KR20240066058A - 전원 시스템 - Google Patents

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KR20240066058A
KR20240066058A KR1020230116160A KR20230116160A KR20240066058A KR 20240066058 A KR20240066058 A KR 20240066058A KR 1020230116160 A KR1020230116160 A KR 1020230116160A KR 20230116160 A KR20230116160 A KR 20230116160A KR 20240066058 A KR20240066058 A KR 20240066058A
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이-수안 리
리앙-청 쿠오
춘-웨이 코
야 주 청
치 웨이 후앙
와이더블유에이치 오웨이 예
유 청 린
옌 팅 왕
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페가트론 코포레이션
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Abstract

전원 시스템은 제1 배터리 팩, 제2 배터리 팩 및 전원 관리 회로를 포함한다. 제1 배터리 팩은 제1 단자와 제2 단자를 구비하며, 제1 배터리 용량을 구비한다. 제2 배터리 팩은 제3 단자와 제4 단자를 구비하고, 제3 단자는 제1 배터리 팩의 제2 단자에 커플링되어 배터리 저전압을 제공하며, 제4 단자는 접지되고, 제2 배터리 팩은 제2 배터리 용량을 구비하며, 제2 배터리 용량은 제1 배터리 용량보다 크다. 전원 관리 회로는 제2 배터리 팩에 커플링되어 배터리 저전압을 공급받고, 배터리 저전압에 기초하여 전자 소자에 소자 작동 전압을 제공한다.

Description

전원 시스템 {POWER SYSTEM}
본 개시는 전원 시스템, 특히 충전 배터리를 구비한 전원 시스템에 관한 것이다.
충전 배터리는 현재 노트북 컴퓨터, 모바일 폰, PDA, DMP-Z1 및 무선 전동 공구 등을 포함하는 다양한 휴대용 전자 장치에 전원을 공급하거나, 차량용 전자 장치에 대기 전원으로서의 전원을 공급하는 데에 사용되고 있다. 기존의 배터리 보호 패드가 모든 소자의 전원을 제어하는 방식은, 모두 배터리 스트링에서 가장 높은 전압(휴대용 전자 장치에 적용되는 경우 예를 들어 19 V, 차량용 전자 장치에 적용되는 경우 예를 들어 58.8 V)의 배터리가 전원에 전기를 공급하고, 다시 전원 변환 회로를 통하여 소자에서 사용 가능한 전압, 예컨대 5 V 및 3.3 V로 변환하는 것이다. 그러나, 소자가 사용하는 전압은 배터리 스트링의 최고 전압보다 훨씬 낮으므로, 배터리 스트링의 최고 전압을 소자가 사용하는 전압으로 전환하면 전압 강하 손실이 야기되어, 불필요한 전압 강하로 인한 배터리의 전력 손실이 감소된다.
본 개시는 전압 변환에 의해 야기되는 전압 강하 손실을 저감시켜 전압 강하로 인한 전력 손실을 감소시킬 수 있는 전원 시스템을 제공한다.
본 개시의 전원 시스템은 제1 배터리 팩, 제2 배터리 팩 및 전원 관리 회로를 포함한다. 제1 배터리 팩은 제1 단자와 제2 단자를 구비하며, 제1 배터리 용량도 구비한다. 제2 배터리 팩은 제3 단자와 제4 단자를 구비하고, 제3 단자는 제1 배터리 팩의 제2 단자에 커플링되어 배터리 저전압을 제공하며, 제4 단자는 접지되고, 제2 배터리 팩은 제2 배터리 용량을 가지며, 제2 배터리 용량은 제1 배터리 용량보다 크다. 전원 관리 회로는 제2 배터리 팩에 커플링되어 배터리 저전압을 공급받고, 배터리 저전압에 기초하여 전자 소자에 소자 작동 전압을 제공한다.
전술한 내용에 기반하면, 본 개시의 실시예에 따른 전원 시스템, 전원 관리 회로는 최고 전압을 가지는 양극 배터리 팩의 전압을 전자 소자에 제공하지 않고, 비교적 낮은 전압을 가지는 배터리 저전압을 전자 소자에 제공되는 소자 작동 전압으로 변환하는 것이다. 따라서, 전압 변환에 의해 야기되는 전력 손실을 저감시킬 수 있다.
본 개시의 상술한 특징 및 이점이 보다 명확하게 이해될 수 있도록, 이하 특정 실시예와 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전원 시스템의 시스템도이다.
종래의 방법에서, 소자에 제공되는 작동 전압(예를 들어 3.3 V 또는 5V)은 배터리 팩이 제공하는 배터리 팩 전압(예를 들어 58.8 V 또는 19 V)보다 훨씬 낮아, 배터리 팩 전압을 비교적 낮은 전압의 작동 전압으로 변환할 때 전압 강하 손실이 야기되었다. 배터리 팩이 불필요한 전압 강하에 의해 야기되는 전력 손실을 줄일 수 있도록, 본 개시에서는 배터리 스트링을 적어도 두 개의 팩으로 나누고, 낮은 전위를 가지는 배터리 팩에서 배터리 수를 증가시킨 다음, 즉 낮은 전위를 가지는 배터리 팩의 배터리 용량을 증가시킨 다음, 낮은 전위를 가지는 배터리 팩의 전압을 사용하여 소자의 작동 전압을 생성한다. 이로써, 배터리 팩의 대기 시간이 연장될 수 있고, 배터리 모듈의 배터리 용량이 소모되지 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 전원 시스템의 시스템도이다. 도 1을 참조하면, 본 개시의 실시예에서, 전원 시스템(100)은 예를 들어 휴대용 전자 장치(미도시)의 배터리 모듈이다. 즉 전원 시스템(100)은 예를 들어 양극 입출력 단자(Tio+) 및 음극 입출력 단자(Tio-)를 포함하며, 그 중 양극 입출력 단자(Tio+) 및 음극 입출력 단자(Tio)는 휴대용 전자 장치(미도시)에 양의 배터리 팩 전압(PACK+) 및 음의 배터리 팩 전압(PACK-)을 제공하기 위한 것이다.
본 실시예에서, 전원 시스템(100)은 제1 배터리 팩(BP1), 제2 배터리 팩(BP2) 및 전원 관리 회로(110)를 포함하고, 제1 배터리 팩(BP1)과 제2 배터리 팩(BP2)은 양극 입출력 단자(Tio+) 및 음극 입출력 단자(Tio-) 사이에 연결된다.
보다 자세하게는, 제1 배터리 팩(BP1)은 양극 입출력 단자(Tio+)에 커플링되는 제1 단자(a) 및 제2 단자(b)와 제1 배터리 용량을 구비하며, 제1 단자(a)는 양의 배터리 팩 전압(PACK+)을 제공한다. 제2 배터리 팩(BP2)은 제1 배터리 팩(BP1)에 커플링되는 제3 단자(c) 및 접지 전압 노드(GND)에 커플링되는(즉 접지되는) 제4 단자(d)와 제2 배터리 용량을 구비하며, 제3 단자(c)는 배터리 저전압(BAT2+)을 제공하고, 접지 전압 노드(GND)는 전기 저항을 통해 음의 입출력 단자(Tio-)에 커플링되며, 제2 배터리 용량은 제1 배터리 용량보다 크다.
전원 관리 회로(110)는 제1 배터리 팩(BP1) 및 제2 배터리 팩(BP2)에 커플링되며, 배터리 저전압(BAT2+)을 공급받는다. 전원 관리 회로(110)는 배터리 저전압(BAT2+)에 기초하여 소자 작동 전압을 전자 소자에 제공한다. 전술한 내용에 따르면, 배터리 저전압(BAT2+)은 양의 배터리 팩 전압(PACK+)보다 낮으므로, 전압 변환에 의해 야기되는 전압 강하 손실을 저감시켜, 전압 강하에 의해 야기되는 전력 손실을 감소시킬 수 있다.
본 실시예에서, 전원 시스템(100)은 충방전 회로(120)를 더 포함할 수 있고, 충방전 회로(120)는 제1 배터리 팩(BP1)의 제1 단자(a)와 제2 배터리 팩(BP2)의 제3 단자(c) 사이에 커플링된다. 또한, 전원 관리 회로(110)는 예를 들어 아날로그 프론트 엔드(analog front end, AFE) 칩으로서, 시스템 저전압 핀(VSS), 복수의 전압 감지 핀(VC0 내지 VC16), 시스템 고전압 핀(BAT), 충전 보호 핀(CHG), 방전 보호 핀(DSG), 바이어스 전압 핀(BREG), 안정화 전압 입력 핀(REGIN), 안정화 전압 출력 핀(REG1 및 REG2), 데이터 핀(SDA), 및 클럭 핀(SCL)을 구비한다.
본 실시예에서, 시스템 저전압 핀(VSS)은 접지 전압 노드(GND)에 커플링된다. 본 실시예에서, 전원 시스템(100)은 다이오드(D1) 및 저항(R1)을 더 포함하고, 시스템 고전압 핀(BAT)은 다이오드(D1) 및 저항(R1)을 통해 제1 배터리 팩(BP1)의 제1 단자(a)에 커플링된다.
본 실시예에서, 제1 배터리 팩(BP1)은 복수의 제1 배터리 셀(BC1)이 직렬로 연결되어 형성되고, 제2 배터리 팩(BP2)은 복수의 제2 배터리 셀(BC2)이 직병렬 연결되어 형성된다. 본 실시예에서, 전원 시스템(100)은 복수의 저항(R2 및 R3)을 더 포함할 수 있고, 전압 감지 핀(VC3 내지 VC16)은 복수의 저항(R2)을 지나 제1 배터리 셀(BC1)의 연결 포인트에 커플링되며, 전압 감지 핀(VC0 내지 VC2)은 복수의 저항(R3)을 지나 제2 배터리 셀(BC2)의 연결 포인트에 커플링되어, 각 연결 포인트의 전압을 감지하고, 이로써, 제1 배터리 팩(BP1)의 제1 전하량, 제2 배터리 팩(BP2)의 제1 전하량, 및 제1 배터리 팩(BP1)과 제2 배터리 팩(BP2)의 충전 상태 및 방전 상태를 감지한다. 여기서, 제1 배터리 팩(BP1)은 복수의 제1 배터리 셀(BC1)이 직병렬 연결되어 형성될 수 있으나, 본 개시의 실시예는 이에 제한되지 않는다.
본 실시예에서, 전원 시스템(100)은 충전 보호 트랜지스터(MC) 및 방전 보호 트랜지스터(MD)를 더 포함할 수 있고, 전원 관리 회로(110)의 충전 보호 핀(CHG)은 충전 보호 트랜지스터(MC)에 커플링되며, 전원 관리 회로(110)의 방전 보호 핀(DSG)은 방전 보호 트랜지스터(MD)에 커플링되고, 전원 관리 회로(110)는 제1 배터리 팩(BP1) 및 제2 배터리 팩(BP2)의 충전 상태 및 방전 상태에 기초하여 충전 보호 신호(Schg) 및 방전 보호 신호(Sdsg)를 제공한다. 보다 자세하게는, 전원 관리 회로(110)는 제1 배터리 팩(BP1) 및 제2 배터리 팩(BP2)의 충전 상태 및 방전 상태에 기초하여 제1 배터리 팩(BP1) 및 제2 배터리 팩(BP2)의 과전압 또는 저전압 여부를 판단할 수 있고, 이에 대응하여 충전 보호 신호(Schg) 및 방전 보호 신호(Sdsg)를 제공할 수 있다.
본 실시예에서, 전원 시스템(100)은 안정화 전압 회로(130)를 더 포함할 수 있고, 전원 관리 회로(110)의 바이어스 전압 핀(BREG) 및 안정화 전압 입력 핀(REGIN)은 안정화 전압 회로(130)에 커플링되며, 그 중 바이어스 전압 핀(BREG)은 안정화 전압 회로(130)에 바이어스 전압(VB1)을 제공하기 위한 것이고, 안정화 전압 입력 핀(REGIN)은 안정화 전압 회로(130)에 의해 전송되는 배터리 저전압(BAT2+)을 제공받기 위한 것이다. 본 실시예에서, 전원 시스템(100)은 컨트롤러(140) 및 통신 회로(150)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 통신 회로(150)는 휴대용 전자 장치(미도시)의 제어 회로와 통신할 수 있다. 전원 관리 회로(110)는 배터리 저전압(BAT2+)에 기초하여 소자 작동 전압(예를 들어, Vop1 및 Vop2)을 전자 소자(예를 들어, 컨트롤러(140) 및 통신 회로(150))에 제공하고, 컨트롤러(140)에 제공된 소자 작동 전압(Vop1)은 예를 들어 3.3 V이며, 통신 회로(150)에 제공된 소자 작동 전압(Vop2)은 예를 들어 5 V이나, 전압 준위는 소자 작동 수요에 따라 결정되는 것이며, 본 개시의 실시예는 이에 제한되지 않는다. 자세하게는, 전원 관리 회로(110)의 안정화 전압 출력 핀(REG1)은 컨트롤러(140)에 커플링되어 소자 작동 전압(Vop1)을 제공하고, 전원 관리 회로(110)의 안정화 전압 출력 핀(REG2)은 통신 회로(150)에 커플링되어 소자 작동 전압(Vop2)을 제공한다.
전원 관리 회로(110)의 데이터 핀(SDA) 및 클럭 핀(SL)은 컨트롤러(140)에 커플링되어 전원 관리 회로(110)와 컨트롤러(140) 간의 통신을 수행하며, 데이터 핀(SDA) 및 클럭 핀(SCL)은 집적 회로 간 (Inter-Integrated Circuit, I2C) 통신 프로토콜을 수행할 수 있으나, 본 개시의 실시예는 이에 제한되지 않는다. 자세하게는, 컨트롤러(140)는 충방전 회로(120)에 더 커플링되고, 전원 관리 회로(110)로부터 제1 배터리 팩(BP1)의 제1 전하량 및 제2 배터리 팩(BP2)의 제2 전하량을 나타내는 전하량 데이터(IFVC)를 제공받고, 전하량 데이터(IFVC)에 기초하여 충방전 회로(120)에 반전 충전 신호(Schi)를 제공할 수 있다.
본 실시예에서, 충전 보호 트랜지스터(MC)는 제1 단자(a)에 커플링되는 제1 소스/드레인 전극, 충전 보호 신호(Schg)를 수신하는 제1 게이트 전극, 및 제2 소스/드레인 전극을 구비한다. 방전 보호 트랜지스터(MD)는 충전 보호 트랜지스터(MC)의 제2 소스/드레인 전극에 커플링되는 제3 소스/드레인 전극, 방전 보호 신호(Sdsg)를 수신하는 제2 게이트 전극, 및 양극 입력/출력 단자(Tout+)에 커플링되는 제4 소스/드레인 전극을 구비한다.
본 실시예에서, 안정화 전압 회로(130)는 제3 단자(c)와 전원 관리 회로(110) 사이에 커플링되어, 배터리 저전압(BAT2+)을 전원 관리 회로(110)에 전송한다. 여기서, 안정화 전압 회로(130)는 예를 들어 양극성 접합 트랜지스터(T1)를 포함하고, 양극성 접합 트랜지스터(T1)는 배터리 저전압(BAT2+)을 제공받는 콜렉터 전극, 바이어스 전압(VB1)을 제공받는 베이스 전극, 및 전원 관리 회로(110)에 커플링되는 이미터 전극을 포함한다. 전원 시스템(100)은 전압 안정화 및 전압 버퍼링을 위해 전원 시스템(100)에 배치된 복수의 커패시터를 더 포함할 수 있다.
전원 시스템(100)이 충전을 수행할 때, 제1 배터리 팩(BP1)의 제1 단자(a)는 외부 충전기(미도시)로부터의 외부 충전 전압(Vche)을 수신하여, 외부 충전 전압(Vche)을 직접 이용하여 충전을 수행한다. 또한, 충방전 회로(120)는 외부 충전 전압(Vche)을 이용하여 제2 배터리 팩(BP2)을 별도로 충전함으로써, 배터리 전하량이 상이한 제1 배터리 팩(BP1) 및 제2 배터리 팩(BP2)이 실질적으로 동시에 완전히 충전되도록 할 수 있다.
전원 시스템(100)이 방전을 수행할 때, 제1 배터리 팩(BP1)의 제1 단자(a)는 충전 보호 트랜지스터(MC) 및 방전 보호 트랜지스터(MD)를 통해 양의 배터리 팩 전압(PACK+)을 양극 입출력 단자(Tio+)에 제공하고, 전원 관리 회로(110)는 배터리 저전압(BAT2+)을 이용하여 소자 작동 전압(Vop1 및 Vop2)을 제공한다. 제1 배터리 팩(BP1)의 제1 전하량이 제2 배터리 팩(BP2)의 제2 전하량보다 적어 임계 전하량에 도달하면 전원 관리 회로(110)는 충방전 회로(120)에 반전 충전 신호(Schi)를 제공할 수 있고, 충방전 회로(120)는 반전 충전 신호(Schi)에 기초하여 배터리 저전압(BAT2+)을 이용하여 제1 단자(a)에 반전 충전 전압(Vchg)을 제공함으로써 제1 배터리 팩(BP1)을 충전할 수 있으며, 이 때 반전 충전 신호(Schi)는 집적 회로 간 (Inter-Integrated Circuit, I2C) 신호일 수 있으나, 본 개시의 실시예는 이에 제한되지 아니한다.
예를 들어, 전체 시스템에서 설계된 배터리는, 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 용량이 15 암페어시(Ah)이고, 제2 배터리 팩(BP2)에서 병렬 연결되는 배터리 수가 증가하여, 제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 용량이 20 암페어시로 증가한다. 휴대용 전자 장치(미도시)의 대기 전력 소모가 10 밀리암페어(mA)이고 대기 시간이 1500 시간(h)인 경우, 원래 설계된 배터리 용량은 10 암페어시만 남게 되나; 본 개시의 실시예에 따른 전원 시스템(100)(제2 배터리 팩(BP2)의 배터리가 증가됨)의 대기 시간은 2000 시간까지 연장될 수 있고, 앞의 500 시간에는 제2 배터리 팩(BP2)의 전력만이 사용되며 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 전력은 감소하지 않아, 제1 배터리 팩(BP1)의 원래 설계된 15 암페어시의 배터리 전력을 유지할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 배터리 팩(BP1)과 제2 배터리 팩(BP2)은 용량이 불균형한 배터리 팩의 조합이나, 충방전 회로(120)를 제어함으로써 전력 평형 상태를 달성할 수 있다. 후술되는 예시는 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 용량이 15 암페어시이고 제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 용량이 20 암페어시까지 증가된 경우를 예로 들어 설명한다.
배터리 팩의 전체 스트링(제1 배터리 팩(BP1) 및 제2 배터리 팩(BP2))이 모두 0 암페어시인 상태에서, 충방전 회로(120)의 충전 기능을 개시하여 5 암페어의 전류로 제2 배터리 팩(BP2)을 충전하고, 시스템 내의 외부 충전기(미도시)를 사용하여 배터리 팩의 전체 스트링(제1 배터리 팩(BP1) 및 제2 배터리 팩(BP2))에 15 암페어를 제공하여 충전한다. 이로써, 제1 배터리 팩(BP1)의 충전 전류는 15 암페어로 유지될 수 있고, 제2 배터리 팩(BP2)의 충전 전류는 20 암페어로 유지될 수 있으므로, 동시에 완전히 충전될 수 있을 것으로 예측된다.
제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 전력이 5 암페어시이고 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 전력이 0 암페어시일 때, 시스템 내의 외부 충전기(미도시)가 제공한 15 암페어만을 이용해 충전을 수행할 수 있으므로, 동시에 완전히 충전될 수 있을 것으로 예측된다.
제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 전력이 7 암페어시이고 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 전력이 0 암페어시일 때, 외부 충전기(미도시)가 제공한 15 암페어를 이용하여 충전을 수행하는 것 외에도, 충방전 회로(120)의 승압 부하(Boost load) 기능을 개시하여 제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 전력(즉 배터리 저전압(BAT2+))을 배터리 팩의 전체 스트링의 양극 입출력 단자(Tio+))에 역충전하여, 즉 양극 입출력 단자(Tio+)에 반전 충전 전압(Vchg)을 제공하여, 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 전력과 제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 전력이 평형을 이룰 때까지 제1 배터리 팩(BP1)을 충전한 후, 즉 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 전력과 제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 전력의 차이가 대략 기 설정된 차이값(예를 들면 5 암페어시)이 된 후 승압 부하 기능을 차단할 수 있다.
제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 전력이 10 암페어시이고 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 전력이 5 암페어시일 때, 시스템 내의 외부 충전기(미도시)가 제공한 15 암페어만을 이용해 충전을 수행할 수 있으므로, 동시에 완전히 충전될 수 있을 것으로 예측된다.
제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 전력이 18 암페어시이고 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 전력이 15 암페어시일 때, 전원 시스템(100)의 충전 보호 트랜지스터(MC)를 차단하고, 외부 충전기(미도시)가 제1 배터리 팩(BP1)을 충전할 수 없도록 하며, 충방전 회로(120)의 충전기 기능으로 제2 배터리 팩(BP2)을 계속 충전한다.
상기에서 충방전 상태를 예로 들어 설명하였으며, 컨트롤러(140)를 통해 제1 배터리 팩(BP1) 및 제2 배터리 팩(BP2)의 전압, 전류, 온도 및 배터리 전력 중 적어도 하나를 모니터링할 수 있고, 컨트롤러(140)는 모니터링된 결과에 기초하여 미세 조정을 수행함으로써 제1 배터리 팩(BP1)과 제2 배터리 팩(BP2)의 충전 방법을 제어할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 본 개시의 실시예에서 전자 소자에 원래 제공된 전원 입력은 배터리 팩(즉 제1 배터리 팩(BP1) 및 제2 배터리 팩(BP2)) 중 가장 높은 전압을 가지는 양의 배터리 팩 전압(PACK+))으로부터 제공되고, 낮은 전위로 변경된 제2 배터리 팩(BP2)에 제공되어 제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 용량을 증가시킴으로써, 외부 소자의 전력 소모에 의해 야기되는 제2 배터리 팩(BP2)의 손실을 상쇄하고, 이로써 전체 시스템의 대기 시간을 증가시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 전원 시스템(100) 중 제2 배터리 팩(BP2)에 대해 충방전 회로(120)를 새로 추가하여 제2 배터리 팩(BP2)을 별도로 충전할 수 있고, 충전 시, 제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 전력이 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 전력보다 큰 경우, 반전 승압 방전을 수행하여 제2 배터리 팩(BP2)의 배터리 전력 및 제1 배터리 팩(BP1)의 배터리 전력에 대해 전력 평형을 이룰 수 있다.
전술한 내용을 종합하면, 본 개시의 실시예에 따른 전원, 시스템, 전원 관리 회로는 최고 전압을 가지는 양의 배터리 팩 전압을 전자 소자에 제공하지 않고, 비교적 낮은 전압을 가지는 배터리 저전압을 전자 소자에 제공되는 소자 작동 전압으로 변환하는 것이다. 따라서, 전압 변환으로 인해 야기되는 전압 강하 손실과 소자 작업 전압을 강하시켜, 전압 강하로 인해 야기되는 전력 손실을 감소시킬 수 있다.
실시예를 참조하여 상기와 같이 본 개시를 설명하였으나, 이는 본 개시를 제한하기 위한 것이 아니며, 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 개선과 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 개시의 보호 범위는 후술될 청구범위를 기준으로 정해져야 한다.
100: 전원 시스템
110: 전원 관리 회로
120: 충방전 회로
130: 안정화 전압 회로
140: 컨트롤러
150: 통신 회로
a: 제1 단자
b: 제2 단자
BAT: 시스템 고전압 핀
BAT2+: 배터리 저전압
BC1: 제1 배터리 셀
BC2: 제2 배터리 셀
BP1: 제1 배터리 팩
BP2: 제2 배터리 팩
BREG: 바이어스 전압 핀
c: 제3 단자
CHG: 충전 보호 핀
d: 제4 단자
D1: 다이오드
DSG: 방전 보호 핀
GND: 접지 전압 노드
IFVC: 전하량 데이터
MC: 충전 보호 트랜지스터
MD: 방전 보호 트랜지스터
PACK-: 음의 배터리 팩 전압
PACK+: 양의 배터리 팩 전압
R1, R2, R3: 저항
REG1, REG2: 안정화 전압 출력 핀
REGIN: 안정화 전압 입력 핀
Schg: 충전 보호 신호
Schi: 반전 충전 신호
SCL: 클럭 핀
SDA: 데이터 핀
Sdsg: 방전 보호 신호
TI: 양극 접합 트랜지스터
Tio-: 음극 입력/출력단
Tio+: 양극 입력/출력단
VB1: 바이어스 전압
VC0 내지 VC16: 전압 감지 핀
Vop1, Vop2: 소자 작동 전압
VSS: 시스템 저전압 핀

Claims (10)

  1. 전원 시스템으로서,
    제1 단자와 제2 단자를 구비하며, 제1 배터리 용량을 구비하는 제1 배터리 팩;
    상기 제1 배터리 팩의 상기 제2 단에 커플링되며 배터리 저전압을 제공하는 제3 단자 및 접지되는 제4 단자를 구비하고, 상기 제1 배터리 용량보다 큰 제2 배터리 용량을 구비하는, 제2 배터리 팩; 및
    상기 제2 배터리 팩에 커플링되어 상기 배터리 저전압을 수신하고, 상기 배터리 저전압에 기초하여 전자 소자에 소자 작동 전압을 제공하는 전원 관리 회로를 포함하는, 전원 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 단자는 외부 충전기로부터의 외부 충전 전압을 수신하고, 상기 전원 시스템은:
    상기 제1 배터리 팩의 상기 제1 단자 및 상기 제2 배터리 팩의 제3 단자 사이에 커플링되며, 상기 외부 충전 전압에 기초하여 상기 제2 배터리 팩을 충전하고, 상기 제1 배터리 팩의 제1 전하량이 상기 제2 배터리 팩의 제2 전하량보다 작아 임계 전하량에 도달하면, 상기 배터리 저전압에 기초하여 상기 제1 단자에 반전 충전 전압을 제공하여 상기 제1 배터리 팩을 충전하는 충방전 회로를 더 포함하는, 전원 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전원 관리 회로는 상기 제1 배터리 팩에도 커플링되어 상기 제1 배터리 팩의 상기 제1 전하량 및 상기 제2 배터리 팩의 상기 제2 전하량을 감지하는, 전원 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전원 관리 회로 및 상기 충방전 회로에 커플링되어, 상기 전원 관리 회로로부터 상기 제1 전하량 및 상기 제2 전하량을 나타내는 전하량 데이터를 수신하고, 상기 전하량 데이터에 기초하여 상기 충방전 회로에 반전 충전 신호를 제공하는 컨트롤러를 더 포함하고,
    상기 충방전 회로는 상기 반전 충전 신호에 기초하여 상기 반전 충전 전압을 제공하는, 전원 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 배터리 팩은 상기 외부 충전 전압을 이용하여 충전을 수행하는, 전원 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 배터리 팩의 상기 제3 단자와 상기 전원 관리 회로 사이에 커플링되어, 상기 배터리 저전압을 상기 전원 관리 회로로 전송하는 안정화 전압 회로를 더 포함하는, 전원 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 안정화 전압 회로는 양극성 접합 트랜지스터를 포함하며, 상기 양극성 접합 트랜지스터는 상기 배터리 저전압을 수신하는 콜렉터 전극, 바이어스 전압을 수신하는 베이스 전극, 및 상기 전원 관리 회로에 커플링되는 이미터 전극을 포함하는, 전원 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단자에 커플링되는 제1 소스/드레인 전극, 충전 보호 신호를 수신하는 제1 게이트 전극, 및 제2 소스/드레인 전극을 구비하는 충전 보호 트랜지스터; 및
    상기 충전 보호 회로 트랜지스터의 상기 제2 소스/드레인 전극에 커플링되는 제3 소스/드레인 전극, 방전 회로 신호를 수신하는 제2 게이트 전극, 및 양극 입출력 단자에 커플링되는 제4 소스/드레인 전극을 구비하는 방전 보호 트랜지스터를 더 포함하며,
    상기 전원 관리 회로는 상기 제1 배터리 팩, 상기 충전 보호 트랜지스터 및 상기 방전 보호 트랜지스터에 더 커플링되어 상기 제1 배터리 팩 및 상기 제2 배터리 팩의 충전 상태 및 방전 상태를 감지하여, 상기 충전 상태 및 상기 방전 상태에 기초하여 상기 충전 보호 신호 및 상기 방전 보호 신호를 제공하는, 전원 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전자 소자는 컨트롤러 및 통신 회로 중 적어도 하나를 포함하는, 전원 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전원 관리 회로는 아날로그 엔드 프론트 칩을 포함하는, 전원 시스템.
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