WO2019112251A1 - 전압을 조정하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법 - Google Patents

전압을 조정하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법 Download PDF

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WO2019112251A1
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buck
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boost
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김건석
이제환
김상욱
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삼성전자 주식회사
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    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Definitions

  • Various embodiments of the present invention are directed to an apparatus and method of operation for adjusting voltage in an electronic device.
  • Electronic devices such as portable terminals, tablet computers, smart phones, notebook PCs, and convertible notebook PCs use batteries, which are power supplies, for portability.
  • the electronic device can charge the battery using power supplied from an external power supply.
  • the electronic device may include a DC-DC converter (DC-DC converter) for adjusting (or converting) the power supplied from the external power supply device to a voltage suitable for charging the battery.
  • DC-DC converter such as a buck converter, a boost converter, or a buck-boost converter.
  • the buck converter and the boost converter have limitations on the magnitude of the input voltage when the output voltage is fixed.
  • the magnitude of the input voltage of the buck converter must be less than the magnitude of the output voltage, which is a suitable voltage for charging the battery, and the limit of the input voltage of the boost converter must be greater than the magnitude of the output voltage .
  • the buck-boost converter boosts the input voltage when the input voltage is lower than the reference voltage, and outputs the input voltage when the input voltage is higher than the reference voltage.
  • Buck-boost converters do not have limitations on input voltage, but they are inefficient in terms of heat generation. For example, a buck-boost converter can overheat more easily than a buck converter or a boost converter.
  • various embodiments of the present invention disclose an apparatus for adjusting a voltage in an electronic device and a method of operating the same.
  • an electronic device includes at least one first converter supporting a plurality of operating modes for varying the voltage, a plurality of operating modes supported by the at least one first converter, And at least one processor coupled to the at least one first converter and the at least one first converter and the at least one first converter and the at least one second converter, 2 converter, and to control the operating mode of each of the at least one first converter and the second converter based on the determined intermediate voltage.
  • a method of operation of an electronic device comprises the steps of: determining an output voltage of the at least one first converter and an output voltage of the second converter, Determining an intermediate voltage, and controlling an operation mode of each of the at least one first converter and the second converter based on the determined intermediate voltage.
  • an electronic device comprises at least one first buck-boost converter capable of stepping down or boosting voltage, a second buck-boost converter connected in series with the at least one first buck- A second buck-boost converter, and at least one processor, wherein the processor is operative to vary the output voltage of the at least one first buck-boost converter based on the input voltage of the at least one first buck- To determine an intermediate voltage between the buck-boost converter and the second buck-boost converter, and to control the at least one of the at least one first buck-boost converter and the second buck-boost converter to step-up or step-up based on the determined intermediate voltage .
  • the power efficiency is maximized to reduce the amount of input power required for use of the electronic device and battery charging . Also, by controlling the operating mode of at least two buck-boost converters connected in series in the electronic device based on temperature, it is possible to prevent the electronic device from overheating.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 in accordance with various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram 200 of a power management module 188 and a battery 189 in accordance with various embodiments.
  • FIG. 3 is a block diagram of an electronic device 101 in accordance with various embodiments.
  • FIG. 4 shows a circuit configuration of a buck-boost converter according to various embodiments.
  • FIG. 5 illustrates a connection structure of a plurality of buck-boost converters according to various embodiments.
  • FIG. 6 illustrates a detailed configuration of the voltage converter 320 and a connection structure with the processor 120 according to various embodiments.
  • FIG. 7 shows a detailed configuration of the voltage converter 320 and a connection structure with the processor 120 according to various embodiments.
  • FIG. 8 is a flow diagram 800 of controlling the operation of buck-boost converters for voltage regulation in an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 9 is a flow diagram 805, 807 of controlling the operation of buck-boost converters based on a change in input and output power in an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 10 is a flow diagram (805, 807) for controlling the operation of buck-boost converters based on a temperature change in an electronic device according to various embodiments.
  • 11A and 11B are detailed flowcharts 1100 and 1101 for controlling the operation of the buck-boost converters based on the temperature change in the electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, in accordance with various embodiments.
  • an electronic device 101 in a network environment 100 communicates with an electronic device 102 via a first network 198 (e.g., near-field wireless communication) or a second network 199 (E. G., Remote wireless communication).
  • a first network 198 e.g., near-field wireless communication
  • a second network 199 E. G., Remote wireless communication
  • ≪ / RTI &gt the electronic device 101 is capable of communicating with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, a sensor module 176, an interface 177, a haptic module 179, a camera module 180, a power management module 188, a battery 189, a communication module 190, a subscriber identity module 196, and an antenna module 197 ).
  • at least one (e.g., display 160 or camera module 180) of these components may be omitted from the electronic device 101, or other components may be added.
  • some components such as, for example, a sensor module 176 (e.g., a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor) embedded in a display device 160 Can be integrated.
  • Processor 120 drives at least one other component (e.g., hardware or software component) of electronic device 101 that is coupled to processor 120 by driving software, e.g., program 140, And can perform various data processing and arithmetic operations.
  • Processor 120 loads and processes commands or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) into volatile memory 132 and processes the resulting data into nonvolatile memory 134.
  • the processor 120 may operate in conjunction with a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) and, independently, or additionally or alternatively, Or a co-processor 123 (e.g., a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communications processor) specific to the designated function.
  • a main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • a co-processor 123 e.g., a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communications processor
  • the coprocessor 123 may be operated separately from or embedded in the main processor 121.
  • the coprocessor 123 may be used in place of the main processor 121, for example, while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, At least one component (e.g., display 160, sensor module 176, or communications module 176) of the components of electronic device 101 (e.g., 190) associated with the function or states.
  • the coprocessor 123 e.g., an image signal processor or communications processor
  • the coprocessor 123 is implemented as a component of some other functionally related component (e.g., camera module 180 or communication module 190) .
  • Memory 130 may store various data used by at least one component (e.g., processor 120 or sensor module 176) of electronic device 101, e.g., software (e.g., program 140) ), And input data or output data for the associated command.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134.
  • the program 140 may be software stored in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142, a middleware 144,
  • the input device 150 is an apparatus for receiving a command or data to be used for a component (e.g., processor 120) of the electronic device 101 from the outside (e.g., a user) of the electronic device 101,
  • a component e.g., processor 120
  • a microphone, a mouse, or a keyboard may be included.
  • the sound output device 155 is a device for outputting a sound signal to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output device 155 may be a speaker for general use such as a multimedia reproduction or a sound reproduction, .
  • the receiver may be formed integrally or separately with the speaker.
  • Display device 160 may be an apparatus for visually providing information to a user of electronic device 101 and may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and control circuitry for controlling the projector. According to one embodiment, the display device 160 may include a touch sensor or a pressure sensor capable of measuring the intensity of the pressure on the touch.
  • the audio module 170 is capable of bi-directionally converting sound and electrical signals. According to one embodiment, the audio module 170 may acquire sound through the input device 150, or may be connected to the audio output device 155, or to an external electronic device (e.g., Electronic device 102 (e.g., a speaker or headphone)).
  • an external electronic device e.g., Electronic device 102 (e.g., a speaker or headphone)
  • the sensor module 176 may generate an electrical signal or data value corresponding to an internal operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101, or an external environmental condition.
  • the sensor module 176 may be a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared sensor, Or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support a designated protocol that may be wired or wirelessly connected to an external electronic device (e.g., the electronic device 102).
  • the interface 177 may include a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital interface
  • audio interface an audio interface
  • the connection terminal 178 may be a connector such as an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector that can physically connect the electronic device 101 and an external electronic device (e.g., the electronic device 102) (E.g., a headphone connector).
  • an HDMI connector such as an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector that can physically connect the electronic device 101 and an external electronic device (e.g., the electronic device 102) (E.g., a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert electrical signals into mechanical stimuli (e.g., vibrations or movements) or electrical stimuli that the user may perceive through tactile or kinesthetic sensations.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 can capture a still image and a moving image.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, an image sensor, an image signal processor, or a flash.
  • the power management module 188 is a module for managing the power supplied to the electronic device 101, and may be configured as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 is an apparatus for supplying power to at least one component of the electronic device 101 and may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is responsible for establishing a wired or wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102, electronic device 104, or server 108) Lt; / RTI > Communication module 190 may include one or more communication processors that support wired communication or wireless communication, operating independently of processor 120 (e.g., an application processor).
  • the communication module 190 may include a wireless communication module 192 (e.g., a cellular communication module, a short range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (E.g., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module), and the corresponding communication module may be used to communicate with a first network 198 (e.g., Bluetooth, WiFi direct, Communication network) or a second network 199 (e.g., a telecommunications network such as a cellular network, the Internet, or a computer network (e.g., a LAN or WAN)).
  • a wireless communication module 192 e.g., a cellular communication module, a short range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 E.g., a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module
  • the wireless communication module 192 may use the user information stored in the subscriber identification module 196 to identify and authenticate the electronic device 101 within the communication network.
  • the antenna module 197 may include one or more antennas for externally transmitting or receiving signals or power.
  • the communication module 190 e.g., the wireless communication module 192 may transmit signals to or receive signals from an external electronic device via an antenna suitable for the communication method.
  • Some of the components are connected to each other via a communication method (e.g., bus, general purpose input / output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI) (Such as commands or data) can be exchanged between each other.
  • a communication method e.g., bus, general purpose input / output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI) (Such as commands or data) can be exchanged between each other.
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 via the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be the same or a different kind of device as the electronic device 101.
  • all or a portion of the operations performed in the electronic device 101 may be performed in another or a plurality of external electronic devices.
  • the electronic device 101 in the event that the electronic device 101 has to perform some function or service automatically or upon request, the electronic device 101 may be capable of executing the function or service itself, And may request the external electronic device to perform at least some functions associated therewith.
  • the external electronic device receiving the request can execute the requested function or additional function and transmit the result to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 can directly or additionally process the received result to provide the requested function or service.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • FIG. 2 is a block diagram 200 for a power management module 188 and a battery 189, in accordance with various embodiments.
  • the power management module 188 may include a charging circuit 210, a power regulator 220, or a fuel gauge 230.
  • the charging circuit 210 can charge the battery 189 using electric power supplied from an external power source to the electronic device 101.
  • the charging circuit 210 may be configured to operate in accordance with the type of external power source (e.g., power adapter, USB or wireless charging), the amount of power available from the external power source (E.g., normal charging or rapid charging) based on at least some of the attributes of the battery 189 and may charge the battery 189 using the selected charging mode.
  • the external power source may, for example, be wired through a connection terminal 178 or wirelessly connected via an antenna module 197.
  • the power regulator 220 may generate a plurality of powers having different voltages or different current levels by adjusting the voltage level or the current level of the power supplied from the external power source or the battery 189. [ The power regulator 220 may adjust the power of the external power supply or battery 189 to a voltage or current level suitable for each component of the components included in the electronic device 101. [ According to one embodiment, the power regulator 220 may be implemented in the form of a low dropout (LDO) regulator or a switching regulator.
  • LDO low dropout
  • the fuel gauge 230 may measure the usage status information of the battery 189 (e.g., the capacity of the battery, the number of charge / discharge cycles, the voltage, or the temperature).
  • the power management module 188 may use the charging circuit 210, the power regulator 220 or the fuel gauge 230 to determine the state of charge of the battery 189 based at least in part on the measured usage state information, (E.g., lifetime, overvoltage, undervoltage, overcurrent, overcharge, overdischarge, overheat, short-circuit, or swelling) associated with the charge and determine at least a portion of the determined charge state information It is possible to adjust the charging of the battery 189 (e.g., charge current, voltage decrease, or charge stop) if it is determined that the battery 189 is in an abnormal state or a normal state. According to the temporal example, at least some of the functions of the power management module 188 may be performed by an external control device (e.g., processor 120).
  • an external control device e.g., processor 120.
  • Battery 189 may include a battery protection circuit (PCM)
  • the battery protection circuit 240 may perform various functions (e.g., a pre-shutdown function) to prevent degradation or burn-off of the battery 189.
  • the battery protection circuit 240 may additionally or alternatively be a battery management system (BMS) for performing cell balancing, battery capacity measurement, charge / discharge count measurement, temperature measurement, )). ≪ / RTI >
  • At least a portion of the usage status information or the charge status information of the battery 189 may be provided to a corresponding one of the fuel gauge 230, power management module 188, or sensor module 276 Sensor). ≪ / RTI >
  • the corresponding sensor e.g., temperature sensor
  • the corresponding sensor of the sensor module 176 may be included as part of the battery protection circuit 140, or as a separate device therefrom, As shown in FIG.
  • the electronic device 101 of FIG. 3 may be the electronic device 101 shown in FIG. 3, the electronic device 101 may include a bus 310, a processor 120, a memory 130, a connection terminal 178, and a power management module 188. In some embodiments, the electronic device 101 may omit at least one of the components or additionally include other components. For example, the electronic device 101 of FIG. 3 may additionally include at least one of the components included in the electronic device 101 shown in FIG.
  • the bus 310 may include, for example, connecting components 120, 130, 178, 188 to one another and communicating (e.g., control messages and / or data) Circuit.
  • the processor 120 may drive software (e.g., program 140) contained in the memory 130 to control at least one other component coupled to the processor 120.
  • software e.g., program 140
  • the processor 120 senses that at least one external power supply is connected to the electronic device 101 via the connection terminal 178 and receives an input from an external power supply connected to the electronic device 101
  • the power management module 188 can be controlled so that the voltage is adjusted (or converted) to a predetermined output voltage.
  • the processor 120 is operable to generate a plurality (e.g., at least one) of the voltage converters 320 included in the voltage converter 320 of the power management module 188, based on at least one of the at least one input voltage, the output voltage, Buck-boost converters 322 and 324, respectively. At least one input voltage and input current may vary depending on the type of external power supply connected to the electronic device 101 via the connection terminal 178.
  • the input voltage is about 20V, and if the external power supply is USB, the input voltage may be about 5V.
  • the output voltage can be preset to a voltage suitable for charging the battery at the time of designing the electronic device 101.
  • the processor 120 is operable to determine a voltage between a plurality of buck-boost converters 322 and 324 in series based on at least one of at least one input voltage, an output voltage, an input current,
  • the intermediate voltage can be determined.
  • the processor 120 may search for an intermediate voltage corresponding to at least one input voltage, an output voltage, an input current, or an output current from an intermediate voltage table stored in advance in the memory 130, Buck-boost converters 322 and 324 of the buck-boost converter.
  • the intermediate voltage table may include an intermediate voltage value corresponding to an input voltage, an output voltage, an input current, and / or an output current.
  • the intermediate voltage corresponding to "input voltage: 5V, output voltage: 8V” is 10V
  • the intermediate voltage corresponding to "input voltage: 5V, 20V, output voltage: 8V, input current: 1A, 5A” is 13V.
  • the intermediate voltage table can be preliminarily stored by the designer at the time of designing the electronic device 101. [ The intermediate voltage table may be set based on the power efficiency of a plurality of buck-boost converters 322, 324 in series.
  • each intermediate voltage included in the intermediate voltage table may be set to a value having an optimum power efficiency for the input voltage, the output voltage, the input current, and / or the output current.
  • the power efficiency can be determined based on the ratio of the input power to the output power. For example, the designer can measure the power efficiency while changing the intermediate voltage while the input voltage, output voltage, input current, and / or output current of the plurality of buck-boost converters 322 and 324 are fixed,
  • the intermediate voltage table can be set using a method of selecting an intermediate voltage having an efficiency.
  • the operational modes of the buck-boost converter can be classified into a buck mode, a boost mode, and a buck-boost mode.
  • the buck mode is a mode in which the input voltage is stepped down and output, and may be referred to as a step-down mode.
  • the boost mode is a mode for boosting the input voltage and outputting it, which may be referred to as a step-up mode.
  • the buck-boost mode is a mode that outputs a voltage of the same magnitude as the input voltage, and may also be referred to as a step up and down mode.
  • the processor 120 determines the operating mode of each of the plurality of buck-boost converters 322 and 324 based on the determined intermediate voltage, and provides a plurality of buck- The voltage converter 320 may be controlled to operate the switches 322 and 324. For example, if the input voltage is 5V, the output voltage is 8V, and the determined intermediate voltage is 10V, the processor 120 may boost the mode of operation of the first of the plurality of buck boost converters 322,324, Mode, and the operation mode of the second buck-boost converter may be determined as the buck mode.
  • the processor 120 converts the operation mode of the first buck-boost converter among the plurality of buck-boost converters 322 and 324 into the buck mode And determine the operational mode of the second buck boost converter to be the buck boost mode.
  • the processor 120 may provide a voltage converter 320 with a signal that includes at least one of the determined intermediate voltage, or information about the operating mode of each of the plurality of buck-boost converters 322,324.
  • the processor 120 may vary the intermediate voltage based on the temperature of each of the plurality of buck-boost converters 322 and 324 included in the voltage converter 320, It is possible to change the operation mode of each of the buck-boost converters.
  • processor 120 may vary the intermediate voltage based on the temperature of the plurality of buck-boost converters 322, 324 to prevent a particular buck-boost converter from overheating, It is possible to control the operation mode to be changed.
  • a buck-boost converter operating in buck-boost mode can easily overheat more than a buck-boost converter operating in buck mode or boost mode, and a buck-boost converter operating in boost mode can be overheated more easily than a buck-mode converter.
  • the processor 120 may include a buck-boost converter having a buck-boost converter having a buck-boost converter having a temperature greater than the first threshold temperature when the temperature of the at least one of the plurality of buck-boost converters 322 and 324 is higher than the first threshold temperature
  • the intermediate voltage can be changed so that the operation mode of the boost converter is changed.
  • the processor 120 may change the intermediate voltage value from the first value to the second value such that the operating mode of the first buck boost converter 322 is changed to the buck mode or the boost mode.
  • the processor 120 may change the modified intermediate voltage to a different value, Can be changed.
  • the previous value may mean an intermediate voltage having the optimum power efficiency set by the intermediate voltage table.
  • the second critical temperature may be a temperature lower than the first critical temperature.
  • the processor 120 may change the intermediate voltage based on a change in the input power and / or the output power of the voltage converter 320 and generate a plurality of buck boost converters 322, And 324, respectively.
  • the processor 120 changes the intermediate voltage by a predetermined value (step-up or step-up)
  • the power efficiency can be measured, and the intermediate voltage having the optimum power efficiency can be selected.
  • the processor 120 may control the operation of each of the plurality of buck-boost converters 322 and 324 based on the selected intermediate voltage.
  • the operating mode of each of the plurality of buck-boost converters 322 and 324 can be maintained or changed according to the intermediate voltage.
  • memory 130 may store input data and output data for software (e.g., program 140) and associated instructions.
  • the memory 130 may store an intermediate voltage table. As described above, the intermediate voltage table can be preliminarily stored by the designer at the time of designing the electronic device 101. [
  • connection terminal 178 may include at least one connector capable of coupling with at least one external power supply (e.g., a power adapter, a USB charging device).
  • the connection terminal 178 may include two connectors capable of connecting the power adapter and USB charger to the electronic device 101 at the same time.
  • the power management module 188 may include a voltage converter 320 that converts an input voltage supplied from an external power supply to a predetermined output voltage.
  • the voltage converter 320 may include at least two buck-boost converters 322 and 324 connected in series. Each of the at least two buck-boost converters 322 and 324 may be configured as shown in FIG.
  • Buck-boost converter 400 may include at least four transistors 421 to 424, and at least one inductor 431.
  • the buck boost converter 400 includes a buck mode (or a step down mode) for stepping up an input voltage, a boost mode (or a step up mode) for boosting and outputting an input voltage, And a buck-boost mode (or a stpe up and down mode) that outputs a voltage of the same magnitude as the input voltage.
  • the buck boost converter 400 includes a buck system 412 for down converting an input voltage using a first transistor 421, a second transistor 422 and an inductor 431, a third transistor 423, A boosting system 424, and a boost system 414 that boosts the input voltage using an inductor 431.
  • the buck system 412 and the boost system 414 may share an inductor 431.
  • buck boost converter 400 when buck boost converter 400 is operating in the buck mode, the input voltage is lowered by buck system 412, and when buck boost converter 400 is operating in boost mode, boost system 414, The input voltage can be boosted.
  • the buck-boost converter 400 When the buck-boost converter 400 operates in the buck-boost mode, the buck system 412 and the boost system 414 alternately operate so that the input voltage can be output while maintaining the magnitude of the input voltage.
  • the buck boost converter 400 regulates the on / off times of the transistors included in the buck system 412 and / or the boost system 414 based on the input voltage and the output voltage to reduce, And output a voltage corresponding to a preset output voltage.
  • At least two buck-boost converters 322 and 324 in series include at least one first buck-boost converter 322 that is provided with an input voltage from at least one external power supply, And a second buck-boost converter 324 that receives an input voltage (or an intermediate voltage) from the first buck-boost converter 322.
  • the voltage converter 320 may include N first buck-boost converters 322.
  • N first buck-boost converters 322 may be connected in parallel.
  • the voltage converter 320 may include N first buck-boost converters 501-1, 501-2, ..., 501-N connected in parallel and N first buck- And one second buck boost converter 503 connected in series to the boost converters 501-1, 501-2, ..., 501-N.
  • At least one first buck boost converter 322 and a second buck boost converter 324 included in the voltage converter 320 are coupled to a buck boost converter 324 based on the intermediate voltage determined by the control of the processor 120, Mode, a boost mode, or a buck-boost mode. For example, if the input voltage supplied from the external power supply is 5V and the preset voltage is 8V and the intermediate voltage is determined to be 10V, then at least one first buck-boost converter 322 operates in the boost mode The input voltage of 5V is adjusted to 10V, and the second buck-boost converter 324 operates in the buck mode to adjust the input voltage (or intermediate voltage) of 10V to 8V.
  • the intermediate voltage is determined to be 5V with an input voltage of 5V supplied from an external power supply and a preset output voltage of 8V
  • at least one of the first buck-boost converter 322 operates in a buck-
  • the input voltage of 5 V is maintained at 5 V
  • the second buck-boost converter 324 operates in the boost mode to adjust the input voltage of 5 V (or the intermediate voltage) to 8 V.
  • At least one first buck-boost converter 322 is coupled to the at least one first buck-boost converter 322 based on an input voltage supplied from an external power supply and an intermediate voltage determined by the processor 120, By adjusting the on / off time of one transistor, the input voltage can be adjusted to the intermediate voltage.
  • the second buck-boost converter 324 adjusts the on / off time of at least one transistor included in the second buck-boost converter 324, based on the intermediate voltage determined by the processor 120, The input voltage corresponding to the intermediate voltage can be adjusted to the output voltage.
  • the voltage converter 320 of FIG. 6 may be the voltage converter 320 shown in FIG. 3, and the processor 120 of FIG. 6 may be the processor 120 of FIG. 1 or the processor 120 of FIG.
  • the voltage converter 320 includes two first buck-boost converters 601-1 and 601-2.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the voltage converter 320 may include two or more first buck-boost converters, as shown in FIG.
  • voltage converter 320 may include a first buck boost converter-1 601-1, a first buck boost converter-2 601-2, a second buck boost converter 603 have.
  • the first buck-boost converter-1 601-1 and the first buck-boost converter-2 601-2 are connected in parallel, and the first buck-boost converter-1 601-1 and the first buck- (601-2) may be connected in series with the second buck-boost converter (603).
  • the first buck-boost converter-1 601-1 is provided with a first input voltage V_IN1 611 and a first input voltage V-IN1 under the control of the controller 641, To the intermediate voltage (V_MID) (621).
  • the controller 641 included in the first buck-boost converter-1 601-1 may obtain information about the intermediate voltage (V_MID) 621 from the processor 120,
  • the first input voltage V_IN1 611 is converted to the corresponding intermediate voltage V_MID 621 by adjusting the on / off time of at least one transistor included in the first buck- .
  • the controller 641 obtains only information on the intermediate voltage from the processor 120, or information on the intermediate voltage and information on the operation mode of the first buck-boost converter-1 601-1 You can get it together. Controller 641 may determine the operating mode of first buck-boost converter-1 601-1 based on information about the intermediate voltage when only information on the intermediate voltage is obtained from processor 120. [ For example, the controller 641 analyzes the information on the intermediate voltage provided from the processor 120 so that the intermediate voltage (V_MID) 621 to be output by the first buck-boost converter-1 (601-1) 1 input voltage (V_IN1) 611, the operation mode of the first buck-boost converter-1 601-1 can be determined as the boost mode.
  • V_MID intermediate voltage
  • V_IN1 1 input voltage
  • the controller 641 when the intermediate voltage V_MID 621 to be output by the first buck-boost converter-1 601-1 is smaller than the first input voltage V_IN1 611, the controller 641 outputs the first buck- The operation mode of the boost converter 1 (601-1) can be determined as the buck mode. As another example, when the intermediate voltage V_MID 621 to be output by the first buck-boost converter-1 601-1 is equal to the first input voltage V_IN1 611, The operation mode of the buck-boost converter-1 (601-1) can be determined as the buck-boost mode. According to one embodiment, when the first external power supply corresponding to the first input voltage V_IN1 611 is connected to the electronic device 101, the controller 641 receives information about the intermediate voltage from the processor 120 And may operate based on the received signal.
  • first buck-boost converter-2 601-2 is provided with a second input voltage V_IN2 613 and receives a second input voltage V-IN2 under the control of controller 642, To the intermediate voltage (V_MID) (621).
  • the controller 642 included in the first buck-boost converter-2 601-2 may obtain information about the intermediate voltage (V_MID) 621 from the processor 120,
  • the second input voltage V_IN2 613 is converted to the corresponding intermediate voltage V_MID 621 by adjusting the on / off time of at least one transistor included in the first buck- .
  • the manner of operation of the first buck-boost converter-2 601-2 may be the same as that of the first buck-boost converter-1 601-1 described above.
  • the second buck-boost converter 603 receives the intermediate voltage (V_MID) 621 as an input voltage and controls the intermediate voltage (V_MID) 621 under the control of the controller 643 to a predetermined output To a voltage (V_OUT) 631.
  • the controller 643 included in the second buck-boost converter 603 may obtain information about the intermediate voltage (V_MID) 621 from the processor 120, and based on the information obtained, The intermediate voltage V_IN1 621 can be controlled to be converted into the preset output voltage V_OUT 631 by adjusting the on / off time of at least one transistor included in the converter 603.
  • the controller 643 may obtain only information about the intermediate voltage from the processor 120, or may obtain information about the intermediate voltage and information about the mode of operation of the second buck-boost converter 603 have.
  • the controller 643 may determine the operating mode of the second buck-boost converter 603 based on the information on the intermediate voltage when only information on the intermediate voltage is obtained from the processor 120.
  • the controller 643 analyzes the information about the intermediate voltage provided from the processor 120 so that the intermediate voltage V_MID 621 input to the second buck-boost converter 603 is equal to the output voltage V_OUT ( 631, the operational mode of the second buck-boost converter 603 can be determined as the buck mode.
  • the controller 643 may control the operation of the second buck boost converter 603 when the intermediate voltage V_MID 621 input to the second buck boost converter 603 is less than the output voltage V_OUT 631
  • the mode can be determined as the boost mode.
  • the controller 643 may control the output of the second buck boost converter 603 when the intermediate voltage V_MID 621 input to the second buck boost converter 603 is equal to the output voltage V_OUT 631
  • the operation mode can be determined to be a buck-boost mode.
  • the electronic device 101 is provided with a first external power supply corresponding to the first input voltage V_IN1 611 and / or a second external power supply corresponding to the second input voltage V_IN2 613, If at least one of the devices is connected, the controller 642 may receive a signal from the processor 120 that includes information about the intermediate voltage and may operate based on the received signal.
  • the processor 120 measures at least one of at least one input voltage, at least one input current, an output voltage, and an output current to the voltage converter 320,
  • the voltage (V_MID) 621 can be determined.
  • the processor 120 may provide at least one input voltage to the voltage converter 320, at least one input current, an output voltage, and an output Current can be measured.
  • the processor 120 may provide information about the determined intermediate voltage to at least one of the buck-boost converters 601-1, 601-2, and 603 included in the voltage converter 320.
  • the processor 120 provides information about the intermediate voltage to at least one of the first buck-boost converters 601-1 and 601-2 based on the input voltage and / or input current measurement results for the voltage converter 320 can do.
  • the processor 120 determines whether the first buck boost converter -1 601-1 To provide information on the intermediate voltage.
  • the processor 120 may include a first buck boost converter-1 601-1 and a second buck boost converter-1 602-1 when both the first input voltage V_IN1 611 and the second input voltage V_IN2 613 are sensed,
  • the first buck-boost converter-2 601-2 may provide information on the intermediate voltage.
  • the processor 120 may provide information about the intermediate voltage to the second buck-boost converter 603 if the intermediate voltage is determined by the connection detection of the external power supply.
  • the processor 120 when at least one of the input power or the output power of the voltage converter 320 is changed during the voltage conversion operation of the voltage converter 320, the processor 120 sets the intermediate voltage of the voltage converter 320 as Can be changed.
  • the processor 120 periodically measures at least one of the input power, or the output power, of the voltage converter 320 while the voltage converter 320 is operating by the determined intermediate voltage to determine the input power, It is possible to detect whether at least one of the output powers is changed.
  • the processor 120 may sense that the input voltage changed by the external power supply device changes, or that the input / output current is changed over time, and may be based on the changed input voltage or input / The voltage of the voltage converter 320 can be changed.
  • the processor 120 may retrieve, from the intermediate voltage table stored in the memory 130, the intermediate voltage corresponding to the changed input voltage, the preset output voltage, and the input / output current.
  • the processor 120 may change the intermediate voltage of the voltage converter 320 to the detected intermediate voltage when an intermediate voltage corresponding to a changed input voltage, a predetermined output voltage, and an input / output current is retrieved from the intermediate voltage table.
  • the processor 120 increases or decreases the intermediate voltage of the voltage converter 320 by a preset value, Through the method of measuring the efficiency, the intermediate voltage having the optimum power efficiency can be retrieved.
  • the voltage converter 320 of FIG. 7 may be the voltage converter 320 shown in FIG. 3, and the processor 120 of FIG. 7 may be the processor 120 of FIG. 1 or the processor 120 of FIG.
  • the voltage converter 320 includes two first buck-boost converters 701-1 and 701-2.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the voltage converter 320 may include two or more first buck-boost converters, as shown in FIG.
  • voltage converter 320 may include a first buck boost converter-1 701-1, a first buck boost converter-2 701-2, a second buck boost converter 703 have.
  • the first buck-boost converter-1 701-1 and the first buck-boost converter-2 701-2 are connected in parallel, and the first buck-boost converter-1 701-1 and the first buck- (701-2) may be connected in series with the second buck-boost converter (703).
  • the voltage converter 320 includes a first buck-boost converter-1 701-1, a first buck-boost converter-2 701-2, a second buck-boost converter 703, (751, 752, 753).
  • the first buck-boost converter-1 701-1 and the first buck-boost converter-2 701-2 are connected in parallel, and the first buck-boost converter-1 701-1 and the first buck- (701-2) may be connected in series with the second buck-boost converter (703).
  • the configuration and operation of each of the first buck-boost converter-1 701-1, the first buck-boost converter-2 701-2, and the second buck- May be the same as described.
  • each of temperature sensors 751, 752, and 753 may measure the temperature of the entire buck-boost converter, or at least one component included in the buck-boost converter.
  • the first temperature sensor 751 measures the temperature of the entire first buck-boost converter-1 701-1 or the temperature of the inductor included in the first buck-boost converter-1 701-1 .
  • Each of the temperature sensors 751, 752, and 753 may provide temperature information to the processor 120 indicating the measured temperature value.
  • the processor 120 may perform the same operations as the processor 120 described in FIG. According to various embodiments, the processor 120 receives temperature information for each of the plurality of buck-boost converters 701-1, 701-2, 703 from the temperature sensors 751, 752, 753, The intermediate voltage (V_MID) 721 can be changed based on the temperature information.
  • the processor 120 may include a plurality of buck-boost converters 701-1, 701-2, 703 included in the voltage converter 320 to prevent a particular buck- The intermediate voltage can be changed based on the temperature of each of the converters 701-1, 701-2, and 703.
  • the processor 120 may check whether the temperature of each of the plurality of buck-boost converters 701-1, 701-2, 703 meets a reference condition.
  • the processor 120 may change the intermediate voltage so that the operating mode of at least one buck-boost converter that meets the reference condition is changed. For example, when the temperature of at least one of the plurality of buck-boost converters 701-1, 701-2, 703 is greater than a first threshold temperature, the processor 120 may determine that the buck- The intermediate voltage can be changed so that the operation mode of the buck-boost converter having the temperature is changed.
  • the intermediate voltage value can be changed from the first value to the second value so that the operation mode of the converter 703 is changed to the buck mode or the boost mode.
  • the processor 120 may re- You can change it to the previous value.
  • the previous value may mean an intermediate voltage having the optimum power efficiency set by the intermediate voltage table.
  • the second critical temperature may be a temperature lower than the first critical temperature.
  • the temperature of the second buck-boost converter 703 is measured to be higher than the first threshold temperature and changed from buck-boost mode to buck mode .
  • the intermediate voltage may be restored to the previous value such that the mode of the second buck-boost converter 703 is restored to the buck-boost mode when the temperature of the second buck-boost converter 703 is measured to be lower than the second threshold temperature.
  • one temperature sensor measures the temperature of one buck-boost converter.
  • a plurality of temperature sensors may be used to measure the temperature of one buck-boost converter.
  • each of the plurality of temperature sensors may measure the temperature of each of a plurality of components (e.g., transistors, inductors) included in a buck-boost converter, and the processor 120 may include a plurality of temperature sensors Can be used to control the operation mode of the corresponding buck-boost converter.
  • the electronic device includes at least one first converter (e.g., the first buck-boost converter 322 of FIG. 3) that supports multiple operating modes for varying the voltage, And a second converter (e.g., second buck-boost converter 324 of FIG. 3) coupled in series with the at least one first converter, and at least one processor (e.g., processor 120 of FIG. 3) Wherein the processor determines an intermediate voltage between the at least one first converter and the second converter based on an input voltage of the at least one first converter and an output voltage of the second converter, And to control the operating mode of each of the at least one first converter and the second converter based on the voltage.
  • the processor determines an intermediate voltage between the at least one first converter and the second converter based on an input voltage of the at least one first converter and an output voltage of the second converter, And to control the operating mode of each of the at least one first converter and the second converter based on the voltage.
  • the processor may determine the intermediate voltage based further on at least one of an input current of the first converter, or an output current of the second converter.
  • the processor may determine the intermediate voltage based further on at least one of power efficiency, or temperature, of the at least one first converter and the second converter.
  • the apparatus further comprises at least one temperature sensor for measuring the temperature of the at least one first converter and the temperature of the second converter, wherein the processor is configured to measure The temperature of the at least one first converter, or the temperature of the second converter, based on at least one of the temperature of the at least one first converter and the temperature of the second converter.
  • the processor may change the intermediate voltage so that the operating mode of the at least one first converter and the at least one converter meeting the specified temperature condition of the second converter is changed.
  • the at least one temperature sensor may measure a temperature of an inductor included in each of the at least one first converter and the second converter.
  • the processor is configured to detect a change in at least one of an input power to the first converter or an output power to the second converter, and in response to the change detection, And may be set to change the intermediate voltage between the first converter and the second converter.
  • the processor is further configured to determine an operating mode of the at least one first converter based on the input voltage of the at least one first converter and the determined intermediate voltage, 2 converter based on the output voltage of the second converter.
  • the at least one first converter converts the input voltage to the intermediate voltage and outputs the intermediate voltage
  • the second converter receives the intermediate voltage output from the at least one first converter, And convert the input intermediate voltage into the output voltage.
  • the plurality of first converters are connected in parallel, and each of the plurality of first converters converts an input voltage from different external power supplies Can be provided.
  • the plurality of operating modes for changing the voltage include at least one of a buck mode for stepping down the voltage, a boost mode for stepping up the voltage, or a buck boost mode for repeatedly stepping down and stepping up the voltage .
  • an electronic device includes at least one first buck-boost converter capable of stepping down or stepping up a voltage, a second buck-boost coupled in series with the at least one first buck-boost converter, And at least one processor coupled to the at least one first buck boost converter and the at least one first buck boost converter based on an input voltage of the at least one first buck boost converter and an output voltage of the second buck boost converter, To determine an intermediate voltage between the second buck-boost converter and to control the at least one of the at least one first buck-boost converter and the second buck-boost converter to step-up or step-up, respectively, based on the determined intermediate voltage.
  • the processor may determine the intermediate voltage based further on at least one of power efficiency, or temperature, of the at least one first buck boost converter and the second buck boost converter.
  • the processor may determine the intermediate voltage based further on at least one of an input current of the at least one first buck boost converter, or an output current of the at least one second buck boost converter .
  • the electronic device further comprises at least one temperature sensor for measuring the temperature of the at least one first buck-boost converter and the temperature of the second buck-boost converter, Wherein at least one of the at least one first buck-boost converter and the second at least one buck-boost converter, based on at least one of the temperature of the at least one first buck-boost converter measured using one temperature sensor, The intermediate voltage between the buck-boost converter can be changed.
  • the processor is configured to convert the intermediate voltage to at least one of the at least one first buck boost converter converter and the at least one converter that meets a specified temperature condition among the second buck- Can be changed.
  • the at least one temperature sensor may measure a temperature of an inductor included in each of the at least one first buck boost converter converter and the second buck boost converter converter.
  • the processor senses a change in at least one of an input power to the first buck-boost converter, or an output power to the second buck-boost converter, and in response to the change detection, And may be configured to change the intermediate voltage between the at least one first buck boost converter and the second buck boost converter.
  • FIG. 8 is a flow diagram 800 of controlling the operation of buck-boost converters for voltage regulation in an electronic device according to various embodiments.
  • each operation may be performed sequentially, but not necessarily sequentially.
  • the order of each operation may be changed, and at least two operations may be performed in parallel.
  • the operation indicated by the dotted line in Fig. 8 may be omitted according to the embodiment.
  • the electronic device may be the electronic device 101 of Fig. 1, or the electronic device 101 of Fig.
  • the converter may refer to a buck-boost converter operable in a buck mode that steps down the input voltage, a boost mode that boosts the input voltage, and / or a buck-boost mode that maintains and outputs the input voltage.
  • the electronic device may determine an intermediate voltage between at least two converters connected in series at operation 801.
  • a processor e.g., processor 120 of FIG. 3 of an electronic device may be coupled to a voltage converter (e.g., voltage converter 320 of FIG. 3) (E.g., the first buck-boost converter 322 and the second buck-boost converter 324 of FIG. 3) included in the voltage converter 320 based on the measured value, Can be determined.
  • the processor 120 of the electronic device is coupled to the voltage converter 320 when at least one external power supply is detected to be connected to the electronic device 101 via a connection terminal (e.g., the connection terminal 178 of FIG. 3)
  • the intermediate voltage can be determined.
  • the processor 120 of the electronic device is configured to determine the measured input voltage, output voltage, input (e. G., Voltage) based on information
  • the intermediate voltage corresponding to at least one of the current, the output current, and the output current.
  • At least one of the input voltage, the input current, or the output current may be changed by an external power supply connected to the electronic device 101.
  • the output voltage may be a value fixed to a voltage suitable for charging the battery 189.
  • the electronic device may control the operating mode of the at least two converters based on the intermediate voltage in operation 803.
  • the processor 120 of the electronic device includes at least two converters (e.g., a first buck boost converter 322, a second buck boost converter 324) based on an input voltage, ), And to control each of the at least two converters to operate based on the intermediate voltage and the determined operation mode.
  • the processor 120 of the electronic device determines the operational mode of the first converter (e.g., the first buck boost converter 322) to the buck boost mode if the intermediate voltage is equal to the input voltage and less than the output voltage , And determine the operation mode of the second converter (e.g., the second buck-boost converter 324) as the boost mode.
  • the processor 120 of the electronic device determines the operating mode of the first converter (e.g., the first buck boost converter 322) to the boost mode if the intermediate voltage is greater than the input voltage and equal to the output voltage, 2 converter (e.g., second buck-boost converter 324) to the buck-boost mode.
  • processor 120 of the electronic device provides information about the determined intermediate voltage and mode of operation to at least two converters (e.g., first buck-boost converter 322, 2 < / RTI > buck-boost converter 324).
  • Each of the at least two converters (e.g., the first buck boost converter 322, the second buck boost converter 324) included in the voltage converter 320 may operate according to the intermediate voltage and the corresponding operation mode.
  • a first converter e.g., a first buck-boost converter 322
  • the second converter (e.g., second buck-boost converter 324) may be configured to determine the on / off time of at least one transistor included in the second converter based on the intermediate voltage, the output voltage, and / The input intermediate voltage can be converted to the output voltage.
  • the electronic device may change the intermediate voltage based on at least one of an input / output power change or a temperature change in operation 805.
  • the processor 120 of the electronic device may change the intermediate voltage based on a change in the input power and / or the output power of the voltage converter 320.
  • the processor 120 of the electronic device measures the power efficiency while changing (lowering or boosting) the intermediate voltage by a predetermined value, Can be selected. The operation related to this will be described in more detail in Fig.
  • the processor 120 of the electronic device may change the intermediate voltage based on the temperature change of each of at least two converters (e.g., first buck boost converter 322, second buck boost converter 324) .
  • the processor 120 of the electronic device may determine whether the temperature of each of the at least two converters (e.g., the first buck boost converter 322, the second buck boost converter 324) The intermediate voltage can be changed.
  • the processor 120 of the electronic device may compare the temperature of each of at least two converters (e.g., the first buck boost converter 322, the second buck boost converter 324) with the first threshold temperature, It may be determined whether or not there is a converter having a temperature higher than the first threshold temperature among the two converters.
  • the processor 120 of the electronic device may change the intermediate voltage to change the operating mode of the converter if a converter having a temperature higher than the first threshold temperature is present.
  • the first converter e.g., first buck-boost converter 322
  • the processor 120 of the electronic device The intermediate voltage value can be changed from the first value to the second value so that the operation mode of the first converter is changed to the buck mode or the boost mode. The operation related to this will be described in more detail in Fig.
  • the electronic device may control the operating mode of the at least two converters based on the modified intermediate voltage at operation 807.
  • the processor 120 of the electronic device includes at least two converters (e.g., a first buck boost converter 322, a second buck boost converter 324, and a second buck boost converter 322) based on the input voltage, )) And to control each of the at least two converters to operate based on the modified intermediate voltage and the determined operation mode.
  • the processor 120 of the electronic device may switch the mode of operation of the first converter (e.g., the first buck boost converter 322) to buck-boost mode if the modified intermediate voltage is equal to the input voltage and less than the output voltage And determine the operating mode of the second converter (e.g., second buck-boost converter 324) to the boost mode.
  • the processor 120 of the electronic device determines the operating mode of the first converter (e.g., first buck boost converter 322) as the boost mode if the modified intermediate voltage is greater than the input voltage and equal to the output voltage,
  • the mode of operation of the second converter (e.g., second buck-boost converter 324) may be determined to be the buck-boost mode.
  • the processor 120 of the electronic device provides information about the modified intermediate voltage and mode of operation to at least two of the converters included in the voltage converter 320 (e.g., first buck-boost converter 322, 2 < / RTI > buck-boost converter 324).
  • Each of the at least two converters (e.g., the first buck boost converter 322, the second buck boost converter 324) included in the voltage converter 320 may operate in accordance with the modified intermediate voltage and the corresponding mode of operation .
  • 9 is a flow diagram 805, 807 of controlling the operation of buck-boost converters based on a change in input and output power in an electronic device according to various embodiments. 9 described below may be at least a part of the operations 805 and 807 of FIG. 8. In the following embodiments, the operations may be sequentially performed, but they are not necessarily performed sequentially. For example, the order of each operation may be changed, and at least two operations may be performed in parallel.
  • the electronic device may be the electronic device 101 of Fig. 1, or the electronic device 101 of Fig.
  • the converter may refer to a buck-boost converter operable in a buck mode that steps down the input voltage, a boost mode that boosts the input voltage, and / or a buck-boost mode that maintains and outputs the input voltage.
  • the first converter is a first buck-boost converter 322 receiving an input voltage from the external power supply
  • the second converter is connected in series with the first converter
  • a second buck-boost converter 324 receiving an intermediate voltage.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the electronic device may measure the input power of the first converter and the output power of the second converter at act 901.
  • the processor 120 of the electronic device can measure the input power and the output power of the voltage converter 320 when a connection of the external power supply is detected.
  • the input power of voltage converter 320 may be the input power of a first converter (e.g., first buck boost converter 322) and the output power of voltage converter 320 may be a second converter (e.g., Converter 324).
  • the processor 120 of the electronic device can measure the input voltage, input current, output voltage, and output current of the voltage converter 320 and, based thereon, determine the input power and the output power.
  • the electronic device may determine at operation 903 whether at least one of the input power and the output power is changed.
  • the processor 120 of the electronic device determines whether the input voltage of the voltage converter 320 is changed to change the input power or the output current of the voltage converter 320 is changed to change the output power You can decide.
  • the input voltage of the voltage converter 320 may be changed as the type of the external power supply connected to the electronic device 101 is changed or the supply voltage of the external power supply connected to the electronic device 101 is changed.
  • the output current of the switching converter 320 may be degraded when the voltage converter 320 continuously operates for a certain period of time.
  • the electronic device can measure the power efficiency at step 905 while changing the intermediate voltage between the first converter and the second converter step by step.
  • the processor 120 of the electronic device can measure the power efficiency while changing (lowering or boosting) the intermediate voltage of the voltage converter 320 by a predetermined value (or step, level). For example, if a change in input power and / or output power is sensed with an intermediate voltage of 6V, the processor 120 of the electronic device may cause the voltage converter 320 to operate by changing the intermediate voltage from 6V to 7V And the power efficiency can be calculated by measuring the input power and the output power of the voltage converter 320.
  • the processor 120 of the electronic device can control the voltage converter 320 to operate with the intermediate voltage set at 7V to 8V and calculate the power efficiency by measuring the input power and the output power of the voltage converter 320.
  • the electronic device may determine an intermediate voltage based on the measured power efficiency at operation 907.
  • the processor 120 of the electronic device may select an intermediate voltage corresponding to the highest power efficiency among the measured power efficiencies and determine the selected intermediate voltage as the intermediate voltage of the voltage converter 320.
  • 7 V can be determined as the intermediate voltage of the voltage converter 320.
  • the electronic device may control the operating mode of the first converter and the second converter according to the intermediate voltage determined at operation 909.
  • the processor 120 of the electronic device includes at least two converters (e.g., a first buck boost converter 322, a second buck boost converter 324, and a second buck boost converter 322) based on the input voltage, )) And to control each of the at least two converters to operate based on the modified intermediate voltage and the determined operation mode.
  • 10 is a flow diagram (805, 807) for controlling the operation of buck-boost converters based on a temperature change in an electronic device according to various embodiments. 10 described below may be at least a part of operation 805 and operation 807 of FIG. In the following embodiments, each operation may be performed sequentially, but not necessarily sequentially. For example, the order of each operation may be changed, and at least two operations may be performed in parallel.
  • the electronic device may be the electronic device 101 of Fig. 1, or the electronic device 101 of Fig.
  • the converter may refer to a buck-boost converter operable in a buck mode that steps down the input voltage, a boost mode that boosts the input voltage, and / or a buck-boost mode that maintains and outputs the input voltage.
  • the first converter is the first buck-boost converter 322 receiving the input voltage from the external power supply
  • the second converter is connected in series with the first converter to input the intermediate voltage output from the first converter Receiving second buck-boost converter 324.
  • the opposite case is also possible.
  • the second converter is a first buck-boost converter 322 that is supplied with an input voltage from an external power supply
  • the first converter is coupled in series with the second converter, and the intermediate voltage output from the second converter May be a second buck-boost converter 324 receiving input.
  • the electronic device can measure the temperature of the first converter and the second converter at operation 1001.
  • the processor 120 of the electronic device can measure the temperature of each of the first and second converters using temperature sensors (e.g., temperature sensors 751, 752, and 753).
  • the processor 120 of the electronic device uses temperature sensors (e.g., temperature sensors 751, 752, 753) to measure the temperature of the inductors included in the first converter and the second converter .
  • the electronic device may determine at operation 1003 whether the temperature of the first converter is higher than a first threshold temperature.
  • the processor 120 of the electronic device may compare the temperature of the first converter with the first threshold temperature to determine whether the temperature of the first converter is higher than the first threshold temperature.
  • the first converter may be a converter operating in a buck-boost mode.
  • the processor 120 of the electronic device may determine whether the temperature of the first buck-boost converter operating in buck-boost mode is higher than a first threshold temperature.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the first converter may be a buck mode, or a converter operating in a boost mode.
  • the electronic device may change the intermediate voltage between the first converter and the second converter at operation 1005.
  • the processor 120 of the electronic device determines the intermediate voltage between the first converter and the second converter to change the operating mode of the first converter Can be changed.
  • the processor 120 of the electronic device may be configured such that when the temperature of the first converter is measured to be higher than the first threshold temperature while the first converter is operating in the buck-boost mode, To operate, the intermediate voltage between the first converter and the second converter can be changed.
  • the processor 120 of the electronic device may change the intermediate voltage value between the first converter and the second converter to a value that can change the operating mode of the first converter.
  • the electronic device may change the operating mode of the first converter and the second converter according to the intermediate voltage changed at operation 1007.
  • the processor 120 of the electronic device may control each of the first converter and the second converter to change the operating mode according to the changed intermediate voltage.
  • the processor 120 of the electronic device may change the mode of operation of the first converter from buck-boost mode to buck mode and the mode of the second converter from buck mode to buck-boost mode.
  • only the operating mode of the first converter is changed, and the operating mode of the second converter is not changed, depending on the value of the changed intermediate voltage.
  • the operating mode of the first converter may be changed from the buck-boost mode to the boost mode, and the operating mode of the second converter may be maintained in the buck mode.
  • the electronic device may determine at operation 1009 if the temperature of the first converter is below a first threshold temperature. For example, the processor 120 of the electronic device may compare the temperature of the first converter with the first threshold temperature to determine whether the temperature of the first converter is below a first threshold temperature. According to various embodiments, when the temperature of the first converter is greater than or equal to the first threshold temperature, the electronic device may maintain an intermediate voltage and an operating mode at operation 1021. [ For example, the processor 120 of the electronic device may maintain the intermediate voltage and mode of operation determined in operation 1005 and operation 1007.
  • the electronic device may determine at operation 1011 whether the temperature of the second converter is higher than the first threshold temperature. For example, the processor 120 of the electronic device may compare the temperature of the second converter with the first threshold temperature to determine whether the temperature of the second converter is higher than the first threshold temperature. If the temperature of the second converter is higher than the first threshold temperature, the electronic device may perform operation 1013, described below.
  • the electronic device may determine whether the temperature of the first converter is less than a second threshold temperature in operation 1023.
  • the electronic device may maintain an intermediate voltage and operating mode at operation 1025.
  • the processor 120 of the electronic device may maintain the intermediate voltage and mode of operation determined in operation 1005 and operation 1007.
  • the electronic device may perform operation 1013, described below.
  • the electronic device may change the intermediate voltage between the first converter and the second converter at operation 1013.
  • the processor 120 of the electronic device may change the intermediate voltage between the first converter and the second converter to change the operating mode of the converter that meets the reference condition.
  • the processor 120 of the electronic device may change the intermediate voltage to change the operating mode of the second converter when the temperature of the second converter is higher than the first threshold temperature. For example, if the temperature of the second converter is measured to be higher than the first threshold temperature while the second converter is operating in the buck-boost mode, the intermediate voltage may be changed such that the first converter operates in a mode other than the buck- .
  • the processor 120 of the electronic device may change the intermediate voltage to change the operating mode of the first converter when the temperature of the first converter is lower than the second threshold temperature. For example, if the temperature of the first converter is measured to be lower than the second threshold temperature while the first converter is operating in a mode other than the buck-boost mode, the intermediate voltage may be changed such that the first converter operates in the buck- .
  • the electronic device may change the operating mode of the first converter and the second converter according to the intermediate voltage changed at operation 1015.
  • the processor 120 of the electronic device may control each of the first converter and the second converter to change the operating mode according to the changed intermediate voltage. This may be the same as described in operation 1007. [
  • FIG. 11A and 11B are detailed flowcharts 1100 and 1101 for controlling the operation of the buck-boost converters based on the temperature change in the electronic device according to various embodiments.
  • the operations of Figs. 11A and 11B which will be described below, may be at least a part of the operations of Fig. Figs. 11A and 11B are exemplary operations for facilitating understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
  • each operation may be performed sequentially, but not necessarily sequentially. For example, the order of each operation may be changed, and at least two operations may be performed in parallel.
  • the electronic device may be the electronic device 101 of Fig. 1, or the electronic device 101 of Fig.
  • the converter may refer to a buck-boost converter operable in a buck mode that steps down the input voltage, a boost mode that boosts the input voltage, and / or a buck-boost mode that maintains and outputs the input voltage.
  • the first converter is a first buck-boost converter 322 receiving an input voltage from the external power supply
  • the second converter is connected in series with the first converter, and receives the intermediate voltage output from the first converter
  • the second buck-boost converter 324 will be described below.
  • the opposite case is also possible.
  • the electronic device may sense power connection at operation 1101.
  • the processor 120 of the electronic device may sense that the external power supply is connected to the electronic device 101 via the input terminal 178.
  • the processor 120 of the electronic device can measure the input voltage of the voltage converter 320 and sense that the external power supply is connected to the electronic device 101 based on the measured input voltage.
  • the electronic device may determine at operation 1103 whether the input voltage and output voltage match.
  • the processor 120 of the electronic device can measure the input voltage of the voltage converter 320 and compare the measured input voltage to a preset output voltage. When the input voltage and the output voltage are the same, the electronic device may determine at operation 1105 whether the input voltage is greater than the output voltage.
  • the electronic device may determine the output voltage as an intermediate voltage in operation 1107 and operate the first converter in the buck mode and the second converter in the buck boost mode. For example, if the processor 120 of the electronic device has an input voltage of 20V and an output voltage of 8V, the intermediate voltage may be determined to be equal to 8V, which is equal to the output voltage value, so that the first converter is called the buck mode, It can be operated in the boost mode.
  • the electronic device may determine at operation 1109 whether the temperature of the second converter is above a first threshold temperature. When the temperature of the second converter is less than or equal to the first threshold temperature, the electronic device can maintain its current operation. For example, the processor 120 of the electronic device may maintain the current operating state such that the first converter and the second converter operate in accordance with the intermediate voltage and operating mode determined in operation 1107. [
  • the electronic device when the temperature of the second converter is higher than the first threshold temperature, the electronic device boosts the intermediate voltage in operation 1111, and can operate the first converter in a buck boost mode and the second converter in a buck mode have.
  • the processor 120 of the electronic device can boost the intermediate voltage of 8V to 20V, when the input voltage is 20V, the output voltage is 8V, and the intermediate voltage is 8V, thereby boosting the first converter to the buck boost mode, Can be operated in the buck mode.
  • the electronic device may determine at operation 1113 whether the temperature of the first converter is above a first threshold temperature. When the temperature of the first converter is less than or equal to the first threshold temperature, the electronic device can maintain the current operating mode at operation 1115. For example, the processor 120 of the electronic device can maintain the current operating state such that the first converter and the second converter operate in accordance with the intermediate voltage and operating mode determined in operation 1111. [ When the temperature of the first converter is higher than the first threshold temperature, the electronic device can perform operation 1107. [
  • the electronic device determines the output voltage as an intermediate voltage at operation 1121, and sets the first converter to the boost mode, the second converter to the buck- .
  • the intermediate voltage is determined to be equal to 8V, equal to the output voltage value, so that the first converter is in the boost mode, It can be operated in the boost mode.
  • the electronic device may determine at operation 1121 whether the temperature of the first converter is higher than a first threshold temperature. When the temperature of the first converter is less than or equal to the first threshold temperature, the electronic device can maintain its current operation. For example, the processor 120 of the electronic device may maintain the current operating state such that the first converter and the second converter operate in accordance with the intermediate voltage and operating mode determined in operation 1121.
  • the electronic device may step down the intermediate voltage in operation 1125, operate the first converter in the buck boost mode, and the second converter in the boost mode have.
  • the processor 120 of the electronic device lowers the intermediate voltage of 8V to 5V, thereby switching the first converter to the buck boost mode, Can be operated in the boost mode.
  • the electronic device may determine at operation 1127 whether the temperature of the first converter is above a first threshold temperature. When the temperature of the first converter is less than or equal to the first threshold temperature, the electronic device may remain in the current operating mode at operation 1129. For example, the processor 120 of the electronic device may maintain the current operating state such that the first and second converters operate in accordance with the intermediate voltage and mode of operation determined in operation 1125. [ When the temperature of the first converter is higher than the first threshold temperature, the electronic device can perform operation 1121. [
  • the electronic device determines the output voltage as an intermediate voltage at operation 1131, and sets the first converter in the buck boost mode, It can be operated in the boost mode. For example, if the processor 120 of the electronic device has an input voltage of 8V and an output voltage of 8V, the intermediate voltage is determined to be equal to 8V, which is equal to the output voltage value, so that the first converter is operated in the buck- Buck-boost mode.
  • the electronic device may determine at operation 1133 whether the temperature of the second converter is above a first threshold temperature. According to various embodiments, when the temperature of the second converter is higher than the first threshold temperature, the electronic device may step up the intermediate voltage at operation 1135 and operate the first converter in the boost mode and the second converter in the buck mode . For example, when the input voltage is 8V, the output voltage is 8V, and the intermediate voltage is 8V, the processor 120 of the electronic device boosts the intermediate voltage of 8V to 10V so that the first converter is in the boost mode, It can be operated in the buck mode.
  • the electronic device may determine at operation 1137 whether the temperature of the second converter is below a second threshold temperature. When the temperature of the second converter is greater than or equal to the second threshold temperature, the electronic device can remain in the current operating mode at operation 1139. For example, the processor 120 of the electronic device may maintain the current operating state such that the first converter and the second converter operate in accordance with the intermediate voltage and operating mode determined at operation 1135. [ When the temperature of the second converter is lower than the first threshold temperature, the electronic device can perform operation 1131. [
  • the electronic device may determine at operation 1141 whether the temperature of the first converter is higher than the first threshold temperature.
  • the electronic device may step down the intermediate voltage in operation 1143 and operate the first converter in the buck mode and the second converter in the boost mode .
  • the processor 120 of the electronic device down converts the intermediate voltage of 8V to 5V to convert the first converter into the buck mode, It can be operated in the boost mode.
  • the electronic device may determine at operation 1145 whether the temperature of the first converter is below a second threshold temperature. When the temperature of the first converter is greater than or equal to the second threshold temperature, the electronic device may remain in the current operating mode at operation 1147. [ For example, the processor 120 of the electronic device may maintain the current operating state such that the first and second converters operate in accordance with the intermediate voltage and operating mode determined at operation 1143. [ When the temperature of the first converter is less than the first threshold temperature, the electronic device may perform act 1131.
  • an operating method of an electronic device determines an intermediate voltage between the at least one first converter and the second converter based on an input voltage of the at least one first converter and an output voltage of the second converter And controlling an operation mode of each of the at least one first converter and the second converter based on the determined intermediate voltage.
  • the at least one first converter and the second converter support a plurality of operating modes for varying the voltage, and the at least one first converter and the second converter are connected in series ,
  • the plurality of operation modes for changing the voltage may include at least one of a buck mode for reducing the voltage, a boost mode for boosting the voltage, or a buck boost mode for repeatedly depressing and stepping up the voltage.
  • the operation of determining the intermediate voltage may comprise determining the intermediate voltage further based on at least one of an input current of the first converter, or an output current of the second converter .
  • the operation of determining the intermediate voltage includes determining the intermediate voltage further based on at least one of power efficiency, or temperature, of the at least one first converter and the second converter .
  • At least one of the temperature of the at least one first converter or the temperature of the second converter is measured using at least one temperature sensor, and the at least one of the measured at least one first converter
  • the method may further include changing an intermediate voltage between the at least one first converter and the second converter based on at least one of the temperature or the temperature of the second converter.
  • the operation of modifying the intermediate voltage includes changing the intermediate voltage so that the operating mode of the at least one first converter and at least one of the converters satisfying the specified temperature condition is changed, May be further included.
  • the at least one temperature sensor may measure a temperature of an inductor included in each of the at least one first converter and the second converter.
  • the act of controlling the operating mode comprises: determining an operating mode of the at least one first converter based on the input voltage of the at least one first converter and the determined intermediate voltage, And determining an operating mode of the second converter based on the determined intermediate voltage and the output voltage of the second converter.
  • the at least one first converter converts the input voltage to the intermediate voltage and outputs the intermediate voltage
  • the second converter receives an intermediate voltage output from the at least one first converter
  • the plurality of first converters are connected in parallel when the at least one first converter is a plurality of first converters and the plurality of first converters are connected in parallel to each other, Lt; / RTI >
  • the electronic device can be various types of devices.
  • the electronic device can include, for example, at least one of a portable communication device (e.g., a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • a portable communication device e.g., a smart phone
  • a computer device e.g., a laptop, a desktop, a smart phone
  • portable multimedia device e.g., a portable multimedia device
  • portable medical device e.g., a portable medical device
  • camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a portable medical device
  • first component is "(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (second) component, May be connected directly to the component, or may be connected through another component (e.g., a third component).
  • module includes units comprised of hardware, software, or firmware and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic blocks, components, or circuits.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimum unit or part thereof that performs one or more functions.
  • the module may be configured as an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document may include instructions stored on a machine-readable storage medium (e.g., internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (e.g., a computer) Software (e.g., program 140).
  • the device may include an electronic device (e.g., electronic device 101) in accordance with the disclosed embodiments as an apparatus capable of calling stored instructions from the storage medium and operating according to the called instructions.
  • a processor e.g., processor 120
  • the processor may perform the function corresponding to the instruction, either directly or using other components under the control of the processor.
  • the instructions may include code generated or executed by the compiler or interpreter.
  • a device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-temporary' means that the storage medium does not include a signal and is tangible, but does not distinguish whether data is stored semi-permanently or temporarily on the storage medium.
  • the method according to various embodiments disclosed herein may be provided in a computer program product.
  • a computer program product can be traded between a seller and a buyer as a product.
  • a computer program product may be distributed in the form of a machine readable storage medium (eg, compact disc read only memory (CD-ROM)) or distributed online through an application store (eg PlayStore TM ).
  • an application store eg PlayStore TM
  • at least a portion of the computer program product may be temporarily stored, or temporarily created, on a storage medium such as a manufacturer's server, a server of an application store, or a memory of a relay server.
  • Each of the components may be comprised of a single entity or a plurality of entities, and some of the subcomponents described above may be omitted, or other subcomponents May be further included in various embodiments.
  • some components e.g., modules or programs

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예는 전압을 조정하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법에 관한 것이다. 이때 전자 장치는, 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하는 적어도 하나의 제1 컨버터, 상기 다수 개의 동작 모드를 지원하고, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 직렬로 연결된 제2 컨버터, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고, 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하도록 설정될 수 있다. 다른 실시예들도 가능할 수 있다.

Description

전압을 조정하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법
본 발명의 다양한 실시예는 전자 장치에서 전압을 조정하기 위한 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
휴대용 단말기, 태블릿 컴퓨터, 스마트폰, 노트 PC, 컨버터블 노트 PC 등과 같은 전자 장치는 휴대성을 위해 전원 공급 장치인 배터리를 사용하고 있다. 전자 장치는 외부 전원 장치로부터 공급되는 전원을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.
전자 장치는 외부 전원 장치로부터 공급되는 전원을 배터리의 충전에 적합한 전압으로 조정(또는 변환)하는 DC-DC 컨버터(DC-DC converter)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치는 벅 컨버터(buck converter), 부스트 컨버터(boost converter), 또는 벅부스트 컨버터(buck-boost converter)와 같은 DC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.
벅 컨버터는 입력 전압을 강압하여 출력하고, 부스트 컨버터는 입력 전압을 승압하여 출력하므로, 벅 컨버터와 부스트 컨버터는 출력 전압이 고정된 상태에서 입력 전압의 크기에 대한 제한 사항을 갖는다. 예를 들어, 벅 컨버터의 입력 전압의 크기는 배터리의 충전에 적합한 전압인 출력 전압의 크기보다 작아야 하며, 부스트 컨버터의 입력 전압의 크기는 배터리의 충전에 적합한 전압인 출력 전압의 크기보다 커야 한다는 제한 사항을 갖는다. 벅부스트 컨버터는 입력 전압이 기준 전압보다 낮은 경우에 입력 전압을 승압하고, 입력 전압이 기준 전압보다 높은 경우에 입력 전압을 강압하여 출력할 수 있다. 벅부스트 컨버터는 입력 전압에 대한 제한 사항을 갖지 않지만, 발열 측면에서 비효율적인 단점이 있다. 예를 들어, 벅부스트 컨버터는 벅 컨버터 또는 부스트 컨버터 보다 쉽게 과열될 수 있는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 다양한 실시예들은 전자 장치에서 전압을 조정하기 위한 장치 및 그의 동작 방법에 대해 개시한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하는 적어도 하나의 제1 컨버터, 상기 다수 개의 동작 모드를 지원하고, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 직렬로 연결된 제2 컨버터, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고, 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치의 동작 방법은, 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하는 동작, 및 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는, 전압을 강압 또는 승압 가능한 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 직렬로 연결되고, 전압을 강압 또는 승압가능한 제2 벅부스트컨버터, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 입력 전압과 상기 제2 벅부스트컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고, 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 각각이 강압 또는 승압하도록 제어하도록 설정될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치에서 직렬로 연결된 적어도 두 개의 벅부스트 컨버터를 이용하여 전압을 조정함으로써, 전력 효율을 극대화하여 전자 장치의 사용 및 배터리 충전을 위해 요구되는 입력 전력 량을 감소시킬 수 있다. 또한, 전자 장치에서 직렬로 연결된 적어도 두 개의 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 온도에 기반하여 제어함으로써, 전자 장치의 과열 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 전력 관리 모듈(188) 및 배터리(189)에 대한 블럭도(200)이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 벅부스트 컨버터의 회로 구성을 도시한다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 복수 개의 벅부스트 컨버터의 연결 구조를 도시한다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 전압 변환기(320)의 상세 구성 및 프로세서(120)와의 연결 구조를 도시한다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전압 변환기(320)의 상세 구성 및 프로세서(120)와의 연결 구조를 도시한다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 전압 조정을 위해 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(800)이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 입출력 전력의 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(805, 807)이다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 온도 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(805, 807)이다.
도 11a 및 도 11b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 온도 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 상세한 흐름도(1100, 1101)이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)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 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 및 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하여 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), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 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 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(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 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 유선 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 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 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 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 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. 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 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 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 유선 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 운영되는, 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 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(190)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(190)(예: 무선 통신 모듈(192))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 2는, 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 연료 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, 예를 들면, 연결 단자(178)를 통해 유선 연결되거나, 또는 안테나 모듈(197)을 통해 무선으로 연결될 수 있다.
전력 조정기(220)는 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 요소들의 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.
연료 게이지(230)는 배터리(189)의 사용 상태 정보(예: 배터리의 용량, 충방전 횟수, 전압, 또는 온도)를 측정할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, 충전회로(210), 전력 조정기(220), 또는 연료 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))을 결정하고, 상기 결정된 충전 상태 정보에 적어도 일부 기반하여 배터리(189)의 이상 상태 또는 정상 상태의 여부를 판단한 후, 이상 상태로 판단되는 경우 배터리(189)에 대한 충전을 조정(예: 충전 전류 또는 전압 감소, 또는 충전 중지)할 수 있다. 일시예에 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)을 수행할 수 있다. 배터리 보호 회로(240)는, 추가적으로 또는 대체적으로(in alternative to), 셀 밸런싱, 배터리의 용량 측정, 충방전 횟수 측정, 온도 측정, 또는 전압 측정을 수행하기 위한 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 연료 게이지(230), 전력 관리 모듈(188) 또는 센서 모듈(276) 중 해당하는 센서(예: 온도 센서)을 이용하여 측정될 수 있다. 이런 경우, 일실시예에 따르면, 상기 센서 모듈(176) 중 상기 해당하는 센서(예: 온도 센서)는 배터리 보호 회로(140)의 일부로 포함되거나, 또는 이와는 별도의 장치로서 배터리(189)의 인근에 배치될 수 있다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 3의 전자 장치(101)는 도 1에 도시된 전자 장치(101)일 수 있다. 도 3을 참조하면, 전자 장치(101)는 버스(310), 프로세서(120), 메모리(130), 연결 단자(178), 및 전력 관리 모듈(188)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 전자 장치(101)는 도 1에 도시된 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나를 추가적으로 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 버스(310)는 예를 들면, 구성요소들(120, 130, 178, 188)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 및/또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메모리(130)에 포함된 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 구동하여 프로세서(120)에 연결된 적어도 하나의 다른 구성 요소를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 연결 단자(178)를 통해 적어도 하나의 외부 전원 장치가 전자 장치(101)에 연결된 것을 감지하고, 전자 장치(101)에 연결된 외부 전원 장치로부터 공급되는 입력 전압이 미리 설정된 출력 전압으로 조정(또는 변환)되도록 전력 관리 모듈(188)을 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 적어도 하나의 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류 중 적어도 하나에 기반하여, 전력 관리 모듈(188)의 전압 변환기(320)에 포함된 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324)의 동작을 제어할 수 있다. 적어도 하나의 입력 전압, 및 입력 전류는 연결 단자(178)를 통해 전자 장치(101)에 연결된 외부 전원 장치의 종류에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 외부 전원 공급 장치의 종류가 전원 어댑터인 경우 입력 전압은 약 20V이고, 외부 전원 장치의 종류가 USB인 경우, 입력 전압은 약 5V일 수 있다. 출력 전압은 전자 장치(101)의 설계 시에 배터리의 충전에 적합한 전압으로 미리 설정될 수 있다.
일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 적어도 하나의 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류 중 적어도 하나에 기반하여, 직렬 연결된 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 사이의 전압인 중간 전압을 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 메모리(130)에 미리 저장된 중간 전압 테이블로부터, 적어도 하나의 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류에 대응되는 중간 전압을 검색하고, 검색된 중간 전압을 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 사이의 전압으로 결정할 수 있다. 중간 전압 테이블은, 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 및/또는 출력 전류에 대응되는 중간 전압 값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중간 전압 테이블은, "입력 전압: 5V, 출력 전압: 8V"에 대응되는 중간 전압이 10V이고, "입력 전압: 20V, 출력 전압: 6V, 입력 전류: 5A"에 대응되는 중간 전압이 12V이고, "입력 전압: 5V, 20V, 출력 전압: 8V, 입력 전류: 1A, 5A"에 대응되는 중간 전압이 13V임을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 이는 예시적인 것으로서, 본 발명의 다양한 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 중간 전압 테이블은 전자 장치(101)의 설계시에 설계자에 의해 미리 저장될 수 있다. 중간 전압 테이블은, 직렬 연결된 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324)의 전력 효율에 기반하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 중간 전압 테이블에 포함되는 각 중간 전압은 해당 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 및/또는 출력 전류에 대해 최적의 전력 효율을 갖는 값으로 설정될 수 있다. 전력 효율은 입력 전력 대비 출력 전력의 비에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 설계자는 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324)의 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 및/또는 출력 전류가 고정된 상태에서 중간 전압을 변경하면서 전력 효율을 측정한 후, 가장 높은 전력 효율을 갖는 중간 전압을 선택하는 방식을 이용하여 중간 전압 테이블을 설정할 수 있다. 하나의 벅부스트 컨버터가 각 동작 모드에 따라 동작하는 경우에 대한 전력 효율을 살펴보면, 벅부스트 모드로 동작하는 경우에 전력 효율이 가장 높게 측정되며, 부스트 모드로 동작하는 경우 전력 효율이 가장 낮게 측정될 수 있다. 벅부스트 컨버터의 동작 모드는, 벅 모드, 부스트 모드, 벅부스트 모드로 구분될 수 있다. 벅 모드는 입력 전압을 강압하여 출력하는 모드로써, 스텝다운 모드(step-down mode)로 지칭될 수도 있다. 부스트 모드는 입력 전압을 승압하여 출력하는 모드로써, 스탭업 모드(step up mode)로 지칭될 수도 있다. 벅부스트 모드는 입력 전압과 동일한 크기의 전압을 출력하는 모드로써, 스텝업앤다운 모드(stpe up and down mode)로 지칭될 수도 있다.
일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 결정된 중간 전압에 기반하여 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 동작 모드를 결정하고, 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 기반하여 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324)이 동작하도록 전압 변환기(320)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 입력 전압이 5V이고 출력 전압이 8V이며, 결정된 중간 전압이 10V인 경우, 프로세서(120)는 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 중 제1 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 부스트 모드로 결정하고, 제2 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 벅 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 입력 전압이 20V이고 출력 전압이 8V이며, 결정된 중간 전압이 8V인 경우, 프로세서(120)는 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 중에서 제1 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 벅 모드로 결정하고, 제2 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정할 수 있다. 프로세서(120)는 결정된 중간 전압, 또는 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 동작 모드에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 신호를 전압 변환기(320)로 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)에 포함된 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 온도에 기반하여 중간 전압을 변경하고, 변경된 중간 전압에 기반하여 복수의 벅부스트 컨버터들 각각의 동작 모드를 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 특정 벅부스트 컨버터가 과열되는 것을 방지하기 위해, 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324)의 온도에 기반하여 중간 전압을 변경함으로써, 적어도 하나의 벅부스트 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 제어할 수 있다. 벅부스트 모드로 동작하는 벅부스트 컨버터는 벅 모드 또는 부스트 모드로 동작하는 벅부스트 컨버터보다 쉽게 과열될 수 있고, 부스트 모드로 동작하는 벅부스트 컨버터는 벅 모드로 동작하는 컨버터보다 쉽게 과열될 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 중 적어도 하나의 벅부스트 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은 경우, 제1 임계 온도보다 높은 온도를 갖는 벅부스트 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 중 제1 벅부스트 컨버터(322)가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서, 제1 벅부스트 컨버터(322)의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정된 경우, 프로세서(120)는 제1 벅부스트 컨버터(322)의 동작 모드가 벅 모드 또는 부스트 모드로 변경되도록 중간 전압 값을 제1 값에서 제2 값으로 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 변경된 중간 전압에 의해 변경된 동작 모드로 동작 중인 벅부스트 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은 경우, 변경된 중간 전압을 다른 값으로 재변경하거나 이전의 값으로 변경할 수 있다. 이전의 값은 중간 전압 테이블에 의해 설정된 최적의 전력 효율을 갖는 중간 전압을 의미할 수 있다. 제2 임계 온도는 제1 임계 온도보다 낮은 온도일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전력 및/또는 출력 전력의 변화에 기반하여 중간 전압을 변경하고, 변경된 중간 전압에 기반하여 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 외부 전원 장치에 의해 입력 전압이 변경되거나, 계속적인 동작에 의해 출력 전류가 저하되는 것이 감지되는 경우, 중간 전압을 미리 정해진 값만큼 변경(강압 또는 승압)하면서 전력 효율을 측정하고, 최적의 전력 효율을 갖는 중간 전압을 선택할 수 있다. 프로세서(120)는 선택된 중간 전압에 기반하여, 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 동작을 제어할 수 있다. 복수의 벅부스트 컨버터들(322, 324) 각각의 동작 모드는 중간 전압에 따라 유지 혹은 변경될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 메모리(130)는 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 및 출력 데이터를 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 메모리(130)는 중간 전압 테이블을 저장할 수 있다. 중간 전압 테이블은 상술한 바와 같이, 중간 전압 테이블은 전자 장치(101)의 설계 시에 설계자에 의해 미리 저장될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는 적어도 하나의 외부 전원 장치(예: 전원 어댑터, USB 충전 장치)와 연결시킬 수 있는 적어도 하나의 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는 전자 장치(101)에 전원 어댑터와 USB 충전기를 동시에 연결시킬 수 있는 두 개의 커넥터를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은 외부 전원 장치로부터 공급되는 입력 전압을 미리 설정된 출력 전압으로 변환하는 전압 변환기(320)를 포함할 수 있다. 전압 변환기(320)는 직렬 연결된 적어도 두 개의 벅부스트 컨버터들(322,324)을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 벅부스트 컨버터들(322,324) 각각은 도 4에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 벅부스트 컨버터(400)는 적어도 네 개의 트랜지스터(421 내지 424), 및 적어도 하나의 인덕터(431)를 포함할 수 있다. 벅부스트 컨버터(400)는 입력 전압을 강압하여 출력하는 벅 모드(또는 스텝다운 모드(step down mode)), 입력 전압을 승압하여 출력하는 부스트 모드(또는 스탭업 모드(step up mode)), 또는 입력 전압과 동일한 크기의 전압을 출력하는 벅부스트 모드(또는 스텝업앤다운 모드(stpe up and down mode)) 중 어느 하나로 동작할 수 있다. 벅부스트 컨버터(400)는 제1 트랜지스터(421), 제2 트랜지스터(422), 및 인덕터(431)를 이용하여 입력 전압을 강압하는 벅 시스템(412)과 제3 트랜지스터(423), 제4 트랜지스터(424), 및 인덕터(431)를 이용하여 입력 전압을 승압하는 부스트 시스템(414)으로 구성될 수 있다. 벅 시스템(412)과 부스트 시스템(414)은 인덕터(431)를 공유할 수 있다. 예를 들어, 벅부스트 컨버터(400)가 벅 모드로 동작할 시, 벅 시스템(412)에 의해 입력 전압이 강압되며, 벅부스트 컨버터(400)가 부스트 모드로 동작할 시, 부스트 시스템(414)에 의해 입력 전압이 승압될 수 있다. 벅부스트 컨버터(400)가 벅부스트 모드로 동작할 시, 벅 시스템(412)과 부스트 시스템(414)이 교대로 동작하여 입력 전압의 크기가 유지된 채로 출력될 수 있다. 벅부스트 컨버터(400)는 입력 전압과 출력 전압에 기반하여 벅 시스템(412) 및/또는 부스트 시스템(414)에 포함된 트랜지스터들의 온/오프 시간을 조절함으로써, 입력 전압을 강압, 승압, 또는 유지하여 미리 설정된 출력 전압에 대응되는 전압을 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 직렬 연결된 적어도 두 개의 벅부스트 컨버터들(322, 324)은, 적어도 하나의 외부 전원 장치로부터 입력 전압을 제공받는 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322), 및 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322)로부터 입력 전압(또는 중간 전압)을 제공받는 제2 벅부스트 컨버터(324)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)에 N개의 외부 전원 장치가 동시에 연결 가능한 경우, 전압 변환기(320)는 N개의 제1 벅부스트 컨버터(322)를 포함할 수 있다. N개의 제1 벅부스트 컨버터(322)는 병렬 연결될 수 있다. 예컨대, 전압 변환기(320)는 도 5에 도시된 바와 같이, 병렬로 연결된 N개의 제1 벅부스트 컨버터들(501-1, 501-2, ..., 501-N)과 N개의 제1 벅부스트 컨버터들(501-1, 501-2, ..., 501-N)에 직렬 연결된 하나의 제2 벅부스트 컨버터(503)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322) 및 제2 벅부스트 컨버터(324)는 프로세서(120)의 제어에 의해 결정된 중간 전압에 기반하여 벅 모드, 부스트 모드, 또는 벅부스트 모드 중 어느 하나로 동작할 수 있다. 예를 들어, 외부 전원 장치로부터 공급되는 입력 전압이 5V이고, 미리 설정된 출력 전압이 8V인 상태에서 중간 전압이 10V로 결정된 경우, 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322)는 부스트 모드로 동작하여 5V의 입력 전압을 10V로 조정하고, 제2 벅부스트 컨버터(324)는 벅 모드로 동작하여 10V의 입력 전압(또는 중간 전압)을 8V로 조정할 수 있다. 다른 예로, 외부 전원 장치로부터 공급되는 입력 전압이 5V이고, 미리 설정된 출력 전압이 8V인 상태에서 중간 전압이 5V로 결정된 경우, 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322)는 벅부스트 모드로 동작하여 5V의 입력 전압을 5V로 유지하여 출력하고, 제2 벅부스트 컨버터(324)는 부스트 모드로 동작하여 5V의 입력 전압(또는 중간 전압)을 8V로 조정할 수 있다. 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322)는 외부 전원 장치로부터 공급되는 입력 전압, 및 프로세서(120)에 의해 결정된 중간 전압에 기반하여, 적어도 하나의 제1 벅부스트 컨버터(322)에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 입력 전압을 중간 전압으로 조정할 수 있다. 제2 벅부스트 컨버터(324)는 프로세서(120)에 의해 결정된 중간 전압, 및 미리 설정된 출력 전압에 기반하여, 제2 벅부스트 컨버터(324)에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 중간 전압에 대응되는 입력 전압을 출력 전압으로 조정할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 전압 변환기(320)의 상세 구성 및 프로세서(120)와의 연결 구조를 도시한다. 도 6의 전압 변환기(320)는 도 3에 도시된 전압 변환기(320)일 수 있고, 도 6의 프로세서(120)는 도 1의 프로세서(120) 또는 도 3의 프로세서(120) 일 수 있다. 도 6에서는 전압 변환기(320)에 두 개의 제1 벅부스트 컨버터(601-1, 601-2)가 포함되는 경우를 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전압 변환기(320)는 도 5에 도시된 바와 같이, 두 개 이상의 제1 벅부스트 컨버터를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 전압 변환기(320)는 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1), 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2), 제2 벅부스트 컨버터(603)를 포함할 수 있다. 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)와 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)는 병렬 연결되며, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1) 및 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2) 각각은 제2 벅부스트 컨버터(603)와 직렬 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)는 제1 입력 전압(V_IN1)(611)을 제공받고, 제어기(641)의 제어에 따라 제1 입력 전압(V-IN1)을 중간 전압(V_MID)(621)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)에 포함된 제어기(641)는 프로세서(120)로부터 중간 전압(V_MID)(621)에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기반하여 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 제1 입력 전압(V_IN1)(611)이 해당 중간 전압(V_MID)(621)으로 변환되도록 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제어기(641)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보만을 획득하거나, 중간 전압에 대한 정보와 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)의 동작 모드에 대한 정보를 함께 획득할 수 있다. 제어기(641)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보만 획득될 경우, 중간 전압에 대한 정보에 기반하여 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(641)는 프로세서(120)로부터 제공된 중간 전압에 대한 정보를 분석하여, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)이 출력해야 하는 중간 전압(V_MID)(621)이 제1 입력 전압(V_IN1)(611)보다 큰 경우, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)의 동작 모드를 부스트 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 제어기(641)는 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)이 출력해야 하는 중간 전압(V_MID)(621)이 제1 입력 전압(V_IN1)(611)보다 작은 경우, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)의 동작 모드를 벅 모드로 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 제어기(641)는 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)이 출력해야 하는 중간 전압(V_MID)(621)이 제1 입력 전압(V_IN1)(611)과 동일한 경우, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에 제1 입력 전압(V_IN1)(611)에 대응되는 제1 외부 전원 장치가 연결된 경우, 제어기(641)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보를 포함하는 신호를 수신하고, 수신된 신호에 기반하여 동작할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)는 제2 입력 전압(V_IN2)(613)을 제공받고, 제어기(642)의 제어에 따라 제2 입력 전압(V-IN2)을 중간 전압(V_MID)(621)으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)에 포함된 제어기(642)는 프로세서(120)로부터 중간 전압(V_MID)(621)에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기반하여 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 제2 입력 전압(V_IN2)(613)이 해당 중간 전압(V_MID)(621)으로 변환되도록 제어할 수 있다. 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)의 동작 방식은, 상술한 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)과 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 벅부스트 컨버터(603)는 중간 전압(V_MID)(621)을 입력 전압으로 제공받고, 제어기(643)의 제어에 따라 중간 전압(V_MID)(621)을 미리 설정된 출력 전압(V_OUT)(631)로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제2 벅부스트 컨버터(603)에 포함된 제어기(643)는 프로세서(120)로부터 중간 전압(V_MID)(621)에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기반하여 제2 벅부스트 컨버터(603)에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 중간 전압(V_IN1)(621)이 미리 설정된 출력 전압(V_OUT)(631)으로 변환되도록 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 제어기(643)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보만을 획득하거나, 중간 전압에 대한 정보와 제2 벅부스트 컨버터(603)의 동작 모드에 대한 정보를 함께 획득할 수 있다. 제어기(643)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보만 획득될 경우, 중간 전압에 대한 정보에 기반하여 제2 벅부스트 컨버터(603)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(643)는 프로세서(120)로부터 제공된 중간 전압에 대한 정보를 분석하여, 제2 벅부스트 컨버터(603)로 입력되는 중간 전압(V_MID)(621)이 출력 전압(V_OUT)(631)보다 큰 경우, 제2 벅부스트 컨버터(603)의 동작 모드를 벅 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 제어기(643)는 제2 벅부스트 컨버터(603)로 입력되는 중간 전압(V_MID)(621)이 출력 전압(V_OUT)(631)보다 작은 경우, 제2 벅부스트 컨버터(603)의 동작 모드를 부스트 모드로 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 제어기(643)는 제2 벅부스트 컨버터(603)로 입력되는 중간 전압(V_MID)(621)이 출력 전압(V_OUT)(631)과 동일한 경우, 제2 벅부스트 컨버터(603)의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에 제1 입력 전압(V_IN1)(611)에 대응되는 제1 외부 전원 장치 및/또는 제2 입력 전압(V_IN2)(613)에 대응되는 제2 외부 전원 장치 중 적어도 하나가 연결된 경우, 제어기(642)는 프로세서(120)로부터 중간 전압에 대한 정보를 포함하는 신호를 수신하고, 수신된 신호에 기반하여 동작할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)에 대한 적어도 하나의 입력 전압, 적어도 하나의 입력 전류, 출력 전압, 및 출력 전류 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 값들에 기반하여 중간 전압(V_MID)(621)을 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 전자 장치(101)에 외부 전원 장치의 연결이 감지되면, 전압 변환기(320)에 대한 적어도 하나의 입력 전압, 적어도 하나의 입력 전류, 출력 전압, 및 출력 전류 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 프로세서(120)는 결정된 중간 전압에 대한 정보를 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 하나의 벅부스트 컨버터(601-1, 601-2, 603)로 제공할 수 있다. 프로세서(120)는 전압 변환기(320)에 대한 입력 전압 및/또는 입력 전류 측정 결과에 기반하여, 제1 벅부스트 컨버터들(601-1, 601-2) 중 적어도 하나로 중간 전압에 대한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 제1 입력 전압(V_IN1)(611)이 감지되고, 제2 입력 전압(V_IN2)(613)이 감지되지 않는 경우, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1)로 중간 전압에 대한 정보를 제공할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(120)는 제1 입력 전압(V_IN1)(611), 및 제2 입력 전압(V_IN2)(613)이 모두 감지되는 경우, 제1 벅부스트 컨버터-1(601-1), 및 제1 벅부스트 컨버터-2(601-2)로 중간 전압에 대한 정보를 제공할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(120)는 외부 전원 장치의 연결 감지에 의해 중간 전압이 결정되는 경우, 제2 벅부스트 컨버터(603)로 중간 전압에 대한 정보를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 전압 변환 동작 중에 전압 변환기(320)의 입력 전력, 또는 출력 전력 중 적어도 하나가 변경되는 경우, 전압 변환기(320)의 중간 전압을 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 결정된 중간 전압에 의해 전압 변환기(320)가 동작하는 중에 전압 변환기(320)의 입력 전력, 또는 출력 전력 중 적어도 하나를 주기적으로 측정하여, 입력 전력, 또는 출력 전력 중 적어도 하나가 변경되는지 여부를 감지할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 외부 전원 장치에 의해 변경되는 입력 전압이 변경되는 것, 또는 시간의 경과에 의해 입출력 전류가 변경되는 것을 감지할 수 있으며, 변경된 입력 전압, 또는 입출력 전류에 기반하여 전압 변환기(320)의 중간 전압을 변경할 수 있다. 프로세서(120)는 메모리(130)에 저장된 중간 전압 테이블로부터, 변경된 입력 전압, 미리 설정된 출력 전압, 및 입출력 전류에 대응되는 중간 전압을 검색할 수 있다. 프로세서(120)는 중간 전압 테이블로부터 변경된 입력 전압, 미리 설정된 출력 전압, 및 입출력 전류에 대응되는 중간 전압이 검색되는 경우, 전압 변환기(320)의 중간 전압을 검색된 중간 전압으로 변경할 수 있다. 중간 전압 테이블로부터 변경된 입력 전압, 미리 설정된 출력 전압, 및 입출력 전류에 대응되는 중간 전압이 검색되지 않는 경우, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 중간 전압을 미리 설정된 값만큼 승압 또는 강압하면서 전력 효율을 측정하는 방식을 통해, 최적의 전력 효율을 갖는 중간 전압을 검색할 수 있다.
도 7은 다양한 실시예에 따른 전압 변환기(320)의 상세 구성 및 프로세서(120)와의 연결 구조를 도시한다. 도 7의 전압 변환기(320)는 도 3에 도시된 전압 변환기(320)일 수 있고, 도 7의 프로세서(120)는 도 1의 프로세서(120) 또는 도 3의 프로세서(120) 일 수 있다. 도 7에서는 전압 변환기(320)에 두 개의 제1 벅부스트 컨버터(701-1, 701-2)를 포함되는 경우를 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전압 변환기(320)는 도 5에 도시된 바와 같이, 두 개 이상의 제1 벅부스트 컨버터를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 전압 변환기(320)는 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1), 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2), 제2 벅부스트 컨버터(703)를 포함할 수 있다. 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1)와 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2)는 병렬 연결되며, 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1) 및 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2) 각각은 제2 벅부스트 컨버터(703)와 직렬 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전압 변환기(320)는 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1), 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2), 제2 벅부스트 컨버터(703), 및 온도 센서들(751, 752, 753)을 포함할 수 있다. 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1)와 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2)는 병렬 연결되며, 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1) 및 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2) 각각은 제2 벅부스트 컨버터(703)와 직렬 연결될 수 있다. 일실시예에 따르면, 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1), 제1 벅부스트 컨버터-2(701-2), 및 제2 벅부스트 컨버터(703) 각각의 구성 및 동작은 도 6에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 온도 센서들(751, 752, 753) 각각은 해당 벅부스트 컨버터 전체, 또는 해당 벅부스트 컨버터에 포함된 적어도 하나의 구성 요소에 대한 온도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 온도 센서(751)는 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1) 전체의 온도, 또는 제1 벅부스트 컨버터-1(701-1)에 포함된 인덕터의 온도를 측정할 수 있다. 온도 센서들(751, 752, 753) 각각은 측정된 온도 값을 나타내는 온도 정보를 프로세서(120)로 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 도 6에서 설명된 프로세서(120)와 동일한 동작을 수행할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 온도 센서들(751, 752, 753)로부터 복수의 벅부스트 컨버터들(701-1, 701-2, 703) 각각에 대한 온도 정보를 수신하고, 수신된 온도 정보에 기반하여 중간 전압(V_MID)(721)을 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 전압 변환기(320)에 포함된 복수의 벅부스트 컨버터들(701-1, 701-2, 703) 중 특정 벅부스트 컨버터가 과열되는 것을 방지하기 위해 복수의 벅부스트 컨버터들(701-1, 701-2, 703) 각각의 온도에 기반하여 중간 전압을 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 복수의 벅부스트 컨버터들(701-1, 701-2, 703) 각각의 온도가 기준 조건을 만족하는지 여부를 검사할 수 있다. 프로세서(120)는 기준 조건을 만족하는 적어도 하나의 벅부스트 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 복수의 벅부스트 컨버터들(701-1, 701-2, 703) 중 적어도 하나의 벅부스트 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은 경우, 제1 임계 온도보다 높은 온도를 갖는 벅부스트 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 중간 전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 제2 벅부스트 컨버터(703)가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서, 제2 벅부스트 컨버터(703)의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정된 경우, 프로세서(120)는 제2 벅부스트 컨버터(703)의 동작 모드가 벅 모드 또는 부스트 모드로 변경되도록 중간 전압 값을 제1 값에서 제2 값으로 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 온도에 기반하여 변경된 중간 전압에 따라 변경된 동작 모드로 동작 중인 벅부스트 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은 경우, 변경된 중간 전압을 다른 값으로 재변경하거나 이전의 값으로 변경할 수 있다. 이전의 값은 중간 전압 테이블에 의해 설정된 최적의 전력 효율을 갖는 중간 전압을 의미할 수 있다. 제2 임계 온도는 제1 임계 온도보다 낮은 온도일 수 있다. 예를 들어, 제2 벅부스트 컨버터(703)가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서, 제2 벅부스트 컨버터(703)의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정되어 벅부스트 모드에서 벅 모드로 변경된 이후, 제2 벅부스트 컨버터(703)의 온도가 제2 임계 온도보다 낮게 측정되는 경우, 제2 벅부스트 컨버터(703)의 모드가 벅부스트 모드로 복구되도록 중간 전압을 이전 값으로 복구할 수 있다.
상술한, 도 7에서는 하나의 온도 센서가 하나의 벅부스트 컨버터의 온도를 측정하는 것을 예로 들어 설명하였다. 그러나, 다양한 실시예에 따르면, 복수개의 온도 센서를 이용하여 하나의 벅부스트 컨버터의 온도를 측정할 수도 있다. 예를 들어, 복수 개의 온도 센서들 각각이 하나의 벅부스트 컨버터에 포함된 복수 개의 구성 요소들(예: 트랜지스터들, 인덕터) 각각의 온도를 측정할 수 있고, 프로세서(120)는 복수 개의 온도 센서들에 의해 측정된 온도의 평균 값을 이용하여 해당 벅부스트 컨버터의 동작 모드를 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하는 적어도 하나의 제1 컨버터(예: 도 3의 제1 벅부스트 컨버터(322)), 상기 다수 개의 동작 모드를 지원하고, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 직렬로 연결된 제2 컨버터(예: 도 3의 제2 벅부스트 컨버터(324)), 및 적어도 하나의 프로세서(예: 도 3의 프로세서(120))를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고, 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제1 컨버터의 입력 전류, 또는 상기 제2 컨버터의 출력 전류 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 및 상기 제2 컨버터의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 온도 센서를 이용하여 측정된 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 또는 상기 제2 컨버터의 온도 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터, 및 상기 제2 컨버터 중에서 지정된 온도 조건을 만족하는 적어도 하나의 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 상기 중간 전압을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 온도 센서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 각각에 포함된 인덕터의 온도를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제1 컨버터에 대한 입력 전력, 또는 상기 제2 컨버터에 대한 출력 전력 중 적어도 하나의 변화를 감지하고, 및 상기 변화 감지에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 동작 모드를 결정하고, 및 상기 결정된 중간 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 제2 컨버터의 동작 모드를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터는 상기 입력 전압을 상기 중간 전압으로 변환하여 출력하고, 및 상기 제2 컨버터는 상기 적어도 하나의 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받고, 상기 입력된 중간 전압을 상기 출력 전압으로 변환할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터가 복수 개인 경우, 상기 복수 개의 제1 컨버터들은 병렬 연결되며, 및 상기 복수 개의 제1 컨버터들 각각은, 서로 다른 외부 전원 장치들로부터 입력 전압을 제공받을 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드는, 전압을 강압하는 벅 모드, 전압을 승압하는 부스트 모드, 또는 전압에 대한 강압 및 승압을 반복하여 수행하는 벅부스트 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 전압을 강압 또는 승압 가능한 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 직렬로 연결되고, 전압을 강압 또는 승압가능한 제2 벅부스트컨버터, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 입력 전압과 상기 제2 벅부스트컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고, 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 각각이 강압 또는 승압하도록 제어하도록 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 입력 전류, 또는 상기 적어도 하나의 제2 벅부스트컨버터의 출력 전류 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치는 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 온도, 및 상기 제2 벅부스트컨버터의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 온도 센서를 이용하여 측정된 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터의 온도, 또는 상기 제2 벅부스트컨버터의 온도 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터컨버터, 및 상기 제2 벅부스트컨버터컨버터 중에서 지정된 온도 조건을 만족하는 적어도 하나의 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 상기 중간 전압을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 온도 센서는, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터컨버터 및 상기 제2 벅부스트컨버터컨버터 각각에 포함된 인덕터의 온도를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제1 벅부스트컨버터에 대한 입력 전력, 또는 상기 제2 벅부스트컨버터에 대한 출력 전력 중 적어도 하나의 변화를 감지하고, 및 상기 변화 감지에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나의 제1 벅부스트컨버터와 상기 제2 벅부스트컨버터 사이의 중간 전압을 변경하도록 설정될 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 전압 조정을 위해 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(800)이다. 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 8에서 점선으로 표시된 동작은 실시예에 따라 생략될 수 있다. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101), 또는 도 3의 전자 장치(101) 일 수 있다. 이하 설명에서, 컨버터는 입력 전압을 강압하는 벅 모드, 입력 전압을 승압하는 부스트 모드, 및/또는 입력 전압을 유지하여 출력하는 벅부스트 모드로 동작 가능한 벅부스트 컨버터를 의미할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 801에서 직렬 연결된 적어도 두 개의 컨버터 사이의 중간 전압을 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(예: 도 3의 프로세서(120))는 전압 변환기(예: 도 3의 전압 변환기(320))에 대한 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류 중 적어도 하나를 측정하고, 측정된 값에 기반하여 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 두 개의 컨버터(예: 도 3의 제1 벅부스트 컨버터(322), 및 제2 벅부스트 컨버터(324)) 사이의 중간 전압을 결정할 수 있다. 전자 장치의 프로세서(120)는 연결 단자(예: 도 3의 연결 단자(178))를 통해 적어도 하나의 외부 전원 장치가 전자 장치(101)에 연결되는 것이 감지되는 경우, 전압 변환기(320)의 중간 전압을 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 메모리(예: 도 3의 메모리(130))에 미리 저장된 정보(예: 중간 전압 테이블)에 기반하여, 측정된 입력 전압, 출력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류 중 적어도 하나에 대응되는 중간 전압을 결정할 수 있다. 입력 전압, 입력 전류, 또는 출력 전류 중 적어도 하나는, 전자 장치(101)에 연결된 외부 전원 장치에 의해 변경될 수 있다. 출력 전압은 배터리(189)의 충전에 적합한 전압으로 고정된 값일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 803에서 중간 전압에 기반하여 적어도 두 개의 컨버터의 동작 모드를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압, 중간 전압, 및 출력 전압에 기반하여 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 동작 모드를 결정하고, 적어도 두 개의 컨버터 각각이 중간 전압 및 결정된 동작 모드에 기반하여 동작하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 중간 전압이 입력 전압과 동일하고 출력 전압보다 작은 경우, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정하고, 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))의 동작 모드를 부스트 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치의 프로세서(120)는 중간 전압이 입력 전압보다 크고 출력 전압과 동일한 경우, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))의 동작 모드를 부스트 모드로 결정하고, 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 대한 정보를 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 두 개의 컨버터들(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324))로 제공할 수 있다. 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 두 개의 컨버터들(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각은, 중간 전압 및 해당 동작 모드에 따라 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))는 입력 전압, 중간 전압, 및/또는 동작 모드에 기반하여, 제1 컨버터 내에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 입력 전압을 중간 전압으로 변환할 수 있다. 다른 예로, 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))는 중간 전압, 출력 전압, 및/또는 동작 모드에 기반하여, 제2 컨버터 내에 포함된 적어도 하나의 트랜지스터의 온/오프 시간을 조절함으로써, 입력되는 중간 전압을 출력 전압으로 변환할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 805에서 입출력 전력 변화 또는 온도 변화 중 적어도 하나에 기반하여 중간 전압을 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전력 및/또는 출력 전력의 변화에 기반하여 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전력 및/또는 출력 전력의 변화가 감지되는 경우, 중간 전압을 미리 정해진 값만큼 변경(강압 또는 승압)하면서 전력 효율을 측정하고, 최적의 전력 효율을 갖는 중간 전압을 선택할 수 있다. 이에 관련된 동작은 하기 도 9에서 보다 상세히 설명할 것이다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 온도 변화에 기반하여 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 온도가 지정된 조건을 만족하는지 여부에 기반하여 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 온도와 제1 임계 온도를 비교하고, 적어도 두 개의 컨버터 중에서 제1 임계 온도보다 높은 온도를 갖는 컨버터가 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 임계 온도보다 높은 온도를 갖는 컨버터가 존재하는 경우, 해당 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 중간 전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정된 경우, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 동작 모드가 벅 모드 또는 부스트 모드로 변경되도록 중간 전압 값을 제1 값에서 제2 값으로 변경할 수 있다. 이에 관련된 동작은 하기 도 10에서 보다 상세히 설명할 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 807에서 변경된 중간 전압에 기반하여 적어도 두 개의 컨버터의 동작 모드를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압, 변경된 중간 전압, 및 출력 전압에 기반하여 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 동작 모드를 결정하고, 적어도 두 개의 컨버터 각각이 변경된 중간 전압 및 결정된 동작 모드에 기반하여 동작하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 변경된 중간 전압이 입력 전압과 동일하고 출력 전압보다 작은 경우, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정하고, 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))의 동작 모드를 부스트 모드로 결정할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치의 프로세서(120)는 변경된 중간 전압이 입력 전압보다 크고 출력 전압과 동일한 경우, 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))의 동작 모드를 부스트 모드로 결정하고, 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))의 동작 모드를 벅부스트 모드로 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 변경된 중간 전압 및 동작 모드에 대한 정보를 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 두 개의 컨버터들(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324))로 제공할 수 있다. 전압 변환기(320)에 포함된 적어도 두 개의 컨버터들(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각은, 변경된 중간 전압 및 해당 동작 모드에 따라 동작할 수 있다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 입출력 전력의 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(805, 807)이다. 이하 설명되는 도 9의 동작들은 도 8의 동작 805 및 동작 807의 적어도 일부일 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. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101), 또는 도 3의 전자 장치(101) 일 수 있다. 이하 설명에서, 컨버터는 입력 전압을 강압하는 벅 모드, 입력 전압을 승압하는 부스트 모드, 및/또는 입력 전압을 유지하여 출력하는 벅부스트 모드로 동작 가능한 벅부스트 컨버터를 의미할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 제1 컨버터가 외부 전원 장치로부터 입력 전압을 제공받는 제1 벅부스트 컨버터(322)이고, 제2 컨버터가 제1 컨버터와 직렬로 연결되어, 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받는 제2 벅부스트 컨버터(324)인 것을 가정하여 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 901에서 제1 컨버터의 입력 전력 및 제2 컨버터의 출력 전력을 측정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 외부 전원 장치의 연결이 감지되면, 전압 변환기(320)의 입력 전력 및 출력 전력을 측정할 수 있다. 전압 변환기(320)의 입력 전력은 제1 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322))의 입력 전력일 수 있으며, 전압 변환기(320)의 출력 전력은 제2 컨버터(예: 제2 벅부스트 컨버터(324))의 출력 전력일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전압, 입력 전류, 출력 전압 및 출력 전류를 측정하고, 이에 기반하여 입력 전력 및 출력 전력을 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 903에서 입력 전력 및 출력 전력 중 적어도 하나가 변경되는지 여부를 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전압이 변경되어 입력 전력이 변경되거나, 또는 전압 변환기(320)의 출력 전류가 변경되어 출력 전력이 변경되는지 여부를 결정할 수 있다. 전압 변환기(320)의 입력 전압은 전자 장치(101)에 연결된 외부 전원 장치의 종류가 변경되거나, 또는 전자 장치(101)에 연결된 외부 전원 장치의 공급 전압이 변경됨에 따라 변경될 수 있다. 전환 변환기(320)의 출력 전류는 전압 변환기(320)가 일정 시간 이상 지속적으로 동작하는 경우에 저하될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 905에서 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 단계별로 변경하면서 전력 효율을 측정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 중간 전압을 미리 정해진 값(또는 단계, 레벨)만큼 변경(강압 또는 승압)하면서 전력 효율을 측정할 수 있다. 예를 들어, 중간 전압이 6V인 상태에서 입력 전력 및/또는 출력 전력의 변화가 감지되는 경우, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)가 중간 전압을 6V에서 7V로 변경하여 동작하도록 제어하고, 전압 변환기(320)의 입력 전력과 출력 전력을 측정하여 전력 효율을 계산할 수 있다. 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)가 중간 전압을 7V에서 8V로 설정하여 동작하도록 제어하고 전압 변환기(320)의 입력 전력과 출력 전력을 측정하여 전력 효율을 계산할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 907에서 측정된 전력 효율에 기반하여 중간 전압을 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 측정된 전력 효율들 중에서 가장 높은 전력 효율에 대응되는 중간 전압을 선택하고, 선택된 중간 전압을 전압 변환기(320)의 중간 전압으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 중간 전압이 7V인 경우의 전력 효율이 97%이고, 중간 전압이 8V인 경우의 전력 효율이 95%인 경우, 7V를 전압 변환기(320)의 중간 전압으로 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 909에서 결정된 중간 전압에 따라 제1 컨버터 및 제2 컨버터의 동작 모드를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압, 결정된 중간 전압, 및 출력 전압에 기반하여 적어도 두 개의 컨버터(예: 제1 벅부스트 컨버터(322), 제2 벅부스트 컨버터(324)) 각각의 동작 모드를 결정하고, 적어도 두 개의 컨버터 각각이 변경된 중간 전압 및 결정된 동작 모드에 기반하여 동작하도록 제어할 수 있다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 온도 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 흐름도(805, 807)이다. 이하 설명되는 도 10의 동작들은 도 8의 동작 805 및 동작 807의 적어도 일부일 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. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101), 또는 도 3의 전자 장치(101) 일 수 있다. 이하 설명에서, 컨버터는 입력 전압을 강압하는 벅 모드, 입력 전압을 승압하는 부스트 모드, 및/또는 입력 전압을 유지하여 출력하는 벅부스트 모드로 동작 가능한 벅부스트 컨버터를 의미할 수 있다. 이하에서, 제1 컨버터가 외부 전원 장치로부터 입력 전압을 제공받는 제1 벅부스트 컨버터(322)인 경우, 제2 컨버터가 제1 컨버터와 직렬로 연결되어, 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받는 제2 벅부스트 컨버터(324)일 수 있다. 그러나, 반대의 경우도 가능할 것이다. 예를 들어, 제2 컨버터가 외부 전원 장치로부터 입력 전압을 제공받는 제1 벅부스트 컨버터(322)인 경우, 제1 컨버터가 제2 컨버터와 직렬로 연결되어, 제2 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받는 제2 벅부스트 컨버터(324)일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1001에서 제1 컨버터와 제2 컨버터의 온도를 측정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 온도 센서들(예: 온도 센서들(751, 752, 753))을 이용하여 제1 컨버터와 제2 컨버터각각의 온도를 측정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 온도 센서들(예: 온도 센서들(751, 752, 753))을 이용하여 제1 컨버터와 제2 컨버터 내에 포함된 인덕터의 온도를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1003에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 온도와 제1 임계 온도를 비교하여 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제1 컨버터는 벅부스트 모드로 동작하는 컨버터일 수 있다. 예컨대, 전자 장치의 프로세서(120)는 벅부스트 모드로 동작하는 제1 벅부스트 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 이는 예시적인 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 컨버터는 벅 모드, 또는 부스트 모드로 동작하는 컨버터일 수 도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1005에서 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 제1 컨버터의 동작 모드를 변경하기 위해 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정된 경우, 제1 컨버터가 벅부스트 모드가 아닌 다른 모드로 동작하도록 하기 위해, 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압 값을 제1 컨버터의 동작 모드를 변경시킬 수 있는 값으로 변경될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1007에서 변경된 중간 전압에 따라 제1 컨버터 및 제2 컨버터의 동작 모드를 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터 및 제2 컨버터 각각이 변경된 중간 전압에 따라 동작 모드를 변경하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 동작 모드를 벅부스트 모드에서 벅 모드로 변경하고, 제2 컨버터의 모드를 벅 모드에서 벅부스트 모드로 변경할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 변경된 중간 전압의 값에 따라, 제1 컨버터의 동작 모드만 변경되고, 제2 컨버터의 동작 모드는 변경되지 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 컨버터가 벅부스트 모드로 동작하여 제1 중간 전압을 출력하고, 제2 컨버터가 벅 모드로 동작하여 제1 중간 전압을 출력 전압으로 변환하는 상황에서, 변경된 중간 전압 값이 제1 중간 전압보다 큰 값인 경우, 제1 컨버터의 동작 모드는 벅부스트 모드에서 부스트 모드로 변경되고, 제2 컨버터의 동작 모드는 벅 모드로 유지될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1009에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계온도보다 낮은지 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 온도와 제1 임계 온도를 비교하여 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮은지 여부를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1021에서 중간 전압 및 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 동작 1005 및 동작 1007에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드를 유지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮을 시, 전자 장치는 동작 1011에서 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제2 컨버터의 온도와 제1 임계 온도를 비교하여 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 경우, 전자 장치는 후술되는 동작 1013을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1023에서 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은지 여부를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 높거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1025에서 중간 전압 및 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 동작 1005 및 동작 1007에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드를 유지할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은 경우, 전자 장치는 후술되는 동작 1013을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1013에서 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 기준 조건을 만족하는 컨버터의 동작 모드를 변경하기 위해 제1 컨버터와 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 제2 컨버터의 동작 모드를 변경하기 위해 중간 전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 제2 컨버터가 벅부스트 모드로 동작 중인 상태에서 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높게 측정된 경우, 제1 컨버터가 벅부스트 모드가 아닌 다른 모드로 동작하도록 중간 전압을 변경할 수 있다. 다른 예로, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮을 시, 제1 컨버터의 동작 모드를 변경하기 위해 중간 전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 제1 컨버터가 벅부스트 모드가 아닌 다른 모드로 동작 중인 상태에서 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮게 측정된 경우, 제1 컨버터가 벅부스트 모드로 동작하도록 중간 전압을 변경할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1015에서 변경된 중간 전압에 따라 제1 컨버터 및 제2 컨버터의 동작 모드를 변경할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터 및 제2 컨버터 각각이 변경된 중간 전압에 따라 동작 모드를 변경하도록 제어할 수 있다. 이는 동작 1007에서 설명한 바와 동일할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 다양한 실시예에 따른 전자 장치에서 온도 변화에 기반하여 벅부스트 컨버터들의 동작을 제어하는 상세한 흐름도(1100, 1101)이다. 이하 설명되는 도 11a 및 도 11b의 동작들은 도 10의 동작들 중 적어도 일부 일수 있다. 도 도 11a 및 도 11b는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시적인 동작으로써, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 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. 여기에서, 전자 장치는 도 1의 전자 장치(101), 또는 도 3의 전자 장치(101) 일 수 있다. 이하 설명에서, 컨버터는 입력 전압을 강압하는 벅 모드, 입력 전압을 승압하는 부스트 모드, 및/또는 입력 전압을 유지하여 출력하는 벅부스트 모드로 동작 가능한 벅부스트 컨버터를 의미할 수 있다. 이하에서는, 제1 컨버터가 외부 전원 장치로부터 입력 전압을 제공받는 제1 벅부스트 컨버터(322)이고, 제2 컨버터가 제1 컨버터와 직렬로 연결되어, 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받는 제2 벅부스트 컨버터(324)인 경우를 가정하여 설명한다. 그러나, 반대의 경우도 가능할 것이다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1101에서 전원 연결을 감지할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 단자(178)를 통해 전자 장치(101)에 외부 전원 장치가 연결된 것을 감지할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전압을 측정하고, 측정된 입력 전압에 기반하여 전자 장치(101)에 외부 전원 장치가 연결된 것을 감지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1103에서 입력 전압과 출력 전압이 일치하는지 여부를 결정할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치의 프로세서(120)는 전압 변환기(320)의 입력 전압을 측정하고, 측정된 입력 전압을 미리 설정된 출력 전압과 비교할 수 있다. 입력 전압과 출력 전압이 동일할 시, 전자 장치는 동작 1105에서 입력 전압이 출력 전압보다 큰지 여부를 결정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 입력 전압이 출력 전압보다 클 시, 전자 장치는 동작 1107에서 출력 전압을 중간 전압으로 결정하고, 제1 컨버터를 벅 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 20V이고, 출력 전압이 8V인 경우, 중간 전압을 출력 전압 값과 동일한 8V로 결정하여, 제1 컨버터를 벅 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1109에서 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 현재 동작을 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1107에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1111에서 중간 전압을 승압하고, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 벅 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 20V, 출력 전압이 8V, 중간 전압이 8V인 경우, 8V의 중간 전압을 20V로 승압함으로써, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 벅 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1113에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1115에서 현재 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1111에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1107을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 동작 1105를 수행한 결과 입력 전압이 출력 전압보다 작을 시, 전자 장치는 동작 1121에서 출력 전압을 중간 전압으로 결정하고, 제1 컨버터를 부스트 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 5V이고, 출력 전압이 8V인 경우, 중간 전압을 출력 전압 값과 동일한 8V로 결정하여, 제1 컨버터를 부스트 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1121에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 현재 동작을 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1121에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1125에서 중간 전압을 강압하고, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 부스트 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 5V, 출력 전압이 8V, 중간 전압이 8V인 경우, 8V의 중간 전압을 5V로 강압함으로써, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 부스트 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1127에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1129에서 현재 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1125에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1121을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 동작 1103를 수행한 결과 입력 전압과 출력 전압이 일치할 시, 전자 장치는 동작 1131에서 출력 전압을 중간 전압으로 결정하고, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 8V이고, 출력 전압이 8V인 경우, 중간 전압을 출력 전압 값과 동일한 8V로 결정하여, 제1 컨버터를 벅부스트 모드, 제2 컨버터를 벅부스트 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1133에서 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1135에서 중간 전압을 승압하고, 제1 컨버터를 부스트 모드, 제2 컨버터를 벅 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 8V, 출력 전압이 8V, 중간 전압이 8V인 경우, 8V의 중간 전압을 10V로 승압함으로써, 제1 컨버터를 부스트 모드, 제2 컨버터를 벅 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1137에서 제2 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은지 여부를 결정할 수 있다. 제2 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 높거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1139에서 현재 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1135에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다. 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮을 시, 전자 장치는 동작 1131을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 동작 1133의 결과 제2 컨버터의 온도가 제1 임계 온도 보다 낮거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1141에서 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높은지 여부를 결정할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 높을 시, 전자 장치는 동작 1143에서 중간 전압을 강압하고, 제1 컨버터를 벅 모드, 제2 컨버터를 부스트 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 입력 전압이 8V, 출력 전압이 8V, 중간 전압이 8V인 경우, 8V의 중간 전압을 5V로 강압함으로써, 제1 컨버터를 벅 모드, 제2 컨버터를 부스트 모드로 동작시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 동작 1145에서 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 낮은지 여부를 결정할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제2 임계 온도보다 높거나 같을 시, 전자 장치는 동작 1147에서 현재 동작 모드를 유지할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치의 프로세서(120)는 제1 컨버터와 제2 컨버터가 동작 1143에서 결정된 중간 전압 및 동작 모드에 따라 동작하도록 현재 동작 상태를 유지할 수 있다. 제1 컨버터의 온도가 제1 임계 온도보다 낮을 시, 전자 장치는 동작 1131을 수행할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치의 동작 방법은, 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하는 동작, 및 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터는, 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하며, 및 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터는 직렬로 연결되며, 상기 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드는, 전압을 강압하는 벅 모드, 전압을 승압하는 부스트 모드, 또는 전압에 대한 강압 및 승압을 반복하여 수행하는 벅부스트 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 중간 전압을 결정하는 동작은, 상기 제1 컨버터의 입력 전류, 또는 상기 제2 컨버터의 출력 전류 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 중간 전압을 결정하는 동작은, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 온도 센서를 이용하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 또는 상기 제2 컨버터의 온도 중 적어도 하나를 측정하는 동작, 및 상기 측정된 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 또는 상기 제2 컨버터의 온도 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 중간 전압을 변경하는 동작은, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터, 및 상기 제2 컨버터 중에서 지정된 온도 조건을 만족하는 적어도 하나의 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 상기 중간 전압을 변경하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 온도 센서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 각각에 포함된 인덕터의 온도를 측정할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 컨버터에 대한 입력 전력, 또는 상기 제2 컨버터에 대한 출력 전력 중 적어도 하나의 변화를 감지하는 동작, 및 상기 변화 감지에 대한 응답으로, 상기 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하는 동작을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 동작 모드를 제어하는 동작은, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 동작 모드를 결정하는 동작, 및 상기 결정된 중간 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 제2 컨버터의 동작 모드를 결정하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터는 상기 입력 전압을 상기 중간 전압으로 변환하여 출력하고, 상기 제2 컨버터는 상기 적어도 하나의 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받고, 상기 입력된 중간 전압을 상기 출력 전압으로 변환하며, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터가 복수 개인 경우, 상기 복수 개의 제1 컨버터들은 병렬 연결되며, 및 상기 복수 개의 제1 컨버터들 각각은, 서로 다른 외부 전원 장치들로부터 입력 전압을 제공받을 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 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(101))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 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.
일시예에 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, 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.
다양한 실시예들에 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 실시예에 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.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하는 적어도 하나의 제1 컨버터;
    상기 다수 개의 동작 모드를 지원하고, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 직렬로 연결된 제2 컨버터; 및
    적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하고,
    상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하도록 설정된 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 컨버터의 입력 전류, 또는 상기 제2 컨버터의 출력 전류 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 및 상기 제2 컨버터의 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함하며,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 온도 센서를 이용하여 측정된 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 온도, 또는 상기 제2 컨버터의 온도 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하는 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터, 및 상기 제2 컨버터 중에서 지정된 온도 조건을 만족하는 적어도 하나의 컨버터의 동작 모드가 변경되도록 상기 중간 전압을 변경하는 전자 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 온도 센서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터 각각에 포함된 인덕터의 온도를 측정하는 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 컨버터에 대한 입력 전력, 또는 상기 제2 컨버터에 대한 출력 전력 중 적어도 하나의 변화를 감지하고, 및
    상기 변화 감지에 대한 응답으로, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 변경하도록 설정된 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터의 동작 모드를 결정하고, 및
    상기 결정된 중간 전압과 상기 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 제2 컨버터의 동작 모드를 결정하는 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터는 상기 입력 전압을 상기 중간 전압으로 변환하여 출력하고, 및
    상기 제2 컨버터는 상기 적어도 하나의 제1 컨버터로부터 출력되는 중간 전압을 입력받고, 상기 입력된 중간 전압을 상기 출력 전압으로 변환하는 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터가 복수 개인 경우, 상기 복수 개의 제1 컨버터들은 병렬 연결되며, 및
    상기 복수 개의 제1 컨버터들 각각은, 서로 다른 외부 전원 장치들로부터 입력 전압을 제공받는 전자 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드는, 전압을 강압하는 벅 모드, 전압을 승압하는 부스트 모드, 또는 전압에 대한 강압 및 승압을 반복하여 수행하는 벅부스트 모드 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
  12. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    적어도 하나의 제1 컨버터의 입력 전압과 제2 컨버터의 출력 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 사이의 중간 전압을 결정하는 동작; 및
    상기 결정된 중간 전압에 기반하여 상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터 각각의 동작 모드를 제어하는 동작을 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터 및 상기 제2 컨버터는,
    전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드를 지원하며, 및
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터는 직렬로 연결되며,
    상기 전압을 변경하는 다수 개의 동작 모드는, 전압을 강압하는 벅 모드, 전압을 승압하는 부스트 모드, 또는 전압에 대한 강압 및 승압을 반복하여 수행하는 벅부스트 모드 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 중간 전압을 결정하는 동작은,
    상기 제1 컨버터의 입력 전류, 또는 상기 제2 컨버터의 출력 전류 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 동작을 포함하는 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 중간 전압을 결정하는 동작은,
    상기 적어도 하나의 제1 컨버터와 상기 제2 컨버터의 전력 효율, 또는 온도 중 적어도 하나에 더 기반하여 상기 중간 전압을 결정하는 동작을 포함하는 방법.
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