KR20230053397A

KR20230053397A - 전자 장치의 배터리 충전을 위한 구조 및 방법

Info

Publication number: KR20230053397A
Application number: KR1020210136852A
Authority: KR
Inventors: 김상순; 양용희; 이강환; 황인재
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-10-14
Filing date: 2021-10-14
Publication date: 2023-04-21

Abstract

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 재충전 가능한 배터리, 외부 장치와의 연결을 위한 커넥터, 제1경로 및 제2경로 중 전압이 인가될 하나의 경로를 결정하는 스위치 및 상기 제1경로에 배치되는 제1인덕터 및 상기 제2경로에 배치되는 제2인덕터를 포함하는 전압 분배 회로, 상기 스위치와 작동적으로(operatively) 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 스위치를 제어하여, 상기 외부 장치로부터 상기 커넥터를 통해 공급된 입력 전압을 상기 제1경로에 인가되는 제1전압 및 상기 제2경로에 인가되는 제2전압으로 분배하고, 상기 전압 분배 회로는, 상기 제1인덕터로 평활된 상기 제1전압 및 상기 제2인덕터로 평활된 상기 제2전압을 합쳐 상기 배터리의 충전 전압에 대응하는 제3전압을 획득하고, 상기 제3전압을 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 충전을 수행할 수 있다.
그 외에 다양한 실시예가 가능할 수 있다.

Description

전자 장치의 배터리 충전을 위한 구조 및 방법{THE METHOD TO CHARGE BATTERY OF ELECTRONIC DEVICE USING VOLTAGE DIVIDER CIRCUIT}

본 발명의 다양한 실시 예들은 전자 장치에 포함된 배터리를 충전하는 기술이다.

이동통신 기술 및 하드웨어/소프트웨어 기술의 발달에 따라 휴대용 전자 장치(이하, 전자 장치)는 종래의 통화 기능에서 나아가 다양한 기능들을 구현할 수 있게 되었다. 전자 장치는 충전기로부터 고정 전압(예: 5V, 9V 등)을 획득한 후 충전 IC(charger integrated circuit)를 이용하여 배터리 충전에 필요한 전압으로 변환할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 충전기로부터 획득한 전압을 바로 배터리로 공급할 수도 있다. 이러한 경우 전자 장치는 충전 IC를 이용하지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 배터리 충전에 필요한 충전 전압보다 높은 전압을 충전기로부터 획득하고, 배터리 앞 단에서 전압 분배 회로를 사용하여 전압을 특정 비율로 낮춘 충전 전압으로 변환하여 배터리 충전에 이용할 수 있다.

전자 장치는 복수의 캐패시터 및 스위치를 이용하여 배터리를 충전할 수 있었다. 예를 들어, 여러 개의 스위치를 이용하여, 캐패시터 2개를 직렬 배치 후 충전시키고, 이것을 빠르게 병렬로 스위칭 후 출력시키는 방식으로 전압을 반으로 낮추고 전류를 높이는 방식을 사용할 수 있었다. 그러나 이 방식은 정해진 비율로 전압을 분배할 수 있을 뿐, 고정 전압을 출력하는 일반 고정 전압 출력 충전기를 사용하기 위해서는 별도의 충전 IC를 구비해야 하는 불편함이 있었다.

또한, 캐패시터 전압 분배 회로(capacitor voltage divider)는 캐패시터를 직렬로 배치 후 충전시키고, 병렬로 재배치하여 출력하는 방식으로 진행되는데, 충전과 방전 사이에 전력 공급의 불연속이 발생하여 전력 변환 효율이 떨어지고 노이즈가 발생할 수 있다. 캐패시터 분배 회로는 복수의 캐패시터 및 스위치를 포함하기 때문에 복잡한 구조를 가질 수 있었다.

본 문서의 다양한 실시예들은 상기와 같이 전자 장치가 전압 분배 회로를 이용하여 배터리를 충전하고자 할 경우, 효율적인 배터리 충전 방법을 제공할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 재충전 가능한 배터리, 외부 장치와의 연결을 위한 커넥터, 제1경로 및 제2경로 중 전압이 인가될 하나의 경로를 결정하는 스위치 및 상기 제1경로에 배치되는 제1인덕터 및 상기 제2경로에 배치되는 제2인덕터를 포함하는 전압 분배 회로, 상기 스위치와 작동적으로(operatively) 연결되는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 스위치를 제어하여, 상기 외부 장치로부터 상기 커넥터를 통해 공급된 입력 전압을 상기 제1경로에 인가되는 제1전압 및 상기 제2경로에 인가되는 제2전압으로 분배하고, 상기 전압 분배 회로는, 상기 제1인덕터로 평활된 상기 제1전압 및 상기 제2인덕터로 평활된 상기 제2전압을 합쳐 상기 배터리의 충전 전압에 대응하는 제3전압을 획득하고, 상기 제3전압을 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 충전을 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따른 전압 분배 회로를 이용한 전자 장치의 배터리 충전 방법은, 상기 전압 분배 회로에 포함된 스위치를 제어하여, 외부 장치로부터 커넥터를 통해 공급된 입력 전압을 제1경로에 인가되는 제1전압 및 제2경로에 인가되는 제2전압으로 분배하는 동작, 상기 제1경로에 배치된 제1인덕터로 평활된 상기 제1전압 및 상기 제2경로에 배치된 제2인덕터로 평활된 상기 제2전압을 합쳐 상기 배터리의 충전 전압에 대응하는 제3전압을 획득하는 동작, 및 상기 제3전압을 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 충전을 수행하는 동작을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 전압 분배 회로의 구조를 단순화하여 높은 전력 전환 효율로 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 충전 동작에 의한 노이즈 및 발열을 감소시켜 효율적인 충전을 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 스위치의 동작 모드를 변경함으로써 스위칭 충전 IC처럼 동작시킬 수 있다. 또 다른 예로, 전자 장치는 별도의 충전 IC를 구비하지 않고도 고정 전압 충전을 수행할 수 있다.

그 외에 본 전자 장치의 다양한 실시예들로 인하여 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 전자 장치의 실시예에 대한 상세한 설명에서 직접적으로 또는 암시적으로 개시할 수 있다. 예컨대, 전자 장치의 다양한 실시예들에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술 될 상세한 설명 내에서 개시될 수 있다.

도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는 다양한 실시예에 따른 PWM(또는 PFM) 방식의 스위칭 충전 IC를 사용하여 전자 장치의 배터리를 충전하는 실시예의 회로도이다.
도 2b는 다양한 실시예에 따른 2:1 캐패시터 전압 분배 회로를 사용한 직접 충전 방식의 회로도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 스위치를 이용한 2중 경로 직접 충전 방식의 회로도이다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 2중 경로 직접 충전 방식에서의 각 경로 별 파형을 도시한 것이다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 다중 경로 직접 충전 방식에서 스위치를 이용하여 스위칭 충전 IC로 동작하는 실시예를 도시한 것이다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 제1전압 및 제2전압의 위상을 제어하여 배터리의 충전 방식을 변경하는 실시예를 도시한 것이다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전압 분배 회로를 이용하여 전자 장치의 배터리를 충전하는 방법의 흐름도이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 통신 연결된 충전기의 종류에 기초하여 배터리 충전하는 방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 또한, 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성 요소들에 대해서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.

마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 따라서 본 발명은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.

도 1은 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 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. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 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 스토어^TM)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 2a는 다양한 실시예에 따른 PWM(또는 PFM) 방식의 스위칭 충전 IC를 사용하여 전자 장치의 배터리를 충전하는 실시예의 회로도이다.

도 2b는 다양한 실시예에 따른 2:1 캐패시터 전압 분배 회로를 사용한 직접 충전 방식의 회로도이다.

도 2a를 참조하면, 전자 장치(200)는 충전기(202)로부터 고정된 입력 전압(204)(VBUS)(예: 5V, 9V)을 획득할 수 있다. 전자 장치(200)는 스위칭 충전 IC(210), 어플리케이션 프로세서(240)(application processor, AP), PDIC(power delivery intergrated chip)(242), 센싱 저항(222) 및/또는 메모리(250)를 포함하고, 스위칭 충전 IC(210)를 이용하여 충전기(202)로부터 획득한 입력 전압(204)을 배터리(220)를 충전하는 데 필요한 충전 전압으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 충전기(202)로부터 5V의 입력 전압(204)을 획득하고 충전 전압이 4V일 수 있다. 전자 장치(200)는 획득한 5V의 입력 전압(204)을 스위칭 충전 IC(210)를 이용하여 4V로 변환한 뒤 배터리(220) 충전을 수행할 수 있다. 스위칭 충전 IC(210)는 MCU(micro control unit)를 포함할 수 있고, 전자 장치(200)는 MCU(214)를 이용하여 실제 충전 전압 및 전류 값을 읽고 스위치(212)의 동작을 제어할 수 있다. 전자 장치(200)는 어플리케이션 프로세서(240)을 이용하여 충전기(202)의 출력 전압을 제어할 수 있다. 전자 장치(200)는 PDIC(242)를 이용하여 충전기(202)와 직접 통신 연결할 수 있다. 전자 장치(200)는 일련의 동작 프로세스가 프로그램된 소프트웨어(SW)를 메모리(250)에 저장할 수 있다. 전자 장치(200)의 커넥터가 고정된 전압을 공급하는 충전기(202)에 연결되어 전압을 수신하는 경우, 전자 장치(200)는 스위칭 충전 IC(210)를 이용하여 배터리(220) 충전에 필요한 충전 전압을 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 배터리(220)에 공급되는 전압을 측정하고, 센싱 저항(222)에 흐르는 전류를 측정할 수 있다. 전자 장치(200)는 충전 전압 및 충전 전류가 배터리(220)와 센싱 저항(222)에 공급되도록 스위칭 충전 IC(210) 내부의 스위치(212)를 온/오프할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 스위치(212)를 제어하여 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM) 또는 펄스 주파수 변조(pulse frequency modulation, PFM) 방식을 이용하여 배터리(220)로 변환된 전압을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스위칭 충전 IC(210)의 구조는 MOSFET일 수 있고, 스위칭 충전 IC(210)는 FET의 게이트(gate)를 펄스 폭 변조 또는 펄스 주파수 변조 방식으로 온/오프 제어할 수 있다.

도 2b를 참조하면, 전자 장치(200)는 캐패시터 전압 분배 회로(230)를 이용한 직접 충전(direct charging) 방식으로 배터리(220)를 충전할 수 있다. 전자 장치(200)는 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))을 이용하여 충전기(202)와 통신 연결을 수립하고, 충전기(202)의 출력 전압을 직접 제어할 수 있다. 충전기(202)는 예를 들어, PD(power delivery) 충전기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(200)는 PD(power delivery) 충전기와 통신 연결을 수립하고, PD 충전기의 출력 전압을 제어할 수 있다. 전자 장치(200)는 입력 전압(204)을 충전 전압으로 변환하는 과정을 거치지 않고서도 배터리(220) 충전에 필요한 전압을 획득할 수 있다. 전자 장치(200)가 PD 충전기로부터 입력 전압(204)을 획득하는 경우, 전자 장치(200)는 스위칭 충전 IC를 포함하지 않을 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 PD 충전기가 아닌 일반 고정 전압 출력 충전기에 연결되더라도 배터리(220) 충전을 수행할 수 있도록 스위칭 충전 IC를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(200)가 직접 충전 방식으로 배터리(220)를 충전하는 경우, 충전 효율을 높이기 위해 전자 장치(200)는 캐패시터 전압 분배 회로(230)를 포함할 수 있다. 캐패시터 전압 분배 회로(230)는 복수의 캐패시터 및 스위치(212)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 충전 전압 보다 높은 전압을 충전기(202)로부터 획득하고, 캐패시터 전압 분배 회로(230)는 전압 디바이더(voltage divider)로 동작하여 입력 전압(204)을 특정 비율로 낮출 수 있다. 예를 들어, 2:1 캐패시터 전압 분배 회로(230)의 경우 입력된 전압을 1/2로 낮출 수 있다. 배터리(220)가 4V의 충전 전압을 필요로 하는 경우, 전자 장치(200)는 충전기(202)를 제어하여 8V의 입력 전압(204)을 획득하고, 2:1 캐패시터 전압 분배 회로(230)를 사용하여 4V의 충전 전압을 획득할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(200)는 캐패시터 전압 분배 회로(230) 및 스위칭 충전 IC(210)를 포함하고, 현재 연결된 충전기(202)의 종류에 기초하여 전압을 공급할 수 있다. 전자 장치(200)는 충전기(202)와 통신 연결을 수립하여, 현재 커넥터에 연결된 충전기(202)가 일반 고정 전압 출력 충전기인지 PD 충전기인지 결정할 수 있다. 현재 연결된 충전기(202)가 일반 충전기인 경우, 전자 장치(200)는 입력 전압(204)을 스위칭 충전 IC(210)로 공급하여 원하는 충전 전압을 획득할 수 있다. 현재 연결된 충전기(202)가 PD 충전기인 경우, 전자 장치(200)는 입력 전압(204)을 캐패시터 전압 분배 회로(230)로 공급하여 원하는 충전 전압을 획득할 수 있다.

도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 블록도이다.

도 3을 참조 하면, 전자 장치(300)는 배터리(320), 커넥터(330), 전압 분배 회로(340), 통신 모듈(350) 및 프로세서(310)를 포함할 수 있으며, 다양한 실시예에서, 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 적어도 일부는 상호 작동적으로(operatively), 기능적으로(functionally) 및/또는 전기적으로 (electrically) 연결될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 배터리(320)는, 예를 들면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로는 배터리(320)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로는, 추가적으로 또는 대체적으로(in alternative to), 셀 밸런싱, 배터리(320)의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 수행하기 위한 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 형성될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 배터리(320)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 연료 게이지, 전력 관리 모듈(188) 또는 센서 모듈(176) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서)를 이용하여 측정될 수 있다. 이런 경우, 일 실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(320)의 인근에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(320)와 전기적으로 연결된 회로는 센싱 저항(예: 도 2의 센싱 저항(222))을 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 커넥터(330)(예: 도 1의 연결 단자(178))는, 배터리(320)의 직접 충전을 위해 배터리(320)에게 전력을 제공하는 외부 전자 장치(예: PA(power adapter) 또는 TA(travel adapter))와 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101)) 사이의 연결 경로를 제공할 수 있다. 하나 이상의 실시 예들에서, 직접 충전은, 전자 장치(300) 내에서의 배터리(320)(예: 도 1의 배터리(189))의 충전에 따른 발열을 최소화하기 위해, 전자 장치(300) 내의 충전 회로를 간소화하고 충전 장치 내에서 재충전 가능한 배터리(320)의 정전압 및 정전류 제어를 수행하는 충전 방식을 의미할 수 있다. 하나 이상의 실시 예들에서, 커넥터(330)는, 외부 전자 장치로부터 전자 장치(300)가 수신하는 신호 또는 전자 장치(300)로부터 상기 외부 전자 장치로 송신되는 신호를 위한 경로로 이용될 수 있다. 이하의 설명들은, 커넥터(330)를 통해 상기 외부 전자 장치로부터 유선으로 전력을 획득하는 예를 기술하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이다. 하나 이상의 실시 예들에 따른 상기 외부 전자 장치는, 무선 충전 패드와 같은 무선 전력 송신 장치를 포함할 수도 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 외부 전자 장치로부터 커넥터(330)를 통해, 배터리(320)의 충전을 위해 외부 전자 장치로부터 전자 장치(300)에 인가될 입력 전압을 나타내기 위한 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 커넥터(330)의 유형이 USB c type인 경우, 데이터는, USB 표준의 PD(power delivery) 통신 프로토콜에 기반하여 외부 전자 장치로부터 획득될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(340)는 충전기로부터 획득한 입력 전압을 복수의 경로로 분배하기 위한 스위치(342), 각 경로에 배치되는 인덕터(344) 및/또는 저항을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 경로는 제1경로 및/또는 제2경로를 포함할 수 있다. 전압 분배 회로(340)는 제1경로에 배치되는 제1인덕터(344-1) 및 제2경로에 배치되는 제2인덕터(344-2)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(340)는 스위치(342)를 이용하여 제1경로 및 제2경로에 입력 전압을 분배할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스위치(342)는 MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 각 경로에 인가된 전압은 인덕터(344)를 거쳐 평활 될 수 있다. 예를 들어, 제1경로에 인가된 제1전압은 제1인덕터(344-1)를 거쳐 평활 될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(340)의 스위치(342)는 프로세서(310)의 제어에 따라, 복수의 경로 중 하나를 선택하여 전기적 경로를 연결하고, 나머지 경로와는 전기적 경로를 단절할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(340)는 입력 전압을 평활하는 평활 회로(또는 잡음 제거 회로, smoothing circuit)일 수 있다. 전압 분배 회로(340)는 입력된 맥류를 인덕터(344)를 이용하여 일정한 직류 평균 전압으로 출력할 수 있고, 평활된 전압은 크기가 실질적으로 절반으로 줄어들 수 있다. 예를 들어, 제1경로에 공급된 제1전압은 제1인덕터(344-1)를 거쳐 평활되며 일정한 직류 전압으로 변환되면서 크기가 절반으로 줄어들 수 있다. 또 다른 예로, 제2경로에 공급된 제2전압도 제2인덕터(344-2)를 거쳐 평활되며 일정한 직류 전압으로 변환되면서 크기가 절반으로 줄어들 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(340)는 복수 개의 경로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전압 분배 회로(340)는 n개의 서로 다른 경로를 포함할 수 있다. 전자 장치(300)는 스위치(342)를 제어하여 제m주기(m은 1≤m≤n인 자연수)에 제m회로에 제m전압을 공급할 수 있다. 전압 분배 회로(340)가 n개의 경로를 포함하는 경우, 배터리(320)에 공급되는 전압은 입력 전압의 1/n 수준일 수 있다. 예를 들어, 전압 분배 회로(340)가 3개의 경로를 포함하면 배터리(320)에 공급되는 전압은 입력 전압의 1/3이고, 전압 분배 회로(340)가 4개의 경로를 포함하면 배터리(320)에 공급되는 전압은 입력 전압의 1/4일 수 있다. 전자 장치(300)는 전압 분배 회로(340)에 포함된 경로의 수에 기초하여 입력 전압을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 분배 회로(340)의 각 경로에 공급되는 전압은 서로 다른 위상으로 출력될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 통신 모듈(350)은 프로세서(310)의 제어에 따라 무선 네트워크를 통해 외부 장치와 통신할 수 있다. 통신 모듈(350)은 셀룰러 네트워크(예: LTE(long term evolution) 네트워크, 5G 네트워크, NR(new radio) 네트워크) 및 근거리 네트워크(예: Wi-Fi, bluetooth)로부터 데이터를 송수신 하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 모듈들을 포함할 수 있다. 통신 모듈(350)은 도 1의 통신 모듈(190)의 구성 및/또는 기능 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 전자 장치(300) 각 구성요소들(예: 스위치(342), 통신 모듈(350))과 작동적으로(operatively), 기능적으로(functionally), 및/또는 전기적으로(electrically) 연결되어, 각 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 수행할 수 있는 구성일 수 있다. 프로세서(310)는 도 1의 프로세서(120)의 구성 및/또는 기능 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)가 전자 장치(300) 상에서 구현할 수 있는 연산 및 데이터 처리 기능에는 한정됨이 없을 것이나, 이하에서는 전자 장치(300)에서 전압 분배 회로(340)를 이용하여 배터리(320)를 충전하기 위한 다양한 실시예에 대해 설명하기로 한다. 후술할 프로세서(310)의 동작들은 메모리에 저장된 인스트럭션들을 로딩(loading)함으로써 수행될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 충전기로부터 입력 전압을 획득할 수 있다. 전자 장치(300)와 충전기는 커넥터(330)를 통하여 연결될 수 있다. 전자 장치(300)와 연결될 수 있는 충전기는 일반 고정 전압 출력 충전기 또는 PD(power delivery) 충전기일 수 있다. 일반 고정 전압 출력 충전기는 고정된 전압을 전자 장치(300)에 공급할 수 있으며, 충전기가 공급하는 전압은 충전기의 제조 시에 결정될 수 있다. PD 충전기는 프로세서(310)에 제어에 따라서 다양한 레벨의 입력 전압을 공급할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 통신 모듈(350)을 이용하여 충전기와 통신 연결을 수립할 수 있다. PD 충전기와 통신 연결한 경우, 프로세서(310)는 충전기가 원하는 전압을 출력하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 원하는 충전 전압을 획득하기 위한 입력 전압을 PD 충전기로부터 획득할 수 있다. 프로세서(310)는 센싱 저항에 흐르는 전류 및 배터리(320)에 공급되는 전압의 크기를 획득하고, 적절한 전압과 전류가 아닌 경우 충전기를 제어하여 입력 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 충전 전압이 4V인데 현재 배터리(320)에 공급되는 전압이 5V인 경우, 프로세서(310)는 충전기를 제어하여 입력 전압을 낮출 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 스위치(342)를 제어하여 제1경로에 제1전압을 분배하고, 제2경로에 제2전압을 분배할 수 있다. 전압 분배 회로(340)는 3개 이상의 경로를 포함할 수 있으나, 본 실시예에서는 전압 분배 회로(340)가 2개의 경로를 가지는 것으로 설명하도록 한다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 스위치(342)를 제어하여 전압 분배 회로(340)를 제1주기에는 제1경로와 전기적으로 연결하고, 제2주기에는 제2경로와 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 제1주기에는 스위치(342)를 제1상태로 제어하여 전압 분배 회로(340)를 제1경로와 전기적으로 연결하고, 제2주기에는 스위치(342)를 제2상태로 제어하여 전압 분배 회로(340)를 제2경로와 전기적으로 연결할 수 있다. 프로세서(310)는 스위치(342)를 제1상태 및 제2상태로 번갈아 조정하며 제1경로 및 제2경로에 순차적으로 전압을 공급할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 제1경로에 공급하는 제1전원의 제1위상 및 제2경로에 공급하는 제2전원의 제2위상을 개별 제어 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)는 제1경로와 제2경로를 개별로 펄스 폭 변조 또는 펄스 주파수 변조 할 수 있다. 스위칭 충전 IC(예: 도 2a의 스위칭 충전 IC(210))의 기능을 수행할 수 있다. 이 때 전압 분배 회로(340)는 고정 전압 출력의 DC 충전기를 이용한 일반 충전 방식을 지원 할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(310)는 제1인덕터(344-1)로 평활된 제1전압 및 제2인덕터(344-2)로 평활된 제2전압을 합친 제3전압을 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 전압 분배 회로(340)는 각 경로에 배치된 인덕터(344)를 포함할 수 있다. 인덕터(344)에 공급된 전압은 일정한 직류 평균 전압으로 출력될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1전압 및 제2전압이 합쳐진 제3전압의 전류는 충전을 수행하기 위해 배터리(320)로 공급될 수 있다.

도 4는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 스위치를 이용한 2중 경로 직접 충전 방식의 회로도이다.

도 4를 참조하면, 전자 장치(400)는 충전기(402)와 전자 장치(400)를 연결하는 커넥터(예: 도 3의 커넥터(330)), 스위치(412)(예: 도 3의 스위치(342))를 포함하는 스위칭 모듈(410), 제1경로(420a), 및/또는 제2경로(420b)를 적어도 포함하는 전압 분배 회로(예: 도 3의 전압 분배 회로(340)), 센싱 저항(452)(예: 도 2의 센싱 저항(222)), 어플리케이션 프로세서(AP)(460)(예: 도 2a의 어플리케이션 프로세서(240)), PDIC(462)(예: 도 2b의 PDIC(242)), 메모리(470)(예: 도 2의 메모리(250)) 및/또는 배터리(450) (예: 도 3의 배터리(320))를 포함할 수 있다. 스위칭 모듈(410)은 MCU(414)(예: 도 2의 MCU(214))를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))는 충전기(402)로부터 입력 전압(404)(VBUS)을 획득할 수 있다. 프로세서는 스위칭 모듈(410) 내의 스위치(412)를 제어하여 제1경로(420a) 또는 제2경로(420b)와 전압 분배 회로를 전기적으로 연결하고, 연결한 경로로 획득한 입력 전압(404)을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서는 스위치(412)가 제1상태일 때 제1경로(420a)에 제1전압을 공급하고, 스위치(412)가 제2상태일 때 제2경로(420b)에 제2전압을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서는 제1경로(420a) 및 제2경로(420b)에 전압을 순차적으로 연속적으로 공급하기 위하여, 제1주기에 스위치(412)를 제1상태로 설정하고 제2주기에 스위치(412)를 제2상태로 설정할 수 있다.

예를 들어, 프로세서는 제1주기에 스위치(412)를 제1상태로 제어하여 전자 장치(400)를 제1경로(420a)와 전기적으로 연결할 수 있다. 프로세서는 전기적으로 연결된 제1경로(420a)에 제1전압을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서가 제1경로(420a)에 공급하는 제1전압은 제1위상일 수 있다. 제1위상을 갖는 제1전압은 제1파형(430a)과 같은 파형을 가질 수 있다. 제1전압의 크기는 제1경로(420a)에 배치된 제1인덕터(440a)(예: 도 3의 제1인덕터(344-1))를 통과하여 평활되면서 최초로 공급된 전압 크기의 절반으로 감소할 수 있다. 또 다른 예로, 프로세서는 제2주기에 스위치(412)를 제2상태로 제어하여 전자 장치(400)를 제2경로(420b)와 전기적으로 연결할 수 있다. 프로세서는 전기적으로 연결된 제2경로(420b)에 제2전압을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서가 제2경로(420b)에 공급하는 제2전압은 제2위상일 수 있다. 제2위상을 갖는 제2전압은 제2파형(430b)과 같은 파형을 가질 수 있다. 제2전압의 크기는 제2경로(420b)에 배치된 제2인덕터(440b)(예: 도 3의 제2인덕터(344-2))를 통과하여 평활되면서 입력 전압(404)의 크기의 절반으로 감소할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 제1전압 및 제2전압을 합친 제3전압을 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3전압의 크기는 입력 전압(404)의 크기의 1/2일 수 있다. 프로세서는 배터리(450) 충전을 수행하기 위하여 제3전압을 배터리(450)에 공급할 수 있다. 프로세서는 센싱 저항에 흐르는 전류 및 배터리(450)에 공급되는 전압의 크기를 획득하고, 충전에 필요한 충전 전압과 비교하여 충전기(402)가 출력하는 입력 전압(404)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 현재 배터리(450)에 공급되는 제3전압이 충전 전압 미만이면 입력 전압(404)을 증가시키고, 현재 배터리(450)에 공급되는 제3전압이 충전 전압 이상이면 입력 전압(404)을 감소시킬 수 있다.

도 5는 다양한 실시예에 따른 2중 경로 직접 충전 방식에서의 각 경로 별 파형을 도시한 것이다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))는 2중 경로 직접 충전 방식에서 제1경로에 제1위상으로 제1전압을 공급하고, 제2경로에 제2위상으로 제2전압을 공급할 수 있다. 프로세서는 입력 전압(502)(VBUS)를 획득하여 제1경로에 제1전압을 공급하고 제2경로에 제2전압을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서는 제1경로와 제2경로를 순차적으로 ON/OFF함으로써 제1위상 및 제2위상의 위상차를 180도로 변경할 수 있다. 위상차가 180도인 제1위상 및 제2위상은 서로 반대 파형을 가질 수 있다. 도 5를 참조하면, 제1위상으로 출력된 제1전압은 제1파형(510)을 갖고, 제2위상으로 출력된 제2전압은 제2파형(512)을 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 각 경로에 공급되는 전압의 최대값은 회로 저항으로 인해 발생한 손실(line loss)에 의해 입력 전압(502)의 크기보다 낮을 수 있다. 각 경로에 공급된 전압은 인덕터(예: 도 4의 제1인덕터(440a), 또는 제2인덕터(440b))를 거쳐 평활될 수 있다. 평활된 출력 전압(520)의 크기는 각 경로에 공급된 전압의 1/2크기의 전압일 수 있다. 예를 들어, 제1전압의 제1파형(510) 및 제2전압의 제2파형(512)은 적어도 하나의 마루와 골을 포함할 수 있다. 공급된 전압이 인덕터를 거치면서 각 파형의 마루의 전압 크기는 감소하고, 골의 전압 크기는 증가할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 평활된 제1전압 및 제2전압의 크기는 입력 전압(502)의 약 1/2 크기일 수 있다. 프로세서는 각 경로에서 평활된 제1전압 및 제2전압을 합친 제3전압(520)(Vout)을 획득하고, 배터리(예: 도 3의 배터리(320)) 충전을 위하여 배터리에 제3전압(520)(Vout)을 공급할 수 있다.

도 6은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 다중 경로 직접 충전 방식에서 스위치를 이용하여 스위칭 충전 IC로 동작하는 실시예를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))는 복수 개의 경로를 포함하는 전압 분배 회로(614)(예: 도 3의 전압 분배 회로(340))를 이용하여 배터리(650)(예: 도 3의 배터리(320))를 충전할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 전압 분배 회로(614)에 포함된 경로의 개수에 기초하여 충전기(602)가 출력하는 입력 전압(604)의 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 전압 분배 회로(614)에 n개의 경로가 포함된 경우, 프로세서는 배터리(650)를 충전하는데 필요한 충전 전압의 n배 크기의 전압을 입력 전압(604)으로 결정할 수 있다. 입력 전압(604)은 전압 분배 회로(614)를 거치며 1/n 크기로 감소하여 배터리(650)를 충전하는 데 사용될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 스위칭 모듈(610) 내의 스위치(612) (예: 도 3의 스위치(342) 또는 도 4의 스위치(412))를 제m주기(m은 1≤m≤n인 자연수)에 제m상태로 결정할 수 있다. 예를 들어, 전압 분배 회로(614)에 n개의 경로가 포함된 경우, 프로세서는 스위치(612)를 제1주기에 제1상태로, 제2주기에 제2상태로, 제n주기에 제n상태로 결정할 수 있다. 프로세서는 스위치(612)가 제m상태에 있을 때 제m경로와 전압 분배 회로(614)를 전기적으로 연결하고, 나머지 경로들과는 전기적 연결을 차단할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 스위치(612)가 제1상태일 때 제1경로(620a)와 전압 분배 회로(614)를 연결하고, 제2상태일 때 제2경로(620b)와 전압 분배 회로(614)를 연결하고, 제n상태일 때 제n경로(620n)와 전압 분배 회로(614)를 연결할 수 있다. 일 실시예에서, 각 경로는 전압을 평활하는 인덕터를 포함할 수 있으며, 제m경로에 공급된 전압은 제m인덕터를 거치며 평활될 수 있다. 예를 들어, 제1경로(620a)에 공급된 제1전압은 제1인덕터(640a) (예: 도 3의 제1인덕터(344-1))로 평활되고, 제2경로(620b)에 공급된 제2전압은 제2인덕터(640b) (예: 도 3의 제2인덕터(344-2))로 평활되고, 제n경로(620n)에 공급된 제n전압은 제n인덕터(640n)로 평활 될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 프로세서는 각 경로에 공급할 전압의 위상을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 제1전압의 위상을 제1위상으로 결정하고, 제2전압의 위상을 제2위상으로 결정하고, 제n전압의 위상을 제n위상으로 결정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서는 각 경로에 공급되는 전압의 위상을 모두 다르게 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 PD 충전기(602)와 통신 연결하여 배터리(650)를 충전할 때는 전압의 위상을 모두 다르게 결정할 수 있다. 프로세서는 제1경로(620a)에 제1파형(630a)을 갖는 제1전압을 공급하고, 제2경로(620b)에 제2파형(630b)을 갖는 제2전압을 공급하고, 제n경로(620n)에 제n파형(630n)을 갖는 제n전압을 공급할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 프로세서는 일반 고정 전압 출력 충전기와 연결하여 배터리(650)를 충전할 때는 모든 경로를 개별 PWM 제어 하여 스위칭 Charger로 동작 시킬 수 있다. 이 경우 프로세스는 일정 범위 내의 모든 입력 전압에 대해 적정 출력 전압을 배터리(650)에 공급할 수 있다.

도 7은 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 제1전압 및 제2전압의 위상을 제어하여 배터리의 충전 방식을 변경하는 실시예를 도시한 것이다.

도 7을 참조하면, 전압 분배 회로(710)(예: 도 3의 전압 분배 회로(340))는 CMOS FET(complementary metal-oxide-semiconductor field effect transistor)를 이용하여 구현될 수 있다. 전압 분배 회로(710)는 각 CMOS FET 마다 스위치(예: 도 3의 스위치(342))를 포함할 수 있다. 프로세서(예: 도 3의 프로세서(310))는 두 개의 CMOS FET 스위치를 제어하여 전압 분배 회로(710)에 제1 CMOS FET(720a) 및 제2 CMOS FET(720b)을 순차적으로 연결할 수 있다. 프로세서는 커넥터(예: 도 3의 커넥터(330))로부터 입력 전압(704)을 획득하여, 제1 CMOS FET(720a) 및 제2 CMOS FET(720b)으로 전압을 공급할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 제1주기에 제1 CMOS FET(720a)을 전압 분배 회로(710)와 연결하고, 제2주기에 제2 CMOS FET(720b)을 전압 분배 회로(710)와 연결할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서는 각 CMOS FET를 순차적으로 제어 함으로써 각 경로에 공급되는 전압이 서로 반대 위상을 갖도록 결정할 수 있다. 이후, 각 CMOS FET에 연결되어 있는 인덕터를 통과하며 평활된 전압을 배터리(750) (예: 도 3의 배터리(320))에 공급할 수 있다. 예를 들어, 제1 CMOS FET(720a)에 공급된 제1전압은 제1인덕터(740a) (예: 도 3의 제1인덕터(344-1))를 통과하며 평활되고, 제2 CMOS FET(720b)에 공급된 제2전압은 제2인덕터(740b)(예: 도 3의 제2인덕터(344-2))를 통과하며 평활 될 수 있다. 프로세서는 제1전압 및 제2전압을 합친 제3전압을 획득하고, 배터리(750) 충전을 위하여 배터리(750)에 제3전압을 공급할 수 있다. 또 다른 예로, 전압 분배 회로(710)는 CMOS FET 이외에, NMOS FET, 또는 PMOS FET등 다양하게 이용하여 구현 할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 전압 분배 회로가 제1주기에는 상기 제1경로와 전기적으로 연결되고, 제2주기에는 상기 제2경로에 전기적으로 연결되도록 상기 스위치를 제어하고, 상기 제1주기에는 상기 제1경로에 상기 제1전압을 인가하고, 상기 제2주기에는 상기 제2경로에 상기 제2전압을 인가할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전압 분배 회로는, 상기 제1인덕터에서 상기 제1전압을 평활하여 인가된 전압의 1/2로 낮추고, 상기 제2인덕터에서 상기 제2전압을 평활하여 인가된 전압의 1/2로 낮추고, 상기 제1전압 및 상기 제2전압을 합친 상기 제3전압을 획득할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 충전 전류를 측정하기 위한 센싱 저항을 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 센싱 저항에 흐르는 충전 전류를 측정하도록 구성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 충전 전류 및 상기 배터리에 공급되는 전압에 기초하여 스위치를 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제1경로에 인가되는 상기 제1전압의 제1위상과 상기 제2경로에 인가되는 상기 제2전압의 제2위상의 위상차가 180도가 되도록 순차적으로 전압을 분배할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제1경로에 인가되는 상기 제1전압의 제1위상과 상기 제2경로에 인가되는 상기 제2전압의 제2위상의 위상차가 0도, 180도로 연계로 구동, 또는 개별로 구동할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 통신 모듈을 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 통신 모듈을 이용하여 상기 충전기와 통신 연결을 수립하고, 상기 충전기가 상기 충전 전압의 2배인 입력 전압을 공급하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전압 분배 회로는 n개의 경로를 포함하고, 제m주기(m은 1≤m≤n인 자연수)에 제m경로로 제m전압을 인가할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 스위치를 PWM 또는 PFM 방식으로 온오프(on/off)하여 제어할 수 있다.

도 8은 다양한 실시예에 따른 전압 분배 회로를 이용하여 전자 장치의 배터리를 충전하는 방법의 흐름도이다.

도 8에 도시된 방법은 도 1 내지 도 7을 통해 설명한 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))에 의해 수행될 수 있으며, 이하에서는 앞서 설명한 바 있는 기술적 특징에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 802에서, 전자 장치는 외부 장치로부터 커넥터(예: 도 3의 커넥터(330))를 통해 입력 전압을 획득할 수 있다. 전자 장치와 충전기는 커넥터를 통하여 연결될 수 있다. 전자 장치와 연결될 수 있는 충전기는 일반 고정 전압 출력 충전기 또는 PD(power delivery) 충전기일 수 있다. 일반 고정 전압 출력 충전기는 고정된 전압을 전자 장치에 공급할 수 있으며, 충전기가 공급하는 전압은 충전기의 제조 시에 결정될 수 있다. PD 충전기는 전자 장치에 제어에 따라서 다양한 레벨의 입력 전압을 공급할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 804에서, 전자 장치는 제1경로에 제1전압을 인가하고, 제2경로에 제2전압을 인가할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 스위치(예: 도 3의 스위치(342) 또는 도 4의 스위치(412))를 제어하여 전압 분배 회로(예: 도 3의 전압 분배 회로(340))를 제1주기에는 제1경로와 전기적으로 연결하고, 제2주기에는 제2경로와 전기적으로 연결할 수 있다. 전자 장치는 제1주기에는 스위치를 제1상태로 제어하여 전압 분배 회로를 제1경로와 전기적으로 연결하고, 제2주기에는 스위치를 제2상태로 제어하여 전압 분배 회로를 제2경로와 전기적으로 연결할 수 있다. 전자 장치는 스위치를 제1상태 및 제2상태로 번갈아 조정하며 제1경로 및 제2경로에 순차적으로 전압을 공급할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 각 경로에 공급하는 전압의 위상을 결정할 수 있다. 전자 장치는 제1경로에 공급하는 제1전원의 제1위상 및 제2경로에 공급하는 제2전원의 제2위상을 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 제1위상과 제2위상의 위상차가 180도가 되도록 전압을 순차적으로 공급할 수 있다. 이 때 전압 분배 회로는 PD 충전기를 이용한 직접 충전 방식을 지원할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치는 제1경로와 제2경로를 각각 PWM 구동 시킬 수 있다. 예를 들어, 제1경로를 PWM 방식의 스위칭 레귤레이터로 구동 시킬 수 있고, 제2경로를 PWM 방식의 스위칭 레귤레이터로 구동 시킬 수 있다. 또 다른 예로, 제1경로와 제2경로 모두를 스위칭 레귤레이터로 구동 시킬 수 있다. 이때 제1위상과 제2위상 차는 0도, 180도로 연계 구동, 또는 서로 개별 구동 일수도 있다. 이 때 전압 분배 회로는 일반 고정 전압 출력 충전기를 이용한 스위칭 충전 IC의 기능을 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 806에서, 전자 장치는 제1인덕터(예: 도 3의 제1인덕터(344-1))로 제1전압을 평활하고, 제2인덕터(예: 도 3의 제2인덕터(344-2))로 제2전압을 평활 할 수 있다. 인덕터에 공급된 전압은 크기가 1/2로 줄어든 일정한 직류 평균 전압으로 출력될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 808에서, 전자 장치는 제1전압 및 제2전압을 합친 제3전압을 획득하고, 제3전압을 배터리(예: 도 3의 배터리(320))에 공급하여 배터리 충전을 수행할 수 있다.

도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치가 통신 연결된 충전기의 종류에 기초하여 배터리 충전하는 방법의 흐름도이다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 902에서, 전자 장치는 충전기와 통신 연결을 수립할 수 있다. 충전기는 일반 고정 전압 출력 충전기 및 PD 충전기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일반 고정 전압 출력 충전기는 충전기의 제조시 정해진 전압을 출력할 수 있고, PD 충전기는 전자 장치의 제어에 따라서 전압을 출력할 수 있다. 전자 장치는 충전기와 통신 연결을 수립하여 현재 커넥터(예: 도 3의 커넥터(330))를 통해 전자 장치와 연결된 충전기의 종류를 확인할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 910에서, 전자 장치는 통신 연결된 충전기가 PD 충전기인지 결정할 수 있다. 전자 장치는 현재 연결된 충전기가 PD 충전기인 경우 출력 전압을 조절하여 배터리(예: 도 3의 배터리(320))를 충전하는 데 적정한 충전 전압을 획득할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 912에서, 전자 장치는 제1경로 및 제2경로를 PWM으로 구동할 수 있다. 전자 장치는 제1경로 및 제2경로를 포함하는 전압 분배 회로(예: 도 3의 전압 분배 회로(340))를 포함할 수 있다. 전자 장치는 제1경로에 제1전압을 공급하고, 제2경로에 제2전압을 공급할 수 있다. 현재 연결된 충전기가 PD 충전기가 아닌 일반 고정 전압 출력 충전기인 경우, 전자 장치는 제1경로에 출력하는 제1전압의 제1위상과 제2경로에 출력하는 제2전압의 제2위상을 각각의 PWM으로 구동 할 수 있다. 이때 제1위상과 제2위상은 0도, 180도로 연계 구동일 수 있고, 개별 구동일 수 있다. 이 경우, 전자 장치 내의 전압 분배 회로는 스위칭 충전 IC처럼 동작할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 914에서, 전자 장치는 배터리 충전이 완료되었는지 결정할 수 있다. 배터리 충전이 완료되지 않은 경우, 전자 장치는 제1경로 및 제2경로에 계속해서 전압을 공급할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 920에서 현재 연결된 충전기가 PD 충전기인 경우, 전자 장치는 충전기의 출력 전압을 변경할 수 있다. 전자 장치는 배터리의 충전을 수행하는 데 필요한 충전 전압을 획득하고, 충전 전압에 기초하여 충전기의 출력 전압을 변경할 수 있다. 일반 고정 전압 출력 충전기가 연결된 경우와 달리, 전자 장치는 PD 충전기를 제어하여 입력 전압을 조절할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 922에서, 전자 장치는 제1경로와 제2경로에 순차적으로 전압을 공급함으로써 제1경로에 공급할 제1전압의 제1위상 및 제2경로에 공급할 제2전압의 제2위상을 반대 위상으로 결정 할 수 있다. 예를 들어, 제1위상 및 제2위상의 위상차는 180도일 수 있다. 전자 장치는 이후 제1전압과 제2전압이 합쳐져 제3전압을 생성할 때 일정한 평균 전압이 유지되도록 하기 위하여 제1전압과 제2전압의 위상을 반대 위상으로 결정할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 924서, 전자 장치는 배터리에 공급되는 전압 및 충전 전류를 측정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치는 센싱 저항에 흐르는 전류를 측정하고, 배터리에 공급되는 전압을 측정할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 930에서, 전자 장치는 현재 배터리에 공급되는 전압 및 센싱 저항에 흐르는 전류가 적정한 전압 및 전류인지 결정할 수 있다. 전자 장치는 배터리를 충전하는 데 필요한 충전 전압을 획득하고, 현재 배터리에 공급되는 전압과 충전 전압을 비교하여 적정한 전압인지 확인할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 932에서, 충전 전압과 현재 공급되고 있는 전압이 다른 경우, 전자 장치는 충전기의 출력을 변경할 수 있다. 예를 들어, 현재 배터리에 공급되는 전압이 충전 전압보다 낮은 경우, 전자 장치는 충전기가 더 큰 전압을 출력하도록 제어할 수 있다. 반대로, 현재 배터리에 공급되는 전압이 충전 전압보다 큰 경우, 전자 장치는 충전기를 제어하여 더 작은 전압을 출력하도록 제어할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 동작 940에서, 전자 장치는 배터리의 충전이 완료되었는지 여부를 확인할 수 있다. 충전이 완료되지 않은 경우, 전자 장치는 배터리에 적정한 충전 전압을 공급하는 프로세스를 수행할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은, 상기 전압 분배 회로가 제1주기에는 상기 제1경로와 전기적으로 연결되고, 제2주기에는 상기 제2경로에 전기적으로 연결되도록 상기 스위치를 제어하는 동작, 상기 제1주기에는 상기 제1경로에 상기 제1전압을 인가하는 동작, 및 상기 제2주기에는 상기 제2경로에 상기 제2전압을 인가하는 동작을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 제3전압을 획득하는 동작은, 상기 제1인덕터에서 상기 제1전압을 평활하여 인가된 전압의 1/2로 낮추는 동작, 상기 제2인덕터에서 상기 제2전압을 평활하여 인가된 전압의 1/2로 낮추는 동작, 및 상기 제1전압 및 상기 제2전압을 합친 상기 제3전압을 획득하는 동작을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은, 센싱 저항에 흐르는 충전 전류를 측정하는 동작을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은, 상기 충전 전류 및 상기 배터리에 공급되는 전압에 기초하여 스위치를 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은, 상기 제1경로에 인가되는 상기 제1전압의 제1위상과 상기 제2경로에 인가되는 상기 제2전압의 제2위상의 위상차가 180도가 되도록 전압을 분배하는 동작을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은, 상기 제1경로에 인가되는 상기 제1전압의 제1위상과 상기 제2경로에 인가되는 상기 제2전압의 제2위상의 위상차가 0도, 180도, 또는 개별로 구동하는 동작을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 통신 모듈을 이용하여 상기 충전기와 통신 연결을 수립하는 동작, 및 상기 충전기가 상기 충전 전압의 2배인 입력 전압을 공급하도록 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 전압 분배 회로는 n개의 경로를 포함하고, 제m주기(m은 1≤m≤n인 자연수)에 제m경로로 제m전압을 인가하는 동작을 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은, 상기 스위치를 PWM 또는 PFM 방식으로 온오프(on/off)하여 제어하는 동작을 더 포함할 수 있다.

Claims

전자 장치에 있어서,
재충전 가능한 배터리;
외부 장치와의 연결을 위한 커넥터;
제1경로 및 제2경로 중 전압이 인가될 하나의 경로를 결정하는 스위치 및 상기 제1경로에 배치되는 제1인덕터 및 상기 제2경로에 배치되는 제2인덕터를 포함하는 전압 분배 회로;
상기 스위치와 작동적으로(operatively) 연결되는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 스위치를 제어하여, 상기 외부 장치로부터 상기 커넥터를 통해 공급된 입력 전압을 상기 제1경로에 인가되는 제1전압 및 상기 제2경로에 인가되는 제2전압으로 분배하고,
상기 전압 분배 회로는,
상기 제1인덕터로 평활된 상기 제1전압 및 상기 제2인덕터로 평활된 상기 제2전압을 합쳐 상기 배터리의 충전 전압에 대응하는 제3전압을 획득하고,
상기 제3전압을 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 충전을 수행하도록 구성된 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 전압 분배 회로가 제1주기에는 상기 제1경로와 전기적으로 연결되고, 제2주기에는 상기 제2경로에 전기적으로 연결되도록 상기 스위치를 제어하고,
상기 제1주기에는 상기 제1경로에 상기 제1전압을 인가하고,
상기 제2주기에는 상기 제2경로에 상기 제2전압을 인가하도록 설정된 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전압 분배 회로는,
상기 제1인덕터에서 상기 제1전압을 평활하여 인가된 전압의 1/2로 낮추고,
상기 제2인덕터에서 상기 제2전압을 평활하여 인가된 전압의 1/2로 낮추고,
상기 제1전압 및 상기 제2전압을 합친 상기 제3전압을 획득하도록 구성된 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전자 장치는 충전 전류를 측정하기 위한 센싱 저항을 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 센싱 저항에 흐르는 충전 전류를 측정하도록 구성되는 전자 장치.
제 4항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 충전 전류 및 상기 배터리에 공급되는 전압에 기초하여 스위치를 제어하도록 설정된 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 제1경로에 인가되는 상기 제1전압의 제1위상과 상기 제2경로에 인가되는 상기 제2전압의 제2위상의 위상차가 180도가 되도록 순차적으로 전압을 분배하는 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 제1경로에 인가되는 상기 제1전압의 제1위상과 상기 제2경로에 인가되는 상기 제2전압의 제2위상의 위상차가 0도, 180도로 연계로 구동, 또는 개별로 구동하는 스위칭 방식의 레귤레이터 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전자 장치는 통신 모듈을 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 통신 모듈을 이용하여 상기 충전기와 통신 연결을 수립하고,
상기 충전기가 상기 충전 전압의 2배인 입력 전압을 공급하도록 제어하는 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 전압 분배 회로는 n개의 경로를 포함하고, 제m주기(m은 1≤m≤n인 자연수)에 제m경로로 제m전압을 인가하도록 설정된 전자 장치.
제 1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 스위치를 PWM 또는 PFM 방식으로 온오프(on/off)하여 제어하도록 설정된 전자 장치.
전압 분배 회로를 이용한 전자 장치의 배터리 충전 방법에 있어서,
상기 전압 분배 회로에 포함된 스위치를 제어하여, 외부 장치로부터 커넥터를 통해 공급된 입력 전압을 제1경로에 인가되는 제1전압 및 제2경로에 인가되는 제2전압으로 분배하는 동작,
상기 제1경로에 배치된 제1인덕터로 평활된 상기 제1전압 및 상기 제2경로에 배치된 제2인덕터로 평활된 상기 제2전압을 합쳐 상기 배터리의 충전 전압에 대응하는 제3전압을 획득하는 동작, 및
상기 제3전압을 상기 배터리에 공급하여 상기 배터리의 충전을 수행하는 동작을 포함하는 방법.
제 11항에 있어서,
상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은,
상기 전압 분배 회로가 제1주기에는 상기 제1경로와 전기적으로 연결되고, 제2주기에는 상기 제2경로에 전기적으로 연결되도록 상기 스위치를 제어하는 동작,
상기 제1주기에는 상기 제1경로에 상기 제1전압을 인가하는 동작, 및
상기 제2주기에는 상기 제2경로에 상기 제2전압을 인가하는 동작을 더 포함하는 방법.
제 11항에 있어서,
상기 제3전압을 획득하는 동작은,
상기 제1인덕터에서 상기 제1전압을 평활하여 인가된 전압의 1/2로 낮추는 동작,
상기 제2인덕터에서 상기 제2전압을 평활하여 인가된 전압의 1/2로 낮추는 동작, 및
상기 제1전압 및 상기 제2전압을 합친 상기 제3전압을 획득하는 동작을 더 포함하는 방법.
제 11항에 있어서,
상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은,
센싱 저항에 흐르는 충전 전류를 측정하는 동작을 더 포함하는 방법.
제 14항에 있어서,
상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은,
상기 충전 전류 및 상기 배터리에 공급되는 전압에 기초하여 스위치를 제어하는 동작을 더 포함하는 방법.
제 11항에 있어서,
상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은,
상기 제1경로에 인가되는 상기 제1전압의 제1위상과 상기 제2경로에 인가되는 상기 제2전압의 제2위상의 위상차가 180도가 되도록 전압을 분배하는 동작을 더 포함하는 방법.
제 11항에 있어서,
상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은,
상기 제1경로에 인가되는 상기 제1전압의 제1위상과 상기 제2경로에 인가되는 상기 제2전압의 제2위상의 위상차가 0도, 180도, 또는 개별로 구동하는 동작을 더 포함하는 스위칭 방식의 레귤레이팅 방법.
제 11항에 있어서,
상기 통신 모듈을 이용하여 상기 충전기와 통신 연결을 수립하는 동작, 및
상기 충전기가 상기 충전 전압의 2배인 입력 전압을 공급하도록 제어하는 동작을 더 포함하는 방법.
제 11항에 있어서,
상기 전압 분배 회로는 n개의 경로를 포함하고,
제m주기(m은 1≤m≤n인 자연수)에 제m경로로 제m전압을 인가하는 동작을 더 포함하는 방법.
제 11항에 있어서,
상기 입력 전압을 제1전압 및 제2전압으로 분배하는 동작은,
상기 스위치를 PWM 또는 PFM 방식으로 온오프(on/off)하여 제어하는 동작을 더 포함하는 방법.