KR20240039399A

KR20240039399A - 외장형 배터리 충방전 모듈을 포함한 전자 장치 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20240039399A
Application number: KR1020220117918A
Authority: KR
Inventors: 김건우; 김문영; 강정일
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-09-19
Filing date: 2022-09-19
Publication date: 2024-03-26
Also published as: WO2024063294A1

Abstract

전자 장치가 개시된다. 본 전자 장치는 입력단이 전자 장치의 입력 단자에 연결된 EMI(electromagnetic interference) 필터, 입력단이 EMI 필터의 출력단에 연결되고 출력단이 전자 장치의 출력 단자에 연결된 브릿지 다이오드(bridge diode), 일단이 브릿지 다이오드의 출력단에 연결된 양방향 PFC(power factor correction) 및 양방향 PFC의 타단에 연결된 배터리를 포함한다.

Description

외장형 배터리 충방전 모듈을 포함한 전자 장치 및 그 제조 방법 { ELECTRONIC APPARATUS INCLUDING EXTERNAL CHARGING AND DISCHARGING BATTERY MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF }

본 개시는 전자 장치 및 그 제조 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 외장형 배터리 충방전 모듈을 포함한 전자 장치 및 그 제조 방법에 대한 것이다.

전자 기기는 일반적으로 외부 파워선을 통해 파워를 공급받아 구동되지만 휴대성을 강화하기 위해 배터리가 이용되기도 한다. 휴대성이 필수적인 휴대폰, 태블릿 PC 등은 배터리가 필수적이지만 외부 파워선과 배터리를 선택적으로 사용하는 전자 기기의 경우 배터리를 필수적으로 내장하지 않는 경우도 있다.

그에 따라, 이러한 전자 기기에 대해 선택적으로 휴대성을 보장하기 위한 외장형 충방전 배터리 모듈이 개발되고 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 입력단이 상기 전자 장치의 입력 단자에 연결된 EMI(electromagnetic interference) 필터, 입력단이 상기 EMI 필터의 출력단에 연결되고 출력단이 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 브릿지 다이오드(bridge diode), 일단이 상기 브릿지 다이오드의 출력단에 연결된 양방향 PFC(power factor correction) 및 상기 양방향 PFC의 타단에 연결된 배터리를 포함한다.

또한, 상기 양방향 PFC는 입력 커패시터, 일단이 상기 입력 커패시터의 일단에 연결된 인덕터, 드레인이 상기 인덕터의 타단에 연결되고, 소스가 상기 입력 커패시터의 타단에 연결된 제1 트랜지스터 및 소스가 상기 인덕터의 타단에 연결되고, 드레인이 상기 배터리에 연결된 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 양방향 PFC는 상기 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 상기 배터리의 전압에 기초하여 획득된 제1 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제1 제어 신호가 반전된 제2 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하며, 상기 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되지 않으면, 상기 입력 커패시터의 전압에 기초하여 획득된 제3 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제3 제어 신호가 반전된 제4 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하는 PFC IC를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 양방향 PFC는 입력 커패시터, 드레인이 상기 입력 커패시터의 일단에 연결된 제1 트랜지스터, 드레인이 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 소스가 상기 입력 커패시터의 타단에 연결된 제2 트랜지스터 및 일단이 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 타단이 상기 배터리에 연결된 인덕터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 양방향 PFC의 타단과 상기 배터리의 사이에 배치된 벅(buck) 컨버터를 더 포함하며, 상기 양방향 PFC는 양방향 부스트(boost) PFC일 수 있다.

그리고, 상기 양방향 PFC의 타단과 상기 배터리의 사이에 배치된 부스트(boost) 컨버터를 더 포함하며, 상기 양방향 PFC는 양방향 벅(buck) PFC일 수 있다.

또한, 통신 인터페이스를 더 포함하며, 상기 전자 장치는 상기 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되는지 여부를 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 전송하도록 상기 통신 인터페이스를 제어할 수 있다.

그리고, 상기 외부 장치는 상기 전자 장치로부터 상기 외부 전원이 공급되는 것으로 식별되면 상기 외부 장치에 포함된 PFC를 동작하도록 제어하고, 상기 전자 장치로부터 상기 외부 전원이 공급되지 않는 것으로 식별되면 상기 외부 장치에 포함된 PFC를 동작하지 않도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 전자 장치는 상기 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 상기 전자 장치의 출력 단자를 통해 상기 외부 전원의 일부를 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 제공하고, 상기 외부 전원의 나머지를 이용하여 상기 배터리를 충전할 수 있다.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 전자 장치의 제조 방법은 입력단이 상기 전자 장치의 입력 단자에 연결된 EMI(electromagnetic interference) 필터를 형성하는 단계, 입력단이 상기 EMI 필터의 출력단에 연결되고 출력단이 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 브릿지 다이오드(bridge diode)를 형성하는 단계, 일단이 상기 브릿지 다이오드의 출력단에 연결된 양방향 PFC(power factor correction)를 형성하는 단계 및 상기 양방향 PFC의 타단에 연결된 배터리를 형성하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 양방향 PFC를 형성하는 단계는 입력 커패시터를 형성하는 단계, 일단이 상기 입력 커패시터의 일단에 연결된 인덕터를 형성하는 단계, 드레인이 상기 인덕터의 타단에 연결되고, 소스가 상기 입력 커패시터의 타단에 연결된 제1 트랜지스터를 형성하는 단계 및 소스가 상기 인덕터의 타단에 연결되고, 드레인이 상기 배터리에 연결된 제2 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 양방향 PFC를 형성하는 단계는 상기 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 상기 배터리의 전압에 기초하여 획득된 제1 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제1 제어 신호가 반전된 제2 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하며, 상기 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되지 않으면, 상기 입력 커패시터의 전압에 기초하여 획득된 제3 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제3 제어 신호가 반전된 제4 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하는 PFC IC를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 양방향 PFC를 형성하는 단계는 입력 커패시터를 형성하는 단계, 드레인이 상기 입력 커패시터의 일단에 연결된 제1 트랜지스터를 형성하는 단계, 드레인이 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 소스가 상기 입력 커패시터의 타단에 연결된 제2 트랜지스터를 형성하는 단계 및 일단이 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 타단이 상기 배터리에 연결된 인덕터를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 상기 양방향 PFC의 타단과 상기 배터리의 사이에 배치된 벅(buck) 컨버터를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 양방향 PFC는 양방향 부스트(boost) PFC일 수 있다.

그리고, 상기 양방향 PFC의 타단과 상기 배터리의 사이에 배치된 부스트(boost) 컨버터를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 양방향 PFC는 양방향 벅(buck) PFC일 수 있다.

또한, 상기 전자 장치는 상기 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되는지 여부를 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 전송할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 외장형 배터리 충방전 모듈의 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3 및 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 양방향 PFC가 양방향 부스트 PFC인 경우의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 양방향 PFC가 양방향 벅 PFC인 경우의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 양방향 PFC의 타입에 따른 배터리와 관련된 주요 신호의 파형을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9 및 도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 양방향 PFC가 벅 PFC인 경우의 주요 신호의 파형을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11 및 도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 벅(buck) 컨버터를 더 포함하는 실시 예를 도시한 도면들이다.
도 13 및 도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 부스트(boost) 컨버터를 더 포함하는 실시 예를 도시한 도면들이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 개시의 목적은 외장형 배터리 충방전 모듈을 통해 전자 기기에 전원을 공급할 수 있는 전자 장치 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 개시를 상세히 설명한다.

본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

A 또는/및 B 중 적어도 하나라는 표현은 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B" 중 어느 하나를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공 지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 개시의 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 외장형 배터리 충방전 모듈의 예를 설명하기 위한 도면들이다.

전자 칠판, 소형 TV, 모니터 등과 같은 전자 기기의 경우 일정한 장소에 고정시켜 사용하기도 하지만 장소를 옮겨가며 사용하거나 외부 전원선이 없이 사용하는 경우가 있다. 이를 위해, 전자 기기에 배터리를 추가할 수도 있으나, 배터리 및 배터리 충방전 회로의 가격이 비싸기 때문에 모든 제품에 배터리를 추가하는 것은 비효율적이다. 또는, 외장형 배터리 충방전 모듈을 선택적으로 전자 기기에 연결하여 사용할 수도 있으며, 이러한 방식이 좀더 경제적이고 실용적이다.

도 1a는 외장형 배터리 충방전 모듈의 일 예를 나타낸다. 도 1a의 회로에서 외부 전원이 공급되면 내부의 SMPS(switched mode power supply) 동작을 통해 원하는 DC 전압(Vdc)을 만들어 전자 기기를 구동하고 배터리를 충전할 수 있다. 외부 전원이 공급되지 않거나 배터리를 통한 동작하게 되면 외장형 배터리 충방전 모듈을 통해 필요한 DC 전압을 공급하여 전자 기기를 구동할 수 있다.

다만, 도 1a의 회로는 외장형 배터리 충방전 모듈 안에 다수의 컨버터가 구비되어야 한다는 단점이 있으며 배터리를 통해 DC 전압을 제어하기 때문에 TV 파워 어플리케이션과 같이 다중 출력이 필요한 경우 다수의 DC 케이블이 추가적으로 필요한 문제가 있다.

도 1b는 외장형 배터리 충방전 모듈의 다른 예를 나타낸다. 도 1b의 회로는 조건에 따라 릴레이 연결을 변경하여 동작한다. 외부 전원이 공급되면 릴레이 RL1a, RL1b가 턴온되고 RL2a, RL2b는 턴오프되어 내부 SMPS를 통해 DC 전압(Vdc)를 만들어 전자 기기를 구동하고 외장형 배터리 충방전 모듈의 PFC 및 DC/DC를 통해 배터리를 충전할 수 있다. 외부 전원이 공급되지 않거나 배터리를 통해 동작하게 되면 릴레이 RL1a, RL1b가 턴오프되고 RL2a, RL2b는 턴온되어 배터리를 통해 전자 기기에 파워를 전달할 수 있다. 도 1b의 회로는 도 1a의 회로와 비교하여 컨버터 개수가 적으나, 다양한 구동 조건에 대응하기 위해 릴레이가 다수 필요한 문제가 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 구성을 나타내는 블럭도이다.

전자 장치(100)는 외부 전원을 입력받아 외부 장치로 제공하며 전자 장치(100)에 포함된 배터리(140)를 충전하거나, 배터리(140)를 이용하여 외부 장치로 전원을 제공하는 장치일 수 있다. 즉, 전자 장치(100)는 배터리(140)를 구비하고 외부 장치로 전원을 제공할 수 있는 장치라면 어떠한 장치라도 무방하다.

전자 장치(100)는 입력 단자와 출력 단자를 구비하며, 입력 단자를 통해 외부 전원을 입력받고, 출력 단자를 통해 외부 장치로 전원을 공급할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 전자 장치(100)는 EMI(electromagnetic interference) 필터(110), 브릿지 다이오드(bridge diode, 120), 양방향 PFC(power factor correction, 130) 및 배터리(140)를 포함할 수 있다.

EMI 필터(110)는 입력단이 전자 장치(100)의 입력 단자에 연결되고 출력단이 브릿지 다이오드(120)의 입력단에 연결되며, 커패시터, 인덕터, 리액터 등을 통해 외부 전원에 포함된 다양한 노이즈를 걸러내고 저지할 수 있다.

예를 들어, EMI 필터(110)는 저항을 통해 스파이크에 대한 전력을 방전하거나, 커패시터를 통해 노이즈를 소화 또는 방류하거나, 인덕터를 통해 노이즈를 저지할 수 있다.

브릿지 다이오드(120)는 입력단이 EMI 필터(110)의 출력단에 연결되고 출력단이 전자 장치(100)의 출력 단자 및 양방향 PFC(130)의 일단에 연결되며, 4개의 다이오드를 이용하여 교류 전원을 직류 전원으로 출력할 수 있다. 즉, 브릿지 다이오드(120)는 교류 전원을 전파 정류하는 회로일 수 있으며, 브릿지 정류기(bridge rectifier)로도 불린다.

양방향 PFC(130)는 일단이 브릿지 다이오드(120)의 출력단에 연결되고, 타단이 배터리(140)에 연결되며, 역률을 개선할 수 있다. 양방향 PFC(130)는 외부 전원의 공급 여부에 따라 동작이 상이할 수 있다. 예를 들어, 양방향 PFC(130)는 외부 전원의 공급 여부에 따라 역률 개선의 방향이 상이할 수 있다.

배터리(140)는 양방향 PFC(130)의 타단에 연결되며, 외부 전원에 의해 충전되거나 외부 장치로 전원을 공급하는 장치일 수 있다.

양방향 PFC(130)는 양방향 부스트(boost) PFC일 수 있다. 예를 들어, 양방향 PFC(130)는 입력 커패시터, 일단이 입력 커패시터의 일단에 연결된 인덕터, 드레인이 인덕터의 타단에 연결되고, 소스가 입력 커패시터의 타단에 연결된 제1 트랜지스터 및 소스가 인덕터의 타단에 연결되고, 드레인이 배터리(140)에 연결된 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.

이 경우, 양방향 PFC(130)는 전자 장치(100)의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 배터리(140)의 전압에 기초하여 획득된 제1 제어 신호를 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 제1 제어 신호가 반전된 제2 제어 신호를 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하며, 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되지 않으면, 입력 커패시터의 전압에 기초하여 획득된 제3 제어 신호를 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 제3 제어 신호가 반전된 제4 제어 신호를 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하는 PFC IC를 더 포함할 수 있다.

또는, 양방향 PFC(130)는 양방향 벅(buck) PFC일 수도 있다. 예를 들어, 양방향 PFC(130)는 입력 커패시터, 드레인이 입력 커패시터의 일단에 연결된 제1 트랜지스터, 드레인이 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 소스가 입력 커패시터의 타단에 연결된 제2 트랜지스터 및 일단이 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 타단이 배터리(140)에 연결된 인덕터를 포함할 수 있다.

양방향 PFC(130)가 양방향 부스트 PFC인 경우, 전자 장치(100)는 양방향 PFC(130)의 타단과 배터리(140)의 사이에 벅(buck) 컨버터를 더 포함할 수도 있다. 이를 통해, 배터리(140)를 정전압으로 충전할 수 있다.

또는, 양방향 PFC(130)가 양방향 벅 PFC인 경우, 전자 장치(100)는 양방향 PFC(130)의 타단과 배터리(140)의 사이에 배치된 부스트(boost) 컨버터를 더 포함할 수도 있다. 이를 통해, 배터리(140)를 정전압으로 충전할 수 있다.

한편, 전자 장치(100)는 통신 인터페이스를 더 포함하며, 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되는지 여부를 전자 장치(100)의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 전송하도록 통신 인터페이스를 제어할 수 있다. 이 경우, 외부 장치는 전자 장치(100)로부터 외부 전원이 공급되는 것으로 식별되면 외부 장치에 포함된 PFC를 동작하도록 제어하고, 전자 장치(100)로부터 외부 전원이 공급되지 않는 것으로 식별되면 외부 장치에 포함된 PFC를 동작하지 않도록 제어할 수 있다. 이러한 동작을 통해 역률 개선 동작이 중복되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 통신 인터페이스는 다양한 유형의 통신 방식에 따라 다양한 유형의 외부 장치와 통신을 수행하는 구성이다. 예를 들어, 전자 장치(100)는 통신 인터페이스를 통해 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다.

통신 인터페이스는 와이파이 모듈, 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈 등을 포함할 수 있다. 여기서, 각 통신 모듈은 적어도 하나의 하드웨어 칩 형태로 구현될 수 있다.

와이파이 모듈, 블루투스 모듈은 각각 WiFi 방식, 블루투스 방식으로 통신을 수행한다. 와이파이 모듈이나 블루투스 모듈을 이용하는 경우에는 SSID 및 세션 키 등과 같은 각종 연결 정보를 먼저 송수신하여, 이를 이용하여 통신 연결한 후 각종 정보들을 송수신할 수 있다. 적외선 통신 모듈은 시 광선과 밀리미터파 사이에 있는 적외선을 이용하여 근거리에 무선으로 데이터를 전송하는 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association)기술에 따라 통신을 수행한다.

무선 통신 모듈은 상술한 통신 방식 이외에 지그비(zigbee), 3G(3rd Generation), 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(LTE Advanced), 4G(4th Generation), 5G(5th Generation)등과 같은 다양한 무선 통신 규격에 따라 통신을 수행하는 적어도 하나의 통신 칩을 포함할 수 있다.

또는, 통신 인터페이스는 HDMI, DP, 썬더볼트, USB, RGB, D-SUB, DVI 등과 같은 유선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.

그 밖에 통신 인터페이스는 LAN(Local Area Network) 모듈, 이더넷 모듈, 또는 페어 케이블, 동축 케이블 또는 광섬유 케이블 등을 이용하여 통신을 수행하는 유선 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.

전자 장치(100)는 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 전자 장치(100)의 출력 단자를 통해 외부 전원의 일부를 전자 장치(100)의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 제공하고, 외부 전원의 나머지를 이용하여 배터리(140)를 충전할 수 있다. 즉, 전자 장치(100)는 외부 장치로 전원을 공급하며 그와 동시에 배터리(140)를 충전할 수 있으며, 이는 전자 장치(100) 내부의 회로 구조로 인한 것이다.

이상과 같이 전자 장치(100)는 종래보다 컨버터의 개수를 줄이면서 별도의 스위치 또는 릴레이가 없이 다양한 구동이 가능하여 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 외부 전원이 공급되는 경우, 외부 장치로 전원을 공급하며 전자 장치(100)에 포함된 배터리(140)를 충전할 수 있다. 그리고, 전자 장치(100)는 액티브 소자 없이 전자 장치(100)에 포함된 양방향 PFC(130)의 동작에 따라 외부 전원을 통한 구동 방식 및 전자 장치(100)에 포함된 배터리(140)를 통한 구동 방식 중 하나로 동작할 수 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 14를 통해 전자 장치(100)의 동작을 좀더 구체적으로 설명한다. 도 3 내지 도 14에서는 설명의 편의를 위해 개별적인 실시 예에 대하여 설명한다. 다만, 도 3 내지 도 14의 개별적인 실시 예는 얼마든지 조합된 상태로 실시될 수도 있다.

도 3 및 도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치(100)의 동작을 설명하기 위한 도면들이다.

전자 장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 외부 전원을 EMI 필터(110) 및 브릿지 다이오드(120)를 거쳐 외부 장치(internal SMPS)로 제공하고, 양방향 PFC(130)를 거쳐 배터리(140)로 제공할 수 있다. 여기서, 외부 장치는 전자 기기의 일 구성일 수도 있으며, 전자 장치(100)로부터 수신된 외부 전원을 전자 기기를 구동하기 위한 DC 전압(Vdc1, Vdc2)으로 변환할 수 있다. 그와 동시에 양방향 PFC(130)는 배터리(140)를 충전하는 방향으로 동작할 수 있다.

전자 장치(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 외부 전원이 공급되지 않는 경우, 배터리(140)를 통해 외부 장치(internal SMPS)로 전원을 공급할 수 있다. 양방향 PFC(130)는 배터리(140)를 방전하는 방향으로 동작하여 Vo,ext를 제어하고, 외부 장치는 Vo,ext를 입력으로 받아 Vdc1, Vdc2를 제어하여 전자 기기를 구동할 수 있다.

여기서, 양방향 PFC(130)는 외부 장치에 포함된 PFC 출력보다 Vo,ext를 높게 출력할 수 있다. 그에 따라, 외부 장치의 PFC는 동작하지 않고 bypass하게 되며 DC/DC를 통해 Vdc1, Vdc2가 제어될 수 있다.

전자 장치(100)는 외부 전원의 공급 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 양방향 PFC(130)에 포함된 PFC IC는 전자 장치(100)의 입력 단자를 센싱하여 외부 전원의 공급 여부를 감지할 수 있다. 전자 장치(100)는 Vdc1, Vdc2가 동작 가능 전압 범위 아래로 떨어져 전자 기기가 턴 오프되기 전에 배터리(140)를 통해 외부 장치로 전원을 공급할 수 있다. 배터리(140)를 통해 전원을 공급하는 경우, Vo,ext는 외부 전원의 최대 피크 전압인 373V(=264V×√2) 이상으로 제어되어 브릿지 다이오드(120)가 역방향으로 전압이 걸려 입력 외부 전원이 영향을 주지 않도록 할 수 있다.

전자 장치(100)는 외부 장치와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(100)와 외부 장치는 블루투스 통신(150)을 통해 연결되어 있으며, 전자 장치(100)는 블루투스 통신(150)을 통해 외부 전원의 공급 여부에 대한 정보를 외부 장치에 제공할 수 있다.

이상과 같이, 전자 장치(100)는 종래보다 컨버터의 개수가 줄어 효율적으로 전원을 공급할 수 있다. 또한, 전자 장치(100)는 별도의 액티브 소자 없이도 동작 모드를 변경할 수 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 양방향 PFC(130)가 양방향 부스트 PFC인 경우의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

양방향 PFC(130)는 양방향 부스트(boost) PFC일 수 있다. 예를 들어, 양방향 PFC(130)는 도 5에 도시된 바와 같이, 입력 커패시터(Cin), 일단이 입력 커패시터의 일단에 연결된 인덕터(L), 드레인이 인덕터의 타단에 연결되고, 소스가 입력 커패시터의 타단에 연결된 제1 트랜지스터(Q1) 및 소스가 인덕터의 타단에 연결되고, 드레인이 배터리(140)에 연결된 제2 트랜지스터(Q2)를 포함할 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 양방향 PFC(130)가 양방향 벅 PFC인 경우의 회로 구성을 설명하기 위한 도면이다.

또는, 양방향 PFC(130)는 양방향 벅(buck) PFC일 수도 있다. 예를 들어, 양방향 PFC(130)는 도 6에 도시된 바와 같이, 입력 커패시터(Cin), 드레인이 입력 커패시터의 일단에 연결된 제1 트랜지스터(Q1), 드레인이 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 소스가 입력 커패시터의 타단에 연결된 제2 트랜지스터(Q2) 및 일단이 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 타단이 배터리(140)에 연결된 인덕터(L)를 포함할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 양방향 PFC(130)의 타입에 따른 배터리(140)와 관련된 주요 신호의 파형을 설명하기 위한 도면들이다.

양방향 PFC(100)가 양방향 부스트 PFC인 경우, 배터리(140)와 관련된 주요 신호의 파형은 도 7에 도시된 바와 같다. 이 경우, 배터리 전압이 높아져 셀 밸런싱 등을 위한 복잡한 BMS(battery management system) 회로가 필요하나, 높은 PF(power factor)와 낮은 THD(total harmonic distortion) 특성을 가질 수 있다.

양방향 PFC(100)가 양방향 벅 PFC인 경우, 배터리(140)와 관련된 주요 신호의 파형은 도 8에 도시된 바와 같다. 여기서, 입력 전압(|Vac|)이 출력인 배터리 전압(Vbatt)보다 작아질 경우 벅 컨버터 동작을 할 수 없어 파워링이 일어나지 않는 dead angle 영역이 발생할 수 있다. 그에 따라, 입력 전류(Ib)의 평균값이 온전한 사인파 형태를 가지지 못하여 THD 특성이 나빠질 수 있으나, 낮은 배터리 전압으로 구성이 가능하여 BMS 회로가 상대적으로 간단할 수 있다.

도 9 및 도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 양방향 PFC(130)가 벅 PFC인 경우의 주요 신호의 파형을 설명하기 위한 도면들이다.

도 3에서 입력단에 흐르는 전류(Iin,total)는 배터리(140)로 흐르는 입력 전류(Ib)와 외부 장치로 흐르는 입력 전류(Is)의 합이다. 그에 따라, 양방향 PFC(130)가 벅 PFC인 경우, 입력 전압에 따른 동작 파형은 도 9 및 도 10과 같다. 도 9는 입력 전압이 낮은 경우이고, 도 10은 입력 전압이 높은 경우이다.

벅 PFC의 경우, dead angle로 인해 THD 특성이 나빠지기는 하나, Iin,total의 평균값 파형은 Is와 Ib가 합쳐져 사인파에 가까운 형태로 구성되므로 부스트 PFC의 경우와 비교하여 THD 특성이 크게 차이나지 않을 수 있다.

또한, 입력 전압이 증가함에 따라 도 10에 도시된 바와 같이, dead angle이 더 줄어들어 THD 특성이 개선될 수 있다. 낮은 입력 전압에서 상대적으로 THD 특성이 나쁘지만 낮은 입력 전압을 사용하는 대표적인 지역인 미주에서는 PF에 대한 규제만 존재하고 THD에 대한 규제는 없기 때문에 본 개시의 회로를 사용할 수 있다.

도 11 및 도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 벅(buck) 컨버터를 더 포함하는 실시 예를 도시한 도면들이다.

전자 장치(100)는 양방향 PFC(130)를 거쳐 배터리(140)를 충전할 수 있다. 다만, 양방향 PFC(130)는 동작 특성 상 제어가 느리기 때문에 외부 전원의 주파수 성분이 보이게 되어 출력에 120Hz의 리플 전압이 생길 수 있다. 배터리(140)를 충전하는 경우, 리플 전압 성분이 있어도 충전 동작에 문제는 없으나, 도 11 또는 후술하는 도 13과 같은 회로 구조를 통해 일정한 전압을 통해 배터리(140)를 충전해줄 수도 있다.

예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 양방향 PFC(130)는 양방향 부스트 PFC(130-1)로 구현되고, 양방향 부스트 PFC(130-1)와 배터리(140)의 사이에 벅 컨버터(160-1)가 추가될 수 있다. 이 경우, 양방향 부스트 PFC(130-1)는 입력의 PF 및 THD 특성을 맞추기 위해 동작하며, 벅 컨버터(160-1)는 배터리(140)에 일정한 전압이 걸리도록 배터리 전압을 제어할 수 있다.

양방향 부스트 PFC(130-1)는 도 12에 도시된 바와 같이, 입력 커패시터(Cin), 일단이 입력 커패시터의 일단에 연결된 인덕터(L1), 드레인이 인덕터의 타단에 연결되고, 소스가 입력 커패시터의 타단에 연결된 제1 트랜지스터(Q1), 소스가 인덕터의 타단에 연결된 제2 트랜지스터(Q2) 및 일단이 제2 트랜지스터의 드레인에 연결되고, 타단이 입력 커패시터의 타단에 연결된 출력 커패시터(Co)를 포함할 수 있다. 벅 컨버터(160-1)는 드레인이 출력 커패시터의 일단에 연결된 제3 트랜지스터(Q3), 캐소드가 제3 트랜지스터(Q3)의 소스에 연결되고 애노드가 출력 커패시터의 타단에 연결된 다이오드(D1) 및 일단이 제3 트랜지스터(Q3)의 소스에 연결되고 타단이 배터리(140)에 연결된 인덕터(L2)를 포함할 수 있다.

벅 컨버터(160-1)의 제3 트랜지스터(Q3)는 배터리(140)를 통해 전원을 공급하는 경우, 항상 턴 온되어 있고, 양방향 부스트 PFC(130-1)이 벅 컨버터로 동작하여 Vo,ext를 제어할 수 있다.

도 13 및 도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 부스트(boost) 컨버터를 더 포함하는 실시 예를 도시한 도면들이다.

일정한 전압을 통해 배터리(140)를 충전하기 위해 도 13과 같이 회로를 구현할 수도 있다.

예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 양방향 PFC(130)는 양방향 벅 PFC(130-2)로 구현되고, 양방향 벅 PFC(130-2)와 배터리(140)의 사이에 부스트 컨버터(160-2)가 추가될 수 있다. 이 경우, 양방향 벅 PFC(130-2)는 입력의 PF 및 THD 특성을 맞추기 위해 동작하며, 부스트 컨버터(160-2)는 배터리(140)에 일정한 전압이 걸리도록 배터리 전압을 제어할 수 있다.

양방향 벅 PFC(130-2)는 도 13에 도시된 바와 같이, 입력 커패시터(Cin), 드레인이 입력 커패시터의 일단에 연결된 제1 트랜지스터(Q1), 드레인이 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 소스가 입력 커패시터의 타단에 연결된 제2 트랜지스터(Q2), 일단이 제1 트랜지스터의 소스에 연결된 인덕터(L1) 및 일단이 인덕터(L1)의 타단에 연결되고, 타단이 입력 커패시터의 타단에 연결된 출력 커패시터(Co)를 포함할 수 있다. 부스트 컨버터(160-2)는 일단이 출력 커패시터의 일단에 연결된 인덕터(L2), 드레인이 인덕터(L2)의 타단에 연결되고 소스가 출력 커패시터의 타단에 연결된 제3 트랜지스터(Q3) 및 애노드가 인덕터(L2)의 타단에 연결되고 캐소드가 배터리(140)에 연결된 다이오드(D1)를 포함할 수 있다.

양방향 벅 PFC(130-2)의 제1 트랜지스터(Q1)는 배터리(140)를 통해 전원을 공급하는 경우, 항상 턴 온되어 있고, 부스트 컨버터(160-2)는 벅 컨버터로 동작하여 Vo,ext를 제어할 수 있다.

도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 입력단이 전자 장치의 입력 단자에 연결된 EMI(electromagnetic interference) 필터를 형성한다(S1510). 그리고, 입력단이 EMI 필터의 출력단에 연결되고 출력단이 전자 장치의 출력 단자에 연결된 브릿지 다이오드(bridge diode)를 형성한다(S1520). 그리고, 일단이 브릿지 다이오드의 출력단에 연결된 양방향 PFC(power factor correction)를 형성한다(S1530). 그리고, 양방향 PFC의 타단에 연결된 배터리를 형성한다(S1540).

여기서, 양방향 PFC를 형성하는 단계(S1530)는 입력 커패시터를 형성하는 단계, 일단이 입력 커패시터의 일단에 연결된 인덕터를 형성하는 단계, 드레인이 인덕터의 타단에 연결되고, 소스가 입력 커패시터의 타단에 연결된 제1 트랜지스터를 형성하는 단계 및 소스가 인덕터의 타단에 연결되고, 드레인이 배터리에 연결된 제2 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

그리고, 양방향 PFC를 형성하는 단계(S1530)는 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 배터리의 전압에 기초하여 획득된 제1 제어 신호를 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 제1 제어 신호가 반전된 제2 제어 신호를 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하며, 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되지 않으면, 입력 커패시터의 전압에 기초하여 획득된 제3 제어 신호를 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 제3 제어 신호가 반전된 제4 제어 신호를 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하는 PFC IC를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또는, 양방향 PFC를 형성하는 단계(S1530)는 입력 커패시터를 형성하는 단계, 드레인이 입력 커패시터의 일단에 연결된 제1 트랜지스터를 형성하는 단계, 드레인이 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 소스가 입력 커패시터의 타단에 연결된 제2 트랜지스터를 형성하는 단계 및 일단이 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 타단이 배터리에 연결된 인덕터를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 양방향 PFC의 타단과 배터리의 사이에 배치된 벅(buck) 컨버터를 형성하는 단계를 더 포함하며, 양방향 PFC는 양방향 부스트(boost) PFC일 수 있다.

또는, 양방향 PFC의 타단과 배터리의 사이에 배치된 부스트(boost) 컨버터를 형성하는 단계를 더 포함하며, 양방향 PFC는 양방향 벅(buck) PFC일 수 있다.

한편, 전자 장치는 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되는지 여부를 전자 장치의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 전송할 수 있다.

여기서, 외부 장치는 전자 장치로부터 외부 전원이 공급되는 것으로 식별되면 외부 장치에 포함된 PFC를 동작하도록 제어하고, 전자 장치로부터 외부 전원이 공급되지 않는 것으로 식별되면 외부 장치에 포함된 PFC를 동작하지 않도록 제어할 수 있다.

한편, 전자 장치는 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 전자 장치의 출력 단자를 통해 외부 전원의 일부를 전자 장치의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 제공하고, 외부 전원의 나머지를 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.

이상과 같은 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치는 종래보다 컨버터의 개수를 줄이면서 별도의 스위치 또는 릴레이가 없이 다양한 구동이 가능하여 제조 비용을 절감할 수 있다.

또한, 전자 장치는 외부 전원이 공급되는 경우, 외부 장치로 전원을 공급하며 전자 장치에 포함된 배터리를 충전할 수 있다.

그리고, 전자 장치는 액티브 소자 없이 전자 장치에 포함된 양방향 PFC의 동작에 따라 외부 전원을 통한 구동 방식 및 전자 장치에 포함된 배터리를 통한 구동 방식 중 하나로 동작할 수 있다.

한편, 본 개시의 일시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(A))를 포함할 수 있다. 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 프로세서의 제어 하에 다른 구성요소들을 이용하여 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.

또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 이상에서 설명된 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, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

또한, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 이상에서 설명된 다양한 실시 예들은 소프트웨어(software), 하드웨어(hardware) 또는 이들의 조합을 이용하여 컴퓨터(computer) 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록 매체 내에서 구현될 수 있다. 일부 경우에 있어 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 프로세서 자체로 구현될 수 있다. 소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어로서 구현될 수도 있다. 소프트웨어 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 동작을 수행할 수 있다.

한편, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 기기의 프로세싱 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 명령어(computer instructions)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 저장될 수 있다. 이러한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 명령어는 특정 기기의 프로세서에 의해 실행되었을 때 상술한 다양한 실시 예에 따른 기기에서의 처리 동작을 특정 기기가 수행하도록 한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 구체적인 예로는, CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등이 있을 수 있다.

또한, 상술한 다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시 예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

100 : 전자 장치 110 : EMI 필터
120 : 브릿지 다이오드 130 : 양방향 PFC
140 : 배터리

Claims

전자 장치에 있어서,
입력단이 상기 전자 장치의 입력 단자에 연결된 EMI(electromagnetic interference) 필터;
입력단이 상기 EMI 필터의 출력단에 연결되고 출력단이 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 브릿지 다이오드(bridge diode);
일단이 상기 브릿지 다이오드의 출력단에 연결된 양방향 PFC(power factor correction); 및
상기 양방향 PFC의 타단에 연결된 배터리;를 포함하는 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 양방향 PFC는,
입력 커패시터;
일단이 상기 입력 커패시터의 일단에 연결된 인덕터;
드레인이 상기 인덕터의 타단에 연결되고, 소스가 상기 입력 커패시터의 타단에 연결된 제1 트랜지스터; 및
소스가 상기 인덕터의 타단에 연결되고, 드레인이 상기 배터리에 연결된 제2 트랜지스터;를 포함하는, 전자 장치.
제2항에 있어서,
상기 양방향 PFC는,
상기 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 상기 배터리의 전압에 기초하여 획득된 제1 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제1 제어 신호가 반전된 제2 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하며, 상기 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되지 않으면, 상기 입력 커패시터의 전압에 기초하여 획득된 제3 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제3 제어 신호가 반전된 제4 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하는 PFC IC;를 더 포함하는, 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 양방향 PFC는,
입력 커패시터;
드레인이 상기 입력 커패시터의 일단에 연결된 제1 트랜지스터;
드레인이 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 소스가 상기 입력 커패시터의 타단에 연결된 제2 트랜지스터; 및
일단이 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 타단이 상기 배터리에 연결된 인덕터;를 포함하는, 전자 장치.
제4항에 있어서,
상기 양방향 PFC는,
상기 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 상기 배터리의 전압에 기초하여 획득된 제1 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제1 제어 신호가 반전된 제2 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하며, 상기 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되지 않으면, 상기 입력 커패시터의 전압에 기초하여 획득된 제3 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제3 제어 신호가 반전된 제4 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하는 PFC IC;를 더 포함하는, 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 양방향 PFC의 타단과 상기 배터리의 사이에 배치된 벅(buck) 컨버터;를 더 포함하며,
상기 양방향 PFC는,
양방향 부스트(boost) PFC인, 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 양방향 PFC의 타단과 상기 배터리의 사이에 배치된 부스트(boost) 컨버터;를 더 포함하며,
상기 양방향 PFC는,
양방향 벅(buck) PFC인, 전자 장치.
제1항에 있어서,
통신 인터페이스;를 더 포함하며,
상기 전자 장치는,
상기 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되는지 여부를 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 전송하도록 상기 통신 인터페이스를 제어하는, 전자 장치.
제8항에 있어서,
상기 외부 장치는,
상기 전자 장치로부터 상기 외부 전원이 공급되는 것으로 식별되면 상기 외부 장치에 포함된 PFC를 동작하도록 제어하고, 상기 전자 장치로부터 상기 외부 전원이 공급되지 않는 것으로 식별되면 상기 외부 장치에 포함된 PFC를 동작하지 않도록 제어하는, 전자 장치.
제1항에 있어서,
상기 전자 장치는,
상기 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 상기 전자 장치의 출력 단자를 통해 상기 외부 전원의 일부를 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 제공하고, 상기 외부 전원의 나머지를 이용하여 상기 배터리를 충전하는, 전자 장치.
전자 장치의 제조 방법에 있어서,
입력단이 상기 전자 장치의 입력 단자에 연결된 EMI(electromagnetic interference) 필터를 형성하는 단계;
입력단이 상기 EMI 필터의 출력단에 연결되고 출력단이 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 브릿지 다이오드(bridge diode)를 형성하는 단계;
일단이 상기 브릿지 다이오드의 출력단에 연결된 양방향 PFC(power factor correction)를 형성하는 단계; 및
상기 양방향 PFC의 타단에 연결된 배터리를 형성하는 단계;를 포함하는 제조 방법.
제11항에 있어서,
상기 양방향 PFC를 형성하는 단계는,
입력 커패시터를 형성하는 단계;
일단이 상기 입력 커패시터의 일단에 연결된 인덕터를 형성하는 단계;
드레인이 상기 인덕터의 타단에 연결되고, 소스가 상기 입력 커패시터의 타단에 연결된 제1 트랜지스터를 형성하는 단계; 및
소스가 상기 인덕터의 타단에 연결되고, 드레인이 상기 배터리에 연결된 제2 트랜지스터를 형성하는 단계;를 포함하는, 제조 방법.
제12항에 있어서,
상기 양방향 PFC를 형성하는 단계는,
상기 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 상기 배터리의 전압에 기초하여 획득된 제1 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제1 제어 신호가 반전된 제2 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하며, 상기 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되지 않으면, 상기 입력 커패시터의 전압에 기초하여 획득된 제3 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제3 제어 신호가 반전된 제4 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하는 PFC IC를 형성하는 단계;를 더 포함하는, 제조 방법.
제11항에 있어서,
상기 양방향 PFC를 형성하는 단계는,
입력 커패시터를 형성하는 단계;
드레인이 상기 입력 커패시터의 일단에 연결된 제1 트랜지스터를 형성하는 단계;
드레인이 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 소스가 상기 입력 커패시터의 타단에 연결된 제2 트랜지스터를 형성하는 단계; 및
일단이 상기 제1 트랜지스터의 소스에 연결되고, 타단이 상기 배터리에 연결된 인덕터를 형성하는 단계;를 포함하는, 제조 방법.
제14항에 있어서,
상기 양방향 PFC를 형성하는 단계는,
상기 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 상기 배터리의 전압에 기초하여 획득된 제1 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제1 제어 신호가 반전된 제2 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하며, 상기 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되지 않으면, 상기 입력 커패시터의 전압에 기초하여 획득된 제3 제어 신호를 상기 제2 트랜지스터의 게이트로 제공하고, 상기 제3 제어 신호가 반전된 제4 제어 신호를 상기 제1 트랜지스터의 게이트로 제공하는 PFC IC를 형성하는 단계;를 더 포함하는, 제조 방법.
제11항에 있어서,
상기 양방향 PFC의 타단과 상기 배터리의 사이에 배치된 벅(buck) 컨버터를 형성하는 단계;를 더 포함하며,
상기 양방향 PFC는,
양방향 부스트(boost) PFC인, 제조 방법.
제11항에 있어서,
상기 양방향 PFC의 타단과 상기 배터리의 사이에 배치된 부스트(boost) 컨버터를 형성하는 단계;를 더 포함하며,
상기 양방향 PFC는,
양방향 벅(buck) PFC인, 제조 방법.
제11항에 있어서,
상기 전자 장치는,
상기 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되는지 여부를 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 전송하는, 제조 방법.
제18항에 있어서,
상기 외부 장치는,
상기 전자 장치로부터 상기 외부 전원이 공급되는 것으로 식별되면 상기 외부 장치에 포함된 PFC를 동작하도록 제어하고, 상기 전자 장치로부터 상기 외부 전원이 공급되지 않는 것으로 식별되면 상기 외부 장치에 포함된 PFC를 동작하지 않도록 제어하는, 제조 방법.
제11항에 있어서,
상기 전자 장치는,
상기 전자 장치의 입력 단자로부터 외부 전원이 공급되면, 상기 전자 장치의 출력 단자를 통해 상기 외부 전원의 일부를 상기 전자 장치의 출력 단자에 연결된 외부 장치로 제공하고, 상기 외부 전원의 나머지를 이용하여 상기 배터리를 충전하는, 제조 방법.