KR20210104366A - 반도체 회로 - Google Patents

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이성용
고민우
공태황
김상호
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삼성전자주식회사
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Abstract

반도체 회로가 제공된다. 반도체 회로는, 제1 배터리와 제1 커패시터 중 하나를 선택하는 제1 선택 회로; 제2 배터리와 제2 커패시터 중 하나를 선택하는 제2 선택 회로; 제1 선택 회로에 의해 선택된 제1 배터리 또는 제1 커패시터의 제1 전압을 측정하고, 제2 선택 회로에 의해 선택된 제2 배터리 또는 제2 커패시터의 제2 전압을 측정하는 전압 측정 회로; 제1 전압과 제2 전압을 비교하여 비교 결과를 생성하는 컨트롤러; 및 요구 출력 전압을 제공받고, 비교 결과를 기초로, 제1 선택 회로에 의해 선택된 제1 배터리 또는 제1 커패시터와 제2 선택 회로에 의해 선택된 제2 배터리 또는 제2 커패시터를 직렬 또는 병렬로 연결하여, 출력단으로 출력 전압을 제공하는 스위칭 회로를 포함한다.

Description

반도체 회로{SEMICONDUCTOR CIRCUIT}
본 발명은 반도체 회로에 관한 것이다.
웨어러블 장치(wearable device), 모바일 장치 등과 같은 전자 장치는 복수의 배터리를 포함한다. 배터리는 제조 공정 등의 여러 이유로 인해 용량 편차가 존재할 수 있다. 또한 직렬, 병렬 또는 직별렬 혼합구조로 연결된 배터리를 포함하는 전자 장치는 각 배터리간의 다른 전기화학적 특성으로 인해 전압 불균형이 존재할 수 있다.
따라서 복수의 배터리의 전압 각각의 차이가 허용범위 내에 있거나 복수의 배터리의 전압이 동일해지도록 배터리 밸런싱이 중요하며 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 배터리의 사용 효율을 개선할 수 있는 반도체 회로를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 안정적인 출력 전압을 제공하는 반도체 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 회로는, 제1 배터리와 제1 커패시터 중 하나를 선택하는 제1 선택 회로; 제2 배터리와 제2 커패시터 중 하나를 선택하는 제2 선택 회로; 제1 선택 회로에 의해 선택된 제1 배터리 또는 제1 커패시터의 제1 전압을 측정하고, 제2 선택 회로에 의해 선택된 제2 배터리 또는 제2 커패시터의 제2 전압을 측정하는 전압 측정 회로; 제1 전압과 제2 전압을 비교하여 비교 결과를 생성하는 컨트롤러; 및 요구 출력 전압을 제공받고, 비교 결과를 기초로, 제1 선택 회로에 의해 선택된 제1 배터리 또는 제1 커패시터와 제2 선택 회로에 의해 선택된 제2 배터리 또는 제2 커패시터를 직렬 또는 병렬로 연결하여, 출력단으로 출력 전압을 제공하는 스위칭 회로를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 회로는, 복수의 배터리; 복수의 배터리를 직렬 또는 병렬로 연결하는 스위칭 회로; 복수의 배터리 각각의 전압을 측정하는 전압 측정 회로; 및 요구 출력 전압을 제공받고, 복수의 배터리의 개수와 측정된 복수의 배터리 각각의 전압을 기초로, 복수의 배터리의 직렬 또는 병렬 연결 상태를 결정하고, 결정된 연결 상태에 따라 복수의 배터리를 직렬 또는 병렬 연결을 결정하는 제어 신호를 상기 스위칭 회로에 제공하는 컨트롤러를 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 회로는, 제1 배터리; 제1 배터리와 다른 제2 배터리; 제1 및 제2 배터리를 직렬 또는 병렬로 연결하는 스위칭 회로; 및 제1 배터리가 방전되면, 제1 배터리 대신 제1 커패시터를 제2 배터리에 연결하는 선택 회로를 포함하고, 스위칭 회로는, 제1 커패시터의 전압에 따라 제1 커패시터와 제2 배터리를 직렬 또는 병렬로 연결하고, 제1 커패시터는, 제2 배터리에 병렬로 연결되어 충전되고, 제2 배터리와 직렬로 연결되어 방전된다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 반도체 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2 및 도 3의 반도체 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 몇몇 다른 실시예에 따른 반도체 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 다른 실시예에 따른 반도체 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 8은 도 6 및 도 7의 반도체 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 몇몇 다른 실시예들에 따른 반도체 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 10은 본 발명의 몇몇 다른 실시예들에 따른 반도체 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 배터리 제어 회로를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로(1)는 배터리(BAT1 ~ BAT3), 커패시터(C1 ~ C3), 선택 회로(110, 120, 130), 전압 측정 회로(112, 122, 132), 스위칭 회로(200) 및 컨트롤러(300)를 포함한다. 본 도면에서는 제1 선택 회로 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130)와 제1 배터리(BAT1) 내지 제3 배터리(BAT3)를 도시하였지만, 선택 회로의 수와 배터리의 수는 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 본 도면에서 제1 선택 회로(110), 제2 선택 회로(120) 및 제3 선택 회로(130)를 구별하여 도시하였지만 하나의 선택 회로로 구현될 수 있다.
제1 배터리(BAT1)와 제1 커패시터(C1)는 제1 선택 회로(110)에 연결된다. 제1 선택 회로(110)는 컨트롤러(300)로부터 제공되는 선택 신호에 따라 제1 배터리(BAT1) 또는 제1 커패시터(C1)를 선택할 수 있다. 제1 선택 회로(110)는 선택된 제1 배터리(BAT1) 또는 선택된 제1 커패시터(C1)를 스위칭 회로(200)에 연결할 수 있다.
제2 배터리(BAT2)와 제2 커패시터(C2)는 제2 선택 회로(120)에 연결된다. 제2 선택 회로(120)는 컨트롤러(300)로부터 제공되는 선택 신호에 따라 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2)를 선택할 수 있다. 제2 선택 회로(120)는 선택된 제2 배터리(BAT2) 또는 선택된 제2 커패시터(C2)를 스위칭 회로(200)에 연결할 수 있다.
제3 배터리(BAT1)와 제3 커패시터(C3)는 제3 선택 회로(130)에 연결된다. 제3 선택 회로(130)는 컨트롤러(300)로부터 제공되는 선택 신호에 따라 제3 배터리(BAT3) 또는 제3 커패시터(C3)를 선택할 수 있다. 제3 선택 회로(130)는 선택된 제3 배터리(BAT1) 또는 선택된 제3 커패시터(C3)를 스위칭 회로(200)에 연결할 수 있다.
여기서 제1 배터리(BAT1), 제2 배터리(BAT2) 및 제3 배터리(BAT3)는 동일한 구조를 갖는 배터리일 수 있다. 제1 배터리(BAT1), 제2 배터리(BAT2) 및 제3 배터리(BAT3)는 예를 들어, 알칼리 배터리, 건전지와 같이 재충전이 불가능한 1차 전지일 수 있다. 또한 제1 커패시터(C1), 제2 커패시터(C2) 및 제3 커패시터(C3)는 동일한 구조를 갖는 커패시터일 수 있다.
제1 전압 측정 회로(112)는 제1 선택 회로(110)에 연결될 수 있다. 제1 전압 측정 회로(112)는 제1 선택 회로(110)에 의해 선택된 제1 배터리(BAT1) 또는 제1 커패시터(C1) 중 하나에 연결되어, 선택된 제1 배터리(BAT1) 또는 제1 커패시터(C1)의 제1 전압(V1)을 측정할 수 있다. 측정된 제1 배터리(BAT1) 또는 제1 커패시터(C1)의 제1 전압(V1)은 컨트롤러(300)로 제공될 수 있다.
제2 전압 측정 회로(122)는 제2 선택 회로(120)에 연결될 수 있다. 제2 전압 측정 회로(122)는 제2 선택 회로(120)에 의해 선택된 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2) 중 하나에 연결되어, 선택된 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2)의 제2 전압(V2)을 측정할 수 있다. 측정된 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2)의 제2 전압(V2)은 컨트롤러(300)로 제공될 수 있다.
제3 전압 측정 회로(132)는 제3 선택 회로(130)에 연결될 수 있다. 제3 전압 측정 회로(132)는 제3 선택 회로(130)에 의해 선택된 제3 배터리(BAT3) 또는 제3 커패시터(C3) 중 하나에 연결되어, 선택된 제3 배터리(BAT3) 또는 제3 커패시터(C3)의 제3 전압(V3)을 측정할 수 있다. 측정된 제3 배터리(BAT3) 또는 제3 커패시터(C3)의 제3 전압(V3)은 컨트롤러(300)로 제공될 수 있다.
스위칭 회로(200)는 제1 선택 회로(110)에서 선택된 제1 배터리(BAT1) 또는 제1 커패시터(C1)와, 제2 선택 회로(120)에서 선택된 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2)와, 제3 선택 회로(130)에서 선택된 제3 배터리(BAT3) 또는 제3 커패시터(C3)를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있고, 이를 이용하여 출력 전압(Vx)을 생성할 수 있다. 스위칭 회로(200)는 출력단에 연결되어 출력 전압(Vx)을 출력할 수 있다. 이하 스위칭 회로(200)의 구조는 도 2를 참조하여 자세히 설명한다.
컨트롤러(300)는 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130)에 선택 신호를 제공할 수 있다. 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130)는 선택 신호에 따라 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3) 또는 제1 내지 제3 커패시터(C1 ~ C3)를 선택할 수 있다. 선택 신호는 예를 들어, 반도체 회로(1)에 제공되는 배터리의 개수에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 회로(1)에 제공되는 배터리의 개수가 1인 경우, 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130) 중 하나의 선택 회로는 배터리를 선택하고 나머지 선택 회로는 커패시터를 선택할 수 있다. 반도체 회로(1)에 제공되는 배터리의 개수가 2인 경우, 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130) 중 두개의 선택 회로는 배터리를 선택하고 나머지 선택 회로는 커패시터를 선택할 수 있다. 반도체 회로(1)에 제공되는 배터리의 개수가 3인 경우, 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130) 모두는 배터리를 선택할 수 있다.
또한 선택 신호는 예를 들어, 방전된 배터리에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)가 제공된 반도체 회로(1)에서 제1 배터리(BAT1)가 방전된 경우, 제1 선택 회로(110)는 제1 커패시터(C1)를 선택할 수 있고, 제2 선택 회로(120)는 제2 배터리(BAT2)를 선택할 수 있고 제3 선택 회로(130)는 제3 배터리(BAT3)를 선택할 수 있다.
컨트롤러(300)는 제1 내지 제3 전압 측정 회로(112, 122, 132)에서 측정된 전압을 비교하여 비교 결과를 생성할 수 있다. 컨트롤러(300)는 반도체 회로(1)에 제공되는 배터리의 개수와 상기 생성된 비교 결과와 반도체 회로(1)에 요구되는 출력 전압을 기초로 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130)에서 선택된 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3) 또는 제1 내지 제3 커패시터(C1 ~ C3)의 연결 관계를 결정할 수 있다. 여기서 요구되는 출력 전압은 반도체 회로(1)가 포함된 전자 장치에 있어서, 전자 장치가 요구하는 출력 전압을 의미할 수 있다.
컨트롤러(300)는 결정된 연결 관계를 포함하는 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다. 스위칭 회로(200)는 제어 신호에 따라 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130)에서 선택된 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3) 또는 제1 내지 제3 커패시터(C1 ~ C3)를 병렬 또는 직렬로 결정된 시간 동안 연결될 수 있다. 연결 관계는 상기 컨트롤러(300)에서 생성된 비교 결과에 따라 조절될 수 있다. 따라서 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로는 배터리의 연결 관계가 정해져 있지 않고 배터리의 개수와 요구 출력 전압과 배터리의 전압에 따라 배터리의 연결 관계가 조절될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130), 제1 내지 제3 전압 측정 회로(112, 122, 132), 스위칭 회로(200) 및 컨트롤러(300)는 그 동작들을 개념적으로 구별하여 설명하기 위해 다른 블록으로 표현하였으나, 그 의미가 별개의 회로로 구현된다는 것은 아니다. 즉, 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130), 제1 내지 제3 전압 측정 회로(112, 122, 132), 스위칭 회로(200) 및 컨트롤러(300)는 하나의 단일 회로로 구현될 수도 있고, 복수의 회로로 구현될 수도 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 스위칭 회로(200)는 입력단에 접지 전압이 연결되고, 출력단에 인덕터(L)와 연결될 수 있다. 스위칭 회로(200)는 출력단으로 출력 전압(Vx)을 출력할 수 있다. 출력단은 인덕터(L)와 커패시터(C)를 포함하는 로우 패스 필터(Low Pass Filter, LPF)에 연결될 수 있다. 로우 패스 필터는 출력단으로 출력되는 출력 전압(Vx)의 고주파 성분을 필터링할 수 있다. 따라서 출력 전압(Vx)의 저주파 성분이 최종 전압(VOUT) 또는 최종 전류(Io)로 출력될 수 있다.
스위칭 회로(200)는 제1 내지 제6 스위치(SW1 ~ SW6)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(SW1)는 제1 선택 회로(110)에서 선택된 제1 배터리(BAT1) 또는 제1 커패시터(C1)의 음극과, 제2 선택 회로(120)에서 선택된 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2)의 음극에 연결될 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 제1 선택 회로(110)에서 선택된 제1 배터리(BAT1) 또는 제1 커패시터(C1)의 양극과, 제2 선택 회로(120)에서 선택된 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2)의 음극에 연결될 수 있다. 제3 스위치(SW3)는 제2 선택 회로(120)에서 선택된 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2)의 음극과, 제3 선택 회로(130)에서 선택된 제3 배터리(BAT3) 또는 제3 커패시터(C3)의 음극에 연결될 수 있다. 제4 스위치(SW4)는 제1 선택 회로(110)에서 선택된 제1 배터리(BAT1) 또는 제1 커패시터(C1)의 양극과 제2 선택 회로(120)에서 선택된 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2)의 양극에 연결될 수 있다. 제5 스위치(SW5)는 제2 선택 회로(120)에서 선택된 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2)의 양극과, 제3 선택 회로(130)에서 선택된 제3 배터리(BAT3) 또는 제3 커패시터(C3)에 연결될 수 있다. 제6 스위치(SW6)는 제2 선택 회로(120)에서 선택된 제2 배터리(BAT2) 또는 제2 커패시터(C2)의 양극과, 제3 선택 회로(130)에서 선택된 제3 배터리(BAT3) 또는 제3 커패시터(C3)의 양극에 연결될 수 있다. 제3 배터리(BAT3)의 양극은 출력단에 연결될 수 있다. 스위칭 회로(200)는 제1 내지 제6 스위치(SW1 ~ SW6)를 온오프하여 선택된 배터리(BAT1 ~ BAT3) 또는 커패시터(C1 ~ C3)를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다.
따라서 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로(1)는 배터리의 연결 관계를 변경할 수 있어, 배터리의 연결 관계의 유연성(flexibility)을 가질 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 반도체 회로(1)는 3개의 배터리(BAT1 ~ BAT3)가 제공될 수 있고, 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130)는 모두 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)를 선택할 수 있다.
스위칭 회로(200)는 컨트롤러(300)로부터 제공된 제어 신호에 따라 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)를 직렬로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치(SW2)와 제5 스위치(SW5)는 온 상태이고, 제1 스위치(SW1), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4) 및 제6 스위치(SW6)는 오프 상태일 수 있다.
도 3을 참조하면, 스위칭 회로(200)는 컨트롤러(300)로부터 제공된 제어 신호에 따라 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)를 병렬로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(SW1), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4) 및 제6 스위치(SW6)는 온 상태이고, 제2 스위치(SW2)와 제5 스위치(SW5)는 오프 상태일 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3의 반도체 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 전압 측정 회로(112)는 제1 배터리의 제1 전압(V1)을 측정할 수 있고, 제2 전압 측정 회로(122)는 제2 배터리의 제2 전압(V2)을 측정할 수 있고 제3 전압 측정 회로(132)는 제3 배터리의 제3 전압(V3)을 측정할 수 있다. 측정된 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)은 컨트롤러(300)로 제공될 수 있다.
컨트롤러(300)는 측정된 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)의 크기를 비교할 수 있고, 비교 결과를 생성할 수 있다. 컨트롤러(300)는 비교 결과를 기초로 하여 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)의 연결 관계를 결정할 수 있다. 컨트롤러(300)는 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3) 중 가장 낮은 크기의 전압을 가지는 배터리의 연결이 끊긴 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)의 연결 관계가 포함된 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 제3 전압(V3)은 제2 전압(V2)과 제1 전압(V1)보다 클 수 있다. 제3 전압(V3)과 제2 전압(V2)의 크기 차이는 임의의 설정 전압보다 클 수 있다. 임의의 설정 전압은 반도체 회로(1)마다 상이하게 설정될 수 있다. 임의의 설정 전압은 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)이 서로 동일하다고 볼 수 있는 범위 내의 값을 의미할 수 있다.
이 때, 컨트롤러(300)는 제3 배터리(BAT3)만을 이용하여 반도체 회로(1)가 구동되도록 스위칭 회로(200)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(300)는 제1 배터리(BAT1)와 제2 배터리(BAT2)의 연결을 끊고 제3 배터리(BAT3)를 출력단에 연결하는 연결 관계를 포함하는 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다.
이에 따라 스위칭 회로(200)는 제1 스위치(SW1)와 제3 스위치(SW3)를 온 상태로 변경하고, 제2 스위치(SW2)와 제4 스위치(SW4)와 제5 스위치(SW5)와 제6 스위치(SW6)를 오프 상태로 변경할 수 있다. 반도체 회로(1)는 제3 배터리(BAT3)를 이용하여 출력 전압(Vx)을 생성할 수 있다.
그 후, 컨트롤러(300)는 측정된 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)의 크기를 비교하여 제3 전압(V3)이 제1 전압(V1) 또는 제2 전압(V2) 이하가 되면, 요구 출력 전압과 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)을 토대로 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)의 연결 관계를 결정할 수 있다. 컨트롤러(300)는 결정된 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)의 연결 관계가 포함된 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다. 스위칭 회로(200)는 제어 신호에 따라 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)를 변경할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제3 전압(V3)은 제2 전압(V2)과 제1 전압(V1)보다 클 수 있다. 제3 전압(V3)과 제2 전압(V2)의 크기 차이는 임의의 설정 전압보다 작을 수 있다. 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)의 크기 차이는 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)이 서로 동일하다고 볼 수 있는 범위 내의 값을 가질 수 있다.
이 때, 컨트롤러(300)는 제1 배터리(BAT1)와 제2 배터리(BAT2)를 이용하여 반도체 회로(1)가 구동하도록 스위칭 회로(200)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(300)는 제1 배터리(BAT1)의 연결을 끊고 제2 배터리(BAT2)와 제3 배터리(BAT3)를 출력단에 연결하는 연결 정보를 포함하는 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다.
이에 따라 스위칭 회로(200)는 제1 스위치(SW1)와 제3 스위치(SW3)와 제6 스위치(SW6)를 온 상태로 변경하고, 제2 스위치(SW2)와 제4 스위치(SW4)와 제5 스위치(SW5)를 오프 상태로 변경할 수 있다. 반도체 회로(1)는 제2 배터리(BAT2)와 제3 배터리(BAT3)를 이용하여 출력 전압(Vx)을 생성할 수 있다.
그 후, 컨트롤러(300)는 측정된 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)의 크기를 비교하여 제2 전압(V2) 또는 제3 전압(V3)이 제1 전압(V1) 이하가 되면, 요구 출력 전압과 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)을 토대로 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)의 연결 관계를 결정할 수 있다. 컨트롤러(300)는 결정된 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)의 연결 관계가 포함된 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다. 스위칭 회로(200)는 제어 신호에 따라 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)를 변경할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로(1)는 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)가 연결되어 동작할 수 있다. 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)는 각각의 용량 편차, 다른 전기화학적 특성 등 여러 요인으로 인해 전압의 불균형이 존재할 수 있다. 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3) 중 특정 배터리의 전압이 과방전된 경우, 특정 배터리의 성능을 저하시킬 뿐만 아니라 전체 배터리를 열화시키고 단축시킬 수 있다. 또한, 하나의 배터리만 방전되더라도, 반도체 회로의 동작이 불가능해지고 방전되지 않은 배터리의 사용도 불가능해질 수 있다.
하지만, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로(1)는 제1 배터리의 제1 전압(V1), 제2 배터리의 제2 전압(V2) 및 제3 배터리의 제3 전압(V3)을 측정하고, 측정된 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)에 기초하여 스위칭 회로(200)를 제어할 수 있고, 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)의 셀 전압을 맞추는 셀 밸런싱이 수행될 수 있다. 따라서 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)를 효율적으로 사용할 수 있으며, 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)의 수명이 증가될 수 있다. 또한 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)를 효율적으로 사용하여 안정적인 출력 전압을 제공할 수 있으므로 본 반도체 회로가 적용되는 반도체 장치를 보다 안정적으로 사용할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 몇몇 다른 실시예에 따른 반도체 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 6을 참조하면 본 발명의 몇몇 다른 실시예에 따른 반도체 회로(1)는, 2개의 배터리(BAT1, BAT3)가 제공될 수 있고, 제1 선택 회로(110)는 제1 배터리(BAT1)를 선택할 수 있고, 제2 선택 회로(120)는 제2 커패시터(C2)를 선택할 수 있고, 제3 선택 회로(130)는 제3 배터리(BAT3)를 선택할 수 있다. 본 도면에서는 제1 배터리(BAT1)와 제3 배터리(BAT3)와 제2 커패시터(C2)가 선택된 것으로 도시되었지만 이에 한정되는 것은 아니며, 선택 회로(110 ~ 130)는 제공된 배터리의 개수에 따라 배터리를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 선택 회로(110)에 의해 제1 배터리(BAT1)가 선택되고 제2 선택 회로(120)에 의해 제2 배터리(BAT2)가 선택되고 제3 선택 회로(130)에 의해 제3 커패시터(C3)가 선택될 수 있다. 또는 제1 선택 회로(110)에 의해 제1 커패시터(C1)가 선택되고 제2 선택 회로(120)에 의해 제2 배터리(BAT2)가 선택되고 제3 선택 회로(130)에 의해 제3 배터리(BAT3)가 선택될 수 있다.
스위칭 회로(200)는 컨트롤러(300)로부터 제공된 제어 신호에 따라 제1 배터리(BAT1)와 제2 커패시터(C2)와 제3 배터리(BAT3)를 직렬로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치(SW2)와 제5 스위치(SW5)는 온 상태이고, 제1 스위치(SW1), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4) 및 제6 스위치(SW6)는 오프 상태일 수 있다.
도 7을 참조하면, 스위칭 회로(200)는 컨트롤러(300)로부터 제공된 제어 신호에 따라 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)를 병렬로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(SW1), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4) 및 제6 스위치(SW6)는 온 상태이고, 제2 스위치(SW2)와 제5 스위치(SW5)는 오프 상태일 수 있다.
도 8은 도 6 및 도 7의 반도체 회로의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 전압 측정 회로(112)는 제1 배터리의 제1 전압(V1)을 측정할 수 있고, 제2 전압 측정 회로(122)는 제2 커패시터의 제2 전압(V2)을 측정할 수 있고 제3 전압 측정 회로(132)는 제3 배터리의 제3 전압(V3)을 측정할 수 있다. 측정된 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)은 컨트롤러(300)로 제공될 수 있다.
컨트롤러(300)는 측정된 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)의 크기를 비교할 수 있다. 컨트롤러(300)는 제2 커패시터(C2)가 방전된 경우 제1 전압(V1)과 제3 전압(V3)의 크기를 비교할 수 있고 비교 결과를 생성할 수 있다. 컨트롤러(300)는 비교 결과를 기초로 하여 제1 배터리(BAT1)와 제2 커패시터(C2)와 제3 배터리(BAT3)의 연결 관계를 결정할 수 있다. 컨트롤러(300)는 제1 전압(V1)과 제3 전압(V3) 중 낮은 크기의 전압을 가지는 배터리의 연결이 끊긴 제1 배터리(BAT1)와 제2 커패시터(C2)와 제3 배터리(BAT3)의 연결 관계가 포함된 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다.
예를 들어, 제3 전압(V3)은 제1 전압(V1)과 제2 전압(V2)보다 클 수 있다. 컨트롤러(300)는 제3 배터리(BAT3)만을 이용하여 반도체 회로(1)가 구동되도록 스위칭 회로(200)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(300)는 제1 배터리(BAT1)의 연결을 끊고 제2 커패시터(C2)와 제3 배터리(BAT3)를 병렬로 연결하는 연결 관계를 포함하는 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다.
이에 따라 스위칭 회로(200)는 제1 스위치(SW1)와 제3 스위치(SW3)와 제6 스위치(SW6)를 온 상태로 변경하고, 제2 스위치(SW2)와 제4 스위치(SW4)와 제5 스위치(SW5)를 오프 상태로 변경할 수 있다. 반도체 회로(1)는 제3 배터리(BAT3)를 이용하여 제2 커패시터(C2)를 충전하고 출력 전압(Vx)을 생성할 수 있다.
그 후, 컨트롤러(300)는 측정된 제2 전압(V2)과 제3 전압(V3)의 크기를 비교하여 제2 전압(V2)이 제3 전압(V3)과 동일해지면, 요구 출력 전압과 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)을 토대로 제1 배터리(BAT1)와 제2 커패시터(C2)와 제3 배터리(BAT3)의 연결 관계를 결정할 수 있다. 컨트롤러(300)는 결정된 제1 내지 제3 배터리(BAT1 ~ BAT3)의 연결 관계가 포함된 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다. 스위칭 회로(200)는 제어 신호에 따라 제1 배터리(BAT1)와 제2 커패시터(C2)와 제3 배터리(BAT3)를 변경할 수 있다. 즉, 스위칭 회로(200)는 제2 배터리(BAT2) 대신 제2 커패시터(C2)를 이용하여 출력 전압(Vx)을 생성할 수 있다.
그 후, 제2 커패시터(C2)가 다시 방전되면, 제2 커패시터(C2)는 제1 전압(V1)과 제3 전압(V3) 중 높은 크기의 전압을 갖는 배터리에 연결되어 충전될 수 있다.
따라서, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로(1)는 3개의 배터리가 아닌 2개의 배터리와 1개의 커패시터를 이용하여 본 반도체 회로(1)가 적용된 전자 장치의 출력 전압을 생성할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 몇몇 다른 실시예들에 따른 반도체 회로를 설명하기 위한 회로도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 몇몇 다른 실시예들에 따른 반도체 회로(1)는 1개의 배터리(BAT3)가 제공될 수 있고, 제1 선택 회로(110)는 제1 커패시터(C1)를 선택할 수 있고, 제2 선택 회로(120)는 제2 커패시터(C2)를 선택할 수 있고, 제3 선택 회로(130)는 제3 배터리(BAT3)를 선택할 수 있다. 본 도면에서는 제3 배터리(BAT3)와 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)가 선택된 것으로 도시되었지만 이에 한정되는 것은 아니며, 선택 회로(110 ~ 130)는 제공된 배터리의 개수에 따라 배터리를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제1 선택 회로(110)에 의해 제1 배터리(BAT1)가 선택되고 제2 선택 회로(120)에 의해 제2 커패시터(C2)가 선택되고 제3 선택 회로(130)에 의해 제3 커패시터(C3)가 선택될 수 있다. 또는 제1 선택 회로(110)에 의해 제1 커패시터(C1)가 선택되고 제2 선택 회로(120)에 의해 제2 배터리(BAT2)가 선택되고 제3 선택 회로(130)에 의해 제3 커패시터(C3)가 선택될 수 있다.
제1 전압 측정 회로(112)는 제1 커패시터의 제1 전압(V1)을 측정할 수 있고, 제2 전압 측정 회로(122)는 제2 커패시터의 제2 전압(V2)을 측정할 수 있고 제3 전압 측정 회로(132)는 제3 배터리의 제3 전압(V3)을 측정할 수 있다. 측정된 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)은 컨트롤러(300)로 제공될 수 있다.
컨트롤러(300)는 측정된 제1 내지 제3 전압(V1 ~ V3)과 요구 출력 전압을 기초로 하여 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)와 제3 배터리(BAT3)의 연결 관계를 결정할 수 있다. 컨트롤러(300)는 결정된 연결 관계가 포함된 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다.
스위칭 회로(200)는 제어 신호에 따라 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)와 제3 배터리(BAT3)를 연결할 수 있다. 스위칭 회로(200)는 컨트롤러(300)로부터 제공된 제어 신호에 따라 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)와 제3 배터리(BAT3)를 병렬로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(SW1), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4) 및 제6 스위치(SW6)는 온 상태이고, 제2 스위치(SW2)와 제5 스위치(SW5)는 오프 상태일 수 있다. 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)는 제3 배터리(BAT3)에 병렬로 연결되어 충전될 수 있다.
도 10을 참조하면, 컨트롤러(300)는 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)가 충전되면, 요구 출력 전압을 기초로 하여 제1 커패시터(C1)와 제2 커패시터(C2)와 제3 배터리(BAT3)의 연결 관계를 결정할 수 있고, 연결 관계가 포함된 제어 신호를 스위칭 회로(200)에 제공할 수 있다.
스위칭 회로(200)는 제어 신호에 따라 충전된 제1 커패시터(C1) 및/또는 충전된 제2 커패시터(C2)는 제3 배터리(BAT3)와 직렬로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제2 스위치(SW2)와 제5 스위치(SW5)는 온 상태이고 제1 스위치(SW1)와 제3 스위치(SW3)와 제4 스위치(SW4)와 제6 스위치(SW6)는 오프 상태일 수 있다. 충전된 제1 커패시터(C1) 및/또는 충전된 제2 커패시터(C2)는 제3 배터리(BAT3)와 직렬로 연결되어 출력 전압(Vx)을 생성할 수 있고 방전될 수 있다.
따라서, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로(1)는 3개의 배터리가 아닌 1개의 배터리와 2개의 커패시터를 이용하여 본 반도체 회로(1)가 적용된 전자 장치의 출력 전압을 생성할 수 있다.
일반적으로 배터리의 개수와 연결 관계에 따라 배터리의 후단에 연결되는 컨버터가 결정될 수 있다. 예를 들어, 입력 전압을 그보다 낮은 전압으로 변환하는 벅 컨버터(Buck Converter), 입력 전압을 그보다 높은 전압으로 승압하는 부스트 컨버터(Boost Converter), 입력 전압을 그보다 낮은 전압 또는 그보다 높은 전압으로 변환하는 벅-부스트 컨버터(Buck-boost Converter) 등과 같은 컨버터가 배터리의 후단에 연결될 수 있다. 이로 인해 배터리를 포함하는 회로의 구조가 복잡해지고, 배터리의 개수와 연결 관계에 따라 컨버터의 구조가 달라질 수 있다.
하지만 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로(1)는 제1 내지 제3 선택 회로(110, 120, 130)에 의해 배터리가 선택되지 않은 자리에 커패시터가 연결될 수 있고, 스위칭 회로(200)에 의해 배터리의 연결 관계를 조절할 수 있으므로, 반도체 회로(1)에 입력되는 배터리의 개수와 배터리의 연결 관계에 따라 컨버터의 구조가 상이해지지 않는다. 따라서, 구조가 복잡하지 않고, 배터리의 개수 및 연결 관계에 상관없이 원하는 출력 전압(Vx)을 생성할 수 있다.
또한 예를 들어, 전자 장치가 3개의 배터리를 필요로 하나 2개의 배터리만 제공된 경우, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로(1)는 2개의 배터리와 1개의 커패시터를 이용하여 출력 전압(Vx)을 생성할 수 있다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 네트워크 환경(1000) 내의 전자 장치(1101)는, 네트워크 환경(1000)에서 전자 장치(1101)는 예를 들어 근거리 무선 통신과 같은 제 1 네트워크(1198) 를 통하여 전자 장치(1102)와 통신하거나, 또는 예를 들어 원거리 무선 통신과 같은 제 2 네트워크(1199) 를 통하여 전자 장치(1104) 또는 서버(1108)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1101)는 서버(1108)를 통하여 전자 장치(1104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(1101)는 프로세서(1120), 어플리케이션(1146), 미들 웨어(1144), 운영 체제(1142)를 포함하는 프로그램(1140)이 저장된 메모리(1130), 입력 장치(1150), 음향 출력 장치(1155), 터치 스크린 디스플레이와 같은 표시 장치(1160), 오디오 모듈(1170), 센서 모듈(1176), 인터페이스(1177), 햅틱 모듈(1179), 카메라 모듈(1180), 전력 관리 모듈(1188), 배터리(1189), 무선 통신 모듈(1192)과 유선 통신 모듈(1194)을 포함하는 통신 모듈(1190), 가입자 식별 모듈(1196), 및 안테나 모듈(1197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 전자 장치(1101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시 예에서는, 표시 장치(1160)에 임베디드된 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서와 같은 센서 모듈(1176)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
이 때, 전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(1101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다. 배터리(1189)는 전자 장치(1101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지를 포함할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 반도체 회로는 배터리(1189)와 전력 관리 모듈(1188)에 포함될 수 있다.
프로세서(1120)는, 예를 들면, 소프트웨어를 구동하여 프로세서(1120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(1120)는 다른 구성요소로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1132)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1134)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(1120)는 메인 프로세서(1121), 예를 들어 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서, 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(1121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(1123)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(1123)는 메인 프로세서(1121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
전자 장치(1101)는 예를 들어, 스마트 폰과 같은 휴대용 통신 장치, 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 1차 전지가 사용되는 전자 장치에 적용될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 제1 선택 회로 112: 제1 전압 측정 회로
120: 제2 선택 회로 122: 제2 전압 측정 회로
130: 제3 선택 회로 132: 제3 전압 측정 회로
200: 스위칭 회로 300: 컨트롤러

Claims (10)

  1. 제1 배터리와 제1 커패시터 중 하나를 선택하는 제1 선택 회로;
    제2 배터리와 제2 커패시터 중 하나를 선택하는 제2 선택 회로;
    상기 제1 선택 회로에 의해 선택된 상기 제1 배터리 또는 상기 제1 커패시터의 제1 전압을 측정하고, 상기 제2 선택 회로에 의해 선택된 상기 제2 배터리 또는 상기 제2 커패시터의 제2 전압을 측정하는 전압 측정 회로;
    상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 비교하여 비교 결과를 생성하는 컨트롤러; 및
    요구 출력 전압을 제공받고, 상기 비교 결과를 기초로, 상기 제1 선택 회로에 의해 선택된 상기 제1 배터리 또는 상기 제1 커패시터와 상기 제2 선택 회로에 의해 선택된 상기 제2 배터리 또는 상기 제2 커패시터를 직렬 또는 병렬로 연결하여, 출력단으로 출력 전압을 제공하는 스위칭 회로를 포함하는 반도체 회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 선택 회로는, 제공되는 배터리의 개수를 포함하는 선택 신호를 제공받고, 상기 선택 신호에 따라 상기 제1 배터리를 선택하고,
    상기 제2 선택 회로는, 상기 선택 신호를 제공받고, 상기 선택 신호에 따라 상기 제2 커패시터를 선택하고,
    상기 제공되는 배터리의 개수는 상기 제1 배터리의 개수와 동일한 반도체 회로.
  3. 제 1항에 있어서,
    제3 배터리를 선택하는 제3 선택 회로를 더 포함하고,
    상기 제1 선택 회로는 상기 제1 배터리를 선택하고, 상기 제2 선택 회로는 상기 제2 배터리를 선택하고,
    상기 전압 측정 회로는, 상기 제1 배터리의 상기 제1 전압을 측정하고, 상기 제2 배터리의 상기 제2 전압을 측정하고, 상기 제3 배터리의 제3 전압을 측정하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압과 상기 제3 전압을 비교하여 상기 비교 결과를 생성하고,
    상기 스위칭 회로는, 상기 비교 결과를 기초로 하여 상기 제1 배터리와 상기 제2 배터리를 상기 출력단에 연결하지 않고, 상기 제3 배터리를 상기 출력단에 연결하는 반도체 회로.
  4. 제 1항에 있어서,
    제3 배터리를 선택하는 제3 선택 회로를 더 포함하고,
    상기 제1 선택 회로는 상기 제1 배터리를 선택하고, 상기 제2 선택 회로는 상기 제2 배터리를 선택하고,
    상기 전압 측정 회로는, 상기 제1 배터리의 상기 제1 전압을 측정하고, 상기 제2 배터리의 상기 제2 전압을 측정하고, 상기 제3 배터리의 제3 전압을 측정하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압과 상기 제3 전압을 비교하여 상기 비교 결과를 생성하고,
    상기 스위칭 회로는, 상기 비교 결과를 기초로 하여 상기 제1 배터리를 상기 출력단에 연결하지 않고, 상기 제2 배터리와 상기 제3 배터리를 상기 출력단에 연결하는 반도체 회로.
  5. 제 1항에 있어서,
    제3 커패시터를 선택하는 제3 선택 회로를 더 포함하고,
    상기 제1 선택 회로는, 상기 제1 배터리를 선택하고,
    상기 제2 선택 회로는, 상기 제2 배터리를 선택하고,
    상기 전압 측정 회로는, 상기 제1 배터리의 상기 제1 전압을 측정하고, 상기 제2 배터리의 상기 제2 전압을 측정하고, 상기 제3 커패시터의 제3 전압을 측정하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압과 상기 제3 전압을 비교하여 상기 비교 결과를 생성하고,
    상기 스위칭 회로는, 상기 비교 결과를 기초로 하여 상기 제2 배터리를 상기 출력단에 연결하지 않고, 상기 제1 배터리와 상기 제3 커패시터를 병렬로 연결하여 상기 제3 커패시터를 충전하는 반도체 회로.
  6. 제 1항에 있어서,
    제3 배터리 또는 제3 커패시터 중 하나를 선택하는 제3 선택 회로를 더 포함하고,
    상기 스위칭 회로는,
    상기 제1 선택 회로에 의해 선택된 상기 제1 배터리 또는 상기 제1 커패시터의 음극과 상기 제2 선택 회로에 의해 선택된 상기 제2 배터리 또는 상기 제2 커패시터의 음극에 연결된 제1 스위치와,
    상기 제1 선택 회로에 의해 선택된 상기 제1 배터리 또는 상기 제1 커패시터의 양극과 상기 제2 선택 회로에 의해 선택된 상기 제2 배터리 또는 상기 제2 커패시터의 음극에 연결된 제2 스위치와,
    상기 제2 선택 회로에 의해 선택된 상기 제2 배터리 또는 상기 제2 커패시터의 음극과 상기 제3 선택 회로에 의해 선택된 상기 제3 배터리 또는 상기 제3 커패시터의 음극에 연결된 제3 스위치와,
    상기 제1 선택 회로에 의해 선택된 상기 제1 배터리 또는 상기 제1 커패시터의 양극과 상기 제2 선택 회로에 의해 선택된 상기 제2 배터리 또는 상기 제2 커패시터의 양극에 연결된 제4 스위치와,
    상기 제2 선택 회로에 의해 선택된 상기 제2 배터리 또는 상기 제2 커패시터의 양극과 상기 제3 선택 회로에 의해 선택된 상기 제3 배터리 또는 상기 제3 커패시터의 음극에 연결된 제5 스위치와,
    상기 제2 선택 회로에 의해 선택된 상기 제2 배터리 또는 상기 제2 커패시터의 양극과 상기 제3 선택 회로에 의해 선택된 상기 제3 배터리 또는 상기 제3 커패시터의 양극에 연결된 제6 스위치를 포함하는 반도체 회로.
  7. 제 1항에 있어서,
    제3 커패시터를 선택하는 제3 선택 회로를 더 포함하고,
    상기 제1 선택 회로는 상기 제1 배터리를 선택하고, 상기 제2 선택 회로는 상기 제2 커패시터를 선택하고,
    상기 전압 측정 회로는, 상기 제1 배터리의 상기 제1 전압을 측정하고, 상기 제2 커패시터의 상기 제2 전압을 측정하고, 상기 제3 커패시터의 제3 전압을 측정하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압과 상기 제3 전압을 비교하여 상기 비교 결과를 생성하고,
    상기 스위칭 회로는,
    상기 비교 결과를 기초로 하여 상기 제1 배터리와 상기 제2 커패시터를 병렬로 연결하여 상기 제2 커패시터를 충전하고, 상기 제1 배터리와 상기 제3 커패시터를 병렬로 연결하여 상기 제3 커패시터를 충전하고,
    상기 제2 전압과 상기 제3 전압이 상기 제1 전압과 동일하면, 상기 제2 커패시터와 상기 제3 커패시터와 상기 제1 배터리를 직렬 또는 병렬로 연결하는 반도체 회로.
  8. 복수의 배터리;
    상기 복수의 배터리를 직렬 또는 병렬로 연결하는 스위칭 회로;
    상기 복수의 배터리 각각의 전압을 측정하는 전압 측정 회로; 및
    요구 출력 전압을 제공받고, 상기 복수의 배터리의 개수와 상기 측정된 복수의 배터리 각각의 전압을 기초로, 상기 복수의 배터리의 직렬 또는 병렬 연결 상태를 결정하고, 상기 결정된 연결 상태에 따라 상기 복수의 배터리를 직렬 또는 병렬 연결을 결정하는 제어 신호를 상기 스위칭 회로에 제공하는 컨트롤러를 포함하는 반도체 회로.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 측정된 복수의 배터리 각각의 전압을 비교하고, 상기 측정된 복수의 배터리 각각의 전압 중 가장 낮은 전압의 배터리는 다른 배터리와 연결하지 않는 반도체 회로.
  10. 제1 배터리;
    상기 제1 배터리와 다른 제2 배터리;
    상기 제1 및 제2 배터리를 직렬 또는 병렬로 연결하는 스위칭 회로; 및
    상기 제1 배터리가 방전되면, 상기 제1 배터리 대신 제1 커패시터를 상기 제2 배터리에 연결하는 선택 회로를 포함하고,
    상기 스위칭 회로는, 상기 제1 커패시터의 전압에 따라 상기 제1 커패시터와 상기 제2 배터리를 직렬 또는 병렬로 연결하고,
    상기 제1 커패시터는, 상기 제2 배터리에 병렬로 연결되어 충전되고, 상기 제2 배터리와 직렬로 연결되어 방전되는 반도체 회로.
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