KR20230040667A - 전력 관리 집적 회로를 포함하는 전자 장치 및 그 운용 방법 - Google Patents

전력 관리 집적 회로를 포함하는 전자 장치 및 그 운용 방법 Download PDF

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KR20230040667A
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Abstract

전자 장치는, 배터리, 복수의 커패시터들, 배터리로부터 전력을 공급받고, 전력에 기초하여 복수의 커패시터들 각각을 서로 다른 전압으로 충전할 수 있는 컨버터, 복수의 커패시터들 각각의 제1 경로 및 제2 경로를 스위칭하는 복수의 스위치들, 및 배터리, 복수의 커패시터들, 및 복수의 스위치들과 작동적으로 연결된 컨트롤러를 포함할 수 있다. 컨트롤러는, 수신된 신호에 기초하여, 복수의 스위치들 중 제1 스위치를 선택하고, 제1 스위치에 연결된 커패시터의 경로가 제1 경로에서 제2 경로로 스위칭되도록, 제1 스위치를 제어하고, 제1 경로는 복수의 커패시터들 각각과 컨버터를 전기적으로 연결하는 경로이고, 제2 경로는 상기 복수의 커패시터들 각각과 PA(power amplifier)를 전기적으로 연결하는 경로일 수 있다.
이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

전력 관리 집적 회로를 포함하는 전자 장치 및 그 운용 방법{ELECTRONIC DEVICE INCLUDING PMIC AND OPERATING METHOD THEREOF}
본 개시(disclosure)의 다양한 실시예들은 전력 관리 집적 회로(power management integrated circuit, PMIC)를 포함하는 전자 장치 및 그 운용 방법에 관한 것이다.
휴대 단말은 다양한 통신(예: LTE(long-term evolution) 및/또는 NR(new radio)와 같은 셀룰러 통신)을 지원할 수 있다. 휴대 단말은 다양한 통신을 지원하기 위한 무선 통신 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로는 송신할 신호를 증폭시키기 위한 전력 증폭기(power amplifier, PA)와 같은 RF 컴포넌트를 포함할 수 있다.
휴대 단말은 전력 관리 집적 회로(power management integrated circuit, PMIC)를 이용하여 RFFE 부품들(예: PA)에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, PMIC는 RFFE의 PA에 구동 전압(Vcc)을 공급할 수 있다. 전력 증폭기는 구동 전압(Vcc)에 기반하여 입력 받은 신호를 증폭시켜 출력할 수 있다.
휴대 단말의 통신 시, PA는 많은 전력을 소모할 수 있다. PMIC는 PA에서 소모하는 전력을 효율적으로 관리하기 위하여 ET(envelope tracking) 모드 또는 APT(average power tracking) 모드로 동작할 수 있다.
RFFE의 송신 경로에 포함된 PA에 요구되는 구동 전압의 크기는 휴대 단말이 송신하는 무선 신호의 세기에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, PA로 공급되는 구동 전압은 전자 장치의 상황(예: 채널 상태, 통신 품질)에 따라 변경될 수 있다.
PMIC는 동작 모드에 기반하여 구동 전압의 크기를 결정할 수 있다. PMIC가 PA에 공급하고자 하는 구동 전압은 타겟 전압으로 지칭될 수 있다.
PMIC의 출력단과 연결된 커패시터는 타겟 전압의 크기에 따라 충전 또는 방전될 수 있다. 커패시터의 충전과 방전으로 인하여, 커패시터의 물리적인 떨림 현상이 발생될 수 있다. 커패시터의 떨림으로 인한 가청 주파수 대역의 노이즈가 발생할 수 있다.
또한, 커패시터가 타겟 전압으로 충전 또는 방전되기 위한 물리적 시간이 요구될 수 있다. 커패시터의 용량이 클수록, 타겟 전압으로의 전이 시간(transition time)이 증가할 수 있다. 전이 시간이 길수록, 지정된 세기의 신호를 송신하기까지 지연되는 시간이 증가할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 노이즈 및 전이 시간을 감소시킬 수 있는 방법 및 장치를 제안하고자 한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 배터리, 복수의 커패시터들, 상기 배터리로부터 전력을 공급받고, 상기 전력에 기초하여 상기 복수의 커패시터들 각각을 서로 다른 전압으로 충전할 수 있는 컨버터, 상기 복수의 커패시터들 각각의 제1 경로 및 제2 경로를 스위칭하는 복수의 스위치들, 및 상기 배터리, 복수의 커패시터들, 및 상기 복수의 스위치들과 작동적으로 연결된 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 수신된 신호에 기초하여, 상기 복수의 스위치들 중 제1 스위치를 선택하고, 상기 제1 스위치에 연결된 커패시터의 경로가 상기 제1 경로에서 상기 제2 경로로 스위칭되도록, 상기 제1 스위치를 제어하고, 상기 제1 경로는 상기 복수의 커패시터들 각각과 상기 컨버터를 전기적으로 연결하는 경로이고, 상기 제2 경로는 상기 복수의 커패시터들 각각과 PA(power amplifier)를 전기적으로 연결하는 경로일 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 수신된 신호에 기초하여, 복수의 스위치들 중 제1 스위치를 선택하는 동작, 및 복수의 커패시터들 중 상기 제1 스위치에 연결된 커패시터의 경로를 제1 경로에서 제2 경로로 스위칭하는 동작을 포함하고, 상기 복수의 커패시터들 각각은 상기 제1 경로에서 서로 다른 전압으로 충전되고, 상기 제2 경로는 상기 복수의 커패시터들 각각을 PA와 전기적으로 연결하는 경로일 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 전자 장치는 커패시터의 충전 또는 방전량을 제한함으로써, 노이즈 및 전이 시간을 감소시킬 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른, PMIC 구성 중 일부를 도시한다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 수신된 신호에 기초한 컨트롤러의 동작을 도시한다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 커패시터의 충전 또는 방전을 도시한다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 동작을 설명한 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 클래스 AB 버퍼를 포함하는 전자 장치를 도시한다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시 예들에 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 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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, 인공지능이 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)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 실시 예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 연결 단자(178)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 실시 예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전력 관리 모듈(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. 일 실시 예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(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. 일 실시 예에 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. 일 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 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 실시 예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시 예에 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 기기들 간 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 실시 예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 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 실시 예에 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. 일 실시 예에 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 실시 예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시 예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 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, 일 실시 예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 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.
일 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어™)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 실시 예들에 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 실시 예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른, PMIC 구성 중 일부를 도시한다. 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 수신된 신호에 기초한 컨트롤러의 동작을 도시한다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(200)는 PMIC(power management integratedcircuit)(210), 무선 통신 회로(230) 및/또는 배터리(240)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, PMIC(210) 및 배터리(240)는 각각 도 1의 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대응할 수 있다.
일 실시 예에서, PMIC(210)는 컨트롤러(220)를 포함할 수 있다. PMIC(210)는 다른 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, PMIC(210)는 적어도 하나의 조정기를 더 포할 수 있다. 적어도 하나의 조정기는 부스트(boost) 컨버터, 벅(buck) 컨버터, 및/또는 선형(linear) 조정기를 포함할 수 있다. 예를 들어, PMIC(210)는 복수의 인덕터들을 더 포함할 수 있다.
컨트롤러(220)는 PMIC(210)의 다른 구성들, 무선 통신 회로(230), 및/또는 배터리(240)와 작동적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(220)는 무선 통신 회로(230)의 전력 증폭기(PA, power amplifier)(235)와 작동적으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(220)는 컨버터(222), 복수의 커패시터들(224), 및/또는 복수의 스위치들(226)을 포함할 수 있다.
컨버터(222)는 배터리(240)로부터 공급 받은 전력을 지정된 전압으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 컨버터(222)는 DC(direct current) 전압을 DC 전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터일 수 있다.
복수의 스위치들(226)은 복수의 커패시터들(224)을 제1 경로 또는 제2 경로로 연결할 수 있다. 제1 경로는 컨버터(222)와 전기적으로 연결되는 경로일 수 있다. 제2 경로는 무선 통신 회로(230)의 PA와 전기적으로 연결되는 경로일 수 있다.
복수의 커패시터들(224)은 복수의 스위치들(226)에 의해 제1 경로 또는 제2 경로와 연결될 수 있다. 복수의 커패시터들(224)은 제1 경로에서, 컨버터(222)에 의해 지정된 전압으로 충전될 수 있다. 복수의 커패시터들(224)은 제2 경로에서, 타겟 전압의 크기에 따라 충전 또는 방전될 수 있다. 타겟 전압은 PMIC(210)의 동작 모드에 기반하여 결정된 PA의 구동 전압일 수 있다.
무선 통신 회로(230)는 다양한 통신 프로토콜(예: LTE(long term evolution) 통신, NR(new radio) 통신)에 기반한 무선 통신을 지원할 수 있다. 무선 통신 회로(230)는 PA(235)를 포함할 수 있다. PA(235)는 구동 전압(Vcc)의 크기에 기반하여 입력 받은 신호의 세기를 증폭시켜 출력할 수 있다. 구동 전압의 크기는 PMIC(210)의 동작 모드에 기반하여 결정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 블록(300)은 PMIC(210) 구성 중 적어도 일부에 대응할 수 있다. 블록(300)에 따르면, PMIC(210)는 컨트롤러(220), 적어도 하나의 조정기(380, 382, 384), 적어도 하나의 회로 소자(예: 복수의 커패시터들(360, 362, 364, 366), 및/또는 복수의 인덕터들(370, 372))를 포함할 수 있다. PMIC(210)는 도 3에 미도시된 다른 구성(예: 커패시터, 인덕터, 클래스(class) AB 앰프)을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 적어도 하나의 조정기(regulator)(380, 382, 384)는 전자 장치(200)의 구성 요소에 다양한 크기의 전압을 공급하기 위해 효율적으로 전압을 변환할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 조정기(380, 382, 384)는 입력 받은 DC(direct current) 전압을 안정화된 DC 전압으로 출력하거나 리니어(linear)한 인벨롭(envelope) 신호를 선형적으로 조정할 수 있다.
적어도 하나의 조정기(380, 382, 384)는 부스트(boost) 컨버터(380), 벅(buck) 컨버터(384), 및/또는 선형(linear) 조정기(382)를 포함할 수 있다. 부스트 컨버터(380) 및 벅 컨버터(383)는 스위칭 조정기의 일종일 수 있다. 스위칭 조정기는 스위칭 소자의 온(on)/오프(off)를 이용하여 고속으로 출력 전압을 생성할 수 있다. 스위칭 조정기는 높은 효율 및 적은 발열로 입력 전압을 승압하거나 강압할 수 있다. 예를 들어, 부스트 컨버터(380)는 입력 전압을 승압시켜 출력할 수 있다. 예를 들어, 벅 컨버터(384)는 입력 전압을 강압시켜 출력할 수 있다.
선형(linear) 조정기(382)는 가변 저항을 이용하여 출력 전압의 이득을 조정 할 수 있다. 선형 조정기(382)는 입력 전압을 지정된 이득만큼 증폭하여 출력할 수 있다. 선형 조정기(382)는 광대역의 envelope 신호를 선형적으로 출력 할 수 있다.
일 실시 예에서, PMIC(210)는 리니어 스테이지(linear stage, 350) 및 스위칭 스테이지(switching stage, 355)를 포함할 수 있다.
리니어 스테이지(350)는 부스트 컨버터(380), 선형 조정기(382), 적어도 하나의 커패시터(362) 및/또는 적어도 하나의 인덕터(370)로 구성될 수 있다. 리니어 스테이지(350)는 PMIC(210)의 동작 모드에 기초하여 활성화되거나 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 리니어 스테이지(350)는 PMIC(210)의 유휴 모드 또는 APT 모드에서 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 리니어 스테이지(350)는 PMIC(210)의 ET 모드에서 활성화될 수 있다.
리니어 스테이지(350)는 PMIC(210)의 ET 모드에서 입력 받은 전압을 인벨롭 신호(envelope signal)에 따라 선형적으로 증폭시킬 수 있다. 리니어 스테이지(350)는 PA(235)에 전압 및 전류를 공급할 수 있다. 적어도 하나의 커패시터(362)는 리니어 스테이지(350)의 출력 전압의 크기를 일정하게 유지시킬 수 있다.
스위칭 스테이지(355)는 벅 컨버터(384) 및/또는 적어도 하나의 인덕터(372)로 구성될 수 있다. 스위칭 스테이지(355)는 PMIC(210)의 동작 모드에 기초하여 활성화되거나 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 스테이지(355)는 PMIC(210)의 유휴 모드에서 비활성화될 수 있다. 예를 들어, 스위칭 스테이지(355)는 PMIC(210)의 ET 모드 또는 APT 모드에서 활성화될 수 있다.
스위칭 스테이지(355)는 PMIC(210)의 ET 모드 또는 APT 모드에서 고효율로 입력 받은 전압을 변환할 수 있다. 스위칭 스테이지(355)는 PA(235)에 고효율의 전류를 공급할 수 있다. 적어도 하나의 인덕터(372)는 순간적으로 스위칭 스테이지(355)에 전류를 통과시키거나 차단시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 컨트롤러(220)는 컨버터(222), 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326), 및/또는 복수의 스위치들(310, 312, 314, 316)을 포함할 수 있다. 복수의 스위치들(310, 312, 314, 316) 각각은 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326) 각각에 대응할 수 있다.
컨트롤러(220)는 배터리(240)와 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러(220)는 PA(235)와 전기적으로 연결될 수 있다.
컨트롤러(220)는 복수의 스위치들(310, 312, 314, 316)을 이용하여 대응하는 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326) 각각을 제1 경로 또는 제2 경로에 연결할 수 있다.
일 실시 예에서, 컨트롤러(220)는 제1 경로에서 배터리(240)로부터 공급 받은 전원에 기초하여 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326)을 서로 다른 전압으로 충전할 수 있다. 이 경우, 복수의 스위치들(310, 312, 314, 316)은 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326)을 제1 경로로 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 경로에서 커패시터(320)는 1V로, 커패시터(322)는 2V로, 커패시터(324)는 3V로, 커패시터(326)는 4V로 충전될 수 있다. 서로 다른 전압은 예시적인 것으로, 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326)의 충전 전압은 도 3과 상이하게 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 컨트롤러(220)는 제2 경로에서 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326) 중 적어도 하나를 PA(235)와 전기적으로 연결할 수 있다. 이 경우, 복수의 스위치들(310, 312, 314, 316)은 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326) 중 적어도 하나를 제2 경로로 연결할 수 있다. 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326) 중 적어도 하나는 제2 경로에서 타겟 전압으로 충전 또는 방전될 수 있다.
이하에서, PMIC(210)의 동작 모드에 기반한 컨트롤러(220)의 동작을 설명한다.
PMIC(210)는 전자 장치(200)의 동작에 기반하여 유휴(idle) 모드, ET(envelope tracking) 모드, 또는 APT(average power tracking) 모드 중 하나로 동작할 수 있다.
PMIC(210)는 전자 장치(200)의 슬립 모드 진입에 응답하여 슬립 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)의 슬립 모드는 배터리를 절약하기 위하여 통신과 관련된 기능을 중단하고 저전력 상태로 동작하는 모드일 수 있다. PMIC(210)는 슬립 모드에서, PMIC(210) 내부 구성들의 전원 공급을 차단할 수 있다. 이로 인해 PMIC(210)의 모든 출력이 삼상 상태(tri-stated)로 유지될 수 있다. 예를 들어, PMIC(210)의 출력은 삼상 상태에서 0, 1 외에 추가로 고-임피던스(High-impedance or Hi-Z) 상태를 가질 수 있다.
PMIC(210)는 ET 모드에서, 무선 신호를 송신 시, 무선 통신 회로(230)로부터 인벨롭(envelope) 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 회로(230)는 송신 신호의 피크(peak) 값들에 기반하여 인벨롭 신호를 획득할 수 있다. PMIC(210)는 수신된 인벨롭 신호에 기반하여 PA에 공급할 구동 전압(또는 타겟 전압)을 결정할 수 있다.
PMIC(210)는 APT 모드에서, 무선 신호를 송신 시, 송신 신호의 피크 값들의 평균에 기반하여 평균 전력을 결정할 수 있다. PMIC(210)는 평균 전력에 기반하여 PA에 공급할 구동 전압(또는 타겟 전압)을 결정할 수 있다.
일 실시 예에서, PMIC(210)는 PMIC(210)의 동작 모드에 기반하여 컨트롤러(220)로 신호를 전송할 있다. 신호는 PMIC(210)의 동작 모드에 대한 정보 및 타겟 전압에 대한 정보를 포함할 수 있다. 컨트롤러(220)는 수신된 신호에 기초하여 복수의 스위치들(226)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(220)는 복수의 커패시터들(224) 중 적어도 하나가 제2 경로와 연결되도록 복수의 스위치들(226)을 제어할 수 있다. 복수의 커패시터들(224) 중 적어도 하나는 제2 경로에서 타겟 전압으로 충전 또는 방전될 수 있다.
도 4를 참조하면, 컨트롤러(220)는 수신된 신호에 기초하여 PMIC(210)의 동작 모드를 식별할 수 있다. 참조 번호 400은 PMIC(210)가 유휴 모드 또는 ET 모드인 경우를 도시한다. 참조 번호 참조 번호 402 또는 404는 PMIC(210)가 APT 모드인 경우를 도시한다.
참조 번호 400에서, 컨트롤러(220)는 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326)을 제1 경로로 연결시킬 수 있다. 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326)은 컨버터(222)에 의해 지정된 서로 다른 전압으로 충전될 수 있다.
참조 번호 400에서는 리니어 스테이지(350) 및 스위칭 스테이지(384)가 활성화되고, 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326)은 제1 경로와 연결될 수 있다.
참조 번호 402 또는 404에서, 컨트롤러(220)는 수신된 신호에 기초하여 타겟 전압의 크기를 식별할 수 있다. 컨트롤러(220)는 타겟 전압의 크기에 기초하여 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326) 중 적어도 하나가 제2 경로로 연결되도록 복수의 스위치들(320, 322, 324, 326)을 제어할 수 있다.
참조 번호 402를 참조하면, 타겟 전압이 3.6V인 경우, 컨트롤러(220)는 타겟 전압과 가장 근접한 전압(예: 4V)으로 충전된 커패시터(326)를 제2 경로로 연결할 수 있다. 커패시터(326)는 제2 경로에서 타겟 전압의 크기로 방전될 수 있다.
참조 번호 404를 참조하면, 타겟 전압이 1.2V인 경우, 컨트롤러(220)는 타겟 전압과 가장 근접한 전압(예: 1V)으로 충전된 커패시터(320)를 제2 경로로 연결할 수 있다. 커패시터(320)는 제2 경로에서 타겟 전압의 크기로 충전될 수 있다.
참조 번호 402 또는 404에서는 리니어 스테이지(350)가 비활성화되고, 스위칭 스테이지(384)가 활성화될 수 있다. 또한, 컨트롤러(220)에 의해 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326) 중 적어도 하나는 제2 경로에서 충전 또는 방전될 수 있다.
수신된 신호에 기초하여 APT 모드로 동작하던 PMIC(210)가 유휴 모드 또는 ET 모드로 전환되는 경우, 컨트롤러(220)는 제2 경로로 연결된 복수의 커패시터들(320, 322, 324, 326) 중 적어도 하나를 다시 제1 경로로 연결할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(200)는 배터리(240), 복수의 커패시터들(224), 배터리(240)로부터 전력을 공급받고, 전력에 기초하여 복수의 커패시터들(224) 각각을 서로 다른 전압으로 충전할 수 있는 컨버터(222), 복수의 커패시터들(224) 각각의 제1 경로 및 제2 경로를 스위칭하는 복수의 스위치들(226), 및 배터리(240), 복수의 커패시터들(224), 및 복수의 스위치들(226)과 작동적으로 연결된 컨트롤러(220)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(220)는, 수신된 신호에 기초하여, 복수의 스위치들(226) 중 제1 스위치를 선택하고, 제1 스위치에 연결된 커패시터의 경로가 제1 경로에서 제2 경로로 스위칭되도록, 제1 스위치를 제어하고, 제1 경로는 복수의 커패시터들(224) 각각과 컨버터를 전기적으로 연결하는 경로이고, 제2 경로는 복수의 커패시터들(224) 각각과 PA(power amplifier, 330)를 전기적으로 연결하는 경로일 수 있다.
일 실시 예에서, 수신된 신호는 타겟 전압에 대한 정보를 포함하고, 컨트롤러(220)는, 서로 다른 전압 중 타겟 전압과 가장 근접한 제1 전압으로 충전된 제1 커패시터를 식별하고, 복수의 스위치들(226) 중 제1 커패시터에 대응하는 스위치를 제1 스위치로 선택하고, 타겟 전압은 PA(330)의 구동 전압으로 인가될 수 있다.
일 실시 예에서, 컨트롤러(220)는, 수신된 신호에 기초하여, 제1 스위치를 제외한 복수의 스위치들(226) 중 제2 스위치를 선택하고, 제1 스위치에 연결된 커패시터의 경로가 제2 경로에서 제1 경로로 스위칭되도록, 제1 스위치를 제어하고, 제2 스위치에 연결된 커패시터의 경로가 제1 경로에서 제2 경로로 스위칭되도록, 제2 스위치를 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 전자 장치(200)는 컨트롤러(220)와 작동적으로 연결된 PMIC(power management integrated circuit, 210)를 더 포함하고, 수신된 신호는 PMIC(210)의 동작 모드에 관련된 정보를 포함하고, 동작 모드는 유휴(idle) 모드, ET(envelope tracking) 모드, 또는 APT(average power tracking) 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 컨트롤러(220)는, 동작 모드가 유휴 모드 또는 ET 모드임에 응답하여, 복수의 커패시터들(224)이 상기 제1 경로에 연결되도록, 복수의 스위치들(226)을 제어할 수 있다. 컨트롤러(220)는, 동작 모드가 APT 모드임에 응답하여, 제1 스위치를 선택할 수 있다.
일 실시 예에서, PMIC(210)는 부스트 컨버터(380) 및 부스트 컨버터(380)의 출력단에 연결된 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 리니어 스테이지(linear stage, 350)를 포함하고, 리니어 스테이지(350)는 동작 모드가 ET 모드임에 응답하여, 활성화될 수 있다. 일 실시 예에서, PMIC(210)는 벅 컨버터(384)를 포함하는 스위칭 스테이지(switching stage, 355)를 더 포함하고, 스위칭 스테이지(355)는 동작 모드가 PT 모드임에 응답하여 활성화될 수 있다. 리니어 스테이지(350)의 출력단 및 스위칭 스테이지(355)의 출력단은 PA(330)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에서, PMIC(210)는 클래스 AB 버퍼(class AB buffer, 710)를 포함하고, 클래스 AB 버퍼(710)의 출력단은 PA(330)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른, 커패시터의 충전 또는 방전을 도시한다. 도 5에 대한 설명을 위하여 도 2 내지 도 4의 구성들이 참조될 수 있다.
그래프(500)는 도 3과 달리, 컨트롤러(220)가 하나의 커패시터로 대체된 경우의 충전 및 방전을 도시한다. 그래프(500)에 따른 커패시터는 충전 또는 방전량이 크므로, 도 3의 복수의 커패시터들(224)에 비하여 상대적으로 고용량일 수 있다.
그래프(500)를 참조하면, 하나의 커패시터는 타겟 전압의 크기에 기초하여 충전 또는 방전을 반복할 수 있다. 이 경우, 커패시터의 떨림으로 인한 가청 주파수 대역의 노이즈가 발생할 수 있다. 또한, 커패시터의 용량이 크므로 긴 전이 시간(transition time)이 요구될 수 있다.
그래프(505)는 도 3의 컨트롤러(220)에 포함된 복수의 커패시터들(224)의 충전 및 방전을 도시한다. 그래프(505)에서 충전 또는 방전되는 커패시터는 복수의 커패시터들(224) 중 일부일 수 있다.
그래프(505)를 참조하면, 복수의 커패시터들(224) 중 타겟 전압에 근접한 적어도 하나가 충전 또는 방전될 수 있다. 그래프(505)에서, 커패시터의 충전 또는 방전량은 그래프(500)에 비하여 매우 작으므로 커패시터의 떨림으로 인한 노이즈도 감소할 수 있다. 또한, 복수의 커패시터들(224)은 상대적으로 용량이 작으므로 짧은 전이 시간이 요구될 수 있다. 본 개시의 실시 예에 따른 전자 장치(200)는 짧은 전이 시간에 기반하여 NR 통신에서 심볼 파워 트랙킹(symbol power tracking)을 수행할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 전자 장치의 동작을 설명한 흐름도이다. 도 6의 설명을 위하여 도 2 내지 도 4의 구성들이 참조될 수 있다.
동작 600에서, 컨트롤러(220)는 수신된 신호에 기초하여, 복수의 커패시터들(224) 중 타겟 전압과 가장 근접한 제1 전압으로 충전된 제1 커패시터를 식별할 수 있다. 제1 커패시터는 제1 경로에 연결될 수 있다. 제1 경로에서 제1 커패시터는 컨버터(222)와 연결되어 제1 전압으로 충전될 수 있다. 예를 들어, 수신된 신호는 PMIC(210)의 동작 모드 및 타겟 전압에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 타겟 전압은 PA(235)에 구동 전압으로 공급되기 위한 전압일 수 있다.
동작 602에서, 컨트롤러(220)는 복수의 스위치들(226) 중 제1 커패시터와 전기적으로 연결된 스위치를 제1 스위치로 선택할 수 있다.
동작 604에서, 컨트롤러(220)는 제1 스위치를 이용하여 제1 커패시터의 경로를 제1 경로에서 제2 경로로 스위칭할 수 있다. 제2 경로에서 제1 커패시터는 무선 통신 회로(230)의 PA(235)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 커패시터는 제2 경로에서 타겟 전압으로 충전 또는 방전될 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른, 클래스 AB 버퍼를 포함하는 전자 장치를 도시한다. 도 7의 설명을 위하여 도 2 내지 도 4의 구성들이 참조될 수 있다.
블록(700)은 PMIC(210) 구성 중 적어도 일부에 대응할 수 있다. 도 3의 블록(300)과 달리 블록(700)에서, 리니어 스테이지(350)의 선형 조정기(382)는 클래스 AB 버퍼(710)로 대체될 수 있다. 클래스 AB 버퍼(710)는 피드백(feedback) 회로를 이용하여 대기 전류(quiescent current)를 제어할 수 있다.
도 3에서 상술된 바와 달리, 도 7에서는 PMIC(210)의 APT 모드에서 리니어 스테이지(350) 및 스위칭 스테이지(355)가 활성화될 수 있다. PMIC(210)의 APT 모드에서, 리니어 스테이지(350)의 클래스 AB 버퍼(710)는 제2 경로에 연결된 커패시터(예: 복수의 커패시터들(224) 중 적어도 하나)의 충전 또는 방전을 지원할 수 있다. 예를 들어, 클래스 AB 버퍼(710)는 피드백 동작을 통해 커패시터의 충전 또는 방전 속도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 타겟 전압으로의 전이 시간이 감소될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    배터리,
    복수의 커패시터들,
    상기 배터리로부터 전력을 공급받고, 상기 전력에 기초하여 상기 복수의 커패시터들 각각을 서로 다른 전압으로 충전할 수 있는 컨버터,
    상기 복수의 커패시터들 각각의 제1 경로 및 제2 경로를 스위칭하는 복수의 스위치들, 및
    상기 배터리, 복수의 커패시터들, 및 상기 복수의 스위치들과 작동적으로 연결된 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    수신된 신호에 기초하여, 상기 복수의 스위치들 중 제1 스위치를 선택하고,
    상기 제1 스위치에 연결된 커패시터의 경로가 상기 제1 경로에서 상기 제2 경로로 스위칭되도록, 상기 제1 스위치를 제어하고,
    상기 제1 경로는 상기 복수의 커패시터들 각각과 상기 컨버터를 전기적으로 연결하는 경로이고,
    상기 제2 경로는 상기 복수의 커패시터들 각각과 PA(power amplifier)를 전기적으로 연결하는 경로인,
    전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 수신된 신호는 타겟 전압에 대한 정보를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 서로 다른 전압 중 상기 타겟 전압과 가장 근접한 제1 전압으로 충전된 제1 커패시터를 식별하고,
    상기 복수의 스위치들 중 상기 제1 커패시터에 대응하는 스위치를 상기 제1 스위치로 선택하고,
    상기 타겟 전압은 상기 PA의 구동 전압으로 인가되는,
    전자 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 수신된 신호에 기초하여, 상기 제1 스위치를 제외한 상기 복수의 스위치들 중 제2 스위치를 선택하고,
    상기 제1 스위치에 연결된 커패시터의 경로가 상기 제2 경로에서 상기 제1 경로로 스위칭되도록, 상기 제1 스위치를 제어하고,
    상기 제2 스위치에 연결된 커패시터의 경로가 상기 제1 경로에서 상기 제2 경로로 스위칭되도록, 상기 제2 스위치를 제어하는,
    전자 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러와 작동적으로 연결된 PMIC(power management integrated circuit)를 더 포함하고,
    상기 수신된 신호는 상기 PMIC의 동작 모드에 관련된 정보를 포함하고,
    상기 동작 모드는 유휴(idle) 모드, ET(envelope tracking) 모드, 또는 APT(average power tracking) 모드 중 적어도 하나를 포함하는,
    전자 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 동작 모드가 상기 유휴 모드 또는 상기 ET 모드임에 응답하여, 상기 복수의 커패시터들이 상기 제1 경로에 연결되도록, 상기 복수의 스위치들을 제어하는,
    전자 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 동작 모드가 상기 APT 모드임에 응답하여, 상기 제1 스위치를 선택하는,
    전자 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 PMIC는 부스트 컨버터 및 상기 부스트 컨버터의 출력단에 연결된 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 리니어 스테이지(linear stage)를 포함하고,
    상기 리니어 스테이지는 상기 동작 모드가 상기 ET 모드임에 응답하여, 활성화되는,
    전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 PMIC는 벅 컨버터를 포함하는 스위칭 스테이지(switching stage)를 더 포함하고,
    상기 스위칭 스테이지는 상기 동작 모드가 상기 APT 모드임에 응답하여 활성화되는,
    전자 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 리니어 스테이지의 출력단 및 상기 스위칭 스테이지의 출력단은 상기 PA와 전기적으로 연결된,
    전자 장치.
  10. 제4 항에 있어서,
    상기 PMIC는 클래스 AB 버퍼(class AB buffer)를 포함하고,
    상기 클래스 AB 버퍼의 출력단은 상기 PA와 전기적으로 연결된,
    전자 장치.
  11. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    수신된 신호에 기초하여, 복수의 스위치들 중 제1 스위치를 선택하는 동작, 및
    복수의 커패시터들 중 상기 제1 스위치에 연결된 커패시터의 경로를 제1 경로에서 제2 경로로 스위칭하는 동작을 포함하고,
    상기 복수의 커패시터들 각각은 상기 제1 경로에서 서로 다른 전압으로 충전되고,
    상기 제2 경로는 상기 복수의 커패시터들 각각을 PA(power amplifier)와 전기적으로 연결하는 경로인,
    방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 수신된 신호는 타겟 전압에 대한 정보를 포함하고,
    상기 제1 스위치를 선택하는 동작은,
    상기 서로 다른 전압 중 상기 타겟 전압과 가장 근접한 제1 전압으로 충전된 제1 커패시터를 식별하는 동작, 및
    상기 복수의 스위치들 중 상기 제1 커패시터에 대응하는 스위치를 상기 제1 스위치로 선택하는 동작을 포함하고,
    상기 타겟 전압은 상기 PA의 구동 전압으로 인가되는,
    방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 수신된 신호에 기초하여, 상기 제1 스위치를 제외한 상기 복수의 스위치들 중 제2 스위치를 선택하는 동작,
    상기 제1 스위치에 연결된 커패시터의 경로를 상기 제2 경로에서 상기 제1 경로로 스위칭하는 동작, 및
    상기 제2 스위치에 연결된 커패시터의 경로를 상기 제1 경로에서 상기 제2 경로로 스위칭하는 동작을 더 포함하는,
    방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 수신된 신호는 PMIC(power management intergrated circuit)의 동작 모드에 관련된 정보를 포함하고,
    상기 동작 모드는 유휴(idle) 모드, ET(envelope tracking) 모드, 또는 APT(average power tracking) 모드 중 적어도 하나를 포함하는,
    방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 동작 모드가 상기 유휴 모드 또는 상기 ET 모드임에 응답하여, 상기 복수의 커패시터들을 상기 제1 경로에 연결하는 동작을 더 포함하는,
    방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 동작 모드가 상기 APT 모드임에 응답하여, 상기 제1 스위치를 선택하는 동작을 더 포함하는,
    방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 PMIC는 부스트 컨버터 및 상기 부스트 컨버터의 출력단에 연결된 적어도 하나의 커패시터를 포함하는 리니어 스테이지(linear stage)를 포함하고,
    상기 리니어 스테이지는 상기 동작 모드가 상기 ET 모드임에 응답하여, 활성화되는 동작을 포함하는,
    방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 PMIC는 벅 컨버터를 포함하는 스위칭 스테이지(switching stage)를 더 포함하고,
    상기 스위칭 스테이지는 상기 동작 모드가 상기 APT 모드임에 응답하여 활성화되는 동작을 포함하는,
    방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 리니어 스테이지의 출력단 및 상기 스위칭 스테이지의 출력단은 상기 PA와 전기적으로 연결된,
    방법.
  20. 제14 항에 있어서,
    상기 PMIC는 클래스 AB 버퍼(class AB buffer)를 포함하고,
    상기 클래스 AB 버퍼의 출력단은 상기 PA와 전기적으로 연결된,
    방법.
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