KR20240045936A

KR20240045936A - 전력 변환 방법 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치

Info

Publication number: KR20240045936A
Application number: KR1020220145412A
Authority: KR
Inventors: 차재덕
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2022-11-03
Publication date: 2024-04-08

Abstract

전력 변환 방법 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치가 개시된다. 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 프로세서, 배터리, 외부에서 입력된 입력 전압을 변환하여 출력하는 변환 회로 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리를 포함하고, 상기 변환 회로는, 직렬로 연결된 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치 및 제4 스위치를 포함하고, 직렬로 연결된 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치와 병렬로 연결되는 커패시터를 포함하는 제1 스위칭부, 직렬로 연결된 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하는 제2 스위칭부 및 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치가 연결되는 지점과 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치가 연결되는 지점 사이에 연결되는 인덕터를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 명령어가 실행될 때, 외부에서 입력되는 입력 전압의 크기, 상기 배터리 전압의 크기 및 상기 전자 장치의 동작 모드에 따라, 상기 제1 스위치 내지 상기 제6 스위치를 제어하기 위한 제어 신호를 결정하고, 상기 제어 신호에 기초하여, 상기 입력 전압을 변환하여 출력하도록 상기 변환 회로를 제어할 수 있다.

Description

전력 변환 방법 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치{METHOD OF CONVERTING POWER AND ELECTRONIC DEVICE PERFORMING THE METHOD}

다양한 실시예들에 따른 전력 변환 효율을 향상시키고, 높은 크기의 입력 전압을 변환하기 위한 전력 변환 방법 및 상기 방법을 수행하는 전자 장치에 관한 것이다.

전자 장치의 IC, 디스플레이 등과 같은 각각의 컴포넌트(component)로 전력을 공급하기 위하여, 어댑터로부터 출력된 전력을 차져(charger), POL(point-of-load) DCDC 컨버터와 같은 전력 변환 장치에 입력할 수 있다.

전력 변환 장치는 각각 설정된 전압 크기로 전력을 변환하여, 각각의 컴포넌트들로 전력을 공급할 수 있다.

전자 장치는 어댑터와 통신을 수행하여, 협상(negotiation)을 통해 스펙(spec)으로 정해진 정격 공급 전압을 결정할 수 있다. 전자 장치는 정격 공급 전압에 따라 입력되는 전력을 변환하여, 배터리를 충전하거나 또는 각 컴포넌트에 필요한 전력을 공급할 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 프로세서, 배터리, 외부에서 입력된 입력 전압을 변환하여 출력하는 변환 회로 및 상기 프로세서와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로는, 직렬로 연결된 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치 및 제4 스위치를 포함하고, 직렬로 연결된 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치와 병렬로 연결되는 커패시터를 포함하는 제1 스위칭부를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로는 직렬로 연결된 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하는 제2 스위칭부를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로는, 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치가 연결되는 지점과 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치가 연결되는 지점 사이에 연결되는 인덕터를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 명령어가 실행될 때, 외부에서 입력되는 입력 전압의 크기, 상기 배터리 전압의 크기 및 상기 전자 장치의 동작 모드에 따라, 상기 제1 스위치 내지 상기 제6 스위치를 제어하기 위한 제어 신호를 결정할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 제어 신호에 기초하여, 상기 입력 전압을 변환하여 출력하도록 상기 변환 회로를 제어할 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 변환 회로는 직렬로 연결된 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치 및 제4 스위치를 포함하고, 직렬로 연결된 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치와 병렬로 연결되는 커패시터를 포함하는 제1 스위칭부, 직렬로 연결된 제5 스위치 및 제6 스위치를 포함하는 제2 스위칭부 및 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치가 연결되는 지점과 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치가 연결되는 지점 사이에 연결되는 인덕터를 포함하고, 상기 제1 스위치 내지 상기 제6 스위치의 동작을 제어하는 제어 신호에 따라 상기 제1 스위치로 입력되는 입력 전압을 변환하는 출력할 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 전력 변환 방법은 외부에서 입력되는 입력 전압의 크기, 배터리 전압의 크기 및 전자 장치의 동작 모드에 따라, 상기 입력 전압을 변환하여 출력하는 변환 회로의 제1 스위치 내지 제6 스위치를 제어하기 위한 제어 신호를 결정하는 동작 및 상기 제어 신호에 기초하여, 상기 입력 전압을 변환하여 출력하도록 상기 변환 회로를 제어하는 동작을 포함하고, 상기 변환 회로는, 직렬로 연결된 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치 및 상기 제4 스위치를 포함하고, 직렬로 연결된 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치와 병렬로 연결되는 커패시터를 포함하는 제1 스위칭부, 직렬로 연결된 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치를 포함하는 제2 스위칭부 및 상기 제2 스위치 및 상기 제3 스위치가 연결되는 지점과 상기 제5 스위치 및 상기 제6 스위치가 연결되는 지점 사이에 연결되는 인덕터를 포함할 수 있다.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2은, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈 및 배터리에 대한 블럭도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치 및 어댑터의 개략적인 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치 및 어댑터의 동작을 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제1 변환 회로의 개략적인 회로도이다.
도 6a 내지 도 6d 및 도 7은 일 실시예에 따른 듀티 비(duty ratio)가 50% 미만일 때, 제1 변환 회로의 동작을 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 도 8d 및 도 9은 일 실시예에 따른 듀티 비(duty ratio)가 50% 초과일 때, 제1 변환 회로의 동작을 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 제1 변환 회로의 전력 변환 효율을 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 제1 변환 회로의 리플 전류의 크기를 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 전력 변환 방법의 동작 흐름도이다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

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.

이하 실시예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 예를 들어, 각 동작들의 순서가 변경될 수도 있으며, 적어도 두 동작들이 병렬적으로 수행될 수도 있다.

도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나 와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.

프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.

프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.

음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.

인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.

무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.

상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.

일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.

도 2은, 다양한 실시예들에 따른, 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도(200)이다. 도 2를 참조하면, 전력 관리 모듈(188)은 충전 회로(210), 전력 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 포함할 수 있다. 충전 회로(210)는 전자 장치(101)에 대한 외부 전원으로부터 공급되는 전력을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 일실시예에 따르면, 충전 회로(210)는 외부 전원의 종류(예: 전원 어댑터, USB 또는 무선충전), 상기 외부 전원으로부터 공급 가능한 전력의 크기(예: 약 20와트 이상), 또는 배터리(189)의 속성 중 적어도 일부에 기반하여 충전 방식(예: 일반 충전 또는 급속 충전)을 선택하고, 상기 선택된 충전 방식을 이용하여 배터리(189)를 충전할 수 있다. 외부 전원은 전자 장치(101)와, 예를 들면, 연결 단자(178)을 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)를 통해 무선으로 연결될 수 있다.

전력 조정기(220)는, 예를 들면, 외부 전원 또는 배터리(189)로부터 공급되는 전력의 전압 레벨 또는 전류 레벨을 조정함으로써 다른 전압 또는 다른 전류 레벨을 갖는 복수의 전력들을 생성할 수 있다. 전력 조정기(220)는 상기 외부 전원 또는 배터리(189)의 전력을 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 일부 구성 요소들 각각의 구성 요소에게 적합한 전압 또는 전류 레벨로 조정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 조정기(220)는 LDO(low drop out) regulator 또는 switching regulator의 형태로 구현될 수 있다. 전력 게이지(230)는 배터리(189)에 대한 사용 상태 정보(예: 배터리(189)의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전 회로(210), 전압 조정기(220), 또는 전력 게이지(230)를 이용하여, 상기 측정된 사용 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 충전과 관련된 충전 상태 정보(예: 수명, 과전압, 저전압, 과전류, 과충전, 과방전(over discharge), 과열, 단락, 또는 팽창(swelling))를 결정할 수 있다. 전력 관리 모듈(188)은 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 정상 또는 이상 여부를 판단할 수 있다. 배터리(189)의 상태가 이상으로 판단되는 경우, 전력 관리 모듈(188)은 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)의 기능들 중 적어도 일부 기능은 외부 제어 장치(예: 프로세서(120))에 의해서 수행될 수 있다.

배터리(189)는, 일실시예에 따르면, 배터리 보호 회로(protection circuit module(PCM))(240)를 포함할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는 배터리(189)의 성능 저하 또는 소손을 방지하기 위한 다양한 기능(예: 사전 차단 기능)들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)은, 추가적으로 또는 대체적으로, 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 포함하는 다양한 기능들을 수행할 수 있는 배터리 관리 시스템(battery management system(BMS))의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.

일실시예에 따르면, 배터리(189)의 상기 사용 상태 정보 또는 상기 충전 상태 정보의 적어도 일부는 센서 모듈(176) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서), 전력 게이지(230), 또는 전력 관리 모듈(188)을 이용하여 측정될 수 있다. 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(240)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.

도 2에 도시된 실시예는 전력 관리 모듈(188)이 전력 게이지(230)을 포함하는 실시예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 배터리(189)는 전력 게이지(230)을 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(188)은 배터리(189)에 포함된 전력 게이지(230)로부터 배터리(189)에 대한 사용 상태 정보를 식별할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101)) 및 어댑터(400)(예: 도 1의 전자 장치(102))의 개략적인 블록도이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(300)는 충전 회로(310)(예: 도 2의 충전 회로(210)), 통신 모듈(390)(예: 도 1의 통신 모듈(190)), 배터리(389)(예: 도 1의 배터리(189)), 프로세서(320)(예: 도 1의 프로세서(120)), 스위치(312), 제2 변환 회로(314) 또는 연결 단자(378)(예: 도 1의 연결 단자(178)) 중 적어도 하나, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 어댑터(400)는 제3 변환 회로(410), 프로세서(420)(예: 도 1의 프로세서(120)), 통신 모듈(490)(예: 도 1의 통신 모듈(190)) 및 연결 단자(478)(예: 도 1의 연결 단자(178)) 중 적어도 하나, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)와 어댑터(400)는 유선 또는 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 전자 장치(300)의 연결 단자(378)를 통해 어댑터(400)의 연결 단자(478)와 유선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 통신 모듈(390)을 통해 어댑터(400)의 통신 모듈(490)과 무선으로 연결될 수 있다.

예를 들어, 어댑터(400)는 유선 또는 무선으로 연결된 전자 장치(300)로 전력을 전송할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(400)는 어댑터(400)의 연결 단자(478) 및 전자 장치(300)의 연결 단자(378)를 통해, 전자 장치(300)로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(400)는 통신 모듈(490)을 통해 결정된 전압 및/또는 전류의 크기에 따라, 전자 장치(300) 로 전력을 공급할 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 어댑터(400)로 제어 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 통신 모듈(390)을 이용하여, 어댑터(400)로 제어 신호를 전송할 수 있다. 전자 장치(300)는 유선 또는 무선으로 제어 신호를 어댑터(400)로 전송할 수 있다.

상기와 같이, 전자 장치(300)와 어댑터(400)는 유선 또는 무선으로 연결될 수 있고, 유선 또는 무선으로 데이터 통신을 수행할 수 있다. 어댑터(400)는 유선 또는 무선으로 전자 장치(300)로 전력을 공급할 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 전자 장치(300)와 어댑터(400)는 유선으로 연결되는 경우에 관하여 설명하나, 이하의 설명은 전자 장치(300)와 어댑터(400)가 무선으로 연결되어 데이터 통신 또는 전력 공급을 수행하는 경우에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 어댑터(400)로부터 입력되는 입력 전압을 이용하여, 배터리(389)를 충전시키기 위한 출력 전압을 출력할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 충전 회로(310)를 이용하여, 입력 전압을 변환하고, 변환된 출력 전압을 출력할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 출력 전압을 이용하여, 배터리(389)를 충전시킬 수 있다.

예를 들어, 충전 회로(310)는 제1 변환 회로(311) 또는 CHG(charging) 프로세서(313) 중 적어도 어느 하나, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다

예를 들어, 제1 변환 회로(311)는 어댑터(400)로부터 입력된 입력 전압을 출력 전압으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 변환 회로(314)는 제1 변환 회로(311)에서 출력된 출력 전압을 변환하여, 전자 장치(300) 내의 각각의 소자(예: 프로세서(320), 통신 모듈(390), 오디오 모듈(예: 도 1의 오디오 모듈(170)) 등)으로 전력을 공급할 수 있다. 각 소자들로 공급되는 전력은, 제2 변환 회로(314)에서 각 소자의 동작에 필요한 전압 크기로 변환될 수 있다. 예를 들어, 제2 변환 회로(314)는 POL(point of load) DCDC 컨버터를 의미할 수 있다.

예를 들어, 스위치(312)는 충전 회로(310)와 배터리(389) 사이에 연결될 수 있다. 예를 들어, 스위치(312)는 제1 변환 회로(311)에서 출력 전압이 출력되는 포트와 배터리(389) 사이에 연결될 수 있다.

예를 들어, 스위치(312)는 단방향 스위치 또는 양방향 스위치일 수 있다. 예를 들어, 스위치(312)는 n형 MOSFET 또는 p형 MOSFET일 수 있다.

예를 들어, 프로세서(320) 또는 CHG 프로세서(313)는 스위치(312)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 스위치(312)가 온(on) 상태이고, 제1 변환 회로(311)에서 출력 전압이 출력되는 경우, 전자 장치(300)는 출력 전압을 이용하여 배터리(389)를 충전시킬 수 있다.

예를 들어, 배터리(389)를 충전시키는 경우, 전자 장치(300)의 프로세서(320) 또는 CHG 프로세서(313)는 제1 변환 회로(311)에서 출력되는 출력 전압의 크기를, 배터리(389)의 전압에 기초하여 제어할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(300)의 프로세서(320) 또는 CHG 프로세서(313)는 어댑터(400)로부터 입력되는 입력 전압의 크기, 배터리 전압의 크기를 식별할 수 있다. 전자 장치(300)의 프로세서(320) 또는 CHG 프로세서(313)는 입력 전압의 크기 및 배터리 전압의 크기에 따라, 제1 변환 회로(311)의 전력 변환비 또는 입출력 전압비를 결정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 전압의 크기는 제1 변환 회로(311)의 출력 전압을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(300)의 프로세서(320) 또는 CHG 프로세서(313)는 전력 변환비 또는 입출력 전압비에 기초하여, 제1 변환 회로(311)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 결정할 수 있다.

예를 들어, 입력 전압의 크기가 배터리 전압의 크기보다 작은 경우, 전자 장치(300)의 프로세서(320) 또는 CHG 프로세서(313)는 제1 변환 회로(311)가 입력 전압의 크기를 승압하여 출력하기 위한 제어 신호를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 변환 회로(311)가 입력 전압의 크기를 승압하여 출력하는 모드는 부스트(boost) 모드로 호칭될 수 있다.

예를 들어, 입력 전압의 크기가 배터리 전압의 크기보다 큰 경우, 전자 장치(300)의 프로세서(320) 또는 CHG 프로세서(313)는 제1 변환 회로(311)가 입력 전압의 크기를 감압하여 출력하기 위한 제어 신호를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 변환 회로(311)가 입력 전압의 크기를 감압하여 출력하는 모드는 벅(buck) 모드로 호칭될 수 있다.

예를 들어, 제1 변환 회로(311)는 적어도 하나의 스위치, 인덕터 및 커패시터 중 적어도 하나, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기의 벅 모드 또는 부스트 모드에 따라 제1 변환 회로(311)를 동작 시키기 위한 제어 신호는, 적어도 하나의 스위치를 스위칭 동작하도록 하고, 적어도 하나의 스위치를 온 상태로 유지하거나 또는, 적어도 하나의 스위치를 오프 상태로 유지하기 위한 신호를 의미할 수 있다.

예를 들어, 스위치(312)가 온(on) 상태이고, 제1 변환 회로(311)에서 출력 전압이 출력되지 않는 경우, 전자 장치(300)는 배터리(389)에 저장된 전력을 제2 변환 회로(314)로 공급할 수 있다. 예를 들어, 제2 변환 회로(314)는 배터리(389)로부터 공급된 전력을 변환하여, 각 소자로 전력을 공급할 수 있다.

일례로, CHG 프로세서(313)는 충전 회로(310)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, CHG 프로세서(313)는 제1 변환 회로(311)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, CHG 프로세서(313)는 제1 변환 회로(311)에서 출력되는 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다.

일례로, 제1 변환 회로(311)는 벅-부스트 차져(buck-boost charger) 또는 벅-부스트 컨버터(buck-boost converter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 변환 회로(311)는 복수의 스위치 및/또는 인덕터를 포함할 수 있다. 예를 들어, CHG 프로세서(313)는 복수의 스위치에 입력되는 스위칭 신호를 제어하여, 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다.

예를 들어, CHG 프로세서(313)는 제1 변환 회로(311)에 포함된 복수의 스위치의 동작을 제어하는 신호의 듀티 비를 이용하여, 제1 변환 회로(311)에서 출력되는 전압의 크기를 제어할 수 있다.

일례로, CHG 프로세서(313)는 제2 변환 회로(314)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 변환 회로(314)는 각 소자로 전력을 공급하기 위한 복수의 변환 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, CHG 프로세서(313)는 제2 변환 회로(314)에 포함된 복수의 변환 회로를 제어하여, 각 소자로 공급되는 전력의 전압 크기를 제어할 수 있다.

예를 들어, CHG 프로세서(313)는 스위치(312)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, CHG 프로세서(313)는 어댑터(400)로부터 전력이 입력되는 경우 배터리(389)를 충전시키기 위하여 스위치(312)를 온 상태로 제어할 수 있다. 예를 들어, CHG 프로세서(313)는 어댑터(400)로부터 전력이 입력되지 않는 경우, 배터리(389)에 저장된 전력을 이용하여 제2 변환 회로(314)에 전력을 공급하기 위하여, 스위치(312)를 온 상태로 제어할 수 있다.

일례로, 프로세서(320)는 배터리(389)의 상태 정보를 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 SMBus(system management bus)로 배터리(389)와 연결되어, 배터리(389)의 상태 정보를 식별할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(320)는 배터리(389)의 상태 정보에 포함된 배터리(389)의 전압, 배터리(389)로 입력되는 전류, 배터리(389)로부터 출력되는 전류, 배터리(389)의 온도, RSOC(relative state of capacity), ASOC(absolute state of capacity), 셀의 직렬 연결 수, 충방전 사이클 횟수(cycle count), 상태(status), 제조사 접근(manufacturer access), 알람 등을 식별할 수 있다. 예를 들어, RSOC는 (남은 충전량(remaining capacity) / 완전 충전량(FCC))를 의미할 수 있다. 예를 들어, ASOC는 (남은 충전량(remaining capacity) / DC)를 의미할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(320)는 배터리(389) 삽입 연결 시 장치 이름(device name), 화학적 성질(chemistry), DC(design capacity), FCC(full charge capacity)를 식별할 수 있다.

일례로, 프로세서(320)는 어댑터(400) 삽입을 식별할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(400) 삽입은 어댑터(400)가 유선 또는 무선으로 전자 장치(300)와 연결되는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(400) 삽입은, 유선 또는 무선으로 어댑터(400)에서 전자 장치(300)로 전력을 공급하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(400) 삽입은, 유선 또는 무선으로 어댑터(400)에서 전자 장치(300)로 입력 전압을 공급하는 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 어댑터(400) 삽입이 식별되면, 프로세서(320)는 충전 회로(310)에 제어 신호를 입력할 수 있다. 충전 회로(310)는 제어 신호에 따라, 배터리(389)를 충전할 수 있다. 예를 들어, CHG 프로세서(313)는, 프로세서(320)로부터 수신한 제어 신호에 따라, 제1 변환 회로(311), 스위치(312) 또는 제2 변환 회로(314) 중 적어도 하나, 또는 이들의 조합을 제어할 수 있다.

일례로, 배터리(389)는 직렬 연결되는 복수의 셀을 포함할 수 있다. 배터리(389)의 전압 범위는 직렬 연결되는 복수의 셀의 개수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 2개의 셀이 직렬로 연결되는 2S 배터리(389)는 최소 전압과 충전 전압의 범위가 약 6V 이상 내지 약 8.7V 이하일 수 있다. 예를 들어, 3개의 셀이 직렬로 연결되는 3S 배터리(389)는 최소 전압과 충전 전압의 범위가 약 9V 이상 내지 약 13.05V 이하일 수 있다. 예를 들어, 4개의 셀이 직렬로 연결되는 4S 배터리(389)는 최소 전압과 충전 전압의 범위가 약 12V 이상 내지 약 17.4V 이하일 수 있다. 예를 들어, 하나의 셀의 전압 범위, 최소 전압과 충전 전압의 범위는 약 3V 이상 내지 약 4.35V 이하일 수 있다.

일례로, 프로세서(320)는 어댑터(400)로부터 입력되는 전압의 크기, 제1 변환 회로(311)의 스위칭 동작, 전자 장치(300)의 동작 모드를 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 통신 모듈(390), 충전 회로(310)를 이용하여, 어댑터(400)로부터 입력되는 전압의 크기, 제1 변환 회로(311)의 스위칭 동작을 식별할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 PCH(미도시)(platform controller hub)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(320)는 PCH을 이용하여, 전자 장치(300)의 동작 모드를 식별할 수 있다.

예를 들어, 통신 모듈(390) 및 통신 모듈(490)은 PDIC(power delivery IC)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 미리 설정된 규격에 따라 어댑터(400)로부터 입력 전압을 공급받을 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는, USB PD(universal serial bus power delivery) 3.0, USB PD 3.1 등과 같이 설정된 크기의 정격 공급 전압을 어댑터(400)로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 통신 모듈(390)을 이용하여, 어댑터(400)가 배터리(389)의 충전을 위한 전력을 공급하도록 할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)의 통신 모듈(390)은 어댑터(400)의 통신 모듈(490)로 배터리(389)의 충전을 위한 전력의 크기(예: 전압 및/또는 전류의 크기)를 전송할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(300)는 통신 모듈(390)을 이용하여, 어댑터(400)로부터 입력되는 입력 전압의 크기를 결정할 수 있다. 전자 장치(300)의 프로세서(320) 또는 CHG 프로세서(313)는 제1 변환 회로(311)을 이용하여, 입력 전압의 크기를 미리 설정된 비율로 변환하여, 바이패스(bypass)할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(300)의 통신 모듈(390)은 어댑터(400)의 통신 모듈(490)과 cc(configuration channel) 통신을 할 수 있다. 예를 들어, cc 통신은 USB cc 라인을 이용한 데이터 통신을 의미할 수 있다. 예를 들어, 연결 단자(378) 및 연결 단자(478)는 cc 통신을 위한 포트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결 단자(378) 및 연결 단자(478)는 USB 타입 C 포트(type C port)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(300)의 프로세서(320)는 어댑터(400)로 제어 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(400)는 전자 장치(300)로부터 수신한 제어 신호를 이용하여, 입력 전압의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 어댑터(400)와 cc 통신을 통해, PDO(power data object)의 협상을 수행하고, 어댑터(400)로부터 입력되는 입력 전압의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 배터리(389)의 전압 범위를 고려하여, PDO 협상을 수행하고, 어댑터(400)로부터 입력되는 입력 전압의 크기를 결정할 수 있다.

예를 들어, 어댑터(400)는 통신 모듈(490)을 통해, 전자 장치(300)와 데이터 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(400)의 프로세서(420)는 전자 장치(300)로부터 수신한 제어 신호에 기초하여, 제3 변환 회로(410)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(400)의 프로세서(320)는 제3 변환 회로(410)에서 결정된 입력 전압을 출력하도록, 제3 변환 회로(410)를 제어할 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 전자 장치(300)의 동작 모드를 식별할 수 있다. 예를 들어, 동작 모드는 노멀(normal) 동작 모드(예: 제1 동작 모드), 슬립(sleep) 모드와 같은 최소 전력 모드(예: 제2 동작 모드), 전원 오프(power off) 모드(예: 제2 동작 모드) 등을 포함할 수 있다.

상기의 도 3에 관한 설명에서, 충전 회로(310)에 포함된 제1 변환 회로(311), 스위치(312) 또는 제2 변환 회로(314)는 CHG 프로세서(313)에 의해 제어되고, 프로세서(320)는 CHG 프로세서(313)로 제어 신호를 전송하는 예를 설명하고 있다. 도 3에 도시된 실시예는 다양한 실시예들 중 일 실시예로, 전자 장치(300) 및/또는 어댑터(400)에 포함된 구성, 구성 간의 포함 관계, 연결 관계 등은 도 3에 도시된 실시예로 한정되지 않는다.

예를 들어, 프로세서(320)가 충전 회로(310)에 포함된 제1 변환 회로(311), 스위치(312) 또는 제2 변환 회로(314)를 제어할 수 있고, 스위치(312)가 충전 회로(310)와 독립하여 배터리(389)와 충전 회로(310) 사이에 연결될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)와 CHG 프로세서(313)는 단일 IC에 포함될 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 전자 장치(300) 및 어댑터(400)의 동작을 나타낸 도면이다.

도 4에서, 전자 장치(300)의 프로세서(320)는 어댑터(400) 삽입을 식별하면, CHG 프로세서(313)로 I_CHG, V_CHG 및 CHG_EN(예: high) 신호를 전송할 수 있다. CHG 프로세서(313)는 프로세서(320)로부터 수신한 신호에 따라, 배터리(389) 충전을 수행할 수 있다. I_CHG, V_CHG는 각각 배터리(389)의 전압 범위, 종류, 셀의 개수 등에 따라 설정된 배터리(389) 충전 전류 및 배터리(389) 충전 전압의 크기를 의미할 수 있다. 예를 들어, 배터리(389) 충전 전류는 배터리(389)로 입력되는 전류, 배터리(389) 충전 전압은 출력 전압을 의미할 수 있다.

충전 회로(310)에서 출력되는 출력 전압의 크기는 배터리(389)의 충전량 또는 배터리(389)의 전압 크기에 종속되어, 충전 전압 범위 내에서 변할 수 있다. CHG 프로세서(313)는 충전 전압 범위 내에서 출력 전압의 크기를 제어할 수 있다. 충전 회로(310)에서 변환된 전력은 배터리(389)를 충전시키고, 제2 변환 회로(314)에서 다시 변환되어 전자 장치(300)의 각 소자로 공급될 수 있다.

충전 회로(310)에서 출력되는 출력 전압의 크기는 배터리(389)의 충전량 또는 배터리(389)의 전압 크기에 종속될 수 있다. 예를 들어, 충전 회로(310)에서 출력되는 출력 전압의 크기는 배터리(389)의 전압 크기와 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 배터리(389)의 충전이 진행되어 배터리(389)의 전압 크기가 커지는 경우, 전자 장치(300)는 충전 회로(310)에서 출력되는 출력 전압의 크기가 배터리(389)의 전압 크기에 종속되도록 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 스위치(312)는 배터리(389)와 충전 회로(311)의 연결을 차단할 수 있다. 예를 들어, CHG 프로세서(313)는 스위치(312)에 제어 신호를 입력하여, 스위치를 턴 온 또는 턴 오프시킬 수 있다.

일례로, 도 4에 도시된 스위치(312)는 p형 MOSFET을 나타내고 있으나, 이에 한정되지 않고, 스위치(312)는 n형 MOSFET을 포함할 수 있다.

프로세서(320)는 어댑터(400)가 제거되거나, 어댑터(400)로부터 공급되는 입력 전압이 제거되는 경우, CHG 프로세서(313)로 CHG_EN(예: low) 신호를 전송할 수 있다. CHG 프로세서(313)는 제1 변환 회로(311)의 동작을 중단할 수 있다. 배터리(389)에 저장된 전력이 제2 변환 회로(314)에 공급될 수 있다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 어댑터(400)는 제3 변환 회로(410)에 입력되는 외부 전원을 변환하여, 입력 전압(예: 도 4의 VADP)을 전자 장치(300)로 공급할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(420)는 통신 모듈(490)을 이용하여, 전자 장치(300)로부터 결정된 입력 전압의 크기를 수신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(420)는 제3 변환 회로(410)를 제어하여, 입력 전압 VADP의 크기를 제어할 수 있다.

예를 들어, 어댑터(400)의 프로세서(420)는, A 에서의 전압 및 전류를 식별할 수 있다. 예를 들어, 어댑터(400)의 프로세서(420)는 A에서 식별한 전압 및 전류의 크기에 따라, 제3 변환 회로(410)의 동작을 제어할 수 있다.

예를 들어, 어댑터(400)의 통신 모듈(490)은 어댑터(400)가 전자 장치(300)에 삽입되면, 전자 장치(300)로 전력을 공급하기 위한 신호를 수신할 수 있다. 통신 모듈(490) 또는 프로세서(420)는 스위치(430)의 동작을 제어하여, 제3 변환 회로(410)에서 출력된 전력을 전자 장치(300)로 공급할 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 입력 전압 VAPD 및 배터리(389)의 전압 크기에 기초하여, 제1 변환 회로(311)의 전력 변환비 또는 입출력 전압비(예: 도 4의 VADP / VDC)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 전력 변환비 또는 입출력 전압비에 따라, 제1 변환 회로(311)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 결정할 수 있다. 도 4에 도시된 스위치(312)는 BFET을 적용한 일 예를 나타낸 도면이다.

예를 들어, 프로세서(320)는 통신 모듈(390), 충전 회로(310) 및 PCH(미도시)로부터 입력 전압 VADP, 제1 변환 회로(311)의 스위칭 동작, 전자 장치(300)의 동작 모드를 식별할 수 있다. 프로세서(320)는 도 4의 B 및 C 지점의 전압 및 전류를 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 B 지점에서 제1 변환 회로(311)에 입력되는 전류 I_SYS 및/또는 입력 전압 VADP의 크기를 식별할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(320)는 C 지점에서 출력 전압 VDC 및/또는 배터리(389)로 입력되는 전류 I_CHG의 크기를 식별할 수 있다.

예를 들어, PCH는 전자 장치(300)의 동작 모드에 따라, 프로세서(320)로 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, PCH는 슬립 모드와 같은 최소 전력 모드 진입 조건을 만족하는 경우, 최소 전력 모드로 진입하기 위한 동작을 수행하도록 프로세서(320)에 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 슬립 모드와 같은 최소 전력 모드는 제2 동작 모드로 설정될 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 외부(예: 어댑터(400))에서 입력되는 입력 전압의 크기, 배터리 전압의 크기 및 전자 장치(300)의 동작 모드 중 적어도 하나, 또는 이들의 조합에 기초하여, 제1 변환 회로(311)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 결정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 전압의 크기는 제1 변환 회로(311)의 출력 전압의 크기와 실질적으로 동일하게 이해될 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 입력 전압의 크기가 배터리 충전 전압의 크기보다 크고, 전자 장치(300)의 동작 모드가 제1 동작 모드(예: 노말 동작 모드)일 때, 제1 변환 회로(311)가 3 레벨(level) 벅 모드에 따라 동작하도록 하는 제어 신호를 결정할 수 있다. 3 레벨 벅 모드는, 제1 변환 회로(311)에서 페이즈 전압의 레벨이 3개이고, 입력 전압을 감압하여 출력하는 전력 변환 모드를 나타낼 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 입력 전압의 크기가 배터리 충전 전압의 크기보다 작을 때, 제1 변환 회로(311)가 2 레벨 부스트 모드에 따라 동작하도록 하는 제어 신호를 결정할 수 있다. 2 레벨 부스트 모드는, 제1 변환 회로(311)에서 페이즈 전압의 레벨이 2개이고, 입력 전압을 승압하여 출력하는 전력 변환 모드를 나타낼 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 입력 전압의 크기가 배터리 충전 전압의 크기보다 크고, 전자 장치(300)의 동작 모드가 제2 동작 모드(예: 슬립 모드, 파워 오프 모드)일 때, 제1 변환 회로(311)가 2 레벨 벅 모드에 따라 동작하도록 하는 제어 신호를 결정할 수 있다. 2 레벨 벅 모드는, 제1 변환 회로(311)에서 페이즈 전압의 레벨이 2개이고, 입력 전압을 감압하여 출력하는 전력 변환 모드를 나타낼 수 있다.

전자 장치(300)는 제어 신호에 기초하여, 입력 전압을 변환하여 출력하도록 제1 변환 회로(311)을 제어할 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 제1 변환 회로(311)의 개략적인 회로도이다.

일 실시 예에 따른 제1 변환 회로(311)는 제1 스위칭부, 제2 스위칭부 및 인덕터(580)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제1 스위칭부는 직렬로 연결된 제1 스위치(510)(예: 도 5의 스위치 Q1), 제2 스위치(520)(예: 도 5의 스위치 Q3), 제3 스위치(530)(예: 도 5의 스위치 Q4) 및 제4 스위치(540)(예: 도 5의 스위치 Q2)를 포함하고, 직렬로 연결된 제2 스위치(520) 및 제3 스위치(530)와 병렬로 연결되는 커패시터(570)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 제2 스위칭부는 직렬로 연결된 제5 스위치(550)(예: 도 5의 스위치 Q5) 및 제6 스위치(560)(예: 도 5의 스위치 Q6)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 인덕터(580)는 제2 스위치(520) 및 제3 스위치(530)가 연결되는 지점과 제5 스위치(550) 및 제6 스위치(560)가 연결되는 지점 사이에 연결될 수 있다.

예를 들어, 제1 변환 회로(311)는 입력 전압 을 변환하여, 출력 전압 을 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력 전압 의 크기는 배터리 충전 전압과 실질적으로 동일할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 배터리(예: 도 3의 배터리(389))의 충전 전압의 크기를 식별하고, 입력 전압 의 크기를 식별할 수 있다. 전자 장치(300)는 배터리(389)의 충전 전압의 크기와 입력 전압 의 크기에 기초하여, 제1 변환 회로(311)의 입출력 전압비(/)을 결정할 수 있다. 전자 장치(300)는 입출력 전압비에 따라, 제1 변환 회로(311)의 제1 스위치 내지 제6 스위치(510, 520, 530, 540, 550, 560)에 입력되는 제어 신호의 듀티 비(duty ratio)를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 변환 회로(311)에서 출력되는 전압 의 크기는, 듀티 비에 따라 결정될 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 동작 모드가 미리 설정된 제2 동작 모드(예: 슬립 모드, 최소 전력 모드 등)에 포함되고, 입력 전압의 크기가 배터리(389)의 전압보다 큰 경우, 제1 스위치(510) 및 제2 스위치(520)는 제1 스위칭 동작, 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540)는 제2 스위칭 동작, 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록, 제어 신호를 결정할 수 있다.

예를 들어, 제1 스위칭 동작은, 설정된 주기 중에서 입력 전압의 크기 및 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태이고, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭하는 동작을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 제2 스위칭 동작은, 설정된 주기 중에서 입력 전압의 크기 및 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 제1 시간 동안 제1 스위치(510) 및 제2 스위치(520)가 온 상태, 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540)는 오프 상태일 수 있다. 예를 들어, 제2 시간 동안 제1 스위치(510) 및 제2 스위치(520)가 오프 상태, 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540)는 온 상태일 수 있다.

예를 들어, 제1 변환 회로(311)는 제1 시간 동안 제1 스위치(510), 제2 스위치(520), 인덕터(580), 제5 스위치(550)를 통해 형성된 경로, 제2 시간 동안 제4 스위치(540), 제3 스위치(530), 인덕터(580), 제5 스위치(550)를 통해 형성된 경로를 이용하여, 입력 전압 을 변환하여 출력 전압 을 출력할 수 있다. 출력 전압 의 크기는 입력 전압 의 크기 및 듀티 비에 따라 결정될 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 입력 전압 의 크기가 배터리(389) 충전 전압 크기보다 작은 경우, 제5 스위치(550)는 제1 스위칭 동작, 제6 스위치(560)는 제2 스위칭 동작, 제1 스위치(510) 및 제2 스위치(520)는 온 상태, 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540)는 오프 상태를 유지하도록 제어 신호를 결정할 수 있다.

예를 들어, 예를 들어, 제1 시간 동안 제5 스위치(550)가 온 상태, 제6 스위치(560)는 오프 상태일 수 있다. 예를 들어, 제2 시간 동안 제5 스위치(550)가 오프 상태, 제6 스위치(560)는 온 상태일 수 있다.

예를 들어, 제1 변환 회로(311)는 제1 시간 동안 제1 스위치(510), 제2 스위치(520), 인덕터(580), 제5 스위치(550)를 통해 형성된 경로, 제2 시간 동안 제1 스위치(510), 제2 스위치(520), 인덕터(580), 제6 스위치(560)를 통해 형성된 경로를 이용하여, 입력 전압 을 변환하여 출력 전압 을 출력할 수 있다. 출력 전압 의 크기는 입력 전압 의 크기 및 듀티 비에 따라 결정될 수 있다.

상기의 동작 모드가 미리 설정된 제1 동작 모드에 포함되고, 입력 전압의 크기가 배터리(389)의 전압보다 큰 경우, 전자 장치(300)가 제어 신호를 결정하고, 제어 신호에 따라 제1 변환 회로(311)가 입력 전압을 변환하여 출력하는 동작에 관하여, 생략된 설명이라고 하더라도 공지된 벅 & 부스트 차져(buck & boost charger)의 동작에 관한 설명이 적용될 수 있다. 예를 들어, 제1 변환 회로(311)의 제1 스위치(510) 및 제2 스위치(520)는 실질적으로 단일 스위치와 동일하게 동작하고, 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540)는 실질적으로 단일 스위치와 동일하게 동작하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 입력 전압의 크기가 배터리(389) 충전 전압의 크기보다 작은 경우의 전자 장치(300)의 동작 및 제1 변환 회로(311)의 동작에 관하여, 상기의 설명이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

일례로, 동작 모드가 미리 설정된 제1 동작 모드에 포함되고, 입력 전압의 크기가 배터리(389) 전압 크기보다 큰 경우, 전자 장치(300)는 제1 스위치(510)는 제1 스위칭 동작, 제2 스위치(520)는 제2 스위칭 동작, 제3 스위치(530)는 제2 스위치(520) 동작과 반대 상태로 동작, 제4 스위치(540)는 제1 스위치(510)와 반대 상태로 동작, 제5 스위치(550)는 온 상태, 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록, 제어 신호를 결정할 수 있다.

예를 들어, 상기에서 설명한 동작 모드가 제2 동작 모드에 포함되고, 입력 전압의 크기가 배터리(389) 전압보다 큰 경우, 페이즈 전압 의 크기는 약 0 V 또는 입력 전압 의 크기가 될 수 있다.

예를 들어, 상기에서 설명한 동작 모드가 제1 동작 모드에 포함되고, 입력 전압의 크기가 배터리(389) 전압보다 큰 경우, 페이즈 전압 의 크기는 듀티 비에 따라 약 0 V, 입력 전압 , 입력 전압 에서 커패시터(570)의 전압을 뺀 크기가 될 수 있다.

상기와 같이, 페이즈 전압의 크기가 2개의 레벨(예: 약 0 V 또는 입력 전압 )인 전력 변환 모드는 2 레벨 벅 모드로 호칭될 수 있다. 예를 들어, 페이즈 전압의 크기가 3개의 레벨(예: 약 0 V, 입력 전압 의 크기, 입력 전압 에서 커패시터(570)의 전압을 뺀 크기)인 전력 변환 모드는 3 레벨 벅 모드로 호칭될 수 있다.

도 6a 내지 도 6d, 및 도 7은 일 실시예에 따른 듀티 비(duty ratio)가 50% 미만일 때, 제1 변환 회로(311)(예: 도 5의 제1 변환 회로(311))의 동작을 나타낸 도면이다.

도 6a 내지 도 6d는, 동작 모드가 미리 설정된 제1 동작 모드에 포함되고, 입력 전압의 크기가 배터리(예: 도 3의 배터리(389)) 전압 크기보다 큰 경우, 결정된 제어 신호에 따른 제1 변환 회로(311)의 동작을 나타낸 도면이다.

예를 들어, 도 6a 내지 도 6d는, 제1 스위치(510)(예: 도 5의 스위치 Q1, 도 6의 스위치 P1)는 제1 스위칭 동작, 제2 스위치(520)(예: 도 5의 스위치 Q3, 도 6의 스위치 P2)는 제2 스위칭 동작, 제3 스위치(530)(예: 도 5의 스위치 Q4, 도 6의 스위치 N2)는 제2 스위치(520) 동작과 반대 상태로 동작, 제4 스위치(540)(예: 도 5의 스위치 Q2, 도 6의 스위치 N1)는 제1 스위치(510)와 반대 상태로 동작, 제5 스위치(550)는 온 상태, 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지할 때, 제1 변환 회로(311)의 등가회로를 나타낸다.

이하의 도 6a 내지 도 6d, 도 8a 내지 도 8d에서, 제1 스위치(510) P1과 제4 스위치(540) N1은 서로 상호 보완적(complemental)인 관계를 가질 수 있고, 제2 스위치(520) P2와 제3 스위치(530) N2는 서로 상호 보완적인 관계를 가질 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))는 제1 동작 모드에서, 입력 전압의 크기가 배터리(389)의 전압 크기보다 큰 경우, 제1 스위치(510) P1과 제4 스위치(540) N1가 서로 상호 보완적으로 동작하도록 제1 스위치(510) P1과 제4 스위치(540) N1를 제어할 수 있고, 제2 스위치(520) P2와 제3 스위치(530) N2가 서로 상호 보완적으로 동작하도록, 제2 스위치(520) P2와 제3 스위치(530) N2를 제어할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(101)는 제1 스위치(510) P1에 입력되는 제어 신호와 제4 스위치(540) N1에 입력되는 제어 신호가 서로 상호 보완적인 제어 신호를 결정할 수 있다. 전자 장치(101)는 제2 스위치(520) P2에 입력되는 제어 신호와 제3 스위치(530) N2에 입력되는 제어 신호가 서로 상호 보완적인 제어 신호를 결정할 수 있다.

예를 들어, 제1 스위치(510) P1과 제4 스위치(540) N1이 상호 보완적으로 동작하는 것은, 제1 스위치(510) P1과 제4 스위치(540) N1이 서로 반대 상태로 동작하는 것을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치(510) P1이 온 상태일 때, 제4 스위치(540) N1은 오프 상태, 제1 스위치(510) P1이 오프 상태일 때, 제4 스위치(540) N1은 온 상태가 될 때, 제1 스위치(510) P1과 제4 스위치(540) N1은 상호 보완적인 관계에 해당할 수 있다. 제1 스위치(510) P1 및 제4 스위치(540) N1의 상호 보완적인 동작에 관한 설명은 제2 스위치(520) P2 및 제3 스위치(530) N2의 상호 보완적인 동작에 관하여 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

도 7의 (a)는 제1 스위치(510)에 입력되는 제어 신호, (b)는 제2 스위치(520)에 입력되는 제어 신호를 나타낸다. 제1 스위치(510)는 설정된 주기 에서 제1 시간 동안 온 상태가 되고, 나머지 시간에는 오프 상태가 된다. 제2 스위치(520)는 설정된 주기 에서 제2 시간 동안 온 상태가 되고, 나머지 시간에는 오프 상태가 된다.

제4 스위치(540)는 제1 스위치(510)와 반대 상태로 동작하여, 설정된 주기 에서 제1 시간 동안 오프 상태가 되고, 나머지 시간에는 온 상태가 된다. 제3 스위치(530)는 제2 스위치(520)와 반대 상태로 동작하여, 설정된 주기 에서 제2 시간 동안 오프 상태가 되고, 나머지 시간에는 온 상태가 된다.

예를 들어, 도 7의 (a)에서, 제1 시간 은 입력 전압의 크기 및 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 듀티 비에 대응(예: (듀티 비)= /)할 수 있다. 예를 들어, 도 7의 (b)에서, 제2 시간 은 입력 전압의 크기 및 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 듀티 비(예: (듀티 비)= /)에 대응할 수 있다. 배터리(389) 전압 크기는, 제1 변환 회로(311)에서 변환되어 출력되는 출력 전압의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다.

도 6a는 에서 제1 변환 회로(311)의 동작 상태(610)를 나타낸 도면이다. 시간 동안 제1 스위치(510)는 온, 제2 스위치(520)는 오프, 제3 스위치(530)는 온, 제4 스위치(540)는 오프 상태이다. 제1 스위치(510)를 통해 입력된 입력 전원 는 제1 스위치(510), 커패시터(570), 제3 스위치(530), 인덕터(580)로 형성된 경로를 통해 변환될 수 있다.

도 6b는 에서 제1 변환 회로(311)의 동작 상태(620)를 나타낸 도면이다. 시간 동안, 제1 스위치(510)는 오프, 제2 스위치(520)는 오프, 제3 스위치(530)는 온, 제4 스위치(540)는 온 상태이다. 제4 스위치(540), 제3 스위치(530), 인덕터(580)로 경로가 형성될 수 있고, 인덕터(580)에 저장된 전력이 출력될 수 있다. 예를 들어, 인덕터(580)에 저장된 에너지가 방전될 수 있다.

도 6c는 에서 제1 변환 회로(311)의 동작 상태(630)를 나타낸 도면이다. 시간 동안, 제1 스위치(510)는 오프, 제2 스위치(520)는 온, 제3 스위치(530)는 오프, 제4 스위치(540)는 온 상태이다. 제4 스위치(540), 커패시터(570), 제2 스위치(520), 인덕터(580)로 경로가 형성될 수 있고, 커패시터(570)에 저장된 전력이 출력될 수 있다.

도 6d는 에서 제1 변환 회로(311)의 동작 상태(640)를 나타낸 도면이다. 시간 동안, 제1 스위치(510)는 오프, 제2 스위치(520)는 오프, 제3 스위치(530)는 온, 제4 스위치(540)는 온 상태이다. 제4 스위치(540), 제3 스위치(530), 인덕터(580)로 경로가 형성될 수 있고, 인덕터(580)에 저장된 전력이 출력될 수 있다.

도 7의 (c)는 설정된 주기동안 제1 변환 회로(311)의 동작에 따른 페이즈 전압 의 크기를 나타낸 도면이다. 페이즈 전압 는 구간에서 입력 전압 및 커패시터(570)의 전압에 따른 , 구간에서 커패시터(570)의 전압 , 및 구간에서 약 0V 가 될 수 있다.

예를 들어, 커패시터(570)의 전압의 크기가 입력 전압 크기의 절반일 수 있다. 예를 들어, 커패시터(570)의 전압 가 /2인 경우, 페이즈 전압 는 약 0V, (또는 /2)가 될 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 입력 전압 의 크기에 기초하여, 커패시터(570)의 전압을 미리 충전하도록, 제1 변환 회로(311)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 어댑터(400)가 삽입된 후, 입력 전압 의 크기를 식별할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 입력 전압 의 크기에 기초하여, 제1 변환 회로(311)가 동작하기 전에 커패시터(570)의 전압 를 충전할 수 있다. 예를 들어, 제1 변환 회로(311)는 커패시터(570)를 충전시키기 위한 보조 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 변환 회로(311)는 보조 회로를 통해, 커패시터(570)의 전압 를 충전시킬 수 있다.

도 7의 (d)는 인덕터(580)의 전류 , (e)는 커패시터(570)의 전압 를 나타낸다. 인덕터(580)의 전류 및 커패시터(570)의 전압 은 제1 변환 회로(311)의 동작에 따라, 증가 또는 감소할 수 있다.

도 8a 내지 도 8d, 도 9은 일 실시예에 따른 듀티 비(duty ratio)가 50% 초과일 때, 제1 변환 회로(311)(예: 도 5의 제1 변환 회로(311))의 동작을 나타낸 도면이다.

도 8a 내지 도 8d는, 동작 모드가 미리 설정된 제1 동작 모드에 포함되고, 입력 전압의 크기가 배터리(예: 도 3의 배터리(389)) 전압 크기보다 큰 경우, 결정된 제어 신호에 따른 제1 변환 회로(311)의 동작을 나타낸 도면이다.

예를 들어, 도 8a 내지 도 8d는, 제1 스위치(510)는 제1 스위칭 동작, 제2 스위치(520)는 제2 스위칭 동작, 제3 스위치(530)는 제2 스위치(520) 동작과 반대 상태로 동작, 제4 스위치(540)는 제1 스위치(510)와 반대 상태로 동작, 제5 스위치(550)는 온 상태, 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지할 때, 제1 변환 회로(311)의 등가회로를 나타낸다.

도 9의 (a)는 제1 스위치(510)에 입력되는 제어 신호, (b)는 제2 스위치(520)에 입력되는 제어 신호를 나타낸다. 제1 스위치(510)는 설정된 주기 에서 제1 시간 , , 동안 온 상태가 되고, 나머지 시간에는 오프 상태가 된다. 제2 스위치(520)는 설정된 주기 에서 제2 시간 , , 동안 온 상태가 되고, 나머지 시간에는 오프 상태가 된다.

제4 스위치(540)는 제1 스위치(510)와 반대 상태로 동작하여, 설정된 주기 에서 제1 시간 , , 동안 오프 상태가 되고, 나머지 시간에는 온 상태가 된다. 제3 스위치(530)는 제2 스위치(520)와 반대 상태로 동작하여, 설정된 주기 에서 제2 시간 , , 동안 오프 상태가 되고, 나머지 시간에는 온 상태가 된다.

예를 들어, 도 9의 (a)에서, 제1 시간 , ,은 입력 전압의 크기 및 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 듀티 비에 대응(예: (듀티 비)= (+ +)/)할 수 있다. 예를 들어, 도 9의 (b)에서, 제2 시간 , , 은 입력 전압의 크기 및 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 듀티 비에 대응(예: (듀티 비)= (++)/)할 수 있다. 배터리(389) 전압 크기는, 제1 변환 회로(311)에서 변환되어 출력되는 출력 전압의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다.

도 8a는 에서 제1 변환 회로(311)의 동작 상태(810)를 나타낸 도면이다. 시간 동안 제1 스위치(510)는 온, 제2 스위치(520)는 온, 제3 스위치(530)는 오프, 제4 스위치(540)는 오프 상태이다. 제1 스위치(510)를 통해 입력된 입력 전원 는 제1 스위치(510), 제2 스위치(520), 인덕터(580)로 형성된 경로를 통해 변환될 수 있다.

도 8b는 에서 제1 변환 회로(311)의 동작 상태(820)를 나타낸 도면이다. 시간 동안, 제1 스위치(510)는 온, 제2 스위치(520)는 오프, 제3 스위치(530)는 온, 제4 스위치(540)는 오프 상태이다. 제1 스위치(510), 커패시터(570), 제3 스위치(530), 인덕터(580)로 경로가 형성될 수 있고, 제1 스위치(510)로 입력된 입력 전압 가 변환되어 출력될 수 있다.

도 8c는 에서 제1 변환 회로(311)의 동작 상태(830)를 나타낸 도면이다. 시간 동안, 제1 스위치(510)는 온, 제2 스위치(520)는 온, 제3 스위치(530)는 오프, 제4 스위치(540)는 오프 상태이다. 제1 스위치(510)를 통해 입력된 입력 전원 는 제1 스위치(510), 제2 스위치(520), 인덕터(580)로 형성된 경로를 통해 변환될 수 있다.

도 9d는 에서 제1 변환 회로(311)의 동작 상태(840)를 나타낸 도면이다. 시간 동안, 제1 스위치(510)는 오프, 제2 스위치(520)는 온, 제3 스위치(530)는 오프, 제4 스위치(540)는 온 상태이다. 제4 스위치(540), 커패시터(570), 제2 스위치(520), 인덕터(580)로 경로가 형성될 수 있고, 커패시터(570) 및 인덕터(580)에 저장된 전력이 출력될 수 있다.

도 9의 (c)는 설정된 주기동안 제1 변환 회로(311)의 동작에 따른 페이즈 전압 의 크기를 나타낸 도면이다. 페이즈 전압 는 구간 및 구간에서 입력 전압 , 및 구간에서 입력 전압 및 커패시터(570)의 전압에 따른 가 될 수 있다.

예를 들어, 커패시터(570)의 전압의 크기가 입력 전압 크기의 절반일 수 있다. 예를 들어, 커패시터(570)의 전압 가 /2인 경우, 페이즈 전압 는 입력 전압 , (또는 /2)가 될 수 있다.

도 9의 (d)는 인덕터(580)의 전류 , (e)는 커패시터(570)의 전압 를 나타낸다. 인덕터(580)의 전류 및 커패시터(570)의 전압 은 제1 변환 회로(311)의 동작에 따라, 증가 또는 감소할 수 있다.

상기의 도 6a 내지 도 9를 참조하면, 제1 변환 회로(311)의 페이즈 전압 의 크기는 듀티 비, 입력 전압 의 크기, 커패시터(570)의 전압 의 크기에 따라, 3 개의 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 충전된 커패시터(570)의 전압 가 /2인 경우, 페이즈 전압 는 약 0V, 입력 전압 , (또는 /2)와 같이, 3개의 레벨을 가질 수 있다.

상기와 같이, 제1 스위치(510)를 제1 스위칭 동작, 제2 스위치(520)를 제2 스위칭 동작, 제3 스위치(530)는 제1 스위치(510)와 반대 상태로 동작, 제4 스위치(540)를 제2 스위치(520)와 반대 상태로 동작시키고, 제5 스위치(550)는 온 상태, 제6 스위치(560)는 온 상태로 유지하는 제어 신호에 따라, 제1 변환 회로(311)의 페이즈 전압 의 레벨은 3개일 수 있다. 상기의 도 6a 내지 도 9에 도시된 제1 변환 회로(311)는 3 레벨 벅 동작으로 호칭될 수 있다.

상기에서 설명한 제1 변환 회로(311)의 제1 스위치 내지 제6 스위치(510, 520, 530, 540, 550, 560)는, 입력 전압의 크기가 큰 경우에도, 낮은 정격의 FET를 적용할 수 있다. 예를 들어, 아래 표 1은 PD 3.0 방법에 따른 정격 전압 및 전류, 충전 전력을 나타내고 있다.

[표 1]

상기의 표 1에서, EPR(extended power range) PD 3.1 방식에 따른 입력 전압의 크기는, 약 28V, 약 36V, 약 48V와 같이, PD 3.0 방식에 따른 입력 전압 약 20V보다 높은 크기의 전압이 입력될 수 있다.

예를 들어, 약 28V, 약 36V, 약 48V 크기의 입력 전압이 입력되는 경우, 2 레벨 벅-부스트 차져의 경우, 스위치의 양단(예: FET의 드레인(drain)-소스(source))에 인가될 수 있는 전압의 정격이 약 35V, 약 45V, 약 60V 이상이 요구될 수 있다.

도 6a 내지 도 9에 도시된 제1 변환 회로(311)의 경우, 2 레벨 벅-부스트 차저와 달리, 페이즈 전압 의 레벨이 3 레벨이 될 수 있다. 예를 들어, PD 3.1 방식에 따라 입력 전압 의 크기가 약 28V, 약 36V, 약 48V와 같이 커지는 경우에도, 제1 스위치 내지 제6 스위치(510, 520, 530, 540, 550, 560) 각각의 양단에 인가되는 전압의 크기가 2 레벨 벅-부스트 차저에 비하여 줄어들 수 있다. 예를 들어, 도 6a 내지 도 9에 도시된 제1 변환 회로(311)의 제1 스위치 내지 제6 스위치(510, 520, 530, 540, 550, 560)의 경우, 스위치 양단에 인가될 수 있는 전압의 정격이 약 30V인 경우에도, 정상적으로 동작할 수 있다.

도 6a 내지 도 9에 도시된 제1 변환 회로(311)의 경우, 후술하는 도 11에 도시된 바와 같이, 인덕터(580)의 리플 전류가 감소할 수 있다. 도 6a 내지 도 9에 도시된 제1 변환 회로(311)는 2 레벨 벅-부스트 차져에 비하여 많은 스위치를 포함하나, 낮은 리플 전류에 따라, 총 면적이 감소할 수 있다.

[표 2]

상기 표 2와 같이, 2 레벨 벅-부스트 차져의 경우보다 3 레벨 벅-부스트 차져의 총 면적이 감소함을 확인할 수 있다.

또한, 2 레벨 벅-부스트 차져에서, 높은 입력 전압의 크기에 따라 입출력 전압비를 높이고, 전력 변환 효율을 높이기 위하여, 2 레벨 벅-부스트 차져의 전단에 프리-레귤레이터(pre-regulator)를 이용하여, 입력 전압을 변환하는 경우에 비하여, 도 6a 내지 도 9에 도시된 제1 변환 회로(311)의 전력 변환 효율이 높고, 적은 면적을 이용하여 설계가 가능하다.

상기에 도시된 도 6a 내지 도 9는 일 실시 예에 따른 제1 변환 회로(311)를 나타낸 것으로, 제1 스위칭부에 직렬로 연결되는 스위치를 추가함으로써, 페이지 전압의 레벨을 N 레벨로 확장할 수 있다.

일례로, 전자 장치(300)는 입력 전압의 크기 및 배터리(389)의 충전 전압에 기초하여 결정된 전압의 크기에 따라 커패시를 미리 충전하도록, 제1 변환 회로(311)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기의 도 7 및 도 9를 참조하면, 듀티 비가 50%인 경우, 페이즈 전압 의 크기는 설정된 주기동안 입력 전압 의 절반인 /2가 될 수 있다. 후술하는 도 11과 같이, 제1 변환 회로(311)의 인덕터(580)에 인가되는 리플 전류의 크기가 0A가 되어, 제1 변환 회로(311)는 입력 전압 를 변환하여, 바이패스(bypass) 시킬 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(300)는 배터리(389)의 전압 크기를 식별하고, 식별한 배터리(389)의 전압의 크기보다 2배 크기의 입력 전압 를 입력하도록, 어댑터(400)를 제어할 수 있다. 전자 장치(300)는 제1 변환 회로(311)가 입력 전압 를 감압하여 바이패스 시키도록, 듀티 비가 50%인 제어 신호를 결정할 수 있다.

예를 들어, 전자 장치(300)는 입력 전압 의 크기의 절반 크기로, 커패시터를 미리 충전할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(300)는 배터리(389)의 전압 크기로, 커패시터를 미리 충전할 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 제1 변환 회로(311)(예: 도 5의 제1 변환 회로(311))의 전력 변환 효율을 나타낸 도면이다.

도 10에서, 전력 변환 효율(1010)은 도 6a 내지 도 9에서 설명한 제1 변환 회로(311)(또는, 3 레벨 벅-부스트 차져)가, 3 레벨 벅 동작을 수행하여 입력 전압을 변환하는 경우의 전력 변환 효율을 나타내고, 전력 변환 효율(1020)은 2 레벨 벅-부스트 차져가 2 레벨 벅 동작을 수행하여 입력 전압을 변환하는 경우의 전력 변환 효율을 나타낸다.

도 10과 같이, 도 6a 내지 도 9에서 설명한 제1 변환 회로(311)가 3 레벨 벅 동작을 수행하는 경우의 전력 변환 효율이 2 레벨 벅-부스트 차져의 전력 변환 효율보다 높음을 확인할 수 있다.

도 11은 일 실시예에 따른 제1 변환 회로(311)(예: 도 5의 제1 변환 회로(311))의 리플 전류의 크기를 나타낸 도면이다.

도 11에서, 리플 전류(1110)은 도 6a 내지 도 9에서 설명한 제1 변환 회로(311)(또는, 3 레벨 벅-부스트 차져)가, 3 레벨 벅 동작을 수행할 때, 듀티 비에 따른 정규화된 리플 전류의 크기 을 나타내고, 리플 전류(1120)은 2 레벨 벅-부스트 차져가 2 레벨 벅 동작을 할 때, 듀티 비에 따른 정규화된 리플 전류의 크기 를 나타낸다.

도 11과 같이. 도 6a 내지 도 9에서 설명한 제1 변환 회로(311)가 3 레벨 벅 동작을 수행하여 입력 전압을 변환할 때의 리플 전류의 크기가 2 레벨 벅-부스트 차져가 2 레벨 벅 동작을 할 때의 리플 전류의 크기보다 작음을 확인할 수 있다. 제1 변환 회로(311)가 동작할 때의 리플 전류의 크기가 작기 때문에, 작은 크기의 인덕터(580)를 적용할 수 있다.

도 11에서, 제1 변환 회로(311)가 3 레벨 벅 동작을 수행하고, 듀티 비가 50%일 때, 리플 전류의 크기가 0이 됨을 확인할 수 있다. 제1 변환 회로(311)가 3레벨 벅 동작을 수행하고, 듀티 비가 50%일 때, 제1 변환 회로(311)는 입력 전압의 크기를 미리 설정된 비율로 감압하여(예: 입력 전압 , 출력 전압 /2, 입출력 전압비 0.5), 바이패스 시킬 수 있다.

예를 들어, 커패시터(예: 도 5의 커패시터(570))의 미리 충전된 전압의 크기가 ㅇ

도 12는 일 실시예에 따른 전력 변환 방법의 동작 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 동작(1205)에서, 입력 전압의 크기 및 배터리(예: 도 3의 배터리(389))의 전압 크기를 비교할 수 있다. 예를 들어, 배터리(389)의 전압 크기는 제1 변환 회로(311)에서 출력해야 하는 출력 전압의 크기를 나타낼 수 있다.

일례로, 동작(1205)에서, 입력 전압의 크기가 배터리(389) 전압 크기를 초과하는 경우, 전자 장치(300)는 동작(1210)에서, 전자 장치(300)의 동작 모드를 식별할 수 있다. 예를 들어, 제1 동작 모드는 노말 동작 모드를 포함하고, 제2 동작 모드는 슬립 모드, 최소 전력 모드, 절전 모드, 스탠바이 모드를 포함하도록 설정될 수 있다.

일례로, 동작(1210)에서 전자 장치(300)가 제1 동작 모드인 경우, 전자 장치(300)는 동작(1215)에서, 3 레벨 벅 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 3 레벨 벅 동작은 도 5에 도시된 제1 변환 회로(311)의 제1 스위치(예: 도 5의 제1 스위치(510))가 제1 스위칭 동작, 제2 스위치(예: 도 5의 제2 스위치(520))가 제2 스위칭 동작, 제3 스위치(예: 도 5의 제3 스위치(530))가 제2 스위치(520)와 반대 상태로 동작, 제4 스위치(예: 도 5의 제4 스위치(540))가 제1 스위치(510)와 반대 상태로 동작하고, 제5 스위치(예: 도 5의 제5 스위치(550))는 온 상태, 제6 스위치(예: 도 5의 제6 스위치(560))는 오프 상태로 유지되는 동작을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 동작(1215)에서 제1 스위칭 동작 및 제2 스위칭 동작은, 설정된 주기에서 각각 듀티 비에 대응하는 제1 시간, 제2 시간 동안에는 온 상태이고, 나머지 시간에는 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 듀티 비는 입력 전압의 크기 및 출력 전압의 크기(예: 배터리(389) 충전 전압)에 따라 결정될 수 있다.

일례로, 동작(1210)에서 전자 장치(300)가 제2 동작 모드인 경우, 전자 장치(300)는 동작(1220)에서 2 레벨 벅 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 2 레벨 벅 동작은 도 5에 도시된 제1 변환 회로(311)의 제1 스위치(510) 및 제2 스위치(520)가 제1 스위칭 동작, 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540)가 제2 스위칭 동작, 제5 스위치(550)는 온 상태, 제6 스위치(560)는 오프 상태로 유지되는 동작을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 2 레벨 벅 동작은 도 5에 도시된 제1 변환 회로(311)의 제1 스위치(510) 및 제2 스위치(520) 중 하나가 제1 스위칭 동작하고, 제1 스위치(510) 및 제2 스위치(520) 중 나머지 하나는 온 상태, 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540) 중 하나가 제2 스위칭 동작하고, 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540) 중 나머지 하나가 온 상태, 제5 스위치(550)는 온 상태, 제6 스위치(560)는 오프 상태로 유지되는 동작을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 동작(1220)의 제1 스위칭 동작, 제2 스위칭 동작 및 듀티 비에 관하여, 동작(1215)에서 설명한 제1 스위칭 동작, 제2 스위칭 동작 및 듀티 비에 관한 설명이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

전자 장치(300)는 전자 장치(300)의 동작 모드가 제2 동작 모드인 경우, 전자 장치(300)에서 소모되는 전력의 크기가 작기 때문에, 전자 장치(300)는 2 레벨 벅 동작에 따라 제1 스위치 내지 제6 스위치(510, 520, 530, 540, 550, 560)의 스위칭에 의한 전력 소모를 방지하고, 전력 변환 효율을 향상시킬 수 있다.

일례로, 동작(1205)에서, 입력 전압의 크기가 배터리(389) 전압 크기 이하인 경우, 전자 장치(300)는 동작(1225)에서, 2 레벨 부스트 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 2 레벨 부스트 동작은 도 5에 도시된 제1 변환 회로(311)의 제5 스위치(550)가 제1 스위칭 동작, 제6 스위치(560)가 제2 스위칭 동작, 제1 스위치(510) 및 제2 스위치(520)는 온 상태, 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540)는 오프 상태로 유지되는 동작을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 동작(1225)의 제1 스위칭 동작, 제2 스위칭 동작 및 듀티 비에 관하여, 동작(1215)에서 설명한 제1 스위칭 동작, 제2 스위칭 동작 및 듀티 비에 관한 설명이 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

상기의 도 12에 도시된 동작은 아래 표 2와 같이 설명될 수 있다.

[표 2]

배터리(389) 전압의 범위는 배터리(389) 셀의 직렬 개수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, PD 3.0 SPR(standard power range)인 경우, 어댑터(예: 도 3의 어댑터(400))를 통해 입력되는 입력 전압 및 전류가 약 5V 3A, 약 9V 3A, 약 15V 3A, 약 20V 5A 중 하나일 수 있다. 예를 들어, PD 3.1 EPR(extended power range)인 경우, 어댑터(400)를 통해 입력되는 입력 전압 및 전류가 약 28V 5A, 약 36V 5A, 약 48V 5A 중 하나일 수 있다.

상기의 표 2와 같이, 입력 전압의 크기가 배터리(389) 전압보다 큰 경우, 전자 장치(300)는 제1 변환 회로(311)가 벅 동작(예: 3 레벨 벅 동작)을 수행하도록, 제1 변환 회로(311)를 제어할 수 있다. 입력 전압의 크기가 배터리(389) 전압보다 작은 경우, 전자 장치(300)는 제1 변환 회로(311)가 부스트 동작(예: 2 레벨 부스트 동작)을 수행하도록, 제1 변환 회로(311)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 배터리(389)가 3S 배터리고, 입력 전압의 크기가 약 9V인 경우, 전자 장치(300)는 벅 동작 또는 부스트 동작을 수행하도록 제1 변환 회로(311)를 제어할 수 있다. 배터리(389) 충전 전압은 배터리(389)의 충전 상태에 따라, 배터리(389) 전압 범위 내의 전압 크기를 가질 수 있다. 배터리(389) 충전 상태에 따라, 배터리(389) 충전 전압이 약 9V 이하인 경우, 전자 장치(300)는 벅 동작을 수행하도록 제1 변환 회로(311)를 제어할 수 있다. 배터리(389) 충전 상태에 따라, 배터리(389) 충전 전압이 약 9V 이상인 경우, 전자 장치(300)는 부스트 동작을 수행하도록 제1 변환 회로(311)를 제어할 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 배터리(389), 외부에서 입력된 입력 전압을 변환하여 출력하는 변환 회로(311) 및 상기 프로세서(120)와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서(120)에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리(예: 도 1의 메모리(130))를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로(311)는, 직렬로 연결된 제1 스위치(예: 도 5의 제1 스위치(510)), 제2 스위치(예: 도 5의 제2 스위치(520)), 제3 스위치(예: 도 5의 제3 스위치(530)) 및 제4 스위치(예: 도 5의 제4 스위치(540))를 포함하고, 직렬로 연결된 상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)와 병렬로 연결되는 커패시터(예: 도 5의 커패시터(570))를 포함하는 제1 스위칭부를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로(311)는 직렬로 연결된 제5 스위치(예: 도 5의 제5 스위치(550)) 및 제6 스위치(예: 도 5의 제6 스위치(560))를 포함하는 제2 스위칭부를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로(311)는, 상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)가 연결되는 지점과 상기 제5 스위치(550) 및 상기 제6 스위치(560)가 연결되는 지점 사이에 연결되는 인덕터(예: 도 5의 인덕터(580))를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 상기 명령어가 실행될 때, 외부에서 입력되는 입력 전압의 크기, 상기 배터리(389) 전압의 크기 및 상기 전자 장치(300)의 동작 모드에 따라, 상기 제1 스위치(510) 내지 상기 제6 스위치(560)를 제어하기 위한 제어 신호를 결정할 수 있다. 상기 프로세서(120)는, 상기 제어 신호에 기초하여, 상기 입력 전압을 변환하여 출력하도록 상기 변환 회로(311)를 제어할 수 있다.

상기 프로세서(120)는, 상기 동작 모드가 미리 설정된 제1 동작 모드에 포함되고, 상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 큰 경우, 상기 제1 스위치(510)는 제1 스위칭 동작, 상기 제2 스위치(520)는 제2 스위칭 동작, 상기 제3 스위치(530)는 상기 제2 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제4 스위치(540)는 상기 제1 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 상기 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고, 상기 제1 스위칭 동작은, 설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고, 상기 제2 스위칭 동작은, 상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타낼 수 있다.

상기 프로세서(120)는, 상기 동작 모드가 미리 설정된 제2 동작 모드에 포함되고, 상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 큰 경우, 상기 제1 스위치(510) 및 상기 제2 스위치(520)는 제1 스위칭 동작, 상기 제3 스위치(530) 및 상기 제4 스위치(540)는 제2 스위칭 동작, 상기 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 상기 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고, 상기 제1 스위칭 동작은, 설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고, 상기 제2 스위칭 동작은, 상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타낼 수 있다.

상기 프로세서(120)는, 상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 작은 경우, 상기 제5 스위치(550)는 제1 스위칭 동작, 상기 제6 스위치(560)는 제2 스위칭 동작, 상기 제1 스위치(510) 및 상기 제2 스위치(520)는 온 상태, 상기 제3 스위치(530) 및 상기 제4 스위치(540)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고, 상기 제1 스위칭 동작은, 설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고, 상기 제2 스위칭 동작은, 상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타낼 수 있다.

상기 프로세서(120)는, 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 전압 크기에 따라 상기 커패시터(570)를 미리 충전하도록 상기 변환 회로(311)를 제어할 수 있다.

상기 프로세서(120)는, 상기 듀티 비가 50%일 때, 상기 입력 전압을 미리 설정된 비율로 감압하여 바이패스(bypass) 시키도록 상기 변환 회로(311)를 제어할 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 변환 회로(311)는 직렬로 연결된 제1 스위치(예: 도 5의 제1 스위치(510)), 제2 스위치(예: 도 5의 제2 스위치(520)), 제3 스위치(예: 도 5의 제3 스위치(530)) 및 제4 스위치(예: 도 5의 제4 스위치(540))를 포함하고, 직렬로 연결된 상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)와 병렬로 연결되는 커패시터(예: 도 5의 커패시터(570))를 포함하는 제1 스위칭부를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로(311)는 직렬로 연결된 제5 스위치(예: 도 5의 제5 스위치(550)) 및 제6 스위치(예: 도 5의 제6 스위치(560))를 포함하는 제2 스위칭부를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로(311)는, 상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)가 연결되는 지점과 상기 제5 스위치(550) 및 상기 제6 스위치(560)가 연결되는 지점 사이에 연결되는 인덕터(예: 도 5의 인덕터(580))를 포함할 수 있고, 상기 제1 스위치(510) 내지 상기 제6 스위치(560)의 동작을 제어하는 제어 신호에 따라 상기 제1 스위치(510)로 입력되는 입력 전압을 변환하여 출력할 수 있다.

상기 제어 신호는, 상기 제1 스위치(510)는 제1 스위칭 동작, 상기 제2 스위치(520)는 제2 스위칭 동작, 상기 제3 스위치(530)는 상기 제2 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제4 스위치(540)는 상기 제1 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 상기 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록 하고, 상기 제1 스위칭 동작은, 설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 변환 회로(311)에서 출력하는 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고, 상기 제2 스위칭 동작은, 상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타낼 수 있다.

상기 커패시터(570)는, 상기 입력 전압의 크기에 기초하여 결정된 전압의 크기에 따라 미리 충전될 수 있다.

상기 제1 스위칭부는, 상기 듀티 비가 50%일 때, 상기 입력 전압을 미리 설정된 비율로 감압하여 바이패스(bypass) 시킬 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 전력 변환 방법은 외부에서 입력되는 입력 전압의 크기, 배터리(389) 전압의 크기 및 전자 장치(300)의 동작 모드에 따라, 상기 입력 전압을 변환하여 출력하는 변환 회로(311)의 제1 스위치 내지 제6 스위치(510, 520, 530, 540, 550, 560)를 제어하기 위한 제어 신호를 결정하는 동작 및 상기 제어 신호에 기초하여, 상기 입력 전압을 변환하여 출력하도록 상기 변환 회로(311)를 제어하는 동작을 포함하고, 상기 변환 회로(311)는, 직렬로 연결된 제1 스위치(예: 도 5의 제1 스위치(510)), 제2 스위치(예: 도 5의 제2 스위치(520)), 제3 스위치(예: 도 5의 제3 스위치(530)) 및 제4 스위치(예: 도 5의 제4 스위치(540))를 포함하고, 직렬로 연결된 상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)와 병렬로 연결되는 커패시터(예: 도 5의 커패시터(570))를 포함하는 제1 스위칭부를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로(311)는 직렬로 연결된 제5 스위치(예: 도 5의 제5 스위치(550)) 및 제6 스위치(예: 도 5의 제6 스위치(560))를 포함하는 제2 스위칭부를 포함할 수 있다. 상기 변환 회로(311)는, 상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)가 연결되는 지점과 상기 제5 스위치(550) 및 상기 제6 스위치(560)가 연결되는 지점 사이에 연결되는 인덕터(예: 도 5의 인덕터(580))를 포함할 수 있다.

상기 제어 신호를 결정하는 동작은, 상기 동작 모드가 미리 설정된 제1 동작 모드에 포함되고, 상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 큰 경우, 상기 제1 스위치(510)는 제1 스위칭 동작, 상기 제2 스위치(520)는 제2 스위칭 동작, 상기 제3 스위치(530)는 상기 제2 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제4 스위치(540)는 상기 제1 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 상기 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고, 상기 제1 스위칭 동작은, 설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고, 상기 제2 스위칭 동작은, 상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타낼 수 있다.

상기 제어 신호를 결정하는 동작은, 상기 동작 모드가 미리 설정된 제2 동작 모드에 포함되고, 상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 큰 경우, 상기 제1 스위치(510) 및 상기 제2 스위치(520)는 제1 스위칭 동작, 상기 제3 스위치(530) 및 상기 제4 스위치(540)는 제2 스위칭 동작, 상기 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 상기 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고, 상기 제1 스위칭 동작은, 설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고, 상기 제2 스위칭 동작은, 상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타낼 수 있다.

상기 제어 신호를 결정하는 동작은, 상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 작은 경우, 상기 제5 스위치(550)는 제1 스위칭 동작, 상기 제6 스위치(560)는 제2 스위칭 동작, 상기 제1 스위치(510) 및 상기 제2 스위치(520)는 온 상태, 상기 제3 스위치(530) 및 상기 제4 스위치(540)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고, 상기 제1 스위칭 동작은, 설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고, 상기 제2 스위칭 동작은, 상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타낼 수 있다.

상기 전력 변환 방법은, 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 전압 크기에 따라 상기 커패시터(570)를 미리 충전하는 동작을 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.

본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.

본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.

일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims

전자 장치(300)에 있어서,
프로세서(320);
배터리(389);
외부에서 입력된 입력 전압을 변환하여 출력하는 변환 회로(311); 및
상기 프로세서(320)와 전기적으로 연결되고, 상기 프로세서(320)에 의해 실행될 수 있는 명령어를 저장하는 메모리(130)
를 포함하고,
상기 변환 회로(311)는,
직렬로 연결된 제1 스위치(510), 제2 스위치(520), 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540)를 포함하고, 직렬로 연결된 상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)와 병렬로 연결되는 커패시터(570)를 포함하는 제1 스위칭부;
직렬로 연결된 제5 스위치(550) 및 제6 스위치(560)를 포함하는 제2 스위칭부; 및
상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)가 연결되는 지점과 상기 제5 스위치(550) 및 상기 제6 스위치(560)가 연결되는 지점 사이에 연결되는 인덕터(580)를 포함하고,
상기 프로세서(320)는,
상기 명령어가 실행될 때, 외부에서 입력되는 입력 전압의 크기, 상기 배터리(389) 전압의 크기 및 상기 전자 장치(300)의 동작 모드에 따라, 상기 제1 스위치(510) 내지 상기 제6 스위치(560)를 제어하기 위한 제어 신호를 결정하고;
상기 제어 신호에 기초하여, 상기 입력 전압을 변환하여 출력하도록 상기 변환 회로(311)를 제어하는,
전자 장치(300).
제1항에 있어서,
상기 프로세서(320)는,
상기 동작 모드가 미리 설정된 제1 동작 모드에 포함되고, 상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 큰 경우, 상기 제1 스위치(510)는 제1 스위칭 동작, 상기 제2 스위치(520)는 제2 스위칭 동작, 상기 제3 스위치(530)는 상기 제2 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제4 스위치(540)는 상기 제1 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 상기 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고,
상기 제1 스위칭 동작은,
설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고,
상기 제2 스위칭 동작은,
상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내는,
전자 장치(300).
제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(320)는,
상기 동작 모드가 미리 설정된 제2 동작 모드에 포함되고, 상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 큰 경우, 상기 제1 스위치(510) 및 상기 제2 스위치(520)는 제1 스위칭 동작, 상기 제3 스위치(530) 및 상기 제4 스위치(540)는 제2 스위칭 동작, 상기 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 상기 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고,
상기 제1 스위칭 동작은,
설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고,
상기 제2 스위칭 동작은,
상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내는,
전자 장치(300).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(320)는,
상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 작은 경우, 상기 제5 스위치(550)는 제1 스위칭 동작, 상기 제6 스위치(560)는 제2 스위칭 동작, 상기 제1 스위치(510) 및 상기 제2 스위치(520)는 온 상태, 상기 제3 스위치(530) 및 상기 제4 스위치(540)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고,
상기 제1 스위칭 동작은,
설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고,
상기 제2 스위칭 동작은,
상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내는,
전자 장치(300).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(320)는,
상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 전압 크기에 따라 상기 커패시터(570)를 미리 충전하도록 상기 변환 회로(311)를 제어하는,
전자 장치(300).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(320)는,
상기 듀티 비가 50%일 때, 상기 입력 전압을 미리 설정된 비율로 감압하여 바이패스(bypass) 시키도록 상기 변환 회로(311)를 제어하는,
전자 장치(300).
제2항 및 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프로세서(320)는,
상기 설정된 주기의 시작 시점을 상기 제1 시간의 시작 시점으로 결정하고,
상기 설정된 주기의 절반 시점을 상기 제2 시간의 시작 시점으로 결정하는,
전자 장치(300).
직렬로 연결된 제1 스위치(510), 제2 스위치(520), 제3 스위치(530) 및 제4 스위치(540)를 포함하고, 직렬로 연결된 상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)와 병렬로 연결되는 커패시터(570)를 포함하는 제1 스위칭부;
직렬로 연결된 제5 스위치(550) 및 제6 스위치(560)를 포함하는 제2 스위칭부; 및
상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)가 연결되는 지점과 상기 제5 스위치(550) 및 상기 제6 스위치(560)가 연결되는 지점 사이에 연결되는 인덕터(580)
를 포함하고,
상기 제1 스위치(510) 내지 상기 제6 스위치(560)의 동작을 제어하는 제어 신호에 따라 상기 제1 스위치(510)로 입력되는 입력 전압을 변환하는 출력하는,
변환 회로(311).
제8항에 있어서,
상기 제어 신호는,
상기 제1 스위치(510)는 제1 스위칭 동작, 상기 제2 스위치(520)는 제2 스위칭 동작, 상기 제3 스위치(530)는 상기 제2 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제4 스위치(540)는 상기 제1 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 상기 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록 하고,
상기 제1 스위칭 동작은,
설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 변환 회로(311)에서 출력하는 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고,
상기 제2 스위칭 동작은,
상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내는,
변환 회로(311).
제8항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커패시터(570)는,
상기 입력 전압의 크기에 기초하여 결정된 전압의 크기에 따라 미리 충전되는,
변환 회로(311).
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 스위칭부는,
상기 듀티 비가 50%일 때, 상기 입력 전압을 미리 설정된 비율로 감압하여 바이패스(bypass) 시키는,
변환 회로(311)
제9항에 있어서,
상기 제1 시간의 시작 시점은, 상기 설정된 주기의 시작 시점으로 결정되고,
상기 제2 시간의 시작 시점은, 상기 설정된 주기의 절반 시점으로 결졍되는,
변환 회로(311).
외부에서 입력되는 입력 전압의 크기, 배터리(389) 전압의 크기 및 전자 장치(300)의 동작 모드에 따라, 상기 입력 전압을 변환하여 출력하는 변환 회로(311)의 제1 스위치 내지 제6 스위치(510, 520, 530, 540, 550, 560)를 제어하기 위한 제어 신호를 결정하는 동작; 및
상기 제어 신호에 기초하여, 상기 입력 전압을 변환하여 출력하도록 상기 변환 회로(311)를 제어하는 동작
을 포함하고,
상기 변환 회로(311)는,
직렬로 연결된 상기 제1 스위치(510), 상기 제2 스위치(520), 상기 제3 스위치(530) 및 상기 제4 스위치(540)를 포함하고, 직렬로 연결된 상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)와 병렬로 연결되는 커패시터(570)를 포함하는 제1 스위칭부;
직렬로 연결된 상기 제5 스위치(550) 및 상기 제6 스위치(560)를 포함하는 제2 스위칭부; 및
상기 제2 스위치(520) 및 상기 제3 스위치(530)가 연결되는 지점과 상기 제5 스위치(550) 및 상기 제6 스위치(560)가 연결되는 지점 사이에 연결되는 인덕터(580)를 포함하는,
전력 변환 방법.
제13항에 있어서,
상기 제어 신호를 결정하는 동작은,
상기 동작 모드가 미리 설정된 제1 동작 모드에 포함되고, 상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 큰 경우, 상기 제1 스위치(510)는 제1 스위칭 동작, 상기 제2 스위치(520)는 제2 스위칭 동작, 상기 제3 스위치(530)는 상기 제2 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제4 스위치(540)는 상기 제1 스위칭 동작과 반대 상태로 동작, 상기 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 상기 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고,
상기 제1 스위칭 동작은,
설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고,
상기 제2 스위칭 동작은,
상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내는,
전력 변환 방법.
제13항 및 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 신호를 결정하는 동작은,
상기 동작 모드가 미리 설정된 제2 동작 모드에 포함되고, 상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 큰 경우, 상기 제1 스위치(510) 및 상기 제2 스위치(520)는 제1 스위칭 동작, 상기 제3 스위치(530) 및 상기 제4 스위치(540)는 제2 스위칭 동작, 상기 제5 스위치(550)는 온 상태를 유지, 상기 제6 스위치(560)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고,
상기 제1 스위칭 동작은,
설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고,
상기 제2 스위칭 동작은,
상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내는,
전력 변환 방법.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 신호를 결정하는 동작은,
상기 입력 전압의 크기가 상기 배터리(389) 전압 크기보다 작은 경우, 상기 제5 스위치(550)는 제1 스위칭 동작, 상기 제6 스위치(560)는 제2 스위칭 동작, 상기 제1 스위치(510) 및 상기 제2 스위치(520)는 온 상태, 상기 제3 스위치(530) 및 상기 제4 스위치(540)는 오프 상태를 유지하도록, 상기 제어 신호를 결정하고,
상기 제1 스위칭 동작은,
설정된 주기 중에서 상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 상기 듀티 비에 대응하는 제1 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내고,
상기 제2 스위칭 동작은,
상기 설정된 주기 중에서, 상기 듀티 비에 대응하는 제2 시간 동안 온 상태, 나머지 시간에 오프 상태로 스위칭 하는 동작을 나타내는,
제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 입력 전압의 크기 및 상기 배터리(389) 전압 크기에 기초하여 결정된 전압 크기에 따라 상기 커패시터(570)를 미리 충전하는 동작
을 더 포함하는,
전력 변환 방법.