이클을 가지는 전자 장치.
The method of claim 12, wherein the first to fourth control signals are
An electronic device having a duty cycle that varies according to a charging rate of the battery.
제13항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM)에 따라 상기 제1 내지 상기 제4 제어 신호의 상기 듀티 사이클을 변경하는 전자 장치.
The method of claim 13, wherein the power management module
An electronic device that changes the duty cycle of the first to fourth control signals according to pulse width modulation (PWM).
제10항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 배터리의 충전 단자의 전압 또는 상기 충전 단자로 유입되는 전류를 기반으로 제어 전압을 결정하고,
제1 삼각파와 상기 제어 전압을 기반으로 상기 제1 스위치를 턴온 또는 턴오프하고,
제2 삼각파와 상기 제어 전압을 기반으로 상기 제2 스위치를 턴온 또는 턴오프하고,
상기 제2 삼각파는 상기 제1 삼각파의 반주기 이동된 신호인 전자 장치.
The method of claim 10, wherein the power management module
Determine a control voltage based on the voltage of the charging terminal of the battery or the current flowing into the charging terminal,
Turning on or off the first switch based on a first triangle wave and the control voltage,
Turning on or off the second switch based on a second triangle wave and the control voltage,
The second triangular wave is a signal shifted by half a period of the first triangular wave.
제15항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 제어 전압이 상기 제1 삼각파보다 작아지는 경우, 상기 제1 스위치를 턴온 하고,
상기 제어 전압이 상기 제1 삼각파보다 커지는 경우, 상기 제1 스위치를 턴오프 하고,
상기 제어 전압이 상기 제2 삼각파보다 작아지는 경우, 상기 제2 스위치를 턴온 하고,
상기 제어 전압이 상기 제2 삼각파보다 커지는 경우, 상기 제2 스위치를 턴오프 하는 전자 장치.
The method of claim 15, wherein the power management module
When the control voltage becomes smaller than the first triangle wave, the first switch is turned on,
When the control voltage is greater than the first triangle wave, the first switch is turned off,
When the control voltage becomes smaller than the second triangle wave, the second switch is turned on,
When the control voltage is greater than the second triangle wave, the electronic device turns off the second switch.
제15항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 제3 스위치를 상기 제2 스위치의 제어 신호와 반대 위상을 가지는 제어 신호로 동작시키고,
상기 제4 스위치를 상기 제1 스위치의 제어 신호와 반대 위상을 가지는 제어 신호로 동작시키는 전자 장치.
The method of claim 15, wherein the power management module
Operating the third switch with a control signal having a phase opposite to that of the control signal of the second switch,
An electronic device that operates the fourth switch with a control signal having a phase opposite to that of the control signal of the first switch.
제15항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 제2 스위치가 턴온되기 이전에 상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류가 0이 되는 경우, 상기 제3 스위치를 턴오프하고,
상기 제1 스위치가 턴온되기 이전에 상기 인덕터 전류가 0이 되는 경우, 상기 제4 스위치를 턴오프하는 전자 장치.
The method of claim 15, wherein the power management module
When the inductor current flowing through the inductor becomes 0 before the second switch is turned on, the third switch is turned off,
When the inductor current becomes 0 before the first switch is turned on, the electronic device turns off the fourth switch.
제15항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 제2 스위치가 턴오프되기 이전에 상기 제1 노드의 전압이 접지 전압과 동일한 경우, 상기 제3 스위치를 턴온하고,
상기 제1 스위치가 턴오프되기 이전에 상기 제3 노드의 전압이 상기 접지 전압과 동일한 경우, 상기 제4 스위치를 턴온하는 전자 장치.
The method of claim 15, wherein the power management module
When the voltage of the first node is the same as the ground voltage before the second switch is turned off, turning on the third switch,
When the voltage of the third node is the same as the ground voltage before the first switch is turned off, the electronic device turns on the fourth switch.
제19항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 제2 스위치가 턴온되기 이전에 상기 인덕터에 흐르는 인덕터 전류가 0이 되는 경우, 상기 제3 스위치를 턴오프하고,
상기 제1 스위치가 턴온되기 이전에 상기 인덕터 전류가 0이 되는 경우, 상기 제4 스위치를 턴오프하는 전자 장치.
The method of claim 19, wherein the power management module
When the inductor current flowing through the inductor becomes 0 before the second switch is turned on, the third switch is turned off,
When the inductor current becomes 0 before the first switch is turned on, the electronic device turns off the fourth switch.
제1항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 프로세서에서 수신한 제어 신호를 기반으로 상기 복수의 스위치들을 제어하는 전자 장치.
The method of claim 1, wherein the power management module
An electronic device that controls the plurality of switches based on a control signal received from the processor.
제1항에 있어서, 상기 전력 관리 모듈은
상기 외부 전원 장치가 상기 배터리에 대한 정전압 또는 정전류 제어를 위한 회로를 포함하는 경우, 상기 외부 전원 장치를 상기 제1 타입으로 결정하는 전자 장치.
The method of claim 1, wherein the power management module
When the external power supply includes a circuit for controlling a constant voltage or a constant current for the battery, the electronic device determines the external power supply as the first type.
전자 장치의 전력 관리 모듈에서 수행되는 배터리를 충전하는 방법에 있어서,
상기 전력 관리 모듈에 포함된 충전 회로에 외부 전원 장치의 전기적 연결을 확인하는 동작;
상기 연결된 외부 전원 장치가 제1 타입인 경우, 상기 충전 회로에 포함된 커패시터 및 인덕터의 공진에 의한 고정된 전압 변환비를 가지도록 상기 충전 회로에 포함된 복수의 스위치들을 제어하는 동작; 및
상기 연결된 외부 전원 장치가 제2 타입인 경우, 상기 배터리의 충전 비율에 대응하여 상기 전압 변환비가 변경되도록 상기 복수의 스위치들을 제어하는 동작;을 포함하는 방법.
A method of charging a battery performed in a power management module of an electronic device, the method comprising:
Checking an electrical connection of an external power supply device to a charging circuit included in the power management module;
When the connected external power supply is of the first type, controlling a plurality of switches included in the charging circuit to have a fixed voltage conversion ratio due to resonance of a capacitor and an inductor included in the charging circuit; And
And when the connected external power supply is of the second type, controlling the plurality of switches to change the voltage conversion ratio in response to a charging ratio of the battery.
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