KR20220124932A - 전자 장치 및 전자 장치의 충전 제어 방법 - Google Patents

전자 장치 및 전자 장치의 충전 제어 방법 Download PDF

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Abstract

다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전력을 공급하는 배터리 셀(cell), 배터리 셀과 연결된 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로, 배터리 셀 및 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로를 포함하는 배터리 팩(pack), 배터리 팩과 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 외부 전원에 의해 배터리 팩이 충전되는 경우, 배터리 팩의 전압이 미리 설정된 제1전압 이상이 될 때까지 모니터링하고, 모니터링 과정에서 배터리 팩의 전압의 지정된 설정 값 이상의 전압 변동 발생 횟수를 측정하고, 측정된 배터리 팩의 전압, 전압 변동 발생 횟수에 기초하여 배터리 셀의 전압 구간을 판단하고 및 배터리 셀의 전압 구간에 기초하여 배터리 셀의 전압을 예측하도록 설정될 수 있다.

Description

전자 장치 및 전자 장치의 충전 제어 방법 {ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR CHARGING THEREOF}
본 문서의 다양한 실시예들은 전자 장치에 관한 것이며, 예를 들어 배터리 cell과 배터리 보호 회로로 구성된 배터리를 사용하는 전자 장치 및 전자 장치의 충전 방법에 대한 것이다.
일반적으로, 전자 장치의 전원으로 사용되는 배터리 팩은 배터리 셀과 배터리 보호 회로(protection circuit module)가 결합되는 구조를 포함할 수 있다. 배터리 셀은 양극 시트와 음극 시트로 이루어지는 전극 적층 유닛이 금속 케이스 또는 파우치 내에 수용된 형태를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로는 배터리의 폭발 및 과충전을 방지하기 위한 것으로 배터리 셀의 단자들에 연결될 수 있다.
배터리 보호 회로는 Discharging FET와 Charging FET로 구성될 수 있다. 배터리 보호 회로는 특정 전압 이상에서는 Charging FET를 open하고, 특정 전압 이하에서는 Discharging FET를 open하여 배터리를 보호할 수 있다.
배터리 팩 전압(Vpack)은 배터리 Cell 전압(Vcell)과 배터리 보호회로 전압(Vpcm1, Vpcm2)의 합으로 결정될 수 있다. Discharging FET 2개가 모두 OPEN 되어있는 저전압 상태의 배터리양단에 해당 전압 이상의 전압을 가하게 되면 Vcell 전압이 상승하게 되는데, OPEN 되어있는 보호회로에 흐르는 전류로 인하여 FET diode drop 만큼의 전압이 Vcell 전압에 더해져 Vpack에서 확인될 수 있다. 전압이 올라감에 따라 PCM의 discharging FET가 close 될 수 있으며, 두 개의 discharging FET가 모두 close되면 Vpack(배터리 팩 전압)은 Vcell(배터리 셀 전압)과 동일한 전압이 될 수 있다.
두 개의 discharging FET가 모두 close된 고전압 구간과는 달리 배터리 보호 회로의 FET이 모두 open 되어있는 저전압 구간에서 충전 시 charger에서 참고한 Vpack (배터라 팩 전압)이 실제 Vcell (배터리 셀 전압)과 같지 않을 수 있다. 이로 인해 실제 배터리 cell 전압을 정확히 알기 어려울 수 있어 정확한 충전 동작 구현이 불가할 수 있다. 즉, 충전 차단이 필요한 배터리의 저전압 범위에서 충전 차단을 하지 못하는 현상이 발생할 수 있다. 또한, 실제 배터리 cell 전압과 측정된 pack 전압이 달라 충전 동작 설계에 제한을 받을 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예에 따르면, 실제 배터리 cell 전압을 판단하는 알고리즘을 통하여 정확한 배터리 cell 전압을 알 수 있다. 정확한 배터리 cell 전압을 바탕으로 충전 동작을 설계하는 경우 설계 제한을 극복할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전력을 공급하는 배터리 셀(cell), 배터리 셀과 연결된 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로, 배터리 셀 및 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로를 포함하는 배터리 팩(pack), 배터리 팩과 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 외부 전원에 의해 배터리 팩이 충전되는 경우, 배터리 팩의 전압이 미리 설정된 제1전압 이상이 될 때까지 모니터링하고, 모니터링 과정에서 배터리 팩의 전압의 지정된 설정 값 이상의 전압 변동 발생 횟수를 측정하고, 측정된 배터리 팩의 전압, 전압 변동 발생 횟수에 기초하여 배터리 셀의 전압 구간을 판단하고 및 배터리 셀의 전압 구간에 기초하여 배터리 셀의 전압을 예측하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 전자 장치의 충전 방법은 배터리 팩의 전압을 모니터링하는 동작, 배터리 셀의 전압 구간을 판단하는 동작 및 배터리 셀의 전압 구간에 따라 배터리 셀의 전압을 예측하는 동작을 포함하며, 배터리 셀의 전압 구간을 판단하는 동작은 배터리 팩의 전압을 모니터링하며 지정된 설정 값 이상의 전압 변동의 발생 횟수를 측정하는 동작 및 지정된 설정 값 이상의 전압 변동 발생 횟수에 따라 배터리 셀의 전압 구간을 분류하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 cell 전압을 직접적으로 측정하기 어려운 배터리 팩 구조에서 배터리 팩 전압을 이용하여 실제 배터리 cell 전압 구간을 판단할 수 있다. 이를 통하여 충전 동작이나 안전성이 보장되지 않은 저전압 구간에서의 충전 차단 동작을 보다 정확하게 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 노후화나 장기간의 방전으로 인하여 충전 보증 범위 이하로 배터리 cell 특성이 열화된 배터리에 대하여 빠른 충전 차단과 같은 보호 동작을 구현할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블록도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 배터리 구조를 나타낸 회로도이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 배터리 셀(312)의 전압 예측 과정을 블록도로 나타낸 것이다.
도 6a 내지 도 6c는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 충전과정에서 배터리 셀 전압에 따른 배터리 팩전압의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7a 내지 도 7c는 다양한 실시예에 따른 전압 구간에 따른 배터리 팩(310) 전압과 배터리 셀(312) 전압의 값을 정리한 표이다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(300)의 충전 방법에 있어서, 정확한 배터리 셀(312) 전압을 구하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 충전 방법을 나타낸 순서도이다.
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) 중 적어도 하나와 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 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 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: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 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. 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 저장하고, 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) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 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: 디스플레이 모듈(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. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(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 모듈(150)은, 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 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(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. 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 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 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 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 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 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 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 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 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 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, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 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 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 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.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블록도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일실시예에 따르면, 충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(101)와, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(220)는, 예를 들면, 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다. 전력 게이지(230)는 배터리(189)에 대한 사용 상태 정보(예: 배터리(189)의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전 회로(210), 전압 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 결정할 수 있다. 전력 관리 모듈(188)은 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 정상 또는 이상 여부를 판단할 수 있다. 배터리(189)의 상태가 이상으로 판단되는 경우, 전력 관리 모듈(188)은 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.
배터리(189)는, 일실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)은, 추가적으로 또는 대체적으로, 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 포함하는 다양한 기능들을 수행할 수 있는 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 센서 모듈(276) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서), 전력 게이지(230), 또는 전력 관리 모듈(188)을 이용하여 측정될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(140)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
다양한 실시예에 따르면 전자 장치(300)(예: 전자 장치(101))는 배터리 팩(310)(예: 배터리(189)), 프로세서(320)(예: 프로세서(120)) 및 메모리(330)(예: 메모리(140))를 포함할 수 있다. 배터리 팩(310)은 배터리 셀(312) 및 배터리 보호 회로(314)를 더 포함할 수 있으며, 도시된 구성 중 일부가 생략 또는 치환 될 수도 있다. 전자 장치(300)는 도 1의 전자 장치(101)의 구성 및/또는 기능 중 적어도 일부를 더 포함할 수 있다. 도시된(또는 도시되지 않은) 전자 장치(300)의 각 구성 중 일부는 상호 작동적으로(operatively), 기능적으로(functionally) 및/또는 전기적으로 (electrically) 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(314)(protection circuit module)는 과전압 방지(over voltage protection, OVP) 기능, 저전압 방지(under voltage protection, UVP) 기능, 저전압 방지(under voltage protection, UVP) 기능, 또는 단락 보호 기능을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(314)의 구조 및 동작에 대해서는 도 4에서 상세히 설명할 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 팩(310)의 전압은 배터리 셀(312)의 전압과 배터리 보호 회로(314) 내부 전압의 합으로 결정될 수 있다. 배터리 팩(310)은 배터리 셀(312)과 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로(314)를 포함할 수 있다. 전자 장치(300)의 배터리(예: 도 2의 배터리(189))는 배터리 팩을 포함하는 형태로 구성될 수 있다. 또한, 배터리(189)의 충전은 배터리 팩(310)을 충전하는 형태로 이뤄질 수 있다. 배터리 팩(310)의 전압은 배터리 보호 회로(314)의 전압으로 인하여 배터리 셀(312)의 전압과 달라질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 저전압 범위의 충천 차단 동작과 같은 배터리 팩(310)의 충전 동작은 배터리 셀(312)의 전압을 기준으로 결정될 수 있다. 충전 동작을 위해서는 배터리 셀(312)의 전압 측정이 필요할 수 있으나, 배터리(189)의 내부 회로 구조로 인하여 직접 배터리 셀(312)의 전압을 측정하기는 상대적으로 어려울 수 있다. 이로 인해 사용자는 측정이 비교적 용이한 배터리 팩(310)의 전압을 활용할 수 있으나, 앞서 언급한 것처럼 배터리 팩(310)의 전압은 배터리 셀(312)의 전압과는 차이가 발생할 수 있다. 즉, 정확한 배터리 셀(312)의 전압 측정이 어려워 정확한 배터리(189)의 충전 동작 구현에도 어려움이 발생할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 저전압 범위에서 배터리 팩(310)의 충천을 차단하여 배터리 팩(310)을 보호할 수 있다. 배터리 팩(310)의 전압이 저전압에 해당하는지 판단하기 위하여 정확한 배터리 셀(312)의 전압 측정이 필요할 수 있다. 하지만 배터리(189) 또는 배터리 팩(310)의 구조상 정확한 배터리 셀(312)의 전압 측정은 어려울 수 있다. 또한, 배터리 팩(310)의 전압이 배터리 셀(312)의 전압과 다른 경우, 배터리(189)의 전압 범위를 잘못 판단하여 정확한 충전 차단 동작이 어려울 수 있다. 충전 차단 동작이 정확히 이루어지지 않을 경우, 배터리(189)의 안전성이 보장되지 않을 수 있다. 즉, 심한 경우 배터리(189)의 폭발이 일어날 수 있으며, 또는 배터리(189) 수명의 감소, 노후화가 진행될 수 있다. 이를 방지하고 정확한 충전 차단 동작을 구현하기 위해 정확한 배터리 셀(312)의 전압이 필요할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 전자 장치(300)의 각 구성 요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 수행할 수 있는 구성으로써, 하나 이상의 프로세서(320)들로 구성될 수 있다. 프로세서(320)는 도 1의 프로세서(120)의 구성 및/또는 기능 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(320)가 전자 장치(300) 상에서 구현할 수 있는 연산 및 데이터 처리 기능에는 한정됨이 없을 것이나, 이하에서는 배터리 팩(310)의 전압 제어와 관련된 특징에 대해 상세히 설명하기로 한다. 프로세서(320)의 동작들은 메모리(330)에 저장된 인스트럭션들을 로딩(loading)함으로써 수행될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)의 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 충전 동작을 제어할 수 있다. 배터리 팩(310)의 충전 동작 및 그 필요성에 대해서는 앞서 언급한 바 있다. 프로세서(320)는 정확한 충전 동작을 구현하기 위해 배터리 셀(312)의 전압을 정확하게 측정해야 할 수 있다. 하지만, 배터리 셀(312)은 배터리 팩(310) 내부에 존재할 수 있으며, 이로 인하여 직접적인 배터리 셀(312)의 전압 측정은 어려울 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)의 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압 및 배터리 셀(312)의 전압 구간을 예측하는 알고리즘을 적용할 수 있다. 이를 통해 배터리 셀(312)의 전압을 측정하기 어려운 구조의 배터리나 전자 기기에서 배터리 보호 회로(314)의 동작 상태를 예측할 수 있다. 이러한 배터리 보호 회로(314)의 동작 상태 예측을 기반으로 배터리 셀(312)의 전압 구간을 참고한 충전 동작을 구현할 수 있다. 이러한 배터리 셀(312)의 전압 예측 과정에 대해서는 도 5 내지 도 8을 통하여 자세히 설명할 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 측정된 배터리 팩(310)의 전압 및 지정된 설정 값 이상의 전압 변동을 기록하는 메모리(330)를 포함할 수 있다. 전자 장치(300)는 하나 이상의 메모리(330)를 포함할 수 있다. 메모리(330)는 메인 메모리(main memory) 및 스토리지(storage)를 포함할 수 있다. 메인 메모리는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static RAM), 또는 SDRAM(synchronous dynamic RAM)와 같은 휘발성 메모리로 구성될 수 있다. 스토리지(storage)는 OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 배터리 구조를 나타낸 회로도이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)의 배터리 팩(310)은 배터리 셀(312) 및 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로(314)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(314)는 앞선 도 3에서 언급한 것처럼, 배터리 팩(310) 충전 시 과전압 및 저전압에서 배터리 팩(310)의 성능을 보호하기 위한 회로일 수 있다. 배터리 보호 회로(314)는 적어도 하나 이상의 FET(field effect transistor)을 포함할 수 있다.
도 4를 참고하면, 배터리 보호 회로(314) 내부에는 제1스위치(401)와 제2스위치(402)가 설치될 수 있다. 제1스위치(401) 및 제2스위치(402)는 FET(field effect transistor)의 형태를 가질 수 있으며, 배터리 보호 회로(314) 내부에서 스위치 역할을 할 수 있다. 배터리 보호 회로(314)는 적어도 하나 이상일 수 있으며, 예를 들어, 도 4의 배터리 팩(310)은 배터리 보호 회로(314)(예: 제1배터리 보호 회로(VPCM1) 및 제2배터리 보호 회로(VPCM2) )를 포함할 수 있다. 배터리 팩(310)이 과충전되는 경우, 배터리 보호 회로(314)는 전압 이상 상태를 검출할 수 있다. 이 경우 배터리 보호 회로(314)는 제1배터리 보호 회로(VPCM1)에 포함된 제1스위치(401) 및/또는 제2배터리 보호 회로(VPCM2)에 포함된 제2스위치(402)를 short시켜 배터리 팩(310)을 보호할 수 있다. 제1배터리 보호 회로(VPCM1)에 포함된 제1스위치(401)가 short되는 경우 전체 배터리 팩(310)의 전압은 제1배터리 보호 회로(VPCM1)에 흐르는 전류로 인하여 FET diode drop 전압만큼 감소할 수 있다. 제2배터리 보호 회로(VPCM2)에 포함된 제2스위치(402)가 short되는 경우 전체 배터리 팩(310)의 전압은 제2배터리 보호 회로(VPCM2)에 흐르는 전류로 인하여 FET diode drop 전압만큼 감소할 수 있다. 또한 배터리 보호 회로(314)는 방전 시 배터리 과방전에 의한 전압 이상 상태를 검출할 수 있다. 이 경우 배터리 보호 회로(314)는 제1배터리 보호 회로(VPCM1)에 포함된 제1스위치(401) 및 제2배터리 보호 회로(VPCM2)에 포함된 제2스위치(402)를 open시켜 배터리 팩(310)을 보호할 수 있다. 또한 배터리 보호 회로(314)는 배터리 내부 이상으로 과전류가 회로로 흐를 때 충전 및 방전을 중지하기 위하여 제1스위치(401) 및 제2스위치(402)를 오프시킬 수 있다. 즉, 배터리 보호 회로(314)는 배터리의 내부 단락 또는 운용 기기 고장에 따른 외부 단락으로 과전류가 흐를 때 전로를 차단할 수 있다. 전로를 차단하여 화재 및 폭발을 방지할 수 있으며, 배터리 보호 회로(314)는 제1스위치(401) 및 제2스위치(402)를 오프(off)시켜 전류를 차단할 수 있다.
배터리 팩(310)의 구조를 살펴보면, 배터리 팩(310)의 내부에 배터리 셀(312)과 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로(314)를 포함할 수 있다. 배터리 셀(312)은 배터리 팩(310)의 내부에 존재하기 때문에 구조상으로 일반적인 전압 측정 장치로는 정확한 전압을 측정하기 어려울 수 있다. 그렇기 때문에 배터리 팩(310)의 전압을 측정하여, 이를 기반으로 전자 장치의 충전 동작을 제어할 수 있다. 그러나, 배터리 보호 회로(314) 내부의 FET(예: 제1스위치(401) 및/또는 제2스위치(402))은 diode drop 만큼 전압을 모을 수 있다. 배터리 팩(310)의 전압은 배터리 셀(312)의 전압 뿐 아니라 내부 FET의 diode drop만큼의 전압이 더해질 수 있다. 이로 인해 배터리 셀(312)과 배터리 팩(310)의 전압이 차이가 날 수 있으며, 정확한 배터리 셀(312)의 전압 측정이 어려울 수 있다. 정확하지 않은 배터리 셀(312)의 전압을 기반으로 충전 동작을 제어하는 경우, 정확한 충전 동작의 제어가 어려울 수 있다. 이로 인해, 충전 차단이 필요한 저전압(약 3.2V이하)범위에서 충전 차단을 하지 못하는 것과 같은 충전 동작 설계에 제한이 생길 수 있다. 정확한 충전 동작의 제어를 하지 못할 경우, 심하게는 과충전으로 인하여 배터리 팩(310)의 폭발 위험이 증가할 수 있으며, 배터리 팩(310)의 노후화가 진행될 수 있다. 도 5 내지 도 8에서는 정확한 배터리 팩(310) 충전 동작을 설계하기 위하여 배터리 셀(312) 전압을 예측하는 과정에 대하여 상세히 설명할 것이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 배터리 셀(312)의 전압 예측 과정을 블록도로 나타낸 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압 값을 측정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 외부 전원으로부터 전력을 수신하여 배터리 팩(310)의 충전을 시작하는 경우 배터리 팩(310)의 전압 값을 측정하는 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(320)는 해당 측정값을 메모리(330)에 저장할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압 측정 과정에서 지정된 설정 값 이상의 전압 변동을 감지할 수 있으며, 해당 횟수를 측정하여 메모리(330)에 저장할 수 있다. 프로세서(320)는 메모리(330)에 저장된 배터리 팩(310)의 전압 값 및 지정된 설정 값 이상의 전압 변동 횟수에 기반한 알고리즘을 통하여 배터리 셀(312)의 전압 구간을 예측할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 셀(312)의 전압 구간은 제1구간, 제2구간 및 제3구간을 포함할 수 있다. 이러한 구간 분류에 대해서는 도 6b에서 더 상세히 설명할 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압 구간에 따라 배터리 셀(312)의 값을 예측할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제1구간으로 판단되는 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압과 동일한 것으로 판단하여 배터리 셀(312)의 전압을 계산할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제2구간으로 판단되는 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압보다 제1설정값만큼 낮은 것으로 판단하여 배터리 셀(312)의 전압을 계산할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제3구간으로 판단되는 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압보다 제2설정값만큼 낮은 것으로 판단하여 배터리 셀(312)의 전압을 계산할 수 있다. 제1설정값은 배터리 보호 회로(314)에 포함된 FET(Field Effect Transistor)의 diode drop값에 해당하는 약 0.7V를 포함할 수 있다. 제2설정값은 배터리 보호 회로(314)에 포함된 FET(Field Effect Transistor)의 diode drop값의 2배인 약 1.4V에 해당할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 셀(312)의 전압 구간 및 전압 값을 예측하는 경우 이를 배터리의 충전 동작 제어에 사용할 수 있다. 정확한 배터리 셀(312)의 값을 예측할 수 있으면, 정확한 충전 동작 제어가 가능할 수 있다. 충전 동작 제어가 정확하게 이루어지는 경우 배터리의 폭발 및 노화를 방지할 수 있다. 도 6 및 도 7을 통하여 배터리 셀(312)의 전압 구간을 판단하는 과정에 대하여 상세히 설명할 것이다.
도 6a 내지 도 6c는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 충전과정에서 배터리 셀 전압에 따른 배터리 팩전압의 변화를 나타낸 그래프이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로(314)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 2개의 배터리 보호 회로(314)를 포함할 수 있다. 각각의 배터리 보호 회로(314)는 내부에 FET를 포함할 수 있으며, FET 내부에 전류를 차단하기 위한 제1스위치(401) 및 제2스위치(402)를 포함할 수 있다. 아래에서는 전자 장치(300)가 2개의 배터리 보호 회로(314)를 포함하여, 제1스위치(401) 및 제2스위치(402)를 통하여 배터리 팩(310)의 전압을 조절하는 과정에 대하여 설명할 것이다. 다만, 전자 장치(300)가 포함할 수 있는 배터리 보호 회로(314)의 수는 2개로 한정된 것은 아니며, 설계에 따라 달라질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 그래프 상의 x축은 배터리 셀(312)의 전압을 의미할 수 있으며, y축은 배터리 팩(310)의 전압을 의미할 수 있다. 앞선 도 4에서 언급한 것처럼 배터리 팩(310)의 구조로 인하여 배터리 셀(312)의 전압을 측정하기 어려울 수 있다. 라인 610은 충전 과정에서 배터리 팩(310)의 전압(610)을 도시한 것이다. 프로세서(320)는 충전 과정에서 배터리 팩(310)의 전압을 모니터링할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압이 특정 전압(예: 약 3.3V)이 될 때까지 모니터링 할 수 있다. 배터리 팩(310) 전압이 3.2V를 넘어서는 순간 배터리 보호 회로(314)의 스위치(예: 도 4의 제1스위치(401) 또는 제2스위치(402))가 동작할 수 있으며, 이로 인해 배터리 셀(312)의 전압을 추정할 수 있다. 그러므로 배터리 팩(310) 전압이 3.2V를 넘어 약 3.3V를 넘어서는 경우 배터리 보호 회로(314)의 스위치가 모두 동작하여, 더 이상 배터리 팩(310) 전압을 모니터링하지 않고서도 배터리 셀(312)의 전압을 추정할 수 있다. 배터리 팩(310) 전압의 모니터링 한계 값은 설정에 따라 달라질 수 있으며, 약 3.3V로 한정되는 것은 아니다. 도 6a의 그래프를 살펴보면 세 차례(621, 623 및 625)에 걸쳐 지정된 설정값(예: 0.3V) 이상의 전압 하락이 있음을 알 수 있다.
621을 살펴보면 배터리 팩(310)의 전압(610)이 3.2V에 이르러 한 차례 2.5V로 하강한 것을 확인할 수 있다. 이러한 전압 하강은 약 0.7V의 값을 가질 수 있는데 이는 배터리 보호 회로(314)의 FET diode drop만큼의 전압에 해당할 수 있다. 즉, 충전 과정에서 지정된 전압에서 배터리 보호 회로(314)의 FET 내부 스위치가 short될 수 있으며, 이 과정에서 배터리 팩(310) 전압은 하강할 수 있다. 스위치 동작에 따른 배터리 팩(310) 전압의 변화 과정에 대해서는 도 6c를 통하여 자세히 설명할 것이다.
625를 살펴보면 621과 마찬가지로 배터리 팩(310)의 전압(610)이 3.2V에 이르러 한 차례 2.5V로 하강한 것을 확인할 수 있다. 이러한 전압 하강은 약 0.7V의 값을 가질 수 있는데 이는 배터리 보호 회로(314)의 FET diode drop만큼의 전압에 해당할 수 있다. 즉, 충전 과정에서 지정된 전압에서 배터리 보호 회로(314)의 FET 내부 스위치가 short될 수 있으며, 이 과정에서 배터리 팩(310) 전압은 하강할 수 있다.
623을 살펴보면 순간적으로 전압이 3V에서 2.3V로 하강하였다가 다시 3V로 되돌아오는 모습을 확인할 수 있다. 이는 도 6c에서 자세히 설명할 것이다.
도 6b에 따르면, 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압(610) 그래프 상으로 지정된 설정값 이상의 전압 변동 발생에 따라 구간을 분류할 수 있다. 프로세서(320)는 순간적인 전압 변화 구간인 623을 제외하면, 두 번째 전압 하락 구간은 625를 기준으로 그 오른쪽 구간을 제1구간(601)으로 분류할 수 있다. 프로세서(320)는 첫 번째 전압 하락 구간인 621을 기준으로 621과 625 사이의 구간을 제2구간(602)으로 분류할 수 있다. 프로세서(320)는 첫 번째 전압 하락 구간인 621을 기준으로 그 왼쪽을 제3구간(603)으로 분류할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 예를 들어, 프로세서(320)에서 측정된 배터리 팩(310) 전압의 값이 2.8V(예: 650, 652 또는 654)에 해당할 수 있다. 배터리 팩(310)의 구조상 배터리 셀(312)의 전압을 직접 측정하기는 어려울 수 있다. 그래서 배터리 팩(310)의 전압이 2.8V에 해당하는 경우 사용자는 배터리 셀(312)의 전압이 650인지, 652인지 또는 654에 해당하는지 판단이 어려울 수 있다. 만약 실제 배터리 셀(312)이 650구간에 해당하는 경우, 배터리의 전압은 저전압 구간에 해당하여 충전 제어가 필요할 수 있다. 그러나 사용자는 실제 배터리 셀(312)의 구간을 알 수 없기 때문에 정확한 충전 제어 설계가 어려울 수 있다. 이를 극복하기 위하여 배터리 셀(312)의 정확한 값이 필요할 수 있다. 다만 앞선 도 4에서 언급한 것처럼, 배터리 팩(310)의 구조상 정확한 배터리 셀(312)의 전압 측정에는 어려움이 있으며, 정확한 측정을 위해 내부에 회로를 더 설치하는 경우 비용이 상승할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 내부에 추가 회로 없이 배터리 팩(310)의 전압 및 지정된 설정값 이상의 전압 변동 발생 횟수에 따라 배터리 셀(312)의 구간을 판단할 수 있다. 또한, 배터리 셀(312)의 구간에 따라 정확한 배터리 셀(312)의 값을 예측할 수 있다. 배터리의 충전 과정에서 배터리 팩(310) 및 배터리 셀(312)의 전압은 상승할 수 있다. 그래프 상으로는 오른쪽으로 상향할 수 있다. 만약 프로세서(320)를 통하여 측정된 배터리 팩(310) 전압의 값이 2.8V인 경우 프로세서(320)는 배터리 팩(310) 전압의 증가 과정을 계속하여 모니터링할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압이 특정 전압(예: 약 3.3V)이 될 때까지 모니터링 할 수 있다. 모니터링의 한계 값에 대해서는 앞선 도 6a에서 설명한 바 있다. 배터리 팩(310) 전압의 증가 과정에서 스위치의 open/short에 따라 전압값의 변동이 일어날 수 있다. 이는 지정된 설정값(약 0.3V)을 넘어서는 변동일 수 있으며, 프로세서(320)는 전압 측정 과정에서 이러한 변동 횟수도 측정할 수 있다.
예를 들어, 배터리 셀(312)의 전압이 654 구간에 해당하는 경우, 654 지점에서 오른쪽으로 향하는 충전 과정에서 배터리 팩(310)의 전압은 지정된 설정값 이상의 변동 없이 증가할 수 있다. 이 경우 지정된 설정값 이상의 전압 변동 횟수는 0으로 측정될 수 있다. 배터리 셀(312)의 전압이 652 구간에 해당하는 경우, 652 지점에서 오른쪽으로 향하는 충전 과정에서 배터리 팩(310)의 전압은 지정된 설정값 이상의 변동을 1번 겪고 증가할 수 있다. 이 경우 지정된 설정값 이상의 전압 변동 횟수는 1로 측정될 수 있다. 배터리 셀(312)의 전압이 650 구간에 해당하는 경우, 650 지점에서 오른쪽으로 향하는 충전 과정에서 배터리 팩(310)의 전압은 지정된 설정값 이상의 변동을 2번 겪고 증가할 수 있다. 이 경우 지정된 설정값 이상의 전압 변동 횟수는 2로 측정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 충전 과정에서 배터리 팩(310)의 전압(610)을 측정하며, 측정된 배터리 팩(310)의 전압(610) 변동 횟수에 따라 구간을 분류할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 전압 변동의 발생 횟수가 0인 경우 배터리 셀(312)의 전압을 제1구간(601)으로 판단할 수 있다. 프로세서(320)는 전압 변동의 발생 횟수가 1인 경우 배터리 셀(312)의 전압을 제2구간(602)으로 판단할 수 있다. 프로세서(320)는 전압 변동의 발생 횟수가 2인 경우 배터리 셀(312)의 전압을 제3구간(603)으로 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 셀(312)의 전압 구간을 기준으로 배터리 셀(312)의 전압을 계산할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제1구간(601)으로 판단되는 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압과 동일한 것으로 판단하여 배터리 셀(312)의 전압을 계산할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제2구간(602)으로 판단되는 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압보다 제1설정값만큼 낮은 것으로 판단하여 배터리 셀(312)의 전압을 계산할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제3구간(603)으로 판단되는 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압보다 제2설정값만큼 낮은 것으로 판단하여 배터리 셀(312)의 전압을 계산할 수 있다. 제1설정값은 배터리 보호 회로(314)에 포함된 FET(Field Effect Transistor)의 diode drop값에 해당하는 약 0.7V를 포함할 수 있다. 제2설정값은 배터리 보호 회로(314)에 포함된 FET(Field Effect Transistor)의 diode drop값의 2배인 약 1.4V에 해당할 수 있다.
도 6b의 그래프를 참고하면 배터리 셀(312)의 전압이 약 1.8V미만인 저전압 구간에서 배터리 팩(310)의 전압은 배터리 셀의 전압과 2*VF만큼 차이나는 것을 확인할 수 있다. VF는 제1스위치(401)의 open/short에 따른 배터리 팩(310)의 전압 변동값을 포함할 수 있다. 제1스위치(401)의 open/short에 따른 배터리 팩(310)의 전압 변동값은 FET diode drop만큼의 전압을 포함할 수 있으며 이 수치는 약 0.7V를 포함할 수 있다. 2*VF는 제1스위치(401) 및 제2스위치(401)의 on/off에 따른 전압 변동값을 포함할 수 있으며, 값은 0.7V의 2배인 약 1.4V를 포함할 수 있다.
배터리 셀(312)의 전압이 약 1.8V이상 2.3V 미만인 구간에서 프로세서(320)는 저전압 구간을 벗어난 것으로 판단하고, open되어 있던 제1스위치를 short시킬 수 있다. 이 경우, 배터리 팩(310) 전압은 제1스위치의 short에 따라 FET diode drop만큼의 전압이 감소할 수 있다. 저전압 구간에서 배터리 팩(310) 전압은 배터리 셀(312) 전압과 2*VF가 차이 났으나, 약 1.8V이상 2.3V 미만인 구간에서는 2VF에서 절반으로 감소하여 VF(약 0.7V)만큼 차이날 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압이 제1전압값 이상에 해당하는 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압과 동일한 것으로 판단할 수 있다. 제1전압값은 약 3.2V에 해당할 수 있으며, 도 6b의 그래프 상에서 제1구간(601)의 오른쪽 부분을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압이 제2전압값 미만인 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 상기 배터리 팩(310)의 전압보다 지정된 설정 값(예: 2VF 또는 약 1.4V)만큼 낮은 것으로 판단할 수 있다. 제2전압값은 약 1.8V에 해당할 수 있으며, 도 6b의 그래프 상에서 제2구간(602)의 왼쪽 부분을 포함할 수 있다. 이 경우 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압에서 diode drop 값의 2배인 약 1.4V를 뺀 값을 배터리 셀(312)의 전압으로 계산할 수 있다.
도 6c는 충전 중 배터리 팩(310)의 전압 변화 과정에서 제1스위치(401) 및 제2스위치(402)의 변화를 함께 나타낸 그래프이다.
다양한 실시예에 따르면, 충전 중 배터리 팩(310)의 전압 변화 과정에서 지정된 설정값 이상의 전압 변동(621, 623 및 625)이 발생할 수 있다. 첫 번째 전압 변동(621)을 살펴보면, 배터리 팩(310) 전압이 3.2V 에 도달한 순간, 631에서 제1스위치(401)가 short될 수 있다. 제1스위치(401)는 open 시 diode drop만큼의 전압을 모을 수 있다. 저전압(약 3.2V 이하) 구간에서 제1스위치(401)는 open되어 diode drop만큼의 전압을 배터리 셀(312) 전압에 더해줄 수 있다. 배터리 팩(310)의 전압이 저전압 구간을 벗어나는 경우, 631에서 제1스위치(401)는 short 될 수 있다. 이 경우 배터리 팩(310) 전압은 diode drop에 해당하는 약 0.7V만큼 하락할 수 있다. 621에서 이러한 과정을 거쳐 배터리 팩(310) 전압의 하락이 관찰될 수 있다. 이후 충전 과정에서 배터리 팩(310) 전압은 다시 증가할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 팩(310) 전압이 3V에 도달한 경우, 633에서 제2스위치(402)가 short될 수 있다. 제2스위치(402)는 저전압 충전 과정에서 open된 상태로 존재할 수 있다. 제2스위치(402)가 open된 상태인 경우, 앞서 언급한 제1스위치(401)처럼 diode drop만큼의 전압을 모아 배터리 셀(312) 전압에 더해줄 수 있다. 저전압 범위를 벗어나는 과정에서 제1스위치(401)가 short될 수 있음은 앞서 설명한 바 있다. 제1스위치(401)가 short 된 상태에서 배터리 팩(310) 전압이 약 3.0V에 도달한 경우, 633에서 배터리 팩(310) 전압을 낮춰주기 위해 제2스위치(402)는 short될 수 있다. 이 경우 순간적으로 diode drop값에 해당하는 0.7V만큼 배터리 팩(310) 전압이 하락할 수 있다. 즉, 약 3V에 해당하는 배터리 팩(310) 전압은 약 2.3V로 떨어질 수 있다. 이 과정에서 short 되었던 제1스위치(401)는 다시 open될 수 있다. 제1스위치(401)는 약 2.3V의 저전압 범위에서 배터리 팩(310)의 전압을 보충하기 위하여 open될 수 있으며, diode drop만큼의 전압 값을 배터리 팩(310)의 전압에 더해줄 수 있다. 즉, 623의 순간적인 하락 및 복귀 과정은 633에서 제2스위치(402)가 short되면서, 배터리 팩(310) 전압이 하락되고, 배터리 팩(310) 전압의 하락으로 제1스위치(401)가 open 되면서 다시 배터리 팩(310) 전압이 상승하기 때문에 발생할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(320)는 배터리 팩(310) 전압을 모니터링하는 과정에서 623과 같은 순간적인 변화를 감지할 수 있다. 623과 같은 순간적인 변화는 전압 측정의 정확도를 낮출 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압 측정 정확도를 개선하기 위하여 가중 평균(weighted average)방식을 사용할 수 있다. 가중 평균(weighted average)방식은 가장 최근 데이터보다 과거 데이터에 더 큰 가중치를 부여하여 평균값을 구하는 방법을 포함할 수 있다. 예를 들어, 바로 직전에 측정된 값에 95% 가중치를 두고, 새로 측정된 값에 5%의 가중치를 두어 평균을 계산할 수 있다. 이 경우 새로 측정된 값에 급격한 변화가 생기더라도 그 변화가 계속하여 유지되지 않는다면 전체 그래프 상으로 큰 변화를 나타내지 않을 수 있다. 이러한 방식을 통하여 프로세서(320)는 623과 같은 순간적인 변화에도 불구하고 상대적으로 정확한 전압 측정을 할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 팩(310) 전압은 충전 과정에서 계속하여 증가할 수 있다. 633에서, 제2스위치(402)가 short되고 배터리 팩(310) 전압은 계속 증가하여 약 3.2V에 도달할 수 있다. 이 경우 633에서 open된 제1스위치(401)가 635에서 다시 short될 수 있다. 제1스위치(401)가 short될 경우 배터리 팩(310) 전압은 약 0.7V 하락하는 과정에 대해서는 앞서 설명한 바 있다. 이후 전압 충전 과정에서 배터리 팩(310) 전압은 계속하여 증가할 수 있다. 다만 이 때는 배터리 팩(310) 전압이 저전압 범위(약 3.2V)를 넘어설 수 있으므로 배터리 보호 회로(314)가 동작하지 않아도 전자 장치(300)는 안정적인 충전을 진행할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 다양한 실시예에 따른 전압 구간에 따른 배터리 팩(310) 전압과 배터리 셀(312) 전압의 값을 정리한 표이다.
도 7a는 배터리 셀(312) 전압이 제1구간(601)에 해당하는 경우 배터리 팩(310) 전압 및 배터리 셀(312) 전압을 나타낸 것이다. 다양한 실시예에 따르면, 제1구간(601)은 지정된 설정값 이상의 전압 변동 횟수가 0인 경우에 해당할 수 있다. 이는 도 6b에서 상세히 설명한 바 있다. 제1구간(601)에서 제1스위치(401) 및 제2스위치(402)의 short로 인하여 배터리 팩(310) 전압은 배터리 셀(312) 전압과 동일할 수 있다. 이 경우 프로세서(320)는 배터리 셀(312) 전압을 배터리 팩(310) 전압을 통하여 판단할 수 있다. 그래프 상으로 배터리 팩(310) 전압과 배터리 셀(312) 전압의 차이가 나타나지 않는 구간(710)을 확인할 수 있다.
도 7b는 배터리 셀(312) 전압이 제2구간(602)에 해당하는 경우 배터리 팩(310) 전압 및 배터리 셀(312) 전압을 나타낸 것이다. 다양한 실시예에 따르면, 제2구간(602)은 지정된 설정값 이상의 전압 변동 횟수가 1차례인 경우에 해당할 수 있다. 이는 도 6b에서 상세히 설명한 바 있다. 제2구간(602)에서 제1스위치(401)의 open으로 인하여 배터리 팩(310)의 전압은 배터리 셀(312)의 전압보다 diode drop만큼인 약 0.7V 높을 수 있다. 이 경우 프로세서(320)는 배터리 팩(310) 전압에서 0.7을 빼서 배터리 셀(312) 전압을 계산할 수 있다. 그래프 상으로 배터리 팩(310) 전압과 배터리 셀(312) 전압의 차이가 0.7인 구간(720)을 확인할 수 있다.
도 7c는 배터리 셀(312) 전압이 제3구간(603)에 해당하는 경우 배터리 팩(310) 전압 및 배터리 셀(312) 전압을 나타낸 것이다. 다양한 실시예에 따르면, 제3구간(603)은 지정된 설정값 이상의 전압 변동 횟수가 2차례인 경우에 해당할 수 있다. 이는 도 6b에서 상세히 설명한 바 있다. 제3구간(603)에서 제1스위치(401) 및 제2스위치(402)의 open으로 인하여 배터리 팩(310)의 전압은 배터리 셀(312)의 전압보다 diode drop의 2배인 약 1.4V 높을 수 있다. 이 경우 프로세서(320)는 배터리 팩(310) 전압에서 1.4를 빼서 배터리 셀(312) 전압을 계산할 수 있다. 그래프 상으로 배터리 팩(310) 전압과 배터리 셀(312) 전압의 차이가 1.4인 구간(730)을 확인할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 전력을 공급하는 배터리 셀(cell)(예: 도 3의 배터리 셀(312)), 배터리 셀과 연결된 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로(예: 도 3의 배터리 보호 회로(314)), 배터리 셀 및 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로를 포함하는 배터리 팩(pack) (예: 도 3의 배터리 팩(310)), 배터리 팩과 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서(예: 도 3의 프로세서(320))를 포함할 수 있다.
프로세서는 외부 전원에 의해 배터리 팩이 충전되는 경우, 배터리 팩의 전압이 미리 설정된 제1전압 이상이 될 때까지 모니터링하고, 모니터링 과정에서 배터리 팩의 전압의 지정된 설정 값 이상의 전압 변동 발생 횟수를 측정하고, 측정된 배터리 팩의 전압, 전압 변동 발생 횟수에 기초하여 배터리 셀의 전압 구간을 판단하고 및 배터리 셀의 전압 구간에 기초하여 배터리 셀의 전압을 예측하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 회로는 적어도 하나 이상의 FET(field effect transistor)을 포함하며, FET은 배터리 보호 회로 내부에서 전류를 차단하는 스위치(예: 도 4의 제1스위치(401) 및/또는 제2스위치(402))를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 보호 회로는 제1배터리 보호 회로(예: 도 4의 VPCM1) 및 제2배터리 보호 회로(예: 도 4의 VPCM2)를 포함하며, 제1배터리 보호 회로는 제1스위치(예: 도 4의 제1스위치(401))를 포함하며, 제2배터리 보호 회로는 제2스위치(예: 도 4의 제2스위치(402))를 포함하며, 배터리 셀의 전압 구간은 제1구간, 제2구간 및 제3구간을 포함하며, 프로세서는 전압 변동의 발생 횟수가 0인 경우 배터리 셀의 전압을 제1구간으로 판단하고, 전압 변동의 발생 횟수가 1인 경우 배터리 셀의 전압을 제2구간으로 판단하고, 전압 변동의 발생 횟수가 2인 경우 배터리 셀의 전압을 제3구간으로 판단할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 배터리 셀의 전압이 제1구간으로 판단되는 경우, 배터리 셀의 전압은 배터리 팩의 전압과 동일한 것으로 판단하여 배터리 셀의 전압을 계산할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 배터리 셀의 전압이 제2구간으로 판단되는 경우 배터리 셀의 전압은 배터리 팩의 전압보다 제1설정값만큼 낮은 것으로 판단하여 배터리 셀의 전압을 계산할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 배터리 셀의 전압이 제3구간으로 판단되는 경우 배터리 셀의 전압은 배터리 팩의 전압보다 제2설정값의 만큼 낮은 것으로 판단하여 배터리 셀의 전압을 계산할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1설정값은 제1배터리 보호 회로에 포함된 FET(field effect transistor)의 diode drop값을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2설정값은 배터리 보호 회로에 포함된 제1배터리 보호 회로 및 제2배터리 보호 회로의 FET(field effect transistor)의 diode drop값을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 배터리 팩의 전압이 제1전압값 이상인 경우, 배터리 셀의 전압은 배터리 팩의 전압과 동일한 것으로 판단할 수 있다. 제1전압값은 예를 들어, 3.2V를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 팩의 전압이 제2전압값 미만인 경우, 배터리 셀의 전압은 배터리 팩의 전압보다 지정된 설정 값만큼 낮은 것으로 판단할 수 있다. 제2전압값은 예를 들어, 1.8V를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 디스플레이를 더 포함할 수 있다. 프로세서는 배터리 셀의 전압이 제2구간으로 판단되는 경우 사용자에게 디스플레이를 통하여 가이드 화면을 표시하도록 제어할 수 있다. 가이드 화면은 충전 과정에서 저전압으로 인한 충전 차단이 이뤄질 수 있음을 경고하는 내용을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 배터리 셀의 전압이 제3구간으로 판단되는 경우 배터리 팩의 충전을 차단하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 배터리 팩의 전압 값을 구하는 과정에서 가장 최근 데이터보다 과거 데이터에 더 큰 가중치를 부여하여 평균값을 구하는 가중 평균(weighted average) 방식을 사용하며, 평균값을 배터리 팩의 전압 값으로 판단할 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(300)의 충전 방법에 있어서, 정확한 배터리 셀(312) 전압을 구하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도시된 방법(800)은 앞서 도 1 내지 도 3을 통해 설명한 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))에 의해 실행될 수 있으며, 앞서 설명한 바 있는 기술적 특징은 이하에서 생략하기로 한다.
동작 810에서, 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압을 측정할 수 있다. 정확한 충전 동작 구현을 위해서는 배터리 셀(312)의 전압을 측정하는 것이 필요할 수 있으나, 앞선 도 4에서 설명한 것처럼 배터리 셀(312)의 전압을 측정하는 것은 어려울 수 있다.
동작 820에서, 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압 변화 그래프 상에서 지정된 설정 값 이상의 전압 변화 횟수를 판단할 수 있다. 지정된 설정값은 약 0.3V를 포함할 수 있다. 지정된 설정 값 이상의 전압 변화의 원인 및 그 동작에 대해서는 앞선 도 6c에서 상세히 설명한 바 있다.
동작 830에서, 프로세서(320)는 지정된 설정 값 이상의 변화 횟수에 따라 배터리 셀(312) 전압의 구간을 분류할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 배터리 셀(312) 전압은 제 1구간(601), 제2구간(602) 및 제3구간(603)으로 분류할 수 있다. 프로세서(320)는 전압 변동의 발생 횟수가 0인 경우, 배터리 셀(312)의 전압을 제1구간(601)으로 판단할 수 있다. 프로세서(320)는 전압 변동의 발생 횟수가 1인 경우, 배터리 셀(312)의 전압을 제2구간(602)으로 판단할 수 있다. 프로세서(320)는 전압 변동의 발생 횟수가 2인 경우, 배터리 셀(312)의 전압을 제3구간(603)으로 판단할 수 있다. 전압 변동 횟수에 따라 셀의 전압을 구분하는 과정에 대해서는 앞선 도 6b에서 자세히 설명한 바 있다.
동작 840에서, 프로세서(320)는 배터리 셀(312) 전압의 구간에 따라 배터리 셀(312)의 전압을 예측할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제1구간(601)으로 판단되는 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압과 동일한 것으로 판단하여 배터리 셀(312)의 전압을 계산할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제2구간(602)으로 판단되는 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압보다 제1설정값만큼 낮은 것으로 판단하여 배터리 셀(312)의 전압을 계산할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제3구간(603)으로 판단되는 경우, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압보다 제2설정값만큼 낮은 것으로 판단하여 배터리 셀(312)의 전압을 계산할 수 있다. 제1설정값은 배터리 보호 회로(314)에 포함된 FET(field effect transistor)의 diode drop값에 해당하는 약 0.7V를 포함할 수 있다. 제2설정값은 배터리 보호 회로(314)에 포함된 FET(Field Effect Transistor)의 diode drop값의 2배인 약 1.4V에 해당할 수 있다.
동작 850에서, 프로세서(320)는 배터리 셀(312) 전압의 구간 및 배터리 셀(312) 전압의 값에 따라 충전 동작을 설계할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제2구간(602)으로 판단되는 경우, 충전 과정에서 저전압으로 인한 충전 차단이 이뤄질 수 있음을 경고할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 디스플레이(예: 디스플레이 모듈(160))를 통하여 저전압으로 인한 충전 차단이 이뤄질 수 있다는 가이드 화면을 표시할 수 있다. 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 제3구간(603)으로 판단되는 경우, 배터리 팩(310)의 충전을 차단할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 충전 방법을 나타낸 순서도이다.
동작 910에서 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 충전 직후 배터리 팩(310)의 전압이 약 3.3V 이상 될 때까지 배터리 팩(310) 전압을 모니터링 할 수 있다. 배터리 팩(310) 전압을 일정 수준의 전압까지만 모니터링하는 이유에 대해서는 앞선 도 6에서 상세히 설명한 바 있다. 프로세서(320)는 모니터링된 배터리 팩(310)의 전압에 따라 배터리 셀(312)의 전압을 추정할 수 있다.
동작 920에서 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압이 3.2V 이상에 해당하는지 확인할 수 있다. 배터리 팩(310)의 전압이 3.2V 이상인 경우 동작 970에서 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 배터리 팩(310)의 전압과 동일하다고 추정할 수 있다. 동작 920에서 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압이 3.2V미만인 경우, 동작 925에서 배터리 팩(310)의 전압이 2.5V미만인지 확인할 수 있다. 배터리 팩(310)의 전압이 2.5V미만인 경우 동작 950에서 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 배터리 팩(310)의 전압보다 FET diode drop의 2배인 약 1.4V만큼 낮다고 추정할 수 있다. 이러한 추정 과정에 대해서는 도 6a 내지 6c를 통하여 상세히 설명한 바 있다.
배터리 팩(310)의 전압이 2.5V 내지 3.2V 사이에 포함되는 경우 배터리 셀(312)의 전압을 추정하기 어려울 수 있다. 앞선 도 6b에서는 배터리 팩(310)의 전압이 약 2.8V로 측정되는 경우를 가정하여 이를 상세히 설명한 바 있다. 배터리 팩(310)의 전압이 2.5V 내지 3.2V 사이에 포함되는 경우 동작 930에서 프로세서(320)는 배터리 팩(310)의 전압 측정 과정에서 음의 방향으로 일정 수준(약 0.7V) 이상의 순간적인 전압 변동 횟수를 측정할 수 있다. 동작 940에서 프로세서(320)는 전압 변동 횟수가 2회로 측정되는 경우 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압보다 약 1.4V 낮은 것으로 판단할 수 있다. 이는 배터리 보호 회로(314)의 제1스위치(401) 및 제2스위치(402)가 모두 open된 상태로 존재하다가 배터리 팩(310) 전압이 증가함에 따라 short 되었다고 판단하기 때문인데, 이에 대해 도 6a 내지 도 7c를 통하여 상세히 설명한 바 있다. 동작 941에서 프로세서(320)는 전압 변동 횟수가 1회로 측정되는 경우 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압보다 약 0.7V 낮은 것으로 판단할 수 있다. 이는 배터리 보호 회로(314)의 제1스위치(401)만 short된 것으로 판단하기 때문인데 이에 대해 도 6a 내지 도 7c를 통하여 상세히 설명한 바 있다. 동작 941에서 프로세서(320)는 전압 변동 횟수가 1회로 측정되지 않는 경우 전압 변동 횟수가 0인 것으로 판단하고, 배터리 셀(312)의 전압은 배터리 팩(310)의 전압과 같은 것으로 추정할 수 있다. 이는 이미 배터리 보호 회로(314)의 제1스위치(401) 및 제2스위치(402)가 short된 상태로 존재하였다고 판단하기 때문인데, 이에 대해 도 6a 내지 도 7c를 통하여 상세히 설명한 바 있다.
동작 950에 따라, 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 배터리 팩(310)의 전압보다 약 1.4V 낮은 것으로 판단되는 경우, 동작 955에서, 저전압으로 인한 충전 차단 동작을 실행할 수 있다. 이는 저전압으로 인한 과방전으로부터 배터리 팩(310)을 보호하기 위함이다.
동작 960에 따라 프로세서(320)는 배터리 셀(312)의 전압이 배터리 팩(310)의 전압보다 약 0.7V 낮은 것으로 판단되는 경우, 동작 965에서, 디스플레이를 통하여 저전압으로 인한 충전 차단을 경고할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)의 충전 방법은 배터리 팩(예: 도 3의 배터리 팩(310))의 전압을 모니터링하는 동작, 배터리 셀(예: 도 3의 배터리 셀(312))의 전압 구간을 판단하는 동작 및 배터리 셀의 전압 구간에 따라 배터리 셀의 전압을 예측하는 동작을 포함할 수 있다. 배터리 셀의 전압 구간을 판단하는 동작은 배터리 팩의 전압을 모니터링하며 지정된 설정 값 이상의 전압 변동의 발생 횟수를 측정하는 동작 및 지정된 설정 값 이상의 전압 변동 발생 횟수에 따라 배터리 셀의 전압 구간을 분류하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 팩의 전압을 모니터링하는 동작은 가중 평균(weighted average) 방식을 사용하여 배터리 팩의 전압을 계산하는 동작을 포함하며, 가중 평균 방식은 가장 최근 데이터보다 과거 데이터에 더 큰 가중치를 부여하여 평균값을 구하는 과정을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 셀의 전압 구간은 제1구간, 제2구간 및 제3구간을 포함하며, 지정된 설정 값 이상의 전압 변동 발생 횟수에 따라 배터리 셀의 전압 구간을 분류하는 동작은 전압 변동의 발생 횟수가 0인 경우 배터리 셀의 전압을 제1구간으로 판단하는 동작, 전압 변동의 발생 횟수가 1인 경우 배터리 셀의 전압을 제2구간으로 판단하는 동작 및 전압 변동의 발생 횟수가 2인 경우 배터리 셀의 전압을 제3구간으로 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 셀의 전압 구간에 따라 배터리 셀의 전압을 예측하는 동작은 배터리 셀의 전압이 제1구간으로 판단되는 경우 배터리 셀의 전압은 배터리 팩의 전압과 동일한 것으로 판단하는 동작을 포함하며, 배터리 셀의 전압이 제2구간으로 판단되는 경우 배터리 셀의 전압은 배터리 팩의 전압보다 제1설정값만큼 낮은 것으로 판단하는 동작 또는 배터리 셀의 전압이 제3구간으로 판단되는 경우 배터리 셀의 전압은 배터리 팩의 전압보다 제2설정값의 만큼 낮은 것으로 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1설정값은 배터리 보호 회로(예: 도 3의 배터리 보호 회로(314))에 포함된 FET(field effect transistor)의 diode drop값을 포함하며, 제2설정값은 배터리 보호 회로에 포함된 제1배터리 보호 회로 및 제2배터리 보호 회로의 FET(field effect transistor)의 diode drop값을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 셀의 전압이 제2구간으로 판단되는 경우, 충전 과정에서 저전압으로 인한 충전 차단이 이뤄질 수 있음을 경고하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리 셀의 전압이 제3구간으로 판단되는 경우, 배터리 팩의 충전을 차단하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예는 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 실시예 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,
    전력을 공급하는 배터리 셀(cell);
    상기 배터리 셀과 연결된 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로;
    상기 배터리 셀 및 적어도 하나 이상의 배터리 보호 회로를 포함하는 배터리 팩(pack);
    상기 배터리 팩과 작동적으로(operatively) 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    외부 전원에 의해 배터리 팩이 충전되는 경우, 상기 배터리 팩의 전압이 미리 설정된 제1전압 이상이 될 때까지 모니터링하고,
    상기 모니터링 과정에서 상기 배터리 팩의 전압의 지정된 설정 값 이상의 전압 변동 발생 횟수를 측정하고,
    측정된 상기 배터리 팩의 전압, 상기 전압 변동 발생 횟수에 기초하여 상기 배터리 셀의 전압 구간을 판단하고, 및
    상기 배터리 셀의 전압 구간에 기초하여 상기 배터리 셀의 전압을 예측하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 보호 회로는 적어도 하나 이상의 FET(field effect transistor)을 포함하며
    상기 FET은
    상기 배터리 보호 회로 내부에서 전류를 차단하는 스위치를 포함하는 전자 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 배터리 보호 회로는 제1배터리 보호 회로 및 제2배터리 보호 회로를 포함하며,
    상기 제1배터리 보호 회로는 제1스위치를 포함하며,
    상기 제2배터리 보호 회로는 제2스위치를 포함하며,
    상기 배터리 셀의 전압 구간은
    제1구간, 제2구간 및 제3구간을 포함하며,
    상기 프로세서는
    상기 전압 변동의 발생 횟수가 0인 경우
    상기 배터리 셀의 전압을 제1구간으로 판단하고,
    상기 전압 변동의 발생 횟수가 1인 경우
    상기 배터리 셀의 전압을 제2구간으로 판단하고,
    상기 전압 변동의 발생 횟수가 2인 경우
    상기 배터리 셀의 전압을 제3구간으로 판단하는 전자 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 배터리 셀의 전압이 제1구간으로 판단되는 경우
    상기 배터리 셀의 전압은 상기 배터리 팩의 전압과 동일한 것으로 판단하여 상기 배터리 셀의 전압을 계산하는 전자 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 배터리 셀의 전압이 제2구간으로 판단되는 경우
    상기 배터리 셀의 전압은 상기 배터리 팩의 전압보다 제1설정값만큼 낮은 것으로 판단하여 상기 배터리 셀의 전압을 계산하는 전자 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 배터리 셀의 전압이 제3구간으로 판단되는 경우
    상기 배터리 셀의 전압은 상기 배터리 팩의 전압보다 제2설정값의 만큼 낮은 것으로 판단하여 상기 배터리 셀의 전압을 계산하는 전자 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1설정값은
    상기 배터리 보호 회로에 포함된 상기 제1배터리 보호 회로의 FET(Field Effect Transistor)의 diode drop값을 포함하는 전자 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제2설정값은
    상기 배터리 보호 회로에 포함된 상기 제1배터리 보호 회로 및 상기 제2배터리 보호 회로의 FET(Field Effect Transistor)의 diode drop값의 합을 포함하는 전자 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 배터리 팩의 전압이 제1전압값 이상인 경우,
    상기 배터리 셀의 전압은 상기 배터리 팩의 전압과 동일한 것으로 판단하는 전자 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 배터리 팩의 전압이 제2전압값 미만인 경우,
    상기 배터리 셀의 전압은 상기 배터리 팩의 전압보다 지정된 설정 값만큼 낮은 것으로 판단하는 전자 장치.
  11. 제 3항에 있어서,
    디스플레이를 더 포함하며,
    상기 프로세서는
    상기 배터리 셀의 전압이 상기 제2구간으로 판단되는 경우
    사용자에게 상기 디스플레이를 통하여 가이드 화면을 표시하도록 제어하며
    상기 가이드 화면은
    충전 과정에서 저전압으로 인한 충전 차단이 이뤄질 수 있음을 경고하는 내용을 포함하는 전자 장치.
  12. 제 3항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 배터리 셀의 전압이 제3구간으로 판단되는 경우
    상기 배터리 팩의 충전을 차단하도록 설정된 전자 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 배터리 팩의 전압 값을 구하는 과정에서
    가장 최근 데이터보다 과거 데이터에 더 큰 가중치를 부여하여 평균값을 구하는 가중 평균(weighted average) 방식을 사용하며,
    상기 평균값을 상기 배터리 팩의 전압 값으로 판단하는 전자 장치.
  14. 전자 장치의 충전 방법에 있어서,
    배터리 팩의 전압을 모니터링하는 동작;
    배터리 셀의 전압 구간을 판단하는 동작;및
    상기 배터리 셀의 전압 구간에 따라 배터리 셀의 전압을 예측하는 동작을 포함하며,
    상기 배터리 셀의 전압 구간을 판단하는 동작은
    상기 배터리 팩의 전압을 모니터링하며 지정된 설정 값 이상의 전압 변동의 발생 횟수를 측정하는 동작;및
    지정된 설정 값 이상의 전압 변동 발생 횟수에 따라 상기 배터리 셀의 전압 구간을 분류하는 동작을 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    배터리 팩의 전압을 모니터링하는 동작은
    가중 평균(weighted average) 방식을 사용하여 배터리 팩의 전압을 계산하는 동작을 포함하며,
    상기 가중 평균 방식은
    가장 최근 데이터보다 과거 데이터에 더 큰 가중치를 부여하여 평균값을 구하는 과정을 포함하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 전압 구간은
    제1구간, 제2구간 및 제3구간을 포함하며,
    상기 지정된 설정 값 이상의 전압 변동 발생 횟수에 따라 상기 배터리 셀의 전압 구간을 분류하는 동작은
    상기 전압 변동의 발생 횟수가 0인 경우
    상기 배터리 셀의 전압을 제1구간으로 판단하는 동작;
    상기 전압 변동의 발생 횟수가 1인 경우
    상기 배터리 셀의 전압을 제2구간으로 판단하는 동작;및
    상기 전압 변동의 발생 횟수가 2인 경우
    상기 배터리 셀의 전압을 제3구간으로 판단하는 동작을 포함하는 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 전압 구간에 따라 상기 배터리 셀의 전압을 예측하는 동작은
    상기 배터리 셀의 전압이 제1구간으로 판단되는 경우
    상기 배터리 셀의 전압은 상기 배터리 팩의 전압과 동일한 것으로 판단하는 동작;
    상기 배터리 셀의 전압이 제2구간으로 판단되는 경우
    상기 배터리 셀의 전압은 상기 배터리 팩의 전압보다 제1설정값만큼 낮은 것으로 판단하는 동작;또는
    상기 배터리 셀의 전압이 제3구간으로 판단되는 경우
    상기 배터리 셀의 전압은 상기 배터리 팩의 전압보다 제2설정값의 만큼 낮은 것으로 판단하는 동작을 포함하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제1설정값은
    배터리 보호 회로에 포함된 FET(Field Effect Transistor)의 diode drop값을 포함하며,
    상기 제2설정값은
    상기 배터리 보호 회로에 포함된 제1배터리 보호 회로 및 제2배터리 보호 회로의 FET(Field Effect Transistor)의 diode drop값의 합을 포함하는 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 전압이 제2구간으로 판단되는 경우,
    충전 과정에서 저전압으로 인한 충전 차단이 이뤄질 수 있음을 경고하는 동작을 더 포함하는 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 배터리 셀의 전압이 제3구간으로 판단되는 경우,
    상기 배터리 팩의 충전을 차단하는 동작을 더 포함하는 방법.


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