KR20210067129A - 직렬로 연결되는 다수 개의 배터리를 관리하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

직렬로 연결되는 다수 개의 배터리를 관리하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법 Download PDF

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KR20210067129A
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이기선
최우인
박병화
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 다양한 실시예들은 전자 장치에서 직렬로 연결된 다수 개의 셀을 포함하는 배터리의 충/방전 및 셀 밸런싱을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 전자 장치는 전압 분배 회로와 상기 전압 분배 회로의 제 1 지점과 전기적으로 연결되는 제 1 배터리, 및 상기 제 1 배터리와 직렬로 연결되는 제 2 배터리를 포함하며, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리가 전기적으로 연결되는 제 1 전기적 경로 상의 제 1 노드로부터 상기 전압 분배 회로의 상기 제 1 지점과 다른 제 2 지점이 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예들도 가능할 수 있다.

Description

직렬로 연결되는 다수 개의 배터리를 관리하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법{ELECTRONIC DEVICE FOR MANAGING A PLURALITY OF BATTERIES CONNECTED IN SERIES AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 발명의 다양한 실시예들은 전자 장치에서 직렬로 연결된 다수 개의 배터리(예: 배터리의 팩 또는 배터리의 셀)를 관리하기 위한 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
정보통신 기술 및 반도체 기술의 발전으로 각종 전자 장치들이 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하는 멀티미디어 장치로 발전하고 있다. 예를 들어, 멀티미디어 서비스는 음성 통화 서비스, 메시지 서비스, 방송 서비스, 무선 인터넷 서비스, 카메라 서비스, 전자 결제 서비스 또는 음악 재생 서비스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전자 장치는 사용자에 의한 휴대성 및 이동성을 위해 제한된 전력 용량(power capacity)을 갖는 배터리를 전원으로 사용하고 있다. 전자 장치의 사용자는 배터리를 전자 장치의 전원으로 사용하는 경우, 전자 장치의 전원 공급을 위한 유선 환경에서 벗어나 더욱 편리하게 전자 장치를 사용할 수 있다.
전자 장치는 적어도 하나의 배터리(예: 배터리의 팩 또는 배터리의 셀)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 직렬 또는 병렬로 연결된 다수 개의 배터리를 포함할 수 있다.
전자 장치는 직렬로 연결된 다수 개의 배터리를 포함하는 경우, 배터리의 제어를 위한 추가 회로를 필요로 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 직렬로 연결된 다수 개의 배터리를 통해 시스템에 전력을 공급하는 경우, 배터리의 전압을 일정 수준으로 강하하는 전압 분배기(voltage divider) 또는 강압 변환기(step down converter)를 필요로 한다. 전자 장치는 다수 개의 배터리의 충/방전의 불균형이 발생하지 않도록 배터리들의 밸런싱을 위한 밸런싱 회로를 필요로 한다.
본 발명의 다양한 실시예들은 전자 장치에서 직렬로 연결된 다수 개의 배터리(예: 배터리의 팩 또는 배터리의 셀)의 충/방전 및 밸런싱을 위한 장치 및 방법에 대해 개시한다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 전압 분배 회로와 상기 전압 분배 회로의 제 1 지점과 전기적으로 연결되는 제 1 배터리, 상기 제 1 배터리와 직렬로 연결되는 제 2 배터리를 포함하며, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리가 전기적으로 연결되는 제 1 전기적 경로 상의 제 1 노드로부터 상기 전압 분배 회로의 상기 제 1 지점과 다른 제 2 지점이 전기적으로 연결될 수 있다
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치의 동작 방법은, 직렬로 연결되는 제 1 배터리와 제 2 배터리의 전압을 확인하는 동작, 및 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 1 조건을 만족하는 경우, 상기 제 1 배터리와 제 1 지점이 연결되고 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리가 전기적으로 연결되는 전기적 경로 상의 제 1 노드와 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점이 연결되는 전압 분배 회로를 활성화하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 제 1 배터리, 상기 제 1 배터리와 직렬로 연결되는 제 2 배터리, 상기 제 1 배터리 및 상기 제 2 배터리의 충전 및/또는 방전을 제어하는 전력 관리 모듈, 및 상기 전력 관리 모듈과 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하며, 상기 전력 관리 모듈은, 상기 제 1 배터리와 제 1 지점이 연결되고, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리가 전기적으로 연결되는 전기적 경로 상의 노드가 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점과 연결되는 전압 분배 회로를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로를 활성화할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는 직렬로 연결된 제 1 배터리(예: 배터리의 팩 또는 배터리의 셀)와 전압 분배 회로의 제 1 지점을 연결하고, 제 1 배터리과 제 2 배터리(예: 배터리의 팩 또는 배터리의 셀)를 연결하는 전기적 경로 상의 제 1 노드와 전압 분배 회로의 제 2 지점을 연결함으로써, 배터리의 충/방전 및 밸런싱을 수행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는 직렬로 연결되는 다수 개의 배터리(예: 배터리의 팩 또는 배터리의 셀)의 충/방전 및 밸런싱을 제어하는 회로가 간략화되어 전자 장치의 실장 공간이 저감되며, 전자 장치에 포함되는 배터리의 용량 및/또는 종류를 다양하게 적용할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는 전압 분배 회로에서 제어하는 배터리의 충/방전 전력의 범위가 줄어들어 전압 분배 회로를 구성하는 회로의 크기 및 비용을 줄일 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 다양한 실시예들에 따른 폴더블 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 2b는 다양한 실시예들에 따른 배터리의 충/방전을 제어하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 배터리의 충/방전을 위한 구성이다.
도 4a 내지 도 4c는 다양한 실시예들에 따른 전압 분배 회로의 구성이다.
도 5a 내지 도 5c는 다양한 실시예들에 따른 고전압 충전시 배터리의 밸런싱을 위한 구성이다.
도 6a 내지 도 6c는 다양한 실시예들에 따른 저전압 충전시 배터리의 밸런싱을 위한 구성이다.
도 7a 내지 도 7c는 다양한 실시예들에 따른 시스템 전력 공급시 배터리의 밸런싱을 위한 구성이다.
도 8a 내지 도 8c는 다양한 실시예들에 따른 외부 전자 장치(또는 내부 전자장치)로 전력 공급 시 배터리의 밸런싱을 위한 구성이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 전압 분배 회로를 제어하기 위한 흐름도이다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 배터리의 전압차에 기반하여 전압 분배 회로를 제어하기 위한 흐름도이다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 배터리의 전압차에 기반하여 전압 분배 회로의 동작 모드를 결정하기 위한 흐름도이다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 트랜지스터의 온 저항을 설정하기 위한 흐름도이다.
도 13은 다양한 실시예들에 따른 트랜지스터의 온 저항에 따른 전류량의 변화 그래프이다.
도 14는 다양한 실시예들에 따른 트랜지스터의 온 저항에 따른 배터리의 밸런싱 그래프이다.
이하 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 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.
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. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 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.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 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.
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.
일 실시예에 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. 일 실시예에 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.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 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, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101))에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2a는 다양한 실시예들에 따른 폴더블 전자 장치를 도시한 도면이다. 이하 설명에서 전자 장치(201)는 도 1의 전자 장치(101) 일 수 있다.
도 2a를 참고하면, 전자 장치(201)는, 서로에 대하여 접히도록 힌지 구조(240)를 통해 A 폴딩 축(예: 세로 또는 가로 방향의 폴딩 축)을 기준으로 회동 가능하게 결합되는 한 쌍의 하우징 구조(210, 220)(예: 폴더블 하우징 구조) 및 한 쌍의 하우징 구조(210, 220)에 의해 형성된 공간에 위치되는 디스플레이(230)(예: 플렉서블(flexible) 디스플레이, 폴더블(foldable) 디스플레이)를 포함할 수 있다. 본 문서에서는 디스플레이(230)가 위치된 면은 전자 장치(201)의 전면으로 정의될 수 있으며, 전면의 반대 면은 전자 장치(201)의 후면으로 정의될 수 있다. 또한 전면과 후면 사이의 공간을 둘러싸는 면은 전자 장치(201)의 측면으로 정의될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 한 쌍의 하우징 구조(210, 220)는 제 1 하우징 구조(210) 및 제 2 하우징 구조(220)를 포함할 수 있다. 전자 장치(201)의 한 쌍의 하우징 구조(210, 220)는 도 2a에 도시된 형태 및 결합으로 제한되지 않으며, 다른 형상이나 부품의 조합 및/또는 결합에 의해 구현될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 하우징 구조(210)와 제 2 하우징 구조(220)는 폴딩 축(A 축)을 중심으로 양측에 위치되고, 폴딩 축(A 축)에 대하여 전체적으로 대칭인 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 하우징 구조(210) 및 제 2 하우징 구조(220)는 전자 장치(201)의 상태가 펼침 상태(flat stage)인지, 접힘 상태(folding state)인지, 또는 중간 상태인지 여부에 따라 서로 이루는 각도나 거리가 달라질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 하우징 구조(210)는 제 2 하우징 구조(220)와 달리 카메라(214) 및 다양한 센서들(215)이 위치되는 영역을 포함하지만, 이외의 영역에서는 상호 대칭적인 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예로, 카메라(214) 및 다양한 센서들(215)이 위치되는 영역은 제 2 하우징 구조(220)의 적어도 일부 영역에 추가로 위치되거나 대체될 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 하우징 구조(210)는 전자 장치(201)의 펼침 상태에서, 힌지 구조(240)에 연결되며, 전자 장치(201)의 전면을 향하도록 위치된 제 1 면(211), 제 1 면(211)의 반대 방향을 향하는 제 2 면(212), 및 제 1 면(211)과 제 2 면(212) 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 제 1 측면 부재(213)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 2 하우징 구조(220)는 전자 장치(201)의 펼침 상태에서, 힌지 구조(240)와 연결되며, 전자 장치(201)의 전면을 향하도록 위치된 제 3 면(221), 제 3 면(221)의 반대 방향을 향하는 제 4 면(222), 및 제 3 면(221) 및 제 4 면(222) 사이의 공간의 적어도 일부를 둘러싸는 제 2 측면 부재(223)를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 제 1 면(211)은 인폴딩 방식으로 접힘 상태에서 제 3 면(221)과 마주보도록 대면될 수 있다. 다른 실시 예에서, 제 2 면(212)은 아웃 폴딩 방식으로 접힘 상태에서 제 4 면(222)과 마주보도록 대면될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 카메라(214) 및 센서들(215)은 제 1 하우징 구조(210)의 일측 코너의 소정 영역에 위치될 수 있다. 다만, 카메라(214) 및 센서들(215)의 위치는 도시된 예시에 한정되지 아니한다. 다른 실시예에서, 카메라(214) 및 센서들(215)은 제 2 하우징 구조(220)의 적어도 일부 영역에 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 카메라(214) 및 센서들(215)은 제 1 하우징 구조(210) 및 제 2 하우징 구조(220)의 적어도 일부 영역에 위치될 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 카메라(214)는 제 1 하우징 구조(210)의 일측 코너에 마련된 개구(opening)를 통해 전자 장치(201)의 전면에 노출될 수 있다. 다른 실시예에서, 카메라(214)는 디스플레이(230)의 적어도 일부 영역의 하단에 위치될 수도 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 센서들(215)은 디스플레이(230)의 적어도 일부 영역의 하단에 위치될 수 있다. 일예로, 센서들(215)은 근접 센서, 조도 센서, 홍채 인식 센서, 초음파 센서 또는 인디케이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 센서들(215)은 제 1 하우징 구조(210)의 일측 코너에 마련된 개구(opening)를 통해 전자 장치(201)의 전면에 노출될 수도 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제 1 하우징 구조(210)는 적어도 일부 영역을 통해 위치되는 리시버(216) 및 인터페이스 커넥터 포트(217)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 하우징 구조(210) 및 제 2 하우징 구조(220)는 서로 결합된 구조를 통해 전자 장치(201)의 다양한 부품들(예: 인쇄 회로 기판, 안테나 모듈, 센서 모듈 또는 배터리)이 위치될 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(201)의 후면에는 하나 이상의 부품(components)이 위치되거나 시각적으로 노출될 수 있다. 일예로, 제 2 하우징 구조(220)의 후면(222)을 통해 하나 이상의 부품 또는 센서가 시각적으로 노출될 수 있다. 센서는 근접 센서, 후면 카메라 장치 및/또는 플래시를 포함할 수 있다. 일예로, 제 2 하우징 구조(220)의 후면(222)을 통해 서브 디스플레이의 적어도 일부가 시각적으로 노출될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 디스플레이(230)는 한 쌍의 하우징 구조(210, 220)에 의해 형성된 공간에 위치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(230)는 한 쌍의 하우징 구조(210, 220)에 의해 형성되는 리세스(recess)에 안착될 수 있으며, 전자 장치(201)의 전면의 실질적으로 대부분을 차지하도록 위치될 수 있다. 이에 따라, 전자 장치(201)의 전면은 디스플레이(230) 및 디스플레이(230)에 인접한 제 1 하우징 구조(210)의 일부 영역(예: 가장자리 영역) 및 제 2 하우징 구조(220)의 일부 영역(예: 가장자리 영역)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(230)는 다수 개로 구성될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(230)의 일부는 제 1 하우징 구조(210)에 위치하고, 디스플레이(230)의 다른 일부는 제 2 하우징 구조(220)에 위치할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(201)는 제 1 하우징 구조(210)의 적어도 일부분에 위치되는 제 1 배터리(예: 배터리의 팩 또는 배터리의 셀)(252) 및 제 2 하우징 구조(220)의 적어도 일부분에 위치되는 제 2 배터리(예: 배터리의 팩 또는 배터리의 셀)(254)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)는 직렬로 연결될 수 있다. 일예로, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)는 종류 또는 용량(또는 최대 용량) 중 적어도 하나가 동일하거나 상이할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 미도시 되었지만, 전자 장치(201)는 서로에 대하여 회동 가능하게 위치되는 다수 개의 하우징들(예: 제 1 하우징 내지 제 3 하우징)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 하우징 및 제 2 하우징은 제 1 힌지 모듈을 통해 제 1 회전축을 기준으로 서로에 대하여 회전 가능하게 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 하우징 및 제 3 하우징은 제 2 힌지 모듈을 통해 제 2 회전축을 기준으로 서로에 대하여 회전 가능하게 연결될 수 있다. 일예로, 제 2 하우징은 제 1 하우징의 일측에서 제 1 힌지 모듈을 통해 결합되고, 제 3 하우징은 제 1 하우징의 타측에서 제 2 힌지 모듈을 통해 결합될 수 있다. 일예로, 제 1 하우징, 제 2 하우징 및/또는 제 3 하우징은 적어도 일부분에 위치되는 배터리를 포함할 수 있다. 일예로, 하우징들에 위치되는 배터리들은 직렬로 연결될 수 있다.
도 2b는 다양한 실시예들에 따른 배터리의 충/방전을 제어하기 위한 전자 장치의 블록도이다. 이하 설명에서 전자 장치(201)는 도 1의 전자 장치(101)의 구성 요소 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 이하 도 2b의 적어도 일부 구성은 도 3을 참조하여 설명할 수 있다. 도 3은 다양한 실시예들에 따른 배터리(예: 배터리의 팩 또는 배터리의 셀)의 충/방전을 위한 구성이다.
도 2b를 참조하면, 전자 장치(201)는 배터리들(252 및 254), 전력 관리 모듈(260) 및 프로세서(270)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리들(252 및 254)은 도 1의 배터리(189)와 동일하거나, 배터리(189)에 포함될 수 있다. 전력 관리 모듈(260)은 도 1의 전력 관리 모듈(188)과 동일하거나, 전력 관리 모듈(188)에 포함될 수 있다. 프로세서(270)는 도 1의 메인 프로세서(121)와 동일하거나, 메인 프로세서(121)에 포함될 수 있다. 일예로, 프로세서(270)는 어플리케이션 프로세서, 센서 허브 프로세서 또는 MCU(micro controller unit) 프로세서를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 배터리들(252 및 254)은 직렬로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)는 종류 또는 용량(또는 최대 용량) 중 적어도 하나가 동일하거나 상이할 수 있다. 일예로, 제 2 배터리(254)는 제 1 배터리(252)보다 상대적으로 크거나 같은 용량으로 구성될 수 있다. 일예로, 제 1 배터리(252)는 도 3과 같이, 제 1 노드(311)와 제 2 노드(312) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 배터리(254)는 제 1 노드(311)와 제 1 접지부(317) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 일예로, 제 1 노드(311)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)가 직렬로 연결되는 전기적 경로 상에 포함될 수 있다. 일예로, 제 2 노드(312)는 제 1 배터리(252)의 제 1 극(예: +극)으로 제 1 배터리(252)와 전력 분배 회로(264)의 제 1 지점(315)이 연결되는 전기적 경로 상에 포함될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전력 관리 모듈(260)은 충전 회로(262), 전압 분배 회로(264) 및/또는 감지 모듈(266)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 충전 회로(262)는 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(252 및/또는 254)를 충전할 수 있다. 예를 들어, 전력 관리 모듈(260)(또는 프로세서(270))은 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB(universal serial bus) 또는 무선충전), 외부 전원(예: TA(travel adapter) 또는 외부 전자 장치)으로부터 공급 가능한 전력의 크기, 또는 배터리(252 및/또는 254)의 속성 중 적어도 하나에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전, 직접 충전 또는 급속 충전)을 선택할 수 있다. 충전 회로(262)는 충전 방식에 기반하여 도 3의 고전압 충전 회로(320) 또는 저전압 충전 회로(또는 일반 충전 회로)(330)를 이용하여 배터리(252 및/또는 254)를 충전할 수 있다. 일예로, 고전압 충전 회로(320)는 도 3과 같이, 제 1 배터리(252)와 연결된 제 2 노드(312)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일예로, 저전압 충전 회로(330)는 도 3과 같이, 제 3 노드(313)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일예로, 제 3 노드(313)와 제 2 접지부(318) 사이에 위치되는 커패시터(332)는 배터리(252 및/또는 254)로 인가되는 전원의 잡음(noise) 또는 고주파 신호를 제거하는 것으로, 바이패스(bypass) 커패시터 또는 디커플링 커패시터를 포함할 수 있다. 일예로, 고전압 충전 회로(320) 및 저전압 충전 회로(330)는 배터리(252 및/또는 254)의 충전 상태에 기반하여 CC(constant current) 방식 및/또는 CV(constant voltage) 방식으로 배터리(252 및/또는 254)의 충전을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 외부 전원 또는 배터리(252 및/또는 254)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨을 전자 장치(201)에 포함된 구성 요소들에 적합한 전압 레벨로 조절할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 밸런싱을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전압 분배 회로(264)의 제 1 지점(315)은 도 3과 같이, 제 2 노드(312)에 전기적으로 연결될 수 있다. 전압 분배 회로(264)의 제 2 지점(316)은 도 3과 같이, 제 1 노드(311)와 제 3 노드(313)에 연결될 수 있다. 일예로, 전압 분배 회로(264)의 제 1 지점(315)과 제 2 지점(316)은 서로 상이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 감지 모듈(266)은 배터리(252 및/또는 254)의 사용 상태 정보를 확인(또는 측정)할 수 있다. 예를 들어, 감지 모듈(266)은 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압을 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(270)는 감지 모듈(266)을 통해 확인한 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차에 기반하여 전압 분배 회로(264)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 제 1 기준 전압(예: 약 100mV)을 초과하는 경우, 전압 분배 회로(264)가 활성화되는 제 1 모드로 동작하도록 전압 분배 회로(264)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(270)는 전압 분배 회로(264)가 제 1 모드로 동작 중 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 제 2 기준 전압(예: 약 60mV) 미만으로 줄어든 경우, 전압 분배 회로(264)의 적어도 일부가 활성화되는 제 2 모드로 전환되도록 전압 분배 회로(264)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(270)는 전압 분배 회로(264)가 제 2 모드로 동작 중 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 제 3 기준 전압(예: 약 20mV) 미만으로 줄어든 경우, 전압 분배 회로(264)의 스위칭 주기를 조절하는 제 3 모드로 전환되도록 전압 분배 회로(264)를 제어할 수 있다. 일예로, 스위칭 주기는 전압 분배 회로(264)의 커패시터와 제 1 배터리(252) 또는 제 2 배터리(254)가 연결되도록 활성화되는 트랜지스터가 변경되는 주기를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(270)는 전압 분배 회로(264)의 동작 모드의 잦은 전환을 방지하기 위해 전압 분배 회로(264)의 동작 모드의 전환과 관련된 기준을 다르게 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 모드에서 제 2 모드로 전환될 때의 기준(예: 약 60mV)과 제 2 모드에서 제 1 모드로 전환될 때의 기준(예: 약 80mV)이 다르게 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 2 모드에서 제 3 모드로 전환될 때의 기준(예: 약 20mV)과 제 3 모드에서 제 2 모드로 전환될 때의 기준(예: 약 40mV)이 다르게 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(270)는 전압 분배 회로(264)의 스위칭에 따른 리플 전류(ripple current)(또는 돌입 전류(inrush current))를 감소시키기 위해 전압 분배 회로(264)를 구성하는 트랜지스터의 온 저항(RDson 저항)의 크기(또는 값)를 조절할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압(예: 약 200mV)을 초과하는 경우, 트랜지스터의 온 저항을 제 1 값(예: 약 25mΩ)으로 설정하도록 전압 분배 회로(264)를 제어할 수 있다. 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압 이하인 경우, 트랜지스터의 온 저항을 제 2 값(예: 약 10mΩ)으로 설정하도록 전압 분배 회로(264)를 제어할 수 있다. 일예로, 온 저항의 설정은 제 1 값을 포함하는 서브 분배 회로 또는 제 2 값을 포함하는 서브 분배 회로 중 어느 하나의 서브 분배 회로를 선택하는 동작을 포함할 수 있다. 다른 일예로, 온 저항의 설정은 트랜지스터에 대응하는 가변 저항의 값을 변경하는 동작을 포함할 수도 있다. 일예로, 전압 분배 회로(264)의 스위칭은 전압 분배 회로(264)가 배터리들(252 및254)의 밸런싱을 위해 전압 분배 회로(264)와 연결되는 배터리(252 또는 254)가 변경되는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 프로세서(270)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 전력 관리 모듈(260))에 의해서 수행될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 다양한 실시예들에 따른 전압 분배 회로의 구성이다. 이하 설명은 도 2b의 전압 분배 회로(264)의 내부 구성을 포함할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패시터(capacitor)(410)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406) 및 제 4 트랜지스터(408)는 직렬로 연결될 수 있다. 제 1 트랜지스터(402)는 제 2 노드(312)와 제 4 노드(412) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 트랜지스터(404)는 제 2 트랜지스터(404)와 제 3 트랜지스터(406) 사이의 제 2 지점(316)과 제 4 노드(412) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 3 트랜지스터(406)는 제 2 지점(316)과 제 5 노드(414) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 4 트랜지스터(408)는 제 5 노드(414)와 접지부(409) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 전압 분배 회로(264)의 제 2 지점(316)은 제 1 노드(311)와 제 3 노드(313)가 전기적으로 연결되는 전기적 경로 상에 포함될 수 있다. 일예로, 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406)는 하나의 쌍으로 제 1 시점에 활성화(turn on)될 수 있다. 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408)는 하나의 쌍으로 제 1 시점과 상이한 제 2 시점에 활성화될 수 있다. 일예로, 제 1 시점과 제 2 시점은 일정 주기로 교번하게 반복될 수 있다. 일예로, 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406) 또는 제 4 트랜지스터(408)는 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor) 트랜지스터를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 4 노드(412) 및 제 5 노드(414) 사이에 전기적으로 연결되어, 다수 개의 트랜지스터(402, 404, 406, 또는 408)의 활성화에 기반하여 제 1 배터리(252) 또는 제 2 배터리(254)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406)의 쌍이 활성화되는 경우, 제 1 배터리(252)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408)의 쌍이 활성화되는 경우, 제 2 배터리(254)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 제 1 서브 분배 회로(420) 및 제 2 서브 분배 회로(440)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 서브 분배 회로(420)는 제 5 트랜지스터(422), 제 6 트랜지스터(424), 제 7 트랜지스터(426), 제 8 트랜지스터(428) 및 제 2 커패시터(430)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 5 트랜지스터(422), 제 6 트랜지스터(424), 제 7 트랜지스터(426) 및 제 8 트랜지스터(428)는 직렬로 연결될 수 있다. 제 5 트랜지스터(422)는 제 6 노드(431)와 제 7 노드(432) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 6 트랜지스터(424)는 제 7 노드(432)와 제 8 노드(434) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 7 트랜지스터(426)는 제 8 노드(434)와 제 9 노드(436) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 8 트랜지스터(428)는 제 9 노드(436)와 제 3 접지부(438) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 커패시터(430)는 제 7 노드(432) 및 제 9 노드(436) 사이에 전기적으로 연결되어, 다수 개의 트랜지스터(422, 424, 426, 또는 428)의 활성화에 기반하여 제 1 배터리(252) 또는 제 2 배터리(254)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일예로, 제 2 커패시터(430)는 제 5 트랜지스터(422)와 제 7 트랜지스터(426)의 쌍이 활성화되는 경우, 제 1 배터리(252)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일예로, 제 2 커패시터(430)는 제 6 트랜지스터(424)와 제 8 트랜지스터(428)의 쌍이 활성화되는 경우, 제 2 배터리(254)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 2 서브 분배 회로(440)는 제 9 트랜지스터(442), 제 10 트랜지스터(444), 제 11 트랜지스터(446), 제 12 트랜지스터(448) 및 제 3 커패시터(450)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 9 트랜지스터(442), 제 10 트랜지스터(444), 제 11 트랜지스터(446) 및 제 12 트랜지스터(448)는 직렬로 연결될 수 있다. 제 9 트랜지스터(442)는 제 6 노드(431)와 제 10 노드(452) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 10 트랜지스터(444)는 제 10 노드(452)와 제 11 노드(454) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 11 트랜지스터(446)는 제 11 노드(454)와 제 12 노드(456) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 12 트랜지스터(448)는 제 12 노드(456)와 제 4 접지부(458) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 3 커패시터(450)는 제 10 노드(452) 및 제 12 노드(456) 사이에 전기적으로 연결되어, 다수 개의 트랜지스터(442, 444, 446, 또는 448)의 활성화에 기반하여 제 1 배터리(252) 또는 제 2 배터리(254)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일예로, 제 3 커패시터(430)는 제 9 트랜지스터(442)와 제 11 트랜지스터(446)의 쌍이 활성화되는 경우, 제 1 배터리(252)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일예로, 제 3 커패시터(430)는 제 10 트랜지스터(454)와 제 12 트랜지스터(458)의 쌍이 활성화되는 경우, 제 2 배터리(254)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일예로, 전압 분배 회로(264)의 제 2 지점(316)은 제 8 노드(434) 및 제 11 노드(454)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 서브 분배 회로(420)와 제 2 서브 분배 회로(440)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 밸런싱을 위해 구동될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 프로세서(270)에서 제 1 모드로의 동작을 결정한 경우, 제 1 서브 분배 회로(420) 및 제 2 서브 분배 회로(440)를 활성화하여 배터리(252 및/또는 254)의 충/방전 및 밸런싱을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 프로세서(270)에서 제 2 모드로의 동작을 결정한 경우, 제 1 서브 분배 회로(420) 또는 제 2 서브 분배 회로(440)를 활성화하여 배터리(252 및/또는 254)의 충/방전 및 밸런싱을 제어할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 서브 분배 회로(420)와 제 2 서브 분배 회로(440)는 전압 분배 회로(264)의 스위칭에 따른 리플 전류(또는 돌입 전류)를 감소시키기 위해 반대 위상으로 동작할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 서브 분배 회로(420)는 제 5 트랜지스터(422)와 제 7 트랜지스터(426)의 쌍이 활성화되어 제 1 배터리(252)와 제 2 커패시터(430)가 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제 2 서브 분배 회로(440)는 제 10 트랜지스터(444)와 제 12 트랜지스터(448)의 쌍이 활성화되어 제 2 배터리(254)와 제 3 커패시터(450)가 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4c를 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 제 3 서브 분배 회로(460), 제 4 서브 분배 회로(480) 및 제 4 커패시터(490)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 3 서브 분배 회로(460)는 제 13 트랜지스터(462), 제 14 트랜지스터(464), 제 15 트랜지스터(466) 및 제 16 트랜지스터(468)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 13 트랜지스터(462), 제 14 트랜지스터(464), 제 15 트랜지스터(466) 및 제 16 트랜지스터(468)는 직렬로 연결될 수 있다. 제 13 트랜지스터(462)는 제 13 노드(491)와 제 14 노드(492) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 14 트랜지스터(464)는 제 14 노드(492)와 제 15 노드(493) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 15 트랜지스터(466)는 제 15 노드(493)와 제 16 노드(494) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 16 트랜지스터(468)는 제 16 노드(494)와 제 5 접지부(469) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 4 서브 분배 회로(480)는 제 17 트랜지스터(482), 제 18 트랜지스터(484), 제 19 트랜지스터(486) 및 제 20 트랜지스터(488)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 17 트랜지스터(482), 제 18 트랜지스터(484), 제 19 트랜지스터(486) 및 제 20 트랜지스터(488)는 직렬로 연결될 수 있다. 제 17 트랜지스터(482)는 제 13 노드(491)와 제 17 노드(495) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 18 트랜지스터(484)는 제 17 노드(495)와 제 18 노드(496) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 19 트랜지스터(486)는 제 18 노드(496)와 제 19 노드(497) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 20 트랜지스터(488)는 제 19 노드(497)와 제 6 접지부(489) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 일예로, 전압 분배 회로(264)의 제 2 지점(316)은 제 15 노드(493) 및 제 18 노드(496)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 3 서브 분배 회로(460)와 제 4 서브 분배 회로(480)는 제 4 커패시터(490)를 공유하기 위해 동기화될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 3 서브 분배 회로(460)는 제 13 트랜지스터(462) 및 제 15 트랜지스터(466)의 쌍이 활성화되어 제 1 배터리(252)와 제 4 커패시터(490)가 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 제 4 서브 분배 회로(480)는 제 3 서브 분배 회로(460)와 동일하게 제 1 배터리(252)와 제 4 커패시터(490)가 전기적으로 연결되도록 제 17 트랜지스터(482)와 제 19 트랜지스터(486)의 쌍이 활성화될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 제 3 서브 분배 회로(460)에 포함되는 제 13 트랜지스터(462), 제 14 트랜지스터(464), 제 15 트랜지스터(466) 및 제 16 트랜지스터(468)와 제 4 서브 분배 회로(480)에 포함되는 제 17 트랜지스터(482), 제 18 트랜지스터(484), 제 19 트랜지스터(486) 및 제 20 트랜지스터(488)는 서로 다른 온 저항(예: 약 25mΩ 또는 약 10mΩ)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 전압 분배 회로(264)의 스위칭에 따른 리플 전류(또는 돌입 전류)를 감소시키기 위해 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압(예: 약 200mV)를 초과하는 경우, 제 1 값(예: 약 25mΩ)의 온 저항을 포함하는 제 3 서브 분배 회로(460)를 활성화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압(예: 약 200mV) 이하인 경우, 제 2 값(예: 약 10mΩ)의 온 저항을 포함하는 제 4 서브 분배 회로(480)를 활성화할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 다양한 실시예들에 따른 고전압 충전시 배터리의 밸런싱을 위한 구성이다. 이하 설명은 제 1 배터리(252)가 제 2 배터리(254)보다 상대적으로 용량(또는 최대 용량)이 작은 것으로 가정할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패시터(410)를 포함할 수 있다. 이하 설명에서 전압 분배 회로(264)의 내부 구성은 도 4a의 전압 분배 회로(264)의 내부 구성과 유사하게 동작할 수 있다. 예를 들어, 도 5a 내지 도 5c의 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패시터(410)는 도 4a의 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패스터(410)와 유사하게 동작할 수 있다. 이에 따라, 도 4a와의 중복 설명을 피하기 위하여, 전압 분배 회로(264)의 내부 구성에 대한 상세한 설명을 생략한다.
다양한 실시예들에 따르면, 고전압 충전 회로(320)는 고전압 충전 방식으로 배터리(252 및/또는 254)를 충전하는 경우, 도 5a와 같이, 제 1 배터리(252)와 제 2 셀(254)로 충전 전류를 인가할 수 있다(510). 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)는 고전압 충전 회로(320)로부터 인가되는 충전 전류에 기반하여 충전될 수 있다. 일예로, 제 1 배터리(252)는 제 2 배터리(254)보다 상대적으로 용량(또는 최대 용량)이 작은 경우, 동일한 충전 전류로 충전되어도 제 2 배터리(254)보다 전압이 상대적으로 높게 유지될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 고전압 충전에 기반하여 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압(예: 약 100mV)을 초과하는 경우, 전압 분배 회로(264)를 활성화할 수 있다. 전압 분배 회로(264)는 프로세서(270)에 의해 활성화된 경우, 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406)의 제 1 쌍과 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408)의 제 2 쌍을 교번하게 활성화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 1 시점에 제 1 쌍의 트랜지스터들(예: 제 1 트랜지스터(402) 및 제 3 트랜지스터(406))이 활성화된 경우, 제 1 쌍의 트랜지스터들(예: 제 1 트랜지스터(402) 및 제 3 트랜지스터(406))을 통해 제 1 배터리(252)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 커패시터(410)는 제 1 배터리(252)와 연결된 경우, 도 5b와 같이, 제 2 배터리(254)보다 전압이 상대적으로 높은 제 1 배터리(252)로부터 제공받은 전류에 의해 충전될 수 있다(520).
일 실시예에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 2 시점에 제 2 쌍의 트랜지스터들(예: 제 2 트랜지스터(404) 및 제 4 트랜지스터(408))이 활성화된 경우, 제 2 쌍의 트랜지스터들(예: 제 2 트랜지스터(404) 및 제 4 트랜지스터(408))을 통해 제 2 배터리(254)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 커패스터(410)는 제 2 배터리(252)와 연결된 경우, 도 5c와 같이, 제 1 배터리(252)에 의해 충전된 에너지가 제 1 배터리(252)보다 전압이 상대적으로 낮은 제 2 배터리(254)로 제공되어, 제 2 배터리(254)가 충전될 수 있다(530). 이에 따라, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)는 고전압 충전 회로(320)에 의해 불균형해진 충전 에너지가 전압 분배 회로(264)에 의해 균등해질 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 다양한 실시예들에 따른 저전압 충전시 배터리의 밸런싱을 위한 구성이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패시터(410)를 포함할 수 있다. 이하 설명에서 전압 분배 회로(264)의 내부 구성은 도 4a의 전압 분배 회로(264)의 내부 구성과 유사하게 동작할 수 있다. 예를 들어, 도 6a 내지 도 6c의 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패시터(410)는 도 4a의 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패스터(410)와 유사하게 동작할 수 있다. 이에 따라, 도 4a와의 중복 설명을 피하기 위하여, 전압 분배 회로(264)의 내부 구성에 대한 상세한 설명을 생략한다.
다양한 실시예들에 따르면, 저전압 충전 회로(330)는 저전압 충전 방식으로 배터리(252 및/또는 254)를 충전하는 경우, 도 6a와 같이, 제 3 노드(313)를 통해 제 1 노드(311)에 충전 전류가 인가될 수 있다(610). 제 2 배터리(254)는 저전압 충전 회로(330)로부터 제 1 노드(311)에 인가되는 충전 전류에 기반하여 충전될 수 있다. 이에 따라, 제 2 배터리(254)는 저전압 충전 회로(330)로부터 충전 전류가 인가되지 않는 제 1 배터리(252)보다 전압이 상대적으로 높게 유지될 수 있다. 일예로, 충전 전류가 인가되지 않는 제 1 배터리(252)는 저전압 충전 회로(330)로부터 충전 전류를 제공받지 못해 저전압 충전 회로(330)에 기반하여 충전되지 않는 제 1 배터리(252)를 나타낼 수 있다. 단, 제 1 배터리(252)는 전압 분배 회로(264)에 의한 밸런싱 동작에 기반하여 저전압 충전 방식으로 충전될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 저전압 충전 방식에 기반하여 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압(예: 약 100mV)을 초과하는 경우, 전압 분배 회로(264)를 활성화할 수 있다. 전압 분배 회로(264)는 프로세서(270)에 의해 활성화된 경우, 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406)의 제 1 쌍과 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408)의 제 2 쌍을 교번하게 활성화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 1 시점에 제 2 쌍의 트랜지스터들(예: 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408))이 활성화된 경우, 제 2 쌍의 트랜지스터들(예: 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408))을 통해 제 2 배터리(254)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 커패시터(410)는 제 2 배터리(254)에 연결된 경우, 도 6b와 같이, 제 1 배터리(252)보다 전압이 상대적으로 높은 제 2 배터리(254)로부터 제공받은 전류에 의해 충전될 수 있다(620).
일 실시예에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 2 시점에 제 1 쌍의 트랜지스터들(예: 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406))이 활성화된 경우, 제 1 쌍의 트랜지스터들(예: 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406))을 통해 제 1 배터리(252)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 커패시터(410)는 제 1 배터리(252)에 연결된 경우, 도 6c와 같이, 제 2 배터리(254)에 의해 충전된 에너지가 제 2 배터리(254)보다 전압이 상대적으로 낮은 제 1 배터리(252)로 제공되어, 제 1 배터리(252)가 충전될 수 있다(630). 이에 따라, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)는 저전압 충전 회로(320)에 의해 불균형해진 충전 에너지가 전압 분배 회로(264)에 의해 균등해질 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 다양한 실시예들에 따른 시스템 전력 공급시 배터리의 밸런싱을 위한 구성이다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408)) 및 제 1 커패시터(410)를 포함할 수 있다. 이하 설명에서 전압 분배 회로(264)의 내부 구성은 도 4a의 전압 분배 회로(264)의 내부 구성과 유사하게 동작할 수 있다. 예를 들어, 도 7a 내지 도 7c의 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패시터(410)는 도 4a의 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패스터(410)와 유사하게 동작할 수 있다. 이에 따라, 도 4a와의 중복 설명을 피하기 위하여, 전압 분배 회로(264)의 내부 구성에 대한 상세한 설명을 생략한다.
다양한 실시예들에 따르면, 배터리(252 및/또는 254)는 전자 장치(201)의 적어도 하나의 구성 요소로 전력(시스템 전력)을 공급하는 경우, 도 7a와 같이, 시스템 전력의 공급을 위해 제 2 배터리(254)가 방전될 수 있다(710). 이에 따라, 제 1 배터리(252)는 시스템 전력의 공급을 위해 방전되는 제 2 배터리(254)보다 전압이 상대적으로 높게 유지될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 시스템 전력 공급에 기반하여 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압(예: 약 100mV)을 초과하는 경우, 전압 분배 회로(264)를 활성화할 수 있다. 전압 분배 회로(264)는 프로세서(270)에 의해 활성화된 경우, 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406)의 제 1 쌍과 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408)의 제 2 쌍을 교번하게 활성화할 수 있다. 일예로, 트랜지스터의 제 1 쌍과 제 2 쌍은 동일한 주기로 교번하게 활성화될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 1 시점에 제 1 쌍의 트랜지스터들(예: 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406))이 활성화된 경우, 제 1 쌍의 트랜지스터들(예: 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406))을 통해 제 1 배터리(252)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 커패시터(410)는 제 1 배터리(252)에 연결된 경우, 도 7b와 같이, 제 2 배터리(254)보다 전압이 상대적으로 높은 제 1 배터리(252)로부터 제공받은 전류에 의해 충전될 수 있다(720).
일 실시예에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 2 시점에 제 2 쌍의 트랜지스터들(예: 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408))이 활성화된 경우, 도 7c와 같이, 제 1 배터리(252)에 의해 충전된 에너지가 시스템 전력으로 공급될 수 있다(730). 일예로, 제 1 커패시터(410)에 의해 공급되는 시스템 전력은 제 2 배터리(254)로부터 방전된 에너지와 함께 전자 장치(201)의 적어도 하나의 구성 요소로 공급될 수 있다. 이에 따라, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)는 시스템 전력의 공급으로 인해 불균형해진 충전 에너지가 전압 분배 회로(264)에 의해 균등해질 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 다양한 실시예들에 따른 외부 전자 장치(또는 내부 전자 장치)로 전력 공급 시 배터리의 밸런싱을 위한 구성이다. 이하 설명은 제 1 배터리(252)가 제 2 배터리(254)보다 상대적으로 용량(또는 최대 용량)이 작은 것으로 가정할 수 있다.
도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406)), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패시터(410)를 포함할 수 있다. 이하 설명에서 전압 분배 회로(264)의 내부 구성은 도 4a의 전압 분배 회로(264)의 내부 구성과 유사하게 동작할 수 있다. 예를 들어, 도 8a 내지 도 8c의 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패시터(410)는 도 4a의 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406), 제 4 트랜지스터(408) 및 제 1 커패스터(410)와 유사하게 동작할 수 있다. 이에 따라, 도 4a와의 중복 설명을 피하기 위하여, 전압 분배 회로(264)의 내부 구성에 대한 상세한 설명을 생략한다.
다양한 실시예들에 따르면, 배터리(252 및/또는 254)는 외부 전자 장치로 전력을 공급하는 경우(예: DC-DC 변환기, 또는 무선 충전기), 도 8a와 같이, 직렬로 연결된 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)가 방전될 수 있다(810). 일예로, 제 2 배터리(254)는 제 1 배터리(252)보다 상대적으로 용량(또는 최대 용량)이 큰 경우, 외부 전자 장치로의 전력 공급을 위한 방전에 의해 제 1 배터리(252)보다 전압이 상대적으로 높게 유지될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 외부 전자 장치로의 전력 공급에 기반하여 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압(예: 약 100mV)을 초과하는 경우, 전압 분배 회로(264)를 활성화할 수 있다. 전압 분배 회로(264)는 프로세서(270)에 의해 활성화된 경우, 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406)의 제 1 쌍과 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408)의 제 2 쌍을 교번하게 활성화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 1 시점에 제 2 쌍의 트랜지스터들(예: 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408))이 활성화된 경우, 제 2 쌍의 트랜지스터들(예: 제 2 트랜지스터(404)와 제 4 트랜지스터(408))을 통해 제 2 배터리(254)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 커패시터(410)는 제 2 배터리(254)에 연결된 경우, 도 8b와 같이, 제 1 배터리(252)보다 전압이 상대적으로 높은 제 2 배터리(254)로부터 제공받은 전류에 의해 충전될 수 있다(820).
일 실시예에 따르면, 제 1 커패시터(410)는 제 2 시점에 제 1 쌍의 트랜지스터들(예: 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406))이 활성화된 경우, 제 1 쌍의 트랜지스터들(예: 제 1 트랜지스터(402)와 제 3 트랜지스터(406))을 통해 제 1 배터리(252)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 1 커패시터(410)는 제 1 배터리(252)에 연결된 경우, 도 8c와 같이, 제 2 배터리(254)에 의해 충전된 에너지가 제 2 배터리(254)보다 전압이 상대적으로 낮은 제 1 배터리(252)로 제공되어 제 1 배터리(252)가 충전될 수 있다(830). 이에 따라, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)는 외부 전자 장치(또는 내부 전자 장치)로의 전력 공급에 의해 불균형해진 충전 에너지가 전압 분배 회로(264)에 의해 균등해질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2a 및 도 2b의 전자 장치(201))는, 전압 분배 회로(도 2b의 전압 분배 회로(264)), 상기 전압 분배 회로의 제 1 지점과 전기적으로 연결되는 제 1 배터리(예: 도 2b의 제 1 배터리(252)), 상기 제 1 배터리와 직렬로 연결되는 제 2 배터리(예: 도 2b의 제 2 배터리(254))를 포함하며, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리가 전기적으로 연결되는 제 1 전기적 경로 상의 제 1 노드로부터 상기 전압 분배 회로의 상기 제 1 지점과 다른 제 2 지점이 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 고전압 충전 회로(예: 도 3의 고전압 충전 회로(320)), 저전압 충전 회로(예: 도 3의 저전압 충전 회로(330))를 더 포함하며, 상기 고 전압 충전 회로는 상기 제 1 배터리와 상기 전압 분배 회로의 상기 제 1 지점이 전기적으로 연결되는 제 2 전기적 경로 상의 제 2 노드와 전기적으로 연결되고, 상기 저전압 충전 회로는 상기 제 1 노드로부터 상기 전압 분배 회로의 상기 제 2 지점을 통해 전기적으로 연결되는 제 3 노드와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 제 2 배터리는, 상기 저전압 충전 회로로부터 상기 전압 분배 회로의 상기 제 2 지점을 통해 상기 제 1 노드에 인가되는 충전 전류에 기반하여 충전될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 제 1 배터리 및 상기 제 2 배터리는, 상기 고전압 충전 회로로부터 상기 제 2 노드로 인가되는 충전 전류에 기반하여 충전될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 제 2 배터리는, 상기 제 1 노드에 연결된 상기 전압 분배 회로의 상기 제 2 지점을 통해 상기 전자 장치의 내부 시스템으로 전력을 공급할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전압 분배 회로는, 커패스터(예: 도 4a의 제 1 커패시터(410)) 및 직렬로 연결되는 다수 개의 트랜지스터를 포함하고, 상기 다수 개의 트랜시스터 중 제 1 트랜지스터(예: 도 4a의 제 1 트랜지스터(402))는, 상기 제 2 노드와 제 4 노드 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 다수 개의 트랜시스터 중 제 2 트랜지스터(예: 도 4a의 제 2 트랜지스터(404))는, 상기 제 4 노드와 상기 전압 분배 회로의 상기 제 2 지점 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 다수 개의 트랜시스터 중 제 3 트랜지스터(예: 도 4a의 제 3 트랜지스터(406))는, 상기 전압 분배 회로의 상기 제 2 지점과 제 5 노드 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 다수 개의 트랜시스터 중 제 4 트랜지스터(예: 도 4a의 제 4 트랜지스터(408))는, 상기 제 5 노드와 접지부 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 커패시터는, 상기 제 4 노드와 상기 제 3 트랜지스터와 상기 제 5 노드 사이에 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터의 쌍과 상기 제 2 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터의 쌍은, 상기 전압 분배 회로가 활성화되는 경우, 교번하게 활성화될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 커패시터는, 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터의 쌍이 활성화된 경우, 상기 제 1 배터리와 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터의 쌍이 활성화된 경우, 상기 제 2 배터리와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 적어도 하나의 프로세서(예: 도 2b의 프로세서(270))를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 1 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로가 활성화되도록 제어하고, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 상기 지정된 제 1 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 전압 분배 회로가 비활성화되도록 제어할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 전압 분배 회로가 활성화된 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 2 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로에 포함되는 다수 개의 서브 분배 회로 중 적어도 일부가 활성화되도록 제어하고, 상기 전압 분배 회로의 적어도 일부가 활성화된 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 3 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로의 활성 주기를 조절할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전압 분배 회로는, 제 1 트랜지스터의 온 저항이 제 1 값(예: 약 25mΩ)으로 설정된 제 1 서브 분배 회로(예: 도 4c의 제 3 서브 분배 회로(460)) 및 제 2 트랜지스터의 온 저항이 제 2 값(예: 약 10mΩ)으로 설정된 제 2 서브 분배 회로(예: 도 4c의 제 4 서브 분배 회로(480))를 포함하고, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 3 조건을 만족하는 경우, 상기 제 1 서브 분배 회로가 활성화되고, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 3 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 제 2 서브 분배 회로가 활성화되도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2a 및 도 2b의 전자 장치(201))는 제 1 배터리(예: 도 2b의 제 1 배터리(252)), 상기 제 1 배터리와 직렬로 연결되는 제 2 배터리(예: 도 2b의 제 2 배터리(254)), 상기 제 1 배터리 및 상기 제 2 배터리의 충전 및/또는 방전을 제어하는 전력 관리 모듈(예: 도 2b의 전력 관리 모듈(220)), 및 상기 전력 관리 모듈과 작동적으로 연결되는 프로세서(예: 도 2b의 프로세서(270))를 포함하며, 상기 전력 관리 모듈은, 상기 제 1 배터리와 제 1 지점이 연결되고, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리가 전기적으로 연결되는 전기적 경로 상의 노드가 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점과 연결되는 전압 분배 회로(예: 도 2b의 전압 분배 회로(264))를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로를 활성화할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 전압 분배 회로를 제어하기 위한 흐름도이다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2a 및 도 2b의 전자 장치(201) 일 수 있다.
도 9를 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2b의 프로세서(270))는 동작 901에서, 전자 장치(예: 도 2b의 전자 장치(201)에 포함되는 다수 개의 배터리(예: 도 2b의 제 1 배터리(252) 및/또는 제 2 배터리(254))의 전압을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 감지 모듈(266)을 이용하여 직렬로 연결된 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압을 확인할 수 있다. 일예로, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압은 주기적으로 또는 지정된 시간 또는 전압 확인에 대응되는 이벤트의 발생(예: 전류 소모가 기준값 이상으로 발생 시)이 감지되는 경우 수행될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 동작 903에서, 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 기준 전압(예: 약 100mV)를 초과하는지 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 감지 모듈(266)을 통해 확인한 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압의 차가 기준 전압을 초과하는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 기준 전압을 초과하는 경우(예: 동작 903의 '예'), 동작 905에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))를 활성화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압을 초과하는 경우, 배터리의 밸런싱을 전압 분배 회로(264)를 활성화할 수 있다. 전압 분배 회로(264)는 활성화된 경우, 도 4a와 같이, 제 1 트랜지스터(402) 및 제 3 트랜지스터(406)와 제 2 트랜지스터(404) 및 제 4 트랜지스터(408)가 교번하게 활성화되어 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 충전 에너지가 균등해지도록 동작할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 기준 전압 이하인 경우(예: 동작 903의 '아니오'), 동작 907에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))를 비활성화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압 이하인 경우, 전류 소모를 줄이기 위해 전압 분배 회로(264)를 비활성화할 수 있다.
도 10은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 배터리의 전압차에 기반하여 전압 분배 회로를 제어하기 위한 흐름도이다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2a 및 도 2b의 전자 장치(201) 일 수 있다.
도 10을 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2b의 프로세서(270))는 동작 1001에서, 전자 장치(예: 도 2b의 전자 장치(201))에 포함되는 다수 개의 배터리들(예: 도 2b의 제 1 배터리(252) 및/또는 제 2 배터리(254))의 전압을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 감지 모듈(266)은 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압을 주기적으로 또는 지정된 시간 또는 전압 확인에 대응하는 이벤트의 발생이 감지된 경우, 모니터링할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 동작 1003에서, 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 1 기준 전압(예: 약 100mV)를 초과하는지 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 감지 모듈(266)을 통해 확인한 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압의 차가 제 1 기준 전압을 초과하는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 1 기준 전압을 초과하는 경우(예: 동작 1003의 '예'), 동작 1005에서, 전압 분배 회로(예: 도 2b의 전압 분배 회로(264))를 활성화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 제 1 기준 전압을 초과하는 경우, 전압 분배 회로(264)가 제 1 모드로 동작하도록 전압 분배 회로(264)를 활성화할 수 있다. 전압 분배 회로(264)는 제 1 모드로 활성화된 경우, 도 4b와 같이, 제 1 서브 분배 회로(420) 및 제 2 서브 분배 회로(440) 모두가 활성화되어 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 밸런싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제 1 서브 분배 회로(420)는 제 1 모드로 동작하는 경우, 제 5 트랜지스터(422)와 제 7 트랜지스터(426)의 제 1 쌍과 제 6 트랜지스터(424)와 제 8 트랜지스터(428)의 제 2 쌍이 교번하게 활성화될 수 있다. 이 경우, 제 2 커패시터(430)는 활성화된 트랜지스터(예: 제 1 쌍 또는 제 2 쌍)에 기반하여 제 1 배터리(252) 또는 제 2 배터리(254)에 연결되어 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 불균형한 충전 에너지를 균등하게 조절할 수 있다. 제 2 서브 분배 회로(440)는 제 1 모드로 동작하는 경우, 제 9 트랜지스터(442)와 제 11 트랜지스터(446)의 제 1 쌍과 제 10 트랜지스터(444)와 제 12 트랜지스터(448)의 제 2 쌍이 교번하게 활성화될 수 있다. 이 경우, 제 3 커패시터(450)는 활성화된 트랜지스터(예: 제 1 쌍 또는 제 2 쌍)에 기반하여 제 1 배터리(252) 또는 제 2 배터리(254)에 연결되어 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 불균형한 충전 에너지를 균등하게 조절할 수 있다. 일예로, 제 1 서브 분배 회로(420)와 제 2 서브 분배 회로(440)는 제 1 모드에서 동기화될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 동작 1007에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 활성화에 기반하여 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 2 기준 전압(예: 약 60mV) 미만으로 줄어들었는지 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 모드로 동작하는 전압 분배 회로(264)에 의해 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압의 차가 제 2 기준 전압 미만으로 줄어들었는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 2 기준 전압(예: 약 60mV) 이상인 경우(예: 동작 1007의 '아니오'), 동작 1005에서, 제 1 모드로의 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 구동을 유지할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 2 기준 전압 미만으로 줄어든 경우(예: 동작 1007의 '예'), 동작 1009에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 적어도 일부를 활성화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 전압 분배 회로(264)가 제 2 모드로 동작하도록 전압 분배 회로(264)의 적어도 일부를 활성화할 수 있다. 예를 들어, 전압 분배 회로(264)는 도 4b와 같이, 제 1 서브 분배 회로(420) 및 제 2 서브 분배 회로(440)를 포함하는 경우, 제 1 서브 분배 회로(420) 또는 제 2 서브 분배 회로(440) 중 하나를 활성화하여 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 밸런싱을 수행할 수 있다. 일예로, 제 1 서브 분배 회로(420)는 제 2 모드로 동작하기 위해 활성화된 경우, 제 5 트랜지스터(422) 및 제 7 트랜지스터(426)의 제 1 쌍과 제 6 트랜지스터(424) 및 제 8 트랜지스터(428)의 제 2 쌍이 교번하게 활성화될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 동작 1011에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 적어도 일부의 활성화에 기반하여 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 3 기준 전압(예: 약 20mV) 미만으로 줄어들었는지 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 2 모드로 동작하는 전압 분배 회로(264)에 의해 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압의 차가 제 3 기준 전압 미만으로 줄어들었는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 3 기준 전압(예: 약 20mV) 이상인 경우(예: 동작 1011의 '아니오'), 동작 1013에서, 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 4 기준 전압(예: 약 80mV)을 초과하는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 3 기준 전압 이상이고(예: 동작 1011의 '아니오'), 제 4 기준 전압 이하인 경우(예: 동작 1013의 '아니오'), 동작 1009에서, 제 2 모드로의 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 구동을 유지할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 4 기준 전압을 초과하는 경우(예: 동작 1013의 '예'), 동작 1005에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 동작 모드를 제 1 모드로 전환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 서브 분배 회로(420) 및 제 2 서브 분배 회로(440)를 모두 활성화하여 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 밸런싱을 수행할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 3 기준 전압 미만으로 줄어든 경우(예: 동작 1011의 '예'), 동작 1015에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 활성 주기를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 전압 분배 회로(264)가 제 3 모드로 동작하도록 전압 분배 회로(264)의 활성 주기를 설정할 수 있다. 일예로, 전압 분배 회로(264)는 활성 주기에 기반하여 주기적으로 활성화되어 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 밸런싱을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전압 분배 회로(264)는 활성 주기가 도래하는 경우, 활성 구간 동안 제 5 트랜지스터(422) 및 제 7 트랜지스터(426)의 제 1 쌍과 제 6 트랜지스터(424) 및 제 8 트랜지스터(428)의 제 2 쌍이 제 1 주기로 교번하게 활성화될 수 있다. 전압 분배 회로(264)는 비활성 구간이 도래한 경우, 비활성화되어 제 5 트랜지스터(422), 제 6 트랜지스터(424), 제 7 트랜지스터(426) 및 제 8 트랜지스터(428)의 구동이 제한될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 동작 1017에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 활성 주기를 제어한 후 기준 시간이 경과하는지 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 전압 분배 회로(264)가 제 3 모드로 전환되는 시점에 구동되는 타이머의 구동이 만료되는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 기준 시간이 경과하지 않은 경우(예: 동작 1017의 '아니오'), 동작 1019에서, 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 5 기준 전압(예: 약 40mV)을 초과하는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 5 기준 전압 이하인 경우(예: 동작 1019의 '아니오'), 동작 1015에서, 제 3 모드로의 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 구동을 유지할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 5 기준 전압을 초과하는 경우(예: 동작 1019의 '예'), 동작 1009에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 동작 모드를 제 2 모드로 전환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 서브 분배 회로(420) 또는 제 2 서브 분배 회로(440) 중 하나를 활성화하여 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 밸런싱을 수행할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 기준 시간이 경과하는 경우(예: 동작 1017의 '예'), 동작 1021에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))를 비활성화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 제 3 기준 전압(예: 약 20mV) 미만인 상태가 기준 시간 동안 유지되는 경우, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 충전 에너지가 균등한 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(270)는 전류 소모를 줄이기 위해 전압 분배 회로(264)를 비활성화할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2b의 프로세서(270))는 전압 분배 회로(264)가 제 3 모드로 전환되는 경우, 트랜지스터의 쌍(예: 제 5 트랜지스터(422) 및 제 7 트랜지스터(426)의 제 1 쌍 또는 제 6 트랜지스터(424) 및 제 8 트랜지스터(428)의 제 2 쌍)의 전환 주기를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전압 분배 회로(264)는 제 2 모드로 동작하기 위해 도 4b의 제 1 서브 분배 회로(420)가 활성화된 경우, 제 1 주기로 제 5 트랜지스터(422) 및 제 7 트랜지스터(426)의 제 1 쌍과 제 6 트랜지스터(424) 및 제 8 트랜지스터(428)의 제 2 쌍이 교번하게 활성화될 수 있다. 전압 분배 회로(264)는 제 3 모드로 전환되는 경우, 제 1 주기보다 상대적으로 길게 설정된 제 2 주기로 제 5 트랜지스터(422) 및 제 7 트랜지스터(426)의 제 1 쌍과 제 6 트랜지스터(424) 및 제 8 트랜지스터(428)의 제 2 쌍이 교번하게 활성화될 수 있다.
도 11은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 배터리의 전압차에 기반하여 전압 분배 회로의 동작 모드를 결정하기 위한 흐름도이다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2a 및 도 2b의 전자 장치(201) 일 수 있다.
도 11을 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2b의 프로세서(270))는 동작 1101에서, 전자 장치(예: 전자 장치(201))에 포함되는 다수 개의 배터리(예: 제 1 배터리(252) 및/또는 제 2 배터리(254)) 각각의 전압을 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 감지 모듈(266)를 이용하여 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압을 주기적으로 또는 지정된 시간 또는 전압 확인에 대응하는 이벤트의 발생이 감지된 경우, 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 동작 1103에서, 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 기준 전압(예: 약 20mV)을 초과하는지 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 감지 모듈(266)을 통해 확인한 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압을 초과하는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 230))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 기준 전압을 초과하는 경우(예: 동작 1103의 '예') 동작 1105에서, 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차에 기반하여 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 동작 모드를 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254)의 전압 차가 제 1 기준 전압(예: 약 100mV)를 초과하는 경우, 전압 분배 회로(264)의 동작 모드를 전압 분배 회로(264)의 전체가 활성화되는 제 1 모드로 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254)의 전압 차가 제 1 기준 전압(예: 약 100mV) 이하이고, 제 2 기준 전압(예: 약 60mV)를 초과하는 경우, 전압 분배 회로(264)의 동작 모드를 전압 분배 회로(264)의 적어도 일부가 활성화되는 제 2 모드로 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 제 2 기준 전압(예: 약 60mV) 이하이고, 제 3 기준 전압(예: 약 20mV)를 초과하는 경우, 전압 분배 회로(264)의 동작 모드를 전압 분배 회로(264)의 활성 주기를 제어하는 제 3 모드로 설정할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 동작 1107에서, 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차에 대응하는 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))의 동작 모드에 기반하여 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))를 구동할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 도 4b와 같이 다수 개의 서브 분배 회로(420 및 440)를 포함하는 경우, 제 1 모드에 기반하여 다수 개의 서브 분배 회로(420 및 440) 모두가 활성화될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 도 4b와 같이 다수 개의 서브 분배 회로(420 및 440)를 포함하는 경우, 제 2 모드에 기반하여 제 1 서브 분배 회로(420) 또는 제 2 서브 분배 회로(440) 중 하나가 활성화될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 도 4b와 같이 다수 개의 서브 분배 회로(420 및 440)를 포함하는 경우, 제 3 모드에 기반하여 제 1 서브 분배 회로(420) 또는 제 2 서브 분배 회로(440) 중 활성화된 하나의 서브 분배 회로(430 또는 440)의 활성 주기를 설정할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 기준 전압 이하인 경우(예: 동작 1103의 '아니오'), 동작 1109에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))를 비활성화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압(예: 약 20mV) 이하인 경우, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 충전 에너지가 균등한 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(270)는 전류 소모를 줄이기 위해 전압 분배 회로(264)가 비활성화되도록 전압 분배 회로(264)를 제어할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는 도 4a와 같이 구성되는 전압 분배 회로(264)를 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차에 대응하는 동작 모드로 구동시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 도 4a와 같이 구성되는 경우, 제 1 모드에 기반하여 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406) 및 제 4 트랜지스터(408)가 활성화될 수 있다. 일예로, 제 1 트랜지스터(402) 및 제 3 트랜지스터(406)의 제 1 쌍과 제 2 트랜지스터(404) 및 제 4 트랜지스터(408)의 제 2 쌍은 제 1 주기로 교번하게 활성화될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 도 4a와 같이 구성되는 경우, 제 2 모드에 기반하여 활성화되는 트랜지스터 쌍이 전환되는 주기가 상대적으로 길게 변경될 수 있다. 일예로, 제 1 트랜지스터(402) 및 제 3 트랜지스터(406)의 제 1 쌍과 제 2 트랜지스터(404) 및 제 4 트랜지스터(408)의 제 2 쌍은 제 1 주기보다 상대적으로 길게 설정된 제 2 주기로 교번하게 활성화될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(264)는 도 4a와 같이 구성되는 경우, 제 3 모드에 기반하여 전압 분배 회로(264)의 활성 주기가 설정될 수 있다. 일예로, 전압 분배 회로(264)는 활성 주기가 도래하는 경우, 활성 구간 동안 제 1 트랜지스터(402) 및 제 3 트랜지스터(406)의 제 1 쌍과 제 2 트랜지스터(404) 및 제 4 트랜지스터(408)의 제 2 쌍이 제 2 주기로 교번하게 활성화될 수 있다. 전압 분배 회로(264)는 비활성 구간이 도래한 경우, 비활성화되어 제 1 트랜지스터(402), 제 2 트랜지스터(404), 제 3 트랜지스터(406) 및 제 4 트랜지스터(408)의 구동이 제한될 수 있다. 일예로, 전압 분배 회로(264)의 활성 주기는 전압 분배 회로(264)가 활성 상태 또는 비활성 상태로 전환되는 주기를 포함하고, 제 2 주기(또는 제 1 주기)는 전압 분배 회로(264)가 활성 상태인 경우, 전압 분배 회로(264) 내에서 활성화되는 트랜지스터의 쌍(예: 제 1 쌍 또는 제 2 쌍)이 전환되는 주기를 포함할 수 있다.
도 12는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 트랜지스터의 온 저항을 설정하기 위한 흐름도이다. 이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2a 및 도 2b의 전자 장치(201) 일 수 있다. 이하 도 12의 적어도 일부 구성은 도 13 및 도 14를 참조하여 설명할 수 있다. 도 13은 다양한 실시예들에 따른 트랜지스터의 온 저항에 따른 전류량의 변화 그래프이다. 도 14는 다양한 실시예들에 따른 트랜지스터의 온 저항에 따른 셀 밸런싱 그래프이다.
도 12를 참조하면, 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 프로세서(120) 또는 도 2b의 프로세서(270))는 동작 1201에서, 전압 분배 회로(예: 도 2b의 전압 분배 회로(264))가 활성화되었는지 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차에 기반하여 전압 분배 회로(264)가 활성화되었는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))가 비활성화 상태인 경우(예: 동작 1201의 '아니오'), 리플 전류(또는 돌입 전류)가 발생하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 동작 1203에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))가 활성 상태인 경우(예: 동작 1201의 '예'), 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 제 6 기준 전압(예: 약 200mV)를 초과하는지 확인할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 기준 전압(예: 약 200mV)를 초과하는 경우(예: 동작 1203의 '예'), 동작 1205에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))에 포함되는 트랜지스터의 온 저항을 제 1 값(예: 약 25mΩ)으로 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)는 전압 분배 회로(264)가 활성화되어 밸런싱이 시작되는 경우, 전압 차이가 존재할 수 있다. 전압 분배 회로(264)에 흐르는 전류의 피크 크기(iCP_peak)는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서 VC1는 제 1 배터리(252)의 전압을 나타내고, VC2는 제 2 배터리(254)의 전압을 나타내며, Rs는 전압 분배 회로(264)에 포함되는 트랜지스터의 온 저항을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전압 분배 회로(264)에 흐르는 전류의 크기(iCP)는 VC1이 4.1V이고 VC2가 3.6V로 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 500mV이고, Rs이 10mΩ인 것으로 가정한 경우, 도 13의 (a)와 같이, 최대(peak) 약 25A가 발생될 수 있다(1300). 다른 예를 들어, 전압 분배 회로(264)에 흐르는 전류의 크기(iCP)는 VC1이 4.1V이고 VC2가 3.6V로 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 500mV이고, Rs이 25mΩ인 것으로 가정한 경우, 도 13의 (a)와 같이 최대 약 10A가 발생될 수 있다(1302). 이에 따라, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압(예: 약 200mV)를 초과하는 경우, 밸런싱에 의한 과전류를 방지하기 위해 전압 분배 회로(264)의 온저항을 제 1 값(예: 약 25mΩ)으로 설정할 수 있다. 일예로, 전압 분배 회로(264)는 도 4c와 같이, 서로 다른 온 저항으로 설정된 서브 분배 회로들(460 및 480)을 포함하는 경우, 제 1 값으로 설정된 서브 분배 회로(예: 제 3 서브 분배 회로(460))를 이용하여 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 밸런싱을 수행할 수 있다. 일예로, 도 13의 (a)는 가로 축이 시간을 나타내고, 세로축은 전류의 크기(A)를 나타낼 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 프로세서(120 또는 270))는 배터리들(예: 제 1 배터리(252) 및 제 2 배터리(254))의 전압 차가 기준 전압(예: 200mV) 이하인 경우(예: 동작 1203의 '예'), 동작 1207에서, 전압 분배 회로(예: 전압 분배 회로(264))에 포함되는 트랜지스터의 온 저항을 제 2 값(예: 약 10mΩ)으로 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리의 밸런싱이 완료되는데 소요되는 시간 및 배터리의 밸런싱에 위한 변환 손실은 트랜지스터의 온 저항이 클수록 증가할 수 있다. 예를 들어. 트랜지스터의 온 저항이 제 1 값(예: 약 25mΩ)으로 설정된 상태의 배터리의 밸런싱이 완료되는데 소요 시간(1312)은 도 13의 (b)와 같이, 트랜지스터의 온 저항이 제 2 값(예: 약 10mΩ)으로 설정된 상태의 배터리의 밸런싱이 완료되는데 소요 시간(1310)보다 증가할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(270)는 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차가 기준 전압 이하인 경우, 배터리의 밸런싱 효율을 높이기 위해 (예: 셀 밸런싱 시간의 단축을 위해) 전압 분배 회로(264)의 온저항을 제 2 값(예: 약 10mΩ)으로 설정할 수 있다. 일예로, 전압 분배 회로(264)는 도 4c와 같이, 서로 다른 온 저항으로 설정된 서브 분배 회로들(460 및 480)을 포함하는 경우, 제 2 값으로 설정된 서브 분배 회로(예: 제 4 서브 분배 회로(480))를 이용하여 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 밸런싱을 수행할 수 있다. 일예로, 도 13의 (b)는 가로 축이 시간을 나타내고, 세로축은 전압의 크기(V)를 나타낼 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(201)는 도 12의 동작 1201 내지 동작 1207과 같이, 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차에 기반하여 전압 분배 회로(264)의 온 저항을 적응적으로 설정할 수 있다. 이 경우, 배터리의 밸런싱의 완료 시간은 전압 분배 회로(264)의 온 저항을 제 1 값으로 유지하는 경우보다 상대적으로 감소될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(270)는 도 14와 같이, 셀의 전압 차에 기반하여 제 1 시점(1412)에 전압 분배 회로(264)에 포함되는 트랜지스터의 온 저항을 제 1 값에서 제 2 값으로 변경할 수 있다. 제 1 배터리(252)와 제 2 배터리(254)의 전압 차에 기반하여 온 저항을 적응적으로 정하는 경우의 배터리의 밸런싱의 완료 시간(1410)은 온 저항이 제 1 값으로 고정되는 경우의 배터리의 밸런싱의 완료 시간(1400)보다 상대적으로 감소될 수 있다. 일예로, 도 14는 가로 축이 시간을 나타내고, 세로축은 전압의 크기(V)를 나타낼 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101) 또는 도 2a 및 도 2b의 전자 장치(201))의 동작 방법은, 직렬로 연결되는 제 1 배터리(예: 도 2b의 제 1 배터리(252))와 제 2 배터리(예: 도 2b의 제 2 배터리(254))의 전압을 확인하는 동작, 및 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 1 조건을 만족하는 경우, 상기 제 1 배터리와 제 1 지점이 연결되고 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리가 전기적으로 연결되는 전기적 경로 상의 제 1 노드와 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점이 연결되는 전압 분배 회로(도 2b의 전압 분배 회로(264))를 활성화하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 직렬로 연결된 다수 개의 트랜지스터와 상기 다수 개의 트랜지스터의 적어도 일부에 연결되는 커패시터를 포함하는 전압 분배 회로가 활성화된 경우, 상기 전압 분배 회로에 포함되는 제 1 트랜지스터 및 제 3 트랜지스터의 쌍과 제 2 트랜지스터 및 제 4 트랜지스터의 쌍이 교번하게 활성화되는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터의 쌍이 활성화된 경우, 상기 제 1 배터리와 상기 전압 분배 회로의 상기 커패시터가 연결되는 동작, 및 상기 제 2 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터의 쌍이 활성화된 경우, 상기 제 2 배터리와 상기 전압 분배 회로의 상기 커패시터가 연결되는 동작을 더 포함하며, 상기 커패시터는, 상기 제 1 배터리 또는 상기 제 2 배터리 중 상대적으로 높은 전압의 어느 하나의 배터리에 연결되는 경우, 상기 어느 하나의 배터리로부터 제공받은 전류에 기반하여 충전되고, 상대적으로 낮은 전압의 다른 하나의 배터리에 연결되는 경우, 상기 다른 하나의 배터리로 방전될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전압 분배 회로가 활성화된 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압을 확인하는 동작, 및 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 2 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로의 적어도 일부를 활성화하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 적어도 일부를 활성화하는 동작은, 상기 전압 분배 회로에 포함되는 다수 개의 서브 분배 회로 중 적어도 하나의 서브 분배 회로를 활성화하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전압 분배 회로의 적어도 일부가 활성화된 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압을 확인하는 동작, 및 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 상기 지정된 제 2 조건과 상이한 지정된 제 3 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로에 포함되는 다수 개의 서브 분배 회로를 활성화하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전압 분배 회로의 적어도 일부가 활성화된 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압을 확인하는 동작, 및 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 4 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로의 활성 주기를 조절하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 전압 분배 회로의 활성 주기를 제어하는 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압을 확인하는 동작, 및 기준 시간 동안 지속적으로 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 상기 제 3 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로를 비활성화하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    전압 분배 회로;
    상기 전압 분배 회로의 제 1 지점과 전기적으로 연결되는 제 1 배터리; 및
    상기 제 1 배터리와 직렬로 연결되는 제 2 배터리를 포함하며,
    상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리가 전기적으로 연결되는 제 1 전기적 경로 상의 제 1 노드로부터 상기 전압 분배 회로의 상기 제 1 지점과 다른 제 2 지점이 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    고전압 충전 회로; 및
    저전압 충전 회로를 더 포함하며,
    상기 고전압 충전 회로는, 상기 제 1 배터리와 상기 전압 분배 회로의 상기 제 1 지점이 전기적으로 연결되는 제 2 전기적 경로 상의 제 2 노드와 전기적으로 연결되고,
    상기 저전압 충전 회로는, 상기 제 1 노드로부터 상기 전압 분배 회로의 상기 제 2 지점을 통해 전기적으로 연결되는 제 3 노드와 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2 배터리는, 상기 저전압 충전 회로로부터 상기 전압 분배 회로의 상기 제 2 지점을 통해 상기 제 1 노드에 인가되는 충전 전류에 기반하여 충전되는 전자 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 배터리 및 상기 제 2 배터리는, 상기 고전압 충전 회로로부터 상기 제 2 노드로 인가되는 충전 전류에 기반하여 충전되는 전자 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 배터리는, 상기 제 1 노드에 연결된 상기 전압 분배 회로의 상기 제 2 지점을 통해 상기 전자 장치의 내부 시스템으로 전력을 공급하는 전자 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 전압 분배 회로는, 커패스터 및 직렬로 연결되는 다수 개의 트랜지스터를 포함하고,
    상기 다수 개의 트랜시스터 중 제 1 트랜지스터는, 상기 제 2 노드와 제 4 노드 사이에 전기적으로 연결되고,
    상기 다수 개의 트랜시스터 중 제 2 트랜지스터는, 상기 제 4 노드와 상기 전압 분배 회로의 상기 제 2 지점 사이에 전기적으로 연결되고,
    상기 다수 개의 트랜시스터 중 제 3 트랜지스터는, 상기 전압 분배 회로의 상기 제 2 지점과 제 5 노드 사이에 전기적으로 연결되고,
    상기 다수 개의 트랜시스터 중 제 4 트랜지스터는, 상기 제 5 노드와 접지부 사이에 전기적으로 연결되고,
    상기 커패시터는, 상기 제 4 노드와 상기 제 5 노드 사이에 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터의 쌍과 상기 제 2 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터의 쌍은, 상기 전압 분배 회로가 활성화되는 경우, 교번하게 활성화되는 전자 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 커패시터는, 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터의 쌍이 활성화된 경우, 상기 제 1 배터리와 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터의 쌍이 활성화된 경우, 상기 제 2 배터리와 전기적으로 연결되는 전자 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    적어도 하나의 프로세서를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 1 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로가 활성화되도록 제어하고,
    상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 상기 지정된 제 1 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 전압 분배 회로가 비활성화되도록 제어하는 전자 장치
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 전압 분배 회로가 활성화된 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 2 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로에 포함되는 다수 개의 서브 분배 회로 중 적어도 일부가 활성화되도록 제어하고,
    상기 전압 분배 회로의 적어도 일부가 활성화된 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 3 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로의 활성 주기를 조절하는 전자 장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 전압 분배 회로는, 제 1 트랜지스터의 온 저항이 제 1 값으로 설정된 제 1 서브 분배 회로 및 제 2 트랜지스터의 온 저항이 제 2 값으로 설정된 제 2 서브 분배 회로를 포함하고,
    상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 3 조건을 만족하는 경우, 상기 제 1 서브 분배 회로가 활성화되고,
    상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 3 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 제 2 서브 분배 회로가 활성화되도록 설정된 전자 장치.
  12. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    직렬로 연결되는 제 1 배터리와 제 2 배터리의 전압을 확인하는 동작, 및
    상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 1 조건을 만족하는 경우, 상기 제 1 배터리와 제 1 지점이 연결되고 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리가 전기적으로 연결되는 전기적 경로 상의 제 1 노드와 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점이 연결되는 전압 분배 회로를 활성화하는 동작을 포함하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    직렬로 연결된 다수 개의 트랜지스터와 상기 다수 개의 트랜지스터의 적어도 일부에 연결되는 커패시터를 포함하는 전압 분배 회로가 활성화된 경우, 상기 전압 분배 회로에 포함되는 제 1 트랜지스터 및 제 3 트랜지스터의 쌍과 제 2 트랜지스터 및 제 4 트랜지스터의 쌍이 교번하게 활성화되는 동작을 더 포함하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 3 트랜지스터의 쌍이 활성화된 경우, 상기 제 1 배터리와 상기 전압 분배 회로의 상기 커패시터가 연결되는 동작, 및
    상기 제 2 트랜지스터 및 상기 제 4 트랜지스터의 쌍이 활성화된 경우, 상기 제 2 배터리와 상기 전압 분배 회로의 상기 커패시터가 연결되는 동작을 더 포함하며,
    상기 커패시터는, 상기 제 1 배터리 또는 상기 제 2 배터리 중 상대적으로 높은 전압의 어느 하나의 배터리에 연결되는 경우, 상기 어느 하나의 배터리로부터 제공받은 전류에 기반하여 충전되고, 상대적으로 낮은 전압의 다른 하나의 배터리에 연결되는 경우, 상기 다른 하나의 배터리로 방전되는 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 전압 분배 회로가 활성화된 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압을 확인하는 동작, 및
    상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 2 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로의 적어도 일부를 활성화하는 동작을 더 포함하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 적어도 일부를 활성화하는 동작은,
    상기 전압 분배 회로에 포함되는 다수 개의 서브 분배 회로 중 적어도 하나의 서브 분배 회로를 활성화하는 동작을 포함하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 전압 분배 회로의 적어도 일부가 활성화된 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압을 확인하는 동작, 및
    상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 상기 지정된 제 2 조건과 상이한 지정된 제 3 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로에 포함되는 다수 개의 서브 분배 회로를 활성화하는 동작을 더 포함하는 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 전압 분배 회로의 적어도 일부가 활성화된 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압을 확인하는 동작, 및
    상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 제 4 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로의 활성 주기를 조절하는 동작을 더 포함하는 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 전압 분배 회로의 활성 주기를 제어하는 상태에서 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압을 확인하는 동작, 및
    기준 시간 동안 지속적으로 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 상기 제 3 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로를 비활성화하는 동작을 더 포함하는 방법.
  20. 전자 장치에 있어서,
    제 1 배터리;
    상기 제 1 배터리와 직렬로 연결되는 제 2 배터리;
    상기 제 1 배터리 및 상기 제 2 배터리의 충전 및/또는 방전을 제어하는 전력 관리 모듈, 및
    상기 전력 관리 모듈과 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하며,
    상기 전력 관리 모듈은, 상기 제 1 배터리와 제 1 지점이 연결되고, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리가 전기적으로 연결되는 전기적 경로 상의 노드가 상기 제 1 지점과 상이한 제 2 지점과 연결되는 전압 분배 회로를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 제 1 배터리와 상기 제 2 배터리의 전압 차가 지정된 조건을 만족하는 경우, 상기 전압 분배 회로를 활성화하는 전자 장치.
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